JP3537380B2 - 磁気ヘッド及び磁気再生装置 - Google Patents
磁気ヘッド及び磁気再生装置Info
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Description
ンス変化を用いた高感度なアクティブ磁気ヘッド及び高
密度磁気再生装置に関するものである。
0に報告された、磁気インピーダンスの変化を用いた磁
気インピーダンス素子(以下MI素子と称する)及びM
I素子を用いたヘッド(以下MIヘッドと称する)を示
す。図9において、導電性金属薄膜からなる検出導体膜
56が、トラック幅57に亘って、パーマロイ膜58と
SiO2膜59の積層膜からなる軟磁性コア60及び6
1によってサンドイッチされ、MI素子が構成されてい
る。その動作原理は次の通りである。UHF帯の高周波
発信器62より、抵抗63を介して高周波信号を印加し
て検出導体膜56に電流64を通電する。そして、検出
導体薄膜56の両端に配備した端子65及び66間の磁
気インピーダンスの変化にもとずいてその端子間の電圧
変化をを検出する。磁気記録媒体67上の磁化68から
発生する信号磁界が存在しない場合には、端子65及び
66間には、電流64と検出導体薄膜56の端子65及
び66間のインピーダンスとの積に相当するUHFキャ
リア信号の電圧が発生する。磁気録媒体からの信号磁界
を受けた場合には、軟磁性コア60及び61の磁化の容
易磁化方向がトラック幅方向に配向されているため、磁
化が信号磁界によって、配向方向から傾き、磁気インピ
ーダンスが小さくなる。従って、UHFキャリア信号が
磁気記録媒体の信号磁界によってAM変調された形で検
出される。この信号をAM検波することによって、磁気
記録媒体67上の信号磁化68を読み出すことができ
る。
進められているジャイアントMRヘッドの約10倍の出
力が得られる可能性がある。また、図10は、図9に示
す素子の動作カーブを求めたもので、キャリア信号周波
数を1.0GHzとして、素子をヘルムホルツコイルの
中央部に置いてDC磁界を加えて求めたものである。図
10から分かるように、感度良く信号を再生し、歪みの
小さな波形を得るには、直流バイアス点69の設定が必
要になる。上記モデルでは、キャリア信号と直流電流を
導体中に流して直流磁界を発生させ、バイアスとしてい
る。このようにして大きなインピーダンスの変化率(印
加磁界が零の場合と印加磁界が所定の値の場合との比)
が得えられる。
ールドタイプの磁気ヘッドが採用されている。このシー
ルドヘッドでは、ジャイアントMR膜(GMR)を1対
のシールドコアで挟み込み、磁気記録媒体からの信号磁
界によるGMR膜両端間の抵抗の変化を検出することに
より信号を取り出している。また、1対のシールド磁性
体によって、ギャップ領域の信号磁化をそれ以外の信号
磁化からシールドし、記録した信号からSNRの良好な
信号を再生するものである。
やすくするためには、MI素子を用い同様の動作をする
シールド型ヘッド構造を構成することが望まれていた。
GMR膜に直接高周波キャリア信号を印加しMIヘッド
として用いることが考えられるが、シールド間のGMR
膜の厚みは500Å以下であるため、抵抗が大くなりす
ぎて(GMR膜:約20μΩ−m)、信号磁界による高
周波キャリア信号の変化が隠されてしまい検出できな
い。また、GMR膜に高周波キャリア電流を流すことに
より、シールド用磁性体に高周波キャリア信号電流から
発生する高周波磁束が流れるため、信号磁界によって変
化しないシールド用磁性体によるインピーダンス成分が
増大し、感度が悪くなる。従ってそのような問題を生じ
ない、新たな構造のシールド型MIヘッドが望まれてい
た。
に伴い、トラック幅が狭くなる傾向がある。この場合ト
ラック幅の減少と比例してインピーダンスが減少し上記
高周波信号電圧が小さくなるため、できるだけインピー
ダンスの大きい構成にすることが求められる。さらに、
高周波キャリア信号や直流バイアス電流を導電性金属膜
に通電した場合、磁性体ギャップからの漏れ磁界によ
り、磁性体の磁化を消去する恐れがあり、できるだけギ
ャップからの漏れ磁界を弱める必要があった。
ッド構造を有し、シールド用磁性体による感度劣化が抑
制され、磁気回路と高周波電流の差交数が増加して高出
