JPS6114572B2 - - Google Patents
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- JPS6114572B2 JPS6114572B2 JP53062956A JP6295678A JPS6114572B2 JP S6114572 B2 JPS6114572 B2 JP S6114572B2 JP 53062956 A JP53062956 A JP 53062956A JP 6295678 A JP6295678 A JP 6295678A JP S6114572 B2 JPS6114572 B2 JP S6114572B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、磁気ヘツド、特に磁界に応じて電気
抵抗が変化する磁気抵抗効果素子を利用した再生
用磁気ヘツドに係わる。
抵抗が変化する磁気抵抗効果素子を利用した再生
用磁気ヘツドに係わる。
この種、磁気抵抗効果型再生用磁気ヘツドは、
通常一般の電磁誘導型再生用磁気ヘツドに比し、
狭トラツク再生、短波長再生、超低速再生におい
て高い感度が得られるという利点がある。
通常一般の電磁誘導型再生用磁気ヘツドに比し、
狭トラツク再生、短波長再生、超低速再生におい
て高い感度が得られるという利点がある。
この磁気抵抗効果型再生磁気ヘツドは、その磁
気抵抗効果素子の配置態様、バイヤス態様等によ
つて種々の型のものが考えられている。第1図は
磁気媒体、例えば磁気テープ1の記録磁化による
磁性層の面方向と垂直をなす方向の磁界成分によ
つてその記録を読み出すようにしたいわゆる垂直
型の磁気抵抗効果型再生用磁気ヘツドの基本的構
成を示すものである。この場合、薄膜状の磁気抵
抗効果素子(magnetoresistance effect素子)2
(以下MRE素子と略称する)が、磁気テープ1の
幅方向に沿い、且つその膜面が磁気テープ1の面
と垂直をなすように配置されている。そして、
MRE素子2の両端より端子3a及び3bが導出
され、両端子3a及び3b間に、例えば直流電源
Sと、抵抗Rとが接続され、MRE素子2に電流
を通ずるようになされ、抵抗Rの両端より出力
端子tが導出されるようになされている。磁気テ
ープ1は、MRE素子2に対して相対的に矢印a
に示すように、その長手方向に移行し、磁気テー
プ1上に記録された記録(信号)磁界の、特に垂
直成分磁界に応じて生ずるMRE素子2の抵抗変
化を抵抗Rの両端電圧の変化として検出する、即
ち再生する。
気抵抗効果素子の配置態様、バイヤス態様等によ
つて種々の型のものが考えられている。第1図は
磁気媒体、例えば磁気テープ1の記録磁化による
磁性層の面方向と垂直をなす方向の磁界成分によ
つてその記録を読み出すようにしたいわゆる垂直
型の磁気抵抗効果型再生用磁気ヘツドの基本的構
成を示すものである。この場合、薄膜状の磁気抵
抗効果素子(magnetoresistance effect素子)2
(以下MRE素子と略称する)が、磁気テープ1の
幅方向に沿い、且つその膜面が磁気テープ1の面
と垂直をなすように配置されている。そして、
MRE素子2の両端より端子3a及び3bが導出
され、両端子3a及び3b間に、例えば直流電源
Sと、抵抗Rとが接続され、MRE素子2に電流
を通ずるようになされ、抵抗Rの両端より出力
端子tが導出されるようになされている。磁気テ
ープ1は、MRE素子2に対して相対的に矢印a
に示すように、その長手方向に移行し、磁気テー
プ1上に記録された記録(信号)磁界の、特に垂
直成分磁界に応じて生ずるMRE素子2の抵抗変
化を抵抗Rの両端電圧の変化として検出する、即
ち再生する。
第2図は、磁気媒体1上の記録磁化の、磁性層
の面とは平行をなす方向の磁界成分によつてその
記録を読み出すようにした水平型の磁気抵抗効果
型の再生用磁気ヘツドの基本的構成を示し、第1
図と対応する部分には同一符号を付して重複説明
を省略する。
の面とは平行をなす方向の磁界成分によつてその
記録を読み出すようにした水平型の磁気抵抗効果
型の再生用磁気ヘツドの基本的構成を示し、第1
図と対応する部分には同一符号を付して重複説明
を省略する。
第1図及び第2図の構成ではMRE素子2が直
接磁気テープ1の記録磁界中に配置されるように
した場合であるが、第3図に示すように前方に磁
気空隙gを有する軟磁性の磁気ヘツドコア4を設
け、このコア4の後方の空隙G内にMRE素子2
を配置した構成とすることもできる。
接磁気テープ1の記録磁界中に配置されるように
した場合であるが、第3図に示すように前方に磁
気空隙gを有する軟磁性の磁気ヘツドコア4を設
け、このコア4の後方の空隙G内にMRE素子2
を配置した構成とすることもできる。
又、第1図に示した配置構成を有するも、
MRE素子2の両側に第4図に示すように、磁気
シールド体5を配置した構成とすることもでき
る。
MRE素子2の両側に第4図に示すように、磁気
シールド体5を配置した構成とすることもでき
る。
更にMRE素子2にバイアス磁界を与える構成
とすることもでき、例えば第5図に示すように
MRE素子2に沿つて導電体6を配置してこれに
電流Ibを通じバイアス磁界を発生させる電流バイ
アス型構成とすることもできるし、第6図に示す
ようにMRE素子2に対向して着磁された永久磁
石7を配置してバイアス磁界を与える構成とする
こともできる。
とすることもでき、例えば第5図に示すように
MRE素子2に沿つて導電体6を配置してこれに
