JPH0456363B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は光磁気デイスク装置に係り、さらに詳
しくは光磁気デイスクに記録、再生、消去時に必
要なバイアス磁界を印加する装置の機構に関す
る。

(b) 技術の背景 電子計算機の高速化と大容量化に伴い、その主
要部である記憶装置も益々高密度で大容量化する
ことを要求されている。現在は記録再生が容易な
磁気デイスク等の磁気記憶装置が主流を占めてい
るが、光学的に情報の記録再生を行う光デイスク
は原理的に現在の磁気デイスクよりも一桁高い記
録密度を得ることが出来、特に画像情報の記録再
生に使用され始めている。さらに使用者が情報を
消去して反復記録再生出来る光磁気デイスクはそ
の記録媒体の性質上、頻繁に書換えを必要とする
大容量記憶媒体として磁気デイスクより格段に高
い記録密度を有し、磁気デイスクなみのアクセス
時間と磁気テープなみの低ビツトコストをもたら
し得る可能性のある記録媒体として注目されてい
る。

(c) 従来技術と問題点 現在開発されている光磁気記録法は光熱磁気記
録法ともいわれるように、レーザ光線を熱源とす
る所謂ヒートモード記録法である。第１図に示す
ような光磁気記録媒体の保磁力Hcと温度Ｔとの
特性線図に示すように、光磁気記録の書込みは光
磁気デイスク媒体のキユリイ温度Tc付近におけ
る保磁力Hcの急激な低下を利用して行う。

即ち、第２図ａのように基板１上の光磁気媒体
層２が上向き矢印方向に磁化されていて、下向き
矢印方向のバイアス磁界Ｈの中に置かれている時
に、第２図ｂのようにレーザ光線３をレンズ４で
集光してスポツト像５で当該磁気媒体層２を照射
すると、該被照射面の温度が上昇し、当該部分の
保磁力Hcが記録磁界（バイアス磁界と反磁界と
の和）以下に下がつた時、バイアス磁界により磁
化が反転して第２図ｃに示すように円筒状の磁区
が記録される。

情報の消去にはバイアス磁界Ｈの方向を逆転し
て当該光磁気記録媒体の記録箇所をレーザ光線で
照射すればよいことは自明である。

情報記録の再生には、レーザ光線を光磁気媒体
層２を透過させる場合はフアラデイ効果、反射さ
せる場合はカー効果の光磁気的効果を利用して、
磁化による投射レーザ光線３の偏光面の回転を偏
光子で検出して情報を読み取る方法によつてい
る。この回転角は0.4゜程度の微妙なものであるの
で、信号雑音比の向上に努力が払われている。

第３図は光学的情報記録再生装置としての光磁
気デイスク装置の構成を示す構成図である。

図に於いて、半導体レーザ６より発射されたレ
ーザ光線３はコリメーテイングレンズ７、真円補
正プリズム８を通り円断面を有する平行なレーザ
光ビーム９となり、偏光子１０で直線偏光され、
第１のビームスプリツタ１１、反射鏡１２を経
て、対物レンズ１３に入射し光磁気デイスク１４
上に投射されて微小なスポツト像５を形成する。
この時前述のように磁気印加装置（図示せず）に
より印加されたバイアス磁界Ｈにより情報が記録
される。

再生時には前述と同一の光路を経て入射したレ
ーザ光ビーム９の内、光磁気デイスク１４の基板
側から反射された光を前記ビームスプリツタ１１
で入射光と分離し、分離された反射光１５は第２
のビームスプリツタ１６で情報再生用とサーボ信
号用とに分離される。即ち、第２のビームスプリ
ツタ１６を透過したレーザ光ビーム１５ａはマス
クを兼ねた反射鏡１７で分割され、その一方が集
光レンズ１８に入射した後２分割検出器２０に投
射され、この２分割検出器２０によつてフオーカ
スエラー信号が得られる。

