JPH0522286B2 - - Google Patents
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- JPH0522286B2 JPH0522286B2 JP57501995A JP50199582A JPH0522286B2 JP H0522286 B2 JPH0522286 B2 JP H0522286B2 JP 57501995 A JP57501995 A JP 57501995A JP 50199582 A JP50199582 A JP 50199582A JP H0522286 B2 JPH0522286 B2 JP H0522286B2
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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
- G11B5/1278—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive specially adapted for magnetisations perpendicular to the surface of the record carrier
-
- G—PHYSICS
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- 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
- G11B5/335—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only with saturated jig, e.g. for detecting second harmonic; balanced flux head
-
- G—PHYSICS
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- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/49—Fixed mounting or arrangements, e.g. one head per track
- G11B5/4969—Details for track selection or addressing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Description
請求の範囲
１ 磁気媒体上に垂直記録及び再生をなすように
構成された複数の磁路を具え、 これらの磁路は、この磁路を介する磁束の有効
な通過を容易にするような高透磁率及び低リラク
タンスを有する磁気材料で構成され、 更に前記磁路の各々に結合され磁路の任意のも
のを選択的に低リラクタンスから高リラクタンス
に切換えるスイツチング手段と、 前記複数の磁路に近接し、これら磁路を通る磁
束を検出する連続的な導体手段とを具える 磁気媒体に関する磁気記録及び再生用トランス
ジユーサ。 ２ 前記スイツチング手段が、前記磁路の各々に
結合され、かつ選択された磁路のリラクタンスを
増大させて該選択された磁路を介する磁束の有効
な通過を妨げる磁界を前記磁路に選択的に作り出
す磁束ゲート手段を具える 請求の範囲第１項記載のトランスジユーサ。 ３ 磁気媒体に垂直な所定面において離間された
複数の主磁極と、 磁気媒体から離れた部分で主磁極に磁気結合さ
れた磁束閉成手段と、 主磁極及び磁束閉成手段によつて形成された磁
気回路に結合された巻線手段と、 主磁極に結合され選択された組合せでリラクタ
ンスを変え、これにより或る唯一の磁極が所定時
に変換器として機能する手段と、 を具えた磁気媒体への記録及び再生用多トラツク
磁気ヘツド。 ４ リラクタンスを変える手段が、主磁極内の内
部導体である 請求の範囲第３項記載のヘツド。 ５ 20対１よりも大きな長さに対する高さ比を有
し、主面に沿つて離間された複数の並行主磁路
と、 磁路に対して実質的に直交する磁界を与えるこ
とで磁気回路の磁束にかかわらず主磁路のリラク
タンスを変える、主磁極内でかつその高さに沿つ
て配設される手段と、 を具えた記録媒体を介して磁束閉成体とともに磁
気回路を形成する型の垂直記録ヘツド。 ６ 磁気媒体に隣接する底面、端面、頂面を有す
る高透磁率材料のウエハーを具え、 このウエハーは磁束閉成磁極を形成し、 更に前記端面上に形成され、前記磁気媒体に隣
接する位置にのびる複数の主磁極を具え、 この主磁極は磁気媒体から離れた磁束閉成磁極
の一部に磁気結合され、かつ磁気媒体に隣接する
磁束閉成磁極から磁気的に離され、 前記主磁極及び磁束閉成磁極は前記媒体に隣接
配置されるとき複数の磁気回路を形成するもので
あり、 更に前記磁気回路に結合された検出導体と、 前記磁気回路の各々の少くとも一部を選択的に
飽和させるための前記主磁極の各々用の磁束ゲー
ト手段とを具える 垂直記録用の多トラツク磁気ヘツド。 ７ 各主磁極が磁気媒体の別々のトラツクに対す
るヘツドとして働き、前記検出導体が複数の主磁
極に密接する単一の導体である 請求の範囲第６項記載の多トラツク磁気ヘツ
ド。 ８ 前記主磁極が前記頂面から底面に向う方向に
のび、前記導体が前記磁極を横切る方向にのびる
請求の範囲第７項記載の多トラツク磁気ヘツド。 ９ 前面及び頂面、底面を含み、底面が共通な磁
束閉成磁極を画成する高透磁率のウエハーと、 ウエハーの前面を横切りかつ前記前面の下部を
覆う少くとも１つの導電材料層を有する検出巻線
と、 前記検出巻線に結合された１つの導電材料層を
夫々有する１対の巻線リード対と、 主磁極から検出巻線を絶縁する絶縁層と、 前記ウエハーの前面に配された複数の離間した
磁束ゲート主磁極とを具え、 前記磁束ゲート主磁極の各々はウエハーの頂面
から底面に実質的にのびる高透磁率の第１層、第
１層に重なる導電性の層、この導電性の層に重な
り前記第１層に隣接するようのびる高透磁率材料
の第２の層を有し、 前記第１及び第２の層は主磁極を画成し、 主磁極は前記絶縁層によつて検出巻線から離間
され、 更にウエハーの面の１つに重なる導電材料の複
数の磁束ゲートコネクタ導体を具え、 この磁束ゲート導体の各々１つは主磁極磁束ゲ
ートの導電層に接続され、 更に底面の近傍において各主磁極の前記導電層
に結合する導電材料のバス導体とを具えた 垂直記録用多トラツク磁気ヘツド。 １０ 前記ウエハーはフエライトであり、前記主
磁極はニツケル−鉄合金であり、前記検出巻線お
よび巻線リード対および磁束ゲートおよび磁束ゲ
ート導体は銅である 請求の範囲第９項記載の垂直記録用磁気ヘツ
ド。 １１ 底面に近接する主磁極の第１の層の終端は
同主磁極の第２の層の同じく終端を越えて延び、
それによつて第１の層の長さは主磁極の事実上の
長さを決定する 請求の範囲第９項記載の垂直記録磁気ヘツド。 １２ 前記ヘツドは、同ヘツドの各主磁極に対し
て選択的にパルス電流を加えるパルス電流源と、
同ヘツドの巻線リード対に接続されてこのパルス
電流の周波数を含む周波数帯域の信号をろ波する
フイルタとをさらに具え、これによつて同ヘツド
のＳ／Ｎ比を向上する 請求の範囲第９項記載の垂直記録用磁気ヘツ
ド。 １３ 前記フイルタはハイパスフイルタであり、
前記ヘツドはデイシタル記録情報の読出しに用い
られるものであり、前記ハイパスフイルタはデイ
ジタル記録情報のビツトレイトより低い周波数の
信号の通過を阻止し、それによつて非選択磁極に
おける磁束偏差に起因するノイズを同ヘツドの出
力から取り除く 請求の範囲第１２項記載の垂直記録用磁気ヘツ
ド。 １４ 前記ヘツドは、同ヘツドの各主磁極に対し
てそれぞれ異なる周波数のパルス電流を供給する
複数のパルス電流源と、同ヘツドの巻線リード対
に接続されてこれら異なる周波数のパルス電流を
それぞれ各別にろ波する複数の同調フイルタとを
さらに具え、これによつて同ヘツドのＳ／Ｎ比を
向上するとともに異なるトラツクからの同時読出
しを可能にする 請求の範囲第９項記載の垂直記録用磁気ヘツ
ド。 １５ 前面及び頂面、底面を有する高透磁率材料
からなるウエハーの前記前面の中央上部に伸長部
を形成する工程と、 このウエハーの前面及び頂面の表面に導電材料
からなる層を設ける工程と、 巻線リード対とする部分及び前記伸長部から後
方に延びる複数の磁束ゲートコネクタ導体とする
部分が形成されるような前記ウエハーの頂面に設
けた導電層の一部を除去する工程と、 前記ウエハーの前面に設けた導電層のうち前記
伸長部前面の導電層を除去し、残つた導電層によ
つて前記巻線リード対に連結される検出巻線とす
る部分を形成する工程と、 このウエハーの前面下部及び底面前部に絶縁層
を設ける工程と、 このウエハーの前端面に、該前端面の頂部から
底部に延びかつ磁束ゲートコネクタ導体と接触す
る高透磁率磁性体材料からなる第１の層、および
該第１の層に堆積される導電材料からなる中央層
および該中央層に堆積される高透磁率磁性体材料
からなり前記第１の層と閉磁路をなす第２の層を
有する主磁路を複数形成する工程と、 を具える垂直記録用磁気ヘツドの製造方法。 １６ 前記絶縁層を設ける工程は、前記検出巻線
とする部分に電界を施す工程を含む 請求の範囲第１５項記載の垂直記録用磁気ヘツ
ドの製造方法。 発明の背景 １ 発明の分野 この発明は磁気記録に関し、特に情報がデイジ
タルビツトの形で記録される垂直デイジタル記録
に関する。 コンピユータと共に使用する移動媒体磁気デー
タ記録システムの性能及び記憶容量の向上のた
め、まず従来の記録技術の限界の分析を行う。従
来の長手記録方式においては磁気記録媒体（例え
ば酸化鉄）をこの媒体の表面に平行な方向に磁化
することにより記録を行つている。一般的に環状
の記録ヘツドを使用し、記録媒体が極間を横切り
通過することにより記録が行なわれる。この従来
技術には記録密度（ビツト密度）の増大にともな
う媒体の消磁の増加及び従来の環状ヘツドの低エ
ネルギー効率に係わる問題に関連して制限が生じ
ている。近年になり極薄の記録媒体や薄膜のヘツ
ドの開発に格段の進歩がなされたが、上述の制限
は従来の長手記録方式固有の基本的な制限として
依然として存在している。 垂直記録方式においては、記録媒体は媒体平面
に垂直方向に磁化される。この方式では記録ヘツ
ドの磁極に発生した全ての磁束は媒体を通過する
ので、その結果エネルギー効率が極めて高くな
る。この垂直記録技術には多くの可能性がある
が、同時に多くの問題も抱えているためその開発
が遅れている。これらの問題のうち顕著なもの
は、垂直方式で記録するのに適した媒体がないこ
と、実際的なヘツドの設計、特にマルチヘツド配
列の設計が行なわれていないことである。 ２ 従来技術の説明 初期の垂直記録技術においては、従来の環状長
手記録用のヘツドに似たヘツドが用いられ、間隙
のある１対の記録磁極を有していた。この種のヘ
ツドはシエラ（Siera） 等の米国特許第3454727
号明細書に記載がある。垂直方式で記録を行うた
め記録媒体は磁極間の間隙を通つて移動する。こ
のため移動及び媒体の設計に関して実質的な問題
が生じる。この問題を解決するため従来から改良
された記録媒体に関連して動作する新しいヘツド
の開発がなされてきた。この改良記録媒体の一形
態では、高透磁性の基板上に置かれる磁化可能の
層を有する。他の改良記録媒体は細い記録磁極及
び長い磁束閉成磁極を有する。この改良磁気ヘツ
ドと記録媒体との組合せにより磁気回路が形成さ
れ、高透磁性基板がヘツドの一方の磁極から他の
磁極への低リラクタンスの戻り磁路を与えてい
る。記録に際して、強力な磁場が記録媒体の磁化
可能層の記録磁極に位置する領域に加えられる。
この磁束は次に基板を通過し長い磁束閉成磁極を
通過して記録磁極に戻り、従つてヘツドの磁極の
直下の記録媒体における磁束が記録媒体面に垂直
に方向づけられる。この長い閉磁路磁極の断面積
は細い記録磁極の断面積に比べ非常に大きいので
磁束閉成磁極における磁束密度が媒体を磁化させ
るのに確実に不十分であるようになる。この型式
の記録装置はマクローリン（McLaughlin）等の
米国特許第2840440号、マグネツト（Magnenet）
の米国特許第4138702号、イワサワ（Iwasawa）
日本国特許第52−78403号及びナカガワ
（Nakagawa）の日本国特許第54−59108号の各
明細書に開示されている。垂直記録方式に関し、
本発明を完全に理解するために考慮されるべき他
の従来技術には次のものがある。エス、イワサキ
（S.Iwasaki）、ワイ、ナカムラ（Y.Nakamura）
及びケイ、オウチ（K.Ouch）の“複合異方性フ
イルムを使用した垂直磁気記録”（Perpendicular
Magnetic Recording with ａ Composite
Anisotropy Film）、IEEE Transactions on
Magnetics.Vol.15，No.６ 1979年11月号；ロバ
ート、アイ、ポツター（Robert I.Potter）及び
イレーヌ、エー、バーズレイ（Irene，A.
