JPS6112591Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は磁気テープ、磁気ドラム、磁気デイ
スク等の磁気媒体に情報を磁化パターンの列とし
て書込みから再生する磁気ヘツドに関するもので
ある。

磁気テープ、磁気ドラム、磁気デイスク等の磁
気媒体を用いた記憶装置に対して、近年の情報処
理技術の急速な発展に伴い、情報の高速転送と共
に高密度記録に対する要求がとみに強くなつて来
ている。高密度記録を達成するにはこれらの磁気
媒体の運動方向の記録密度、すなわち、線密度の
向上と共に運動方向と直角方向記録密度、すなわ
ち、トラツク密度の向上をも計らればならない。
トラツク密度の向上は必然的にトラツク巾の縮小
と同時にトラツクの位置決めを正確に行なうこと
が要求され、位置決め情報を大きな出力で取り出
せる磁気ヘツドが望まれていた。

一方、導電性磁性体薄膜もしくは半導体の磁気
抵抗効果が、上述の磁気媒体からの情報検出に有
効なことが明らかにされ、再生能力に優れた磁気
ヘツドとして注目を浴びたが、残念ながら書込み
能力を有しないが故に実用上の難点とされて来
た。

この考案は、従来の磁気ヘツドの持つ充分な書
き込み能力と磁気抵抗効果ヘツドの優れた読み出
し能力とを生かして、それぞれのヘツドを基板の
両側に配置することによつて再生時の位置決め検
出機能を備えた高性能の磁気ヘツドを提供するこ
とを目的とする。

すなわち、本考案の磁気ヘツドは情報を磁気媒
体上の磁化パターンの列（トラツク）として書込
み、かつ再生する磁気ヘツドにおいて、基板の片
面に書込みヘツドを、別の片面に磁気抵抗効果ヘ
ツドを配置し、しかも前記磁気抵抗効果ヘツドを
構成する磁気抵抗効果材料のトラツクの中央に相
当する部分と前記トラツクの両端にそれぞれ端子
を有する構造から成り、前記中央に相当する部分
の端子と前記各トラツク両端の端子間とに生ずる
出力電圧差から位置決め情報を検出するようにし
たことを特徴とする。

以下詳細に説明する。第１図は従来用いられて
きた磁気ヘツドを示すもので、高透磁率磁性体１
０２およびその一部にコイル１０４を巻いた高透
磁率磁体１０３から成り、コイル１０４に接続さ
れたリード線１２１，１２２に信号電流を流すこ
とにより空隙１０８より出た漏れ磁界が相対速度
ｖで移動する磁気媒体１０９に巾ｗの磁化パター
ンの列（以下トラツクと言う。）１３１を書き込
む。再生には磁化パターンの列１３１から漏れる
信号磁界を空隙１０８で拾いコイル１０４の両端
に生じる誘導電圧をリード線１２１，１２２から
取り出す。

第２図は第１図の磁気ヘツドを極度に単純化し
た薄膜磁気ヘツドを示すもので、基板２０１上に
第１図のコイル（巻数１）に相当する導電体２０
４を高透磁率磁性体薄膜２０２，２０３で、はさ
んで磁気回路を形成し（従つてこの構成では導電
体２０４の厚さは第１図の空隙部１０８に対応す
る。）、磁気媒体２０９上のトラツク２３１，２３
２，…と対面している。書込みは例えばトラツク
２３２に情報を記録する場合導電体２０４に接続
されたリード線２２１，２２２，２２３，…のう
ち相隣り合う一対のリード線２２２，２２３間に
信号電流を流し、トラツク巾ｗの磁化パターン列
を磁気媒体２０９に書込み、また再生に際しては
磁気媒体２０９からの漏れ磁界を高透磁率磁性体
薄膜２０２，２０３で拾に導電体２０４に生じる
誘導電流をリード線２２１，２２２，２２３，…
のうち選ばれたトラツク２３２に対応する対２２
２，２２３より取り出す。

第１図、第２図共に書込み能力は非常に優れて
いるが、磁気媒体１０９または２０９に書かれた
各トラツク１３１または２３１，２３２，…と各
磁気ヘツドの前記空隙部（第１図では１０８、第
２図では、高透磁率磁性体薄膜２０２，２０３が
導電体２０４を挾んで磁気媒体２０９と対面して
いる領域）が正確に位置合せを行うための位置決
め情報を検出することができない。このためトラ
ツク密度を高めることができないという欠点があ
る。

