JPS6310310A - 磁気抵抗効果型磁気ヘツド - 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】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ　産業上の利用分野 Ｂ　発明の概要 Ｃ従来の技術 Ｄ　発明が解決しようとする問題点 Ｅ　問題点を解決するための手段（第１図）Ｆ　作用 Ｇ　実施例 Ｇ五−実施例（第１ｔ５１１） Ｇ２他の実施例（第２図） Ｈ発明の効果 Ａ　産業上の利用分野 本発明は、交流バイアス磁界を用いる、磁気抵抗効果型
磁気ヘッドに関する。

Ｂ　発明の概要 本発明は、交流バイアス磁界を用いる、磁気抵抗効果型
磁気ヘッドにおいて、感磁素子の信号導出線が接続され
た一方の隣接端子対を、バイアス導線が接続された他方
の隣接端子対の外側に配することにより、バイアス導線
と信号導出線との間の電磁結合を低減させて、信号導出
線に銹起される不要交流成分のレベルを低減させるよう
にしたものである。

Ｃ従来の技術 先ず、第３図〜第５図を参照して、従来の磁気抵抗効果
型（以−トＭＲという）磁気ヘッドの構成例を説明する
。

第３図において、（１１は磁性基板であって、例えばＮ
ｉ−Ｚｎ系フェライト、　Ｍｎ−Ｚｎフェライト等より
成り、この基板（１１が導電性を有する場合には、これ
の上に被着された５ｉ０２等の絶縁層（２）を介して、
帯状の導電膜より成るバイアス導体（３）が被着され、
後述するＭＲ感磁素子（５）に対してバイアス磁界を与
えるためのバイアス電流の通路となる。このバイアス導
体（３）上に、絶縁層（４）を介して、例えば、Ｎｉ−
Ｆｅ系合金、或いはＮ１−Ｇｏ糸金合金のＭＲ磁性薄膜
から成るＭＲ感磁索子（５）が配される。そして、この
ＭＲ感磁素子（５）上に、薄い絶縁１ｍ　＋６１を介し
て、例えばＭｏパーマロイから成る１対の磁性Ｎ（７）
及び（８）が被着される。陶磁性ｒ＃　（７１及び（８
）は、各一端がバイアス導体（３）及びＭＲ感磁素子（
５）に跨ると共に、両者を横切る方向に延在する磁気コ
アとして、夫々磁気回路の一部を構成する。基板（１）
上には、非磁性の絶縁性保護１ｔｄ　（９１を介して、
保護基板（１０）が接合される。

一方の磁性）日（７）と基板ｆｌ）の１１１１万端との
間には、例えば絶縁層（６）より成り所要の厚さを有す
る非磁性スペーサ層（１１）が介７１されで、前方の磁
気ギヤツブ「が形成される。そしＣ１この磁気ギャップ
ｇが臨むように、Ｍ、根（Ｉ）、スペーサ層（１１）。

磁性層（７）、保護層（９）及び保護基板（’１０）の
前方面が研磨されて磁気テープの如き磁気記録媒体との
対接面（１２）が形成される。

又、磁気ギヤツブｇを構成する磁性層（７）の後方端と
他方の磁性層（８）のｎｉＪ方端とがｈ−いに離間して
、両端間に不連続部（１３）が形成される。両磁性層（
７）及び（８）の夫々後方端及び前方端は、絶縁層（６
）の介在によって電気的に絶縁され、ＭＲ感硼素子（５
）によって不連続部（１３）において磁気的に結合され
るようになされる。かくし”Ｃ，）Ｊ、４Ｍｔｏ　−磁
気ギヤツブｇ−磁性層＋７１−　Ｍ　Ｒ感磁素子（５）
−磁性層（８）〜基板（１１の磁気回路が形成される。

ごのようなＭ　Ｉ’＜型磁気ヘソ］′部Ｈｄにおいては
、磁気記録媒体と対接する、その前方ギャップｇかりの
信号磁束が上述の磁気回路を流れることによって、この
磁気回路中のＭＲ感磁素子（５）の抵抗値が、この信号
磁束による外部磁界に応じて変化する。そこで、ＭＲ感
磁素子（５）に検出電流を流し、この抵抗値変化をＭＲ
感磁素子（５）の両端の電圧変化とし−で検出して、磁
気媒体上の記録信号の再生を行う。

