(57)【要約】本発明は、光磁気装置に対する磁気ヘッドに係る。該磁気ヘッドは、複数の略平行な平面層を有する。該複数の平面層は、導電性巻線の複数の巻きによって形成されたコイルを有する層を少なくとも１つ有する。該巻きは、実質的には該層によって定義付けられた平面にあり、該巻線は平面に対して垂直である中心軸上で略集中される。該複数の平面層は、更に異方性磁束ガイド材料を有するヨーク層を有する。該ヨーク層は、中心軸を共に囲む領域へと該ヨーク層を分割する磁束ガイド材料の複数のセグメントを有する。各領域において、磁束ガイド材料は、近接する領域における容易軸の方向とは異なる方向を有するヨーク層の平面において容易軸を有する。
2007501989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光磁気装置に対する磁気ヘッドであって、
複数の略平行な平面層を有し、
前記平面層は、導電性巻線の複数の巻きによって形成されたコイルを有する層を有し、前記巻きは実質的には前記層によって定義付けられた平面にあり、前記巻線は前記平面に対して垂直である中心軸上で略集中され、
前記平面層は、更に異方性磁束ガイド材料を有するヨーク層を有し、
前記ヨーク層は、前記ヨーク層を前記中心軸を共に囲む領域へと分割する磁束ガイド材料の複数のセグメントを有し、
前記各領域において、前記磁束ガイド材料は、近接する領域における容易軸の方向とは異なる方向を有する前記ヨーク層の平面において前記容易軸を有する、
磁気ヘッド。
【請求項２】
磁化の前記容易軸は、各領域の二等分線に沿って半径方向に対して略垂直である、
請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記セグメントは、前記中心軸上に略集中された光学開口部の周辺を定義付ける、
請求項１又は２記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記セグメントは、前記半径方向において前記巻線の最大寸法を超えて延びる、
請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
少なくとも２つの近接するセグメントは、電気絶縁隔壁によって分けられる、
請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
前記セグメントは、前記ヨーク層を４つの領域に分割する、
請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の磁気ヘッド。
【請求項７】
前記中心軸により近い巻きは、前記中心軸から更に離れた巻きより小さい幅を有する、
請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の磁気ヘッド。
【請求項８】
前記磁束ガイド材料は、非磁性導熱層によって少なくとも部分的に覆われる、
請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の磁気ヘッド。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の磁気ヘッドを有する、光磁気装置。
【請求項１０】
前記磁気ヘッドは、作動可動ボディにおいて一体化される、
請求項９記載の光磁気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光磁気装置に対する磁気ヘッドに係る。該磁気ヘッドは、複数の略平行な平面層を有する。該複数の平面層は、導電性巻線の複数の巻きによって形成されたコイルを有する層を少なくとも１つ有する。該巻きは、実質的には前出の層によって定義付けられた平面にあり、該巻線は前出の平面に対して垂直である中心軸上で略集中される。該平面層は、更に異方性磁束ガイド材料を有するヨーク層を有する。
【０００２】
本発明は更に、磁気ヘッドを有する光磁気装置に係る。
【背景技術】
【０００３】
磁気ヘッド及び上述された種類の光磁気装置の一例は、米国特許第５，８８６，９５９号明細書（特許文献１)より既知である。既知の電磁コイルは、浮上型光データ記憶システム又は光磁気データ記憶システムにおけるスライダに対する取付けを意図される。コイルは、導電体を有し、使用可能な薄膜ウエハ処理技術を用いて形成される。中央光学経路は、光ビーム（レーザビーム等）が通過できるよう導体の幾何学的中心で定義付けられる。導体は、巻かれ、少なくとも部分的に絶縁層内に封入される。絶縁層は、コイルの光学開口部と一致して整列された中央光学開口部を有してヨークによって覆われる。光ビーム又はレーザビームは、記録ディスクに影響を及ぼすよう中央光学開口部を通過する。ヨークは、Ｎｉ１８Ｆｅ１９ニッケル鉄合金等である適切な強磁性の高透磁率材料で作られる。
