JPH0322644B2 - - Google Patents
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/1278—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive specially adapted for magnetisations perpendicular to the surface of the record carrier
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、一つのトラツクに沿つて垂直方向
に磁化することにより情報を書込む磁化可能の記
憶層を備える記録媒体に対して使用される非磁性
基体上の成層構造としての薄膜磁気ヘツドに関す
るものである。この磁気ヘツドは二つの磁極片か
ら成り、磁束を導くリングヘツド類似の磁気導体
を備え、その記録媒体に対向する磁極はヘツドの
運動方向において前後に特定の間隔を保つて配置
され、少くともほぼ扁平な書込み・読出し巻線を
備え、その巻回は二つの磁極片の間に形成された
中間室内に拡がつている。 〔従来の技術〕 この種の磁気ヘツドの一例は欧州特許出願公開
（EP−A1）第0012910号公報に示されている。 情報を記憶するための垂直磁化の原理はよく知
られている（例えば「アイ・イー・イー・イー
トランサクシヨン オン マグネチクス」IEEE
Transaction on magnetics、MAG−16、１、
Jan.1980、pp.71〜76；ドイツ連邦共和国特許出
願公開（DE−OS）第2924013号又は前記EP−A1
第0012910号公報）。垂直磁化法と呼ばれることが
多いこの原理の実施には硬い磁気記憶板、柔軟な
単一板（フロツピーデイスク）あるいは磁気テー
プの形の記録媒体を必要とする。これらに対応す
る記録媒体は磁気異方性物質、特に一つのCoCr
合金を含む特定の厚さの磁化可能の記憶層を少く
とも一つ備えている。この層の磁化容易軸は媒体
表面に垂直に向けられている。特殊な磁気ヘツド
を使用してこの媒体の一つのトラツクに沿つて
個々の情報がセル又はブロツクとも呼ばれる連続
して並ぶ区域内に記憶層の適当な磁化によつて書
込まれる。実際には一般に磁束の転換即ち一つの
磁化方向から逆の磁化方向への移行が情報として
利用される。この区域はトラツクの長さ方向にお
いて波長とも呼ばれている特定の拡がりを持つ。
この拡がりは縦（水平）記憶方式において達成さ
れる限界に比べて著しく小さくなり得るものであ
る。従つて垂直磁化原理に従うことにより記録媒
体上の情報密度を著しく上昇させることができ
る。 縦磁化原理に対して公知の書込みを読出しの双
方に使用される組合せ書込み・読出しヘツドはそ
のまま垂直磁化法に対して使用することはできな
い。このヘツドは普通リングヘツド類似の形態を
持ち、垂直磁化原理の際にも要求されるできるだ
け閉結した円に沿つて磁束を導き磁気抵抗を小さ
くすることは可能であるがこのリングヘツドを使
用すると書込まれた情報の読出しに際して困難な
問題が生ずる。 このことから垂直磁化法に対しては特殊な書込
み・読出しヘツドを開発する必要があると考えら
れた。この方法に適した磁気ヘツドは一般に記憶
層の各区域の磁化を反転させるための強力な垂直
磁場を作る主磁極を備える。この場合必要な磁気
帰還は記録媒体の反対側に置かれた補助磁極によ
つて行われる。（前記の「アイ・イー・イー・イ
ー トランサクシヨン オン マグネチクス」
IEEE Trans magn.MAG−16参照）。磁気帰還
は主磁極と同じ側にある補助磁極によることも可
能である（「アイ・イー・イー・イー トランサ
クシヨン オン マグネチクス」IEEE Trans
magn.MAG−17、６、Nov.1981、pp.3120〜
3122又は同MAG−18、６、Nov.1982、pp.1158
〜1163；前記のDE−OS又はEP−A1）。これに応
じて前記の欧州特許出願公開公報に記載されてい
る書込み・読出し磁気ヘツドには二つの磁極片で
構成された磁束を導くリングヘツド類似の磁気導
体が設けられ、その記録媒体に向う終端部がヘツ
ドの運動方向から見て特定の間隔を保つて前後に
配置されて主磁極と補助磁極を構成する。これら
の磁極片の間に形成され絶縁材料を充満した中間
室を通して一つの少くとも充分に扇平な巻線の巻
回が拡がる。この巻線によつて主磁極の書込み機
能が励起されあるいは読出し機能のために主磁極
の励起が記録される。この巻線の巻回と磁極片は
共に薄膜技術によつて非磁性基体上に形成され
る。 例えば前記のEP−A1又はDE−OSによつて公
知の磁気ヘツド型の場合補助磁極は常に磁束の帰
還だけに使用される。時として生ずる補助磁極に
よる同伴書込みは主磁極による書込みがそれに続
き、補助磁極による書込みの上に重ねられること
から受け入れておかなければならない。しかし補
助磁極の走行端縁による同伴読出しを少くとも大
部分阻止するため、両磁極間に形成された空気間
隙を比較的広くして補助磁極においての磁束密度
が充分低く保持されるようにしなければならな
い。しかしこのような広い間隙を持つ層の薄膜技
術による実現は困難である。 この難問のため特別な補助磁極を使用しない磁
気ヘツドが提案されている（「アイ・イー・イ
ー・イー トランサクシヨン オン マグネチク
ス」IEEE Trans.magn.、MAG−18〔６〕、
Nov.1982、pp 1170〜1172；EP−A2第0071489
号公報）。これらの磁気ヘツドでは必要な磁束の
帰還が洩れ磁束によつて実施される。それに対応
