JPS58208925A - 磁気ヘツド - 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】 本発明は磁気ヘッドに係り、更に詳しくは垂直磁気記録
再生を行なう磁気ヘッドに関するものである。

垂直磁気記録の原理は第１図に示す如きである。

図において符号ｌはト磁極を小し、厚さ約１〜２ｐｍの
Ｎｉ−Ｆｅ合金からなる。この主磁極ｌと約８０用Ｉ１
１離れた位置に補助磁極２が配置されている。この補助
磁極２は直径約０．５ｍｍの棒状のフェライト（Ｍｎ−
Ｚｎ）等から形成されており、その外周面には記録用の
コイル３が例えば１００回巻かれている。この主磁極１
と補助磁極２との間に例えばフロンピーディスク等で代
表される磁気記録媒体４が走行される。この磁気記録媒
体４は厚さ約５０μｍ程度のポリエステルフィルムから
なるベース４ａの１磁極ｌ側の側面に非記録用の０．５
　ｇ　ｍ程度の厚みを有する旧−Ｆｅ層４ｂが蒸着して
あり、更にそのＬに記録用の０．５　ｇ　ｍ程度の厚み
を有するＧｏ−Ｏｒ層４Ｃが蒸着しである。

Ｎｉ−Ｆｅ層４ｂは高透磁率材で、磁気抵抗を減少させ
磁束が主磁極に集中できるようにする役目をもつ。

このような構造のもとにコイル３に対しパルス電流を通
電すると、補助磁極２から１冊磁極ｌに向かって磁力線
か発生する。この磁力線は第１図に点線の矢印でボ１よ
う４．７まず高透磁率のＮｉ−Ｆｅ層４ｂに向かってほ
ぼ直ａ１．．　、この層４ｂにあたると面内力１１目ご
磁力線が走り、Ｇｏ−Ｃｒ層４ｃ内においてはＬ磁極ｌ
に向か−〕で垂直に磁力線が走り、この層４Ｃを磁化し
、磁気記録が行なわれる。

このような垂直磁気記録方式を採用すると、従来のリン
グ型磁気・＼ンドによる磁気記録が面内方向であるのに
比較し、はるかに高密度記録が口■能である。

例えば、現在市販されているリング型磁気ヘッドを使用
したフロッピーディスクに対する記録密度はＩＯＫ　ｂ
ｉｔｓ／１ｎｃｈ　（約２５■）程度が限界であるが、
垂直磁気記録方式を採用するとそのほぼ１０倍（１）　
１００Ｋ　ｂｉｔｓ／１ｎｃｈの記録が可能である。

しかし、１００Ｋ　ｂｉｔｓ／１ｎｃｈ前後の磁気記録
が可能であっても再生することは困難である。現在の垂
直磁気記録再生方式として補助磁極に再生用コイルを巻
いて信号を検出する手段も検討されているが、記録媒体
の記録層（Ｎｉ−Ｆｅ層）と補助磁極との間が５０μｍ
以ト敲れているため再生出力信号のレベルが低く、ノイ
ズ等も混入し誤動作が生じ易いという不都合がある。

このような垂直磁気記録用のヘッドは例えば第２図に、
」＼すような駆動装置に取り伺けられる。

第２図において符号５で小すものはキャリッジで、図示
していないガイド軸に沿って摺動自在に取り伺けられて
おり、その一端のに面には前述した補助磁極２が取り伺
けられている。

ギヤリッジ５の上側には主磁極用のへラドアーム６が設
けられている。　このヘッドアーム６の基端には板ばね
７が固定されており、この板ばね７は前記キャリッジ５
の補助磁極２とは反対側゛の端部に当て板８を介してね
じ９によって固定される。ヘッドアーム６の自由端側の
ド面で補助磁極２と対抗する位置には主磁極ｌが取り付
けられている。

ヘッドアーム６の主磁極ｌと反対側であるＬ面には端子
板１０が設けられており、この端子板１０とプリント基
板１１との間は例えば１００〜・２００ｍｍ程度の長さ
をもつシールド線１２によっ′Ｃ接続ぎれている。シー
ルド線１２を用いたのは・′イズを拾わないようにする
ためである。　プリント基板ｌｌ側ｉこはＬＳＩ等の電
ｆ部品１３が装着されている。

