JPH10227764A - 面内方向磁化磁性体の広領域磁性評価装置及びその評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型で高磁場を発生させる磁路を形成した面内
方向磁化磁性体の広領域磁性評価することにある。 【構成】第１磁場と第２磁場を線又は面対称に形成し、
中心に局所的な直線状の磁路を形成し、前記磁場をつく
る電気機械系の電磁誘導により高磁場で且つ安定した磁
場を形成し、磁気メモリの記録媒体の広領域にカー効果
を利用してヒステリシスを検出して磁気検査を行い、磁
気メモリの研究開発を促進し、特に、磁気メモリ製造ラ
インでリアルタイムに磁気検査を行って歩留まりを高め
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、面内方向磁化磁性
体の広領域磁性評価装置及びその評価方法に関する。更
に詳しくは、磁化方向が磁気薄膜面に平行である磁気デ
ィスクの製造ライン中で非接触・非破壊にその磁性を広
領域で事前に評価するための面内方向磁化磁性体の広領
域磁性評価装置及びその評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁性体の磁性に関する保持力を測定し磁
性の評価を行うための物理的効果としてカー効果が知ら
れている。この効果は、磁性材料の研究及び保持力評価
のために不可欠な物理的手段として利用されている。こ
の評価は、ディスクの性能を高めたり、試行錯誤により
磁性材料を研究したり、ラインに上で品質管理を行った
りするために必要である。

【０００３】光により読出し書込みが可能な光磁気ディ
スク、磁気ヘッドにより読出し書込みが可能な磁気ディ
スク、熱による相転移を利用した熱転移ディスクなどに
関して、大容量化がそれぞれに研究されているが、コン
ピュータ本体として内蔵されるディスクとしては、磁気
ヘッドにより読出し書込みが可能な面方向磁化ディスク
の大容量化が下記する観点から好ましいと予想され、垂
直型磁化の磁気ディスクでなく従来通りの面平行磁化型
磁気ディスクの大容量化の研究が推進されている。

【０００４】面平行磁化型磁気ディスクの難点は、読出
のための磁気力が弱いため、高密度化が困難であること
にある。しかし、磁気材料の研究及び磁化手段特に高磁
気発生手段の研究は、高密度の面平行磁化型磁気ディス
クを可能にするようになった。 高密度の面平行磁化型
磁気ディスクの磁性材料の開発のためには、磁性評価手
段が必要である。また、この磁性評価手段は、高密度の
面平行磁化型磁気ディスクの量産ラインにおける品質管
理のためにも必要である。

【０００５】このような評価手段の提供のためには、安
定した高磁場発生の技術であり低廉に提供できる測定手
段の開発が必要である。このような手段の基本原理であ
るカー効果型磁性評価装置に用いられる磁場発生装置と
して、磁気薄膜に対して垂直な磁場を発生させる垂直型
と磁気薄膜に対して平行な磁場を発生させる面平行型と
がある。面平行磁化型磁気ディスクの磁性評価のために
は、面平行型が用いられる。

【０００６】面平行型では、被評価ディスクをＮＳ両極
間で直線状の磁力線中に置くことができる長さは、ＮＳ
両極間（鉄心の向き合う両端間）の最短距離に限られて
短いので、その間に挿入できるディスクのサイズが制限
される。

【０００７】面平行型のディスクは、１つの磁場発生装
置がつくる弱い磁場部分に位置づけなければならいか
ら、高密度化のためには、安定した高磁場を発生させる
技術の改良が要請されることになる。また、１〜５イン
チのディスクの全面を製造工程ライン中でリアルタイム
に検査できるものであって、しかも、偏光系の光ビーム
を通す光通路を形成できる構造を持ったもの考えられな
ければならない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような技
術的背景に基づいてなされたものであり、下記のような
目的を達成する。

【０００９】本発明の目的は、小型で高磁場を発生させ
る磁路を形成した面内方向磁化磁性体の広領域磁性評価
装置及びその評価方法を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、小型で安定した高磁
場を発生させる磁路を形成した面内方向磁化磁性体の広
領域磁性評価装置及びその評価方法を提供することにあ
る。

【００１１】本発明の更に他の目的は、偏光系の光通路
の形成に適し、かつ、小型で高磁場を発生させる磁路を
形成した面内方向磁化磁性体の広領域磁性評価装置及び
その評価方法を提供することにある。

