JPH02302922A - 磁気検出素子およびそれを用いた磁気記憶装置 - Google Patents
磁気検出素子およびそれを用いた磁気記憶装置Info
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- JPH02302922A JPH02302922A JP12305589A JP12305589A JPH02302922A JP H02302922 A JPH02302922 A JP H02302922A JP 12305589 A JP12305589 A JP 12305589A JP 12305589 A JP12305589 A JP 12305589A JP H02302922 A JPH02302922 A JP H02302922A
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Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
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。
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〕
本発明は情報記録用の磁気検出素子およびそれを用いた
磁気記憶装置に係り、特に情報の記録再生、とりわけ再
生感度に優れた磁気検出素子およびそれを用いた磁気記
憶装置に関する。
磁気記憶装置に係り、特に情報の記録再生、とりわけ再
生感度に優れた磁気検出素子およびそれを用いた磁気記
憶装置に関する。
磁気ディスク装置において、磁気記録媒体への情報の記
録再生は、磁気ヘッドを用いて行われている。一般に、
記録再生用の磁気ヘッドとして、例えば電磁誘導型のリ
ングヘッドが広く用いられている。また、コンピュータ
等の記録装置として用いられているリジッド型磁気ディ
スク装置においては、高速で回転する円板上の磁気記録
媒体の表面上に、極微かの空間を保って浮上する磁気ヘ
ッドに誘導電流を流して、磁気ヘッド先端部に発生する
磁場によって磁気記録媒体への記録が行われる。そして
、磁気記録密度が向上し、記録ビットの寸法が微細化す
るにつれ、記録効率と再生効率の良い磁気ヘッドが必要
となってきている。従来は、記録と再生を同一のリング
ヘッドで行っていたが、記録と再生の素子を分離して、
それぞれの機能の効率向上を目的とした記録再生分離型
磁気ヘッドも検討されている(特開昭51−11491
7号公報)。この記録再生分離型の磁気ヘッドにおいで
は、特に高感度の再生機能を持つ素子が望まれており、
磁気抵抗効果を使った磁気検出素子(特公昭53−17
404号公報)、あるいは磁気感応トランジスタを用い
た磁気検出素子(特開昭57−177573号公報)な
どが提案されている。しかし、このような素子を用いて
も磁気の検出感度が、例えば100Mb/in2以上の
高密度磁気記録への応用においては、いまだ十分とは言
い難く、さらにリングヘッドのように、記録用にも兼用
して原理的に用いられないといった問題があり、理想的
な磁気ヘッドとして、記録と再生とが同一の素子で兼用
でき、しかも高感度であることが望まれている。
録再生は、磁気ヘッドを用いて行われている。一般に、
記録再生用の磁気ヘッドとして、例えば電磁誘導型のリ
ングヘッドが広く用いられている。また、コンピュータ
等の記録装置として用いられているリジッド型磁気ディ
スク装置においては、高速で回転する円板上の磁気記録
媒体の表面上に、極微かの空間を保って浮上する磁気ヘ
ッドに誘導電流を流して、磁気ヘッド先端部に発生する
磁場によって磁気記録媒体への記録が行われる。そして
、磁気記録密度が向上し、記録ビットの寸法が微細化す
るにつれ、記録効率と再生効率の良い磁気ヘッドが必要
となってきている。従来は、記録と再生を同一のリング
ヘッドで行っていたが、記録と再生の素子を分離して、
それぞれの機能の効率向上を目的とした記録再生分離型
磁気ヘッドも検討されている(特開昭51−11491
7号公報)。この記録再生分離型の磁気ヘッドにおいで
は、特に高感度の再生機能を持つ素子が望まれており、
磁気抵抗効果を使った磁気検出素子(特公昭53−17
404号公報)、あるいは磁気感応トランジスタを用い
た磁気検出素子(特開昭57−177573号公報)な
どが提案されている。しかし、このような素子を用いて
も磁気の検出感度が、例えば100Mb/in2以上の
高密度磁気記録への応用においては、いまだ十分とは言
い難く、さらにリングヘッドのように、記録用にも兼用
して原理的に用いられないといった問題があり、理想的
な磁気ヘッドとして、記録と再生とが同一の素子で兼用
でき、しかも高感度であることが望まれている。
上述したごとく、従来技術における磁気検出素子は、高
密度磁気記録(例えば、100Mb/in2以上)への
適用という点においては、まだ十分に満足できるもので
はなく、また情報の記録と再生とが同一の素子で兼用で
き、かつ高感度の磁気検出素子はいまだ実現されていな
かった。
密度磁気記録(例えば、100Mb/in2以上)への
適用という点においては、まだ十分に満足できるもので
はなく、また情報の記録と再生とが同一の素子で兼用で
き、かつ高感度の磁気検出素子はいまだ実現されていな
かった。
そこで、本発明者らは、情報の記録と再生とが同−の素
子で行える高感度の磁気検出素子の実現について、鋭意
研究を重ねた結果、磁性体の磁区構造の2次元分布を高
分解能で観察する装置として磁気力顕微鏡が最近開発さ
れたことを知見し、この基本原理をもとに、磁気検出素
子としての構成条件を検討し、これを現在用いられてい
