(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性を呈する金属繊維に２本の導線を巻回してなる磁界発生手段を、各々の前記金属繊維の端面が揃うように複数束ねて固定し、前記複数の磁界発生手段の一方の導線の先端に、直流電流を流すための直流電源と交流電流を流すための交流電源とを切替接続可能なスイッチを接続し、前記複数の磁界発生手段の他方の導線の先端に電圧を検出するための電圧センサを接続したことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記金属繊維は円筒形状を呈し、その直径を１０〜５００μｍ、その長さを１〜１０ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記２本の導線の径を、１０〜１００μｍとしたことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記複数の磁界発生手段の金属繊維の中心を、格子状に周期的に配列したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
前記複数の磁界発生手段の一方の導線には、１本ずつ順次若しくは一本おきに飛び飛びに、または複数本ずつまとめて順次若しくは複数本ずつ飛び飛びに、前記直流電流を流すことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
前記他方の導線は、前記金属繊維の長手方向の略中央部に巻回配置し、前記一方の導線は、前記略中央部を挟む位置に分離させて当該金属繊維に巻回配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項７】
前記２本の導線を、前記金属繊維に接するようにスパイラル状に巻回したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項８】
前記金属繊維の前記端面を平面とし、前記磁気ヘッドの磁気記録媒体に近接若しくは接する記録・読み出し面を曲面としたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ、ビデオ、ハードディスク等に使用可能な磁気ヘッドに関し、より詳細には、磁界を発生して磁気記録媒体に磁気記録を成すこと、また磁気記録媒体の磁化をセンシングすることが可能な磁気ヘッドを、多数並べて大面積で画像を記録したり、画像を読んだりすることが可能であり、空間の磁界分布をセンシングする３次元磁気センサとしても使用可能であり、磁気記録媒体を移動させることがない、固定メモリ用磁気ヘッドとしても使用可能な磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、磁気ヘッドはオーディオ、ビデオ、ハードディスクなどに広く使用されている。従来、一般的に使用されている磁気ヘッドは、リングヘッドと呼ばれる磁気誘導型ヘッドである。かかるリングヘッドは、高透磁率材料である軟磁性体を馬蹄形に加工して中心部分にコイルを設け、このコイルに電流を流してギャップ間に漏れ磁界を発生させ、磁気記録媒体に記録するものである。
【０００３】
また、棒状軟磁性体にコイルを設け、先端からの磁界で磁気記録媒体に記録するものは、垂直に磁界が発生するので、垂直磁気ヘッドとして知られている。これらのヘッドは、いずれも磁気誘導によって発生する磁界を用いて磁気記録したり、磁化を検知して磁気記録を読み出しする。
【０００４】
しかるに、これらのヘッドは、静止している磁気記録媒体に記録は可能であるが、記録媒体の磁化が移動しないとコイルに電流が流れないので、記録を読み取ることはできない。すなわち、１つのヘッドで、静止している記録媒体に記録と再生の両方を行うことはできなかった。従って、これらのヘッドを２次元的に複数個規則的に並べて、大画面のディスプレイ用磁気ヘッドに応用することができなかった。
【０００５】
また、近年、高密度磁気記録の要請が高まるにつれて、再生用に磁気抵抗効果（ＭＲ）や巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）といわれる、磁界変化による電気抵抗の変化を検知して磁化を読み取る方法が利用されつつある。かかる方法は、感度が良いので、高密度化によってビット面積を小さくでき、磁化が弱くなっても読み出せるので有効であるが、記録することができないため、ヘッドは記録用と再生用の２つが必要である（近接させて設けることも可能であるが、２つの部分を別々に利用する）。また、記録媒体が移動して、磁界強度の変化が生じないと読み取れないことは上記リングヘッドと同じである。なお、現在用いられている磁気記録媒体は、ディスク状やテープ状であり、高速度で移動するので、このような磁気ヘッドで良かった。
