JPH05225501A - 磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッド - Google Patents

磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッド

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JPH05225501A
JPH05225501A JP2541692A JP2541692A JPH05225501A JP H05225501 A JPH05225501 A JP H05225501A JP 2541692 A JP2541692 A JP 2541692A JP 2541692 A JP2541692 A JP 2541692A JP H05225501 A JPH05225501 A JP H05225501A
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JP
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magnetic
magnetic field
magnetic head
optical recording
windings
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Application number
JP2541692A
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Inventor
Taikou Kou
太好 高
Ryoichi Konno
良一 今野
Junichi Ikeda
純一 池田
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Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd
Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】巻線の巻数を増やさず小さなインダクタンスの
ままで大きな磁界を発生させることにより、従来困難と
されてきた光磁気記録媒体の感度設定や、高速、高密度
記録への適応を図ることのできる磁界変調型光磁気記録
装置用磁気ヘッドを提供する。 【構成】本発明の磁気ヘッドは、磁気ヨーク1と複数の
巻線C1,C2,C3,C4を持つ構造を有し、且つ夫
々の巻線を独立に駆動することのできる巻線の数と同数
の駆動回路T1,T2,T3,T4を備えたことを特徴
とする。 【効果】複数の巻線と夫々の巻線を駆動する複数の駆動
回路とを備えたことにより、各巻線のインダクタンスの
増加を抑えながら全体として大きな磁界を発生すること
ができ、高記録密度、高速転送レート特性を得るための
高速磁界変調が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁界変調駆動方式にて
光磁気ディスクや光磁気テープに記録を行なう磁界変調
型光磁気記録装置用磁気ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、磁界変調駆動方式により情報の記
録を行なう磁界変調型光磁気記録装置が書換え可能な大
容量ファイルとして注目を集めている。図18の(a)に
磁界変調型光磁気記録装置の基本構成、(b)に記録の基
本原理を示す。図18(a)に示すように、磁界変調型光
磁気記録装置においては、光磁気記録媒体102を挾ん
でレーザーピックアップ光学系100と磁界変調用の磁
気ヘッド101とが対向するように配置されている。そ
して、レーザーピックアップ光学系100により光磁気
記録媒体102にレーザー光を照射しながら磁気ヘッド
101により記録情報に応じて変調された磁界を与える
ことにより、光磁気記録媒体102の記録層に記録情報
に応じた方向の磁化を形成して情報を記録する構成とな
っている。
【0003】ここで、磁界変調用の磁気ヘッドの基本構
造を図18(c)に示す。一般に、磁界変調型光磁気記録
装置の磁気ヘッドはフェライト等の磁性体に巻線を施し
た構造を有し、巻線に駆動回路から電流を流すことによ
り図18(b)に示す磁界を発生させるようになっている
が、ここで問題となるのが図18(b)に示すように磁界
の立ち上がりや立ち下がりが急峻でない場合であり、こ
の場合、極性が安定しない領域(non saturated area)
ができてしまい記録密度の向上を疎外する要因となって
いる。この最大の原因は、図18(c)に示す構造の磁気
ヘッドでは、高速転送レート特性を得るために高速の磁
界変調を行なおうとすると、電流iは、 i=E(1−exp(−(R/L)t))/R で表される過渡現象の式により、巻線のインダクタンス
Lが大きい場合、立ち上がりを速くしようとすれば、直
列に挿入されている抵抗Rを大きく選ばねばならず、抵
抗Rを大きくすることで今度は同じ電流iを得るために
は駆動電圧Eを大きく取らねばならなくなるところに有
る。これは大きな駆動電力E×iを必要とするため、電
源や駆動回路が複雑で高価なものとなってしまう。従っ
て、巻線のインダクタンスLを小さくせねばならないこ
とが解る。しかしながら、巻線より発生する磁界は巻数
nに比例するが、インダクタンスLは巻数の自乗に比例
することから、巻線数の選択は常に幅の狭いものとなっ
てしまい、設計の自由度を著しく制限するものとなって
いた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、磁界変
調型光磁気記録装置において高速転送レート特性を得る
ためには、磁気ヘッドのインダクタンスを低下させるこ
とは有効な手段であるが、有効な磁界を広ギャップ状態
で得るには、ある程度の巻線数とそれに鎖交する磁性体
の透磁率が必要なるため、インダクタンスの減少にも限
界がある。また仮に、巻線数等を減らし(インダクタン