る磁気ヘッドに置き換え、構造が簡単で容易に使用でき
る高感度の磁気記憶装置を見い出した。すなわち、磁気
力顕微鏡の測定原理は、例えば、ジャーナルオブ バキ
ューム サイエンス アンド テクノロジー、エーロ
(2) 、 (1988年)第279頁から第282
頁(Journal of Vacuum 5cien
ce andTechnology、 A−6(2)
(1988) pp279〜282)に報告されてい
るごとく、磁性体からなる針状チップを測定試料に近付
け、非接触状態で試料表面を2次元的に走査し、針状チ
ップ先端部に働く磁力の強弱を画像として表示するもの
である。本発明は、この磁気力顕微鏡の原理を応用した
ものであり、基本的には、磁場中に置かれた磁性体が受
ける力を検出して、これを電気信号に変換して出力させ
るものである。
子で行える高感度の磁気検出素子の実現について、鋭意
研究を重ねた結果、磁性体の磁区構造の2次元分布を高
分解能で観察する装置として磁気力顕微鏡が最近開発さ
れたことを知見し、この基本原理をもとに、磁気検出素
子としての構成条件を検討し、これを現在用いられてい
る磁気ヘッドに置き換え、構造が簡単で容易に使用でき
る高感度の磁気記憶装置を見い出した。すなわち、磁気
力顕微鏡の測定原理は、例えば、ジャーナルオブ バキ
ューム サイエンス アンド テクノロジー、エーロ
(2) 、 (1988年)第279頁から第282
頁(Journal of Vacuum 5cien
ce andTechnology、 A−6(2)
(1988) pp279〜282)に報告されてい
るごとく、磁性体からなる針状チップを測定試料に近付
け、非接触状態で試料表面を2次元的に走査し、針状チ
ップ先端部に働く磁力の強弱を画像として表示するもの
である。本発明は、この磁気力顕微鏡の原理を応用した
ものであり、基本的には、磁場中に置かれた磁性体が受
ける力を検出して、これを電気信号に変換して出力させ
るものである。
本発明の目的は、上記従来技術における問題点を解消す
ると共に、磁気力顕微鏡の基本原理を応用することによ
り、磁気検出の感度が極めて高く、しかも情報の記録お
よび再生が同一の磁気検出素子で兼用できる新しいタイ
プの磁気検出素子およびそれを用いた磁気記憶装置を提
供することにある。
ると共に、磁気力顕微鏡の基本原理を応用することによ
り、磁気検出の感度が極めて高く、しかも情報の記録お
よび再生が同一の磁気検出素子で兼用できる新しいタイ
プの磁気検出素子およびそれを用いた磁気記憶装置を提
供することにある。
上記本発明の目的は、磁気を検出する磁性体の先端部が
、磁気記録媒体に対向し、該磁気記録媒体に記録された
磁区である記録ビットより漏洩する磁場中で力を受け、
かつ上記記録ビットの形状にほぼ対応した特定形状の先
端部を有する磁性体と、上記磁性体が受ける力を検出し
電気信号に変換し出力する電気変換素子を設けることに
より、達成される。
、磁気記録媒体に対向し、該磁気記録媒体に記録された
磁区である記録ビットより漏洩する磁場中で力を受け、
かつ上記記録ビットの形状にほぼ対応した特定形状の先
端部を有する磁性体と、上記磁性体が受ける力を検出し
電気信号に変換し出力する電気変換素子を設けることに
より、達成される。
本発明の磁気検出素子において、磁気記録媒体に対向し
て配置される磁性体の先端部の形状は、その幅が記録ビ
ットの長さよりも小さく、奥行きがトラック幅にほぼ等
しい、直方体状、台形柱状、三角柱状、クサビ形状のう
ちのいずれかの形状にすることが好ましい。
て配置される磁性体の先端部の形状は、その幅が記録ビ
ットの長さよりも小さく、奥行きがトラック幅にほぼ等
しい、直方体状、台形柱状、三角柱状、クサビ形状のう
ちのいずれかの形状にすることが好ましい。
本発明の磁気検出素子に用いられる磁性体は、軟質磁性
材料あるいは永久磁石材料などの硬質磁性材料を、磁気
検出の目的に応じて選択して使用することができる。ま
た、磁性体に接合して、磁性体が受ける力を検出し電気
信号に変換して出力する電気変換素子としては、例えば
圧電素子などを好適に用いることができる。この場合、
上記の力は電圧に変換されて出力される。
材料あるいは永久磁石材料などの硬質磁性材料を、磁気
検出の目的に応じて選択して使用することができる。ま
た、磁性体に接合して、磁性体が受ける力を検出し電気
信号に変換して出力する電気変換素子としては、例えば
圧電素子などを好適に用いることができる。この場合、
上記の力は電圧に変換されて出力される。
本発明の磁気検出素子において、磁気力以外の空気流あ
るいは異物などの衝突により受ける力を防止するために
、磁性体の先端部から極小距離前れた位置に極薄の遮蔽
膜を設けて上記磁性体を気密に包囲して外気から遮断す
る隔室を形成し、該隔室の内部を、空気よりも密度の小
さいガスを用いて充填置換するか、もしくは大気圧より
も低い減圧状態に保持する構造とすることが望ましい。
るいは異物などの衝突により受ける力を防止するために
、磁性体の先端部から極小距離前れた位置に極薄の遮蔽
膜を設けて上記磁性体を気密に包囲して外気から遮断す
る隔室を形成し、該隔室の内部を、空気よりも密度の小
さいガスを用いて充填置換するか、もしくは大気圧より
も低い減圧状態に保持する構造とすることが望ましい。
さらに、本発明の磁気検出素子において、磁気=8−
記録媒体の目標とする記録ビットからの漏洩磁束を効率
よく検出する手段として、隣接する記録ビットから発散
される漏洩磁束が磁性体に及ばないようにするための磁
気シールド材を、上記磁性体を挾んで上記媒体の移動方
向の前後、もしくは上記媒体の移動方向の前後および左
右の位置に設置した構造とすることが好ましい。
よく検出する手段として、隣接する記録ビットから発散