【０００６】
当然のことながら、これら磁気ヘッドを２次元的に複数個規則的に並べた大画面のディスプレイ用磁気ヘッドも、従来、使用及び提案されていなかった。また、磁芯の無いコイルのみで記録や再生を行う特殊な場合もあるが、軟磁性体を用いた磁芯がないと、磁束の収束が不足して、大きな磁界を効率良く低電流で発生させたり、高感度で磁化を検知したりすることが困難である。磁気センサ、磁界センサと呼ばれるものも、大部分はこのような原理を用いるが、なかには光偏向面が磁界によって変化することを利用する例もある。
【０００７】
いずれにしても、１チップ化した一つの磁気ヘッドにより、記録及び再生が可能であることが磁気記録媒体にとっては便利であり、また理想である。ひいては、記録媒体を移動させないで記録及び再生させることが理想である。
【０００８】
また、ディスプレイにおいては、大画面の画像を瞬時に書き換える必要があるが、従来の磁気ヘッドでは、画像の書き換えは、ディスプレイを移動させること無く実施することが困難であった。勿論、磁気ヘッドを高速度で移動させれば可能であるが、例えば、１４インチ程度の画面で、１秒間に数十フレームもの画面を表示させることは不可能である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の磁気ヘッドによれば、以下の問題点があった。
第１に、従来の磁気ヘッドでは、静止した磁気記録媒体に記録及び再生をすることは困難であった。
第２に、ディスプレイにおいては、大画面の画像を瞬時に書き換える必要があるが、従来の磁気ヘッドでは、ディスプレイや磁気ヘッド自身を移動させることなく実施することは困難であった。
第３に、従来の磁気ヘッドでは、１個のヘッド自体が大きいために、並べても高密度な例えば動画用ディスプレイに適用することができなかった。
【００１０】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、静止した磁気記録媒体に対して、記録と再生の両機能を有する磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、磁気ヘッド、磁気記録媒体のいずれも移動する事無く、大画面の磁気画像を高速度に書き換えて、動画像も表示することが可能な磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１に係る磁気ヘッドは、軟磁性を呈する金属繊維に２本の導線を巻回してなる磁界発生手段を、各々の前記金属繊維の端面が揃うように複数束ねて固定し、前記複数の磁界発生手段の一方の導線の先端に、直流電流を流すための直流電源と交流電流を流すための交流電源とを切替接続可能なスイッチを接続し、前記複数の磁界発生手段の他方の導線の先端に電圧を検出するための電圧センサを接続したものである。
【００１３】
また、請求項２に係る磁気ヘッドは、請求項１に係る磁気ヘッドにおいて、前記金属繊維は円筒形状を呈し、その直径を１０〜５００μｍ、その長さを１〜１０ｍｍ以下としたものである。
【００１４】
また、請求項３に係る磁気ヘッドは、請求項１または２に係る磁気ヘッドにおいて、前記２本の導線の径を、１０〜１００μｍとしたものである。
【００１５】
また、請求項４に係る磁気ヘッドは、請求項１〜３のいずれか１つに係る磁気ヘッドにおいて、前記複数の磁界発生手段の金属繊維の中心を、格子状に周期的に配列したものである。
【００１６】
また、請求項５に係る磁気ヘッドは、請求項１〜４のいずれか１つに係る磁気ヘッドにおいて、前記複数の磁界発生手段の一方の導線には、１本ずつ順次若しくは一本おきに飛び飛びに、または複数本ずつまとめて順次若しくは複数本ずつ飛び飛びに、前記直流電流を流すものである。
【００１７】
また、請求項６に係る磁気ヘッドは、請求項１〜５のいずれか１つに係る磁気ヘッドにおいて、前記他方の導線は、前記金属繊維の長手方向の略中央部に巻回配置し、前記一方の導線は、前記略中央部を挟む位置に分離させて当該金属繊維に巻回配置したものである。
【００１８】
また、請求項７に係る磁気ヘッドは、請求項１〜６のいずれか１つに係る磁気ヘッドにおいて、前記２本の導線を、前記金属繊維に接するようにスパイラル状に巻回したものである。
【００１９】
また、請求項８に係る磁気ヘッドは、請求項１〜７のいずれか１つに係る磁気ヘッドにおいて、前記金属繊維の前記端面を平面とし、前記磁気ヘッドの磁気記録媒体に近接若しくは接する記録・読み出し面を曲面としたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
