JPS59215043A - マイクロ磁気ヘツド - Google Patents
マイクロ磁気ヘツドInfo
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- JPS59215043A JPS59215043A JP8755783A JP8755783A JPS59215043A JP S59215043 A JPS59215043 A JP S59215043A JP 8755783 A JP8755783 A JP 8755783A JP 8755783 A JP8755783 A JP 8755783A JP S59215043 A JPS59215043 A JP S59215043A
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- magnetization
- magnetic
- thin film
- magnetic field
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/332—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using thin films
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
- G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
- G11B11/10532—Heads
- G11B11/10541—Heads for reproducing
- G11B11/10543—Heads for reproducing using optical beam of radiation
- G11B11/10547—Heads for reproducing using optical beam of radiation interacting with the magnetisation of an intermediate transfer element, e.g. magnetic film, included in the head
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3109—Details
- G11B5/3113—Details for improving the magnetic domain structure or avoiding the formation or displacement of undesirable magnetic domains
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は磁気記録媒体上の超微細記録ビットを再生する
小型の磁気ヘッドに関するものである。
小型の磁気ヘッドに関するものである。
（背景技術）
近年磁気記録媒体の特性向上に関する進歩は目覚しく、
記録密度は１０年間で約１０倍の割合で向上している。
記録密度は１０年間で約１０倍の割合で向上している。
特に垂直磁気記録媒体を用いると原理的に記録ビット間
の減磁界の影響が小さくなるため超高密度記録が可能で
ある。実際既に東北大学の岩崎教授の研究グループによ
ｐ Ｃｏ −Ｃｒスパッタ膜と補助磁極型シングルポー
ルヘッドによ、！ｌ） ８，０００ ｂｉｔ／ｍｍの線
記録密度が確認されている。
の減磁界の影響が小さくなるため超高密度記録が可能で
ある。実際既に東北大学の岩崎教授の研究グループによ
ｐ Ｃｏ −Ｃｒスパッタ膜と補助磁極型シングルポー
ルヘッドによ、！ｌ） ８，０００ ｂｉｔ／ｍｍの線
記録密度が確認されている。
（２）
しかしこの値は実験室段階で高感度な増幅を行ない検出
した値であり、実用的見地からは未だ３．０００ ｂｉ
ｔ／ｍｍ程度が記録密度の限界である。高出力な高密度
記録再生の実現に対する技術的方向は、（１）磁気記録
媒体の残留磁化を向上させる；（２） ヘッドと記録
媒体間隔をサブミクロン領域で安定に保持する機構を開
発する； （３）ヘッドの高感度化を図る； 等があり、それぞれの分野で研究が続けられている。現
状での垂直媒体の記録密度に対する潜在能力はまだまだ
あることを考慮すれば高密度化のための限界は主にヘッ
ドにあると考えられる。以下に現状でのヘッドの問題点
を述べる。
した値であり、実用的見地からは未だ３．０００ ｂｉ
ｔ／ｍｍ程度が記録密度の限界である。高出力な高密度
記録再生の実現に対する技術的方向は、（１）磁気記録
媒体の残留磁化を向上させる；（２） ヘッドと記録
媒体間隔をサブミクロン領域で安定に保持する機構を開
発する； （３）ヘッドの高感度化を図る； 等があり、それぞれの分野で研究が続けられている。現
状での垂直媒体の記録密度に対する潜在能力はまだまだ
あることを考慮すれば高密度化のための限界は主にヘッ
ドにあると考えられる。以下に現状でのヘッドの問題点
を述べる。
（１） シングルポールヘッド
現状で最も高い記録再生特性を示すヘッドとしては東北
大学岩崎教授によって開発されたシングルポールヘッド
であり図１に示す。１．１は主磁極、■、２は補助磁極
、■、３はコイル、■、４はＣｏ −Ｃｒ等の垂直記録
媒体、１，５はそのベース、１，６は主磁極の厚さであ
る。再生原理は次の通りである。即ち記録ビットから発
生する漏洩磁場により主磁極（１・ｌ）先端が磁化され
、主磁極からの漏洩磁束を補助磁極（１，２）に巻いた
コイル（１，３）により検知する。この場合記録ビット
からの漏洩磁場が小さいだめの主磁極（１，１）は記録
媒体に接する必要があることと、さらに主磁極（１゜１
）の厚さはビットサイズ程度（０２〜数μｍ）であるた
めその磁束を感知するためには補助磁極（１゜２）を主
磁極の間隔を数１０μｍ以下に小さくする必要があるこ
とから記録媒体（１，４）のベース（１，５）はフレキ
シブルかつ薄いものでなければならない。
大学岩崎教授によって開発されたシングルポールヘッド
であり図１に示す。１．１は主磁極、■、２は補助磁極
、■、３はコイル、■、４はＣｏ −Ｃｒ等の垂直記録
媒体、１，５はそのベース、１，６は主磁極の厚さであ
る。再生原理は次の通りである。即ち記録ビットから発
生する漏洩磁場により主磁極（１・ｌ）先端が磁化され
、主磁極からの漏洩磁束を補助磁極（１，２）に巻いた
コイル（１，３）により検知する。この場合記録ビット
からの漏洩磁場が小さいだめの主磁極（１，１）は記録
媒体に接する必要があることと、さらに主磁極（１゜１
）の厚さはビットサイズ程度（０２〜数μｍ）であるた
めその磁束を感知するためには補助磁極（１゜２）を主
磁極の間隔を数１０μｍ以下に小さくする必要があるこ
とから記録媒体（１，４）のベース（１，５）はフレキ
シブルかつ薄いものでなければならない。
したがって従来この種のヘッドはフロッピーディスクに
のみで使用されていた。フロッピーディスクは簡便な用
途には用いられるが、トラック方向の位置制御も必要と
する高密度記録には使用できない。この用途に適するハ
ードディスクでは磁性体のベースの厚さが１〜２諭と厚
いためシングルポールヘッドは記録、再生共感度が足り
ず使用することができないという欠点がある。
のみで使用されていた。フロッピーディスクは簡便な用
途には用いられるが、トラック方向の位置制御も必要と
する高密度記録には使用できない。この用途に適するハ
ードディスクでは磁性体のベースの厚さが１〜２諭と厚
いためシングルポールヘッドは記録、再生共感度が足り
ず使用することができないという欠点がある。