他方、反射鏡１７で反射されて集光レンズ１９
に入射したレーザ光ビームは同じく２分割検出器
２１に投射されて、それによつてトラツキング信
号が差分として得られる。

又第２のビームスプリツタ１６で反射された信
号再生用レーザ光ビーム１５ｂは光偏光面の変化
を検出するための検光子２２を通過後、集光レン
ズ２３で集光され光検出器２４に入射して光信号
から電気信号に光電変換される。

ここで、情報は光磁気デイスク１４の光磁気媒
体層２の反転磁化部による偏光面の回転として読
み出される訳である。

以上の構成において、情報の記録、再生および
消去に必須な前述のバイアス磁界の印加装置につ
いて考察しよう。

バイアス磁界の印加装置としては永久磁石と電
磁石を用いる方法があるが、両者とも以下に述べ
るような欠点がある。

永久磁石を使用すると印加磁界の方向を切り換
えるために、磁石そのものを反転させるか、２個
の磁石を備えて交互に機械的に入れ換える方法が
あるが、いずれも切り換え時間が長く、かつ装置
内に余分の空間を必要とする等の難点がある。殊
に切り換え時間の長いことは電子計算機用フアイ
ルに使用する場合には致命的な欠点となる。

電磁石を使用する場合には、記録動作中あるい
は消去動作中に所定のバイアス磁界を維持するた
めに連続して励磁コイルに大電流を流して置かね
ばならないので、電磁石の温度上昇が著しくなり
磁界切り換え時の反転した磁界の立ち上がり、立
ち下がりが遅くなるので、特別の冷却手段が必要
となる。

以上に述べたような欠点を解消するために、バ
イアス磁界印加装置の磁芯に半硬質磁性材料を採
用することが特開昭58−106401号において提案さ
れている。

周知のように磁性材料は磁気特性によつて軟磁
性材料と硬磁性材料とに大別される。半硬質磁性
材料は軟・硬磁性の中間の特性値、保磁力Hcが
10〜100Oe程度度のものを磁化コイルによつて磁
化の逆転や磁束の変化をあたえるような使用法を
した時特に呼称される用語であつて、磁界を取り
去つた後の残留磁束を利用する点では硬磁性材料
と同一である。

半硬質磁性材料を電磁石の磁芯材料として用い
ると次ぎの利点がある。即ち (1) 保磁力Hcが100Oe程度であるので、電気的
に容易に磁化方向を逆転出来る。

(2) 磁気異方性が強く、角形性も非常に優れてい
るので、一旦磁化すると、保磁力Hc以上の外
部磁界を印加しない限り磁化方向は反転しな
い。従つて情報の記録と消去の切り換え時のみ
パルス状の磁化反転電流を流せばよい。

(3) 半硬質磁性材料の残留磁束密度は通常
10000G以上もあり、Fe−Co系合金を用いれば
15000〜20000Gにも達するので永久磁石材料の
アルニコ系磁性材料やＲ−Cos系磁性材料、あ
るいは純鉄を磁芯とする電磁石でえられる磁界
と略同じ強さの磁界を発生することが出来る。

等々である。

以上の特徴を有する半硬質磁性材料を光磁気デ
イスク装置のバイアス磁界を印加する磁界装置の
磁芯に使用すると、光磁気デイスクへの記録、消
去に応じてパルス状の励磁コイル電流を印加して
磁界の極性反転を行うことで少ない電力で高速で
バイアス磁界の反転操作が可能になり、励磁コイ
ルの冷却装置が不要であるし、高速の情報記録、
再生が出来るので、大容量、高速の記憶媒体とし
ての光磁気デイスクの性能を十分に発揮出来ると
いう利点がある。

しかしながら、実際に半硬質磁性材料で前記の
磁芯を形成するとなると、光磁気デイスク装置の
機構上の関係で、当該磁芯の形状が相当複雑な形
となり、半硬質磁性材料のブロツクから機械加工
により形成するには多大の工数と技能を要し、工
程上のネツクを形成していた。この難点を克服し
た構造の磁芯の出現が待望されていた。