【０００４】
既知の磁気ヘッドの課題は、比較的非効率的であることである。それ故に、所定の消費電力に対して、磁界の強さが比較的低いか、巻きの回数、ひいては自己インダクタンス及びスイッチングタイムが比較的高いか、のいずれかである。
【特許文献１】米国特許第５，８８６，９５９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、磁気ヘッド及び上述された種類の光磁気装置を与え、消費電力を比較的低く維持すると同時に、より低いスイッチングタイム及びより高い磁界強度の実現を可能とする、ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明に従った磁気ヘッドによって達成される。本発明は、ヨーク層が中心軸を共に囲む領域へとヨーク層を分割する磁束ガイド材料の複数のセグメントを有する、ことを特徴とする。各領域において、磁束ガイド材料は、近接する領域における容易軸の方向とは異なる方向を有するヨーク層の平面において容易軸を有する。
【０００７】
使用中、ヨーク層及び記録媒体は、コイルを有する送の対向する側上にある。それ故に、磁束は、記録媒体に向かって集結され、同等の電流値でより高い磁界強度及びコイルの巻き数を与える。磁束ガイド材料は、近接する領域における容易軸の方向とは異なる方向を有する各領域において磁化の容易軸を有するため、該構造によって、容易軸と、磁束ガイド材料の大部分にわたって半径方向に走る磁力線との間の十分な角度を有する磁気ヘッドを得ることが可能となる。これは、磁束ガイド材料の大部分上で、保磁力が比較的低く、低い磁界強度での透磁率が比較的低い、ことを意味する。結果として、磁束は、コイルを介して電流における高速変化をたどり得る。全体の磁束ガイド範囲を超えて平均された磁束ガイド効率もまた上昇される。
【０００８】
望ましくは、磁化の容易軸は、各領域の二等分線に沿って半径方向に対して略垂直である。
【０００９】
それ故に、領域の全体にわたって、容易軸は、可能な限り磁界に対して垂直であり、領域を定義付けるセグメントの寸法、即ち領域が及ぶ角度に依存する。
【００１０】
望ましい一実施例では、セグメントは、中心軸長に略集中される光学開口部の周辺を定義付ける。
【００１１】
それ故に、磁気ヘッドは、一次面構造を有する、即ちコイル及び記録媒体の同一の側上でレーザビームを集束する光学素子を有する光磁気記録器具における使用に対して適切である。この構造は、レーザビームのより容易でより正確な配列、及びそれを可能にする磁界の集束のために、所望される。
【００１２】
望ましい一実施例では、セグメントは、半径方向において巻線の最大寸法を超えて延びる。
【００１３】
これは、磁束ガイド効率性を高める効果、及び記録媒体に向かった磁界の集束を有する。金属製の磁束ガイド材料の使用と併せて、この構造は、コイルを有する層から離れて熱の移送を更に向上させる。
【００１４】
望ましい一実施例では、少なくとも２つの近接するセグメントは、電気絶縁隔壁によって分けられる。
【００１５】
該隔壁は、空気であり得る。この措置は、渦電流の抑制によって磁気ヘッドの効率性を更に高める。異なって向きを定められた容易軸を有するセグメントがいずれにしても別々に形成されるため、隔壁の製造は比較的容易である。
【００１６】
本発明の他の面によれば、光磁気装置は、本発明に従った磁気ヘッドを有して与えられる。
【００１７】
光学記録応用に対する所望のスイッチングタイム及び磁界強度を前提として、光磁気装置は比較的低い消費電力を示す。
【００１８】
光磁気装置の一実施例では、磁気ヘッドは、作動可動ボディにおいて一体化される。
【００１９】
磁気ヘッドが所望の磁界強度の生成において非常に効率的であるため、更に優れた性能を示す。同一の磁界がより大きな自由作動距離で生成され得、作動可動ボディの制御をより容易にするか、より強い磁界が従来の自由作動距離に対して生成され、より低い消費電力及び損失である有利点を有するか、のいずれかである。光磁気装置のボディにおいて、集束光学素子及び磁気ヘッドは、一体化され得、集束をより容易にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、添付の図面を参照してより詳細に説明される。
