JPH03157803A - 磁界変調オーバライト光磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 磁界変調オーバライト光磁気ディスク装置に関し、 記録再生特性の向上及び光ビームスポットと磁極面との
位置合せの容易化を可能とすることを目的とし、 透明基板の片面に記録膜を有する片面光磁気ディスク媒
体と、記録再生に必要な光ビームを照射する光ヘッドと
、上記片面光磁気ディスク媒体の回転によって生ずる表
面空気流により浮上し、記録する信号に応じて反転する
磁界を記録膜に印加する浮上磁気ヘッドよりなる磁界変
調オーバライ１−光磁気ディスク装置において、上記浮
上磁気ヘッドが、非磁性の浮上スライダに、巻線された
棒状の磁性」アが上記片面光磁気ディスク媒体の記録面
に対して垂直方向に付設されて、該棒状磁性コアの磁極
面が上記記録面に対向する構成とし、且つ該磁極面のサ
イズ（片面光磁気ディスク媒体に対する走査り内寸法×
走査す向と直交する方向寸法）が０．０５　ｍＸ　０．
２ｍｔｒｕ上０．５１１Ｘ　ｏ、５ＪＩＩｌｌｌ以Ｆと
するよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁界変調オーバライト光磁気ディスク装置に関
する。

〔従来の技術〕

第１０図は従来例を示す１゜ 図において、１は片面光磁気ディスク媒体であり、透明
基板２の上面に記録膜３が形成しである。

４は浮上磁気ヘッドであり、浮上スライダ５とギャップ
部６を有する」ア７とコア７に巻回された」イル８とか
らなる。

９は対物レンズで図示しない光学系から入射される光ビ
ーム１０を集光して記録膜３の面上に光点を結ぶ。

矢印１１は光磁気ディスク媒体１の回転方向を示し、光
磁気ディスク媒体１の回転速度に対応して浮上磁気ヘッ
ド４は記録膜３の面から浮上し、実接触状態を相持する
。

第１１図は第１０図のギヤツブ部拡大図であってギャッ
プの寸法を２とする。

記録膜３の面上に記録された記録信号を書き替える際に
は、光ビームの光パワーにより集光点を加熱する。加熱
された部分は温度が上昇し、保磁力が浮上磁気ヘッド４
の作る外部磁界よりも小さくなる。その後温度が手がる
際に、加熱された部分は外部磁界の向ぎに揃ったまま磁
区を形成する。

外部磁界の向きを新たに記録したい信号に応じて反転さ
せると、開信号を消去するための特別な動作を必要とす
ることなく、開信号の上から新信号が上書き（オーバラ
イト）される。

第１２図は第１０図のギャップ付近の磁界の概念図を丞
づ。このギＶツブ部６は小さなギヤツブ之を介して磁極
が対向しているため、磁気効率の良いのが特徴である。

１ 第１３図は第１２図のギャップ付近の磁界強度分布図で
あって、第１３図（Ａ）はギャップ部の浮上高さが０．
１２のときの分布図、第１３図（Ｂ）はギャップ部の浮
上高さが２のとぎの分布図を示す。両図において水平方
向にはギャップ中心からの水平方向の距離Ｘをとり、垂
直上方向には磁界の強さＨをとり、垂直下方向にはギャ
ップの浮上高さｙをとっている。分布特性■と■は水平
方向の磁界特性を示し、分布特性■と■は垂直方向の磁
界特性を示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

光磁気ディスク媒体１に必要な磁界は媒体記録膜３の面
に垂直な垂直磁界である。第１２図と第１３図かられか
るようにギャップのある磁気回路が磁気回路として効率
が良くても、光磁気記録に必要な垂直磁界という点では
同じ程度の強さの水平磁界を作ってしまう（第１３図（
Ａ）の分布特性■と■を比較参照）ので効率が良いとは
言えない。