電流Ibを通じバイアス磁界を発生させる電流バイ
アス型構成とすることもできるし、第6図に示す
ようにMRE素子2に対向して着磁された永久磁
石7を配置してバイアス磁界を与える構成とする
こともできる。
上述したように磁気抵抗効果型再生用磁気ヘツ
ドは種々の構成を採るものが提案されているが、
何れも用いるMRE素子自体が温度依存性が大で
あるがために、例えば外部熱源による外囲温度の
影響を受け易く、熱雑音の発生が大きいという欠
点を有し、更に直線性において十分満足できるも
のは未だ得られていない。
ドは種々の構成を採るものが提案されているが、
何れも用いるMRE素子自体が温度依存性が大で
あるがために、例えば外部熱源による外囲温度の
影響を受け易く、熱雑音の発生が大きいという欠
点を有し、更に直線性において十分満足できるも
のは未だ得られていない。
本発明は、直線性にすぐれ、熱的影響を効果的
に回避できるようにした磁気ヘツド、特に磁気抵
抗効果型再生用磁気ヘツドを提供するものであ
る。
に回避できるようにした磁気ヘツド、特に磁気抵
抗効果型再生用磁気ヘツドを提供するものであ
る。
第7図以下を参照して本発明を詳細に説明す
る。図中8は本発明による磁気ヘツドを全体とし
て示し、図示の例は、磁気媒体、例えば磁気テー
プ上の記録磁化による、テープに対し垂直方向の
成分の磁界によつて記録の読み出しを行うように
したいわゆる垂直型の磁気抵抗効果型再生用磁気
ヘツドを示す。
る。図中8は本発明による磁気ヘツドを全体とし
て示し、図示の例は、磁気媒体、例えば磁気テー
プ上の記録磁化による、テープに対し垂直方向の
成分の磁界によつて記録の読み出しを行うように
したいわゆる垂直型の磁気抵抗効果型再生用磁気
ヘツドを示す。
第7図A及びBは、夫々本発明による磁気ヘツ
ドの一例の原理的構成を示すもので、本発明にお
いては、この第7図A及びBに示されるように、
磁気抵抗効果(MRE)素子9と、バイアス発生
手段10とが設けられて成る。
ドの一例の原理的構成を示すもので、本発明にお
いては、この第7図A及びBに示されるように、
磁気抵抗効果(MRE)素子9と、バイアス発生
手段10とが設けられて成る。
MRE素子9は、夫々薄膜帯状の磁気抵抗効果
を有するMRE素子部分が、電気的に直列に接続
され記録トラツクの幅方向に沿う一直線上に配列
されて成る。図示の例では2つのMRE素子部分
9a及び9bが一体に延長して形成されている。
このMRE素子9は、例えばその膜面が磁気媒体
1の磁性面とほぼ垂直をなすように配置される。
そして、MRE素子9の両外側端より、第1及び
第2の端子11a及び11bを導出し、両素部分
9a及び9bの接続中点、即ち図示の例では一体
に構成されたMRE素子9の中央より第3の端子
11cを導出する。尚、図示の例では端子11
a,11b及び11cを素子9と一体に構成し、
全体としてE字型に構成した場合である。尚、こ
こに、各素子部分9a及び9bの抵抗値、即ち第
1及び第3の端子11a及び11cの間の抵抗値
と、第3及び第2の端子11c及び11b間の抵
抗値とは、信号磁界が与えられない状態でほぼ等
しい値となるように選ばれる。
を有するMRE素子部分が、電気的に直列に接続
され記録トラツクの幅方向に沿う一直線上に配列
されて成る。図示の例では2つのMRE素子部分
9a及び9bが一体に延長して形成されている。
このMRE素子9は、例えばその膜面が磁気媒体
1の磁性面とほぼ垂直をなすように配置される。
そして、MRE素子9の両外側端より、第1及び
第2の端子11a及び11bを導出し、両素部分
9a及び9bの接続中点、即ち図示の例では一体
に構成されたMRE素子9の中央より第3の端子
11cを導出する。尚、図示の例では端子11
a,11b及び11cを素子9と一体に構成し、
全体としてE字型に構成した場合である。尚、こ
こに、各素子部分9a及び9bの抵抗値、即ち第
1及び第3の端子11a及び11cの間の抵抗値
と、第3及び第2の端子11c及び11b間の抵
抗値とは、信号磁界が与えられない状態でほぼ等
しい値となるように選ばれる。
そして、第7図Aにおいては、第1及び第2の
端子11a及び11b間に、電源S、例えば直流
電源Sを、抵抗R3を介して接続して各素子9に
電流を流すと共に、電圧バランス用抵抗R1及
びR2を接続した。そして、これら抵抗R1及びR2
の接続中点と第3の端子11cとより出力端子t
を導出し、出力を差動的にとり出す。又、第7図
Bのように電源Sを中間端子11cと抵抗R4及
びR5を介して両端子11a,11bに接続して
各素子部分9a及び9bに逆方向の電流及び−
を流し、出力を両端子11a,11b即ちtよ
り差動的に取り出すようにすることもできる。こ
こに抵抗R1とR2及びR4とR5は、互にその抵抗値
及び温度特性が等しいものを用いることが望まれ
る。
端子11a及び11b間に、電源S、例えば直流
電源Sを、抵抗R3を介して接続して各素子9に
電流を流すと共に、電圧バランス用抵抗R1及
びR2を接続した。そして、これら抵抗R1及びR2
の接続中点と第3の端子11cとより出力端子t
を導出し、出力を差動的にとり出す。又、第7図
Bのように電源Sを中間端子11cと抵抗R4及
びR5を介して両端子11a,11bに接続して
各素子部分9a及び9bに逆方向の電流及び−
を流し、出力を両端子11a,11b即ちtよ
り差動的に取り出すようにすることもできる。こ
こに抵抗R1とR2及びR4とR5は、互にその抵抗値
