JPS63311184A - 磁気センサ− - 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、微小領域の磁界あるいは磁束を検出する磁気
センサーに関する。

〔従来の技術〕

微弱な磁界や微小な磁束を検出する手段としては、従来
より、ホール効果を利用したホール素子による検出法、
コイルに鎖交する磁束の変化を、発生する起電力により
検出する方法、あるいは磁気抵抗効果を利用した磁気抵
抗素子による検出方法が通常用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、特に微小領域から発生する微弱な磁界や
微小な磁束を検出する場合、前記の方法には、それぞれ
次のような問題があった。

すなわち、ホール素子の場合、Ｓ／Ｎは非常に良く高感
度ではあるが、構造上、センサ一部の小型化が困難であ
る。

また、コイルによる検出法の場合、コイルの出力Ｅ。は
、コイルを鎮交する磁束を中とするとＥ。

−ｄΦ／ｌｉｔで得られるた狛、磁束Φの時間変化が少
ない場合、コイル又は対象領域の一方あるいは両方を高
速で移動させ、Ｓ／Ｎを高める必要がある。

磁気抵抗素子の場合は、センサ一部の小型化が可能でコ
イルによる検出のように高速で移動させる必要はないが
、Ｓ　／　Ｎが低いという問題がある。

以上の問題点により、微小領域から発生する磁界や磁束
に対しこれまで十分有効な検出手段はなく、例えば、磁
気記録の高密度化による１ビ７トあたりの記録領域の減
少、即ち漏れ磁束の微小化に対し、高効率の再生手段が
見出せないといった実用上の問題が生じていた。特に、
高密度記録が可能で小型大容量の補助記憶装置の実現が
期待されている垂直磁気記録方式において、再生時のＳ
／Ｎをいかに確保するかが重要な課題の１つである。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、微小領域から発生する磁界や磁束を高感度に
検出する磁気センサー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〕

この目的を達成するため、本発明の磁気センサーは、共
通の磁心に、高周波の交番磁界を発生する励磁コイル及
び該励磁コイルより発生した磁束を検出するための再生
コイルを巻装し、外部磁界により前記磁心の透磁率が変
化した際に生じる再生出力の変化を信号に変換する電気
回路を備えたことを特徴とする。

共通の磁心として、中間部に主磁極を形成したものを用
いることにより、外部磁界に対する磁心の感度を高める
ことができる。また、励磁コイルに記録信号を与えるこ
とにより、この磁気センサーを、磁気記録を行う磁気ヘ
ッドとして用いることもできる。

〔作用〕

本発明の原理を第１図（ａ）及び（ｂ）に示す。図中１
は、励磁コイル２に駆動電流を供給する励磁コイル駆動
回路である。励磁コイル２により発生した磁束３は軟磁
性材料の磁心４を通り、再生コイル５を鎖交し、再生コ
イル５に電圧を発生させる。

第１図（ｂ）のように外部磁界７が与えられ、斜線部が
飽和もしくはそれに近い状態で磁化した場合、励磁コイ
ル２と再生コイル５は磁気的に分離され、再生コイル５
の電圧は下がる。このときの再生電圧の変化を再生回路
６により検出し、出力信号とする。

〔実施例〕

以下、本発明の特徴を、図面に示す実施例に基づいて具
体的に説明する。

第２図は、本発明による原理の磁気センサーを具備した
主磁極励磁型垂直ヘッドの１例を示す全体構成図である
。第２図に示されているように、磁気センサー全体は主
に３つに分けられる。すなわち、垂直記録媒体に接し、
直接漏れ磁束を検出するヘッド部２０、励磁コイル２を
駆動し、励磁磁束を発生させる励磁コイル回路部３０、
そして励磁磁束を検出する再生コイル５につながり、そ
の再生電圧の変化を検出したり、記録時に媒体を磁化さ
せる磁束を発生させる回路を有した再生コイル回路部４
０により構成されている。記録するための回路系、すな
わち書き込み回路８は、本実施例では再生コイル回路部
４０に含まれているが、励磁コイル回路部３０に設けて
も良いし、両回路に設け、同期させて記録するための磁
束を発生させてもよい。

本発明を磁気ヘッドに適用した場合の実施例を第３図（
（ａ）は平面図、う）は斜視図）に示す。同図は垂直磁
気ヘッドの構造を示している。この垂直磁気ヘッドの概
略の作製手順は以下の通りである。

■　基板９上に共通の磁心１２を形成する。磁心１２の
中央部には、主磁極１２ａを形成する。本実施例では、
Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ薄膜をスパッタにより膜厚０．３μｍ
で形成している。更に、この薄膜に熱処理を施し、高透
磁率を持たせる。

■　Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ薄膜パターン上にＳｉ○２絶縁膜
をスパッタした後、Ｃｕメッキにより励磁コイル１０、
再生コイル１１のパターンを形成する。なお、■、■共
にパターンはフォトリソグラフィーを用いている。膜厚
はｌＡｔｍである。

■　パターニングした基板と双対基板とを接着し、ヘッ
ド先端部を整形研磨する。

なお、磁心１２となる軟磁性薄膜は異方性が小さく、高
い透磁率であることが望ましい。また、異方性がある場
合、磁化困難軸方向が第３図（ａ）の矢印方向であるこ
とが望ましい。