また、分布特性■に示すようにギャップ中心からの水平
距離により垂直磁界の強さＨが急激に変化するため集光
点との位置合わせが困難になってしまう。そこで浮上高
さを大きくすると第１３図（Ｂ）の分布特性■に示すよ
うに水平距離変化による垂直磁界強度の変化は小さくな
るが、垂直磁界強度そのものが小さくなってさらに効率
が落ちることになるという問題があり、磁気記録装置用
としては有効であっても、光磁気記録用の磁気ヘッドと
しては満足できるものではなかった。

さらに、磁界を作るための」イル８のインダクタンスに
より磁界の立ち上がりが遅れること、および」ア材判の
透磁率が一般に周波数が高くなるに従い小さくなること
により、記録したい信号波形と磁界の波形とが同一にな
らず、速い反転を繰り返す信号では磁界の振幅も小さく
なってしまう１゜また、光磁気ディスク媒体１は、記録
膜３を腐食、変質から守るための保護膜はあるものの、
浮上磁気ヘッド４のクラッシュから守る保護膜は無い。

このため、ヘッドクラッシュが起こると、記録膜３まで
到達する傷が生じてしまうことになる。

本発明は、記録再生特性の向上及び光ビームスポットと
磁極面との位置合せの容易化を可能とする磁界変調オー
バライト光磁気ディスク装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１の発明は、透明球板の片面に記録膜を有する片
面光磁気ディスク媒体と、記録再生に必要な光ビームを
照射する光ヘッドと、上記片面光磁気ディスク媒体の回
転によって生ずる表面空気流により浮上し、記録する信
号に応じて反転する磁界を記録膜に印加する浮上磁気ヘ
ッドよりなる磁界変調オーバライト光磁気ディスク装置
において、 上記浮上磁気ヘッドが、非磁性の浮上スライダに、巻線
された棒状の磁性」アが上記片面光磁気ディスク媒体の
記録面に対して垂直方向に（＝Ｉ　ｆｆｌされて、該棒
状磁性コアの磁極面が上記記録面に対向する構成とし、
且つ該磁極面のサイズ（片面光磁気ディスク媒体に対す
る走査り向寸法×走査方向と直交する方向寸法）が０．
０５　ＭＸ　０．２ｍｍ以上ｏ、５ｌｌｌｌｌｌｘ　ｏ
、ｓ＃Ｉｌｌ以下とする構成である。請求項２の発明は
、上記片面光磁気ディスク媒体が、上記記録膜を覆い、
厚さが０．４μｍ〜１μ印である磁気ヘッド保護膜を有
する構成である。

〔作用〕

巻線した棒状磁性」アを光磁気ディスク媒体に対して垂
直方向に付設して林状磁性コアの磁極面が記録面に対向
することにより、所望強度の垂直磁界が記録面上に効率
良く、１つ広い領域で形成される。

また、コアの磁極面のサイズの上限を０．５．　ＸＯ，
５層ｍとすることにより、５　Ｍ　Ｈｚ以上の磁界反転
周波数が確保される。

またコアの磁極面のサイズの下限を３．０５１１Ｉ！Ｒ
Ｘ０．５層とすることにより、光ビームスポットの磁極
面に対する位置合せンージンが確保され且つ通常のディ
スク偏芯があっても光ビームスポットの磁極面から外れ
ることが防止される。

また、磁気ヘッドを上記構成としたことにより、磁極面
と記録面からその分離することが可能となり、これによ
り光磁気ディスク媒体に、ヘッドクラッシ１に耐えつる
厚さの磁気ヘッド保護膜を形成することが可能となる。

この磁気ヘッド保護膜は磁気ヘッドクラッシュより記録
膜を保護する。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例になる磁界変調オーバライト
光磁気ディスク装＠２０を概略的に示す。

２１は片面光磁気ディスク媒体であり、モータ２２によ
り高速回転される。

片面光磁気ディスク媒体２１は、透明ガラス基板２３の
上面に記録膜２４を有し、更にこの記録膜２４を覆って
磁気ヘッド保護膜２５を有する構成であり、その詳細に
ついては後述する。光磁気ディスク媒体２１の上面が記
録面２６である。