この場合、ＭＲ感磁素子（５）が磁気センサーとして線
形に動作し、且つ高感度となるためには、このＭＲ感硼
素子（５）を磁気的にバイアスする必要がある。このバ
イアス磁界は、バイアス導体（３）への通電によって発
生ずる磁界と、ＭＲ感磁素子（５）に通ずる検出電流に
よってそれ自体が発生ずる磁界とによっ゛（与えられる
直流磁界である。

即ち、この棟のＭＲ型磁気ヘットには、第４図にその概
略的構成をンバずように、ＭＲ感４Ｂ、素子（５）に、
バイアス導体（３）への直流電流１Ｂの通電によって発
生した磁界と、定電流源（１６）からＭＲ感磁素子（５
）への検出電流ＩＭＲの通電によって発生した磁界とに
よっ°ζバイアス磁界ＨＲが与えられた状態で、前述し
た磁気媒体からの信号磁界Ｈｓが与えられる。そして、
この信号磁界Ｈｓによる抵抗変化に基づ＜ＭＲ感磁素子
（５）と定電流源（１６）との接続中点、すなわちＡ点
の電位の変化を、低域阻止用コンデンサＣを介して増幅
器（１４）に供給し、増幅して出力端子（１５）より出
力するものである。

このＭＲ感磁素子（５）に与える磁界Ｈと、その抵抗値
Ｒとの関係を示す動作特性を第５図に示す。

この特性曲線は、磁界Ｈの絶対値が小さい範囲（ＨＢＲ
〜＋ＨＲＲ）において上に凸の２次曲線を示すが、磁界
Ｈの絶対値が大となって、この範囲から外れると、ＭＲ
感磁素子（５）を構成するＭＲ磁性Ｖ＃膜の中央部分の
磁化が磁気回路方向に飽和しはじめ、その抵抗値Ｒは２
次曲線から離れて最小値ＲＩＩｌｉｎに漸近する。因み
に、この抵抗値Ｒの最大値Ｒｗａｘは、ＭＲ磁性薄膜の
磁化がすべて電流方向に向いた状態に於ける値である。

そして、この動作特性曲線における２次曲線の部分で、
前述したバイアス磁界Ｉ（Ｒが与えられた状態で、第５
図において符号（１７）を付して示す磁気媒体からの信
号磁界が与えられるようにして、これに応じて同図中符
号（１８）で示す抵抗値変化に基づいて出力を得るよう
にしている。この場合は、信号磁界の大きさが大となる
ほど２次高調波歪が大となる。

又、このＭＲ感磁素子（５）の抵抗値Ｒは、Ｒ＝Ｒｏ　
　（１＋αｃｏｓ’　θ）・・・・（１）（但し、Ｒｏ
は抵抗値の固定分、αは最大抵抗変化率、θはＭＲ感磁
素子（５）における電流方向と磁化方向とのなす角度で
ある）で表される。例えばＭＲ感磁素子（５）が８１Ｎ
＋−１９Ｆｅ　　（パー７０イ）合金による厚さ２５０
人のＭＲ磁性薄膜から成る場合、αの実測値はα−０，
０１７程度である。このαの値は、ＭＲ感磁素子（５）
のＭＲ磁性ＷＩＪ、股の膜厚や材料によって多少の相違
はあるものの高々α−０，０５程度である。即ち、ＭＲ
感硼素子（５）の抵抗値の変化分は高々５％程度の小さ
いものである。

一方、この抵抗の固定分Ｒｏは Ｒｏ　　＝Ｒｉ　　（１＋ａΔｔ）　　　　　　　　　
・・・・（２＋（但し、Ｒ４は抵抗の初期値で、ａは温
度係数、Δｔは温度変化分である）で与えられ、上述の
ＭＲ感磁素子（５）の例における温度係数ａの実測値は
、ａ　＝　０．００２７／　ｄａｔ：程度であり、」−
述の最大抵抗変化率αに対して、かなり大きい。