してEP−A2第0071489号公報に記載されている
磁気ヘツドには記録媒体に向つた磁極が一つだけ
使用され、これに扁平な書込み・読出し巻線が所
属する。単一磁極ヘツドとも呼ばれているこの種
の磁気ヘツドにより効果的な書込み機能に対して
一般に必要とされている条件は少くとも大部分満
たされる。これに対応して高いビツト密度での記
録に対しては記録媒体の記憶層を反転磁化するた
めに充分強い磁場を達成する必要があると同時
に、ヘツドの立去り側の縁端において磁場の低下
をできるだけ急峻にして磁化反転の際の過渡領域
幅が小さくなるようにしなければならない（「ア
イ・イー・イー・イー トランサクシヨン オン
マグネチクス」IEEE Trans.Magn.MAG−
19、〔５〕Sept.1983、pp.2239〜2224）。しかし補
助磁極が存在しないと充分強い読出し信号は得ら
れない。 読出しに際しての上記の問題に基いて書込みヘ
ツドと読出しヘツドとに分離して各ヘツドをそれ
ぞれの機能に適合させた系が公知である（「ア
イ・イー・イー・イー トランサクシヨン オン
マグネチクス」IEEE Trans.magn.、MAG−
16、〔５〕、Sept.1980、pp 967〜972、MAG−
17、〔６〕、Nov.1981、pp 2538〜2540）。読出し
には縦磁化法に対して公知のリングヘツドが使用
されるのに対して、書込みは前記の単一磁極ヘツ
ドによつて実施される。この場合単一磁極ヘツド
は記録媒体の裏面に補助磁極を備えることができ
る。しかしそれぞれの機能に適合した読出しヘツ
ドと書込みヘツドを分離して設けた系は構造が複
雑化し高価となる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 この発明の目的は、冒頭に挙げた書込み・読出
ヘツドを改良して垂直磁化原理に基く切換え可能
の書込み機能と読出し機能とが共に比較的高い効
率をもつて遂行されるようにすることである。特
に充分高い読出し電圧がこの磁気ヘツドによつて
作られ、更に書込み機能に対する上記の要求が少
くとも大部分満たされることが期待される。 〔問題点を解決するための手段〕 この目的はこの発明によれば、特許請求の範囲
第１項に記載された構成により達成される。 〔作用効果〕 この発明による磁気ヘツドの利点は別の書込み
巻線が少数の巻回でよいことである。これによつ
てこの巻線を作る際の構造形成に対する困難な問
題が大部分避けることができる。書込み・読出し
巻線の方は比較的小電流が流れるだけであるから
極めて微細な構造とすることができる。この巻線
の巻回数は充分大きくすることができるから読出
し信号電圧が高くなる。 書込み巻線とこの巻線に所属する書込み磁極片
の特殊な空間配置によりこの発明による磁気ヘツ
ドには書込み・読出し巻線による書込みに際して
リングヘツドの磁場分布が作られ、別の書込み巻
線では単一磁極ヘツドの磁場分布が作られる。こ
れらの磁場を重ねることにより書込み磁極片内で
は垂直全磁場となり、書込み磁場の著しい上昇を
可能にする。この磁気ヘツドで読出す際には補助
の書込み巻線は機能しない。この場合磁気ヘツド
は読出し機能に対してリングヘツドとして動作さ
せることができる。 この発明による磁気ヘツドの有利な実施態様は
特許請求の範囲第２項以下に示される。 〔実施例〕 図面を参照してこの発明とその展開を更に詳細
に説明する。 第１図に示したこの発明による書込み・読出し
磁気ヘツドは垂直磁化方式に対して使用される公
知のリングヘツド類似の磁気ヘツドから発したも
のである（例えばEP−A1第0012910号公報）。第
１図に２として示されているヘツドは例えば書込
み機能中のものであり、基体３の平坦面例えば飛
行体と呼ばれている素子の前面又は背面に置かれ
ている。このヘツドは公知の垂直磁化型記録媒体
Ｍに対してその例えばCoCrから成る特殊記憶層
４から例えば0.2μｍの飛行高度を保つて一つのト
ラツクに沿つて移動する。一般にヘツドは静止し
記録媒体の方がヘツドの下を通過する。磁気ヘツ
ド２に対する記録媒体の相対的移動方向は矢線ｖ
で示されている。 磁気ヘツド２は二つ磁極片７と８を持ち磁束を
導くリングヘツド類似の磁気導体６を備えてい
る。これらの磁極片はその記録媒体に向つた終端
９と１０が記録媒体Ｍの表面に少くとも近似的に
垂直に向けられ、そこに磁極P1，P2を形成する。
これらの磁極の間には縦方向即ち運動方向ｖの幅
ｗが1μｍ以下、特に0.3μｍ以下である小さな空気
間隙１２が作られている。リングヘツド状の磁気
導体６の中央区域１３では、両磁極片７と８の間
の間隔は空気間隙幅ｗに比べて拡げられている。
そのため運動方向に見て背後にある磁極片７はこ
の部分で前方にある直線状の磁極片８から大きな
間隔w′を保つ。区域１３の外では記録媒体Ｍに
対して反対側の端部が結合区域１４となつて磁極
片８に接し、それによつて磁気導体６のリングヘ
ツド類似の形状を作る。中央区域１３において磁
極片７と８の間に形成された中間室１６には読出
しコイルとなる扁平巻線１７が拡がつている。こ
の巻線は書込みコイルならびに読出しコイルとし
て使用されるもので、一般に比較的多数の巻回を
持つ多層巻線である。 書込み機能に対してはこの発明により例えば充
分扁平な補助巻線１８が設けられ、その巻回は一
方の磁極片例えば基体３に向つた内側の磁極片８
に沿つて巻かれている。この読出し巻線１７にほ
ぼ平行に設けられた書込み巻線１８は、リングヘ
ツド類似の磁気導体６の区域１３内で磁極片８に
よつて分離されている。 書込み機能に対してはこの発明により両方の巻
線１７と１８に通流方向記号で示した方向に書込
み電流が流れる。これらの電流は少くともリング
