JPS60237616A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、記憶層の水平又は垂直方向の磁化により一
つのトラックに沿って情報を書込む記録媒体に対する書
込み・読出し組合せ磁気ヘッドに関する。この磁気ヘッ
ドは二つの磁極片を持ち磁束を導く磁気導体を備え、そ
の磁極はヘッドの運動方向において特定の間隔を保って
前後に配置されている。磁気導体には少くとも一つの巻
線が所属し、その巻回が磁極片の間に形成された中間室
内に拡がっている。

〔従来の技術〕

垂直磁化方式に対するこの種の磁気ヘッドの一例はドイ
ツ連邦共和国特許出願公開（ＤＢ−Ｏ８）第２９２４０
１３号公報に記載されている。

情報を記憶するための垂直磁化の原理はよく知昏 られている（例えばＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｔｔｌｖｏ
ｎ　ｍａｇ−ｎｅｔｉｃｓ　、　ＭＡＧ−１６，１，Ｊ
ａｎ、　１９８０．　ｐｐ・７１〜７６；前記ＤＢ−Ｏ
８又は欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａｌ）第００１２９１
０号公報）。垂直磁化法と呼ばれることが多いこの原理
の実施には固体の磁気記憶板、たわみ性の単一板（フロ
ッピーディスク）あるいは磁気テープの形の記録媒体を
必要とする。

これに対応する記録媒体は磁気異方性物質、特に一つの
ＣｏＣｒ合金を含む特定の厚さの磁化可能の記憶層を少
くとも一つ備えているものである。この層の磁化容易軸
は媒体表面に垂直に向けられている。磁気ヘッドを使用
してこの媒体の一つのトラックに沿って個々の情報がセ
ル又はブロックとも呼ばれる連続して並ぶ区域内に記憶
層の適当な磁化によって書込まれる。実際には一般に磁
束の転換即ち一つの磁化方向から逆の磁化方向への転換
が情報として利用される。この区域はトラックの長さ方
向において波長とも呼ばれている特定の拡がりを持つ。

この拡がりは縦（水平）記憶方式において達成される限
界に比べて著しく小さくなり得るものである。従って垂
直磁化原理に従うことにより記録媒体上の情報密度を著
しく上昇させることかできる。

縦磁化原理に対して公知の書込みを読出しの双方に使用
される組合せ書込み・読出しヘッドはそのまま垂直磁化
法に対して使用することはできない。このヘッドは普通
リングヘッド類似の形態を持ち、垂直磁化原理の際にも
要求されるできるだけ閉結した円に沿って磁束を導き磁
気抵抗を小さくすることは可能であるが、このリングヘ
ッドの両磁極による書込みを抑えることはほとんど不可
能であるから、書込まれた情報の読出しに際してそれに
対応した難問題が発生する。

このことから垂直磁化法に対しては特殊な書込み・読出
し組合せヘッドを開発する必要があると考えられた。こ
の方法に適した磁気ヘッドは一般に記憶層の各区域の磁
化を反転させるための強力な垂直磁場を作る主磁極を備
える。この場合必要な磁気帰還路は記録媒体の反対側に
置かれた補助磁極によって作られる（前記のＩＥＥＥ　
Ｔｒａｎｓ。

ｍａ　ｇｎ、　ＭＡＧ−１６参照）。それと並んで漏れ
磁束による磁気帰還も公知である（　ＩＥＥＢ　Ｔｒａ
ｎｓ。

ｍａｇｎ、　ＭＡＧ−１８，６，Ｎｏｖ、　１９８２．
　ｐＩ）、　１１７０〜１１７２）。更に磁気帰還は主
磁極と同じ側に置かれた特別な補助磁極によっても可能
である（ＩＥＥＢ　Ｔｒａｎｓ、ｍａｇｎ、　ＭＡ、Ｇ
−１７，６，Ｎｏｖ、　１９８１．　ｐｐ３１２０〜３
１２２．同ＭＡＧ　−１８，６，Ｎｏｖ、　１９８２、
ｐｐ、１１５８〜１１６３．前記のＤＢ−Ｏ８）。

