JPH028364B2 - - Google Patents
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、少なくとも1つの磁化可能な記憶層
を有し、記憶層内にその表面に対してほぼ垂直に
向けられた磁化容易軸を有する磁気異方性材料を
含んでおり、1つのトラツクに沿つて記憶層の垂
直磁化により情報を書込まれる記録媒体に対する
磁気ヘツドであつて、2つの磁極脚を有し磁束を
導く1つの導磁体を有しており、2つの磁極脚が
磁気ヘツドの運動方向に相前後しかつ互いに所定
の間隔をおいて配置されており、両磁極脚に少な
くとも1つのコイルが対応づけられており、読出
し機能のためには記録媒体のほうに向けられた端
部における両磁極脚内の磁束方向が少なくともほ
ぼ逆平行となるように設定される垂直磁化記録媒
体用の書込み−読出し磁気ヘツドに関する。この
ような磁気ヘツドはドイツ連邦共和国特許出願公
開第2924013号公報に記載されている。 〔従来の技術〕 情報を記憶するための垂直磁化の原理は一般に
公知である(たとえば“IEEE Transactions on
Magnetics”vol.MAS−16,No.1,1980年1月、
第71〜76頁または、前記公開公報を参照)。この
垂直磁化原理に対しては特別な記録媒体たとえば
磁気デイスク、フロツピデイスクまたは磁気テー
プが必要である。このような記録媒体は所定の厚
みの少なくとも1つの磁化可能な記憶層を有し、
記憶層内にその表面に対して垂直に向けられた磁
化容易軸を有する特にCoCr合金から成る磁気異
方性材料を含んでいる。1つの特別な書込みヘツ
ドにより1つのトラツクに沿つて個々の情報が相
次ぐ区画(セルまたはブロツクとも呼ばれる)内
に記憶層の磁化により書込まれる。実際上、一般
に磁束反転すなわち1つの磁化方向からそれと反
対の磁化方向への移行が情報として利用される。
区画はトラツクの長手方向に波長とも呼ばれる所
定の広がりを有する。この広がりは長手方向記憶
方法において減磁により与えられる限界にくらべ
てはるかに小さくすることができるので、垂直磁
化原理によれば記録媒体内の情報密度が高められ
るという利点が得られる。 しかし、この垂直磁化の原理では、複合書込み
−読出しヘツドの開発の際に問題が生ずる。すな
わち、これらのヘツドでは特に、わずかな磁気抵
抗を有する1つのできるかぎり閉じられた円とし
て磁束を導くことが困難である。 適当な複合書込み−読出しヘツド、すなわち書
込み機能も読出し機能も実行すべき磁気ヘツド、
は一般に1つのいわゆる主磁極を有し、それによ
り記憶層内の個々の区画の反転磁化のために十分
に強い磁界が発生される。必要な磁束リターンは
たとえば、記録媒体の反対側の1つのいわゆる補
助磁極により行なわれ得る(前記文献“IEEE
Trans.Magn.”,Vol.MAG−16を参照)。それと
ならんで、漏れ磁束による磁束リターンも公知で
ある(“IEEE Trans.Magn.”,vol.MAG−18,
No.6,1982年11月、第1170〜1172頁)。 さらに、磁束リターンは主磁極と同一の側に位
置する1つの特別な補助磁極によつても行なわれ
得る(“IEEE Trans.Magn.”,vol.MAG−17,
No.6,1981年11月、第3120〜3122頁またはvol.
MAG−18,No.6,1982年6月、第1158〜1163頁
または前記ドイツ連邦共和国特許出願公開第
2924013号公報を参照)。すなわち、上記公開公報
から公知の書込み−読出し磁気ヘツドはその下を
通過する記録媒体の運動方向に見て前側に1つの
補助磁極を、また後側に本来の主磁極を含んでい
る。この主磁極は、主として非磁性サブストレー
ト上に被着されており運動方向に対して垂直に延
びる1つの薄い磁極片から成る1つの磁極側によ
り形成される。運動方向に対して垂直に配置され
た複数個の薄い磁極片から成り各磁極片の間に絶
縁層を介して積重さねられており主磁極から空隙
を介して隔てられている1つの磁極脚が、主磁極
の前に位置し運動方向に見て広げられた補助磁極
を形成する。この空隙の広がりは比較的大きく、
たとえば5ないし10μmのオーダーである。空隙
内にはコイルが位置しており、このコイルにより
書込み機能のためには主磁極が励磁され得るし、
また読出し機能のためには主磁極の励磁が検出さ
れ得る。補助磁極はいずれの場合にも磁束リター
ンの役割のみをする。補助磁極により場合によつ
ては書込みが行なわれることは甘受され得る。な
ぜならば、書込みを行なう主磁極が常に補助磁極
の後を追つており、従つて補助磁極により場合に
よつては書込まれた情報に重ね書きを行なうの
で、補助磁極の幅が主磁極の幅よりも大きくな
く、従つて既に書込まれた隣接トラツクに影響を
及ぼさないかぎりは、問題を生じないからであ
る。さらに、補助磁極における磁束密度の大幅な
減少を保証するためには、補助磁極の断面積を主
磁極の断面積にくらべて大きくすることを空隙の
広がりを比較的大きくすることが必要である。し
かし、これらのことは、もし補助磁極により書込
みが行なわれた場合に情報検出に困難を惹起し得
る。 コイルにより満たされておらず記録媒体のほう
に向けられている空隙の残余空間はいわゆる絶縁
性空隙層で満たされていなければならない。この
空隙層は、ヘツド製作中の切欠きまたは侵食を避
けるため、たとえばAl2O3のようにできるかぎり
硬い材料から成つているべきである。すなわち、
このような非平坦性は、非常にわずかな間隔をお
いて記録媒体の上を導かれる磁気ヘツドの、入り
込んでいる汚れ粒子によるフオールダウンに通じ
得る。しかし、主磁極と補助磁極との間に位置す
るこの空隙層の製作は著しく困難であることが判
明している。 公知の複合書込み−読出しヘツドによる読出し
の際の前述の困難に基いて、書込み機能および読
出し機能のために別々のヘツドを設け、これらの
ヘツドをそれぞれの機能に最適に構成することも
できる(たとえば“IEEE Trans.Magn.”,vol.
