JP4331663B2

JP4331663B2 - 薄膜コイル、コイル駆動回路、および磁気ヘッド

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Publication number: JP4331663B2
Application number: JP2004272190A
Authority: JP
Inventors: 松本　　剛
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2024-09-17
Also published as: JP2006085873A; US20060072385A1; US7324411B2

Description

本願発明は、磁気記録媒体へのデータの記録を行なうのに用いられる薄膜コイル、コイル駆動回路、および磁気ヘッドに関する。

磁気記録媒体へのデータの記録は、磁気ヘッドに備えられた薄膜コイルで発生する記録用磁界の磁束方向を制御することにより行なわれる。この記録用磁界の磁気記録媒体に対する磁束方向は、上記薄膜コイルを駆動することで急峻かつ連続的に反転させられる。磁気記録媒体には、磁束方向をできる限り高速に反転しながら記録用磁界を作用させることが好ましいため、磁気ヘッドには、２層構造からなるスパイラルコイルが備えられている（たとえば、特許文献１参照）。

従来、このようなデータの記録を行なうための磁気ヘッドの一例として、たとえば図１３に示される構成のものがある。磁気ヘッドＨ’は、透明基板８０と、透明基板８０に接合された対物レンズ８１と、薄膜コイル８２と、磁性体膜８３とを備えている。薄膜コイル８２は、記録用磁界を発生するものであって、２層に分かれたスパイラルコイル８２ａ，８２ｂにより形成されている。これらのスパイラルコイル８２ａ，８２ｂは、絶縁保護の観点から誘電体層８６によって覆われている。各層におけるスパイラルコイル８２ａ，８２ｂの外周端部８２ａａ，８２ｂａは、互いに絶縁された状態で薄膜コイル８２の半径方向に延びる引き出し配線部８５ａ，８５ｂに接続されており、さらにこれらの引き出し配線部８５ａ，８５ｂは、透明基板８０の外方へと延びる配線部材８６ａ，８６ｂに接続されている。図１３には特に図示しないが、各層におけるスパイラルコイル８２ａ，８２ｂの内周端部は、いずれも所定の基準電位となる共通端子に接続されており、これらスパイラルコイル８２ａ，８２ｂの巻き方向は、互いに正反対となる方向となっている。磁性体膜８３は、高透磁率を有する物質からなり、薄膜コイル８２の下方に形成されている。

このような構成によれば、たとえば図１４に電磁的な動作状態を示すように、たとえば共通端子の基準電位を−Ｖとした場合、一方のスパイラルコイル８２ａについては、上記基準電位に対して＋Ｖの電圧が外周端部８２ａａに印加されると、磁束方向が上向きの磁界が生じる。その一方、他方のスパイラルコイル８２ｂについては、上記と同様にして＋Ｖの電圧が外周端部８２ｂａに印加されると、上記とは逆に磁束方向が下向きの磁界が生じる。つまり、薄膜コイル８２を駆動するためのコイル駆動回路は、記録用データに対応する高周波信号に基づき、スパイラルコイル８２ａ，８２ｂの通電状態を排他的かつ高速に切り換えるように構成されている。これにより、磁気記録媒体Ｄには、磁束方向が高速に反転しながら記録用磁界が作用し、その磁束方向に応じた磁区が形成されることでデータが記録される。

特開２００３−５１１４４号公報

しかしながら、上記従来の技術では、磁気記録媒体Ｄに対して一方のスパイラルコイル８２ａが近い層に位置する一方、このスパイラルコイル８２ａを挟んで他方のスパイラルコイル８２ｂが遠い層に位置する。これでは、双方のスパイラルコイル８２ａ，８２ｂの巻き数や寸法を同一とした場合、磁気記録媒体Ｄに対して近い層のスパイラルコイル８２ａの記録用磁界に比べて、遠い層のスパイラルコイル８２ｂの記録用磁界が弱くなりがちとなり、記録用磁界の強さが不安定になってしまう。

このような難点に対する解決策としては、各層のスパイラルコイル８２ａ，８２ｂの巻き数や寸法を相違させるなどして記録用磁界の強さを安定させる方策が考えられる。ところが、そうした場合、各スパイラルコイル８２ａ，８２ｂのインダクタンスが相違することとなり、磁束方向が上向きと下向きとで記録用磁界の波形に差異が生じるため好ましくない。また、各スパイラルコイル８２ａ，８２ｂのインダクタンスが一致するように構成しても、コイル駆動回路において各スパイラルコイル８２ａ，８２ｂを通電状態とする際の電流値を調整する必要があり、コイル駆動回路の構成が複雑になってしまう難点があった。

本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、物理的構成や電気的構成を複雑にすることなく、記録用磁界を安定して発生させることができる薄膜コイル、コイル駆動回路、および磁気ヘッドを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。

