JPH0738251B2 - デジタル磁気記憶装置用の磁気抵抗性薄膜ヘッド - Google Patents

デジタル磁気記憶装置用の磁気抵抗性薄膜ヘッド

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JPH0738251B2
JPH0738251B2 JP63503548A JP50354888A JPH0738251B2 JP H0738251 B2 JPH0738251 B2 JP H0738251B2 JP 63503548 A JP63503548 A JP 63503548A JP 50354888 A JP50354888 A JP 50354888A JP H0738251 B2 JPH0738251 B2 JP H0738251B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は一般に磁気データ記憶装置の分野特にかかる装
置内にて使用すべき読書きヘッドに関するものである。
本発明は特に、デジタルデータ処理システム内で使用す
るためのディスクデータ記憶装置用の新しい磁気抵抗性
薄膜フィルムを提供している。
先行技術の説明 標準的な最新のデジタルデータ処理システムは、比較的
小容量の半導体主記憶装置と主記憶装置よりはるかに大
きな容量をもつがはるかに低速でもある単数又は複数の
大容量記憶装置を含む記憶装置との階層構成を含んでい
る。大容量記憶装置は主記憶装置内にあるデータのため
のみならず主記憶装置内には組み込まれないが必要な場
合にはプロセッサにより呼び出されうるような大量のデ
ータのためのバックアップ記憶を提供する。プロセッサ
は標準的に主記憶装置から直接情報を得るだけであり、
従って大容量記憶装置の中のみにある情報を必要とする
場合プロセッサは大容量記憶装置が情報を主記憶装置内
にコピーできるようにする。しばらくたって情報を処理
した後、プロセッサは処理済データが大容量記憶装置内
に記憶されうるようにする。こうして主記憶装置内の記
憶が解放されることになり、他の情報をそこに記憶する
ことができる。
標準的な大容量装置は、回転する磁気ディスク上に情報
を記憶し、情報は磁束反転の形でディスクの磁気表面上
に記憶される。特に、データは、ディスクの中心から選
択された一定の放射方向距離のところに各々存在する複
数のトラック上に記憶される。読書きヘッドがディスク
表面のすぐ近くに浮動し、１本のアームによりディスク
上で適切な放射方向位置に保持されている。システムの
プロセッサユニットの制御の下でアームは、データが読
みとりされうるように記録されるか又はデータが書き込
まれるような適当なトラックまで、読書きヘッドを移動
させることができる。
読書きヘッドには磁気材料で形成された２つの磁極片と
１つのワイヤコイルが含まれている。片端において磁極
片は触れ合い、もう一方の端部では磁極片間にわずかな
ギャップがみられる。ヘッドはこのギャップがディスク
表面に向けられるように位置づけられている。コイルに
電流が印可されると、磁束が生成され、これは磁極片上
に印可される。ギャップにおいて磁束は隣接するディス
ク表面内に磁気材料を通して導かれ、こうしてその中で
磁束を印可する。
データがディスク上に書き込まれているとき、コイルは
書込まれるデータに相応するさまざまな電圧パターンで
付勢される。この可変電圧は結果として、ヘッドが回転
するディスクの表面に加える磁束内に相応するパターン
を生成させることになる。ディスクはヘッドに対して動
くため、ヘッドの下を通るディスク表面上の磁束も変化
する。
データが読みとられる場合には、ヘッドはデータが書込
まれたディスク表面のトラックの弧部分にわたって浮動
している。ディスクからの少量の磁束がヘッドに行き渡
る。ヘッド内の磁束はディスク上に記録された磁束のパ
ターンに応えて変化する。変化する磁束の結果としてコ
イル内に可変的電圧が生成されることになり、これは前
に記録されたデータとして検出される。
従来の読書きヘッドがもう１つの問題点は、コイル内で
誘導された電圧の変化が直接実際の磁束を追従せず、そ
の代りディスクがヘッドに隣接して回転するときの磁束
の変化速度に追従しているという点にある。従って従来
のヘッドによるデーター読書きは、ヘッドとの関係にお
けるディスクの速度すなわちディスクの回転速度に対し
感応するということは明白である。
