JPH0298806A - マルチトラック薄膜磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はマルチトラック薄ｌｌｉ磁気ヘッド、特に複数
の磁電／を磁変換素子が基板上に薄膜形成法によって形
成され、ヘッドの媒体摺動面が複数のトラックの配列方
向に関して曲面加工されるマルチトラック薄膜磁気ヘッ
ドに関するものである。

［従来の技術］ 薄１１１６１気ヘッドは半導体ＩＣなどの製造プロセス
と同様の薄膜堆積法、フォトリソグラフィ技術によって
製造され、小型軽量であり、また大量生産に適しており
、さらに多数の６ｎ気ギヤツプを同一のヘッドチップ内
に集積したマルチトラックヘッドを構成するのも容易で
あるなどの優れた利点がある。

最近では、オーディオ信号をデジタル信号に変換して磁
気記録再生を行なうデジタルオーディオテープ（ＤＡＴ
と略称される）レコーダなどにおいては８０μｍピッチ
で２０個以上の磁気ギャップを集積したマルチトラック
薄膜ヘッドの実用化が期待されている。また、コンピュ
ータシステム用の外部記憶装置として用いられる磁気テ
ープ装置では、１８トラツクの薄膜磁気ヘッドが開発さ
れている。これらの磁気テープレコーダには、記録媒体
として幅０，１５〜０．５インチの磁気テープが用いら
れる。第３図に従来技術による上記のようなテープレコ
ーダに使用されるマルチトラックの薄膜６１気ヘツドの
構造を示す。

第３図ではｎ個の磁気ギャップを有するヘッドを示して
いるが、中央部分の構造の図示を省略している。第３図
において符号１はヘッドの基板であるが、この構造にお
いては磁性材から構成されている。符号Ｅｌ〜Ｅｎはｎ
個の１ｉｆ１電／電６ｎ変換素子（以下単に変換素子と
いう）で、基板１との間で磁気ギャップ３を構成する上
部磁気コア４と金属薄膜からなるフィル５によって構成
されている。基板１上の各電磁変換素子はセラミックな
どの材料から成る補強板（破線によって示す）に覆われ
ている。

第３図において、基板１と上部磁気コア４の間に形成さ
れる磁気ギャップは図の上部の摺動画工０から符号６で
示すギャップデプス（深さ）を有する。第３図では摺動
面１０は磁気テープと各変換素子Ｅ１〜Ｅｎの良好な接
触を得るために、図示のように素子の配列方向Ｙ（トラ
ック幅方向）に関して直線状で、またテープの走行方向
Ｘ（またはＸ’）に関しては滑らかな、はぼ円筒面に成
形されている。

変換素子は図示のようにＹ方向に関して一直線状に配列
されているため、ギャップデプス６は全素子で一定の深
さとなっている。

一方、磁気記録媒体としてはテープのみならず、近年で
は円板状のフロッピーディスクなどの媒体が知られてお
り、マルチトラック薄膜ヘッドはこのような媒体ととも
に第４図のような構造で用いられる。

第４図は電子スチルカメラにおける２トラツクの薄膜磁
気ヘッドの構造を示している。第４図において符号７は
紙面に垂直な方向に２個の変換素子を配５１１シたマル
チトラック薄膜ヘッドで、符号Ｘの方向に回転駆動され
る磁気ディスク９に摺動して磁気記録再生を行なう。そ
の場合、磁気ヘッド７はバッド８とともに磁気ディスク
９を挟持した状態で磁気記録再生を行なう。

バッド８はｂｉ！気ディスク９の回転ぶれを抑え、磁気
ディスク面の位置を規制するためのもので、６ｎ気ヘツ
ド７との対向面が凹部８ａとなっており、この凹部８ａ
内部に磁気ヘッド７の摺動面をわずかに突出させること
によって凹部８ａ内の空気圧およびｂｎ気ディスク９の
弾性を利用して良好なヘッドタッチを得るように工夫さ
れている。第４図の磁気ヘッド７は第５図のような外形
を有する。