〔本発明の概要〕
本発明は、フラックスゲート磁気センサを応用したものである。フラックスゲート磁気センサは、『電気学会マグネティックス研究会資料ＭＡＧ−９３，Ｎｏ．２５４−２６８，ＰＡＧＥ：１２１−１３０』で紹介されているように、高透磁率の軟磁性材料によるコアに、これを交流的に励磁するためのコイルと、検出用コイルを巻いたものである。この磁気センサは高感度であるため、また静止物の磁化を検出できるため、磁気インクで印刷された文字読み取り用の素子として試作されている。本発明では、この原理を利用して磁気記録を読み取る。
【００２２】
また、本発明では、磁気ヘッドを動画用ディスプレイに適用する例を提案する。この場合、磁気ヘッド及び磁気記録媒体のいずれも移動する事無く、大画面の磁気画像を高速度に書き換えて、動画像を表示可能とする。すなわち、磁気記録媒体がそのままディスプレイ機能を有することを可能とする。詳細には後述するが、透明磁性体に、本発明の磁気ヘッドで磁気的に書き込んだ画像を、偏光を用いて可視化してディスプレイとする。
【００２３】
以下、〔本発明に係る磁気ヘッドの基本構成〕、〔磁気ヘッドを構成する金属繊維〕、〔磁気ヘッドを構成する導線〕、〔磁界発生器を束ねた板〕、〔電源、電圧センサ、切替スイッチ〕、〔本発明で使用される磁気記録媒体〕、〔実施例１〜２〕、〔比較例１〜８〕の順で詳細に説明する。
【００２４】
〔本発明に係る磁気ヘッドの基本構成〕
図１は、本発明に係る磁気ヘッドを構成する磁界発生器の構成を示し、図２は、本発明に係る磁気ヘッドの構成図（側面図）を示し、図３は、本発明に係る磁気ヘッドの構成（上面図）を示す。
【００２５】
図１において、１は磁界発生器を示し、磁界発生器（磁界発生手段）１は、軟磁性を呈する金属繊維２の略中央部に一本の導線Ａを巻回し、金属繊維２の両端にもう一本の導線Ｂを分離させて巻回した構成である。この導線Ａは検出用コイルとして機能し、導線Ｂは励磁用及び書き込み用コイルとして機能する。
【００２６】
図２及び図３において、３は磁気ヘッドを示している。複数の磁界発生器１は、その金属繊維２の一方の端面が揃うように、マトリックス状（Ｘ１〜Ｘ５，Ｙ１〜Ｙ４）に束ねて樹脂などによって固定される。これにより、金属繊維２の端面が揃って、一方の表面Ｓを形成した板が作成される。また、板の他方の面（端面Ｅ側）には、導線Ａ，Ｂが一カ所または複数に分割されて束ねられている。なお、磁気記録媒体の記録や再生に用いられる面は、金属繊維２の端面が揃っている平滑な面（表面Ｓ）である。
【００２７】
また、金属繊維２の両端に分離して巻回した導線Ｂの先端には、直流電流を流すための直流電源５と、交流電流を流すための交流電源６と、さらにこれらを択一的に切替接続するスイッチＳＷが設けられている。このスイッチＳＷは、磁気記録時には直流電源５と接続して直流電流を、記録読み出し時には交流電源６と接続して励磁用交流電流を導線Ｂに流すためのものである。金属繊維２の略中央部に巻かれた導線Ａの先は、金属繊維２に流れ込んだ外部磁界（記録磁界）を検知するための電圧センサ７に接続されている。
【００２８】
〔磁気ヘッドを構成する金属繊維〕
つぎに、上記金属繊維２について詳細に説明する。金属繊維２は導線を巻いたコイルの磁束を有効に収束させるために用いる。このため金属繊維２には軟磁性材料が用いられる。また、その保磁力は１エルステッド以下が好ましく、透磁率は大きい方が収束効果が大きいが、電流方向が切り替わるスピードは大きい必要はないので、１０ｋＨｚで１０，０００程度あれば十分である。さらに、飽和磁束密度も大きい方が好ましいが、５キロガウス程度あれば十分である。
【００２９】
金属繊維２の形状は、各種の角形や楕円形等どんな形状でも構わないが、画像形成上・磁気的効率上・取り扱い上の見地から、円筒形状が好ましい。また、磁気記録媒体に近い面（表面Ｓ）は、繊維側面に垂直になっていることが好ましい。さらに、金属繊維２の寸法に関しては、直径に相当す  外形の最大長さは、１０〜５００μｍ、繊維の長さは１〜１０ｍｍが好ましい。かかる寸法が好ましいのは、要求される画像の質にもよるが、５００μｍより大きいと画像分離能が不十分で見ずらくなり、１０μｍより小さいとコイルを巻くのが困難となり、また、必ずしも画像分解能が向上しないためである。
【００３０】
