JP2001093103A - 磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光記録・磁気ヘッド再生方式において、記録ビ
ット長が短くなると再生用磁気ヘッドの再生分解能より
も長いビット長で出力の低下が始まることを防ぐ。 【解決手段】磁気記録媒体上に光磁気記録を行った時の
スポットの形状を、隣接ビット境界線の曲率を出来るだ
け大きくし、ほぼ長方形とする。これにより、磁気再生
する時の再生効率を向上させることが可能となり、高い
線記録密度での高出力、高Ｓ／Ｎ再生特性を実現するこ
とが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光を用いて信号を磁
気情報として記録し、さらに情報の再生を磁気ヘッドを
用いて行なう手段を有する磁気記録再生装置に関わり、
高密度記録においても高い分解能と優れた信号対出力比
（Ｓ／Ｎ）を有する磁気記録再生装置に関わる。

【０００２】

【従来の技術】近年の情報量の増大には目覚ましいもの
があり、ファイルメディアとして用いられる磁気ディス
クやフロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープ、ま
た光記憶装置の記憶容量は飛躍的な発展を遂げている。
特に磁気ディスク装置においては、年率４０〜６０％の
割合で記録密度が向上しており、既に4 Gb/in²の面記録
密度を持つ装置が実用化されている。このような磁気記
録装置の高密度化は、磁気ディスクの高分解能化、高Ｓ
／Ｎ化、磁気ヘッドの高感度化等の技術的革新によって
なされている。しかし磁気ディスクを見た場合、その高
分解能化と高Ｓ／Ｎ化は、磁気ディスクを構成する磁性
薄膜粒子の微細化によって達成されてきているが、それ
には熱揺らぎという物理的な限界が存在する。すなわ
ち、磁気記録媒体磁性薄膜のノイズを低減するには磁性
粒子を微細化する必要があるが、あまり微細化し過ぎる
と熱的撹乱のため記録した情報が消えてしまう現象が生
じる。すなわち、高S／N化と熱的な安定性にはトレード
オフの関係がある。これを回避する技術として、垂直磁
気記録技術や、熱磁気記録が候補として上がっている。
前者は、磁気記録媒体薄膜の厚さが、従来の面内記録用
薄膜に比較し厚く出来るため、その分磁性粒子の体積を
大きくすることが出来るのが一つの理由である。また、
熱磁気記録においては、磁気記録用磁性膜に比較し、記
録膜に室温で非常に大きな保磁力を有する磁性膜を用い
ることが熱揺らぎに対する抵抗が大きくなる理由であ
る。

【０００３】ところで、後者の熱磁気記録方式において
は、通常情報の記録はレーザー光を記録層に照射して記
録膜の磁化を膜面垂直方向に上下に向けさせることによ
って行われる。記録情報の再生は、記録された磁化の方
向をカー効果を用いて記録膜から直接もしくはその上に
形成された転写層から読み出すことによって行われる。

【０００４】この光記録方式では光ビームのスポット径
より小さい記録ビットを形成することが出来るが、再生
過程では光ビームのスポット径より小さなビットを読み
取ることが困難であり、高線記録密度で分解能が劣ると
いう問題点がある。その解決策の一つとして、再生過程
で光ヘッドを用いずに、磁気記録再生装置に用いられて
いる磁気ヘッドを用いることが、特開平１０―２１５９
８等にて開示されている。一般に再生用磁気ヘッドで
は、その分解能は磁気ヘッドの空隙長（ギャップ長）に
よって決定されるが、最近実用化されている磁気抵抗効
果型ヘッドでは空隙長は0.2μｍにまで詰まっている。
これは0.1μｍの記録ビットを再生出来る分解能に相当
する。したがって、これを用いれば波長660 nmの光源を
用いた現状の光ディスクの分解能が約0.5μｍであるこ
とを考えれば、一挙に５倍の面記録密度の向上を図るこ
とが出来る。しかし現実においては、このような大きな
分解能の向上を実現することは難しい。その第１の理由
は記録された光スポットの形状が原因している。通常の
光記録装置を用いて記録を行い、その記録スポット形状
を磁気偏光顕微鏡で観察すると、図４に示したような三
日月状になっている。これは記録に用いる光ビームの断
面形状が円形であるためである。これに対して磁気再生
ヘッドでは、媒体から発生する漏洩磁束を吸収するギャ
ップ部の形状はトラック幅方向に長い長方形をしてい
る。したがって、三日月状の記録スポットから発生する
磁束を効率良く再生することが出来ず、その影響は記録
ビット長が短くなるほど大きくなる。これが、磁気再生
ヘッドを用いても十分高い分解能を得ることが出来なく
なる原因である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光記録・磁気ヘッド再
生方式において、記録ビット長が短くなると再生出力の
低下が大きくなり、再生用磁気ヘッドの能力を十分に生
かせないという問題がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した問題は、記録媒
体上に光磁気記録を行った時、隣接ビット境界線の曲率
を出来るだけ大きくし、記録された磁区の形状をほぼ長
方形とすることによって解決される。

