KR910003934B1 - 광자기 기록장치의 자기 바이어스 코일 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광자기 기록장치의 자기 바이어스 코일

제 1 도는 종래의 광자기 기록장치의 구성도.

제 2 도는 광학 시스템과 요크 뿐만 아니라 코아가 없는 종래의 전자기 바이어스 코일의 단면도.

제 3 도는 제 2 도에 도시한 종래의 전자기 바이어스 코일의 자속 분포도.

제 4 도는 요크가 없는 종래의 전자기 바이어스 코일의 치수를 나타낸 구조도.

제 5 도는 자기 코아를 가지는 종래의 전자기 바이어스 코일의 치수를 나타낸 구조도.

제 6 도는 자기 요크와 코아를 가지는 종래의 전자기 바이어스 코일의 치수를 나타낸 구조도.

제 7 도는 자기 요크를 가지는 본 발명의 전자기 바이어스 코일의 치수를 나타낸 구조도.

제 8 도는 제 4 도에 도시한 전자기 바이어스 코일을 사용할때에 기록매체의 표면을 흐르는 자계강도의 분포도.

제 9 도는 제 5 도에 도시한 종래의 전자기 바이어스 코일을 사용할때에 기록매체의 표면을 흐르는 자계강도의 분포도.

제 10 도는 제 6 도에 도시한 종래의 전자기 바이어스 코일을 사용할때에 기록매체의 표면을 흐르는 자계강도의 분포도.

제 11 도는 제 7 도에 도시한 본 발명의 전자기 바이어스 코일을 사용할때에 기록매체의 표면을 흐르는 자계강도의 분포도.

제 12 도는 제 7 도에 도시한 본 발명인 전자기 바이어스 코일을 사용한 광자기 기록 디스크 장치의 단면도.

제 13 도는 본 발명의 전자기 바이어스 코일에 의한 자속 분포도.

제 14 도는 본 발명에 따른 기록 디스크에 대한 2개의 대칭 코일의 구성도.

본 발명은 광자기 기록 디스크 장치에 사용되는 전자기 바이어스 코일의 자기 회로에 관한 것이다.

소거가능 광자기 기록 디스크 장치에 있어서, 디스크의 수직 이방성 자성체에 기록된 데이터는 소거될 수 있고, 그리고 거기에 새로운 데이터가 다시 기록될 수 있다. 더욱이 이 장치의 기록 정보량이 종래의 자기 데이터 기록장치, 즉 자기 디스크보다 더 크다는 장점이 있다. 따라서 종래의 자기 디스크 장치의 대체용으로 광자기 기록 디스크 장치가 광범위하게 연구, 개발되어 왔었다.

종래의 소거가능 광자기 기록 디스크 장치가 제 1 도에 도식적으로 설명되어 있고, 본 발명의 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 제 1 도의 번호 1은 TeFeCo와 같은 수직 이방성 자성체 필름으로 만들어진 기록매체를 나타낸다. 반도체 레이저(2')로부터 방출된 광(2)은 빔 스프릿터(3)에 의하여 반사되어 렌즈 시스템에 의하여 기록매체(1)에 있는 기록 성분(이하부터 "기록 비트"라 한다)(1-1)에 집광(촛점)된다. 전류가 흐르는 전자기 바이어스 코일(5)이 기록 비트에 수직으로 자계를 인가하는 동안, 기록 비트가 물질의 퀴리(Curie)포인트에 접근할 정도로 높게 가열될때까지 광빔(2)을 기록 비트에 조사한다. 따라서 인가된 자계의 방향은 광조사를 중단하므로써 냉각된 기록 비트의 잔여 자기에 따라 기록되고, 정자계가 인가된 기록 비트에 계속적으로 광을 조사하면 기록매체(1)은 균일하게 수직 자화되고, 이때 전에 기록된 모든 데이터가 소거된다. 소거된 기록매체(1)에 데이터를 새로 기록하는 과정은 다음과 같이 수행된다. 전자기 코일(5)에 흐르는 전류의 방향이 반전되어 코일을 통하여 계속 전류가 흐르는데, 즉 인가 자계가 반전되었다는 것이다. 그때 광원(2')은 기록될 디지털 데이터에 따라 작동된다. 광빔이 기록 비트를 가열하기 위해 조사되는 경우에, 이전 상태와 반대방향으로 자기가 새롭게 기록 비트에 기록된다.

반면에 기록 비트에 저장된 데이터를 해독하는 과정은 다음과 같이 수행된다. 기록 비트에 자계가 인가되지 않는 동안 해독하는 과정에서 기록된 데이터가 소거되지 않을 정도로 충분히 약한 광빔(2)을 기록 비트에 조사하며, 광이 조사된 비트로부터 반사된 광의 분극각은 광이 조사된 비트의 잔여 자기의 방향에 따라 변화하는데, 이 현상을 케르(Kerr)효과라 한다. 따라서 반사광의 분극을 검출함으로써 기록된 디지털 데이터가 해독된다.