また、金属繊維２として用いる軟磁性材料としては、従来より多用される、純鉄、珪素鋼、鉄やニッケル及びコバルトとの各種合金（Ａｌｐｅｒｍ、Ｓｅｎｄｕｓｔ  、Ｐｅｒｍａｌｌｏｙ  、Ｍｕｍｅｔａｌ  、Ｐｅｒｍｅｎｄｕｒ  、Ｆｅｒｒｏｘｃｕｂｅ）やアモルファス合金（Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ  系、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ  系）などを用いることができる。特に、本発明においては、これらアモルファス合金を繊維状に加工した、アモルファス金属繊維といわれるものが好適に用いられる。
【００３１】
〔磁気ヘッドを構成する導線〕
次に、導線Ａ、Ｂ（以下、導線と記載する）について詳細に説明する。導線は、一般的な銅線を使用しても良いが、特にこれに限定するものではない。導線には、記録時により多く（例えば、数十ミリＡ）の電流が流れる。導線は太い方が抵抗が小さく、電源が小さくて済むので好ましいが、金属繊維の間（金属繊維２同士の間隔）が広くなり、画像分解能が劣化するので、１０〜１００μｍの径が好ましい。
【００３２】
また、導線の巻き方は、導線が金属繊維２に接するように規則的にスパイラルに巻くことが好ましい。導線を重なるように金属繊維２上の一カ所で巻くと磁気記録や磁気検出感度が低下するためである。また、金属繊維２の間が広くなり、画像分解能が劣化するので、可能な範囲でより太い導線を選び、スパイラルに巻く方が好ましい。但し、導線間に絶縁が必要であることは言うまでもない。
【００３３】
前述したように導線Ａ，Ｂは、２本が別々に金属繊維２に巻き付けられてる。導線Ａは金属繊維２の略中央部に巻き付けられ、その先端は電圧センサ７に接続されている。導線Ｂは金属繊維２の両端に分離して巻かれており、スイッチＳＷにより、直流電源５または交流電源６とを切り替え接続可能となっている。
【００３４】
〔磁気ヘッドによる記録及び読み出し動作〕
ここで，本発明の磁気ヘッドによる記録及び読み出し動作について説明する。本磁気ヘッド３において、磁気記録媒体に磁気記録する場合には、スイッチＳＷを直流電源５に接続して導線Ｂに直流電流を流して、金属繊維２の両端に磁界を発生させ、磁気ヘッド３の上面すなわち金属繊維２の表面Ｓ（図２参照）の上に配置される磁気記録媒体に、裏側から記録する。図３に示したように、各配線は縦Ｙと横Ｘの値（位置）が区別できるようになっている。従って、ＸとＹを指定することによって画像を形成することができる。
【００３５】
こうして記録された磁気記録媒体上の磁化は、対応する磁気ヘッド上に再配置された後、次のフラックスゲート磁気センサの機構によって読み出される。
【００３６】
先ず、直流電源５に接続したスイッチＳＷの接続を交流電源６に切り替える。交流電源６による励磁電圧の第２次高周波成分は、外部から金属繊維２を通じて加わった、直流の被測定磁界によって変化する。この変化を導線Ａに接続された電圧センサ７によって検知する。なお、交流電源６による励磁電圧の交流励磁周波数は５０ｋＨｚ程度が、電流値は３００ｍＡ程度が好ましい。
【００３７】
〔磁界発生器を束ねた板〕
金属繊維２に導線Ａ，Ｂを巻回して構成される磁界発生器１は、束ねられた後、前述しように樹脂などの結合材で板に固定される。この場合、例えば円筒状金属繊維を用いる場合、円の中心が格子状に周期的に配列されることが必要である。これは、画像が金属繊維から発生する磁界によって形成され、鮮明な画像を得るためには、金属繊維の先端の位置は規則的であることが必要であるためである。
【００３８】
板の表面が平滑であることが必要なのは、画像形成上言うまでもないが、表面の形状は必ずしもフラットである必要はなく、必要に応じて、例えば凹面や凸面にすることができる。なお、ディスプレイとしては凸面の方が見やすいことがある。
【００３９】
〔電源、電圧センサ、切替スイッチ〕
磁界発生器１に直流電流を流すための直流電源５は、磁界発生器１の大きさにも因るが、通常、数Ｖ、１Ａ程度の一般的な直流電源で良い。また、電圧センサ７は高感度の電圧計で良い。電源と電圧センサのどちらか一方のみに接続可能なように、磁界発生器からの導線切替スイッチを用いる。磁気記録時には、電源から磁界発生器に電流を流す。このための切り替えはスイッチによって行う。
【００４０】
磁気ヘッド３を構成する磁界発生器１の各導線Ｂに流す電流は、全ての導線Ｂに対して同時に流すのではなく、１本ずつ順番にまたは飛び飛びに、または複数本ずつ順番にまたは複数本ずつ飛び飛びに流す。これは、同時に全磁界発生器１に電流を流すと、電流値が数十Ａと大きくなって大電流が必要となるため、電源が大型化するためである。
【００４１】
かかる電流の流し方をしても、磁気記録に要する時間は、数ナノ秒から数マイクロ秒と短いので、例えば、画面の大きさにもよるがＡ４サイズ程度の場合、全磁界発生器に流し終わるのに長くても数ミリ秒であり、動画にも対応可能である。この電流の流し方によって、各磁界発生器の発熱量は時間的な短さにも因り問題となることはない。