前記・・７　Ｆ　７−　Ａ　５の途中には側力に向かっ
てレバー６ａが突設され（おり、このレバー６ａのトカ
（ごは、これと係合する位置にソレノイド１４か設けら
れており、このソレノイド１４のロッドの先端には可動
＋Ｈ−１ｓが固定されており、スプリング１６により常
時［−力への移動習性かむ・えられている。

ヘンドアームロは板ばね７によって１磁極１が補助磁極
２に近づく方向に力をかえられており、ヘッドアーム６
の途中に調節ｔｒ（能に設けられたピン１７のド端がキ
ャリッジ５側の突起５ａに接することによりそのド降限
を規制されている。

即ち、ソレノイド１４に通電されない状態ではロッドは
自由状態にありスプリング１６を介してｕｆ動片１５が
Ｌ方に移動されており、レバー６ａを介してヘッドアー
ム６が押しＬげられ、主磁極ｌと補助磁極２の間が開い
た状態にある。

このような構造を採用したのは磁気ディスクカセット１
８を装置に装着する場合にＦ磁極ｌが磁気ティスフカセ
ット１８にあたらないようにするためである。そして、
磁気ディスクカセット１８が装着され装置が駆動状態に
な−）た場合はソレノイド１４に通電され口ｆ動片１５
をド降させ板ばね７の力によりヘンドアームロ、従って
Ｌ磁極ｌをド降させ、磁気ディスクカセット１８内に収
容されている磁気ディスク１９をカセットの開１１部１
８ａを介してｌ−１Ｆに挾み磁気記録再生を行なわせる
。この時の補助磁極２と′Ｅ磁極ｌの間隔はほぼ８０ｇ
ｍであり、この間隔は前記ピン１７のド端が突起５ａに
あたることにより確保される。

磁気−（スフ１８はモータ２ｏによってベルト２１を介
して回転されるブー９２２に突設されたボス２２ａをデ
ィスクの中心孔１９ａに嵌合させることにより回転され
る。

符号２３で示すものはパルスモータで、その出力軸２３
ａに巻きつけられた幅狭のスチールベルト２４と２５の
両端が前記キャリノジ５に固定され、パルスモータ２３
の回転に応じてこれらスチールベルト２４．２５が巻き
取られたり、巻きほどかれたりすることによりキャリノ
ジ５は制御イ、１号に従って移動する。

以１〕のような構造を４１する市直磁気記録型磁気＼２
ドは高電度の磁気記録には適しているが、再生は困難で
あるという不都合がある。

又、このような磁気へンドでは磁気記録媒体の両面に対
する記録再生を行なうことができず１両面磁気記録再生
用とし７（ただ単に磁気／＝ツｉを２個ならべただけで
は内生の困難さが２倍に増えるだけである。

本発明は以１；のような事情に鑑みなされたものＣ，磁
気記録媒体の両面に対する高密度の磁気記録再生を行な
うことができるように構成した垂直磁気記録再生型の磁
気・＼ンドを提供することを目的としている。

本発明においては上記の目的を達成するために、磁気記
録媒体を挾んで記録再生磁気ヘッドユニットを設け、各
ユニットに主磁極と補助磁極とを収容し、これらが介い
に相手方のユニットの補助磁極と主磁極とに対向するよ
うに収容し、主磁極が形成されている基板の反対側の側
面には磁気記録を電気信号に変換する磁気抵抗効果素子
（以ドＭＲ素子という）を形成した構造を採用した。

以ド、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第３図は本発明の原理的構造を説明側るもので、図中第
１図と同一部分には同　符号を伺しその説明は省略する
。

本発明においてはｔ磁極ヘッドを構成する基板２６の一
方の側面に主磁極ｌを形成し、他方の側面に再生用のＭ
Ｒ素子２７を形成しである。このようにすることにより
再生用のＭＲ素ｆ２７を磁気記録媒体４の記録面へ近づ
け、微弱な磁気変化を効率よく拾い出すようにした。