このため、ＭＲ感磁素子（５）への検出電流の通電、或
いはバイアス導体（３）へのバイアス電流等によって発
生ずる熱等により、ヘッドの温度が変動し、Ａ点の電位
が大きく変動する。

更に、動作時には、磁気記録媒体との摺接により不安定
に放熱されて、ヘッドの温度が不規則に変化し、所謂、
摺動ノイズが先住する。

従来の直流バイアス磁界を用いるＭＲヘッドの、前述の
ような問題点を解消するために、本出願人は、特開昭６
１−５４００５号（特願昭５９−１７６４７６号）にお
いて、交流バイアス磁界を用いる１”磁気抵抗効果型磁
気ヘッド装置」を既に提案している。

次に、第６図及び第７図を参照しながら、本出願人によ
る上述の交流型ＭＲヘット装置について説明する。

本出願人による、従来の交流型ＭＲヘッド装置の構成例
を第６図に示す。この第６図において、第４図に対応す
る部分には、同一の符号を付して重複説明を省略する。

第６図において、周辺回路部（２０）の矩形波発生器（
２１）の出力がバッファ（２２）に供給されると共に、
切換スイッチ（２３）に制御信号として供給される。こ
の矩形波の周波数は信号磁界Ｈｓの最高周波数の３倍以
上に選定される。バッファ（２２）から、第７図りに示
すような両極性の矩形波のバイアス電流ｉＢがバイアス
導体（３）に供給される。

カ＜シて、ＭＲ感磁素子（５）に、バイアス導体（３）
への矩形波電流ｉＢの通電によって発生した矩形波磁界
と、ＭＲ感磁素子（５）への検出電流１ｌ−ＩＲの通電
によって発生した磁界とによってバイアス磁界Ｈ８が与
えられた状態で、前述した磁気媒体からの信号磁界Ｈｓ
がり、えられる。そしζ、この信号磁界Ｈｓによる抵抗
変化に基づ＜ＭＲ感磁素子（５）と定電流＃（１６）と
の接続中点、即ちＡ点の電化の変化分が、コンデンサＣ
を介し°ζ、増幅器（１４）に供給される。この増幅器
（１４）の出力が、スイッチ（２３）の一方の固定接点
（２３ａ）に直接に供給されると共に、インバータ（２
４）を介して、他方の固定接点（２３ｂ）に供給され、
スイッチ（２３）の−動接点（２３ｃ）が低域フィルタ
（２５）を介して出力端子（１５）に接続される。

第６図のＭＲヘッド装置の動作は次のとおりである。

ＭＲヘッド部Ｈｄのバイアス導体（３）に第’１０にボ
すような両極性の矩形波のバイアス電流ｉ。

が流されると、ＭＲ感磁素子（５）に＋ＨＩｌ＋　　　
ＨＲのバイアス磁界が交互に付与されて、その動作点は
、同図Ａに示す特性線上のＰ点及びＱ点に交互に切り換
えられる。磁気媒体からの信号磁界Ｈｓ　（ｔ）がこれ
に重畳されると、ＭＲ感磁素子（５）に加わる磁界は、
同図Ｂにポずように、ＩＥ側及び負側の各包絡線がそれ
ぞれ＋Ｈｓ及び−Ｈａを中心に信号磁界Ｈｓ　（ｔｌの
周期で同相に波動してから、矩形波バイアス電流ｉＢの
周期で両包絡線間で切り換わる。

これにより、矩形バイアス電流ｉＢの極性が交互に正及
び負に切り換えられる度に、ＭＲ感磁素子（５）からは
、第７図Ａに示す特性曲線の一方の動作点Ｐ側の出力信
号成分と、他方の動作点Ｑ側の出力信号成分とが、同図
Ｃに示すように、交互に出力される。この出力信号◎ば
、特性曲線の非直線性により、ベースラインに関して非
対称である。

