JPS6180510A - 垂直磁気ヘツド - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は垂直磁気ヘッドに関する。

従来例の構成とその問題点 垂直磁気記録によれば、従来の面内磁気記録にくらべて
はるかに高密度の信号記録が可能である。

このような垂直磁化信号を記録再生するためのヘッドと
しては次のようなものが提案されている。

第１図はその第１の例で、主磁極１と、巻線２を施され
た補助磁極３が媒体４をはさんで対向している構成であ
る。このような補助磁極励磁型垂直ヘッドを改良した第
２の例として、媒体の片側から記録再生できる主磁極励
磁型ヘッドがある（第２図）。

これらはいずれも巻線２に記録電流を与えることによっ
て記録し、媒体上の磁化から巻線に誘起される電圧によ
って再生するものであシ、媒体の近傍に巻線を設けるほ
ど効率の向上が得られることがわかっている。

主磁極励磁ヘッドにおいて媒体側に巻線を接近させるた
めには薄膜ヘッド構成を用いることが有効である。

第３図はこの構成による例である。非磁性基板６の上に
、強磁性薄膜による主磁極１．薄膜コイル６、強磁性薄
膜によるリターンヨーク７が順次形成されている。これ
らの膜の間には絶縁層（図示せず）が形成されている。

このような構成の薄膜ヘッドは全体の寸法、特に図中の
Ｌｌ　　を小さくすることができるため高効率なものが
得られる。

薄膜コイルとして１０ターン前後、Ｌｌ　　として１０
０μｍ程度のものが実現されている。

さらに巻線を媒体に近づけるために第４の例として、第
４図に示すものが提案されている。

強磁性基板８の上に薄膜コイル６が形成され、その上に
、非磁性基板９で保持された主磁極１が接合されている
。このような構成により図中Ｌ２をさらに小さくでき、
より高効率のヘッドを得られる可能性がある。

以上これまでに提案された垂直ヘッドを列挙したが、こ
れらを比較すると以下のようになる。

第１および第２の例として挙げた構成のヘッドでは、巻
線は数１０〜数１００ターン設けることができるが、数
１０μｍ径の巻線を使用するためコイル全体の寸法は数
１００μｍ以上となりあまり小さくできず高効率化には
限界がある。

つぎに第３．第４の例として挙げた構成のヘッドでは幅
、厚さとも数μｍのコイルを使用するためコイル寸法し
たがってヘッド寸法は小さくでき高い効率のものが実現
できる。

以上のような薄膜構成でコイル巻回数を増加する場合の
問題点を考える。

第５図ａ、　　ｂはそれぞれ第３図、第４図のヘッドの
磁束の流れを示す図である。磁束は矢印のように流れ、
コイル全体に鎖交せずに洩れる磁束のあることがわかる
。ここで上記のような薄膜コイルの巻数を平面的に増や
す場合には第５図ａの人。

ｂのＢを大きくする必要があるが、それによって主磁極
先端から離れた位置にあるコイルはど鎖交する磁束が減
少し効率が低下することがわかる。

したがってこのような構成で数１０ないし数１００ター
ンのコイルを実現することは絶対出力の向上にはあまり
寄与しない。

これは対し、薄膜コイルを多層コイル（たとえば１ｏタ
一ン×１０層）化することにより巻回数の増加を実現す
れば効率はかなり良いものが期待できるが製造工程が非
常に繁雑となり、あまり現実的ではない。

以上をまとめると、第１．第２の例では低効率で巻線数
の多いヘッド、第３．第４の例では高効率で巻線数の少
ないヘッドしか実現できず、実用的な意味で重要なヘッ
ドの絶縁出力という意味では一長一短であった。

発明の目的 本発明は高効率で多数巻線と同等な高出力をもつ垂直磁
気ヘッドを提供するものである。

発明の構成 本発明は高出力の垂直ヘッドを実現するために、主磁極
に直接結合する信号巻線は高々数ターンの薄膜コイルを
用い、コイルを記録媒体に接近して配することにより高
い効率で信号磁界を検出しくすなわち１ターン当りの誘
起起電力の大きい状態で検出し）、これに近接して配置
した効率の高い外鉄凰トランスを結合して信号をステソ
プアソブすることにより、等測的に「１ターン当りの出
力が大きくかつ巻回数の大きい」ヘッド構成を得ること
を基本とするものでおる。

このために本発明の垂直磁気へノドは、（１）強磁性基
板 （２）主磁極 （３）第１の薄膜コイル （４）　　第２の薄膜コイル （５）　　リターンヨーク （６）閉路ヨーク から成り立っている。主磁極とリターンヨークは記録媒
体とともに第１の閉磁路を構成し、これに第１の薄膜コ
イルが鎖交する。強磁性基板と閉路ヨークは外鉄形トラ
ンスとしての第２の閉磁路を形成し、この閉磁路に上記
第１の薄膜コイル及び第２の薄膜コイルが鎖交して、ト
ランスの１次。

