JPH0520610A - 磁界発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜成形技術を駆使することで、コイルおよ
び磁気ヨ−クを特異な構成として、相互干渉の少ない複
数の磁界発生部を得ることができるようにし、高周波駆
動に適し、マルチビ−ム記録に対応できる光磁気記録用
などの磁界発生装置を提供する。 【構成】 記録媒体に平行に対向した非磁性基板（１）
の面上に複数の磁界発生素子が、薄膜技術で形成されて
いる磁界発生装置において、上記各磁界発生素子は、そ
れぞれ、独立した薄膜コイル（１７、１９）、磁気ヨ−
ク（２４、２５）および磁極（Ｐ3 、Ｐ5 ）を具備し、
上記各磁極（Ｐ3 、Ｐ5 ）は、対応する磁気ヨ−ク（１
７、１９）の一端から基板（１）の面上方に突出するよ
うに形成されており、各磁界発生素子の磁極同士が互い
に隣接するように配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気記録媒体に対し
てレ−ザビ−ムを照射するとともに、反対側から磁界を
印加して光磁気的に情報の記録、消去を行う光磁気記録
装置などの磁界発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の光磁気式記録装置において、情
報の記録、消去を行う場合、光学ヘッドを用いて半導体
レ−ザから出射したレ−ザビ−ムを、例えばディスク状
の光磁気媒体に対して照射するとともに、その照射位置
に対応して、上記光磁気記録媒体に垂直方向からの外部
磁界を印加している。上記磁界発生機構は、例えば、図
８に示すように浮上式のもので、ディスク状の光磁気記
録媒体の上方に位置して、下側の光学ヘッド（図示せ
ず）と対向した状態で配設されている。ここでは浮上力
を得るためのスライダ−８１は非磁性材料で構成され、
両側に２本の滑面８２、８３を有し、一方の滑面の空気
流出部（即ち、光磁気記録媒体の走行方向の空気流が出
る部分）には垂直磁界発生用のコア８４を埋設してい
る。上記スライダ−８１の後端部に切れ込みを付けるこ
とで、巻線窓８５が形成してあり、この巻線窓８５を介
して上記コア８４にはコイル８６が捲装されている。そ
の結果、上記コア８４の端部には磁路が開放されて、磁
極Ｐ1 及びＰ2 が光磁気記録媒体（図９には符号９３で
示す）に対向するスライダ−８１の面に配置された形と
なる。そして、公知のように、上記コイルへの信号電圧
によって、上記記録媒体の記録層に垂直磁界を印加する
ことになる。

【０００３】一方、図９に示されるように、半導体レ−
ザからの光束９１が対物レンズ９２を介して、上記記録
層９４に焦点Ｓを結ぶ。この時、上述のコア８４はこれ
に対向して記録媒体９３の反対側に位置され、磁極Ｐ1
から垂直磁界を上記記録層９４に印加する。通常、上記
焦点Ｓは光学ヘッドの移動無しに、光磁気記録媒体の半
径方向に約±２５０μｍ程度、移動されるのであって
（トラッキング）、上記コア８４の磁極Ｐ1 はその有効
垂直磁界の幅が、ほぼ上記焦点の移動範囲をカバ−する
大きさに設定される。

【０００４】更に、上記コア８４は磁界の効率的な発生
のため、磁路を開放するようにコ字形を成しており、図
８にみられるように、磁極Ｐ1 とは反対磁性の磁界を発
生する磁極Ｐ2 も、滑面８３側に出ており、磁極Ｐ1 、
Ｐ2 の間隔は十分な巻線窓８５の面積を得るために比較
的広く、数１００μｍ程度になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コア８
４と対物レンズ９２の位置合せ調整誤差を含めると、光
磁気ディスクの半径方向（トラック方向と直交する方
向）におけるコア８４の軸は約±３００μm となり、ま
た、トラック方向の長さも±１００μm 程度は必要であ
る。一方、上記コアが発生する有効垂直磁界の範囲と、
その時の磁気ヘッドの最高変調周波数との関係は図１０
に示される反比例関係にある。即ち、磁気ヘッドの有効
磁界の範囲は、コアの磁極の断面積に対応するので、磁
極Ｐ1 の断面積は0.6mm ×0.2mm ＝ 0.12mm2にほぼ一致
することになり、最高変調周波数は約2.5MHZである。