一方第３図に示したような磁気抵抗効果ヘツド
は、大きな出力を取り出し得るため再生ヘツドと
して注目されている。すなわち、基板３０１上に
磁気抵抗効果材料３０５として導電性磁性体薄膜
例えば鉄ニツケル合金薄膜およびトラツク巾ｗ毎
すなわち、トラツクの両端に導電体３１１，３１
２，３１３，…が電流端子として配置され、相対
速度ｖで移動する磁気媒体３０９上の各トラツク
３３１，３３２，３３３，…と対面している。検
出、例えばトラツク３３２の情報再生は次のよう
にしてなされる。導電性磁性体薄膜３０５は外部
磁界が無い限り、その磁化ベクトルは種々の異方
性のためｘ方向を向いているが、磁気媒体３０９
上の信号磁化より発生した漏れ磁界が加わると、
そのｚ成分に応じて導電性磁性体薄膜３０５の磁
化ベクトルがｚ方向に傾き、そのため導電性磁性
体薄膜３０５の電気抵抗が変化する（強磁性体の
磁気抵抗効果）のでトラツク３３２の情報はリー
ド線３１２，３１３に従つて端子３４２，３４３
を電気的に選択し導電性磁性体薄膜３０５にｘ方
向に電流を流すことによつてリード線３４２，３
４３間の電気抵抗の変化として取り出される。こ
こでは、磁気抵抗効果材料３０５として導電性磁
性体薄膜を例に示したが、この他半導体（例えば
インジウムアンチモン）薄膜を用いても同様であ
つて、この場合は導電性磁性体薄膜の場合と異
り、磁化ベクトル云々は関係なく、この半導体に
加えられる全体的な磁界（磁気媒体からの漏れ磁
界）に応じて電気抵抗が変化（半導体の磁気抵抗
効果）し、リード線３４２，３４３間の電気抵抗
の変化として検出される。

このように磁気抵抗効果材料として導電性磁性
体薄膜を用いても半導体薄膜を用いても磁気抵抗
効果ヘツドでは書込み能力を持たないがために磁
気ヘツドとしての実用化に難点があつた。

第４図は、この考案の基礎になる一構成例を示
すもので、基板４０１（例えばガラス板）の片面
にトラツク巾ｗに等しく切り出した高透磁率磁性
体４０２（例えばフエライト板）を接着剤４５１
（例えばエポキシ樹脂）で接着し、さらにその上
コイル４０４の巻かれた高透磁率磁性体４０３
（例えばフエライト）を接着剤４５２（例えば低
融点ガラス）で接着し、コイル４０４にはリード
線４２１，４２２，４２３，４２４，４２５，…
を接続し、第１図で示した従来の磁気ヘツドと同
じ構成のものが各トラツク毎に並置された多チヤ
ンネル磁気ヘツドを形成している。（第４図以下
第８図まですべて多チヤンネル形磁気ヘツドの例
を示すが、単一チヤンネルのものはこの構成の最
小単位を取り出せば容易に実現されるので、ここ
ではより一般的な多チヤンネル型について言及す
る。）基板４０１のもう一つの片面には磁気抵抗
効果ヘツド、すなわちトラツク巾ｗに相当する巾
ｗの磁気抵抗効果材料４０５（例えば鉄ニツケル
合金薄膜もしくはインジウムアンチモン半導体薄
膜）およびその両端に取りつけられた導電体４１
１，４１２，４１３，４１４，４１５，４１６，
…（例えば金薄膜）およびそれぞれにつけられた
リード線４４１，４４２，４４３，４４４，４４
５，…より成るヘツドが配置されている。片側の
従来の磁気ヘツドは書込みヘツドとして使われ、
反対側の磁気抵抗効果ヘツドは再生ヘツドとして
使われることはもちろんであるが、そのために両
方のヘツドを各トラツク位置に合わせて配置置さ
れる必要がある。