力を得ることができ、かつギャップからの漏れ磁界を防
止した磁気ヘッドを構成することを目的とする。
めに、本発明の磁気ヘッドは、第1の軟磁性体膜と、前
記第1の軟磁性体膜を無機質の絶縁体膜を介して両側か
ら挟み込むように形成した1対の導電性金属薄膜と、さ
らにその両側に無機質の絶縁体膜を介して配置した1対
のシールド用磁性体と、前記1対の導電性金属薄膜のト
ラック幅方向における一方の側の第1の電極対を接続す
る手段と、他方の側の第2の電極対を介して前記1対の
導電性金属薄膜に高周波キャリア信号電流を印加する手
段と、前記第1の軟磁性体膜に直流バイアス磁界を印加
する手段と、前記第2の電極対から検出されるAM変調
された信号を再生する高周波増幅器とを備える。それに
より、外部磁界に基づく前記1対の導電性金属薄膜にお
けるインダクタンスの変化を高周波キャリア信号の変化
として再生するように構成される。
のシールド用磁性体の1部にそれぞれ形成した第2の軟
磁性体膜を有する構成とする。
記導電性金属薄膜を前記第1の軟磁性体膜に対して対称
な位置に配備することが好ましい。
前記シールド用磁性体のキャリア周波数における透磁率
を、第1及び第2の軟磁性体膜の透磁率より小とするこ
とが好ましい。
前記直流バイアス磁界を印加する手段を、高周波キャリ
ア信号電流に直流電流を重畳して印加することにより構
成することができる。あるいは、前記直流バイアス磁界
を印加する手段を、前記シールド用磁性体の一部に配置
した永久磁石膜により構成し、その極性が磁気記録磁性
体対向面に対して同一になるよう配置してもよい。
1種の磁気ヘッドと、記録されている信号を前記磁気ヘ
ッドによって再生される記録媒体を保持する手段と、前
記記録媒体上の所定の位置へ前記磁気ヘッドを位置決め
するための位置決め手段とを備える。
4を用いて、実施の形態1について詳細に説明する。図
1は、実施の形態1におけるシールド型MIヘッドの断
面図である。第1の軟磁性体膜7に対して、対称な位置
にCu(比抵抗:1.57μΩ−m)からなる導電性金
属薄膜5及び9が、それぞれSiO2などの絶縁体6及
び8を介して配置されている。その外側をさらにそれぞ
れ絶縁体4及び10を介して、CoNbZrからなるシ
ールド用磁性体1及び2(以下シールドコアと称する)
によって挟み込んだ形に構成されている。図1には、磁
気記録媒体14からフライングハイト13の条件で再生
したときの磁束11、12の流れが示されている。
発明のシールド型MIヘッドの側面図に、信号検出のた
めの結線図が併せて示されている。
ルド間ギャップ3の中央の面(a)−(a')に対称に
作成されている。 また図2に示すように、導電性金属
薄膜5及び9における、トラックTに対する一方の側の
端部の電極21及び22が接続され、他方の側の端部の
電極23及び24に、第1の対の電極端子27及び2
8、第2の対の電極端子25及び26が設けられてい
る。高周波発信器18から高周波キャリア信号を、直流
電源19から直流バイアス電流を、抵抗20を介して第
2の対の電極端子25及び26に加えることによって、
導電性金属薄膜5に矢印31、導電性金属薄膜9では矢
印32の方向に電流が通電される。また、第1の対の電
極端子27及び28には高周波増幅器29が接続され
る。このようにして第1の対の電極端子27及び28か
ら、図1に示す磁気記録媒体14上に記録された信号磁
化15から発生する信号によりAM変調された高周波信
号が再生され、高周波増幅器29で増幅され、この増幅
器に含まれているAM検波器を通過して信号が復調され
る。
1及び2は、図3に示した磁気特性を持つ。すなわち、
高周波キャリア信号を1GHzキャリア信号として、第
1の軟磁性体膜7の透磁率の周波数特性はμ1であり、
シールドコア1及び2の透磁率の周波数特性はμcであ
る。このように構成すると、高周波キャリア信号、例え
ば1GHz信号を導電性金属薄膜に通電したとき、イン
ピーダンスの発生に寄与するのは第1の軟磁性体膜7の
みであり、シールドコア1及び2は磁気記録媒体から発
生する信号磁界にのみ反応することになる。
て説明する。以下で説明する電流は、上記高周波キャリ
ア信号電流及び直流を意味するが、瞬時瞬時を考えると
直流的扱いをしても差し支えないものである。上記のよ