Beardsley）“垂直磁気記録のための自己同一コ
ンピユータ演算”（Self−Consistent Computer
Calculations for Perpendicular Magnetic
Recerding），IEEE Transactions on
Magnetics，Vol.16，No.５，1980年９月号；イワ
サキ（Iwasaki）等米国特許第4251842号特許日
1981年２月17日；特願昭51−51574特開昭52−
134706公開日昭和52年11月11日及び特願昭51−
106506特開昭53−32009公開日昭和53年３月25日
及び米国特許第4253127号、特許日1981年２月24
日テイー・コダマ（T.Kodama）及びテイー・
ヤナギダ（T.Yanagida）。 適切な単位磁気ヘツドの開発に加えて、垂直記
録技術は、長手記録技術と共通した困難性、即ち
高トラツク密度のマルチヘツド配列の製作の困難
性に直面する。可能な限りの高記録密度を達成す
るため、一定巾の記録媒体に対し可能なかぎり多
くのトラツクを持つことが望ましい。このような
マルチヘツド配列においてヘド間の間隔を狭める
ことは読取り／書込みコイル及びこれらの導線を
設けるために隣接する磁極に適切な間隔が必要な
ことから制限される。マクローリン等及びマグネ
ツトの米国特許は共に各ヘツドに対し個別の読取
り／書込みコイルを使用するマルチトラツクヘツ
ドを開示している。マグネツトにおいては、各ヘ
ツドの間隔の1/2に等しい距離だけ互にずれてい
る２個のヘツド配列を有することによりトラツク
密度は２倍になつている。ヘツドの各配列は記録
媒体の交互に間隔を置いたトラツクに関し記録を
行う。 機械的なヘツドの設計に加えて、最大の密度を
得るためにヘツドの動作モードが重要である。記
録密度が増大するに従い、記録情報の読出しが困
難になる。従来の磁気読出しヘツドはヘツドの磁
極先端を通過する媒体の動きにより形成される磁
束の時間変化速度を感知する。磁極先端を通過す
る媒体の相対速度が増加することにより誘導磁束
の変化速度が増加し、従つて性能が向上する。 ヘツドが磁束の時間変化速度ではなく誘導磁束
の強度に応答する種々のヘツドの設計が開発され
ている。このような磁束応答ヘツドは米国特許第
3375332号ゲイダー（Geyder）、第3242269号ペテ
ンジル（Pettengill）、第3444331号及び第
3444332号ブラウン、ジユニア（Brewn，Jr）、
第3696218号エウムラ（Eumura）、第4123790号
及び第4136371号及び第4136370号及び第4182987
号モエラー（Moeller）、第4120011号コルブ、ジ
ュニア（Kolb，Jr）、第4137554号マツクルーレ
（McClure）、第4164770号ジエフアー（Jeffers）
の各明細書に開示されている。磁束感知ヘツドの
共通の型は磁束ゲートヘツドと呼ばれ磁気ヘツド
の高い透磁コアの一部を周期的に飽和させること
により動作し、これにより磁気回路のリラクタン
スを高い値に急激に上昇させ更に磁気回路中の磁
束を極めて低い値まで急激に低下させる。この磁
束ゲートは（最大磁束強度時に）各ビツト周期各
に一回動作するようにしても良くこの場合はこの
動作により磁束回路中の磁束に急激な変化をもた
らし、振巾及び極性が記録されたビツトの強度及
び極性に対応する起電力を感知コイル中に発生さ
せる。一方、磁束ゲートは各ビツト周期各に数回
以上動作するようにしてもよくこの場合は振巾が
媒体により形成された磁束の強度に従つて変化
し、位相が（磁束ゲート電流に関連し）媒体中の
残留磁束の極性に対応する交流信号が発生する。
いずれの場合も媒体の動きは読取信号の発生には
本質的な役割を果すことはない。 垂直記録に用いる磁束感知磁気ヘツドはシエラ
（Siera）等の米国特許第3454727号、フローラ
（Flora）の米国特許第3651502号の各明細書に開
示されている。シエラ等の特許は磁束ゲートの励
起即ち飽和電流がヘツドの各磁極に加えられる
（即ち、各磁極が同時に飽和する）複数トラツク
の磁束ゲートヘツドを開示している。フローラの
特許は磁束ゲート配列を使用していない。その代
りバイアス信号がヘツドに加えられヘツドの出力
端で感知される。このヘツドは記録媒体の磁界が
ヘツドにバイアス信号を加えることにより生じる
磁束を相殺するため出力信号の大きさは記録媒体
の感知された部分に磁界が存在する場合に減少す
るように設計されている。 発明の要約 この発明は垂直記録、特に垂直デイジタル記
録、に用いる新規な磁気記録ヘツド及びマルチヘ
ツド配列に関する。この発明によればトラツク及
び線形記録密度又信号の振巾及びＳ／Ｎ比が増大
しビツトシフト特性が改善される一方、垂直記録
方式における高エネルギー効率の利点を利用して
いる。更にこの発明によりこの配列の全てのヘツ
ドに対し共通の読取り／書込み巻線を使用し、ト
ラツクアドレツシングの独特の方法を提供し複数
のトラツクに関し記録または読取りを同時に行な
うことを可能にすることにより多量データ記憶シ
ステムとの交信を極めて容易にする高トラツク密
度のマルチヘツド配列の製造が可能になる。トラ
ツク密度は部分的にはマルチトラツク配列におけ
る全ての磁極に対し共通の読取り／書込み巻線及
びリード線対を組込むことにより各巻線及びリー
ド線対のための磁極間（トラツク間）の間隔を適
切に処理することにより増大する。 ある実施例においては、このヘツドは媒体の速
度に無関係な大振巾の読取信号及び大きなＳ／Ｎ
比を得るため磁束ゲートを利用し製造され、これ
により静止もしくは急速に移動する媒体の記録及
び読取りを容易にしている。この発明の他の実施
例においてはマルチトラツクヘツドにおけるアド
レツシング機能を得るため磁束ゲートを用い、又
ヘツドとして読取りモードにおいて媒体の動きに
より生成される磁束の時間変化速度を感知するた
め従来の方法のを用いるか、或は媒体の速度に無
関係な磁束の強度を感知する方法を用いている。
更に、記録モードにおいて媒体の磁化のため又
（マルチヘツド配列において）トラツクをアドレ
スするために磁束ゲートを用いることもできる。 本発明のヘツドの製造に際して薄膜写真平板法
及び真空蒸着及び電気化学蒸着技術を利用するこ
とにより極度に高い線形密度及びトラツク記録密
度を得ることができる。上述の構成に本発明の他
の面（例えば、垂直記録、ヘツド構成、磁束ゲー
ト、共通読出し／書込み巻線）を組合せることに
より改善された線形密度及びトラツク密度が実現
可能となる。１センチメートル当り４×104ビツ
ト（１インチ当り100000ビツト）の線形ビツト密
度及び１センチメートル当り103トラツク（１イ
ンチ当り2500トラツク）のトラツク密度が達成可
能であり、しかもこれらの密度は更に高くできる
可能性がある。
構成された複数の磁路を具え、 これらの磁路は、この磁路を介する磁束の有効
な通過を容易にするような高透磁率及び低リラク
タンスを有する磁気材料で構成され、 更に前記磁路の各々に結合され磁路の任意のも
のを選択的に低リラクタンスから高リラクタンス
に切換えるスイツチング手段と、 前記複数の磁路に近接し、これら磁路を通る磁
束を検出する連続的な導体手段とを具える 磁気媒体に関する磁気記録及び再生用トランス
ジユーサ。 ２ 前記スイツチング手段が、前記磁路の各々に
結合され、かつ選択された磁路のリラクタンスを
増大させて該選択された磁路を介する磁束の有効
な通過を妨げる磁界を前記磁路に選択的に作り出
す磁束ゲート手段を具える 請求の範囲第１項記載のトランスジユーサ。 ３ 磁気媒体に垂直な所定面において離間された
複数の主磁極と、 磁気媒体から離れた部分で主磁極に磁気結合さ
れた磁束閉成手段と、 主磁極及び磁束閉成手段によつて形成された磁
気回路に結合された巻線手段と、 主磁極に結合され選択された組合せでリラクタ
ンスを変え、これにより或る唯一の磁極が所定時
に変換器として機能する手段と、 を具えた磁気媒体への記録及び再生用多トラツク
磁気ヘツド。 ４ リラクタンスを変える手段が、主磁極内の内
部導体である 請求の範囲第３項記載のヘツド。 ５ 20対１よりも大きな長さに対する高さ比を有
し、主面に沿つて離間された複数の並行主磁路
と、 磁路に対して実質的に直交する磁界を与えるこ
とで磁気回路の磁束にかかわらず主磁路のリラク
タンスを変える、主磁極内でかつその高さに沿つ
て配設される手段と、 を具えた記録媒体を介して磁束閉成体とともに磁
気回路を形成する型の垂直記録ヘツド。 ６ 磁気媒体に隣接する底面、端面、頂面を有す
る高透磁率材料のウエハーを具え、 このウエハーは磁束閉成磁極を形成し、 更に前記端面上に形成され、前記磁気媒体に隣
接する位置にのびる複数の主磁極を具え、 この主磁極は磁気媒体から離れた磁束閉成磁極
の一部に磁気結合され、かつ磁気媒体に隣接する
磁束閉成磁極から磁気的に離され、 前記主磁極及び磁束閉成磁極は前記媒体に隣接
配置されるとき複数の磁気回路を形成するもので
あり、 更に前記磁気回路に結合された検出導体と、 前記磁気回路の各々の少くとも一部を選択的に
飽和させるための前記主磁極の各々用の磁束ゲー
ト手段とを具える 垂直記録用の多トラツク磁気ヘツド。 ７ 各主磁極が磁気媒体の別々のトラツクに対す
るヘツドとして働き、前記検出導体が複数の主磁
極に密接する単一の導体である 請求の範囲第６項記載の多トラツク磁気ヘツ
ド。 ８ 前記主磁極が前記頂面から底面に向う方向に
のび、前記導体が前記磁極を横切る方向にのびる
請求の範囲第７項記載の多トラツク磁気ヘツド。 ９ 前面及び頂面、底面を含み、底面が共通な磁
束閉成磁極を画成する高透磁率のウエハーと、 ウエハーの前面を横切りかつ前記前面の下部を
覆う少くとも１つの導電材料層を有する検出巻線
と、 前記検出巻線に結合された１つの導電材料層を
夫々有する１対の巻線リード対と、 主磁極から検出巻線を絶縁する絶縁層と、 前記ウエハーの前面に配された複数の離間した
磁束ゲート主磁極とを具え、 前記磁束ゲート主磁極の各々はウエハーの頂面
から底面に実質的にのびる高透磁率の第１層、第
１層に重なる導電性の層、この導電性の層に重な
り前記第１層に隣接するようのびる高透磁率材料
の第２の層を有し、 前記第１及び第２の層は主磁極を画成し、 主磁極は前記絶縁層によつて検出巻線から離間
され、 更にウエハーの面の１つに重なる導電材料の複
数の磁束ゲートコネクタ導体を具え、 この磁束ゲート導体の各々１つは主磁極磁束ゲ
ートの導電層に接続され、 更に底面の近傍において各主磁極の前記導電層
に結合する導電材料のバス導体とを具えた 垂直記録用多トラツク磁気ヘツド。 １０ 前記ウエハーはフエライトであり、前記主
磁極はニツケル−鉄合金であり、前記検出巻線お
よび巻線リード対および磁束ゲートおよび磁束ゲ
ート導体は銅である 請求の範囲第９項記載の垂直記録用磁気ヘツ
ド。 １１ 底面に近接する主磁極の第１の層の終端は
同主磁極の第２の層の同じく終端を越えて延び、
それによつて第１の層の長さは主磁極の事実上の
長さを決定する 請求の範囲第９項記載の垂直記録磁気ヘツド。 １２ 前記ヘツドは、同ヘツドの各主磁極に対し
て選択的にパルス電流を加えるパルス電流源と、
