磁记录再生方法,磁记录再生装置,磁头.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200410062429.X

申请日:

2004.07.07

公开号:

CN1577555A

公开日:

2005.02.09

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

G11B11/10

主分类号:

G11B11/10

申请人:

日立麦克赛尔株式会社

发明人:

岛崎胜辅

地址:

日本大阪府

优先权:

2003.07.11 JP 2003-195533

专利代理机构:

北京银龙知识产权代理有限公司

代理人:

熊志诚

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内容摘要

本发明涉及磁记录再生方法,更详细的,涉及为了正确地记录信息,并将记录的信息低噪音的再生的磁记录再生方法,磁记录再生装置,磁头。本发明提供一种磁记录再生方法,磁记录再生装置及磁头,它可以降低过去使用具有辅助磁性层的垂直磁记录媒体的磁记录再生装置所具有的,该辅助磁性层成为产生原因的记录再生信号的噪音,并能以高信号质量进行记录再生。本发明提供的磁记录再生方法是在对具有辅助磁性层的垂直磁记录媒体进行记录再生的方法中,在对垂直磁记录媒体至少进行记录或/和再生之前,经过了将该辅助磁性层的磁化方向在预定方向进行磁化的过程后再进行该记录或/该再生。

权利要求书

1.  一种磁记录再生方法,它是对磁记录媒体进行记录或/和再生的方法,该磁记录媒体至少是具有用于承担记录信息的磁记录层和辅助磁性层的磁记录媒体,其特征在于:对于该磁记录媒体至少在记录或/和再生之前,经过了将进行该记录或/和该再生的位置的该辅助磁性层的磁化方向在预定的方向进行磁化的过程,然后再进行该记录或/和该再生。

2.
  如权利要求1所述的磁记录再生方法,其特征在于:至少在进行记录或/和再生之前,该辅助磁性层的该磁化过程的磁化方向是该辅助磁性层的容易磁化轴的方向。

3.
  如权利要求1或2所述的磁记录再生方法,其特征在于:该磁记录媒体的该辅助磁性层,相对于在该磁化过程的磁化方向上具有矫顽力的磁记录媒体,至少在进行记录或/和再生之前,经过了将进行该记录或/和该再生的位置的该辅助磁性层的磁化方向在预定方向进行磁化的过程,然后再进行该记录或/和该再生。

4.
  一种磁记录再生用的磁头,它是对于至少具有用于承担记录信息的磁记录层和辅助磁性层的磁记录媒体,进行记录或/和再生的磁头,其特征在于:具有用于对该磁记录层进行记录或/和再生的记录再生装置,和用于将该辅助磁性层的磁化方向在预定方向上进行磁化的外部磁场施加装置;该外部磁场施加装置是,至少在对该磁记录媒体进行记录或/和再生之前,用于将进行该记录或/和该再生的位置的该辅助磁性层的磁化方向在预定的方向上进行磁化的外部磁场施加装置。

5.
  一种磁记录再生装置,其特征在于,具有:至少具有用于承担记录信息的磁记录层和辅助磁性层的磁记录媒体,用于对该磁记录媒体进行记录或/和再生的装置,至少在对该磁记录媒体进行记录或/和再生之前,用于将进行该记录或/和该再生的位置的该辅助磁性层的磁化方向在预定的方向上进行磁化的外部磁场施加装置。

6.
  一种磁记录再生用的磁头,它是对于至少具有用于承担记录信息的磁记录层和辅助磁性层的磁记录媒体,进行记录或/和再生的磁头,其特征在于:具有用于对该磁记录层进行记录或/和再生的记录再生装置,用于将该辅助磁性层的磁化方向在预定方向上进行磁化的外部磁场施加装置,该记录再生装置和外部磁场施加装置,实质上被隔离地配置,进而,在记录再生时的该磁头与该磁记录媒体的相对移动方向上,该外部磁场施加装置配置在比该记录再生装置先行的位置。

