JP2761680B2 - 多トラック用薄膜磁気ヘッド - Google Patents

多トラック用薄膜磁気ヘッド

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JP2761680B2
JP2761680B2 JP14358391A JP14358391A JP2761680B2 JP 2761680 B2 JP2761680 B2 JP 2761680B2 JP 14358391 A JP14358391 A JP 14358391A JP 14358391 A JP14358391 A JP 14358391A JP 2761680 B2 JP2761680 B2 JP 2761680B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば固定ヘッド型
デジタルオーディオテープレコーダに用いられる多トラ
ック用磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの改良に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】テープレコーダにおいては、アナログの
コンパクトカセットのように、磁気媒体に往復両方向に
録音されているものがある。コンパクトカセットにおい
ては、磁気テープの上半分および下半分が、磁気テープ
の各走行方向の記録エリアに対応している。S−DAT
として知られているデジタル録音器または、フィリップ
ス(株)により提案されているデジタル・コンパクト・
カセット方式(以下DCCという)においても、磁気テ
ープの上半分および下半分がテープの各走行方向の記録
エリアに対応していることは前述と同様である。
【0003】アナログのコンパクトカセットにおいて
は、商品化された当初は、記録再生を片道走行のみで行
ない、片側が終わると、カセットを反転して反対側の記
録再生を行なっていた。近年は、カセットを反転するこ
となく、往復で記録再生が可能なオートリバース機構を
有するシステムが増加してきている。
【0004】コンパクト・カセットにおけるオートリバ
ース用の磁気ヘッドについては、(1)片側走行用のヘ
ッドすなわちモノラルのときは1個、ステレオのときは
2個のヘッドを、走行方向に対応して180°回転し、
所定の位置に配置するもの、および(2)往復走行に対
応して片側走行用のヘッドの2倍の数のヘッドすなわち
モノラルのときは2個、ステレオのときは4個のヘッド
をテープの幅方向に設けておき、テープ走行方向に従い
使用するヘッドを切換えて選択するものがある。
【0005】ところが、S−DATやDCCにおいて
は、前者が20トラック後者は9トラックというように
トラック数も多く、トラック幅も狭いため、ヘッドのテ
ープに対するトラック位置精度の要求が厳しくなる。し
たがって180°回転する方法は採用しにくいため、オ
ートリバースに対応するためには、片道走行のヘッドの
2倍のトラック数のヘッドを作る必要がある。すなわ
ち、オートリバースに対応するためには、S−DATの
ときは40トラック、DCCのときは18トラックのヘ
ッドが、3.8mmのテープ幅の中に収まるようにチッ
プ上に集積する必要がある。
【0006】図4は、前述のオートリバース用に180
°回転する方式の磁気ヘッドの斜視図である。ヘッドチ
ップ30の磁気テープ32との摺動面の上半分にはトラ
ック数に対応した複数の磁気ヘッドよりなる磁気ヘッド
群が設けられている。同図において、31はヘッドチッ
プ30の上に集積された磁気ヘッド群33を保護するた
めの保護板である。
【0007】図5は、180°回転しないために、ヘッ
ドチップ325の磁気テープ29との摺動面に、上下に
それぞれ磁気テープ29の1点鎖線で示される中心線の
上半分Aに対応する磁気ヘッド群27と、下半分Bに対
応する磁気ヘッド群28が設けられている。同図におい
て26はヘッドチップ25の磁気テープ29との摺動面
に形成された磁気ヘッド群27および28を保護するた
めの保護板である。
【0008】このような固定ヘッド型磁気テープ記録再
生装置の磁気ヘッドとしては、図6に示されるような磁
気抵抗効果型ヘッド(以下MRヘッドという)が用いら
れている。図6は、図5に示される磁気ヘッド群27お
