JPH0664715B2 - 磁気ヘツド - Google Patents

磁気ヘツド

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JPH0664715B2
JPH0664715B2 JP60195707A JP19570785A JPH0664715B2 JP H0664715 B2 JPH0664715 B2 JP H0664715B2 JP 60195707 A JP60195707 A JP 60195707A JP 19570785 A JP19570785 A JP 19570785A JP H0664715 B2 JPH0664715 B2 JP H0664715B2
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magnetostrictive
magnetic
magnetic head
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JP60195707A
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デール・オー・バリンジヤー
ウイリアム・アール・チノウウエス
ジエラルド・ジエイ・ウエイド
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ハネウェル・インコーポレーテッド
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition 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
    • G11B5/49Fixed mounting or arrangements, e.g. one head per track
    • G11B5/4907Details for scanning
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は情報を磁気的に記録・再生する電磁変換器に関
する。
〔従来の技術〕
磁気記録技術において、磁気ひずみ材料を用いた磁気テ
ープ上に情報を記録・再生する変換器を開示した米国特
許第3,053,941号が1962年9月11日に発行されている。
そのヘツドは導電材料の巻線を巻いた磁気ひずみ材料の
管を用いている。その構成に応力が加えられかつ、縦方
向の音波がその管に沿って伝播することにより応力を変
化させ磁気特性をもつ移動する環を発生する。磁気テー
プに隣接する縦方向の非磁性のギャツプが磁気テープ上
の磁気パターンを記録・再生するのに用いられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
最近高周波応答性を得るために、ギヤツプを小さくする
傾向にある。小さいギヤツプは、小さいギヤツプ深さを
要求する。米国特許第3,053,941号の場合にはギヤツプ
の深さは管壁の厚さに関係し、1ミル以下の管壁厚さを
もつ管が必要になるが、機械的強度に無理が生じるので
本発明に記述されるアイデイアは実現困難である。機械
的強度を得るために非磁性体基板上に磁気ひずみ材料を
形成した管とすることもできるが、その場合基板内と磁
気ひずみ材料内の音波の伝播速度の相互作用が撹乱を生
じやすく、しかも軟質の、低耐摩耗性の材料はヘツドの
寿命を極端に短かくする。
上述の米国特許第3,053,941号は管に沿つて伝播する縦
波について開示している。縦波の他に2種類の音波が存
在することがよく知られ、かつ、幾つかの用途が研究さ
れてきている。
上述の縦波のほかに存在するのは横波(shear wave)と
レイリー波(Rayleigh wave)である。音エネルギーに
よつて励起される固体には、通常これら3種の波は全て
存在する。レイリー波は他の2つの波よりゆつくりと伝
播ししかも材料の表面近くのみに存在する。エネルギー
は比較的小さい領域すなわち深さにして波長の程度に集
中して存在し、表面から測定できる。
表面音波装置(Surface acoustic wave device)(以下
SAW装置という)は、例えば1970Ultrasonic Symposium
Proceedingsの35ページに記載されたJ.D.Klerkの記事
“弾性表面波応用のための諸材料”に見られるように過
去において製作されている。同装置は圧電材料の表面に
電気信号パルスを印加し、圧電材料の長さ方向に伝播す
る表面波を発生する。このような装置はフイルターある
いは光の散乱などに用いられて来た。
