JPS641848B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁気記録媒体から情報を読取る磁気
感知素子に係り、特にハンドスキヤナのセンサと
して磁気抵抗効果素子を使用する磁気読取器に関
する。

例えば磁気テープのような磁気媒体から磁束変
化を読取る磁気抵抗効果素子は周知である。1974
年11月に発行されたIBM Journal of research
and Developmentの第541頁乃至第546頁に掲載
されたC.H.Bajorek外による“Hand−Held
Magnetoresistive Transducer”という題名の論
文は、上述のような磁気抵抗効果素子の設計に関
するものである。この論文に記載されたトランス
ジユーサによれば、磁気抵抗効果素子は、この論
文の第１図に示されているように磁気転移と整列
したときに最大信号を発生し、ハンドヘルド・ス
キヤナの場合に生じるように整列からスキユー
（Skew）したときに小さな信号を発生する。磁
気抵抗効果素子は、分解能を改良し且つ磁束転移
からの磁界に有効に反応できるように磁気テープ
面に非常に接近して配置される。トランスジユー
サの寿命は、磁気抵抗効果素子とテープ接触摩耗
面との間の距離すなわち“飛行の高さ”の直接の
関数である。

米国特許第3921217号は、磁気抵抗効果素子を
摩耗面からさらに遠くに配置できるようにする磁
束導通ヨークによつて磁気抵抗効果素子が取り囲
まれる磁気トランスジユーサを開示している。こ
の特許の場合、磁気抵抗効果素子は３脚ヨークの
透磁性中間脚の２つの部分の間のブリツジとして
配置される。中間脚の下部は、移動テープ面に隣
接している。この中間脚及び２つの外脚は、感知
された転移から磁気抵抗効果素子を介して隣接し
た転移へ磁束を結合するのに有効な通路を提供す
る。この有効な通路により、磁気抵抗効果素子は
テープ面からより遠くに配置することができる。
同時に、外脚は、感知された転移からの磁界を妨
害する磁界を発生する外の転移から磁気抵抗効果
素子を遮断する。従つて、磁気抵抗効果素子を移
動テープ面から遠くに配置することによつて磁気
抵抗効果素子の摩耗を最小にできるとともに、隣
接した転移への有効な通路を形成し且つ感知領域
の外側に生じる磁束変化から磁気抵抗効果素子を
遮断することにより分解能を改良できる。しか
し、センサ出力はスキユーすなわち方位変化に対
して非常に敏感である。

上記論文の装置及び上記特許の装置は、読取ら
れるべき磁束パターンに対する磁気抵抗効果素子
の角度不整列に非常に敏感である。

本発明の目的は、磁束転移に対する磁気抵抗効
果素子の方位角に影響されない出力信号レベルを
提供するにある。

本発明によれば、広範囲の磁束転移密度にわた
つて感度を保持しつつ従来の欠点を解消すること
ができる。磁気抵抗効果素子と同一面又はこれに
かなり近接した面において磁気抵抗効果素子を十
分に取り囲むことによつて、磁束転移に対する磁
気抵抗効果素子の面の角度不整列に関係無く比較
的均一な信号応答を得ることができる。磁気抵抗
効果素子は磁束転移と整列しているときには、従
来と同様に、ヨーク無しで磁束転移に有効に結合
される。角度不整列による非結合を補償する為
に、透磁性ヨークは次の隣接した磁束転移に及
び、磁気抵抗効果素子が感知されるべき磁束転移
に対してスキユーしているときに磁気抵抗効果素
子の面へ磁束を案内する。このような構成をとれ
ば、磁気テープに垂直な軸に関して読取器が回転
しても、感知されるべきテープの転移と磁気抵抗
効果素子との間に適当な結合を保持できる。換言
すれば、上記ヨーク構成は、磁気抵抗効果素子そ
れ自体が磁束転移に対してスキユーしていても磁
気抵抗効果素子の面を通る有効な磁束結合を提供
できる。

本発明は、磁気媒体面に記録された２進磁束転
移を検出する改良された磁気読取器を提供する。
読取ヘツドは、転移を検出するときに媒体面に垂
直となるようにヘツド内に取り付けられる薄い実
質的に平坦な磁気抵抗効果素子を有する。比較的
厚いヨークは磁気抵抗効果素子と同一面内に配設
される。ヨークは、媒体面に隣接した少くとも１
つの極面を有するとともに、磁気抵抗効果素子の
面が磁束転移に対してスキユーしているときに該
素子の下に位置する磁束転移に隣接した磁束転移
に及ぶのに十分な幅を有する。ヨークの別の極面
は、媒体面から最も遠い磁気抵抗効果素子の縁に
隣接して配置される。導通手段は、磁気抵抗効果
素子の抵抗の変化を検出できるように該素子の２
つの別個の点に接続される。