スが低下する)且つ必要な磁界を得るために電流を増加
させると、駆動回路の負担や銅損、発熱の増大につなが
ることから、問題の本質的な解決とはならない。また、
磁気ヘッドの軽量化、集積化、及び高周波特性の向上を
図るために、磁性薄膜を磁気ヨークとして用いた薄膜型
の磁気ヘッドが開発されているが、薄膜型の磁気ヘッド
においても、単体のコイルで大きな磁界強度を得るため
にはコイルの巻数を増やさなければならないため、やは
り巻数の増加に伴ってコイルのインダクタンスが大きく
なり、高周波のスイッチングに追従できないという問題
がある。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであっ
て、巻線の巻数を増やさず小さなインダクタンスのまま
で大きな磁界を発生させることにより、従来困難とされ
てきた光磁気記録媒体の感度設定(互換性に問題が出
る)や、高速、高密度記録への適応を図ることのできる
磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッドを提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッド
においては、複数の巻線を持つ構造を有し、且つ夫々の
巻線を独立に駆動することのできる複数の駆動回路とを
備えてなる構成とした。請求項2の磁界変調型光磁気記
録装置用磁気ヘッドにおいては、基板上の磁性膜の上に
円状の給電部を持ち、その内側に複数の駆動回路を配置
し、給電部と各駆動回路とを励磁用の巻線を介して結線
する構成とした。請求項3の磁界変調型光磁気記録装置
用磁気ヘッドにおいては、基板上の磁性膜の上に、一端
の切れた円状の給電部を同心円状に複数持ち、その給電
部の周辺に複数の駆動回路を配置し、給電部と各駆動回
路とを励磁用の巻線を介して結線する構成とした。
【0006】請求項4の磁界変調型光磁気記録装置用磁
気ヘッドにおいては、同一基板上に分散して配置させた
複数の駆動回路とそれらに接続される複数の巻線と、そ
の巻線と鎖交して配置した磁性薄膜ヨークとを備えてな
る構成とした。請求項5の磁界変調型光磁気記録装置用
磁気ヘッドにおいては、請求項4の磁界変調型光磁気記
録装置用磁気ヘッドにおいて、磁性薄膜ヨークは放射状
枝部と中央励磁コア部よりなり、放射状枝部と複数の巻
線とが略直交しながら鎖交し、且つ、その巻線が略直線
形状をなすもので、且つ、それら巻線の端の一方あるい
は両方が駆動回路の端子にそれぞれ接続されてなる構成
とした。請求項6の磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘ
ッドにおいては、請求項4の磁界変調型光磁気記録装置
用磁気ヘッドにおいて、磁性薄膜ヨークは、一個あるい
は複数の部分よりなり、その周囲に1周以下の一個ある
いは複数個の巻線を配置し、それら巻線の一端あるいは
両端が駆動回路の端子にそれぞれ接続されてなる構成と
した。請求項7の磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッ
ドにおいては、請求項6の磁界変調型光磁気記録装置用
磁気ヘッドにおいて、基板の裏面側に磁性下部ヨーク部
を付加した構成とした。
【0007】
【作用】本発明の磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッ
ドにおいては、複数の巻線と、夫々の巻線を駆動する複
数の駆動回路とを備えたことにより、各巻線部による磁
界を合成して全体として大きな磁界を発生することがで
きる。従って、各巻線部のインダクタンスの増加を抑え
ながら全体として大きな磁界を発生することができるた
め、高記録密度、高速転送レート特性を得るための高速
磁界変調が可能となる。また、請求項2〜7の磁界変調
型光磁気記録装置用磁気ヘッドにおいては、磁気ヨーク
を磁性膜で構成しているため、軽量化、集積化が図れ
る。
【0008】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。先ず本発明の基本構成について説明する。
図3は本発明による磁気ヘッドの基本構成の一例を示す
図であって、この磁気ヘッドは、磁気ヨークに複数の巻
線(図では巻線1、巻線2)を施すと共に、夫々の巻線
を独立に駆動することのできる巻線の数と同数の駆動回
路(図では駆動回路1、駆動回路2)を設け、且つ各巻
線間に静電遮蔽を施した例である。このような構成から
なる磁気ヘッドにおいては、インダクタンスLが巻線の
巻線数nの自乗に比例し(L∝n2)、磁界の強度Hはn
に比例(L∝n)するのに対し、立ち上がり時間tr
Lに比例(tr∝L)することから、巻線を図3のように
分割することにより、インダクタンスの増加を抑え、高
速の立ち上がりを確保すると同時に、巻数不足による磁
界強度を補うために、巻数の個数を増やすことで対処し
ている。また、各巻線に異なる位相を持つ電流を駆動回
路から供給することで、磁気ヘッドにはそれらの合成さ
れた磁界を生ずることから、更なる過渡特性の改善がで
きる。すなわち、サイン波の合成で方形波が作れる等、
各巻線を独立に駆動して磁界を合成することにより、過
渡特性の改善が可能となる。尚、巻線間の浮遊容量によ
る結合で特性が劣化するのを防止するために、各巻線間
には、静電遮蔽(ファラディーシールド)を施してあ
る。
【0009】ところで、インダクタンスの増加を抑えな
がらより大きな磁界を発生させる方法としては、図4に
示すように、光磁気記録媒体を挾んで2つの磁気ヘッド
を対向させて配置する方法があり、それぞれの磁気ヘッ
ドには、単数あるいは複数の巻線が施され、巻線と同数
の駆動回路が設けられている。このように2つの磁気ヘ
ッドを対向して配置することにより、インダクタンスの
増加を抑えながら大きな磁界を発生させることができ
る。尚、この場合は、一方側の磁気ヘッドの磁気ヨーク
の一部を空洞にして、信号の書き込み、読み出しに用い
るレーザー光の光路を確保する必要が有る。また、図4