本願発明の第１の側面によって提供される薄膜コイルは、基板上の第１層および第２層の各層に、バイファイラ巻き状に形成された第１および第２スパイラルコイルを備え、上記各層における第１および第２スパイラルコイルのそれぞれは、外周端部および内周端部
を有している薄膜コイルであって、上記第１層における第１および第２スパイラルコイルの巻き方向と上記第２層における第１および第２スパイラルコイルの巻き方向とは、互いに同一となる方向であり、上記第１層における第１および第２スパイラルコイルのいずれか一方の外周端部は、上記第２層における第１および第２スパイラルコイルのいずれか一方の外周端部に相互接続されているとともに、上記第１層および第２層におけるその余のスパイラルコイルの外周端部もまた上記相互接続とは別に相互接続されており、各相互接続により連結対となった上記第１層および第２層のスパイラルコイルの外周端部は、連結対ごとに上記基板の側部へと引き延ばされており、かつ、上記第１層における第１および第２スパイラルコイルの内周端部は、互いに結合した状態で上記第２層における第１および第２スパイラルコイルの内周端部に一括接続されているとともに、一括接続により一体となった上記第１層および第２層のスパイラルコイルの内周端部は、上記第１層および第２層とは異なる層を経て上記基板の側部へと引き延ばされていることを特徴としている。

このような構成によれば、第１層と第２層とに分けてスパイラルコイルが形成されているものの、たとえば第１層の第１スパイラルコイルと第２層の第２スパイラルコイルとが電気的に並列接続された関係にあり、これらのスパイラルコイルが同時に導通状態となると、これらから共に同じ所定の磁束方向の磁界が生じる。その一方、その余の第１層の第２スパイラルコイルと第２層の第１スパイラルコイルとが電気的に並列接続された関係にあり、これらのスパイラルコイルが同時に導通状態となると、これらから上記所定の磁束方向とは逆方向の磁界が生じる。つまり、第１層および第２層に分かれて並列接続されたスパイラルコイルの対について、これらの一対ごとに導通状態を排他的に切り換えることができる。そのため、第１層および第２層のスパイラルコイルを磁気記録媒体へのデータの記録を行なうのに用いる場合、たとえば基板から所定距離にある磁気記録媒体に対しては、第１層の第１スパイラルコイルおよび第２層の第２スパイラルコイルによる所定の磁束方向の記録用磁界と、この所定の磁束方向とは逆向きとなる第１層の第２スパイラルコイルおよび第２層の第１スパイラルコイルによる記録用磁界とが同程度の強さとなる。これにより、磁気記録媒体に対して磁束方向を高速に反転しつつも記録用磁界を安定して発生させることができる。また、たとえば各層における第１および第２スパイラルコイルの巻き数や寸法を全て同一とした上で、これら第１および第２スパイラルコイルを通電状態とする際の電圧値などを同一とし、並列接続されたスパイラルコイルの対ごとに通電状態を切り換えるだけでよいため、物理的構成や電気的構成を単純な構成にすることができる。

本願発明の第２の側面によって提供されるコイル駆動回路は、上記第１の側面による薄膜コイルを駆動するためのコイル駆動回路であって、上記第１層における第１および第２スパイラルコイルの内周端部と上記第２層における第１および第２スパイラルコイルの内周端部とを常に所定の基準電位とし、かつ、上記第１層および第２層におけるスパイラルコイルの外周端部で相互接続により連結対となったもののうち、いずれか一方の連結対を上記基準電位との電位差が正となる通電状態とするのに対し、他方の連結対を上記基準電位との電位差が負となる通電状態とし、これらの通電状態を排他的に切り換え可能に構成されていることを特徴としている。

このような構成によれば、たとえば磁気記録媒体に対して磁束方向を高速反転しながら記録用磁界を安定的に作用させるものとして、先述した第１の側面による薄膜コイルを適切かつ単純に駆動することができる。

本願発明の第３の側面によって提供される磁気ヘッドは、上記第１の側面による薄膜コイルを備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、上記第１の側面によるものと同一の効果をもつ磁気ヘッドが得られ、磁気記録媒体にデータの記録を行うものとして優れた磁気ヘッドを実現することができる。

本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜４は、本願発明に係る磁気ヘッドの参考例としての第１実施形態を示している。まず、図１を参照しながら、本願発明に係る磁気ヘッドが組み込まれた磁気情報処理装置の構成の一例について説明する。同図に示す磁気情報処理装置Ｐは、磁気ヘッドＨと、キャリッジ６と、固定光学部７と、電源装置８とを備えた光磁気ディスク装置として構成されている。

光磁気ディスクＤは、スピンドルＳｐに支持されており、スピンドルモータＭの駆動力により、スピンドルＳｐを中心として高速回転可能である。光磁気ディスクＤの両面のうち、磁気ヘッドＨと対向する側の面には記録層４０が設けられている。この記録層４０の表面は、透光性を有する絶縁保護膜４１によって覆われている。

キャリッジ６は、光磁気ディスクＤの下方に配されており、たとえば図示されていないボイスコイルモータの駆動力によって光磁気ディスクＤの半径方向に移動自在である。このキャリッジ６の移動により、光磁気ヘッドＨを目的のトラック近傍に配置させるシーク動作がなされる。固定光学部７は、レーザダイオードやコリメータレンズなど（いずれも図示略）を備えており、この固定光学部７から発せられたレーザ光Ｌは、キャリッジ６に向けて進行し、キャリッジ６に搭載された立ち上げミラー１３に到達するように構成されている。固定光学部７には、ビームスプリッタや光検出器（いずれも図示略）も設けられている。

アクチュエータ９は、光磁気ディスクＤへの記録および再生時における、フォーカス制御およびトラッキング制御を行なうためのものである。このアクチュエータ９は、キャリ
ッジ６に搭載されており、対物レンズ５ｂが搭載されたレンズホルダ１０の上下方向および光磁気ディスクＤの半径方向への移動を可能とするものである。