【０００６】しかるに、光磁気記録装置における特性
は、年々、高速化に向けて要求を高めており、当然、最
高変調周波数もより高く設定することが望まれていて、
上述の2.5MHZでは不十分である。また、２つの磁極Ｐ1
、Ｐ2 の間隔が数１００μｍと、広いため、２つの磁
極間において磁路を形成する磁気抵抗が高く、垂直磁界
を効率的にかつ十分に発生できない。

【０００７】そこで、磁気ヘッドにおけるコアを小型化
し、複数配列した構成が提唱されている。即ち、図１１
に示すように、ここでは小型化したコア１１１、１１３
を備えていて、これらにそれぞれコイル１１２、１１４
を捲装していて、各コイルを独立して駆動するのであ
る。先述のような１つのコアの場合に比較して、上記の
コア１１１、１１３の場合には必要な有効垂直磁界の範
囲を約２分の１とすることが可能なため、ほぼ２倍の高
周波化が得られることになる。しかし、この場合にも、
以下に述べるような別の問題がある。

【０００８】即ち、図１１の下側のグラフに示されるよ
うに、コア１１１に巻かれた巻線１１２に電流を流し、
上向きの磁界＋Ｈ（矢印１１５）を発生させたときの、
コア下部端面から数１０μｍ離れた水平方向の位置ｘに
対する磁界の強さを実線１１７で示すと、コア１１１か
ら隣接するコア１１３への磁束の漏れ成分が大きいため
に、隣接コア１１３の端面においても磁界１１５と同相
の磁界が得られるが、コア端面から上記位置ｘが離れる
にしたがって、発生磁界は弱くなり、隣りのコア１１３
との中間位置では記録媒体に対する記録に必要な垂直磁
界２００［０e］より小さくなってしまう。従って、２
つのコア１１１、１１３の中間点において必要な磁界を
得るためには、コイルに流す電流を大きくしなければな
らず、高周波駆動には不利となり、コアを小型化したこ
とによる高周波化の利益が、失われてしまう。

【０００９】更に、光磁気情報記録装置の高速化の要求
を満たすため、マルチビ−ム記録を行うとき、記録媒体
に複数の光ビ−ムを照射して、所定の位置にスポットを
形成するのに、記録情報によって変調される変調磁界を
独立に印加させる必要がある。ここでは、コア１１３に
巻かれているコイル１１４に、コア１１１に巻かれてい
るコイル１１２とは逆向きの磁界を発生するように電流
を流す。この時、コア１１３で発生する磁界は下向きの
発生磁界−Ｈ（矢印１１６で示す）となり、上述と同様
に水平位置ｘに対する磁界の強さが実線１１８のように
なり、２つのコア１１１、１１３が発生するそれぞれの
磁界１１７、１１８に対して実際に記録媒体に印加され
る垂直磁界は点線１１９に示すようになってしまい、そ
れぞれのコア１１１、１１３の記録媒体に対する中心位
置ｘ111 、ｘ113 においても、記録に必要な±２００
［Ｏｅ］以上の垂直磁界が得られなくなり、マルチビ−
ム記録ができなくなる。しかし、この２つのコアの相互
干渉の影響を避けるために２つのコアを離すことは１つ
の光学ヘッドにおいて複数の光ビ−ムを大きく離すこと
になり、実施面において困難で、実現できない。

