JPS62192017A - 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】 本発明は互いに所定距離離間された２個の脚部を有する
磁気ヨークを具え、その遊端により前記脚部間に形成さ
れた読取ギャップの両側で磁極部を構成し、ほかに前記
磁気ヨーク内に前記磁極部から所定距離離間して、設け
られた磁気抵抗素子を具え、特に磁気記録媒体からの情
報を読取る磁気ヘッドに関するものである。

上述した種類の磁気ヘッドは、オランダ国特許願第７５
０８５３３号明細書から既知である。かかる磁気ヘッド
の作動は、非磁性材料の基板に設けられた強磁性金属材
料の細条状素子を用いることに起因し、この細条状素子
を磁気記録媒体に近接させてその情報内容を再生し得る
ようにする。

この磁気記録媒体を通る磁界によって上記細条状素子の
磁化状態を変化させていわゆる磁気抵抗効果によりその
磁気抵抗を変調する。これは、磁気抵抗素子に接続され
た検出回路の出力信号が磁気記録媒体に記録された情報
の関数となることを意味する。

外部磁界の影響による磁気抵抗素子の電気抵抗の変化は
２次関数となるため、信号の再生時に抵抗−磁界特性を
直線性とすることにより磁気ヘッドの作動を改善するこ
とが通常行われている。かかる手段を達成するためには
既知の磁気ヘッドにおいて例えば磁化容易軸を磁気抵抗
素子の長手軸線に対し平行に配向すると共に満足し得る
導電材料を等電位細条の形態とする。かかる手段は、■
ＥＥＥ）ランザクションズ　オン　マグネチックス、１
９７５年９月Ｍａｇ、　１１巻、第５号、第１２１５−
１２１７頁に記載されている論文“ザ　バーバーポール
、ア　リニア　マクネットレジステイブ　ヘッド”から
既知である。

磁気抵抗素子の抵抗値変化と信号磁界の強さとの間の関
係を、例えば上述したバイアス法によってほぼ直線状と
し得るも、既知の磁気抵抗ヘッドを実際に使用する場合
には雑音レベルが高くなる欠点がある。バルクハウゼン
雑音とも称されるこのいわゆる変調雑音が発生ずる原因
は、磁気抵抗素子内に１個以上の磁気ドメインが発生し
、その結果ジグザグ状の磁壁が発生するからである。上
述した既知の磁気ヘッドも小磁界に対する感度が比較的
低くなる場合がしばしばある。

かように変調雑音が発生し、且つ小磁界に対する感度が
低くなると、既知の磁気ヘッドの信号対雑音比に著しい
影響を及ぼすことは明らかである。

本発明の目的は、満足し得る信号対雑音比で情報の再生
を行い得るようにした磁気抵抗型の磁気ヘッドを提供せ
んとするにある。

本発明は互いに所定距離離間された２個の脚部を有する
磁気ヨークを具え、その遊端により前記脚部間に形成さ
れた読取ギャップの両側で磁極部を構成し、ほかに前記
磁気ヨーク内に前記磁極部から所定距離離間して設けら
れた磁気抵抗素子を具え、特に磁気記録媒体からの情報
を読取る磁気ヘッドにおいて、前記磁気抵抗素子は前記
磁気ヨークの脚部間に配設された磁気中間ヨークに設け
たビスマス（Ｂｉ）層により構成し、このビスマス層を
前記読取ギャップの長手方向にみてこのギャップの両側
に延在させると共に少なくとも作動中前記ビスマス層を
横切る方向に配向された一定磁界内に位置させるように
したことを特徴とする。

磁気抵抗材料としてビスマスを用いることにより、バル
クハウゼン雑音を殆ど生ぜしめないようにすることがで
きる。実際上、ビスマスは非磁性材料であり、従って磁
壁を形成することはない。

一定磁界を、ビスマス層を横切る方向に配向することに
よりビスマス層により形成される磁気抵抗素子の再生特
性を直線性として動作点を抵抗−磁界曲線の直線性部分
にずらせ得るようにする。

例えば層状、フィルム状又はワイヤ状とし得るビスマス
素子の固有抵抗ρは式δρ／ρ＝ｋＨ２（ここにＨは磁
界の強さくエルステッド）を示し、ｋ　ｚ　１０−”Ｏ
ｅ−’とする）に従って横方向磁界内で変化する。１例
として（黄方向静磁界をｌ−１＝５００００ｅとすると
、（δ／引１）（δρ／ρ）＝ＩＯ−’Ｏｅ−’を得る
ことができる。

これは、一定磁界を適当に選定することにより磁界の変
化が僅かな値であっても抵抗１直の変化を大きくし、従
って読取るべき記録媒体の磁界変化が僅かであっても磁
気ヘッドの感度を大きくすることができる。

本発明磁気ヘッドの上述した２つの好適な特性によって
磁気ヘッドの信号対雑音比を満足な値とすることができ
る。

一定磁界をコアに巻装した電気コイルによって発生させ
ることができるが、磁気ヨークの脚部間には永久磁石を
介挿するのが好適である。寸法を一般に小さくすると共
に磁界の強さを比較的大きくする必要があるため、磁石
としてサマリウムコバルトおよびネオジウム−鉄−硼素
のような高級な磁石を用いるのが好適である。

