JPH0154765B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気記録媒体の厚み方向に磁化成分を
持たせた記録またはその再生を行なう磁気ヘツド
に関する。

磁気記録媒体上の記録密度を上げていく時媒体
上の磁化は媒体の厚み方向の成分が大きくなり、
記録再生ヘツドは媒体厚み方向に磁路を形成する
構造が重要となる。一般に媒体の厚み方向（垂直
方向）に記録再生する技術を垂直磁化記録と称し
詳しくは日本応用磁気学会第一回資料「磁気記録
の将来に関する―考察―垂直磁気記録の可能性に
ついて」（昭52年５月26日）に記載されているの
で省略する。

第１図は当該垂直磁気記録における記録媒体、
及び磁気ヘツドの構造を示すものであり従来この
構造で開発されてきている（前記資料参照）。第
１図は記録トラツク方向の断面図を示してあり、
記録媒体１０１は記録又は再生の過程で例えば失
印１０６の方向に移動する。磁気ヘツドは１０２
及び１０４より成り、両者は媒体１０１を挾む様
にして対向している。１０２の中心付近には高透
磁率の磁性薄膜（例えば１ミクロン厚のパーマロ
イ等）の主磁極１０３が基板１０２上にメツキ或
はスパツター等により形成されサンドイツチされ
ている。１０４は透磁率の比較的高い材料（例え
ばNi―Znフエライト）から成り、１０４の周囲
には記録又は再生に関与するコイルが巻きつけら
れている。記録時にはコイル１０５に流れる記録
電流によつて生ずる磁界が矢印１０７の如く磁気
記録媒体１０１を通過し、殊に磁性薄膜１０３と
媒体との接触部分に磁界が集中する事によつてそ
の部分を磁化記録する。再生時には、同じく薄膜
１０３が媒体に接触する部分の媒体上の記録磁化
によつて薄膜１０３と磁性体１０４の中に矢印１
０７の如く発生する磁界の変化をコイル１０５が
検出する。以上が垂直磁化記録の方式と従来の実
施例を示すものである。

第１図に代表される記録再生方式にあつては記
録又は再生に係る磁界は媒体１０１に垂直方向の
成分のみを扱うもので垂直磁気記録の原理に合致
している。然しながら、第１図から明らかな様に
磁気ヘツドを構成する磁性体は、媒体を挾んで直
線上に並び、いわば棒上アンテナを構成する事に
なる。従つて記録又は再生時に、それぞれの信号
に対応してヘツド内磁性コア部に発生する磁界は
従来のリング型ヘツドがそうであつた様にコア内
部で閉じる事はできず、コア外部に放射される。
従つてまた必然的に、コイル１０５又は媒体１０
１以外の外部環境から発生する電磁界を、棒状ア
ンテナの効果によつて引き込む事になる。筆者ら
の実験結果では、環境によつて差が大きく現われ
た。記録電流の値を、飽和記録電流（再生出力信
号が最大となる電流）以上に設定してやれば記録
時に外部磁界の影響は現われなかつた。再生時に
は或る特殊な環境下で外部磁界の影響が比較的小
さくなる時があるが、一般的な環境下では、再生
信号のＳ／Ｎ比の劣化と、記録磁化の減衰が起き
た。特に記録磁化の減衰については、回転型の媒
体の同一トラツク上で繰り返し再生を行う（フロ
ツピーデイスク等のドライブ）場合には極めて短
時間の内に6dB以上もの減衰を示す事がある。こ
れらの現象は外部交流電磁界が薄膜１０３の先端
に集中する為であり、ヘツドの磁性コア構造に基
く当然の帰結である。第１図のヘツド構造に対し
てこれら現象を防止する為には、ヘツド及び媒体
を含め記録再生装置全体を磁気的に外部電磁界に
対して遮蔽しなければならない。遮蔽壁の内側に
モーター等の磁界発生部を含まない様な構造をと
る事が重要である。この様な対策が極めて非能率
的である事は言うまでもない。

本発明の目的は、係る従来のヘツドの欠点を解
消し、外部磁界等による再生信号のＳ／Ｎ低下或
は減衰のない、高密度垂直磁気記録に適した磁気
ヘツドを提供するものである。同時に、記録効
率、再生効率の向上を実現する事を目的とする。

第２図は、本発明になる磁気ヘツドの基本的な
原理構造を示す断面図例である。

第３図は第２図のヘツド構造における、ヘツド
内磁性コア部と磁気記録媒体との接する付近の特
に重要となる部分について拡大して示した実施例
である。第２図において、２０１は磁気記録媒体
であり、その構造は第３図に示す如く例えば媒体
基板３０１の両面に磁気記録用薄膜３０２及び３
０３が形成されている。