よび28の個々の磁気ヘッドを構成するヨーク型MRヘ
ッドの斜視図である。ヘッド基板を兼ねる下部ヨーク1
7と上部ヨーク23,24との間に磁気抵抗効果素子
(以下MR素子という)19とMR素子のバイアス磁場
を印加するバイアス線20が配置されており、下部ヨー
ク17の端部と上部ヨーク23の端部との隙間は磁気ギ
ャップ18を構成している。MR素子19の端部には高
保持力磁性膜21を介してMR素子リード22が設けら
れている。
【0009】このようなMRヘッドは、その構造から明
らかなように、MR素子19がテープ摺動面に露出して
いないため、信頼性が高く、また、上部ヨーク23,2
4とヘッド基板を兼ねた下部ヨーク17とMR素子19
で閉磁路を形成しているため、バイアス電流に対するバ
イアス磁場感度が高いという特徴がある。
【0010】図7は、オートリバースに対応した磁気抵
抗効果型の多トラック用薄膜磁気ヘッドチップの一例の
平面模式図である。ヘッドチップ34の磁気テープとの
接触側に、トラック数と同じ数のMR素子38,38
…、および41,41,…ならびにこれに隣接してMR
素子38,41等にバイア磁場を印加するバイアス線3
9が形成され、MR素子38…および41…の一端およ
びバイアス線39の一端はMR素子リード37およびバ
イアス線リード36を介して共通端子40に接続されて
いる。MR素子38,38,…および41,41…の他
方はそれぞれMR素子リード37,37…を介して端子
35,35,…および端子43,43,…に接続されて
いる。なお同図において中央の一点鎖線はテープの幅の
中心線に対応するものであり、Aの部分はたとえばテー
プの上半分に対応し、Bの部分はテープの下半分に対応
するものとする。多数の端子35および43ならびに各
1個の端子40および42を介してワイヤボンド,TA
B,圧着等の手段により外部の回路と接続される。
【0011】また、このような磁気ヘッドを用いた場合
のテープ走行方向の変化に伴う従来の磁気ヘッドの切換
方法の一例を図8に示す。この図においては、各方向の
1つのトラックに対するMR素子38および41をそれ
ぞれ1個ずつ表示してある。それぞれの符号は、図7の
符号と対応する。バイアス線39の一方は端子42を介
してバイアス電流源46に接続され、バイアス線39の
他方は共通端子40を介して接地される。MR素子38
の一方は端子35を介して再生ヘッドプリアンプ45お
よびヘッド切換スイッチ47を経由してヘッド出力端子
48へ接続される。MR素子41の一方の端子は端子4
3を介して再生ヘッドプリアンプ44およびヘッド切換
スイッチ47を経由してヘッド出力端子48へ接続され
る。MR素子38および41の他方は共通端子40を介
して接地される。図に示されるように従来は、ノイズの
関係で出力レベルを再生ヘッドプリアンプ44で増幅し
た後切換える必要があり、トラックと同じ数の再生ヘッ
ドプリアンプ44を必要としていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】従来は前述のように、
S−DATの場合は40トラック、DCC用の場合は1
8トラックと、片道対応ヘッドの場合の倍の多数の磁気
ヘッドを必要としていた。薄膜磁気ヘッドの場合、フォ
トリソグラフィおよび薄膜技術をベースに、二次元的に
素子を微細加工するため、ウェハプロセスとしては、ト
ラック数の多いことは直接的には特に大きな技術的困難
とはならない。しかしながら、トラック数が多くなるに
つれて、各端子から引出すリードの数が増加し、各磁気
ヘッドへの電気的接続が困難になる。図7の従来のリー
ド引出し方法によれば、引出し線数は、各トラックあた
り1本のMR素子リードと、バイアス線1本と共通端子
1本との和となり、トラック数をNとすると、(N+
2)本の引出し線が必要になる。したがって、S−DA
T用ヘッドでは42本、DCC用ヘッドでは20本とな
る。
【0013】ヘッドチップの幅は、おおむねテープ幅と
同程度の約3.8mmにとられるため、S−DAT用で
は、90ミクロン幅に各1本、DCC用では、190ミ
クロンに各1本の割合で引出し線を接続する必要があ
る。このように微細な引出し線ピッチは、現行の技術に
よれば非常に高価なものになるばかりでなく、接続の歩
留り,コストにも大きく影響するため、ピッチはできる
