JP2698869B2 - 磁気変換器ヘッドの構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は一般に磁気記録の分野に関し、特に磁気記
録及び再生（「読み／書き」）動作で使われる変換器の
構造に関する。更に詳しくは、この発明はデジタルデー
タ記憶装置、中でも（限定の意味でなく）かかる用途で
使われるテープレコーダ装置（「テープドライブ」）に
おいて特に有用な磁気変換器のコア構造に関する。 （従来の技術） ほとんどのデータ記憶及び検索は、磁気記録装置、主
にディスクドライブ及びテープドライブ（「ドライブ」
という用語はレコーダ／再生装置用の基本的工業表示と
して受け入れられるようになった）を用いて行われる。
ディスクドライブの場合には、「ハード」ディスクと
「フロッピー」ディスク２種類の媒体型があり、「ハー
ド」ディスクは磁化可能な表面を有する剛性のプラッタ
ー（円盤）で、ディスクの表面に対して薄膜または空気
を介して離間しながら空気力学的に「飛走」する変換器
によって磁束の変化が磁化表面上に記録する。「フロッ
ピー」型ディスクドライブは、同じくディスク形状だ
が、磁気テープの性状がもっと強く、非常にフレキシブ
ルで、一般に磁化可能な金属酸化物の表面コーティング
を支持する重合材料のシートから成る磁気的に記録可能
な媒体を使用する。フロッピーディスクドライブではテ
ープドライブと同様、通常（磁気「ギャップ」におけ
る）ヘッドの先端を、ヘッドを通って移動するフレキシ
ブル媒体の平面内へと突き出し、移動媒体と記録ヘッド
の間の直接接触を維持することによって記録が達成され
る。 テープドライブは一般に、あるいは少なくとも頻繁
に、双方向性の記録及び再生動作を特徴とし、テープは
最初の読みまたは書き動作の間一端から他端へと長さ方
向に沿って移動され、その後次の同様の動作のため反対
方向に戻され、テープの記録で通例行われているように
続く２回の記録動作間でテープを巻き戻すことをしな
い。この双方向性動作の特徴は、（「フロッピー」また
は「ハード」何れのディスク媒体にせよ）ディスクドラ
イブには備わっていず、ディスク形状の媒体は同一方向
に連続的に回転され、媒体上での記録または再生は全て
単方向に沿って成される。 この動作モードにおける基本的な差異は、使用される
変換器つまりヘッドの性上にもそれに応じて基本的な差
異を生じる。双方向性の読み及び書きの場合には、マル
チギャップのヘッドが使われるが、単方向性記録の場合
にはシングルギャップのヘッドでよく、これはマルチギ
ャップのヘッドよりはるかに安価である一方、異なる時
点でしか読み及び書きを行えない欠点、すなわちテープ
ドライブではよく所望され且つ実際にもしばしば与えら
れているように、データを書き込むと同時に読み取るこ
とはできないという欠点を有する。 また、読取ギャップが媒体上の書き込まれたトラック
の真上に正しく位置される可能性を最大限とするため、
テープドライブで使われるマルチギャップのヘッドにつ
いて、２つの実質上反対の手法が当該分野で認識されて
いる。第１の手法では読取ギャップよりはるかに広い書
込ギャップを用い、読取ギャップが書き込まれたトラッ
クの中心近くのいずれかに公称通り位置されれば、ヘッ
ドがトラック、すなわちギャップの全高つまり長さを横
切って延びた記録済みの磁束変化と充分に整合せしめら
れる。第２の手法では、書込ヘッドの前方に配設された
別個の消去ヘッドを有するヘッドを使用し、各書込動作
が生じる前に媒体がきれいに消去され、常に残留信号を
全く含まない媒体に対して書込が行われるようにする。
この構成では、書き込まれたトラックの全巾が必ず読み
取りギャップと完全に重なるように、書込トラックより
はるかに広い読取ギャップが使われる。別個の消去ギャ
ップが狭い書込トラックに隣接して記録された全ての残
留あるいは異質信号を除去するため、読取データの流れ
中に干渉やクロストークは生じない。 上記の手法はどちらもマルチギャップのヘッドでしか
達成できないので、シングルギャップの読み／書きヘッ
ドしか使われてないフロッピーディスクドライブでは使
えない。上記第２の手法とやや似たシステムを与えるよ