第５図は、この考案の基礎になる他の構成例を
示したもので、第４図との差は基板として高透磁
率磁性体を用いることに特徴がある。すなわち、
基板５０１として高透磁率磁性体（例えばフエラ
イト）を用い、その片面に両端にリード線５２
１，５２２，５２３，５２４，５２５，５２６，
…をもつコイル５０４の巻かれた高透磁率磁性体
５０３（例えばフエライト）をトラツク巾ｗに合
せて、各トラツク毎に接着剤５５２（例えば低融
点ガラス）を用いて並置し、基板５０１を磁路と
する磁気回路を形成して従来の磁気ヘツドと同じ
構造を持たせ書込みヘツドとする。一方基板５０
１の他の面に設置された再生ヘツドはトラツク巾
ｗに相当する巾ｗの磁気抵抗効果材料５０５（例
えば鉄ニツケル合金薄膜もしくはインジウムアン
チモン半導体薄膜）およびその両端に取りつけら
れた導電体５１１，５１２，５１３，５１４，５
１５，５１６，…さらにそれぞれに接続されたリ
ード線５４１，５４２，５４３，５４４，５４
５，５４６，…より成る磁気抵抗効果ヘツドで構
成され、第４図の構成例と同様書込みヘツド、再
生ヘツド共に各トラツク毎に正確に位置を合わせ
て基板５０１の両面に配置される。

第６図は、この考案の基礎になるさらに別の構
成例を示したもので、第４図および第５図に示し
た構成例との差は、書込みヘツドとして従来の磁
気ヘツドの代りに第２図で示した薄膜磁気ヘツド
を用いることに特徴がある。すなわち基板６０１
（例えばシリコン単結晶板）の片面に従来のヘツ
ドではコイルに相当する導電体６０４（例えば金
薄膜）を高透磁率磁性体薄膜６０２，６０３（例
えば鉄・ニツケル合金）ではさむようにして作つ
た薄膜磁気ヘツドを配置し書込みヘツドとして使
用する。基板６０１の他の面に配置された再生ヘ
ツドは、磁気抵抗効果材料６０５（例えば鉄ニツ
ケル合金薄膜もしくはインジウムアンチモン半導
体薄膜）および、各トラツク間に設けられた導電
体６１１，６１２，６１３…（例えば金薄膜）と
それぞれに接続されたリード線６４１，６４２，
６４３…からなる磁気抵抗効果ヘツドにより構成
されている。第４図および第５図の構成例と同様
書込みヘツドド、再生ヘツド共に各トラツク毎に
正確に位置合わせて基板６０１の両面に薄膜技術
を用いて形成されている。書込み（再生）に際し
てはリード線６２１，６２２，６２３，…，６４
１，６４２，６４３，…のうち望みのトラツク、
例えば同図で左より２番目に対応するトラツクを
選択するとき、対応する一対６２２，６２３，６
４２，６４３を電気的に選んで信号電流を流す
（電気抵抗の変化を検出する）。

第７図は、この考案の基礎になるさらに別の構
成例を示したもので、第６図の磁気ヘツドの基板
として高透磁率磁性体を用い、基板に近い高透磁
率磁性体薄膜を省略したことに特徴がある。すな
わち基板７０１として高透磁率磁性体（例えばフ
エライト）を用い、その片側に導電体７０４（例
えば金属薄）を覆うようにして高透磁率磁性体薄
膜７０３（例えば鉄−ニツケル合金）を被せ薄膜
磁気ヘツドとなし、書込みヘツドとして使用す
る。基板７０１の他の面に設置された再生ヘツド
は磁気抵抗効果材料７０５（例えば鉄‐ニツケル
合金もしくはインジウムアンチモン半導体薄膜）
および各トラツク間に設けられた導電体７１１，
７１２，７１３，…（例えば金薄膜）と、それぞ
れに接続されたリード線７４１，７４２，７４
３，…から成る磁気抵抗効果ヘツドにより構成さ
れている。第４図、第５図および第６図の構成例
と同様、書込みヘツド、再生ヘツド共に各トラツ
ク毎に正確に位置を合わせて基板７０１の両面に
薄膜技術を用いて形成されている。書込み（再
生）に際しては、リード線７２１，７２２，７２
３…，７４１，７４２，７４３，…のうち、望み
のトラツク、例えば同図で左より２番目のヘツド
に対応するトラツクを選択するとき、対応する一
対７２２，７２３，７４２，７４３を電気的に選
んで信号電流を流す（電気抵抗の変化を検出す
る）。

第４図、第５図、第６図および第７図において
は再生用磁気抵抗効果ヘツドとして各トラツク毎
に２端子（第６図、第７図の共通端子の場合も含
めて）素子として例示したが、各端子間の中央に
もう一つの端子を設けることによりヘツドの位置
決め情報を取り出し得る。