【００１０】また、３ケ以上のマルチビ−ムに対応し
て、３つ以上の独立した変調磁界を得るように磁気コア
を構成することは、更に、困難である。

【００１１】

【発明の目的】本発明は、上記事情に基いてなされたも
ので、薄膜成形技術を駆使することで、コイルおよび磁
気ヨ−クを特異な構成として、相互干渉の少ない複数の
磁界発生部を得ることができるようにし、高周波駆動に
適し、マルチビ−ム記録に対応できる光磁気記録用など
の磁界発生装置を提供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
記録媒体に平行に対向した非磁性基板の面上に複数の磁
界発生素子が、薄膜技術で形成されている磁界発生装置
において、上記各磁界発生素子は、それぞれ、独立した
薄膜コイル、磁気ヨ−クおよび磁極を具備し、上記各磁
極は、対応する磁気ヨ−クの一端から基板の面上方に突
出するように形成されており、各磁界発生素子の磁極同
士が互いに隣接するように配設されている。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を以下に説明する。
図１は、磁界発生装置を浮上スライダの構成として示し
たものであり、これは、Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣなどの非磁
性基体１の上に複数の、例えば、図１の拡大部分に示す
ように、４つの磁界発生素子を配置している。上記磁界
発生素子は、磁気ヨ−ク２、磁界集中および発生のため
の磁極３およびコイル４から構成され、それぞれ、薄膜
成形技術によって、上記基体１をウェハとして、形成さ
れている。

【００１４】上記スライダに対し、記録媒体は、図１の
ｙ方向へ回転走行し、この時、上記記録媒体と上記スラ
イダとの距離（ｚ方向）が数μｍ〜数１０μｍの微小な
間隔を保って浮上走行されるように、配置・構成され
る。上記スライダには、上記浮上走行を具合良く行なう
ために、レ−ルおよびテ−パ部、更に、外部とコイルと
を接続するための端子部が形成されている。

【００１５】次に、図２を参照して、磁界発生素子につ
いて詳述する。図２に示すものは、磁界発生素子が２個
の場合であり、平面視、およびＡ−Ａ’位置での断面で
示されている。ここでは、高飽和磁束密度合金膜によ
り、基板１上に２個の磁気ヨ−ク２４、２５を形成した
後、絶縁材料を介して２つの薄膜コイル１７および１９
をそれぞれスパイラル状に形成している。なお、上記コ
イルは多層スパイラルに形成しても良い。また、図では
各タ−ンにコイルを分離して描いてはいない。そして、
次に、高飽和磁束密度合金膜により、磁極Ｐ3 およびＰ
5 をヨ−ク部に接続し、基板面より上部へ突出させて形
成する。これら磁極は記録媒体面に垂直な磁界を有効に
印加するために必須なものである。なお、この時、同時
にスパイラルコイル中心部のヨ−ク２４’を増設しても
良い。磁気ヨ−クは磁界を効率よく磁極に導くためのも
ので、コイル側より磁極側へ近くなるにしたがい先細り
の形状にしてある。磁極はトラッキング幅方向の長さ
（図中ｘ方向）が光ヘッドのファイントラッキング範囲
を含むように６０μｍ程度あるのが望ましく、トラック
方向（図中ｙ方向）の長さは、光ヘッドと磁界発生素子
との位置合せ精度などから約２０μｍ以上あるのが望ま
しい。従って、磁気ヨ−クは効率の点から数１０μｍの
厚さが望まれる。

【００１６】次に、図３により、磁界発生素子とその周
辺の構成について説明する。上記磁極Ｐ3 、Ｐ5 により
形成される有効垂直磁界の範囲に対応して、記録媒体
（光磁気ディスク）５６の反対側には、対物レンズ５７
が半径方向へ移動可能に配列してあって、マルチ記録を
行うための半導体レ−ザ（ＬＤ−Ａ）５９及び（ＬＤ−
Ｂ）６２から与えられた光束６０、６３を、光磁気ディ
スク内の光磁気記録層５５に収束し、焦点６１、６４を
結んでいる。なお、上記レ−ザ光源は同一チップ上に構
成されたマルチ発光レ−ザ素子でもよく、あるいは２つ
の別のレ−ザ素子でも光学的に等価なものであれば良
い。また、上記半導体レ−ザ５９、６２はその発光点の
間隔がレ−ザ製作上の制約から、約１００μｍ程度離れ
ているが、そこから出射した光束６０、６３はコリメ−
タレンズ５８で平行光束とされ、対物レンズ５７で上述
のように記録層に収束される時、適正な焦点間隔、例え
ば、約４０μｍにすることができる。