（２）ＭＲヘッド
ＭＲヘッドの原理図を図２に示す。２，１はパーマロイ
膜等から成る磁気抵抗素子であり、厚さｔ２幅Ｗ、長さ
ｔとする。２．２は素子の両端に形成された導体である
。素子２，１の電気抵抗Ｒが媒体１，４からの信号磁界
によって変化する。
膜等から成る磁気抵抗素子であり、厚さｔ２幅Ｗ、長さ
ｔとする。２．２は素子の両端に形成された導体である
。素子２，１の電気抵抗Ｒが媒体１，４からの信号磁界
によって変化する。
導体２．２を通して一定電流Ｉを流しておくと記録媒体
１．４からの信号磁界により電気抵抗が変化し、素子２
，１０両端の電圧が変化する。この変化分を検出するこ
とによシ再生ヘッドとして使用される。ＭＲヘッドの詳
細な解析がＡｍｐｅｘ社のＲ，Ｐ、Ｈｕｎｔによって行
なわれておシ（文献Ｉ ＥＥＥＴｒａｎｓ、ｏｎ Ｍａ
ｇ、ＶｏｔｌＭＡＧ−７，４１ｐｐ１５０〜１５４１９
７１）出力電圧■は（１−ｅ−ｋｗ）／ｋＷに比例する
。但しに＝２π／λであシ、λは記録ビット長の２倍に
相当する記録波長である。これによれば記録波長λを小
さくした場合、出力電圧を確保するためには素子幅Ｗを
小さくする必要がある。たとえばλ＝０．２μｍのビッ
トからの信号を検出するためには素子幅Ｗをサブミクロ
ンの長さにする必要があシ、素子（５） 作製上又ヘッドとしての摩耗を考慮した場合現実的でな
い。このように図２に示したタイプのＭＲヘッドは幅損
失を持つがこれは磁気回路的に開磁路になっているため
である。この性質を改善するためにＭＲ素子の背部に磁
束の吸い込み口を設けて素子を閉磁路の一部として用い
る方法が提案されている。（電子通信学会磁気記録研究
会ＭＲ８２−２４）この原理図を図３に示す。３．１は
磁性フェライト等から成る磁束のリターンノやス、３．
２はガラス等より成る非磁性部分である。図３において
ＭＲ素子（２、１）の先端から入った信号磁束は背部の
リターンノｆス（３、１）を通って記録媒体にもどる。
１．４からの信号磁界により電気抵抗が変化し、素子２
，１０両端の電圧が変化する。この変化分を検出するこ
とによシ再生ヘッドとして使用される。ＭＲヘッドの詳
細な解析がＡｍｐｅｘ社のＲ，Ｐ、Ｈｕｎｔによって行
なわれておシ（文献Ｉ ＥＥＥＴｒａｎｓ、ｏｎ Ｍａ
ｇ、ＶｏｔｌＭＡＧ−７，４１ｐｐ１５０〜１５４１９
７１）出力電圧■は（１−ｅ−ｋｗ）／ｋＷに比例する
。但しに＝２π／λであシ、λは記録ビット長の２倍に
相当する記録波長である。これによれば記録波長λを小
さくした場合、出力電圧を確保するためには素子幅Ｗを
小さくする必要がある。たとえばλ＝０．２μｍのビッ
トからの信号を検出するためには素子幅Ｗをサブミクロ
ンの長さにする必要があシ、素子（５） 作製上又ヘッドとしての摩耗を考慮した場合現実的でな
い。このように図２に示したタイプのＭＲヘッドは幅損
失を持つがこれは磁気回路的に開磁路になっているため
である。この性質を改善するためにＭＲ素子の背部に磁
束の吸い込み口を設けて素子を閉磁路の一部として用い
る方法が提案されている。（電子通信学会磁気記録研究
会ＭＲ８２−２４）この原理図を図３に示す。３．１は
磁性フェライト等から成る磁束のリターンノやス、３．
２はガラス等より成る非磁性部分である。図３において
ＭＲ素子（２、１）の先端から入った信号磁束は背部の
リターンノｆス（３、１）を通って記録媒体にもどる。
幅が２０μｍのＭＲ素子を用いて０．１３μｍ幅ビット
の出力を検出している。但しこの値は相対出力−４５ｄ
Ｂという値であり出力が半分となる時の再生ピット長は
１．２７μｍと大きい。さらにこの場合記録媒体である
磁気テープとＭＲヘッド先端が接触している状態であシ
媒体とヘッドが離れると大幅に出力は減る。記録媒体と
ヘッド先端がｔ離れているとすると出力はｅ−ｋ１倍と
なシ、たとえばｒ Ｇ ） ０．１μｍビットで０．１μｍ離れると０．０４倍出力
が減少し、前述の改善されたＭＲヘッドでも再生するこ
とが不可能となる。
の出力を検出している。但しこの値は相対出力−４５ｄ
Ｂという値であり出力が半分となる時の再生ピット長は
１．２７μｍと大きい。さらにこの場合記録媒体である
磁気テープとＭＲヘッド先端が接触している状態であシ
媒体とヘッドが離れると大幅に出力は減る。記録媒体と
ヘッド先端がｔ離れているとすると出力はｅ−ｋ１倍と
なシ、たとえばｒ Ｇ ） ０．１μｍビットで０．１μｍ離れると０．０４倍出力
が減少し、前述の改善されたＭＲヘッドでも再生するこ
とが不可能となる。
図４に示すような垂直記録された媒体１．４からの媒体
から垂直方向の磁界Ｈｙは Ｈｙ ＝ ２ πＭｒ ｅ−ｄｙ（Ｏｅ）
（１）と表わされる。但し、Ｍｒは媒体の残留磁化ｄは
ビット幅であり媒体の厚さｔはビット＠ｄよりも十分大
きいとして媒体の厚さ損失は無視した。（１）式の関係
を示したのが図５である。但しＭｒ ＝ １．０００ｅ
ｍ ＩＪ／ＣＣとした。
から垂直方向の磁界Ｈｙは Ｈｙ ＝ ２ πＭｒ ｅ−ｄｙ（Ｏｅ）
（１）と表わされる。但し、Ｍｒは媒体の残留磁化ｄは
ビット幅であり媒体の厚さｔはビット＠ｄよりも十分大
きいとして媒体の厚さ損失は無視した。（１）式の関係
を示したのが図５である。但しＭｒ ＝ １．０００ｅ
ｍ ＩＪ／ＣＣとした。
（３）光磁気再生
原理図を図６に示す。６．１は半導体し〜ザ等の光源、
６．２は偏光子、６．３はビームスプリッタ−１６・４
は検光子、６．５はフォトダイオード、等の光検出器、
６．６は記録媒体内の磁化、である。光源６．１から出
た光は偏光子６．２により直線偏光となり記録媒体１．
４に入射する。
６．２は偏光子、６．３はビームスプリッタ−１６・４
は検光子、６．５はフォトダイオード、等の光検出器、
６．６は記録媒体内の磁化、である。光源６．１から出
た光は偏光子６．２により直線偏光となり記録媒体１．
４に入射する。
反射光は磁気光学効果によりその偏光面が回転する。こ
れを検光子６．４を通して光検出器６．５で受光すると
、磁化６．６の向きにより光の強弱となり出力電圧変化
として検出される。この場合記録ビットの識別分解能は
光ビームの回折限界によって決まシ現在０８μｍ波長の
半導体レーザを使うとすれば回折限界は約０．４μｍで
ある。より分解能を上げるためには、よシ短波長の小型
光源の開発が必要である。
れを検光子６．４を通して光検出器６．５で受光すると
、磁化６．６の向きにより光の強弱となり出力電圧変化
として検出される。この場合記録ビットの識別分解能は
光ビームの回折限界によって決まシ現在０８μｍ波長の
半導体レーザを使うとすれば回折限界は約０．４μｍで
ある。より分解能を上げるためには、よシ短波長の小型
光源の開発が必要である。
（４）転写ヘッド（文献 山田、氷室、牧野゛′ガーネ
ット膜を用いた磁気録画再生方式″電子通信学会、磁気
記録研究会ＭＲ７９−１，１）転写ヘッドの原理図を図
７に示す。７，１はガーネット、パーマロイ等の軟磁性
膜、７．２は軟磁性膜内の磁化、７，３は媒体１゜４か
らの漏洩磁界である。再生原理は次の通りである。記録
媒体１．４からの漏洩磁界７．３により軟磁性膜７゜１
が磁化され、その軟磁性膜の磁化７．．２を前述した光
磁気再生と全く同じ原理で検出する。記録媒体１．４か
らの情報を一担、軟磁性膜に転写す ゛るため転写ヘッ
ドと呼ぶことにする。このヘッドは記録媒体へ直接光を
照射することがないため媒体ノイズの低減ができるとい
う利点があるが、記録ビットの識別分解能が光の回折限
界という制限はまぬがれ得ない。したがってこの種の構
成では再生限界は０．５μｍビット程度である。又転写
ヘッドの変形として提案されているものを図８に示す。