図２によく表われているように、磁気ヘッドＨは、透明基板１と、この透明基板１に接合された対物レンズ５ａと、薄膜コイル２と、磁性体膜３とを備えた光磁気ヘッドとして構成されている。透明基板１は、上下方向に撓み変形可能なサスペンション１２に支持されており、光磁気ディスクＤに対向して配されている。透明基板１は、これと光磁気ディスクＤとの間に流入してくる空気流によりもたらされる、いわゆるくさび効果により、光磁気ディスクＤとの間に微小な隙間を隔てて浮上するものである。このような透明基板１は、たとえば対物レンズ５ａと同材質のガラス製であり、その表面には透光性を有する誘電体層４が形成されている。

対物レンズ５ａは、対物レンズ５ｂを透過してきたレーザ光Ｌを集束させ、光磁気ディスクＤの記録層４０の記録対象部分（磁区）にレーザスポットを形成するためのものである。

薄膜コイル２は、誘電体層４の内部において層をなすように形成されており、第１スパイラルコイル２１と、第２スパイラルコイル２２とを具備して構成されている。第１および第２スパイラルコイル２１，２２は、誘電体層４により互いに絶縁した状態で巻き方向が同一方向となるように、いわゆるバイファイラ巻き状に形成されている（図３参照）。これら第１および第２スパイラルコイル２１，２２は、対物レンズ５ａや透明基板１を透過してきたレーザ光Ｌを遮らないように配置されており、対物レンズ５ａの光軸Ａがコイル中心部２ａを通るようになっている。このような第１および第２スパイラルコイル２１，２２は、巻き数や長さ寸法などが同一となるように形成されており、そのため、これらのインダクタンスが同一になっている。磁性体膜３は、薄膜コイル２の下方に配されており、薄膜コイル２により発生した記録用磁界の下方への漏洩を抑制し、光磁気ディスクＤに対して磁界を効率よく作用させるためのものである。この磁性体膜３は、パーマロイなどの高透磁率を有する物質からなり、レーザ光Ｌを遮らないように光軸Ａがその中心部を通るように形成されている。

上記薄膜コイル２における第１および第２スパイラルコイル２１，２２のそれぞれは、外周端部２１ａ，２２ａおよび内周端部２１ｂ，２２ｂを有している。第１スパイラルコイル２１の外周端部２１ａと第２スパイラルコイル２２の外周端部２２ａとは、誘電体層４を介して互いに絶縁した状態にあり、これらの外周端部２１ａ，２２ａは、薄膜コイル２の半径方向に延びる引き出し配線部３１ａ，３２ａに個別に接続されている。引き出し配線部３１ａ，３２ａのそれぞれは、透明基板１の外方へと延びる配線部材３１ａａ，３２ａａに接続されており、これらの配線部材３１ａａ，３２ａａは、図外のコイル駆動回路に通じている。一方、第１スパイラルコイル２１の内周端部２１ｂと第２スパイラルコイル２２の内周端部２２ｂとは、導体からなる結合部３０を介して互いに結合した状態で一体となり、この結合部３０は、薄膜コイル２の半径方向に延びる引き出し配線部３０ａに接続されている。結合部３０に接続された引き出し配線部３０ａは、透明基板１の外方へと延びる配線部材３０ａａに接続されており、この配線部材３０ａａは、図外のコイル駆動回路に通じている。なお、結合部３０に接続された引き出し配線部３０ａは、磁性体膜３とは分離して形成されたものあるいは磁性体膜３と一体に形成されたもののいずれであってもよいが、その余の引き出し配線部３１ａ，３２ａは、磁性体膜３とは必ず分離して形成されている。

図３に模式的に示されているように、第１スパイラルコイル２１の内周端部２１ｂと第２スパイラルコイル２２の内周端部２２ｂとは、結合部３０や引き出し配線部３０ａなどを介して基準電位０Ｖのグランド端子に共通接続されている。一方、第１スパイラルコイ
ル２１の外周端部２１ａには、上記基準電位０Ｖとの電位差が正となるように、図外のコイル駆動回路から引き出し配線部３１ａなどを通じて＋Ｖの電圧が印加される。また、第２スパイラルコイル２２の外周端部２２ａには、上記基準電位０Ｖとの電位差が負となって上記＋Ｖの電圧とは絶対値が同等の電圧となるように、図外のコイル駆動回路から引き出し配線部３２ａなどを通じて−Ｖの電圧が印加される。これにより、本実施形態の例によれば、第１スパイラルコイル２１は、その外周端部２１ａに＋Ｖの電圧が印加されて通電状態になると、コイル中心部２ａからディスクＤ側へと進む上向きとなる磁束方向の記録用磁界を発生する。一方、第２スパイラルコイル２２は、その外周端部２２ａに−Ｖの電圧が印加されて通電状態になると、上記第１スパイラルコイル２１による上向きの磁束方向とは逆に、コイル中心部２ａから透明基板１側へと進む下向きとなる磁束方向の記録用磁界を発生する。なお、第１スパイラルコイル２１の外周端部２１ａには、−Ｖの電圧を印加する一方、第２スパイラルコイル２２の外周端部２２ａには、＋Ｖの電圧を印加するようにしてもよい。その場合、第１および第２スパイラルコイル２１，２２のそれぞれにおいて発生する記録用磁界の磁束方向は、上記とは逆向きとなる。

