JP2718712B2 - 光磁気記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光磁気記録装置に係り、特に磁界変調記録方
式によるオーバライト可能な光磁気ディスク装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来、オーバライト可能な光磁気ディスク装置として
は、特開昭51−107121号，特開昭59−215008号，特公昭
60−48806号記載のように記録膜への印加磁界を記録す
る情報に応じて変調させる方式がある。本発明は、この
磁界変調記録方式による光磁気記録装置の改良に関する
ものである。

［発明が解決しようとする課題］ 従来、磁界変調記録方式によるオーバライトの例で
は、ディスク上に磁界発生用電磁コイルを設置し、変調
磁界を印加していた。両者の間隔は0.1mm〜0.5mm程度に
固定されていた。この場合、記録周波数は0.5MHz以下で
あり、数MHz程度の周波数の信号記録を行なうことがで
きないという問題であった。

本発明の目的は、上記の問題を解決し、磁界の印加効
率が高く数MHz程度の信号が記録可能で、磁気ディスク
の長所であるオーバライト機能と光ディスクの長所であ
る高密度性・大容量の両方を兼ね備えた光磁気記録装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明では記録担体を挟
んで光ヘッドと磁気ヘッドを対向させるとともに、該磁
気ヘッドとして浮上磁気ヘッドを用い、記録担体の基板
側から光ヘッドにより光を照射し、光磁気記録膜側から
磁気ヘッドにより記録情報に応じて極性反転あるいは強
度変調された磁界を印加することによって記録を行な
う。

浮上型磁気ヘッドは、有効磁界印加領域の広い（0.2m
m×0.5mm）ヘッドコアと低線速度でも浮上量の大きな
（１μｍ以上）スライダーとからなる。さらに、該磁気
ヘッドは、コの字型の磁性体コアを非磁性のスライダー
に埋め込んだ構造をとり、該コアの先端部分には非磁性
導電体が設けられていることを特徴とする。

［作用］ 本発明で用いる浮上型磁気ヘッドは有効磁界印加領域
が従来の磁気ヘッドに比べはるかに広く、例えば0.2mm
×0.5mm程度であれば、絞り込みスポットと磁気ヘッド
の位置合わせが容量であり、かつ、温度変化や振動に対
しても安定である。また、その浮上量が１μｍ以上であ
れば、塵等によるいわゆるヘッドクラッシュはほとんど
発生せず、通常のオフィス環境下での装置使用が可能と
なる。しかも、このような有効磁界印加領域の広いヘッ
ドコアを使用した場合、ヘッドコア端面から10〜20μｍ
離れた位置においても磁界強度はほとんど減衰しないた
め、光磁気記録膜の表面には５〜10μｍ程度の厚い保護
膜を形成することができる。また、従来の塗布型磁気デ
ィスク等と異なり、磁性粉を含まずに純粋に保護作用の
ためにのみ保護膜をコーティングできるので、保護コー
トの耐久性が極めて高く、耐環境性・信頼性を一層向上
させることができる。

本発明の磁気ヘッドは、ヘッドコア部分のみが磁性体
であるため、インダクタンスを小さくすることが可能で
ある。これによって磁界反転時間が短縮され、高周波の
記録が可能となる。またヘッドコアの部分をコの字型と
し、さらにコア先端部分に非磁性導電体を設置すること
により、磁界の印加効率を向上させることができる。ま
た、スライダー部分を非磁性材質とすることにより、絞
り込みレンズアクチュエータ等から漏洩する磁界のため
に光磁気記録膜に印加される実効的な磁界強度が低下す
ることを防ぐことができる。

情報の記録は、光磁気記録膜に光ヘッドによって高出
力のレーザ光を基板側から照射すると同時に、磁気ヘッ
ドによって記録情報に応じて極性反転あるいは強度変調
された変調磁界を光磁気記録膜側から印加することで行
なう。これによって、古い信号を消去しつつ新しい信号
を重ね書きすることができる。すなわち、光記録の特徴
である非接触という点をほとんど損なうことなく、光デ
ィスクの高密度・大容量と、磁気ディスクのオーバライ
ト機能を兼ね備えた光磁気記録装置が実現できる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。図
においては、１は回転する記録担体である光磁気ディス
クで、ディスク状の透明基板103上に、磁気光学効果を
もつ光磁気記録膜101と保護膜102を有している。例え
ば、半導体レーザ２からなる光源から出射した光は、コ
リメートレンズ３によって平行光束に変換され、ビーム
スプリッタ４を介して、絞り込みレンズ５に入射するレ
ンズ５により絞り込まれる光ビームはディスク基板103
側からディスクに入射し記録膜101上に微少スポットを
形成する。絞り込みレンズ５はディスク１の上下振れに
追従して常に記録膜上に焦点がくるように、また、ディ
スク上の情報記録用トラックの偏心に追従して常に所望
のトラック上に光スポットがくるように、アクチュエー
タ６に取付けられている。ディスク１からの反射光は、
絞り込みレンズ５を通ってビームスプリッタ４によって
反射され、ビームスプリッタ７によって光磁気信号検出
光学系８と焦点ずれおよびトラックずれ検出等の光点制
御信号検出光学系９に導かれる。