これに対応して前記のＤＥ−Ｏ８公報に記載された公知
の書込み・読出し磁気ヘッドにはその下に置かれた記録
媒体の運動方向から見てその前面に補助磁極が設けられ
、背面に本来の主磁極が設けられる。この主磁極は非磁
性基体にとりつけられ、運動方向に垂直に拡がる薄い磁
極片で構成される。

主磁極の前にあって運動方向に拡がる補助磁極は運動方
向に垂直に置かれた複数の極片とその間にはさまれた絶
縁層を組合せたものである。比較的大きなトラック面を
覆う補助磁極と主磁極の間には空気間隙と呼ばれるμｍ
程度の幅を持つ中間室が形成される。この空気間隙内に
置かれた巻線により主磁極の書込み機能が励起され、あ
るいは読出し機能のために主磁極の励起が記録される。

この場合補助磁極は常に磁束帰還だけに使用されなけれ
ばならない。書込み用の主磁極は常に補助磁極の後に続
き、補助磁極が情報を書込むことがあってもその上に重
ねて書込まれるので、補助磁極の同時書込みは許される
。ただしそのためには補助磁極の幅が主磁極の幅より広
くなることなく、既に書込まれた隣接トラックが影響を
受けないようになっていなければならない。この磁気ヘ
ッドでは主磁極に比べて大きな補助磁極断面積の外に比
較的広い空気間隙幅が要求され、それによって補助磁極
の磁束密度の著しい低下が保証される。

公知の磁気ヘッドでは走行する縁端による補助磁極の同
伴読出しが避けられる程その空気間隙幅を広くすること
は不可能である。これによって情報の認知に際して問題
が生ずる。

垂直磁化方式の場合公知の書込み・読出し組合せヘッド
による読み出しに際して生ずる困難な問題を考えて、書
込み機能と読出し機能を別々のヘッドで行ないそれによ
ってこれらのヘッドをそれぞれの機能に最も適合したも
のとすることが提案されている（例えばＩＥＥＥ　Ｔｒ
ａｎｓｏｍａｇｎ、　ＭＡＧ−１６（５）、　５ｅｐｔ
、　１９８０．　ｐｐ９６７〜９７２　）。

読出しには水平磁化方式に対して公知のリングヘッドが
使用され、書込みは特殊のヘッドで行なわれる。単一極
ヘッドと呼ばれるこの種の特殊書込みヘッドは例えば記
録媒体の記憶層に対向する側に縦方向の拡がりが例えば
３μｍの単一磁極を主磁極とし、記録媒体の背面に設け
られた著しく広い補助磁極がこれに対向する。読出しだ
けに必要な第２ヘツドは公知のリングヘッドであり、例
えば０．２ｔｉｍの間隙幅を持つ、（ＩＥＥ、Ｅ　Ｔｒ
ａｎｓ。

ｍａｇｎ、ＭＡＧ−１７（６）、、Ｎｏｖ、１９８１．
　ｐｐ、２５３８〜２５４０　）。しかしそれぞれの機
能に適合した別々のヘッドを備える読出し・書込み用の
装置は構造的に複雑であり高価となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明の目的は、冒頭に挙げた書込み・読出し組合せ
磁気ヘッドを改良して切換可能な書込み機能と読出し機
能が水平磁化方式と垂直磁化方式のいずれにおいてもそ
れぞれ比較的高い効率をもって遂行されるようにするこ
とである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は両磁極片を少くとも部分的に補助巻線で囲み
、垂直磁化方式による書込み機能に対しては他の巻線を
無電流にしてこの補助巻線により両磁極片に少くとも記
録媒体に対向する磁極片終端部においては平行して進む
磁束流が誘発されるようにすることによって達成される
。