次に、前記垂直磁気ヘッドの記録、再生原理について説
明する。

（ｉ）記録・・・記録時には、選択信号により第２図に
示した励磁コイル駆動回路１及び再生回路６はオフされ
、書き込み回路８により磁心１２の薄膜が磁化され、媒
体に信号が記録される。

（ｉｉ　）再生・・・選択信号により書き込み回路８は
オフされ、励磁コイル駆動回路１及び再生回路６が動作
する。第４図（ａ）に示すように、垂直磁気ヘッドＨの
主磁極１２ａが垂直磁化層１３の磁区１４の部分にあれ
ば、主磁極１２ａは磁化される。このとき、第１図ら）
の説明において述べたように、磁心１２が飽和又はそれ
に近い状態に磁化され、励磁コイル２と再生コイル５は
磁気的に分離される。したがって、再生コイル５の出力
は０に近くなる。

第４図ら）に示すように主磁極１２が垂直磁化層１３の
磁区１４の中間の位置にあるとき、媒体からの磁束は実
効的に０になり、励磁コイル２と再生コイル５とは磁気
的につながり、出力が得られる。再生信号の一例を第５
図に示す。第５図において、ａで示す波形振幅の極小部
分は第４図（ａ）の状態、ｂで示す波形振幅のピーク部
分は第４図（ｂ）の状態をそれぞれ示している。

本実施例による垂直磁気ヘッドを用いて、ＣｏＣｒ垂直
磁気記録媒体に対する記録再生実験を行った結果、Ｓ／
Ｎ比４５［］Ｂ以上でかつ高出力の電磁変換特性を示す
ことが確認された。垂直磁気記録媒体のスペックは下記
の通りである。

ＣｏＣｒ媒体スペック（二層膜媒体） ＣｏＣｒ層（垂直磁化記録層） 膜　　　　　厚　　　　　　０．２　　μｍ垂直保磁力
Ｈｃ　＋１Ｊ５０００ｅ 飽飽和束Ｍ　ｓ　　　　　６０００　Ｇ　ａ　ｕ　ｓ　
５ＮｉＦｅ層（下地層） 膜　　　　　厚　　　　　　０．５　　μｍ平行保磁力
Ｈｃ　　　　Ｏ，２０ｅ 飽飽和束Ｍ　ｓ　　　　　２０００　Ｇ　ａ　ｕ　ｓ　
ｓ〔発明の効果〕 以上に説明したように、本発明においては、共通の磁心
に、励磁コイル及び再生コイルを巻装し、外部磁界によ
り前記磁心の透磁率が変化した際に生じる再生出力の変
化を信号に変換する回路を設けた構成としている。磁心
に外部磁界が加わると、磁心が飽和又はそれに近い状態
に磁化され、励磁コイルと再生コイルとの間が分離され
る。外部磁界がない場合は、励磁コイルからの交番信号
が磁心を介して再生コイルに伝達される。したがって、
再生コイルの信号により、外部磁界が０か又は加わった
かを検出することができる。

また、本発明を磁気ヘッドに適用することにより、垂直
記録媒体に対する磁気記録、再生を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は本発明の実施
例の構成を示すブロック図、第３図は本発明の垂直磁気
へンドの実施例の構造を示す概略図、第４図はその動作
説明図、第５図は本発明を適用した垂直磁気ヘッドによ
る再生波形図である。 １：励磁コイル駆動回路　２：励磁コイル３：磁束　　
　　　　　　４：磁心 ５：再生コイル　　　　　６：再生回路７：外部磁界　
　　　　　８．書き込み回路９：基板　　　　　　　　
１０　　励磁コイル１１：再生コイル　　　　　１２：
磁心１２ａ：主磁極　　　　　　　１３：垂直磁化層１
４：磁区　　　　　　　　Ｈ：磁気ヘッド特許出願人　
　　　　富士セロンクス　株式会社代　　理　　人　　
　　　　　　小　　堀　　　益　（は°か２名）第１図 （（１）　　　　　　　　　（ｂ） 箪２図 ｒ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１１１尚Ｊ
ニ１統、ト〜２゜ ｌ　　　　　　　　　　１　　　　　　　４０（ｌ　　
　　　　　　　　、　　−−−第３図 （ｃｌ）　　　　　　　　　　　（ｂ）Ｍ４図 （ＣＩ）　　　　　　　　　　　　　（ｂ）ｉ己１吉「
ユ＼Ｌ」冨壬１１Ｆ〒Ａ＼シラ呵≠ン全ｍｌ≧Ｖユヨー
選択 〆ゝ＼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、共通の磁心に、高周波の交番磁界を発生する励磁コ
   イル及び該励磁コイルより発生した磁束を検出するため
   の再生コイルを巻装し、外部磁界により前記磁心の透磁
   率が変化した際に生じる再生出力の変化を信号に変換す
   る電気回路を備えたことを特徴とする磁気センサー。 ２、共通の磁心として中間部に主磁極を形成したものを
   用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項の磁気セ
   ンサー。 ３、励磁コイルに主磁極磁化信号を供給して垂直磁気記
   録媒体上に磁気記録を行うようにした特許請求の範囲第
   ２項記載の磁気センサー。