２次両巻線を構成する。

上記構成によれば信号巻線を微少化、低巻数化して巻線
位置を出来るかぎり媒体に接近せしめることによって１
ターン当りの効率を高め、一方体巻数による絶対出力の
低下はステップアップトランスで補うことができ、特に
垂直ヘッドにおいて効果が大きい。

実施例の説明 本発明の第１の実施例を第５図ａ、　　ｂに示す。

同図において１０は強磁性基板であって、１１がその薄
膜形成面、又１２が記録媒体対接面である。基板１０は
その前端部に第１の非磁性充填部１３ａを有し、又それ
より後方の薄膜形成面１１上に閉路みぞ状の第２の非磁
性充填部１４を有している。基板のみの斜視図を第７図
に示す。

第５図において１は強磁性薄膜よυなる主磁極であって
、記録時の磁気飽和をさけるために、第１のコイル２２
ａの位置より後部における主磁極厚さは前部におけるそ
れより厚いのが好ましい。

又７は強磁性薄膜よりなるリターンヨークであって、そ
の後部は主磁極１の後端部と磁気的に結合し、又前部は
媒体対接面近傍へと延在している。

主磁極１とリターンヨークは記録媒体４中の軟磁注膜１
４とともに第１の閉磁路１５ａを形成する。

１６は強磁性体ブロック又は同薄膜よりなる閉路ヨーク
であって、前記強磁性基板１０の第２の非磁性充填部１
４の内側領域（第７図１７）と同外側領域（同図１８）
を磁気的に結合し、強磁性基板１ｏとともに外鉄型のト
ランスコアを構成するものである。第５図す中１９．２
０で示した部分が、外鉄型トランスとしての１次、２次
コイルが巻回されるべき磁芯部分であり、２１がその代
表的な磁路（第２の閉磁路）である。

第５図中２２はそれ自身１ターン閉路の第１の薄膜コイ
ルであり、その前部２２ａは主磁極に対する信号巻線と
して第１の閉磁路１５と鎖交し、その後部２２ｂはトラ
ンス１次巻線として第２の閉磁路２１と鎖交する。

２３は第２の薄膜コイルであり、トランス２次巻線とし
て第２の閉磁路２１と鎖交する。

第１のコイルの後部２２ｂと第２のコイル２３はいずれ
も同軸状に第２の非磁性充填部１４上で周回する様設置
される。

以上の説明で閉路ヨーク１６は、第５図ａにおいて図示
を省略している。

なお閉路ヨーク１６による第２の非磁性充填部の内側領
域１アと外側領域１８の結合に関しては、当然のことな
がら、第１および第２のコイルの内側（すなわち第５図
ａ中の２４及び２５の領域）を通っての結合をさけねば
ならない。なぜなら２４を通る閉磁路は第１のコイル２
２と鎖交せず、又２５を通る磁路は第２のコイル２３と
の鎖交数が１回少いために効率を低下せしめるからであ
る。

更に、図示はしなかったが各コイル間等の絶縁の必要な
部分には適切な絶縁層が設けられる。

以上の様な第１の実施例の動作については、再生時にお
いては、記録媒体４よりの再生磁界によって第１の閉磁
路１５ａに再生磁束が流れると、その時間変化に比例し
た起電力が第１のコイル２２に発生して同コイルに信号
電流が流れる。この電流はトランスを励磁し、トランス
２次巻線である第２のコイル２３にステンプアップ比に
応じた起電力が発生し、信号出力電圧が得られる。記録
時は、以上の動作の逆過程を経て主磁極１の先端より記
録磁界が媒体に与えられる。

第１の実施例では、第１の閉磁路と第１のコイルの鎖交
数をＮ１．第１のコイルと第２の閉磁路の鎖交数をＮ２
．第２の閉磁路と第２のコイルとの鎖交数をＮ３とした
とき、Ｎ、　＝Ｎ２＝１．　　Ｎ５＝６の例を示したが
当然これら数値は各々の場合の具体的目的や事情に従っ
て決定さるべきものである。本発明の目的からはＮ１≧
Ｎ２．Ｎ２くＮ３としＮ１　は高々数ターンとするのが
好ましい。これは以下の他の実施例においても同様であ
る。

第８図は本発明の第２の実施例を示すものである。この
例においては主磁極に対するリターンヨークを強磁性基
板１ｏの前端部で兼ねて形成するものであり、このため
に薄膜形成面１１と媒体対接面１２がなす稜の一部を少
くとも含む切り欠き部分に第１の非磁性充填部１３ｂを
設けている。

主磁極１はその後端部が基板１ｏの強磁性体部分に磁気
的に結合し、このときの第１の閉磁路は１５ｂの様にな
る。第１のコイルの前部２２ａは、第１の閉磁路１５ｂ
と鎖交すべく、第１の非磁性充填部１３ｂと主磁極１の
間に設置する。