図中には光磁気信号検出光学系８の一例を示してあ
る。これはλ/2板801と偏光ビームスプリッタ803を用い
た差動信号検出方式である。光磁気信号検出光学系８に
入射した光は、λ/2板801,レンズ802を通過し、偏光ビ
ームスプリッタ303によってｓ・ｐの各偏光成分に分離
されて光検出器804および805にそれぞれ集光される。両
光検出器によって電気信号に変換された信号は、差動増
幅器10によって作動され、光磁気信号として得られる。

磁気ヘッド12は、ディスクを挟んで光ヘッド11と対向
させて記録膜側に配置する。第１図中では説明のため、
磁気ヘッドは実際の配置からディスク面内で90゜回転さ
せ、かつ鳥観図として拡大図示してある。磁気ヘッド12
は、後述するように記録膜に磁界を印加するコイル部分
とヘッド全体を浮上させるスライダー部分から構成さ
れ、ディスク回転中はディスク回転による空気圧で浮上
させる。浮上量は１μｍ以上（好ましくは２μｍ以上）
である。この程度の浮上量であれば、磁気ディスクで問
題となるような、塵等によるヘッドクラッシュは起ら
ず、装置の大気中での使用および媒体交換を可能とする
ことができる。

磁気ヘッド12はまた、支持バネ13によって５〜10g程
度の荷重でディスク１に押えつけられている。ディスク
の回転開始時および停止時には、磁気ヘッドをディスク
に接触させておくいわゆるCSS（Contact Start Stop）
方式あるいはディスク回転が一定となるまで磁気ヘッド
をディスクから離しておく方式いずれを用いてもかまわ
ない。ただ、ディスク１を交換する場合は、上記二つの
方式いずれをとるにしても磁気ヘッド12を上下させる機
構16が必要である。

磁気ヘッド12はさらに、光ヘッド11と支持アーム15に
よって一体結合されて、光ヘッドと連動可能に構成され
ており、両者間の距離を一定にすると同時に、常にディ
スク上の光スポット真上に磁気ヘッドを配置させる。必
ずしも、両方を図のように一体化する必要はないが、一
体結合しない場合には記録一をディスク半径方向に移動
させる場合、両者間の距離を一定とする手段および光ス
ポット真上に磁気ヘッドを設置するための磁気ヘッド移
動手段が必要となる。

光ヘッド11は、例えばリニアモータあるいはステップ
モータ等によってディスク半径方向に移動させる。

第２図に、情報の記録方法を示す。情報を記録するに
は、半導体レーザ２を第２図（ｂ）のように高出力で連
続発光させてディスク１上の光磁気記録膜101の温度を
キュリー温度以上に加熱し、光が照射された部分の保磁
力を低下させる。この時磁気ヘッド12を、磁気ヘッド駆
動回路14で駆動し、記録情報（第２図（ａ））に応じて
極性反転させた変調磁界（第２図（ｃ））を光磁気記録
膜101に印加し、情報の記録を行なう。記録状態を第２
図（ｄ）に示す。なお、ディスク内外周やレーザ出力変
動によらず、記録条件を一定にするために印加磁界強度
を変化させる必要がある場合は、極性反転だけでなく、
強度変調あるいは磁界に、直流的なバイアス成分を加え
る。この方式によれば、情報が記録されている部分に新
たに記録を行なっても、古い記録情報が残ることはな
く、オーバライトすなわち、情報を重ね書きすることに
よって古い情報を消去することができる。