される漏洩磁束が磁性体に及ばないようにするための磁
気シールド材を、上記磁性体を挾んで上記媒体の移動方
向の前後、もしくは上記媒体の移動方向の前後および左
右の位置に設置した構造とすることが好ましい。
また、本発明の磁気検出素子は、その使用目的に応じて
、磁性体を主磁極として用い、磁気記録媒体を挾んで上
記主磁極の反射側に補助磁極を設けた構造とするか、あ
るいは磁性体を主磁極となし、該主磁極と同じ側に補助
磁極を槓成し、上記主磁極である磁性体に接合されてい
る圧電素子の側面に、直接もしくは電気絶縁材料からな
る絶縁体を介して上記補助磁極を接合した構造の磁気ヘ
ッドとなし、高密度の磁気記憶装置として好適に用いる
ことができる。
、磁性体を主磁極として用い、磁気記録媒体を挾んで上
記主磁極の反射側に補助磁極を設けた構造とするか、あ
るいは磁性体を主磁極となし、該主磁極と同じ側に補助
磁極を槓成し、上記主磁極である磁性体に接合されてい
る圧電素子の側面に、直接もしくは電気絶縁材料からな
る絶縁体を介して上記補助磁極を接合した構造の磁気ヘ
ッドとなし、高密度の磁気記憶装置として好適に用いる
ことができる。
さらに本発明の磁気検出素子において、磁性体に少なく
とも2個の電気変換素子(例えば圧電素子)を接合し、
かつ上記磁性体の両端をN、S極となるように磁化して
おき、上記複数の電気変換素子によって検出される信号
を加減乗除し、演算処理を行った後の増幅信号を出方す
る手段を設けることにより、より高感度の磁気検出を行
うことができる。
とも2個の電気変換素子(例えば圧電素子)を接合し、
かつ上記磁性体の両端をN、S極となるように磁化して
おき、上記複数の電気変換素子によって検出される信号
を加減乗除し、演算処理を行った後の増幅信号を出方す
る手段を設けることにより、より高感度の磁気検出を行
うことができる。
そして、本発明の高感度の磁気検出素子を用いて磁気記
録再生用の磁気ヘッドを構成し、磁気記録媒体の記録な
らびに再生を行う手段を設けることにより、超高密度記
録を達成する磁気記憶装置を実現することができる。
録再生用の磁気ヘッドを構成し、磁気記録媒体の記録な
らびに再生を行う手段を設けることにより、超高密度記
録を達成する磁気記憶装置を実現することができる。
磁気検出の方法として、本発明においては磁場中に配置
された磁性体が受ける力を、例えば圧電素子によって検
出し、これを電圧に変換し出力する方法を用いる。そし
て、この磁性体は、磁気検出素子が記録媒体に対して相
対運動する際の空気流による力を受けないように隔室に
収納する構造が望ましい。ここで1図面を引用して、本
発明の磁気検出素子の動作原理を説明する。第1図は、
本発明の磁気記憶装置の構成の一例を示すものであって
、本発明の磁気検出素子の動作原理を示す説明図である
。図において、磁気検出素子(磁気ヘッド)は、磁性体
1と、これに働く力を検出するための圧電素子2から構
成されており、磁性体1の下端部から極小距離離れた位
置に設けた極薄の遮蔽膜3で囲まれ、これらは隔室4内
に収納されている。磁気記録媒体の磁気ビット6の表面
の漏洩磁束7中に、磁性体1が入ると力を受ける。
された磁性体が受ける力を、例えば圧電素子によって検
出し、これを電圧に変換し出力する方法を用いる。そし
て、この磁性体は、磁気検出素子が記録媒体に対して相
対運動する際の空気流による力を受けないように隔室に
収納する構造が望ましい。ここで1図面を引用して、本
発明の磁気検出素子の動作原理を説明する。第1図は、
本発明の磁気記憶装置の構成の一例を示すものであって
、本発明の磁気検出素子の動作原理を示す説明図である
。図において、磁気検出素子(磁気ヘッド)は、磁性体
1と、これに働く力を検出するための圧電素子2から構
成されており、磁性体1の下端部から極小距離離れた位
置に設けた極薄の遮蔽膜3で囲まれ、これらは隔室4内
に収納されている。磁気記録媒体の磁気ビット6の表面
の漏洩磁束7中に、磁性体1が入ると力を受ける。
この力を、圧電素子2で電圧に変換することにより出力
として検出される。第2図は、磁性体1に働く力が磁気
記録媒体と磁気検出素子の相対運動によって、どう変化
するかを示したものであり、横軸は時間もしくは相対運
動の距離を示す。磁性体1が軟質磁性材料である場合に
は、記録ビット6の磁化の向きによらず、磁束密度の強
弱にだけ依存して力を受けるため、第2図の(A)に示
す力の変化が観測される。磁性体1として硬磁性で磁化
した永久磁石などの硬質磁性材料を用い、磁化の方向を
磁気記録媒体の表面に対して垂直となるようにした場合
には、記録ビット6の磁化の向きによって磁性体1は吸
引力と反発力を受けるため、第2図(B)に示す力の変
化が観測される。
として検出される。第2図は、磁性体1に働く力が磁気
記録媒体と磁気検出素子の相対運動によって、どう変化
するかを示したものであり、横軸は時間もしくは相対運
動の距離を示す。磁性体1が軟質磁性材料である場合に
は、記録ビット6の磁化の向きによらず、磁束密度の強
弱にだけ依存して力を受けるため、第2図の(A)に示
す力の変化が観測される。磁性体1として硬磁性で磁化
した永久磁石などの硬質磁性材料を用い、磁化の方向を
磁気記録媒体の表面に対して垂直となるようにした場合
には、記録ビット6の磁化の向きによって磁性体1は吸
引力と反発力を受けるため、第2図(B)に示す力の変
化が観測される。
力の変化は、圧電素子2によって電圧に変換することが
できるので、磁気ディスク装置の再生信号処理に用いる
ことができる。
できるので、磁気ディスク装置の再生信号処理に用いる
ことができる。
第1図に示した磁気検出素子において、効率良く記録ビ
ット6の信号を検出するために、磁性体1の形状は記録