上記薄膜コイル２を駆動するためのコイル駆動回路は、図４に一例として示されるような構成となっている。図４に示されているように、コイル駆動回路においては、第１スパイラルコイル２１の外周端部２１ａがスイッチングトランジスタＳ１を介して＋Ｖの電源入力端子５０に接続されているとともに、第２スパイラルコイル２２の外周端部２２ａがスイッチングトランジスタＳ２を介して−Ｖの電源入力端子５１に接続されている。第１および第２スパイラルコイル２１，２２の内周端部２１ｂ，２２ｂは、電気抵抗素子５５を介して基準電位０Ｖのグランド端子５６に共通接続されている。スイッチングトランジスタＳ１には、入出力が同相となる増幅素子５２を経て記録用データに対応するデジタル信号が入力され、このデジタル信号のＨ／Ｌに応じてスイッチングトランジスタＳ１がオン／オフされる。一方、スイッチングトランジスタＳ２には、入出力が逆相となる反転増幅素子５３を経て上記記録用データに対応するデジタル信号が入力され、このデジタル信号のＬ／Ｈに応じてスイッチングトランジスタＳ２がオン／オフされるようになっている。つまり、コイル駆動回路は、記録用データに対応するデジタル信号に基づいて、第１および第２スパイラルコイル２１，２２の通電状態を排他的かつ高速に切り換えるように構成されている。

このような薄膜コイル２を構成する第１および第２スパイラルコイル２１，２２、結合部３０、引き出し配線部３０ａ〜３２ａ、および磁性体膜３などは、半導体製造プロセスと同様なプロセスにより製造することが可能である。第１および第２スパイラルコイル２１，２２、結合部３０、引き出し配線部３０ａ〜３２ａは、銅などの金属膜を所定形状にパターニングすることにより形成されたものであり、第１および第２スパイラルコイル２１，２２を覆うように誘電体の薄い層が形成される。同様に磁性体膜３も、パーマロイなどの膜をパターニングすることにより形成され、磁性体膜３を覆うように誘電体の薄い層が形成される。このような工程が繰り返されることにより、透明基板１の表面には、積層構造の誘電体層４が形成され、その内部に第１および第２スパイラルコイル２１，２２、結合部３０、引き出し配線部３０ａ〜３２ａ、および磁性体膜３などが埋設された構造が得られる。

次に、磁気ヘッドＨの作用について説明する。

ディスクＤへのデータの記録を磁界変調方式によって行う場合、このディスクＤを回転させることにより、透明基板１をディスクＤから微小な間隔を隔てて浮上させる。そして、記録層４０の記録対象部分にレーザ光Ｌを連続的もしくは一定周波数で断続的に照射することにより、記録層４０の温度を上昇させる。一方、薄膜コイル２により発生する記録用磁界は、第１スパイラルコイル２１と第２スパイラルコイル２２とで磁束方向が逆向き
とされ、これら第１および第２スパイラルコイル２１，２２がコイル駆動回路によって排他的に切り換えられながら駆動することにより、記録データの内容に応じて磁束方向が高速に反転させられる。これにより、記録層４０を構成する磁性体の磁化の向きが制御され、その磁化の向きに応じた磁区が記録層４０に形成されることでデータが記録される。

このとき、第１スパイラルコイル２１により発生する記録用磁界と第２スパイラルコイル２２により発生する記録用磁界とのディスクＤに対するそれぞれの強さは、磁束方向が高速反転しても同一レベルとされる。これは、第１および第２スパイラルコイル２１，２２のディスクＤからの距離、巻き数、長さ寸法などといった物理的構成が同一であり、しかも、第１および第２スパイラルコイル２１，２２に対しては、正負が異なるものの同一レベルの電圧が印加されるためである。これにより、磁気ヘッドＨは、薄膜コイル２の物理的構成やコイル駆動回路の電気的構成を単純な構成とした上で、ディスクＤに対して磁束方向を高速に反転しつつも記録用磁界を安定して発生させることができる。

また、コイル駆動回路は、記録データに応じたデジタル信号に基づいて、第１および第２スパイラルコイル２１，２２の通電状態を排他的に切り換えるだけでよく、第１および第２スパイラルコイル２１，２２は、これらの一方が通電状態であれば他方が非通電状態となる。そのため、コイル駆動回路は、比較的周波数の高い高周波信号によることなく薄膜コイル２を適切に駆動することができ、これによりコイル駆動回路の省電力化を図ることができる。

図５および図６は、本願発明に係る磁気ヘッドの参考例としての第２実施形態を示している。これらの図において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、上記第１実施形態と同一符号を付し、その説明を省略する。

図５および図６に示されているように、第２実施形態の磁気ヘッドＨは、第１実施形態によるものとは薄膜コイル２の配線形態のみが異なる構成となっている。つまり、第１スパイラルコイル２１の外周端部２１ａと第２スパイラルコイル２２の外周端部２２ａとは、導体からなる引き出し配線部３０ａの基端に互いに結合した状態で一体となり、引き出し配線部３０ａの先端は、薄膜コイル２の半径方向に延びて配線部材３０ａａに接続されている。一方、第１スパイラルコイル２１の内周端部２１ｂと第２スパイラルコイル２２の内周端部２２ｂとは、誘電体層４を介して互いに絶縁した状態にあり、これらの内周端部２１ｂ，２２ｂは、薄膜コイル２の半径方向に延びる引き出し配線部３１ａ，３２ａに個別に接続されている。引き出し配線部３１ａ，３２ａのそれぞれは、配線部材３１ａａ，３２ａａに接続されている。これらの配線部材３０ａａ〜３２ａａは、図外のコイル駆動回路に通じている。なお、内周端部２１ｂ，２２ｂのそれぞれに接続された引き出し配線部３１ａ，３２ａは、磁性体膜３とは分離して形成されており、その余の引き出し配線部３０ａについても、磁性体膜３とは必ず分離して形成されている。