ット膜を用いた磁気録画再生方式″電子通信学会、磁気
記録研究会ＭＲ７９−１，１）転写ヘッドの原理図を図
７に示す。７，１はガーネット、パーマロイ等の軟磁性
膜、７．２は軟磁性膜内の磁化、７，３は媒体１゜４か
らの漏洩磁界である。再生原理は次の通りである。記録
媒体１．４からの漏洩磁界７．３により軟磁性膜７゜１
が磁化され、その軟磁性膜の磁化７．．２を前述した光
磁気再生と全く同じ原理で検出する。記録媒体１．４か
らの情報を一担、軟磁性膜に転写す ゛るため転写ヘッ
ドと呼ぶことにする。このヘッドは記録媒体へ直接光を
照射することがないため媒体ノイズの低減ができるとい
う利点があるが、記録ビットの識別分解能が光の回折限
界という制限はまぬがれ得ない。したがってこの種の構
成では再生限界は０．５μｍビット程度である。又転写
ヘッドの変形として提案されているものを図８に示す。
８．１は反視膜、８．２は光である。（文献、特公昭５
６−３３７８１）この場合軟磁性膜（７，１）はＭＲ素
子のように記録媒体（１，４−）面に対して立った状態
に設置されており、図７に示したタイプより短波長再生
が優れている。しかし、配録波長が短かくなるとＷ体（
１、４−）面からの距離をｙとして、媒体からの漏洩磁
界は図５に示したように小さくなる。
６−３３７８１）この場合軟磁性膜（７，１）はＭＲ素
子のように記録媒体（１，４−）面に対して立った状態
に設置されており、図７に示したタイプより短波長再生
が優れている。しかし、配録波長が短かくなるとＷ体（
１、４−）面からの距離をｙとして、媒体からの漏洩磁
界は図５に示したように小さくなる。
したがってたとえば０．１μｍピットでヘッドと媒体間
隔０１μｍとすればＭＲヘッドの項で述べたようにヘッ
ド先端磁化変化は極めてわずかになる。
隔０１μｍとすればＭＲヘッドの項で述べたようにヘッ
ド先端磁化変化は極めてわずかになる。
さらに光による検出の場合、軟磁性膜７．１の磁化があ
る方向に飽和した時を１とすると、検出器のショットノ
イズを考慮して高々飽和磁化の１７１００の磁化の大き
さしか検出できない。ＭＲヘッドではそれが１７１００
０程度まで検出できるのに対して感度か小さい。さらに
図８の構成では光を軟磁性膜（５゜］）の先端数μｍの
領域に当てる工夫がなされていないため、特にサブミク
ロン程度の微小ビットの検出は不可能である。
る方向に飽和した時を１とすると、検出器のショットノ
イズを考慮して高々飽和磁化の１７１００の磁化の大き
さしか検出できない。ＭＲヘッドではそれが１７１００
０程度まで検出できるのに対して感度か小さい。さらに
図８の構成では光を軟磁性膜（５゜］）の先端数μｍの
領域に当てる工夫がなされていないため、特にサブミク
ロン程度の微小ビットの検出は不可能である。
同様な転写ヘッドの例として米国特許３，７３７，２３
６があシ、その原理図を図９に示す。９．１は光ファイ
バ、９．２はコア、であり軟磁性膜７．１を光ファイバ
９，１の先端に形成するようにしたものである。光ファ
イバ（９、、１）のコπ９，２）の直径は数μｍ〜数１
０μｍであシ、このような方法によれば軟磁性膜上のコ
ア径程度の領域に光を容易に集光することができるため
図８の構成における問題点は解決される。但し、記録ビ
ットが小さくなって漏洩磁界が小さくなった時の信号検
出については何も考慮が払われてい彦い。又この種の信
号は、光の偏波面の変化で検出するにもかかわらず光フ
アイバ内を光が伝搬する際の偏光面の乱れについては何
ら考慮が払われていない。
６があシ、その原理図を図９に示す。９．１は光ファイ
バ、９．２はコア、であり軟磁性膜７．１を光ファイバ
９，１の先端に形成するようにしたものである。光ファ
イバ（９、、１）のコπ９，２）の直径は数μｍ〜数１
０μｍであシ、このような方法によれば軟磁性膜上のコ
ア径程度の領域に光を容易に集光することができるため
図８の構成における問題点は解決される。但し、記録ビ
ットが小さくなって漏洩磁界が小さくなった時の信号検
出については何も考慮が払われてい彦い。又この種の信
号は、光の偏波面の変化で検出するにもかかわらず光フ
アイバ内を光が伝搬する際の偏光面の乱れについては何
ら考慮が払われていない。
以上述べたようにこれまで考案されている各種のヘッド
ではそれぞれの理由により特に１μｍ以下の微小な記録
ビットを高効率で再生することは困難である。この問題
を解決する方法として、特願昭５７−１２４３１７（マ
イクロ磁気ヘッド）があり、原理図を図１０に示す。１
０．１はマイクロヘッド、１０゜２は偏波面保存性単一
モード光導波路、１０．３はコア、１０．４は偏光、１
０．５は記録ビットである。これはへラドコアにより媒
体（１，４）からの磁界を検出しそれを偏光１０．４に
よって信号に変えるものである。このヘッドによるとコ
ア（１０，１）のサイズをコア径（数μｍ）程度まで小
さくし媒体からの磁束を吸い込む効率を大幅に向上でき
しかもヘッドが媒体（１，４）と対向している先端付近
のヘッド磁化情報を検出できるとと又光導波路として偏
波面保存性を有するものを用いるため光導波路内での信
号の乱れがないこと等の特徴を有するため、微小信号の
高感度検出に適している。しかし図５でも分るように媒
体とヘッドが接触している場合にはへラドコアは媒体表
面の強い磁界を感じることができるが、媒体とヘッドの
距離がある場合には、特に記録ビットがサブミクロンと
小さい時の信号磁界の強度は、極端に小さくなりその検
出のためのヘッド構成が次第に困難となる。たとえばヘ
ッド浮上量０２μｍとすればヘッド先端から０．２〜０
．３ ｔｔｍ程度しかヘッドは十分磁化され々い。コア
の大きさを０．２〜０３μｍ程度とすれば良いがこの大
きさの領域に光を導入することか難かしく々シ、高出力
のレーザを用いるとか、光導波路の光入射端のみ規格化
周波数を２，４にした！、まコアとクラッドの比屈折率
差を小さくしてコア径を犬きくするとかの工夫が必要と
なってぐる。
ではそれぞれの理由により特に１μｍ以下の微小な記録
ビットを高効率で再生することは困難である。この問題
を解決する方法として、特願昭５７−１２４３１７（マ
イクロ磁気ヘッド）があり、原理図を図１０に示す。１
０．１はマイクロヘッド、１０゜２は偏波面保存性単一
モード光導波路、１０．３はコア、１０．４は偏光、１
０．５は記録ビットである。これはへラドコアにより媒
体（１，４）からの磁界を検出しそれを偏光１０．４に
よって信号に変えるものである。このヘッドによるとコ
ア（１０，１）のサイズをコア径（数μｍ）程度まで小
さくし媒体からの磁束を吸い込む効率を大幅に向上でき
しかもヘッドが媒体（１，４）と対向している先端付近
のヘッド磁化情報を検出できるとと又光導波路として偏
波面保存性を有するものを用いるため光導波路内での信
号の乱れがないこと等の特徴を有するため、微小信号の
高感度検出に適している。しかし図５でも分るように媒
体とヘッドが接触している場合にはへラドコアは媒体表
面の強い磁界を感じることができるが、媒体とヘッドの
距離がある場合には、特に記録ビットがサブミクロンと
小さい時の信号磁界の強度は、極端に小さくなりその検
出のためのヘッド構成が次第に困難となる。たとえばヘ
ッド浮上量０２μｍとすればヘッド先端から０．２〜０
．３ ｔｔｍ程度しかヘッドは十分磁化され々い。コア
の大きさを０．２〜０３μｍ程度とすれば良いがこの大
きさの領域に光を導入することか難かしく々シ、高出力
のレーザを用いるとか、光導波路の光入射端のみ規格化
周波数を２，４にした！、まコアとクラッドの比屈折率
差を小さくしてコア径を犬きくするとかの工夫が必要と
なってぐる。