うに構成することにより、図1中の導電性金属薄膜5に
は紙面と垂直に内部に向かう電流33が、一方、導電性
金属薄膜9中では紙面から外側に向かう電流34が流
れ、図2の電極端子25及び26から見て直列の流れと
なる。図4にギャップ部分の拡大図を示した。高周波キ
ャリア信号に対して電流33によって発生する磁束を、
実際には分布を持っているが、分かりやすくするため、
模式的に実線で示した。軟磁性体膜7中では矢印37、
シールドコア1中では矢印36で示す磁束35の流れと
なる。電流34から発生する磁束は、第1の軟磁性体膜
7中では矢印38、シールドコア2中では矢印39の向
きで、点線で示される磁束40となる。したがって軟磁
性体7中では磁束が強め合い、第1の軟磁性体膜7を有
効に使用することができることがわかる。すなわち、イ
ンピーダンスを向上させるためには、磁束と電流の差交
数をあげることが重要であり、インピーダンスは差交数
の2乗に比例する。従って、上記のように2つの軟磁性
体膜に直列に電流を流すことによって大幅にインピーダ
ンスが増加する。
に示した低周波数領域の透磁率となるため、第1の軟磁
性体膜7及びシールドコア1及び2の両者に反応するこ
とになる。すなわち以下に述べる実施の形態2の場合と
同じ動作となり、直流バイアス電流によってギャップに
発生する漏洩磁界は相殺され弱められることが分かっ
た。
ールド型MIヘッドの要部を図5に示す。このヘッド
は、実施の形態1と同様のシールドコア1及び2上の第
1の軟磁性体膜7に対向する位置に、第2の軟磁性体膜
16及び17を形成したものである。このように構成す
ると、磁束は図6に示すようになる。電流33から発生
する実線で示した磁束としては、第2の軟磁性体膜16
から第1の軟磁性体膜7を通って矢印36、37に示す
経路を通って戻る磁束35と、第2の軟磁性膜16を通
って第2の軟磁性膜11を矢印36、41に示す経路を
通って戻る磁束42がある。一方、電流34から発生す
る点線で示す磁束としては、第2の軟磁性体膜11と第
1の軟磁性体膜7を矢印49、38に示す方向を経て戻
る磁束40、及び、第2の軟磁性体膜11から第2の軟
磁性体膜16を矢印49、43の方向を経て戻る磁束5
0がある。これらは、上部では矢印47及び48で示す
ように相殺し、特に矢印51で示した磁気記録媒体対向
面でも、矢印46と45に示すように電流33及び34
から発生する磁束とが相殺することになる。
れた信号磁化を消去することがない程度に、磁界が弱め
られる効果が得られる。実施の形態2の場合には、第1
の軟磁性体膜7と第2の軟磁性体膜16、11が図3に
示すμ1の特性を持ち、シールドコア1及び2がμcの
特性持つように選定する。したがって高周波キャリア信
号及び直流バイアス電流に対して同様な上記効果を持
つ。
は、直流バイアスを印加するために、高周波キャリア信
号に直流バイアス電流を重畳させて用いたが、永久磁石
膜を用いてバイアスを掛ける方法が有効である。図7
は、シールドコア1及び2の一部に、CoCrPtの永
久磁石膜52及び53配置したものである。このように
配置することによって、均一な直流バイアス磁界を第1
の軟磁性体膜7に印加することができる。なお、高周波
キャリア信号に対する動作は実施の形態1と同様である
ので説明は省略する。
ールド型MIヘッドは、図8に示すように、実施の形態
2の構成において直流バイアス磁界を永久磁石膜54及
び55により印加するようにしたものである。この場
合、図に示すように、極性が磁気記録媒体面に対して同
一になるように配置することによって、2つの磁石から
発生するギャップ部分における磁束の向きが、逆向きと
なって相殺し合い、ギャップからの漏れ磁界を弱めるこ
とができる。
属薄膜5、9に、電極端子から見て直列に電流を流すこ
とは、実施の形態1〜4とも同様に構成されているの
で、磁束と電流との差交数をあげ、インピーダンスを大
幅に向上せしめて出力レベルを向上させる効果は同様に
得られる。
eTaNを用いた例を示したが、1GHzにおける実効
透磁率の優れたFe系、Co系金属磁性体膜、酸化物磁
性体膜のすべてが有効である。また、上記実施の形態で
は、第1及び第2の軟磁性体として同一材料を用いた例
を示したが、異なる材料を用いることもできる。
iO2を用いた例を示したが、アルミナやCuなど非磁