及び温度特性が等しいものを用いることが望まれ
る。
バイアス磁界発生手段10は、永久磁石、或い
は電磁石によつて構成できるが、この例では永久
磁石を用いている。そして、このバイアス磁界発
生手段10は、MRE素子9に対し、その素子部
分9aと9bとでその膜面に沿い且つ逆向きの磁
界を与えられるように、例えば素子9の端子11
a及び11c間の部分9aにN極が対向し、端子
11c及び11b間にS極が対向するように配置
し、素子9の端子11a及び11c間の部分9a
で素子9に通ずる電流に対し、π/4±n/2π
〔ラジアン〕(n:正の整数)付近のバイアス磁界
を与え、一方、素子9の端子11c及び11b間
で電流に対し、−π/4±n/2π〔ラジアン〕
(n:零及び正の整数、以下同様)付近のバイア
ス磁界を与えるようにする。このバイアス磁界は
一般的には素子9の各部、即ち各位置でその強度
と向きが異るが、素子9は、その何れの位置にお
いても、電流に対し、バイアス磁界が各々±
π/4±n/2π〔ラジアン〕付近となり、且つ強度
が比較的一様になる領域に配置されるように、バ
イアス磁界発生手段10と、素子9との位置関係
を選定する。この状態で、第8図に示すように、
磁気媒体上の記録磁化による磁気媒体の磁性面に
対し垂直方向の信号磁界±Hsが与えられると、
素子9には、この磁界±Hsと、バイアス磁界HB
と、異方性磁界HKとの合成磁界が破線で示すよ
うに与えられることになる。
は電磁石によつて構成できるが、この例では永久
磁石を用いている。そして、このバイアス磁界発
生手段10は、MRE素子9に対し、その素子部
分9aと9bとでその膜面に沿い且つ逆向きの磁
界を与えられるように、例えば素子9の端子11
a及び11c間の部分9aにN極が対向し、端子
11c及び11b間にS極が対向するように配置
し、素子9の端子11a及び11c間の部分9a
で素子9に通ずる電流に対し、π/4±n/2π
〔ラジアン〕(n:正の整数)付近のバイアス磁界
を与え、一方、素子9の端子11c及び11b間
で電流に対し、−π/4±n/2π〔ラジアン〕
(n:零及び正の整数、以下同様)付近のバイア
ス磁界を与えるようにする。このバイアス磁界は
一般的には素子9の各部、即ち各位置でその強度
と向きが異るが、素子9は、その何れの位置にお
いても、電流に対し、バイアス磁界が各々±
π/4±n/2π〔ラジアン〕付近となり、且つ強度
が比較的一様になる領域に配置されるように、バ
イアス磁界発生手段10と、素子9との位置関係
を選定する。この状態で、第8図に示すように、
磁気媒体上の記録磁化による磁気媒体の磁性面に
対し垂直方向の信号磁界±Hsが与えられると、
素子9には、この磁界±Hsと、バイアス磁界HB
と、異方性磁界HKとの合成磁界が破線で示すよ
うに与えられることになる。
次に、上述したようにバイアス磁界を、電流
に対し、±π/4〔ラジアン〕付近に選定すること
の根拠について説明すると、今、MRE素子9に
おける飽和磁化と、素子9に通ずる電流Iとのな
す角θと、素子9の抵抗ρ(θ)との関係は
Viogt−Thomsonの式としてよく知られているよ
うに、下記(1)式及び第9図で表わされる。
に対し、±π/4〔ラジアン〕付近に選定すること
の根拠について説明すると、今、MRE素子9に
おける飽和磁化と、素子9に通ずる電流Iとのな
す角θと、素子9の抵抗ρ(θ)との関係は
Viogt−Thomsonの式としてよく知られているよ
うに、下記(1)式及び第9図で表わされる。
但し、ここに、ρ0#はMRE素子の消磁状態
での固有抵抗、α*はMRE素子の感度指数(≡
△ρ/ρ0)tはMRE素子の膜厚、zはそのト
ラツク幅方向の位置、△zはトラツク幅方向の微
小長、△yはMRE素子の面方向に沿い、△zと
直交する方向の微小長である(第10図参照)。
この関係より飽和磁化の方向、即ち素子9に与え
られる磁界が電流Iに対しπ/4±nπ/2(但しnは
0 又は正の整数以下同様)を中心としてπ/2の範囲
で変動するとき、最も大きな抵抗変化△ρが得ら
れることがわかる。したがつて、バイアス磁界H
B(飽和磁化と同方向と仮定する)をMRE素子9
の中間端子11cを境にして、左右の位置で電流
に対して±π/4±n/2π〔ラジアン〕、例えば
±π/4〔ラジアン〕となるように選定すれば、こ
れに信号磁界±HSが与えられるとき、θは±π/
4〔ラジアン〕を中心として第9図に矢印+a及
び−aで示す方向に端子11a,11c間及び1
1c,11b間の抵抗が差動的に変化することに
なつて対称性及び直線性にすぐれた大きな抵抗変
化を生じさせることができることになる。尚、こ
の場合、異方性磁界HKの考慮も必要とするが、
この異方性磁界の存在によつてもほぼ±π/4〔ラ
ジアン〕にバイアス磁界の向きを設定することに
さほどの支障は来たさない。
での固有抵抗、α*はMRE素子の感度指数(≡
△ρ/ρ0)tはMRE素子の膜厚、zはそのト
ラツク幅方向の位置、△zはトラツク幅方向の微
小長、△yはMRE素子の面方向に沿い、△zと
直交する方向の微小長である(第10図参照)。
この関係より飽和磁化の方向、即ち素子9に与え
られる磁界が電流Iに対しπ/4±nπ/2(但しnは
0 又は正の整数以下同様)を中心としてπ/2の範囲
で変動するとき、最も大きな抵抗変化△ρが得ら
れることがわかる。したがつて、バイアス磁界H
B(飽和磁化と同方向と仮定する)をMRE素子9
の中間端子11cを境にして、左右の位置で電流
に対して±π/4±n/2π〔ラジアン〕、例えば
