磁気再生ヘッド及びこれを用いた磁気記録媒体再生装置
【課題】本発明は、確実に高出力・低ノイズ・高分解能を実現できる磁気再生ヘッド及びこれを用いた磁気記録媒体再生装置を提供することを目的とする。
【解決手段】所定の移動方向１６０に移動する磁気記録媒体１５０に記録された磁気記録情報を検出する磁気再生ヘッド６０であって、
前記移動方向と膜厚ｔ方向が一致し、前記磁気記録媒体との対向面に側面が露出して配置された高透磁率磁性膜からなるフラックスガイド１０と、
該フラックスガイドを前記移動方向両側から挟むように配置された非磁性材料からなる保護膜２０と、を有し、
前記フラックスガイドの前記磁気記録媒体との対向面における幅Ｗは、０．５〜１．５μｍであることを特徴とする。
【解決手段】所定の移動方向１６０に移動する磁気記録媒体１５０に記録された磁気記録情報を検出する磁気再生ヘッド６０であって、
前記移動方向と膜厚ｔ方向が一致し、前記磁気記録媒体との対向面に側面が露出して配置された高透磁率磁性膜からなるフラックスガイド１０と、
該フラックスガイドを前記移動方向両側から挟むように配置された非磁性材料からなる保護膜２０と、を有し、
前記フラックスガイドの前記磁気記録媒体との対向面における幅Ｗは、０．５〜１．５μｍであることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気再生ヘッド及びこれを用いた磁気記録媒体再生装置に関し、特に、所定の移動方向に移動する磁気記録媒体に記録された磁気記録情報を検出する磁気再生ヘッド及びこれを用いた磁気記録媒体再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、磁気光学再生ヘッドによる磁気記録媒体の再生方法として、磁性ガーネット膜を利用した光磁気読み出し方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。かかる非特許文献１に記載の磁気記録媒体の再生方法においては、磁気記録情報を、磁気記録媒体の直上に設置した磁性ガーネットへの磁気転写と、ファラデー効果を利用して光再生している。また、磁気記録媒体に記録されている複数トラックのデータを並列に読み出す再生方式により、高速再生の可能性が示されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００３】
図１は、非特許文献１に記載された従来の磁気光学再生ヘッドの構成を示した図である。図１に示すように、参考文献１に記載の磁気光学再生ヘッドにおいては、磁性ガーネット膜と磁気記録媒体との間に、膜厚１．３μｍの誘電体多層膜を形成している。かかる誘電体多層膜は、磁性ガーネット膜を保護する保護膜及びレーザー光を反射する反射膜として機能し、磁気記録媒体に記録された磁化パターンの変化（磁気記録情報）を、磁気ファラデー効果を利用して再生する場合には必須であると考えられていた。しかしながら、誘電体多層膜は、保護膜及び反射膜としての性能は厚いほどよく、磁気記録情報の再生感度の向上の観点からは薄いほど性能が高く、膜厚の設定は容易ではないという問題があった。
【０００４】
そこで、再生分解能の改善を目的として、磁気記録媒体と転写膜との間に、高透磁率磁性薄膜を介在させる磁気光学再生装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図２は、特許文献１に記載された従来の磁気光学再生装置の構成を示した図である。図２に示すように、磁気記録媒体２１１と転写膜２１２との間に、両側をホルダー２１４で支持された高透磁率磁性薄膜２１３が設けられている。特許文献１に記載の磁気光学再生装置においては、高透磁率磁性薄膜２１３を配置することにより、隣接ビット信号の読み取り干渉が抑制され、再生分解能がレーザー光のビーム径で決定されずに、再生分可能を向上できると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平２−８３８０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】野村龍男、徳丸春樹、「磁性ガーネット膜を利用した光磁気読み出し」、電子通信学会論文誌、'８４／１１ Ｖｏｌ．Ｊ６７−Ｃ Ｎｏ．１１
【非特許文献２】岸田雅彦、玉城孝彦、林直人、「レーザーを用いた磁気テープ高速再生のための基礎検討」、２００６年映像メディア学会冬季大会（ITE Winter Annual Convention 2006）
【非特許文献３】岸田雅彦、林直人、他３名、「磁気転写膜を用いた磁気テープの光再生実験」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、高透磁率磁性薄膜の高さ（磁気記録媒体から転写膜までの距離）が規定されていないため、隣接ビット信号の読み取り干渉を抑制する効果も明らかとなっておらず、種々の構成・記録方式を有する磁気光学再生装置に対して、必ずしも隣接ビット信号の読み取り干渉を抑制する効果があるとは限らないという問題があった。
【０００９】
例えば、ＶＴＲ（Video Tape Recorder）では、アジマス記録方式が採用されているが、放送用デジタルＶＴＲでは２０度に傾斜させて記録されており、アジマス損失による信号出力の低下は３０ｄＢ程度となる。かかる場合に、特許文献１に記載の「高透磁率磁性薄膜の膜面が磁気記録媒体の走行方向にほぼ直交する方向に延在するように配置する」手段では、高い再生出力を得ることは難しいという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、確実に高出力・低ノイズ・高分解能を実現できる磁気再生ヘッド及びこれを用いた磁気記録媒体再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態に係る磁気再生ヘッドは、所定の移動方向に移動する磁気記録媒体に記録された磁気記録情報を検出する磁気再生ヘッドであって、
前記移動方向と膜厚方向が一致し、前記磁気記録媒体との対向面に側面が露出して配置された高透磁率磁性膜からなるフラックスガイドと、
該フラックスガイドを前記移動方向両側から挟むように配置された非磁性材料からなる保護膜と、を有し、
前記フラックスガイドの前記磁気記録媒体との対向面における幅は、０．５〜１．５μｍであることを特徴とする。
【００１２】
また、前記フラックスガイドの高さは、１〜５μｍであってもよい。
【００１３】
また、前記フラックスガイドの前記磁気記録媒体との対向面における膜厚は、前記磁気記録媒体の最短記録ビット長以下であってもよい。
【００１４】
また、前記フラックスガイドは、上方に移動するにつれて膜厚が拡大する形状を有してもよい。
【００１５】
本発明の他の実施形態に係る磁気記録媒体再生装置は、
前記磁気再生ヘッドと、
該磁気再生ヘッドにレーザー光を照射するレーザー光源と、
前記磁気再生ヘッドから反射された反射光を検出する検出器と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、長寿命を実現しつつ、高出力、低ノイズ及び高分解能で磁気記録媒体の再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】非特許文献１に記載された従来の磁気光学再生ヘッドの構成を示した図である。
【図２】特許文献１に記載された従来の磁気光学再生装置の構成を示した図である。
【図３】本発明の実施形態に係る磁気再生ヘッドの構成の一例を示した断面図である。
【図４】本実施形態に係る磁気再生ヘッドと磁気記録媒体との関係の詳細説明図である。
