JPS6362803B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は薄膜磁気ヘツドに係り、さらに詳しく
は磁気記録特性を向上させた薄膜磁気ヘツドに関
するものである。

薄膜磁気ヘツドは鉄心及び巻線部分を有する、
いわゆるバルクヘツドと呼ばれる従来型の磁気ヘ
ツドを磁性薄膜に置きかえたもので、超小型で周
波数特性に優れ、高密度の磁気記録を行えるもの
であり、バルクヘツドに対してインダクテイブ磁
気ヘツドと呼ばれている。

この種の磁気ヘツドの最も単純な従来構造を示
すのが第１図である。この磁気ヘツドはコンダク
タインギヤツプと呼ばれる１ターン巻線型の磁気
ヘツドである。第１図において、符号１で示すも
のは基板で、ガラス、アルミナ、シリコン、
MnZnフエライト、金属などから形成されてい
る。この基板１の側面にはトラツク幅Ｗに対応し
た長さをもつて下部磁性層２が形成される。下部
磁性層２はFe−Ni合金、特に、80％Niまたは45
％NiのFe−Ni合金で形成され、形成法としては
抵抗加熱蒸着、EB蒸着、スパツタリング、メツ
キ、CVDなどの薄膜堆積法が採用されている。

下部磁性層２の外側面には同じく薄膜堆積法に
よりAu，Al，Cuなどからなる導線４が形成さ
れ、この導線４の上面にはさらに上部磁性層３が
形成される。上部磁性層３は下部磁性層２と同一
材料を用い、同一の方法で形成される。そして、
各層はフオトエツチング法などを用いて整形され
る。上下の磁性層２，３の厚みは２〜5μｍ、導
線４の厚みは３〜10μｍである。

このような構造を有する薄膜磁気ヘツドは、(1)
周波数特性が向上する、(2)記録密度を大幅に向上
させる、(3)小型化できる、(4)大量生産によるコス
トダウンがはかれる、(5)マルチトラツク化がはか
れるなどの利点がある。

一方、通常の磁気テープに記録する場合の起磁
力は1AT（アンペアターン）程度であるため、第
１図に示す１ターン巻線の磁気ヘツドの導線４に
は1Aの電流を流す必要がある。従つて、今、導
線４の膜厚を2μｍとし、トラツク幅Ｗを150μｍ
とすると電気抵抗値が約2Ωになり、このわずか
な領域で消費される電力は2Wとなる。

このため、薄膜磁気ヘツドは多くの利点を持ち
ながら、(1)大電流駆動をしなければならない、(2)
消費電力が大きく発熱による破壊が生じ易いとい
う大きな欠点を有する。

本発明は以上のような従来の欠点を除去するた
めになされたものであり、低電力で駆動でき、発
熱も少なく、デジタル信号を記録するのに適した
薄膜磁気ヘツドを提供することを目的としてい
る。

本発明の薄膜磁気ヘツドにおいては、上記の目
的を達成するために、基板の一方の側面に第１の
永久磁石を配し、前記基板の他方の側面に薄膜磁
性層と導電層を含む磁気記録部及び第２の永久磁
石を磁気記録媒体摺動方向に互いに近接して配す
る構造を採用した。

以下図面に示す実施例に基いて本発明の詳細を
説明する。

第１実施例 第２図および第３図は本発明の一実施例を説明
するもので、第２図において符号１０で示すもの
は基板で、その材質は従来構造のものと同一であ
る。この基板１０の両側には第１および第２の永
久磁石材料１１，１２が形成されている。これら
の永久磁石材料１１，１２は例えばBaのフエラ
イト、アルニコ、SmCo₅、γ―Fe₂O₃、CrO₂、
メタルテープ材などからなり、薄膜堆積法によつ
て形成され、その極性は図示のように逆になつて
いる。

第２の永久磁石材料１２の外側にはSiO₂など
からなる絶縁層１３が形成され、この絶縁層１３
の外側には従来のものと同様の材質からなる下部
磁性層１４が形成され、さらにその外側には導線
１５および上部磁性層１６が形成される。形成方
法は従来と同様である。

