JPS58166526A

JPS58166526A - 磁気抵抗効果型磁気ヘツド

Info

Publication number: JPS58166526A
Application number: JP5035682A
Authority: JP
Inventors: Atsunori Hayakawa; 早川　穆典
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1982-03-29
Filing date: 1982-03-29
Publication date: 1983-10-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、磁気抵抗効果型磁気ヘッド、特にトラッキン
グサーボ用の磁気ヘッドに係わる。

されるが、狭トラツク化においてテープの切り出し幅の
精度、ガイディングの精度等の限界から、磁気ヘッドと
磁気媒体上の磁気トラックとの位置関係を所足の位置関
係に設定するための制御、いわゆるトラッキングサーボ
が必要となる。

この場合、トラッキングサーボ信号を得るための再生ヘ
ッドが設けられるが、この場合、１個の再生ヘッドのみ
を用いると、その再生出力の低下によってトラッキング
のずれは検出できるものの、そのずれの方向の検出がで
きない、このようなずれの方向を検出することができる
ように、この再生ヘッドを故意にトラック幅方向に振動
させてこのヘッドの動きの方向と出力の増減から、トラ
ッキングのずれの方向の情報を得るという方法がとらｎ
る。ところが、この場合、サーボ機構が複雑となる上に
、サーー〇限界周波数がヘッドを振動させる周波数以下
に制限され、１だ振動音が生じるという欠点がある。

一方、磁気抵抗効果（ＭＲ）型磁気ヘッドは、高感度で
、再生出力が磁気テープとの相対的移行速度に依存しな
いことなどの特徴を有し、ＭＲ型磁気ヘッドを、トラッ
キングサーボ信号を得るための再生磁気ヘッドとして用
いることが考えられる。

この場合、例えば第１図に示すように磁気媒体、例えば
磁気テープ（１）上の磁気トラック（２）Ｋ１その薄１
１１１ＭＲ素子の膜面ＩＩＩ＃に磁気異方性を有する長
手方向がトラック＋２１の幅方向に沿うよう且つ薄膜Ｍ
Ｒ素子の一側端面が媒体１１１に：対接するように配置
し、その長手方向の両端と中央から夫々端子ａ及びｂと
、Ｃとの導出を行い、ａ及びｃｌｓＪ’ｌ、ｃ及び６間
の抵抗変化忙よる出力によってトラックのずれの方向の
情報を得ることができる。ところが、この場合、ＭＨ素
子の中央端子の取り出し部が不感帯となるので、狭トラ
ツクへの適用に＠点がある。他の構成としては、例えば
、１！４２図に示すように、２個のＭＲ型磁気ヘッド素
子Ｍ托Ａ及びＭルＢを、トラック１２＋の各−側縁に夫
々跨るように配電して画素子Ｍ）Ｌによってトラッキン
グのずれを検出することが考えられる。しかしながら、
この場合、その構造が複雑となる。また、このようにト
ラック幅方向にＭＲ素子を配置するものにあっては、狭
トラツク化に伴い充分な出力が得られなくなるという欠
点がある。

本発明においては、このようなトラッキングサーボ用の
磁気ヘッドに適用して上述した諸欠点を解消することが
できるようにした磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供する
ものである。

すなわち、本発明においては、第３図にその路線的構成
を示すように、磁気媒体、例えば磁気テープ田土の１帰
トラック（２；の長手方向に沿ってその記録トラック（
２）の幅ＷＫはぼ等しい間隔で互いに平行に配された一
対の薄輯磁気抵抗（ＭＲ）効果集子Ｍｌ’Ｌ１及びＭＲ
２を設け、これら対のＭＲ効果素子Ｍ）Ｌｌ及びＭＲ２
の抵抗変化の相違を検出する手段を設ける。

すなわち、本発明においては、対の薄１１ＭＢ効果素子
ＭＲ１及びＭＲ２の長手方向の一側端縁が正規の状態で
記録トラック１２１の長手方向に沿う各側縁上に薄膜Ｍ
Ｒ素子ＭＲ１及びＭＲ２の各−側端面、すなわち感磁性
端面が対接するように配置されてサーボ用ヘッド（５）
が構成される。