〔作用効果〕

磁気ヘッドのこのような構成によって得られる利点は、
書込み巻線として使用される補助巻線により垂直磁化方
式により書込む際両方の磁極片内に一様な磁化方向が設
定され、極片端から出た磁場がその垂直成分を互に補強
し合うことである。

この場合磁気ヘッドは有利な準単−極ヘッドとして情報
を記録媒体に書込む。他方の読出しコイルとして使用さ
れる巻線はこの場合無電流である。

このコイルの両磁極片の間の中間室内に拡がる巻線部分
は有利な無磁場空間内に置かれる。垂直磁化方式によっ
て読出すために補助巻線は機能しない。磁気ヘッドの両
磁極片はこの場合環状ヘッドに準じて磁気的に直列接続
される。このように環状ヘッドとしての構成によりこの
発明による磁気ヘッドは水平磁化方式による書込みと読
出しの双方に使用できるという利点が得られる。

この発明による磁気ヘッドの有利な実施態様は特許請求
の範囲第２項以下に示されている。

〔実施例〕

図面に示した実施例についてこの発明に更に詳細に説明
する。

第１図に示したこの発明による書込み・読出し組合せ磁
気ヘッドは公知のリングヘッド類似の磁気ヘッドを基本
とするものである。図面に２として示されているヘッド
は例えば垂直磁化方式による書込み機能中のものであっ
て、広く使用されている飛行体と呼ばれている素子の前
面又は背面を構成する基体３の平坦面上に置かれている
。このヘッドは垂直磁化される記録媒体Ｍの記憶層４か
ら例えば０２μｍの飛行高度ｆを保ち、一つのトラック
に沿って相対的に移動する。通常記録媒体の方をヘッド
の下で動かす。記録媒体Ｍに対する磁気ヘッド２の相対
運動方向は矢印Ｖで表わされている。

磁気ヘッド２は＝つの磁極片６と７を備え、これらは特
にその記録媒体に向う終端部８と９は少くとも近似的に
記録媒体の表面に垂直に向けられている。これらの磁極
片終端部の間には運動方向Ｖに１μｍ以下、特に０．３
μｍ以下の狭い幅Ｗを持つ空気間隙１１が形成されてい
る。磁気ヘッドｌの中央区域１２では両磁極片６，７の
中例えば運動方向に見て背後にある磁極片６がこの区域
で前方の直線状の磁極片７から遠く離れていることによ
り、両磁極片９間隔が空気間隙幅Ｗより太きいＷ′に拡
げられている。中央区域の外では記録媒体Ｍに対して反
対の側において磁極片６と７が再び近接している。従っ
て両磁極片はリングヘッド類似形状の磁気導体を形成す
る。中央区域１２において磁極片６と７の間に形成され
た中間室１４を通して多層（例えば二層）構成の扁平な
巻１／５１−６が拡がり、垂直磁化方式による読出しコ
イルとして使用される。ただしこのコイルは図面に示さ
れている書込み機能中は無電流である。

書込み機能に対してはこの発明により両磁極片６と７を
少くとも部分的に例えば区域１２内で囲む補助巻線１７
が設けられる。この補助巻線は単一の幅広い巻回として
もあるいは複数の巻回で構成してもよい。図に電流方向
記号で示した方向の書込み電流が流れていると、磁極片
６と７に矢印１９と２０で示した磁束の流れが作られる
。この流れはほぼ平行に進み、例えば記録媒体Ｍに向け
られている。リングヘッド状の磁気ヘッドｇは従って棒
磁石と同様な極性を示し単一磁極ヘッドと同様に作用す
る。この書込み機能以外では巻線１ｊは無電流であり、
磁気ヘッドヱは巻線１−６をもって通常のリングヘッド
として動作する。