ここで、本発明の主要構成要素である磁気ヘッドにつ
いて詳しく説明する。

磁気ヘッド12は、線速度が遅くても浮上量が大きく、
かつ有効磁界印加領域の広い浮上型磁気ヘッドを用い
る。塵等によるヘッドクラッシュ防止の観点から浮上量
は１μｍ以上（好ましくは２μｍ以上）、光スポットと
磁気ヘッドの位置合わせの観点から、ヘッドコアの有効
磁界印加領域は0.1mm×0.1mm以上1mm×1mm以下、好まし
くは0.1mm×0.1mm以上0.2mm×0.5mm以下とする。

第３図に本発明における浮上型磁気ヘッドの構造を示
す。第３図（ａ）は磁気ヘッドの鳥観図、第３図（ｂ）
はその展開図である。磁気コア301は例えばMn−Zn等の
磁性体でありコの字型をしている。さらにこの磁気コア
301は例えばセラミック等の非磁性材質によりスライダ3
02に埋め込まれている。従来磁気ディスク等に用いられ
ている磁気ヘッドは、磁気コアとスライダーが一体加工
であり、スライダー部分も磁性体であった。この磁気ヘ
ッドをそのまま光磁気ディスクに採用すると、例えば絞
り込みレンズアクチュエータから漏漏する磁界がスライ
ダー部分に集中するため、磁気コアから発生する磁界の
極性によっては両磁界がお互いに相殺する方向に働き、
記録膜に印加される実効的な磁界強度が低下してしま
う。スライダー302を非磁性材質とすれば上記の現象は
起こらず、磁気コア301から発生する磁界を効率良く記
録膜に印加することができる。さらに、磁気ヘッド全体
を磁性体とする場合に比べて磁性体量の少ない構造とす
ることができるため、磁気ヘッドのインダクタンスを低
下させることができ、より高周波の記録が可能となると
いう効果もある。

磁気ヘッド12はコの字型磁気コアの一端301aが絞り込
みスポット501の真上に来るように設定する。磁力線は
図に示すような分布をとるので、コの字型磁気コアの一
端301bの真下においては301aと逆向きの磁界が発生して
いる。これを利用すれば、コの字型磁気コアの両端301a
および301bそれぞれの真下に絞り込みスポットを配置さ
せることにより、一方を記録スポット、他方を消去スポ
ットとして、２個の光スポットを用いたオーバライトを
行なうこともできる。

磁気コアの巻線303はコの字型磁気コアのうち絞り込
みスポット真上にあるコアに巻かれている。これによ
り、端面301aで発生する磁界の強度を高め、磁界発生効
率を高めることができる。巻線303の位置がスライダー
摺動面に近いほど、磁界発生効率を高め、かつ磁気ヘッ
ドのインダクタンスを低下させることができる。この点
から、スライダー302において磁気コア303を支持する部
分の長さ（図中ｄで示した部分）が機械的強度の観点か
ら充分でない場合は、第４図に示すようにコの字型磁気
コアの上下両方を支持する構造とする。

次に本発明で用いる磁気ヘッドのコア部分についてさ
らに詳しく説明する。開放端部を有する実質的なコの字
型に成型された磁気コア301のうち、絞り込みスポット
真上に位置する開放端部の周囲には第３図に示すよう
に、非磁性導電体304が取付けられている。第５図
（ａ）に示すように、コア開放端部には記録膜に対して
垂直に印加される磁界以外に、巻線下部より他方のコア
開放端に向かうため、直接に記録膜に印加されない、い
わゆる漏洩磁界が発生する。これが増加すると、コアの
磁界発生効率（流した電流に対する発生磁界強度の比）
が低下し、磁気ヘッドの消費電力が大きくなってしま
う。そこで、同図（ｂ）のように、コア開放端部分に非
磁性導電体304を設置する。コアから発生する磁界が高
周波で極性反転あるいは強度変調される場合、この非磁
性導電体304中に渦電流が発生するため、磁気遮蔽の効
果が生じる。これにより前述の漏洩磁界がなくなり、コ
アから発生する磁界はコア開放端のうち記録膜と対向す
る面に集中させる。従って磁界発生効率を高めることが
できる。ただし、第５図においては簡単のため、コア部
分のみを示し、スライダー部分は省略してある。

非磁性導電体としては例えば、Ag,Al,Au,Cr,Cu,Ta,Ti
のいずれかあるいはこれらの中から選ばれた２種以上の
合金を用いる。また非磁性導電体の厚さは、記録周波数
・非磁性導電体の導電率およびその透磁率から決定され
るいわゆる表皮厚さ（Skin Depth）以上にとることが好
ましい。

