JPS6048070B2

JPS6048070B2 - 磁気バブルの駆動方式

Info

Publication number: JPS6048070B2
Application number: JP10598478A
Authority: JP
Inventors: 駿介松山; 誠一岩佐; 研悟野涯
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1978-08-30
Filing date: 1978-08-30
Publication date: 1985-10-25
Also published as: JPS5532293A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、磁気バブル装置における磁気バブルの駆動方
式に関するものてあり、更に詳しくは駆動磁界の発生方
式と転送パターンに関する。

磁気バブル折置は、磁気バブル素子と駆動装置から成つ
ている。磁気バブル素子は、ＧＧＧ（ガドリニウム、ガ
リウム・ガーネット）単結晶上に、ＬＰＥ（液相エピタ
キシャル）法で作られた磁性薄膜の上に、制御用のコン
ダクタパターンおよび転送用のパーマロイパターンを形
成したオーバレイ構造になつている。第１図の１がこの
ように構成された磁気バブル素子であり、プレーン２に
ダイボンディングして搭載する。プレーン２には、Ｙ方
向のコイル３とＹ方向のコイル４が直交して巻回されて
おり、両コイル３・４に励磁電流を印加して、素子面に
平行の回転磁界を発生させる。素子１には、永久磁石お
よびヨーク板６から成るバイアス磁気回路により、素子
面と垂直方向のバイアス磁界を印加する。このように、
バイアス静磁界中において、素子の磁性薄膜に磁気バブ
ルを発生させ、Ｘ−Ｙコイル３・４による駆動磁界で、
パーマロイパターンに沿つて磁気バブルを転送し、記憶
ループに情報として格納する。磁気バブルの転送方式を
、第２図に基いて更に詳述する。転送路は、Ｔ形パーマ
ロイパターン７、一とバー形パーマロイパターン７・・
・が交互に配列されて成り、これに時計方向の回転磁界
ＨＲを印加すると、磁気バブルＢは、イ、口・・・に示
すように、回転磁界の回転に伴なつて、図の左方へ順次
転送されていく。即ち回転磁界の向きがＨＲｏ一フＨＲ
、→ＨＲ。・・・と回転するにつれ、Ｔバーパターン上
にできる磁極の位置が順次移動するので、この磁極に吸
引されて磁気バブルは順次転送される。転送パターンの
形状としては、バーのほかに、シエブロン、Ｙ−Ｙ）ハ
ーフディスク等が提５案されているが、転送動作の原理
はいずれも同じである。そして、回転磁界ＨＲを発生さ
せるには、第３図イの上段のような正弦波をＸコイル３
に印加し、これと９０度位相のずれた下段のような正弦
波をＹコイル４に印加することが一般に行われている。

ところが、駆動コイル３・４に流す励磁電流によつて発
熱し、バブル素子１が加熱される。素子１が加熱される
と、磁気バブルの安定動作が阻害され、動作マージンが
低下する。そのために、材料面から、動作マージンを広
くする試みが行われており、あるいは放熱手段を工夫し
て素子の温度上昇を抑さえる等の対策がとられている。
また、コイルの発熱が激しいということからもわかるよ
うに、充分な駆動磁界を得るには、かなりの電力を要し
、消費電力も無視てきない。第３図口は、Ｘ−Ｙコイル
に印加される正弦波励磁電流による回転磁界の軌跡を示
す図てあり、消費電力は、この回転磁界軌跡の面積に比
例すると考えて差支えない。消費電力を節減し、発熱を
抑制するために、第４図のような三角波電流を通電した
り、第５図の；ような矩形波を通電することも提案され
ている。

ところがいずれも、Ｘコイル電流とＹコイル電流の位相
が重なり、しかもその面積が大きいために、回転磁界軌
跡図からも明らかなとおり、消費電力はさほど節減され
ず、したがつて発熱も充分２に抑制できない。そこで本
発明は、従来の回転磁界方式におけるこのような問題を
一挙に解消しようとするものであり、このために本発明
はパルス幅が極めて狭いパルス電流を印加するものでな
るが、パルス電流３，による駆動磁界では、バブルの動
作が円滑に行われないため、本発明は転送パターンの形
状を改善することにより、パルス電流駆動を可能にした
ものである。

第６図イは本発明の磁気バブル駆動方式によ３！．り、
Ｘ−Ｙコイルに通電するＸコイル電流とＹコイル電流の
波形を示す図、同図口は同Ｘコイル電流とＹコイル電流
とで発生された駆動磁界の軌跡を示す図であり、第７図
イ〜ホは本発明による転送パターンの形状および同転送
パターンによる磁４０気バブルの転送動作を示す図であ
る。