MAG−16,No.5,1980年9月、第967〜972頁参
照)。読出しのためにはそれ自体公知のリングヘ
ツドを用い、他方書込みは特殊なヘツドにより行
なうことができる。このような書込みヘツドはた
とえば、記録媒体の記憶層のほうに向けられた側
にたとえば3μmの長手方向広がりを有し個別磁極
ヘツドとも呼ばれる主磁極を有しており、それに
記録媒体の背面で実質的に広げられた補助磁極が
向かい合つている。読出しのためにのみ必要とさ
れる第2のヘツドは公知のリングヘツドであり、
たとえば0.2μmの空隙幅を有する(“IEEE
Trans.Magn.”,vol.MAG−17,No.61981年11月、
第2538〜2540頁参照)。しかし、それぞれの機能
に適合する特別なヘツドを有する読出しおよび書
込みのための装置は構造上比較的費用がかかる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従つて、本発明の目的は、冒頭に記載した種類
の複合書込み−読出しヘツドを、一方ではこのよ
うな複合ヘツドにおける機械的構造に関する前述
の問題点が減ぜられるように、他方ではそれぞれ
高い効率を有する切換可能な複合書込み−読出し
機能が保証されるように改良することである。 〔問題点を解決するための手段〕 この目的は、本発明によれば、両磁極脚の一方
が断面積を減ぜられた1つの範囲を有しており、
各磁極脚に1つの固有のコイルが対応づけられて
おり、また書込み機能のためには断面積を減ぜら
れた範囲を有する磁極脚に対応づけられているコ
イルによりこの断面積を減ぜられた範囲が磁気飽
和領域内に駆動されていることにより達成され
る。 磁気ヘツドをこのように構成することにより得
られる利点は特に、書込み機能のために磁気飽和
領域内に駆動される一方の磁極脚の範囲がこの磁
極脚内の磁束に対するバリアのように作用するの
で、この磁極脚が書込み機能に実際上関与しない
ことである。すなわち他方の磁極脚により磁気ヘ
ツドはあたかも個別磁極ヘツドとして情報を記録
媒体中に書込む。読出しの際の磁束変化は書込み
の際のそれよりもはるかに小さいので、断面積を
減ぜられた範囲を有する磁極脚がこの範囲で磁気
的に飽和される危険はない。こうして磁気ヘツド
は読出し機能のためには公知の仕方でリングヘツ
ドとして作動し得る。この理由から磁極脚端部の
間の間隙が非常に小さく保たれ得るという利点も
得られ、従つてヘツドは相応に良好な読出し特性
を有する。さらに、これらの端部の間に形成され
る空隙の侵食の危険が少なくともほぼ排除されて
いる。 また、上記の目的は、本発明によれば、両磁極
脚の一方が所定のキユリー温度を有する磁化可能
材料から成る1つの範囲を有しており、またこの
範囲を書込み機能の間にキユリー温度を越える温
度に加熱するための手段が設けられていることに
よつても達成される。それにより磁極脚がこの範
囲で常磁性となるので、すなわち透磁率が約1と
なるので、この範囲は実際上、磁極脚内の磁束に
対して相応に高い磁気抵抗を有する1つの空隙の
ように作用する。このようにして、記録媒体内へ
の情報の書込みの役割をする非常にきわ立つた垂
直成分を有する磁界が一方の脚に集中し得るとい
う利点が得られる。 本発明による磁気ヘツドの有利な実施態様は特
許請求の範囲第3項以下にあげられている。 〔実施例〕 第1図に縦断面図で示されている本発明による
複合書込み―読出し磁気ヘツドは、たとえば前記
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2924013号公報
に示されているような公知のヘツドを改良したも
のである。図面中に全体として参照符号2を付さ
れているヘツドは垂直磁化の原理による書込み機
能中の状態で示されており、乳動体と呼ばれる通
常の要素(図面に詳細には示されていない)のた
とえば前側または後側に位置している。このヘツ
ドはそれ自体は公知の記録媒体3に対して相対的
にたとえば0.2μmのわずかな浮上量fでこの媒体
を経て導かれる。たとえば記録媒体が磁気ヘツド
の下を通過させられる。記録媒体3に対する磁気
ヘツド2の相対的運動方向は参照符号vを付され
た矢線により示されている。 記録媒体3たとえば磁気メモリデイスクは特に
所定の厚みdを有するCoCr合金から成る記憶層
4を有する。この層は場合によつては磁気ヘツド
2と反対の側でたとえば特殊なNiFe合金から成
る軟磁性層5と結合されていてよい。記憶層4お
よび場合によつては層5は記録媒体3の保持体6
の上平面に付着されている。 磁気ヘツド2は、ほぼ全体としてまた特に記録
媒体3のほうに向けられている端部9または10
において少なくとも近似的に記録媒体3の表面に
対して垂直に向けられている2つの磁極脚7およ
び8を有する。これらの磁極脚端部の間に1μm以
下特に0.3μm以下わずかな長手方向すなわち運動
方向の幅wを有する空隙11が形成されている。
中央範囲12では両磁極脚7および8の間の間隔
が空隙幅wにくらべて拡幅されている。そのため
に、たとえば運動方向に見て後側の磁極脚7がこ
の範囲では前側の真直ぐな磁極脚8からwよりも
大きな間隔w′をおくように曲げられている。こ
うして脚7および8の間に形成される中間空所1
3は、この範囲12で各磁極脚を本発明により1
つの固有のコイル14または15により包囲する
ことを可能にする。この範囲の外側で記録媒体3
と反対のほうに向けられている側では磁極脚は公
知の仕方で再び互いに合わされている。 本発明によれば、両磁極脚の一方、たとえば磁
極脚8、は挾くされた範囲17を有し、その断面
積はこの磁極脚のその他の部分の断面積よりも実
質的に小さく、特に少なくとも3で割つた値であ
る。この範囲17にはコイル15が対応づけられ
ている。このコイルにより、磁極脚8の材料をこ
の範囲17内で磁気飽和領域内に駆動するために
十分に大きな一定の磁界が生じ得る(第2図参
照)。それによりこの範囲17は、他方の磁極脚