【図５】本実施形態に係る磁気再生ヘッドの、記録波長０．７７μｍにおけるガイド幅Ｗに対する再生出力の変化を示した図である。
【図６】本実施形態に係る磁気再生ヘッドの、記録波長２．７μｍにおけるガイド幅Ｗに対する再生出力の変化を示した図である
【図７】本実施形態に係る磁気再生ヘッドのフラックスガイドによる効果の説明図である。図７（Ａ）は、比較例として、従来の磁気再生ヘッドの構成を示した断面図である。図７（Ｂ）は、本実施形態に係る磁気再生ヘッドの構成を示した断面図である。
【図８】本発明の実施例に係る磁気再生ヘッドの構成を示した図である。
【図９】比較例に係る従来の磁気再生ヘッドのＸＹ面詳細図である。
【図１０】比較例に係る磁気再生ヘッドの転写膜の磁束密度のＹ方向成分Ｂｙの計算結果の一例を示した図である。
【図１１】比較例に係る磁気再生ヘッドの転写膜の最下面のＸＺ面コンター図である。
【図１２】比較例に係る磁気再生ヘッドの磁束密度Ｂの転写膜のＹ方向成分ＢｙのＸ方向のラインプロファイルを示した図である。
【図１３】本実施例に係る磁気再生ヘッドの転写膜の磁束密度のＹ方向成分Ｂｙの計算結果の一例を示した図である。
【図１４】本実施例に係る磁気再生ヘッド６１の転写膜の最下面における磁束密度ＢのＹ方向成分ＢｙのＸ方向のラインプロファイルを示した図である。
【図１５】本実施例に係る磁気再生ヘッドのフラックスガイド１１の高さＬによる磁気転写膜の飽和磁束密度Ｂｙの変化を示した図である。
【図１６】本実施気形態に係る磁気再生ヘッドを用いた磁気記録媒体再生装置の全体構成の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【００１９】
図３は、本発明の実施形態に係る磁気再生ヘッド６０の構成の一例を示した断面図である。図３において、本実施形態に係る磁気再生ヘッド６０は、フラックスガイド１０と、保護膜２０と、転写膜３０と、反射膜４０と、透明基板５０とを有する。また、図３において、関連構成要素として磁気記録媒体１５０が示されており、磁気記録媒体１５０の移動方向１６０が左から右の矢印として示されている。
【００２０】
フラックスガイド１０は、磁気記録媒体１５０との対向面に露出して設けられている。フラックスガイド１０の磁気記録媒体１５０の移動方向１６０と平行な両側には、保護膜２０が、やはり磁気記録媒体との対向面に設けられている。フラックスガイド１０及び保護膜２０の上には、反射膜４０が設けられている。反射膜４０の上層には、転写膜３０が積層され、転写膜３０の上には、透明基板５０が設けられている。実際の製造プロセスにおいては、透明基板５０の上に転写膜３０が形成され、その上に反射膜４０が形成され、その上にフラックスガイド１０及び保護膜２０が形成されることになる。磁気再生ヘッド６０の使用時には、図３に示すように上下を反転させて用いる。
【００２１】
フラックスガイド１０は、磁力線又は磁束を導き、磁力線又は磁束の経路として機能するガイド手段であり、高透磁率磁性材料の膜から構成される。高透磁率磁性膜の膜厚方向は、磁気記録媒体１５０の移動方向１６０に一致し、図３における水平方向が膜厚方向となる。よって、磁気記録媒体１５０との対向面には、フラックスガイド１０の側面が露出していることになる。フラックスガイド１０は、種々の高透磁率磁性材料から構成され得るが、例えば、パーマロイやセンダスト、鉄系又はコバルト系の非晶質材料、鉄やコバルトを主成分とする多結晶軟磁性材料等から構成されてもよい。また、フラックスガイド１０は、磁気記録媒体１５０の磁気記録情報を効率よく検出するために、磁気記録媒体１５０との対向面に露出して設けられる。
【００２２】
保護膜２０は、反射膜４０及び転写膜３０を保護するための膜であり、非磁性材料から構成される。保護膜２０に用いられる非磁性材料は、反射膜４０及び転写膜３０を適切に保護でき、磁性を有しない限り種々の材料を用いることができる。保護膜２０には、例えば、カーボン（Ｃ）や種々の金属が用いられてよく、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、タンタル膜等が用いられてもよい。また、保護膜２０の磁気記録媒体１５０との摺動面に、ダイヤモンドライクカーボン等の摩耗特性に優れた材料を複合してもよい。高透磁率磁性膜から構成されるフラックスガイド１０の両側を、非磁性材料から構成される保護膜２０で挟み込む構成とすることにより、フラックスガイド１０が磁力線又は磁束の経路を規制し、隣接する磁化が他の経路を経由して進入することを防ぐことができる。
【００２３】
磁気記録媒体１５０は、磁気信号を記録した磁気記録媒体である。磁気記録媒体１５０には、長手方向に所定のトラックピッチで磁気信号が記録されており、所定の移動方向１６０に移動することにより、磁気再生ヘッド６０が磁気記録媒体に記録された磁気記録情報を検出することができる。図３においては、磁気記録媒体１５０が右方向に移動することが示されている。磁気記録情報は、磁気記録媒体１５０にデジタル信号が記録されている場合には、磁化の方向が磁気記録情報となる。なお、磁気記録媒体１５０の奥行き方向は、トラック幅となる。
【００２４】
転写膜３０は、検出した磁気情報を転写するための媒体である。転写膜３０は、膜厚が０．１〜数μｍで、低保磁力磁性ガーネットから構成される。なお、膜厚０．５μｍの磁性ガーネットを用いることにより、記録ビット長０．３８５μｍの信号が明瞭に転写できることが知られているので（例えば、非特許文献３参照）、記録ビット長が０．３８５μｍ付近のときには、膜厚０．５μｍの磁性ガーネットを転写膜３０に用いるようにしてもよい。
【００２５】
反射膜４０は、磁気記録媒体１５０の存在位置と反対側から照射されるレーザー光１３０を反射するための膜である。反射膜４０は、例えば、膜厚２０〜５０ｎｍのアルミニウム膜又は銀合金膜で構成されてもよい。
【００２６】
図４は、本発明の実施形態に係る磁気再生ヘッド６０と磁気記録媒体１５０との関係をより詳細に説明するための図である。図４において、フラックスガイド１０と、保護膜２０と、転写板３０と、磁気記録媒体１５０とが示されている。
【００２７】
図４に示すように、フラックスガイド１０の膜厚ｔは、磁気記録媒体１５０の移動方向１６０と一致する方向の幅であり、図中の座標におけるＸ方向である。また、フラックスガイドの幅Ｗは、磁気記録媒体１５０の移動方向１６０に同一平面上で直交する奥行き方向である。図中の座標においては、Ｚ方向である。更に、フラックスガイドの高さＬは、磁気記録媒体１５０がなす平面の法線方向であり、図中の座標ではＹ方向である。
【００２８】
上述のように方向を規定した場合において、フラックスガイド１０の幅Ｗが０．５〜１．５μｍのとき、アジマス損失Ｌθによる信号出力の低下を制御することが可能となる。アジマス損失は、磁気テープの記録、再生系において、記録時のヘッドギャップの角度と再生時のヘッドギャップの角度がずれていることにより、再生出力に生じる損失のことを言い、下記の（１）式で算出される。
【００２９】
【数１】
（１）式からも明らかなように、アジマス損失Ｌθは、記録波長λが長いほど小さい。記録波長λ＝２．７μｍ（アジマス角θ＝２０度）の場合、アジマス損失Ｌθは幅Ｗ＝０．５〜１．５μｍにおいて０．１〜０．６ｄＢであり、アジマス損失Ｌθによる再生出力の低下は大きな問題とはならない。しかし、λがもっと短くなると、Ｗが大きくなったときのアジマス損失による出力の低下が無視できなくなり、このλに対するＷの上限を設定する必要がある。
【００３０】
図５は、本実施形態に係る磁気再生ヘッド６０の、記録波長λ＝０．７７μｍにおけるガイド幅Ｗに対する再生出力の変化を示した図である。一般的に、放送用デジタルＶＴＲで使用されているＤ３フォーマットでは、最短記録波長がλ＝０．７７μｍである。よって、図５においては、Ｄ３フォーマットの最短記録波長の再生出力特性を例として示す。図５において、横軸はガイド幅Ｗ［μｍ］、縦軸は再生出力［ｄＢ］を示している。図５に示すように、記録波長λ＝０．７７μｍでは、再生出力はガイド幅１μｍ付近で極大となる。