本実施例においてトランス部分−関する構成は第１の実
施例と同様であるので同一番号を付して説明を省略する
。

本実施例では第１の閉磁路と第２の閉磁路が基板１０の
強磁性部分を介して連続しているので両者が干渉し得る
が、実施例においては問題になる様な程度の干渉は無か
った。もしヘッド全体の寸法が極めて小さく、第１の閉
磁路と第２の閉磁路体非常に接近する場合には、図中２
６の様に第３の非磁性充填部を設けて、両開磁路を分離
するのが好ましい。

第９図は不発明の第３の実施例を示すもので、特に第２
の非磁性充填部に関するものであるので基板のみの斜視
図を示す。この実施例では第２の非磁性充填部を閉路み
ぞ状とするかわりに、図示の様に井げた状とし、破線２
７の周回領域が、第１、第２の実施例における閉路みぞ
状非磁性充填部に相当する様にする。この構成によれば
第２の非磁性充填部の形成が実用上非常に容易となり、
量産性の高いものとなる。ただ第１．第２の実施例と比
べると、外鉄型トランスコアとしての実効の磁路断面積
が減少するのでトランスとしての効率低下が心配される
が、実際の実施例においては第１．第２の実施例におけ
るトランスと比して性能的にほとんど差は無かった。こ
れは外鉄型トランスの効率の高さが、１次、２次両コイ
ルが接近して同軸状に巻回されていることに大きく依存
しているためと考えられる。

発明の効果 本発明によれば、従来のリングヘッド等に比較して低能
率になりやすい垂直ヘッドの欠点を補って、１ターン当
りの効率が高く、かつ等測的に信号巻線巻回数が大きく
、従って、絶対出力値の大きい垂直ヘッドを実現するこ
とが出来る。その構成は実際の製造が容易なものであり
、量産上の効果も大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は垂直磁気ヘッドの従来例を示す断面図
、第５図（ａ）及び（ｂ）は各々第３図及び第４図にお
けるヘッドの再生時の磁束の流れを示す断面図、第５図
（、）、　（ｂ）は各々本発明の第１の実施例を示す平
面図と断面図、第７図は同第１の実施例の基板部分を示
す斜視図、第８図は第２の実施例を示す断面図、第９図
は第３の実施例の基板部分を示す斜視図である。 １・・・・・・主磁極、７・・・・・・リターンヨーク
、１ｏ・・・・・・強磁性基板、１３ａ・・−・・・非
磁性充填部、１５ａ・・・・・・第１の閉磁路、１６・
！・・・・閉路ヨーク、２１・・・・・・第２の閉磁路
、２２・・・・・・第１の薄膜コイル、２３・・・・・
・第２の薄膜コイル。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１泡量１
図 第　２　図 第３図 第５図 （Ｃ） （ｂ） 第５図 （（ｉ、、）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　（ｂ）第７図 １３区 第８図 第９図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録媒体対接面に略垂直な薄膜形成面を有する強
   磁性基板と、強磁性薄膜より成る主磁極と、第１の薄膜
   コイルと、第２の薄膜コイルと、各々強磁性体より成る
   リターンヨーク及び閉路ヨークとを備え、上記強磁性基
   板はその前端部近傍に上記媒体対接面と上記薄膜形成面
   のなす稜を少くとも一部に含む第１の非磁性充填部を有
   し、主磁極はその先端が上記稜に接しかつ少くともその
   一部が上記第１の非磁性充填部の薄膜形成面上を占める
   様に設け、上記リターンヨークはその後端が上記主磁極
   後端と磁気的結合をし、前端は上記媒体対接面近傍へ延
   在して、上記主磁極、上記リターンヨーク及び上記記録
   媒体を含む第１の閉磁路を構成可能なよう配置され、上
   記強磁性基板は上記主磁極より後部の上記薄膜形成面上
   に、閉路みぞ状の第２の非磁性充填部を有し、上記閉路
   ヨークは上記第２の非磁性充填部の内側領域と外側領域
   を磁気的に結合して、外鉄型トランスコアとしての第２
   の閉磁路を構成し、上記第１の薄膜コイルはその前部が
   上記第１の閉磁路と鎖交し、上記第１の薄膜コイルの後
   部と上記第２の薄膜コイルは、上記第２の非磁性充填部
   上において、同軸状に上記第２の閉磁路と鎖交すること
   を特徴とする垂直磁気ヘッド。
2. （２）主磁極と第１の薄膜コイルの鎖交位置よりも媒体
   側における主磁極の厚さが、媒体と反対側における厚さ
   より薄いことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   垂直磁気ヘッド。
3. （３）閉路ヨークを薄膜で形成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の垂直磁気ヘッド。
4. （４）リターンヨークを薄膜で形成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の垂直磁気ヘッド。
5. （５）リターンヨークを強磁性基板の一部と共用して形
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の垂
   直磁気ヘッド。
6. （６）第１の非磁性充填部と第２の非磁性充填部の間に
   、第１の閉磁路と第２の閉磁路を分離する第３の非磁性
   充填部を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第５項
   記載の垂直磁気ヘッド。
7. （７）第２の非磁性充填部を井げた状みぞによって構成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の垂直
   磁気ヘッド。