7に対応づけられているコイル14により発生さ
れる矢線18により示されている磁束に対して磁
気的バリアのように作用する。こうして、狭くさ
れた範囲17を有する磁極脚8の端部10にはた
かだか矢線19により示されている微小な磁束し
か存在せず、従つて実際上他方の磁極脚7の磁束
18によつてのみ書込み機能が実行される。こう
して記憶層4内に区画20に生ずる磁化は矢線2
1により示されている。図面にはこの記憶区画2
0の長手方向広がりlが磁極脚9および10の外
隅の間の相応の間隔のオーダーで示されている
が、一般にこの広がりlはより小さいので、本発
明による磁気ヘツド2によつて実際上、両磁極脚
の幾何学的広がりに相当するであろう情報密度よ
りも高い情報密度が記録媒体M内に達成される
(たとえば“IEEE Trans.Magn.”,vol.MAG―
17,no.6.1981年11月、第2538〜2540頁も参照)。 読出し機能のためには、生起する信号電圧を高
めるため、両コイル14および15が直列に接続
され得る。この場合、狭くされた範囲17内の望
ましくない飽和は懸念しなくてもよい。 薄膜技術による磁気ヘツド2の製作の際には一
般に、たとえばTiCおよびAl2O3から成るサブス
トレート23が用いられる。必要な場合には、サ
ブストレート23はたとえばAl2O3から成る十分
に厚い絶縁層を設けられ得る。磁極脚7および8
の構成のためには、先ずパーマロイ(Ni/Fe―
81/19)のような特殊なNiFe合金またはFeBか
ら成る薄い磁性層がスパツタリング、蒸着または
ガルバニツク・デポジシヨンにより被着され、ま
たたとえばSiO2またはAl2O3から成る非磁性中間
層により互いに隔てられる。これらの磁性層の磁
化はその際に層平面内に位置する。製作過程によ
り条件づけられて磁性層は一軸異方性を有する。
すなわち各磁性層は磁化容易軸または磁化困難軸
と呼ばれる2つの90゜だけ回転された異方軸を有
する。磁化は好ましくは磁化容易軸に対して平行
または逆平行に位置する。磁性層の磁化容易軸は
たとえばそれぞれの層の被着の際に印加磁界より
生ぜしめられ得る。 被着された相い異なる層はフオトリトグラフ
イ、プラズマエツチング、イオンビームエツチン
グまたは機械的エツチングのようなそれ自体は公
知の技術により所定の構造に形成され、それによ
つて磁気ヘツド2の両磁極脚7および8が製作さ
れる。磁性層の磁化容易軸はその際に一般に常に
磁極脚内の磁束に対して垂直に、すなわち端部9
および10の範囲では記録媒体3の表面に対して
ほぼ平行に位置する。一方の磁極脚8の完成後に
絶縁層たとえばSiO2が被着され、また続いて記
録媒体3の磁気記憶層4内へのデータの書込みお
よび(または)読出しのために必要なコイル14
および15の製作または構造形成が行なわれる。
これらのコイルはたとえばCn,AnまたはAlから
成つている。非平坦な磁性層はその磁気特性を悪
化させるので、場合によつてはコイル14および
15は公知の仕方でポリイミド・ラツクにより平
坦化され得る。それに続いて第2の磁極脚7の被
着および構造形成が行なわれる。最後に、薄膜磁
気ヘツド2の保護のため、たとえばAl2O3から成
る比較的厚い保護層が被着される。 第1図に示されている磁気ヘツド2によりまさ
に書込み機能が実行されるべきである。そのため
に本発明によれば、減ぜられた断面積を有する範
囲17内で、第2図の磁化曲線に示されているよ
うな磁化特性が基礎とされている。この図には磁
化困難軸方向の磁化Mが生起する磁界の強さHに
関係して曲線で示されている。この場合、下記の
記号が選ばれている。Msは飽和磁化であり、Ho
はコイル15により発生される一定磁界の強さで
あり、またHkは断面積を減ぜられた範囲17内
の材料の異性磁界の強さである。H↑およびH↓
はコイル14の励磁に基いてこの断面積を減ぜら
れた範囲17内に極性方向に応じて生ずる磁界の
強さである。 図示されている曲線からわかるように、一定磁
界Hoはこの範囲17内に飽和磁化Msを得るため
に十分に大きくなければならない。さらに磁界
Hoはこのために、書込みの際に範囲17に生ず
る磁界Ho,H↑およびH↓が異方性磁界Hkより
も大きいように、大きく選定されなければならな
い。なぜならば、プラス(↑)方向にもマイナス
(↓)方向にも書込まれ、またH↑およびH↓は
それぞれ磁界Hoと脚7内に惹起される磁界の脚
8,17への作用との合成であるからである。 第3図には、本発明による磁気ヘツドのもう1
つの実施例が読出し機能中の状態で示されてい
る。第1図中の部分と一致する部分には同一の参
照符号が付されている。全体として参照符号25
を付されているこの磁気ヘツドが第1図による磁
気ヘツドと相違する点は主として、重さねて配置
する必要のあるコイルの数が減ぜられることによ
つて層構成が簡単化されていることのみである。
運動方向の磁気ヘツドの広がりがそれによつて減
ぜられている。そのために、磁極脚26および2
7に対応づけられているコイル28および29は
それぞれ2つの部分コイル30,31またはは3
2,33を有し、2つの部分コイルは図面に示さ
れている縦断面で見て記録媒体3の表面に対して
垂直な直線上に重さねて配置されている。その
際、コイル28および29のそれぞれ一方の部分
コイル30またたは32のみが、磁極脚26およ
び27の間に形成される中間空所35のなかにお
さめられており、他方の部分コイル31または3
3は、記録媒体3と反対のほうに向けられており
両磁極脚26および27が再び互いに合わされて
いる上側に配置されている。その際、コイル29
の部分コイル32および33は磁極脚27の断面
積を減ぜられた部分36に対応づけられている。 第1図および第3図による磁気ヘツド2および
25の実施例では、両磁極脚の一方の書込みが、
この磁極脚に断面積を減ぜられた範囲が設けられ
ており、この範囲が特別なコイルにより磁気飽和
領域内に駆動されることにより阻止されるという
原理に立脚している。もう1つの原理により一方