ビット6の形状にほぼ合せておく必要がある。磁気記録
においては、記録ビット6の形状は、通常長方形であり
、これに適した形状として磁気記録媒体に面する側が、
第3図に示すような直方体状(a)、台形柱状(b)、
三角柱状(c)もしくは先端部が丸まったクサビ形状(
d)などが望ましい。先端部の寸法は、記録ビット6の
寸法に合せて変える必要があり、例えば直方体状(a)
の場合で説明すると、幅0は記録ビット6長よりも小さ
く、奥行きWはトラック幅とほぼ等しくすることが望ま
しい。
ット6の信号を検出するために、磁性体1の形状は記録
ビット6の形状にほぼ合せておく必要がある。磁気記録
においては、記録ビット6の形状は、通常長方形であり
、これに適した形状として磁気記録媒体に面する側が、
第3図に示すような直方体状(a)、台形柱状(b)、
三角柱状(c)もしくは先端部が丸まったクサビ形状(
d)などが望ましい。先端部の寸法は、記録ビット6の
寸法に合せて変える必要があり、例えば直方体状(a)
の場合で説明すると、幅0は記録ビット6長よりも小さ
く、奥行きWはトラック幅とほぼ等しくすることが望ま
しい。
記録ビット6からの漏洩磁束によって力を受ける磁性体
1に、磁気力以外の力が働くのを極力防ぐように構成す
るか、もしくは、上記の力が働いても磁気力とは、ある
程度区別できるように工夫することが必要である。磁気
力以外の磁性体1に働く可能性のある力は、空気流が磁
性体1に衝突することによって生じる力、あるいは、磁
気検出素子が磁気記録媒体上を走行中に異物などに衝突
した際に生ずる衝撃力などがある。空気流による力は、
第1図に示すごとく、少なくとも磁性体1を外気から遮
断する隔室4内に収納することにより防止できる。また
、隔室4内の空気の振動が問題となる場合は、密度が空
気よりも小さいHeやH2を充填しても良い。隔室4内
を真空に保持すれば、さらに望ましい。後者の衝撃力を
防ぐことは容易でないので、例えば磁気検出素子の一部
に小型の加速度センサなどを付けておき、衝撃力の測定
を行って信号処理の段階で磁気力を区別できるような配
慮をすることが望ましい。
1に、磁気力以外の力が働くのを極力防ぐように構成す
るか、もしくは、上記の力が働いても磁気力とは、ある
程度区別できるように工夫することが必要である。磁気
力以外の磁性体1に働く可能性のある力は、空気流が磁
性体1に衝突することによって生じる力、あるいは、磁
気検出素子が磁気記録媒体上を走行中に異物などに衝突
した際に生ずる衝撃力などがある。空気流による力は、
第1図に示すごとく、少なくとも磁性体1を外気から遮
断する隔室4内に収納することにより防止できる。また
、隔室4内の空気の振動が問題となる場合は、密度が空
気よりも小さいHeやH2を充填しても良い。隔室4内
を真空に保持すれば、さらに望ましい。後者の衝撃力を
防ぐことは容易でないので、例えば磁気検出素子の一部
に小型の加速度センサなどを付けておき、衝撃力の測定
を行って信号処理の段階で磁気力を区別できるような配
慮をすることが望ましい。
そして、第1図に示した、磁気検出素子を構成する磁性
体1の直下の磁気記録媒体の記録ビット6から漏洩する
磁束を効率良く検出するためには、隣の記録ビットから
漏洩する磁束が磁性体1に及ばないようにするのが有効
である。この目的のためには、例えば第4図に示すよう
に磁性体1の両側に磁気シールド材9を設け、検出目標
としている記録ビット以外から発散されている磁束を吸
収すれば良い。
体1の直下の磁気記録媒体の記録ビット6から漏洩する
磁束を効率良く検出するためには、隣の記録ビットから
漏洩する磁束が磁性体1に及ばないようにするのが有効
である。この目的のためには、例えば第4図に示すよう
に磁性体1の両側に磁気シールド材9を設け、検出目標
としている記録ビット以外から発散されている磁束を吸
収すれば良い。
また、磁束検出に用いる磁性体1を磁気記録用の磁極と
して応用することが可能である。この場合、磁性体1に
は通常のリングヘッドの磁極に用いられているパーマロ
イなどの軟質磁性材料を使用する。磁気記録用として使
用する場合の磁気検出素子と磁気記録媒体の構成を第5
図および第6図に示す。第5図は、磁性体1を主磁極と
して用い、磁気記録媒体を挾んで反対側に設けた補助磁
極10で励磁して磁気記録を行う場合を示す。第6図は
補助磁極10を磁性体1と同じ側に設置し、一体化した
磁気検出素子を構成した場合の一例を示す。また、第6
図においては、磁路を構成するために圧電素子2の側面
に直接もしくは電気絶縁材料からなる絶縁体13を介し
て磁性材料が設けられているが、磁性体1が記録ビット
6の漏洩磁界中で力を受けたとき、圧電素子2の変形量
が、その側面に設けられている磁性材料の弾性変形範囲
内にあれば、磁性材料の破断等の問題は生じない。
して応用することが可能である。この場合、磁性体1に
は通常のリングヘッドの磁極に用いられているパーマロ
イなどの軟質磁性材料を使用する。磁気記録用として使
用する場合の磁気検出素子と磁気記録媒体の構成を第5
図および第6図に示す。第5図は、磁性体1を主磁極と
して用い、磁気記録媒体を挾んで反対側に設けた補助磁
極10で励磁して磁気記録を行う場合を示す。第6図は
補助磁極10を磁性体1と同じ側に設置し、一体化した
磁気検出素子を構成した場合の一例を示す。また、第6
図においては、磁路を構成するために圧電素子2の側面
に直接もしくは電気絶縁材料からなる絶縁体13を介し
て磁性材料が設けられているが、磁性体1が記録ビット
6の漏洩磁界中で力を受けたとき、圧電素子2の変形量
が、その側面に設けられている磁性材料の弾性変形範囲
内にあれば、磁性材料の破断等の問題は生じない。