更に詳細に説明すると第４図及び第５図に示すような構
造となっている。

即ち、ガラス等からなる基板２６の一方の側面に形成さ
れた主磁極１は高透磁率磁性材のＮｉ−Ｆｅ合金を厚さ
Ｉｇｍ程度に蒸着して形成されている。

又、ＭＲ素ｆ２７は同じ（Ｎｉ−Ｆｅ合金を厚みが０．
０５延ｍ９幅が５〜ｌＯルｍで、展開有効長さ１〜２■
どなるように直角にジグザグに屈曲させた状態のパター
ンとして）４１により形成しである。このように形成し
たＭＲ素ｆ２？の抵抗値はｌＫΩ程度あるが第７図（Ａ
）に小すように基板２６の端面２８ａとゼ行なＭＲ素′
ｆ−２７のパターンに対し５て直角方向番ご磁界を加え
ると８８０Ω程度まで変化する。

ｌ！ｐち、ＭＲ素１’２７の特性は第６図に小才ように
５０エールステンｔ”（Ｏｅ）の磁界の変化でその内部
抵抗値は数％急激に変化する。そしてそれ以に磁界を強
めてもある極小値には達するが抵抗値はほとんど変化し
７ない。ＭＲ素ｒはこのよりな性質を有するため記録媒
体４の磁化変化でもその内部抵抗は２％前後変化ＬＬ［
能である。

このＭＲ索ｆ−は第７図（Ｂ）に小すように水？力面に
磁界を加えても内部抵抗は変化せず垂直力向・＼の磁界
の変化を拾うのに適している。

今、ＭＲ素子２７がもつ内部抵抗ＩＫΩの両端に１ｖの
電圧をケえると、この抵抗には１ｍＡの電流が流れる。

従って記録媒体４の磁化変化により抵抗値が２０Ω変化
すれば電圧変化はＶ＝ＲＸＩにより、２０ΩＸ０．００
１　Ａ　＝２０ｍＶノ電圧変化が得られる。これがいわ
ゆる磁気抵抗効果であり、このような機能を備えた素子
がＭＲ素子である。

ｌ：述した例ではＩＫΩの内部抵抗をもつＭＲ素ｒ−を
用いたが、もっと高い或は低い抵抗値をもつものを使用
してもよい。

ところで、主磁極ｌも再生用のＭＲ素子２７も同のＮｉ
−Ｆｅ合金を使用しているため磁界が発生した場合、即
ち記録時においては、磁束は高透磁率磁性材からなる主
磁極ｌとＭＲ素子２７とに流れ込み、記録誤動作を生じ
る。

そこで本発明においては主磁極ｌの厚みに対しＭＲ索ｆ
２７の厚みを数１°分の−にし、ＭＲ素子に流れ込む磁
束を激減させ記録誤動作を防Ｉｔ＝し艶。

具体的には第８図に示すように主磁極１の厚みＴをｌｐ
ｍ、ＭＲ素子２７の厚みｔをＱ、Ｑ５ｇｍとじたため記
録誤動作は発生しなかった。

又、ＭＲ素子２７の端縁と主磁極ｌの端面である基板２
６の端面２Ｅｔａとの間にｈだけの間隔をもたせるため
主磁極ｌに〜えるＭＲ素子の影響は更に少なくなった。

尚、ｈ＝１−法を大きくすると記録媒体４の記録面から
遠くなり、磁気記録を拾えなくなり出力信号は低ドして
しまう。又ｈ−ｊ゛法を小さくすると基板２６の端面が
記録媒体の接触により摩耗するとＭＲ素ｒ−２７も直接
記録媒体に接触するようになり損傷が生じてしまうため
、ｈ、ｊ゛法を小さくすることにも限界がある。