スイッチ（２３）が矩形波バイアス電流ｉＨに同期して
交互に切り換えられるため、その可動接点（２３ｃ　）
においては、第７図Ｃに示したようなＭＲ感磁素子（５
）の出力信号◎のうち、第７図りの負極性のバイアス電
流に対応して、同図Ａの一方の動作点、例えばＰ点側の
出力信号成分が極性反転されて、他方の動作点、例えば
Ｑ点側の出力信号成分と、相互に補填し合うように加算
され、同図Ｅに示すような同期化出力信号■が得られる
。

低域フィルタ（２５）により、この同期化出力信号■か
ら低域の矩形波成分が除去されて、出力端子（１５）に
は、Ｐ点側及びＱ点側の両信号成分が平均化されて、特
性曲線の非直線性に起因する歪が除去された再生信号が
出力される。

上述の同期化出力信号■の形成過程において、一方の動
作点側の信号成分を極性反転し°ζ他方の信号成分に加
算するということば、取りも直さず、両信号成分の差動
出力を得ることである。即ら、本出願人による上述の交
流型ＭＲヘッド装置は、比較的大振幅の両極性矩形波バ
イアス磁界と、この矩形波に同期させた極性反転出力と
を用いることにより、単一のＭＲ感硼素子を有しながら
、等測的に差動型ＭＲヘットを構成する。

これにより、第７図Ａの動作点Ｐ側及びＱ側の各特性曲
線の非直線性が改善されて、歪のない再生信号が得られ
る。

また、前述の温度ドリフトや摺動ノイズはこの等測的差
動ＭＲヘッドに対して同相となるため、その影響は充分
に抑圧される。

更に矩形波による変調増幅となるため、直流を含む超低
周波磁界の検出が１＋Ｊ能であると共に、矩形波の周波
数が高く選定されるため、増幅器（１４）の入力インピ
ーダンスが低い場合でも、結合コンデンサＣの容量を小
さく選定することができる。

Ｄ　発明が解決しようとする問題点 ところで、従来のＭＲヘッド装置では、第８図に示すよ
うに、ヘッドＨｄに設けた１対の端子（３ａ）及び（３
ｂ）にバイアス導体（３）が「コ」字状に接続され、他
の１対の端子（５ｃ）及び（５ｄ）に、それぞれ信号導
出線（リード＞（５ｃｃ）及び（５ｄｄ　）を介して、
ＭＲ感磁素子（５）が同じく１−コ」字状に接続されて
いた。ＭＲ感硼素子（５）からのリード（５ｃｃ　）　
、　　（５ｄｄ　）の抵抗を小さくするために、通常、
端子（５ｃ）及び（５ｄ）はバイアス導体（３）のため
の端子（３ａ）及び（３ｂ）の内側に配される。

そして、周辺回路部（２０）には、バイアス電流源（２
２）のための１対の端子（２２ａ　）及び（２２ｂ　）
並びに増幅器（１４）のための１対の端子（１４ｃ）及
び（１４ｄ）が設けられており、ヘッド部Ｈｄのそれぞ
れ対応する端子との間が、例えばフレキシプル印刷配線
板のような多条平行リード（２６）の各素線（２６ａ）
〜（２６ｄ）により接続されている。

なお、第８図では、ＭＲ１！！、磁素子（５）に検出電
流を流すための定電流源や結合コンデンサの図示は省略
されている。

ところが、ＭＲヘッド部Ｈｄの端子（３ａ）〜（５ｄ）
が第８図のように配設されている場合、ＭＲ感磁素子（
５）から、端子（５ｃ）及び（５ｄ）を経て、周辺回路
部（２０）の増幅器（１４）に至る出力信号経路は、バ
イアス電流源（２２）からヘッド部Ｈｄのバイアス導体
（３）への電流供給経路と電磁結合している。

即ち、バイアス導体（３）を経て電流源（２２）に還流
するバイアス電流ｉｏによって発生ずる磁束がヘッド部
ＨｄＯＭＲ感硼素子（５）、肉リード（５ｃｃ　）及び
（５ｄｄ）、端子（５ｃ）及び（５ｄ）　、多条平行リ
ード（２６）の内側素線（２６ｃ）及び（２６ｄ　）　
。