第５図において符号１は第３図と同様の基板で、この基
板１上には第３図とほぼ同様の構造を有する変換素子が
２トラツク分構成されている（不図示）。

変換素子は補強板２によって覆われ、基板１と補強板２
の摺動面１０はトラック幅方向Ｙおよび媒体の走行方向
Ｘの両方向に関して曲面、すなわち球面状に成形されて
いる。これは、磁気シートがトラック幅方向Ｙおよび走
行方向Ｘの両方向に関して変形するためである１通常、
第５図のヘッドの場合２トラツクの変換素子の中心線に
関してＸ、Ｙ方向にそれぞれ対称な曲面を形成すること
によって、２つのトラックに関して良好で均一なヘッド
タッチを得ることができる。この曲面の半径はバッド８
の形状などにもよるが、一般に５〜２０ｍｍ程度に設定
されることが多い。

［発明が解決しようとする課題］ 第４図、第５図に示したような磁気ディスク用のマルチ
トラック薄膜ヘッドは２トラツク程度のものが多いが、
近年では電子スチールビデオカメラなどにおいては画像
の高品質化の要求が高まりつつあり、ヘッドの取り扱う
情報量が増大する傾向にある。また、当然記録再生信号
の伝送速度の高速化の要求も高まりつつある。このよう
な事情は画像処理装置に限定されず、コンピュータなど
の外部メモリとして装置が使用される場合も同様である
。

同時に取り扱える情報量を増加させるための−手段とし
ては、磁気ディスクを用いる装置においても第３図に示
したような構造によってチャンネル数を増大させること
が考えられる。

ところが、第４図、第５図に示したように磁気ディスク
などの回転媒体を用いる場合には、摺動面のトラック幅
方向に関しても曲面を形成する必要があり、従ってトラ
ック数が従来の２トラック程度ではそれほど問題がない
が、それ以上のチャンネル数を確保する場合には次のよ
うな問題がある。

例えば、第３図に示すような多数（ｎ）個の変換素子を
設け、第５図に示したようにトラック幅方向に関しても
曲面加工を行なうとすると、もし各変換素子Ｅ１〜Ｅｎ
を第３図同様に直線状に配置した場合、当然ギャップデ
プス６がヘッド中心部で大ぎく、端部に近づくほど小さ
くなってしまう。

ギャップデプスの大小はヘッドの磁界発生効率や再生効
率を左右するため、中央部のトラックでは周辺部のトラ
ックより効率が低下するという問題を生じる。特に、薄
膜磁気ヘッドでは磁気コアの厚みが１μｍ以下〜数十μ
ｍ程度と薄いので、良好なヘッド効率を確保するために
はギャップデプスは１μｍ以下から大きくても１０μｍ
以下と短く、１μｍオーダーあるいはサブミクロンオー
ダーの加工精度が要求され、その寸法差はわずかでもヘ
ッドの特性に大きく影響する。

本発明の課題は以上の問題に鑑み、多数個の変換素子を
設けるマルチトラック薄１１ｉ　６１気ヘツドにおいて
、磁気ディスクなどの回転媒体を用いる場合でもトラッ
ク幅方向にも摺動面に曲面構造を与えてヘッドタッチを
向上させ、しかも複数の変換素子に関して均一な記録再
生特性を付与できるようにすることである。

［課題を解決するための手段］ 以上の課題を解決するために、本発明においては、複数
の［電／電磁変換素子が基板上に薄膜形成法によって形
成され、媒体摺動面が複数のトラックの配列方向に関し
て曲面加工されるマルチトラック薄膜磁気ヘッドにおい
て、前記複数の磁電／電磁変換素子の基板上での各変換
素子のギャップ深さ方向に関する配置位置を前記摺動面
の曲面形状に応じて設定した構成を採用した。