そして、これら対のＭｌ素子ＭＲ１及びＭＲ２の例えば
互いに対向する各一端を相互に電気的に連結してそのＷ
Ｉ続中点から端子ｔ３をとり出し、各ＭＲ素子ＭｋＬ１
及びＭＲ２の各他端から夫々端子ｔ１及びｔ２を導出す
る。この場合、各ＭＲ素子ＭＲ１及び鵬２からとり出す
信号は磁界の向きを検出する必要はないので、通常のＦ
［信号を読み出すＭＲ型の磁気ヘッドにおけるようなバ
イアス磁界を４える必要はない。

これらトラッキングサーボ用の信号を得るためのＭＲ素
子ＭＲ，及びＭＲ，は、テープレコーダにシけるその磁
気記録及び（または）再生を行う磁気ヘッドと所足の位
置関係が保持されるようＫ例えば共通のヘッド基板上に
設けられて、機械的Ｋ　一体化さ４る。ここに記録、再
生磁気ヘッドは電磁誘導型の磁気ヘッドを用いること本
で老るし、記録ヘッドとして電磁誘導型の磁気ヘッドを
用い、再生磁気ヘッドとしてＭＲ薄膜によるＭＲ型磁気
ヘッドを用いることもできる。この記録内容の再生を行
うためのＭＲ型磁気ヘッドは、その膜面が　１磁気トラ
ツク１２１の幅方向に配置されてその感磁性端面が磁気
トラックに対接された構成とされ、更にバイアス磁界が
印加された構成が採られて磁界の極性判別がなされるよ
うにした通常の構成が採られる。例えばｔ４４図に示す
ように共通のビデオヘッド基板（３）の基準平面（３ａ
）上に、通常の電磁誘導型の記鍮再生用磁気ヘッド（４
）を配置すると共に、これの近傍に本発明によるＭＲ１
！Ｒ１へッド（５）を配置する。記鐙再生用磁気ヘッド
（４）は１例えば対の磁気コア半休（６ｍ）及び（６ｂ
）が対向合体され、その前号端面間に作動磁気ギャップ
ｇが形成されている。　（７Ａ）及び（７Ｂ）は磁気ギ
ャップｇのトラック幅を規定するためにコア半体（６り
　及び（６ｂ）Ｋ跨って切り込まれた溝で、こ′れら＃
（７Ａ）及び（７Ｂ）内には非磁性の例えばガラスが充
填される。この場合、磁気媒体に対し、例えば、図示し
ないが基板（３）の基準面（３ｍ）と１交し、その交叉
線に沿う方向に相対的走査がなされる。ここに記録・再
生用磁気ヘッド（４）の磁気ギャップｇと、１本発明和
よるサーボ用磁気ヘッド（５）の各ＭＲ素子ＭＲ１及び
ＭＲ，の感磁性端面が磁気媒体との対接面に臨むように
配置される。そして、磁気ヘッド（４）Ｋよって記録さ
れて形成される磁気トラックの上下両側縁に対応する位
置に、サーボ用ヘッド（５）の各ＭＲ，素子ＭＲ１及び
ＭＲ，が存在するように両ヘッド（４）及び（５）の位
置関係及び各ＭＲ素子ＭＲ１及びＭＲｌの間隔が設定さ
れる。

上述の構成による対ａＭＲ素子ＭＲ１及びＭＲｌにおい
て各薄膜ＭＲがその長手方向＃ＩＣ！気異方性を持って
いれば、信号磁界によって夫々抵抗が変化する。すなわ
ち、今％第５図へに示す信号磁界がトラック１２１　Ｋ
よって得られる場合、すなわち、トラック＋２）に同図
ＢＫ示す磁化がなされている場合、これに対接されるＭ
Ｒ素子ＭＲ１及びＭＲ３Ｋは、同図ＣＫ示す抵抗率変化
が得られる。この場合、同図ＡＫ示すように信号磁界が
正弦波状に変化し、信号の最大磁界で、同図ＢＫ示すよ
うに、磁化がトラック幅方向に完全に向く場合、その平
均抵抗変化率は、ＭＦＬ素子をトラック幅方向に沿って
配ツク幅に係わりなく長くできるので、この感度の低下
は充分補償できるのみならず、狭トラツクの場合、寧ろ
上述したトラック幅方向に沿って配置する場合に比し、
本発明によるＭｆ−Ｌ素子ＭＲ１及びＭＲ２の場合、磁
気媒体との接触長、したがって実効的膜長け、ビデオヘ
ッドでは数１００μ嵐〜ｌμ講程度にもすることができ
るので、その実質的感度は格段的に高められることｋな
る。