第１図及び第２図は上記論文に記載された従来
の磁気抵抗効果感知ヘツドの動作を概略的に示
す。このヘツドは磁気抵抗効果素子１０を含む。
ヘツドは通常、磁気テープ１１の面を横切つて手
でヘツドを引くことができるように読取器内の構
造体に取り付けられている。この構造体は、最良
の応答を得られるように、センサ・ヘツドの面を
デープ１１の面に垂直に保持するジンバル取付体
を含む。転移１２からの磁束と磁気抵抗効果素子
１０との相互作用により磁気抵抗効果素子１０の
電気抵抗は低下し、従つて例えば電圧センサ１３
によつて検出可能な電圧降下が生じる。

第１Ａ図により良く示されているように、従来
は、磁気抵抗効果素子１０と磁束転移との間に最
大の結合が生じるように磁気抵抗効果素子１０は
磁気テープ１１の磁束転移１２に平行に配設され
る。第２図には、磁気抵抗効果素子１０が磁束転
移１２と整列する位置から回転すなわちスキユー
したときに、平坦な磁気抵抗効果素子１０を通る
磁束がしだいに低下することが示されている。磁
気抵抗効果素子１０に結合する磁束は小さいの
で、磁気テープ１１上の磁束転移１２に対する磁
気抵抗効果素子１０の応答は低下し磁束変化に対
してより敏感となる。何故なら、磁気抵抗効果素
子１０を飽和させるのに十分な磁束が存在しない
からである。

本発明は、第３図に示されているように、磁気
抵抗効果素子１４と実質的に同一な面に透磁性ヨ
ーク１５を設けることにより従来の問題点を解決
する。

ヨーク１５は３つの脚１６，１７および１８を
有する透磁率の高い物質から成る。ヨーク１５
は、透磁率が高く、保磁力が低く、バルクハウゼ
ン雑音が低いものならどのような物質でもよい。
磁気抵抗効果素子１４は中央脚１７の２つの部分
の間に介挿される。

磁気転移は脚１６，１７及び１８の面の下で生
じる。これらの面は隣接した転移に関連した極間
における磁気抵抗効果素子１４を通る磁束伝送路
を提供する。磁気抵抗効果素子１４を通る磁束が
最適なものとなるように磁気抵抗効果素子１４は
ヨーク１５の面と実質的に同一な面に配設されて
いる。磁束がヨーク１５の脚を通つて磁気抵抗効
果素子１４に到達し且つ磁束がヨーク１５の１つ
の脚からこれに隣接した脚へ直接行かないように
ヨーク１５の脚は十分に離隔されなければならな
い。

第３図の配置構成において、外ヨーク脚１６及
び１８は、十分な磁束路を完成するために、すな
わち隣接した磁束転移１９及び２０並びに磁気抵
抗効果素子１４の直下の転移２１によつて示され
る磁極の間を結合するために、磁束転移１９及び
２０に及ぶほど延びている。かかる構成によれ
ば、感知装置が転移１２と整列する位置から90度
ずれても、良好な信号を依然として得ることがで
きる。事実、感知信号レベルは、第４図に示され
ているように、ヘツド／転移スキユー方位角全体
にわたつて比較的一定にすることができる。第４
図は、本発明によれば、磁気抵抗効果素子１４の
出力信号の相対的変化が方位角全体にわたつて実
質的に一定に維持されること、一方、従来装置に
よれば、方位角が増加するに従つて抵抗降下の相
対変化がかなり低下することを示している。

外脚１６及び１８は、スキユー角が90度から減
少するときにこれらの脚が転移１９及び２０の位
置にくるような幅にされる。

垂直磁界の関数として磁気抵抗効果素子の抵抗
の百分率変化ΔR／Ｒの形で示されたセンサ応答
が第５図に示されている。第５図のａは、平坦な
透磁性ヨークが設けられていない従来のセンサの
応答を示し、第５図のｂは、透磁性ヨークが設け
られている本発明によるセンサの応答を示す。こ
れらの比較から容易にわかるように本発明による
センサは小さな磁界に対して非常に敏感である。
このように信号応答がより敏感になるので、磁気
抵抗効果素子は従来可能であつたよりもテープ面
からより遠い距離で同じ間隔の転移を感知でき、
またテープ面から同じ距離に配置された場合には
より近接した転移を感知できる。これは、すべて
の方向にわたつて上記ヨークによつて形成される
より有効な磁束路によるとともに、上記ヨークが
磁気抵抗効果素子を横切る消磁界を減少させるこ
とによる。