【００１２】本発明の更に他の目的は、偏光系の光通路
の形成に適し、かつ、小型で安定した高磁場を発生させ
る磁路を形成した面内方向磁化磁性体の広領域磁性評価
装置及びその評価方法を提供することにある。

【００１３】本発明の更に他の目的は、高密度面平行磁
化型磁気ディスクの広領域の磁性評価を速やかに実行で
き小型化できる面内方向磁化磁性体の広領域磁性評価装
置及びその評価方法を提供することにある。

【００１４】本発明の更に他の目的は、高密度面平行磁
化型磁気ディスクの広領域の磁性評価を製造ライン中で
リアルタイムに実行でき小型化できる面内方向磁化磁性
体の広領域磁性評価装置及びその評価方法を提供するこ
とにある。

【００１５】本発明の更に他の目的は、高密度面平行磁
化型磁気ディスクの広領域の磁性評価を製造ライン中で
リアルタイムに実行でき小型化でき１０ｋＯｅの平面状
印加磁界を発生させる面内方向磁化磁性体の広領域磁性
評価装置及びその評価方法を提供することにある。

【００１６】本発明の更に他の目的は、実施の形態の説
明とともにより具体的に明らかにされる。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記課題は、次のように
選択される手段により解決される。互いに鏡面対称な閉
じた第１磁場と閉じた第２磁場が反発的に合成されて、
鏡面対称な磁場が形成される。この磁場は、局所的に平
行な磁力線で表現される一様な場である。この一様な場
は、局所平面に形成されている。この局所平面は、全機
械系即ち全磁場が鏡面対称になる時の機械的基準面にな
っている。

【００１８】この基準面の磁場は、ぞの位置ずれ又は面
の破壊を自ら補正して平面に再生する補正能力を電磁誘
導の原理により自ら有している。このため、測定精度即
ち評価精度が高く、より一層の高密度磁場の測定を可能
にする。両機械系に均等に電流が配分するだけで、対称
場が容易に得られ、そのずれは前記したように補正され
る。

【００１９】第１磁場を発生する第１機械系と第２磁場
を発生する第２機械系は、機械的に対称に配置される。
この対称配置により、作成される磁場も鏡面対称にな
る。機械精度の範囲で、概ね鏡面対称な場が容易に作成
される。実用上差し支えない範囲で、対称化されておれ
ばよい。実質的に合同な両機械系のコイルに電流が均等
に配分される。

【００２０】鏡面対称の鏡面又はこの鏡面に概ね平行で
ありこの鏡面の近傍の近傍面である基準面に磁荷が含ま
れ、その磁化方向が基準面又は近傍面に平行である被評
価磁性体が第１機械系と第２機械系に干渉されずに移動
自在に位置づけられる。ヨークの構造は、このような不
干渉を可能にしている。更に、基準面にレーザーを照射
するための光源系のカー効果偏光検出系の入射光路と反
射光路の形成は、コイルに干渉しないように、センタヨ
ークとサイドヨークの配置が自然に達成されている。

【００２１】被評価磁性体は支持手段により支持され、
支持手段を基準面に直交する方向に微動させることがで
きる微動手段が機械系に対して固定されて設けられてい
る。広い領域の評価が短時間に可能であり、ディスク製
品状態で測定可能であるから、その評価は製造ライン中
でリアルタイムに行うことが可能である。

【００２２】評価には、カー効果が利用されている。そ
のための光路は、合理的に形成されている。即ち、光路
はコイルが存在しない磁路を貫通している。

【００２３】本発明による面内方向磁化磁性体の広領域
磁性評価装置は、膜厚によらず安定したデータを得るこ
とができるので、磁性材料の研究所では、ハードディス
ク用非破壊Ｈｃ・ヒステリシス・ループ測定装置として
用いることができる。

【００２４】

【発明の効果】この発明による面内方向磁化磁性体の広
領域磁性評価装置及びその評価方法は、高磁場を安定さ
せて発生させる鏡面対称場中で磁性の評価が行われるの
で、高密度記録媒体の評価の精度を高めることができ
る。その他のより具体的な効果は、前記解決手段の説明
中に述べられている。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明による面内方向磁化磁性体
の広領域磁性評価装置の実施の形態であるカー効果型磁
性測定装置１を示している。カー効果型磁性測定装置１
は、装置台２に本体構造３が固定され支持されている。
本体構造３は、本体構造上部３Ｕと本体構造下部３Ｄが
面対称に形成され本体構造中央部３Ｍで一体化されてい
る。