だけ大きく設定することが望ましい。したがって、オー
トリバースヘッドは、片側走行ヘッドと比較して、引出
し線の接続については非常に高価なものになってしまう
という課題があった。
【0014】本発明の目的は、多トラック用薄膜磁気ヘ
ッドの引出し線数を減少し、さらに再生ヘッドプリアン
プの数を減少することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明においては、一方
の走行方向用の複数の磁気抵抗効果型磁気ヘッド群と、
これの個々とそれぞれ直列に接続された他方の走行方向
用の複数の磁気抵抗効果型磁気ヘッド群と、それぞれの
磁気ヘッド群に独立のバイアス磁場を設定する電流バイ
アス導体とを基板上に形成した。
【0016】
【作用】ある走行方向に対する個々の磁気ヘッドと他の
走行方向に対する個々の磁気ヘッドとがそれぞれ2個ず
つ直列に接続されるから各磁気ヘッドのMR素子の引出
し線の数を2分の1にすることができる。各磁気ヘッド
群の切換えは、バイアス電流の値をMR素子の最適バイ
アス領域および飽和領域に切換えて設定することにより
行なうことができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。
【0018】図1は、図7の従来例に対応する本発明の
平面模式図である。同図において、中央の一点鎖線から
左方のAに対応する部分はテープのたとえば上半分に対
応する磁気ヘッド群を示し、右方のBに対応する部分は
テープの下半分に対応する磁気ヘッド群である。ヘッド
チップ1の表面の左側にはテープと摺動する方にMR素
子9,9,…とバイアス線10が形成されており、右側
にはこれと対称にMR素子7,7,…とバイアス線8と
が形成されている。MR素子9,9,…はそれぞれ対応
するMR素子7と2個ずつが直列に接続されている。そ
して一方の端部はMR素子リード6により端子4に接続
され、他方はMR素子リード6により共通端子11に接
続されている。またバイアス線8および10はヘッドチ
ップ1の中央付近においてバイアス線リード5により共
通端子11に接続されているようになっており、他方は
バイアス線リード5,5によりそれぞれ端子2および3
に接続されている。ヘッドチップ1の左側のMR素子9
と右側のMR素子7との接続は各2個1組で直列に接続
されておればよく、図1の接続にかぎられるものではな
い。同図に見られるように図7の従来例と異なるところ
は、MR素子2個につき1個の外部引出し端子が設けら
れており、バイアス線8および10は各テープ走行方向
毎に独立していることである。
【0019】図3は、図4に示されるヨーク型MRヘッ
ドにおけるバイアス電流とヘッドの感度の関係を示すグ
ラフである。図において、IB は感度が最大となる最適
バイアス線のバイアス電流、Is はMR素子の磁化がバ
イアス磁場により飽和してしまい、ヘッドの感度が大幅
に低下するバイアス電流である。バイアス電流の方向を
反転すると、IB ,Is に対応するIB ′,Is ′が存
在する。この特性は、MR素子の抵抗変化の磁場依存性
が、低域では2乗カーブになり、高域では飽和する特性
になっていることに対応している。この感度特性から、
バイアス電流の設定により、特定のヘッドの感度を極め
て小さくすることが可能なことがわかる。したがって、
図1のMR素子の接続により、2個のトラックに対する
磁気ヘッドを直列に接続すると、通常は、2つのトラッ
クの信号が加算された信号が出力されるが、それぞれの
MR素子に与えられるバイアス電流を適当に設定するこ
とにより、直列に接続された2個のヘッドのいずれかを
自由に選択して出力することができる。
【0020】図2は、この磁気ヘッド選択の原理を説明
する回路図である。符号2〜11は図1の対応する部分
に相当する。MR素子7および9は直列に接続され一方
は端子5を介して外部の再生ヘッドプリアンプ12を経
由しヘッド出力端子14に接続される。また他方は端子
11を介して接地される。バイアス線8は一方が端子1
1を介して接地され、他方は端子2を介してスイッチ1
3に接続される。またバイアス線10は一方が端子11
を介して接地され、他方は端子3を介してスイッチ13
に接続される。感度が最大となる最適バイアス電流IB