の磁極脚の望ましくない書込みを阻止する磁気ヘ
ツドが第4図に示されている。第4図に縦断面を
示されており全体として参照符号40を付されて
いる磁気ヘツドはかなり部分で第1図による磁気
ヘツド2と一致している。従つて、互いに一致す
る部分には同一の参照符号が付されている。運動
方向に見て前側の磁極脚41の書込みを阻止する
ため、この磁極脚は記録媒体3のほうに向けられ
たその端部10に特に本発明により、所定のキユ
リー温度Tcを有する磁化可能材料から成る特別
な範囲42を有する。この材料はたとえば比較的
低いキユリー温度Tcを有する特殊Fe―Ni合金で
ある。たとえばTHERMOFLUX
(Vacuumschmelze GmbH,Hanauの登録商標)
として知られている合金は約30%のNi含有率を
有し、組成のわずかな変更によりキユリー温度
Tcを30℃と120℃との間で設定可能である(たと
えば“Weichmagnetische Werkstoffe(軟磁性材
料)”、発行:Vacuumschmelze GmbH、出版:
Siemens AG、ベルリンおよびミユンヘン、第3
版、1977年、特に第128および290ないし292頁を
参照)。書込みの際には、このような材料から成
る範囲42が、その温度がこのキユリー温度を越
えるように強く加熱される。それにより範囲42
は常磁性となるので、範囲42は実際上あたかも
空隙のように磁極脚41内の磁束に対して相応の
高い磁気抵抗を呈する。このようにして、運動方
向に見て後側に位置しコイル14により相応に励
磁される磁極脚7のみにより書込みが行なわれ
る。このコイルは第3図によるコイル28と同様
に2つの部分コイルから構成されていてもよい。 キユリー温度Tcを越える温度への範囲42の
加熱はたとえばコイル14の書込み電流により行
なわれ得る。もちろん範囲42は、図面に示され
ていない追加的な加熱装置によつても所望の温度
に加熱され得る。 場合によつては応用される薄膜テクノロジイに
より条件づけられて、磁気ヘツド40の熱容量は
小さいので、ヘツドおよび特にその磁極脚41の
範囲42の加熱は十分に迅速に行なわれる。読出
しの際の迅速な冷却は熱伝導性の良好な材料から
成るサブストレート23により有利に促進され
る。冷却の際には範囲42の磁気層の異方性方向
が磁極脚7の磁気層の漏れ磁界によりまた磁極脚
41のその他の部分43の磁気層との交換結合に
より優勢に範囲42の磁気層に対して平行に生ず
るので、読出しの際に長手方向磁気ヘツドの良好
な特性が得られる。 場合によつては磁気ヘツド40が書込み可能状
態にあるか否か、すなわちキユリー温度が超過さ
れているか否か、または磁気ヘツド40が読出し
可能状態にあるか否かを確認するためには、書込
みまたは読出しの前にコイル14のインダクタン
スの測定を行なえば十分である。
を有し、記憶層内にその表面に対してほぼ垂直に
向けられた磁化容易軸を有する磁気異方性材料を
含んでおり、1つのトラツクに沿つて記憶層の垂
直磁化により情報を書込まれる記録媒体に対する
磁気ヘツドであつて、2つの磁極脚を有し磁束を
導く1つの導磁体を有しており、2つの磁極脚が
磁気ヘツドの運動方向に相前後しかつ互いに所定
の間隔をおいて配置されており、両磁極脚に少な
くとも1つのコイルが対応づけられており、読出
し機能のためには記録媒体のほうに向けられた端
部における両磁極脚内の磁束方向が少なくともほ
ぼ逆平行となるように設定される垂直磁化記録媒
体用の書込み−読出し磁気ヘツドに関する。この
ような磁気ヘツドはドイツ連邦共和国特許出願公
開第2924013号公報に記載されている。 〔従来の技術〕 情報を記憶するための垂直磁化の原理は一般に
公知である(たとえば“IEEE Transactions on
Magnetics”vol.MAS−16,No.1,1980年1月、
第71〜76頁または、前記公開公報を参照)。この
垂直磁化原理に対しては特別な記録媒体たとえば
磁気デイスク、フロツピデイスクまたは磁気テー
プが必要である。このような記録媒体は所定の厚
みの少なくとも1つの磁化可能な記憶層を有し、
記憶層内にその表面に対して垂直に向けられた磁
化容易軸を有する特にCoCr合金から成る磁気異
方性材料を含んでいる。1つの特別な書込みヘツ
ドにより1つのトラツクに沿つて個々の情報が相
次ぐ区画(セルまたはブロツクとも呼ばれる)内
に記憶層の磁化により書込まれる。実際上、一般
に磁束反転すなわち1つの磁化方向からそれと反
対の磁化方向への移行が情報として利用される。
区画はトラツクの長手方向に波長とも呼ばれる所
定の広がりを有する。この広がりは長手方向記憶
方法において減磁により与えられる限界にくらべ
てはるかに小さくすることができるので、垂直磁
化原理によれば記録媒体内の情報密度が高められ
るという利点が得られる。 しかし、この垂直磁化の原理では、複合書込み
−読出しヘツドの開発の際に問題が生ずる。すな
わち、これらのヘツドでは特に、わずかな磁気抵
抗を有する1つのできるかぎり閉じられた円とし
て磁束を導くことが困難である。 適当な複合書込み−読出しヘツド、すなわち書
込み機能も読出し機能も実行すべき磁気ヘツド、
は一般に1つのいわゆる主磁極を有し、それによ
り記憶層内の個々の区画の反転磁化のために十分
に強い磁界が発生される。必要な磁束リターンは
たとえば、記録媒体の反対側の1つのいわゆる補
助磁極により行なわれ得る(前記文献“IEEE
Trans.Magn.”,Vol.MAG−16を参照)。それと
ならんで、漏れ磁束による磁束リターンも公知で
ある(“IEEE Trans.Magn.”,vol.MAG−18,
No.6,1982年11月、第1170〜1172頁)。 さらに、磁束リターンは主磁極と同一の側に位
置する1つの特別な補助磁極によつても行なわれ
得る(“IEEE Trans.Magn.”,vol.MAG−17,
No.6,1981年11月、第3120〜3122頁またはvol.