【００２６】第１ヨーク構造体４が、本体構造上部３Ｕ
に固定されている。第２ヨーク構造体５が本体構造下部
３Ｄに固定されている。第１ヨーク構造体４及び第２ヨ
ーク構造体５の材料は、純鉄である。第１ヨーク構造体
４は、第１センタヨーク６と第１サイドヨーク７とから
構成されている。

【００２７】第１サイドヨーク７は、右側第１サイドヨ
ーク７Ｒと左側第１サイドヨーク７Ｌとから形成されて
いる。第１センタヨーク６と右側第１サイドヨーク７Ｒ
と左側第１サイドヨーク７Ｌとは、Ｃ字概形を形成す
る。ここでいうＣ字概形は、四辺形の一部が切断されて
いる形状をいう。

【００２８】左側第１サイドヨーク７Ｌと右側第１サイ
ドヨーク７Ｒは、互いに対向して切れ目１１を形成する
左側第１対向部８及び右側第１対向部９をそれぞれの部
分として備えている。左側第１対向部８の対向面と右側
第１対向部９の対向面との間に切れ目１１が形成されて
いる。

【００２９】第２ヨーク構造体５は、第２センタヨーク
１２と第２サイドヨーク１３とから構成されている。第
２サイドヨーク１３は、右側第２サイドヨーク１３Ｒと
左側第２サイドヨーク１３Ｌとから形成されている。第
２センタヨーク１２と右側第２サイドヨーク１３Ｒと左
側第２サイドヨーク１３Ｌとは、Ｃ字概形を形成する。
ここでいうＣ字概形は、四辺形の一部が切断されている
形状をいう。

【００３０】左側第２サイドヨーク１３Ｌと右側第２サ
イドヨーク１３Ｒは、互いに対向して切れ目１４を形成
する左側第１対向部１５及び右側第１対向部１６をそれ
ぞれの部分として備えている。左側第１対向部１５の対
向面と右側第１対向部１６の対向面との間に切れ目１４
が形成されている。

【００３１】本体構造上部３Ｕと本体構造下部３Ｄは合
同であり鏡面対称に、第１センタヨーク６と第２センタ
ヨーク１２は合同であり鏡面対称に、左側第１サイドヨ
ーク７Ｌと左側第２サイドヨーク１３Ｌは合同であり鏡
面対称に、右側第１サイドヨーク７Ｒと右側第２サイド
ヨーク１３Ｒは合同であり鏡面対称に、それぞれに配置
され位置づけられている。

【００３２】このような鏡面対称の対称基準面Ｓは、本
体構造中央部３Ｍを正確に２分している。対称基準面Ｓ
を、以下に、基準面という。第１センタヨーク６に第１
コイル１７が巻かれている。第２センタヨーク１２に第
２コイル１８が巻かれている。第１コイル１７と第２コ
イル１８も合同であり、基準面Ｓに対して鏡面対称であ
る。

【００３３】第１機械系は、本体構造上部３Ｕと左側第
１サイドヨーク７Ｌと右側第１サイドヨーク７Ｒと第１
コイル１７とから構成されている。第２機械系は、本体
構造下部３Ｄと左側第２サイドヨーク１３Ｌと右側第２
サイドヨーク１３Ｒと第２コイル１８とから構成されて
いる。したがって、第１機械系と第２機械系は、基準面
Ｓに対して鏡面対称である。

【００３４】図２は、第１機械系の第１コイル１７と第
２機械系の第２コイル１８とを含む電気回路を示してい
る。第１コイル１７と第２コイル１８は、共通電源１９
に並列に接続されている。共通電源１９は、脈動電圧を
発生する電源である。

【００３５】図１に示すように、入力側偏光系２１が、
本体構造３に右側腕２２を介して固定され設けられてい
る。出力側偏光系２３が、本体構造３に左側腕２４を介
して固定され設けられている。入力側偏光系２１は、レ
ーザー光源２５と緩集光レンズ２６と入力側偏光素子２
７とから同軸構造で構成されている。出力側偏光系２３
は、受光装置２８と出力側偏光素子２９と緩集光レンズ
（省略が可能）から同軸構造で構成されている。