このように、各ＭＲ索子ＭＲ１及びＭＲ，によればその
抵抗変化によって例えば第４図で説明した配置・再生磁
気ヘッドが、例えばその再生に当って磁気トラックより
、ずれた場合、これを検出したナーボ信号を得ることが
できる。すなわち、今、！［３図の構成において、ヘッ
ド（５）がトラック幅方向に移動した場合の端子ａ及び
０間、ｂ及び０間の抵抗の変化をせると、夫々第６図中
曲線（８）及び（９）に示すように夫々トラック（２１
０側織からのずれ部分で顕著な磁界の変化による顕著な
抵抗変化が得られる。この変化区域）Ｘは、配録信号の
波長以下であり（−波長離れると信号レベルは約５４６
減衰する）鋭敏な変化が得られる。したがって、狭トラ
ツクのトラッキングサーボ信号として有利となる。しか
しながら、例えばビデオテープレコーダにおける配置信
号波長λは、２２１６５μｍで、ΔＸが狭過ぎてかえっ
てそのコントロールが難シくなる場合には、第７図に示
すように１両Ｍル素子ＭＲ１及びＭＲ２の膜長方向がト
ラック１２１の長手方向忙対して小なる角−だけ傾むけ
れば、Δｘ−１−１１ｎｏ″：ｔ−ｅ（但し農はＭＲ膜
の感磁性部の長さ）となることから、第８図に夫々端子
ａＣ間、ｂｃ間の抵抗変化曲線（８’）（９’）で示す
よう抵抗変化区域ΔＸを、傾斜角θの選定によって広げ
ることができる。

そして、上述した対のＭＲ素子ＭＲ１及びＭＲｌのトラ
ッキングのずれｋよる抵抗変化の相違を検出してトラッ
キングサーボ信号を得る。第９図は、その−例を示し、
この場合、電源ＥにＭＢ素子Ｍル１及びＭＲ２の直列回
路を挿入し、その接続中点をレベル比較器部に接続する
。αυは基準電圧Ｗ＆足足回可変抵抗器ある。このよう
な構成において、トラッキングが正しくなされた状態で
、可変抵抗器ａυの調整がなされて比較部員の出力レベ
ルを基準レベルの例えば０レベルに設定する場合、例え
ば、第４図で説明した配置信号の再生ヘッド（４）、　
したがって、サーボ用ヘッド（５）が、磁気媒体の配置
トラックに対して例えば下万忙移動するとき、藁６図及
び１に８図の抵抗変化曲線から明らかなように一万の素
子Ｍ几１の抵抗が減少し、他方の素子ＭＲ２の抵抗が増
加するので１両ＭＲ１及びＭＲ，の抵抗によって分割さ
れた電圧が比歇器鱒に与えられて比較ＢａＩの出力レベ
ルが基準レベルより上昇し、これとは逆に上方虻移動す
るときは、比較器（ＩＩの出力レベルが基準レベルより
下るので、この比較器αＯの出力によって、トラッキン
グのずれを検出することができることになる。すなわち
、比較器ａωからトラッキングサーボ信号を得ることが
できる。

そして、このようにして得たトラッキングサーボ信号に
よって例えばビデオテープレコーダにおいて、その出猟
テープ送りをなすキャプスタンの回転速度の制御をなす
ようにすることＫよって正しいトラッキングが行われる
ようになし得る。