３０は浮上磁気ヘッド、３１は光ヘッドである。

光ヘッド３１は、記録再生に必要な光ビーム３２を照射
し、ボイスコイルモータ３３により矢印３４方向にアク
セスされる１゜ 光ヘッド３１より、」字形のアーム３５が延出しており
、この先端に支持アーム３６が取り付けである。支持ア
ーム３６の先端より延出する板はね３７の先端に浮上磁
気ヘッド３０が固定しである。磁気ヘッド３０は光ヘッ
ド３１と連動して移動する。

磁気ヘッド３０は光磁気ディスク媒体２１の周方向に向
いているが、図示の便宜上外周方向に向いた状態で示し
である。

第２図〈△）、（Ｂ）、（Ｃ）は浮上磁気ヘッド３０を
示す。

４０は非磁性材料（例えばヂタニア系のセラミック等）
製の浮上スライダであり、１０μｍ以下の浮上量がとれ
るような寸法形状としである。。

４１は例えばＭｎＺｎ７ｒニライト等の角柱形状の柱状
磁性」アであり、浮上スライダ４０の後端部にｆＪ設し
である。柱状磁性コア４１の向きは、浮上スライダ４０
がディスク媒体２１に対して浮上した状態で、その長子
方向が、記録面２６に対して垂直の向きとしである。

４２は」イルである。

第２図（Ａ＞中、光磁気ディスク媒体２１は矢印４４方
向に高速回転し、浮上磁気ヘッド３０は浮上される。

光ビーム３２は透明基板２３内に入り、記録膜２４に集
光する。

記録膜２４の面上に記録された記録信号を書き替える際
には、光ビームの光パワーにより集光点を加熱する。加
熱された部分は温度が上昇し保磁力が浮上磁気ヘッド３
０の作る外部磁界よりも小さくなると、その後温度が下
がる際に加熱された部分は外部磁界の向きに揃ったまま
磁区を形成する。外部磁界の向きを新たに記録したい信
号に応じて反転させると、旧信号を消去するための特別
な動作を必要とすることなく、旧信号の上から新信号が
上書き（オーバライト）される。

第３図は第２図における棒状磁性コア４１の作る磁界の
概念図である。同図より、棒状磁性コアの場合は、磁極
が互いに離れているため、磁気回路としての効率は悪い
ものの、磁極面付近で発生する磁界は殆ど垂直磁界であ
って無駄が少ないことが分かる。

第４図は第２図における棒状磁性」アの磁極付近の磁界
強度分布図であって、第１３図の磁界強度分布図に対応
したグラフである。分布特性■とのは水平方向の磁界特
性を示し、分布特性■と■１ ２ は垂直り向の磁界特性を示している。

第４図（Ａ）は棒状磁性コアの断面の一片の長さをｄと
すると、磁極面の浮上高さが０．０７　ｄのときの分布
図、第４図（Ｂ）は磁極面の浮上高さが０．９ｄのとき
の分布図を示す。ただし、第４図（Ａ）の目盛りはｄ＝
　０．３＃ｌ１ｌｌ、　Ｌｌイル巻数３０回、励磁電流
０，８Ａのときに対応するものである。

第４図（Ａ＞の分布特性■に示すように磁極寸法ｄに対
して浮上高さが寸分小さいようにすれば、光点は磁極寸
法ｄ内に位置しておればよく、光点と磁極との位置合わ
せは著しく容易なものとなる。

ｄ＝０．３．である場合には、媒体面と磁極との距離は
０．０７　Ｘ　０．３＝　０．０２１ｍで垂直磁界強さ
３５０エルステツドが得られ、十分実用範囲に納まるこ
とが分かる。