【００３６】右側第１サイドヨーク７Ｒには、入力側光
路３１が貫通して形成されている。入力側光路３１は、
右側第１対向部９の対向面で開口している。左側第１サ
イドヨーク７Ｌには、出力側光路３２が貫通して形成さ
れている。出力側光路３２は、左側第１対向部８の対向
面で開口している。

【００３７】図３に示すように、切れ目１１及び切れ目
１４の端には、これらが対向する側で先鋭であるが丸み
が与えられた第１コーナー３３及び第２コーナー３４が
形成されている。第１コーナー３３は、Ｎ極側第１コー
ナー３３Ｎ及びＳ極側第１コーナー３３Ｓから形成され
ている。第２コーナー３４は、Ｎ極側第１コーナー３４
Ｎ及びＳ極側第２コーナー３４Ｓから形成されている。

【００３８】第１機械系により第１磁場が形成される。
第２機械系により第２磁場が形成される。これらコーナ
ー間の間に形成される磁路又は磁力線は、第１磁場と第
２磁場の合成により得られ、図４に示されている。第１
磁力線群３５と第２磁力線群３６は、基準面Ｓに対して
鏡面対称に形成されている。全ての磁力線は曲線である
が、基準面上の一部の局所基準面ＬＳ上の磁力線は、対
称構造から必然的に近似直線に形成されている。

【００３９】図３に示すように、第１サイドヨーク７の
下端面３７及び第２サイドヨーク１３の上端面３８は、
ともに水平面に形成されている。下端面３７と上端面３
８との間には、隙間３９が設けられている。図１に示す
ように、隙間３９には、移動手段４１がＸ−Ｙ軸座標系
上で移動自在に設けられている。移動手段４１上に、被
評価磁性体である磁気ディスク４２が載置される。

【００４０】磁気ディスク４２の上面の磁気薄膜の位置
が、局所基準面ＬＳ（図４）に概ね一致する。磁化方向
が局所基準面ＬＳに平行になるように、磁気薄膜中に磁
荷が形成される。即ち、この磁気ディスクは、面内方向
磁化磁性体である。電源１９から等電流が第１コイル１
７及び第２コイル１８に供給される。

【００４１】入力磁場Ｈが、局所基準面ＬＳに形成され
る。出力磁場Ｂが、局所基準面ＬＳに一致する磁気薄膜
中に形成される。このように磁場が形成された磁気薄膜
面の１ミクロン半径の領域に、レーザーが入力側光路３
１を通って集光される。入射レーザー光は、入力側偏光
素子２７を通過している。磁気薄膜上で偏光された反射
光は、偏光角度θで偏光して出力側光路３２を通り、出
力側偏光素子２９を通って、受光装置２８に入力され
る。

【００４２】偏光角度θと出力磁場Ｂは、次式の関係に
ある（カー効果）。

【００４３】μＨ＝Ｂ＝ｋθ． ｋは、比例定数である。ＨとＢとの間のヒステリシス曲
線は、Ｈとθとのヒステリシス曲線と相似形で表現する
ことができる。図５に示すようなＨ−θ曲線が得られ
る。

【００４４】局所基準面ＬＳ上の入力磁場Ｈは、両側の
機械系の中央で拮抗している。最大磁場Ｈが一方の機械
系側に微少移動すると、電磁誘導により中央に引き戻さ
れる。最大磁場Ｈは、常時、局所基準面ＬＳ上にあり安
定している。局所基準面ＬＳ上即ち局所平面上にある磁
場Ｈは、大きな磁力を有している。

【００４５】評価される磁気ディスクは、製品状態のも
のでよい。製品状態の大きい面積の磁気ディスクの全体
が、両機械系の間の隙間３９に挿入される。この磁気デ
ィスクを移動手段４１によりＨ−Ｙ平面内で自由に移動
させることにより、この磁気ディスクの全体表面にわた
って、点々状に磁性を検査することができる。

【００４６】本発明装置を磁気ディスクの製造ライン中
に配置すれば、リアルタイムで検査をすることができる
ので、歩留まりを高めることができる。本発明による試
作機は、７５０ワットの小型であるが、１０ＫＯｅの入
力磁場（印加磁界）を発生させた。１ポイントの測定時
間は、約５秒である。保持力測定精度、正負５％であ
る。消費電力は、７５０ワット以下である。小型機であ
るので、生産現場で自由に移動させラインの任意の位置
に簡単にセットすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の面内方向磁化磁性体の広領域
磁性評価装置の実施形態１を示す正面断面図である。