同ヘツドの巻線リード対に接続されてこのパルス
電流の周波数を含む周波数帯域の信号をろ波する
フイルタとをさらに具え、これによつて同ヘツド
のＳ／Ｎ比を向上する 請求の範囲第９項記載の垂直記録用磁気ヘツ
ド。 １３ 前記フイルタはハイパスフイルタであり、
前記ヘツドはデイシタル記録情報の読出しに用い
られるものであり、前記ハイパスフイルタはデイ
ジタル記録情報のビツトレイトより低い周波数の
信号の通過を阻止し、それによつて非選択磁極に
おける磁束偏差に起因するノイズを同ヘツドの出
力から取り除く 請求の範囲第１２項記載の垂直記録用磁気ヘツ
ド。 １４ 前記ヘツドは、同ヘツドの各主磁極に対し
てそれぞれ異なる周波数のパルス電流を供給する
複数のパルス電流源と、同ヘツドの巻線リード対
に接続されてこれら異なる周波数のパルス電流を
それぞれ各別にろ波する複数の同調フイルタとを
さらに具え、これによつて同ヘツドのＳ／Ｎ比を
向上するとともに異なるトラツクからの同時読出
しを可能にする 請求の範囲第９項記載の垂直記録用磁気ヘツ
ド。 １５ 前面及び頂面、底面を有する高透磁率材料
からなるウエハーの前記前面の中央上部に伸長部
を形成する工程と、 このウエハーの前面及び頂面の表面に導電材料
からなる層を設ける工程と、 巻線リード対とする部分及び前記伸長部から後
方に延びる複数の磁束ゲートコネクタ導体とする
部分が形成されるような前記ウエハーの頂面に設
けた導電層の一部を除去する工程と、 前記ウエハーの前面に設けた導電層のうち前記
伸長部前面の導電層を除去し、残つた導電層によ
つて前記巻線リード対に連結される検出巻線とす
る部分を形成する工程と、 このウエハーの前面下部及び底面前部に絶縁層
を設ける工程と、 このウエハーの前端面に、該前端面の頂部から
底部に延びかつ磁束ゲートコネクタ導体と接触す
る高透磁率磁性体材料からなる第１の層、および
該第１の層に堆積される導電材料からなる中央層
および該中央層に堆積される高透磁率磁性体材料
からなり前記第１の層と閉磁路をなす第２の層を
有する主磁路を複数形成する工程と、 を具える垂直記録用磁気ヘツドの製造方法。 １６ 前記絶縁層を設ける工程は、前記検出巻線
とする部分に電界を施す工程を含む 請求の範囲第１５項記載の垂直記録用磁気ヘツ
ドの製造方法。 発明の背景 １ 発明の分野 この発明は磁気記録に関し、特に情報がデイジ
タルビツトの形で記録される垂直デイジタル記録
に関する。 コンピユータと共に使用する移動媒体磁気デー
タ記録システムの性能及び記憶容量の向上のた
め、まず従来の記録技術の限界の分析を行う。従
来の長手記録方式においては磁気記録媒体（例え
ば酸化鉄）をこの媒体の表面に平行な方向に磁化
することにより記録を行つている。一般的に環状
の記録ヘツドを使用し、記録媒体が極間を横切り
通過することにより記録が行なわれる。この従来
技術には記録密度（ビツト密度）の増大にともな
う媒体の消磁の増加及び従来の環状ヘツドの低エ
ネルギー効率に係わる問題に関連して制限が生じ
ている。近年になり極薄の記録媒体や薄膜のヘツ
ドの開発に格段の進歩がなされたが、上述の制限
は従来の長手記録方式固有の基本的な制限として
依然として存在している。 垂直記録方式においては、記録媒体は媒体平面
に垂直方向に磁化される。この方式では記録ヘツ
ドの磁極に発生した全ての磁束は媒体を通過する
ので、その結果エネルギー効率が極めて高くな
る。この垂直記録技術には多くの可能性がある
が、同時に多くの問題も抱えているためその開発
が遅れている。これらの問題のうち顕著なもの
は、垂直方式で記録するのに適した媒体がないこ
と、実際的なヘツドの設計、特にマルチヘツド配
列の設計が行なわれていないことである。 ２ 従来技術の説明 初期の垂直記録技術においては、従来の環状長
手記録用のヘツドに似たヘツドが用いられ、間隙
のある１対の記録磁極を有していた。この種のヘ
ツドはシエラ（Siera） 等の米国特許第3454727
号明細書に記載がある。垂直方式で記録を行うた
め記録媒体は磁極間の間隙を通つて移動する。こ
のため移動及び媒体の設計に関して実質的な問題
が生じる。この問題を解決するため従来から改良
された記録媒体に関連して動作する新しいヘツド
の開発がなされてきた。この改良記録媒体の一形
態では、高透磁性の基板上に置かれる磁化可能の
層を有する。他の改良記録媒体は細い記録磁極及
び長い磁束閉成磁極を有する。この改良磁気ヘツ
ドと記録媒体との組合せにより磁気回路が形成さ
れ、高透磁性基板がヘツドの一方の磁極から他の
磁極への低リラクタンスの戻り磁路を与えてい
る。記録に際して、強力な磁場が記録媒体の磁化
可能層の記録磁極に位置する領域に加えられる。
この磁束は次に基板を通過し長い磁束閉成磁極を
通過して記録磁極に戻り、従つてヘツドの磁極の
直下の記録媒体における磁束が記録媒体面に垂直
に方向づけられる。この長い閉磁路磁極の断面積
は細い記録磁極の断面積に比べ非常に大きいので
磁束閉成磁極における磁束密度が媒体を磁化させ
るのに確実に不十分であるようになる。この型式
の記録装置はマクローリン（McLaughlin）等の
米国特許第2840440号、マグネツト（Magnenet）
の米国特許第4138702号、イワサワ（Iwasawa）
日本国特許第52−78403号及びナカガワ
（Nakagawa）の日本国特許第54−59108号の各
明細書に開示されている。垂直記録方式に関し、
本発明を完全に理解するために考慮されるべき他
の従来技術には次のものがある。エス、イワサキ
（S.Iwasaki）、ワイ、ナカムラ（Y.Nakamura）
及びケイ、オウチ（K.Ouch）の“複合異方性フ
イルムを使用した垂直磁気記録”（Perpendicular
Magnetic Recording with ａ Composite
Anisotropy Film）、IEEE Transactions on
Magnetics.Vol.15，No.６ 1979年11月号；ロバ
ート、アイ、ポツター（Robert I.Potter）及び
イレーヌ、エー、バーズレイ（Irene，A.
Beardsley）“垂直磁気記録のための自己同一コ
ンピユータ演算”（Self−Consistent Computer
Calculations for Perpendicular Magnetic
Recerding），IEEE Transactions on
Magnetics，Vol.16，No.５，1980年９月号；イワ
サキ（Iwasaki）等米国特許第4251842号特許日
1981年２月17日；特願昭51−51574特開昭52−
134706公開日昭和52年11月11日及び特願昭51−
106506特開昭53−32009公開日昭和53年３月25日
及び米国特許第4253127号、特許日1981年２月24
日テイー・コダマ（T.Kodama）及びテイー・
ヤナギダ（T.Yanagida）。 適切な単位磁気ヘツドの開発に加えて、垂直記
録技術は、長手記録技術と共通した困難性、即ち
高トラツク密度のマルチヘツド配列の製作の困難
性に直面する。可能な限りの高記録密度を達成す
るため、一定巾の記録媒体に対し可能なかぎり多
くのトラツクを持つことが望ましい。このような
マルチヘツド配列においてヘド間の間隔を狭める
ことは読取り／書込みコイル及びこれらの導線を
設けるために隣接する磁極に適切な間隔が必要な
ことから制限される。マクローリン等及びマグネ
ツトの米国特許は共に各ヘツドに対し個別の読取
り／書込みコイルを使用するマルチトラツクヘツ
ドを開示している。マグネツトにおいては、各ヘ
ツドの間隔の1/2に等しい距離だけ互にずれてい
る２個のヘツド配列を有することによりトラツク
密度は２倍になつている。ヘツドの各配列は記録
媒体の交互に間隔を置いたトラツクに関し記録を
行う。 機械的なヘツドの設計に加えて、最大の密度を
得るためにヘツドの動作モードが重要である。記
録密度が増大するに従い、記録情報の読出しが困
難になる。従来の磁気読出しヘツドはヘツドの磁
極先端を通過する媒体の動きにより形成される磁
束の時間変化速度を感知する。磁極先端を通過す
る媒体の相対速度が増加することにより誘導磁束
の変化速度が増加し、従つて性能が向上する。 ヘツドが磁束の時間変化速度ではなく誘導磁束
の強度に応答する種々のヘツドの設計が開発され
ている。このような磁束応答ヘツドは米国特許第
3375332号ゲイダー（Geyder）、第3242269号ペテ
ンジル（Pettengill）、第3444331号及び第
3444332号ブラウン、ジユニア（Brewn，Jr）、
第3696218号エウムラ（Eumura）、第4123790号
及び第4136371号及び第4136370号及び第4182987
号モエラー（Moeller）、第4120011号コルブ、ジ
ュニア（Kolb，Jr）、第4137554号マツクルーレ
（McClure）、第4164770号ジエフアー（Jeffers）
の各明細書に開示されている。磁束感知ヘツドの
共通の型は磁束ゲートヘツドと呼ばれ磁気ヘツド
の高い透磁コアの一部を周期的に飽和させること
により動作し、これにより磁気回路のリラクタン
スを高い値に急激に上昇させ更に磁気回路中の磁
束を極めて低い値まで急激に低下させる。この磁
束ゲートは（最大磁束強度時に）各ビツト周期各
に一回動作するようにしても良くこの場合はこの
動作により磁束回路中の磁束に急激な変化をもた
らし、振巾及び極性が記録されたビツトの強度及
び極性に対応する起電力を感知コイル中に発生さ
せる。一方、磁束ゲートは各ビツト周期各に数回
以上動作するようにしてもよくこの場合は振巾が
媒体により形成された磁束の強度に従つて変化
し、位相が（磁束ゲート電流に関連し）媒体中の
残留磁束の極性に対応する交流信号が発生する。
いずれの場合も媒体の動きは読取信号の発生には
本質的な役割を果すことはない。 垂直記録に用いる磁束感知磁気ヘツドはシエラ
（Siera）等の米国特許第3454727号、フローラ
（Flora）の米国特許第3651502号の各明細書に開
示されている。シエラ等の特許は磁束ゲートの励
起即ち飽和電流がヘツドの各磁極に加えられる
（即ち、各磁極が同時に飽和する）複数トラツク
の磁束ゲートヘツドを開示している。フローラの
特許は磁束ゲート配列を使用していない。その代
りバイアス信号がヘツドに加えられヘツドの出力
端で感知される。このヘツドは記録媒体の磁界が
ヘツドにバイアス信号を加えることにより生じる
磁束を相殺するため出力信号の大きさは記録媒体
の感知された部分に磁界が存在する場合に減少す
るように設計されている。 発明の要約 この発明は垂直記録、特に垂直デイジタル記
録、に用いる新規な磁気記録ヘツド及びマルチヘ
ツド配列に関する。この発明によればトラツク及
び線形記録密度又信号の振巾及びＳ／Ｎ比が増大
しビツトシフト特性が改善される一方、垂直記録
方式における高エネルギー効率の利点を利用して
いる。更にこの発明によりこの配列の全てのヘツ
ドに対し共通の読取り／書込み巻線を使用し、ト
ラツクアドレツシングの独特の方法を提供し複数
のトラツクに関し記録または読取りを同時に行な
うことを可能にすることにより多量データ記憶シ
ステムとの交信を極めて容易にする高トラツク密