MAG−18,No.6,1982年6月、第1158〜1163頁
または前記ドイツ連邦共和国特許出願公開第
2924013号公報を参照)。すなわち、上記公開公報
から公知の書込み−読出し磁気ヘツドはその下を
通過する記録媒体の運動方向に見て前側に1つの
補助磁極を、また後側に本来の主磁極を含んでい
る。この主磁極は、主として非磁性サブストレー
ト上に被着されており運動方向に対して垂直に延
びる1つの薄い磁極片から成る1つの磁極側によ
り形成される。運動方向に対して垂直に配置され
た複数個の薄い磁極片から成り各磁極片の間に絶
縁層を介して積重さねられており主磁極から空隙
を介して隔てられている1つの磁極脚が、主磁極
の前に位置し運動方向に見て広げられた補助磁極
を形成する。この空隙の広がりは比較的大きく、
たとえば5ないし10μmのオーダーである。空隙
内にはコイルが位置しており、このコイルにより
書込み機能のためには主磁極が励磁され得るし、
また読出し機能のためには主磁極の励磁が検出さ
れ得る。補助磁極はいずれの場合にも磁束リター
ンの役割のみをする。補助磁極により場合によつ
ては書込みが行なわれることは甘受され得る。な
ぜならば、書込みを行なう主磁極が常に補助磁極
の後を追つており、従つて補助磁極により場合に
よつては書込まれた情報に重ね書きを行なうの
で、補助磁極の幅が主磁極の幅よりも大きくな
く、従つて既に書込まれた隣接トラツクに影響を
及ぼさないかぎりは、問題を生じないからであ
る。さらに、補助磁極における磁束密度の大幅な
減少を保証するためには、補助磁極の断面積を主
磁極の断面積にくらべて大きくすることを空隙の
広がりを比較的大きくすることが必要である。し
かし、これらのことは、もし補助磁極により書込
みが行なわれた場合に情報検出に困難を惹起し得
る。 コイルにより満たされておらず記録媒体のほう
に向けられている空隙の残余空間はいわゆる絶縁
性空隙層で満たされていなければならない。この
空隙層は、ヘツド製作中の切欠きまたは侵食を避
けるため、たとえばAl2O3のようにできるかぎり
硬い材料から成つているべきである。すなわち、
このような非平坦性は、非常にわずかな間隔をお
いて記録媒体の上を導かれる磁気ヘツドの、入り
込んでいる汚れ粒子によるフオールダウンに通じ
得る。しかし、主磁極と補助磁極との間に位置す
るこの空隙層の製作は著しく困難であることが判
明している。 公知の複合書込み−読出しヘツドによる読出し
の際の前述の困難に基いて、書込み機能および読
出し機能のために別々のヘツドを設け、これらの
ヘツドをそれぞれの機能に最適に構成することも
できる(たとえば“IEEE Trans.Magn.”,vol.
MAG−16,No.5,1980年9月、第967〜972頁参
照)。読出しのためにはそれ自体公知のリングヘ
ツドを用い、他方書込みは特殊なヘツドにより行
なうことができる。このような書込みヘツドはた
とえば、記録媒体の記憶層のほうに向けられた側
にたとえば3μmの長手方向広がりを有し個別磁極
ヘツドとも呼ばれる主磁極を有しており、それに
記録媒体の背面で実質的に広げられた補助磁極が
向かい合つている。読出しのためにのみ必要とさ
れる第2のヘツドは公知のリングヘツドであり、
たとえば0.2μmの空隙幅を有する(“IEEE
Trans.Magn.”,vol.MAG−17,No.61981年11月、
第2538〜2540頁参照)。しかし、それぞれの機能
に適合する特別なヘツドを有する読出しおよび書
込みのための装置は構造上比較的費用がかかる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従つて、本発明の目的は、冒頭に記載した種類
の複合書込み−読出しヘツドを、一方ではこのよ
うな複合ヘツドにおける機械的構造に関する前述
の問題点が減ぜられるように、他方ではそれぞれ
高い効率を有する切換可能な複合書込み−読出し
機能が保証されるように改良することである。 〔問題点を解決するための手段〕 この目的は、本発明によれば、両磁極脚の一方
が断面積を減ぜられた1つの範囲を有しており、
各磁極脚に1つの固有のコイルが対応づけられて
おり、また書込み機能のためには断面積を減ぜら
れた範囲を有する磁極脚に対応づけられているコ
イルによりこの断面積を減ぜられた範囲が磁気飽
和領域内に駆動されていることにより達成され
る。 磁気ヘツドをこのように構成することにより得
られる利点は特に、書込み機能のために磁気飽和
領域内に駆動される一方の磁極脚の範囲がこの磁
極脚内の磁束に対するバリアのように作用するの
で、この磁極脚が書込み機能に実際上関与しない
ことである。すなわち他方の磁極脚により磁気ヘ
ツドはあたかも個別磁極ヘツドとして情報を記録
媒体中に書込む。読出しの際の磁束変化は書込み
の際のそれよりもはるかに小さいので、断面積を
減ぜられた範囲を有する磁極脚がこの範囲で磁気
的に飽和される危険はない。こうして磁気ヘツド
は読出し機能のためには公知の仕方でリングヘツ
ドとして作動し得る。この理由から磁極脚端部の
間の間隙が非常に小さく保たれ得るという利点も
得られ、従つてヘツドは相応に良好な読出し特性
を有する。さらに、これらの端部の間に形成され
る空隙の侵食の危険が少なくともほぼ排除されて
いる。 また、上記の目的は、本発明によれば、両磁極
脚の一方が所定のキユリー温度を有する磁化可能
材料から成る1つの範囲を有しており、またこの
範囲を書込み機能の間にキユリー温度を越える温
度に加熱するための手段が設けられていることに
よつても達成される。それにより磁極脚がこの範
囲で常磁性となるので、すなわち透磁率が約1と
なるので、この範囲は実際上、磁極脚内の磁束に
対して相応に高い磁気抵抗を有する1つの空隙の
ように作用する。このようにして、記録媒体内へ
の情報の書込みの役割をする非常にきわ立つた垂
直成分を有する磁界が一方の脚に集中し得るとい
う利点が得られる。 本発明による磁気ヘツドの有利な実施態様は特
許請求の範囲第3項以下にあげられている。 〔実施例〕 第1図に縦断面図で示されている本発明による
複合書込み―読出し磁気ヘツドは、たとえば前記
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2924013号公報