±π/4〔ラジアン〕となるように選定すれば、こ
れに信号磁界±HSが与えられるとき、θは±π/
4〔ラジアン〕を中心として第9図に矢印+a及
び−aで示す方向に端子11a,11c間及び1
1c,11b間の抵抗が差動的に変化することに
なつて対称性及び直線性にすぐれた大きな抵抗変
化を生じさせることができることになる。尚、こ
の場合、異方性磁界HKの考慮も必要とするが、
この異方性磁界の存在によつてもほぼ±π/4〔ラ
ジアン〕にバイアス磁界の向きを設定することに
さほどの支障は来たさない。
次に、本発明による磁気ヘツドの感度について
みる。中間端子1cと端子11a又は11b間の
MRE素子部分9a又は9bの抵抗は、(1)式に示
される微小部分の抵抗をMRE素子部分9a又は
9bの全体にわたつて積分して得る全抵抗として
(2)式で表わされる。
みる。中間端子1cと端子11a又は11b間の
MRE素子部分9a又は9bの抵抗は、(1)式に示
される微小部分の抵抗をMRE素子部分9a又は
9bの全体にわたつて積分して得る全抵抗として
(2)式で表わされる。
但し、θB(y、z)は飽和バイアス磁界と
MRE素子9を通ずる電流とのなす角、lは
MRE素子9の長さ、wはMRE素子9の幅、dは
記録媒体表面からMRE素子端部までの距離であ
る(第10図参照)。これより、信号磁界+HSが
加わつた場合の差動出力に寄与する抵抗変化ρBR
+S−ρBL+Sは、 但し、θBR+S(y、z)およびθBL+S(y、
z)は、第10図において右側のMRE素子に加
えられるバイアス磁界BR、および左側のMRE素
子に加えられるバイアス磁界BLと信号磁界+HS
との合成磁界、すなわち、HBR+HSおよびHBL
+HSそれぞれが電流となす角度をあらわす。
従つて差動出力電圧(ピーク値)は、 △VP=(ρBR+S−ρBL+S)・I ……(4) で表わされる。ρBR+S、ρBL+Sは左右の素子のそ
れぞれの抵抗変化である。同様に信号磁界が−H
Sの時の差動出力に寄与する抵抗変化も、合成磁
界HBR−HS、HBL−HSと電流のなす角をそれぞ
れθBR-S(y、z)、θBL-S(y、s)とするこ
とによつて(3)式により求められ、差動出力変化は
△VPP=(ρBR-S−ρBL-S)Iと表わされる。こ
の(4)式によつて具体的寸法におけける出力を概算
する。今、△ρ/ρ=5%、記録波長λ=5μ
m、d=0.1μm、w=5μm、w=0.05μm、
I=3mAとし、磁気媒体としてCrO2塗布形磁
気テープを用い、更にバイアス磁界HB=100〔エ
ルステツド:oe〕で、この磁界HBが電流Iに対
してなす角度を±π/4〔rad〕とすると、トラツ
ク幅が100μmで第7図において出力端子tより
とり出される再生出力△Vppは、2mV程度とな
る。
MRE素子9を通ずる電流とのなす角、lは
MRE素子9の長さ、wはMRE素子9の幅、dは
記録媒体表面からMRE素子端部までの距離であ
る(第10図参照)。これより、信号磁界+HSが
加わつた場合の差動出力に寄与する抵抗変化ρBR
+S−ρBL+Sは、 但し、θBR+S(y、z)およびθBL+S(y、
z)は、第10図において右側のMRE素子に加
えられるバイアス磁界BR、および左側のMRE素
子に加えられるバイアス磁界BLと信号磁界+HS
との合成磁界、すなわち、HBR+HSおよびHBL
+HSそれぞれが電流となす角度をあらわす。
従つて差動出力電圧(ピーク値)は、 △VP=(ρBR+S−ρBL+S)・I ……(4) で表わされる。ρBR+S、ρBL+Sは左右の素子のそ
れぞれの抵抗変化である。同様に信号磁界が−H
Sの時の差動出力に寄与する抵抗変化も、合成磁
界HBR−HS、HBL−HSと電流のなす角をそれぞ
れθBR-S(y、z)、θBL-S(y、s)とするこ
とによつて(3)式により求められ、差動出力変化は
△VPP=(ρBR-S−ρBL-S)Iと表わされる。こ
の(4)式によつて具体的寸法におけける出力を概算
する。今、△ρ/ρ=5%、記録波長λ=5μ
m、d=0.1μm、w=5μm、w=0.05μm、
I=3mAとし、磁気媒体としてCrO2塗布形磁
気テープを用い、更にバイアス磁界HB=100〔エ
ルステツド:oe〕で、この磁界HBが電流Iに対
してなす角度を±π/4〔rad〕とすると、トラツ
ク幅が100μmで第7図において出力端子tより
とり出される再生出力△Vppは、2mV程度とな
る。
上述の本発明構成によれば、MRE素子9の中
央から第3の端子11cを導出し、端子11a,
11c間、及び11c,11b間の抵抗の差動的
変化を検出するので、温度変化等による同相の抵
抗変化は相殺され検出されない。又正負信号の対
称性が保たれる等の利点がある。尚、上述の原理
的構成を有する磁気ヘツド8を実現するには、例
えば、第11図及び第12図に示すように、ガラ
ス、セラミツク等より成る絶縁基板、或いは、例
えばシリコンのような半導体、若しくは導体の表
面に絶縁被膜、例えば熱酸化による酸化シリコン
SiO2被膜を形成した2枚の基板13及び14を
用意し、一方の基板13に、第11図に示すよう
に磁気抵抗効果を有する材料、例えばNiCo合
金、パーマロイ(Ni−Fe系合金)等の薄膜を被
着して磁気抵抗効果(MRE)素子9とその各端
子11a,11b、及び11cとを形成する。こ
の素子9と、その各端子11a,11b及び11
cは、上述した磁気抵抗効果を有する材料を所要
のパターン、例えばE字形に蒸着するとか、全面
蒸着して不要部分を例えばフオトエツチング技術
