JPS62102410A - 磁気抵抗効果ヘツド - 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】 産業上の利用分野 本発明は磁気抵抗効果ヘッドに係り、特に再生効率を向
ｔ−シ得る磁気抵抗効果ヘッドに関する。

従来の技術 薄膜磁気ヘッドには種々の構造のものがあり、その一種
として磁気抵抗効果ヘッドがある。磁気抵抗効果ヘッド
は磁気テープの走行速度によらず高出力が得られるため
デジタルオーディオチーブレコーダ（［）ＡＴ）の再生
用ヘッドとして用いられる。また磁気抵抗効果ヘッドに
形成された磁気抵抗効果素子（以ＦＭＲ素子と略称する
）は、磁界の二乗に比例した出力をｌトじ、例えばＭＲ
素子の下部に配設された導体線を流れる電流が作る磁界
（この磁界をバイアス磁界という）を印加し線形動作を
行なわせる構成となっている。この種の磁気抵抗効果ヘ
ッドの内ヨーク型の一例を第７図及び第８図に示す。な
おＭＲ素子へのバイアス磁界発生手段として第７図はバ
イアス線５ａを用いたものであり、第８図は着磁された
硬１１祠膜５ｂを用いたものである。また両図において
同一構成のものについては同一符号を付して説明り−る
。

両図に示す如く、従来の磁気抵抗効果ヘッド１゜２はフ
ェライト等の磁性体基板３−トにＭＲ索子４、バイアス
磁界発！１手段５、−１二部ヨーク６等を配設した構造
となつＣおり、Ｍｌｌ木子４はバイアス磁弄発生手段５
の１部位置または下部位置に設けられ、バイアス磁界発
生手段５が発生でる磁界により、ＭＲ素子４にバイアス
磁界を印加する構成となっていた。またＭ　Ｒ素子４の
上部には［ンリーー・ギャップ７を有した上部ヨーク６
が形成されていた。そして磁気ヘッド先端面１ａ、２ａ
上を磨動する磁気テープ（図示せず）に記録された信号
磁界の磁束は上部ヨーク６によりＭＲ素子４に導かれで
磁電変換され、その信号はリード線８ａ。

８ｂより取出される構成となっていた。なお、９は磁性
体基板３どＭＲ素子４を絶縁するためのガラス材であり
、また１０は非ｖＡ竹体よりなるギャップ材である。

発明が解決しようとする問題点 周知の如く磁気抵抗効果ヘッド１（以下Ｍ　Ｒヘッドと
略称する）においては、外部磁石５ｂやバイアス線５ａ
を用いてＭＲ素子４にバイアス磁界を印加する必要があ
る。しかるにこのバイアス磁界の磁束はＭＲ素子４にバ
イアス磁界を印加するに停まらず、磁性体よりなる基板
３、上部ヨーク６に進入し磁気ヘッド先端面１ａ、２ａ
に形成された…スギ１１ツ１部１ｂ、２ｂ（以下この十
１７ツプ部をフロント・ギャップ部という）：Ｐ：で回
り込み、フロント・ギャップ部１ｂ、２ｂに磁界が発生
してしまう。この磁界のためフロント・ギャップ部１ｂ
、２ｂにおいて磁気テープの消磁作用が発生したり、ま
た再ｌ［出力の低下及び再生信号にノイズが発生する等
の問題点があった。

そこで、本発明ではＭＲ素了の中央部及び両端部に電極
を接続し、８電極の接続部間に挾まれたＭＲ素子に各々
逆方向のバイアス磁界を印加することによりｔ−１ｉｔ
！問題点を解決した磁気ｌＩ（抗効果ヘッドを提供する
ことを目的とする。

問題点を解決り゛るための手段及び作用上記問題ｒａを
解決すめるために本発明では、記録媒体に記録されてい
る信＠磁界によりヨークを磁化し、ヨークに設けられた
ギャップよりの漏れ磁界を磁気抵抗効果素子の電気抵抗
の変化として取出す構成の磁気抵抗効果ヘッドにおいて
、磁気抵抗効果素子の両端部と中央部に再生信号を取り
出す端子を設け、かつ、上記ヨークの面内で閉磁路を形
成するとｊｔに端子間に挾まれた一対の磁気抵抗効果素
子に夫々別個に逆方向にバイアス磁界を印加するバイア
ス磁界発生手段を設置〕だ。磁気抵抗効果ヘッドを上記
構成とすることにより、記録媒体ど摺接するフロント・
ギャップにバイアス磁界がかからなくなるとバに一対の
磁気抵抗効果素子間でプッシュプル動作が発生し定電圧
電源の使用が可能になると共に再生出力の低減を図れる
。