度のマルチヘツド配列の製造が可能になる。トラ
ツク密度は部分的にはマルチトラツク配列におけ
る全ての磁極に対し共通の読取り／書込み巻線及
びリード線対を組込むことにより各巻線及びリー
ド線対のための磁極間（トラツク間）の間隔を適
切に処理することにより増大する。 ある実施例においては、このヘツドは媒体の速
度に無関係な大振巾の読取信号及び大きなＳ／Ｎ
比を得るため磁束ゲートを利用し製造され、これ
により静止もしくは急速に移動する媒体の記録及
び読取りを容易にしている。この発明の他の実施
例においてはマルチトラツクヘツドにおけるアド
レツシング機能を得るため磁束ゲートを用い、又
ヘツドとして読取りモードにおいて媒体の動きに
より生成される磁束の時間変化速度を感知するた
め従来の方法のを用いるか、或は媒体の速度に無
関係な磁束の強度を感知する方法を用いている。
更に、記録モードにおいて媒体の磁化のため又
（マルチヘツド配列において）トラツクをアドレ
スするために磁束ゲートを用いることもできる。 本発明のヘツドの製造に際して薄膜写真平板法
及び真空蒸着及び電気化学蒸着技術を利用するこ
とにより極度に高い線形密度及びトラツク記録密
度を得ることができる。上述の構成に本発明の他
の面（例えば、垂直記録、ヘツド構成、磁束ゲー
ト、共通読出し／書込み巻線）を組合せることに
より改善された線形密度及びトラツク密度が実現
可能となる。１センチメートル当り４×104ビツ
ト（１インチ当り100000ビツト）の線形ビツト密
度及び１センチメートル当り103トラツク（１イ
ンチ当り2500トラツク）のトラツク密度が達成可
能であり、しかもこれらの密度は更に高くできる
可能性がある。
図面は同一の縮尺（又は拡大率）で描かれてい
ないが、これら同図において、第１図は従来の垂
直記録ヘツドの側面図、第２図は第１図のヘツド
に関する主磁極及び媒体間の磁界分布を示す図、
第３図は本発明の一実施例を示す図、第４図は第
３図のヘツドに関する一記録モードにおける磁束
ゲートの動きを示す一連のグラフ、第５ａ図及び
第５ｂ図は夫々静止及び移動する媒体からの情報
を読取る際の磁束ゲートの動きを示す一連のグラ
フ、第６図は本発明の他の実施例を示す斜視図、
第７図及び第１７図は共通の駆動／感知巻線を使
用したマルチトラツク・トランスジユーサの斜視
図、第８図は磁束ゲートヘツド及びマルチトラツ
ク・トランスジユーサのＳ／Ｎ比改善のための高
域フイルタを使用を示す図、第９図は異なる周波
数の多数磁束ゲートの励起源と共に適切に同調し
たフイルタを使用し共通巻線マルチトラツクトラ
ンスジユーサの複数トラツクの同時読取を可能に
すること示す図、第１０図から第１６図は第３図
に示すヘツドの製造の各工程を示す図である。
ないが、これら同図において、第１図は従来の垂
直記録ヘツドの側面図、第２図は第１図のヘツド
に関する主磁極及び媒体間の磁界分布を示す図、
第３図は本発明の一実施例を示す図、第４図は第
３図のヘツドに関する一記録モードにおける磁束
ゲートの動きを示す一連のグラフ、第５ａ図及び
第５ｂ図は夫々静止及び移動する媒体からの情報
を読取る際の磁束ゲートの動きを示す一連のグラ
フ、第６図は本発明の他の実施例を示す斜視図、
第７図及び第１７図は共通の駆動／感知巻線を使
用したマルチトラツク・トランスジユーサの斜視
図、第８図は磁束ゲートヘツド及びマルチトラツ
ク・トランスジユーサのＳ／Ｎ比改善のための高
域フイルタを使用を示す図、第９図は異なる周波
数の多数磁束ゲートの励起源と共に適切に同調し
たフイルタを使用し共通巻線マルチトラツクトラ
ンスジユーサの複数トラツクの同時読取を可能に
すること示す図、第１０図から第１６図は第３図
に示すヘツドの製造の各工程を示す図である。
以下、この発明を添付図面を参照して詳細に説
明する。 第１図を参照して、マグネツトおよびマグロリ
ン、その他の特許に示されると同様の垂直記録ヘ
ツドの従来例が示される。記録ヘツドはフエライ
トのような高透磁性材料からつくられ、長い磁束
閉成磁極１０、長さＬの短い主磁極１２および読
み出し／書き込みコイル１４を有している。記録
媒体は高透磁性、低磁気抵抗の基体１８上に形成
された磁化可能な層１６を有している。記録する
ために電流がコイル１４を通つて流され、これに
よつて磁路２０が形成される。主磁極１２の下の
媒体１６中における磁界強度はかなり高く、主磁
極の下の層１６を磁化するには充分であり、これ
によつて情報が記録される。磁束閉成磁極１０は
主磁極１２に帰る低磁気抵抗路を与え、更に重要
なこととしては層１６および媒体と記録ヘツドの
間隙を通り、基体１８を介する低い鎖交磁束密度
を与える。これは記録モードにおいて、過記録の
可能性すなわち先に記録された情報のキヤラクタ
を変更する可能性を避けるために必須である。こ
れを達成するために磁束閉成磁極１０の下付近の
磁界強度は記録媒体１６の保磁力以下にしなけれ
ばならない。このようなシステムのエネルギ効率
は通常のリングタイプ長手方向記録ヘツドが１パ
ーセント程度の効率であるのに比較して80パーセ
ント程度またはそれ以上にすることができる。 実験的および理論的研究は、第１図に示したタ
イプのヘツド（いわゆる単磁極ヘツド）は垂直に
方向づけられた媒体に高密度（2.54cm当たり
100000ビツトを越える）での記録を可能にするこ
とを示している。しかしながら高密度で記録され
た情報の読み出し、すなわち近接した磁束変化お
よび最小ビツトシフトの分解能力は満足すべきも
のではない。この明細書の従来技術の部分で参照
した岩崎その他は単磁極タイプのヘツドによりつ
くられた高密度記録を読む通常のリングタイプの
ヘツドを報告している。この明細書の従来技術の
部分で参照したポツターおよびバースレイは、通
常の狭間隙（リングまたは薄膜）ヘツドが垂直に
方向づけられた媒体上のデータを読むばかりでな
く書き込みにも用いることができることおよび等
化形状パラメータおよび0.25マイクロメータのヘ
ツドと媒体との間隔のために、このヘツドの読み
出し分解能およびビツトシフト特性は単磁極ヘツ
ドのそれよりもいくらか向上していることを示し
ている。それにもかかわらず垂直媒体に高密度で
記録する能力がその記録を読み出す能力に適合し
ていないことおよび垂直記録技術の充分な可能性
実現するためにはヘツドと媒体の間隔を物理的に
接触（滑走）するまで縮少することが必要なこと
は明らかである。しかしながら媒体に接するヘツ
ドの走行は媒体の速度を激しく制限する（ヘツド
および媒体の過度の摩耗を防ぎ閉接点を保証する
ため）。そして次にこれはこのような読み出しに
おける信号振幅および信号ノイズ比は媒体速度に
依存するため磁束の変化時間速度を感知する通常
のヘツドの使用をほとんど実現不可能にする。 したがつて、垂直に方向づけられた媒体内の残
留磁束の強度および極性を媒体速度と独立に感知
することができるトランスジユーサが必要である
ことが理解される。更に媒体速度の減少は低デー
タ速度を導くのでデータ速度のこの減少を相殺す
るための手段、好しくは、そのスピードを大幅に
増加させ、データ格納システムの通信に汎用性の
ある手段が望まれている。これを達成するための
方法はこの発明の目的によつて明細書中に説明さ
れる。 前述した読み取り分解能およびビツトシフト特
性における単磁極ヘツドの相対的欠点は第２図に
示すように媒体から主磁極の側部に延びる外辺磁
界の有害な効果による。主磁極において発生され
る全磁束に重大な寄与を与える外部磁界の拡がり
によつて主磁極はその物理的長さよりも長く見
え、近接した磁束変化の分解能力を低くする。同
様にある拡がりに対する外部磁界は磁束変化の位
置またはタイミングを決定し、これによつて多重
変化におけるビツトシフトの拡がりを決定する。
ヘツドと媒体との間隔を少さくし、磁極先端の透
磁率を大きくすると主磁極において発生される全
磁束に対する外辺磁界の寄与は小さくなる。した
がつて、ヘツドと媒体との間隔を極めて小さくし
（比較的大きな磁極先端の効果的透磁率を想定す
る）、外辺磁界の重要性を小さくし、読み出し分
解能およびビツトシフト特性を最良にする。また
ヘツドと媒体との間隔を小さくすることによりヘ
ツドの横からの分解能も同様に改良され、これに
より隣接するトラツク間のクロストークが減少
し、トラツク密度の重要な増加を可能にする。 上述した問題を解決し、この発明の目的を達成
したこの発明の好しい実施例の必須構成の概要が
第３図に示される。このトランスジユーサは高透
磁材料、例えばフエライトの磁束閉成磁極３０を
有し、高透磁、低導電材料５２、例えばパーマロ
イの磁束開閉主磁極３６に結合され、磁束開閉主
磁極３６は実質的にその全体の高さにわたつて非
磁性、高導電導体３８、例えば銅を均一に囲んで
いる。駆動／感知巻線４０は主磁極３６、主磁極
と媒体の間の間隔４２、垂直に方向づけられた媒
体３２（高い保持および残留磁気を有する）、高
透磁材料すなわち媒体の下の層３４、媒体と磁束
閉成磁極の間ギヤツプ４４および磁極閉成磁極３
０によつて形成される磁気回路に結合される。 主磁極の長さ（媒体の移動方向における）は読
むことができる最小ビツト長および線形ビツト密
度を決定する。したがつて主磁極が１マイクロメ
ータの長さであるとするとほぼ10000ビツト／セ
ンチメートル（25000ビツト／インチ）の記録お
よび読み出しが可能となる。主磁極の高さは磁束
開閉の適当な実行を確実にするための主磁極の長
さに関係した所望の高さ（好しくは主磁極の長さ
の20倍以上）によつておよび駆動／感知巻線の組
み立てに要求されるスペースによつて決定され
る。典型的には、主磁極の長さは50マイクロメー
タ程度である。主磁極から磁束閉成磁極までの距
離は主磁極の高さと同等である。媒体３２の厚さ
は１マイクロメータ程度であり、下部高透磁基体
すなわち層３４（１マイクロメータ程度の）厚さ
は磁束を磁束閉成磁極３０に通す低磁気抵抗路を
与える。 情報は磁束開閉主磁極３６（不飽和の主磁極）
を閉じ、媒体の面に垂直な方向に媒体３２を飽和
させるに充分な電流を（適当な極性の反転によつ
て）駆動巻線４０を通つて流すことによつて記録
される。媒体３２を飽和させるのに必要な駆動巻
線４０に流される電流は媒体の保磁力（典型的に
は1000−2000エルステツド）、媒体３２の厚さ、
媒体と主磁極の間の空隙の長さ、および駆動巻線
４０の巻数によつて決定される。典型的には、
0.5アンペアー巻数程度の磁気力で媒体を飽和さ
せるのに充分である。主電極３６および磁気回路
の他の要素の磁束密度は材料が含む飽和レベル以
下にされ、磁束閉成磁局の下の媒体の磁界強度は
媒体の保磁力より小さくされ、これによつて、こ
の領域では媒体の磁化状態に何の効果も与えない
ようにしている。 選択記録モードにおいて、磁束ゲートを開き
（主磁極３６が飽和し）、駆動電流の極性が反転し
た後に、記録すべき媒体の領域は最初に消去され
る。媒体の続く次のサイクルにおいて、磁束ゲー
トを適当な間隔で開閉することによつて記録がな
され、そして所望の位置において媒体の磁化極性
が反転される。主磁極が飽和されると、主磁極の
下の媒体の磁界強度は媒体の保磁力以下であり、
不十分な磁化反転をもたらす。磁束ゲート電流が
消えて、主磁極３６が飽和しなくなると、主磁極