端子（１４ｃ）及び（１４ｄ　）並びに周辺回路部（２
０）のリード（１４ｃｃ）　、　　（１４ｄｄ）及び（
２２ｂｂ）の端子（１４ｃ　）　、　　（１４ｄ　）側
により、形成される信号出カループに鎖交する。これに
より、信号出力ループにバイアス電流の周波数の不要交
流成分が誘起される。

前述のように、バイアス電流ｉＢの周波数はかなり高く
選定されるため、信号出力ループに誘起される不要交流
成分のレベルはかなり大きくなり、増幅器（１４）を飽
和させる虞があった。

また、この不要交流成分は、前述の同期化出力信号に著
しいオフセット電圧を発生させてダイナミックレンジを
縮小させるという問題があった。

か＼る点に鑑み、本発明の目的は、信号出力経路とバイ
アス電流供給経路との間の不要な電磁結合を低減した磁
気抵抗効果型磁気ヘッドを提供するところにある。

Ｅ　問題点を解決するための手段 本発明は、磁気抵抗効果型の感磁素子の信号導出線が互
いに隣接して配された一方の端子対に接続されると共に
、感磁素子にバイアス磁界を与えるための交流バイアス
電流が流れるバイアス導線が互いに隣接して配された他
方の端子対に接続され、感磁素子の信号導出線が接続さ
れた一方の端子対はバイアス導線が接続された他方の端
子対の外側に配された磁気抵抗効果型磁気ヘッドである
。

Ｆ　作用 か−る構成によれば、感磁素子からの出力信号経路のう
ち、バイアス電流による磁束が鎖交する部分の面積が低
減されて、誘起される不要交流成分のレベルが低減され
る。

Ｇ　実施例 Ｇ１−実施例 以ド、第１図を参照しながら、本発明による磁気抵抗効
果型磁気ヘッドの一実施例について説明する。

本発明の一実施例の構成を第１図に示す。この第１図に
おいて、第３図及び第８図に対応する部分には同一の符
号を付し°ζ一部説明を省略する。

第１図において、バイアス導体（３）の１対の端子（３
８）及び（３ｂ）が互いに隣接して配設され、一方のリ
ード部（３ｂｂ）が、バイアス導体（３）と略ｒＵＪ字
状をなすように折曲げられて、端子（３ｂ）に接続され
る。ＭＲ感磁素子（５）は、第８図と同様に、「コ」字
状に端子（５Ｃ）及び（５ｄ）に接続されているが、こ
の端子（５Ｃ）及び（５ｄ）はバイアス導体（３）のた
めの端子（３ａ）及び（３ｂ）の外側に配設される。上
述のようなヘッド部Ｈｄの各端子の配列に対応して、周
辺回路部（２０）の端子（２２ａ）及び（２２ｂ　）が
互いに隣接して配設されると共に、その外側に端子（１
４ｃ）及び（１４ｄ）が配設され、多条リード（２６）
によりそれぞれヘッド部Ｈｄの各端子と接続される。

上述の構成により、第１図の実施例におい°ζは、ＭＲ
感磁素子（５）からの出力信号経路のうち、ＭＲ感磁素
子（５）１両信号導出１ｊｔ（５ｃｃ）及び（５ｄｄ　
）並びにバイアス導体（３）のリード部（３ｂｂ）によ
り形成される信号出力ループだけにバイアス電流ｉＢに
よる磁束が鎖交する。

第８図と比べて明らかなように、第１図の実施例におい
ては、バイアス電流ｉＢによる磁束が鎖交する信号出力
ループの面積が著しく低減されている。このため、バイ
アス系と信号系との間の電磁結合が低減され、誘起され
る不要交流成分のレベルが低減されて、増幅器の飽和、
オフセットによるダイナミックレンジの縮小等の問題が
解消される。

