JPS63113906A - ステツプアツプ型磁気ヘツド - 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】 産業上の利用分野 本発明はステップアップトランスを一体的に組込んだ巻
線型磁気ヘッドの中でも、特にビデオヘッド形状の磁気
ヘッドに関する。

従来の技術 従来、この種の磁気ヘッドとしては第８図に示す様に、
１ターン（もしくは高々数ターン）の巻線型ヘッドにス
テップアップトランスを結合したヘッド構成が知られて
いる。このような構成は、信号巻線数を極めて小にして
、これに鎖交する磁気回路を小型化することにより１タ
ーン当シの出力を高めることにあ）、低巻数による低い
絶対出力はステップアップトランスにより補おうとする
ものである。第９図はビデオヘット二タイプとして好適
な従来例を示す（特公昭５３−１６６８７　）。

同図において１及び２はへッドギャソプ３を形成すべく
つき合わされた磁気へラドコア、４はトランスコアの半
体であシ、前記へラドコア１の後部につき合わされて略
リング磁路のトランスコアを形成している。６はへラド
コアをフロントギャップ部とバックギャップ部に分ける
溝に埋設された金属層である。６はトランスコア４の中
溝７を通る１ターンのコイルで、その端部は金属層５の
端部に接続されて、ヘッド磁気回路とトランス磁気回路
に鎖交する１ターン閉路コイルを形成している。８はト
ランスの２次コイルである。この様にして第７図と同等
なヘッド構成となっている。

この様な問題点は、ヘッドコア部及び１タ一ン巻線周辺
がいわゆるバルク構成によっているために、ヘッド磁気
回路ならびに１タ一ン巻線を十分に小さくしてヘッドの
１ターンインダクタンスとＤＣ抵抗を十分に小さくする
ことが出来ないこと、更にトランス部の１次コイル、２
次コイル配置が不適切であるためにトランスの結合係数
が十分高くとれないことである。これらが高効率なヘッ
ドを考えるとき何故問題になるか説明する。

今、第８図のヘッドの簡略な等価回路として第１０図に
示す回路を考える。但し、２次コイルのＤＣ抵抗と浮遊
容量は省略する。ここでＬｌ、Ｌ２はそれぞれトランス
の１次コイル、２次コイルの自己インダクタンス、Ｍは
１次コイルと２次コイル間の相互インダクタンス、ＬＨ
は１ターンヘツドのインダクタンス、ｒはヘッド巻線及
びトランス１次コイル両方を含む１ターンのＤＣ抵抗、
Ｅｉはヘッド巻線に誘起される再生起電力、Ｅｏはトラ
ンス２次出力である。

さて、この様なヘッドで実使用上重要な量は、トランス
を含むヘッド全体としてのインダクタンスＬ、インピー
ダンスの実数部Ｒｅ　（Ｚ）及び伝達効率Ｇ＝Ｅｏ／Ｅ
ｉである。

Ｌはヘッドの高周波の使用限界を決めるものであシ、十
分に高い周波数におけるＬは第１０図より Ｌ＝ＬＨ−Ｎ２＋１２（ｔ−に２）　　　　　・・・・
・・・・・・・・・・・（１）であることが計算される
。ここでＮはトランス２次巻線数（すなわちステップア
ップ比）、Ｋはトランスの結合係数である。第１式のＭ
１項（Ｌ）（・Ｎ勺はトランスの性能にかかわらず必然
的に発生するインダクタンスであるが、第２項はトラン
スが理想でないときに付加される量である。

便用上許容されるＬ値て対してＮは出来るかぎり大きく
とれる必要があるのでＬＨは十分小さくし、またトラン
スの結合度を上げてＫを十分に”１″に近くして第１式
第２項を出来るかぎシ小さくする必要がある。

次にＲｅ（Ｚ）は、インピーダンスノイズを決めるもの
であり・、低いほど良い。低域カットオフ周波数よシ高
い周波数においてＲｅ（Ｚ）はと計算され、ＬＨくＬｌ
とすれば第２式は近似的にとなシ、１次側の１ターン抵
抗ｒは２次側からは約ステップアップ比の２乗倍に観察
される。従ってｒは十分低くする必要がある。

更に、伝達効率Ｇは低域カットオフ以上の周波数で となり、同じくＬＨくＬｌとすれば 、ＧΣに−Ｎ　　　　　　　　　　　・・・・・・・・
・・・・（５）となって、伝達効率はステップアップ比
ＮからＫの分だけ減少する。従ってＫは十分に“１″に
近い必要がある。