第６図は本発明によるセンサの具体的構成例を
示す。第６図のセンサは、テープ係合面２２及び
磁気抵抗効果素子１４を含む。ヨーク部１６及び
１８は分割部２３，２４，２５及び２６によつて
形成されている。ヨーク部１７は分割部２７及び
２８並びに分割部２４及び２６の一部によつて形
成されている。出力信号は、読取装置の層３１の
金導電部（接点）２９及び３０を通る導電路によ
つて磁気抵抗効果素子１４に接続された出力線で
検出される。ヨーク部２３及び２５は、脚が単一
構造体とされた場合に生じる腐食の移動又は汚染
を減少させ、且つ導電部２９及び３０を金属３１
の残りの部分から絶縁するために、隣接ヨーク部
２４及び２６からギヤツプ３２によつて分離され
ている。ギヤツプ３３は、ヨークが導電部２９及
び３０を横切る信号の短絡回路となるのを防止す
る。ヨーク部１７の分割部２７及び２８は、腐食
の移動及び汚染を回避するために分離されてい
る。

磁気抵抗効果素子１４及び透磁性ヨークはとも
に平坦な構造体中に配設できるので、製造が比較
的容易である。本発明の好ましい実施例の製造に
際しては、NiFe合金の第１層がサフイア基板２
２に蒸着される。NiFe層は約3000オングストロ
ームの厚さを有する。NiFeの好ましい形態は約
19％のFeと約81％のNiからなる合金である。こ
の物質は、０に近い磁歪フアクタ、低い保磁力及
び低いバルクハウゼン雑音を有する。この層のう
ち磁気抵抗効果素子１４より広い領域がエツチン
グされる。然る後に基板２２の面上に第２の
NiFe層が蒸着される。この第２の層は約300オン
グストロームの厚さを有する。この第２の層の厚
さによつて磁気抵抗効果素子１４の厚さが決ま
る。この第２の層の厚さは、ヨークが飽和する前
に磁気抵抗効果素子１４が飽和するような値とさ
れる。従つて、磁気抵抗効果素子１４とヨークが
同じ物資から成る場合には、ヨークは素子１４の
厚さよりかなり厚くなければならない。次に、磁
気抵抗効果素子１４とヨーク部２４，２６及び２
８とを自己整合で形成するために、単一のマスク
を使用して両層に対してスパツタ・エツチングす
ることにより磁気抵抗効果素子１４とヨーク部の
最終パターンが形成される。分割部２３乃至２８
は、NiFeの両層の厚さを組合せた厚さを有する。
磁気抵抗効果素子１４は第２層のみの厚さを有す
る。金層３１は、NiFeを保護し且つ磁気抵抗効
果素子１４の両端への電気的接続手段を与えるた
めに適当なマスクを介して電気メツキされる。導
電部２９及び３０並びに金層３１はすべて単一動
作で付着されるが、ヨーク部２４及び２６と磁気
抵抗効果素子１４との間に厚さの差異があるた
め、導電部２９及び３０が金層３１に接続される
領域において金層３１は傾斜している。

【図面の簡単な説明】

第１図は典型的な記録テープの磁束転移と整列
しているときの従来の磁気抵抗効果感知装置を示
す概略図、第１Ａ図は第１図の一部を拡大して示
す部分拡大図、第２図は磁束転移に対してスキユ
ーしたときすなわち不整列なときの従来の磁気抵
抗効果感知装置を示す概略図、第３図は磁束転移
に対して最大90度不整列の状態にある本発明によ
る磁気抵抗効果感知装置の一実施例を示す斜視
図、第４図は不整列すなわちスキユー角を変化さ
せたときの本発明の磁気抵抗効果感知装置の一例
の応答特性の変化を従来のそれと比較して示す応
答特性図、第５図は本発明による磁気抵抗効果感
知装置の一例の応答と従来のそれとを比較して示
す応答図、第６図は本発明による磁気抵抗効果感
知装置の具体的構成例を示す斜視図である。 １１……磁気テープ、１２，１９，２０……磁
束転移、１４……磁気抵抗効果素子、１５……透
磁性ヨーク、１６，１７，１８……脚、２９，３
０……導電部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁気媒体の表面に記録された磁束転移を検出
   するための磁気読取ヘツドであつて、 前記磁束転移を検出するときに前記表面に垂直
   となるように当該ヘツドに取り付けられた平坦な
   磁気抵抗効果素子と、 前記磁気抵抗効果素子の離隔した２つの点に接
   続される導電体と、 前記磁気抵抗効果素子の面が前記表面の磁束転
   移に対してスキユーしているときに前記磁気抵抗
   効果素子の下の磁束転移に隣接した少くとも１つ
   の磁束転移へ及ぶ寸法を有し且つ前記表面に面す
   る第１の極面、及び前記表面から最も離れた前記
   磁気抵抗効果素子の縁部に面する第２の極面を提
   供する少くとも１つの脚部を含み、前記磁気抵抗
   効果素子と実質的に同一の面になるように配設さ
   れる透磁性ヨークと、 を具備し、 前記磁気抵抗効果素子の面が前記磁束転移に対
   してスキユーしていたときは前記脚部の前記第１
   及び第２の極面を介して磁束を前記磁気抵抗効果
   素子に結合するようにしたことを特徴とする磁気
   読取ヘツド。