即ち特願昭５７−１２４３１７によればヘッド浮上量が
あっても微小ビットからの信号を検出することは原理的
に可能ではあるがその構成方法が次第に困難となって来
る。
あっても微小ビットからの信号を検出することは原理的
に可能ではあるがその構成方法が次第に困難となって来
る。
（発明の課題）
本発明はこれらの欠点を解決するためにマイクロヘッド
コア全体を磁気的な単一磁区にしたことと、ヘッドにバ
イアス磁界を加えることを特徴としたマイクロヘッドに
関するものであり、その目的は高記録密度の磁気記録ビ
ットを高感度、高出力で再生するヘッドを提供するもの
である。
コア全体を磁気的な単一磁区にしたことと、ヘッドにバ
イアス磁界を加えることを特徴としたマイクロヘッドに
関するものであり、その目的は高記録密度の磁気記録ビ
ットを高感度、高出力で再生するヘッドを提供するもの
である。
本発明の好ましい実施例によると、前記構成のヘッド本
体と、これに単一偏波光を照射する光係及びヘッド本体
からの透過光又は反射光を受光する検光子及び光検出器
が単一のノ・ウジングに収納され、更に好ましくは、各
部材が集積回路技術により構成される。
体と、これに単一偏波光を照射する光係及びヘッド本体
からの透過光又は反射光を受光する検光子及び光検出器
が単一のノ・ウジングに収納され、更に好ましくは、各
部材が集積回路技術により構成される。
（発明の構成および作用）
図１１は本発明の概略の構成図であり１１，１はリング
状でギャッｆＧを有するマイクロヘッドコア、１１，２
は導体でコア１１，１のまわりに巻回される（例えばワ
ンターン）である。１１，３は入射光、１１，４は反射
光、１１，５は基板であり、１０，３は図１０に示した
ように偏波面保存性を有する単一モード光導波路のコア
である。
状でギャッｆＧを有するマイクロヘッドコア、１１，２
は導体でコア１１，１のまわりに巻回される（例えばワ
ンターン）である。１１，３は入射光、１１，４は反射
光、１１，５は基板であり、１０，３は図１０に示した
ように偏波面保存性を有する単一モード光導波路のコア
である。
又へラドコア１１，１は光導波路１０，３の端面に矢印
で示したように接する。記録媒体はギャッｆＧに対し直
角方向（図の矢印Ａの方向）に相対的に走行するものと
する。又本ヘッドを実際に動（１３） 作させるだめの概念図を図１２に示した。１２．１は半
導体レーザ等の光源、１２．２は電源導入用リード線、
１２．３は偏光子、１２．４は検光子、１２．５はフォ
トダイオード等の光検出器、１２．６は信号検出用リー
ド線、１２．７はバイアス用電源、１２．８は電流導入
用リード線である。尚記録媒体は１．４であり点線で示
しだようにヘッドと直交方向に移動する。本発明ヘッド
の再生方法は次の通りである。記録媒体からの信号磁界
によっテノヤーマロイ、コバルト−ジルコニウム、セン
ゲスト等の軟磁性薄膜から成るマイクロヘッドコア１１
．１が磁化する。一方光源１２．１から出た光は偏光子
１２．３を通過することにより単一偏波となり、これが
単一モード光導波路のコア１０．３ヲ通リヘッドコア１
１．１に当る。光がヘッドコアに入射する入射角αは６
０〜７０°程度が適当である。反射光１１．４は磁気光
学効果（この場合はに、ｅｒｒ （カー）効果）により
偏波面が回転する。
で示したように接する。記録媒体はギャッｆＧに対し直
角方向（図の矢印Ａの方向）に相対的に走行するものと
する。又本ヘッドを実際に動（１３） 作させるだめの概念図を図１２に示した。１２．１は半
導体レーザ等の光源、１２．２は電源導入用リード線、
１２．３は偏光子、１２．４は検光子、１２．５はフォ
トダイオード等の光検出器、１２．６は信号検出用リー
ド線、１２．７はバイアス用電源、１２．８は電流導入
用リード線である。尚記録媒体は１．４であり点線で示
しだようにヘッドと直交方向に移動する。本発明ヘッド
の再生方法は次の通りである。記録媒体からの信号磁界
によっテノヤーマロイ、コバルト−ジルコニウム、セン
ゲスト等の軟磁性薄膜から成るマイクロヘッドコア１１
．１が磁化する。一方光源１２．１から出た光は偏光子
１２．３を通過することにより単一偏波となり、これが
単一モード光導波路のコア１０．３ヲ通リヘッドコア１
１．１に当る。光がヘッドコアに入射する入射角αは６
０〜７０°程度が適当である。反射光１１．４は磁気光
学効果（この場合はに、ｅｒｒ （カー）効果）により
偏波面が回転する。
回転の方向がヘッドコア１１．１の磁化の向きにより異
なる。この反射光１１．４を検光子１２，４（１４） を通過させることにより磁化の向きにより、その透過光
が強弱と変化するためこれを光検出器１２．５により電
気信号に変えリード線１２．６から取り出す。ヘッドコ
アのサイズを光導波路のコアサイズ程度にすることによ
り記録媒体からの磁束を吸い上げる効率を大幅に向上さ
せることおよび光によりヘッドコアの磁化を検出する等
は特願昭５７−１２４３１７と同じである。次に本発明
の詳細な説明する。
なる。この反射光１１．４を検光子１２，４（１４） を通過させることにより磁化の向きにより、その透過光
が強弱と変化するためこれを光検出器１２．５により電
気信号に変えリード線１２．６から取り出す。ヘッドコ
アのサイズを光導波路のコアサイズ程度にすることによ
り記録媒体からの磁束を吸い上げる効率を大幅に向上さ
せることおよび光によりヘッドコアの磁化を検出する等
は特願昭５７−１２４３１７と同じである。次に本発明
の詳細な説明する。
図１３と図１４は本発明の詳細な説明するだめの図であ
り図１３はヘッド斜視図、図１４は図１３をＡの方向か
ら見た図を示す。１３．１はへ、ドコア１１．１の磁化
容易軸、１．３．２は・ぐイアス磁界発生用の電流、１
３．３は電流１３．２によって発生するバイアス磁界、
１３．４はヘッドギャップである。本ヘッドの動作原理
は次の通りである。ヘット９コア１１．１の磁化容易軸
１３．１をヘッドギャップ１３．４と直角方向につくっ
ておく。磁化容易軸の導入方法は導入したい方向に磁場
を印加しながら熱処理をする方法あるいは、容易方向の
長さＬをそれと直角方向の幅Ｗよシ長くし形状異方性を
つける方法等がある。又へラドコア１１，１は全体が単
磁区構造とする。これはＷ、Ｌの値を１０μｍ以下に小
さくすることと上下２枚のヘッドコアを十分近づけ静磁
的に結合させることによって達成される。このようなヘ
ッドコア内に図１３に示したように銅、アルミニウム。
り図１３はヘッド斜視図、図１４は図１３をＡの方向か
ら見た図を示す。１３．１はへ、ドコア１１．１の磁化
容易軸、１．３．２は・ぐイアス磁界発生用の電流、１
３．３は電流１３．２によって発生するバイアス磁界、
１３．４はヘッドギャップである。本ヘッドの動作原理
は次の通りである。ヘット９コア１１．１の磁化容易軸
１３．１をヘッドギャップ１３．４と直角方向につくっ
ておく。磁化容易軸の導入方法は導入したい方向に磁場
を印加しながら熱処理をする方法あるいは、容易方向の
長さＬをそれと直角方向の幅Ｗよシ長くし形状異方性を
つける方法等がある。又へラドコア１１，１は全体が単
磁区構造とする。これはＷ、Ｌの値を１０μｍ以下に小
さくすることと上下２枚のヘッドコアを十分近づけ静磁
的に結合させることによって達成される。このようなヘ
ッドコア内に図１３に示したように銅、アルミニウム。
べＩＪ ＩＪウム銅等の薄膜によって作製した導体を作
製し、この導体に電流を流すことによシコア内の磁化１
４．１を困難軸方向（容易軸］３，１と直角方向）に揃
える。尚磁性体よシ成るヘッドコア１１、■と導体との
間は特に絶縁する必要はないが、その間にＳ＋Ｏｒ Ｓ