【００２１】
記録ヘッドの図１中に図示される部分は、金属等を有するボディ１を有する。ボディ１は、既知の手法で、協働するコイル及びマグネット（図示せず）等の作動装置を用いて記録ヘッドにおいて懸架される。例えば、ボディ１は、挿入部分として、挿入部分に固定された作動コイルの周囲に置かれたヨーク及び永久磁石を有する更に大きなプラスチック担体において形成され得る。それ故に、ボディ１は、作動可動ボディを形成する。ボディ１は、集束レンズ２を保持するレンズホルダを有する。本願の対象である磁気ヘッド３は、可動ボディ１の下面に対して取り付けられ、ディスク型の記録媒体４に対面する。磁気ヘッド３は、透明の開口５を有し、対物レンズ６は、透明の開口５に近接して備えられる。対物レンズ６は、オプション機能である。
【００２２】
この構造においては、記録媒体４に対する磁気ヘッド３からの自由作動距離は２−１５μｍのオーダであるが、磁気ヘッドの特別な設計によって、十分に強い磁界が比較的低い電流で記録目的に対して適用され得る。
【００２３】
図２中、磁気ヘッドは、スライダ７の一体部分である。同様に磁気ヘッドは、透明な開口５を有する。対物レンズ８は、透明な開口５の近接して備えられる。集束は、適切な制御ループを用いて達成され、レンズ１０を有する作動光学ヘッド９の位置の調整を可能にする。図２中の構造は、磁気ヘッド３と記録媒体４との間の自由作動距離がより小さく１−２μｍのオーダであり、それ故に透明な開口５及び巻線周囲がより小さい直径を有し得る、という有利点を有し、より効率的なコイル又はより低い自己インダクタンスをもたらす。
【００２４】
本発明は特には、磁気ヘッド１がスイッチング周波数を可能にするため、パルス・レーザ磁界変調を使用する書込みビットにおける使用に対して適切である。読出しは、磁性超解像方法又はドメイン拡張を使用して達成され得る。図示された記録媒体４は、後者の種類の方法における使用を意図され、基板１２の上端上で記録層及び超解像又はドメイン拡大読出し層を有する薄膜スタック１１を有する。薄膜スタック１１は、多くの異なる薄膜スタック構造が本発明の光磁気ヘッドを有する使用に対して適切であるため、詳細には図示されないことが留意される。更なる保護のため及びレンズの汚れを防ぐため、数ミクロンの厚さを有する保護層（図示せず）は、基板に対して対向する側で薄膜スタック１１上に適用され得る。
【００２５】
図１及び図２の構造は、所謂一次面、空気入射又はカバー層入射記録を対象とすることが観察され、記録媒体４上にレーザビームを集束するレンズシステム、及び記録媒体４上にデータを書き込む磁気ヘッド３はいずれも、記録媒体４の同一の側上に置かれる。しかしながら、磁気ヘッド３の特定の実施例はまた、所謂基板入射記録に対する光学システムに対向する側上に置かれ得る。一次面記録は、使用中の磁気ヘッド３の中心軸を有するレーザビームの集束点を、製造中の一回を除けば整列させる必要が無いという有利点を有する。また、磁束が通る記録媒体４の範囲が比較的小さく維持され得るため、更に小型の磁気ヘッド３が記録媒体４の範囲として使用され得る。
【００２６】
磁気ヘッド３は、薄膜製造技術の使用によって小型で維持される。図３を参照すると、磁気ヘッド３は、複数の略平行な平面層で作られることが見受けられる。コイル層１３は、複数の巻き１４を有する巻線で作られたコイルを有する。コイルは、望ましくは、国際公開第０１／８２２９９号パンフレットにおいてより詳細に説明された種類である。薄膜技術において作られたコイルを使用する有利点は、かかるコイルが、低い自己インダクタンス及び低いキャパシタンスを有し、故により早いスイッチングを可能にすることである。それらはまた、記録媒体に対して垂直な方向における磁気ヘッド３の小型化により、一次面記録に更に適合する。
【００２７】