図６に模式的に示されているように、第１スパイラルコイル２１の外周端部２１ａと第２スパイラルコイル２２の内周端部２２ａとは、共に引き出し配線部３０ａを介して基準電位０Ｖのグランド端子に共通接続されている。一方、第１スパイラルコイル２１の内周端部２１ｂには、上記基準電位０Ｖとの電位差が正となるように、図外のコイル駆動回路から引き出し配線部３１ａなどを通じて＋Ｖの電圧が印加される。また、第２スパイラルコイル２２の内周端部２２ｂには、上記基準電位０Ｖとの電位差が負となって上記＋Ｖの電圧とは絶対値が同等の電圧となるように、図外のコイル駆動回路から引き出し配線部３２ａなどを通じて−Ｖの電圧が印加される。これにより、本実施形態の例によれば、第１スパイラルコイル２１は、その内周端部２１ｂに＋Ｖの電圧が印加されて通電状態になると、コイル中心部２ａから透明基板１側へと進む下向きとなる磁束方向の記録用磁界が発生する。一方、第２スパイラルコイル２２は、その内周端部２２ｂに−Ｖの電圧が印加さ
れて通電状態になると、上記第１スパイラルコイル２１による下向きの磁束方向とは逆に、コイル中心部２ａからディスクＤ側へと進む上向きとなる磁束方向の記録用磁界が発生する。なお、第１スパイラルコイル２１の内周端部２１ｂには、−Ｖの電圧を印加する一方、第２スパイラルコイル２２の内周端部２２ｂには、＋Ｖの電圧を印加するようにしてもよい。その場合、第１および第２スパイラルコイル２１，２２のそれぞれにおいて発生する記録用磁界の磁束方向は、上記とは逆向きとなる。

上記薄膜コイル２を駆動するためのコイル駆動回路は、図４に一例として示されるような第１実施形態によるものと同様の構成となる。つまり、第２実施形態に対応するコイル駆動回路では、図４において第１および第２スパイラルコイル２１，２２の外周端部２１ａ，２２ａと内周端部２１ｂ，２２ｂとが入れ替わったものとなり、第１および第２スパイラルコイル２１，２２における磁束方向も逆向きになるだけである。

したがって、第２実施形態の磁気ヘッドＨによっても、薄膜コイル２の物理的構成やコイル駆動回路の電気的構成を単純な構成とした上で、ディスクＤに対して磁束方向を高速に反転しつつも記録用磁界を安定して発生させることができる。また、コイル駆動回路は、比較的周波数の高い高周波信号によることなく薄膜コイル２を適切に駆動することができ、これによりコイル駆動回路の省電力化を図ることができる。

図７〜９は、本願発明に係る磁気ヘッドの一例としての第３実施形態を示している。これらの図においても、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、上記第１実施形態と同一符号を付し、その説明を省略する。

図７および図８に示されているように、第３実施形態の磁気ヘッドＨにおいては、薄膜コイル２は、誘電体層４の内部において第１層２０Ａおよび第２層２０Ｂの２層構造をなすように形成されている。第１層２０Ａは、ディスクＤに近い層をなしており、この第１層２０Ａには、第１および第２スパイラルコイル２１，２２が互いに絶縁した状態で巻き方向が同一方向となるように、いわゆるバイファイラ巻き状に形成されている（図８参照）。第２層２０Ｂは、第１層２０Ａと磁性体膜３との間に位置する層をなしており、この第２層２０Ｂにおいても、第１および第２スパイラルコイル２１’，２２’が互いに絶縁した状態で巻き方向が同一方向となるように、いわゆるバイファイラ巻き状に形成されている（図８参照）。これら第１および第２スパイラルコイル２１，２１’，２２，２２’は、巻き数や長さ寸法、さらにコイルの巻き方向が全て同一となるように形成されている。

第１層２０Ａにおける第１スパイラルコイル２１の外周端部２１ａと第２層２０Ｂにおける第２スパイラルコイル２２’の外周端部２２ａ’とは、導体からなる結合部３１を介して相互接続されており、これにより第１層２０Ａと第２層２０Ｂとの間で連結対となった外周端部２１ａ，２２ａ’は、薄膜コイル２の半径方向に延びる引き出し配線部３１ａに共通接続されている。この引き出し配線部３１ａは、透明基板１の外方へと延びる配線部材３１ａａに接続されており、この配線部材３１ａａは、図外のコイル駆動回路に通じている。また、第１層２０Ａにおける第２スパイラルコイル２２の外周端部２２ａと第２層２０Ｂにおける第１スパイラルコイル２１’の外周端部２１ａ’についても、導体からなる結合部３２を介して相互接続されており、こうして第１層２０Ａと第２層２０Ｂとの間で連結対となった外周端部２２ａ，２１ａ’は、薄膜コイル２の半径方向に延びる引き出し配線部３２ａに共通接続されている。この引き出し配線部３２ａは、透明基板１の外方へと延びる配線部材３２ａａに接続されており、この配線部材３２ａａも、図外のコイル駆動回路に通じている。一方、第１層２０Ａにおける第１および第２スパイラルコイル２１，２２の内周端部２１ｂ，２２ｂと第２層２０Ｂにおける第１および第２スパイラルコイル２１’，２２’の内周端部２１ｂ’，２２ｂ’とは、導体からなる結合部３０に一
括接続されており、この結合部３０は、薄膜コイル２の半径方向に延びる引き出し配線部３０ａに接続されている。結合部３０に接続された引き出し配線部３０ａは、透明基板１の外方へと延びる配線部材３０ａａに接続されており、この配線部材３０ａａは、図外のコイル駆動回路に通じている。なお、結合部３０に接続された引き出し配線部３０ａは、磁性体膜３とは同一層ではあるが分離して形成されたもの、あるいは磁性体膜３と同一層で一体に形成されたもののいずれであってもよいが、その余の引き出し配線部３１ａ，３２ａは、磁性体膜３とは必ず分離して形成されている。