ヘツド類似の磁気導体６の区域では互いに逆向き
とすることができる。これらの巻線で囲まれた磁
極片８内には両方の巻線によつて作られた磁場の
重ね合せによつて作られる矢印２０で示した磁束
が誘起される。この磁束は磁極片８内従つて磁極
P2の部分では短い矢印２１で示した外側磁極片
７内磁束よりも著しく大きい。これによつてこの
発明による磁気ヘツド２は単一磁気ヘツドに準じ
て主として磁極片８の磁極P2だけを使用して書
込む。この書込み機能以外では巻線１８は無電流
であり、磁気ヘツド２は従つて読出し巻線１７だ
けを使用して通常のリングヘツドとして動作す
る。 磁気ヘツド２を薄膜技術によつて製作する場合
一般に例えばTiCおよびAl2O3からなる基体にと
りつけた飛行体を使用する。この基体には必要に
応じて充分厚い絶縁層例えばAl2O3層を設けるこ
とができる。磁極片７と８ならびに磁脚部分２２
の形成に対しては特殊な弱磁性材料例えばNiFe
合金（パーマロイNi／Fe−81／19）又はFeBの
磁性薄膜をスパツタリング、蒸着又は電解析出に
よつて形成させ、例えばSiO2又はAl2O3の非磁性
中間層によつて互に分離する。この磁性層はその
面に沿つて磁化する。製造過程に基きこの磁性層
は単軸異方性を示す。即ち各磁性層は磁化容易軸
と呼ばれる互に90゜回転した二つの異方性軸を持
ち、その磁化は磁化容易軸に平行又は逆平行であ
ることが多い。磁化容易方向は各層の形成に際し
て印加した磁場によつて誘起することができる。
この方向は常に磁気導体６内の磁束の方向に垂直
であり、従つて磁極P1とP2の近傍では記録媒体
Ｍの表面にほぼ平行である。成長した各層は写真
蝕刻法、プラズマ・エツチング、イオンビーム・
エツチング又は湿化学エツチング等の公知技術に
より構造化してヘツドの両磁極片を構成する。 磁気ヘツド２の製作に対してはまず基体３又は
その絶縁層の表面に補助書込み巻線１８となるコ
イルの少数の巻回をとりつける。基体表面は例え
ばAl2O3から成りイオンビーム又はプラズマによ
るエツチングで溝を作ることができる。続いて例
えばCu又はAu又はAlの層を析出させ、公知方法
により構造化し平坦化する。これによつて以後の
製作工程は平坦な基体に対して実施することがで
きる。この磁極片はその磁極P2の区域までは比
較的厚く例えば２乃至4μｍの厚さとし、磁極P2
に向つて約0.2乃至1μｍの厚さまで薄くする。次
いで第２磁極片７との接合個所１４に至るまで磁
極片８を絶縁ならびに間隙層で覆う。この層は例
えば硬いAl2O3とする。磁極片８と間隙層の完成
後書出しおよび読出し巻線となる巻線１７の各巻
回を同じく薄膜技術によつて基体表面に平行な少
くとも一つの平面内に作り構造化する。巻線１７
に誘起される電流は極めて微小であるから、導体
の断面積は実際上電荷負荷に応じて定める必要は
ない。しかし製造技術上の理由から極端に薄く極
めて微細な構造は避ける。巻線は一般に多層構造
であり、例えばCu、Au又はAlからなるその巻回
の断面は例えば0.5μｍ×3μｍであつて、特殊な平
滑化材料内に埋め込まれる。平滑化材料としては
例えば合成樹脂特にポリイミド系のものが使用さ
れる。 次の工程段において第２の薄層磁極片７がとり
つけられ構造化される。その際磁極片７の磁性層
は間隙１２の部分では間隙層だけで、中間区域１
３では更に巻線１７の巻回が埋め込まれている平
滑化層を加えて磁極片８から分離されている。接
合個所１４の区域では両磁極片７と８が互に接合
して磁気ヘツドのリングヘツド類似形式を形成す
る。 最後にこのようにして作られた薄膜磁気ヘツド
２を保護するため比較的厚い保護層例えばAl2O3
層を設ける。 第２図と第４図に示したこの発明による磁気ヘ
ツドの実施態様と第１図に示した磁気ヘツド２と
の間の主要な相違点は書込み・読出し巻線に対す
る書込み補助巻線の巻回の位置である。総ての図
面において対応部分は同じ符号で示されている。 第１図に示した磁気ヘツド２と異り第２図の磁
気ヘツド２５では、書込みコイルとなる巻線２６
が磁気ヘツド内部において直接基体３の表面に設
けられずに磁気ヘツドの外側に置かれている。こ
の場合両方の巻線の磁場の重り合いにより磁極片
７内に誘起された磁束２８は内部の基体側の磁極
片８内の磁束２９よりも著しく大きくなり、書込
み機能は主として外側の磁極片７によつて行なわ
れる。 第２図の磁気ヘツド２５は書込み機能中のもの
であり、この機能に対して補助書込み巻線２６と
書込み・読出し巻線１７の双方が使用される。こ
の場合記録媒体の記憶層４では第３図のグラフに
示した磁場の強さの分布となる。縦軸には磁場の
強さＨを任意単位でとり、横軸には第２図に示す
ように間隙１２の中点を原点とする距離座標ｘを
μｍを単位としている。曲線は書込み巻線２６
が投入され書込み・読出し巻線１７が遮断されて
いるときのものであり、曲線は書込み・読出し
巻線だけが励起されているときのものである。こ
れに対して巻線１７と２６が共に書込みに使用さ
れているときは曲線で示した磁場の強度分布と
なる。この場合書込み・読出し巻線１７の効率は
例えば70％という高い値となり得る。書込み巻線
２６の効率は主として磁極に対する巻線の空間配
置に関係し、巻線が対応する磁極に近い程高い値
となる。典型的には約10％の効率となる。しかし
このような効率の差に基いてこれらの巻線をその
極性を考えて並列に接続したとき曲線で示した
最高合成磁場が作られるように巻線１７と２６の
抵抗を選定することができる。 更に第３図から分るように書込み・読出し巻線
１７と書込み巻線２６を書込み機能に対して同時
に投入することによつても書込み磁場の立上りを