３６の下の媒体の磁界強度は急速に立ち上がり、
極性の反転のために媒体の磁化が生じる。 このモードの記録の１つの利点は比較的小さい
磁束ゲート電流で記録処理を制御することであ
り、このため、重要な電流利得を実現し、記録回
路を簡単にする。記録のこのモードにおける磁束
ゲート電流と駆動電流と媒質磁化の関係は第４図
に図示する。 この発明において、媒体にたくわえられた情報
は主磁極３６の磁束ゲートによつて読み出され
る。主磁極の下の媒体の残留磁気によつて誘導さ
れた（生じた）磁気回路内の磁束強度と極性は
（媒体が静止していてもトランスジユーサが相対
的に動いていても）磁束ゲートを急速に開閉する
ことによつて感知される。そのために、磁気回路
の磁束の急激な立ち上がり立ち下がりが生じ、感
知巻線に起電力が生じる。主電極３６の磁束ゲー
トは中央の導体３８から電流４６を取り除くこと
によつて閉じる。磁束ゲートは磁界４８の生じた
主磁極３６の中央の導体３８を通して流れる電流
４６によつて開き主磁極は磁界４８を形成し、主
磁極はその全高さにわたつて飽和する。その結
果、主磁極は取り除かれる（すなわち開略とな
る）（磁束ゲート電流に供給する手段は第３図に
は示されない）。 主磁極の飽和磁界４８は中央の導体３８のまわ
りに閉じており、媒体の残留蒸気によつて主磁極
に生じた磁束５０に直交し、その結果として、２
つの磁気回路の間に望ましくない相互作用は存在
しないということに注目すべきである。静止して
いる媒体と動いている媒体を読み出すのに磁束ゲ
ートを使用する場合の読み出し信号と主磁極の磁
束の強さと磁束ゲート電流と媒体磁化の関係を第
５ａ図乃至第５ｂ図に示す。従来技術から良く理
解されるように、適応する磁束ゲート電流に関し
て、感知巻線の誘起起電力によつて“１”と
“０”は区別される。 信号の振幅および波形、Ｓ／Ｎ比ビツトシフト
の特徴は以下の場合は改善される。媒体の残留磁
気が大きいとき、ヘツドと媒体との間隔が最小で
あるとき、飽和していない主磁極の磁気抵抗が低
く飽和不飽和状態の磁気抵抗比が非常に高いと
き、磁束ゲートを開閉するのに必要とされる時間
が非常に小さいとき、感知巻線及びこれに関連し
た回路の共振周波数が磁束ゲートの動作によつて
感知巻線に生じる信号の周波数と深い関係がある
こと、これらの条件は順を追つて考察される。 パーマロイ基板体上に装着された現在使用でき
る媒体（1300エルステツド程度の保磁力と500〜
600emu／c.c.の残留磁気を有する）は高密度垂直
記録の要求を満たす。 0.25μm程度のヘツドと媒体との間の間隔（距
離）は20000ビツト／cm（50000ビツト／インチ）
程度の線型記録密度を与える。 高線型密度（100000ビツト／インチあるいはそ
れ以上）はヘツドが相対的にゆつくり動いている
媒体に摺動接点として動作している場合に可能で
ある。 不飽和主磁極の磁気抵抗が十分に低い材料とし
て例えばパーマロイを利用してもよい。パーマロ
イは1000エルステツド程度の効果ある透磁率を有
している。主磁極はその完全な最高点を越えて飽
和した後は、その磁気抵抗は２倍以上の大きさに
増加してもよく、その結果感知巻線を結合する磁
束が極めて低レベルに減少する。 主磁極を飽和するのに必要とする電流は高透磁
率の材料の最大保磁力と磁力経路の長さ（ほぼ記
録トラツク幅の２倍）と中央導体を流れる全電流
の割合によつて決定される。中央導体を通る電流
の割合は主磁極を飽和させるのに必要な電流を最
小とするために大きくすべきであろう（80％ある
いはそれ以上に）。銅とパーマロイの電導率の比
率は20対１程度であるから、主磁極の20％の厚さ
を有する中央導体は全電流の80％近くが流れる。
このように、例えばパーマロイ（0.1エルステツ
ドあるいはそれ以下の保磁力を有する）の厚さ
1μm幅10μmの主磁極は厚さ0.2μmの中央の銅の
導体によつてそこを流れる２乃至5μAの電流によ
つて飽和されることができる。 磁束ゲートのスイツチング時間、即ち主磁極を
飽和又は不飽和させるのに必要とする時間は、高
透磁率の材料をそのゆるい磁化軸が飽和領域４８
（第３図）の方向と一致するように周知の方法に
より付着する場合非常に小さくすることができる
（10nsそれ以下）。これにより磁区壁の形成と磁区
壁の動きにともなう時間の遅れが避けられる。飽
和は高透磁率の材料の全領域に同時に起きる電子
スピンの回転によつてなされる。さらに、主磁極
が媒体の磁束の強さの変化に応答する速さは従来
の薄膜ヘツドの場合と同様に、磁区の動作に伴う
時間の遅れがないので、非常に速い。この従来の
薄膜ヘツドにおける問題はアメリカ電気電子技術
者協会の磁気学会誌第15巻、第６号、1979年11月
号に「うすいフイルムのヘツドにおける磁区壁の
効果」という題でR.E.Jones.Jrによつて論究され
ている。 第３図に示したタイプのトランスジユーサの共
鳴周波数はトランスジユーサの動作に直接関係し
ない要因によつて多くは決定される。前述した要
因には例えばトランスジユーサの漏洩インダクタ
ンス、信号導線のインダクタンスおよび容量、読
出し用のアンプの入力容量等がある。単巻きの駆
動／感知巻線と低雑音の読出しアンプに連結した
短い導線対とを有するトランスジユーサは109Hz
程度の共鳴周波数を持つており、この周波数は磁
束ゲートの動作により発生される信号周波数より
十分大きい値である。 結局、磁束ゲートのスイツチング速度が高くそ
の電流が低いので非常に迅速に（50MHzのオー
ダーで）磁束ゲートのオン・オフを励起すること
を可能にする。そのために、主磁極の下のピツト
パスにおいて最高あるいはそれに近い磁束強度を
感知することが可能になる。 原理的に第３図に示したものと同様のトランス
ジユーサおよびこの発明の広い範囲内にあるトラ
ンスジユーサは第６図に示したようなもつと通常
の形状をした磁束ゲートを使つた構成とすること
ができる。第６図の磁束ゲートは主磁極６２内の
穴に導体６６を通してこれに電流６０を流すこと
によつて第６図に示すような飽和磁界を形成す
る。しかしながら、このような構造は一般的に開
閉状態において低い磁気抵抗率を生み、また形を
小さくすることが難しくなる。 本発明の重要なポイントである高密度記録の実
現と同様またそれ以上に本発明においてはマルチ
トラツク方式のトランスジユーサを採用すること
によりマルチデータストレージシステムと広範囲
かつ迅速に交信することを促進することが重要な
目的である。このようなトランスジユーサはトラ
ツクのアドレツシングが垂直的に瞬時であり、媒
体内の多くのトラツクと同時にコミユニケートす
ることができるような固定された１トラツク／１
ヘツド形式の多量データストレージシステムに適
用することができることから、マルチデータスト
レージシステムとのデータの授受の際にデータの
流れ率を大幅に増大させることができる。これま
では通常の記録技術を伴なう高密度かつマルチト
ラツクのトランスジユーサ構造は困難かつ高価で
あることから上記目的には少しの配慮が必要であ
つたが、近年の薄いフイルムヘツドの発展がこの
ようなマルチトラツクのトランスジユーサの製造
を容易にした。しかしながら、これには個別巻線
および導線対を設けるためには隣接ヘツド間にス
ペースが必要になり、これによりそのようなアレ
イの密度（１インチ間のヘツド数）がいちじるし
く制限される。この問題は多重巻の駆動／感知巻
線を有するヘツド配列の製造を特に難しくする。
また単磁極の垂直ヘツド（第１図参照）にはそれ
ぞれの主磁極に各別の個別巻線および導線対が必
要となるために、構造上上述と同様の問題があ
る。 第３図に示した形状の磁束開閉主磁極を使うこ
とは、マルチトラツクのトランスジユーサが採用
された通常の駆動／感知巻線を可能にするため、
個別巻線および導線対の構造の隣接磁極間のスペ
ースの近接化を必要とせず、またそのような構造
のトランスジユーサは構造が非常に簡単になる。
この重要な利点は、主磁極（トラツク）が感知巻
線回路よりもむしろスイツチング磁石回路により
アドレスされることと、および磁束開閉導体（第
３図において３８，第７図において７３）が主磁
極と同軸化されていることによる。主磁極７０の
ひとつを除いた全てを飽和させた磁束ゲートを用
いることにより第７図のトランスジユーサは第３
図に示した単磁極ヘツドと同様となる。 第７図に示すマルチ磁極（マルチトラツク）の
トランスジユーサは磁束開閉主磁極７０が共通の
閉磁束磁極７２に連結され、媒体７４およびその
下層の高透磁率物質７６を伴つて多重かつ独立の
磁気回路を形成する。それぞれの磁気回路は共通
の駆動／感知巻線７８によりつながつている。主
磁極７０のひとつ（矢印７８で示した）を除いた
全てを通る一様状態の電流はそれらの（アドレス
されない）主磁極を飽和する。（磁束ゲート電流
を適用させるための手段は図示していない）。ア
ドレスされたトラツク内の情報はアドレスされた
主磁極を通るオンオフ電流（矢印７５で示した）
の迅速なスイツチングにより読み出される。記録
は第３図に示したトランスジユーサで説明したの
と同様にして達成される。このように、主磁極７
０の磁束ゲートは所望のトラツクをアドレツシン
グすることおよび媒体のアドレスされたトラツク
内の残留磁気の極性および強度を感知できるよう
にすることの２つの機能をもつている。さらに、
磁束ゲートは前述したようにアドレスされたトラ
ツク内の情報記録を制御するためにも用いられ
る。 理想的には、全てのアドレスされていない主磁
極の磁気抵抗率は共通感知巻線の偽信号を最小に
するためには無限大に近ずけるべきであり、この
ことはアドレスされていないトラツク内の磁束移
行（磁束の時間変化率）を感知することによる。
しかしながら、それら磁気回路の磁気抵抗率は非
常に大きいが無限大ではなく、また非常に小さい
磁気誘導起電力がアドレスされていないそれぞれ
の主磁極により発生され、これら起電力の合計は
感知巻線内に雑音の発生を代数学的に増加させ
る。そのような起電力は統計的に相殺される傾向
にあるが、アレイ内のすべての磁極および個別の
起電力の振幅による許容できない程度の高雑音信
号を発生し、これを結合させる可能性がある。相
対的に媒体を低速駆動し（特に低磁束電磁誘導起
電力）、相対的に小さいアレイ（例えば磁極が少
ない）の場合には、発生される磁束雑音は現在で
は問題となつていない。しかし、媒体を高速駆動
し、大きなアレイの場合は、そのような雑音を許
容できるレベルまで減少させる手段が必要にな
る。このことを達成するひとつの方法は、アドレ
スされた磁極内の磁束ゲートの動作により発生す
る信号の移行による読出し回路内にハイパスフイ
ルターを介在させることである。ハイパスフイル
タは第８図に示すごとく低周波数の信号を拒絶す
るものである。共通巻線のマルチヘツドアレイか
らの信号は相対的にアドレスされていないトラツ
クの磁束移行の感知による低周波数要素と、アド
レスされた磁極内の磁束ゲート電流１６４の動作
により発生する高周波数信号の重ね合わせにより
成つている。ハイパスフイルター１６６は一般的
な方法により所望の磁束ゲート信号１６２のみを
通過させる。このような方法は磁束ゲートをビツ
トレイトの周波数で多数回励磁させる時に最も有
効であり、このことから磁束ゲートの動作モード