【００３１】
図６は、本実施形態に係る磁気再生ヘッド６０の、記録波長λ＝２．７μｍにおけるガイド幅Ｗに対する再生出力の変化を示した図である。図６に示すように、Ｄ３フォーマットにおける最長記録波長λ＝２．７μｍでは、ガイド幅Ｗを広くすることにより、再生出力が大きくなる。
【００３２】
図５より、再生出力が−３ｄＢ以内（０~−３ｄＢ）となるガイド幅Ｗは０．５〜１．５μｍである。よって、記録波長λ＝０．７７μｍにおいては、アジマス記録された記録トラックを再生する場合には、ガイド幅Ｗを０．５〜１．５μｍの範囲とすることが好ましい。
【００３３】
一方、図６においては、ガイド幅Ｗが大きい程再生出力は大きくなるが、上述のように、記録波長λ＝２．７μｍの場合には、アジマス損失による再生出力の低下は大きな問題とならず、記録波長の長い領域での再生出力の低下は、ガイド幅Ｗに対する要求条件とはならない。
【００３４】
よって、図５において説明したように、最も条件が厳しいλ＝０．７７μｍでのガイド幅Ｗ＝０．５~１．５μｍが、Ｄ３フォーマットの全記録波長範囲におけるフラックスガイド１０の好ましいガイド幅Ｗとなる。また、図５において、ガイド幅Ｗが０．８~１．２μｍの範囲では、再生出力が０ｄＢ付近となるので、更に好ましい。
【００３５】
また、図４において、フラックスガイド１０の膜厚ｔを磁気記録情報の最短ビット長（最短記録波長の１／２）以下とすることにより、転写膜に転写される磁気記録情報は、隣接ビット信号の干渉を受けないようにすることができる。膜厚ｔが最短記録ビット長より広い場合、磁気記録情報の隣接ビット信号の読み取り干渉によって再生分解能が劣化する。
【００３６】
一方、フラックスガイド１０の膜厚ｔが最短記録ビット長より狭い場合、転写膜に転写される磁気記録情報は、隣接ビット信号の干渉を受けないので、レーザー光のスポット径に関係なく、隣接ビット信号の読み取り干渉を無くすことができる。
【００３７】
図７は、本実施形態に係る磁気再生ヘッドのフラックスガイド１０を設けたことによる効果を説明するための図である。図７（Ａ）は、比較例として、従来の磁気再生ヘッドの構成を示した断面図である。図７（Ａ）に示す従来の磁気再生ヘッドにおいては、フラックスガイド１０が設けられておらず、磁気記録媒体１５０に対向して、保護膜２２０、反射膜２４０、転写膜２３０及び透明基板２５０が下から順に積層されて配置された構成となっている。また、透明基板２５０の上方には、レーザー光を導いて反射膜２４０に照射するためのレンズ系２７０が設けられている。
【００３８】
図７（Ａ）に示した従来技術の構成では、中央のＮ極で示されるビットの磁界の他、隣接する両隣のＳ極で示される２つの隣接ビットの磁界も転写膜２３０に転写されている。そうすると、符号間干渉が発生し、再生出力が低下する。
【００３９】
図７（Ｂ）は、本実施形態に係る磁気再生ヘッド６０の構成を示した断面図である。図７（Ｂ）において、フラックスガイド１０及び保護膜２０が、磁気記録媒体１５０に対向して設けられており、その上に反射膜４０、転写膜３０及び透明基板５０が積層されて設けられている。また、透明基板５０の上方には、レーザー光を導いて反射層４０に照射するためのレンズ系７０が配置されている。
【００４０】
図７（Ｂ）において、フラックスガイド１０の膜厚ｔは、最短記録ビット長以下に設定され、中央のＮ極のビットのみからの磁界を転写膜３０に転写しており、隣接するＳ極のビットからの磁界は転写膜３０に転写していない。このように、フラックスガイド１０を磁気記録媒体１５０に対向させて配置し、その膜厚ｔを最短記録ビット長以下に設定することにより、隣接ビットとの符号間干渉を抑制することができる。これにより、再生分解能が高く、記録信号の読み取りを高精度で行うことが可能となる。
【００４１】
なお、図４及び図７（Ｂ）において、フラックスガイド１０の膜厚ｔは、磁気記録媒体１５０との対向面からそれより上方の部分まで総て一定である形状を示しているが、上方に移動するにつれて、膜厚ｔが増加するような形状であってもよい。膜厚ｔが最短記録ビット長以下に設定されている部分は、フラックスガイド１０の露出最下面、つまり磁気記録媒体１５０との対向面だけでよく、それより上方は、膜厚ｔが拡大されていてもよい。磁気記録媒体１５０からの磁界を規制するのは、磁界の入口であるフラックスガイド１０の対向面の形状及び面積であり、入口で磁界が制限されており、同じビットの磁界のみを検出できれば、それ以降は転写領域が拡大されていても符号間干渉は発生しないからである。なお、膜厚ｔが上方に移動するにつれて拡大する形状は、逆三角形のような直線的な形状であってもよいし、ラッパのように曲線的に拡大する形状であってもよい。
【実施例】
【００４２】
以下、磁界シミュレーションにより、本実施形態に係る磁気再生ヘッドの効果を検証した実施例について説明する。なお、今まで説明した構成要素と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
図８は、本発明の実施例に係る磁気再生ヘッド６１の構成を示した図である。図８において磁気記録媒体１５０に対向してフラックスガイド１１及び保護膜２１が配置され、更にその上方に転写膜３１が配置されている。なお、磁界シミュレーションに機能的に関係の無い反射膜は省略され、スペースＳとして示されている。
【００４４】
本実施例において、磁気記録媒体１５１は、放送用デジタルＶＴＲで使用されているＤ３フォーマットの磁気テープ相当とした。また、残留磁束密度４πＭｓ＝２７５０Ｇａｕｓｓ、角型比Ｍｒ／Ｍｓ＝０．８５、保磁力Ｈｃ＝１６００Ｏｅとした。ここで、Ｍｓは飽和磁化、Ｍｒは残留磁化を表す。また、記録波長は０．７７μｍとした。
【００４５】
一方、本実施例に係る磁気再生ヘッド６１は、フラックスガイド１１の飽和磁化Ｍｒは８００ｅｍｕ／ｃｃ、透磁率μは１０００とし、転写膜３０の飽和磁化Ｍｒは２５０ｅｍｕ／ｃｃ、透磁率μは６とした。図８においては、計算モデルのＸＹ面（Ｚ＝０）での詳細図が示されている。フラックスガイド１１の膜厚ｔを３００ｎｍ、磁気記録媒体１５１からフラックスガイド１１までの距離を２０ｎｍ、フラックスガイド１１の高さをＬ、フラックスガイド１１から転写膜３１までの距離をＳ、転写膜３１の膜厚を５００ｎｍとした。また、フラックスガイド１１は、Ｘ＝２１６０~２４６０の位置に設けられ、その中心はＸ＝２３１０である。
【００４６】
図９は、比較例に係るフラックスガイド１１を有しない従来の磁気再生ヘッド２６１のＸＹ面（Ｚ＝０）における詳細図である。図９において、磁気記録媒体１５１の対向面には、転写膜２３１のみが間隔Ｓを空けて配置されている。また、磁気記録情報を読み取る位置は、Ｘ＝２３１０の位置である。
【００４７】
図１０は、比較例に係る磁気再生ヘッド２６１における、Ｓ＝５０ｎｍのときの転写膜１３１の磁束密度ＢのＹ方向成分Ｂｙの計算結果の一例を示した図である。また、図１１は、比較例に係る磁気再生ヘッド２６１の転写膜２３１の最下面（Ｙ＝３０５０ｎｍ）におけるＸＺ面でのコンター図（等高線図）である。
【００４８】
図１０及び図１１より、比較例に係る磁気再生ヘッド２６１では、転写膜２３１の全面が磁化されており、Ｘ＝２３１０からの磁化遷移だけでなく、隣接ビットからの磁界によって磁気転写膜２３１が磁化されていることが分かる。
【００４９】