광원(2'), 집광을 위한 광학 시스템 및 코일(5)은 디스트의 궤도를 따라 이동하기 위해, 운반대(6)에 설치하고, 특별한 궤도를 정확히 추적하기 위한 광학 시스템(4)의 서보 메카니즘 또한 운반대에 설치하지만 그것은 도면에서는 간결성을 위하여 생략되었다.

기록매체(1)(디스크), 광학 시스템(4), 요크 뿐만 아니라 코아가 없는 종래의 바이어스 코일등이 구성된 단면도가 제 2 도에 도시되어 있다. 기록매체(1)은 수직 이방성 자성체로된 기록층(11)과, 유리등의 투명 물질로된 보호층(12)로 이루어졌고, 광학 시스템은 외부 실린더(41)와 다수의 렌즈군(42)로 구성되어 있다. 따라서 광원(2')으로부터 방출된 레이저 광(21)은 기록층(11)에 있는 기록 비트(1-1)로 집광된다. 기록 비트(1-1)에 수직으로 300Oe의 자계강도를 인가할 수 있는 소위 "원통 모양으로 감은 솔로 노이드 코일"이라는 바이어스 코일이 필요하며, 이 코일에 의한 자속이 제 3 도에서 번호8로 나타내어져 있다. 보호층의 두께는 통상 1.2mm이고, 열적 변형에 대한 여유를 주기위해 보호층(12)과 바이어스 코일끝 사이에 1mm의 공기층이 있다. 그리고 기록 비트에 필요한 양의 자계강도를 인가하기 위해서는 코일에 대전류가 흘러야 하는데, 그 대전류는 코일의 온도상승을 크게하는 원인이 된다. 실제의 장치에서, 코일의 온도상승은 종래 설계의 문제점이었다. 따라서 효율적인 코일의 개발이 심각히 요구되었다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 일본의 특허 공개 공보 번호 제60-47107호에서 코일의 직경 내부에 자기 코아를 제공하는 방법 및 특허 공개 공보 번호 제60-29904호에서 코일의 주위에 자기 코아와 자기 요크를 제공하는 방법이 Tanaka에 의해 제안 되었었다. 이들 코일의 구조 형태를 제 5, 6 도에서 각각 단면도로 도시하였고, 비교를 위해 요크와 코아가 없는 코일을 제 4 도에 도시하였다.

또한 일본의 특허 공개 공보 번호 제61-3224호에서는 Okada에 의해, 제60-117403에서는 Shin bara에 의해 기록 디스크(1)에 대해서 반대위치에 또다른 자기 장치를 제공하는 다른 방법이 제안되었었다. 그러나 전자의 2가지 자화장치의 형태는 코일에 광학 시스템을 설치하는데 장애가 되고 또한 최근에는 단일 디스크의 기록용량을 높이기 위해 디스크의 양면을 이용하기 때문에 사용되지 않는다. 그러므로 후자의 2가지 형에 대한 설명은 종래의 기술의 설명으로써 여기에서 더 이상 언급하지 않는다.

코일과 요크의 점유 허용공간은 다른 주변장치에 의해서 제한되는데, 예를들면 제 4, 6 도의 코일에서의 그 크기는 외부 직경에서 27mm, 내부 직경에서 12mm이다. 따라서 코일 권선수의 변화는 코일에 대한 요크와 코아의 점유공간을 상대적으로 감소시키며, 또한 코일의 전기적 저항, 기록 비트에 인가되는 자계강도, 코일의 소비전력 및 소비전력에 대한 전계강도를 변화시킨다. 상기 파라미터에 대해서, 기록 비트가 디스크를 향하는 코일의 평면끝으로부터 2.2mm에 위치한다는 조건하에서 기록된 데이터가 표 1에 나타나 있다.

디스크의 기록 용량을 높이기 위해 디스크의 양면에 기록층을 제공하는데, 그때 광학 시스템(4)을 포함하는 제 4, 5, 6 도의 코일 2세트가 디스크 표면에 대해서 대칭적으로 설치된다. 또한 코일 권선수의 변화에 따라 코일의 전기적 저항, 기록 비트에 인가되는 자계강도, 코일의 소비전력 및 소비전력에 대한 자계강도의 변화가 표 2에 나타나 있다.