によつてエツチング除去することによつて形成し
得る。又、他方の基板14には、第12図に示す
ように、高抗磁力の磁性体、例えばCuNiFe合
金、CuNiCo合金等の薄板又は膜にNS着磁がなさ
れた永久磁石、即ち、バイアス磁界発生手段10
を接着する。そして、両基板13及び14を、第
13図に示すように、その素子9及び手段10が
互に対向するように接着剤15、例えばエポキシ
樹脂、アルフアシアノアクリレート等を介して貼
り合せる。両基板13及び14の外側には、夫々
耐摩耗性の大きい磁気シールド体16及び17を
貼り合せる。このようにして得た両基板13及び
14、磁気シールド体16及び17の積層体を素
子9の長手方向に沿う側端面が磁気媒体に臨むよ
うに研磨して磁気媒体との対接面18を形成す
る。このようにすれば、第7図の構成に基く本発
明による磁気ヘツド8が構成される。
央から第3の端子11cを導出し、端子11a,
11c間、及び11c,11b間の抵抗の差動的
変化を検出するので、温度変化等による同相の抵
抗変化は相殺され検出されない。又正負信号の対
称性が保たれる等の利点がある。尚、上述の原理
的構成を有する磁気ヘツド8を実現するには、例
えば、第11図及び第12図に示すように、ガラ
ス、セラミツク等より成る絶縁基板、或いは、例
えばシリコンのような半導体、若しくは導体の表
面に絶縁被膜、例えば熱酸化による酸化シリコン
SiO2被膜を形成した2枚の基板13及び14を
用意し、一方の基板13に、第11図に示すよう
に磁気抵抗効果を有する材料、例えばNiCo合
金、パーマロイ(Ni−Fe系合金)等の薄膜を被
着して磁気抵抗効果(MRE)素子9とその各端
子11a,11b、及び11cとを形成する。こ
の素子9と、その各端子11a,11b及び11
cは、上述した磁気抵抗効果を有する材料を所要
のパターン、例えばE字形に蒸着するとか、全面
蒸着して不要部分を例えばフオトエツチング技術
によつてエツチング除去することによつて形成し
得る。又、他方の基板14には、第12図に示す
ように、高抗磁力の磁性体、例えばCuNiFe合
金、CuNiCo合金等の薄板又は膜にNS着磁がなさ
れた永久磁石、即ち、バイアス磁界発生手段10
を接着する。そして、両基板13及び14を、第
13図に示すように、その素子9及び手段10が
互に対向するように接着剤15、例えばエポキシ
樹脂、アルフアシアノアクリレート等を介して貼
り合せる。両基板13及び14の外側には、夫々
耐摩耗性の大きい磁気シールド体16及び17を
貼り合せる。このようにして得た両基板13及び
14、磁気シールド体16及び17の積層体を素
子9の長手方向に沿う側端面が磁気媒体に臨むよ
うに研磨して磁気媒体との対接面18を形成す
る。このようにすれば、第7図の構成に基く本発
明による磁気ヘツド8が構成される。
尚、バイアス磁界発生手段10として用いる永
久磁石は、種々の形状を採り得るもので、例えば
第14図に示すように、長方形の板状に形成し、
その一側の端面19に臨んでNS着磁をなした構
造とすることもできるし、第15図に示すよう
に、N、S着磁がなされた端面を凹部20を設け
た凹形状にすることにより、以下の実測例で説明
する様にバイアス磁界強度及び角度(±π/4〔ラ
ジアン〕)のMRE素子位置による変化を少くする
ことができる。
久磁石は、種々の形状を採り得るもので、例えば
第14図に示すように、長方形の板状に形成し、
その一側の端面19に臨んでNS着磁をなした構
造とすることもできるし、第15図に示すよう
に、N、S着磁がなされた端面を凹部20を設け
た凹形状にすることにより、以下の実測例で説明
する様にバイアス磁界強度及び角度(±π/4〔ラ
ジアン〕)のMRE素子位置による変化を少くする
ことができる。
第16図及び第17図は、夫々第14図及び第
15図に示した磁石における各端面19の中央を
原点0とし端面19の長手方向に沿う方向(z方
向)の各位置における磁界分布の測定曲線で、第
16図及び第17図の各A図は、端面19と直交
する方向y成分の磁界強度の分布を、各B図はこ
れと直交するz方向成分の磁界強度の分布を示
し、各図の各曲線は、磁石の端面19からの距離
y(相対値)を変えた場合である。第16図及び
第17図中、z1,z2,z3は夫々z軸方向に対し、
磁界の方向が20゜、45゜、70゜となる位置を示
す。今20゜〜70゜がMRE素子9におけるバイア
ス磁界として好ましい範囲であるとすれば、z1〜
z3,−z1〜−z3の幅が大なるほど、MRE素子9の
広範囲に亘つて好ましいバイアス磁界を与え得る
ことになる。そして、第16図と第17図とを比
較することによつて明らかなように磁石の端面1
9を凹形状とした場合の方がz1〜z3,−z1〜−z3
の幅は広くなつていることがわかる。本発明にお
けるバイアス磁界の方向としては、第9図で説明
したように、電流の方向に対し±π/4±n/2π
〔ラジアン〕、即ちMRE素子9の第1及び第3の
端子11a及び11c間の部分9aのすべての位
置で、例えばπ/4〔ラジアン〕第3及び第2の端
子11c及び11b間の部分9bのすべての位置
で例えば−π/4〔ラジアン〕になるように与えら
れることが望ましい。又バイアス磁界の強度は
MRE素子9のすべての位置で一様となることが
再生感度の向上の上で望ましいので、第18図に
示すように、バイアス磁界発生手段10を構成す
る磁極端面19を中央に向つて後退する傾斜を有
する例えば彎曲面となし、この傾斜面の形状によ