最近、ニッケル鉄合金のような磁気抵抗性材料のストリ
ップを含む読み書きヘッドが開発された。このような合
金の１つは「Permalloy」として市場で知られている。
ストリップは、ディスクに隣接する磁極片の間のギャッ
プの中に置かれる。このようなヘッドにおいて磁気抵抗
性材料の電気抵抗は加えられる磁界の関数である。ディ
スクからの磁束がヘッドがディスク表面上を浮動してい
る間ヘッドに透過するにつれて、磁束は磁気抵抗性材料
に加えられる。こうして磁気抵抗性材料の電気抵抗は、
ヘッド内の磁束の変動に呼応して変化し、ヘッド内のこ
の磁束はディスク上の磁束の変動を反映する。磁気抵抗
性ストリップの電気抵抗は従来の検出回路により検出さ
れ、記録された磁束に関連づけられた信号を提供する。
従って、従来の読書きヘッドと異なり、このような読書
きヘッドから、限定的に言うと磁気抵抗性ストリップか
らの電圧信号は、ディスクの速度に対し感応しない。
磁気抵抗ストリップを有するヘッドにおいては、ストリ
ップの長さに沿った磁化を得るようにストリップが形成
されている。すなわちストリップ内の磁気双極子はスト
リップの縦方向軸に対して平行に整列させられている。
電流はストリップに対し縦方向に流される。ストリップ
の磁気双極子の方向との関係における電流に対するスト
リップの抵抗のグラフは、鐘形の曲線である。例えばス
トリップがニッケル−鉄合金でありヘッドにいかなる外
部磁束も加えられない場合、ストリップを通して縦方向
（これは磁化に対し平行である）に流された電流に対し
ストリップが示す抵抗は、最大である。しかしながら外
部磁束がストリップに加えられこれがストリップの磁気
双極子をストリップの長さに対し鉛直方向に押しやる場
合、流れる電流に対するストリップの抵抗は最小にな
る。
換言すると、ひきつづき同じ例を用いて、電流がストリ
ップの磁化に対し平行である場合、ストリップの抵抗は
最大であるが、電流が磁化に対し直交している場合、抵
抗は最小である。
これらの両極端の中間すなわち、流れる電流の方向と約
55度を成して整列されたストリップの磁気双極子の場
合、加えられる磁界との関係におけるストリップの抵抗
の変化はほぼ線形である。ストリップの磁気双極子のア
ラインメントは、加えられる磁束に関係し、従ってスト
リップの抵抗は加えられる磁束の方向及び量に関係する
ということがわかるだろう。
読取り要素として磁気抵抗ストリップを用いたヘッドに
は次のような２つの問題点がある。まず第１に、磁気抵
抗性ストリップは、抵抗が加えられる磁束のほぼ線形の
関数として変化するようそれを線形領域に押しやるため
外部的バイアス化を必要とするという点である。磁気抵
抗性ストリップがバイアスされていない場合、ディスク
からの少量の磁束は、ストリップの抵抗の充分大きな変
化を与えるのに充分なだけストリップの磁気双極子の方
向性を変えることができない。ストリップがバイアスさ
れすぎて磁気双極子がストリップの縦方向に対し鉛直で
ある場合にも、同様のことが起こる。いずれの場合で
も、ストリップは加えられる磁束レベルに対しきわめて
低い感応性をもつことになる。
1985年８月13日付でG.Mowry他に対して発行された「磁
気抵抗ヘッド」という題の米国特許願第4,535,375号
は、複雑な磁気抵抗読取り要素を伴うヘッドを開示して
いる。この特許で開示されている磁気抵抗要素は、細長
い磁気抵抗ストリップと、この要素の縦方向軸との関係
において斜め角（一般に約55度）を成して要素に沿って
配置された複数の等電位ストリップを含んでいる。バイ
アス電流が流され、等電位ストリップは電流を強制的に
ストリップに対して一般に直交して流れるようにする。
このバイアス電流は、電流に対して45度を成して磁気抵
抗ストリップの磁気双極子を方向づけるバイアス磁界を
生成する。
磁気抵抗性素子のもう一つの問題点は、当初単一の磁区
（すなわち磁気双極子の全てが共通の方向に方向づけら
れている領域）を形成する磁化された要素が、複数の個
別の磁区をつくり出すという傾向の結果である。多数の
磁区の形成の一つの原因は、末端効果すなわち、磁気部
材の端部において典型的な広がりのため通常縦方向軸と
正確に心合せされていない、ストリップの端部における
双極子の混乱である。時間の経過につれて、効果はスト
リップ全体に広がり、その結果ストリップ全体にわたり
多数の磁区が見られることになる。