に示されているような公知のヘツドを改良したも
のである。図面中に全体として参照符号2を付さ
れているヘツドは垂直磁化の原理による書込み機
能中の状態で示されており、乳動体と呼ばれる通
常の要素(図面に詳細には示されていない)のた
とえば前側または後側に位置している。このヘツ
ドはそれ自体は公知の記録媒体3に対して相対的
にたとえば0.2μmのわずかな浮上量fでこの媒体
を経て導かれる。たとえば記録媒体が磁気ヘツド
の下を通過させられる。記録媒体3に対する磁気
ヘツド2の相対的運動方向は参照符号vを付され
た矢線により示されている。 記録媒体3たとえば磁気メモリデイスクは特に
所定の厚みdを有するCoCr合金から成る記憶層
4を有する。この層は場合によつては磁気ヘツド
2と反対の側でたとえば特殊なNiFe合金から成
る軟磁性層5と結合されていてよい。記憶層4お
よび場合によつては層5は記録媒体3の保持体6
の上平面に付着されている。 磁気ヘツド2は、ほぼ全体としてまた特に記録
媒体3のほうに向けられている端部9または10
において少なくとも近似的に記録媒体3の表面に
対して垂直に向けられている2つの磁極脚7およ
び8を有する。これらの磁極脚端部の間に1μm以
下特に0.3μm以下わずかな長手方向すなわち運動
方向の幅wを有する空隙11が形成されている。
中央範囲12では両磁極脚7および8の間の間隔
が空隙幅wにくらべて拡幅されている。そのため
に、たとえば運動方向に見て後側の磁極脚7がこ
の範囲では前側の真直ぐな磁極脚8からwよりも
大きな間隔w′をおくように曲げられている。こ
うして脚7および8の間に形成される中間空所1
3は、この範囲12で各磁極脚を本発明により1
つの固有のコイル14または15により包囲する
ことを可能にする。この範囲の外側で記録媒体3
と反対のほうに向けられている側では磁極脚は公
知の仕方で再び互いに合わされている。 本発明によれば、両磁極脚の一方、たとえば磁
極脚8、は挾くされた範囲17を有し、その断面
積はこの磁極脚のその他の部分の断面積よりも実
質的に小さく、特に少なくとも3で割つた値であ
る。この範囲17にはコイル15が対応づけられ
ている。このコイルにより、磁極脚8の材料をこ
の範囲17内で磁気飽和領域内に駆動するために
十分に大きな一定の磁界が生じ得る(第2図参
照)。それによりこの範囲17は、他方の磁極脚
7に対応づけられているコイル14により発生さ
れる矢線18により示されている磁束に対して磁
気的バリアのように作用する。こうして、狭くさ
れた範囲17を有する磁極脚8の端部10にはた
かだか矢線19により示されている微小な磁束し
か存在せず、従つて実際上他方の磁極脚7の磁束
18によつてのみ書込み機能が実行される。こう
して記憶層4内に区画20に生ずる磁化は矢線2
1により示されている。図面にはこの記憶区画2
0の長手方向広がりlが磁極脚9および10の外
隅の間の相応の間隔のオーダーで示されている
が、一般にこの広がりlはより小さいので、本発
明による磁気ヘツド2によつて実際上、両磁極脚
の幾何学的広がりに相当するであろう情報密度よ
りも高い情報密度が記録媒体M内に達成される
(たとえば“IEEE Trans.Magn.”,vol.MAG―
17,no.6.1981年11月、第2538〜2540頁も参照)。 読出し機能のためには、生起する信号電圧を高
めるため、両コイル14および15が直列に接続
され得る。この場合、狭くされた範囲17内の望
ましくない飽和は懸念しなくてもよい。 薄膜技術による磁気ヘツド2の製作の際には一
般に、たとえばTiCおよびAl2O3から成るサブス
トレート23が用いられる。必要な場合には、サ
ブストレート23はたとえばAl2O3から成る十分
に厚い絶縁層を設けられ得る。磁極脚7および8
の構成のためには、先ずパーマロイ(Ni/Fe―
81/19)のような特殊なNiFe合金またはFeBか
ら成る薄い磁性層がスパツタリング、蒸着または
ガルバニツク・デポジシヨンにより被着され、ま
たたとえばSiO2またはAl2O3から成る非磁性中間
層により互いに隔てられる。これらの磁性層の磁
化はその際に層平面内に位置する。製作過程によ
り条件づけられて磁性層は一軸異方性を有する。
すなわち各磁性層は磁化容易軸または磁化困難軸
と呼ばれる2つの90゜だけ回転された異方軸を有
する。磁化は好ましくは磁化容易軸に対して平行
または逆平行に位置する。磁性層の磁化容易軸は
たとえばそれぞれの層の被着の際に印加磁界より
生ぜしめられ得る。 被着された相い異なる層はフオトリトグラフ
イ、プラズマエツチング、イオンビームエツチン
グまたは機械的エツチングのようなそれ自体は公
知の技術により所定の構造に形成され、それによ
つて磁気ヘツド2の両磁極脚7および8が製作さ
れる。磁性層の磁化容易軸はその際に一般に常に
磁極脚内の磁束に対して垂直に、すなわち端部9
および10の範囲では記録媒体3の表面に対して
ほぼ平行に位置する。一方の磁極脚8の完成後に
絶縁層たとえばSiO2が被着され、また続いて記
録媒体3の磁気記憶層4内へのデータの書込みお
よび(または)読出しのために必要なコイル14
および15の製作または構造形成が行なわれる。
これらのコイルはたとえばCn,AnまたはAlから
成つている。非平坦な磁性層はその磁気特性を悪
化させるので、場合によつてはコイル14および
15は公知の仕方でポリイミド・ラツクにより平
坦化され得る。それに続いて第2の磁極脚7の被
着および構造形成が行なわれる。最後に、薄膜磁
気ヘツド2の保護のため、たとえばAl2O3から成
る比較的厚い保護層が被着される。 第1図に示されている磁気ヘツド2によりまさ
に書込み機能が実行されるべきである。そのため
に本発明によれば、減ぜられた断面積を有する範
囲17内で、第2図の磁化曲線に示されているよ
うな磁化特性が基礎とされている。この図には磁
化困難軸方向の磁化Mが生起する磁界の強さHに
関係して曲線で示されている。この場合、下記の
記号が選ばれている。Msは飽和磁化であり、Ho
はコイル15により発生される一定磁界の強さで
あり、またHkは断面積を減ぜられた範囲17内
の材料の異性磁界の強さである。H↑およびH↓