つてMRE素子9の各部に±π/4〔ラジアン〕に
近い傾きのバイアス磁界を得ると共に、磁界の強
い中央部がMRE素子9より遠去けられるように
して磁界強度の均一化をはかると効果的である。
15図に示した磁石における各端面19の中央を
原点0とし端面19の長手方向に沿う方向(z方
向)の各位置における磁界分布の測定曲線で、第
16図及び第17図の各A図は、端面19と直交
する方向y成分の磁界強度の分布を、各B図はこ
れと直交するz方向成分の磁界強度の分布を示
し、各図の各曲線は、磁石の端面19からの距離
y(相対値)を変えた場合である。第16図及び
第17図中、z1,z2,z3は夫々z軸方向に対し、
磁界の方向が20゜、45゜、70゜となる位置を示
す。今20゜〜70゜がMRE素子9におけるバイア
ス磁界として好ましい範囲であるとすれば、z1〜
z3,−z1〜−z3の幅が大なるほど、MRE素子9の
広範囲に亘つて好ましいバイアス磁界を与え得る
ことになる。そして、第16図と第17図とを比
較することによつて明らかなように磁石の端面1
9を凹形状とした場合の方がz1〜z3,−z1〜−z3
の幅は広くなつていることがわかる。本発明にお
けるバイアス磁界の方向としては、第9図で説明
したように、電流の方向に対し±π/4±n/2π
〔ラジアン〕、即ちMRE素子9の第1及び第3の
端子11a及び11c間の部分9aのすべての位
置で、例えばπ/4〔ラジアン〕第3及び第2の端
子11c及び11b間の部分9bのすべての位置
で例えば−π/4〔ラジアン〕になるように与えら
れることが望ましい。又バイアス磁界の強度は
MRE素子9のすべての位置で一様となることが
再生感度の向上の上で望ましいので、第18図に
示すように、バイアス磁界発生手段10を構成す
る磁極端面19を中央に向つて後退する傾斜を有
する例えば彎曲面となし、この傾斜面の形状によ
つてMRE素子9の各部に±π/4〔ラジアン〕に
近い傾きのバイアス磁界を得ると共に、磁界の強
い中央部がMRE素子9より遠去けられるように
して磁界強度の均一化をはかると効果的である。
なお第7図、第18図等における端子11c付
近の永久磁石の凹部20は着磁用導体を配置する
目的等に使用できるが、場合によつては必要な
い。
近の永久磁石の凹部20は着磁用導体を配置する
目的等に使用できるが、場合によつては必要な
い。
尚、上述した例では、バイアス磁界発生手段1
0を、NS着磁がなされた永久磁石によつて構成
した場合であるが、バイアス磁界発生手段10を
電磁石構成とすることもできる。
0を、NS着磁がなされた永久磁石によつて構成
した場合であるが、バイアス磁界発生手段10を
電磁石構成とすることもできる。
第19図は、バイアス磁界発生手段10を電磁
石構成とした場合の一例を示すもので、第7図と
対応する部分には同一符号を付して重複説明は省
略するが、この場合、手段10として、軟磁性の
C字状ないしはコ字状コア21を設け、これを挾
んで導体22a及び22bを配し、これに電流I
Bを通ずることによつて電磁誘導による磁界を得
る。この場合においてもコア21の両端、即ち両
磁極は、MRE素子9の中間端子(第3の端子)
11cを挾んでその両側部9a及び9bに夫々対
向するように配置する。SBは導体22a及び2
2b、即ち電磁線輪に電流IBを通ずる電源を示
す。そして、このような構成による磁気ヘツドを
実現するには、第20図に示すように、第13図
について説明したと同様に2枚の基板13及び1
4を設け、一方の基板13には第11図について
説明したと同様にMRE素子9を形成するも、他
方の基板14には、所要のパターンをもつて一方
の導体22bを蒸着等によつて被着して後、これ
の上に、導体22bの一端を臨ませ、他部を覆う
ように絶縁材例えば樹脂23を塗布し、これの上
に軟磁性コア21を接着し、ついで、これの上に
他方の導体22aを所要のパターンに例えば蒸着
によつて被着する。この場合、導体22aの一端
は、絶縁材23によつて覆われず外部に露出され
た導体22bの端部に連接するように形成する。
そして、両基板13及び14を接着剤15によつ
て所要の位置関係を保持して対向合体する。尚、
第20図において、第13図と対応する部分には
同一符号を付して重複説明を省略する。
石構成とした場合の一例を示すもので、第7図と
対応する部分には同一符号を付して重複説明は省
略するが、この場合、手段10として、軟磁性の
C字状ないしはコ字状コア21を設け、これを挾
んで導体22a及び22bを配し、これに電流I
Bを通ずることによつて電磁誘導による磁界を得
る。この場合においてもコア21の両端、即ち両
磁極は、MRE素子9の中間端子(第3の端子)
11cを挾んでその両側部9a及び9bに夫々対
向するように配置する。SBは導体22a及び2
2b、即ち電磁線輪に電流IBを通ずる電源を示
す。そして、このような構成による磁気ヘツドを
実現するには、第20図に示すように、第13図
について説明したと同様に2枚の基板13及び1
4を設け、一方の基板13には第11図について
説明したと同様にMRE素子9を形成するも、他
方の基板14には、所要のパターンをもつて一方
の導体22bを蒸着等によつて被着して後、これ
の上に、導体22bの一端を臨ませ、他部を覆う
ように絶縁材例えば樹脂23を塗布し、これの上
に軟磁性コア21を接着し、ついで、これの上に
他方の導体22aを所要のパターンに例えば蒸着
によつて被着する。この場合、導体22aの一端
は、絶縁材23によつて覆われず外部に露出され
