JPH0376015A - 垂直磁気記録用パラメトリック再生ヘッド - 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、垂直磁気記録用パラメトリック再生ヘッドに
関する。

〈従来の技術〉 高密度記録に適した垂直磁気記録方式が知られている。

この方式に用いられる磁気ヘッドとしては、補助磁極励
磁形単磁極ヘッドや主磁極励磁形単磁極ヘッド等が主流
である。

その１例として第４図には、補助磁極励磁形単磁極ヘッ
ドが示される。

この磁気ヘッドは、主磁極２１と、コイル２７が巻回さ
れている補助磁極２５によって構成される。

記録を行うには、補助磁極２５のコイル２７に信号電流
を流す。

この電流により磁束変化が生じ、磁束が主磁極２１に集
中し、磁気記録媒体３は垂直に磁化される。

再生は逆の順序で行われ、媒体３に記録されている磁化
によって補助磁極２５に磁束変化が生じ、コイル２７に
再生信号が誘起する。

ところで、媒体３への記録が高密度化されるほど磁化が
減少する。

このため、従来の磁気ヘッドでは、磁気ヘッド自体が受
動型素子であるため、十分な再生出力を得ることができ
ない。

加えて、Ｓ／Ｎ比を４０〜４５ｄＢ以上とするためには
記録密度に限界があり、高密度化は困難である。

一方、第１２回日本応用磁気学会学術講演概要集（１９
８８）の第２６５ページには、増幅作用を有する垂直磁
気記録用パラメトリック再生ヘッドが開示されている。

この再生ヘッドは、従来の磁気ヘッドの補助磁極に溝を
設け、信号を感知する部分を小さく構成したものである
。

そして、この再生ヘッドでは、再生ヘッドのインダクタ
ンスＬと、時変キャパシタンスＣによりＬＣ共振回路を
ｔｌＨ５！２Ｌ、下記のとおり再生を行う。

まず、Ｃの値をなんらかの方法で周期的に変化させると
、回路がある条件のときＣの変化する周波数の１／２の
周波数の発振電圧が回路に生じる。

この発振電圧はＬの関数となるので、発振電圧は外部か
ら加える磁界に応じて振幅変調を受ける。

この振幅変調波を復調することにより、信号磁界の周波
数とは無関係に信号磁界に比例した一定の出力を得る。

しかし、この再生ヘッドでは、信号を感知する部分の面
積が大きいため、記録密度が高くなるとクローストーク
を防止することが困難である。

このため、高密度記録に対しては特にＳ／Ｎ比が不十分
となる。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、高密度記録に対しても高い再生出力や
高いＳ／Ｎ比が得られる垂直磁気記録用パラメトリック
再生ヘッドを提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 このような目的は下記の本発明（１）〜（７）によって
達成される。

（１）一端を磁気記録媒体の磁性層と対向して延在する
主磁極と、この主磁極の長手方向の所定位置間に接続さ
れた一対のリードと、前記主磁極に巻回されたコイルと
を有し、 前記主磁極の磁性層と対向する端面のトラック方向の厚
みが２−以下であり、垂直記録信号のパラメトリック再
生を行うことを特徴とする垂直磁気記録用パラメトリッ
ク再生ヘッド。

（２）前記主磁極は分布容量型コイルを有する上記（１
）に記載の垂直磁気記録用パラメトリック再生ヘッド。

（３）前記リード対間に主磁極と並列にコンデンサを接
続した上記（１）に記載の垂直磁気記録用パラメトリッ
ク再生ヘッド。

（４）前記主磁極の磁性層と対向する端面のトラック幅
方向の厚みが１０−以下である上記（１）ないしく３）
のいずれかに記載の垂直磁気記録用パラメトリック再生
ヘッド。

（５）前記主磁極は、基材上に薄膜として形成されてい
る上記（１）ないしく４）のいずれかに記載の垂直磁気
記録用パラメトリック再生ヘッド。

（６）前記基材は、導電性の線材であり、この線材表面
に磁性層を設層した上記（５）に記載の垂直磁気記録用
パラメトリック再生ヘッド。

（７）前記主磁極は、長手方向と交叉する磁化容易軸を
有する上記（１）ないしく６）のいずれかに記載の垂直
磁気記録用パラメトリック再生ヘッド。

〈実施例〉 以下本発明の好適実施例を挙げ本発明の詳細な説明する
。

第１図には本発明の垂直磁気記録用パラメトリック再生
ヘッドの１例が示される。

本発明の再生ヘッド１は、主磁極１０を有する。　なお
、主磁極１０のほか図示しない補助磁極を設けてもよい
。

再生に先立つ記録は、通常の垂直記録と同様、一般に、
例えば通常の主磁極と、補助磁極とを用いて行われる。

　そして、再生を、図示の再生ヘッドｌによって行うも
のである。

本発明に用いる主磁極１０は、励振磁界によって飽和し
得る材質であれば任意のものであってよい。

そして、その形状は、図示のように一端が磁気記録媒体
の磁性層と対向して延在しているものであり、例えば針
状あるいは棒状、さらにはストリップ状等−軸方向に延
在しているものが好適である。