実施例 第１図に本発明になる磁気抵抗効果ヘッド（以下ＭＲヘ
ッドという）の−実施例を示す。同図に示すＭＲヘッド
１１はフォトリソグラフィ技術等の薄膜形成技術を用い
て形成されたヨーク型のＭＲヘッドであり、例えばデジ
タルオーディオチーブレコーダの再生用ヘッドとして使
用される。このＭＲヘッド１１は大略基板１２、磁気抵
抗効果素子（ＭＲ素子）１３、ヨーク１４、リード線１
５〜１７、硬磁性膜１８．１９等より構成されている。

　５　一 基板１２は例えばフェライト、ｔ？ンダス］へ（０録商
標）、アモルファス等の絶縁性の磁性体基板であり、磁
気ヘッド先端部２０より所定距ｍ離間したＭＲ素子１ご
３の配設位置には満１２８が形成されており、溝１２８
ｔ、：はガラス材２１が充填されている。このガラス材
２１土にはＮ１−ＦＯ。

Ｎｉ−Ｃ０等にりなる腔状のＭＲ素子１３が形成されて
いる。周知の如＜ＭＲ累子１３は磁化容易方向に印加さ
れた信号磁Ｗを磁化容易方向の電気的抵抗の変化どして
検出覆る索子であり、その両端部には夫々基板１２−［
−にパターン形成されたリード線１５．１６が、また中
央部にはリード線１７が接続されているｃ以下ＭＲ素子
１３においてリード線１７とリード線１５に挾まれた部
分をＭＲ素子半体１３ａと、またリード線１７とリード
線１６に挾まれた部分をＭＲ素子半体１３ｂという）。

ＭＲ素子１３が形成された基板１２−トには絶縁層を介
して一対のヨーク半体１／ｌａ、１４ｂよりなるヨーク
１４が形成されている。ヨーク１４はパーマロイ、セン
ダスト、アモルファス等の軟１１竹体よりなり、また一
対のヨーク半体１４ａ。

１＝１ｂはＭＲ素子１３を挾んで配設されており、両者
間には廿ンリー・ギャップ部２２が形成されている。ま
た一対のヨーク半休１４８．１４ｂのヒンサー・ギャッ
プ部２２の延在方向に対する略中央位置には、十記延右
方向に直交づる方向に溝部２３ａ、２３ｂが、例えば丁
ツブング等を用いて加工形成され一〇いる。更にヨーク
１７１Ｉトにはバイアス磁界をＭＲ素子１３に印加する
一対の硬磁性膜１８，１９が形成されている。

硬磁性膜１８．１９はコバルト（Ｃｏ）を主体どした合
金よりなり、各ＭＲ索子半体１３ａ。

１３ｂに対応してその１部位置に設けられている。

この硬磁性膜１８．１９は第２図に承り−如く、セン４
ノー・ギャップ部２２を介してヨーク半体１４ａ。

１４ｂを横架（るよう配設されでいる。また硬磁ヤ（膜
１８．１９は夫々ＭＲ素子１３の延在する方向に対して
直交する方向に着磁されており、かつ各硬磁性膜１８，
１９の着磁の極性は互いに逆方向となるよう構成されて
いる。従っで硬磁性膜１８．１９により各ＭＲ素子半体
１３ａ、１３ｂには、人々別個に逆方向のバイアス磁界
が印加される。