また、棒状磁性コア４１を使用しているため、磁極面４
３からの距離に対する磁界の強さの減少もゆるやかとな
る。

このため、スライダ４０の浮上口をその分大きくとるこ
とができる。

これにより、後述するように保護膜の厚さをその分厚く
でき、また塵埃に対して有利となる。

なお、磁界の強さの減衰量が認容又は無視できる浮上量
は約１０μｍである。

次に棒状磁性」ア４１のうち記録面２６に対向する面で
ある磁極面４３のサイズについて説明する。

ここで、浮上磁気ヘッド３０の光磁気ディスク媒体２１
に対する走査方向く第２図（Ｂ）中矢印Ｓ方向）の寸法
をａ、この走査方向と直交する光磁気ディスク媒体２１
の半径方向く第２図（８）中矢印Ｒ方向）の寸法をｂと
する。

磁極面４３のサイズａｘｂは、上限が０．５ｍｍ×０．
５＃１ｌ１１．下限が０．０５　ＭＸ　Ｏ，２ｍの範囲
に定めである。

■　上限（０，５ｓｔＸ　０．５ｍ）について上限は、
以下に説明するように、インダクタンスが増えて高速磁
界反転が困難となる観点から決定される。

磁気ヘッド３０は、駆動回路により、第５図（Ａ）、（
Ｂ）に示すように駆動される。

しは磁気ヘッド３０のインダクタンス、ｒは磁気ヘッド
３０の直流抵抗、Ｒは抵抗である。

二つの入力端子５０．５１には互いに符号が逆の信号電
圧が入力される。

第５図（Ａ＞は入力端子５０への信号電圧が１」。

入力端ｆ５１への信号電圧がＬのときの動作状態を示す
。

トランジスタ「ｒｌ、”ｒ４がオンとなり、電流は矢印
で示すように流れる。

入力端子５０の信号電圧がり、入力端子５１の信号電圧
がＨとなると、第５図（Ｂ）に示すように、トランジス
タ’ｒ３．Ｔｒ２がオンとなり、電流の向きが反転する
。

トランジスタ丁、１〜Ｔｒ４のスイッチングが十分速い
とすれば、磁気ヘッド３０を流れる電流の立上りは、 Ｌ／（Ｒ十ｒ）　　　　　　　　　　　　　・・・（′
Ｉ）で決まる。磁界の反転周波数は電流の反転周波数で
決まる。

実用上は、トランジスタ’ｒ１〜Ｔｒ４として通常使用
されるトランジスタを使用した第５図の回路で、数ＭＨ
ｚのスイッチングを行おうとすると、電流振幅は０．３
Ａ程麿が限界である。

Ｒ＋　ｒは、電源電圧と電流振幅から決まる。電流振幅
が０．３Ａとすると、Ｒ十ｒは約８０Ωとなる（Ｒ＋ｒ
が約８０ΩとなるようにＲを選ぶ）。

一方、Ｌは、棒状磁性コア４１の寸法とコイル４２の巻
数で決まる。

第６図は、電流振幅を変えて記録再生したときの再生Ｃ
／Ｎ比を、コイル巻数２０．４０．６０回についてまと
めたものである。

第６図より分かるように、電流振幅を０．３Ａとしたと
きに再生Ｃ／Ｎを飽和させるには、コイル巻数が２０回
では不足であり、４０回以上が必要である。

今求めているのは、磁極面４３の最大寸法であり、」イ
ル巻数が少ない程磁極面寸法は大きくとることができる
ので、コイル巻数は４０回として考えることにする。

５ ６ そこで、上記の値、即ち、電流振幅０．３Ａ、　Ｒ＋ｒ
＝８０Ω、コイル巻数４０回を前提とし、磁極面の面積
を変えたとぎ（０，１５ｘ　Ｏ，２５、０，３ｘ　Ｏ，
３，０，５ｘ　Ｏ，５の三種類）の磁気ヘッドのインダ
クタンスＬを実測し、理想的にスイッチングが行われた
ときの式である０式をもとに、電流反転周波数の目安と
して回路割算でしばしば用いられる３ｄＢ減衰する周波
数を割算で求めるど、第７図に示すようになる。

即ち第７図は、３種類の］ア寸法の磁気ヘッドのインダ
クタンスを実測し、そのインダクタンスから、理想的に
スイッチングが行われたときの電流が３．ｆ３減衰する
周波数を４算で求め、グラフにしたものである。