の例では各磁気ヘッドの巻線は単数で図示してあるが、
それぞれ図3のような複数の巻線を有する磁気ヘッドを
用いれば、よりインダクタンスの増加を抑えながら大き
な磁界を発生させることができる。但し、図4のように
2つの磁気ヘッドを用いる場合、2種のヘッドのインダ
クタンスが異なるために位相マッチング(磁界強度のピ
ークを合わせる等)を取る必要性がでてくる。このた
め、両ヘッドの駆動回路を制御する制御回路等が必要と
なりコスト高となる。
【0010】そこで、この問題を解消するため、図5に
示す磁気ヘッドでは、媒体を挾んで2個の対向するヘッ
ド部を設け、一方のヘッド部が磁気ヨークと励磁巻線か
らなる励磁ヘッド部を構成し、他方が、磁気ヨークと巻
線とそれに接続される抵抗及びコンデンサーより構成さ
れる磁束収束ヘッド部よりなり、励磁ヘッド部より供給
される磁界の周波数と磁束収束ヘッド部における磁気ヨ
ーク及び巻線とコンデンサー、抵抗で構成される回路の
共振周波数を同一とした構成とする。すなわち、図5に
示す例では、媒体を挾んで配置される2つの磁気ヘッド
の内、一方の磁気ヘッドを励磁ヘッド部、他方を磁束収
束ヘッド部とした例であり、励磁ヘッド部は数10MH
zまで損失の少ないフェライト等の磁気ヨークと単数あ
るいは複数の巻線よりなり、巻線は巻線の個数と同数の
駆動回路にそれぞれ接続され駆動される。また、磁束収
束ヘッド部は、上記と同様の磁気ヨークと巻線と、これ
らで生じるインダクタンスと共に共振回路を構成するコ
ンデンサー及び抵抗より構成されている。尚、信号の書
き込み、読み出しに用いるレーザー光は、例えば、磁束
収束ヘッド部側の磁気ヨークの一部を空洞にして導入す
ることができる。また、図においては、光ピックアップ
光学系は省略している。
【0011】次に、図5に示す構成の磁気ヘッドの動作
を図6を参照して説明する。図6(a)は磁束収束部のな
い、通常型の磁界変調型磁気ヘッドの例であるが、光磁
気記録装置の場合、光磁気記録媒体と磁界変調型磁気ヘ
ッド間には大きなギャップがあるため、磁束の広がり方
も大きく、光磁気記録媒体面での磁界強度を大きくとれ
ない。また、高密度記録も困難である。これに対し、図
6(b)に示すように、励磁ヘッド部に対向して磁束収束
ヘッド部を設け、この磁束収束ヘッド部において、励磁
ヘッド部から発生した磁界の周波数に共振するように磁
気ヨークと巻線によるインダクタンスとコンデンサーの
容量及びエネルギー吸収のための抵抗の値を適当に選ぶ
ことで、励磁ヘッド部からの磁束の一部が、対向する磁
束収束ヘッド部の磁気ヨークに流入し、この共振系を励
振することになる。このため、励磁ヘッド部からの磁束
は、結果的に磁束収束ヘッド部の存在によって収束され
ることになる。尚、磁束収束ヘッド部の抵抗は、蓄えら
れたエネルギーを速やかに熱に変え、系の安定性に寄与
している。
【0012】以上のように、磁気ヘッドを図5及び図6
(b)に示すように励磁ヘッド部と磁束収束ヘッド部とに
より構成することで、励磁ヘッド部からの磁束が、磁束
収束部によって収束されるため、光磁気記録媒体面での
磁界の強度を充分大きくとれる。従って、励磁ヘッド部
で発生する磁界自体を低下させることが可能となるた
め、駆動回路で発生させる電流の低下や、巻線数の減
少、しいてはインダクタンスの低下につながり、これら
は全て高速転送レートを実現する上で、実際の設計上有
利となる。また、駆動回路で発生させる電流の減少は、
各部で発生する発熱を抑え、よりコンパクトな設計が可
能となり、製品寸法の減少の上で有効である。同様に、
巻線の巻数の減少は製作する上で簡便化につながるた
め、より低コストで作製可能となる。また、励磁ヘッド
側を図3のように構成すれば、インダクタンスの低下を
より図ることができ、高速転送レート、高密度記録を実
現することができる。尚、光磁気記録装置においては、
媒体はリムードブルとなるため、多様な媒体との適合性
が必要となるが、図5及び図6(b)に示す構成の磁気ヘ
ッドでは、発生する磁界強度のマージンが広がるため、
多種多様な媒体に読み出し、書き込み可能となる。
【0013】次に、図7に示す磁気ヘッドは図5に示し
た磁気ヘッドと同様に励磁ヘッド部と磁束収束ヘッド部
とからなるが、この例では、励磁ヘッド部の構成が異な
り、励磁ヘッド部の巻線が、励振コイルと励磁巻線に分
割されている。また、励磁巻線は共振コンデンサーに接
続され、共振回路を形成している。ここで、励振コイル
を用い、駆動回路によって上記共振回路の共振周波数に
等しい周波数で駆動すると、共振回路内に安定な共振電
流を発生させることが可能となり、しいては、外部に安
定な磁界を発生させることが可能となる。尚、この例に
おいても、磁束収束ヘッド部により磁束の収束が行なわ
れ、光磁気記録媒体面での磁界の強度を充分大きくとる
ことができる。以上のように、図7に示す構成の磁気ヘ
ッドにおいては、励磁ヘッド部を共振駆動方式としたた
め、さらに低エネルギー(低電流)での駆動が可能とな
る。
【0014】ところで、図3乃至図7に示した各磁気ヘ
ッドにおいては、媒体を挾んで2つのヘッド部を対向さ
せることにより、インダクタンスの増加を抑えながら大
きな磁界を発生させることができるように工夫した例で
あるが、このようにヘッドを媒体を挾んで2つ配置する
場合、重量増となりアクセス速度が遅くなる事や、駆動
回路や共振回路からの引き出し線を長くしない限り、各
回路の配置を2分割しなければならず、集積回路技術を
用いた薄膜型の磁気ヘッドへの応用が難しい。そこで、
以下においては、集積回路技術を用いた薄膜型の磁気ヘ
ッドの実施例について述べる
【0015】図1は請求項1の一実施例を示す図であっ
て、集積回路技術を用いた薄膜型の磁気ヘッドに本発明
を応用した例であり、(a)は磁気ヘッドの斜視図、(b)
は磁気ヘッドの平面図、(c)は(b)のA−A’線断面図
である。図1に示す磁気ヘッドは、円柱状で且つ上面中
央部に円形の凸部を有する磁性体1上に、中心を円形状
に抜いた円盤型の絶縁性セラミック基板2を貼り付けた