の電流源15はスイッチ13の端子aおよびdに接続さ
れ、感度が大幅に低下し飽和するバイアス電流Is ′の
電流源16がスイッチ13の端子bおよびcに接続され
ている。スイッチ13が図のように接続されていると、
バイアス線12は適正バイアス電流IB が流れ、バイア
ス線8には飽和バイアス電流Is ′が流れるために、M
R素子9は最大感度に、MR素子7は著しく感度が低下
する。このためヘッド出力端子14には、MR素子9に
対応したトラックの信号しか現われず、MR素子7に対
応したトラックの信号と混じり合うことはない。また、
スイッチ13を反転することにより、MR素子7に対応
したトラックの信号のみを再生することも可能にる。再
生時のノイズに関しては、ヨーク型MRヘッドのノイズ
は、実際の使用状態において、熱的なノイズよりも消磁
ノイズのような磁場の形でヘッドに印加されるノイズが
支配的であるから、ノイズに関しても、IS を流したヘ
ッドでは、大幅に減少するため、直列に接続したことに
よる悪影響はない。また、バイアス線は、テープ走行方
向に対応したそれぞれの磁気ヘッドグループの中で直列
にすることができるため2本ですむことになる。
【0021】したがって本発明によれば、ヘッドチップ
からの引出し線数は、トラック2個ごとにMR素子リー
ド1本とバイアスに2本と共通端子1本となり、トラッ
ク数をNとすると(N/2+3)本の引出し線数ですむ
ことになる。
【0022】一例として、S−DAT,DCCの場合を
考えると、従来の方法では、それぞれ42本,20本
が、本発明のリード引出し法を使用することにより、そ
れぞれ、23本,12本と大幅に数を減らすことができ
る。
【0023】なお、図1においては、テープ上のトラッ
クの走行方向に対して同じ位置のヘッドを直列接続して
いるが、それぞれの磁気ヘッド群の任意のヘッドを直列
にすることもできる。これは、後の回路処理により同様
の効果が得られるためである。また、バイアス電流とし
て、IB ,IS の代わりに、図3のIB ′,IS ′を使
っても、同様の効果が得られることはいうまでもない。
【0024】以上、本実施例においては、ヨーク型MR
ヘッドについて説明を行なったが、電流バイアス線を具
備したMRヘッドであれば、シールド型MRヘッド、あ
るいはノンシールド型MRヘッドにおいても、同様に本
発明を実施することが可能である。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来の方
法に比べて、オートリバース対応の固定ヘッド型録音器
用多トラック薄膜磁気ヘッドのヘッドチップからの端子
引出し線の数を、大幅に低減できるとともに、再生ヘッ
ドプリアンプの数も減少することができる。したがって
歩留りの改善およびコストの低減に貢献することが大き
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における平面模式図である。
【図2】図1の実施例の切換の動作を示す回路図であ
る。
【図3】ヨーク型MRヘッドのバイアス電流とヘッド感
度の一例を示すグラフである。
【図4】片道走行用の多トラックヘッドチップの斜視図
である。
【図5】オートリバース対応の多トラックヘッドチップ
の斜視図である。
【図6】ヨーク型MRヘッドの概略の構造を示す斜視図
である。
【図7】従来の多トラック型磁気ヘッドの平面模式図で
ある。
【図8】図7の多トラック型磁気ヘッドのヘッドの切換
を示す回路図である。
【符号の説明】
12,44,45 再生ヘッドプリアンプ 15 適正バイアス電流源 16 飽和バイアス電流源 7,9 MR素子 8,10 バイアス線 13 スイッチ 14 ヘッド出力端子

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の走行方向用の複数の磁気抵抗効果
    型磁気ヘッド群と、これの個々の磁気ヘッドとそれぞれ
    直列に接続された他方の走行方向用の複数の磁気抵抗効
    果型磁気ヘッド群と、それぞれの磁気ヘッド群に独立の
    バイアス磁場を設定する電流バイアス導体とを基板上に
    形成したことを特徴とする多トラック用薄膜磁気ヘッ
    ド。
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