JPS6134577Y2

JPS6134577Y2 -

Info

Publication number: JPS6134577Y2
Application number: JP1976115982U
Authority: JP
Priority date: 1976-08-30
Filing date: 1976-08-30
Publication date: 1986-10-08
Also published as: JPS5333420U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は磁気記録媒体に書き込まれた磁気的情
報を、印加磁界により電気抵抗が変化するいわゆ
る磁気抵抗効果を利用して読み出しを行う磁気ヘ
ツドに関するものである。

磁気抵抗効果を利用した磁気ヘツドは出力が大
きいこと、磁束応答型であるために再生出力がヘ
ツドと媒体との相対速度によらないこと等の特徴
を有し磁気記録再生用ヘツドとして広範囲な用途
が期待されている。

従来の磁気抵抗効果ヘツドの構成を第１図に示
す。すなわちパーマロイ等の強磁性体より成る磁
気抵抗効果素子１を、磁気記録媒体３に垂直に近
接させて設け導電体２より磁気抵抗効果素子１に
電流Ｉを流す。磁気記録媒体３に書き込まれた情
報の読み出しは、その記録媒体３の磁化からの漏
洩磁束に応じて変わるこの磁気抵抗効果素子１の
抵抗変化を、その両端の電圧変化として導電体２
より検出することによつて成される。この場合磁
気抵抗効果素子１に加わるｙ方向（電流方向と垂
直方向）の磁場Hyと抵抗変化Δρ（図ではΔ
ρ／Δρmaxとして表してある）とは、第２図に
示す様な非線形な関係にあるため、媒体からの信
号Hsに対して線形応答に近づけ、感度を高める
ためにあらかじめ直流バイアス磁場Ｈ_Bを加えて
動作点をＢに設定する必要がある。この様な再生
方式においては、磁気抵抗効果素子の巾Ｗによ
り、信号磁界Hsの強さは、この距離Ｗについて
大きく減衰し、特に短波長ではこの減衰は大きな
ものとなる。また、ヘツドクラツシユ、ゴミ、発
熱、外来電波等により生じるノイズを除去するこ
とが困難である等の欠点を有する。

この様な欠点を克服するものとして、第３図ａ
及びｂに示す様に２つの磁気抵抗効果素子４，５
を設け、この両者の間に設けた導体６に流す電流
もしくは上記２つの磁気抵抗効果素子４，５に流
す電流によつて、互いに反対方向にバイアス磁場
７と８を加えて、上記２つの磁気抵抗効果素子
４，５の差動出力として磁気信号の検出を行う再
生ヘツドが提案されている（アイビーエム・テク
ニカル・デイスクロージヤ・ブルテイン、第15
巻、第９号、1973年２月第2680頁及び特開昭50−
65211号公報）。この再生ヘツドでは、第４図に示
す様に２つの磁気抵抗効果素子は、互いに逆方向
にバイアスされているために、２つの磁気抵抗効
果素子に同相の信号磁界ΔＨが加わつた時には、
信号磁界に対応した差動出力が得られるが、逆相
の信号磁界は検出できない。従つて磁気記録媒体
に周期的に記録された磁化より生じる信号磁界を
再生する時、ビツト長Ｐが２つの磁気抵抗効果素
子間の距離Ｇに比べて十分大きい場合には第５図
ａに示すようにヘツドの中心がビツト境界近傍に
あるときは媒体１７からの漏洩磁束９は媒体に対
してほぼ垂直方向であり、２つの磁気抵抗効果素
子４，５に同一方向でほぼ同じ大きさの信号磁界
が加わるので、信号磁界９に対応した差動出力が
得られる。しかし、ビツト長Ｐが小さくなつてヘ
ツドの磁気抵抗効果素子間の距離Ｇに近くなると
第５図ｂのようにヘツドの中心がビツト境界近傍
にあるときは磁気抵抗効果素子４，５に印加され
る磁界は該磁気抵抗効果素子の膜面方向の成分に
比べ膜厚方向の成分が非常に大きくなる。更に第
５図ｃに示すような位置にヘツドがきたとき、磁
束９′は磁気抵抗効果素子４，５に対しそれぞれ
逆向きに作用するようになるため、信号検出はほ
とんど不可能となる。この２つの磁気抵抗効果素
子４，５に同相の信号成分がある程度有効に印加
されるためにはビツト長Ｐは少なくともＧの２〜
３倍は必要である。