磁気ヘッド２を薄膜技術によって製作する際には一般に
例えばＴｉＣおよびＡｔ２０３から成る基体を持つ飛行
体が使用される。基体３には必要に応じて例えば厚さ１
５μｍの充分厚いＡｔ２０３絶縁層２２を設けることが
できる。磁極片６と７の形成には例えば厚さ１μｍの薄
いＮｉＦｅ合金（例えばパーマロイＮｉ／Ｆｅ−８１／
１９又はＦｅＢ）から成る磁性層を蒸着又は電解析出に
よって設け、その間を例えば５ｉ０２又はＡ１２ｏ３か
ら成り厚さ０．１乃至０２μｍの非磁性中間層によって
分離する。この磁性層の磁化は層面に平行とする。製造
過程に基いてこの磁性層は単軸異方性を示し、磁化容易
軸および磁化困難軸と呼ばれる互に９０°　回転した異
方性軸を持つ。磁化は磁化容易軸に平行又は逆平行であ
ることが多い。磁気容易軸はそれぞれの層の形成に際し
て磁場を加えることにより誘起することができる。一般
にこの軸は磁極片６と７内の磁束の方向に垂直であり、
従ってその終端部８と９の区域では記録媒体Ｍの表面に
平行である。

成長した各層はフォトエツチング、プラズマ・エツチン
グ、イオンビーム・エツチング、湿化学エツチング等の
公知技術により構造化して磁気ヘッドの両磁極片を作る
ことができる。

磁気ヘッドｇの製作にはまず基体３又はその絶縁層２２
０表面に例えば厚さ２５μｍのＣｕ又はＡｕ又はＡｔの
層を析出させ、この層に構造を作って書込みコイルとし
て使用される補助巻線１７の内側部分を構成する。必要
に応じて金属記憶層との接触を阻止するため酸化して絶
縁層（Ａｔ２０３層）とすることができるＡｔが書込み
コイル材料として特に有利である。巻線し７の巻線部分
２４の上に例えば０５乃至２．０μｍ厚さの絶縁層２５
を設けた後第１磁極片７となる層を作り、第２磁極片６
との接合部２６に至るまで絶縁ならびに間隔用の層２７
で覆う。層２７には例えばＡｔ２０３のような硬い材料
が有利であり、その厚さは約０．３μｍとすることがで
きる。

終端部９においての縦方向の拡がり（厚さ）が例えば０
５乃至１μｍである磁極片７の完成後、読出しコイルと
して使用される巻線１６の個々の巻回１５が同じく薄膜
技術によって作られ構造化される。この二層構造として
示されている巻線のＣｕ、Ａｕ又はＡｔから成り厚さが
例えば０．７乃至２５μｍの巻回は、平坦化材料例えば
ポリイミド樹脂内に埋め込まれる。この平坦化材料層は
第１図に２８として示されている。

続いて第２の成層磁極片６の形成と構造化が実施される
。その磁性層は間＠１１の区域では間隔層２７だけによ
って磁極片７がら隔離され、中央区域１２では更に巻線
Ｕの巻回１５を埋め込んだ平坦化層２８を加えたものに
よって磁極片７がら隔離されている。接合個所２６の区
域では磁極片６と７が互に接触して磁気ヘッドのリング
ヘッド類似形状を達成する。

補助巻線１−７の外側部分３１の形成と構造化ならびに
内側部分？Ｉとの結合に先立って、少くとも磁極片６だ
けに例えば厚さ０５乃至２μｍの薄い絶縁層３０を設け
る。最後にこのようにして作られた薄膜磁気ヘッド２を
保護するため例えばＡｔ２０３　から成る比較的厚い保
護層を設ける。この保護層は図面に示されていない。

絶縁層３０とこの保護層ならびに磁極片６と巻線部分３
１の厚さは対応するヘッド部品２５　、７゜２４の同程
度の値とすることができる。

第１図に縦断面を示した磁気ヘッドの一部の側面図を第
２図に示す。対応部分には同じ符号がつけである。第２
図において覆われている部分は破線で表わされている。

図を分り易くするため巻線し６の巻回の一層だけが示さ
れ、種々の絶縁層は除かれている。磁極片６と７を実質
上完全に取囲んでいる補助巻線すの部分２４と３１が特
にはっきり示されているが、実際はこのような単一の巻
回でなく複数の巻回が設けられているのである。