＋０２ ＋ ＳｔＮ等の非晶質膜を入れることによシヘ
ッドコアである磁性膜の軟磁化特性が良好となる。図１
４（ａ）は・ぐイアスも信号もない時のへラドコアの磁
化状態を示したものであり各磁化は一様に磁化容易軸方
向に揃っている。
製し、この導体に電流を流すことによシコア内の磁化１
４．１を困難軸方向（容易軸］３，１と直角方向）に揃
える。尚磁性体よシ成るヘッドコア１１、■と導体との
間は特に絶縁する必要はないが、その間にＳ＋Ｏｒ Ｓ
＋０２ ＋ ＳｔＮ等の非晶質膜を入れることによシヘ
ッドコアである磁性膜の軟磁化特性が良好となる。図１
４（ａ）は・ぐイアスも信号もない時のへラドコアの磁
化状態を示したものであり各磁化は一様に磁化容易軸方
向に揃っている。
尚、磁化の向きについては（ａ）で示したものと反対
゛の向きもあシ得る。次に異方性磁界より大きい・々イ
アス磁場を一方向に印加した図か（ｂ）であり、手下の
ヘッドコア内磁化は反平行となり磁気的に結合するため
へラドコア端部での反磁界が減小し端部の磁区の乱れを
抑制する。この状態でヘッドギャップの上方に記録媒体
１，４が対向したとすると（ｃ）に示したようにヘッド
端部が媒体からの強い磁界によって磁化するが全体とし
てはｉｉイアス磁場方向を向く。次にバイアス磁場のみ
を零にした場合が（ｄ）であシ全体が磁化容易軸を向く
がその向きについてはヘッド端部の磁化の向きによって
決められる。媒体磁化の向きが逆の場合が（ｅ）、 、
（ｆ）であり同じ理由でヘッド内磁化は媒体磁化方向
を向く０ この場合理想的には無限小の信号磁界によシヘッド全体
の磁化の向きが決定される。しかし実際にはヘッド内の
異方性の分散があるために信号磁界は無限小とならない
。異方性分散角度の平均値をθとすると平均の困難軸方
向に飽和した状態において平均容易軸方向に信号磁界Ｈ
８を与えた時全体の磁化が信号磁界を向くために必要な
信号磁界の大きさはアステロイド曲線（ｈ ｘ ）”６
＋（ｈ ｙ）”１とｈｙ＝ｃ’ｏｊθ・ｈｘの交点のｈ
ｘＯ値の２倍で与えられる。但し、ｈ ｘ ＋ ｈｙは
それぞれ異方性磁界用で規格化した容易軸方向と困難軸
方向の磁場の大きさである。上の連立方程式を解くと、
臨界信号磁界Ｈ８は、 で与えられる。
゛の向きもあシ得る。次に異方性磁界より大きい・々イ
アス磁場を一方向に印加した図か（ｂ）であり、手下の
ヘッドコア内磁化は反平行となり磁気的に結合するため
へラドコア端部での反磁界が減小し端部の磁区の乱れを
抑制する。この状態でヘッドギャップの上方に記録媒体
１，４が対向したとすると（ｃ）に示したようにヘッド
端部が媒体からの強い磁界によって磁化するが全体とし
てはｉｉイアス磁場方向を向く。次にバイアス磁場のみ
を零にした場合が（ｄ）であシ全体が磁化容易軸を向く
がその向きについてはヘッド端部の磁化の向きによって
決められる。媒体磁化の向きが逆の場合が（ｅ）、 、
（ｆ）であり同じ理由でヘッド内磁化は媒体磁化方向
を向く０ この場合理想的には無限小の信号磁界によシヘッド全体
の磁化の向きが決定される。しかし実際にはヘッド内の
異方性の分散があるために信号磁界は無限小とならない
。異方性分散角度の平均値をθとすると平均の困難軸方
向に飽和した状態において平均容易軸方向に信号磁界Ｈ
８を与えた時全体の磁化が信号磁界を向くために必要な
信号磁界の大きさはアステロイド曲線（ｈ ｘ ）”６
＋（ｈ ｙ）”１とｈｙ＝ｃ’ｏｊθ・ｈｘの交点のｈ
ｘＯ値の２倍で与えられる。但し、ｈ ｘ ＋ ｈｙは
それぞれ異方性磁界用で規格化した容易軸方向と困難軸
方向の磁場の大きさである。上の連立方程式を解くと、
臨界信号磁界Ｈ８は、 で与えられる。
上式より分散角θ−０，１°、異方性磁界ＨＫ＝１００
とすればＨ８二０．００４０ｅとなる。即ち（１）式よ
りヘッドと媒体が完全に接触していたとすればヘッド磁
化はヘッド先端から０４５μｍまで十分磁化されるが、
′さらに０．４５μｍの所で磁壁が形成されないな
らば磁束の連続性によりさらに遠方まで磁化される。
とすればＨ８二０．００４０ｅとなる。即ち（１）式よ
りヘッドと媒体が完全に接触していたとすればヘッド磁
化はヘッド先端から０４５μｍまで十分磁化されるが、
′さらに０．４５μｍの所で磁壁が形成されないな
らば磁束の連続性によりさらに遠方まで磁化される。
実験によればヘッドコア先端から０．２〜０．３μｍ程
度のみ十分磁化することによりその情報は、１０μｍ程
度上方まで十分伝わる。図１５はパーマロイ膜によりＷ
＝５μｍ、、Ｌ＝１０μｍ１コアの厚さ０．１μｍ、２
枚のコアの間隔１μｍ１導体はアルミニウムのマイクロ
ヘッドをガラス基板上に作製し、端部に一方向に磁化し
たＣ０−Ｃｒ垂直記録媒体をおし当て０．５μｍ径に絞
った光ビームによシヘッドコア内磁化分布を測定した１
例である。最初へラドコアは−Ｍ８に飽和していた。（
ａ）はバイアス磁場を１０００印加しなから十方向の磁
化成分を測定したものでありヘッドの両端は反磁界の発
生により十分飽和していないがヘッド全体は十Ｍ８にほ
とんど磁化反転していることが分る。一方バイアス磁場
がない時（ｂ）には、ヘッド先端がわずかに十方向に磁
化するのみで全体の磁化反転は生じていない。
度のみ十分磁化することによりその情報は、１０μｍ程
度上方まで十分伝わる。図１５はパーマロイ膜によりＷ
＝５μｍ、、Ｌ＝１０μｍ１コアの厚さ０．１μｍ、２
枚のコアの間隔１μｍ１導体はアルミニウムのマイクロ
ヘッドをガラス基板上に作製し、端部に一方向に磁化し
たＣ０−Ｃｒ垂直記録媒体をおし当て０．５μｍ径に絞
った光ビームによシヘッドコア内磁化分布を測定した１
例である。最初へラドコアは−Ｍ８に飽和していた。（
ａ）はバイアス磁場を１０００印加しなから十方向の磁
化成分を測定したものでありヘッドの両端は反磁界の発
生により十分飽和していないがヘッド全体は十Ｍ８にほ
とんど磁化反転していることが分る。一方バイアス磁場
がない時（ｂ）には、ヘッド先端がわずかに十方向に磁
化するのみで全体の磁化反転は生じていない。
図１５により本方法はヘッド先端のみ磁化反転をおこす
ことにより全体の磁化反転が生じ高感度ヘッドとして優
れていることが分る。
ことにより全体の磁化反転が生じ高感度ヘッドとして優
れていることが分る。
次に実際のヘッドとしての実施例を示す。
光導波路として石英基板上にＶＡＤ法によりＧｅをドー
ピングした厚さ６μｍの５ＩＯ２膜を作製した。
ピングした厚さ６μｍの５ＩＯ２膜を作製した。
石英基板との比屈折率差を０．２３％にした。このガラ
ス膜上に図１２に示した導波路のパターンをＴｉで作製
し、Ｃ２Ｆ６ 十〇２Ｈ４のガス雰囲気中でスパッタリ
ングしＴＩマスクがのっている所以外を除去して光導波
路を作製した。その後Ｔｉマスク除去後にＳ ｉＯ２膜
をパターンを含む全面に作製し導波路を保護した。
ス膜上に図１２に示した導波路のパターンをＴｉで作製
し、Ｃ２Ｆ６ 十〇２Ｈ４のガス雰囲気中でスパッタリ
ングしＴＩマスクがのっている所以外を除去して光導波
路を作製した。その後Ｔｉマスク除去後にＳ ｉＯ２膜
をパターンを含む全面に作製し導波路を保護した。
作製した光導波路の折れ曲シの所で基板端面を光学研磨
し、この端面にマイクロヘッドを膜作製技術（ＲＦスノ
ぐツタリングおよびイオンビームスフ９ツタ）と電子ビ
ーム露光およびスパッタエツチングによ）作製した。ヘ
ッドコアの異方性磁界は６０ｅであった。ヘッドサイズ
は図１５に示したものと同様である。次に光導波路を含
む而で表面を軽く研摩して表面の平滑化を行ないヘッド
を作製した。光源としては０．７８μｍ波長のＡｔＧａ
Ａｓレーザダイオード、偏光子、検光子にはダラムトム