性体の全ての材料が有効である。基板としてはNiTi
Mgのセラミック基板を用いた例を示したが、AlTi
Cなど、他のセラミック、ガラス系材料、カーボン基板
も有効である。また、永久磁石膜としてCoCrPtを
用いた例を示したが、SmCoやFe系等の硬質磁性体
の全てが有効である。
第1の軟磁性体膜を1対の導電性金属薄膜により挟み込
むように形成して、高周波キャリア信号や直流バイアス
信号を用いることによるギャップからの洩磁界の発生を
防止し、また磁気回路と高周波電流との差交数を増加さ
せて大幅な出力向上が得られる。
線を示す図
性体膜の磁気特性図
図
図
作カーブを示す図
4、45、46、47、48、49 磁束の方向を示す
矢印 50 磁束 51 磁気記録媒体対抗面を示す矢印 52、53、54、55 永久磁石膜 56 検出導体膜 57 トラック幅 58 パーマロイ膜 59 SiO2膜 60、61 軟磁性コア 62 高周波発信器 63 抵抗 64 電流 65、66 端子 67 磁気記録媒体 68 磁化 69 直流バイアス
Claims (7)
- 【請求項1】 第1の軟磁性体膜と、前記第1の軟磁性
体膜を無機質の絶縁体膜を介して両側から挟み込むよう
に形成した1対の導電性金属薄膜と、さらにその両側に
無機質の絶縁体膜を介して配置した1対のシールド用磁
性体と、前記1対の導電性金属薄膜のトラック幅方向に
おける一方の側の第1の電極対を接続する手段と、他方
の側の第2の電極対を介して前記1対の導電性金属薄膜
に高周波キャリア信号電流を印加する手段と、前記第1
の軟磁性体膜に直流バイアス磁界を印加する手段と、前
記第2の電極対から検出されるAM変調された信号を再
生する高周波増幅器とを備え、 外部磁界に基づく前記1対の導電性金属薄膜におけるイ
ンダクタンスの変化を高周波キャリア信号の変化として
再生することを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項2】 前記1対のシールド用磁性体の1部にそ
れぞれ形成した第2の軟磁性体膜を有することを特徴と
する請求項1記載の磁気ヘッド。 - 【請求項3】 前記導電性金属薄膜を前記第1の軟磁性
体膜に対して対称な位置に配備したことを特徴とする請
求項1または2記載の磁気ヘッド。 - 【請求項4】 前記シールド用磁性体のキャリア周波数
における透磁率が、第1及び第2の軟磁性体膜の透磁率
より小であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
1項に記載の磁気ヘッド。 - 【請求項5】 前記直流バイアス磁界を印加する手段
を、高周波キャリア信号電流に直流電流を重畳して印加
することにより構成したことを特徴とする請求項1〜4
のいずれか1項に記載の磁気ヘッド。 - 【請求項6】 前記直流バイアス磁界を印加する手段
を、前記シールド用磁性体の一部に配置した永久磁石膜
により構成し、その極性が磁気記録磁性体対向面に対し
て同一になるよう配置したことを特徴とする請求項1〜
4のいずれか1項に記載の磁気ヘッド。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の磁
気ヘッドと、記録されている信号を前記磁気ヘッドによ
って再生される記録媒体を保持する手段と、前記記録媒
体上の所定の位置へ前記磁気ヘッドを位置決めするため
の位置決め手段とを備えたことを特徴とする磁気再生装
置。
Priority Applications (1)
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JP2000156784A JP3537380B2 (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 磁気ヘッド及び磁気再生装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3537380B2 true JP3537380B2 (ja) | 2004-06-14 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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