発明が解決しようとする問題点 この様にステップアップトランスを込みにして考えたと
きのヘッド特性が高性能であるためには、ヘッド１ター
ン部分のインダクタンスとＤＣ抵抗が十分小さいこと及
びトランスの結合係数が十分に°１″に近いことが必要
であシ、前記従来例ではこれら諸点が十分溝たされない
。

本発明は定められたインダクタンスに対して高いステッ
プアップ比をとることができ、低抵抗でインピーダンス
ノイズが少なく、また伝達効率の高いステップアップ型
の磁気ヘッドを提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明のステップアップ型磁気ヘッドは、下部基板上に
形成した薄膜ヘッド磁気回路と、前記下部基板内に形成
した強磁性薄膜を少くとも一部に含んで上部基板ととも
に構成したトランス磁気回　　。

路と、前記ヘッド磁気回路ならびに前記トランス磁気回
路の両方に鎖交するよう前記下部基板上に形成した閉路
の薄膜コイルと、前記トランス磁気回路に鎖交するトラ
ンス２次巻線とから成り、この２次巻線は上部基板を周
回する部分と下部基板を周回する部分に分割してバルク
巻線によりバランス巻きしたものであり、更に、前記下
部基板は前記強磁性薄膜を非磁性体ではみ込んだ構造を
少くとも一部に有しており、かつ前記強磁性薄膜の膜面
は前記下部基板の基板面および磁気ヘッドの記録媒体対
接面のいずれに対しても略直交していることを特徴とす
る。

作　　用 この構成により、ヘッド磁気回路部ならびにヘッド信号
巻線部が薄膜技術により形成されて必要最小限に小型化
できるので、ヘッドインダクタンスと信号巻線のＤＣ抵
抗を最小限にすることが出来、またトランス２次巻線を
バランス巻き構成とすることにより、１次２次両巻線の
結合がよシ密となシ結合係数Ｋを大きくすることが出来
る。この様にしてトランス部込みのヘッド特性として、
インダクタンスの点では、実使用止定められｆｃＬの許
容値に対してよシＮを大きくすることが出来、Ｒｅ■の
点ではよシ小さく出来、又伝達効率の点ではよりステッ
プアップ比そのものに近く出来る。

又下部基板内のトランス磁気回路は下部基板面に垂直な
膜面をもつ強磁性薄膜によって与えるので、磁路厚さを
コイル内径寸法より小さくすることが容易である。これ
故にトランス１次巻線に鎖交しない磁気回路を少くする
ことが容易であシ、１次２次両巻線の結合をより密にす
ることが出来る。又この様な構成では上記の強磁性薄膜
”ｋＰ、８層を介した多層構造とすることも容易である
から、高周波特性にすぐれたトランス磁気回路を構成出
来る。

実施例 以下、本発明の実施例を第１図〜第７図に基づいて説明
する。

第１図と第２図は本発明の磁気ヘッド全示し、第１図は
平面図、第２図ＦｉＡ−Ａ’　における断面図である。

ただし第１図においては作図上第２図のＢ−Ｂ’線よシ
上部とトランス２次コイルが省略されている。

第１図、第２図において、９（Ｃ−Ｃ’より下の部分）
は磁気ヘッドの下部基板であり、強磁性薄膜１１を非磁
性体１６ｃではさみ込む様に接合したものに更に非磁性
体１６ａｉ接合したものである。第１図のＤ−Ｄ’方向
にヘッドが多数コ連らなった形で量産しようとするとき
、その下部基板の形状は第３図の様になる。これらの接
合にはガラスポンディングが適する。強磁性薄膜１１は
トランス下部磁性体を構成する。なお、この磁性膜１１
の膜面は第１図では紙面に垂直であり、第２図では紙面
に平行である。

下部基板上にヘッド下部磁性体１ｏを形成し、更に上記
磁性膜１０．１１とハ杷縁して、閉路の１ターンコイル
１２を図示の様に形成する。このコイル１２のヘッド磁
気回路Ｋかかる部分近傍はヘッドの１ターン信号巻ａｋ
構成し、又トランス゛　　磁気回路Ｋかかる部分近傍は
トランスの１次１ターン巻線を構成する。次にヘッド下
部磁性体１０上のへラドギャップが構成される部分に所
定厚の非磁性ギャップ層（図示せず）を形成したのち、
ヘッド磁気回路の上部磁性体１３を強磁性薄膜により形
成する。一方、トランスの強磁性薄膜１１の上には同中
間磁性層１４を強磁性薄膜により形成する。以上の各薄
膜パターン形成によって生じた凹部をうめる様に非磁性
絶縁層１５を形成し、上面を研磨して前記中間磁性層１
４が表面に現われたＢ　−Ｂ’で示される平面が得られ
る様に加工する。