また、上述した対のＭＲ素子ＭｋＬｌ及びＭＲ，より成
るサーボ用ヘッド（５）の具体的構造は種々採り得るも
、例えば第１（）図に示すように、ガラス、セラミック
、非磁性フェライト、サファイヤ等より成る基板、例え
ばヘッド基板（３）上に例えばＮｒ　−Ｆｅ合金、Ｎ１
−Ｃｏ合金等のＭＲ効果を有するＭＲ薄膜を帯状に形成
して一万のＭＲ素子ＭＲ１の感磁性部（１２１）を構成
し、その両端から前述した端子ｔ２と中間端子ｔ３とを
導出するための端子導電層（１２ｂ）及び（１２ｃ）を
、例えば感磁性部（１２ａ）より延長したＭＲ１１１！
自体によって構成する。そして、この素子ＭＲ２−上に
、絶縁性及び非磁性の例えば８　ｔ０２．８ｉ　３Ｎ４
、Ａｇ２ｏｓ等のスペーサとなる層α３を被着し、これ
の上に、前述した素子ＭＲ２と同様に、例えばＮ４−　
Ｆｅ合金、Ｎｉ　−Ｃｏ合金等のＭＨ効果を有−１６Ｍ
Ｂ薄膜を帯状に形成して一万のＭＲ素子ＭＲ１の感磁性
部（１４１）を構成し、その両端から前述した端子ｔ１
と中間端子ｔ３とを導出するための端子導電層（１４ｂ
）及び（１４Ｃ）を、例えば感磁性部（１４ｍ）より延
長したＭＲ薄膜自体によって構成する。そして、この素
子ＭＦＬｌ上に、−見はエポキシ系接着剤、水ガラス等
のガラス等の接着剤ａ江］つてガラス、セランツク、非
磁性フェライト等より成る保繰基板（ＩＱを接着する。

こりよ５にして対の素子ＭＲ１及びＭＲ４カ、スヘーサ
層峙の厚さＫよって規制された間隔をもって一体化され
たヘッド（５）を構成し得る。尚、ここに画素子ＭＲ１
及びＭＲ２の各−万の端子導電層（１２ｃ）及び（１４
ｃ）は、スペーサ層ａ３に穿設したコンタクト窓を通じ
て相互に電気的に連接させてその接続を行い得る。

尚、上述した例においては、基板（３）、スペーサ層Ｑ
３、保纒基板ａｅｖ夫々非ａ性材によって構成した場合
であるが、これらを磁性材によって構成し、各ＭＲ素子
ＭＲ１及びＭＲ，間の磁気シールド、これらに対する他
部との磁気的シールド効果を得るようＫなし得る。

次に第１１図ないし第１４図を１照して本発明による磁
気ヘッドの製法の一例を説明する。先ず１に１１図に示
すように、基板（３）上に、例えば全面的ＫＭＲ効果を
有するＭＲ薄膜０３を、例えばＦｅ　−Ｎ１合金を厚さ
５００ｘに蒸着、スパッタリング等によって被着形成す
る。そしてこれの上に、スペーサ層Ｏ１を所要の厚さに
マスクを介して蒸着またはスパッタリングによって島状
に選択的に形成する。この場合、スペーサ層ａ３の側面
は垂直面とならない所要の傾斜をもった面とする。そし
て、こｔＬの上ＫＭＲ薄膜ｆｉ２１トｆａｌｌｅノＭＦ
Ｌ＠＄０４ヲ形成スる。

その後、第１２図に示すように、フォトエツチング、ド
ライエツチング等圧よってＰｄＲ薄１１Ｑ４）、スペー
サ１ｍｓ、　ＭＲ薄膜α２を選択的Ｋｆｌｌ、ｔばコ字
状にパタ−ニングして、各ＭＲ薄膜０４によってＭ）Ｌ
素子ＭＲ１を形成し、ＭＲ薄膜ｆｉｚＫよってＭル素子
ＭｆＬ２を形成する。この場合、両ＭＲ素子ＭＲ１及び
ＭＷ、は少くともその感磁性部（１２ａ）及び（１４ａ
）ができるだけ同一形状１面積を有し、両者の特性が一
致するように、このバターニングの縁部はできるだけ垂
直側面を形成するようＫする。この場合、下層のＭ）Ｌ
素子ＭＲ２の端子導電層（１２ｂ）及び（１２ｃ）は、
上層のＭＲ素子ＭＲ，、の端子導電層（１４ｂ）及び（
１４Ｃ）より、言い換えれば、１１１１図で説明した島
状のスペーサαＪより後方に突出するように形成し、上
層のＭＲ素子ＭＲ１の端子導電層（１４ｂ）及び（１４
ｃ）の後端は、傾斜面とされた島状スペーサ０３の後端
面と一致するパターンとする。

尚、上述した例では、スペーを層０３を島状に形成した
場合であるが、これを全面的に形成してスづ−サ層、ａ
Ｊのパターニングを壷数回、一部の厚さづつ行って、そ
の縁部の側面が階段面、或いは傾ノ斜面となるよ５にすることもできる。