図８に模式的に示されているように、第１層２０Ａおよび第２層２０Ｂにおける全ての内周端部２１ｂ，２２ｂ，２１ｂ’，２２ｂ’は、結合部３０や引き出し配線部３０ａなどを介して基準電位０Ｖのグランド端子に共通接続されている。一方、第１層２０Ａおよび第２層２０Ｂにおけるスパイラルコイル２１，２２’の外周端部２１ａ，２２ａ’には、上記基準電位０Ｖとの電位差が正となるように、図外のコイル駆動回路から引き出し配線部３１ａなどを通じて＋Ｖの電圧が印加される。また、第１層２０Ａおよび第２層２０Ｂにおけるスパイラルコイル２２，２１’の外周端部２２ａ，２１ａ’には、上記基準電位０Ｖとの電位差が負となって上記＋Ｖの電圧とは絶対値が同等の電圧となるように、図外のコイル駆動回路から引き出し配線部３２ａなどを通じて−Ｖの電圧が印加される。つまり、第１層２０Ａおよび第２層２０Ｂにおけるスパイラルコイル２１，２２’は、電気的に並列接続された関係にある。また、第１層２０Ａおよび第２層２０Ｂにおけるスパイラルコイル２２，２１’も、電気的に並列接続された関係にあり、これらスパイラルコイル２１，２２’の対からなる回路とスパイラルコイル２２，２１’の対からなる回路とは、電気的に切り離された状態にある。これにより、本実施形態の例によれば、第１層２０Ａおよび第２層２０Ｂにわたるスパイラルコイル２１，２２’は、これらの外周端部２１ａ，２２ａ’に＋Ｖの電圧が印加されて通電状態になると、たとえばコイル中心部２ａから透明基板１側へと進む下向きとなる磁束方向の記録用磁界を同時に発生する。一方、第１層２０Ａおよび第２層２０Ｂにわたる第２スパイラルコイル２２，２１’は、これらの外周端部２２ａ，２１ａ’に−Ｖの電圧が印加されて通電状態になると、上記スパイラルコイル２１，２２’による下向きの磁束方向とは逆に、コイル中心部２ａからディスクＤ側へと進む上向きとなる磁束方向の記録用磁界を同時に発生する。なお、スパイラルコイル２１，２２’の外周端部２１ａ，２２ａ’には、−Ｖの電圧を印加する一方、スパイラルコイル２２，２１’の外周端部２２ａ，２１ａ’には、＋Ｖの電圧を印加するようにしてもよい。その場合、スパイラルコイル２１，２２’において同時発生する記録用磁界とスパイラルコイル２２，２１’において同時発生する記録用磁界との磁束方向は、上記とは逆向きとなる。

上記薄膜コイル２を駆動するためのコイル駆動回路は、図９に一例として示されるような構成となっている。図９に示されているように、コイル駆動回路においては、スパイラルコイル２１，２２’の外周端部２１ａ，２２ａ’がスイッチングトランジスタＳ１を介して＋Ｖの電源入力端子５０に共通接続されているとともに、スパイラルコイル２２，２１’の外周端部２２ａ，２１ａ’がスイッチングトランジスタＳ２を介して−Ｖの電源入力端子５１に共通接続されている。全ての内周端部２１ｂ，２２ｂ，２１ｂ’，２２ｂ’は、電気抵抗素子５５を介して基準電位０Ｖのグランド端子５６に共通接続されている。スイッチングトランジスタＳ１には、入出力が同相となる増幅素子５２を経て記録用データに対応するデジタル信号が入力され、このデジタル信号のＨ／Ｌに応じてスイッチングトランジスタＳ１がオン／オフされる。一方、スイッチングトランジスタＳ２には、入出力が逆相となる反転増幅素子５３を経て上記記録用データに対応するデジタル信号が入力され、このデジタル信号のＬ／Ｈに応じてスイッチングトランジスタＳ２がオン／オフされるようになっている。つまり、コイル駆動回路は、記録用データに対応するデジタル信号に基づいて、スパイラルコイル２１，２２’の通電状態とスパイラルコイル２２，２１’の通電状態とを排他的かつ高速に切り換えるように構成されている。