磁気抵抗性ストリップにおける多数の磁区形成のもう一
つの原因は、書込みの間、磁気抵抗性ストリップを含む
ヘッドが磁束（以下「書込み磁束」と呼ぶ）で飽和して
いるという事実から生じる。この書込み磁束はストリッ
プの縦方向に鉛直であり、ストリップ内の磁気双極子は
この書込み磁束と心合せする傾向をもつ。書込みオペレ
ーションが完了した後、ストリップの磁気双極子は、ス
トリップの縦方向軸に沿った方向に戻るが、その以前の
方向性に戻るとは限らない。反対方向に揃うこともあ
る。書込みオペレーションに続いてこれが繰返し起こる
ので異なる磁気双極子方向性をもつ数多くの磁区ができ
る。こうして、端部だけでなくストリップ全体にわたり
多数の磁区がつくり出される。
多数の磁区の形成がもたらす一つの結果は、電圧信号内
のノイズであるバルクハウゼンノイズがストリップの磁
化における不連続性のため強くなることである。前述の
米国特許願第4,535,375号で開示されている磁気抵抗要
素は、非常に長い磁気抵抗ストリップのわずかな部分の
みわたる変化を検出することによりバルクハウゼンノイ
ズを最小限におさえることを提案している。これは、末
端効果によるバルクハウゼンノイズを最小限におさえる
上で助けとなりうるが、ストリップに対し加えられる書
込み磁束によりひきおこされたストリップに沿った多数
の磁区の生成によるノイズを大幅に軽減してはくれな
い。更に、磁気抵抗要素が一つのトラックの上るあると
きは隣りのトラックからの干渉磁束を受けることがない
ようにトラックは相互に充分に離されていなければなら
ないのであるが、この米国特許願の磁気抵抗要素の長さ
と、その要素の磁極先端をディスクに隣接配置すること
ゝが相まってトラックの相互間隔を制限してしまう。
発明の要約 本発明は、トラックの密度の増大を容易にしながらバル
クハウゼンノイズを最小限におさえるような磁気抵抗性
材料を読みとりを目的として設けた、デジタルデータ処
理システム内で用いるためのディスクサブシステム用の
新しく改良された読書きヘッドを提供している。
要するに、本発明は、細い磁極端に向って先細になって
いる幅広になったヨーク部分をもつ一対の磁極片を含む
デジタルデータ処理システムにおいて用いるための読書
きヘッドを提供している。書込み中磁束を生成するため
ヨーク部分にはコイルが配置されており、磁極片はこの
磁束を磁極端へと導いている。磁極片のうちの一つのヨ
ーク部分にはスロットが形成されており、磁気抵抗性材
料の細長いストリップが読みとりオペレーション中に用
いられるべくこのスリットに隣接して位置づけされてい
る。磁極片の磁極端はディスクからの磁束を検出し、磁
極片は磁束を磁気抵抗ストリップへと導く。読みとり中
コイルは付勢されて、磁気抵抗性ストリップ内にバイア
ス磁界をつくる。ストリップがたゞ一つの磁区を残して
いるようにするため書込みオペレーションの終り又は終
了直後の時点でストリップに沿って磁界を加えるためス
トリップに隣接して一つのコイルを備えている。
第２の実施態様においては、磁極片の各々にはそのそれ
ぞれのヨーク部分内に形成されたスロットがあり、スロ
ットのまわりに単一のＵ字形の磁気抵抗性ストリップが
形成されている。このＵ字形ストリップは、単方向磁気
抵抗性ストリップに比べ書込みオペレーション中多数の
磁区の形成をさせにくゝする馬蹄形磁石を効果的に形成
する。
図面の簡単な説明 第1A図は本発明に従って作られた新しい読書きヘッドの
平面図であり、第1B図は軸Ｘ−Ｘに沿って切りとられた
第1A図に示されているヘッドの断面図である。
第1C−１図及び1C−２図は、それぞれ第1A図に示されて
いるヘッド用の代替磁極端の正面及び端面詳細図であ
る。
第2A図は、本発明に従って作られた第２の読書きヘッド
の平面図であり、第2B図は第2A図に記されているヘッド
の断面図である。
実施例の詳細な説明 第1A図及び第1B図を参照すると、本発明に従って作られ
た新しい読書きヘッドには、硬質焼結のフォトレジスト
といった絶縁層（18）により分離された磁気材料製の２
つの磁極片（11及び12）が含まれている。各々の磁極片
は、一端部（15）をもつ一磁極端（14）に向かって先細
になっている比較的大きいヨーク領域（13）を構成して
いる。作動中、ヘッドは、端部（15）が磁性媒体をもつ
回転するディスク（図示されておらず）の表面に向いて
いるようにアーム（図示されておらず）から吊り下げら