構造となっており、セラミック基板2上には、あらかじ
め同心円状に複数の金属巻線C1,C2,C3,C4及
び各電極3,4,B1,B2,B3,B4が蒸着により
形成され、これに巻線と同数の駆動用トランジスタT
1,T2,T3,T4が接続された構造となっている。
【0016】また、図1及び図2の回路図に示すよう
に、各巻線C1,C2,C3,C4の一端側は電極3に
接続され、この電極3は電源に接続されている。また、
各巻線C1,C2,C3,C4の他端側はそれぞれ駆動
用トランジスタT1,T2,T3,T4のコレクタ端子
に接続され、各駆動用トランジスタT1,T2,T3,
T4のエミッタ端子は共通のエミッタ電極4に接続さ
れ、この電極4は接地されている。また、各駆動用トラ
ンジスタT1,T2,T3,T4のベース端子はベース
電極B1,B2,B3,B4にそれぞれ接続され、これ
らベース電極B1,B2,B3,B4は駆動制御回路6
に接続されている。また、巻線間の浮遊容量による結合
で特性が劣化するのを防止するために、図1(b)の破線
で示すように、各巻線の間には一端側が接地された静電
遮蔽5が設けられている。
【0017】さて、図1、図2に示す構成の磁気ヘッド
においては、駆動制御回路6により、各駆動用トランジ
スタT1,T2,T3,T4のスイッチング動作を制御
することで、任意の磁場の立ち上がりを作ることができ
る。すなわち、図3に示した磁気ヘッドと同様に、イン
ダクタンスの増加を抑えながら、必要な強度の磁界を発
生することができ、高密度記録及び高速転送レートを得
るための高速磁界変調が可能となる。また、それぞれ独
立した複数の巻線と複数の駆動回路(駆動用トランジス
タ)を備えたことにより、それぞれの位相を制御するこ
とで任意の時間対磁界特性(磁界の立ち上がりを高速化
できる)を得ることができる。
【0018】ところで、図1に示す構成の磁気ヘッドに
おいては、巻線及び駆動回路(駆動用トランジスタ)は
セラミック基板上に集積化されているが、磁気ヨークに
バルクの磁性体を用いているため、軽量化を図りにく
い。そこで以下においては、磁気ヨークとして磁性薄膜
を用いた磁気ヘッドについて説明する。先ず、基本構成
として、現在一般に使用されている磁界変調型薄膜磁気
ヘッドの構成と動作を図8に基づいて説明する。図8
(a)は基板10上に形成された薄膜磁気ヘッドの平面図
であり、(b)は(a)図におけるB−B’線断面図であ
る。図8において、11は磁性膜、12は励磁用の巻線
であり、巻線12は磁性膜11の上に渦巻状に形成され
ている。巻線12の両端はそれぞれ巻線の外側において
電極13に接続される。
【0019】上記構成において、電極13に電源を接続
することにより、巻線に電流が流れる。このとき巻線1
2はコイルとして働くため、中心の磁性膜を貫く磁界が
発生し、より強力な磁界が得られる。また、電極13に
高周波スイッチング回路を接続することにより、高周波
磁界変調が実現される。尚、巻線によって励起された磁
束の経路を図8(b)中の矢印によって示す。図10(a)
は上記構成の回路図であり、コイル12の両端はそれぞ
れトランジスタ駆動用の電源Vccとトランジスタ15の
コレクタ端子に接続され、トランジスタのベース端子は
抵抗を介して高周波スイッチング回路14に接続され、
トランジスタのエミッタ端子は接地される。従って、高
周波スイッチング回路14によってトランジスタ15の
ベース電圧を制御し、コイル電流の入力、切断を制御す
れば、磁界の発生を制御することができ、磁界変調を行
なうことができる。
【0020】ところで、このような磁性膜を磁気ヨーク
として用いた薄膜型の磁気ヘッドにおいても、単体のコ
イルで大きな磁界強度を得るためにはコイルの巻数を増
やさなければならない。このため、巻数の増加に伴って
コイルのインダクタンスが大きくなり、高周波のスイッ
チングに追従できない。また、巻数が増えるとコイルの
抵抗値が大きくなるため、熱雑音の影響も大きくなる。
このため、大きな磁界強度を得ようとした上で高速変調
に追従させることは困難である。そこで、上記問題を解
消するため、請求項2の磁界変調型光磁気記録装置用磁
気ヘッドにおいては、基板上の磁性膜の上に円状の給電
部を持ち、その内側に複数の駆動回路を配置し、給電部
と各駆動回路とを励磁用の巻線を介して結線する構成と
した。
【0021】図9は請求項2記載の磁界変調型光磁気記
録装置用磁気ヘッドの一実施例を示す図であって、(a)
は磁気ヘッドの平面図、(b)は(a)に示す磁気ヘッドの
C−C’線断面図である。図9において、21は基板2
0上に形成されたCoZrNbアモルファス磁性体等か
らなる磁性膜であり、この磁性膜21上には銅(Cu)
等の導体を用いた円状の電極膜(給電部)22が形成さ
れている。また、電極膜22の内側には複数の駆動用ト
ランジスタ(駆動回路)23が配置されている。尚、図
示の例では、簡単のためトランジスタを4個のみ配置し
た場合について示している。24は銅等の導体を用いた
励磁用の巻線膜であり、各巻線膜24は電極膜22の円
の内周に沿った巻線として形成され、電極膜22とトラ
ンジスタ23とを結線して給電線となる。尚、図9では
簡単のため、巻線24は電極膜22に沿って半周するだ
けの短いものを示している。また、25は電源端子であ
り、電極膜22と結線され、電極膜22に対する給電部
となる。
【0022】次に、上記構成からなる磁気ヘッドの動作
を説明する。図9において、トランジスタ23の制御に
より励磁用巻線膜24に電流が流れると、各励磁用巻線
膜24に流れる電流の方向ベクトルを合成することによ
って等価的に円状のループ電流が流れていると見なせ
る。従って、トランジスタ23並びに巻線膜24を増設
することによって、さらに大きな電流が流れている状態
が得られる。このループ電流によって励起された磁界
は、磁性膜21上で電極膜22の円の中心に当たる点に
最も強く作用し、強力な磁界が得られる。また、円状の
電極膜22には、磁界の変化に伴って誘導電流が流れ、