の際にはより好ましい方法となる。 マルチヘツドの共通巻線内の磁束ゲートのパル
ス動作と同時に同調フイルターを使用すると、ひ
とつのトラツクよりも多くのトラツクの同時読出
しが可能になる。これは異なる周波数の励起源を
使用し、適宜のナローパス同調フイルタを用いて
共通巻線の合成信号を第９図に示すようにそれぞ
れ個別の周波に選別することにより達成される。
異なる動作周波数f1，f2，f3，f4をもつ磁束ゲー
ト電流１７０により同時に励磁される各別の磁極
構成のマルチヘツドアレイの共通巻線からの信号
は、それぞれのトラツクの磁束移行の感知により
発生する信号（雑音）の重ね合わせによる磁束ゲ
ートの動作に起因する。狭帯域通過フイルター１
７２は信号の通過に伴ない信号１７４を通過させ
るが、他のすべての信号は拒絶する。 記録に際し、配列中の主磁極７０（第７図）
は、全てのアドレスされていない磁束ゲートに飽
和電流を供給することにより簡単にアドレスさ
れ、それによつて共通巻線７８の記録電流が組み
合わされたトラツクにおける媒体の残留磁界を変
更するに十分大きなこれら磁極の先端における磁
界をつくるのを阻止する。また適当な極性の直流
電流を共通の記録巻線に加えると同時に飽和電流
を全ての磁極の磁束ゲートに加えてもよい。選択
されたトラツク上への記録は、適当な時間に飽和
電流をアドレスされた磁極における磁束ゲートか
ら取り除くことにより達成でき、それによつて、
非常に速く相対的に小さな磁束ゲート電流で書き
込み過程を制御することができる。このような記
録手段は、記録電流の極性が定められたのち、初
期消去作用を必要とする。第７図のマルチトラツ
クのトランスジユーサは、磁束ゲートで所望のト
ラツクをアドレスして磁束の強度よりもむしろ磁
束の時間変化率を感知する一般的な方法で駆動す
ることができる。この記録方法において、アドレ
スされたトラツク上の主磁極は、不飽和にされ、
そのトラツクにおける磁束変化を感知することが
可能になる。しかしながら、アドレスされないト
ラツクにおける磁束変化によつて発生するノイズ
は、配列の大きさ（トラツクの数）を制限する。
第３図および第７図に示す形状のトランスジユー
サは、フエライトのウエハ（厚さ約150×10-6
ｍ）、（このウエハの底面は磁束閉成磁極（第１０
図）として作用するが、）の一端上に製作される。 駆動／感知巻導体８２（簡単のため１巻の巻線
として示す）は、アルミニウムから形成され、ウ
エハの一端の凹部に巻装され、その導体８２とフ
エライト８３の表面は、第１０図に示すように平
らになつている。駆動／感知巻線８２のためのリ
ード対８４と、磁束ゲートコネクタ導体８６，８
８は、ウエハの上部にアルミニウムで形成され
る。アルミニウムの駆動／感知導体８２は、電解
薄膜が施された酸化層の細孔によつて密封され、
それによつて第１０図の矢印１１−１１における
断面図である。第１１図に示すように、酸化アル
ミニウムの薄い絶縁層９０が露出した導体８２の
表面全体に形成される。他の非励磁導体材料とし
ては、例えば銅を他の絶縁材料、例えばSiO2あ
るいは有機材料で駆動／感知導体８２を絶縁製作
するようにしてもよい。 主磁極９２は、（駆動／感知巻線８２を被覆す
る）絶縁層９０とフエライト電８３の頂部に製作
され、その頂面上の磁束ゲートコネクタ導体８６
と電気的に接続され、その底面に向つて延設され
る。 このようにして製作された主磁極、付着層８５
（例えばチタニウム）や基部層８７（例えばパー
マロイ）は、ウエハ上の一端に積層され、その
後、ウエハの一端は、第１２図の横断面に示すよ
うに主磁極が形成される狭帯部を除いたホトレジ
スト８９によつて覆われる。パーマロイ層９１
は、水平磁界（矢印９７）の存在中で、ホトレジ
ストマスク８９により平らに積層され、銅層９３
はパーマロイ層９１（第１３図）の上に平らに積
層される。その後、ホトレジストは除去され、基
部層８７と付着層８５は、主磁極の下を除いて選
択的にエツチングされる。ウエハの一端は、再び
細い帯（幅５〜10×10-6ｍ）のホトレジストで覆
われ、ホトレジストはその下端において導体９３
を覆うように形成される。このユニツトは、再び
平らにパーマロイが積層される。このパーマロイ
層９５は、層９１と同じ厚さで、銅層９３の上部
と、その両端を被覆する。 この層９５の形成は、第１０図の矢印１１−１
１における断面図の第１５図に示すように、主磁
極の下端を除いてパーマロイの均等な層（第１４
図）として銅導体９３を覆う。 中央導体の周囲に薄い高透磁率の材料で覆つた
この構造は、電流を流したときに主磁極の飽和状
態がいたる所で生じるように均等に作られる。主
磁極の下端のパーマロイ層９１の厚さは、主磁極
長さ、読み取るべき最小ビツト長さを決定する。 最後に、磁束ゲートコネクタ導体９４は、その
上面（第１６図）の磁束ゲートコネクタ導体８８
とともに、その下端で主磁極９２と電気的に接続
するように製作され。磁束ゲートへの電流の流路
は、矢印９６によつて表示されている。 第１７図に示すマルチトラツクトランスジユー
サは、もどり磁束コネクタ導体８８が必要でない
ことを除いて同様な方法で製作される。というの
は、磁束ゲート電流の流れの方向が或る磁極から
次の磁極に交番するからである。このようにし
て、第１７図の矢印９８に示すように多数のもど
り電流路が準備される。 適当な極性の安定状態の磁束ゲート電流は、主
磁極１００（アドレスされていないトラツク）に
適用され、それらの主磁極を飽和状態にし、一
方、主磁極１０２における磁束ゲート電流は、直
ちにオン−オフに切替えられ（矢印１０６）、主
磁極を定期的に飽和状態にし、それによつて共通
感知巻線１０４に起電力を発生し、この振幅と位
相を主磁極１０２の下にある媒体（図示せず）に
おける残留磁気の強さや磁性に一致させる。 上述の駆動／感知巻線は、図示および説明を簡
単にするために１巻の導体として説明されてい
る。多数トラツクのトランスジユーサにおける共
通の駆動／感知巻線の使用は、一般に、導体とリ
ーダとの製作のための空間が要求されている多数
巻の駆動／感知巻線の製作に対して特に重要であ
る。また、ここに記載されているトランスジユー
サはゆつくり動く媒体に滑り接触して作用し、そ
れによつて性能上多数の利点があるが、通常の方
法で急速に動く媒体を（非接触で）維持するよう
にしてもよい。更にまた、これらのトランスジユ
ーサの性能は、高透磁率の基質上に設けられた垂
直方向の媒体の合成物あるいは２層の媒体はこの
トランスジユーサの機能に対して必須のものでは
ないが、これと結合して使用すると最も効果的に
活用される。 要約すると、本発明によれば、非常に高密度の
記録を可能にし、かつマルチトラツクのトランス
ジユーサを経済的に製造することができるととも
に、マルチデータストレージシステムとの広範囲
かつ迅速な伝達を促進することができる。そし
て、システムの発展に伴い、主要な関心事はデイ
スクやドラムなどの回転媒体上のデイジタルデー
タの記憶となつてきており、この技術によればデ
イジタル記憶システムのテープやカード、あるい
はアナログ形式（例えばオーデイオ、ビデオ等の
機器）の情報や信号の記録に適用することができ
る。また本発明のいくつかの実施例については本
文中に詳述したが、多くの変化態様や修飾事項に
ついては本技術を熟練することにより明白となる
であろう。したがつて本発明の適用領域は前述し
た実施例よりもむしろ請求の範囲を参照して決定
するべきである。
明する。 第１図を参照して、マグネツトおよびマグロリ
ン、その他の特許に示されると同様の垂直記録ヘ
ツドの従来例が示される。記録ヘツドはフエライ
トのような高透磁性材料からつくられ、長い磁束
閉成磁極１０、長さＬの短い主磁極１２および読
み出し／書き込みコイル１４を有している。記録
媒体は高透磁性、低磁気抵抗の基体１８上に形成
された磁化可能な層１６を有している。記録する
ために電流がコイル１４を通つて流され、これに
よつて磁路２０が形成される。主磁極１２の下の
媒体１６中における磁界強度はかなり高く、主磁
極の下の層１６を磁化するには充分であり、これ
によつて情報が記録される。磁束閉成磁極１０は
主磁極１２に帰る低磁気抵抗路を与え、更に重要
なこととしては層１６および媒体と記録ヘツドの
間隙を通り、基体１８を介する低い鎖交磁束密度
を与える。これは記録モードにおいて、過記録の
可能性すなわち先に記録された情報のキヤラクタ
を変更する可能性を避けるために必須である。こ
れを達成するために磁束閉成磁極１０の下付近の
磁界強度は記録媒体１６の保磁力以下にしなけれ
ばならない。このようなシステムのエネルギ効率
は通常のリングタイプ長手方向記録ヘツドが１パ
ーセント程度の効率であるのに比較して80パーセ
ント程度またはそれ以上にすることができる。 実験的および理論的研究は、第１図に示したタ
イプのヘツド（いわゆる単磁極ヘツド）は垂直に
方向づけられた媒体に高密度（2.54cm当たり
100000ビツトを越える）での記録を可能にするこ
とを示している。しかしながら高密度で記録され
た情報の読み出し、すなわち近接した磁束変化お
よび最小ビツトシフトの分解能力は満足すべきも
のではない。この明細書の従来技術の部分で参照
した岩崎その他は単磁極タイプのヘツドによりつ
くられた高密度記録を読む通常のリングタイプの
ヘツドを報告している。この明細書の従来技術の
部分で参照したポツターおよびバースレイは、通
常の狭間隙（リングまたは薄膜）ヘツドが垂直に
方向づけられた媒体上のデータを読むばかりでな
く書き込みにも用いることができることおよび等
化形状パラメータおよび0.25マイクロメータのヘ
ツドと媒体との間隔のために、このヘツドの読み
出し分解能およびビツトシフト特性は単磁極ヘツ
ドのそれよりもいくらか向上していることを示し
ている。それにもかかわらず垂直媒体に高密度で
記録する能力がその記録を読み出す能力に適合し
ていないことおよび垂直記録技術の充分な可能性
実現するためにはヘツドと媒体の間隔を物理的に
接触（滑走）するまで縮少することが必要なこと
は明らかである。しかしながら媒体に接するヘツ
ドの走行は媒体の速度を激しく制限する（ヘツド
および媒体の過度の摩耗を防ぎ閉接点を保証する
ため）。そして次にこれはこのような読み出しに
おける信号振幅および信号ノイズ比は媒体速度に
依存するため磁束の変化時間速度を感知する通常
のヘツドの使用をほとんど実現不可能にする。 したがつて、垂直に方向づけられた媒体内の残
留磁束の強度および極性を媒体速度と独立に感知
することができるトランスジユーサが必要である
ことが理解される。更に媒体速度の減少は低デー
タ速度を導くのでデータ速度のこの減少を相殺す
るための手段、好しくは、そのスピードを大幅に
増加させ、データ格納システムの通信に汎用性の
ある手段が望まれている。これを達成するための
方法はこの発明の目的によつて明細書中に説明さ
れる。 前述した読み取り分解能およびビツトシフト特
性における単磁極ヘツドの相対的欠点は第２図に
示すように媒体から主磁極の側部に延びる外辺磁
界の有害な効果による。主磁極において発生され
る全磁束に重大な寄与を与える外部磁界の拡がり
によつて主磁極はその物理的長さよりも長く見
え、近接した磁束変化の分解能力を低くする。同