この様に、従来例では、高記録密度の信号磁界
の再生には、十分適用できるものではなかつた。

本考案の目的は、２つの磁気抵抗効果素子間の
距離Ｇ近傍に相当する極めて短いビツト長を有す
る高記録密度磁化信号の再生に適した再生ヘツド
を得ることにある。

本考案の構成は、基体上に設けた２つの磁気抵
抗効果素子と、この２つの磁気抵抗効果素子の間
に設けた永久磁石薄板とより成り、前記２つの磁
気抵抗効果素子に同一方向で同じ大きさのバイア
ス磁界が加わることを特徴とする。

次に本考案を図面を参照して詳細に説明する。

第６図ａは２つの磁気抵抗効果素子１１及び１
２を絶縁体等で形成される間隔ｇを介して、永久
磁石薄膜１３をはさむように基体上に薄膜作製技
術を用いて構成したものの例である。更に、この
構成をＺ方向から見た図を第６図ｂに示す。永久
磁石薄膜１３を、たとえば矢印１４の方向に磁化
しておけば２つの磁気抵抗効果素子１１及び１２
には矢印１５及び１６で示す如く同方向で同じ大
きさの直流バイアス磁場が印加される。

この磁気抵抗効果ヘツドを磁気記録媒体１７に
対し垂直に配置すると再生時においては２つの磁
気抵抗効果素子１１及び１２は、第６図ｂの１８
に示す様に媒体１７からの信号に対して大きさは
ほぼ同じで丁度逆方向の信号磁束を受ける。従つ
て両者の出力端子には、第６図ｃに示す様なお互
いに逆極性（位相がｘだけずれている。）の出力
V₁及びV₂が得られる。再生出力としては出力信
号V₁，V₂の差動出力V₁−V₂を取る。ここで直流
バイアス磁場は、磁気抵抗効果素子内の磁化の方
向が漏洩磁束のない状態で第６図ａに示す様に
yz平面内でｚ軸に対し45度の方向になるように
加えられていることが望ましく、この場合に出力
信号V₁，V₂の歪みが最も小さくなる。

バイアス磁場の強さの調節は一般に間隔ｇを適
当に選ぶことによつて行われるが、永久磁石薄板
の巾ｈを変えることによつても可能である。例え
ば第７図ａに示す如くｈ＞Ｗとすることにより磁
気抵抗効果素子間の間隔を広くすることなくバイ
アス磁場を強くすることができ、分解能のよいヘ
ツドが得られる。永久磁石薄板の厚さｔの調節や
磁化の強さの異なる材料への変換によつてバイア
ス磁場の強さを調節することも勿論可能である。
また、永久磁石板としてフエライトの様に絶縁性
の高い材料を用いれば、第７図ｂに示す様に絶縁
体等で形成される間隔ｇは不要となり、更に分解
能のよいヘツドが得られ、また一段と設計及び作
製が容易になる。

この考案には、まず第１に磁気抵抗効果素子を
２つ並置して磁気回路的に閉じた形状とすること
により、素子巾Ｗ方向の信号の減衰が軽減される
こと、第２に２つの磁気抵抗効果素子からの出力
V₁およびV₂の差動出力を取る際に、ヘツドクラ
ツシユ、ゴミ、発熱、あるいは外来電波等によつ
て生じるノイズの同相分を除去することができ、
また再生信号の歪みを広い信号領域にわたつて補
償できること、第３に２つの磁気抵抗効果素子１
１と１２の間隔Ｇを小さく設計することが可能で
高分解能の再生ヘツドを容易に得ることができる
等の利点がある。

更に、本考案の効果を第３図に示した従来例と
比較して説明する。上述した様に従来例では、磁
気記録媒体に周期的に記録された磁化信号のビツ
ト長Ｐが、２つの磁気抵抗効果素子間の距離Ｇに
近くなると信号磁界が２つの磁気抵抗効果素子に
対して逆方向に作用するため再生不可能となる
が、本考案では、このビツト長Ｐの信号に対して
感度良く検出できる。記録ビツト密度BPIに対す
る再生感度を本考案と従来例について模式的に示
すと第８図の様になる。図においてＱ点がビツト
長がＧに等しい記録密度を示す。従来例では、破
線２１で示す様に再生出力は記録密度が高くなる
につれて低下し、Ｑ点で検出不可能となる。一
方、本考案では実線２２で示す様に低記録密度で
は、再生感度は悪いがＱ点近傍の高記録密度領域
で再生感度が高くなる。この様に本考案は、極め
て高記録密度の信号磁界の再生に適している。