非磁性導電体の設置状態としては、第３図〜第５図に
示したもの以外に第６図に示すように種々考えられる。
基本的にはコアの周囲全体にわたって配置されているこ
とが好ましいが、加工法等の条件により、コアの一部に
設置されているものであってもかまわない。ただし、第
６図においては簡単のため、コア部分のみを示し、スラ
イダー部分は省略してある。

非磁性導電体設置の効果としては、例えば第５図に示
した構成をとった場合、コア先端寸法を100μｍ×100μ
ｍ、非磁性導電体をCuとしてその高さ（記録膜に対向す
る面から巻線までの距離）を200μｍ、厚さを200μｍと
すると、記録周波数5MHzに対して、発生磁界強度を約1.
5倍増加させることができる。さらに、磁気ヘッドとし
てのインダクタンスを１〜２割程度低下させる効果もあ
る。これにより、高速の磁界反転あるいは強度変調がで
きるため、高速の磁界変調オーバライトが可能となる。

以上述べた効果はコア形状として第６図（ｃ）に示す
ように、先端部分を絞り込んだ形状のものと合わせて用
いることによって、いっそう大きくすることができる。
なお、記録膜に磁界を印加する開放端部以外の開放端部
は、必ずしも端面積を小にしなくてもよい。また、開放
端部の端面積を小に形成する手段としては、コアの幅寸
法を小に形成する、厚さ寸法を小に形成する、前述の両
者を併用する（角錐状あるいは円錐状に形成する）等が
考えられる。さらに、コアの形状はＵ字型もしくはコの
字型の例を示したが、必ずしもこれに限定されず、記録
膜と対向する一対の開放端部を有するとともに、閉磁路
を形成するような実質的なＵ字型に形成すれば良い。

ここで、本発明における磁気ヘッド12のコア形状を変
化させた場合の、発生磁界強度やインダクタンス等への
影響について定量的に述べる。

まず第７図はコア301の開放端部間の寸法Ｂと磁界強
度およびインダクタンスとの関係を示す図である。使用
したコア301の各部寸法は第７図中において略図によっ
て示した通りであり、厚さを0.2mmに形成した。また巻
線303は線径0.035mmの導線を30回巻いて形成したもので
ある。同図から明らかなように開放端部間の寸法Ｂを増
加すると直線ａおよび曲線ｂにより、磁界強度およびイ
ンダクタンスが共に低下する。光磁気記録用磁気ヘッド
は5MHz以上の高周波状態で使用されるため、インダクタ
ンスは可能な限り小さいことが望ましい。従ってコア30
1の開放端部間の寸法Ｂは大である方が有利である。し
かしながら寸法Ｂを増大させると、直線ａで示されるよ
うに磁界強度が低下するため不都合である。一方上記寸
法Ｂを減少させると、磁界強度は増大するが、曲線ｂで
示されるようにインダクタンスも増大すると共に、コア
301の開放端部間において磁束が短絡して、記録媒体に
作用すべき有効磁束を減少させるため不都合である。従
ってコア301の開放端部間の寸法を0.4〜0.8mmに設定す
るのが好ましい。

第８図はコア301の開放端部と巻線303との間隔Ｗと磁
界強度およびインダクタンスとの関係を示す図である。
使用したコア301の開放端部間の寸法を0.6mmとした以外
は、前記第７図に示すものと同様である。第８図から明
らかなように、曲線ａで示される磁界強度はコア301の
開放端部と巻線303との間隔Ｗが変化しても大幅な変化
がない。一方インダクタンスは直線ｂで示されるように
上記間隔Ｗに比例して増大する。従って上記間隔Ｗは可
能な限り小さく設定するのが好ましい。

第９図はコア301の開放端部の幅寸法Ｔと磁界強度と
の関係を示す図である。使用したコア301および巻線303
は前記第７図および第８図に示すものと同様であるが、
コア301の横断面における幅寸法Ａとして各々0.2mmおよ
び0.4mmの２種類を使用した。同図から明らかなよう
に、上記幅寸法Ｔが小である程磁界強度が大となり、コ
ア301の開放端部の端面積をコア301の他の部分の横断面
積より小に形成する方が磁界強度を増大させるために好
ましいことが認められる。この場合において、コア301
の開放端部を角錐型に形成すると、端面部の磁束密度を
増大させるために有効であり、漏洩磁束の発生を防止
し、記録媒体に使用させる磁束を増大させるので好まし
い。なお記録媒体に磁界を作用させる開放端部以外の開
放端部は、必ずしも端面積を小にしてなくてもよい。ま
た開放端部の短面積を小に形成する手段としては、幅寸
法を小に形成する以外に、厚さ寸法を小に形成してもよ
く、また両者を併用してもよい。