【０００７】

【発明の実施の形態】＜実施例１＞図２に本発明の磁気
記録再生装置の概略を示した。２１は光記録を行なうた
めのレーザダイオードである。２２はレーザー光を記録
層２４の上に集光するための対物レンズであり、その光
流出側に球面レンズを通して絞り２３が設けられてい
る。２７は記録膜の磁化方向を信号電流に応じて変調さ
せるための磁界変調用のコイル、２８は光レーザーと磁
気ヘッドを駆動するための回路である。これらの素子に
より媒体の記録膜には上方向あるいは下方向を向いた磁
化として情報が記録される。情報の読み出しは、記録層
の磁化を再生層２５に磁気的に転写し、そこから生じる
漏洩磁界を磁気ヘッド２９で再生することによって実行
される。

【０００８】磁気ヘッドによって読み出した信号は信号
処理回路２１０によって元の情報に復調される。本実施
例で用いた記録媒体の構造を図３に示す。ポリカーボネ
イト基板３１上に保護層３２としてSiNを形成した後、T
b₂₁Fe₇₀Co₉の組成を持つ厚さ40nmの記録層３３、Tb₃₅Fe
₅₆Co₉からなる70nmの再生層３４、さらに厚さ20 nmのSi
N保護層３２を順次形成したものである。磁気再生ヘッ
ドとしては巨大磁気抵抗効果を利用したトラック幅1.0
μｍで、シールド間隔Gsが0.2μｍのGMRヘッドを用い
た。ヘッドと媒体表面の間隔は0.0４μｍとした。ま
た、記録用光源には波長660 nmのレーザーダイオードを
用いた。そのスポット径は1.0μｍであった。

【０００９】上記した構成からなる磁気記憶装置を用い
て、レーザー光の流出側に絞りを設けることにより、そ
れが記録スポット形状と再生出力、分解能に与える影響
を調べた。まずトラック方向に0.6μｍ、トラック幅方
向に1.0μｍの長方形の絞りを用いて記録ビット長Ｂを
変えてオール“１”の記録を行なった。また比較例とし
て絞りを使わずに記録を行ない同様の測定を行なった。
図１に線記録密度と再生出力の関係を示した。図から明
らかなように、絞りを用いた場合（１１）はビット長約
0.10μｍ（記録マーク周期0.2μｍ）まで高い再生出力
を維持しているのに対して、絞りを用いない場合（１
２）はビット長0.5μｍ（記録マーク周期1.0μｍ）以下
になると再生出力は急激に低下する。

【００１０】図４にそれぞれの場合の記録スポット形状
を偏光顕微鏡で観察した結果を模式的に示した。絞りを
用いてない場合は、記録スポット（４１）はトラック幅
Tw=0.8μｍの三日月状であった。その湾曲した円弧部の
曲率半径Ｒは0.4μｍであり、再生出力が急激に低下し
始めるビット長Ｂ=0.5μｍにおいては、ビット真上にGM
Rヘッドのシールド空隙部（４２；図中太線で示す）が
来た時に記録ビットからの磁束以外に、逆極性を持つ未
記録領域からの磁束を拾い、出力が急激に低下すること
が理解できる。一方、絞りを用いた場合、記録スポット
（４３）はトラック幅Tw=0.8μｍでビット境界線はやや
円弧状になっていたがその曲率半径Ｒは3.6 μｍであ
り、絞りの形を反映してほぼ長方形であった。ビット長
0.5μｍで絞りを用いなかった時と比較するとＧＭＲヘ
ッドのシールド空隙部のほぼ全体が記録ビットの中に入
る配置になっている。すなわち、未記録領域から発生す
る逆方向の磁束を読み込まないために、高い再生出力を
得ることが出来、絞りを用いなかった場合に比較し分解
能が著しく向上することが分かる。しかしこの場合でも
ビット長を短くして行き、ビット長Ｂから円弧をなす部
分のトラック方向の長さＡを引いた距離（Ｂ−Ａ）が実
効的なギャップ長（Gs／２）の２／３程度（実施例では
B=0.1 μｍ）より短くなると、ＧＭＲヘッドのギャップ
損失特性のため、未記録領域からの磁束を拾う配置では
ないにも関らず出力が低下する。ここで、Gsはシールド
間隔である。