れ、ヨーク領域（13）の遠端（第1B図で左側）はディス
ク表面から遠い位置になる。ヘッドの軸Ｘ−Ｘがディス
ク表面に対し直交するようにアームがヘッドを保持す
る。
以下に説明されるようにディスク上にデータを書き込む
ための磁束を生成するようヨーク領域内で磁極片（11）
及び（12）の間に位置づけされた多巻平面つる巻きコイ
ル（16）（その一部分が第1B図に示されている）もヘッ
ドに含まれている。ヨーク領域（13）の左端部におい
て、磁極片（11及び12）は接触して、コイルの一部分を
とり囲みヨーク領域（13）内の磁極片の間に完全な磁気
材料の通路をつくる。その他の部分ではヨーク領域（1
3）と磁極端（14）の両方において磁極片の間には離隔
距離が保たれる。ヨーク領域内では、磁極片（11及び1
2）の間の離隔距離は比較的大きくなっていて磁極片が
コイル（16）を収納できるように、そして磁極片の間に
は最少限の磁束の漏れしかないようにしている。磁極端
においては磁極片間の離隔距離は比較的小さい。
本発明の一態様に従うと、ディスク表面の予想される配
向に対して平行に一方の磁極片のヨーク領域（13）内に
スロット（17）が形成されている。すなわち、スロット
（17）の方向は軸Ｘ−Ｘに直交している。第１図に示さ
れている実施態様においてこのスロットは磁極片（11）
に形成されている。このスロットに隣接して、アルミナ
や二酸化ケイ素のような薄い非磁性絶縁体により磁極片
（11）から電気的に絶縁された形で、ニッケル鉄合金
（permalloy）のような磁気抵抗性材料のストリップ（2
0）が置かれている。このストリップは、それの磁気双
極子がストリップの縦方向軸に対して平行にすなわち軸
Ｘ−Ｘに対して垂直に位置づけられている状態で単一の
磁区を有するように形成されている。磁気抵抗性ストリ
ップ（20）の端部は、以下に説明する検出回路（図示せ
ず）に接続されている電極（21及び22）に接続されてい
る。スロット（17）を構成する壁（23及び24）はストリ
ップ（20）に対して直角に配置されているのではなく、
ストリップ（20）に対して鋭角を成して傾斜し、第1B図
に示されているようにストリップ（20）に隣接する先の
とがった縁部（26及び27）を形成することが望ましい。
以上説明したように、コイル（16）は書込みオペレーシ
ョン間に用いられ、その場合、デジタルデータを表わす
磁気信号がディスク表面を含む磁気材料内に印加され
る。書き込みオペレーションの間デジタルデータを表わ
す電気信号がコイル（16）に加えられる。コイル（16）
に加えられる電気信号は変化して、既知の方法で記録さ
れるべきデジタルデータを規定する。電気信号に応え
て、コイルは磁極片内で磁束を生成する。一例において
コイルが磁束を（第1B図で）上方に、そして（第1A図
で）前方に、すなわち磁極片（12）に向かう方向に生成
するように電気信号が条件づけされているとすると、先
ず磁束はヨーク領域（13）において、磁極片（12）に受
けとられる。磁束は磁極端に向かったヨーク領域を通っ
て磁極片（12）内をのびる。磁極端はヨーク領域より小
さい断面積を有しているため磁束はギャップに集中す
る。すなわちギャップの１単位面積あたりの磁束の量は
ヨーク領域よりも大きい。磁極片（12）の端部（15）に
おいて、磁束は磁極片を出てディスクの磁性表面を通
り、こうしてそのときギャップに隣接している磁性媒体
内に磁束を印加する。
ディスクから磁極片（11）の端部（15）を通って磁束は
戻る。ここから磁束は磁極片（11）の磁極端を通って磁
極片のヨーク領域へと進む。ヨーク領域が大きいので磁
束は広がることができる。スロット（17）では、磁気抵
抗性ストリップ（20）に隣接する先のとがった縁部（2
6）が磁束を集中させ、これをストリップ（20）を通っ
て導き、このストリップが磁束を縁部（27）まで導く。
縁部（27）の磁気抵抗性ストリップ（20）から磁束を受
けとり、これを磁極片（11）のヨーク領域（13）の遠位
端部まで導く。書込みオペレーション中磁束は一般にき
わめて大きいため、磁気抵抗性ストリップは飽和しスロ
ット（17）を横切るエアギャップとして大きく作用す
る。
コイル（16）により生成された磁束が上述とは反対の方
向を有する場合、磁極片とディスクの磁気媒体を通る磁
束の経路も逆転する。こうして、磁極片（11及び12）、