［作　用］ 以上の構成によれば、各ｉａ電／電硼変換素子のギャッ
プ深さ方向の位置がトラック幅方向の摺動面の曲面形状
に応じて設定されるため、各磁電／電磁変換素子に摺動
面形状に拘わらず所望のギャップ深さに関連した変換特
性を付与することができる。

［実施例コ 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明を採用した磁気ディスクなどの回転媒体
を用いるマルチトラック薄膜６ｉｌ気ヘツドの構造を示
している。ここでは符号Ｅ１〜Ｅ４の４つの変換素子を
有する構造を示す。

第１図において符号１はＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｎｊ−
Ｚｎフェライトなどの材質から成る磁性基板で、基板１
上には不図示の絶縁層を介して金属薄膜によるコイル５
、磁性基板１との間に磁気ギャップ３を有する上部磁気
コア４によって構成される変換素子Ｅ１〜Ｅ４が配置さ
れている。

各変換素子Ｅ１〜Ｅ４の構造は従来と全く同様であり、
公知の薄膜堆積法、フォトリソグラフィ、エツチング工
程によって形成される。ただし、変換素子Ｅ１〜Ｅ４の
基板１上での配置位置は、後述のように従来と異なる。

第１図では図示していないが、基板１上には従来と同様
に５ｉ０２．Ａｌ１０３等の絶縁材による保護層が形成
される。

基板１および不図示の保護層の媒体摺動面は、ラッピン
グなどの工程によってほぼ楕円球面となるように構成さ
れる。すなわち、摺動面１０はトラック幅方向Ｙおよび
媒体の摺動方向Ｘの両方向に関して曲面に成形される。

変換素子Ｅ１〜Ｅ４の基板１上での配置位置は摺動面１
０の曲面に関連して、それぞれ図のＺ方向（ギャップデ
プス方向）に関して異なった高さに設定される。例えば
磁気ディスクなどのフレキシブルな回転媒体を使用する
時、ここで望ましいＹ方向の摺動面１０の円弧の半径と
して１０ｍｍを設定し、その曲率の中心を全素子の中心
線１１上におくものとする。

この時、各変換素子Ｅ１〜Ｅ４の配置ピッチが１００μ
ｍである場合には中心側の２つの変換素子Ｅ２、Ｒ３は
２方向に関して同じ高さに設定し、両側の素子Ｅ１、Ｒ
４をＺ方向に関して摺動面１０からΔＤだけ後退させた
位置に配置する。

この後退量ΔＤは、上記のＹ方向の曲面設定では１μｍ
とする。

このような構成によって、Ｙ方向に関しても摺動面１０
を曲面としても、従来のように周辺側の変換素子でギャ
ップデプスが減少することなく、全ての変換素子に関し
て均一な特性を有する優れたマルチトラック薄ｉ磁気ヘ
ッドを提供できる。

また、媒体の摺動方向Ｘに関しては従来と同様に曲面形
成を行ない、摺動面全体をほぼ球面形状とすることで良
好なヘッドタッチを得ることができ、磁電／電磁変換の
際のスペーシングロスを低減することができる。

上記実施例では４つの変換素子を有する４トラックの磁
気ヘッドを例示したが、素子数が増えても第１図と同様
の構成を採用できる。例えば、前記と同様に摺動面のト
ラック幅方向の曲面半径が１０ｍｍ、素子のピッチが１
００μｍで素子数が６トラツクの場合、ヘッドの端部か
ら各変換素子をＥ１〜Ｅ６とすると、中央の２つの素子
Ｅ３、Ｒ４に続いてＲ２、Ｒ５を第１図の場合と同様に
１μｍだけ２方向に後退させ、端部の素子Ｅ１、Ｒ６を
Ｒ２、Ｒ５よりもさらに２μｍだけＺ方向に後退させる
。このように、ヘッドの各変換素子をあらかじめ装填さ
れる摺動面を考慮して基板上に配置すれば、全ての変換
素子に関して均一な特性を有する優れた磁気ヘッドを構
成でき、マルチトラック化によって伝送情報量の増大お
よび伝送速度の高速化を図ることができる。