7.
  一种磁记录再生装置,其特征在于:配备有如权利要求6所述的磁头。

说明书

磁记录再生方法,磁记录再生装置,磁头
技术领域
本发明涉及磁记录再生方法,更详细的,涉及为了正确地记录信息,并将记录的信息低噪音的再生的磁记录再生方法,磁记录再生装置,磁头。
背景技术
随着磁记录装置的大容量化,磁记录媒体的记录密度进一步提高,作为能稳定地记录更微小的记录磁区的记录内的方式正在进行垂直磁记录的研究。在垂直磁记录中作为媒体的记录层的材料使用由Co-Cr系的多晶膜和Co和Pd或Pt等的相互叠层的多层膜的垂直磁化膜等。(后者是铂族元素和Co以几个原子的程度或单原子程度的厚度相互叠层的多层膜。)在以这些垂直磁化膜作为记录层进行记录时,为了使用单极磁头,过去使用在记录层的下面叠层使用了软磁性材料的衬底层(软磁性衬底层)的构造。这个软磁性衬底层通过在其表面内磁化使来自记录用磁头的施加磁场集中到记录部分的同时,还起着使磁通从记录部分扩散足够远的地方再返回磁头的作用。即,为了把从来自磁头的记录磁场有效地施加到记录层等目的,使用具有大饱和磁通密度的软磁性薄膜。但是,因为这个软磁性衬底层的磁区难于构成为单一磁区,当构成多个磁区时,它们的边界部分产生磁壁。存在的问题是,从这个磁壁产生的不期望的杂散磁场成为再生时产生噪音的原因。
过去对这种噪音的解决办法也进行了研究。作为其中的一个解决方法提出在软磁性层下设置相同的面内磁化层,但是硬磁性层的构造,即“垂直磁化层/软磁性层/面内硬磁性层”的3层媒体等的技术方案。另外,还对与软磁性层的材料和磁特性对应的方法进行了研究。都是通过抑制产生软磁性层的磁壁来降低噪音。
如上述的垂直磁记录媒体的软磁性衬底层所代表的那样,除了用于承担记录信息的被称为所谓记录层的磁性层之外,存在有为了各种各样目的而辅助叠层其它磁性层的情况。这些辅助磁性层只要在整个磁盘上不形成单一的磁区,就一多磁区构成。即,这些磁区之间形成如图10所示的磁壁,由于由此必定会产生不期望的杂散磁通,其结果是,在记录再生时,遭受到如图11所示的噪音等的影响。所以,除了记录层外只要叠层有辅助磁性层,无论其目的如何都必须将该辅助磁性层做成单一磁区。特别是使用软磁性材料作为辅助磁性层的情况下,由于作为其磁性质的磁化方向易于朝向仅有的外部磁场所施加的方向上,因而要在整个磁盘上形成单一磁区是非常困难的。
作为解决这样的媒体的问题的方法,例如专利文献1-日本特开2001-101611号公报等中,提出了在再生时在再生部分施加偏磁场以降低串扰的方法。
发明内容
本发明提供一种含使用了具有如垂直磁记录媒体的软磁性衬底层为代表的辅助磁性层的磁记录媒体的现有的磁记录再生装置,并降低了以该辅助磁性层为产生原因的记录再生信号的噪音,并能以高信号质量进行记录和再生的磁记录再生方法,磁记录再生装置,磁头。
本发明的用于解决上述问题的手段涉及,对磁记录媒体进行记录再生方法,该磁记录媒体是至少保持具有用于记忆记录信息的磁记录层和辅助磁性层的磁记录媒体,对该磁记录媒体至少在进行记录或/和再生之前,经过在预定方向对进行该记录或/和该再生地位置的该辅助磁性层的磁化方向进行磁化处理,以进行该记录或/和该再生的磁记录再生方法。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的磁头的俯视示意图。
图2是与本发明的第一实施例的磁头的记录磁道平行方向上的截面示意图。
图3是本发明的第一实施例的磁头的平面投射示意图。
图4是与本发明的第一实施例的磁头的记录磁道垂直方向上的截面示意图(图2,图3的点划线的截面)。
图5是与本发明的第二实施例的磁头的记录磁道平行方向上的截面示意图。
图6是本发明的第二实施例的磁头的平面投射示意图。
图7是第一实施例使用的磁记录媒体的截面示意图。
图8是第二实施例使用的磁记录媒体的截面示意图。
图9是本发明的磁记录装置。
图10是磁区之间形成的磁壁的示意图。
图11是表示记录再生时的噪音的示意图。
图12是表示通过使用带本发明的磁化定位器的磁头,降低噪音的情况的示意图。
具体实施方式
《带磁化定位器的磁头》
作为本发明的实施方式,其结构为,对磁记录媒体施加一定的磁场并将辅助磁性层的磁化排列在同一个方向上以消除磁壁,并将磁化整列器(磁化定位器)与记录再生用磁头一起配置在滑动触头上。图1表示这种结构的示意图。