はコイル14の励磁に基いてこの断面積を減ぜら
れた範囲17内に極性方向に応じて生ずる磁界の
強さである。 図示されている曲線からわかるように、一定磁
界Hoはこの範囲17内に飽和磁化Msを得るため
に十分に大きくなければならない。さらに磁界
Hoはこのために、書込みの際に範囲17に生ず
る磁界Ho,H↑およびH↓が異方性磁界Hkより
も大きいように、大きく選定されなければならな
い。なぜならば、プラス(↑)方向にもマイナス
(↓)方向にも書込まれ、またH↑およびH↓は
それぞれ磁界Hoと脚7内に惹起される磁界の脚
8,17への作用との合成であるからである。 第3図には、本発明による磁気ヘツドのもう1
つの実施例が読出し機能中の状態で示されてい
る。第1図中の部分と一致する部分には同一の参
照符号が付されている。全体として参照符号25
を付されているこの磁気ヘツドが第1図による磁
気ヘツドと相違する点は主として、重さねて配置
する必要のあるコイルの数が減ぜられることによ
つて層構成が簡単化されていることのみである。
運動方向の磁気ヘツドの広がりがそれによつて減
ぜられている。そのために、磁極脚26および2
7に対応づけられているコイル28および29は
それぞれ2つの部分コイル30,31またはは3
2,33を有し、2つの部分コイルは図面に示さ
れている縦断面で見て記録媒体3の表面に対して
垂直な直線上に重さねて配置されている。その
際、コイル28および29のそれぞれ一方の部分
コイル30またたは32のみが、磁極脚26およ
び27の間に形成される中間空所35のなかにお
さめられており、他方の部分コイル31または3
3は、記録媒体3と反対のほうに向けられており
両磁極脚26および27が再び互いに合わされて
いる上側に配置されている。その際、コイル29
の部分コイル32および33は磁極脚27の断面
積を減ぜられた部分36に対応づけられている。 第1図および第3図による磁気ヘツド2および
25の実施例では、両磁極脚の一方の書込みが、
この磁極脚に断面積を減ぜられた範囲が設けられ
ており、この範囲が特別なコイルにより磁気飽和
領域内に駆動されることにより阻止されるという
原理に立脚している。もう1つの原理により一方
の磁極脚の望ましくない書込みを阻止する磁気ヘ
ツドが第4図に示されている。第4図に縦断面を
示されており全体として参照符号40を付されて
いる磁気ヘツドはかなり部分で第1図による磁気
ヘツド2と一致している。従つて、互いに一致す
る部分には同一の参照符号が付されている。運動
方向に見て前側の磁極脚41の書込みを阻止する
ため、この磁極脚は記録媒体3のほうに向けられ
たその端部10に特に本発明により、所定のキユ
リー温度Tcを有する磁化可能材料から成る特別
な範囲42を有する。この材料はたとえば比較的
低いキユリー温度Tcを有する特殊Fe―Ni合金で
ある。たとえばTHERMOFLUX
(Vacuumschmelze GmbH,Hanauの登録商標)
として知られている合金は約30%のNi含有率を
有し、組成のわずかな変更によりキユリー温度
Tcを30℃と120℃との間で設定可能である(たと
えば“Weichmagnetische Werkstoffe(軟磁性材
料)”、発行:Vacuumschmelze GmbH、出版:
Siemens AG、ベルリンおよびミユンヘン、第3
版、1977年、特に第128および290ないし292頁を
参照)。書込みの際には、このような材料から成
る範囲42が、その温度がこのキユリー温度を越
えるように強く加熱される。それにより範囲42
は常磁性となるので、範囲42は実際上あたかも
空隙のように磁極脚41内の磁束に対して相応の
高い磁気抵抗を呈する。このようにして、運動方
向に見て後側に位置しコイル14により相応に励
磁される磁極脚7のみにより書込みが行なわれ
る。このコイルは第3図によるコイル28と同様
に2つの部分コイルから構成されていてもよい。 キユリー温度Tcを越える温度への範囲42の
加熱はたとえばコイル14の書込み電流により行
なわれ得る。もちろん範囲42は、図面に示され
ていない追加的な加熱装置によつても所望の温度
に加熱され得る。 場合によつては応用される薄膜テクノロジイに
より条件づけられて、磁気ヘツド40の熱容量は
小さいので、ヘツドおよび特にその磁極脚41の
範囲42の加熱は十分に迅速に行なわれる。読出
しの際の迅速な冷却は熱伝導性の良好な材料から
成るサブストレート23により有利に促進され
る。冷却の際には範囲42の磁気層の異方性方向
が磁極脚7の磁気層の漏れ磁界によりまた磁極脚
41のその他の部分43の磁気層との交換結合に
より優勢に範囲42の磁気層に対して平行に生ず
るので、読出しの際に長手方向磁気ヘツドの良好
な特性が得られる。 場合によつては磁気ヘツド40が書込み可能状
態にあるか否か、すなわちキユリー温度が超過さ
れているか否か、または磁気ヘツド40が読出し
可能状態にあるか否かを確認するためには、書込
みまたは読出しの前にコイル14のインダクタン
スの測定を行なえば十分である。
第1図は本発明による磁気ヘツドの概要図、第
1A図はその一部拡大図、第2図はこの磁気ヘツ
ドに対する磁化曲線を示すグラフ、第3図および
第4図はそれぞれ本発明による磁気ヘツドの他の
実施例の概要図である。 2磁気ヘツド、3……記録媒体、4……記憶
層、5……軟磁性層、6……保持体、7,8……
磁極脚、9,10……磁極脚端部、11……空
隙、13……中間空所、14,15……コイル、
17……狭くされた範囲、23……サブストレー
ト、25……磁気ヘツド、26,27……磁極
脚、28,29……コイル、30〜33……部分
コイル、35……中間空所、36……断面積を減
ぜられた部分、40……磁気ヘツド、41……磁
極脚、42……特別な範囲。
1A図はその一部拡大図、第2図はこの磁気ヘツ
ドに対する磁化曲線を示すグラフ、第3図および
第4図はそれぞれ本発明による磁気ヘツドの他の
実施例の概要図である。 2磁気ヘツド、3……記録媒体、4……記憶
層、5……軟磁性層、6……保持体、7,8……
磁極脚、9,10……磁極脚端部、11……空
隙、13……中間空所、14,15……コイル、
17……狭くされた範囲、23……サブストレー
ト、25……磁気ヘツド、26,27……磁極