【００１７】上記コイル１７は記録情報（Ａ）５３の極
性に応じた磁界を発生させるための磁気ヘッド駆動回路
５１で駆動され、従って、磁極Ｐ3 からは記録情報５３
に対応した垂直磁界が上記焦点６１に対して印加され
る。また、コイル１９は記録情報（Ｂ）５４の極性に応
じた磁界を発生させるための磁気ヘッド駆動回路５２で
駆動され、従って、磁極Ｐ5 からは記録情報５４に対応
した垂直磁界が上記焦点６４に対して印加される。

【００１８】ここで、焦点６１および６４は、トラック
方向に約４０μｍ離れて位置しているので、磁極Ｐ3 お
よびＰ5 の間隔は磁極の長さを２５μｍとすると、約１
５μｍとなる。

【００１９】次に、図４を用いて、上記磁界発生素子に
おいて一方のコイル１７に電流を流した場合の発生磁界
分布を説明する。図の曲線は、有限要素法の数値計算結
果の一例で、磁極上のＺ方向に１０μｍ離れた位置の磁
界分布を示しており、ｙ方向に２５μｍの長さを持った
磁極Ｐ3 を＋Ｈに励磁した場合、磁極Ｐ3 上部の磁界に
比べ、隣接磁極Ｐ5 の上部ではその発生磁界が非常に小
さく、両素子を独立して駆動できることを示している。
なお、この時の磁極Ｐ3 とＰ5 との間隙は、図中に示さ
れているように、１５μｍである。このように、独立し
て駆動できるのは、薄膜構成のために、隣接する磁極の
対向面積が小さく、磁束の漏れが少ないことに主たる理
由がある。

【００２０】このような構成では、磁路が小さくて、高
周波駆動に適するとともに、複数の素子間のクロスト−
クが小さく、独立して駆動可能な、接近した垂直磁界を
得ることができ、マルチビ−ムに対応したマルチ記録、
特に３ビ−ム以上のマルチ記録も可能となり、高速記録
が実現できる。

【００２１】図５は、本発明の別の実施例であり、その
磁界発生素子の断面を示す。ここでは、上述のように、
コイル１７を平面スパイラル状に巻くのではなく、磁気
ヨ−ク２４をセンタ−コアとした扁平ソレノイド状に構
成している。このようなコイルの形状を薄膜プロセスで
構成するには、磁気ヨ−ク２４の下側コイル部分と、上
側のコイル部分とを、各タ−ンにおいて接続すれば良
い。

【００２２】この実施例では、先の実施例と異なり、素
子の厚み、層の構成が、共に増えており、より高度の製
造技術が必要となるが、磁界発生効率が５割以上増加す
るので、タ−ン数を減らし、磁気回路を小さく構成で
き、更に、励磁電流を抑制できるから、励磁回路の負担
を軽減できる。更に、後述するように、磁極上方のＺ方
向に１０μｍ以上離れた位置においても、隣接コアの磁
界発生（クロスト−ク分）が少なく、独立駆動すること
が可能となり、スライダの浮上量を大きくできるため、
記録媒体とのクラッシュを避けるなどの安全度を高めら
れる。

【００２３】図６には、本発明の更に別の実施例が示さ
れている。ここでは、コイルが平面スパイラル状に巻い
てあるが、磁気ヨ−ク２４をコイル上面の磁極近傍にま
で延長し、リタ−ン磁路としてより閉磁路に近い構成に
なっている。このため、やはり、素子の厚み、層の構成
が、共に増しているが、磁界発生効率は、最初の実施例
に比べ、倍以上に増大している。しかし、設計上、次の
点に留意する必要がある。