磁化定位器相对于磁记录媒体的动作,配置在比记录·再生用磁头先行的一侧。并且,磁化定位器至少在磁记录媒体记录信息之前,或再生信息之前,对该磁记录媒体的辅助磁性层施加磁场,使其磁化方向与预定的方向一致以消除辅助磁性层的不期望的磁壁。优选通过设计磁化定位器的材料,形状,配置等,从而使该施加磁场至少比磁记录媒体的记录层的垂直方向的矫顽力小,而且比辅助磁性层的面内方向的矫顽力大。另外,优选该施加磁场施加的范围比记录磁道的宽度还要宽。图12所示表通过使用本发明的带磁化定位器的磁头降低噪音的情况的示意图。过去,在上述专利文献1等中,提出了在再生时在再生部分施加偏磁场来降低串扰的方法。但是,过去的方法中,由于再生部分(再生磁头的间隙的正下方)和施加偏磁场的部分是相同的,该偏置磁场也被施加到再生磁头的磁通检测部分的磁性体上。进而,由于该偏磁场的施加与再生同时进行,存在降低了再生灵敏度的问题。本发明中,如图2所示,在磁头与磁记录媒体的相对移动方向上,将磁化定位器隔离配置使得相对于记录再生用磁头先行。这样,能够使得该一个方向的磁化过程和记录再生的过程独立而相互不产生影响。再在进行记录或/和再生之前,可将该辅助磁性层的磁化方向磁化在预定方向上,从而能够解决上述问题。并且,在通过该磁化定位器之后为获得将该辅助磁性层的磁化方排列在一个方向上的效果,采用在该辅助磁性层的面内方向上具有矫顽力的方案。
该磁化定位器,有用永磁铁构成的方法和用电磁铁或线圈的方法。用电磁铁或线圈的情况下,能够仅在必要时施加磁场,另外,该磁场的大小能够通过通电的电流来控制。另外,还能够根据需要产生交流磁场。另一方面,在使用永磁铁的情况下,由于不需要布线和电路等,整个磁头的结构成很简单。
该磁化定位器由永磁铁构成的情况下,由于使用的磁性体在实际上只要能在磁记录媒体上产生数Oe-几百Oe程度的磁场都是有效的,因而能从任意的硬磁性材料中选择使用。例如,能够使用铝镍钴磁铁,FeCrCo磁铁,铁氧体磁体等。铝镍钴磁铁是具有Al:6-13wt%,Ni:13-28wt%,Co:0-42wt%,Ti:0-10wt%,Cu:2-6wt%,其余部分为Fe组成的这样构成的磁铁,进一步可添加Si,Nb等元素。FeCrCo磁铁具有Cr:25-35wt%,Co:10-25wt%,其余部分为Fe组成的这样构成的磁铁。可以用铸造法和粉末冶金法等制造,但也可以用真空制膜法使其薄膜化形成。另外,在热处理中施加磁场也能赋予磁各向异性。硬磁铁氧体磁铁的组成是用式子MO·xFe203表示的磁铁铅矿的六面结晶。M是Ba,Sr或/和Pb而x=4.5-6.5。这种磁铁主要是通过将样体粉末压制·烧结制造的。在压制时可以朝预定的方向施加磁场来附加磁各向异性。另外,还可以使用用有机粘合剂粘合上述材料的粉末的所谓粘结磁铁。
下面,对本发明的带磁定位器的垂直磁头的典型结构的例子进行说明。图1-6表示这种构造的模式的俯视图及从各个方向的所见的截面图。作为滑动触头的材料使用Al203TiC,以用保护膜6,7将GMR元件夹在其上的构造构成再生用磁头部2。上部保护膜6还兼作记录用磁头1的辅助磁极。在其后部形成有感应式记录磁头的主磁极。就是所谓复合型的磁头。典型的记录用磁头1最好是,使用含使用具有2.1T的高饱和磁通密度的软磁性层的单磁极型写入元件的薄膜磁头,其间隙长是0.2μm-0.02μm。典型的再生用磁头2是,使用具有巨大磁阻效应的双自旋阀型的GMR(巨大磁阻型)磁头。再生用磁头的再生保护膜的间隔期望是0.2μm-0.02μm。该记录再生用磁头部能够以过去的磁头制造工艺来制造。即,利用薄膜工艺形成记录再生用磁头,接下来通过加工工艺切断成块,在该滑动触头与媒体相对的面上加工ABS(空气轴承表面)的形状。
在工艺上优选在该滑动触头4的加工过程中配置磁化定位器。即,形成配置该磁化定位器3的凹部,将永久磁铁,电磁铁和线圈的磁化定位器3与该凹部连接。为了保护该磁化定位器3的表面也可以以树脂等覆盖该表面。该磁化定位器3也可以设计成配置在滑动触头4与媒体的相对面和非相对面的任何一个面。由于能够在不与媒体相对的面上配置磁化定位器并将磁化定位器配置在远离媒体的位置,因而容易设计成能够对媒体施加更均匀的磁场,另外由于能够相对ABS形状加工独立地进行加工,就更合适。
实施例1
使用本发明的磁化定位器使磁化排列在一个方向上的辅助磁性层,典型的是用于垂直磁记录媒体的软磁性衬底层。该软磁性衬底层在记录时,具有能够将单磁极磁头的记录磁通有效地施加到磁记录媒体上作用。再生时在软磁性衬底层的记录层侧的界面上产生与记录层的基板侧面的磁极对应的反磁极以消去该记录层基板侧磁极。这样,再生磁头能够有效的获得从记录层的磁头侧界面的磁极发生的磁通,其作用使得能以高S/N进行再生。并且,为了在这种情况下能够使该软磁性衬底层的深层部分(基板侧)的磁化排列在一个方向上,使其处于不存在磁壁的所谓单一磁区的状态,从而降低再生噪音,这是所期望的。当存在磁壁时,磁通从该部分泄漏并作为噪音与再生信号重叠。但是,实际的媒体中,要使软磁型衬底层覆盖整个媒体并形成那样单一的磁区是非常困难的。
本发明的第一实施例中,表示的是利用上述的磁化定位器将软磁型衬底层的磁化方向排列在一个方向上,从而降低垂直磁记录媒体的记录再生噪音的例子。这里,将本发明的磁化定位器应用于Pd和Co的人工晶格膜作为记录层的垂直磁记录媒体的例子进行说明。
而且,在本说明书中,术语“人工晶格”是指将多个不同的物质以单原子或几个原子的厚度在一个方向上相互周期性地叠层得到的构造。也将这种具有人工晶格构造的膜称作人工晶格模或交互叠层多层膜。在本说明书中将其用Co/Pd的方式来表示。
《Pd/Co垂直磁记录媒体》