さて第10図は、コア301開放端に非磁性導電体304を設
置した場合としない場合とについて比較している。比較
を容易にするため、発生磁界強度としてはコア端面から
20μｍの位置で起磁力1AT（アンペア・ターン）の時の
値を、またインダクタンスとしては巻線１ターン当りの
値を任意単位でそれぞれ表示してある。設置する非磁性
導電体としてはCuを想定した。コア寸法は図に示すとお
りである。発生磁界強度はＷ′＝0.2mmにピークをも
つ。このことより、Ｗ′＝0.1mm〜0.4mm程度に設定する
ことが好ましい。Ｗ′が大きくなると、インダクタンス
は増加する傾向にあるが、非磁性導電体を設置すると、
インダクタンスの増加が抑制されるという効果もある。

以上は非磁性導電体として単一金属あるいは合金の場
合を述べたが、これらの金属あるいは合金を粉状あるい
は粒子状にしてガラスあるいは樹脂などに混入させたも
のを、前述の実施例の位置に設置しても同様の効果が期
待される。

以上の説明においては、スライダーとしていわゆる２
本レールを持った構造を示したが、他の構造のスライダ
ーに対しても本発明は適用可能である。また磁気コアを
埋め込む位置に関しても、本実施例においては、一方の
レール上で空気の流出端に近い部分としてあるが、２本
レールの中央部または流出端と流入端の中央部などいず
れの位置であっても本発明が適用可能であることは言う
までもない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、浮上型磁気ヘ
ッドを用いた磁界変調記録方式による光磁気ディスク装
置において、磁気ヘッドの磁界発生効率を向上させると
ともに、コイルのインダクタンスを低下させることがで
きるため、低電力で高速の磁界変調記録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における装置の全体構成を示す図、第２
図は磁界変調記録方式の記録原理を示す図、第３図は本
発明における浮上型磁気ヘッドの一実施例を示す図、第
４図は本発明における浮上型磁気ヘッドの他の実施例を
示す図、第５図は非磁性導電体の効果を示す図、第６図
は磁気コアの他の実施例を示す図、第７図，第８図，第
９図および第10図は本発明の効果を示す図である。 符号の説明 １……ディスク、２……半導体レーザ、３……コリメー
トレンズ、４……ビームスプリッタ、５……絞り込みレ
ンズ、８……光磁気信号検出系、９……光点制御信号検
出系、11……光ヘッド、12……磁気ヘッド、301……コ
ア、302……スライダ、303……巻線、304……非磁性導
電体。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ヘッドにより記録情報に応じて極性反
   転あるいは強度変調された磁界を記録担体上の光磁気記
   録膜に印加するとともに、光ヘッドからレーザ光を照射
   することによって、情報の記録を行なう光磁気記録装置
   であって、 上記磁気ヘッドは、上記記録担体に磁界を印加するＵ字
   型又はコの字型の磁気コアと、上記磁気コアが埋め込ま
   れた非磁性のスライダーと、上記磁気コアの先端部分に
   設けられた非磁性導電体とを具備することを特徴とする
   光磁気記録装置。
2. 【請求項２】上記非磁性導電体が上記磁気コアの開放端
   部のうち少なくとも一方の周囲に配置されていることを
   特徴とする請求項１記載の光磁気記録装置。
3. 【請求項３】上記非磁性導電体が上記磁気コアの開放端
   離間に埋め込まれていることを特徴とする請求項１記載
   の光磁気記録装置。
4. 【請求項４】上記磁気コアの開放端部に、粒状あるいは
   粉状の非磁性導電体を混入した樹脂あるいはガラスが設
   けられていることを特徴とする請求項１記載の光磁気記
   録装置。
5. 【請求項５】上記非磁性導電体が、Ag,Al,Au,Cr,Cu,Ta,
   Tiから選ばれる少なくとも一種の金属、もしくはこれら
   のうち複数種からなる合金からなることを特徴とする請
   求項１乃至４のいずれかに記載の光磁気記録装置。
6. 【請求項６】上記光ヘッドは上記記録担体を挟んで該浮
   上型磁気ヘッドと対向させたレンズアクチュエータを有
   することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載
   の光磁気記録装置。
7. 【請求項７】上記磁気ヘッドは浮上型であることを特徴
   とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光磁気記録装
   置。