様にある拡がりに対する外部磁界は磁束変化の位
置またはタイミングを決定し、これによつて多重
変化におけるビツトシフトの拡がりを決定する。
ヘツドと媒体との間隔を少さくし、磁極先端の透
磁率を大きくすると主磁極において発生される全
磁束に対する外辺磁界の寄与は小さくなる。した
がつて、ヘツドと媒体との間隔を極めて小さくし
（比較的大きな磁極先端の効果的透磁率を想定す
る）、外辺磁界の重要性を小さくし、読み出し分
解能およびビツトシフト特性を最良にする。また
ヘツドと媒体との間隔を小さくすることによりヘ
ツドの横からの分解能も同様に改良され、これに
より隣接するトラツク間のクロストークが減少
し、トラツク密度の重要な増加を可能にする。 上述した問題を解決し、この発明の目的を達成
したこの発明の好しい実施例の必須構成の概要が
第３図に示される。このトランスジユーサは高透
磁材料、例えばフエライトの磁束閉成磁極３０を
有し、高透磁、低導電材料５２、例えばパーマロ
イの磁束開閉主磁極３６に結合され、磁束開閉主
磁極３６は実質的にその全体の高さにわたつて非
磁性、高導電導体３８、例えば銅を均一に囲んで
いる。駆動／感知巻線４０は主磁極３６、主磁極
と媒体の間の間隔４２、垂直に方向づけられた媒
体３２（高い保持および残留磁気を有する）、高
透磁材料すなわち媒体の下の層３４、媒体と磁束
閉成磁極の間ギヤツプ４４および磁極閉成磁極３
０によつて形成される磁気回路に結合される。 主磁極の長さ（媒体の移動方向における）は読
むことができる最小ビツト長および線形ビツト密
度を決定する。したがつて主磁極が１マイクロメ
ータの長さであるとするとほぼ10000ビツト／セ
ンチメートル（25000ビツト／インチ）の記録お
よび読み出しが可能となる。主磁極の高さは磁束
開閉の適当な実行を確実にするための主磁極の長
さに関係した所望の高さ（好しくは主磁極の長さ
の20倍以上）によつておよび駆動／感知巻線の組
み立てに要求されるスペースによつて決定され
る。典型的には、主磁極の長さは50マイクロメー
タ程度である。主磁極から磁束閉成磁極までの距
離は主磁極の高さと同等である。媒体３２の厚さ
は１マイクロメータ程度であり、下部高透磁基体
すなわち層３４（１マイクロメータ程度の）厚さ
は磁束を磁束閉成磁極３０に通す低磁気抵抗路を
与える。 情報は磁束開閉主磁極３６（不飽和の主磁極）
を閉じ、媒体の面に垂直な方向に媒体３２を飽和
させるに充分な電流を（適当な極性の反転によつ
て）駆動巻線４０を通つて流すことによつて記録
される。媒体３２を飽和させるのに必要な駆動巻
線４０に流される電流は媒体の保磁力（典型的に
は1000−2000エルステツド）、媒体３２の厚さ、
媒体と主磁極の間の空隙の長さ、および駆動巻線
４０の巻数によつて決定される。典型的には、
0.5アンペアー巻数程度の磁気力で媒体を飽和さ
せるのに充分である。主電極３６および磁気回路
の他の要素の磁束密度は材料が含む飽和レベル以
下にされ、磁束閉成磁局の下の媒体の磁界強度は
媒体の保磁力より小さくされ、これによつて、こ
の領域では媒体の磁化状態に何の効果も与えない
ようにしている。 選択記録モードにおいて、磁束ゲートを開き
（主磁極３６が飽和し）、駆動電流の極性が反転し
た後に、記録すべき媒体の領域は最初に消去され
る。媒体の続く次のサイクルにおいて、磁束ゲー
トを適当な間隔で開閉することによつて記録がな
され、そして所望の位置において媒体の磁化極性
が反転される。主磁極が飽和されると、主磁極の
下の媒体の磁界強度は媒体の保磁力以下であり、
不十分な磁化反転をもたらす。磁束ゲート電流が
消えて、主磁極３６が飽和しなくなると、主磁極
３６の下の媒体の磁界強度は急速に立ち上がり、
極性の反転のために媒体の磁化が生じる。 このモードの記録の１つの利点は比較的小さい
磁束ゲート電流で記録処理を制御することであ
り、このため、重要な電流利得を実現し、記録回
路を簡単にする。記録のこのモードにおける磁束
ゲート電流と駆動電流と媒質磁化の関係は第４図
に図示する。 この発明において、媒体にたくわえられた情報
は主磁極３６の磁束ゲートによつて読み出され
る。主磁極の下の媒体の残留磁気によつて誘導さ
れた（生じた）磁気回路内の磁束強度と極性は
（媒体が静止していてもトランスジユーサが相対
的に動いていても）磁束ゲートを急速に開閉する
ことによつて感知される。そのために、磁気回路
の磁束の急激な立ち上がり立ち下がりが生じ、感
知巻線に起電力が生じる。主電極３６の磁束ゲー
トは中央の導体３８から電流４６を取り除くこと
によつて閉じる。磁束ゲートは磁界４８の生じた
主磁極３６の中央の導体３８を通して流れる電流
４６によつて開き主磁極は磁界４８を形成し、主
磁極はその全高さにわたつて飽和する。その結
果、主磁極は取り除かれる（すなわち開略とな
る）（磁束ゲート電流に供給する手段は第３図に
は示されない）。 主磁極の飽和磁界４８は中央の導体３８のまわ
りに閉じており、媒体の残留蒸気によつて主磁極
に生じた磁束５０に直交し、その結果として、２
つの磁気回路の間に望ましくない相互作用は存在
しないということに注目すべきである。静止して
いる媒体と動いている媒体を読み出すのに磁束ゲ
ートを使用する場合の読み出し信号と主磁極の磁
束の強さと磁束ゲート電流と媒体磁化の関係を第
５ａ図乃至第５ｂ図に示す。従来技術から良く理
解されるように、適応する磁束ゲート電流に関し
て、感知巻線の誘起起電力によつて“１”と
“０”は区別される。 信号の振幅および波形、Ｓ／Ｎ比ビツトシフト
の特徴は以下の場合は改善される。媒体の残留磁
気が大きいとき、ヘツドと媒体との間隔が最小で
あるとき、飽和していない主磁極の磁気抵抗が低
く飽和不飽和状態の磁気抵抗比が非常に高いと
き、磁束ゲートを開閉するのに必要とされる時間
が非常に小さいとき、感知巻線及びこれに関連し
た回路の共振周波数が磁束ゲートの動作によつて
感知巻線に生じる信号の周波数と深い関係がある
こと、これらの条件は順を追つて考察される。 パーマロイ基板体上に装着された現在使用でき
る媒体（1300エルステツド程度の保磁力と500〜
600emu／c.c.の残留磁気を有する）は高密度垂直
記録の要求を満たす。 0.25μm程度のヘツドと媒体との間の間隔（距
離）は20000ビツト／cm（50000ビツト／インチ）
程度の線型記録密度を与える。 高線型密度（100000ビツト／インチあるいはそ
れ以上）はヘツドが相対的にゆつくり動いている
媒体に摺動接点として動作している場合に可能で
ある。 不飽和主磁極の磁気抵抗が十分に低い材料とし
て例えばパーマロイを利用してもよい。パーマロ
イは1000エルステツド程度の効果ある透磁率を有
している。主磁極はその完全な最高点を越えて飽
和した後は、その磁気抵抗は２倍以上の大きさに
増加してもよく、その結果感知巻線を結合する磁
束が極めて低レベルに減少する。 主磁極を飽和するのに必要とする電流は高透磁
率の材料の最大保磁力と磁力経路の長さ（ほぼ記
録トラツク幅の２倍）と中央導体を流れる全電流
の割合によつて決定される。中央導体を通る電流
の割合は主磁極を飽和させるのに必要な電流を最
小とするために大きくすべきであろう（80％ある
いはそれ以上に）。銅とパーマロイの電導率の比
率は20対１程度であるから、主磁極の20％の厚さ
を有する中央導体は全電流の80％近くが流れる。
このように、例えばパーマロイ（0.1エルステツ
ドあるいはそれ以下の保磁力を有する）の厚さ
1μm幅10μmの主磁極は厚さ0.2μmの中央の銅の
導体によつてそこを流れる２乃至5μAの電流によ
つて飽和されることができる。 磁束ゲートのスイツチング時間、即ち主磁極を
飽和又は不飽和させるのに必要とする時間は、高
透磁率の材料をそのゆるい磁化軸が飽和領域４８
（第３図）の方向と一致するように周知の方法に
より付着する場合非常に小さくすることができる
（10nsそれ以下）。これにより磁区壁の形成と磁区
壁の動きにともなう時間の遅れが避けられる。飽
和は高透磁率の材料の全領域に同時に起きる電子
スピンの回転によつてなされる。さらに、主磁極
が媒体の磁束の強さの変化に応答する速さは従来
の薄膜ヘツドの場合と同様に、磁区の動作に伴う
時間の遅れがないので、非常に速い。この従来の
薄膜ヘツドにおける問題はアメリカ電気電子技術
者協会の磁気学会誌第15巻、第６号、1979年11月
号に「うすいフイルムのヘツドにおける磁区壁の
効果」という題でR.E.Jones.Jrによつて論究され
ている。 第３図に示したタイプのトランスジユーサの共
鳴周波数はトランスジユーサの動作に直接関係し
ない要因によつて多くは決定される。前述した要
因には例えばトランスジユーサの漏洩インダクタ
ンス、信号導線のインダクタンスおよび容量、読
出し用のアンプの入力容量等がある。単巻きの駆
動／感知巻線と低雑音の読出しアンプに連結した
短い導線対とを有するトランスジユーサは109Hz
程度の共鳴周波数を持つており、この周波数は磁
束ゲートの動作により発生される信号周波数より
十分大きい値である。 結局、磁束ゲートのスイツチング速度が高くそ
の電流が低いので非常に迅速に（50MHzのオー
ダーで）磁束ゲートのオン・オフを励起すること
を可能にする。そのために、主磁極の下のピツト
パスにおいて最高あるいはそれに近い磁束強度を
感知することが可能になる。 原理的に第３図に示したものと同様のトランス
ジユーサおよびこの発明の広い範囲内にあるトラ
ンスジユーサは第６図に示したようなもつと通常
の形状をした磁束ゲートを使つた構成とすること
ができる。第６図の磁束ゲートは主磁極６２内の
穴に導体６６を通してこれに電流６０を流すこと
によつて第６図に示すような飽和磁界を形成す
る。しかしながら、このような構造は一般的に開
閉状態において低い磁気抵抗率を生み、また形を
小さくすることが難しくなる。 本発明の重要なポイントである高密度記録の実
現と同様またそれ以上に本発明においてはマルチ
トラツク方式のトランスジユーサを採用すること
によりマルチデータストレージシステムと広範囲
かつ迅速に交信することを促進することが重要な
目的である。このようなトランスジユーサはトラ
ツクのアドレツシングが垂直的に瞬時であり、媒
体内の多くのトラツクと同時にコミユニケートす
ることができるような固定された１トラツク／１
ヘツド形式の多量データストレージシステムに適
用することができることから、マルチデータスト
レージシステムとのデータの授受の際にデータの
流れ率を大幅に増大させることができる。これま
では通常の記録技術を伴なう高密度かつマルチト
ラツクのトランスジユーサ構造は困難かつ高価で
あることから上記目的には少しの配慮が必要であ
つたが、近年の薄いフイルムヘツドの発展がこの
ようなマルチトラツクのトランスジユーサの製造
を容易にした。しかしながら、これには個別巻線
および導線対を設けるためには隣接ヘツド間にス
ペースが必要になり、これによりそのようなアレ
イの密度（１インチ間のヘツド数）がいちじるし
く制限される。この問題は多重巻の駆動／感知巻
線を有するヘツド配列の製造を特に難しくする。
また単磁極の垂直ヘツド（第１図参照）にはそれ
ぞれの主磁極に各別の個別巻線および導線対が必
要となるために、構造上上述と同様の問題があ