(d) 発明の目的 本発明は前述の点に鑑みなされたもので、光磁
気デイスク装置のバイアス磁界印加装置用とし
て、加工形成の容易な構造の半硬質磁性材料を使
用した磁芯を提供しようとするものである。

(e) 発明の構成 上記の発明の目的は、所定の形状のＮ極とＳ極
とを有する磁芯と前記磁芯の周囲を巻回した励磁
コイルと前記磁芯の磁極の極性を反転し得る励磁
電流電源を備えてなる構成において、前記磁芯が
半硬質材料より形成された複数の線条を長手方向
に束ねて構成されたことを特徴とする光磁気デイ
スクのバイアス磁界印加装置を採用することによ
り容易に達成される。

(f) 発明の実施例 まず本発明の実施例を説明するに先立つて、前
述の特願昭58−106401号に示されたバイアス磁界
印加装置の磁芯について第４図の斜視図に基づい
て説明する。

光磁気デイスク１４の半径方向のデータ領域の
全長（図示のように長さＤ）にわたり、細長い磁
極面Ｍを有する磁芯３０を図のように、光磁気デ
イスク１４に対し磁極面Ｍを約１mmの間隙をおい
て配設固定する。磁芯３０の材料の半硬質磁性材
料は強い磁気異方性をもつが、その異方性の方向
は光磁気デイスク１４に垂直な方向に配列する。

磁芯３０の磁極面Ｍは前述のように細長い形で
やや薄肉であるが、反対側の図においてＢで示す
部分は比較的厚肉で幅の狭い形にしてある。この
Ｂ部分に励磁コイル３１が巻回されていて、端子
Ｔで図示していないパルス励磁電源に接続されて
いる。該パルス励磁電源は光磁気デイスク装置の
書込み／読み出し／消去制御回路に連動して制御
される。

一方、従来の通りの光学系によりレーザ光ビー
ム９は図示のように光磁気デイスク１４のバイア
ス磁界用の磁芯３０の磁極面Ｍと対向した面の反
対側から光磁気デイスク１４に投射し、レーザ光
ビームのスポツト像５（第３図参照）を結び、当
該点の光磁気媒体層２（第２図参照）を加熱する
ことで記録、再生、消去を行う。

なお第４図に示す３２はヨークであるが、必ず
しも磁極面Ｍの反対側に近い位置に配置しなくて
もよい。

第５図は既に述べた磁芯３０の極性反転のタイ
ムチヤートであつて横軸は時間軸である。第５図
ａは消去動作のタイムチヤートでＥは消去動作を
示し、第５図ｂは記録（書込み）のタイムチヤー
トでＲは記録動作を示す。この時光磁気デイスク
装置のバイアス磁界は反転するを要し、第５図ｃ
に示すタイムチヤートのようにＰ＋ＰとＰ−のパ
ルス状励磁電流を励磁コイルに流す。この励磁電
流の電力は極めて小さいので特に冷却を必要とす
るような熱は発生せず、従つてパルス励磁電流の
立ち上がり、立ち下がりは急峻で高速情報処理に
最適である。また余計な冷却装置を要しない点も
利点である。

さて、第４図に示したように、磁芯３０は相当
複雑な形をしているので、通常の半硬質磁性材料
は例えばMn−Feのように機械加工は容易ではな
い。本発明においてはこの対案として、断面が、
円、方形、長方形、あるいは六角形等の半硬質磁
性材料の線材を長手方向に多数束にして束ねた構
造の磁芯３３を提供する。第６図はその一実施例
の外観を示す斜視図である。

光磁気デイスク１４に対向する磁極面Ｍを含む
磁芯３３は図から明らかなように、半硬質磁性材
料の線材３４を束ねたもので、磁極面Ｍおよびヨ
ーク３５に接続する部分の機械的寸法は正確であ
ることを要するが両部分の中間部分に要求される
寸法精度は緩和出来るので、全体の加工組み立て
は容易であつて、半硬質磁性材料のブロツクから
切削加工で形成する場合よりも、必要とする工数
は遥かに少ない。一般に両端の形状を与えられれ
ば当該磁芯３３の形状に拘束されることなく、容
易に該磁芯３３を形成出来ることは自明である。
従つて、光磁気デイスク装置内の諸構成物の配列
に応じて適切な形にすることが容易であるので、
当該機器の小型化にも有効である。