逆方向の磁界が発生するが、巻線膜24によって励磁さ
れる磁界が電極膜22の円の中心では強力で、円の外側
では弱いため、中心の磁界への影響が小さく、外側の磁
界のみを打ち消すような磁気的シールドとして働く。
尚、巻線によって励起された磁束の経路を図9(b)中の
矢印によって示す。
【0023】ここで、図10(b)は上記磁気ヘッドの等
価回路図である。但し、回路構成を判り易くするため
に、トランジスタ23及び巻線24は円状の電極22の
外側に示してある。電源端子25を介して電源Vccに接
続された電極22は図9に示したように円状であるた
め、各トランジスタ23への給電点(巻線24との接続
点)を任意の点からとることができ、電源ラインの抵抗
の増大や電源電圧降下が少ない。各トランジスタ23の
コレクタ端子には電極22から巻線24を介して給電さ
れ、ベース端子に高周波スイッチング回路14を接続し
てベース電圧を制御することによって磁界の発生が制御
される。尚、エミッタ端子は接地されている。
【0024】さて、図9に示した構成の磁気ヘッドで
は、円状の電極膜22を設け、これとその内側の多数の
トランジスタ23とを給電用の巻線24でつなぎ、各々
の巻線を流れる電流の方向ベクトルを合成することによ
ってループ電流を等価的に発生させて磁界を励起してい
る。このため、上述の構成において、1本の巻線は低イ
ンダクタンスであるため、巻線とトランジスタを増設し
てもインダクタンスの増加が起こらない。従って、高周
波に対する特性を損なわずに強力な磁界が励起できる。
また、円状の電極を励磁回路の外周に設けたことによっ
て、トランジスタに対する給電点が多数設けられる上、
電源電圧降下が少なくなる。さらに、円状電極によっ
て、ヘッドの外側に対する磁気的シールド効果も得るこ
とができる。
【0025】次に、図11は請求項3記載の磁界変調型
光磁気記録装置用磁気ヘッドの一実施例を示す図であっ
て、(a)は磁気ヘッドの平面図、(b)は(a)に示す磁気
ヘッドのD−D’線断面図である。図11に示す磁気ヘ
ッドは、図9に示した実施例と同様に、基板20上に形
成された磁性膜21の上に電極膜22、トランジスタ2
3、巻線24、電源端子25を形成したものであるが、
本実施例においては、電極膜22の形状を一端の切れた
円状とし、且つ同心円状に電極膜を複数個設けたもので
あり、各電極膜22と電源端子25とを接続して給電し
ている。また、トランジスタ23は、各電極膜22の周
囲に複数個配置され、図9の実施例と同様に巻線24を
介して電極膜22から給電される。
【0026】上記構成の磁気ヘッドにおける動作は図9
の実施例と同様であるが、電極膜22を同心円状に多数
設け、トランジスタ23と巻線24とを増設することに
よって幾らでも強い磁界を励起することが可能である。
この場合、電極膜22は一端が切れているため、励磁に
伴う誘導電流が流れないため、外部に対する磁気的シー
ルド効果は無いが、逆に、電極膜22の中心における磁
界を妨げる磁界が発生することもないため、励磁効率が
さらに良好なものとなる。従って、図11に示す構成の
磁気ヘッドにおいては、高周波に対する特性を損なわず
により強力な磁界が励起でき、高速変調による高密度記
録、高速転送レートが実現できる。
【0027】次に、集積回路技術と磁性薄膜ヨークを用
いた磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッドの別の構成
例について説明する。図12は請求項4記載の磁界変調
型光磁気記録装置用磁気ヘッドの一実施例を示す図であ
って、(a)は磁気ヘッドの平面図、(b)は(a)に示す磁
気ヘッドのE−E’線断面図である。図12において、
基板31はSiO2 やSi等の半導体あるいは絶縁物よ
りなり、その上層に半導体デバイス層を構成した半導体
デバイス形成基板である。この半導体デバイス層には、
周知の半導体デバイス製造技術(不純物拡散法、エピタ
キシャル成長法、イオン注入法等)により、MOS型ト
ランジスタ等からなる駆動回路34,35,36,37
が形成されている。尚、本構成例では、駆動回路として
p及びnチャンネルのMOS−FETを形成した例を示
すが、その他のトランジスタによる構成も可能である。
【0028】各MOS−FET34,35,36,37
のドレイン(D)には、巻線となる導線33が結合され、
各巻線33の他端は正(+)・負(−)の電源に結合され
る。また、各MOS−FET34,35,36,37の
ソース(S)側はアースに接続され、ゲート(G)に励磁信
号ラインを介して励磁信号が与えられることにより、各
MOS−FET34,35,36,37の駆動が制御さ
れる。また、磁性薄膜ヨーク32は上記巻線33に鎖交
して配置されているが、この磁性薄膜ヨーク32と上下
の巻線膜との間には絶縁膜が設けられており、回路の短
絡が防止されている。尚、電源及び励磁信号発生用の制
御回路は図示を省略する。
【0029】次に、図12に示す構成の磁気ヘッドの動
作について述べる。図12において、励磁信号ラインを
介して各MOS−FET34,35,36,37に正側
の励磁信号を与えた場合、nチャンネルMOS−FET
35,37のゲート(G)が開き、正(+)の電源より、巻
線33を介してnチャンネルMOS−FET35,37
のドレイン(D)に電流が流れ、磁界を発生する。このた
め、磁性薄膜ヨーク32は磁化され、その端部より外部
に磁束を発生させる。逆に負側の励磁信号を与えた場合
には、pチャンネルMOS−FET34,36のゲート
(G)が開き、負(−)の電源へ、巻線33を介してpチャ
ンネルMOS−FET34,36のドレイン(D)より電
流が流れ、逆向きの磁界が発生する。このため、磁性薄
膜ヨーク32は逆向きに磁化され、外部に逆向きの磁束
を発生させる。このように、励磁信号の正・負により、
磁束の向きを逆転することができ、磁界変調を有効に行
なうことができる。尚、図12(b)に磁束の流れを矢印
で示す。
【0030】さて、図12に示す構成の磁気ヘッドにお