急峻にすることができるという利点がある。これ
に対応してグラフにt1として示されている書込み
巻線２６だけの場合の曲線に引かれた接線はこ
の巻線２６と書込み・読出し巻線１７の両方によ
つて作られた合成磁場の曲線に対する接線t3よ
りも傾斜が緩やかである。 第１図、第２図に示した磁気ヘツド２と２５に
おいてはそれぞれの書込み巻線１８又は２６がほ
ぼ平坦な形状と考えられているのに対して、第４
図の実施例３０には補助の書込み巻線３１が追加
され、磁極片７と８から構成されるリングヘツド
類似の磁気導体６を少くとも部分的に囲んでい
る。同じく薄膜技術によつて作られる磁気ヘツド
３０の補助巻線３１は例えば単一の幅広い帯導体
巻回あるいは多数の巻回から構成される。従つて
この巻線は基体３の表面近くに、磁極片７の外側
にある扁平な外方部分３３と結合されて巻線３１
を形成する扁平な内方部分３２を備えている。図
に記入した書込み・読出し巻線１７と補助の書込
み巻線３１を流れる電流の方向において書込み機
能は主として外側の磁極片７によつて行われる。
一方の巻線の電流の方向を変えることによつて内
側の磁極片８によつても書込むことができること
は当然である。 第５図と第６図にこの発明による磁気ヘツド３
５の一部の互に90゜回転した切断面を示す。この
磁気ヘツドは第１図の磁気ヘツド２から出たもの
であるが、その補助書込み巻線３６が基体３の側
にあつて書込み磁極片３８に組み込まれていると
いう有利な構成となつている。そのためにこの磁
極片にはその磁極P2の近くに穴３９がほられ、
この穴に補助巻線３６の少くとも一つの巻回が広
がつている。この磁極片３８を作るためには一例
ともまず基体３の表面に少くとも一つの弱磁性材
料層を巻線３６の巻回に対応する厚さに設ける。
続いてこの層に穴３９をほり、そこに巻線３６の
巻回を入れる。この構造を例えば間隙ならびに分
離用の層４１で覆つた後磁極片３８の残りの層４
２をとりつける。以後の製造工程段階は第１図の
磁気ヘツド２の工程段階に対応するものとするこ
とができる。 第５図の磁気ヘツドの磁極片３８の表面に沿つ
た切断面−を第６図に示す。ここではこの磁
極片によつて覆われている部分が破線で示されて
いる。磁極片３８内の磁束４３の方向と巻線３６
内の電流の方向は矢印で示されている。 第５図と第６図に示したこの発明による磁気ヘ
ツド３５においては、書込みコイルとして使用さ
れる補助巻線３６が製造技術上特に簡単に実現さ
れる。即ち磁極P2の区域において磁極片３８の
少くとも一つの弱磁性層４０をその一部が巻線３
６に対する導体路として使用されるように構造化
すればよい。
に磁化することにより情報を書込む磁化可能の記
憶層を備える記録媒体に対して使用される非磁性
基体上の成層構造としての薄膜磁気ヘツドに関す
るものである。この磁気ヘツドは二つの磁極片か
ら成り、磁束を導くリングヘツド類似の磁気導体
を備え、その記録媒体に対向する磁極はヘツドの
運動方向において前後に特定の間隔を保つて配置
され、少くともほぼ扁平な書込み・読出し巻線を
備え、その巻回は二つの磁極片の間に形成された
中間室内に拡がつている。 〔従来の技術〕 この種の磁気ヘツドの一例は欧州特許出願公開
（EP−A1）第0012910号公報に示されている。 情報を記憶するための垂直磁化の原理はよく知
られている（例えば「アイ・イー・イー・イー
トランサクシヨン オン マグネチクス」IEEE
Transaction on magnetics、MAG−16、１、
Jan.1980、pp.71〜76；ドイツ連邦共和国特許出
願公開（DE−OS）第2924013号又は前記EP−A1
第0012910号公報）。垂直磁化法と呼ばれることが
多いこの原理の実施には硬い磁気記憶板、柔軟な
単一板（フロツピーデイスク）あるいは磁気テー
プの形の記録媒体を必要とする。これらに対応す
る記録媒体は磁気異方性物質、特に一つのCoCr
合金を含む特定の厚さの磁化可能の記憶層を少く
とも一つ備えている。この層の磁化容易軸は媒体
表面に垂直に向けられている。特殊な磁気ヘツド
を使用してこの媒体の一つのトラツクに沿つて
個々の情報がセル又はブロツクとも呼ばれる連続
して並ぶ区域内に記憶層の適当な磁化によつて書
込まれる。実際には一般に磁束の転換即ち一つの
磁化方向から逆の磁化方向への移行が情報として
利用される。この区域はトラツクの長さ方向にお
いて波長とも呼ばれている特定の拡がりを持つ。
この拡がりは縦（水平）記憶方式において達成さ
れる限界に比べて著しく小さくなり得るものであ
る。従つて垂直磁化原理に従うことにより記録媒
体上の情報密度を著しく上昇させることができ
る。 縦磁化原理に対して公知の書込みを読出しの双
方に使用される組合せ書込み・読出しヘツドはそ
のまま垂直磁化法に対して使用することはできな
い。このヘツドは普通リングヘツド類似の形態を
持ち、垂直磁化原理の際にも要求されるできるだ
け閉結した円に沿つて磁束を導き磁気抵抗を小さ
くすることは可能であるがこのリングヘツドを使
用すると書込まれた情報の読出しに際して困難な
問題が生ずる。 このことから垂直磁化法に対しては特殊な書込
み・読出しヘツドを開発する必要があると考えら
れた。この方法に適した磁気ヘツドは一般に記憶
層の各区域の磁化を反転させるための強力な垂直
磁場を作る主磁極を備える。この場合必要な磁気
帰還は記録媒体の反対側に置かれた補助磁極によ
つて行われる。（前記の「アイ・イー・イー・イ
ー トランサクシヨン オン マグネチクス」
IEEE Trans magn.MAG−16参照）。磁気帰還
は主磁極と同じ側にある補助磁極によることも可
能である（「アイ・イー・イー・イー トランサ