図１２は、比較例に係る磁気再生ヘッド２６１の転写膜２３１における磁束密度ＢのＹ方向成分ＢｙのＸ方向のラインプロファイルを示した図である。図１２の領域Ｃで示すように、ビーム径１μｍで読み出す場合、信号の高い部分が複数含まれてしまい、隣接ビットの影響でビット間干渉が発生する。それに伴い、再生分解能が低下し、信号レベルが低下する。
【００５０】
図１３は、本実施例に係る磁気再生ヘッド６１において、高さL＝３μｍのフラックスガイド１１を設けた場合の転写膜３１の磁束密度ＢのＹ方向成分Ｂｙの計算結果の一例を示した図である。図１３に示されるように、高さＬ＝３μｍのフラックスガイド１１を設けた場合、磁気記録媒体１５１の磁化情報がフラックスガイド１１を介して転写膜３１に伝達されており、隣接ビットからの磁気記録情報は転写膜３１に伝達されていない。その結果、転写膜３１は、フラックスガイド１１の位置と大きさ（幅W×膜厚ｔ）で決定される領域だけが磁化され、隣接ビット信号の干渉を受けない。
【００５１】
図１４は、本実施例に係る磁気再生ヘッド６１の転写膜３１の最下面（Ｙ=６０３０ｎｍ）における磁束密度ＢのＹ方向成分ＢｙのＸ方向のラインプロファイルを示した図である。図１４の領域Ｐで示すように、ビーム径１μｍ、又はそれ以上のビーム径で読み出しても、Ｘ＝２３１０からの磁化情報だけで転写膜３１は磁化される。
【００５２】
なお、本実施例に係る磁気再生ヘッド６１は、フラックスガイド１１の設置により、比較例に係る磁気再生ヘッド２６１よりも磁束密度ＢのＹ方向成分Ｂｙは小さくなるが、再生に使用するレーザー光源の選択により、実用上問題の無い信号レベルで再生可能である。
【００５３】
図１５は、本実施例に係る磁気再生ヘッド６１のＳ＝１０ｎｍでのフラックスガイド１１の高さＬによる磁気転写膜３１の飽和磁束密度Ｂｙの変化を示した図である。図１５に示されるように、Ｌ＝３μｍのときにＢｙの極大値が得られ、Ｌ＝１~５μｍの範囲において、１００Ｇａｕｓｓ以上のＢｙが得られる。飽和磁束密度Ｂｙの変化が少ない範囲が許容範囲ということであるから、Ｌ＝１~５μｍとすることが好ましいことが分かる。
【００５４】
このように、本実施例に係る磁気再生ヘッド６１によれば、隣接ビットとの信号干渉を低減させ、再生分解能を高めることができる。また、高さＬ＝１~５μｍのフラックスガイド１１を設けることにより、適切なレベルの出力を得ることができる。
【００５５】
図１６は、本実施気形態に係る磁気再生ヘッド６０を用いた磁気記録媒体再生装置の全体構成の一例を示した図である。図１６において、本実施形態に係る磁気記録媒体再生装置は、磁気再生ヘッド６０と、レンズ系７０と、ハーフミラー８０と、偏光子９０と、レーザー光源１００と、検光子１１０と、光検出器１２０とを備える。また、磁気再生ヘッド６０は、フラックスガイド１０と、保護膜２０と、転写膜３０と、反射膜４０と、透明基板５０とを備える。また、図１６において、レーザー光源１００から発射されるレーザー光１３０が示されている。更に、関連構成要素として、磁気記録媒体１５０が示されている。また、磁気記録媒体１５０の移動方向は、矢印１６０で示されるように、左右方向（Ｘ方向）であり、移動の向きは左側から右側（＋Ｘの向き）である。
【００５６】
磁気再生ヘッド６０は、今まで説明したように、磁気記録媒体１５０の移動につれて、磁気記録媒体１５０に記録された磁気記録情報を、フラックスガイド１０を介して検出してゆき、転写膜３０に磁気記録情報を転写する。レーザー光源１００は、レーザー光１３０を発射し、偏光子９０、ハーフミラー８０及びレンズ系７０を介して磁気再生ヘッド６０に照射する。ここで、偏光子９０は、自然光を平面偏光に変える素子であり、ハーフミラー８０は、偏光方向に応じて、光を反射させたり透過させたりする素子である。レーザー光１３０は、偏光子９０によりハーフミラー８０で反射する方向の平面偏光に変換され、ハーフミラー８０で磁気再生ヘッド６０側の向きに反射される。その後、レーザー光１３０はレンズ系７０で集束され、透明基板５０を介して転写膜３０を通過し、反射膜４０で反射される。反射膜４０を通過する際に、ファラデー効果が作用し、磁界によりレーザー光１３０の偏光面が回転し、ハーフミラー８０を通過できる偏光面となる。ハーフミラー８０を通過したレーザー光１３０は、検光子１１０で偏光が検出され、光検出器１２０で光量が検出される。あとは、検出した光信号に応じて磁気記録情報を再現すればよい。このようにして、レーザー光１３０の反射光を検出することにより、磁気記録媒体１５０に記録された磁気記録情報を再生することができる。
【００５７】
以上、説明したように、本実施形態に係る磁気ファラデー効果を利用した磁気再生ヘッド６０によれば、磁気記録媒体１５０の対向面に露出して形成されたフラックスガイド１０を配置し、その幅Ｗを０．５~１．５μｍとすることにより、高出力・低ノイズで磁気記録媒体１５０に記録された磁化パターンの変化（磁気記録情報）を再生することができ、長寿命かつ高出力・低ノイズの再生ヘッドを提供することができる。また、フラックスガイド１０の高さを１~５μｍとすることにより、隣接ビット信号の干渉を受けない高ＳＮ比での再生が可能な再生ヘッドとすることができる。更に、フラックスガイド１０の膜厚を記録情報の最短ビット長以下とすることにより、再生分解能が高く、かつ再生感度の高い再生ヘッドとすることができる。また、本実施形態に係る磁気記録媒体再生装置によれば、磁気記録媒体１５０に記録された磁化情報を、高い再生分解能で、高精度に再生することができる。
【００５８】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、磁気情報を記録した磁気記録媒体を再生する種々の磁気再生ヘッド及び磁気記録媒体再生装置に利用することができ、例えば、ＶＴＲなどで記録された磁気テープの再生に利用でき、アナログ記録及びデジタル記録を含めてあらゆるフォーマットの磁気テープの再生に利用することができる。特に、磁気再生ヘッドについては、ハードディスクやフロッピー（登録商標）ディスク等、磁気テープ以外の磁気記録媒体の再生にも利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０ フラックスガイド
２０ 保護膜
３０ 転写膜
４０ 反射膜
５０ 透明基板
６０ 磁気再生ヘッド
７０ レンズ系
８０ ハーフミラー
９０ 偏光子
１００ レーザー光源
１１０ 検光子
１２０ 光検出器
１３０ レーザー光
１５０ 磁気情報記録媒体
１６０ 移動方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気再生ヘッド及びこれを用いた磁気記録媒体再生装置に関し、特に、所定の移動方向に移動する磁気記録媒体に記録された磁気記録情報を検出する磁気再生ヘッド及びこれを用いた磁気記録媒体再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、磁気光学再生ヘッドによる磁気記録媒体の再生方法として、磁性ガーネット膜を利用した光磁気読み出し方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。かかる非特許文献１に記載の磁気記録媒体の再生方法においては、磁気記録情報を、磁気記録媒体の直上に設置した磁性ガーネットへの磁気転写と、ファラデー効果を利用して光再生している。また、磁気記録媒体に記録されている複数トラックのデータを並列に読み出す再生方式により、高速再生の可能性が示されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００３】