ここで一対の硬磁性膜１Ｂ、１９がＭ　Ｒヘッド１１内
に形成する磁束の磁気ループについて主に第２図を用い
て説明する。一対の硬磁性膜１Ｂ。

１９は機能的には各ＭＲ素子半体１３ａ、１３ｂにバイ
アス磁界を印加づれば足るが、硬１１　（Ｑ膜１８．１
９は高透磁率を有４る軟磁性体より２ｉるヨーク１４１
に形成されているため着磁された硬磁性膜１８．１９が
発／ｌＪる磁界の磁束は］−り１４内に進入づる。従来
の」、うに、（第８図に示すように）ひどつの硬…ｆ１
膜５［）がＭＲ索子４に対し一定方面にバイアス脅１界
を印加Ｊる構成のＭＲヘッド２では、硬磁性膜５５　ｉ
）にて発生りる磁界の磁束はフ［］ント・ギ１１ツブ２
ｂに容易に到り再生出力に種々の悪影響を及ぼづ。しか
るに本発明になるＭＲヘッド１１にＪ３いては、一対の
硬磁Ｍ膜１８．１９は一対のＭＲ索子半体１３ａ、１３
ｂに夫々別個に逆方向のバイアス磁界を印加するＪ２う
構成されている。すなわち各ヨーク半体１４ａ。

１４ｂ上における硬磁性膜１８．１９の極性は互いに逆
になっている。これにより各硬磁性膜１８゜１９で発４
覆る磁界の磁束はフロン１〜・ギャップ１１ａに到る前
に夫々互いに隣接して配設された硬磁性膜１８，１９の
互いに異なる極性を有する硬磁性膜１８．１９に吸い込
まれる。具体的に吉うならば、まずヨーク半体１４．　
ａに注目すると、硬磁性膜１８のＮ極より出た磁束は隣
接された硬磁性膜１９のＳ極に強く引かれるためフロン
ト・ギャップｌｌａに到る前にｖｊ！磁性膜１９（こ吸
い込まれ第２図中実線の矢印で示す磁気ループを形成す
る。同様にヨーク半体Ｌ４ｂにおいても硬磁性膜１９の
Ｎ極より出た磁束は隣接された硬磁性膜１ＢのＳ極に吸
い込まれ図中実線の矢印で示す磁気ループを形成する。

すなわち硬！！竹膜１８゜１９で発生した磁界の磁束は
ヨーク１４の面内において閉磁路を形成するため、この
磁束がフロント・ギャップｌｌａに到るようなことはな
い。従ってフロンｔ−・ギャップ１１ａにおける漏洩磁
束を除去することができ、磁気テープ２４（第２図中一
点鎖線で示す）に消磁作用が発生すること（まなく、ま
た再生用ツノの低下及びノイズの発生を確実に防１トし
得、良好な再生時ｆ’ｌを実現することができる。また
一対の硬磁性膜１８．１９に挾まれたヨーク１４にはＭ
Ｒ索子１３の延在方向に直交する方向に溝部２３ａ、２
３ｂが形成されている。

この溝部２３ａ、２３ｂは亙いに隣接する一対の硬磁性
膜１８．１９の磁気的なシールドとして機能する。この
溝部２３ａ、２３ｂにより一対の硬磁性膜１８．１９が
形成する磁気ループは比較的大なる磁気ループとなる。

いま仮に溝部２３ａ。

２３ｂが形成されていない場合を考えると、各硬磁性膜
１８．１９が発生する磁界の磁束は直接隣接する極性の
異なる硬ｌａｄ膜１８．１９に直接向かい第２図中破線
の矢印で示す閉ループを形成づる。周知のようにＭＲ素
子１３に印加するバイアス磁界はセンス電流（ｌｖｌＲ
素了１３に予め印加しておく電流）の流れ方向に対し直
交づる方向に印加する必要がある。上記のように溝部２
３ａ。

２３ｂのない小なる磁気ループの場合、磁束の流れは大
きく曲げられるためＭＲＲ子１３に対し適宜方向にバイ
アス磁界を印加できない虞れがある。

しかるに溝部２３ａ、２３ｂを形成することにより磁気
ループは化較的大なる磁気ループとなるためＭＲＲ子１
３に対し適宜な方向にバイアス磁界を印加することがで
き、良好な再生特性を得ることができる。