第１図の実施例では巻１ｆｓｔｅの無電流状態の下に書
込みフィルとしての補助巻線すの励起に基く垂直磁化原
理による書込み機能が考えられている。補助巻線Ｌ７は
書込み以外の機能即ち垂直磁化原理に従う読出しと水平
磁化原理に従う読出しに際しては機能を停止する。この
場合磁気ヘッド２は実際上公知のリングヘッドと同様に
動作するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はこの発明の−っの実施例の縦断面とそ
の一部の側面を示す。６と７：磁極片、】−６：第１巻
線、１１補助巻線、Ｍ：記録媒体。 手続補正書（方式） 昭和６０年　５月３０日 １、事件の表示　特願昭５９−２７１６４２２、発明の
名称　磁気ヘッド ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　ドイツ連邦共和国ベルリン及ミュンヘン（番地
なし） 名　称　シーメンス、アクチェンゲゼルシャフト４、代
理人■１１２ ５、補正命令の日付　昭和６０年４月３０日、Ｅ１６、
補正の対象　明細書の発明の詳細な説明の欄７、補正の
内容　別紙のとおり ４頁１７行、６頁１８行、７頁１行および４行、９頁４
行のｒｌＥＥＥＪの前にそれぞれ［「アイ・イー・イー
・イー　トランサクノ　オン　マグネチフス」」を挿入
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）磁束を導く磁気導体の二つの磁極片がヘッドの運動
   方向において特定の間隔を保って前後に配置され、この
   磁極片に所属する少くとも一つの巻線の巻回が磁極片の
   間に形成された中間室内に拡がっているようにされた、
   少くとも一つの記憶層を備え水平磁化又は垂直磁化方式
   により情報を書込まれる記録媒体に対する書込み・読出
   し組合せ磁気ヘッドにおいて、両方の磁極片（６，，７
   ）が少くとも部分的に補助巻線（ヒ）によって囲まれ、
   垂直磁化方式による書込み機能に対しては他の巻線（す
   ）を無電流にしてこの補助巻線により両磁極片に少くと
   も記録媒体に対向する磁極片終端（８，９）においては
   平行して進む磁束流（１９，２０）が誘発されることを
   特徴とする磁気ヘッド。 ２）磁束を導く磁気導体が薄膜構造として平坦な基体（
   ３）の表面に設けられていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の磁気ヘッド。 ３）巻線（＋６．＋７）が薄膜構造として少くとも部分
   的に基体（３）又は磁極片（６，７）上に設けられてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の磁気ヘ
   ッド。 ４）磁束を導く磁気導体が少くとも部分的に弱磁性材料
   から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ３項の一つに記載の磁気ヘッド。 ５）磁束を導く磁気導体が磁束案内方向に対して少くと
   も近似的に垂直である磁化容易方向を持つ材料で作られ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４
   項の一つに記載の磁気ヘッド。 ６）磁極片（６，７）の記録媒体（Ｍ）に向う終端部（
   ８，９）の間の間隔（Ｗ）が１μｍ以下であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項の一つに記載
   の磁気ヘッド。 ７）磁極片（Ｏｆ　７）の間にその記録媒体（Ｍ）に向
   う終端部（８，９）の間の間隔（Ｗ）からそれよりも大
   きな間隔（Ｗ勺にまで拡がる中間室（１４）が形成され
   、第１巻線（１６）の巻回（１５）が少くとも部分的に
   この中間室内に置かれていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第６項の一つに記載の磁気ヘッド。 ８）補助巻線（１７）が磁極片（６，７）のいずれか一
   方に接する充分平坦な巻線部分（２４又は３１）を含み
   、この巻線部分が対応する磁極片を平面的に少くとも大
   部分覆っていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第７項の一つに記載の磁気ヘッド。 ９）補助巻線が複数の巻回な備えることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第７項の−