本発明の好適な例ではビスマス層は、読取ギャップの両
側に設けられた２個の少なくともほぼ長方形状の細条で
構成し得るようにする。中間ヨークはＣｏＺｒのような
高透磁率の材料で造り、且つビスマス層は磁石上に薄膜
技術を用いて被着する。

又、中間ヨークを導電性とする場合にはビスマス層と中
間ヨークとの間に電気的に絶縁された中間層を設けるよ
うにする必要がある。

更に本発明磁気ヘッドの好適な例ではビスマス層には読
取ギャップの近くに、且つこのギャップの両側の互いに
反対端部に、抵抗値の変化を検出する電気回路にビスマ
ス層を組込むための接続導体を設け、更に前記電気回路
に電流源を設けるようにする。

図面につき本発明を説明する。

第１図に示す本発明磁気ヘッドによって例えば磁気テー
プ１から発生する磁界を表す情ｆ［Ｊを検出し得るよう
にする。この磁気ヘッドは部分５て例えばガラスにより
互いに接着された２半部より成る磁気ヨーク３を具える
。この磁気ヨーク３は、互いに所定距離離間された２個
の平行脚部３Ａおよび３Ｂを有し、その遊端によって磁
極部分３Ａ１および３Ｂｌを夫々構成する。これら２個
の磁極部分３Ａ１および３Ｂ１間にはガラスおよび／ま
たは石英のような読取ギャップ７を画成する非磁性材料
の層を介挿する。この非磁性祠科層の１７さを、３００
０人程度とすることができ、これによって磁気ヨーク３
の脚部３Ａおよび３Ｂをも溶着し得るようにする。磁気
ヨークは強磁性材料、好適には多結晶ＭｎＺｎまたはＮ
ｉＺｎフェライトのようなフェライトで造る。製造の観
点からすると、例えば単結晶ＭｎＺＮフェライトの過剰
層を設けることにより磁気ヨーク３の端部に磁極部分３
Ａ１および３Ｂ１を形成するのが望ましい。この層の厚
さを第２図に１で示す。

磁気ヨークの２個の脚部３Ａおよび３Ｂ間には、サマリ
ウム−コバルトのような高級永久磁石材料より成る永久
磁石１１を固着する中央孔９を設ける。この永久磁石は
断面長方形とする共にその対称面が読取ギャップ７の位
置する面と一致するように位置決めする。永久磁石１１
の磁気の方向を第１図に矢印Ｍで示す。実際にはこの永
久磁石１１を寸法が小さいため２個の基板で囲んで容易
に固着し得るようにする。又、この永久磁石１１をくさ
び状に構成することもできる。

読取ギャップ７と対向する永久磁石１１の磁極側にはＮ
１−Ｉ？ｅを主成分とする合金、層−Ｆｅ−３ｉを主成
分とする合金、アモルファス磁気合金およびフェライト
のような高透磁率の材料より成る中間ヨーク１３を構成
する層で被覆する。この中間ヨーク１３の厚さを第２図
にａで示す。

中間ヨーク１３には２個の長方形細条１５Ａおよび１５
Ｂより成るビスマス層を設ける。このビスマス層は、中
間ヨーク１３の材料の選択に従って中間ヨーク１３に直
接または間接的に設けることができる。実際上、中間ヨ
ーク１３を導電材料で造る場合には絶縁中間層を介在さ
せる必要がある。かかる中間層を便宜上図面には示さな
い。読取ギャップ７の両側には細条１５Δおよび１５Ｂ
を設け、これら細条を磁気ヨーク３の部分３Δ１および
３Ｂ１に係合させるようにする。

本発明磁気ヘッドの諸部分の可能な寸法を１例として以
下に示す。

磁極部分の厚さ　　ｈ＝ｌｏＡｔｍ ビスマス層の厚さ　δ＝３００人 中間ヨークの厚さ　ａ＝ｌＱＡｉｍ 永久磁石の幅　　　ｂ＝ｌｏ〜３０μｍ永久磁石１１、
中間ヨーク１３および細条１５Ａ、１５Ｂを磁気ヨーク
１３内に互いに位置決めして永久磁石１１から発生する
一定磁界の磁力線がビスマス層上に対称に分布し得るよ
うにする。

磁力線１７はそのうちの２木によって第３図に線図的に
示すように磁気ヨーク３を介して閉成されている。磁気
テープ１を読取る際ビスマス層は磁極部分３Ａｌおよび
３Ｂ１を介して磁気テープと磁束結合されているため、
磁気テープの交番磁界を表わす情報は磁気抵抗細条１５
Ａおよび１５Ｂの抵抗に影響を与える。第３図にはこの
交番磁界の磁力線１９をも線図的に示す。第３図から明
らかなように一定磁界と、磁気テープから発生ずる交番
磁界とが同時に存在することによりビスマス層の磁束分
布が非対称となる。その理由は一方の細条１５Δまたは
１５Ｂの交番磁界が一定磁界とは逆向きとなると共に他
方の細条１５Ｂまたは１５Δの一定磁界に対しては同一
方向となるからである。これがため細条１５Δおよび１
５Ｂのビスマス層の固有抵抗を非対称に交互に変化し、
従って２個の細条の抵抗値を非対称に交互に変化し得る
ようになる。