本発明の磁気検出素子の磁気記録装置への応用構成の他
の一例として、第7図に示すごとく、磁性体1に2個の
圧電素子2を接合して、両圧電素子2で検出する信号を
加減乗除し、演算処理した後の増幅信号を利用すること
もできる。磁性体1として硬質磁性材料を用いて、第7
図に示すように、両端がN、S極になるように磁化して
おき、横方向(N−8方向)を記録ビット6のトラック
方向に合わせればN、S極部には互いに逆向きの力が作
用する。この場合、それぞれの圧電素子2で検出される
電圧の差をとることによって、より大きな信号として観
測することができる。また、磁気検出素子が記録媒体の
トラック直上から左右いずれかにずれると圧電素子2間
の出力のバランスの崩れとして検出でき、磁気検出素子
のトラッキングのための信号として使用することもでき
る。
の一例として、第7図に示すごとく、磁性体1に2個の
圧電素子2を接合して、両圧電素子2で検出する信号を
加減乗除し、演算処理した後の増幅信号を利用すること
もできる。磁性体1として硬質磁性材料を用いて、第7
図に示すように、両端がN、S極になるように磁化して
おき、横方向(N−8方向)を記録ビット6のトラック
方向に合わせればN、S極部には互いに逆向きの力が作
用する。この場合、それぞれの圧電素子2で検出される
電圧の差をとることによって、より大きな信号として観
測することができる。また、磁気検出素子が記録媒体の
トラック直上から左右いずれかにずれると圧電素子2間
の出力のバランスの崩れとして検出でき、磁気検出素子
のトラッキングのための信号として使用することもでき
る。
以下に本発明の一実施例を挙げ、図面に基づいて、さら
に詳細に説明する。
に詳細に説明する。
(実施例 1)
第8図の(、)ないしくd)に示す手順で磁気検出素子
を作製した。まず、ジルコニア材を加工し、幅500μ
m、深さ500μmの溝を形成した基材8の溝底部に、
厚さ0.5μmの金属性の電極膜15を形成した。電極
膜15の上には、P b Z r O3とPbTi0.
の固溶体セラミックから成る圧電素子2を付着した。第
8図(a)における圧電素子2の横方向および高さ方向
の寸法は、それぞれ300μm、490μmとした。第
8図(b)に示すように、圧電素子2の上に、厚さ0.
5μmの金属性の電極膜15を形成し、その上に1μm
の間隔をとってホトレジスト16を設けた。蒸着用マス
クを通して、スパッタ法で軟質磁性材料であるパーマロ
イを蒸着した後、ドライエツチング法でホトレジストを
除去すると共に、パーマロイ膜を台形柱状に加工した磁
性体1を圧電素子2の上に形成した〔第8図(C)〕。
を作製した。まず、ジルコニア材を加工し、幅500μ
m、深さ500μmの溝を形成した基材8の溝底部に、
厚さ0.5μmの金属性の電極膜15を形成した。電極
膜15の上には、P b Z r O3とPbTi0.
の固溶体セラミックから成る圧電素子2を付着した。第
8図(a)における圧電素子2の横方向および高さ方向
の寸法は、それぞれ300μm、490μmとした。第
8図(b)に示すように、圧電素子2の上に、厚さ0.
5μmの金属性の電極膜15を形成し、その上に1μm
の間隔をとってホトレジスト16を設けた。蒸着用マス
クを通して、スパッタ法で軟質磁性材料であるパーマロ
イを蒸着した後、ドライエツチング法でホトレジストを
除去すると共に、パーマロイ膜を台形柱状に加工した磁
性体1を圧電素子2の上に形成した〔第8図(C)〕。
基材8の溝部に樹脂17を充填した後、上端部を第8図
(d)に示すごとく曲面状に加工し、ついで0.1μm
厚のダイヤモンド状炭素から成る遮蔽膜18を高周波ス
パッタ法で形成した。そして、断面形状が第8図(d)
で示される角柱状の試料を周期20μmピッチで切断し
、化学処理によって樹脂を溶解除去した後、切断面の両
面に、その断面外形とほぼ等しい薄板を張り合せた。こ
の薄板張り合わせのときに、圧電素子2の上下端に形成
した電極膜15からリード線を、それぞれ外部に引き出
した。以上の手順によって、断面構造が、上述の第1図
に示したものとほぼ同様の磁気検出素子を作製した。
(d)に示すごとく曲面状に加工し、ついで0.1μm
厚のダイヤモンド状炭素から成る遮蔽膜18を高周波ス
パッタ法で形成した。そして、断面形状が第8図(d)
で示される角柱状の試料を周期20μmピッチで切断し
、化学処理によって樹脂を溶解除去した後、切断面の両
面に、その断面外形とほぼ等しい薄板を張り合せた。こ
の薄板張り合わせのときに、圧電素子2の上下端に形成
した電極膜15からリード線を、それぞれ外部に引き出
した。以上の手順によって、断面構造が、上述の第1図
に示したものとほぼ同様の磁気検出素子を作製した。
(実施例 2)
実施例1に示した磁気検出素子の製造工程において、軟
質磁性材料であるパーマロイの代りに、永久磁石材料(
硬質磁性材料)のFe−12tit%C。
質磁性材料であるパーマロイの代りに、永久磁石材料(
硬質磁性材料)のFe−12tit%C。
−24wt%Cr合金をスパッタ法で蒸着した以外は、
実施例1と同様の手順で磁気検出素子を作製した。
実施例1と同様の手順で磁気検出素子を作製した。
この磁気検出素子を磁場中に置き、永久磁石材料から成
る磁性体1の圧電素子に接している側がN極1反対側が
S極になるように磁化処理を行った。
る磁性体1の圧電素子に接している側がN極1反対側が
S極になるように磁化処理を行った。
(実施例 3)
第9図(a)ないしくf)に示す工程で、磁性体1の両
側に磁気シールド材19a、19bを配置した磁気検出
素子を作製した。まず、第9図(、)に示すような形状
に加工したフェライト製の基材8aに、スパッタ法によ
り軟質磁性材料であるCo−Nb−Zr合金から成る磁