ニツケル鉄合金を利用する薄膜ヘツドはよく知られ、今
日磁気デイスクのヘツドとして一般に用いられている。
ある種のニツケル鉄合金は磁気ひずみ性が大きい。ニツ
ケルや鉄のような純磁気材料のほか他の合金にも磁気ひ
ずみ性を有するものがある。こゝでは磁性材料としてニ
ツケル鉄合金の使用について述べるが、本発明は、この
合金のみに限定されるものではない。
一般に磁気ひずみとは、磁界の存在の結果として材料に
生ずる応力の変化である。その逆もまた成り立つ。材料
の磁気的性質は、材料に誘起される応力の結果として変
化する。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、所望の位置に所望の時に磁界を発生するため
に材料の応力が変化すると磁気特性が変化するような材
料の性質を利用する。更に特定すれば本発明は、例え
ば、SAW装置とニツケル鉄合金の磁気ひずみ性の組合せ
を利用した、薄膜技術により製造される高速、高精度か
つ高耐摩耗性のヘツドを実現することに関する。
ヘツドは情報が記録される磁気テープの幅に充分に対応
する長さをもち、薄膜ヘツドが形成されている表面に沿
つてレイリー波を伝播させ、ニツケル鉄合金に応力分布
をつくることにより磁気テープ上に情報を記録したり、
磁気テープ上の情報を再生するようにする。
〔実施例〕
第1図に水晶あるいはニオビウム酸リチウム(lithium
niobate)からなる圧電材料の基板10が示される。基板1
0は他の圧電材料を用いてもよい。圧電材料の基板10の
ほゞ平面上の上側表面11の左端近くに一対の電極12,14
が真空形成され(vacuum deposited)、それぞれ導線1
5,16を経てSAWパルス発生器17に接続されている。SAWパ
ルス発生器17は説明上タイマーとスイツチを含むものを
示す。SAWパルス発生器17は導線18により電源Vに接続
され、例えば、電極14に正パルスを電極12に負パルスを
送出する。圧電材料にこのような電位差が加えられると
圧電材料の表面は第2図に示すように変形し、その波は
エネルギーを印加した点から両方向に伝播して行く。第
2図はレイリー波を表わし、材料19の表面上および表面
下のエネルギー分布を示す。点21では表面が伸張され点
22では表面が圧縮されていることがわかる。したがつ
て、材料19が予め圧縮されているならば点21で圧縮から
解放されるであろう。反対に材料19が予め伸張されてい
るならば、点22で伸張から解放されるであろう。第1図
には、表面の変形を波23によつて示す。この変形は左右
に伝播して行く。左方への波は反射エネルギーを防止す
るために吸収されるかあるいは第1図のヘツドの左側に
ある第2のヘツド(図示されていない)に用いられる。
右方への波は矢印24で示されるように伝播して行く。波
23が伝播して行くにつれて圧電材料10の上面11は変形さ
れる。この表面の変形は表面に沿つて応力の増減を惹き
起し、材料は25,26のような点で、それぞれ上方および
下方に曲げられる。
第1図において電極12,14の右方の圧電材料10の上面11
に磁気ひずみ材料層30が形成されている。磁気ひずみ材
料30は高磁気ひずみ性を有し、かつ圧電材料10と異なる
熱膨脹(収縮)係数をもつニツケル鉄合金を用いること
が望ましい。温度を上げた状態で圧電材料10の上に磁気
ひずみ材料を形成すると、両材料が常温に戻るとき磁気
ひずみ材料30は圧電材料に存在する力によつて多少の圧
縮力または伸張力を受ける。すなわち、磁気ひずみ材料
は常温に戻つたときに応力を受けた状態になる。
音波23が圧電材料10の中を左から右へ伝播すると、磁気
ひずみ材料30は表面11の応力の変化を受け、波20の伝播
速度で移動するある点で応力が小さくなつたり、あるい
はほゞ零になるであろう。例えば、磁気ひずみ材料が圧
縮力を受けているときには、音波により圧電材料10の表
面11を上方に曲げる点すなわち曲線23の点25において磁
気ひずみ材料30の圧縮力が緩和されあるいは零になるで
あろう。反対に、磁気ひずみ材料が伸張力を受けている
ときには、曲線23の低い部分すなわち点26において伸張
力が減少し磁気ひずみ材料は応力零の状態に戻るであろ
う。磁気ひずみ材料30に沿つて材料の応力が零になつた
点で、一時的に磁気ひずみ材料は磁化されやすく、以下
に述べるように磁界を発生させることができる。
第1図に示す導電材料層40が磁気ひずみ材料30の上に形
成される。導電材料層40の端部は、導線42,43でパルス
発生器(以下「PG」という)45に接続されている。PG45
は、導体48でSAWパルス発生器17に接続されている。適
切な時間にPG45は、導電材料層40内に電気的パルスを送