使用にあたって、コイル層１３は、記録媒体６とヨーク層１５との間に置かれる。層１３，１５はいずれも、記録媒体４に対して略平行である。この構造は、記録媒体４上へと磁束を集中させるよう働く。ヨーク層１５は、磁束ガイド材料のセグメントを有する。適切な材料の例は、ＮｉＦｅ及びＣｏＺｒＮｂである。図３中に見られ得る通り、ヨーク層１５は、半径方向において巻線の最大寸法を超えて延び、中心軸に対して垂直であるよう定義付けられ、該軸上では、巻線によって形成されたコイルが略中心におかれる。実際、この例では、ヨーク層１５の半径Ｒ２は、コイル層１３の半径Ｒ１より大きい。これによって、磁気ヘッド３の磁気効率は向上する。更なる有利点は、ヨーク層１５に対して使用された望ましい材料が、金属であり且つ優れた熱伝導特性も有するため、巻線の巻き１４において消散された熱をコイル層１３から離して動かすことに役立つことである。
【００２８】
望ましい一実施例では、磁束ガイド材料は、非磁性熱伝導層によって少なくとも部分的に覆われる。この熱伝導層は、銅、金、又は銀等で作られ得る。一実施例では、コイル層１３から見て外方を向くヨーク層１５の面範囲は、優れた熱伝導特性を有する材料の層によって部分的又は完全に覆われる。あるいは又は追加的に、ヨーク層１５の外側周辺の一部分又は全ては、かかる材料によって覆われ得る。
【００２９】
ヨーク層１５に適用される軟質の磁気薄膜は、異方性の透磁率を頻繁に示し、セグメントの透磁率又は磁束ガイド能力が、全ての方向で均等ではないことを意味する。最も高い透磁率は、容易軸に対して垂直な方向にそってみるけられる。外部磁界において軟質の磁気フィルムを蒸着することは、異方性を向上し得る。磁界は、容易軸方向を蒸着中に確定し、いずれの場合もヨーク層１５の平面に対して平行である。
【００３０】
磁界が容易軸に対して垂直である際に測定される材料の磁化曲線は、図４中に図示され、容易軸に対して平行である際に測定された曲線は、図５中に図示される。磁界Ｈが容易軸に対して平行な方向において適用される際、保磁力Ｈｃを下回る磁界強度Ｈの値での磁束ガイド効率は悪く、磁化は、保磁力Ｈｃの値の周囲で不規則に変化する。対照的に、図４を参照すると、磁界が容易軸に対して垂直に適用される際、金属化は、適用された磁界の方向に向かって磁化の回転を有する適用された磁界に対して反応する。保磁力Ｈｃは非常に低く、磁界強度Ｈの低い値での透磁率は高い。更には、磁界の方向における変化（即ち信号）は、透磁率の値において実質的な不連続性をもたらさない。
【００３１】
図６乃至図９は、ヨーク層１５の構造の代表的な例の磁気ヘッド３の中心軸に沿った図である。図６をまず参照すると、異方性磁束ガイド材料の４つのセグメント１６が図示される。セグメント１６は、中心軸を囲む範囲を同一の寸法の４つの領域に分割し、夫々が略９０°の角度にわたる。容易軸方向は近接する領域において異なり、そのため各セグメント内の各点で、容易軸方向が該点を介する中心軸から半径方向を有して少なくとも４５°の角度を有する。望ましくは、容易軸は、セグメント１６によって形成されたセクタを二等分する線に沿った半径方向に対して略垂直である。これは、磁化曲線が可能な限り図４中の曲線に対する近似に近づくことを確実とする。したがって、低い磁界強度でのより高い磁束ガイド効率及びより優れたスイッチング特性は、達成される。中心軸に対して最も近く置かれたセグメント１６の端部が開口部１７を定義付けるため、セグメント１６を有する磁気ヘッド３は、一次面記録に対して適切である。開口部１７は、光学的に透明な材料によって充填され得るか、完全に開放されたままにされ得る。
【００３２】
図７中、ヨーク層１５はまた、４つのセグメント１８を有し、略９０°を有する４つの領域を再度定義付ける。図６中の構造において、磁化の容易軸は、セグメント１８の各点において該点を介する中心軸から半径方向に対する角度、及び、近接するセグメント１８に対して異なる方向にある。図７中の構造は、中心軸を囲む範囲の領域への分割が、アークによって線引きされることを意味せず、あるいは当然のことながら回転的に対称の形状を形成するが他の形状もまた可能である、ことを強調する。中央軸に最も近いセグメント１８のそれぞれの端部は、光学開口部１９の周辺を定義付ける。
【００３３】
図８中、中央軸を囲む範囲は、約１２０°の寸法を有する３つの領域、即ち台形の形状をとるセグメント２０へと分割する。各セグメント２０の磁化の容易軸は、各領域の二等分線に沿った半径方向に対して略垂直であり、故に近接する領域に対して異なる方向である。セグメント２０の内側端部は、光学開口部２１を定義付け、この構造が空気入射記録に対しても使用され得るようにする。
【００３４】