このようなコイル駆動回路によって薄膜コイル２が駆動されるとき、スパイラルコイル２１，２２’により同一磁束方向で同時発生する記録用磁界の強さと、スパイラルコイル２２，２１’により同一磁束方向で同時発生する記録用磁界の強さとは、磁束方向が互いに逆方向であっても同一レベルとされる。これは、全てのスパイラルコイル２１，２１’，２２，２２’の巻き数や長さ寸法などが同一であり、しかも、スパイラルコイル２１，２２’の組とスパイラルコイル２２，２１’の組に対しては、各組ごとに正負が異なるものの同一レベルの電圧が印加されるためである。また、第１層２０Ａおよび第２層２０Ｂから同時に記録用磁界が発生するためでもある。したがって、第３実施形態の磁気ヘッドＨによれば、薄膜コイル２の物理的構成やコイル駆動回路の電気的構成を単純な構成とした上で、ディスクＤに対して磁束方向を高速に反転しつつもより強い記録用磁界を安定して発生させることができる。

図１０〜１２は、本願発明に係る磁気ヘッドの参考例としての第４実施形態を示している。これらの図においては、上記第１および第３実施形態と同一または類似の要素には、上記第１および第３実施形態と同一符号を付し、その説明を省略する。

図１０および図１１に示されているように、第４実施形態の磁気ヘッドＨにおいては、第１層２０Ａにおける第１スパイラルコイル２１の外周端部２１ａと第２層２０Ｂにおける第１スパイラルコイル２１’の外周端部２１ａ’とは、導体からなる結合部３３を介して相互接続されており、この相互接続により第１層２０Ａと第２層２０Ｂとの間で連結対となった外周端部２１ａ，２１ａ’は、薄膜コイル２の半径方向に延びる引き出し配線部３０ａに接続されている。第１層２０Ａにおける第２スパイラルコイル２２の外周端部２２ａは、薄膜コイル２の半径方向に延びる引き出し配線部３１ａに直接的に接続されている。また、第２層２０Ｂにおける第２スパイラルコイル２２’の外周端部２２ａ’も、薄膜コイル２の半径方向に延びる引き出し配線部３２ａに直接的に接続されている。一方、第１層２０Ａにおける第１スパイラルコイル２１の内周端部２１ｂは、結合部３４を介して第２層２０Ｂにおける第２スパイラルコイル２２’の内周端部２２ｂ’に相互接続されており、この結合部３４には、引き出し配線部が接続されていない。また、第１層２０Ａにおける第２スパイラルコイル２２の内周端部２２ｂは、結合部３５を介して第２層２０Ｂにおける第１スパイラルコイル２１’の内周端部２１ｂ’に相互接続されており、この結合部３５についても、引き出し配線部が接続されていない。なお、図１１に示されているように、第１層２０Ａのコイルの巻き方向と第２層２０Ｂのコイルの巻き方向とは、互いに逆方向となっている。

図１１に模式的に示されているように、第１層２０Ａおよび第２層２０Ｂにおける第１スパイラルコイル２１，２１’の外周端部２１ａ，２１ａ’は、基準電位０Ｖに対して電位差が＋Ｖとなる正極端子に共通接続されている。一方、第１層２０Ａにおける第２スパイラルコイル２２の外周端部２２ａには、引き出し配線部３１ａなどを介して基準電位０Ｖの電位が印加されるようになっている。また、第２層２０Ｂにおける第２スパイラルコイル２２’の外周端部２２ａ’も、引き出し配線部３２ａなどを介して基準電位０Ｖの電位が印加されるようになっている。つまり、第１層２０Ａの第２スパイラルコイル２２と第２層２０Ｂの第１スパイラルコイル２１’とは、互いに結合部３５を介して電気的に直列接続された関係にある。また、第２層２０Ｂの第２スパイラルコイル２２’と第１層２０Ａの第１スパイラルコイル２１とは、互いに結合部３４を介して電気的に直列接続された関係にある。これら第２スパイラルコイル２２および第１スパイラルコイル２１’の対からなる回路と第２スパイラルコイル２２’および第１スパイラルコイル２１の対からなる回路とは、電気的に切り離された状態にある。これにより、本実施形態の例によれば、第１層２０Ａにおける第２スパイラルコイル２２の外周端部２２ａがグランド接続された状態になると、第１層２０Ａの第２スパイラルコイル２２および第２層２０Ｂの第１スパ
イラルコイル２１’は、たとえばコイル中心部２ａからディスクＤ側へと進む上向きとなる磁束方向の記録用磁界を同時に発生する。一方、第２層２０Ｂにおける第２スパイラルコイル２２’の外周端部２２ａ’がグランド接続された状態になると、第１層２０Ａの第１スパイラルコイル２１および第２層２０Ｂの第２スパイラルコイル２２’は、上記上向きの磁束方向とは逆に、コイル中心部２ａから透明基板１側へと進む下向きとなる磁束方向の記録用磁界を同時に発生する。