【図２】図２は、電気回路系を示す回路図である。

【図３】図３は、磁路形成を示す正面断面図である。

【図４】図４は、磁力線の対称構造を示す正面図であ
る。

【図５】図５は、Ｂ−Ｈ曲線を示すグラフである。

【符号の説明】

３…本体構造 ４…第１ヨーク構造体 ５…第２ヨーク構造体 ６…第１センタヨーク ７…第１サイドヨーク ８…左側第１対向部 ９…右側第１対向部 １２…第２センタヨーク １３…第２サイドヨーク １７…第１コイル １８…第２コイル １９…共通電源 ２１…入力側偏光系 ２３…出力側偏光系 ２７…入力側偏光素子 ２８…受光装置 ２９…出力側偏光素子 ３１…入力側光路 ３２…出力側光路 ４１…移動手段 ４２…磁気ディスク

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】閉じた第１磁場を発生する第１機械系と、 閉じた第２磁場を発生する第２機械系とからなり、 前記第１磁場と前記第２磁場が合成されて概ね鏡面対称
   な磁場を発生するように前記第１機械系と前記第２機械
   系が磁気的に概ね鏡面対称に配置され、 前記鏡面対称の鏡面又は前記鏡面に概ね平行であり前記
   鏡面の近傍の近傍面である基準面に磁力線が含まれ、そ
   の磁化方向が前記基準面又は前記近傍面に平行である被
   評価磁性体が前記第１機械系と前記第２機械系に干渉さ
   れずに移動自在に位置づけられ、 更に、前記基準面にレーザー光を照射するための光源系
   と、 前記被評価磁性体の前記基準面に含まれる磁化表面の磁
   性をカー効果により検出するための偏光検出系とからな
   る面内方向磁化磁性体の広領域磁性評価装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 両機械系に均等に電流が配分される面内方向磁化磁性体
   の広領域磁性評価装置。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記第１機械系は前記基準面に概ね平行な軸心線を有す
   る第１センタヨークと、 前記第１センタヨークに磁気的に接続し前記軸心線に概
   ね平行に磁力線を発生させ対向間距離が短い第１両極を
   形成するための両側の第１サイドヨークとからなり、 磁路は、前記第１センタヨーク、片側の前記第１サイド
   ヨーク、前記第１両極の間、他の片側の前記第１サイド
   ヨーク、前記第１センタヨークの順に閉じて形成され、 前記第２機械系は、前記第１センタヨーク、前記第１サ
   イドヨーク、前記第１両極にそれぞれに鏡面対称に、第
   ２センタヨークと第２サイドヨークと第２両極とからな
   る面内方向磁化磁性体の広領域磁性評価装置。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記片側の第１サイドヨーク中に前記偏光検出系の入射
   光路が貫通して設けられ、 前記他の片側の第１サイドヨーク中に前記偏光検出系の
   反射光路が貫通して設けられている面内方向磁化磁性体
   の広領域磁性評価装置。
5. 【請求項５】請求項３において、 前記被評価磁性体は支持手段により支持され、 前記支持手段を前記基準面に直交する方向に微動させる
   ことができる微動手段が前記機械系に対して固定されて
   設けられている面内方向磁化磁性体の広領域磁性評価装
   置。
6. 【請求項６】局所基準面に対して鏡面対称な磁場を合成
   して鏡面対称な磁場を発生させること、 前記局所基準面に磁荷が含まれその磁化方向が前記局所
   基準面に概ね平行であるように被評価磁性体を位置づけ
   ること、 前記被評価体磁性体の磁性をカー効果により評価するこ
   ととからなる面内方向磁化磁性体の広領域磁性評価方
   法。
7. 【請求項７】請求項６において、 更に、前記局所基準面に被評価部分を位置づけるように
   前記被評価体磁性体を移動させることとからなる面内方
   向磁化磁性体の広領域磁性評価方法。
8. 【請求項８】請求項７において、 更に、前記評価を磁気薄膜を製造する製造ライン中で行
   うこととかなる面内方向磁化磁性体の広領域磁性評価方
   法。