0.25A의 정전류가 제 4, 6 도의 코일에 흐를 때, 기록매체에서의 자계강도 분포가 제 8 도, 10 도에 각각 도시되어 있으며, 수평축은 조사방향을 향해서 기록 비트의 위치, 즉 코일축과 매체표면의 교차점으로부터의 거리이며, 왼쪽 수직축의 크기에 관계하는 실선은 단일코일(그리고 코아,요크)에 의한 자계강도를, 오른쪽 수직축의 크기에 관계하는 점선은 2개의 코일(그리고 코아/요크)에 의한 자계강도를 도시한다. 그러므로 이들 데이터를 살펴보면, 제 5, 6의 코일 직경안에 제공된 자기코아 근방의 자계강도 증가에 따라 기록 비트에서의 자계강도는 감소하는 것을 알 수 있다. 자계강도 분포곡선의 모양과 값은 코일과 요크의 모양 및 보호막과 공기층의 두께에 따라 변화한다. 비교의 예로서, 코일 전류의 증가에 따라 필요한 자계강도, 즉 300Oe가 되도록 하기 위한 데이터가 단일코일은 표 3에 2개의 대칭 코일은 표 4에 각각 나타나 잇다. 따라서 실제의 장치에 있어서, 기록 비트의 전계강도가 증가하면 코일의 온도상승이 수반되지 않을 수 없음은 명백하다.

그러므로 본 발명의 목적은 광자기 기록 디스크의 기록 비트에서의 자계강도를 높이고, 또한 전자기 바이어스 코일에 있어서의 열소모를 감소시키는 것이다 따라서 본 발명에 의한 자기 바이어스 코일에는 기록 비트의 반대의 코일 평면과 외부 원통면을 감싸고 있는 연철로된 자기 요크를 제공한다. 코일 평면부분의 자기 요크 부분에는 광빔 혹은 광 시스템을 설치할 수 있는 개구가 있다. 위에서 언급된 본 발명의 구성과 장점은 그밖의 다른 목적과 장점과 함께 참고 도면으로써 더욱더 분명히 설명될 것이며, 참고 도면에 나타난 동일번호는 항상 같은 부분을 나타낸다.

본 발명에 의한 장치의 형태가 제 12 도의 단면도에 도식적으로 설명되어 잇고, 그안에 사용된 전자기 바이어스 코일의 치수는 제 7 도에 도시되어 있으며, 종래의 기을 설명하기 위한 도면에서 도시했던 부분과 동일한 것은 같은 번호를 사용했다.

본 발명의 전자기 바이어스 코일에는 연철로된 자기 요크(7)가 제공되는데, 이 자기 요크(7)는 코일(5')의 외부 직경(51)을 감싸는 부분과 디스크면의 반대위치에 있는 코일의 평면(52)을 덮는 부분(72)으로 구성되며, 코일평면(52)를 덮는 요크부분(72)의 중앙에는 광빔 혹은 광학 시스템을 설치할 수 있도록 개구를 만든다. 연자성체는 매우 큰 자기투자율과 매우 적은 잔여 자기를 가지는 물질이며, 연철의 투과율은 1200이상이다 또한 연페라이트나 실리콘 강철을 자기 요크(7) 재료로 사용할 수 있다. 따라서 제 3 도의 자속과 비교할 때, 제 13 도에 있는 코일면 51과 52의 외부자속 8'는 요크(7')에 의하여 흡수되는데, 이것은 요크물질의 고투자율이 자기 회로의 자기 저항을 감소시키기 때문이며, 코일 5'에 의해 여기된 자기 회로의 감소된 자기 저항은 자속을 증가시킨다. 결과적으로 기록 비트를 흐르는 자속이 증가되는데, 이것은 기록 비트에서의 자계강도 증가를 의미한다. 제 14 도는 기록 디스크(1)에 대해 대칭적인 위치에 요크(7)을 가진 코일(5')을 설치한 것을 나타낸 것으로써, 자속은 번호8″로 나타냈다. 추가된 코일은 디스크의 기록 정보량을 높이기 위해 제공된 디스크의 반대면에 있는 기록 비트를 기록, 소거하기 위해 사용되고, 제 11 도는 기록매체의 표면에 인가된 가계강도 분포도로로서 실선은 단일코일에 의한 자계강도를, 점선은 2개의 대칭 코일에 의한 자계강도를 나타낸다 또한 제 11 도에 있는 2개의 대칭 코일에 대한 자계강도 분포도(점선)는 중앙, 즉 기록 비트, 다시말하면 자계강도의 최고점인 5mm에 위치된 곳에서 급강하 한다. 그러나 중앙에서 자계강도가 증가하는 것은 요크의 작용에 의한 것이다.