本発明による駆動電流は、第６図のようにＸコイル電流
もＹコイル電流も、パルス状の電流である。

そのパルス幅は、磁気バブルの動作の円滑を妨げない範
囲で極力狭くするのが望ましいが、少なくともＸコイル
電流とＹコイル電流との位相が互いに重ならないような
パルス幅とする。そして、回転磁界の回転角がＯの点で
Ｘコイルにパルス電流Ｐ。を通電し、７ｒ／２の点でＹ
コイルにパルス電流Ｐ１を、πの点でＸコイルにパルス
電流Ｐ２を、３・π／２の点でＹコイルにパルス電流Ｐ
３を、２πの点で次のパルス電疏ア。を夫々通電し、以
下同様にしてパルス電流をπ／２おきに連続て］通電す
る。このようなパルス電流で得られる回転磁界軌跡は、
第６図口のような十字形となり、その面積は著しく小さ
い。このように極めて時間幅の小さいパルス電流を駆動
コイルに通電するので、消費電力も著しく減少し、装置
のランニングコストを大幅に節減できるほか、発熱も少
なくなる。しかしながら、π／２間隔にパルス電流を
印加するだけでは、従来の転送パターンにおいては、パ
ルス電流の流れない回転角の位置を跳び越して、磁極が
発生することになり、同じ転送パターン中において磁極
が断続して発生し移動する。このため、同じ転送パター
ンにおいて磁極が途切れることなく連続して移動すれば
、それに吸引されて磁気バブルは円滑に移動するのに対
し、同じ転送パターンにおいて磁極が消滅し、次は異な
つた位置に磁極が発生するとなると、磁気バブルは所期
の経路を円滑に移動することが不可能となり、磁気バブ
ル装置の機能を果たし得ない。特に、パーマロイパター
ン装置の機能を果たし得ない。特に、パーマロイパター
ンの残留磁化を受けて、磁気バブルは同じ位置に留まろ
うとするため、次の瞬間に別の位置に磁極ができても、
その位置に急速に移動することは困難である。上記のよ
うに磁気バブルを円滑に制御不能となる問題を解消する
ために、本発明の出願人は、特用昭５０−９３７４３Ｈ
公報として、駆動磁界のＸ方向とＹ方向との中間におい
て、駆動磁界が完全に途刀れることの無いように、Ｘ方
向とＹ方向との中弗こおいて、Ｘ方向の駆動電流とＹ方
向の駆動電）１濃く重なるように通電することを提案
した。

しか７ながらこのようにＸ方向とＹ方向との中間にお）
ても磁界を印加しなければならないので、消費戊力およ
び発熱の抑制の効果は減少し、かつ一時勺に重なる波形
を得るために複雑な制御回路を必要とする。本発明の技
術的課題は、従来の磁気バブル駆動方式におけるこのよ
うな問題を解消し、駆動磁界のＸ方向とＹ方向との中間
において、Ｘ，Ｙ双方の励磁コイルに通電を要せず、十
字形の回転磁界５軌跡による駆動磁界でも確実かつ円滑
に磁気バブルを制御可能とすることにある。

この技術的課題を解決するために、本発明による技術的
手段は、磁気バブルの転送パターンは、磁性材によつて
、互いに平行な２つの辺と、該２１つの辺の対応する片
方の端部同士を直角に接続する辺とから成るコ字状のパ
ターンを採用している。そしてこのようなコ字状転送パ
ターンを、それぞれの接続辺が一直線上に揃い、かつコ
字状転送パターンが同じ方向に向くように、複数のコ字
状転送パターンを配列してなる転送路を有している。こ
のようなコ字状転送パターンの各辺を順次横切る方向の
磁界を発生するように、ＸコイルおよびＹコイルに、Ｘ
コイル電流とＹコイル電流の位相が互いに重なることの
無いように、かつπ／−２の周期でパルス電流を通電す
ることで、回転磁界軌跡は完全な十字形となる。このよ
うな完全に十字形の回転磁界軌跡となる駆動磁界によつ
ても円滑に磁気バブルを制御できる転送パターンの実施
例を第７図に示す。

本発明の転送パターン９・・・は、コ字状を成している
。即ち、互いに平行な辺９１・９３と、両辺９１，９３
の同じ側の端を直角に結ふ辺９２とで形成されており、
隣接する各辺９１と９２、９２と９３は互いに直角に成
つていて、各辺の少なくとも外側の端縁は、直線状を成
している。このコ字形転送パターンに、パルス電流によ
つて磁極を発生させ、磁気バブルを移動させる場合の動
作を説明する。