第６図では半硬質磁性材料の線材３４で形成し
た磁芯３３と軟鉄等の導磁性材料で形成したヨー
ク３５とを組み合わせて、電磁石の磁路を形成し
た例を示したが、勿論磁芯３３を延長してヨーク
３５の部分も一体化して半硬質磁性材料線材３４
で形成することも出来る。

なお磁極面に高い磁束密度を要求される場合に
は、断面が方形あるいは長方形の半硬質磁性材料
３４を採用する方が断面円形の線材よりも望まし
い。

第７図ａ，ｂは光磁気デイスク１４と、これに
対向する磁極面Ｍとの距離ｄを自動調整出来るよ
うに、磁芯３６に幅広で薄い可撓性をもたせた部
分３６ａを備えた実施例の側面図および平面図で
あつて、本発明の構造で初めて可能になつたもの
である。

なお磁極面の長手方向は光磁気デイスク媒体の
半径方向と一致させることが望ましい。

さらに、本発明による磁芯に適したFe−CO−
Ｖ系、Fe−Co−Cu系、Fe−Cu系およびFe−Mn
系等の半硬質磁性材料は該材料の熱処理工程より
も寧ろ、熱間および冷間線引き加工により、強い
一軸性の磁気異方性を示す性質があるので、磁芯
の軸方向に多数の半硬質磁性材料線材を並べた本
発明に基づいた磁芯の構造は、バイアス磁束発生
装置としの高性能を発揮するという長所もある。

(g) 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明に基づ
いた構造を採用した光磁気デイスク装置のバイア
ス磁束印加装置の磁芯は、複雑な形でもその加工
形成が極めて容易であり、原価低減上からも、当
該機器の小型化の上からも、極めて寄与するとこ
ろが多いだけでなく、磁極面に垂直な方向の磁気
異方性が高く、光磁気デイスク装置の記録／再
生／消去機能を一段と向上するという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は光磁気媒体の保磁力Hcの温度特性を
示す線図、第２図は光磁気デイスクの情報記録の
原理を示す説明図、第３図は従来の光磁気デイス
ク装置の光学系の構成図、第４図は従来のバイア
ス磁界の印加装置の一例を示す斜視図、第５図は
光磁気デイスクの記録、消去動作とこれに連動す
るバイアス磁界印加装置の励磁コイル電流の相互
の関係を示すタイムチヤート、第６図は本発明の
一実施例によるバイアス磁界印加装置を示す斜視
図、第７図のａおよびｂは可撓性部分を有する本
発明の変形例に基づく磁芯を示す側面図および平
面図である。 図において、１は光磁気デイスクの基板、２は
光磁気媒体層、３はレーザ光線、４はレンズ、５
は光スポツト像、６は半導体レーザ、７はコリメ
ーテイングレンズ、８は真円補正プリズム、９，
１５，１５ｂはレーザ光ビーム、１０は偏光子、
１１，１６はビームスプリツタ、１２は反射鏡、
１３は対物レンズ、１４は光磁気デイスク、１７
はマスクを兼ねた反射鏡、１８，１９，２３は集
光レンズ、２０，２１は２分割検出器、２２は検
光子、２４は光検出器、３０，３３，３６は磁
芯、３１は励磁コイル、３２，３５はヨーク、３
４は半硬質磁性材料の線材をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定の形状のＮ極とＳ極とを有する磁芯と前
   記磁芯の周囲を巻回した励磁コイルと前記磁芯の
   磁極の極性を反転し得る励磁電流電源を備えてな
   る光磁気デイスクのバイアス磁界印加構成におい
   て、前記磁芯が半硬質材料より形成された複数の
   線条を長手方向に束ねて構成されたことを特徴と
   する光磁気デイスクのバイアス磁界印加装置。