【００４２】
また、もう少し早い電流サイクルが必要な大面積画面の場合には、多少電流が大きくなることを承知で、複数の小コイルに同時に電流を流し、この複数個をグループとして、順番にまたは複数本飛び飛びに流すことも可能である。
【００４３】
〔本発明で使用する磁気記録媒体〕
本発明で用いる磁気記録媒体は、保磁力が２００〜２０００エルステッドで透明性が高く、磁気画像が記録媒体に合わせて設けられた偏光子によって、可視化されるものであれば、いかなる磁気記録媒体を用いても良い。
【００４４】
但し、本発明に用いる磁気記録媒体は、磁気ヘッドの表面Ｓになるべく近い方が強く磁化できるため、磁性体が磁気ヘッド表面に１ｍｍ以下まで近接する構造が望ましい。
【００４５】
また、透明性が高い磁性層としては、従来一般に用いられている磁気光学効果を示す透明磁性材料で良いが、ファラデー効果が大きくて透明性の大きい所謂性能指数が大きい磁性材料が好ましい。例えば、５０ｎｍ以下の粒子径を有する、鉄、コバルト、Ｎｉ等の強磁性金属の超微粒子膜が好ましい。この場合の金属超微粒子以外の膜組成としては酸素、炭素などである。鉄、コバルト、Ｎｉ等強磁性金属は大きな磁気光学効果を示すが、光の吸収も大きいためにそのままの膜厚では用いられなかったが、超微粒子膜とすると大きな性能指数を有するようになる。また、粒子径の制御によって適当な保磁力を得ることができる。他には、希土類鉄ガーネット、コバルトフェライト、Ｂａフェライト等の酸化物、ＦｅＢＯ３  、ＦｅＦ３  、ＹＦｅＯ３  、ＮｄＦｅＯ３  などの複屈折な大きな材料、ＭｎＢｉ、ＭｎＣｕＢｉ、ＰｔＣｏなどを使用することができる。
【００４６】
上述の磁気光学効果は、光の進行方向とスピン方向とが平行な場合に最も大きな効果が得られるので、上述の透明磁性材料は、膜面に垂直に磁気異方性を有する膜が好ましい。これら透明磁性材料は、一般的なスパッタ、真空蒸着、ＭＢＥなどのＰＶＤ法、ＣＤＶ法や、メッキ法等により製造する。
【００４７】
磁気記録媒体と合わせて用いる偏光子層としては、各種の市販の偏光フィルムやビームスプリッタを用いた高透過率偏光子などを用いることができる。偏光フィルムは、大別すると、多ハロゲン偏光フィルム、染料偏光フィルムや、金属偏光フィルムなどがある。多ハロゲン偏光フィルムの場合は、２色性物質にヨウ素を用いているために、可視領域全般についてフラットな特性を有するが、湿度、高温等に弱いという欠点を有する。また、染料偏光フィルムは偏光性能はヨウ素よりも劣るものの、熱、光、湿度に対して耐性が大きいという特徴を有している。
【００４８】
なお、本発明の磁気ヘッドを一般的な磁気メモリに利用することも可能である。この場合、磁気記録媒体は透明である必要はない。本発明の磁気ヘッドを一般的な磁気記録媒体と接合して固定すると、特徴は従来の磁気メモリ（磁気テープ、磁気ディスク）のように、磁気記録媒体を高速に移動しなくても、固定メモリ（半導体メモリ）のように可動部を用いることなく利用できる。このため、メモリ全体がコンパクトになり、また、記録再生スピードが向上し、更に、故障が少なくなるという利点を有している。
【００４９】
次に、上記磁気ヘッドの具体的な実施例を説明する。
【００５０】
〔実施例１〕
金属繊維２として、円筒形状で、直径２００μｍ、長さが５ｍｍのユニチカ株式会社製のアモルファス金属繊維（Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系、飽和磁束密度８Ｋガウス、透磁率１１０００（１０ｋＨｚ）、保磁力０．０６Ｏｅ（２０Ｏｅ印加））を使用し、金属繊維２に巻きつける導線Ａ、Ｂとして直径５０μｍの銅線を用いた。
【００５１】
より具体的には、まず、１本の導線Ａをアモルファス金属繊維（金属繊維２）の中央部に、導線Ａが金属繊維表面に接するようにスパイラル状に３０回巻き、検出用コイルとした。もう一本の導線Ｂは、検出用コイルから少し間隔をあけ、アモルファス金属繊維の両側に銅線が金属繊維表面に接するようにスパイラル状に片側１０回ずつ両側で合計２０回巻き、励磁用コイルとした。
【００５２】
片側の励磁用コイルは、金属繊維の先端に近づけて設け、先端からは０．５ｍｍの間隔を開けた。同様にして、４０００本のアモルファス金属繊維に銅線を巻き付けた。つぎに、２００μｍ径のアモルファス金属繊維を容易に差し込むことができ、位置が固定できる程度のクリアランスを設けた深さ０．３ｍｍの円形の穴を、金属基板上全面に設けた。穴は周期的にまた縦横に一列となるように作製した。基板は中心部が下がっており、金属繊維先端は凸面を形成するように作製した。
【００５３】