본 발명인 자기 요크(7)의 이로운 효과가 종래 코일과 비교하기 위해 표 1-표 4 및 제 11 도에 나타나 있다. 0.25A의 정전류가 코일에 흐를 때, 그 결과가 단일코일에 대해서는 표1에, 기록 디스크(1)에 대해 대칭으로 배열된 2개의 코일에 대해서는 표2에 나타나 있는데, 본 발명의 코일이 기록 비트에서 가장 큰 자계강도를 보이고 있다. 그러나 그 양이 2개의 코일을 사용해도 0.25의 잔류하에서 상술된 최소치 30Oe를 넘지 않는 것은 코일 전류의 양이 자계 분포곡선의 모양을 변화시킨 것이 아니라 단지 코일 전류에 비례해서 곡선의 고저만을 변화시키기 때문이다. 따라서 단일코일에 대한 표 3 및 2개의 대칭 코일에 대한 표4에서와 같이 필요한 자계강도(300Oe)를 만들기 위해 각 코일에 흐른 전류를 증가시킨다. 표 3, 4에 있어서, 본 발명 코일에 필요한 전류는 종래 코일에 비해 90%정도, 소비전력은 75%정도이고, 또한 온도상승은 종래의 코일이 85°C이상인데 반하여 2개의 대칭 코일은 45^oC로 매우 낮다.

코일의 소비전력은 코일에 흐르는 전류 제곱에 비례하며, 코일 온도는 코일 저항이 소비전력을 증가시킴에 따라 상승한다 그러므로 필요한 자계강도를 만들기 위한 전류의 변화가 미치는 영향은 그 양이 작을지라도 매우 크다.

제 7 도에 요크(7)의 외부 원통면(71)의 평면극단(73)이 코일(5^o)의 평면극단과 동일평면을 이루고 있으나 실제로 이들 극단은 자속분포의 최상조건을 만들기 위해 동일 평면을 이루지 않아야만하고, 또한 요크(7)의 평면(72)에 있는 개구의 직경과 코일(5')의 내부직경이 일치하고 있지만 실제로 자속분포의 최상조건을 만들기 위해 항상 같지 않아야만 한다.

상술된 본 발명장치 설명에서의 코일크기는 외부 직경이 27mm, 내부직경이 12mm이지만, 본 발명은 어떤 다른 코일의 크기에도 적용할 수 있다.

상술된 본 발명장치의 설명에서 필요한 자계강도의 최소치는 300Oe이지만, 이 값을 보다 작게하기 위해 광범위하게 개발되어 있다. 따라서 본 발명은 데이터를 기록,소거하기 위해 매우 작은 자계강도(150Oe)를 필요로하는 기록매체에 적용할 수 있으며, 이때 2개의 코일은 필요하지 않다.

본 발명에 의하여 제공되는 요크는 바이어스 코일(5)과 광헤드를 소보 추적하고 집광하기 위한 광학 시스템 사이의 자기 상호작용을 막는 자기보호막 기능도 할 수 있다.

상세하게 설명한 명세서로부터 발명의 많은 특징과 장점은 분명해지고, 발명의 진정한 취지와 범위에 해당하는 시스템의 모든 특징과 장점 모두를 첨부된 청구 범위로 커버하려 한다. 더욱이 다양한 수정과 변경으로 기술에 있어서의, 숙련도를 가져올 것이며, 본 발명의 실시예에 있어서의 정확한 구성과 동작으로 본 발명의 범위를 제한하고 싶지 않다. 따라서 모든 알맞은 수정과 그와 동등한 것은 발명의 해당 범위내에서 재분류될 수 있다.

[표 1]

단일 바이어스 코일, 정전류

[표 2]

2중 바이어스 코일, 정전류

[표 3]

300 Oe를 만드는데 필요한 단일 코일의 전류와 소비전력

[표 4]

300 Oe를 만드는데 필요한 2개의 대칭 바이어스 코일의 전류와 소비전력

Claims (4)

1. 광자기 기록 디스크의 장치에 있어서, 하단에 수직 이방성 자성체가 있는 기록 디스크와, 상기 수직 이방성 자성체의 기록 비트에, 기록 디스크면에 수직으로 존재하는 자계를 인가하기 위한 전자기 바이어스 코일과, 광빔을 기록 비트상에 집광시키고, 전자기 바이어스 코일과, 동일한 기록 디스크의 측면상에 놓여 있으며, 전자기 바이어스 코일과 동축선상에 위치되어 있는 광학 시스템과, 기록 비트상에서 자계를 발생시키는데 필요한 전자기 코일의 전류가 감소되도록, 코일의 외부 원통면 뿐만 아니라 광학 시스템을 설치할 수 있도록 하게 하는 개구가 있는 기록 디스크 반대측의 코일의 평탄 부분을 둘러싸는 연자성체로된 자기 요크와로 구성되어 있는 광자기 기록 디스크 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연자성체가 연철, 실리콘 강철 및 연페어라이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 요크를 포함하는 전자기 바이어스 코일의 한 셋트가 기록 디스크의 한측에 있는 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 요크를 포함하는 두셋트의 전자기 바이어스 코일이 기록 디스크에 대하여 서로 대칭적으로 놓여져 있는 장치.

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