気シールド材19aを厚さ0.5μmの膜厚に形成した
。この上に、厚さ0.1μmの樹脂膜20aを塗布した
後、B a T i O3−CaTiO3材料から成る
圧電素子2を固着した〔第9図(b)〕。ついで、圧電
素子2の側面側からCo−Nb−Zr合金膜をスパッタ
法で、0.15 μmの膜厚に形成し、磁性体1とし、
さらにこの上に厚さ0.1μmの樹脂膜20bを被覆し
た〔第9図(c)〕。また、対となる基材8bの側面に
、第9図(C)に示すように、スパッタ法でCo−Nb
−Zr合金から成る厚さ0.5μmの磁気シールド材1
9bを形成した。これらの両基材8a、8bを、第9図
(d)に示すように接合し、接合体の下端を研摩して平
坦化した後、ダイヤモンドカッタで厚さ1+nmに切断
した〔第9図(e)〕。ついで、磁性体1の先端部の奥
行方向の厚さが5μmになるように、斜めに研摩すると
共に、下端部左右の面取りを行い、樹脂20a、20b
を除去して第9図(f)に示す磁気へラドチップを作製
した。そして、斜め研摩した前後面に、磁性体1に少な
くとも触れないように覆いを設けると共に、圧電素子2
に電極を取り付けることによって、磁気検出素子を作製
した。なお、本実施例においては磁性体1の先端部に覆
いを設けていないが、磁気シールド材19a、19bと
の間隔は0.1μmと極小であり、磁気検出素子の走行
に伴って、磁性体1に直接衝突する空気流による作用は
極めて小さいので省略することが可能であった。
側に磁気シールド材19a、19bを配置した磁気検出
素子を作製した。まず、第9図(、)に示すような形状
に加工したフェライト製の基材8aに、スパッタ法によ
り軟質磁性材料であるCo−Nb−Zr合金から成る磁
気シールド材19aを厚さ0.5μmの膜厚に形成した
。この上に、厚さ0.1μmの樹脂膜20aを塗布した
後、B a T i O3−CaTiO3材料から成る
圧電素子2を固着した〔第9図(b)〕。ついで、圧電
素子2の側面側からCo−Nb−Zr合金膜をスパッタ
法で、0.15 μmの膜厚に形成し、磁性体1とし、
さらにこの上に厚さ0.1μmの樹脂膜20bを被覆し
た〔第9図(c)〕。また、対となる基材8bの側面に
、第9図(C)に示すように、スパッタ法でCo−Nb
−Zr合金から成る厚さ0.5μmの磁気シールド材1
9bを形成した。これらの両基材8a、8bを、第9図
(d)に示すように接合し、接合体の下端を研摩して平
坦化した後、ダイヤモンドカッタで厚さ1+nmに切断
した〔第9図(e)〕。ついで、磁性体1の先端部の奥
行方向の厚さが5μmになるように、斜めに研摩すると
共に、下端部左右の面取りを行い、樹脂20a、20b
を除去して第9図(f)に示す磁気へラドチップを作製
した。そして、斜め研摩した前後面に、磁性体1に少な
くとも触れないように覆いを設けると共に、圧電素子2
に電極を取り付けることによって、磁気検出素子を作製
した。なお、本実施例においては磁性体1の先端部に覆
いを設けていないが、磁気シールド材19a、19bと
の間隔は0.1μmと極小であり、磁気検出素子の走行
に伴って、磁性体1に直接衝突する空気流による作用は
極めて小さいので省略することが可能であった。
(実施例 4)
実施例3において、磁性体1の材料を永久磁石材料であ
るFe−28警t%Cr −81t%COとした以外は
、実施例3と同様にして磁気検出素子を作製した。なお
、磁場中での処理によって、磁性体1の開放端側がN極
、圧電素子2と接合されている側がS極になるように磁
化した。
るFe−28警t%Cr −81t%COとした以外は
、実施例3と同様にして磁気検出素子を作製した。なお
、磁場中での処理によって、磁性体1の開放端側がN極
、圧電素子2と接合されている側がS極になるように磁
化した。
(実施例 5)
実施例3と類似の工程によって、第6図に示す断面構造
を持つ磁気検出素子を作製した。磁性体1の材料はパー
マロイであり、記録媒体に面する側の端面の寸法は@0
゜25μm、奥行3μmとした。
を持つ磁気検出素子を作製した。磁性体1の材料はパー
マロイであり、記録媒体に面する側の端面の寸法は@0
゜25μm、奥行3μmとした。
補助磁極10は軟磁性のMn−Znフェライトとし、磁
性体lとの接合部の近くに、コイル12を設けた。
性体lとの接合部の近くに、コイル12を設けた。
圧電素子2として、B ’ a T No j系の材料
を使用し、側面に形成したパーマロイ膜との間にS」0
2から成る厚さ0.05μmの絶縁体13を設けた。
を使用し、側面に形成したパーマロイ膜との間にS」0
2から成る厚さ0.05μmの絶縁体13を設けた。
(実施例 6)
実施例1と類似の方法で、第7図に示す断面構造を持つ
磁気検出素子を作製した。磁性体1として5IIICo
5を用い、寸法はlI!f10μm、奥行0.2μm、
高さ2μmとした。2個の圧電素子2はB a T 1
03材とした。隔室4は外気に対して密閉構造とし、隔
室4内には1気圧のHeを充填した。
磁気検出素子を作製した。磁性体1として5IIICo
5を用い、寸法はlI!f10μm、奥行0.2μm、
高さ2μmとした。2個の圧電素子2はB a T 1
03材とした。隔室4は外気に対して密閉構造とし、隔
室4内には1気圧のHeを充填した。
上述の実施例1〜6で作製した磁気検出素子の特性評価
を、下記の条件で行った。なお、評価の比較基準として
、ギャップ長0.2μm、トラック幅5μm、コイルの
巻数34のフェライト材を用いたリングヘッドを使用し
た。磁気記録媒体として、5インチ径のリジッド磁気デ
ィスクを用いた。磁性膜は、Co基合金膜で、保磁力9
000 e、飽和磁化600emu / ccであり、
トラック幅5μmで30kPCIの磁気記録を行っであ