いては、複数のトランジスタと複数の巻線とにより分散
させてドライブするため、インダクタンスを増加するこ
とがなく、高周波励磁が可能となる。また、個々のトラ
ンジスタの電流限界に応じてトランジスタ及び巻線の個
数を加減することが可能であるため、強磁界を発生する
ことができる。また、磁性薄膜は、材料限界がバルク材
に比べてはるかに高周波側にあるため、磁気ヨークを磁
性薄膜で形成したことにより、高周波励磁がより可能と
なる。
【0031】次に、図13は請求項5記載の磁界変調型
光磁気記録装置用磁気ヘッドの一実施例を示す図であっ
て、(a)は磁気ヘッドの平面図、(b)は(a)に示す磁気
ヘッドのF−F’線断面図である。図13に示す磁気ヘ
ッドは、図12に示したものと同様に、半導体あるいは
絶縁体よりなる基板41上に半導体デバイス層を形成
し、この半導体デバイス層に複数の駆動回路(図ではp
及びnチャンネルのMOS−FET)44を形成した
後、巻線43及び磁性薄膜ヨーク42を形成したもので
あるが、本実施例では、磁性薄膜ヨーク42は放射状枝
部42bと中央励磁コア部42aとに分かれている。そ
して、各放射状枝部42bに沿って複数の駆動回路44
及び巻線43が設けられており、各巻線43の一方ある
いは両方の端部が駆動回路の端子にそれぞれ接続されて
いる。尚、図示の例では、巻線の一端側はpあるいはn
チャンネルのMOS−FET44のドレインに接続さ
れ、他端側は正あるいは負の電源端子に接続されてい
る。また、図13では、巻線43は一部の放射状枝部に
のみ図示し、大部分を省略している。
【0032】さて、図13に示す構成の磁気ヘッドにお
いては、各放射状枝部42bが図12に示す磁気ヘッド
と同様に構成されていることになり、励磁信号により駆
動回路44を制御して巻線43に電流を流すことによ
り、各放射状枝部42bが磁化される。そして磁化され
た放射状枝部内の磁束は中央励磁コア部42aに収束さ
れ、外部に磁束を発生させる(図中に矢印で磁束の流れ
を示す)。上記構成の磁気ヘッドの場合、各巻線部は概
ね直線形状で、磁性薄膜ヨーク42の放射状枝部とは1
/2ターン以下の鎖交であるため、十分小さなインダク
タンスとなり、高周波、大電流駆動が可能となる。ま
た、各放射状枝部で発生させた磁束を中央励磁コア部に
集中して外部に磁界を発生させるため、効果的に強磁界
が発生でき、強磁界での高速変調が可能となる。
【0033】次に、図14は請求項6記載の磁界変調型
光磁気記録装置用磁気ヘッドの一実施例を示す図であっ
て、(a)は磁気ヘッドの平面図、(b)は(a)に示す磁気
ヘッドのG−G’線断面図である。図14に示す磁気ヘ
ッドにおいては、駆動回路としてp及びnチャンネルの
MOS−FET54,55が形成された基板51上に複
数の磁性薄膜ヨーク52を形成し、その複数の磁性薄膜
ヨーク52の周囲に1周以下の巻数の巻線53を2つ配
置し、一方の巻線の一端をpチャンネルMOS−FET
54のドレイン(D)に接続し、他端を負の電源に接続
し、他方の巻線の一端をnチャンネルMOS−FET5
5のドレイン(D)に接続し、他端を正の電源に接続した
ものである。また、p及びnチャンネルのMOS−FE
T54,55のソース(S)はアースに接続され、ゲート
(G)には励磁信号ラインが接続されている。従って、図
14に示す磁気ヘッドは、図12,13に示した磁気ヘ
ッドと同様に動作し、励磁信号によってp及びnチャン
ネルのMOS−FET54,55を駆動することで巻線
53に電流が流れ、複数の磁性薄膜ヨーク52の磁化が
行なわれ、最終的には外部に磁束が放射される(図中に
磁束の流れを示す)。図14に示す磁気ヘッドにおいて
は、磁性薄膜ヨークと巻線とは1ターン以下の鎖交であ
るため、十分小さなインダクタンスとなり、高周波、大
電流駆動が可能となる。従って、強磁界での高速変調が
可能となる。
【0034】次に、図15は請求項6記載の磁界変調型
光磁気記録装置用磁気ヘッドの別の実施例を示す図であ
って、(a)は磁気ヘッドの平面図、(b)は(a)に示す磁
気ヘッドのH−H’線断面図である。図15に示す磁気
ヘッドにおいては、駆動回路として複数のp及びnチャ
ンネルのMOS−FET54,55が形成された基板5
1上に複数の磁性薄膜ヨーク52を形成し、その磁性薄
膜ヨーク52を複数の組に分けて、各組毎に個別に巻線
53とp及びnチャンネルのMOS−FET54,55
を配置した例である。この磁気ヘッドの動作は図14の
ものと同様であるが、本実施例では、磁界強度をより大
きくすることができ、強磁界での高速変調が可能とな
る。
【0035】次に、図16は請求項6記載の磁界変調型
光磁気記録装置用磁気ヘッドのさらに別の実施例を示す
図であって、(a)は磁気ヘッドの平面図、(b)は(a)に
示す磁気ヘッドのI−I’線断面図である。図16に示
す磁気ヘッドにおいては、駆動回路として複数のp及び
nチャンネルのMOS−FET54,55が形成された
基板51上に複数の磁性薄膜ヨーク52を形成し、その
磁性薄膜ヨーク52を複数の組に分け、各組の磁性薄膜
ヨークの周囲に直線状の巻線53とp及びnチャンネル
のMOS−FET54,55を配置した例である。この
磁気ヘッドの動作は図14,15のものと同様である
が、本実施例では、各巻線が直線状のためインダクタン
スを最小にでき、より強磁界での高速変調が可能とな
る。
【0036】さて、図14〜16に示した磁気ヘッドに
おいては、上述したように、複数個のトランジスタと巻
線で分散してドライブするため、高周波励磁が容易に可
能となる。また、通常の半導体プロセスに準ずる巻線形
状(直線で構成されている)であるため、集積回路技術
をそのまま応用でき、通常の薄膜磁気ヘッドの製造プロ
セスに比べ生産性に富む。さらに、個別に配置した磁性
薄膜ヨークと巻線とを密に磁気結合可能であり、且つ寸
法を微小にすることが可能であることから、強磁界発生
が可能となる。従って、強磁界での高周波励磁が可能と
なる。
【0037】次に、図17(a),(b),(c)はそれぞれ