この他、構造上、折れ曲がった形状等であってもよい。

このような形状であれば、磁性層と対向する端面を小さ
くし、高記録密度に適応させることができる。　しかも
コイルの径を小さく、しかも均一に巻回でき、さらには
小さい励振電流で飽和させることができる。

主磁極１０の先端部１５側の磁性層と対向する端面のト
ラック方向の厚みは、２ＪＪＪＩ以下、好ましくは０．
１〜２−１特に好ましくは０．１〜１−である。

また、主磁極１０の先端部１５側の端面のトラック幅方
向の厚みは、１０−以下、より好ましくは０．１〜１０
４、さらに好ましくは０．１〜２μ、特に好ましくは０
．１〜１ｐＲであることが好ましい。

このようなサイズであれば、高密度記録に対しても高い
Ｓ／Ｎ比を得ることができる。

なお、前記主磁極の厚みは、主磁極１０の最先端部から
１０μの位置まで°の最大値である。

主磁極１０の先端部端面をこのようなサイズとするため
には１Ｍｉ性体の線材を加工したりして主磁極を形成す
ることもできる。

ただ、より正確な形状および寸法加工を行うためには、
主磁極は、基材上に薄膜として形成することが好ましい
。

この場合、薄膜形成は、電気メツキ、無電解メツキ、ス
パッタ等種々の方法を用いればよいが、その厚みは、特
に０．１〜２−１より好ましくは０．５〜２−程度とす
ることが好ましい。

また、主磁極１０の材質としては軟磁性体であればいず
れであってもよいが、主磁極１０は導電性である必要が
あり、例えば、材質としてはパーマロイ等の磁性合金が
好適である。

他方、基材は非磁性であれば種々のものが可能であり、
絶縁性でも、導電性であってもよい。

第２図に示される主磁極１０は、導電性の線材である導
線１３の表面に、磁性膜１１を被覆したものである。

例えば、導線１３には銅線、磁性膜１１にはパーマロイ
等の磁性合金が好適である。

このような場合、第２図に示される主磁極１０の先端部
１５は錐台状とされている。

このような形状により、記録密度が高い場合でもクロス
トーク等の混信を防止することができる。

なお、主磁極１０の導線１３の先端部１５を錐台状に加
工するには、例えば電解エツチング等が好適である。

この他、再生ヘッド１を非磁性基材上に薄膜として形成
してもよい。　そして、主磁極１０のばかりターン磁極
を形成してもよい。

これらの場合、磁性膜１１には、主磁極１０の長手方向
に対し傾斜した直線状の磁化容易軸あるいは面内回転状
（回転曲線状）の磁化容易軸を付与することが好ましい
。

直線状の磁化容易軸の傾斜角は、長手方向に対しＯ〜４
５°程度が好適である。

また、面内回転状の磁化容易軸を付与するには、長手方
向と、それに直交する方向（円周方向）に、それぞれ位
相が異なる磁場を印加し、磁場中でメツキ等を施せばよ
い。

このようにすれば、例えばトロコイド状等の面内磁化容
易軸を形成できる。

このように異方性を付ければ、励振電流を流したとき、
パラメトリック発振が容易となり、その発振マ・−ジン
が広くなる。

また、主磁極ｌＯのサイズは用途により適宜決定すれば
よいが針状形態とする場合は、例えば下記のサイズが好
ましい。

主磁極１の長手方向の長さ： ０．５〜１０ｃｍ程度 導線１３の径φ：　０．１ｘＯ，Ｆｚ＋＋ｍ程度さらに
、主磁極ｌＯの両端には励磁電流通電用のリード対５を
接続する。

リード対５の材質には、電流通電用のものであれば公知
のいずれのものも使用でき、例えば、ホルマール樹脂被
覆線やポリウレタン被覆線等が挙げられる。

リード対５の接続位置は、接続部５３−５５間に、後述
する分布容量型コイル４１や出力コイル４３を形成でき
れば、任意であり、主磁極１０の端部からコイルの端部
までの位置に接続すればよい。