【００２４】すなわち、上述の各実施例における２つの
磁界発生素子が隣接した時の漏れ磁界の割合が、図７に
比較して示してあり（図は、前述同様に、有限要素法に
よる数値計算で得られる）、その縦軸には、図４におい
て左側の素子を励磁した時に励磁側磁極上の発生磁界の
平均値に対する隣接側磁極上の磁界平均値の比（ここで
は「クロスト−ク」と称する）が示されており、また、
横軸には、磁極からＺ方向の距離（スペ−ス）が示され
ていて、この場合のクロスト−クのスペ−ス依存性が、
曲線で示されている。なお、ここでは、磁極間隔などの
パラメ−タは各実施例で共通に取っている。そして、最
初の実施例では、スペ−ス約８μｍの位置でクロスト−
ク分がほぼ零になるのに対し、次の実施例ではスペ−ス
約１８μｍの位置でクロスト−クが零になる。一方、三
番目の実施例では、磁極直上（スペ−スが零）において
も、クロスト−クが零にならず、励磁磁界と同相の磁界
を発生してしまうことがわかる。これは、励磁側磁極か
ら発生した磁束が励磁側リタ−ン磁路へ戻るため、磁極
上部をＵタ−ンして、隣接側磁極へ戻る逆相成分が小さ
くなるためである。従って、クロスト−クは、図６にお
ける磁極とリタ−ン磁路とのギャップｇに依存すること
がわかる。

【００２５】なお、図７の実施例では、ｇ＝２５μｍの
場合を示しているが、ギャップｇを広げることにより、
クロスト−クを減少させることができ、最初の実施例の
曲線に近ずいて行く。一方、ｇを大きくすると、効率が
低下するので、上記ギャップｇの最適設計を探る必要が
ある。また、励磁側の発生磁界の、コア上のｙ方向位置
による強度変化も、先の２つの実施例の場合より大きい
点に注意する必要がある。

【００２６】なお、上記実施例の全ては、記録媒体の回
転にともなってその上で浮上するスライダ形式の記録装
置について説明したが、記録媒体の微妙な上下運動に追
従できる制御機構を持った磁界発生素子の構成にしても
よい。この場合の記録媒体面と磁界発生部端面との距離
は、通常、数μｍから数十μｍの間の一定値に保たれ
る。

【００２７】また、二番目の上記実施例のコイル構成
と、三番目の上記実施例の磁気ヨ−クの構成とを組合わ
せると、更に、高効率化が図れる。なお、上記実施例で
は２素子の構成のみについて説明しているが、最初の実
施例のように、多素子の構成とすることもできる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、以上詳述したように構成され
るので、隣接コアへの磁束の漏れを抑制でき、各コアを
独立して駆動できるから、マルチ記録による記録の高速
化が可能となり、薄膜技術の採用で、小さい磁路構成が
できるため、高周波変調が容易となり、例えば、２００
（Ｏｅ）以上の変調記録にも十分な垂直磁界を得ること
ができ、その磁界有効範囲も、光ヘッドのファイントラ
ッキングをカバ−できるように幅の広い範囲が得られる
などの効果がある。特に、本発明では、３つ以上の磁界
発生素子を並設し、磁界発生部の並びピッチを約５０μ
ｍ程度にしても、独立駆動が可能となるため、３ビ−ム
以上のマルチ記録に対応でき、記録の高速化が達成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示すスライダ−の部分拡大
を含む斜視図である。

【図２】上記実施例の２素子の場合の平面図および断面
図である。

【図３】上記実施例の磁界発生装置周辺の構成図であ
る。

【図４】上記実施例の２素子の場合の磁界分布の説明図
である。

【図５】本発明の別の実施例を示す素子の断面図であ
る。

【図６】本発明の第３の実施例を示す素子の断面図であ
る。

【図７】上記各実施例におけるクロスト−ク比較グラフ
である。

【図８】従来例の斜視図である。

【図９】上記従来例における光磁気記録の説明図であ
る。

【図１０】磁界範囲と変調周波数との関係を示すグラフ
である。

【図１１】従来例における２つのコアを使用した時の磁
界分布説明図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２４、２５ 磁気ヨ−ク １７、１９ コイル ３、Ｐ3 、Ｐ5 磁極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 記録媒体に平行に対向した非磁性基板の
   面上に複数の磁界発生素子が、薄膜技術で形成されてい
   る磁界発生装置において、上記各磁界発生素子は、それ
   ぞれ、独立した薄膜コイル、磁気ヨ−クおよび磁極を具
   備し、上記各磁極は、対応する磁気ヨ−クの一端から基
   板の面上方に突出するように形成されており、各磁界発
   生素子の磁極同士が互いに隣接するように配設されてい
   ることを特徴とする磁界発生装置。