Ｇ２他の実施例 次に、第２図を参照しながら、本発明を複数トラック用
の磁気抵抗効果型磁気ヘッドに適用した他の実施例につ
いて説明する。

本発明の他の実施例の構成を第２図に示す。この第２図
において、第１図、第３図及び第８図に対応する部分に
は同一の符号を付して一部説明を省略する。

第２図において、バイアス導体（３）の１対の端子（３
ａ）及び（３ｂ）が互いに隣接して配設され、両リード
部（３ａａ）及び（３ｂｂ　”）が、バイアス導体（３
）とそれぞれ略ｆ’　Ｕ　Ｊ字状をなずように折曲げら
れて、端子（３ａ）及び（３ｂ）に接続される。４　（
ｔａｉｌのＭＲ感磁素子（５１（（５１）〜（５４））
は、第８図と同様に、それぞれ「コ」字状に端子（５Ｃ
）及び（５ｄ）乃至（５ｊ）及び（５ｋ）に接続されて
いるが、この端子（５Ｃ）及び（５ｄ）乃至（５ｊ）及
び（５ｋ）はそれぞれバイアス導体（３）のための端子
（３ａ）及び（３ｂ）の外側に配設される。上述のよう
なヘッド部Ｈｄの各端子の配列に対応して、周辺回路部
（２０）の端子（２２ａ）及び（２２ｂ）が互いに隣接
して配設されると共に、その外側に端子（１４ｃ）及び
（１４ｄ）乃至（１４３）及び（１４ｋ）が配設され、
多条リード（２６）によりそれぞれヘッド部Ｈｄの各端
子と接続される。

上述の構成により、第２図の実施例においては、ＭＲ感
磁素子（５１）〜（５４）からの出力信号経路のうち、
例えばＭＲ感磁素子（５）１両信号導出線（５ｃｃ）及
び（５ｄｄ）並びにバイアス導体（３）のリード部（３
ａａ　）等により形成される小面積の信号出力ループだ
けにバイアス電流ｌＦ１による磁束が鎮交する。

第１図の実施例におけると同様に、第２図の実施例にお
いても、バイアス電流１Ｂによる磁束が鎖交する信号出
力ループの面積が、杵しく低減されている。このため、
バイアス系と各信号系との間の電磁結合が低減され、誘
起される不要交流成分のレベルが低減されζ、増幅器の
飽和、オフセットによるダイナミックレンジの縮小等の
問題が解消される。

Ｈ発明の効果 以上詳述のように、本発明によれば、バイアス導体を互
いに隣接する一方の端子対に接続すると共に、磁気効果
型感磁素子が接続された互いに隣接する他方の端子文・
ｌを一方の端子対の外側に配設したので、バイアス系と
（ｇ号系との間の電磁結合が低減されて、誘起される不
要交流成分のレベルが低減された磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気ｌ（抗効果型磁気ヘソドの一
実施例の構成を不す路線平向図、第２図は本発明の他の
実施例の構成を示す路線平面図、第３し１は従来の磁気
抵抗効果型磁気ヘッドの要部の構成例を示す断面図、第
４図及び第５図は従来の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの動
作状態を説明するだめの結線図及び特性曲線図、第６図
及び第７図は従来の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの他の動
作状態を説明するための結線図及び特性曲線・波形図、
第８図は従来の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの構成例を示
す路線平面図である。 （３）はバイアス導線、（５）は磁気抵抗効果型感磁素
子、（３ａ）　、　　（３ｂ）　　；　　（５ａ）　、
　　（５ｂ）　　；　”・・（５ｊ）（５ｋ）は端子対
、（３ａａ　）　、　　（３ｂｂ　）は信号導出線であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁気抵抗効果型の感磁素子の信号導出線が互いに隣接し
   て配された一方の端子対に接続されると共に、 上記感磁素子にバイアス磁界を与えるための交流バイア
   ス電流が流れるバイアス導線が互いに隣接して配された
   他方の端子対に接続され、 上記感磁素子の信号導出線が接続された上記一方の端子
   対は上記バイアス導線が接続された上記他方の端子対の
   外側に配されたことを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘ
   ッド。