上記構成のＭＲヘッド１１の電気回路構成を第３図に示
ず。ＭＲＲ子半体１３ａ、１３ｂより２にるＭＲＲ子１
３は、端子２５にリード線１５を、端子２６にリード線
１６を、また端子２７にリード線１７を夫々接続してな
る。端子２５には定電圧電源が接続されており（これに
ついては後述する）、また再生信号は端子２７より取り
出されコンデンサ２８を介して増幅器２９にて増幅され
、端子３０より出力される。また一般にＭＲ素子の抵抗
変化特性は第４図に示すＲ（抵抗）−４４（ｉｉ界）特
性となり、一対のＭＲＲ子半体１３ａ。

１３ｂの動作点は、同図に示す曲線ＩＡ、Ｂで示す位置
に設定されている。

ここでＭＲヘッド１１に磁気７−ブ２７Ｉが添接摺動し
、ＭＲＲ子１３にヨーク１／Ｉを介し【磁気テープ２４
に記録された信号磁界（第４図中、信号！ｉ界の強さを
ΔＨで示す）が印加され！ことする。

上記のようにＭＲＲ子半体１３ａ、１３ｂには大々別個
に硬磁性１５Ｎ８．１９により逆り向のバイアス磁界が
印加されているため、各ＭＲ系子半体１３ａ、１３ｂに
同一り向の信号磁界が印加されると、抵抗変化は第４図
のＲ−８曲線に沿って人々同方向（例えば図中矢印で示
１如く右Ｉ）向）に変化し、ぬ△に対応するＭＲＲ子半
体１３ａの電気抵抗は人と４１つ、点Ｂに対応するＭ　
Ｒ索子半休１３ｂの電気抵抗ζ、Ｌ小となる。よって例
えば信号磁界によりＭ［＜素子半体１３ａの電気抵抗が
大となり、第４図に示１如く点へにおける抵抗値Ｒ。

よりΔＲだけ人に＜’につたとづると、ＭＲ素素子棒体
１３ｂ電気抵抗は小となり、点Ｂにお４Ｊる抵抗値Ｒｏ
よりΔＲだけ小となる。この各ＭＲＲ子半体１３ａ、１
３ｂの電気抵抗の変化は共に端子２７の電位を下げる働
きを行ない、いわゆるプツシ」プル動作となる。具体的
に言うならば、ＭＲＲ子半体１３ａの電気抵抗の増加値
どＭＲＲ子半体１３ｂの電気抵抗の減少値とは略等しく
ＭＲ素子１３全体としての電気抵抗の値には変化が生じ
ず、よって一定電流のままで端子２７における電位のみ
が変化することになる。これにより端子２５に供給する
電源としては定電圧電源を用いることが可能となり、か
つ低電圧で確実に動作するためＭＲヘッド１１の消費電
力を低くおさえることができる。

また上記したプッシュプル動作に起因して再生信号の歪
を除去することができる。以下その理由について説明す
る。周知のようにＭＲ素子の抵抗変化特性は正規な余弦
曲線になるとは限らず、通常印加磁界軸（Ｈ軸）方向に
対するＲ−８曲線の抵抗変化率は一定ではない。このた
めＭＲ素子に正弦的に変化する信号磁界を印加しても、
その再生信号には第５図に示す如く歪が生じてしまう。

すなわち、第５図の点Ａに注目すると点Ａより右　１３
一 方向のＲ−８曲線の変化率は人であるため信号磁界の増
幅率は人どなるが、点Δにり左方向のＲ−８曲線の変化
率は小であるため信号磁界の増幅率は小となり、この差
が再〈１信号の歪となって現われてしまう。この歪は各
一対のＭＲＲ子半体１３ａ。

１３ｂに夫々発／Ｊする。このＭＲＲ子半体１３ａ２１
３ｂに夫々正弦的に変化する信号磁界を印加した場合の
ＭＲＲ子半休１３８．１３ｂ毎の再生信号の波形を第６
図に示す。図中一点鎖線で示すのはＭＲＲ子半体１３ａ
の再生信号波形、また図中実線で示すのはＭＲＲ子半体
１３ｂの再生信号波形である。同図に示す如く各再生信
号波形には歪が生じている。しかるに上述したように本
発明になるＭＲヘッド１１はプッシュプル動作を行なう
構成であるため、端子２７から取り出される再生出力信
号は、各ＭＲＲ子半体１３ａ、１３ｂが形成する再生信
号波形を足し合わ甘た波形、すなわち第６図に破線で示
す波形となる。同図から明らかなように、端子２７から
取り出される再生出力信号は上下対称で歪のない、かつ
出力の大なる信号となる。これにより再生信号の歪は確
実に除去され再１１特竹の向上を図れると共に再外出力
を向上さ１Ｊることができる。