基板３０１は例えばポリエチレンテレフタレー
トの様な可撓性高分子樹脂のシート或はアルミニ
ウム合金の様な固い材質から成る。２０２，２０
３は媒体２０１を挾む様にして配置し、一対で一
個の磁気ヘツドを構成する。２０４は高透磁率磁
性薄膜（パーマロイ合金、非晶質磁性体等）であ
り今後これを主磁極と呼ぶ。２０５，２０７，２
０８はやはり高透磁率の非導電性磁性コア（例え
ばフエライト）であり、各々第１磁性コア、第２
磁性コア及び第３磁性コアと呼ぶ。２０６は記録
又は再生用コイルで補助磁極２０５に巻かれてい
る。主磁極２０４は例えば真空スバツタにより非
磁性基板３０５（Ba₂TiO₃等）上に１ミクロン前
後の厚みで形成される。主磁極２０４と第３磁性
コア２０８とは媒体に近い例で離れ、遠い側で近
接している。第１磁性コア２０５と第２磁性コア
２０７も同様に媒体に近い側で離れ、媒体と接し
ない側で近接している。それぞれの近接の度合は
数十ミクロン以内であれば問題ないが密着を理想
とする磁性コア部以外は前記Ba₂TiO₃の様なセラ
ミツク等の非磁性物質から成る（３０５，３０
６，３０７，３０８，３１２）。

３０９はコイル２０６を巻いたコア２０５と非
磁性体３０８との隙間を埋めるエポキシ樹脂等の
モールド材である。

第２図において記録電流をコイル２０５に流す
時、磁界は図中の矢印Ｃの如く媒体２０１を介し
てコア２０４，２０８，２０７，２０５を通る閉
磁路を形成する。即ち、ヘツド２０２と２０３の
間には媒体を介して磁路Ａと磁路Ｂが形成され、
磁路Ａ，Ｂ及び磁性コア２０４，２０８，２０
７，２０５の他には実効的に磁路は形成されな
い。この時、磁路Ａにおいて、主磁極２０４に接
する媒体３０２の、特に主磁極２０４の近接部の
磁界が極めて高くなり、媒体３０２上に記録磁化
される。媒体の、主磁極２０４に接しない側の面
３０３及び磁路Ｂ中における磁界は、媒体を磁化
させない程度に低い値である。因に主磁極２０４
は１ミクロン前後の厚みであり、他の磁性コア２
０５，２０７，２０８が媒体に面する部分の厚み
は数百ミクロン〜数ミリメートルである。従つて
第２図の平面上で比較しても主磁極２０４の先端
部分の磁界強度に対し、コア２０５の先端側及び
磁路Ｂ部での磁界強度は十分小さい。更にトラツ
ク幅方向について、コア２０５，２０７，２０８
の長さをトラツク幅より大きく取れば、磁界強度
は更に小さくなる。これらの理由から媒体３０３
及び磁路Ｂ中での媒体の磁化或は記録減磁現象は
起きない。実際第２図の構造をしたヘツドによる
記録再生において上記の現象は確認されない。更
に、第１図のヘツドと第２図のヘツドについて、
互に主磁極先端付近の形状が同一の構造をしたも
ので記録再生を行なつた結果、記録条件において
は、第２図のヘツドでは飽和記録に対する90％記
録電流の値が小さくなつた。又飽和記録時の再生
信号が増大した。以上の事は記録効率、及び再生
効率の向上を示すものである。第２図、第３図に
おいて、磁路Ａ付近の主磁極２０４とコア２０５
との距離をl₁、磁路Ｂ付近のコア２０８とコア２
０７との距離をl₂とする。l₁，l₂は何れも数十ミ
クロン〜数百ミクロンの値である。この場合、既
述した如く磁路Ｂ付近のコア２０７と２０８の断
面積は、磁路Ａの主磁極２０４の断面よりも数百
倍以上大きい。従つてコア２０７とコア２０８の
間の磁気抵抗即ち磁性コア部を含まない磁路Ａの
磁気抵抗より十分小さい。

この結果、媒体に垂直方向の外部磁界による影
響は第２図Ｄに示す如く磁路Ｂの側に表われ、第
１図ヘツドの如く主磁極２０４の先端に外部磁界
が集中する事はない。磁路Ａでの外部磁界の影響
は磁路Ｂ部での影響より小さい。又磁路Ｂ部での
コア２０７と２０８の断面積を十分大きくしてお
けば、磁路Ｂ部での記録減磁も生じない。更に、
l₁とl₂について l₁＞l₂ となる様にコア端と媒体の間に非磁性スペーサ３
１３，３０７，３１２を設けてやると、磁路Ａで
の単位面積当たり磁気抵抗は磁路Ｂでの単位面積
当たり磁気抵抗より大きくなるから、コア２０
７，２０８の断面積の大小に関係なく外部磁界の
影響は磁路Ａの方が小さくなる。実際、第２図の
構造をしたヘツドにより繰り返し再生において、
一般的な環境のもとでの記録減磁の現象は、磁路
Ａ部についても、Ｂ部についても観測されていな
い。又外部電磁界による再生信号のＳ／Ｎ比低下
も第１図ヘツドに比較して大幅に減少し、外部の
影響を受けない安定したＳ／Ｎが得られた。これ
は外部磁界の影響がコイル２０６内のコア２０５
中に現われず、コア２０７，２０８の側に現われ
る為である。