この場合、漏洩磁束を少なくするため、コイルとは少し
間隔をあけて接続することが好ましい。　また、先端部
１５側では、媒体との接触による断線等を防止するため
、先端から少し距離をおいて接続することが好ましい。

このような場合、リード対５や、後述のコイル４３，４
１等は、薄膜形成技術により設けてもよい。

なお、リード対５には、周波数２での励振電流Ｉ２ｆを
流し、再生が行われる。

また、図示例では、主磁極１０に、分布容量型コイル４
１を形成している。

分布容量型コイル４１は、分布容量型のコイルを有する
ボビンにより形成しても、あるいは被覆導線を直接主磁
極ｌＯに巻回してもよい。

なお、いずれの場合も分布容量型コイル４１の両端末は
配線する必要はない。

また、分布容量型コイル４１は、１層ないし多層並列巻
で形成することが好ましい。

このように巻回すれば分布容量Ｃを大きくでき、分布容
量Ｃの設定が容易である。

ここで設定する分布容量Ｃは、同調周波数ｆと、同調回
路のインダクタンスＬによって定まる一定の幅をもった
値であり、共振条件を満足するように適宜決定される。

なお、共振条件を満足するように同調周波数ｆやインダ
クタンスＬを設定することも可能である。

この場合、同調周波数ｆは、通常、ｌ／２分周による周
波数、っまり励振周波数２ｆの１／２である。　また、
インダクタンスＬは、後述する出力コイル４３の巻回数
が少ないため、分布容量型コイル４１のインダクタンス
で近似される。

なお、共振条件の設定には、分布容量型コイル４１のか
わりに、あるいはそれに加えコンデンサやインダクタ等
を用いて行ってもよい。

分布容量型コイル４１の設定容量ＣやインダクタンスＬ
は、用途および励振周波数２ｆにより適宜決定すればよ
い、　例えば１／２分周の場合、励振周波数２ｆが２　
Ｍｌ（ｚであれば、分布容量型コイル４１を３層並列巻
で、５００〜２０００タ一ン程度とすれば発振する。

分布容量型コイル４１の上には、さらに出力コイル４３
が巻回される。

出力コイル４３の材質は電流通電用のものであればいず
れのものも使用できる。

また巻回数も任意であるが、通常ｌ〜１０ターン程度が
好適である。

分布容量型コイル４１と、出力コイル４３は、主磁極１
０のみに、あるいは、主磁極１０の先端部１５に接続し
たリターン線５１と、主磁極１０の双方に巻回してもよ
く、それぞれに効果があるが、特に双方に巻回すること
が好ましい・ 主磁極１０のみに巻回すれば、磁性体に密着して巻回で
きる。　また、双方に巻回すれば、主磁極１０を流れる
励振電流によって生じる磁束と、リターン線５１を流れ
る電流によって生じる磁束とが、打ち消し合い一層高い
Ｓ／Ｎ比が得られる。

なお、本発明において、発振周波数ｆに対応する成分を
、種信号として例えば、発振電圧に対し−１２０〜−４
０ｄＢ程度カップリングさせてもよい。

具体的には、例えば、出力コイル４３の巻回部と端子の
間から分岐させて別のコイルを設ければよい。

次に本発明の垂直磁気記録用パラメトリック再生ヘッド
の別の態様を説明する。

第３図には、別の態様の再生ヘッド１の１例が示される
。

この場合、励振電流１　ｘｔは、コイル４５に流し、主
磁極１０の磁性膜１１を長手方向に磁化させる。

なおこの場合はパラメトリック発振を容易にするため、
主磁極１０の円周方向に対し傾斜した磁化容易軸あるい
は前述した面内回転状（回転曲線状）の磁化容易軸を付
与することが好ましい。