図１は、非特許文献１に記載された従来の磁気光学再生ヘッドの構成を示した図である。図１に示すように、参考文献１に記載の磁気光学再生ヘッドにおいては、磁性ガーネット膜と磁気記録媒体との間に、膜厚１．３μｍの誘電体多層膜を形成している。かかる誘電体多層膜は、磁性ガーネット膜を保護する保護膜及びレーザー光を反射する反射膜として機能し、磁気記録媒体に記録された磁化パターンの変化（磁気記録情報）を、磁気ファラデー効果を利用して再生する場合には必須であると考えられていた。しかしながら、誘電体多層膜は、保護膜及び反射膜としての性能は厚いほどよく、磁気記録情報の再生感度の向上の観点からは薄いほど性能が高く、膜厚の設定は容易ではないという問題があった。
【０００４】
そこで、再生分解能の改善を目的として、磁気記録媒体と転写膜との間に、高透磁率磁性薄膜を介在させる磁気光学再生装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図２は、特許文献１に記載された従来の磁気光学再生装置の構成を示した図である。図２に示すように、磁気記録媒体２１１と転写膜２１２との間に、両側をホルダー２１４で支持された高透磁率磁性薄膜２１３が設けられている。特許文献１に記載の磁気光学再生装置においては、高透磁率磁性薄膜２１３を配置することにより、隣接ビット信号の読み取り干渉が抑制され、再生分解能がレーザー光のビーム径で決定されずに、再生分可能を向上できると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平２−８３８０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】野村龍男、徳丸春樹、「磁性ガーネット膜を利用した光磁気読み出し」、電子通信学会論文誌、'８４／１１ Ｖｏｌ．Ｊ６７−Ｃ Ｎｏ．１１
【非特許文献２】岸田雅彦、玉城孝彦、林直人、「レーザーを用いた磁気テープ高速再生のための基礎検討」、２００６年映像メディア学会冬季大会（ITE Winter Annual Convention 2006）
【非特許文献３】岸田雅彦、林直人、他３名、「磁気転写膜を用いた磁気テープの光再生実験」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、高透磁率磁性薄膜の高さ（磁気記録媒体から転写膜までの距離）が規定されていないため、隣接ビット信号の読み取り干渉を抑制する効果も明らかとなっておらず、種々の構成・記録方式を有する磁気光学再生装置に対して、必ずしも隣接ビット信号の読み取り干渉を抑制する効果があるとは限らないという問題があった。
【０００９】
例えば、ＶＴＲ（Video Tape Recorder）では、アジマス記録方式が採用されているが、放送用デジタルＶＴＲでは２０度に傾斜させて記録されており、アジマス損失による信号出力の低下は３０ｄＢ程度となる。かかる場合に、特許文献１に記載の「高透磁率磁性薄膜の膜面が磁気記録媒体の走行方向にほぼ直交する方向に延在するように配置する」手段では、高い再生出力を得ることは難しいという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、確実に高出力・低ノイズ・高分解能を実現できる磁気再生ヘッド及びこれを用いた磁気記録媒体再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態に係る磁気再生ヘッドは、所定の移動方向に移動する磁気記録媒体に記録された磁気記録情報を検出する磁気再生ヘッドであって、
前記移動方向と膜厚方向が一致し、前記磁気記録媒体との対向面に側面が露出して配置された高透磁率磁性膜からなるフラックスガイドと、
該フラックスガイドを前記移動方向両側から挟むように配置された非磁性材料からなる保護膜と、を有し、
前記フラックスガイドの前記磁気記録媒体との対向面における幅は、０．５〜１．５μｍであることを特徴とする。
【００１２】
また、前記フラックスガイドの高さは、１〜５μｍであってもよい。
【００１３】
また、前記フラックスガイドの前記磁気記録媒体との対向面における膜厚は、前記磁気記録媒体の最短記録ビット長以下であってもよい。
【００１４】
また、前記フラックスガイドは、上方に移動するにつれて膜厚が拡大する形状を有してもよい。
【００１５】
本発明の他の実施形態に係る磁気記録媒体再生装置は、
前記磁気再生ヘッドと、
該磁気再生ヘッドにレーザー光を照射するレーザー光源と、
前記磁気再生ヘッドから反射された反射光を検出する検出器と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、長寿命を実現しつつ、高出力、低ノイズ及び高分解能で磁気記録媒体の再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】非特許文献１に記載された従来の磁気光学再生ヘッドの構成を示した図である。
【図２】特許文献１に記載された従来の磁気光学再生装置の構成を示した図である。
【図３】本発明の実施形態に係る磁気再生ヘッドの構成の一例を示した断面図である。
【図４】本実施形態に係る磁気再生ヘッドと磁気記録媒体との関係の詳細説明図である。
【図５】本実施形態に係る磁気再生ヘッドの、記録波長０．７７μｍにおけるガイド幅Ｗに対する再生出力の変化を示した図である。
【図６】本実施形態に係る磁気再生ヘッドの、記録波長２．７μｍにおけるガイド幅Ｗに対する再生出力の変化を示した図である
【図７】本実施形態に係る磁気再生ヘッドのフラックスガイドによる効果の説明図である。図７（Ａ）は、比較例として、従来の磁気再生ヘッドの構成を示した断面図である。図７（Ｂ）は、本実施形態に係る磁気再生ヘッドの構成を示した断面図である。
【図８】本発明の実施例に係る磁気再生ヘッドの構成を示した図である。
【図９】比較例に係る従来の磁気再生ヘッドのＸＹ面詳細図である。
【図１０】比較例に係る磁気再生ヘッドの転写膜の磁束密度のＹ方向成分Ｂｙの計算結果の一例を示した図である。
【図１１】比較例に係る磁気再生ヘッドの転写膜の最下面のＸＺ面コンター図である。
【図１２】比較例に係る磁気再生ヘッドの磁束密度Ｂの転写膜のＹ方向成分ＢｙのＸ方向のラインプロファイルを示した図である。
【図１３】本実施例に係る磁気再生ヘッドの転写膜の磁束密度のＹ方向成分Ｂｙの計算結果の一例を示した図である。
【図１４】本実施例に係る磁気再生ヘッド６１の転写膜の最下面における磁束密度ＢのＹ方向成分ＢｙのＸ方向のラインプロファイルを示した図である。
【図１５】本実施例に係る磁気再生ヘッドのフラックスガイド１１の高さＬによる磁気転写膜の飽和磁束密度Ｂｙの変化を示した図である。
【図１６】本実施気形態に係る磁気再生ヘッドを用いた磁気記録媒体再生装置の全体構成の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【００１９】
図３は、本発明の実施形態に係る磁気再生ヘッド６０の構成の一例を示した断面図である。図３において、本実施形態に係る磁気再生ヘッド６０は、フラックスガイド１０と、保護膜２０と、転写膜３０と、反射膜４０と、透明基板５０とを有する。また、図３において、関連構成要素として磁気記録媒体１５０が示されており、磁気記録媒体１５０の移動方向１６０が左から右の矢印として示されている。
【００２０】
フラックスガイド１０は、磁気記録媒体１５０との対向面に露出して設けられている。フラックスガイド１０の磁気記録媒体１５０の移動方向１６０と平行な両側には、保護膜２０が、やはり磁気記録媒体との対向面に設けられている。フラックスガイド１０及び保護膜２０の上には、反射膜４０が設けられている。反射膜４０の上層には、転写膜３０が積層され、転写膜３０の上には、透明基板５０が設けられている。実際の製造プロセスにおいては、透明基板５０の上に転写膜３０が形成され、その上に反射膜４０が形成され、その上にフラックスガイド１０及び保護膜２０が形成されることになる。磁気再生ヘッド６０の使用時には、図３に示すように上下を反転させて用いる。