上記金属繊維先端に巻き付けた励磁用コイル側のアモルファス金属繊維先端を下にして、上記穴あき基板に、１本ずつコイル付き金属繊維を差し込んだ。アモルファス金属繊維が垂直に立っているのを確認した後、アクリル系接着剤を金属繊維間に流し込んで固化させて固定した。その後、上記穴あき基板を取り外し、複数本の金属繊維が格子状に周期的に配列されている磁気ヘッドを作製した。
【００５４】
番号を振り付けた各銅線のうち、検出用コイルからのものは電圧センサ７へ、励磁用コイルからのものはスイッチＳＷへ接続した。このスイッチＳＷには直流電源と交流電源を切り替えられるようにして接続した。以上のようにして磁気ヘッドを作製した。
【００５５】
次に、上記磁気ヘッドで記録・読み出し（再生）する磁気記録媒体の作製方法を説明する。
【００５６】
まず、０．５ｍｍ厚の石英基板上に誘電体多層膜を作製する。具体的には、０．５ｍｍ厚の石英基板上に、イオンプレーティング法を用いて、ＳｉＯ２  （低屈折率層、ｎ＝１．４７）を８８．４ｎｍ、Ｔａ２  Ｏ５  （高屈折率層  ｎ＝２．１５）を６０．５ｎｍとして交互に６層ずつ、合計１２層積層した。基板温度は３００℃、酸素ガス圧力はＳｉＯ２  の場合、１．０×１０−４Ｔｏｒｒ、Ｔａ２  Ｏ５  の場合は、１．１×１０−４Ｔｏｒｒとした。製膜レイトはＳｉＯ２  の場合、２ｎｍ／Ｓ、Ｔａ２  Ｏ５  の場合０．５ｎｍ／Ｓとした。
【００５７】
ついで、上記誘電体多層膜の上に、スパッタ法を用いてＢｉ置換希土類鉄ガーネット膜を平均膜厚が５２０／２＝２６０ｎｍとなるように作製した。基板温度は４００℃とした。続いて、この基板上の膜を空気中、６５０℃で３時間加熱した。膜の組成はＢｉ２．２  Ｄｙ０．８  Ｆｅ３．８  Ａｌ１．２Ｏ１２とした。磁気光学効果測定装置（日本分光株製Ｋ２５０、ビーム径２ｍｍ角）で測定したファラデー回転角の波長依存性から、ピークの半値幅を求めると１９ｎｍであった。波長５２０ｎｍでは、回転角のピーク値が２．２度であった。ＶＳＭで磁界を膜面に垂直に印加して測定した保磁力は６００Ｏｅであった。
【００５８】
そして、このＢｉ置換希土類鉄ガーネット膜上にイオンプレーティング法を用いて、上記と全く同様に、ＳｉＯ２  とＴａ２  Ｏ５  の多層膜を作製した。Ｂｉ置換希土類鉄ガーネット膜に接している膜はＴａ２  Ｏ５  であり、最表面側をＳｉＯ２  である。ファラデー回転角の波長依存性から、波長５２０ｎｍでは、回転角のピーク値が前記２．２度の約６倍の１３．０度の回転角であった。
【００５９】
上記のようにして作製した石英基板上の、誘電体多層膜／透明磁性層／誘電体多層膜の構成を２回繰り返して作製した。波長５２０ｎｍでは２５．３度の回転角であった。また波長５２０ｎｍを中心とした回転角ピークの半値幅は７８ｎｍであった。以上の膜構成物を市販のフィルム偏光子２枚で挟み、磁気記録媒体とした。
【００６０】
上記の如く作製した磁気ヘッドの上に、上記の如く作製した磁気記録媒体を接して配置し、画像の形成を行った。まず、スイッチＳＷを直流電源５側に倒した後、各アモルファス金属繊維の横の列の導線Ｂに一本ずつ順に、５０ｍＡの電流を流した。ついで、電流を流す金属繊維と流さないものを予め決めておき、上記とは正負の極を逆にして１本ずつ電流制御を行った。流している時間は１０ｍ秒で、金属繊維間の切替の間隔は１ｍ秒とした。ここで、正負を逆にして流したのは、磁化の方向が逆になり、コントラストが２倍となるからである。
【００６１】
磁気ヘッドの全面積について電流制御を行った結果、磁気記録媒体上にコントラストが約４程度の画像を得ることができた。また、電流制御を継続することによって、動く画像を得ることができた。
【００６２】
さらに、磁気記録媒体はそのままにして、スイッチＳＷを交流電源６側に倒し、５０ｋＨｚの電流を３００ｍＡ流した後、検出用コイルの電圧を全金属繊維の銅線について測定した。上記磁気記録時に電流を流した金属繊維からは出力が検出され、上記画像と同じパターンで出力が検出できた。
【００６３】
〔実施例２〕
実施例２では、実施例１と同様にして磁気ヘッドを作製した後、磁気記録媒体として市販のオーディオテープを切断して、実施例１と同様にして磁気記録を行った。テープの保磁力は３２０Ｏｅ  であった。実施例２においても、実施例１と同様にして検出用コイルの出力を検知することができた。
【００６４】
〔比較例１〕
比較例１では、磁芯として軟磁性アモルファス金属繊維を用いないで、コイルは空芯とし、他の条件は実施例１と同様にして磁気ヘッドを作製した。この場合、磁気記録媒体上に画像を得ることが出来なかった。また、検出用コイルからの出力も得ることができなかった。
【００６５】
〔比較例２〕