発明の効果 Ｌｉホの如く本発明になるＭＲヘッドによれば、Ｍ　Ｒ
”素子の両端部と中央部に再生信号を取り出まための端
子を設け、かつ、ヨークの面内で閉磁路を形成Ｊると共
に端子間に挾まれた一対のＭＲ水素子夫々別個に逆方向
のバイアス磁界を印加するバイアス磁界発イ［手段を設
（′Ｊることにより、バイアス磁界発生手段により発生
した磁界の磁束は〕目ント・ギャップに到ることなくヨ
ーク面内において閉磁路を形成するため、フロント・ギ
ャップに漏洩磁界が発生することはなく、磁気テープに
）１１１ｉ竹用が働くようなことはなく、またこれに加
えて再Ｉ［出力低下及びノイズの発生を確実に防止Ｊる
ことができ、更に一対のＭＲ水素子は大々逆−ＩＪ向の
バイアス磁界が印加されているため、ＭＲ水素子対して
所定方向に印加された信号磁界により夫々一対のＭＲ疾
子は一方が電気抵抗を人とすれば他方が電気抵抗を小と
し、かつ再生信号は一対のＭ　Ｒ素子間に設置Ｊられた
端子より取出されるため、ＭＲヘッドはいわゆるプツシ
コブル動作を行ない、これによりＭＲ素子全体としての
電気抵抗は信号磁界の印加に係わらず常に一定となるた
め、低電丹の−・定電圧電源を用いることが可能となり
、ＭＲヘッドの消費電力を低くおさえることができると
共に、一対のＭＲ索索子て夫々発と１する再生出力信号
は、プッシュプル動作によＭｉＬ合わされるため再生信
号の歪は各再１１−出力信号が足し合わされる際に確実
に除去され再牛特竹の向上を図ることができ、これに加
えて一対のＭＲ水素子出力する再）１出力信号は出力端
子に？し合わされた状態で出力されるためゲインが人ど
なり再生出力を人とすることができる等の特長を右−１
ｊる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にイするＭＲヘッドの一実施例を示す斜
？’Ｕ図、第２図は第１図の平面図、第３図は本発明に
ｂるＭ　Ｒヘッドの電気回路の構成図、第４図はＭＲ水
素子Ｒ−８曲線と一対のＭＲ水素子動作点を示す図、第
５図は正弦的な信号磁界をＭＲ水素子印加した時再生出
力信号に歪が生ずることを説明するための図、第６図は
プッシュプル動作により歪が除去されることを説明する
ための図、第７図及び第８図は従来のＭＲヘッドの一例
を示す斜視図である。 １１・・・ＭＲヘッド、１１ａ・・・フロント・ギャッ
プ、１２・・−Ｍ板、１３・ＭＲ水素子１３ａ、１３１
＋・Ｍ　Ｒ素子半休、１４　・Ｂ−り、１４ａ、ｌｌｂ
・・・ヨーク半休、１５〜１７・・・リード線、１８゜
１９・・・硬磁性膜、２２・・・センサー・ギャップ部
、２４・・・磁気テープ、２５〜２７．３０・・・端子
。 特許出願人　日本ビクター株式会２１ 第Ｎ図 ■

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録媒体に記録されている信号磁界によりヨークを磁化
   し、該ヨークに設けられたギャップよりの漏れ磁界を磁
   気抵抗効果素子の電気抵抗の変化として取出す構成の磁
   気抵抗効果ヘッドにおいて、該磁気抵抗効果素子の両端
   部と中央部に再生信号を取り出すための端子を設け、か
   つ、該ヨークの面内で閉磁路を形成すると共に該端子間
   に挾まれた一対の磁気抵抗効果素子に夫々別個に逆方向
   のバイアス磁界を印加するバイアス磁界発生手段を設け
   てなることを特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。