請求項7記載の磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッド
の実施例を示す断面図であり、(a)は図14〜図16に
示した磁気ヘッドの基板51に磁性下部ヨーク部56を
付加した例であり、(b)は磁性薄膜ヨーク52を磁性下
部ヨーク部56に近接させた例、(c)は磁性薄膜ヨーク
52を磁性下部ヨーク部56と接触させた例である。こ
のように、図14〜図16に示した磁気ヘッドの基板5
1に磁性下部ヨーク部56を付加することにより、磁性
薄膜ヨーク52の磁気抵抗が下がり、磁束が有効に外部
に放射される。また、磁性薄膜ヨーク52を磁性下部ヨ
ーク部56に近接あるいは接触させることで、さらに磁
気抵抗が下がり、より効率的に磁界発生を行なうことが
できる(図中に磁束の流れを示す)。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の磁界変
調型光磁気記録装置用磁気ヘッドにおいては、複数の巻
線と、夫々の巻線を駆動する複数の駆動回路とを備えた
ことにより、各巻線部による磁界を合成して全体として
大きな磁界を発生することができる。従って、各巻線部
のインダクタンスの増加を抑えながら全体として大きな
磁界を発生することができるため、高記録密度、高速転
送レート特性を得るための高速磁界変調が可能となる。
また、独立の巻線と駆動回路を複数持つことから、それ
ぞれの位相を制御することで任意の時間対磁界特性(磁
界の立ち上がり、立ち下がり特性)を得ることができ
る。
【0039】請求項2の磁界変調型光磁気記録装置用磁
気ヘッドにおいては、円状の電極膜(給電部)を設け、
これとその内側の多数の駆動回路(トランジスタ等)と
を給電用の巻線でつなぎ、各々の巻線を流れる電流の方
向ベクトルを合成することによってループ電流を等価的
に発生させて磁界を励起しているため、上述の構成にお
いて、1本の巻線は低インダクタンスであるため、巻線
と駆動回路を増設してもインダクタンスの増加が起こら
ない。従って高周波に対する特性を損なわずに強力な磁
界が励起できる。また、円状の電極を励磁回路の外周に
設けたことにより、駆動回路に対する給電点が多数設け
られる上、電源電圧降下が少なくなる。さらに、円状電
極によって、ヘッドの外側に対する磁気的シールド効果
も得ることができる。また、請求項3の磁界変調型光磁
気記録装置用磁気ヘッドにおいては、請求項2と同様の
理由により高周波強磁界変調が可能となる。また、磁気
ヘッドの外側に対する磁気シールド効果が無い代わり
に、同心円状に多重に給電部が設けられているため、さ
らに強力な磁界を変調することができる。
【0040】請求項4の磁界変調型光磁気記録装置用磁
気ヘッドにおいては、複数の駆動回路(トランジスタ
等)と複数の巻線とにより分散させてドライブするた
め、インダクタンスを増加することがなく、高周波励磁
が可能となる。また、個々のトランジスタの電流限界に
応じてトランジスタ及び巻線の個数を加減することが可
能であるため、強磁界(大きな磁束)を発生することが
できる。また、磁性薄膜は、材料限界がバルク材に比べ
てはるかに高周波側にあるため、磁気ヨークを磁性薄膜
で形成したことにより、高周波励磁がより可能となる。
請求項5の磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッドにお
いては、上記請求項4と同様の作用効果に加え、各放射
状枝部で発生させた磁束を中央励磁コア部に集中して外
部に磁界を発生させるため、効果的に強磁界が発生で
き、強磁界での高速変調が可能となる。
【0041】請求項6の磁界変調型光磁気記録装置用磁
気ヘッドにおいては、複数個の駆動回路(トランジスタ
等)と巻線で分散してドライブするため、高周波励磁が
容易に可能となる。また、通常の半導体プロセスに準ず
る巻線形状(直線で構成されている)であるため、一般
的な薄膜磁気ヘッドの製造プロセスに比べ生産性に富
む。さらに、個別に配置した磁性薄膜ヨークと巻線とを
密に磁気結合可能であり、且つ寸法を微小にすることが
可能であることから、強磁界発生が可能となる。従っ
て、強磁界での高速磁界変調が可能となる。請求項7の
磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッドにおいては、請
求項6の構成に加え、磁気ヘッドの基板に磁性下部ヨー
ク部を付加したことにより、磁性薄膜ヨークの磁気抵抗
が下がり、磁束が有効に外部に放射される。また、磁性
薄膜ヨークを磁性下部ヨーク部に近接あるいは接触させ
ることで、さらに磁気抵抗が下がり、より効率的に磁界
発生を行なうことができる。従って、強磁界での高速磁
界変調を効率良く行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の磁界変調型光磁気記録装置用磁
気ヘッドの一実施例を示す図であって、(a)は磁気ヘッ
ドの斜視図、(b)は磁気ヘッドの平面図、(c)は(b)に
示す磁気ヘッドのA−A’線断面図である。
【図2】図1に示す磁気ヘッドの等価回路を示す回路図
である。
【図3】請求項1記載の磁気ヘッドの基本構成を示す概
略構成図である。
【図4】請求項1記載の磁気ヘッドの別の構成例を示す
概略構成図である。
【図5】請求項1記載の磁気ヘッドのさらに別の構成例
を示す概略構成図である。
【図6】従来の磁気ヘッドと図5に示す構成の磁気ヘッ
ドの動作説明図である。
【図7】請求項1記載の磁気ヘッドのさらに別の構成例
を示す概略構成図である。
【図8】従来の磁界変調型薄膜磁気ヘッドの説明図であ
って、(a)は磁気ヘッドの平面図、(b)は(a)に示す磁
気ヘッドのB−B’線断面図である。
【図9】請求項2記載の磁界変調型光磁気記録装置用磁
気ヘッドの一実施例を示す図であって、(a)は磁気ヘッ
ドの平面図、(b)は(a)に示す磁気ヘッドのC−C’
線断面図である。
【図10】(a)は図8に示す磁気ヘッドの等価回路図、
(b)は図9に示す磁気ヘッドの等価回路図である。