このようにして、上部磁性層１６を形成した
後、前記第１の永久磁石材料１１の外側及び上部
磁性層１６の外側に接着剤１７を介して保護板１
８，１９を接着する。この接着剤１７はエポキシ
系樹脂が用いられる。

このようにして薄膜磁気ヘツドを形成した後に
磁気テープの摺動面２０を整形し、仕上げ加工を
行う。

第２図において符号２１は磁気テープを示し、
矢印２２は磁気テープ２１の走行方向を示す。

次に以上のように構成された薄膜磁気ヘツドの
作用、効果について説明する。

第３図はγ―FeO₃テープのヒステリシスルー
プを示すものでこのヒステリシスループを描く磁
気テープを用いて記録した場合について説明す
る。

すでに何か記録されていたり、あるいは消磁さ
れたりする前歴を持つた磁気テープが第２図に符
号Ａで示す第１の永久磁石材料１１の磁界中を通
過した後では第３図に示すヒステリシスループの
Ｄ点にいたつた状態の磁化作用を受ける。やがて
磁気テープ２１は基板１０のテープ摺動面２０を
通過し、第２の永久磁石材料１２による磁界及び
導線１５に流れる電流によつて生じる磁界中を通
過する。これらの磁界の作用する位置を第２図に
符号Ｂ，Ｃで示す。このとき磁気テープ２１には
第２の永久磁石材料１２による磁界と導線１５に
よる磁界とが合成されて印加される。このときＢ
点における磁界の強さを磁気テープ２１の保磁力
とほぼ等しい磁界の強さに設定し、導線１５によ
つて形成されるインダクテイブヘツドから出る磁
界の振幅Hoをこの保磁力の１〜1.5倍に設定すれ
ば、ほぼ磁気飽和状態で記録することができる。

このようにして第２の永久磁石材料１２による
磁界と導線１５に流れる電流が形成するインダク
テイブヘツドからの磁界との合成で第３図に示す
ヒステリシスループのＥ点まで磁力が印加され、
その後磁気テープは記録領域から脱するが、磁気
テープ２１に残る残留磁束密度は第３図に示すヒ
ステリシスループＦ点になる。

逆に上述したＢ点及びＣ点における合成磁界は
零であれば、磁気テープ２１の磁化は第３図のＤ
点にとどまる。従つてこの磁気テープのダイナミ
ツクレンジはＤ点からＦ点までとなる。

ところが、第１および第２の永久磁石材料１
１，１２を設けないで、同様なダイナミツクレン
ジを得ようとすると、第３図に符号Haで示す振
幅磁界が必要で、前記振幅磁界Hoのほぼ２倍と
なる。一方、出力磁界はインダクテイブヘツドの
巻線に流す電流値に比例するため、Haの振幅磁
界を得るには１ターンで1A必要となる。

これに対し、第２図に示した構造を採用すれ
ば、振幅磁界はHoでよいため、0.5Aの電流しか
必要としない。従つて、抵抗値が等しければ、消
費電力は1/4となり、第１図に示した従来構造を
採用した場合、2Wの消費電力であつたものが
0.5Wでよいことになる。

なお、第１の永久磁石材料１１は、そのＳ極に
よつて磁気テープ２１上の前歴を消去する役目を
有するため、その磁界強度は大きいほどよい。実
際にはＡ点に発生する磁界は、永久磁石材料の残
留磁束密度の1/2〜1/10程度の値になる。この値
は、可逆透磁率によつて異なる。現実に、大きな
磁界強度を得るには、残留磁束密度の大きな
SnCo₅が適当である。この材料は、残留磁束密度
が0.8テスラ（Tesla）で可逆比透磁率が１である
ため、Ｂ点における磁界強度は1.6〜2.4×
10⁵AT／ｍが可能である。この値は近年多く使
われはじめたメタルテープをも飽和磁化し得る値
である。