比較例２では、金属繊維の形状を一辺が１ｍｍの正四角形とし、他の条件は実施例１と全く同様にして磁気ヘッドを作製した。この場合、磁気記録媒体上の画像は、コントラストが３程度と低く、また解像度が非常に低く読み取りにくいものであった。なお、検出用コイルからの出力は、実施例１と同様に検出することができた。
【００６６】
〔比較例３〕
比較例３では、導線の径を２００μｍとし、他の条件は実施例１と全く同様にして、磁気ヘッドを作製した。この場合、磁気記録媒体上の画像は、コントラストが３程度と低く、また解像度が非常に低く読み取りにくいものであった。なお、検出用コイルからの出力は、実施例１と同様に検出することができた。
【００６７】
〔比較例４〕
比較例４では、実施例１の金属基板を用いて金属繊維の表面を揃えることなく、また金属繊維を格子状に周期的に配列させず、他の条件は実施例１と全く同様にして磁気ヘッドを作製した。この場合、磁気記録媒体上の画像は、コントラストが３程度と低く、また、解像度が非常に低く読み取りにくいものであった。なお、検出用コイルからの出力は、実施例１と同様に検出することができたが、出力は低くばらつきが大きかった。
【００６８】
〔比較例５〕
比較例５では、実施例１において、磁気記録時に導線に流す電流を８０本ずつ同時に制御（但し、電流を流す導線と流さないものの比率は同じにした）したところ、全体で２Ａ以上の大電流が必要となった。そのため、電源が大きくなり過ぎて実用的ではなかった。なお、検出用コイルからの出力は、実施例１と同様に検出することができた。
【００６９】
〔比較例６〕
比較例６では、２本の導線を１本の金属繊維の両端に別々に、励磁用コイルを磁気ヘッドの表面側に位置するように配置し、位置だけを異なるようにして巻き付け、他の条件は実施例１と全く同様にして磁気ヘッドを作製した。この場合、磁気記録媒体上の画像は、実施例１と同様にコントラストが４であった。しかし、検出用コイルからの出力は検出することができなかった。
【００７０】
〔比較例７〕
比較例７では、金属繊維への導線の巻き付けを、金属繊維と導線が接する面積を出来る限り少なくするように、導線の上に導線を巻くようにして巻き付けこと、及び、金属基板の穴位置を少し広げて作製したこと以外は、磁気ヘッドの表面からの位置など実施例１と同様にして磁気ヘッドを作製した。この場合、磁気記録媒体上の画像はコントラストが３程度と低く、また、解像度は小さくなり、読み取りにくいものとなった。なお、検出用コイルからの出力は、実施例１と同様に検出することができたが、出力は低下していた。
【００７１】
〔比較例８〕
比較例８では、実施例１の穴開き金属基板を直線状の平板とした以外は、実施例１と全く同様にして磁気ヘッドを作製した。この場合、磁気記録媒体上の画像は、実施例１と違いはなかったが、蛍光灯などの外光の角度により、光って読み取りにくいものであった。なお、検出用コイルからの出力は、実施例１と同様に検出することができた。
【００７２】
以上説明したように、本実施の形態においては、軟磁性を呈する金属繊維２に２本の導線Ａ，Ｂを巻回してなる磁界発生器１を、各々の金属繊維２の端面が揃うように複数束ねて固定し、複数の磁界発生器１の一方の導線Ｂの先端に、直流電流を流すための直流電源５と交流電流を流すための交流電源６とを切替接続可能なスイッチＳＷを接続し、複数の磁界発生器１の他方の導線Ａの先端に電圧を検出するための電圧センサ７を接続して磁気ヘッド３を構成したので、静止した磁気記録媒体に、記録・再生が可能となる。また、当該磁気ヘッド３を使用して、当該磁気ヘッド３やディスプレイを移動させること無く、大面積の画像を高精細に表示可能な動画用ディスプレイを構築することが可能となる。
【００７３】
また、本実施の形態においては、金属繊維２を円筒形状とし、その直径を１０〜５００μｍ、その長さを１〜１０ｍｍとしたので、磁気的効率や画像分解能が向上して画像が鮮明となり、また、コイルの形成が容易となる。
【００７４】
また、本実施の形態においては、２本の導線Ａ，Ｂの径を１〜１００μｍとしたので、金属繊維間が不要に広がるのを防止することができ、画像分解能を適正に制御することが可能となる。
【００７５】
また、本実施の形態においては、複数の磁界発生器１の金属繊維２の中心を、格子状に周期的に配列したので、得られる画像も２次元的に規則性を有し、鮮明な画像を得ることが可能となる。
【００７６】
また、本実施の形態においては、複数の磁界発生器１の導線Ｂには、１本ずつ順次若しくは一本おきに飛び飛びに、または複数本ずつまとめて順次若しくは複数本ずつ飛び飛びに、直流電流を流すこととしたので、消費電力を低減することができ、電源装置を小型化することが可能となる。
【００７７】