作为适用于本发明的磁记录媒体的记录层,能够使用可以进行垂直磁记录的任何材料。优选例如,CoCr系多晶模,Co和Pd交互多层叠层的人工晶格膜等。作为使用人工晶格膜的例子,优选的是主要是铂族元素和Co以几个原子程度或单个原子程度的厚度交互地叠层而成的人工晶格膜。铂族元素可使用例如Pt和Pd中的至少一个。作为CoCr系的记录层材料的例子虽可列举例如,CoCrPt,CoNiCr,CoCrTa等,但从可得到高的矫顽力这点来说CoCrPt特别好。
图7是表示实施本发明的磁记录媒体的简略截面图。磁记录媒体在基板11上具有粘合层12,软磁性衬底层13,种晶层14,记录层15,保护层16及润滑层17。具有着样的叠层构造的磁记录媒体利用如下的方法制造。
本发明的磁记录媒体的基板11可使用例如,铝·镁合金基板,玻璃基板,石墨基板等非磁性基板。本实施例中使用玻璃基板。
(1)粘合层的形成
首先,准备一块直径65mm的玻璃基板11,在玻璃基板11上利用连续溅射装置,形成厚度为5nm的Ti膜作为粘合层12。为了提高该层与基板及其上叠层的磁性薄膜之间的密合性还可使用Si,Cr等。
(2)软磁性衬底层的形成
在本实施例的磁记录媒体中,基板11和种晶层14之间具有软磁性衬底层13。该层相当于辅助磁性层。为了将来自磁头的磁场有效地施加到记录层15上,软磁性衬底层13使用饱和磁通密度高的软磁性的面内磁化膜。作为其材料,优选例如将具有从Ta,Nb,Zr中选择的至少一种元素的氮化物或炭化物分散在Fe中的微结晶构造的软磁性膜。另外其其例如,可以是以CoZr为主体,其中还含从Ta,Nb,Ti中选择的至少一种元素的合金。这些软磁性膜由于具有1.5T以上的大的饱和磁通密度,因而适于高密度记录。作为具体的材料,可以使用具有高导磁率的NiFe,CoTaZr,CoNbZr,FeTaC等,由这些材料形成的磁性层,膜厚在1000nm以下的通过溅射法和蒸镀等方法形成。另外,还优选用Co及Fe的至少一个作为主体,其中含B及C的至少一种元素的合金形成。
本实施例中,在粘合层12上形成CoB膜作为软磁性衬底层13。组成比是Co85B15膜厚是200nm。这个软磁性衬底层在氩气保护气中通过使用合金靶的直流磁控管溅射法形成。本发明使用的磁记录媒体中,优选辅助磁性层在由磁化定位器朝一个方向磁化的方向上具有容易磁化的轴的同时,优选在该磁化方向上具有矫顽力。本实施例中在形成相当于辅助磁性层的该软磁性衬底层的膜时,在媒体基板的半径方向上呈放射状地施加大约50-1500e的磁场。通过这种制法该软磁性衬底层在面内方向的半径方向上具有容易磁化的轴的同时,成为在该方向上具有大约5Oe的矫顽力的磁性膜。
(3)种晶层的形成
接下来,形成种晶层14的膜。种晶层由Pd元素和,Si,B,C及Zr等形成,特别是由Pd和Si,或Pd和B形成,期望其膜厚在1nm-30nm的范围内。本实施例中Pd68Si32的种晶层14形成为膜厚7nm的膜。
(4)记录层的形成
本实施例的磁记录媒体使用了具有人工晶格构造的垂直磁化膜作为记录层15。记录层直接形成在种晶层上,主要由铂族元素和Co构成,例如Pt及Pd等的铂族元素和Co以几个原子或单原子的程度的厚度交互地叠层而成交互叠层多层膜。优选具有从0.05nm-0.5nm的范围中选择的膜厚的Co层,和具有从0.5nm-2nm的范围中选择的膜厚的Pd层交互地叠层的Co/Pd人工晶格膜,或具有从0.05nm-0.5nm的范围中选择的膜厚的Co层,和具有从0.1nm-2nm的范围中选择的膜厚的Pt层交互地叠层的Co/Pt人工晶格膜。这些记录层在Pd层或Pt层中可以含Si,Zr,C或B等添加元素。作为记录膜的膜厚,从磁特性的特点出发,优选5nm-60nm。记录层,在对基板表面垂直的方向上测定时,期望的矫顽力是1.5『kOe』-10『kOe(千奥斯特)』。
在本实施例的氩气中,将Co靶和Pd靶的挡板一边交替地打开闭合一边进行直流溅射,从而形成Co层和Pd层交互地叠层的人工晶格构造的记录层6。Co层的每1层的膜厚是0.13nm,Pd层的每一层的膜厚是0.97nm,Pd层和Co层的叠层数是,Pd层为24层,Co层为23层。
(5)保护层,润滑层的形成
作为保护记录层的层,能够使用,例如,非晶质碳,含硅的非晶质碳,含氮的非晶质碳,含硼的非晶质碳,氧化硅,氧化锆及立方晶体氮化硼等。在保护层上,为了达到良好的耐滑动特性,可以涂布润滑剂。作为润滑剂,使用主链结构为碳,氟,氧三种元素构成的全氟聚醚系的高分子润滑剂。或者,可以使用氟代烷基化合物作为润滑剂。只要是具有稳定的滑动和耐久性能的材料,也可以使用其其有机润滑剂和无机润滑剂。作为润滑剂层的膜厚,平均值为0.5nm-3nm是适当的。
本实施例中的记录层15上,形成膜厚为4nm的由非晶质碳构成的保护层16。并且,在保护层16上利用浸渍法形成膜厚为1nm的全氟聚醚系的润滑剂层。这样制得了具有如图7所示的叠层构造的磁记录媒体。
《带磁化定位器的磁头》