【図11】請求項3記載の磁界変調型光磁気記録装置用
磁気ヘッドの一実施例を示す図であって、(a)は磁気ヘ
ッドの平面図、(b)は(a)に示す磁気ヘッドのD−D’
線断面図である。
【図12】請求項4記載の磁界変調型光磁気記録装置用
磁気ヘッドの一実施例を示す図であって、(a)は磁気ヘ
ッドの平面図、(b)は(a)に示す磁気ヘッドのE−E’
線断面図である。
【図13】請求項5記載の磁界変調型光磁気記録装置用
磁気ヘッドの一実施例を示す図であって、(a)は磁気ヘ
ッドの平面図、(b)は(a)に示す磁気ヘッドのF−F’
線断面図である。
【図14】請求項6記載の磁界変調型光磁気記録装置用
磁気ヘッドの一実施例を示す図であって、(a)は磁気ヘ
ッドの平面図、(b)は(a)に示す磁気ヘッドのG−G’
線断面図である。
【図15】請求項6記載の磁界変調型光磁気記録装置用
磁気ヘッドの別の実施例を示す図であって、(a)は磁気
ヘッドの平面図、(b)は(a)に示す磁気ヘッドのH−
H’線断面図である。
【図16】請求項6記載の磁界変調型光磁気記録装置用
磁気ヘッドのさらに別の実施例を示す図であって、(a)
は磁気ヘッドの平面図、(b)は(a)に示す磁気ヘッドの
I−I’線断面図である。
【図17】(a),(b),(c)はそれぞれ請求項7記載の
磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッドの実施例を示す
断面図である。
【図18】従来技術の説明図であって、(a)は磁界変調
型光磁気記録装置の基本構成を示す構成説明図、(b)は
磁界変調型光磁気記録装置の記録原理の説明図、(c)は
磁界変調用磁気ヘッドの基本構造を示す図である。
【符号の説明】
1・・・磁性体(磁気ヨーク) 2・・・セラミック基板 3・・・電極(給電部) 20・・・基板 21・・・磁性膜(薄膜磁気ヨーク) 22・・・円状電極膜(給電部) 23,T1,T2,T3,T4・・・駆動回路(駆動用
トランジスタ) 24,33,43,53,C1,C2,C3,C4・・
・巻線 31,41,51・・・半導体デバイス形成基板 32,42,52・・・磁性薄膜ヨーク 34,35,36,37,44,54,55・・・駆動
回路(p又はnチャンネルMOS−FET) 56・・・磁性下部ヨーク
フロントページの続き (72)発明者 今野 良一 宮城県名取市高舘熊野堂字余方上5番地の 10・リコー応用電子研究所株式会社内 (72)発明者 池田 純一 宮城県名取市高舘熊野堂字余方上5番地の 10・リコー応用電子研究所株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁界変調型光磁気記録装置用の磁気ヘッド
    において、複数の巻線を持つ構造を有し、且つ夫々の巻
    線を独立に駆動することのできる複数の駆動回路とを備
    えたことを特徴とする磁界変調型光磁気記録装置用磁気
    ヘッド。
  2. 【請求項2】磁界変調型光磁気記録装置用の磁気ヘッド
    において、基板上の磁性膜の上に円状の給電部を持ち、
    その内側に複数の駆動回路を配置し、給電部と各駆動回
    路とを励磁用の巻線を介して結線したことを特徴とする
    磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】磁界変調型光磁気記録装置用の磁気ヘッド
    において、基板上の磁性膜の上に、一端の切れた円状の
    給電部を同心円状に複数持ち、その給電部の周辺に複数
    の駆動回路を配置し、給電部と各駆動回路とを励磁用の
    巻線を介して結線したことを特徴とする磁界変調型光磁
    気記録装置用磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】磁界変調型光磁気記録装置用の磁気ヘッド
    において、同一基板上に分散して配置させた複数の駆動
    回路とそれらに接続される複数の巻線と、その巻線と鎖
    交して配置した磁性薄膜ヨークとを備えてなることを特
    徴とする磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッド。
  5. 【請求項5】請求項4記載の磁界変調型光磁気記録装置
    用磁気ヘッドにおいて、磁性薄膜ヨークは放射状枝部と
    中央励磁コア部よりなり、放射状枝部と複数の巻線とが
    略直交しながら鎖交し、且つ、その巻線が略直線形状を
    なすもので、且つ、それら巻線の端の一方あるいは両方
    が駆動回路の端子にそれぞれ接続されてなることを特徴
    とする磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッド。
  6. 【請求項6】請求項4記載の磁界変調型光磁気記録装置
    用磁気ヘッドにおいて、磁性薄膜ヨークは、一個あるい
    は複数の部分よりなり、その周囲に1周以下の一個ある
    いは複数個の巻線を配置し、それら巻線の一端あるいは
    両端が駆動回路の端子にそれぞれ接続されてなることを
    特徴とする磁界変調型光磁気記録装置用磁気ヘッド。
  7. 【請求項7】請求項6記載の磁界変調型光磁気記録装置
    用磁気ヘッドにおいて、基板の裏面側に磁性下部ヨーク
    部を付加したことを特徴とする磁界変調型光磁気記録装
    置用磁気ヘッド。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6570725B1 (en) 1999-07-12 2003-05-27 Fujitsu Limited Drive circuit for magnetic head and winding configuration of magnetic head suitable for the drive circuit
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