上記薄膜コイル２を駆動するためのコイル駆動回路は、図１２に一例として示されるような構成となっている。図１２に示されているように、コイル駆動回路においては、第１層２０Ａにおける第２スパイラルコイル２２の外周端部２２ａがスイッチングトランジスタＳ１を介してグランド端子５６に接続されているとともに、第２層２０Ｂにおける第２スパイラルコイル２２’の外周端部２２ａ’がスイッチングトランジスタＳ２を介してグランド端子５６に接続されている。第１層２０Ａおよび第２層２０Ｂにおける第１スパイラルコイル２１，２１’の外周端部２１ａ，２１ａ’は、電気抵抗素子５５を介して＋Ｖの電源入力端子５０に共通接続されている。また、第１層２０Ａにおける第１スパイラルコイル２１の内周端部２１ｂは、第２層２０Ｂにおける第２スパイラルコイル２２’の内周端部２２ｂ’に直接連結されており、第１層２０Ａにおける第２スパイラルコイル２２の内周端部２２ｂは、第２層２０Ｂにおける第１スパイラルコイル２１’の内周端部２１ｂ’に直接連結されている。スイッチングトランジスタＳ１には、入出力が同相となる増幅素子５２を経て記録用データに対応するデジタル信号が入力され、このデジタル信号のＨ／Ｌに応じてスイッチングトランジスタＳ１がオン／オフされる。一方、スイッチングトランジスタＳ２には、入出力が逆相となる反転増幅素子５３を経て上記記録用データに対応するデジタル信号が入力され、このデジタル信号のＬ／Ｈに応じてスイッチングトランジスタＳ２がオン／オフされるようになっている。つまり、コイル駆動回路は、記録用データに対応するデジタル信号に基づいて、第１スパイラルコイル２１および第２スパイラルコイル２２’の通電状態と第２スパイラルコイル２２および第１スパイラルコイル２１’の通電状態とを排他的かつ高速に切り換えるように構成されている。

このようなコイル駆動回路によって薄膜コイル２が駆動されるとき、第１スパイラルコイル２１および第２スパイラルコイル２２’の組により同一磁束方向で同時発生する記録用磁界の強さと、第２スパイラルコイル２２および第１スパイラルコイル２１’の組により同一磁束方向で同時発生する記録用磁界の強さとは、磁束方向が互いに逆方向であっても同一レベルとされる。これは、全てのスパイラルコイル２１，２１’，２２，２２’の巻き数や長さ寸法などが同一であり、しかも、第１スパイラルコイル２１および第２スパイラルコイル２２’の組と第２スパイラルコイル２２および第１スパイラルコイル２１’の組に対しては、各組ごとに正負が異なるものの同一レベルの電圧が印加されるためである。また、第１層２０Ａおよび第２層２０Ｂから同時に記録用磁界が発生するためでもある。したがって、第４実施形態の磁気ヘッドＨによっても、薄膜コイル２の物理的構成やコイル駆動回路の電気的構成を単純な構成とした上で、ディスクＤに対して磁束方向を高速に反転しつつもより強い記録用磁界を安定して発生させることができる。

本願発明に係る磁気ヘッドの一例を示す概略説明図である。本願発明に係る磁気ヘッドの第１実施形態を示す要部断面図である。図２に示される薄膜コイルの模式図である。図２に示される薄膜コイル用のコイル駆動回路の等価回路図である。本願発明に係る磁気ヘッドの第２実施形態を示す要部断面図である。図５に示される薄膜コイルの模式図である。本願発明に係る磁気ヘッドの第３実施形態を示す要部断面図である。図７に示される薄膜コイルの模式図である。図７に示される薄膜コイル用のコイル駆動回路の等価回路図である。本願発明に係る磁気ヘッドの第４実施形態を示す要部断面図である。図１０に示される薄膜コイルの模式図である。図１０に示される薄膜コイル用のコイル駆動回路の等価回路図である。従来技術の説明図である。従来の電磁的な動作を説明するための説明図である。

１透明基板
２１第１スパイラルコイル
２１ａ外周端部
２１ｂ内周端部
２２第２スパイラルコイル
２２ａ外周端部
２２ｂ内周端部
３０ａ引き出し配線部
３１ａ引き出し配線部
３２ａ引き出し配線部

Claims

基板上の第１層および第２層の各層に、バイファイラ巻き状に形成された第１および第２スパイラルコイルを備え、上記各層における第１および第２スパイラルコイルのそれぞれは、外周端部および内周端部を有している薄膜コイルであって、
上記第１層における第１および第２スパイラルコイルの巻き方向と上記第２層における第１および第２スパイラルコイルの巻き方向とは、互いに同一となる方向であり、
上記第１層における第１および第２スパイラルコイルのいずれか一方の外周端部は、上記第２層における第１および第２スパイラルコイルのいずれか一方の外周端部に相互接続されているとともに、上記第１層および第２層におけるその余のスパイラルコイルの外周端部もまた上記相互接続とは別に相互接続されており、各相互接続により連結対となった上記第１層および第２層のスパイラルコイルの外周端部は、連結対ごとに上記基板の側部へと引き延ばされており、かつ、
上記第１層における第１および第２スパイラルコイルの内周端部は、互いに結合した状態で上記第２層における第１および第２スパイラルコイルの内周端部に一括接続されているとともに、一括接続により一体となった上記第１層および第２層のスパイラルコイルの内周端部は、上記第１層および第２層とは異なる層を経て上記基板の側部へと引き延ばされていることを特徴とする、薄膜コイル。
請求項１に記載の薄膜コイルを駆動するためのコイル駆動回路であって、
上記第１層における第１および第２スパイラルコイルの内周端部と上記第２層における第１および第２スパイラルコイルの内周端部とを常に所定の基準電位とし、かつ、
上記第１層および第２層におけるスパイラルコイルの外周端部で相互接続により連結対となったもののうち、いずれか一方の連結対を上記基準電位との電位差が正となる通電状態とするのに対し、他方の連結対を上記基準電位との電位差が負となる通電状態とし、これらの通電状態を排他的に切り換え可能に構成されていることを特徴とする、コイル駆動回路。
請求項１に記載の薄膜コイルを備えたことを特徴とする、磁気ヘッド。