图1-图4表示配备有该磁化定位器的磁头的截面示意图。磁头由用于在磁记录媒体上记录信息的记录用磁头1,和用于再生记录在磁记录媒体上的信息的再生用磁头2,和用于将辅助磁性层的磁化方向排列在一个方向上的磁化定位器3构成。本实施例中,磁化定位器3发生的磁场做成向着与记录磁道正交的方向(磁记录媒体的半径方向)的结构。由于本实施例使用的垂直磁记录媒体的软磁性衬底层在面内半径方向上具有容易磁化的轴,因而优选将其磁化方向排列在一个方向时使其在半径方向上进行一个方向的磁化。另外,该磁化定位器3以装在滑动触头4不与媒体相对一侧的面上的形式配置。并且,磁化定位器的材料,形状,配置等的设计使得其施加磁场,至少其垂直分量的最大值比磁记录媒体的记录层的垂直方向的矫顽力小,而面内分量的最大值比辅助磁性层的面内方向的矫顽力更大。作为滑动触头的材料使用Al203TiC,在滑动触头的形状加工过程中进行穿孔配置磁化定位器的凹部。为了减小这个位置对记录再生的影响的设计了与记录再生磁头的位置。将横截记录磁道的方向作为长度方向即磁化方向将磁化定位器配置连接在上述凹部位置。磁化定位器本身,如上所述将铝镍钴合金,铁氧体等永磁材料加工成立方体的形状,并使其长度方向磁化。由于本实施例的媒体中软磁性衬底层的面内方向的矫顽力为1-5Oe的程度,磁化定位器所产生的磁场若在该软磁性衬底层的位置上是10Oe以上的话,即使考虑各种安全系数其大小也足够。磁化定位器的形状虽以立方体,圆柱体等为典型,但也可以采用任意的结构使其能有效地将磁场施加到媒体的辅助磁性层上。例如,也可以将端部加工成圆形以免边缘部分的磁通聚集。
本实施例中的磁化定位器的规格是100μm×30μm×30μm。其材料使用IEC(国际电工标准会议)公布的404-8-1的标准所示的硬磁铁氧体磁铁。磁化定位器的位置在距离记录再生用磁头部分水平方向100-500μm的位置是适当的。本实施例中为300μm。这样设计的记录磁道的中心部分对辅助磁性层施加的面内方向的最大磁场大约是50Oe。
《磁记录装置》
具有配备有本发明的第一实施例的磁化定位器的磁头,上述的Co/Pd垂直磁记录媒体和用于将上述磁记录媒体相对于上述磁头驱动的驱动装置等的磁记录装置如下构成。
利用前述磁记录媒体的制造过程制作多片磁记录媒体,将它们组装到如图9示意地表示的构造的磁记录装置20中。磁记录装置20具有:磁记录媒体21,用于驱动磁记录媒体旋转的的旋转驱动部分(轴)29,配备有磁化定位器的磁头22,使磁头22在磁记录媒体上向希望的位置移动的磁头驱动装置(驱动器)24。此外,还具有悬挂件23,驱动电路25,记录再生电路26,定位电路27,接口控制电路28等等。
磁头22通过悬挂件23保持,悬挂件23通过由驱动器24和驱动电路25构成的磁头驱动系统控制。悬挂件23及驱动电路25与定位电路27连接。定位电路27与接口控制电路28连接,接口控制电路28与记录再生电路26连接。另外,记录再生电路26通过悬挂件23与磁头22连接。
磁头22的单磁极型写入元件,能够在记录信息时向磁记录媒体施加与记录数据相应的磁场从而在磁记录媒体上记录信息。磁头22的GMR元件,能够检测磁记录媒体所产生的泄漏磁场的变化从而再生在磁记录媒体上所记录的信息。
在这样构成的磁记录装置20中,多个磁记录媒体21利用轴29同轴旋转,磁头的主磁极表面和磁记录媒体的表面之间的距离(磁间距)控制为7nm。
《记录再生特性》
这里表示使用本发明的磁记录装置测定记录再生特性的结果。驱动上述轴,一边维持磁间距为7nm,一边在线记录密度为1000kBPI,磁道密度为150kTPI的条件下记录信息,再生记录的信息,对记录再生特性进行评价时,作为总S/N(信噪比)以实施例1、的媒体得到的值是27.1dB。进而,可以以面记录密度为100-500GB/平方英寸的记录密度进行记录再生。作为比较例,在与本实施例具有相同结构的磁记录装置中,在使用仅仅没有配备本发明的磁化定位器的磁头的情况下,以同样的测定条件下测定S/N的结果是25.4dB。这主要是因降低噪音的效果变差所致。这样,本发明的磁记录装置,由于具有配备了本发明的第一方式的磁定位器的磁头,能够以高的S/N再生记录的信息。而且,上述S/N可用下面所述的公式求出。
S/N=20log(So-p/Nr m s)
公式中,So-p是从零点到峰值(Zero to peak)的再生信号振幅的一半的值,Nrms是通过光谱分析仪测定的噪音的振幅的方均值。
实施例2
本发明的第二实施例的磁记录媒体是具有:在基板上叠层的、在与基板表面平行的方向上具有容易磁化的轴而且至少在面内方向上具有矫顽力的面内磁化层,和垂直于在该面内磁化层上叠层的基板表面的方向上具有容易磁化的轴的记录层的媒体。该面内磁化层就是通过本发明的磁化定位器使磁化排列在一个方向上的辅助磁性层。辅助磁性层在一个方向磁化的效果,在这样的辅助磁性层、即该面内磁化层具有矫顽力的情况下更为有效。即,在面内磁化层具有面内方向上的矫顽力的媒体中,通过记录层和该面内磁化层之间的磁接合只使面内磁化层的表面部分的磁矩沿着记录层的磁化方向,而不受记录层的磁化的影响的深层部分的磁矩能够通过本发明的磁化定位器在同一方向上磁化。