以上の各薄膜プロセスにおいて、強磁性膜部分としては
パーマロイやモルファス磁性合金の真空蒸着膜もしくは
スパッタ膜が、又コイル層としてはＣｕやＡＩの真空蒸
着膜もしくはスパッタ膜が、更に絶縁層膜としてはＳ　
１０２やＡ１２ｏ３のスノ＜ツタ膜がそれぞれ適する。

次に第２図のＢ　−Ｂ／よシ上の部分は非磁性ブロック
１６ｂとトランス上部磁性体となるバルク強してあシ、
又Ｂ−Ｂ’の面は同一面となる用に研磨されている。非
磁性体部にはガラス、フォルステライト、チタン酸バリ
ウム等が、又強磁性ブロック部にはＭｎ−Ｚｎフェライ
ト等が適し、両者の接合にはガラスポンディングが適す
る。

この様に準備したヘッド上部基板と、前記の薄膜プロセ
スの終了したヘッド下部基板を第２図の位置で接合する
。接合にはガラスポンディングが好ましいが、磁性薄膜
への悪影響等が有る場合は有機接着剤等によりポンディ
ングする。

この様に形成したヘッドは所定の外形加工等をほどこし
たのち、バルク巻線をほどこしてトランスの２次コイル
１９とする。この２次コイル１９はトランスの上部磁気
回路と下部磁気回路で分割し、バランス巻きとなる様に
結線する。なお、磁気ヘッドの記録媒体対接面は２０で
示される面で示される面であり、父上部基板及び下部基
板の基板面は各々Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’で示される面であ
る。

以上の実施例の説明よシ明らかな様に、１タ一ンヘツド
部分はヘッド上部磁性体１３と下部磁性体１０ならび１
ターンコイル１２によって構成され、トランス部分はバ
ルク強磁性ブロック１７、中間磁性層１４およびトラン
ス下部磁性体１１より成るトランス磁気回路と、これに
鎖交する１ターンコイル１２及び複数ターンの２次コイ
ル１９により構成される。

ヘッド磁気回路ならびに１タ一ン巻線部は薄膜技術によ
って必要最小限の大きさに形成出来るので、ヘッドの１
ターンインダクタンスならびに１タ一ン部分のＤＣ抵抗
全最小限に押えることが出来る。また、トランス２次巻
線は、１次巻線に近接した位置でバランス巻きとなる様
に形成しているので、前記従来例よりもトランス両巻線
の結合を高くとることが出来る（１次巻線に鎖交する磁
束のすべてが２次巻線にも鎖交するとき結合係数は１″
となる）。

更に、トランス下部磁性体は下部基板面及び媒体対接面
に直交する様に薄膜として配するので、その磁路のＤ−
Ｄ’力方向第１図）の厚みを薄膜コイルの内側寸法より
小さくすることが容易である。

このために、バルク強磁性バロック１７が第２図の紙面
垂直方向に連続した一体ものであっても、コイル１２と
鎖交しないトランス磁気回路全少くすることが出来る。

第１図と第２図は説明上、１タ一ンヘツド部分を他より
拡大した形で示したが、実際例えば回転シリンダー用の
ビデオヘッドへの応用として、実際的な寸法比でヘッド
外観を描くと第４図の様なものとなる。外観上はいわゆ
るビデオヘッドタイプに極めて近似し穴ものとなってお
シ、回転ヘッドタイプの記録再生装置への導入が容易で
あることがわかる。

第５図は本発明の他の実施例を示すものであｐ、下部基
板に特に関するものであるので、その部分のみ示す。こ
の例では、下部基板内の強磁性薄膜１１ａは強磁性薄膜
と絶縁層の積層体として形成されており、これによって
うず電流損失の少いトランス磁気回路が得られる。なお
この様な構成をとるときは、うず電流損失を更に少く押
えるために、上部基板内のトランス磁気回路も下部基板
と同様の積層構造として与え、第６図に示した様な構成
をとるのが好ましい。

上記各実施例で／′ｉ１ターンヘッド部分はいわゆるリ
ング形ヘッドとして構成したが、ここには第７図に示し
た１ターンの垂直記録ヘッドを用いることも出来る。同
図で２３は記録再生用主磁極、２４は補助磁極、１２は
１ターンコイルである。

この様な垂直記録ヘッドにおいてに、第１図と第２図に
示しタリング形のヘッドに比べて、その磁路がよシ開磁
路的になるので、磁気回路？小形化したときの効率向上
が特に顕著であり、１ターン化してステップアップトラ
ンスを組合せる効果が大きい。