ここで、例えば、８インチ、　１８００ｐｐｍの磁界変
調オーバライＩ−光磁気ディスク装置では、磁界反転周
波数は２　・−５Ｍ　Ｈｚの範囲が要求される。

そこで、５　Ｍ　ｌ−１ｚの磁界反転周波数を確保しよ
うとすると、磁極面４３の寸法ａｘｂは０．５履Ｘ０．
５ｍ以下でなければならないことになる。

■　下限（０，０５履ｘ　Ｏ，２ｍ）についてこの下限
寸法を決定するのは、主に、 （ｉ）光ビームスポットと磁極との位置合せマージン及
び （ｉｉ）光磁気ディスク媒体の偏芯による光ビームスボ
ッ！・位置変動である。

まず、（ｉ）について説明する。

第１図に示すように、磁気ヘッド３０と光ヘッド３１と
はアーム３５により相対位置を維持しつつ移動する。

支持アーム３６は、第８図に示すように、両側面の凹部
６０を治具（図示せず）により挟み、止めねじ５１．６
２を多少緩めた状態で位置調整し、位置が決まったら止
めねじ６１．６２を締める。

これにより、支持アーム３６がアーム３５に固定される
。

位置の調整は、まず赤外線スコープで光ビームスポット
が大体磁極面に隠れるように位置しているかどうかを確
認し、磁極面の下に入っているようであったら、その後
は実際に信号を記録・再生してみて再生信号のＣ／Ｎが
最も大きくなるように位置を調整して決める。。

さてそのときの位置合わぜの７−ジンであるが、特に精
密な治具を用意せずとも調整が行えて、調整後、気温変
化による熱膨脹・収縮、アクセス時の振動（特にディス
ク゛ｒ径方向）などの位置ズレ要因が゛十分無視できる
程度のンージンがあることが望ましく、実用上は円周方
向で約５０μｍ、半径り向で１００μｍ位あれば十分で
ある。

次に上記（ｉｉ）について説明する。１デイスクの偏芯
であるが、例えば５インチカートリッジタイプの光ディ
スクでは規格で１００μｍ以下とされており、また、８
インチ固定タイプの装置では数μｍ程度のものも実現し
ているので、偏芯は高々１００μＩｌｌ程度と考えて良
い。

以上からコア寸法の下限としては円周方向５０μｍ、半
径り向は１００＋１００＝　２００μｌｌｌ程度であり
、この程度の大きさがあれば」ア巻線作業にも十分耐え
られる。

次に、月面光磁気ディスク媒体２１について第９図を参
照して説明する、。

厚さが１．２Ｍの透明ガラス基板２３上に、厚さが１０
〜３０μｍのフォトポリマ層７０を右し、この表面に幅
Ｗ１が０．６μｍ、深さｄｌが約０．１μｍの溝７１が
形成されて、幅Ｗ２が１μｍの記録１へラック７２が形
成しである。

このフォトポリマ層７０の表面に、厚さが約０．１μｍ
の丁ｂ　−３！　０２　”Ａの保護膜７３が形成され、
この上に、厚さが約０．１μｍの「ｌ＋Ｆ。

ＣＯ製の記録膜２４が形成され、更にこの」−に、厚さ
が約０．１μｍのｒｂ　−８ｉ　０２製の保護膜７４が
形成しである。この保護膜７４は記録膜２４を腐食・変
質から守るためのものである。

この保護膜７４上に、本発明の要部をなす、磁気ヘッド
保護膜２５が形成しである１、この保護膜７４は、非磁
性のα−Ｆｅ　２０３粉を分散させたポリマー塗膜に潤
滑剤を含浸さゼたものであり、膜厚は約０．６μｍであ
る。

このα−Ｆｅｚｅｓ粉を用いた磁気ヘッド保護膜２５は
、フロッピーディスクのγ−Ｆ１３２０３９ ０ 膜を形成する技術を活用して形成される。

α−Ｆｅ　２０３粉を含む膜は、その表面精度、均質性
、強度客の点から０．４μｍ・〜１μｍ程度が実用的で
ある。そこで、上記保１１１７４の膜厚は０．６μｍと
しである。