以上に示した実施例の構造を一般化すれば、摺動面の曲
率（曲面の半径）Ｒ１変換素子の配列ピッチＷおよび素
子数がわかれば、素子数がい（つでも素子の基板上での
位置を決定できる。例えば、素子の配列方向（トラック
幅方向）に関して単純な半径Ｒの摺動面で素子の数が偶
数の時、ヘッドの中心線よりｉ番目の素子とｉ＋１番目
の素子の移動量ΔＤｉは によって決定できる。

次に、第２図に補強板形成後に摺動面を加工する時内部
に配置された変換素子の位置に関連して適切な摺動面形
状を示す。

第２図は３トラック分の変換素子Ｅ１〜Ｅ３を有する基
板の平面図を示している。第２図において端部の変換素
子Ｅ１、Ｒ３は、摺動面１０の形状に合わせて中央の変
換素子Ｅ２よりもΔＤだけ２方向に後退した位置に設け
られている。

さらに、第２図では補強板形成後にＹ方向に曲面を形成
する場合、変換素子の上記の配置に適した摺動面加工を
行なうためにあらかじめ基板１の両端部に三角形状のギ
ャップデプスマーク１２を形成する。このギャップデプ
スマーク１２はコイル５の形成時に、コイル５と同一の
材料によって基板１上に図示のような三角形状に形成す
る。

ギャップデプスマーク１２は補強板形成後も摺動面１０
から１．１′の幅を測定でとる。ギャップデプスマーク
の図示のような三角形状は、図示のように設定される。

中央の変換素子Ｅ２のギャップデプスをり、端部の変換
素子Ｅ１、Ｒ３のギャップデプスをＤ′とすると、図の
ギャップデプスマーク１２の幅λ及び１′は所定の摺動
面形状においてＤ＝Ｄ　’＝１＝ａ′となる様に各素子
及び各デプスマークを所定の後退量を見込んで配置構成
する。

従って、以上のような構成によれば、摺動面１０から視
認されるギャップデプスマーク１２の幅ｕ、ｕ’が目的
のギャップデプスＤ％Ｄ′に等しくなるように研削加工
を行なえば、実際の変換素子の配置に適した摺動面の曲
面を与えることができる。

一般に、記録媒体の摺動面積はヘッドおよび媒体間の空
気層の圧力に影響し、従ってヘッドおよび媒体間のスペ
ーシングを抑制して良好な変換特性を得るためには、摺
動面の面積を必要最小限に抑えることが有効である。こ
のため、摺動面には信号の記録再生を行なうために必要
以外のものには充分な面積を与えることができないのが
普通である。以上のようなギャップデプスマークによれ
ば、摺動面の面積を大きく増大させることなく、限られ
た面積内において実際のギャップデプスを摺動面曲率の
補正などを必要とせず、容易に精度よく測定できるとい
う効果がある。また、上記のギャップデプスマークはヘ
ッド両端位置の中央部から最も離れた位置に配置される
ため、摺動面の曲率の影響がその摺動面上で視認される
幅ｌ、ｌ′に与える影響が最も大きく、精度よくギャッ
プデプスの制御を行なえるという効果がある。

なお、以上の実施例においてはギャップデプスマーク１
２はコイル５の形成時に同じ金属膜によって形成する構
造を例示したが、ギャップデプスマークは摺動面から視
認で仕ればどのような材質でもよく、ギャップ層、磁性
層などどのような材質から構成されていてもよい。また
、ギャップデプスマークはその視認される、あるいは光
学的な測定機構を介して測定される幅によってその時の
ギャップデプスの実際値が検出される構造を示したが、
ギャップデプスマークの電気的導通度や抵抗の変化、そ
の他の測定量の変化が実際のギャップデプスに対応して
変化するものであれば、どのような構造を用いてもよい
のはもちろんである。