第８図は、そのような磁気抵抗効果ヘツドを採
用したことを特徴とする本考案の一実施例を示す
もので、基板８０１の反対側の面には、図示され
ていないが、第４図、第５図、第６図および第７
図に示したような書込みヘツドが配置されてい
る。そして、第８図の片側に示したような磁気抵
抗効果ヘツドを第４図、第５図、第６図および第
７図に示した磁気抵抗効果ヘツドと置き代えるこ
とにより本考案の磁気ヘツドが構成される。すな
わち、基板８０１（例えば、第４図および第６図
の構成例ではガラス板とかシリコン単結晶板、第
５図および第７図の構成例では、フエライト板）
上に磁気抵抗効果材料８０５（例えば鉄‐ニツケ
ル合金薄膜もしくはインジウムアンチモン半導体
薄膜）および各トラツク間に設けられた導電体８
１１，８１２，８１３…（例えば金薄膜）とそれ
ぞれに接続されたリード線８４１，８４２，８４
３，…、さらに磁気抵抗効果材料８０５の各トラ
ツクの中央に相当する部分に設けられた導電体８
７１，８７２，８７３，…（例えば金薄膜）とそ
れぞれに接続されたリード線８６１，８６２，８
６３…が配置され、磁気媒体８０９上の各トラツ
ク８３１，８３２，８３３，…と対面している。

磁気抵抗効果材料８０５の各トラツク両端の導
電体８１１，８１２，８１３，…と各トラツクの
中央に相当する部分に設けられた導電体８７１，
８７２，８７３，…の役目はヘツドの位置決め情
報の検出と、データ情報の検出を行うものであ
る。すなわち、磁気媒体８０９の一部に各トラツ
ク毎にトラツク巾ｗで予めヘツド位置決め用のサ
ーボ情報をデータ情報のブロツクの間に記録して
おき、例えば、トラツク８３２の情報を再生しよ
うとするとき、端子間８６２と８４２の出力の絶
対値と、端子間８６２と８４３の出力の絶対値と
の差を求め、もし磁気ヘツドがやや左寄りにいる
時には、端子間８６２と８４２の出力の絶対値の
方が端子間８６２と８４３の出力の絶対値より小
さくなるので両者の差は、ずれた分に比例して大
きくなる。もちろん磁気ヘツドがやや右寄りにい
る時は、逆に端子間８６２と８４２の出力の絶対
値の方が端子間８６２と８４３の出力の絶対値よ
り大きくなるので両者の差は左寄りの場合と正負
符号の反転した形でしかもずれた分に比例して大
きくなる。従つて、端子間８６２と８４２の出力
の絶対値と端子間８６２と８４３の出力の絶対値
の差は正負の符号により位置決めの移動方向を、
大小で移動量を示すことになり、常に零になるよ
うに移動方向と量を調節すれば正確な磁気ヘツド
の位置決めができる。つまり各トラツク両端の端
子と、各トラツクの中央に相当する部分に設けら
れた端子との出力の絶対値の差が位置決め情報と
なる。

第９図ａ，ｂはそれぞれ第４図、第６図の実施
例中の磁気抵抗効果材料４０５および６０５とし
て導電性磁性体薄膜（例えば鉄−ニツケル合金薄
膜）を用いた場合に基板４０１および６０１とし
て高保磁力磁性材料（永久磁石として使われるも
のでもよく例えばバリウム‐フエライト板）を使
つた場合の断面を示すもので、この基板４０１お
よび６０１の磁化状態は図のｚ方向に磁化してい
ることに特徴がある。これは導電性磁性体薄膜４
０５または６０５が通常はその異方性によりｘ方
向（紙面に垂直方向であり、電流の方向でもあ
る。）に磁化しているところに磁気媒体４０９ま
たは６０９より漏れる信号磁界が作用した時、そ
のｚ成分に応じて導電性磁性体薄膜４０５または
６０５の磁化ベクトルがｘ方向かｚ方向へ傾きそ
の傾いた角度に応じて電気抵抗が変化するので、
その電気抵抗変化量を検出するのであるが、その
際直流磁場特に検出する磁場と同方向（ｚ方向）
のバイアス磁場があつた方が検出感度が増大し、
さらに磁気媒体上に記録された隣接する信号の分
解能もよくなることに由来しており、この直流バ
イアス磁場を基板４０１または６０１として用い
た高保磁性材料のｚ方向の磁化で作り出すもので
ある。もちろんこの高保磁性材料の作り出す磁場
が磁気媒体４０９または６０９に強く作用してそ
の磁化情報を変更してしまうほど強いものであつ
てはならない。従つて磁気媒体４０９または６０
９の保磁力より小さいことが必要であり、隣接し
て高透磁率磁性体４０２または６０２の存在する
ことは図の点線９９１，９９２で模式的に示した
ように高保持力磁性体４０１または６０１から出
る磁力線の多数を吸収する役を果し、磁気媒体４
０９または６０９にはあまり作用せず、しかも導
電性磁性体薄膜４０５または６０５にもｚ方向に
直流磁場が加えられるという利点がある。