ディスク磁気媒体及びストリップ（20）は、書込みオペ
レーション中コイル（16）により生成された磁束のため
の完全な磁気回路を形成する。さらに、ヘッドの下でデ
ィスクが回転し、ディスクの一つのトラック全体にわた
りアーム（図示せず）がヘッドを維持している状態で、
デジタルデータの変動に呼応して変化するヘッドにより
生成される磁束がトラックに沿って磁気媒体に加えられ
る。従って、デジタルデータを表わす磁束の変化はディ
スクのトラックに沿って加えられる。
本発明の別の特徴に従うと、データが書込まれている間
またはその直後に、電流IEが磁気抵抗性ストリップ（2
0）の端部の下に位置づけされた電線（30）に流され
る。電線（30）に流された電流は、磁気抵抗性ストリッ
プ（20）内に小さな磁界をつくり、それにより書込みオ
ペレーション中軸Ｘ−Ｘに対し平行な方向（すなわちス
トリップ（20）の長さ方向軸に対し直交する方向）にあ
ったストリップ内の磁気双極子はストリップの長さ方向
軸に沿った方向に自らを方向づけることができるように
なる。実際、磁気抵抗ストリップ（20）を通る書込み磁
束はストリップの双極子を長さ方向軸に対し直交する方
向に押しやる。書込み磁束が除去されると、双極子は長
さ方向でどちらかの向きに、戻ることができる。電線
（30）により加えられた磁界は、双極子が選定された方
向に戻ることができるようにする。この選定された方向
は電線により生成された磁界により決定される。従って
電線（30）及び書込みオペレーション後のこれに流され
る電流とが磁気抵抗ストリップ内に単一の磁区を維持す
る。
データは書き込まれた後、それが書き込まれたディスク
トラック上に読書きヘッドを位置づけることによって、
読みとられる。読取りオペレーションの間、コイル（1
6）には定常電流（Ｉバイアス）が流される。この電流
の結果一定磁束が生成され、これは磁極片（11及び1
2）、従って磁気抵抗ストリップ（20）に加えられる。
この磁束は、磁気抵抗ストリップ（20）内のバイアス磁
束である。基準磁束を生成する電流は、バイアス磁束と
して使用されるのに充分な磁束を生成するだけの高いも
のであるが、この磁束がディスク上に記録されたデータ
と干渉しないほどに充分小さいものである。
ディスクが端部（15）に隣接して移動するとき、ディス
クに記録された磁束の反転が、磁極端（14）の端部（1
5）を通って磁極片（11及び12）に透過する磁束をつく
る。磁気抵抗性ストリップ（20）はそれが取付けられて
いる磁極片（11）の磁束を検出する。他の磁極片（12）
に透過する磁束はストリップ（20）に対しほとんど影響
を及ぼさない。鋭角を成して置かれたそれぞれの壁（23
及び24）により形成されている磁極片（11）の縁部（26
及び27）により、磁束は効果的に磁気抵抗性ストリップ
（20）へそしてこれを通って導かれることを確実にし、
そして少なくとも磁束のうちの幾分かが磁気抵抗ストリ
ップ（20）をバイパスさせるようにする壁（23及び24）
における磁束のフリンジ縁効果を減少させることを確実
にしている。
検出装置（図示せず）は、電極（21及び22）の間に電流
Isを流し、反転磁界による電圧変化を検出する。検出装
置により検出された電圧の変化は、磁気抵抗ストリップ
（20）の電気抵抗の変化、特に電極（21及び22）の端面
（28及び29）の間のストリップの部分の電気抵抗の変化
に直接関係している。こうして、ディスクがヘッドの端
部（15）の下を通るとき、コイル（16）からのバイアス
磁束のみの結果としての電圧レベルとの関係における電
圧レベルの変化が磁気抵抗材料の電気抵抗の変化、従っ
てディスク上の磁束パターンの変化に直接関係づけられ
る。
ディスク上にデータが記録される密度を決める要因とし
ては２つある。すなわち、ディスクの半径単位毎に記録
されうるトラック数と、トラックの長さ毎に記録されう
る磁束反転回数である。半径単位あたりのトラック数の
方は、端部（15）における磁極片（11及び12）の幅に関
係している。従って、端部（15）における磁極片の幅が
大きくなればなるほど、半径単位毎に記録され得るトラ
ックの数は少なくなる。
トラック長毎に記録される磁束反転の回数は、ギャップ
すなわち端部（15）における磁極片間の距離を含むいく
つかの要因に関係づけされる。ギャップの幅が大きくな
ればなるほど、１トラック上に記録されうるデータの数