以上の各実施例では電６１／磁電変換素子としてコイル
を使用した電磁誘導型の素子を例示したが、各変換素子
は磁気抵抗効果素子（以下ＭＲ素子という）によって構
成することもできる。例えば、最近では磁気媒体の信号
を直接拾うことなく、前記実施例のような磁気信号を捕
捉するための磁気ギャップおよびヨークを設け、その電
路の途中にＭＲ素子を配置して磁電／電磁変換を行なう
ヨーク型ＭＲヘッドが知られている。このようなヨーク
型のＭＲヘッドでは、磁路の寸法差は各変換素子の効率
差に大きな影響を与えるため、前記実施例と同様に変換
素子を摺動面の形状に応じて配置することによって、各
トラックに関して均一な変換特性を有する優れた磁気ヘ
ッドを提供することができる。

また、記録媒体垂直方向への磁化を記録再生するマルチ
トラック垂直磁気ヘッドにおいても、以上の実施例と同
様に、摺動面形状に応じて各トラックの素子（例えば主
磁極やコイル）を配置することにより、全トラックで良
好な変換特性を得ることができる。

［発明の効果］ 以上から明らかなように、本発明によれば、複数の磁電
／電磁変換素子が基板上に薄膜形成法によって形成され
、媒体摺動面が複数のトラックの配列方向に関して曲面
加工されるマルチトラック薄ＩＩＫ磁気ヘッドにおいて
、前記複数の磁電／電磁変換素子の基板上での各変換素
子のギャップ深さ方向に関する配置位置を前記摺動面の
曲面形状に応じて設定した構成を採用しているので、各
トラックに関して所望の変換特性を得られ、トラック幅
方向の摺動面の曲面形状によって回転媒体に関しても優
れたヘッドタッチ特性によりてスペーシングロスなく効
率のよい磁電／電磁変換が可能な優れたマルチトラック
薄膜磁気ヘッドを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用したマルチトラック薄膜磁気ヘッ
ドの構造を示した斜視図、第２図は本発明による異なる
マルチトラック薄膜磁気ヘッドの構造を示した平面図、
第３図以降は従来構造を説明するもので、第３図は従来
の磁気テープ用のマルチトラック薄＠磁気ヘッドの構造
を示した斜視図、第４図は磁気ディスクを用いる場合の
磁気記録再生装置の構造を示した説明図、第５図は第４
図の磁気ヘッドの構造を示した斜視図である。 １・・・基板　　　　　　２・・・補強板３・・・磁気
ギャップ　　４・・・上部磁気コア５・・・コイル　　
　　　６・・・ギヤップデブス７・・・磁気ヘッド　　
　８・・・バッド９・・・磁気ディスク　　１０・・・
摺動画１２・・・ギャップデプスマーク ４・・・・・・・・・二部石立５コ１ ５・・・・　・・・コイル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数の磁電／電磁変換素子が基板上に薄膜形成法に
   よって形成され、ヘッドの媒体摺動面が複数のトラック
   の配列方向に関して曲面加工されるマルチトラック薄膜
   磁気ヘッドにおいて、前記複数の磁電／電磁変換素子の
   基板上での各変換素子のギャップ深さ方向に関する配置
   位置を前記摺動面の曲面形状に応じて設定したことを特
   徴とするマルチトラック薄膜磁気ヘッド。 ２）前記摺動面の曲面加工時に摺動面側から所定の特性
   量を測定でき、その特性量がその摺動面形状における実
   際の前記磁電／電磁変換素子のギャップ深さに対応する
   ように前記基板上に設けられたギャップ深さ測定手段を
   有することを特徴とする請求項（１）記載のマルチトラ
   ック薄膜磁気ヘッド。