実験によればｈ　、Ｊ法か１０−３０μｍであるならば
信リレベルの低ト及び摩耗゛、加重精度の面からも問題
は生じなかった。

１−述したＭＲ素ｆ−の両端にＤＣＩＶ加えても２０ｍ
Ｖ程度の電圧変化であるため磁界の強さを測定する分野
には向かない。しかし、外部磁界で磁化変化が起るため
この磁化変化点を使った小さな磁界の方向を検出するに
は都合がよい。又、周波数特性か良く蒸着加工がｕ（能
なため加工が容易で小型化でき安価であるため磁気記録
再生ヘッドに適している。

次に、このようなＭＲ素ｆを用いた磁気信号検出用の回
路を第９図と共に説明する。

今、第９図においてＥ−Ｆ間にＤ　Ｃ１２Ｖを加えると
トランジスタＴＲＩ、ツェナーダイオードＺによりＤ点
にＩＯＶの安定した電圧が発生する。今り点とＡ点の間
に９にΩの抵抗Ｒ１を接続しＡ点とＥ′の間にｌＫΩの
内部抵抗を有するＭＲ素ト２７を接続すると、Ｄ−Ａ−
Ｅ’間の直流抵抗分は９にΩ＋ｌＫΩでＩＯＫΩとなり
この間に流れる電流はＩＯＶ／ＩＯＫΩ＝１ｍＡとなる
。即ち、ＭＲ素ｆ−２７には１ｍＡの電流が常時流れて
いることになる。

この状態でＭＲ素ｆ２７の前方の記録媒体４の磁界が変
化するとＭＲ素ｒの内部抵抗ＩＫΩのほぼ２％である２
０Ωが変化したとする。この時Ａ点の電圧は０．００１
　ＡＸ２０Ω＝　２０ｍ　Ｖ変化することになる。そこ
で、この２０ｍＶ分の信号をコンデンサＣにより交流会
のみを取り出し、トランジスタＴＲ２のベースに入力［
７、トランジスタＴＲ２〜ＴＲ５からなる増幅回路を利
用し、Ｅ−Ｃ間にパルス状の信号として増幅して取り出
すことができ、磁気記録情報を検出できる。

ところで、このようにしてＭＲ素子から取り出した信号
は微弱であるためＭＲ素子からトランジスタＴＲ２のベ
ースまでの人力電線を長くすると。

外部からのノイズが混入し、誤動作を生ずることになる
。そこで、従来においては第２図に示すようにシールド
線１２を用いてノイズ対策を行なっていたが、本発明に
おいては第５ＩＡに＞Ｉ’＋すようにもっと完全なノイ
ズ対策が施されている。

即ち、第５図に示すように基板２６のＭＲ素′ｆ−２７
が形成された側の側面に数ｇの集積回路チップ２８を取
り伺け、ＭＲ素ｐ２７＋ご連続する端ｆパターン２７ａ
との間を数ｌ１１ｍの長さのリード線２月こよって結線
し、更に、基板２６のＭＲ東ｆ−２７側の側面に形成さ
れた人カ端イ３ｏ、出力端ｒ−３１ｉの間の短い金属線
で結線しである。この結果従来のように１００〜２０’
Ｏｍ＋＋＋もの長さのシールド線を引きまわす必要がな
くノイズ対策はほぼ完全である。

第５図に示す例にあっては集積回路チップ２８に収容憂
きないコンデンサ３２等は基板−ヒの蒸着パターンの間
及びチップとの間を金属線で結線しである。　第５図に
示すような回路構成はいわゆる混成集積回路の実装方法
であるが、勿論基板２６をも５ｉ０２等を使用して高集
積化してもよく、磁気的にみても５ｉ０２基板りに主磁
極ｌ及びＭＲ素子２７を蒸着してもなんら問題はない。

更に完全に外部からの磁気ノイズや電気的ノイズの混入
を防止するには第１Ｏ図に示すようなケース内に補助磁
極及び″ｆ、磁極を収容する構造を採用すればよい。

第１Ｏ図において、第１図及び第２図と同一部分には同
一符号が付されている。

＠１０図において主磁極及びＭＲ素子２７を設けた基板
２Ｂは、ヘッドアーム６の自由端側に固定された高透磁
率磁性材からなるケース３３内に収容ぎれ７樹脂３４に
よって固定され、全体として−Ｌ磁極ユこット３５を構
成している。