なお、傾斜角は、円周方向に対しＯ〜４５゜程度が好適
である。

ところでこの態様では１分布容量型コイル４１は巻回し
ない。

そして、同調回路の静電容量Ｃとしては、リード対５．
５間に主磁極１０と並列に、コンデンサＣ１を接続する
。

また、磁性膜１１のインダクタンスが同調回路のインダ
クタンスＬとなる。

この場合は、同調電流Ｉ、がコンデンサＣ１−リード５
−主磁極１０−リード５によって形成される閉ループに
流れる。

再生出力は、前記と同様に例えば、リード対５．５間に
誘起されるＶ、を測定して、発振のあり、なしと、位相
によって読みとればよい。

なお、振幅変調波を復調して読みとることももちろん可
能である。

〈作用〉 第１図に示される再生ヘッド１を例に挙げ、説明する。

主磁極１０に接続したリード対５に励振電流１１ｆを流
し、主磁極１０の磁性膜１１を磁化させる。

励振周波数２ｆは、０．１〜１００　ＭＨｚ程度が好ま
しい。

低い周波数での発振は高密度記録には不適であるが５あ
まりに高周波では、インダクタンスを大きくとれないか
らである。

この場合、Ｉｆｆの大きさは、磁性膜１１が飽和近くま
で磁化される程度である。

このようにして磁性膜１１には、負性インダクタンスが
生じる。

次に、主磁極１０の先端と、磁気記録媒体３とを接触さ
せながら媒体３を所定の速度で走行ないし回転させる。

そして、主磁極ｌＯを媒体３の記録点が通過すると、記
録されている磁化により直流電流成分工。。が生じ、Ｉ
ｆｆとＩ　ＤＣとによって発振する。

なお、発振ないし同調周波数ｆは、励振周波数２ｆが１
／２に分周され、２．５〜５０ＭＨｚ程度である。

同調回路の静電容量ＣやインダクタンスＬは、周波数ｆ
で発振するように所定の値に設定される。

このようにして、出力コイル４３には同調１／２分周波
が信号として伝送される。

この場合、記録点では発振し、未記録部分では発振しな
いため、発振のあり、なしを出力コイル４３に誘起され
る同調電圧■、や同調電流Ｉｒを測定して読みとる。

このため、媒体３に記録されている磁化が小さい場合で
あっても高い出力と高いＳ／Ｎ比が得られる。

なお、Ｉｘｔを励振電流として直流バイアス電流に重畳
しておけば一層効果的である。

ここで、本発明の再生ヘッド１には信号検出用の出力コ
イル４３が主磁極１０の円周方向に巻回しである。

このため、リード対５に、励振電流１．ｆや直流バイア
ス電流を流した場合に生じる磁束の影響はほとんど無視
でき、高いＳ／Ｎ比を得ることができる。

また、パラメトリック励振には、前記の増幅作用のほか
、波形を標準の形に直す整形作用があり、再生出力は、
Ｏ相ないしπ相の位相のいずれかで振動する。

このため、媒体３に記録されている磁化がＳ極−Ｎ極信
号であるか、Ｎ極−８掻傷号であるかは振動の位相の違
いで判断できる。

この場合、同調周波数ｆに対応する成分を種信号として
カップリングさせておけば一層効果的である。

なお、本発明では同調１７２分周波の振幅変調により、
再生を行うこともできる。

この場合は、励振電流Ｉｆｆのみ、あるいはＩｉｒと直
流バイアス電流とで磁性膜１１を飽和させ、前もって発
振させておく。

そして、ＩＤＩのあり、なしによって変化する振幅変調
波を復調すればよい。

いずれの方法であっても記録信号の周波数とは無関係に
再生を行うことが可能である。

なお、第３図に示される例は、励振回路をコイル４５と
し同調回路をリード対５．５間としたものであって、上
記とほぼ同様にして発振および再生が行われる。

このような本発明の再生ヘッドでは、垂直磁気記録タイ
プの媒体であればディスク状やテープ状等の従来公知の
いずれのものも再生することができる。

そして１本発明の再生ヘッドｌは、摺動タイプのもので
あっても、浮上タイプのものであってもよい。

〈発明の効果〉 本発明の垂直磁気記録用パラメトリック再生ヘッドによ
れば、媒体に記録されている磁化に対する感度が１２０
ｄＢ程度、Ｓ／Ｎ比が１００ｄＢ程度得られる。

このため、高密度の記録に対しても十分な再生出力と、
Ｓ／Ｎ比が得られ、超高密度記録方式を実現できる。

本発明者らは本発明の効果を確認するために種々の実験
を行った。　以下にその１例を示す。

実験例 第１図に示されるタイプの垂直磁気記録用パラメトリッ
ク再生ヘッドサンプルＮｏ、　　１と、比較用に第４図
に示される補助磁極励磁型の単磁極ヘッドサンプルＮｏ
、　　２とを作製した。