は少なくなる。
第1A図及び第1B図に示されている構成により、端部（1
5）における磁極端の幅もギャップ幅も最低限におさえ
ることができ、こうして、磁気抵抗ストリップ（20）の
端部における多数の磁区の生成によるバルクハウゼンノ
イズの影響を最小限にするのに充分な長さの磁気抵抗ス
トリップ（20）を用いながら、記録されうるデータ密度
が高められることになる。磁気抵抗ストリップがギャッ
プ内に置かれていた従来ヘッドでは、このギャップはス
トリップを収納できるようさらに大きい幅のものでなく
てはならなかった。さらに、前述の米国特許第4,535,37
5号に記されているヘッドにおいて、ヘッドはバルクハ
ウゼンノイズを最小限におさえるよう比較的長いが、こ
の長さは望ましいトラック密度によって制約を受けてい
る。
磁極端（14）から磁気抵抗ストリップ（20）を除去しそ
れをヨーク領域（13）内に置くことにより、磁極片の幅
も端部（15）におけるギャップの幅もより小さくするこ
とができる。ヨーク領域（13）内の磁極片の幅は磁極端
の幅よりもはるかに大きいため、磁気抵抗性ストリップ
（20）はより長いものにすることができ、こうして末端
効果によるバルクハウゼンノイズを最小限におさえるこ
とができる。コイル（30）はさらに、書込みオペレーシ
ョンに続いて共通の方向に磁気双極子を向けることによ
り、ストリップのその他の部分におけるバルクハウゼン
ノイズを軽減する。
さらに、新しい読み書きヘッドのヨーク領域（13）内の
磁極片（11及び12）の幅はトラック密度とは無関係であ
るため、電極（21及び22）の端部（28及び29）の間の磁
気抵抗性ストリップの長さもトラック密度とは無関係で
あり、読取り中の感度も又トラック密度とは無関係であ
る。検出用電極（21及び22）間の磁気抵抗性ストリップ
（20）の部分が短かい場合、（ストリップが磁極端領域
内のギャップ内にあるときのように）、ストリップの抵
抗及び読取り中の抵抗の変化は両者共低く、従ってスト
リップの感度もまた低い。しかしながら、新しいヘッド
内のストリップ（20）はヨーク領域（13）内にあるた
め、電極（21及び22）の間のストリップの部分は比較的
長く、より高い感度を可能にする。ヨークの幅はトラッ
ク密度と無関係であることから、新しいヘッドの感度も
又トラック密度と無関係である。
第1C−１図及び第1C−２図は、サイドシールド（31及び
32）を提供するための磁極端領域（14）の変更を表わし
ている。サイドシールド（31及び32）は、磁極片（12）
の磁極端部分（14）にとりつけられこの一部を成してお
り、磁極片（11）の磁極端部分（14）の側面に沿って従
属している。サイドシールド（31及び32）は磁極片（11
及び12）を含む同じ磁気材料で作られていてもよい。
作動中、サイドシールド（31及び32）は、磁極片（11）
の磁極端部分（14）を読みとりオペレーション中の隣接
するトラックからのフリンジ磁束を遮へいする。隣接す
るトラックからのフリンジ磁束は、ヘッドが読みとって
いるトラックからの磁束と同じようにして磁極片を透過
し、その結果ヘッドに接続されている検出装置（図示せ
ず）により得られる信号内にノイズを生じさせる。前述
のように磁気抵抗性ストリップ（20）からの出力は磁極
片（11）に透過する磁束に関係し、サイドシールド（31
及び32）をもつ磁極片（12）に透過する磁束には関係づ
けられないため、磁気抵抗性ストリップは隣接するトラ
ックからのフリンジ磁束によって影響されない。こうし
てフリンジ磁束からヘッドを遮へいすることにより、サ
イドシールド（31及び32）は信号対ノイズの比率を改善
しトラック相互をより近づけることができる。
第２図は、磁極片（12）のヨーク領域（13）内にスロッ
トを付加し、絶縁層（19）に似た絶縁層（49）により磁
極片（12）から分離された状態にして磁気抵抗性ストリ
ップ（42）の一部分を位置づけた、第１図のヘッドに似
た別の読書きヘッドを示している。第１図のヘッドの要
素に似たこのヘッドの要素は、同じ参照番号を有する。
スロット（17）と同様、スロット（41）は、ストリップ
（42）に隣接する縁部（45及び46）を形成するよう磁極
片（12）との関係において鋭角を成して置かれた表面
（43及び44）を含んでいる。ストリップ（42）は一般に
Ｕ字形をしており、それの部分（47及び48）はスロット