脚、28,29……コイル、30〜33……部分
コイル、35……中間空所、36……断面積を減
ぜられた部分、40……磁気ヘツド、41……磁
極脚、42……特別な範囲。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 少なくとも1つの磁化可能な記憶層を有し、
記憶層内にその表面に対してほぼ垂直に向けられ
た磁化容易軸を有する磁気異方性材料を含んでお
り、1つのトラツクに沿つて記憶層の垂直磁化に
より情報を書込まれる記録媒体に対する磁気ヘツ
ドであつて、2つの磁極脚を有し磁束を導く1つ
の導磁体を有しており、2つの磁極脚が磁気ヘツ
ドの運動方向に相前後しかつ互いに所定の間隔を
おいて配置されており、両磁極脚に少なくとも1
つのコイルが対応づけられており、読出し機能の
ためには記録媒体のほうに向けられた端部におけ
る両磁極脚内の磁束方向が少なくともほぼ逆平行
となるように設定される垂直磁化記録媒体用の書
込み−読出し磁気ヘツドにおいて、両磁極脚の一
方8,27が断面積を減ぜられた1つの範囲1
7,36を有しており、各磁極脚7,8,26,
27に1つの固有のコイル14,15,28,2
9が対応づけられており、また書込み機能のため
には断面積を減ぜられた範囲17,36を有する
磁極脚8,27に対応づけられているコイル1
5,29によりこの断面積を減ぜられた範囲1
7,36が磁気飽和領域内に駆動されていること
を特徴とする垂直磁化記録媒体用の磁気ヘツド。 2 少なくとも部分的に、磁束を導く部分(磁極
脚7,8,26,27,41)が軟磁性材料から
成つていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の磁気ヘツド。 3 磁束を導く部分(磁極脚7,8,26,2
7,41)が、磁束を導く方向に対して少なくと
もほぼ垂直に向けられた磁化容易軸を有する材料
から成つていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項または第2項のいずれかに記載の磁気ヘツ
ド。 4 書込み機能のために断面積を減ぜられた範囲
17,36に対応づけられているコイル15,2
9によりこの範囲17,36内に惹起されている
一定磁界の強さHoがこの範囲17,36の材料
の異方性磁界の強さHkよりも大きいことを特徴
とする特許請求の範囲第1項または第3項記載の
磁気ヘツド。 5 断面積を減ぜられた範囲17,36を有する
磁極脚8,27内に前記一定磁界の強さHoを有
する磁界に基いてまた他方の磁極脚7,26の励
磁によりこの範囲17,36内の材料の磁化困難
軸方向に対して平行または逆平行の方向に惹起さ
れている磁界の強さ成分H↓,H↑が常にこの範
囲17,36の材料の異方性磁界の強さよりも大
きいことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載
の磁気ヘツド。 6 記録媒体3のほうに向けらた磁極脚7,8,
26,27,41の端部9,10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項ないし第5項のいずれかに記載の磁気ヘツ
ド。 7 磁極脚7,8,26,27,41の間に、記
録媒体3のほうに向けられたそれらの端部9,1
0の間の間隔Wから一層大きな間隔W′へ拡げら
れた中間空所13,35が形成されており、その
なかに少なくとも部分的にコイル14,15,2
8,29が配置されていることを特徴とする特許
請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかに記載
の磁気ヘツド。 8 各コイル28,29が2つの部分コイル3
0,31または32,33を含んでおり、部分コ
イルのそれぞれ一方30,32は拡げられた中間
空所35内に、また他方の部分コイル31,33
は磁極脚26,27が記録媒体3と反対の側で再
び互いに合わされている範囲内に配置されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の磁
気ヘツド。 9 少なくとも部分的に、磁束を導く部分(磁極
脚7,8,26,27,41)が薄層構造として
平らなサブストレート体23の上に被着されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
第8項のいずれかに記載の磁気ヘツド。 10 コイル14,15,28,29が薄層構造
として少なくとも部分的にサブストレート体23
の上または1つの磁極脚8,27,41の上に被
着されていることを特徴とする特許請求の範囲第
9項記載の磁気ヘツド。 11 少なくとも1つの磁化可能な記憶層を有
し、記憶層内にその表面に対してほぼ垂直に向け
られた磁化容易軸を有する磁気異方性材料を含ん
でおり、1つのトラツクに沿つて記憶層の垂直磁
化により情報を書込まれる記録媒体に対する磁気
ヘツドであつて、2つの磁極脚を有し磁束を導く
1つの導磁体を有しており、2つの磁極脚が磁気
ヘツドの運動方向に相前後しかつ互いに所定の間
隔をおいて配置されており、両磁極脚に少なくと
も1つのコイルが対応づけられており、読出し機
能のためには記録媒体のほうに向けられた端部に
おける両磁極脚内の磁束方向が少なくともほぼ逆
平行となるように設定される垂直磁化記録媒体用
の書込み−読出し磁気ヘツドにおいて、両磁極脚
の一方41が所定のキユリー温度を有する磁化可
能材料から成る1つの範囲42を有しており、ま
たこの範囲42を書込み機能の間にキユリー温度
を越える温度に加熱するための手段が設けられて
いることを特徴とする垂直磁化記録媒体用の磁気
ヘツド。 12 所定のキユリー温度を有する範囲42の加
熱のためにコイル14の書込み電流が利用されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第11項記
載の磁気ヘツド。 13 所定のキユリー温度を有する範囲42の加
熱のために特別な装置が設けられていることを特
徴とする特許請求の範囲第11項記載の磁気ヘツ
ド。
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