また、永久磁石材料の厚みは、出力磁界が大き
ければ適当でよく、必ずしも薄膜堆積法で形成す
る必要はない。

第２の永久磁石材料１２は、Ｂ点において磁気
テープの保磁力とほぼ同じか、いくぶん大きな磁
界強度が必要である。この材料もSmCO₅が適当
であるが、飽和磁化しないで磁気テープの保磁力
磁界が生ずる程度でよい。この第２の永久磁石材
料の厚みは、Ｂ点における磁界と、Ｃ点における
磁界がなるべく重なりあつていたほうがよいた
め、上下の磁性層１４，１６及び導線１５を合わ
せた厚み、第２図において符号ｌで示す程度が適
当である。

導線１５に流れる電流によつて生じる磁界は、
いわゆるインダクテイブヘツドを構成するが、第
２図に示したこのヘツドは、１ターンの場合であ
るが、外部からの供給電流をさらに減らす目的
で、マルチターン構造が広く用いられる。

平面的にマルチターンを実現したスパイラル構
造、厚み方向に積層したヘリカル構造、あるいは
これらの混合型などがある。このマルチターン構
造は、あくまでも外部からの電流量を減少させる
目的のものであつて、第２図において、導線１５
の厚みをｇとすれば、この電流路断面積ｇ×ｄに
流れる量を減少させるものではない。この電流路
断面積ｇ×ｄに流れる電流は、本発明構造を採用
しない限り、前述したように1A必要である。す
なわち、本発明構造を採用すると、目的とする起
磁力を発生するための電流量を少なくすることが
できる。従つて第２図に示す実施例においてイン
ダクテイブヘツドの部分がマルチターン構造のも
のに置きかわつても効果は変わるものではない。

本実施例は、以上のように構成されているた
め、導線が同じターン数であれば、外部から供給
される電流量を減少させることができる。したが
つて、発熱がほとんどなくなる。そして、第１お
よび第２の永久磁石材料を適当に選ぶことによつ
てメタルテープ対応の薄膜磁気ヘツドを容易に得
ることができる。

第２実施例 第４図は、本発明の第２の実施例を説明するも
ので、図中第２図と同一部分は同一符号をもつて
示し、その説明の省略する。

本実施例にあつては、導線１５と同一平面内に
おいて、上下の磁性層１４，１６との間に形成さ
れるバツクギヤツプに形成された永久磁石材料２
３が配置されている。この永久磁石材料２３は、
第２図に示した第２の永久磁石材料に相当するも
のである。この永久磁石材料２３は、第４図に示
すように磁気テープの走行方向、すなわち永久磁
石材料２３の厚み方向にＮ，Ｓ極が作られてい
る。

このような構造を採用すると、第１の永久磁石
材料１１側のＡ点において、磁気テープ２１は充
分に負方向に磁化され、その前歴が消去される。
ついで、導線１５側のＣ点では、永久磁石材料２
３による磁界と、導線１５が形成するインダクテ
イブヘツドの合成磁界を受けて磁気テープ２１に
対して磁気記録が行なわれる。本実施例におい
て、第２図に示した実施例のように磁界が発生す
るＢ点とＣ点の位置がわずかにずれていたのとち
がつて、永久磁石材料２３と導線１５による磁界
を完全に一致させ、Ｃ点に集中させることができ
る。従つて高密度記録を実現させることができ
る。

本実施例における永久磁石材料２３は、導線１
５が形成するインダクテイブヘツドの磁路に配置
されているため、そのレラクタンスＣ点のギヤツ
プ近傍のレラクタンスに比較して小さくしておか
なければならない。ひとつの目安としては、永久
磁石材料２３の長さをLpとすると、Lp＞10gの
条件を満足すればよい。また、永久磁石材料２３
は、インダクテイブヘツドからの逆磁界を受ける
ため、きわめて苛酷な条件にさらされることにな
り、その材料は前述したSmCo₅などがよい。