并且,该磁矩向一个方向磁化之后能够通过该面内磁化层的矫顽力保持其磁化方向,这样,能够抑制该面内磁化层内磁壁的产生,从而降低记录再生噪音。该面内磁化层的矫顽力为10Oe以上,而且必须比所组合的该磁化定位器产生的磁场的大小要小。
作为上述那样的辅助磁性层至少采用与在面内方向上具有矫顽力的面内磁化层叠层的结构时,作为磁记录媒体能够提高记录磁区的热稳定性。通过记录膜和该面内磁化层之间的磁接合使得面内磁化层的边界面附近的磁矩沿着记录层的磁化方向增强,因而磁矩在该面内磁化层的深层部分由该面内方向的矫顽力保持固定。其结果是,具有能够抑制记录层的磁化翻转,提高了媒体的热稳定性的效果。另一方面,该面内磁化层的下层部分的磁化方向是随机的状态,成为产生记录再生噪音的原因。因此,本实施例中通过采用与磁化定位器的组合的结构,可使该面内磁化层的磁化方向排列在一个方向上而抑制该噪音。
作为该面内磁化层的矫顽力的大小,首先下限必须至少在1Oe以上。这是因为,地磁的矫顽力通常约为0.5Oe,包含这种干扰时若具有1Oe以上的矫顽力,则能够不受地磁干扰,稳定的保持面内磁化层的磁化方向。另外,确定上限的必要条件是,该矫顽力应比该磁化定位器的发生磁场低,从而通过磁化定位器发生的磁场使该面内磁化层的磁化方向一致。为了使该磁化定位器的发生磁场既不使记录层的磁化翻转、也不受其干扰,其必要条件是该最大值应比该记录层的矫顽力要小。因此,各个磁特性的关系如下。
记录层的垂直方向的矫顽力>磁化定位器的发生磁场的垂直方向的最大分量,磁化定位器的发生磁场的面内方向的最大分量>面内磁化层的面内方向的矫顽力>1Oe。
实际上,由于记录层的垂直方向的矫顽力,和面内磁化层的面内方向的矫顽力有两位程度的差异,因而即使规定垂直和面内方向混合存在,设计上也没有问题。以如下大小关系进行设计也是适宜的。即:记录层的垂直矫顽力>磁化定位器的最大发生磁场>面内磁化层的面内方向的矫顽力>1Oe。
进而,作为实际的磁记录媒体在数值上,记录层的垂直方向矫顽力是2kOe以上,面内磁化层的面内矫顽力在1-100Oe的范围内容易设计。所以,优选的方案是,该磁化定位器的最大发生磁场与面内磁化层的矫顽力相吻合、当设计为10-1000Oe时容易确保各设计的安全系数。作为具有上述在面内方向上具有矫顽力的面内磁化层的磁记录媒体和本发明的磁化定位器的组合,优选做成使用电磁铁或空芯线圈式的磁化定位器可对磁场的施加进行开关控制的结构。该结构中,在该磁记录媒体上进行记录之后一边对该磁化定位器通电使其产生磁场,一边扫描该记录区域,使该面内磁化层的磁化成为一个方向的磁化状态。于是,由于该面内磁化层在面内方向上具有矫顽力,一旦在一个方向上磁化之后可以保持其状态,之后即使不使用该磁化定位器也能实现低噪音状态下的再生。这种结构的情况下,由于该磁化定位器在通常的记录再生时不产生磁场,还能够对记录再生磁头不产生干涉等影响。
另外,在对该磁化定位器通电并扫描之后,再生记录信号并对该信号电平和噪音电平等信号的品质进行测定。然后改变通电的电流,在使产生磁场发生变化的状态下对该磁化定位器再次进行扫描。然后再次测定信号电平和噪音电平等信号的品质。反复进行这种操作,也能构成寻求最佳状态的运算法。
图8表示关于本发明的第二实施例的磁记录媒体的概略截面图。磁记录媒体在基板上按这个顺序具有,粘合层,面内磁化层,记录层,保护层及润滑剂层。面内磁化层使用添加了氧的PtCo合金,记录层上使用了Co/Pd人工晶格膜。具有这种叠层构造的垂直磁记录媒体100主要用磁控管溅射法形成。
(1)粘合层的形成
首先,与第一实施例相同,准备一块直径65mm的玻璃基板11,在玻璃基板11上利用连续溅射装置形成厚度为5nm的Ti膜作为粘合层12。
(2)面内磁化层的形成
本实施例的磁记录媒体的面内磁化层,在构成记录媒体的状态下面内方向的矫顽力至少在1Oe以上,而且以具有比本发明的磁化定位器所产生的磁场的大小还要小的矫顽力的伪软磁性体构成时,能够确保记录再生特性处于噪音低的良好状态。这里所述的面内磁化层相当于辅助磁性层。
作为该面内磁化层所用的材料,第一种是由含Pt、Pd、Rh、Au、Ag、Cu中的至少一种贵金属,和Fe、Co、Ni中的至少一种的过渡金属的合金构成。其中优选含Pt或Pd和Co或Fe的合金层。
另外,作为第二种材料优选人工晶格膜。例如,能够使用具有从0.8nm-3.0nm范围内选择的膜厚的至少含Co的层,和具有从1.0nm-10.0nm的范围内选择的膜厚的,含Pt及Pd的至少一种铂族的层交互叠层而形成的Co/Pd和Co/Pt等的人工晶格膜。对于人工晶格膜,通常,可通过调整其叠层周期或铂族层的厚度和Co层的厚度得到预定的磁特性,但当做成前述那样的叠层构造时,该人工晶格膜为面内磁化层。作为第三种材料,优选以第一实施例中所述的软磁性衬底层的材料调整其组成,同时加入添加元素以得到面内方向的矫顽力的方法。即,优选具有微结晶构造的磁性膜,例如FeTaC等在Fe中分散从Ta、Nb、Zr中选择至少一种元素的氮化物或炭化物的磁性膜。另外,还可以是CoZr作为主要成分,其中含有从Ta、Nb、Ti中选择的至少一种元素的合金。作为具体的材料,可以使用具有高导磁率的CoTaZr,CoNbZr等。另外,也可使用其它材料,例如可以使用NiFe、ErFeCo、GdFeCo、Co、Fe、TmFeCo、或CoCr系的多晶膜等材料。另外,优选使用以Co及Fe的至少一种作为主要成分,其中含B及C的至少一种元素的合金来形成。