た導体22bの端部に連接するように形成する。
そして、両基板13及び14を接着剤15によつ
て所要の位置関係を保持して対向合体する。尚、
第20図において、第13図と対応する部分には
同一符号を付して重複説明を省略する。
又、第7図及び第19図に示した構成では、差
動出力用の抵抗R1及びR2を外部抵抗として接続
した場合であるが、或る場合は、この差動出力用
抵抗R1及びR2をも、磁気抵抗効果素子によつて
構成することもできる。第21図は、この場合の
一例を示すもので、同図において、24は抵抗
R1及びR2を構成するMRE素子を示す。このMRE
素子24においてもその両側と中央より夫々第1
〜第3の端子25a〜25cを導出する。そし
て、端子25a及び25c間において抵抗R1
を、端子25c及び25b間において抵抗R2を
構成する。そして、この第21図において第7図
と対応する部分には同一符号を付して重複説明を
省略する。この場合4つのMRE素子部分が一様
に+HSの信号磁界をうけた場合、MRE素子部9
bおよびMRE素子によつて構成された抵抗R1に
おいてはそれらの抵抗は増加し、MRE素子部9
aおよびMRE素子によつて構成された抵抗R2に
おいてはそれらの抵抗は減少する。従つて抵抗
R1,R2の中点の電位は下がり、MRE素子9a,
9bの中点の電位は上がるため、より大きな出力
電圧を得ることが出来る。
動出力用の抵抗R1及びR2を外部抵抗として接続
した場合であるが、或る場合は、この差動出力用
抵抗R1及びR2をも、磁気抵抗効果素子によつて
構成することもできる。第21図は、この場合の
一例を示すもので、同図において、24は抵抗
R1及びR2を構成するMRE素子を示す。このMRE
素子24においてもその両側と中央より夫々第1
〜第3の端子25a〜25cを導出する。そし
て、端子25a及び25c間において抵抗R1
を、端子25c及び25b間において抵抗R2を
構成する。そして、この第21図において第7図
と対応する部分には同一符号を付して重複説明を
省略する。この場合4つのMRE素子部分が一様
に+HSの信号磁界をうけた場合、MRE素子部9
bおよびMRE素子によつて構成された抵抗R1に
おいてはそれらの抵抗は増加し、MRE素子部9
aおよびMRE素子によつて構成された抵抗R2に
おいてはそれらの抵抗は減少する。従つて抵抗
R1,R2の中点の電位は下がり、MRE素子9a,
9bの中点の電位は上がるため、より大きな出力
電圧を得ることが出来る。
又、MRE素子9による再生感度は、各部分9
a及び9bの長さが長いほど大となるので、例え
ば第22図に示すように各部分9a及び9bを屈
曲蛇行させたパターンとなして実質的にその長さ
を大とすることもできる。尚、この屈曲蛇行は、
MRE素子9の膜面が折り重なるように形成する
こともできる。
a及び9bの長さが長いほど大となるので、例え
ば第22図に示すように各部分9a及び9bを屈
曲蛇行させたパターンとなして実質的にその長さ
を大とすることもできる。尚、この屈曲蛇行は、
MRE素子9の膜面が折り重なるように形成する
こともできる。
第13図A、第23図Bは複数の磁気記録トラ
ツクから夫々その記録を読み出すようにした多チ
ヤンネルの磁気ヘツドに本発明を適用した場合の
一例で、第23図Aでは各トラツクに対し夫々前
述したMRE素子9と同様の構成を有するMRE素
子91,92,93……を配列し、抵抗R1とR2
の接続中点を共通の出力端子tcとし、各素子9
1,92,93……の中間端子(第3の端子)1
1cより出力端子t1,t2……を導出する。第23
図Bは第7図Bの構成を多チヤンネルヘツドに適
用した例である。尚、この第23図A及び第23
図Bにおいて、第7図A及び第7図Bと対応する
部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
尚、第23図Bにおいて、r1,r2は第7図Bにお
いてR4,R5で示されるバランス用抵抗に対応す
る。
ツクから夫々その記録を読み出すようにした多チ
ヤンネルの磁気ヘツドに本発明を適用した場合の
一例で、第23図Aでは各トラツクに対し夫々前
述したMRE素子9と同様の構成を有するMRE素
子91,92,93……を配列し、抵抗R1とR2
の接続中点を共通の出力端子tcとし、各素子9
1,92,93……の中間端子(第3の端子)1
1cより出力端子t1,t2……を導出する。第23
図Bは第7図Bの構成を多チヤンネルヘツドに適
用した例である。尚、この第23図A及び第23
図Bにおいて、第7図A及び第7図Bと対応する
部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
尚、第23図Bにおいて、r1,r2は第7図Bにお
いてR4,R5で示されるバランス用抵抗に対応す
る。
又、上述した各例は、1チヤンネルのトラツク
に対し2つの素子部分9a及び9bが設けられる
ようにした場合であるが、1チヤンネルのトラツ
ク幅が大なるものに用いる場合、第24図に示す
ように複数に分割された各素子部分を9a1−9b1
−9a2−9b2−9a3−9a4の順に配列し、このよ
うにすることによつて隣合う素子に共通の磁極を
配置できるようにしてバイアス磁界発生手段10
の構造の簡潔化をはかることができる。第24図
の例ではMRE素子を3組に分割した例を示した
が、分割の数を必要に応じて増減してよいことは
勿論である。
に対し2つの素子部分9a及び9bが設けられる