この保護膜７４が存在することにより、ヘッドクラッシ
１が発生しても、配録膜２／４が損傷することが防止さ
れる。

なお、本発明の構成では、ノ１ライトコアの透磁率分散
、浮遊容量とコイルのインダクタンスとの並列共振の影
響、磁気ヘッド駆動回路設語の容易さ、などの点から磁
界の反転周波数は１５Ｍ　Ｌｌ　ｚ　Ｐｉ！度以下とな
るようにするのが適当である。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明の請求項１の発明によれば、
５　Ｍ　Ｈｚ以上の高速転送を行うことが出来、且つ光
ビームスポットの磁極面に対する位置合せを比較的容易
に行うことが出来、且つ光磁気ディスクの通常の偏芯に
よる影響を無くすることが出来る。しかも、所望強度の
垂直磁界が記録面に効率良く形成することが出来る。

請求項２の発明によれば、ヘッドクラツシ−１が発生し
ても記録膜が損傷することを防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の磁界変調Ａ−−パライト光
磁気ディスク装置の概略構成図、第２図は第１図の浮上
磁気ヘッドを示す図、第３図は棒上」アの作る磁界の概
念図、第４図は第１図中の棒状」アの磁極付近の磁界強
度分布図、 第５図は浮上磁気ヘッド駆動回路を示す図、第６図は電
流振幅と再生Ｃ／Ｎ比の関係を示す図、 第７図は磁極面面積と反転上限周波数との関係を示す図
、 第８図は支持アームの固定部の構成を示す図、第９図は
月面光磁気ディスク媒体の拡大断面図第１０図は従来例
を示す図、 第１１図は第１０図中のギヤツブ部拡大図、第１２図ｔ
ま第１０図のギトツプイ］近の磁界の概念図、 第１３図は第１２図のギャップイ」近の磁界強度分布図
である。 図において、 ２０は磁界変調オーバライト光磁気ディスク装置、２１
は片面光磁気ディスク媒体、 ２３は透明ガラス基板、 ２４は記録膜、 ２５は磁気ヘッド保護膜、 ２６は記録部、 ３０は浮上磁気ヘッド、 ３１Ｇよ光ヘッド、 ３２は光ビーム、 ３５はアーム、 ３６は支持アーム、 ４０は浮上スライダ、 ４１は林状磁性」ア、 ４２はコイル、 ４３はｌ極面、 ６１．６２は止めねじ を示す。 持着出願人　富　士 株式会社 ３ ４ 顛 ３３− −３− ｒ−９−）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板（２３）の片面に記録膜（２４）を有す
   る片面光磁気ディスク媒体（２１）と、記録再生に必要
   な光ビームを照射する光ヘッド（３１）と、上記片面光
   磁気ディスク媒体の回転によって生ずる表面空気流によ
   り浮上し、記録する信号に応じて反転する磁界を記録膜
   に印加する浮上磁気ヘッド（３０）よりなる磁界変調オ
   ーバライト光磁気ディスク装置において、 上記浮上磁気ヘッド（３０）が、非磁性の浮上スライダ
   （４０）に、巻線された棒状の磁性コア（４１）が上記
   片面光磁気ディスク媒体（２１）の記録面（２６）に対
   して垂直方向に付設されて、該棒状磁性コアの磁極面（
   ４３）が上記記録面に対向する構成とし、且つ該磁極面
   （４３）のサイズ（片面光磁気ディスク媒体に対する走
   査方向寸法×走査方向と直交する方向寸法）が０．０５
   ｍｍ×０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ×０．５ｍｍ以下であ
   ることを特徴とする磁界変調オーバライト光磁気ディス
   ク装置。
2. （２）上記片面光磁気ディスク媒体が、上記記録膜（２
   ４）を覆い、厚さが０．４μｍ〜１μｍである磁気ヘッ
   ド保護膜（２５）を有する構成である請求項１記載の磁
   界変調オーバライト光磁気ディスク装置。