为了在使用任何材料的情况下都具有作为该面内磁化层的功能,要控制其组成比和叠层构造。即,作为磁特性需调整使用,使面内方向上具有易磁化的轴,而且使面内方向发生矫顽力。
作为控制其矫顽力的方法,对于面内磁化层的上述材料,优选添加微量的氧或氮进行调整的方法。
当对作为面内磁化层材料列举的如上所述的系列添加微量的氧和氮时,则成为这些金属氧化物或氮化物相混合存在于合金相中的状态。这些氧化物相和氮化物相的点,成为磁壁在面内方向上移动时的针定位点,是产生矫顽力的主要原因。所以,根据其添加的程度,能够控制矫顽力的大小。
为了得到合适的矫顽力有关氧或/和氮的添加量如下。首先,为使矫顽力产生所必要添加的氧或/和氮为0.1原子%以上。另一方面,当添加7原子%以下的氧和氮时,则该面内磁化层和记录层之间的磁接合力增强,可充分地获得作为本发明目的的磁化稳定性的效果。所以,将氧或/和氮加起来,添加0.1原子%以上7.0原子%以下是适当的。这对上述的面内磁化层的材料都有效。在各个材料系中,可在这个浓度范围内添加氧或/和氮,为使面内磁化层的矫顽力达到预定值,可分别调整它们的添加量。记录层使用人工晶格膜,在面内磁化层也使用相同的材料系列的人工晶格膜的情况下,在记录层和面内磁化层上形成各个人工晶格膜的厚度不同和叠层周期不同的叠层构造。使面内磁化层在面内具有容易磁化的轴并产生在其面内方向的矫顽力,叠层在其上的记录层在垂直于膜面的方向上具有容易磁化的轴,控制各层的叠层构造使得垂直磁化膜的垂直方向的矫顽力为1.5kOe-10kOe。
本实施例中作为在粘合层12上的面内磁化层18,由添加有氧的PtCo合金膜形成。这个合金膜具有伪软磁特性,即在面内具有容易磁化的轴而且具有有矫顽力。通过控制PtCo合金中Pt和Co的组成比及制膜条件能够控制矫顽力等磁特性。进而还可以通过添加氧的量来控制。作为PtCo合金的组成比是Co10-70原子%及85-100原子%的范围内时,面内方向的矫顽力约为10-600Oe,适于作为本发明的面内磁化膜。本实施例中使Pt和Co两个靶同时放电,通过所谓双溅射法制膜。将含分压比0.5%的氧元素的氩气作为溅射气体导入进行制膜来向膜中添加氧。其结果可得到原子组成比为Pt84∶Co15∶O(氧)1的含氧合金。叠层其膜厚为100nm的面内磁化层。另外,进行该面内磁化层的制膜时,在媒体基板的半径方向上施加放射状的磁场。磁场的大小约为50-150Oe,通过这种制法成为在面内磁化层的面内方向中的半径方向上具有容易磁化的轴的磁性膜。其面内方向的半径方向的矫顽力约为20Oe。
(3)记录层的形成
本实施例的磁记录媒体中也与第一实施例同样,作为记录层的材料可使用各种垂直磁化膜,可使用CoCr系列多晶膜及以几个原子程度或单原子程度的厚度主要将Pd和Pt等铂族元素和Co相互叠层多层的人工晶格膜等。
本实施例中,在面内磁化层的上面,制成有Co和Pd的人工晶格构造的记录层15的膜。记录层15的制膜中,在氩气中,Co靶和Pd靶的挡板一边交替地打开闭合一边进行溅射制膜,形成Co层和Pd层交互叠层的人工晶格构造的记录层15。Co层每一层的的膜厚为0.14nm,Pd层每一层的膜厚为0.87nm。Pd层和Co层的叠层数量是,Pd层为24层,Co层为23层。这个记录层的垂直方向的矫顽力Hc约为4.5kOe。
(4)保护层,润滑剂层的形成
接下来,与第一实施例同样地在记录层15上,用直流磁控管溅射法形成膜厚3nm的由非晶质碳构成的保护层16。然后在保护层16上利用浸渍法形成膜厚为1nm的作为润滑剂层17全氟聚醚系润滑剂层。这样制得具有图8所示的叠层构造的磁记录媒体。
《磁化定位器》
第二实施例中,磁化定位器使用以非磁性体为芯并在其上卷绕了包覆电线的线圈。这个线圈的磁化定位器与实施例1所记载的磁头同样地配置在与磁头相对而其滑动触头与媒体不相对的一侧。磁化定位器的安装方向为与记录磁道相垂直(媒体的半径方向)。图5-6为表示其截面的示意图。
本第二实施例中,与第一实施例同样地构成了具有以下部件的磁记录装置,即,具有:配备有该磁化定位器3的磁头,叠层了具有上述矫顽力的面内磁化层的磁记录媒体和用于相对于该磁头驱动该磁记录媒体的驱动装置。
下面,对本实施例中使用的线圈的磁化定位器的构造进行说明。配备有磁化定位器的磁头的构造与第一实施例大致相同,由于磁化定位器的形状、大小不同,只有滑动触头的磁化定位器用的穿孔部分的大小不同。该线圈配置为在与记录磁道正交的方向(媒体半径方向)上具有包覆电线的卷绕中心轴。这样,磁化定位器产生的磁场施加到媒体上的与记录磁道正交的方向上。作为芯材使用直径500μm的SiO2的圆筒状部件,用直径20μm的绝缘材料包覆电线卷绕99(33圈×3层)圈。这样做成长度660μm×外径620μm的线圈。在这个线圈上通250mA的直流电流,形成能在磁记录媒体的面内磁化层上在媒体半径方向上施加大约35Oe的面内方向磁场。