サンプルＮｏ、　　１　（本発明） 主磁極１０は、径φが０．５ｍ１１１の銅線に電気メツ
キによりパーマロイ膜を厚み１−に形成し、針状形態と
した。

また、主磁極１０の長手方向の長さは４　ｃｍ。

最先端部から１０−の高さでの径φを１−とした。

なお、パーマロイ膜には、磁場中メツキを行うことによ
り、主磁極１０の長手方向に対し傾斜角５度の直線状の
磁化容易軸を付けた。

分布容量型コイル４１は、分布容量型のコイルボビンに
より形成し、主磁極１０とリターン線５１の双方に巻回
した。

この場合、分布容量型コイル４１には、径φ３０−のポ
リウレタン被覆線を用い、３層並列巻で１２００ターン
とした。

出力コイル４３は５ターンとした。

サンプルＮｏ、　２　（比較） 主磁極２１には、非磁性基板にＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂ膜を形
成して用いた。

また、補助磁極２５にはＭｎ−Ｚｎフェライトを用いた
。　そして、コイル２７は６０ターンとした。

各サンプルを用いて、同一の磁気記録媒体に記録されて
いる垂直記録信号を再生し、そのときの再生出力と、Ｓ
／Ｎ比を求めた。

なお本発明のサンプルＮｏ、　　１の励振電流としては
、直流バイアス電流１００ｍＡに、周波数２ＭＨｚの交
流電流３０ｍＡを重畳させて用いた。

そして、あらかじめ周波数Ｉ　ＭＨｚで発振させておき
、振幅変調波を復調して再生を行った。

この結果、本発明のサンプルＮｏ、　　１では、再生出
力５０ｍＶ％Ｓ／Ｎ比１２００ｄＢであった。

これに対し比較サンプルＮｏ、　２では、再生出力がｌ
　ｍＶ程度以下、Ｓ／Ｎ比が２０〜３０ｄＢ程度以下で
あった。

これらから、本発明の効果があきらかである。

なお、第３図に示されるタイプの再生ヘッドサンプルを
製造し、同様の試験を行ったところ、前記と同等の結果
が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の垂直磁気記録用パラメトリック再生
ヘッドの１例を示す斜視図である。 第２図は、本発明の垂直磁気記録用パラメトリック再生
ヘッドの主磁極の１例を示す断面図である。 第３図は、本発明の垂直磁気記録用パラメトリック再生
ヘッドの別の態様を示す斜視図である。 第４図は、従来の垂直磁気記録用ヘッドを示す斜視図で
ある。 符号の説明 １・・・再生ヘッド １Ｏ１２１・・・主磁極 １１・・・磁性膜 １３・・・導線 １５・・・先端部 ２５・・・補助磁極 ３・・・磁気記録媒体 ４１・・・分布容量型コイル ２５．４５・・・コイル ４３・・・出力コイル ５・・・リード対 ５１・・・リターン線 ５３．５５・・・接続点 Ｃ１・・・コンデンサ 出　願　人　ティーデイ−ケイ株式会社代　　理　　人
　　弁理士　　　石　　井　　隔間　　　　　弁理士　
　　増　　１）　達　　哉ＦＩＧ、１ Ｆ　Ｉ　Ｇ、３ ＦＩＧ、４

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端を磁気記録媒体の磁性層と対向して延在する
   主磁極と、この主磁極の長手方向の所定位置間に接続さ
   れた一対のリードと、前記主磁極に巻回されたコイルと
   を有し、 前記主磁極の磁性層と対向する端面のトラック方向の厚
   みが２μｍ以下であり、垂直記録信号のパラメトリック
   再生を行うことを特徴とする垂直磁気記録用パラメトリ
   ック再生ヘッド。
2. （２）前記主磁極は分布容量型コイルを有する請求項１
   に記載の垂直磁気記録用パラメトリック再生ヘッド。
3. （３）前記リード対間に主磁極と並列にコンデンサを接
   続した請求項１に記載の垂直磁気記録用パラメトリック
   再生ヘッド。
4. （４）前記主磁極の磁性層と対向する端面のトラック幅
   方向の厚みが１０μｍ以下である請求項１ないし３のい
   ずれかに記載の垂直磁気記録用パラメトリック再生ヘッ
   ド。
5. （５）前記主磁極は、基材上に薄膜として形成されてい
   る請求項１ないし４のいずれかに記載の垂直磁気記録用
   パラメトリック再生ヘッド。
6. （６）前記基材は、導電性の線材であり、この線材表面
   に磁性層を設層した請求項５に記載の垂直磁気記録用パ
   ラメトリック再生ヘッド。
7. （７）前記主磁極は、長手方向と交叉する磁化容易軸を
   有する請求項１ないし６のいずれかに記載の垂直磁気記
   録用パラメトリック再生ヘッド。