【００２１】
フラックスガイド１０は、磁力線又は磁束を導き、磁力線又は磁束の経路として機能するガイド手段であり、高透磁率磁性材料の膜から構成される。高透磁率磁性膜の膜厚方向は、磁気記録媒体１５０の移動方向１６０に一致し、図３における水平方向が膜厚方向となる。よって、磁気記録媒体１５０との対向面には、フラックスガイド１０の側面が露出していることになる。フラックスガイド１０は、種々の高透磁率磁性材料から構成され得るが、例えば、パーマロイやセンダスト、鉄系又はコバルト系の非晶質材料、鉄やコバルトを主成分とする多結晶軟磁性材料等から構成されてもよい。また、フラックスガイド１０は、磁気記録媒体１５０の磁気記録情報を効率よく検出するために、磁気記録媒体１５０との対向面に露出して設けられる。
【００２２】
保護膜２０は、反射膜４０及び転写膜３０を保護するための膜であり、非磁性材料から構成される。保護膜２０に用いられる非磁性材料は、反射膜４０及び転写膜３０を適切に保護でき、磁性を有しない限り種々の材料を用いることができる。保護膜２０には、例えば、カーボン（Ｃ）や種々の金属が用いられてよく、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、タンタル膜等が用いられてもよい。また、保護膜２０の磁気記録媒体１５０との摺動面に、ダイヤモンドライクカーボン等の摩耗特性に優れた材料を複合してもよい。高透磁率磁性膜から構成されるフラックスガイド１０の両側を、非磁性材料から構成される保護膜２０で挟み込む構成とすることにより、フラックスガイド１０が磁力線又は磁束の経路を規制し、隣接する磁化が他の経路を経由して進入することを防ぐことができる。
【００２３】
磁気記録媒体１５０は、磁気信号を記録した磁気記録媒体である。磁気記録媒体１５０には、長手方向に所定のトラックピッチで磁気信号が記録されており、所定の移動方向１６０に移動することにより、磁気再生ヘッド６０が磁気記録媒体に記録された磁気記録情報を検出することができる。図３においては、磁気記録媒体１５０が右方向に移動することが示されている。磁気記録情報は、磁気記録媒体１５０にデジタル信号が記録されている場合には、磁化の方向が磁気記録情報となる。なお、磁気記録媒体１５０の奥行き方向は、トラック幅となる。
【００２４】
転写膜３０は、検出した磁気情報を転写するための媒体である。転写膜３０は、膜厚が０．１〜数μｍで、低保磁力磁性ガーネットから構成される。なお、膜厚０．５μｍの磁性ガーネットを用いることにより、記録ビット長０．３８５μｍの信号が明瞭に転写できることが知られているので（例えば、非特許文献３参照）、記録ビット長が０．３８５μｍ付近のときには、膜厚０．５μｍの磁性ガーネットを転写膜３０に用いるようにしてもよい。
【００２５】
反射膜４０は、磁気記録媒体１５０の存在位置と反対側から照射されるレーザー光１３０を反射するための膜である。反射膜４０は、例えば、膜厚２０〜５０ｎｍのアルミニウム膜又は銀合金膜で構成されてもよい。
【００２６】
図４は、本発明の実施形態に係る磁気再生ヘッド６０と磁気記録媒体１５０との関係をより詳細に説明するための図である。図４において、フラックスガイド１０と、保護膜２０と、転写板３０と、磁気記録媒体１５０とが示されている。
【００２７】
図４に示すように、フラックスガイド１０の膜厚ｔは、磁気記録媒体１５０の移動方向１６０と一致する方向の幅であり、図中の座標におけるＸ方向である。また、フラックスガイドの幅Ｗは、磁気記録媒体１５０の移動方向１６０に同一平面上で直交する奥行き方向である。図中の座標においては、Ｚ方向である。更に、フラックスガイドの高さＬは、磁気記録媒体１５０がなす平面の法線方向であり、図中の座標ではＹ方向である。
【００２８】
上述のように方向を規定した場合において、フラックスガイド１０の幅Ｗが０．５〜１．５μｍのとき、アジマス損失Ｌθによる信号出力の低下を制御することが可能となる。アジマス損失は、磁気テープの記録、再生系において、記録時のヘッドギャップの角度と再生時のヘッドギャップの角度がずれていることにより、再生出力に生じる損失のことを言い、下記の（１）式で算出される。
【００２９】
【数１】
（１）式からも明らかなように、アジマス損失Ｌθは、記録波長λが長いほど小さい。記録波長λ＝２．７μｍ（アジマス角θ＝２０度）の場合、アジマス損失Ｌθは幅Ｗ＝０．５〜１．５μｍにおいて０．１〜０．６ｄＢであり、アジマス損失Ｌθによる再生出力の低下は大きな問題とはならない。しかし、λがもっと短くなると、Ｗが大きくなったときのアジマス損失による出力の低下が無視できなくなり、このλに対するＷの上限を設定する必要がある。
【００３０】
図５は、本実施形態に係る磁気再生ヘッド６０の、記録波長λ＝０．７７μｍにおけるガイド幅Ｗに対する再生出力の変化を示した図である。一般的に、放送用デジタルＶＴＲで使用されているＤ３フォーマットでは、最短記録波長がλ＝０．７７μｍである。よって、図５においては、Ｄ３フォーマットの最短記録波長の再生出力特性を例として示す。図５において、横軸はガイド幅Ｗ［μｍ］、縦軸は再生出力［ｄＢ］を示している。図５に示すように、記録波長λ＝０．７７μｍでは、再生出力はガイド幅１μｍ付近で極大となる。
【００３１】
図６は、本実施形態に係る磁気再生ヘッド６０の、記録波長λ＝２．７μｍにおけるガイド幅Ｗに対する再生出力の変化を示した図である。図６に示すように、Ｄ３フォーマットにおける最長記録波長λ＝２．７μｍでは、ガイド幅Ｗを広くすることにより、再生出力が大きくなる。
【００３２】
図５より、再生出力が−３ｄＢ以内（０~−３ｄＢ）となるガイド幅Ｗは０．５〜１．５μｍである。よって、記録波長λ＝０．７７μｍにおいては、アジマス記録された記録トラックを再生する場合には、ガイド幅Ｗを０．５〜１．５μｍの範囲とすることが好ましい。
【００３３】
一方、図６においては、ガイド幅Ｗが大きい程再生出力は大きくなるが、上述のように、記録波長λ＝２．７μｍの場合には、アジマス損失による再生出力の低下は大きな問題とならず、記録波長の長い領域での再生出力の低下は、ガイド幅Ｗに対する要求条件とはならない。
【００３４】
よって、図５において説明したように、最も条件が厳しいλ＝０．７７μｍでのガイド幅Ｗ＝０．５~１．５μｍが、Ｄ３フォーマットの全記録波長範囲におけるフラックスガイド１０の好ましいガイド幅Ｗとなる。また、図５において、ガイド幅Ｗが０．８~１．２μｍの範囲では、再生出力が０ｄＢ付近となるので、更に好ましい。
【００３５】
また、図４において、フラックスガイド１０の膜厚ｔを磁気記録情報の最短ビット長（最短記録波長の１／２）以下とすることにより、転写膜に転写される磁気記録情報は、隣接ビット信号の干渉を受けないようにすることができる。膜厚ｔが最短記録ビット長より広い場合、磁気記録情報の隣接ビット信号の読み取り干渉によって再生分解能が劣化する。
【００３６】
一方、フラックスガイド１０の膜厚ｔが最短記録ビット長より狭い場合、転写膜に転写される磁気記録情報は、隣接ビット信号の干渉を受けないので、レーザー光のスポット径に関係なく、隣接ビット信号の読み取り干渉を無くすことができる。
【００３７】
図７は、本実施形態に係る磁気再生ヘッドのフラックスガイド１０を設けたことによる効果を説明するための図である。図７（Ａ）は、比較例として、従来の磁気再生ヘッドの構成を示した断面図である。図７（Ａ）に示す従来の磁気再生ヘッドにおいては、フラックスガイド１０が設けられておらず、磁気記録媒体１５０に対向して、保護膜２２０、反射膜２４０、転写膜２３０及び透明基板２５０が下から順に積層されて配置された構成となっている。また、透明基板２５０の上方には、レーザー光を導いて反射膜２４０に照射するためのレンズ系２７０が設けられている。