クシヨン オン マグネチクス」IEEE Trans
magn.MAG−17、６、Nov.1981、pp.3120〜
3122又は同MAG−18、６、Nov.1982、pp.1158
〜1163；前記のDE−OS又はEP−A1）。これに応
じて前記の欧州特許出願公開公報に記載されてい
る書込み・読出し磁気ヘツドには二つの磁極片で
構成された磁束を導くリングヘツド類似の磁気導
体が設けられ、その記録媒体に向う終端部がヘツ
ドの運動方向から見て特定の間隔を保つて前後に
配置されて主磁極と補助磁極を構成する。これら
の磁極片の間に形成され絶縁材料を充満した中間
室を通して一つの少くとも充分に扇平な巻線の巻
回が拡がる。この巻線によつて主磁極の書込み機
能が励起されあるいは読出し機能のために主磁極
の励起が記録される。この巻線の巻回と磁極片は
共に薄膜技術によつて非磁性基体上に形成され
る。 例えば前記のEP−A1又はDE−OSによつて公
知の磁気ヘツド型の場合補助磁極は常に磁束の帰
還だけに使用される。時として生ずる補助磁極に
よる同伴書込みは主磁極による書込みがそれに続
き、補助磁極による書込みの上に重ねられること
から受け入れておかなければならない。しかし補
助磁極の走行端縁による同伴読出しを少くとも大
部分阻止するため、両磁極間に形成された空気間
隙を比較的広くして補助磁極においての磁束密度
が充分低く保持されるようにしなければならな
い。しかしこのような広い間隙を持つ層の薄膜技
術による実現は困難である。 この難問のため特別な補助磁極を使用しない磁
気ヘツドが提案されている（「アイ・イー・イ
ー・イー トランサクシヨン オン マグネチク
ス」IEEE Trans.magn.、MAG−18〔６〕、
Nov.1982、pp 1170〜1172；EP−A2第0071489
号公報）。これらの磁気ヘツドでは必要な磁束の
帰還が洩れ磁束によつて実施される。それに対応
してEP−A2第0071489号公報に記載されている
磁気ヘツドには記録媒体に向つた磁極が一つだけ
使用され、これに扁平な書込み・読出し巻線が所
属する。単一磁極ヘツドとも呼ばれているこの種
の磁気ヘツドにより効果的な書込み機能に対して
一般に必要とされている条件は少くとも大部分満
たされる。これに対応して高いビツト密度での記
録に対しては記録媒体の記憶層を反転磁化するた
めに充分強い磁場を達成する必要があると同時
に、ヘツドの立去り側の縁端において磁場の低下
をできるだけ急峻にして磁化反転の際の過渡領域
幅が小さくなるようにしなければならない（「ア
イ・イー・イー・イー トランサクシヨン オン
マグネチクス」IEEE Trans.Magn.MAG−
19、〔５〕Sept.1983、pp.2239〜2224）。しかし補
助磁極が存在しないと充分強い読出し信号は得ら
れない。 読出しに際しての上記の問題に基いて書込みヘ
ツドと読出しヘツドとに分離して各ヘツドをそれ
ぞれの機能に適合させた系が公知である（「ア
イ・イー・イー・イー トランサクシヨン オン
マグネチクス」IEEE Trans.magn.、MAG−
16、〔５〕、Sept.1980、pp 967〜972、MAG−
17、〔６〕、Nov.1981、pp 2538〜2540）。読出し
には縦磁化法に対して公知のリングヘツドが使用
されるのに対して、書込みは前記の単一磁極ヘツ
ドによつて実施される。この場合単一磁極ヘツド
は記録媒体の裏面に補助磁極を備えることができ
る。しかしそれぞれの機能に適合した読出しヘツ
ドと書込みヘツドを分離して設けた系は構造が複
雑化し高価となる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 この発明の目的は、冒頭に挙げた書込み・読出
ヘツドを改良して垂直磁化原理に基く切換え可能
の書込み機能と読出し機能とが共に比較的高い効
率をもつて遂行されるようにすることである。特
に充分高い読出し電圧がこの磁気ヘツドによつて
作られ、更に書込み機能に対する上記の要求が少
くとも大部分満たされることが期待される。 〔問題点を解決するための手段〕 この目的はこの発明によれば、特許請求の範囲
第１項に記載された構成により達成される。 〔作用効果〕 この発明による磁気ヘツドの利点は別の書込み
巻線が少数の巻回でよいことである。これによつ
てこの巻線を作る際の構造形成に対する困難な問
題が大部分避けることができる。書込み・読出し
巻線の方は比較的小電流が流れるだけであるから
極めて微細な構造とすることができる。この巻線
の巻回数は充分大きくすることができるから読出
し信号電圧が高くなる。 書込み巻線とこの巻線に所属する書込み磁極片
の特殊な空間配置によりこの発明による磁気ヘツ
ドには書込み・読出し巻線による書込みに際して
リングヘツドの磁場分布が作られ、別の書込み巻
線では単一磁極ヘツドの磁場分布が作られる。こ
れらの磁場を重ねることにより書込み磁極片内で
は垂直全磁場となり、書込み磁場の著しい上昇を
可能にする。この磁気ヘツドで読出す際には補助
の書込み巻線は機能しない。この場合磁気ヘツド
は読出し機能に対してリングヘツドとして動作さ
せることができる。 この発明による磁気ヘツドの有利な実施態様は
特許請求の範囲第２項以下に示される。 〔実施例〕 図面を参照してこの発明とその展開を更に詳細
に説明する。 第１図に示したこの発明による書込み・読出し
磁気ヘツドは垂直磁化方式に対して使用される公
知のリングヘツド類似の磁気ヘツドから発したも
のである（例えばEP−A1第0012910号公報）。第
１図に２として示されているヘツドは例えば書込
み機能中のものであり、基体３の平坦面例えば飛
行体と呼ばれている素子の前面又は背面に置かれ