これら細条１５Ａおよび１５Ｂを適当な回路に電気的に
接続することにより抵抗値の信号化された非対称な交互
の変化によってこれを出力電圧に変換することができ、
この出力電圧を磁気テープ１から発生する交番磁界を表
わす情報の目安とする。この場合の可能な回路を第４図
に線図的に示す。

かかる回路は、２個の細条１５Δおよび１５Ｂを接続導
体２１Ａおよび２．１Ｂにより２個の抵抗ＲａおよびＲ
ｂに夫々接続すると共に、これら２個の細条を接続導体
２３により電流源２７に直接接続し、且つ接続導体２５
によりこの電流源に間接的に接続するようにした既知の
ブリッジ回路とすることができる。細条１５Δおよび１
５Ｂの読取ギャップ７とは反対側に設けた接続導体２１
Δおよび２１Ｂと、これら細条の読取ギャップ７と対向
する側に設けた接続導体２３とはビスマス層上に設けら
れた金で造ることができろく第２図も参照）。第４図に
示す回路によって、そのパラメータを適当に選定する場
合に出力信号■、を発生し、この出力信号は細条１５Ａ
および１５Ｂの抵抗値変化を磁気テープ１の交番磁界の
関数として示す。

実際には、ブリッジ回路内の２個のビスマス細条の相対
的な抵抗値の変化はビスマス層内の磁束のエルステッド
当りδＲ／ＲＩＯ−’であった。バイアスを１００ｍＶ
とした場合には１Ｏ−５Ｖ１０ｅの出力信号を得ること
ができた。

本発明は上述した例にのみ限定されるものではなく、種
々の変形を加えることができる。例えばビスマス層を連
続細条として形成し、この際には３つの接続導体のみ、
即ちギャップに対向する導体および細条のギャップとは
反対側の導体を必要とする。更に磁気ヘッドは磁気媒体
の読取りにのみ限定されるものではない。即ち磁気ヨー
クにコイルを巻装して磁気ヘッドを書込みヘッドとして
用いることもでき、この際には読取ギャップとして示し
たギャップを書込みギャップとして作用さ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明磁気ヘッドの構成を示す斜視図、第２図
は第１図の■−■線上の拡大断面図、第３図は第１図の
磁気ヘッドの側面図、第４図は磁気ヘッドの好適な読取
り回路を示す線図である。 １・・・磁気デーゾ　　　　３・・・磁気ヨーク３Ａｌ
、３［１１・・・磁極部分　　３Ａ、　３Ｂ・・・脚部
５・・・部分　　　　　　　７・・・読取ギャップ９・
・・中央孔　　　　　　１１・・・永久磁石１３・・・
中間ヨーク　　　　１５Ａ、　１５Ｂ・・・細条１７、
１９・・・磁力線 ２１八、　２１１１．２３．２５・・・接続導体２７・
・・電流源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに所定距離離間された２個の脚部を有する磁気
   ヨークを具え、その遊端により前記脚部間に形成された
   読取ギャップの両側で磁極部を構成し、ほかに前記磁気
   ヨーク内に前記磁極部から所定距離離間して設けられた
   磁気抵抗素子を具え、特に磁気記録媒体からの情報を読
   取る磁気ヘッドにおいて、前記磁気抵抗素子は前記磁気
   ヨークの脚部間に配設された磁気中間ヨークに設けたビ
   スマス（Ｂｉ）層により構成し、このビスマス層を前記
   読取ギャップの長手方向にみてこのギャップの両側に延
   在させると共に少なくとも作動中前記ビスマス層を横切
   る方向に配向された一定磁界内に位置させるようにした
   ことを特徴とする磁気ヘッド。 ２、磁気ヨークの脚部間に、一定磁界を発生する永久磁
   石を設け、この永久磁石の磁化軸をビスマス層を横切る
   方向に配向するようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の磁気ヘッド。 ３、中間ヨークを、磁気ヨークに固着された永久磁石に
   設けるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第２
   項に記載の磁気ヘッド。 ４、ビスマス層は、読取ギャップの両側に設けられた２
   個の少なくともほぼ長方形状の細条で構成するようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁気
   ヘッド。 ５、ビスマス層と中間ヨークとの間に電気的に絶縁され
   た中間層を設けるようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の磁気ヘッド。 ６、ビスマス層には読取ギャップの近くに、且つこのギ
   ャップの両側の互いに反対端部に、抵抗値の変化を検出
   する電気回路にビスマス層を組込むための接続導体を設
   け、更に前記電気回路に電流源を設けるようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁気ヘッド
   。