【００３８】
図７（Ａ）に示した従来技術の構成では、中央のＮ極で示されるビットの磁界の他、隣接する両隣のＳ極で示される２つの隣接ビットの磁界も転写膜２３０に転写されている。そうすると、符号間干渉が発生し、再生出力が低下する。
【００３９】
図７（Ｂ）は、本実施形態に係る磁気再生ヘッド６０の構成を示した断面図である。図７（Ｂ）において、フラックスガイド１０及び保護膜２０が、磁気記録媒体１５０に対向して設けられており、その上に反射膜４０、転写膜３０及び透明基板５０が積層されて設けられている。また、透明基板５０の上方には、レーザー光を導いて反射層４０に照射するためのレンズ系７０が配置されている。
【００４０】
図７（Ｂ）において、フラックスガイド１０の膜厚ｔは、最短記録ビット長以下に設定され、中央のＮ極のビットのみからの磁界を転写膜３０に転写しており、隣接するＳ極のビットからの磁界は転写膜３０に転写していない。このように、フラックスガイド１０を磁気記録媒体１５０に対向させて配置し、その膜厚ｔを最短記録ビット長以下に設定することにより、隣接ビットとの符号間干渉を抑制することができる。これにより、再生分解能が高く、記録信号の読み取りを高精度で行うことが可能となる。
【００４１】
なお、図４及び図７（Ｂ）において、フラックスガイド１０の膜厚ｔは、磁気記録媒体１５０との対向面からそれより上方の部分まで総て一定である形状を示しているが、上方に移動するにつれて、膜厚ｔが増加するような形状であってもよい。膜厚ｔが最短記録ビット長以下に設定されている部分は、フラックスガイド１０の露出最下面、つまり磁気記録媒体１５０との対向面だけでよく、それより上方は、膜厚ｔが拡大されていてもよい。磁気記録媒体１５０からの磁界を規制するのは、磁界の入口であるフラックスガイド１０の対向面の形状及び面積であり、入口で磁界が制限されており、同じビットの磁界のみを検出できれば、それ以降は転写領域が拡大されていても符号間干渉は発生しないからである。なお、膜厚ｔが上方に移動するにつれて拡大する形状は、逆三角形のような直線的な形状であってもよいし、ラッパのように曲線的に拡大する形状であってもよい。
【実施例】
【００４２】
以下、磁界シミュレーションにより、本実施形態に係る磁気再生ヘッドの効果を検証した実施例について説明する。なお、今まで説明した構成要素と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
図８は、本発明の実施例に係る磁気再生ヘッド６１の構成を示した図である。図８において磁気記録媒体１５０に対向してフラックスガイド１１及び保護膜２１が配置され、更にその上方に転写膜３１が配置されている。なお、磁界シミュレーションに機能的に関係の無い反射膜は省略され、スペースＳとして示されている。
【００４４】
本実施例において、磁気記録媒体１５１は、放送用デジタルＶＴＲで使用されているＤ３フォーマットの磁気テープ相当とした。また、残留磁束密度４πＭｓ＝２７５０Ｇａｕｓｓ、角型比Ｍｒ／Ｍｓ＝０．８５、保磁力Ｈｃ＝１６００Ｏｅとした。ここで、Ｍｓは飽和磁化、Ｍｒは残留磁化を表す。また、記録波長は０．７７μｍとした。
【００４５】
一方、本実施例に係る磁気再生ヘッド６１は、フラックスガイド１１の飽和磁化Ｍｒは８００ｅｍｕ／ｃｃ、透磁率μは１０００とし、転写膜３０の飽和磁化Ｍｒは２５０ｅｍｕ／ｃｃ、透磁率μは６とした。図８においては、計算モデルのＸＹ面（Ｚ＝０）での詳細図が示されている。フラックスガイド１１の膜厚ｔを３００ｎｍ、磁気記録媒体１５１からフラックスガイド１１までの距離を２０ｎｍ、フラックスガイド１１の高さをＬ、フラックスガイド１１から転写膜３１までの距離をＳ、転写膜３１の膜厚を５００ｎｍとした。また、フラックスガイド１１は、Ｘ＝２１６０~２４６０の位置に設けられ、その中心はＸ＝２３１０である。
【００４６】
図９は、比較例に係るフラックスガイド１１を有しない従来の磁気再生ヘッド２６１のＸＹ面（Ｚ＝０）における詳細図である。図９において、磁気記録媒体１５１の対向面には、転写膜２３１のみが間隔Ｓを空けて配置されている。また、磁気記録情報を読み取る位置は、Ｘ＝２３１０の位置である。
【００４７】
図１０は、比較例に係る磁気再生ヘッド２６１における、Ｓ＝５０ｎｍのときの転写膜１３１の磁束密度ＢのＹ方向成分Ｂｙの計算結果の一例を示した図である。また、図１１は、比較例に係る磁気再生ヘッド２６１の転写膜２３１の最下面（Ｙ＝３０５０ｎｍ）におけるＸＺ面でのコンター図（等高線図）である。
【００４８】
図１０及び図１１より、比較例に係る磁気再生ヘッド２６１では、転写膜２３１の全面が磁化されており、Ｘ＝２３１０からの磁化遷移だけでなく、隣接ビットからの磁界によって磁気転写膜２３１が磁化されていることが分かる。
【００４９】
図１２は、比較例に係る磁気再生ヘッド２６１の転写膜２３１における磁束密度ＢのＹ方向成分ＢｙのＸ方向のラインプロファイルを示した図である。図１２の領域Ｃで示すように、ビーム径１μｍで読み出す場合、信号の高い部分が複数含まれてしまい、隣接ビットの影響でビット間干渉が発生する。それに伴い、再生分解能が低下し、信号レベルが低下する。
【００５０】
図１３は、本実施例に係る磁気再生ヘッド６１において、高さL＝３μｍのフラックスガイド１１を設けた場合の転写膜３１の磁束密度ＢのＹ方向成分Ｂｙの計算結果の一例を示した図である。図１３に示されるように、高さＬ＝３μｍのフラックスガイド１１を設けた場合、磁気記録媒体１５１の磁化情報がフラックスガイド１１を介して転写膜３１に伝達されており、隣接ビットからの磁気記録情報は転写膜３１に伝達されていない。その結果、転写膜３１は、フラックスガイド１１の位置と大きさ（幅W×膜厚ｔ）で決定される領域だけが磁化され、隣接ビット信号の干渉を受けない。
【００５１】
図１４は、本実施例に係る磁気再生ヘッド６１の転写膜３１の最下面（Ｙ=６０３０ｎｍ）における磁束密度ＢのＹ方向成分ＢｙのＸ方向のラインプロファイルを示した図である。図１４の領域Ｐで示すように、ビーム径１μｍ、又はそれ以上のビーム径で読み出しても、Ｘ＝２３１０からの磁化情報だけで転写膜３１は磁化される。
【００５２】
なお、本実施例に係る磁気再生ヘッド６１は、フラックスガイド１１の設置により、比較例に係る磁気再生ヘッド２６１よりも磁束密度ＢのＹ方向成分Ｂｙは小さくなるが、再生に使用するレーザー光源の選択により、実用上問題の無い信号レベルで再生可能である。
【００５３】
図１５は、本実施例に係る磁気再生ヘッド６１のＳ＝１０ｎｍでのフラックスガイド１１の高さＬによる磁気転写膜３１の飽和磁束密度Ｂｙの変化を示した図である。図１５に示されるように、Ｌ＝３μｍのときにＢｙの極大値が得られ、Ｌ＝１~５μｍの範囲において、１００Ｇａｕｓｓ以上のＢｙが得られる。飽和磁束密度Ｂｙの変化が少ない範囲が許容範囲ということであるから、Ｌ＝１~５μｍとすることが好ましいことが分かる。
【００５４】
このように、本実施例に係る磁気再生ヘッド６１によれば、隣接ビットとの信号干渉を低減させ、再生分解能を高めることができる。また、高さＬ＝１~５μｍのフラックスガイド１１を設けることにより、適切なレベルの出力を得ることができる。
【００５５】