図９に図示された実施例は、光学開口部を有さないため、一次面記録に対しては適切ではない。その他の点では、図９中の構造は、異方性磁束ガイド材料の４つのセグメント２２が約９０°の４つの領域を定義付ける、という点において図６及び図７の構造と同様である。各領域は、各点において前出の点を介して中心軸から半径方向に対する角度、及び毎回近接する領域に対して異なる方向にある磁化の容易軸を有する。
【００３５】
セグメントの数は、領域の寸法において対応する低減を有して、５，６，７又は８、あるいはそれ以上に増加され得る。セグメントの数を増加することは、磁気ヘッド３の効率を増強する。しかしながらこれは、より複雑な薄膜製造工程を要求する。
【００３６】
ヨーク層１５を形成するよう、軟質の磁気材料の層は、磁界が所望の方向において容易軸を誘導するよう適用されると同時に、電気メッキ及び／又はスパッタ蒸着によって適用される。続いてフォトレジストの層は、加えられてからマスクを介して露出される。露出されないフォトレジストは除去され、所望の方向において平行な容易軸を有するセグメントを覆う層のみを残す。適用された材料の残りは、エッチングによって除去される。続いて、工程は、異なって方向付けられた容易軸を有する１つ又はそれ以上のセグメントを形成するよう反復される。故に、より多くのセグメントがあるほど、より多くの工程段階が必要とされる。セグメントは、各工程段階に対して１組の組で形成され得るため、偶数のセグメントが望ましく、各組は中心軸の対向する側上に置かれる。このため、４つが望ましいセグメントの数であり、セグメントの最大数は、２つの工程段階において形成され得、工程の最小数は、ヨーク層１５を少なくとも３つの領域へと分割することを要求される。
【００３７】
望ましくは、フォトレジストが適用され、使用されたマスクは、例えばセグメント間に小さな空間を残すことによって、ヨーク層のセグメントが互いに対して電気絶縁されるよう配置される。故に、ヨーク層１５を介し接線方向に走る渦電流は、抑制される。これは、磁気ヘッドの高周波動作を向上し、ＭＦＭ記録における適用に対して重要である。単に２つの近接するセグメントがエアギャップ等の電気絶縁隔壁によって分けられる場合、何らかの効果が既に達成されると留意される。
【００３８】
上述された実施例は、本発明を制限するものではなく例示するものであること、及び当業者は添付の請求項の範囲を逸脱することなく多くの他の実施例を設計することができることが、留意されるべきである。請求項において、括弧内に置かれた全ての参照符号は、請求項を制限するよう解釈されるべきではない。「有する」という語は、請求項に記載されていない構成要素又は段階の存在を除外するものではない。要素が単数形で記載されている場合は、係る要素が複数存在する場合を除外するものではない。特定の措置が、異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの措置の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。
【００３９】
故に、例えば、セグメントが同一の方向における磁化の容易軸を夫々有する更なるサブセグメントへと更に分割されうるが、夫々は他のサブセグメントから電気的に絶縁される。これは、渦電流の発生を更に抑制する。「セグメント」という語は、したがって、軟質の磁性材料の連続する部分を必ずしも意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】磁気ヘッドの一実施例を組み込む作動された光磁気記録装置の一部分の断面図である。
【図２】磁気ヘッドの一実施例を組み込む光学ヘッド及びスライダの組立体の断面図である。
【図３】磁気ヘッドの一実施例の断面図である。
【図４】容易軸に対して垂直に適用された磁界の存在における軟質の磁気材料のヒステリシス・ループを図示する図である。
【図５】容易軸に対して平行な方向に置いていて起用された磁界の存在において軟質の磁気材料のヒステリシス・ループを図示する図である。
【図６】磁束ガイド・セグメントの第１の構造を図示する。
【図７】磁束ガイド・セグメントの第２の構造を図示する。
【図８】磁束ガイド・セグメントの第３の構造を図示する。
【図９】磁束ガイド・セグメントの第４の構造を図示する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
2007501989.tif 000012
2007501989.tif 000013
2007501989.tif 000014