また、本実施の形態においては、導線Ａを金属繊維２の長手方向の略中央部に巻回配置し、導線Ｂを略中央部を挟む位置に分離させて金属繊維２に巻回配置したこととしたので、フラックスゲート磁気センサを構成することができ、高感度で当該磁気ヘッドを固定したまま磁気検出が可能となる。
【００７８】
また、本実施の形態においては、２本の導線Ａ，Ｂを、金属繊維２に接するようにスパイラル状に巻回することとしたので、磁気記録や磁気検出感度を向上させることができ、また、金属繊維間が広くなり画像分解能を向上させることが可能となる。
【００７９】
また、本実施の形態においては、金属繊維２の端面を平面とし、磁気ヘッド３の磁気記録媒体に近接若しくは接する記録・読み出し面（表面Ｓ）を曲面とすることができるので、入射光の反射を抑えることができ、見やすいディスプレイを構築することが可能となる。
【００８０】
なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施可能である。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１に係る磁気ヘッドは、軟磁性を呈する金属繊維に２本の導線を巻回してなる磁界発生手段を、各々の金属繊維の端面が揃うように複数束ねて固定し、複数の磁界発生手段の一方の導線の先端に、直流電流を流すための直流電源と交流電流を流すための交流電源とを切替接続可能なスイッチを接続し、複数の磁界発生手段の他方の導線の先端に電圧を検出するための電圧センサを接続したこととしたので、静止した磁気記録媒体に、記録・再生が可能となる。また、当該磁気ヘッドを使用して、当該磁気ヘッドやディスプレイを移動させること無く、大面積の画像を高精細に表示可能な動画用ディスプレイを構築することが可能となる。
【００８２】
また、請求項２に係る磁気ヘッドは、請求項１に係る磁気ヘッドにおいて、金属繊維を円筒形状とし、その直径を１０〜５００μｍ、その長さを１〜１０ｍｍとしたので、磁気的効率や画像分解能が向上して画像が鮮明となり、また、コイルの形成が容易となる。
【００８３】
また、請求項３に係る磁気ヘッドは、請求項１または２に係る磁気ヘッドにおいて、２本の導線の径を１０〜１００μｍとしたので、金属繊維間が不要に広がるのを防止することができ、画像分解能を適正に制御することが可能となる。
【００８４】
また、請求項４に係る磁気ヘッドは、請求項１〜３のいずれか１つに係る磁気ヘッドにおいて、複数の磁界発生手段の金属繊維の中心を、格子状に周期的に配列したこととしたので、得られる画像も２次元的に規則性を有し、鮮明な画像を得ることが可能となる。
【００８５】
また、請求項５に係る磁気ヘッドは、請求項１〜４のいずれか１つに係る磁気ヘッドにおいて、複数の磁界発生手段の一方の導線には、１本ずつ順次若しくは一本おきに飛び飛びに、または複数本ずつまとめて順次若しくは複数本ずつ飛び飛びに、直流電流を流すこととしたので、消費電力を低減することができ、電源装置を小型化することが可能となる。
【００８６】
また、請求項６に係る磁気ヘッドは、請求項１〜５のいずれか１つに係る磁気ヘッドにおいて、他方の導線は、金属繊維の長手方向の略中央部に巻回配置し、一方の導線は、略中央部を挟む位置に分離させて当該金属繊維に巻回配置したこととしたので、フラックスゲート磁気センサを構成することができ、高感度で当該磁気ヘッドを固定したまま磁気検出が可能となる。
【００８７】
また、請求項７に係る磁気ヘッドは、請求項１〜６のいずれか１つに係る磁気ヘッドにおいて、２本の導線を、金属繊維に接するようにスパイラル状に巻回することとしたので、磁気記録や磁気検出感度を向上させることができ、また、金属繊維間が広くなり画像分解能を向上させることが可能となる。
【００８８】
また、請求項８に係る磁気ヘッドは、請求項１〜７のいずれか１つに係る磁気ヘッドにおいて、金属繊維の前記端面を平面とし、磁気ヘッドの磁気記録媒体に近接若しくは接する記録・読み出し面を曲面としたので、入射光の反射を抑えることができ、見やすいディスプレイを構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気ヘッドを構成する磁界発生器の構成図である。
【図２】本発明に係る磁気ヘッドの構成図（側面図）である。
【図３】本発明に係る磁気ヘッドの構成図（上面図）である。
【符号の簡単な説明】
１    磁界発生器
２    金属繊維
３    磁気ヘッド
５    直流電源
６    交流電源
７    電圧センサ
Ａ，Ｂ  導線
【図１】
0003544468.tif 000002
【図２】
0003544468.tif 000003
【図３】
0003544468.tif 000004