る。各磁気検出素子の磁極先端部と磁気記録媒体の表面
との距離は0.3μmとし、磁気検出素子と磁気記録媒
体との相対運動速度を10m/sとした。第1表に、上
述の各実施例で作製した磁気検出素子の再生出力と信号
/雑音比(S/N)をリングヘッドのそれと相対比較5
″C示す・ 以下余白第 1
表 第1表に示すごとく、本発明の実施例1〜6で作製した
磁気検出素子は、いずれも再生出力が一段と大きく、か
つS/N比が極めて大であり、優れた磁気記録再生特性
を示していることが分かる。
を、下記の条件で行った。なお、評価の比較基準として
、ギャップ長0.2μm、トラック幅5μm、コイルの
巻数34のフェライト材を用いたリングヘッドを使用し
た。磁気記録媒体として、5インチ径のリジッド磁気デ
ィスクを用いた。磁性膜は、Co基合金膜で、保磁力9
000 e、飽和磁化600emu / ccであり、
トラック幅5μmで30kPCIの磁気記録を行っであ
る。各磁気検出素子の磁極先端部と磁気記録媒体の表面
との距離は0.3μmとし、磁気検出素子と磁気記録媒
体との相対運動速度を10m/sとした。第1表に、上
述の各実施例で作製した磁気検出素子の再生出力と信号
/雑音比(S/N)をリングヘッドのそれと相対比較5
″C示す・ 以下余白第 1
表 第1表に示すごとく、本発明の実施例1〜6で作製した
磁気検出素子は、いずれも再生出力が一段と大きく、か
つS/N比が極めて大であり、優れた磁気記録再生特性
を示していることが分かる。
また、実施例1と実施例3で作製した磁気検出素子を第
5図に示すように磁気記録媒体を挾んで補助磁極10を
対向させ、補助磁極10を励磁することによって垂直磁
化膜から成る磁気記録媒体に記録するのにも使用するこ
とができた。実施例5で作製した磁気検出素子のコイル
に電流を流すことにより、第6図に示した構成で磁気記
録ができることも確認できた。
5図に示すように磁気記録媒体を挾んで補助磁極10を
対向させ、補助磁極10を励磁することによって垂直磁
化膜から成る磁気記録媒体に記録するのにも使用するこ
とができた。実施例5で作製した磁気検出素子のコイル
に電流を流すことにより、第6図に示した構成で磁気記
録ができることも確認できた。
以上詳細に説明したごとく、本発明による磁気検出素子
を用いた磁気記憶装置によれば、磁気記録の再生感度を
大幅に改善することができるので、磁気記録媒体と磁気
検出素子のスペーシングが多少法がっても十分なS/N
を保持しての再生が可能となると共に、微弱な漏洩磁束
を高感度で検出することが必要な超高密度記録にも十分
に対応できる極めて高性能の磁気検出素子が得られる。
を用いた磁気記憶装置によれば、磁気記録の再生感度を
大幅に改善することができるので、磁気記録媒体と磁気
検出素子のスペーシングが多少法がっても十分なS/N
を保持しての再生が可能となると共に、微弱な漏洩磁束
を高感度で検出することが必要な超高密度記録にも十分
に対応できる極めて高性能の磁気検出素子が得られる。
また、再生だけでなく、記録にも兼用できるという特徴
があって、実用的にも優れた超高密度記録が行える記憶
装置が実現できる。
があって、実用的にも優れた超高密度記録が行える記憶
装置が実現できる。
第1図および第2図は本発明の磁気検出素子の動作原理
を示す説明図、第3図は本発明の磁気検出素子における
磁性体の形状の一例を示す斜視図、第4図は本発明の磁
気検出素子の構成の一例を示す模式図、第5図および第
6図は本発明の磁気検出素子を磁気記録に適用した場合
の動作を示す説明図、第7図は本発明の磁気検出素子の
構成の他の一例を示す説明図、第8図は本発明の実施例
1において例示した磁気検出素子の製造工程を示す誘明
図、第9図は本発明の実施例3において例示した磁気検
出素子の製造工程を示す説明図である。 ■・・磁性体 2・・・圧電素子3・・・遮
蔽膜 4・・・隔室5・・・基板 6・・記録ビット(磁気記録膜) 7・・・漏洩磁束 8.8a、8b ・基材9
・・磁気シールド材 10・・・補助磁極11・・・
磁束 12・・・コイル13・・絶縁体
14・・・高透磁率膜15・・・電極膜
16・・・ホトレシス1−17・・・樹脂
18・・・遮蔽膜19a、19b・・・磁気
シールド材 20a、20b−樹脂膜
を示す説明図、第3図は本発明の磁気検出素子における
磁性体の形状の一例を示す斜視図、第4図は本発明の磁
気検出素子の構成の一例を示す模式図、第5図および第
6図は本発明の磁気検出素子を磁気記録に適用した場合
の動作を示す説明図、第7図は本発明の磁気検出素子の
構成の他の一例を示す説明図、第8図は本発明の実施例
1において例示した磁気検出素子の製造工程を示す誘明
図、第9図は本発明の実施例3において例示した磁気検
出素子の製造工程を示す説明図である。 ■・・磁性体 2・・・圧電素子3・・・遮
蔽膜 4・・・隔室5・・・基板 6・・記録ビット(磁気記録膜) 7・・・漏洩磁束 8.8a、8b ・基材9
・・磁気シールド材 10・・・補助磁極11・・・
磁束 12・・・コイル13・・絶縁体
14・・・高透磁率膜15・・・電極膜
16・・・ホトレシス1−17・・・樹脂
18・・・遮蔽膜19a、19b・・・磁気
シールド材 20a、20b−樹脂膜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、磁性体の先端部が磁気記録媒体に対向し、該磁気記
録媒体に記録された磁区である記録ビットより漏洩する
磁場中で力を受け、かつ上記記録ビットの形状にほぼ対
応した特定形状の先端部を有する磁性体と、上記磁性体
が受ける力を検出し電気信号に変換して出力する電気変
換素子を設けたことを特徴とする磁気検出素子。 2、請求の範囲第1項記載の磁気検出素子において、磁