次に、第１３図に示すよう虻、全面的に例えば５ｉＵ２
、Ａ１２０３等を蒸着、スパッタリング等圧よって被着
してなる保鏝膜（ｌ？）を被覆する。そして、この保農
膜顛に、上層のＭ凡素子ＭＲ１の両端子導電＋１　（１
４ｂ）及び（１４Ｃ）の端部上に窓（１７Ａ）（１７Ｂ
）を。

下層のＭｌ（素子ＭＡ、の両端子導電層（ｔ２ｂ）及び
（１２Ｃ）の端部上［１！！　（１７Ｃ）及び（１７Ｄ
）を穿設する。

そしてＡＩ等の金属導電層ａ・を、窓（１７Ａ）と（１
７Ｄ）を通じて各ＭＲ素子Ｍ）ｔｌ及びＭＲ２の各−万
の端子導電層（１４ｂ）及び（１２ｂ）に電気的に連接
して形成して端子ｔ１及びｔｌの導出を行い、同時に窓
（１７Ｂ）及び（１７Ｄ）を通じて両ＭＲ素子Ｍｌ−Ｌ
１及びＭＲ２の各他方の端子導電層（１４ｃ）及び（１
２ｃ）に差し渡ってこれらと夫々電気的忙連接して両者
の接続と端子ｔ３の導出を行う。そして各素子ＭＲ１及
びＭＲ２の感磁性部が沿う基板（３）の側面側から第１
４図中個線ａ嚇で示す画素子ＭＲ１及びＭＲ２の各感磁
性部に至る位置まで切削研轡を行゛つて、磁気媒体との
対接面を形成すると共に、この対接面に各素子ＭＲ１及
びＭＲ，の各ＭＲ薄膜の感磁性部の側面が臨むようＫな
して［１５図に示すように本発明による磁気ヘッド（５
）を得る。

また本発明によるサーボ用磁気ヘッド（５）は、紀録・
再生用磁気ヘッド自体に形成すること本できる。＠１６
図はこの場合の一例でこの場合１作動磁気ギャップｇが
形成された配録・再生用磁気ヘッド（４）のコア（６ａ
）及び（６ｂ）の両側面圧夫々非磁性層■を介して薄膜
Ｍ）１素子Ｍ几１及びＭに２を被着形成した場合である
。

上述したように本発明による磁気ヘッド（５）は、対の
Ｍｌ（素子ＭＲ１及びｙｉａ２によってトラッキングの
ずれを検出するものであるが、特に本発明和おいてはそ
のＭＲｆｌ膜の感磁性部の側端面な磁気トラックの長手
方向に配したことｋよって前述したように挾トラック化
によって４充分な出力が得られ、且つ鋭敏なサーボ信号
が得られるものであり、更に対のＭＲ素子ＭＲ１及びＭ
Ｒ，によって分割された出力を得るようｋするときは、
画素子ＭＲ１及びＭａｌを同一材料、構成として両者の
温度特性がほぼ一致した構成とすれば両者の温度特性の
補償をも行うことができ、温度の依存性本回避できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

９１図及び第２図は本発明と比較されるトラッキングサ
ーボ用磁気ヘッドの構成図、第３図は本発明によるトラ
ッキングナーボ用の磁気抵抗効果ｍ磁気ヘッドの一例の
路線的構成図、第４図は本発明による磁気ヘッドの路線
的拡大正面図、第５図はその説明図、第６図はその抵抗
変化特性図、第７図は本発明Ｋｘ　舎、・磁気″７　）
’の他０例の配置説明図、第８８ＥＩはその抵抗変化特
性図％第９図は本発明忙よるヘッドのサーボ信号検出手
段の一例の回路図、第１０図は本発明による磁気ヘッド
の一例の具体的構造を示す拡大斜視図、１１１１図ない
し８１１５図はその製法の一例の工程図、１Ｎ１６図は
本発明による磁気ヘッドの更に他の例を示す拡大斜視図
である。（１）は磁気記録媒体、（２１は配置トラック、（５）
は本発明による磁気ヘッド、ＭＲｌ及びＭＲ，はその薄
膜磁気抵抗効果素子である。七、− 第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

磁気記録媒体上の記録トラックの長手方向に沿ってその
記碌トラック幅忙は−等しい間隔で互いに平行に配され
た一対あ磁気抵抗効果素子よりなり、該一対の磁気抵抗
効果素子の抵抗ｉ化の相違を検出する手段を具備して成
る磁気抵抗効果型磁気ヘッド。