出する。第1図に磁気回路を完成するために導電材料層
40の上に形成された磁気ひずみ材料層50が示される。磁
気ひずみ材料層50は、磁気ひずみ材料層30と端部60で接
続されあるいは磁気的に結合されている。結果として、
圧電材料基板10の上の2層の磁気ひずみ材料層30,50の
間に導電材料層40が挾まれたようになる。これらの層は
全て極めて薄いので、パルスが電極12,14を経て送出さ
れ、音波23が右方に移動するにつれ、表面11の圧縮およ
び伸張の影響を受ける。磁気ひずみ材料層30,50の両方
が音波23による歪を受けるが、両層のうちの一方のみが
変形されてヘツドとして機能することも可能である。第
1図にはまた、磁気テープ70が一部除去されて示されて
いる。磁気テープ70は、標準のテープ駆動手段によつ
て、層30,40および50の端面上を矢印72で示すように、
上,下方向に駆動される。
磁気テープ上に磁気情報を記録したいときには、先ず、
SAWパルス発生器17から電極12,14へ加えられるパルス
が、第1図に示す右方向へ伝播する音波23を発生する。
次いでSAWパルス発生器17のタイマーによつて決定され
る時間に、導線48上にPG45へ送られる信号が与えられ
る。その信号は導線42を経て導電材料層40に電気パルス
を出力する。磁気ひずみ材料層30のどの部分がある時点
で応力零の状態になつたかによつて決まる磁気ひずみ材
料層30,50の端面に沿つた一時的に磁化されやすくなつ
た点は、導電材料層40を流れる信号を受け、磁気ひずみ
材料層30,50の間のギヤツプを横切つて一時的な磁界を
形成し、磁気テープ70のその点の近傍に磁気信号を記録
する。信号を磁気テープ上の正しい位置に記録するため
に必要なことは、音波が電極12,14を通じて磁気ひずみ
材料層30,50に加えられた時から正確に所望の時間後に
電気信号が導電材料層40に加えられることである。音波
が圧電材料層10の左から右へ伝播する速度はもちろん既
知である。音波の伝播のタイミングによつて信号を導体
40上に生じさせる正確な瞬間は既知であり、したがつて
磁気テープ70上の磁気信号の位置は正確に決定される。
電極12,14の間の距離が近い程音波23の点25と点26の距
離は近くなり、また、、弛緩される磁気材料層が薄いほ
ど磁気テープ上に記録される信号の密度は高くなり、よ
り高周波の作動を可能にすることに注意したい。圧電材
料層10を通つて両方向に伝播するレイリー波23の伝播速
度は、材料によつて決定される。例えば、ニオビウム酸
リチウムでは伝播速度は約330m/秒(130,000インチ/
秒)である。作動周波数はテープの幅方向に配置される
デイジタル情報のチヤンネル数を決定する。音波23の点
25と点26の間の距離が0.127mm(0.005インチ)であり、
隣り合う信号の間に同程度のガードバンドを設けるとす
ると、音波の波長は0.254mm(0.010インチ)になり、縦
方向記録器(longitudinal recorder)のトラツク幅に
等しい。更に音波の伝播速度330m/秒(130,,000インチ
/秒)の場合、約13MHzの作動周波数まで可能である。
上述の如く、第1図の単一導電材料層40のパルス電流は
音波23によつて応力が無くなつた領域のみに磁界を発生
し、その位置でギヤツプを横切る磁束を発生する。その
磁束は磁気テープ70上に記録するのに用いられる。反対
に音波がヘツドを伝播するとき磁気テープ上の磁気パタ
ーンの結果として導体40上に生じる電圧のパターンを観
測することによりテープからの磁界を読み出すことがで
きる。
無用な方向すなわち第1図の左方への不必要な音波エネ
ルギーは左端に吸収材料を置くことにより吸収し、圧電
材料10への反射波を防止する必要がある。また、第1図
の右端のエネルギーを吸収し、圧電材料10への反射波を
防止することも望ましいかも知れない。必要ならば、こ
のエネルギーを隣接するヘツドで用いることも可能であ
る。
磁気ひずみ材料への初期応力は、温度上昇と熱膨脹(収
縮)係数の差を利用する方法のみでなく、使用中に圧電
材料に機械的応力を加える、例えば圧電材料を曲げて応
力を発生するなどによつても得ることができる。
以上により、高周波応答性,耐久性,使用精度,の良い
簡単な磁気ヘツドが得られることは明らかである。
当業者ならば多くの変更をすることが可能であり、実施
例として用いた特定の開示によつて限定されるべきでは
ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例で、磁気ひずみを利用した記