次に本考案によるヘツドを利用した他の実施例
について述べる。高密度記録の要請から狭トラツ
ク巾となつた磁気情報の書き込み及び再生に際し
てはヘツドの位置決め精度は極めて厳しいものが
要求されているが、この様な位置決めを容易にす
る目的で、磁気記録媒体として従来のデータ情報
を記録再生する磁性層の下に絶縁層を介して、新
たに第２の磁性層を設けて、ここにトラツク位置
決めのためのサーボ磁気情報をデータ情報の磁化
パターンと直角方向に記録・再生する全く新たな
方式が提案されている。本考案になるヘツドは、
この様なサーボ情報の再生に対しても極めて有利
なものである。第９図にサーボヘツトとして本考
案のヘツドを用いた例を示す。すなわちスライダ
２３上のyz面にデータの書き込み読み出しを行
うヘツド２５と、これに垂直なxy面に本考案に
なるヘツド２４が形成され上記二重膜磁気媒体２
９に近接させる。データ情報の書き込み及び再生
は、ヘツド２５を用いて磁気記録媒体２９の上面
にあるデータ磁性層２６にて行い、ヘツド２５の
位置決め用サーボ情報をこのデータトラツクと対
応づけてあらかじめ磁気媒体２９の下面にあるサ
ーボ磁性層２７に前記データと直角方向に書き込
んでおき、これを本考案による磁気抵抗効果ヘツ
ド２４で再生する。この時に例えば第９図ｂに示
した様に、サーボ情報が波長L′（L′＝Ｌ＋δ、Ｌ
＝トラツク巾、δ＝無記録領域、１／L′＝トロツ
クピツチ）で書かれている場合には、再生ヘツド
２４の出力信号として、第９図ｃに示した様な波
長L′の波長がデータトラツクに対する直角方向
（ｚ方向）の距離（ずれ）の関数として、しかも
再生ヘツド２４の移動速度にはよらずに得られ
る。この再生波長はトラツク境界の中心をよぎる
点でゼロとなり、この近傍Ｄでトラツクからのず
れに対応してほぼ線形な出力を示す。すなわち、
この領域では出力の極性が設定トラツクからのず
れの方向を示し、また絶対値がずれの量を示す。
この線形な領域Ｄの大きさは、媒体からのヘツド
の浮き、媒体の磁気的性質、再生ヘツドの素子巾
Ｗ及び２枚の磁気抵抗効果素子の間隔Ｇらのパラ
メータによつて決まる。これらのパラメータの中
で素子巾Ｗ及び間隔Ｇを適当に調節することによ
り、比較的容易に領域Ｄの設定が可能である。こ
の様にして得られる再生値を基にすれば、狭トラ
ツクの場合でもかなりの精度で位置決が可能であ
る。以上本考案によれば、高出力でノイズに強
く、高分解能の高性能磁気ヘツドが達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、磁気抵抗効果読み出しヘツドの原理
及び構成を示す図、第２図は磁気抵抗効果素子の
動作説明図、第３図ａ，ｂは、従来例の構成を示
す図、第４図は従来例を説明するための図、第５
図ａ〜ｃは動作を説明するための図、第６図は本
考案による実施例及び本考案を説明するための原
理及び構成を示す図、第７図は本考案による他の
実施例を示す図、第８図は本考案の効果を示す
図、第９図は本考案をサーボヘツドとして用いた
例を示す図である。１，４，５，１１，１２……磁気抵抗効果素
子、２，１９，２０……リード線、３，１７……
磁気記録媒体、６……導電体、７，８，１５，１
６……磁気抵抗効果素子内に誘導された直流バイ
アス磁化、９，９′，１８……媒体からの漏洩磁
束、１０……媒体記録磁化、１３，１３′……永
久磁石薄膜、１４……永久磁石薄膜の磁化、２１
……従来例の再生出力と記録ビツト密度との関
係、２２……本考案の再生出力と記録ビツト密度
との関係、２３……スライダ、２４……本考案に
よる再生ヘツド、２５……書き込み読み出しヘツ
ド、２６……データ情報磁性層、２７……サーボ
情報磁性層、２８……非磁性層、２９……二重膜
磁性媒体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

基体上に設けた２つの磁気抵抗効果素子と、こ
の２つの磁気抵抗効果素子の間に設けた永久磁石
薄板とより成り、前記２つの磁気抵抗効果素子に
同一方向で同じ大きさのバイアス磁界が加わるこ
とを特徴とする磁気抵抗効果ヘツド。