図１６は、本実施気形態に係る磁気再生ヘッド６０を用いた磁気記録媒体再生装置の全体構成の一例を示した図である。図１６において、本実施形態に係る磁気記録媒体再生装置は、磁気再生ヘッド６０と、レンズ系７０と、ハーフミラー８０と、偏光子９０と、レーザー光源１００と、検光子１１０と、光検出器１２０とを備える。また、磁気再生ヘッド６０は、フラックスガイド１０と、保護膜２０と、転写膜３０と、反射膜４０と、透明基板５０とを備える。また、図１６において、レーザー光源１００から発射されるレーザー光１３０が示されている。更に、関連構成要素として、磁気記録媒体１５０が示されている。また、磁気記録媒体１５０の移動方向は、矢印１６０で示されるように、左右方向（Ｘ方向）であり、移動の向きは左側から右側（＋Ｘの向き）である。
【００５６】
磁気再生ヘッド６０は、今まで説明したように、磁気記録媒体１５０の移動につれて、磁気記録媒体１５０に記録された磁気記録情報を、フラックスガイド１０を介して検出してゆき、転写膜３０に磁気記録情報を転写する。レーザー光源１００は、レーザー光１３０を発射し、偏光子９０、ハーフミラー８０及びレンズ系７０を介して磁気再生ヘッド６０に照射する。ここで、偏光子９０は、自然光を平面偏光に変える素子であり、ハーフミラー８０は、偏光方向に応じて、光を反射させたり透過させたりする素子である。レーザー光１３０は、偏光子９０によりハーフミラー８０で反射する方向の平面偏光に変換され、ハーフミラー８０で磁気再生ヘッド６０側の向きに反射される。その後、レーザー光１３０はレンズ系７０で集束され、透明基板５０を介して転写膜３０を通過し、反射膜４０で反射される。反射膜４０を通過する際に、ファラデー効果が作用し、磁界によりレーザー光１３０の偏光面が回転し、ハーフミラー８０を通過できる偏光面となる。ハーフミラー８０を通過したレーザー光１３０は、検光子１１０で偏光が検出され、光検出器１２０で光量が検出される。あとは、検出した光信号に応じて磁気記録情報を再現すればよい。このようにして、レーザー光１３０の反射光を検出することにより、磁気記録媒体１５０に記録された磁気記録情報を再生することができる。
【００５７】
以上、説明したように、本実施形態に係る磁気ファラデー効果を利用した磁気再生ヘッド６０によれば、磁気記録媒体１５０の対向面に露出して形成されたフラックスガイド１０を配置し、その幅Ｗを０．５~１．５μｍとすることにより、高出力・低ノイズで磁気記録媒体１５０に記録された磁化パターンの変化（磁気記録情報）を再生することができ、長寿命かつ高出力・低ノイズの再生ヘッドを提供することができる。また、フラックスガイド１０の高さを１~５μｍとすることにより、隣接ビット信号の干渉を受けない高ＳＮ比での再生が可能な再生ヘッドとすることができる。更に、フラックスガイド１０の膜厚を記録情報の最短ビット長以下とすることにより、再生分解能が高く、かつ再生感度の高い再生ヘッドとすることができる。また、本実施形態に係る磁気記録媒体再生装置によれば、磁気記録媒体１５０に記録された磁化情報を、高い再生分解能で、高精度に再生することができる。
【００５８】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、磁気情報を記録した磁気記録媒体を再生する種々の磁気再生ヘッド及び磁気記録媒体再生装置に利用することができ、例えば、ＶＴＲなどで記録された磁気テープの再生に利用でき、アナログ記録及びデジタル記録を含めてあらゆるフォーマットの磁気テープの再生に利用することができる。特に、磁気再生ヘッドについては、ハードディスクやフロッピー（登録商標）ディスク等、磁気テープ以外の磁気記録媒体の再生にも利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０ フラックスガイド
２０ 保護膜
３０ 転写膜
４０ 反射膜
５０ 透明基板
６０ 磁気再生ヘッド
７０ レンズ系
８０ ハーフミラー
９０ 偏光子
１００ レーザー光源
１１０ 検光子
１２０ 光検出器
１３０ レーザー光
１５０ 磁気情報記録媒体
１６０ 移動方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の移動方向に移動する磁気記録媒体に記録された磁気記録情報を検出する磁気再生ヘッドであって、
前記移動方向と膜厚方向が一致し、前記磁気記録媒体との対向面に側面が露出して配置された高透磁率磁性膜からなるフラックスガイドと、
該フラックスガイドを前記移動方向両側から挟むように配置された非磁性材料からなる保護膜と、を有し、
前記フラックスガイドの前記磁気記録媒体との対向面における幅は、０．５〜１．５μｍであることを特徴とする磁気再生ヘッド。
【請求項２】
前記フラックスガイドの高さは、１〜５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の磁気再生ヘッド。
【請求項３】
前記フラックスガイドの前記磁気記録媒体との対向面における膜厚は、前記磁気記録媒体の最短記録ビット長以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気再生ヘッド。
【請求項４】
前記フラックスガイドは、上方に移動するにつれて膜厚が拡大する形状を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁気再生ヘッド。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気再生ヘッドと、
該磁気再生ヘッドにレーザー光を照射するレーザー光源と、
前記磁気再生ヘッドから反射された反射光を検出する検出器と、を有することを特徴とする磁気記録媒体再生装置。
【請求項１】
所定の移動方向に移動する磁気記録媒体に記録された磁気記録情報を検出する磁気再生ヘッドであって、
前記移動方向と膜厚方向が一致し、前記磁気記録媒体との対向面に側面が露出して配置された高透磁率磁性膜からなるフラックスガイドと、
該フラックスガイドを前記移動方向両側から挟むように配置された非磁性材料からなる保護膜と、を有し、
前記フラックスガイドの前記磁気記録媒体との対向面における幅は、０．５〜１．５μｍであることを特徴とする磁気再生ヘッド。
【請求項２】
前記フラックスガイドの高さは、１〜５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の磁気再生ヘッド。
【請求項３】
前記フラックスガイドの前記磁気記録媒体との対向面における膜厚は、前記磁気記録媒体の最短記録ビット長以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気再生ヘッド。
【請求項４】
前記フラックスガイドは、上方に移動するにつれて膜厚が拡大する形状を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁気再生ヘッド。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気再生ヘッドと、
該磁気再生ヘッドにレーザー光を照射するレーザー光源と、
前記磁気再生ヘッドから反射された反射光を検出する検出器と、を有することを特徴とする磁気記録媒体再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１４６３５６（Ｐ２０１２−１４６３５６Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３３６４（Ｐ２０１１−３３６４）
【出願日】平成２３年１月１１日（２０１１．１．１１）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１１日（２０１１．１．１１）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
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