録ヘツドの斜視図である。 第2図は材料内のレイリー波の概念図である。 10……圧電材料基板、12,14……電極 17……SAWパルス発生器、19……材料 23……波、30,50……磁気ひずみ材料層 40……導電材料層、45……パルス発生器 70……磁気テープ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジエラルド・ジエイ・ウエイド アメリカ合衆国 80122 コロラド州 リ トルトン サウス フランクリン ウエイ 7196番地 (56)参考文献 特開 昭59−24426(JP,A) 特開 昭58−188321(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】移動経路に沿って動く磁気媒体に情報を記
    録するのに使用する磁気ヘッドであって、 実質的に平らな表面をもつ圧電材料の基板と、 上記表面上に所定の距離をおいて設けられた第1および
    第2の電極と、 上記表面上に形成された第1の磁気ひずみ材料層と、 上記第1の磁気ひずみ材料層に磁気的に結合させて形成
    された第2の磁気ひずみ材料層と、 上記第1および第2の磁気ひずみ材料層の間に形成され
    た導電材料層と を備え、 上記圧電材料の基板,上記第1および第2の磁気ひずみ
    材料層,上記導電材料層それぞれの端面が、磁気媒体の
    移動経路にほぼ接するよう作られ、 上記第1および第2の電極に与えられる第1の信号によ
    って発生させられ、上記表面に沿って伝播する音波によ
    り、上記第1および第2の磁気ひずみ材料層における応
    力は一時的に変化させられ、 上記第1および第2の磁気ひずみ材料層は、上記導電材
    料層に与えられる第2の信号に応じて、上記応力が変化
    する位置に磁界を発生する ことを特徴とする磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の磁気ヘッドに
    おいて、上記第1の磁気ひずみ材料層は上記表面上に真
    空形成され、上記導電材料層は上記第1の磁気ひずみ材
    料層上に真空形成され、上記第2の磁気ひずみ材料層は
    上記導電材料層の上に真空形成されることを特徴とする
    磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項記載の磁気ヘッドに
    おいて、上記第1および第2の磁気ひずみ材料層の少な
    くとも一方は圧電材料層の基板に対して応力を与えられ
    ていることを特徴とする磁気ヘッド。
JP60195707A 1984-09-04 1985-09-04 磁気ヘツド Expired - Lifetime JPH0664715B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/647,192 US4604669A (en) 1984-09-04 1984-09-04 Magnetostrictive record head
US647192 1984-09-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6173219A JPS6173219A (ja) 1986-04-15
JPH0664715B2 true JPH0664715B2 (ja) 1994-08-22

Family

ID=24596038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60195707A Expired - Lifetime JPH0664715B2 (ja) 1984-09-04 1985-09-04 磁気ヘツド

Country Status (3)

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US (1) US4604669A (ja)
EP (1) EP0173977A3 (ja)
JP (1) JPH0664715B2 (ja)

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Also Published As

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EP0173977A2 (en) 1986-03-12
US4604669A (en) 1986-08-05
JPS6173219A (ja) 1986-04-15
EP0173977A3 (en) 1987-05-27

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