ようにした場合であるが、1チヤンネルのトラツ
ク幅が大なるものに用いる場合、第24図に示す
ように複数に分割された各素子部分を9a1−9b1
−9a2−9b2−9a3−9a4の順に配列し、このよ
うにすることによつて隣合う素子に共通の磁極を
配置できるようにしてバイアス磁界発生手段10
の構造の簡潔化をはかることができる。第24図
の例ではMRE素子を3組に分割した例を示した
が、分割の数を必要に応じて増減してよいことは
勿論である。
又、上述した各例ではMRE素子9が直接的に
信号磁界を受けるようにした場合であるが、この
MRE素子9の軟磁性のコアの磁路内に配し、間
接的に信号磁界を受けるようにすることもできる
など上述の各例に限らず種々の変型変更をなし得
る。
信号磁界を受けるようにした場合であるが、この
MRE素子9の軟磁性のコアの磁路内に配し、間
接的に信号磁界を受けるようにすることもできる
など上述の各例に限らず種々の変型変更をなし得
る。
バイアス磁界発生手段10に関しても種々の構
成を採り得るものであり、例えば第25図に示す
ように軟磁性のコア30を設け、その一部に着磁
された磁石31を設けることもできる。
成を採り得るものであり、例えば第25図に示す
ように軟磁性のコア30を設け、その一部に着磁
された磁石31を設けることもできる。
更に、或る場合は各トラツクに関して夫々1つ
のMRE素子を有する多チヤンネル磁気ヘツドを
構成し、前述したバイアス磁界発生手段10の
夫々対の磁極が隣り合うこのMRE素子に対向す
るように、N−S−S−N−N……の配置をもつ
て対向させるようにすることもできる。
のMRE素子を有する多チヤンネル磁気ヘツドを
構成し、前述したバイアス磁界発生手段10の
夫々対の磁極が隣り合うこのMRE素子に対向す
るように、N−S−S−N−N……の配置をもつ
て対向させるようにすることもできる。
尚、上述した例は、垂直型の磁気ヘツドに本発
明を適用した場合であるが、水平型の磁気抵抗効
果型磁気ヘツドに本発明を適用することもでき
る。
明を適用した場合であるが、水平型の磁気抵抗効
果型磁気ヘツドに本発明を適用することもでき
る。
第1図ないし第6図は夫々従来の磁気抵抗効果
型磁気ヘツドの各例を示す図、第7図A及び第7
図Bは本発明による磁気ヘツドの一例の原理的構
成を示す構成図、第8図はその動作を説明するに
供する線図、第9図は磁気抵抗素子の印加磁界の
方向と抵抗の関係を示す曲線図、第10図は本発
明の動作の説明に供する図、第13図は本発明に
よる磁気ヘツドの断面図、第11図及び第12図
は、その相対向する基板の平面図、第14図及び
第15図は夫々バイアス磁界発生手段を構成する
永久磁石の斜視図、第16図及び第17図は夫々
第14図及び第15図に示した磁石の前方の磁界
分布曲線図、第18図及び第19図は夫々本発明
による磁気ヘツドの他の例の原理的構成を示す構
成図、第20図は第19図の構成による磁気ヘツ
ドの断面図、第21図ないし第25図は夫々本発
明による磁気ヘツドの他の例の構成図である。 1は磁気媒体、8は本発明による磁気ヘツド、
9は磁気抵抗効果素子、10はバイアス磁界発生
手段である。
型磁気ヘツドの各例を示す図、第7図A及び第7
図Bは本発明による磁気ヘツドの一例の原理的構
成を示す構成図、第8図はその動作を説明するに
供する線図、第9図は磁気抵抗素子の印加磁界の
方向と抵抗の関係を示す曲線図、第10図は本発
明の動作の説明に供する図、第13図は本発明に
よる磁気ヘツドの断面図、第11図及び第12図
は、その相対向する基板の平面図、第14図及び
第15図は夫々バイアス磁界発生手段を構成する
永久磁石の斜視図、第16図及び第17図は夫々
第14図及び第15図に示した磁石の前方の磁界
分布曲線図、第18図及び第19図は夫々本発明
による磁気ヘツドの他の例の原理的構成を示す構
成図、第20図は第19図の構成による磁気ヘツ
ドの断面図、第21図ないし第25図は夫々本発
明による磁気ヘツドの他の例の構成図である。 1は磁気媒体、8は本発明による磁気ヘツド、
9は磁気抵抗効果素子、10はバイアス磁界発生
手段である。
Claims (1)
- 1 磁気媒体に対し、ほぼ1直線上に夫々磁気抵
抗効果を有する薄膜状の素子部分が電気的に直列
に接続されて配列された磁気抵抗効果素子が設け
られ、該磁気抵抗効果素子の両外端部より第1及
び第2の端子が導出され、該素子の上記素子部分
の中央の接続点から第3の端子が導出され、上記
第1及び第3の端子間と、上記第2及び第3の端
子間とに夫々対応する位置に互いに極性の異なる
磁極が配置されるようにバイアス磁界発生手段が
設けられ、該バイアス磁界発生手段の上記磁極の
端面が互いに他の極性の磁極と隣合う側に向かつ
て後退する傾斜面とした磁気ヘツド。
Priority Applications (7)
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JP6295678A JPS54157610A (en) | 1978-05-26 | 1978-05-26 | Magnetic head |
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JP6295678A JPS54157610A (en) | 1978-05-26 | 1978-05-26 | Magnetic head |
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