る。 第３図に示した形状の磁束開閉主磁極を使うこ
とは、マルチトラツクのトランスジユーサが採用
された通常の駆動／感知巻線を可能にするため、
個別巻線および導線対の構造の隣接磁極間のスペ
ースの近接化を必要とせず、またそのような構造
のトランスジユーサは構造が非常に簡単になる。
この重要な利点は、主磁極（トラツク）が感知巻
線回路よりもむしろスイツチング磁石回路により
アドレスされることと、および磁束開閉導体（第
３図において３８，第７図において７３）が主磁
極と同軸化されていることによる。主磁極７０の
ひとつを除いた全てを飽和させた磁束ゲートを用
いることにより第７図のトランスジユーサは第３
図に示した単磁極ヘツドと同様となる。 第７図に示すマルチ磁極（マルチトラツク）の
トランスジユーサは磁束開閉主磁極７０が共通の
閉磁束磁極７２に連結され、媒体７４およびその
下層の高透磁率物質７６を伴つて多重かつ独立の
磁気回路を形成する。それぞれの磁気回路は共通
の駆動／感知巻線７８によりつながつている。主
磁極７０のひとつ（矢印７８で示した）を除いた
全てを通る一様状態の電流はそれらの（アドレス
されない）主磁極を飽和する。（磁束ゲート電流
を適用させるための手段は図示していない）。ア
ドレスされたトラツク内の情報はアドレスされた
主磁極を通るオンオフ電流（矢印７５で示した）
の迅速なスイツチングにより読み出される。記録
は第３図に示したトランスジユーサで説明したの
と同様にして達成される。このように、主磁極７
０の磁束ゲートは所望のトラツクをアドレツシン
グすることおよび媒体のアドレスされたトラツク
内の残留磁気の極性および強度を感知できるよう
にすることの２つの機能をもつている。さらに、
磁束ゲートは前述したようにアドレスされたトラ
ツク内の情報記録を制御するためにも用いられ
る。 理想的には、全てのアドレスされていない主磁
極の磁気抵抗率は共通感知巻線の偽信号を最小に
するためには無限大に近ずけるべきであり、この
ことはアドレスされていないトラツク内の磁束移
行（磁束の時間変化率）を感知することによる。
しかしながら、それら磁気回路の磁気抵抗率は非
常に大きいが無限大ではなく、また非常に小さい
磁気誘導起電力がアドレスされていないそれぞれ
の主磁極により発生され、これら起電力の合計は
感知巻線内に雑音の発生を代数学的に増加させ
る。そのような起電力は統計的に相殺される傾向
にあるが、アレイ内のすべての磁極および個別の
起電力の振幅による許容できない程度の高雑音信
号を発生し、これを結合させる可能性がある。相
対的に媒体を低速駆動し（特に低磁束電磁誘導起
電力）、相対的に小さいアレイ（例えば磁極が少
ない）の場合には、発生される磁束雑音は現在で
は問題となつていない。しかし、媒体を高速駆動
し、大きなアレイの場合は、そのような雑音を許
容できるレベルまで減少させる手段が必要にな
る。このことを達成するひとつの方法は、アドレ
スされた磁極内の磁束ゲートの動作により発生す
る信号の移行による読出し回路内にハイパスフイ
ルターを介在させることである。ハイパスフイル
タは第８図に示すごとく低周波数の信号を拒絶す
るものである。共通巻線のマルチヘツドアレイか
らの信号は相対的にアドレスされていないトラツ
クの磁束移行の感知による低周波数要素と、アド
レスされた磁極内の磁束ゲート電流１６４の動作
により発生する高周波数信号の重ね合わせにより
成つている。ハイパスフイルター１６６は一般的
な方法により所望の磁束ゲート信号１６２のみを
通過させる。このような方法は磁束ゲートをビツ
トレイトの周波数で多数回励磁させる時に最も有
効であり、このことから磁束ゲートの動作モード
の際にはより好ましい方法となる。 マルチヘツドの共通巻線内の磁束ゲートのパル
ス動作と同時に同調フイルターを使用すると、ひ
とつのトラツクよりも多くのトラツクの同時読出
しが可能になる。これは異なる周波数の励起源を
使用し、適宜のナローパス同調フイルタを用いて
共通巻線の合成信号を第９図に示すようにそれぞ
れ個別の周波に選別することにより達成される。
異なる動作周波数f1，f2，f3，f4をもつ磁束ゲー
ト電流１７０により同時に励磁される各別の磁極
構成のマルチヘツドアレイの共通巻線からの信号
は、それぞれのトラツクの磁束移行の感知により
発生する信号（雑音）の重ね合わせによる磁束ゲ
ートの動作に起因する。狭帯域通過フイルター１
７２は信号の通過に伴ない信号１７４を通過させ
るが、他のすべての信号は拒絶する。 記録に際し、配列中の主磁極７０（第７図）
は、全てのアドレスされていない磁束ゲートに飽
和電流を供給することにより簡単にアドレスさ
れ、それによつて共通巻線７８の記録電流が組み
合わされたトラツクにおける媒体の残留磁界を変
更するに十分大きなこれら磁極の先端における磁
界をつくるのを阻止する。また適当な極性の直流
電流を共通の記録巻線に加えると同時に飽和電流
を全ての磁極の磁束ゲートに加えてもよい。選択
されたトラツク上への記録は、適当な時間に飽和
電流をアドレスされた磁極における磁束ゲートか
ら取り除くことにより達成でき、それによつて、
非常に速く相対的に小さな磁束ゲート電流で書き
込み過程を制御することができる。このような記
録手段は、記録電流の極性が定められたのち、初
期消去作用を必要とする。第７図のマルチトラツ
クのトランスジユーサは、磁束ゲートで所望のト
ラツクをアドレスして磁束の強度よりもむしろ磁
束の時間変化率を感知する一般的な方法で駆動す
ることができる。この記録方法において、アドレ
スされたトラツク上の主磁極は、不飽和にされ、
そのトラツクにおける磁束変化を感知することが
可能になる。しかしながら、アドレスされないト
ラツクにおける磁束変化によつて発生するノイズ
は、配列の大きさ（トラツクの数）を制限する。
第３図および第７図に示す形状のトランスジユー
サは、フエライトのウエハ（厚さ約150×10-6
ｍ）、（このウエハの底面は磁束閉成磁極（第１０
図）として作用するが、）の一端上に製作される。 駆動／感知巻導体８２（簡単のため１巻の巻線
として示す）は、アルミニウムから形成され、ウ
エハの一端の凹部に巻装され、その導体８２とフ
エライト８３の表面は、第１０図に示すように平
らになつている。駆動／感知巻線８２のためのリ
ード対８４と、磁束ゲートコネクタ導体８６，８
８は、ウエハの上部にアルミニウムで形成され
る。アルミニウムの駆動／感知導体８２は、電解
薄膜が施された酸化層の細孔によつて密封され、
それによつて第１０図の矢印１１−１１における
断面図である。第１１図に示すように、酸化アル
ミニウムの薄い絶縁層９０が露出した導体８２の
表面全体に形成される。他の非励磁導体材料とし
ては、例えば銅を他の絶縁材料、例えばSiO2あ
るいは有機材料で駆動／感知導体８２を絶縁製作
するようにしてもよい。 主磁極９２は、（駆動／感知巻線８２を被覆す
る）絶縁層９０とフエライト電８３の頂部に製作
され、その頂面上の磁束ゲートコネクタ導体８６
と電気的に接続され、その底面に向つて延設され
る。 このようにして製作された主磁極、付着層８５
（例えばチタニウム）や基部層８７（例えばパー
マロイ）は、ウエハ上の一端に積層され、その
後、ウエハの一端は、第１２図の横断面に示すよ
うに主磁極が形成される狭帯部を除いたホトレジ
スト８９によつて覆われる。パーマロイ層９１
は、水平磁界（矢印９７）の存在中で、ホトレジ
ストマスク８９により平らに積層され、銅層９３
はパーマロイ層９１（第１３図）の上に平らに積
層される。その後、ホトレジストは除去され、基
部層８７と付着層８５は、主磁極の下を除いて選
択的にエツチングされる。ウエハの一端は、再び
細い帯（幅５〜10×10-6ｍ）のホトレジストで覆
われ、ホトレジストはその下端において導体９３
を覆うように形成される。このユニツトは、再び
平らにパーマロイが積層される。このパーマロイ
層９５は、層９１と同じ厚さで、銅層９３の上部
と、その両端を被覆する。 この層９５の形成は、第１０図の矢印１１−１
１における断面図の第１５図に示すように、主磁
極の下端を除いてパーマロイの均等な層（第１４
図）として銅導体９３を覆う。 中央導体の周囲に薄い高透磁率の材料で覆つた
この構造は、電流を流したときに主磁極の飽和状
態がいたる所で生じるように均等に作られる。主
磁極の下端のパーマロイ層９１の厚さは、主磁極
長さ、読み取るべき最小ビツト長さを決定する。 最後に、磁束ゲートコネクタ導体９４は、その
上面（第１６図）の磁束ゲートコネクタ導体８８
とともに、その下端で主磁極９２と電気的に接続
するように製作され。磁束ゲートへの電流の流路
は、矢印９６によつて表示されている。 第１７図に示すマルチトラツクトランスジユー
サは、もどり磁束コネクタ導体８８が必要でない
ことを除いて同様な方法で製作される。というの
は、磁束ゲート電流の流れの方向が或る磁極から
次の磁極に交番するからである。このようにし
て、第１７図の矢印９８に示すように多数のもど
り電流路が準備される。 適当な極性の安定状態の磁束ゲート電流は、主
磁極１００（アドレスされていないトラツク）に
適用され、それらの主磁極を飽和状態にし、一
方、主磁極１０２における磁束ゲート電流は、直
ちにオン−オフに切替えられ（矢印１０６）、主
磁極を定期的に飽和状態にし、それによつて共通
感知巻線１０４に起電力を発生し、この振幅と位
相を主磁極１０２の下にある媒体（図示せず）に
おける残留磁気の強さや磁性に一致させる。 上述の駆動／感知巻線は、図示および説明を簡
単にするために１巻の導体として説明されてい
る。多数トラツクのトランスジユーサにおける共
通の駆動／感知巻線の使用は、一般に、導体とリ
ーダとの製作のための空間が要求されている多数
巻の駆動／感知巻線の製作に対して特に重要であ
る。また、ここに記載されているトランスジユー
サはゆつくり動く媒体に滑り接触して作用し、そ
れによつて性能上多数の利点があるが、通常の方
法で急速に動く媒体を（非接触で）維持するよう
にしてもよい。更にまた、これらのトランスジユ
ーサの性能は、高透磁率の基質上に設けられた垂
直方向の媒体の合成物あるいは２層の媒体はこの
トランスジユーサの機能に対して必須のものでは
ないが、これと結合して使用すると最も効果的に
活用される。 要約すると、本発明によれば、非常に高密度の
記録を可能にし、かつマルチトラツクのトランス
ジユーサを経済的に製造することができるととも
に、マルチデータストレージシステムとの広範囲
かつ迅速な伝達を促進することができる。そし
て、システムの発展に伴い、主要な関心事はデイ
スクやドラムなどの回転媒体上のデイジタルデー
タの記憶となつてきており、この技術によればデ
イジタル記憶システムのテープやカード、あるい
はアナログ形式（例えばオーデイオ、ビデオ等の
機器）の情報や信号の記録に適用することができ
る。また本発明のいくつかの実施例については本
文中に詳述したが、多くの変化態様や修飾事項に
ついては本技術を熟練することにより明白となる
であろう。したがつて本発明の適用領域は前述し
た実施例よりもむしろ請求の範囲を参照して決定
するべきである。
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