ている。このヘツドは公知の垂直磁化型記録媒体
Ｍに対してその例えばCoCrから成る特殊記憶層
４から例えば0.2μｍの飛行高度を保つて一つのト
ラツクに沿つて移動する。一般にヘツドは静止し
記録媒体の方がヘツドの下を通過する。磁気ヘツ
ド２に対する記録媒体の相対的移動方向は矢線ｖ
で示されている。 磁気ヘツド２は二つ磁極片７と８を持ち磁束を
導くリングヘツド類似の磁気導体６を備えてい
る。これらの磁極片はその記録媒体に向つた終端
９と１０が記録媒体Ｍの表面に少くとも近似的に
垂直に向けられ、そこに磁極P1，P2を形成する。
これらの磁極の間には縦方向即ち運動方向ｖの幅
ｗが1μｍ以下、特に0.3μｍ以下である小さな空気
間隙１２が作られている。リングヘツド状の磁気
導体６の中央区域１３では、両磁極片７と８の間
の間隔は空気間隙幅ｗに比べて拡げられている。
そのため運動方向に見て背後にある磁極片７はこ
の部分で前方にある直線状の磁極片８から大きな
間隔w′を保つ。区域１３の外では記録媒体Ｍに
対して反対側の端部が結合区域１４となつて磁極
片８に接し、それによつて磁気導体６のリングヘ
ツド類似の形状を作る。中央区域１３において磁
極片７と８の間に形成された中間室１６には読出
しコイルとなる扁平巻線１７が拡がつている。こ
の巻線は書込みコイルならびに読出しコイルとし
て使用されるもので、一般に比較的多数の巻回を
持つ多層巻線である。 書込み機能に対してはこの発明により例えば充
分扁平な補助巻線１８が設けられ、その巻回は一
方の磁極片例えば基体３に向つた内側の磁極片８
に沿つて巻かれている。この読出し巻線１７にほ
ぼ平行に設けられた書込み巻線１８は、リングヘ
ツド類似の磁気導体６の区域１３内で磁極片８に
よつて分離されている。 書込み機能に対してはこの発明により両方の巻
線１７と１８に通流方向記号で示した方向に書込
み電流が流れる。これらの電流は少くともリング
ヘツド類似の磁気導体６の区域では互いに逆向き
とすることができる。これらの巻線で囲まれた磁
極片８内には両方の巻線によつて作られた磁場の
重ね合せによつて作られる矢印２０で示した磁束
が誘起される。この磁束は磁極片８内従つて磁極
P2の部分では短い矢印２１で示した外側磁極片
７内磁束よりも著しく大きい。これによつてこの
発明による磁気ヘツド２は単一磁気ヘツドに準じ
て主として磁極片８の磁極P2だけを使用して書
込む。この書込み機能以外では巻線１８は無電流
であり、磁気ヘツド２は従つて読出し巻線１７だ
けを使用して通常のリングヘツドとして動作す
る。 磁気ヘツド２を薄膜技術によつて製作する場合
一般に例えばTiCおよびAl2O3からなる基体にと
りつけた飛行体を使用する。この基体には必要に
応じて充分厚い絶縁層例えばAl2O3層を設けるこ
とができる。磁極片７と８ならびに磁脚部分２２
の形成に対しては特殊な弱磁性材料例えばNiFe
合金（パーマロイNi／Fe−81／19）又はFeBの
磁性薄膜をスパツタリング、蒸着又は電解析出に
よつて形成させ、例えばSiO2又はAl2O3の非磁性
中間層によつて互に分離する。この磁性層はその
面に沿つて磁化する。製造過程に基きこの磁性層
は単軸異方性を示す。即ち各磁性層は磁化容易軸
と呼ばれる互に90゜回転した二つの異方性軸を持
ち、その磁化は磁化容易軸に平行又は逆平行であ
ることが多い。磁化容易方向は各層の形成に際し
て印加した磁場によつて誘起することができる。
この方向は常に磁気導体６内の磁束の方向に垂直
であり、従つて磁極P1とP2の近傍では記録媒体
Ｍの表面にほぼ平行である。成長した各層は写真
蝕刻法、プラズマ・エツチング、イオンビーム・
エツチング又は湿化学エツチング等の公知技術に
より構造化してヘツドの両磁極片を構成する。 磁気ヘツド２の製作に対してはまず基体３又は
その絶縁層の表面に補助書込み巻線１８となるコ
イルの少数の巻回をとりつける。基体表面は例え
ばAl2O3から成りイオンビーム又はプラズマによ
るエツチングで溝を作ることができる。続いて例
えばCu又はAu又はAlの層を析出させ、公知方法
により構造化し平坦化する。これによつて以後の
製作工程は平坦な基体に対して実施することがで
きる。この磁極片はその磁極P2の区域までは比
較的厚く例えば２乃至4μｍの厚さとし、磁極P2
に向つて約0.2乃至1μｍの厚さまで薄くする。次
いで第２磁極片７との接合個所１４に至るまで磁
極片８を絶縁ならびに間隙層で覆う。この層は例
えば硬いAl2O3とする。磁極片８と間隙層の完成
後書出しおよび読出し巻線となる巻線１７の各巻
回を同じく薄膜技術によつて基体表面に平行な少
くとも一つの平面内に作り構造化する。巻線１７
に誘起される電流は極めて微小であるから、導体
の断面積は実際上電荷負荷に応じて定める必要は
ない。しかし製造技術上の理由から極端に薄く極
めて微細な構造は避ける。巻線は一般に多層構造
であり、例えばCu、Au又はAlからなるその巻回
の断面は例えば0.5μｍ×3μｍであつて、特殊な平
滑化材料内に埋め込まれる。平滑化材料としては
例えば合成樹脂特にポリイミド系のものが使用さ
れる。 次の工程段において第２の薄層磁極片７がとり
つけられ構造化される。その際磁極片７の磁性層
は間隙１２の部分では間隙層だけで、中間区域１
３では更に巻線１７の巻回が埋め込まれている平
滑化層を加えて磁極片８から分離されている。接
合個所１４の区域では両磁極片７と８が互に接合
して磁気ヘツドのリングヘツド類似形式を形成す
る。 最後にこのようにして作られた薄膜磁気ヘツド
２を保護するため比較的厚い保護層例えばAl2O3
層を設ける。 第２図と第４図に示したこの発明による磁気ヘ
ツドの実施態様と第１図に示した磁気ヘツド２と