いま、回転角ゼロの点でＸコイルにパルス電流Ｐ。を通
電すると、磁界ＨＲＯによつて、イ図のように辺９１に
沿つて磁気バブルＢが引伸ばされた形に保持される。次
に回転角π／２の点でＹコイルにパルス電流Ｐ１を通電
すると、磁界ＨＲｌによつて、辺９２に吸引磁極が発生
し、磁気バブルは口図のように、この辺９２に吸引され
て移動し、該辺９２に沿つて引伸ばされて保持される。
このとき、励磁電流はパルス電流であるから、ＨＲＯ方
向の磁界は一旦消滅して、次のＨＲｌ方向の磁界が発生
する。このため、辺９１に発生した磁極も一旦消滅して
、次の辺９２に新たに生じることになり、磁極は中断し
て別位置にできる。しかしながら、磁気バブルＢは、磁
界ＨＲＯにより辺９１に沿つて伸びて存在しており、磁
界ＨＲＯが消滅してもその状態が残留磁気によつてしば
らく保持される。そして次の瞬間辺９２に磁極が発生す
るが、その磁極も辺９２に沿つて長く伸びた形に発生し
、辺９１との間の角部にまで達するため、辺９１の磁気
バブルはその角部側が辺９２の磁極に容易に吸引され、
続いてすべてが辺９２に吸引され移動する。以下同様に
して、パルス電涼ア。

による磁界ＨＲ２で次の辺９３に吸引磁極が発生し、磁
気バブルはそれに吸引されてハ図の状態となる。次にパ
ルス電流Ｐ３による磁界で、辺９３と次のパターンの辺
９１の端部に吸引磁極ができて、磁気バブルニ図のよう
に両パターンにまたがり、次のパルス電流Ｐ。による磁
界ＨＲＯでホ図のように次のパターンの辺９１に吸引さ
れて移動する。このように本発明によれば、転送パター
ンをコ字状に形成すると共に、ＸコイルおよびＹコイル
に、コ字状転送パターンの各辺を順次横切る方向の磁界
を発生するように、パル又電流を通電する構成になつて
いる。

このため、駆動コイルの消費電力が節減され、また発熱
も少なくなるので、放熱手段を設ける必要がなく、装置
の動作マージンも広く取れる。今後、磁気バブルの径は
一層微小化されるものと思われるが、磁気バブル径が小
さくなるほど大きな駆動磁界を要し、消費電力およノび
温度上昇が増大するので、本発明を実施することにより
、バブル径の微小化が一層促進される。さらに、コ字形
の転送パターンを採用し各辺に沿つて吸引磁極を発生さ
せるので、パルス電流による駆動にも拘わらず、磁気バ
ブルを確実に動作さ７せることができる。微小幅のパル
スによる駆動が可能となるので、駆動時のスタート／ス
トップ特性が向上する。転送パターンは単純なコ字形で
あるから、パターン作成が容易になると共に、パターン
設計上の最小パターン寸法が軽減される等、９本発明の
効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気バブル装置のモジュール構成を示す一部波
断斜視図、第２図はＴバー転送パターンによる磁気バブ
ルの転送動作を示す図、第３図から第５図においてイ図
は従来のＸ−Ｙ駆動コイルに通電する駆動電流を示す図
、口図は夫々の駆動電流で発生する回転磁界の軌跡を示
す図、第６図イは本発明によるパルス状駆動電流を示す
図、同図叫まパルス状駆動電流によつて発生する回転磁
界の軌跡を示す図、第７図イ〜ホは本発明による転送パ
ターンの形状と同転送パターンによる磁気バブルの転送
動作を順次示す図である。図において、１は磁気バブル素子、３はＸコイル、４は
Ｙコイル、９はコ字状転送パターン、９１・９２・９３
はコ字状転送パターンの各辺である。

Claims

【特許請求の範囲】

１磁気バブルの転送パターンを、磁性材によつて、互
いに平行な２つの辺と、該２つの辺の対応する片方の端
部同士を直角に接続する辺とから成るコ字状に形成する
こと、このようなコ字状転送パターンを、それぞれの接
続辺が一直線上に揃い、かつコ字状転送パターンが同じ
方向に向くように、複数のコ字状転送パターンを配列し
てなる転送路を有すること、該転送路における該コ字状
転送パターンの各辺を順次横切る方向の磁界を発生する
ように、ＸコイルおよびＹコイルに、Ｘコイル電流とＹ
コイル電流の位相が互いに重なることの無いように、か
つπ／２の周期でパルス電流を通電すること、を特徴と
する磁気バブルの駆動方式。