なお、永久磁石材料２３は、薄膜堆積法によら
ず、あらかじめテープ状に形成しておいたものを
貼着するようにしてもよい。

第３実施例 第５図は、本発明のもう１つの実施例を説明す
るもので、図中第２図及び第４図と同一部分又は
相当する部分には同一符号を付し、その説明は省
略する。

本実施例にあつては、基板１０の材料として
MnZnフエライトのような高透磁率磁性材料を用
いた場合の例を示す。

基板１０が磁性材料であるため、前述した下部
磁性層１４は省略されている。そして、第１の永
久磁石材料１１と、基板１０との間に、非磁性層
２４が形成されている。これは、基板１０が軟磁
性材料であるため、第１の永久磁石材料１１と直
接接触させると、Ａ点における磁界が弱くなつて
しまうのを防止するためである。この非磁性層２
４を形成するには保護板１８に第１の永久磁石材
料１１を薄膜堆積法により形成したのち、接着剤
を介して接着すると、その接着剤によつて自然に
形成される。また、第１の永久磁石材料１１をテ
ープ状のものとして形成した場合には、そのテー
プのフイルムベースを非磁性層２４として利用す
ることもでき、非磁性層２４の存在により、製造
工程が増大するものではない。

また、本実施例にあつては、下部磁性層を省略
してあるため、これを形成するための薄膜堆積工
程及びエツチング工程が不要となり、製造コスト
を低減させることができる。

さらに、第２図及び第４図、第５図に示した構
造では、第１、第２の永久磁石材料１１，１２及
び永久磁石材料２３の磁化方位が異なつているた
め、全体を組み立てた後に磁化させるとその工程
が煩雑となる。そこであらかじめこれらを磁化し
た後に一体化させるほうが製造工程上は有利であ
る。

第４実施例 第６図は、本発明のさらに他の実施例を示すも
のど、第１〜第３の実施例と同一部分には同一符
号を示し、その説明は省略してある。

第４図に示した実施例においては、バツクギヤ
ツプ中に永久磁石２３を配置したが、導線に流れ
る電流による起磁力を高めるためには、バツクギ
ヤツプはない方が望ましい。この第６図に示す実
施例は、バツクギヤツプのない例を示している。

本実施例にあつては、下部磁性層１４の外側
で、かつ導線１５よりテープ摺動面２０側に寄つ
た位置、すなわちフロントギヤツプ部に永久磁石
材料２５を形成したため、バツクギヤツプがなく
なつている。永久磁石材料２５の磁化方向は第４
図に示すものと同一である。そして、上部磁性層
１６と永久磁石材料２５との間には、非磁性層２
６が形成されており、磁気テープに磁界を印加し
やすいようになつている。

このような構造を採用すれば、バツクギヤツプ
がないため導線１５に流れる電流による起磁力を
高め、書き込み能率は大幅に向上される。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば低電力で駆動することができ、発熱による破壊
が生じず、高密度でデジタル信号を記録すること
ができる優れた薄膜磁気ヘツドを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の薄膜磁気ヘツドの構造を説明
する一部拡大斜視図、第２図は本発明の一実施例
を説明する一部拡大横断平面図、第３図は第２図
に示す磁気ヘツドの作用を説明するヒステリシス
ループを示す線図、第４図〜第６図は、それぞれ
異なつた本発明の他の実施例を説明する一部拡大
横断平面図である。 １０…基板、１１…第１の永久磁石材料、１２
…第２の永久磁石材料、１３…絶縁層、１４…下
部磁性層、１５…導線、１６…上部磁性層、１
８，１９…保護板、２０…テープ摺動面、２１…
磁気テープ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板の一方の側面に第１の永久磁石を配し、
   前記基板の他方の側面に薄膜磁性層と導電層を含
   む磁気記録部及び第２の永久磁石を磁気記録媒体
   摺動方向に互いに近接して配してなる薄膜磁気ヘ
   ツド。 ２ 前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石の
   端部はそれぞれ磁気記録媒体摺動面に臨んでお
   り、該第１及び第２の永久磁石の前記摺動面側の
   端部の極性が互いに逆極性となつていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜磁気ヘ
   ツド。 ３ 前記磁気記録部は下部磁性層、上部磁性層及
   びこれらの間に配された導電層を含み、前記第２
   の永久磁石は前記下部磁性層と前記上部磁性層と
   の間に配されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の薄膜磁気ヘツド。 ４ 前記第１の永久磁石の磁化方向は前記磁気記
   録媒体摺動面に対して垂直であり、前記第２の永
   久磁石の磁化方向は前記磁気記録媒体摺動面に対
   して平行であることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の薄膜磁気ヘツド。