の間の主要な相違点は書込み・読出し巻線に対す
る書込み補助巻線の巻回の位置である。総ての図
面において対応部分は同じ符号で示されている。 第１図に示した磁気ヘツド２と異り第２図の磁
気ヘツド２５では、書込みコイルとなる巻線２６
が磁気ヘツド内部において直接基体３の表面に設
けられずに磁気ヘツドの外側に置かれている。こ
の場合両方の巻線の磁場の重り合いにより磁極片
７内に誘起された磁束２８は内部の基体側の磁極
片８内の磁束２９よりも著しく大きくなり、書込
み機能は主として外側の磁極片７によつて行なわ
れる。 第２図の磁気ヘツド２５は書込み機能中のもの
であり、この機能に対して補助書込み巻線２６と
書込み・読出し巻線１７の双方が使用される。こ
の場合記録媒体の記憶層４では第３図のグラフに
示した磁場の強さの分布となる。縦軸には磁場の
強さＨを任意単位でとり、横軸には第２図に示す
ように間隙１２の中点を原点とする距離座標ｘを
μｍを単位としている。曲線は書込み巻線２６
が投入され書込み・読出し巻線１７が遮断されて
いるときのものであり、曲線は書込み・読出し
巻線だけが励起されているときのものである。こ
れに対して巻線１７と２６が共に書込みに使用さ
れているときは曲線で示した磁場の強度分布と
なる。この場合書込み・読出し巻線１７の効率は
例えば70％という高い値となり得る。書込み巻線
２６の効率は主として磁極に対する巻線の空間配
置に関係し、巻線が対応する磁極に近い程高い値
となる。典型的には約10％の効率となる。しかし
このような効率の差に基いてこれらの巻線をその
極性を考えて並列に接続したとき曲線で示した
最高合成磁場が作られるように巻線１７と２６の
抵抗を選定することができる。 更に第３図から分るように書込み・読出し巻線
１７と書込み巻線２６を書込み機能に対して同時
に投入することによつても書込み磁場の立上りを
急峻にすることができるという利点がある。これ
に対応してグラフにt1として示されている書込み
巻線２６だけの場合の曲線に引かれた接線はこ
の巻線２６と書込み・読出し巻線１７の両方によ
つて作られた合成磁場の曲線に対する接線t3よ
りも傾斜が緩やかである。 第１図、第２図に示した磁気ヘツド２と２５に
おいてはそれぞれの書込み巻線１８又は２６がほ
ぼ平坦な形状と考えられているのに対して、第４
図の実施例３０には補助の書込み巻線３１が追加
され、磁極片７と８から構成されるリングヘツド
類似の磁気導体６を少くとも部分的に囲んでい
る。同じく薄膜技術によつて作られる磁気ヘツド
３０の補助巻線３１は例えば単一の幅広い帯導体
巻回あるいは多数の巻回から構成される。従つて
この巻線は基体３の表面近くに、磁極片７の外側
にある扁平な外方部分３３と結合されて巻線３１
を形成する扁平な内方部分３２を備えている。図
に記入した書込み・読出し巻線１７と補助の書込
み巻線３１を流れる電流の方向において書込み機
能は主として外側の磁極片７によつて行われる。
一方の巻線の電流の方向を変えることによつて内
側の磁極片８によつても書込むことができること
は当然である。 第５図と第６図にこの発明による磁気ヘツド３
５の一部の互に90゜回転した切断面を示す。この
磁気ヘツドは第１図の磁気ヘツド２から出たもの
であるが、その補助書込み巻線３６が基体３の側
にあつて書込み磁極片３８に組み込まれていると
いう有利な構成となつている。そのためにこの磁
極片にはその磁極P2の近くに穴３９がほられ、
この穴に補助巻線３６の少くとも一つの巻回が広
がつている。この磁極片３８を作るためには一例
ともまず基体３の表面に少くとも一つの弱磁性材
料層を巻線３６の巻回に対応する厚さに設ける。
続いてこの層に穴３９をほり、そこに巻線３６の
巻回を入れる。この構造を例えば間隙ならびに分
離用の層４１で覆つた後磁極片３８の残りの層４
２をとりつける。以後の製造工程段階は第１図の
磁気ヘツド２の工程段階に対応するものとするこ
とができる。 第５図の磁気ヘツドの磁極片３８の表面に沿つ
た切断面−を第６図に示す。ここではこの磁
極片によつて覆われている部分が破線で示されて
いる。磁極片３８内の磁束４３の方向と巻線３６
内の電流の方向は矢印で示されている。 第５図と第６図に示したこの発明による磁気ヘ
ツド３５においては、書込みコイルとして使用さ
れる補助巻線３６が製造技術上特に簡単に実現さ
れる。即ち磁極P2の区域において磁極片３８の
少くとも一つの弱磁性層４０をその一部が巻線３
６に対する導体路として使用されるように構造化
すればよい。
第１図と第２図はこの発明の二つの互に異る実
施例の縦断面を示し、第３図は第２図の磁気ヘツ
ドによつて作られる垂直磁場のグラフであり、第
４図と第５図はこの発明の別の二つの互に異る実
施例の縦断面を示し、第６図は第５図の磁気ヘツ
ドの別の縦断面を示す。第１図においてＭ：記録
媒体、１７：書込み・読出し巻線、１８：書込み
専用補助巻線、６：リングヘツド類似ヘツド部
分。
施例の縦断面を示し、第３図は第２図の磁気ヘツ
ドによつて作られる垂直磁場のグラフであり、第
４図と第５図はこの発明の別の二つの互に異る実
施例の縦断面を示し、第６図は第５図の磁気ヘツ
ドの別の縦断面を示す。第１図においてＭ：記録
媒体、１７：書込み・読出し巻線、１８：書込み
専用補助巻線、６：リングヘツド類似ヘツド部
分。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 磁気ヘツド２；２５；３０；３５の両巻線１
７；１８；２６；３１；３６に対する制御回路を
備えた薄膜磁気ヘツドであつて、 前記磁気ヘツドにより記録媒体Ｍの記憶層４中
にトラツクに沿つて垂直磁化により情報が書込ま