第４図は、磁路Ｂ付近について形状を変化させ
たものの例である。即ち第３図においてコア２０
７，２０８と媒体との間に設けたスペーサ３０
７，３１２を取除きコア４０１，４０２の端面は
直接媒体に面している。磁路Ａ付近の構造は第３
図に等しい。コア４０１とコア４０２の距離が主
磁極とコア２０５の距離に比較して、第３図より
も更に小さくなり、外部磁界に対する効果は更に
優れる。又再生時に、磁路Ｂ部にある媒体上の記
録磁化が発生する磁界は、記録磁化のデータ長即
ち磁化反転間隔に対してコア４０１及びコア４０
２が十分に大きい事から、コア４０１或はコア４
０２の内部で閉磁界を構成し、コア２０５を通過
してコイルに信号を誘起する事は生じない。記録
時においては第３図の説明と同様にして磁路Ｂ部
での媒体磁化は生じない。第４図のヘツド構造
は、第３図に比較して簡単になり組立てが容易と
なる。

第５図は、コイル５０２を主磁極５０１に巻い
た場合の例である。コイル５０２以外のヘツド構
造は基本的に第２図に等しく、第１図に対する性
能の向上も同様である。５０１及び５０２の具体
的な形状例を第６図に示す。５０１は高透磁率磁
性薄膜である。コイル５０２は第６図Ｂに断面形
状を示してある様に基板６０８上に蒸着若しくは
スパツタ等によつて導電膜を形成したのち、パタ
ーンエツチングにより形成された積層膜によつて
構成されている。６０２，６０３がコイル断面で
あり、６０５，６０６は、絶縁層である。６０
４，６０７は、コイル導体層パターニングに伴う
段差補正の為の絶縁層である。主磁極５０１は磁
性コア５０３に、上辺の側で近接或は密着してい
る。又下側導体層６０２と上側導体層６０３とは
６０９の部分で密着導通している。第５図にあつ
ては下側ヘツドにコイルが無い為、下側ヘツドの
構造が極めて組立て易くなる。上側ヘツドについ
ても主磁極を形成する工程で同様にコイル層も形
成する事が可能となるから、ヘツド全体の組立て
は第３図より優れている。第７図、第８図は、更
に第５図ヘツドの下側コアの形状を変形したもの
である。下側ヘツドがコイルを含まない事からコ
ア形状は簡単になり、コア材を一体化する事もで
きる。構造が極めて単純であり組立て易い事が明
瞭である。

以上本発明になるヘツド構造によれば、外部磁
界によるＳ／Ｎ低下、記録減磁の現象が解消され
同時に、記録、再生効率が向上するものである。
本発明になるヘツド構造は様々な変形形状におい
て実現可能であり、実施例はその一部に過ぎな
い。

上述の如く、本発明は、磁気記録媒体を挾んで
垂直方向に対向して配置された主磁極と第１磁性
コアとを有する磁気ヘツドにおいて、磁気記録媒
体を挾んで垂直方向に対向して第２磁性コア及び
第３磁性コアを配置し、該主磁極と第３磁性コア
とは、該媒体に近い側で離れ、遠い側で接触して
おり、該第１磁性コアと該第２磁性コアとは、該
媒体に近い側で離れ、遠い側で接触しており、該
第２磁性コアと該第３磁性コアと対向する面間距
離は、該主磁極と該第１磁性コアと対向する面間
距離よりも短いようにしたから、第３磁性コアと
第２磁性コア間の磁路へ外部磁界による影響を集
中させることができるので、主磁極と第１磁性コ
ア間の磁路には外部磁界による影響を防止するこ
とができる。従つて、第１磁性コアに巻回された
コイルから、Ｓ／Ｎ比の良好な信号を得ることが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が係る磁気記録の原理と従来提
案されているヘツド構造を示している。第２図以
降本発明になる磁気ヘツドの構造例を示すもので
あり、第３図は第２図の一部分についての実施
例、第４図は第２図の一部分についての別の実施
例である。第５図は本発明になる変形例であり、
第６図はその部分拡大図、第７図、第８図は更に
別の変形例である。 １０１，２０１……磁気記録媒体、１０３，２
０４，５０１……高透磁率磁性薄膜、１０４，２
０５，２０７，２０８……磁性コア、１０５，２
０６，５０２……コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 磁気記録媒体を挾んで垂直方向に対向して配
   置された主磁極と第１磁性コアとを有する磁気ヘ
   ツドにおいて、磁気記録媒体を挾んで垂直方向に
   対向して第２磁性コア及び第３磁性コアを配置
   し、該主磁極と第３磁性コアとは、該媒体に近い
   側で離れ、遠い側で接触しており、該第１磁性コ
   アと該第２磁性コアとは、該媒体に近い側で離
   れ、遠い側で接触しており、該第２磁性コアと該
   第３磁性コアと対向する面間距離は、該主磁極と
   該第１磁性コアと対向する面間距離よりも短いこ
   とを特徴とする磁気ヘツド。