（17及び41）にそれぞれ隣接し、接続部分（49）が部分
（47及び48）を接続している。電極（21及び22）はスト
リップ（42）の部分（47）に隣接しこれと電気的に接触
した状態に位置づけられており、第２の電極対（50及び
51）は、部分（48）に隣接しこれと電気的に接触した状
態で位置づけされている。ヘッドが従来の薄膜技術を用
いて形成される場合、接続部分（49）は従来の技術を用
いて形成された経路であってよい。
第2A図の読書きヘッドの作用は、第１図のヘッドのもの
と似ているが、読とりオペレーションの間両方の磁極片
（11及び12）を透過する磁束がストリップ（42）の電気
抵抗に影響を及ぼすという点が付加される。第1A図のヘ
ッドによると、ストリップ（20）の抵抗はまず主にスト
リップ（20）に隣接する磁極片（11）に透過する磁束に
よる影響を受けるのである。従ってヘッド（第2A図）の
両方の磁極片（11及び12）に隣接する電極（21,22,50及
び51）に接続された検出装置（図示せず）により検出さ
れる信号は、第1A図のヘッドの片方の磁極片（11）のみ
に隣接する電極（21及び22）に接続された検出装置によ
り検出される信号よりも対称的なものとなる。対称的な
読みとり信号は、非対称な読みとり信号に比べて、ヘッ
ドを用いるその他の回路（図示せず）によりよりスムー
ズに処理される。
さらに、Ｕ字形磁石の形をした長いストリップ（42）
（第2A図）の場合、ストリップは特に書込みオペレーシ
ョン中に存在する外部から加えられる磁束による多くの
磁区の形成に対してより高い耐性を有する。
磁気抵抗性ストリップの付加的な部分を収納するため磁
極片の中に付加的なスロットを形成することもできる。
このようなヘッドにおいては、単一の磁気抵抗性ストリ
ップが蛇状曲線の形にてかかるスロット全てに隣接して
位置決めされる。磁気抵抗性ストリップ（20）の長さが
長くなれば、バルクハウゼンノイズをさらに最小限にお
さえることができ、又ディスクから読みとられる磁束に
対するヘッドの感度は増大されることになる。
さらに、各図面に示されている磁気抵抗性ストリップの
特定の位置づけ、すなわち一般にそれぞれの磁極片（11
及び12）の下という位置づけは、一例に過ぎずなんら制
限的意味をもつものではない。特に、或る種の薄膜製造
プロセスにおいては、磁気抵抗性ストリップが比較的平
坦な表面上に形成されるようにするため隣接する磁極片
の形成に先立ち磁気抵抗性ストリップを形成することが
望ましい。磁気抵抗性ストリップが形成されるそれぞれ
の磁極片の側面が、ヘッドの作動に影響を与えることは
ない。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ヘッドに対して動く磁性媒体へ磁束の形で
    データを書き込み、そして磁性媒体からデータを読むた
    めにデジタルデータ処理システム内の磁気蓄積デバイス
    に使用する読み書きヘッドにおいて、 ２つの磁極片11、12のそれぞれのヨーク領域13におい
    て、磁束発生のための付勢コイル16を磁極片間に配置
    し、一方の磁極片のヨークのスロット17を横切る磁束路
    に直交して磁気抵抗材料のストリップ20を配置し、スロ
    ット付きの磁極片から前記の磁気抵抗材料のストリップ
    20を絶縁層19が分離しており、磁性媒体がヘッドに対し
    て動くとき磁気抵抗材料のストリップ20の電気抵抗が磁
    性媒体に記録された磁束の変動に応じて変化してストリ
    ップ20に接続された検出装置が磁気抵抗材料のストリッ
    プ20の電気抵抗の変化を感知し、 前記の磁極片11、12は狭い先端部分14と広いヨーク部分
    13とこれらの先端部分14とヨーク部分13とを繋ぐ幅の変
    わっていく部分とから形成され、前記の磁極片のスロッ
    ト17は磁極片11の広いヨーク部分13に配置され、磁気抵
    抗材料のストリップ20はスロット17の両端を越えて、ス
    トリップ20の端に生じる多数の磁区によるバルクハウゼ
    ンノイズを最小とする程度に延びており、そして感知電
    極21、22はスロット17の両端でストリップ20へ接続され
    ていることを特徴とした読み書きヘッド。
  2. 【請求項２】書き込みオペレーションの間コイル16を付
    勢する可変電流を流し、そして読み取りオペレーション