さて、ここで提案した考案は一見従来の磁気ヘ
ツドもしくは薄膜磁気ヘツドと磁気抵抗効果ヘツ
ドおよびこれらの変形したものを単に一枚の基板
に組合せたものと考えられそうであるが、この考
案の真意はこれらのヘツドを一緒に組合せるこに
よつて従来のそれぞれのヘツド単独では持ち合せ
なかつた新しい機能と高い性能を有する磁気ヘツ
ドを提供しようとすることにある。

すなわち、従来の磁気ヘツドでは保有していな
かつた位置決め情報の検出を容易にしたことが新
機能であり、再生動作中に位置決め情報の検出が
行なえることは、磁気媒体を用いた記憶装置の高
トラツク密度化を容易にするものである。

なお、本考案の副次的特徴としては、従来の磁
気ヘツドもしくは薄膜磁気ヘツドの優れた書込み
能力を生かしそれぞれ共に弱点であつた再生能力
を磁気抵抗効果ヘツドの優れた再生能力で補い、
しかも磁気抵抗効果ヘツドには持ち合わせない書
込み能力を前者のヘツドで補うことによつて全体
として、高性能の磁気ヘツドを構成できること、
磁気媒体の移動方向を書込みヘツド側から、再生
ヘツド側とすることにより、書込みヘツドで書き
込んだ情報を直後に再生ヘツドで読み出し、書込
み信号と磁気媒体に書き込まれた磁化パターンが
正確に対応しているかをチエツクすることができ
信頼性をより一層高めることができること、等の
優れた特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁気ヘツドの、第２図は薄膜磁
気ヘツドの、第３図は磁気抵抗効果ヘツドの一例
を、第８図は本考案の実施例を、第４図、第５
図、第６図および第７図はこの考案の基礎となる
構成例を、第９図は第４図、第６図の構成例中の
基板材料を高保磁力磁性体とした時の動作状態を
示す略図である。 ２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７
０１，８０１……基板、１０２，４０２……高透
磁率磁性体、２０２，６０２……高透磁率磁性体
薄膜、１０３，４０３，５０３……高透磁率磁性
体、２０３，６０３，７０３……高透磁率磁性体
薄膜、１０４，４０４，５０４……コイル、２０
４，６０４，７０４……導電体、３０５，４０
５，５０５，６０５，７０５，８０５……磁気抵
抗効果材料、１０８……空隙、１０９，２０９，
３０９，８０９……磁気媒体、３１１，３１２，
３１３，…４１１，４１２，４１３，４１４，４
１５，４１６，…，５１１，５１２，５１３，５
１４，５１５，５１６，…，６１１，６１２，６
１３，…，７１１，７１２，７１３，…，８１
１，８１２，８１３，…，…導電体、１２１，１
２２，２２１，２２２，２２３，…，４２１，４
２２，４２３，４２４，４２５，…，５２１，５
２２，５２３，５２４，５２５，５２６，…，６
２１，６２２，６２３，…，７２１，７２２，７
２３…，…リード線、１３１，２３１，２３２，
…，３３１，３３２，３３３，…，８３１，８３
２，８３３，…，…トラツク、３４１，３４２，
３４３，…，４４１，４４２，４４３，４４４，
４４５，…，５４１，５４２，５４３，５４４，
５４５，５４６，…，６４１，６４２，６４３，
…，７４１，７４２，７４３，…，８４１，８４
２，８４３，…，…リード線、４５１，４５２，
５５２，…接着剤、８６１，８６２，８６３…リ
ード線、８７１，８７２，８７３…導電体、９９
１，９９２…磁力線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 情報を磁気媒体上の磁化パターンの列（トラツ
   ク）として書込み、かつ再生する磁気ヘツドにお
   いて、基板の片面に書込みヘツドを、別の片面に
   磁気抵抗効果ヘツドを配置し、しかも前記磁気抵
   抗効果ヘツドを構成する磁気抵抗効果材料のトラ
   ツクの中央に相当する部分と前記トラツクの両端
   にそれぞれ端子を設け、前記中央に相当する部分
   の端子と前記両端の端子間に生ずる出力電圧差か
   ら、位置決め情報を、検出するようにしたことを
   特徴とする磁気ヘツド。