ソンｆ ＩＪズム、検出器にはＳｉのフォトダイオード
を用いた。光の導波路への結合はマイクロレンズを用い
て行なった。磁気記録媒体としてスパッタリングによっ
て３０μｍ厚のポリイミドベースにパーマロイとＣｏ
−Ｃｒ膜を順に作製したものを用いた。
し、この端面にマイクロヘッドを膜作製技術（ＲＦスノ
ぐツタリングおよびイオンビームスフ９ツタ）と電子ビ
ーム露光およびスパッタエツチングによ）作製した。ヘ
ッドコアの異方性磁界は６０ｅであった。ヘッドサイズ
は図１５に示したものと同様である。次に光導波路を含
む而で表面を軽く研摩して表面の平滑化を行ないヘッド
を作製した。光源としては０．７８μｍ波長のＡｔＧａ
Ａｓレーザダイオード、偏光子、検光子にはダラムトム
ソンｆ ＩＪズム、検出器にはＳｉのフォトダイオード
を用いた。光の導波路への結合はマイクロレンズを用い
て行なった。磁気記録媒体としてスパッタリングによっ
て３０μｍ厚のポリイミドベースにパーマロイとＣｏ
−Ｃｒ膜を順に作製したものを用いた。
それぞれの厚さはノぐ−マロイ０．３μｍ ＸＣ’ｏ
−Ｃｒ ０．３μｍである。本マイクロヘッドとフロッ
ピーディスクを用いて記録再生した結果を図１６に示す
。尚記録は東北大岩崎教授提案の補助磁極励磁シングル
ポールヘッドを用いた。（ａ）は本方法によるヘッドの
再生特性であシＤ５ｏ（出力が半分となる記録密度）が
８，０００ ｂｉｔ／ｍｍを達成した。バイアス磁場は
１００ｅである。（ｂ）は同じヘッドを用いてバイアス
を印加しない時の特性である０又点線はＣｏ −Ｃｒ媒
体の上にさらにＳ ｓ Ｏ２を厚さ０．１μｍだけ付着
したものを用いた場合でありヘッドと媒体の間隔が０．
１μｍになったことに対応する。
−Ｃｒ ０．３μｍである。本マイクロヘッドとフロッ
ピーディスクを用いて記録再生した結果を図１６に示す
。尚記録は東北大岩崎教授提案の補助磁極励磁シングル
ポールヘッドを用いた。（ａ）は本方法によるヘッドの
再生特性であシＤ５ｏ（出力が半分となる記録密度）が
８，０００ ｂｉｔ／ｍｍを達成した。バイアス磁場は
１００ｅである。（ｂ）は同じヘッドを用いてバイアス
を印加しない時の特性である０又点線はＣｏ −Ｃｒ媒
体の上にさらにＳ ｓ Ｏ２を厚さ０．１μｍだけ付着
したものを用いた場合でありヘッドと媒体の間隔が０．
１μｍになったことに対応する。
本ヘッドのＳＮＲは規格化出力が１の時には３５ｄＢで
あったが光検出器のショットノイズのためダイナミック
レンジが狭くダイナミックレンジは約２０ ｄＢであっ
た。但し、使用した・母−マロイ膜のＫｅｒｒ回転角は
０．２°であシ、よシ大きな材料を用いることによりダ
イナミックレンジ向上が可能である。
あったが光検出器のショットノイズのためダイナミック
レンジが狭くダイナミックレンジは約２０ ｄＢであっ
た。但し、使用した・母−マロイ膜のＫｅｒｒ回転角は
０．２°であシ、よシ大きな材料を用いることによりダ
イナミックレンジ向上が可能である。
尚、本出願と類似した動作については、既に薄膜マグネ
トメーター（文献、Ｆ、Ｇ、Ｗｅｓｔ ｅｔ ａｌ。
トメーター（文献、Ｆ、Ｇ、Ｗｅｓｔ ｅｔ ａｌ。
”Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｏｗ−Ｉｎｔ
ｅｎｓｉｔｙ ＭａｇｎｅｔｊｃＦｉｅｌｄｓ ｂｙ
Ｍｅａｎｓ ｏｆ Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉ
ｌｍ”Ｊ−Ａｐｐｌ−Ｐｈｙｓ。３４ 、 ｐ、１１６
３ 、１９６３ ）とか薄膜ヘッド（文献Ａ、Ｄ、Ｋａ
ｓＲｅ ｅｔ、 ａｚ、 ”Ｖａｐｏｒ−Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｅｄＴｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｈ
ｅａｄｓ” ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、ｏｎＭａｇ、
ｖｏｔ、 ＭＡＧ−７＋ ｐ、６７５ ＋ ］−９７１
，）等において用いられている。いずれも磁性薄膜の困
難軸方向にバイアス磁場を印加し容易軸方向での磁束の
時間変化をセンス線を用いて検出するものである。これ
ら文献の方法においては磁性膜の磁束変化を電磁誘導で
検出するものであり、したがってヘッドサイズが数１０
０μｍ〜数喘角となっている。よって検出すべき信号磁
場もその程度の空間分布を持つもので々ければならない
。又磁束の時間変化をセンス線で検出する方法は比較的
高感度であるためヘッド内の磁化が飽和する必要がない
が逆にこのように数１００μｍ〜数泪角の磁性膜は静磁
エネルギーを下げるために必ずその中に磁区が発生する
ため本発明のような磁化の一斉回転は絶対におこり得な
い。したがって文献における方法においては微小磁場の
高感度検出はできるが、微小の大きさでしかも空間的拡
がりも微小な場合には適用することかできない。本発明
の主要点は捷さにこの点を解決したものである。即ち、
（１）ヘッドコアサイズを光のスＩ２トサイズまで小さ
くしたこと、（２）へラドギャップと直角方向に磁化容
易軸を持ち１〜かもへラドコア全体を、単一磁区にした
こと、（３）バイアス磁場を困難軸方向に印加するが上
下二層のヘラ１゛コアによシ困難軸方向にも磁束が閉じ
るようにしたこと。等が発明のポイントである。
ｅｎｓｉｔｙ ＭａｇｎｅｔｊｃＦｉｅｌｄｓ ｂｙ
Ｍｅａｎｓ ｏｆ Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉ
ｌｍ”Ｊ−Ａｐｐｌ−Ｐｈｙｓ。３４ 、 ｐ、１１６
３ 、１９６３ ）とか薄膜ヘッド（文献Ａ、Ｄ、Ｋａ
ｓＲｅ ｅｔ、 ａｚ、 ”Ｖａｐｏｒ−Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｅｄＴｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｈ
ｅａｄｓ” ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、ｏｎＭａｇ、
ｖｏｔ、 ＭＡＧ−７＋ ｐ、６７５ ＋ ］−９７１
，）等において用いられている。いずれも磁性薄膜の困
難軸方向にバイアス磁場を印加し容易軸方向での磁束の
時間変化をセンス線を用いて検出するものである。これ
ら文献の方法においては磁性膜の磁束変化を電磁誘導で
検出するものであり、したがってヘッドサイズが数１０
０μｍ〜数喘角となっている。よって検出すべき信号磁
場もその程度の空間分布を持つもので々ければならない
。又磁束の時間変化をセンス線で検出する方法は比較的
高感度であるためヘッド内の磁化が飽和する必要がない
が逆にこのように数１００μｍ〜数泪角の磁性膜は静磁
エネルギーを下げるために必ずその中に磁区が発生する
ため本発明のような磁化の一斉回転は絶対におこり得な
い。したがって文献における方法においては微小磁場の
高感度検出はできるが、微小の大きさでしかも空間的拡
がりも微小な場合には適用することかできない。本発明
の主要点は捷さにこの点を解決したものである。即ち、
（１）ヘッドコアサイズを光のスＩ２トサイズまで小さ
くしたこと、（２）へラドギャップと直角方向に磁化容
易軸を持ち１〜かもへラドコア全体を、単一磁区にした
こと、（３）バイアス磁場を困難軸方向に印加するが上
下二層のヘラ１゛コアによシ困難軸方向にも磁束が閉じ
るようにしたこと。等が発明のポイントである。
この結果、従来の電磁誘導を利用した薄膜ヘッド、磁気
抵抗効果を利用したＭＲヘッドよりもヘッド全体のサイ