気記録媒体に対向して配置される磁性体の先端部の形状
は、その幅が記録ビットの長さよりも小さく、奥行きが
トラック幅にほぼ等しい、直方体状、台形柱状、三角柱
状、クサビ形状のうちより選ばれた1種の形状を有する
ことを特徴とする磁気検出素子。 3、請求の範囲第1項または第2項記載の磁気検出素子
において、磁性体を軟質磁性材料によって構成したこと
を特徴とする磁気検出素子。 4、請求の範囲第1項または第2項記載の磁気検出素子
において、磁性体を硬質磁性材料によって構成したこと
を特徴とする磁気検出素子。 5、請求の範囲第1項ないし第4項記載の磁気検出素子
において、磁性体が受ける力を検出し電気信号に変換し
て出力する電気変換素子が、圧電素子であることを特徴
とする磁気検出素子。 6、磁性体の先端部が、磁気記録媒体に対向し、該磁気
記録媒体に記録された磁区である記録ビットより漏洩す
る磁場中で力を受け、かつ上記記録ビットの形状にほぼ
対応した特定形状の先端部を有する磁性体と、上記磁性
体が受ける力を検出し電気信号に変換して出力する電気
変換素子を設け、かつ上記磁性体の先端部から極小距離
離れた位置に極薄の遮蔽膜を設けて上記磁性体を気密に
包囲して外気から遮断する隔室を形成し、該隔室の内部
を、空気よりも密度の小さいガスを用いて充填置換する
か、もしくは大気圧よりも低い減圧状態に保持する構造
としたことを特徴とする磁気検出素子。 7、請求の範囲第1項ないし第6項記載の磁気検出素子
において、磁気記録媒体の目標とする記録ビットからの
漏洩磁束を効率よく検出する手段として、隣接する記録
ビットから発散される漏洩磁束が磁性体に及ばないよう
にするための磁気シールド材を、上記磁性体を挾んで上
記媒体の移動方向の前後、もしくは上記媒体の移動方向
の前後および左右の位置に設置する構造としたことを特
徴とする磁気検出素子。 8、請求の範囲第1項ないし第7項記載の磁気検出素子
において、磁性体を主磁極として用い、磁気記録媒体を
挾んで上記主磁極の反射側に補助磁極を設ける構造とし
たことを特徴とする磁気検出素子。 9、請求の範囲第1項ないし第8項記載の磁気検出素子
において、磁性体を主磁極となし、該主磁極と同じ側に
補助磁極を構成し、上記主磁極である磁性体に接合され
ている圧電素子の側面に、直接もしくは電気絶縁材料か
らなる絶縁体を介して上記補助磁極を接合する構造とし
たことを特徴とする磁気検出素子。 10、請求の範囲第1項ないし第9項記載の磁気検出素
子において、磁性体に少なくとも2個の電気変換素子を
接合し、かつ上記磁性体の両端をN、S極となるように
磁化しておき、上記複数の電気変換素子によって検出さ
れる信号を加減乗除し、演算処理を行った後の増幅信号
を用いる手段を有することを特徴とする磁気検出素子。 11、請求の範囲第1項ないし第10項のいずれか1項
記載の磁気検出素子を用いて磁気記録再生用の磁気ヘッ
ドを構成し、磁気記録媒体の記録ならびに再生を行う手
段を有することを特徴とする磁気記憶装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12305589A JPH02302922A (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | 磁気検出素子およびそれを用いた磁気記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12305589A JPH02302922A (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | 磁気検出素子およびそれを用いた磁気記憶装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02302922A true JPH02302922A (ja) | 1990-12-14 |
Family
ID=14851085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12305589A Pending JPH02302922A (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | 磁気検出素子およびそれを用いた磁気記憶装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02302922A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016142732A (ja) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 佐保 ミドリ | 磁気センサーおよび磁気特性測定装置 |
JP2019158508A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
-
1989
- 1989-05-17 JP JP12305589A patent/JPH02302922A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016142732A (ja) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 佐保 ミドリ | 磁気センサーおよび磁気特性測定装置 |
JP2019158508A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
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