更に上記実施例ではヘッド部は１ターンの場合を示した
が、これを数ターンとして構成することも出来、この場
合も以上述べ元本発明の特徴を発揮することが出来る。

実際のコイル作製には周知の薄膜によるコイル形成技術
を用いることが出来る。

発明の詳細 な説明のように本発明のステップアップ型磁気ヘッドは
、ヘッド磁気回路部分ならびにトランス１次回路全含む
ヘッド信号巻線部を薄膜技術により形成し、かつトラン
ス２次巻線をバランス巻きとするため、定められたイン
ダクタンスて対して高いステップアップ型をとることが
でき、低抵抗でインピーダンスノイズが少く、伝達効率
の高いステップアップ型の磁気ヘッドを得ることが出来
る。又本発明によれば、回転ヘッド型ビデオヘッドとし
て特に爵適な構成をとることが出来るものである。

又本発明においては、トランス磁気回路は薄膜構成面に
略直交する強磁性薄膜により与えるので、１次コイルに
鎖交しない磁路を減らすことが可能であり、トランスの
結合係数を高めることが出来る。更にこの構成ではトラ
ンス磁気回路を積層構造にすることが容易であり、うず
電流損の少いステップアップ型ヘッドが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明の一実施例を示す平面
図−２断面図、第３図は同下部基板を示す斜視図、第４
図は本発明のヘッド外観を示す平面図、第５図は本発明
の他の実施例における下部基板を示す部分斜視図、第６
図は同上部基板と下部基板が接合された状態を示す部分
斜視図、第７図は本発明の更知他の実施例を示す部分断
面図、第８図はステップアップ型磁気ヘッドの原理図、
第、　　９図はその従来例を示す断面図、第１０図はス
テップアップ型磁気ヘッドの等価回路図である。 ９・・・・・・ヘッド下部基板、１０・・・・・・ヘッ
ド下部磁性体、１１．１１ａ・・・・・・トランス下部
磁性体、１２・・・・・・１ターンコイル、１３・・・
・・・ヘッド上部磁性体、１４・・・・・・トランス中
間磁性層、１６・・・・・・非磁性絶縁層、１６ａ、１
６ｂ、１６ｃ・・・・・・非磁性ブロック、１７，１７
ａ・・・・・・トラン２．上部磁性体、１８・・・・・
・トランス２次巻線用巻回溝、１９・・・・・・トラン
ス２次巻線。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名９−
一一下旬口１反 第　１　１２Ｉ／９−−−トランス２鵬ヤ艮：ｒＳ２図 第３図 第４図 １０、／２．／、３ 第５図 オ）６図 ／／沢 第７図 第８図 第９図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）下部基板上に形成した薄膜ヘッド磁気回路と、前
   記下部基板内に形成した第１の強磁性薄膜を少くとも一
   部に含んで上部基板とともに構成したトランス磁気回路
   と、前記ヘッド磁気回路ならびに前記トランス磁気回路
   の両方に鎖交するよう前記下部基板上に形成した閉路の
   薄膜コイルと、前記トランス磁気回路に鎖交するトラン
   ス２次巻線とからなり、この２次巻線は上部基板を周回
   する部分と下部基板を周回する部分に分割してバルク巻
   線によりバランス巻きしたステップアップ型磁気ヘッド
   であって、前記下部基板は前記第１の強磁性薄膜を非磁
   性体ではさみ込んだ構造を少くとも一部に有しており、
   かつ前記第１の強磁性薄膜の膜面は前記下部基板の基板
   面および磁気ヘッドの記録媒体対接面いずれに対しても
   略垂直であることを特徴とするステップアップ型磁気ヘ
   ッド。
2. （２）薄膜コイルを、ヘッド磁気回路とトランス磁気回
   路のいずれに対しても１ターンで鎖交するように構成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のステッ
   プアップ型磁気ヘッド。
3. （３）上部基板と下部基板の少なくとも一方はトランス
   磁気回路の一部を形成するバルク強磁性体部を含むよう
   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
   ステップアップ型磁気ヘッド。
4. （４）第１の強磁性薄膜は絶縁層を介して複数層積層さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ステップアップ型磁気ヘッド。
5. （５）上部基板は、トランス磁気回路の一部を構成する
   第２の強磁性薄膜を有しており、上記第２の強磁性薄膜
   の膜面は前記上部基板の基板面および磁気ヘッドの記録
   媒体対接面いずれに対しても略垂直であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のステップアップ型磁気
   ヘッド。
6. （６）第２の強磁性薄膜は絶縁層を介して複数層積層さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
   ステップアップ型磁気ヘッド。