ズを小さくでき、したがってヘッド先端から入いる磁束
のうちへラドコア全体を回る磁束の割合が大きく向上す
る。光は光導波路によって導入するが、光導波路をＳ
＋ ０２等で作製すればＳ ＋ ０２は硬いためたとえ
ば記録媒体と接触しても摩耗するととがない。しかもヘ
ッド先端に光導波路がついているためヘッド先端から数
μｍ範囲のヘッド磁化の検出ができる。父へラドコア全
体を単一磁区にするとととバイアス磁場を印加すること
によりザブミクロンビットからの信号磁界により数μｍ
のへラドコア全体の磁化を信号磁界の方向に向けること
ができるためサブミクロンの微小領域での０．１０ｅ以
下の微小磁界を高感度に検出することができる。
抵抗効果を利用したＭＲヘッドよりもヘッド全体のサイ
ズを小さくでき、したがってヘッド先端から入いる磁束
のうちへラドコア全体を回る磁束の割合が大きく向上す
る。光は光導波路によって導入するが、光導波路をＳ
＋ ０２等で作製すればＳ ＋ ０２は硬いためたとえ
ば記録媒体と接触しても摩耗するととがない。しかもヘ
ッド先端に光導波路がついているためヘッド先端から数
μｍ範囲のヘッド磁化の検出ができる。父へラドコア全
体を単一磁区にするとととバイアス磁場を印加すること
によりザブミクロンビットからの信号磁界により数μｍ
のへラドコア全体の磁化を信号磁界の方向に向けること
ができるためサブミクロンの微小領域での０．１０ｅ以
下の微小磁界を高感度に検出することができる。
本発明におけるヘッドにおいて他の構成例が種 々考え
られる。図１７〜図２０は本発明の他の構成例である。
られる。図１７〜図２０は本発明の他の構成例である。
図１７はへラドコアの広がりを図１３とは異なるように
したものでありやはり上下の磁性層の間に導体をはさむ
。図１８はヘッドのアレイを構成したものでありマルチ
トランクヘッドとして用いる。光の伝搬速度は高速であ
るためマルチトラック信号の並列処理ができる。図１９
はヘッドコアを光が透過するタイプであり、この場合は
Ｆａｒａｄａｙ効果金用いる効果専用としては酸化スズ
のような透明導体を用いる。図２０において２０−１は
銀、アルミニウム等で作製したミラー、２０−２はスリ
ットであり、反射光をミラー２ｏ−１で反射させ又スリ
ッ）２０−２で方向を変える。 ゛即ち光源と光検出
器をヘッド全体で同じ方向に配列したい時有効である。
したものでありやはり上下の磁性層の間に導体をはさむ
。図１８はヘッドのアレイを構成したものでありマルチ
トランクヘッドとして用いる。光の伝搬速度は高速であ
るためマルチトラック信号の並列処理ができる。図１９
はヘッドコアを光が透過するタイプであり、この場合は
Ｆａｒａｄａｙ効果金用いる効果専用としては酸化スズ
のような透明導体を用いる。図２０において２０−１は
銀、アルミニウム等で作製したミラー、２０−２はスリ
ットであり、反射光をミラー２ｏ−１で反射させ又スリ
ッ）２０−２で方向を変える。 ゛即ち光源と光検出
器をヘッド全体で同じ方向に配列したい時有効である。
又この構成では磁気光学回転角が２倍になるという利点
もある。
もある。
尚、これ壕で示した構成例においては、光源。
偏光子、検光子、光検出器等はヘッドを投載した光導波
路基板とは別々に存在し、それらの間はレンズ等のパー
ツで結ぶ構成であったが全体を・・イブリッド的にある
いはモノリシックに一つの基板の」二に集積化すること
により全体が数順角の１つのチップ上に収まる。あるい
は一つのチップに収まらなくとも光源および検出器とヘ
ッドチップの間を偏波面保存性を有する単一モード光フ
ァイバで結ぶことによりヘッドチップは全体で数叫角と
々る。このような小型になることによりヘッドチップを
ジンバルに取り付は浮上ヘッドとして現用のヘッドをそ
のままおき換えることも可能である。
路基板とは別々に存在し、それらの間はレンズ等のパー
ツで結ぶ構成であったが全体を・・イブリッド的にある
いはモノリシックに一つの基板の」二に集積化すること
により全体が数順角の１つのチップ上に収まる。あるい
は一つのチップに収まらなくとも光源および検出器とヘ
ッドチップの間を偏波面保存性を有する単一モード光フ
ァイバで結ぶことによりヘッドチップは全体で数叫角と
々る。このような小型になることによりヘッドチップを
ジンバルに取り付は浮上ヘッドとして現用のヘッドをそ
のままおき換えることも可能である。
又、実施例においては光の偏光面の変化を検光子を通し
て光の強弱に変換して検出する場合のみしか示さなかっ
たが、光の特徴を活かす方法即ち同一光源から出た光を
２つに分は一方はヘッドを通過させ他方は他のルートを
通過させた後、合成して干渉させる方法も有効である。
て光の強弱に変換して検出する場合のみしか示さなかっ
たが、光の特徴を活かす方法即ち同一光源から出た光を
２つに分は一方はヘッドを通過させ他方は他のルートを
通過させた後、合成して干渉させる方法も有効である。
ヘッドを通った後の光の位相変化は１°以下と微小では
あるが高感度検出法としては有効である。ただし本発明
はヘッドの基本構成に関するものであり、この精神にそ
ったいかなる構成も含むものであるが偏波面の変化、光
の位相変化についての検出方法については規定するもの
ではない。
あるが高感度検出法としては有効である。ただし本発明
はヘッドの基本構成に関するものであり、この精神にそ
ったいかなる構成も含むものであるが偏波面の変化、光
の位相変化についての検出方法については規定するもの
ではない。
本ヘッドは記録媒体をはさんで他方から強磁場で励磁す
ることによりシングルポールヘッドと同じ原理で記録用
としても用いることができる。
ることによりシングルポールヘッドと同じ原理で記録用
としても用いることができる。
（発明の効果）
以上示したように本発明ヘッドを用いると高密度記録さ
れた記録媒体のサブミクロンサイベのビット信号を高感
度に検出することができる。したがって磁気テープ、フ
ロッピーディスク、磁気ディスク等における磁気ヘッド
として用いることにより、超高密度記録再生が可能であ
り、磁気記録を用いるディジタル情報処理ＶＴＲ、放送
用テープ。
れた記録媒体のサブミクロンサイベのビット信号を高感
度に検出することができる。したがって磁気テープ、フ
ロッピーディスク、磁気ディスク等における磁気ヘッド
として用いることにより、超高密度記録再生が可能であ
り、磁気記録を用いるディジタル情報処理ＶＴＲ、放送
用テープ。
オーディオ等において従来の記録密度特性を大きく向上
させることができると共に記録装置の小型化、低価格化
に大きく貢献するものと考えられる。
させることができると共に記録装置の小型化、低価格化
に大きく貢献するものと考えられる。
図１は垂直記録用の補助磁極励磁形シングルポールヘッ
ドであり、１．１は主磁極、１．２は補助磁極、１．３
はコイル、１．４は記録媒体、１．５は記録媒体用ベー
スである。図２は、磁気抵抗形（ＭＲ）ヘッドであり２
．１は磁気抵抗素子、２．２は導体、図３は従来の改良
されたＭＲヘッドであり、３．１は磁束のリターンパス
、３．２は非磁性部である。 図４は垂直記録媒体上の磁界を計算するモデルを示す図
である。図５は図４のモデルにより計算した垂直方向の
磁界Ｈｙの媒体からの距離依存性でありパラメーターは
ビット幅である。図６は従来の光磁気再生の原理図であ
り６．１は光源、６．２は偏光子、６．３はビームスシ
リツタ−１６，４は検光子、６．５は光検出器、６．６
は記録媒体内の磁化である。 図７は転写ヘッドの原理図であり７．１は転写用軟磁性
膜、７．２は軟磁性膜の磁化、７．３は媒体からの漏洩
磁界である。図８は改良された転写ヘッドの一例であり