又、補助磁極２はキャリッジ５側に固定された高−透磁
率磁性材からなるケース３６中に収容されコイルと共に
樹脂３４により固定されており、全体として補助磁極ユ
ニット３７を構成している。このような構造を採用すれ
ば外部ノイズに対する防御構造は完全である。

尚、Ｆ磁極ユニット３５及び補助磁極ユニット３７には
それぞれ外部と接続するための端子３５ａ、３？ａが設
けである。

一方第１１図には磁気記録媒体の両面に磁気記録再生を
行なうことができるように構成した磁気ヘッドの構造が
示されている。

即ち、符号３８で示すものはそれぞれ記録再生ヘッド：
１ニントで、　−力はキャリッジ５に他方は・・、２ド
アームロ側に固定されている。それぞれの記録再生・＼
ラドユニット３８はシールドケース３８の内部に）：磁
極ユニフト３５及び補助磁極ユニット３７が収容され、
両者間はジ−スト板４０によって磁気的に遮蔽されてい
る。

又Ｙ一部のユニット３８内の補助磁極ユニットと主磁極
ユニットはそれぞれ向かい合った構成とされている。

このような構造を採用すれば磁気ディスク１８として例
示する磁気記録媒体の両面に対する記録再生を行なうこ
とができる。

以Ｊ−の説明から明らかなように本発明によれば、　磁
気記録媒体を挾んで記録再生ヘッドを設け、各ユニット
に主磁極と補助磁極とを収容し、これらが互いに相手側
のユニットの補助磁極と主磁極とに対向するように収容
し、主磁極が形成されている基板の反対側の側面にはＭ
Ｒ素子を形成した構造を採用しているため、磁気記録媒
体の両面に対する磁気記録再生を高密度に行なうことが
できる垂直磁気記録再生型の磁気ヘッドを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の垂直磁気記録磁気ヘッドの原理的構造を
示す説明図、第２図は従来の駆動機構を説明する分解斜
視図、第３図〜第１０図は本発明の・実施例を説明する
もので、第３図は本発明の原理的構造を示す説明図、第
４図はＭＲ素子形成状態を示す一部拡大斜視図、第５図
はＭＲ素子の実装状態を説明する斜視図、第６図はＭＲ
素子の内部抵抗値と磁界強度の関係を示す線図、第７図
（Ａ）、（Ｂ）はＭＲ素子と磁化の方向の関係を示す説
明図、第８図は主磁極とＭＲ素子との寸法関係を示す側
面図、第９図は増幅回路図、第１０図は主磁極及び補助
磁極をユニットとして実装した状態の縦断側面図、第１
１図は本発明の他の実施例を説明する縦断側面図である
。 ｌ・・・主磁極　　　　　２・・・補助磁極４・・・磁
気記録媒体　　５・・・キャリッジ６・・・ヘッドアー
ム　　１８・・・磁気ディスク２６・・・基板　　　　
　　２７・・・ＭＲ素ｆ−２８・・・集積回路チップ　
３５・・・を磁極ユニット３７・・・補助磁極ユニット ３８・・・記録再生−＼ツドユニント ３９・・・シールドケース　４０・・・シークレド板第
９図 第１０図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｍ、ｌニー磁極と補助磁極とを磁気記録媒体を挾んで配
   置してなる垂直磁気記録再生型の磁気ヘッドにおいて、
   磁気記録媒体を挾んでそれぞれ磁気記録再生ヘッドユニ
   ットを設け、各ユニットには主磁極と補助磁極とを配置
   すると共に、−・方のユニットに収容された主磁極と補
   助磁極が他方のユニットに収容された補助磁極と主磁極
   とに対向配置されるようにしたことを特徴とする磁気ヘ
   ッド。 （２）主磁極は基板の−・方の側に形成され、基板の他
   方の側には磁気記録を電気信号に変換する磁気抵抗効果
   素子を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の磁気ヘッド。