《记录再生特性》
如上所述,本实施例中使用具有在面内方向上具有矫顽力而在半径方向上具有容易磁化的轴的面内磁化层的磁记录媒体,和配备有线圈型的磁化定位器的磁头构成磁记录装置。作为本装置的操作是在记录结束之后、再生开始之前或再生时对该磁化定位器通电,对至少含有磁记录媒体的新的记录部分的区域施加面内方向、即其中半径方向的磁场。利用驱动装置使磁记录媒体旋转。由于本实施例的磁化定位器的配置是将磁场施到与记录磁道垂直的方向上,因而如以上那样施加磁场时,该面内磁化层的磁化能够在半径方向上磁化。用磁化定位器扫描后,停止向该磁化定位器的通电并停止施加磁场。之后,该面内磁化层的磁化,通过该面内磁化层自身的矫顽力保持其方向。然后若进行再生,能以低噪音状态进行再生。
在刚记录之后不用磁化定位器进行扫描,就必须再生的情况下,也可以一边对磁场定位器通电以产生磁场一边进行再生。在本实施例的任何一种结构中,由于能够在记录时停止磁场的施加而使磁化定位器不运行,因而能够在记录时完全不受该磁化定位器产生的磁场的影响。所以其优点是含有磁化定位器的磁头的磁路设计变得简便。
这里表示测定使用配备了该磁化定位器的磁头的记录再生特性的结果。驱动上述磁记录装置20,磁间距(磁头22的主磁极表面和磁记录媒体21的记录层表面的距离)维持在7nm的同时,在线记录密度为1000kBPI,磁道密度为150kTPI的条件下记录信息,再生所记录的信息并评价记录再生特性时,用第二实施例的结构得到的总S/N为27.3dB。进而,可以以面记录密度100-500GB/平方英寸的记录密度进行记录再生。作为比较例,在与本实施例具有相同结构的磁记录装置中,以相同的测定条件测定使用只是没有配备本发明的磁化定位器的磁头的情况下的S/N的结果是26.1dB。由此可知,使用本实施例的磁记录再生方式时,S/N明显提高。
本实施例是以提高热稳定性为目的叠层具有矫顽力的面内磁性层的例子,但本发明的实质在于,采用将在一个方进行磁化的磁化定位器与磁记录媒体组合的结构,该磁记录媒体是将在面内方向上具有矫顽力的辅助磁性层叠层而成。因此,即使是其它目的的辅助磁性层,只要是具有上述规定的面内方向的矫顽力的辅助磁性层,都能发挥其效果。例如,第一实施例中所述的软磁性衬底层中通过对制膜过程和材料元素进行调整,采取在面内方向上具有矫顽力的结构也能够得到同样的效果。
此外,上述的实施例中的磁化定位器,虽然表示的是将施加磁场配置成与记录磁道正交的方向(半径方向)上的例子,但是该磁化定位器也可以配置成可将磁场施加到与记录磁道平行的方向(圆周方向)上。这种情况下,辅助磁性层的磁矩成为在圆周方向连接的没有端部的圆环状态,能够做成不存在磁极的单一磁区。不存在磁极的事实就不会从辅助磁性层产生不需要的磁通,消除了由此引起的噪音。另外,在不存在磁极的状态下由于不产生反磁场,因而能稳定地保持该单一磁区。这些就是将磁化定位器所产生的磁场与记录磁道平行配置的有利之处。这种情况下,优选软磁性衬底层等的辅助磁性层的容易磁化的方向为与磁场方向相同的圆周方向,即,与记录磁道平行的方向。任何一种情况下优选的结构是,磁化定位器的磁场施加方向为辅助磁性层的容易磁化轴的方向。
实施例中,作为磁记录媒体,虽以磁盘(硬盘)为例进行说明,但是本发明能够全部适用于软盘,磁带,磁卡等各种记录媒体中使用辅助磁性层的场合。另外,作为磁记录媒体虽以垂直磁记录媒体为例进行说明,但是在面内磁记录媒体的情况下,除了记录层外具有辅助磁性层的情况下,由于其层内产生的磁壁成为记录再生时的噪音源,因而通过采用本发明的结构也能得到降低噪音的效果。
本发明公开了一种磁记录再生方法,它是对磁记录媒体进行记录再生的方法,该磁记录媒体至少是具有用于承担记录信息的磁记录层和辅助磁性层的磁记录媒体,对于该磁记录媒体至少在记录或/和再生之前,经过了将进行该记录或/和该再生的位置的辅助磁性层的磁化方向在预定的方向进行磁化的过程,然后再进行该记录或/和该再生。
这样,能够抑制从该辅助磁性层内的磁壁产生的杂散磁通,提高记录再生时的S/N。

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本发明涉及磁记录再生方法,更详细的,涉及为了正确地记录信息,并将记录的信息低噪音的再生的磁记录再生方法,磁记录再生装置,磁头。本发明提供一种磁记录再生方法,磁记录再生装置及磁头,它可以降低过去使用具有辅助磁性层的垂直磁记录媒体的磁记录再生装置所具有的,该辅助磁性层成为产生原因的记录再生信号的噪音,并能以高信号质量进行记录再生。本发明提供的磁记录再生方法是在对具有辅助磁性层的垂直磁记录媒体进行记录再。

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