、８．１は反射膜、８．２は光線である。 図９は転写ヘッドの他の例であり、９．１は光コア（２
７） １ま ２ ン禾発明の他の構成例で２０．１はミラー、２０．
２イバ、９．２はコアである。図１０は従来のマイクロ
磁気ヘッドの構成図であり、１０．１はマイクロヘッド
、、 １０．２は偏波面保存性単一モード光導波路、１
０．３はコア、１０．４は偏光、１０．５は記録ビット
である。図１１は本発明ヘッドの構成を示す斜視図であ
り、１１．１はヘッドコア’１ １１．２は導体、１１
．３は入射光、１１．４は反射光、１１．５は基板であ
る。図１２は本発明ヘッドの全体の概念図で１２．１は
光源、、 １２．２はリード線、１２．３は偏光子、
１２．４は検光子、１２．５は光検出器、１．２．６は
リード線、１２．７はバイアス用電源、１２．８はリー
ド線である。 図１３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の詳細な説明するだめ
のヘッドの図、図１４ （ａ）及び（ｂ）は図１３（ｅ
）をＡの方向から見た図である。図１５はヘッド磁化分
布の測定例であり曲線（ａ）はバイアス印加した場合曲
線（ｂ）は無バイアスの場合である。図１６は本発明ヘ
ッドによる記録再生特性の一実験例であり、曲線（ａ）
バイアス有の時、曲線（ｂ）は無バイアスの時であり、
実線はヘッドと媒体が接触した時、点線はその間隔が０
１μｍの時である。図１７５図１８２図（２８） 特許出願人 日本電信電話公社 特許出願代理人 弁理士 山 本 恵 − （２９） 第１１図 −２７５− 第１２図 −２７６− ■ 第１６図 魯乙 錬 吉 刀Ｌ （ｂｉｔ／ｍｍ）第１７図 第１８図 ト ヘ
ドであり、１．１は主磁極、１．２は補助磁極、１．３
はコイル、１．４は記録媒体、１．５は記録媒体用ベー
スである。図２は、磁気抵抗形（ＭＲ）ヘッドであり２
．１は磁気抵抗素子、２．２は導体、図３は従来の改良
されたＭＲヘッドであり、３．１は磁束のリターンパス
、３．２は非磁性部である。 図４は垂直記録媒体上の磁界を計算するモデルを示す図
である。図５は図４のモデルにより計算した垂直方向の
磁界Ｈｙの媒体からの距離依存性でありパラメーターは
ビット幅である。図６は従来の光磁気再生の原理図であ
り６．１は光源、６．２は偏光子、６．３はビームスシ
リツタ−１６，４は検光子、６．５は光検出器、６．６
は記録媒体内の磁化である。 図７は転写ヘッドの原理図であり７．１は転写用軟磁性
膜、７．２は軟磁性膜の磁化、７．３は媒体からの漏洩
磁界である。図８は改良された転写ヘッドの一例であり
、８．１は反射膜、８．２は光線である。 図９は転写ヘッドの他の例であり、９．１は光コア（２
７） １ま ２ ン禾発明の他の構成例で２０．１はミラー、２０．
２イバ、９．２はコアである。図１０は従来のマイクロ
磁気ヘッドの構成図であり、１０．１はマイクロヘッド
、、 １０．２は偏波面保存性単一モード光導波路、１
０．３はコア、１０．４は偏光、１０．５は記録ビット
である。図１１は本発明ヘッドの構成を示す斜視図であ
り、１１．１はヘッドコア’１ １１．２は導体、１１
．３は入射光、１１．４は反射光、１１．５は基板であ
る。図１２は本発明ヘッドの全体の概念図で１２．１は
光源、、 １２．２はリード線、１２．３は偏光子、
１２．４は検光子、１２．５は光検出器、１．２．６は
リード線、１２．７はバイアス用電源、１２．８はリー
ド線である。 図１３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の詳細な説明するだめ
のヘッドの図、図１４ （ａ）及び（ｂ）は図１３（ｅ
）をＡの方向から見た図である。図１５はヘッド磁化分
布の測定例であり曲線（ａ）はバイアス印加した場合曲
線（ｂ）は無バイアスの場合である。図１６は本発明ヘ
ッドによる記録再生特性の一実験例であり、曲線（ａ）
バイアス有の時、曲線（ｂ）は無バイアスの時であり、
実線はヘッドと媒体が接触した時、点線はその間隔が０
１μｍの時である。図１７５図１８２図（２８） 特許出願人 日本電信電話公社 特許出願代理人 弁理士 山 本 恵 − （２９） 第１１図 −２７５− 第１２図 −２７６− ■ 第１６図 魯乙 錬 吉 刀Ｌ （ｂｉｔ／ｍｍ）第１７図 第１８図 ト ヘ
Claims (2)
- （１） 偏波面保存性を有する単一モード光導波路と
、該光導波路の光軸と交叉する面内に形成される磁気光
学効果を有する磁性薄膜と、該磁性薄膜に接する導体と
を有し、前記磁性薄膜は記録媒体と対向する微小ギャッ
プを有するリング状でギャップと交叉する方向に磁化容
易軸を有する単一磁区構造を有し、前記導体中を流れる
電流によシ磁性薄膜が磁化困難軸方向に磁化されること
を特徴とするマイクロ磁気ヘッド。 - （２） 偏波面保存性を有する単一モード光導波路と
、該光導波路の光軸と交叉する面内に形成される磁気光
学効果を有する磁性薄膜と、該磁性薄膜に接する導体と
を有し、前記磁性薄膜は記録媒体と対向する微小ギャッ
プを有するリング状でギャップと交叉する方向に磁化容
易軸を有する単一磁区構造を有し、前記導体中を流れる
電流によシ磁（１） 性薄膜が磁化困難軸方向に磁化されるごとく構成され、
前記光導波路の１端面に単一偏波光を照射する光源と、
該光導波路の他端にもうけられ磁性薄膜からの透過光又
は反射光を受光する検光子及び光検出器とが具備され、
全体が単一のハウジングに収納されることを特徴とする
マイクロ磁気へッ ド ０
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8755783A JPS59215043A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | マイクロ磁気ヘツド |
| NL8302585A NL192546C (nl) | 1982-07-19 | 1983-07-19 | Leeskop voor een met hoge dichtheid uitgevoerde magnetische registratie. |
| US06/515,135 US4618901A (en) | 1982-07-19 | 1983-07-19 | High density magnetic head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8755783A JPS59215043A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | マイクロ磁気ヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59215043A true JPS59215043A (ja) | 1984-12-04 |
Family
ID=13918286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8755783A Pending JPS59215043A (ja) | 1982-07-19 | 1983-05-20 | マイクロ磁気ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59215043A (ja) |
-
1983
- 1983-05-20 JP JP8755783A patent/JPS59215043A/ja active Pending
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