【００１１】以上の結果から、光記録、磁気ヘッド再生
システムにおいて、高い再生出力と分解能特性を得るに
は次の２つの要件が必要となることが確認できる。第１
の要件は、記録スポットのビット境界線の曲率を出来る
だけ大きくして、長方形に近いスポット形状とするこ
と。第２の要件は、ＧＭＲヘッドのギャップ損失が少な
い条件、すなわちビット長から円弧をなす部分のトラッ
ク方向の長さを引いた距離がシールド間隔Gsの２／３程
度なり長くすることである。これらの条件をまとめる
と、本発明の条件式、Ｂ−Ａ＝B−(R−(R²−(Tw/2)²)
^0.5) ≧ 2/3・Gs/２ が導かれる。あるいは、より高い
再生出力を必要とする場合には、B−(R−(R²−(Tw/2)²)
^0.5) ≧ Gs/２の関係が成り立つことが望ましい。

【００１２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば光ヘッド
を用いて媒体上に熱磁気記録した時のスポット形状をほ
ぼ長方形にすることが出来るため、ＧＭＲヘッドを用い
て磁気再生する時の再生効率を向上させることが可能と
なり、ＧＭＲヘッドが持つ再生分解能特性を生かすこと
がことが出来る。その結果、高い線記録密度での高出
力、高Ｓ／Ｎ再生特性を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】絞りを設けた場合と設けなかった場合の、再生
出力の記録マーク周期依存性を示す図。

【図２】本発明の磁気記録再生装置の模式図。

【図３】光記録・磁気再生用の媒体構造を示す図。

【図４】記録層に書かれたスポットの形状を示す図。

【符号の説明】

１１…絞りを設けた時の再生出力の記録マーク周期依存
性 １２…絞りを設けなかった時の再生出力の記録マーク周
期依存性 ２１…レーザーダイオード ２２…集光レンズ ２３…絞り ２４…記録層 ２５…再生層 ２６…基板 ２７…磁界変調用コイル ２８…光レーザ、磁気ヘッド駆動回路 ２９…再生用磁気ヘッド ２１０…信号処理回路 ３１…基板 ３２…保護層 ３３…記録層 ３４…再生層 ４１…絞りを設け無かった時の記録スポット形状 ４２…ＧＭＲヘッドの磁気シールド空隙部の形状 ４３…絞りを設けた時の記録スポット形状。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気記録層を有する磁気記録媒体、該磁気
   記録媒体に情報を書き込む光記録ヘッドと該磁気記録媒
   体から記録情報を読み出す磁気抵抗効果型再生ヘッドま
   たは巨大磁気抵抗効果型再生ヘッドとを有するヘッド及
   び前記磁気記録媒体とヘッドとを相対運動させる駆動装
   置を有する装置において、該磁気記録層に記録した磁区
   形状の曲率半径Ｒ、記録トラック幅Ｔ_W、記録ビット長
   Ｂと（巨大）磁気抵抗効果型再生ヘッドのシールド間隔
   Gsが、 B−(R−(R²−(Tw/2)²)^0.5) ≧ k・Gs／２ なる関係を満たし、kが２／３あるいは、より好ましく
   は1であることを特徴とする磁気記録再生装置。
2. 【請求項２】前記光記録ヘッドの光流出側に絞りを設け
   たことを特徴とする請求項１記載の磁気記録再生装置。
3. 【請求項３】前記絞りの形状が長方形であることを特徴
   とする請求項２記載の磁気記録再生装置。
4. 【請求項４】磁気記録層を有する磁気記録媒体、該磁気
   記録媒体に情報を書き込む光記録ヘッド及び該磁気記録
   媒体から情報を読み出す磁気抵抗効果型ヘッドを有し、
   前記光記録ヘッドの光流出側に絞りが設けられているこ
   とを特徴とする磁気記録再生装置。
5. 【請求項５】前記絞りの形状が長方形であることを特徴
   とする請求項４記載の磁気記録再生装置。