    の間コイル16を付勢する一定電流を流す手段を設け、読
    み取りオペレーションの間のコイル16の付勢は磁気抵抗
    材料のストリップ20へバイアス磁化をつくって線形の磁
    束−電気抵抗域を持たせるようにした請求項１に記載の
    読み書きヘッド。
  3. 【請求項３】磁気抵抗材料のストリップ20は、ストリッ
    プの長さ方向の軸に対して選択された配向を有する磁気
    双極子によって形成される単一の磁区を有し、この磁気
    抵抗材料のストリップ20近くに第２の付勢コイル手段30
    を配置し、前記の選択された配向に磁気双極子を強制的
    に向けるため書き込みオペレーションの終わりで付勢し
    て前記のストリップの長さ方向の軸と同軸の磁界を発生
    させるよう前記の第２の付勢コイル手段30を配向した請
    求項１に記載の読み書きヘッド。
  4. 【請求項４】両方の磁極片11、12のヨーク領域にスロッ
    ト17、41が形成され、これらのスロットは相互に平行で
    あり、磁気抵抗材料のストリップ20はＵ字形の部材であ
    って、それの直線部分はそれぞれのスロットに直交する
    磁束に近接し、これと直交している請求項１に記載の読
    み書きヘッド。
  5. 【請求項５】スロットの付いていない磁極片12はサイド
    シールド31、32を含み、このサイドシールドは磁極片の
    先端14から延びて他方の磁極片の先端14の側面を回って
    おり、ヘッドの使用時にはサイドシールド31、32は隣接
    トラックからの磁束から前記の他方の磁極片の先端を遮
    蔽する請求項１に記載の読み書きヘッド。
  6. 【請求項６】ヨーク領域のスロット17、41はオペレーシ
    ョン中磁性媒体の面に平行になるように形成され、そし
    て磁気抵抗材料のストリップ20はストリップの長さ方向
    の軸に対して選択された配向を有する磁気双極子により
    形成される単一の磁区を有する請求項１、２、３、４も
    しくは５に記載の読み書きヘッド。
  7. 【請求項７】磁極片11、12はヨーク領域13において比較
    的大きく離されていて付勢コイル16を収容し、そして先
    端領域14で比較的小さく離されて磁性媒体のデータ密度
    を増大し、一方の磁極11のヨーク領域13のスロット17の
    壁23、24はヨークの外面に対して鋭角をつくっている請
    求項１、２、３、４、５もしくは６に記載の読み書きヘ
    ッド。
  8. 【請求項８】付勢コイル16は複数巻回を有し、そして平
    らで、螺旋状である請求項７に記載の読み書きヘッド。
  9. 【請求項９】磁気抵抗材料のストリップ20はヨーク領域
    を越えて延びている請求項７に記載の読み書きヘッド。
  10. 【請求項１０】ヨーク領域の縁に近接している磁気抵抗
    材料のストリップ20の部分へ加えた電極21、22によって
    ヘッドを検出装置に接続する請求項６に記載の読み書き
    ヘッド。
JP63503548A 1987-04-01 1988-03-21 デジタル磁気記憶装置用の磁気抵抗性薄膜ヘッド Expired - Lifetime JPH0738251B2 (ja)

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US3344687A 1987-04-01 1987-04-01
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JPH0738251B2 true JPH0738251B2 (ja) 1995-04-26

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AU (1) AU1628188A (ja)
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DE (1) DE3852593T2 (ja)
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WO (1) WO1988007741A1 (ja)

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