れ、 前記磁気ヘツドは非磁性基板３の上に層状に構
成され、 前記磁気ヘツドは２つの磁極片を有する磁束を
通すリングヘツド類似の磁気導体６を備え、その
際該磁極片の記録媒体Ｍに対向する極P1，P2は
ヘツドの移動方向に見て前後にかつ所定の間隔ｗ
をおいて配置され、 前記磁気ヘツドは少なくともほぼ平面の第１の
巻線１７を備え、これの巻回は磁極片の間に形成
された中間空間１６を貫通して延びており、 前記磁気ヘツドは書き込み機能のための別の巻
線１８，２６，３１，３６を備え、これの巻回は
少なくとも部分的にリングヘツド類似の磁気導体
６の外面の少なくとも１つの部分領域に配置され
るようになつたものにおいて、 前記制御回路により、第１の巻線１７は読出し
巻線および書込み巻線として、別の巻線１８，２
６，３１，３６は付加的な書込み巻線としてのみ
接続され、 書込み機能のために、前記別の書込み巻線１
８，２６，３１，３６と前記第１の巻線１７の間
において延びているリングヘツド類似の磁気導体
６の磁極片８；３８は書込み磁極片であり、両巻
線は制御回路により次のように相互に接続されて
いること、すなわち電流通流方向がこの書込み磁
極片８；３８に対して隣接する巻回において反対
方向であること を特徴とする磁気ヘツド。 ２ 磁気ヘツドの外側即ちその非磁性基体に対し
て反対側に置かれた磁極片７が第一の巻線１７と
別の書込み巻線２６；３１中の特定の電流通流方
向において主要な書込み磁極片となることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の磁気ヘツド。 ３ 別の書込み巻線１８；３１；３６の巻回が磁
気ヘツド２；３０；３５の基体３に対向する側に
設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項又は第２項記載の磁気ヘツド。 ４ 別の書込み巻線３１のヘツド基体側に置かれ
た巻回中の電流通流方向が隣接する第一の巻線１
７の巻回中の電流通流方向と同一方向であること
を特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項記
載の磁気ヘツド。 ５ 磁気ヘツド２；３０；３５の基体３に対向す
る側にある別の書込み巻線１８；３１；３６の巻
回は、少なくとも部分的に、隣接する磁極片８；
３８の極P2を形成する終端１０の区域内に設け
られていることを特徴とする特許請求の範囲第３
項記載の磁気ヘツド。 ６ 別の書込み巻線１８；２６；３１；３６が少
なくとも一つの平面内に一つ又は複数の巻回を備
えていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
乃至第５項の一つに記載の磁気ヘツド。 ７ 別の書込み巻線３６が少なくとも部分的に隣
接する磁極片２８に接合されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項乃至第６項の一つに記
載の磁気ヘツド。 ８ 別の書込み巻線３６の巻回が隣接する磁極片
３８の区域においてこの磁極片の対応する部分４
０の構造化によつて形成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第７項記載の磁気ヘツド。 ９ 第一の巻線１７が複数の巻回を持ち、少なく
ともほぼ平坦な単層又は多層構造として作られて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
第８項の一つに記載の磁気ヘツド。 １０ 磁束を導く磁気導体６が少なくとも部分的
に軟磁性材料から成ることを特徴とする特許請求
の範囲第１項乃至第９項の一つに記載の磁気ヘツ
ド。 １１ 磁束を導く磁気導体６が、磁束の案内方向
にほぼ垂直な磁化容易軸を持つ材料から成ること
を特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の磁気
ヘツド。 １２ 磁極片７；８；３８の極P1，P2の記録媒
体Ｍに対向する終端９；１０間の距離ｗが最高
1μｍであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項乃至第１１項の一つに記載の磁気ヘツド。 １３ 磁束を導く磁気導体６の磁極片７，８；３
８の間に記録媒体Ｍに対向する磁極終端９，１０
の間隔ｗからより大きな間隔w′に広げられてい
る中間室１６が形成され、読出し巻線１７の巻回
の一部がこの中間室内に置かれていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項乃至第１２項の一つ
に記載の磁気ヘツド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833346777 DE3346777A1 (de) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | Duennschicht-magnetkopf zur senkrechten (vertikalen) aufzeichnung |
| DE3346777.3 | 1983-12-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60237617A JPS60237617A (ja) | 1985-11-26 |
| JPH0322644B2 true JPH0322644B2 (ja) | 1991-03-27 |
Family
ID=6217940
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