うに、フロッピーディスクドライブの中には、シングル
読み／書きギャップの両側で且つ後方に別々の消去ギャ
ップを設ける「トンネル消去」概念を用いたものもあ
る。これら２つの消去ギャップの役割は、書込済みトラ
ックの両側に沿って消去を行いその周縁を「トリム」す
ることによって、両側に残留あるいは異質の記録された
磁束変化を全く含まない書込データの狭いトラックを生
じることにある。この構成では、機械的及び磁気的干渉
の問題を取り除くかまたは最小限とするため、読み／書
きギャップ後方で消去ギャップを離間させる必要がある
のでヘッドの構造がやや複雑となり、更に勿論２つの消
去ギャップを用意し組み立てるための必要物及び経費が
加算される。 こうしたトンネル消去概念は、双方向性ヘッドの双方
向的使用においては相互に反対の記録方向を共に許容す
るため、シングル読み／書きギャップの両側で第１組の
消去ギャップの位置から離間して、別の一対の消去ギャ
ップを必然的に追加する必要があるので、双方向性の記
録動作では有利でない。各種消去ギャップをそれら自身
及びシングル読み／書きギャップに対して正確に整合さ
せる必要が、異なる製造過程を必要として不可避的に経
費を大幅に増加させるので、上記のようなヘッドを製造
する現実性はその潜在的な用途と見合わない。勿論、第
２対の消去ギャップ自体を含めた必要物にかかる経費も
増大する。 上述した困難と問題を解決するため、実質上マルチギ
ャップのヘッドで一般に認められる特性を機能的に表す
動作特性を与える一方、実際にはシングル読み／書きギ
ャップだけを有するような、変換器ヘッド用の異なる形
のコア構造を用いることがこれまで提案されてきた。 すなわち従来、磁気コア構造がギャップの片側に配設
された全巾の書込コアと、ギャップの反対側に配設され
た部分巾の読取コアとを有する変換器ヘッドを用いるこ
とが提案されている。この構造では、読取コアを狭める
ことで生じたスペースを実質上埋めるため、特別な追加
の磁気的な閉じつまり戻し片が、ギャップ位置の比較的
狭い読取コアの両側に配設される。これらの追加部品
は、書込手順中書込コア構造の一部として機能するが、
読取コアだけをアクセスする検知コイル上に現れる読取
コア出力信号に寄与することを意図していない。この様
な変換器のコア構造の例については、特公昭第50−1118
17号（特許第5235618号）及び特公昭第50−171710号
（特許抄録第８巻、第10号、248頁）、並びに米国特許
第4,085,429号を参照されたい。 上記最後の米国特許は、特別な目的の変換器の使用に
おいて可能な最も好ましい信号対ノイズ比を得ること、
及び読取チャネルをその中の書込チャネルから絶縁する
ことが極めて重要であることを論じており、またこの先
行特許は、狭い読取コアと該読取コアの両側に配設され
た特別な追加の書込コア用閉じ部片との間で使われる絶
縁層の、磁気ギャップに対する厚さに関する幾つか指摘
されている重要な制限を用いることに依拠している。 （発明が解決しようとする問題点） 上記した各ファクターにも拘らず、当該分野における
従来の努力はこれまで、対象とする特別な目的の変換器
ヘッドの設計上の考慮点に関わるその他幾つか重要なフ
ァクターを認識及び考慮しておらず、従って本発明はこ
うした重要なファクターを認識及び開示することに依拠
し、提供するものである。つまり本発明は、実際の動作
においては疑似エラーを実質上含まず、一貫して信頼で
きる性能でなければならないという基本的な必要条件を
考慮に入れながら、好首尾及び不首尾の動作を最終的に
区別する上で高密度な記録が関わっている重要な改良を
含め、変換器のコア構造用の新規で価値ある構造の特徴
及び構成を提供する。 従って本発明は、エラー率を低く保ちながら高密度の
記録を可能とするような、「広巾書込、狭巾読取」の磁
気変換器コア構造の構造上の改良及び設計上の基準を提
供するものである。広義において本発明は、磁気コアを
構成する各要素における重要な構造及び寸法上の関係を
与えるもので、更に詳しくは、読取ヘッドと特別な書込
ヘッド用閉じ部片との間の重複面識に関する幾つか重要
な寸法関係で、絶縁部品（層状要素あるいは「積層体」
とも呼ばれる）の組み込み時に実施されると、上記した
極度に望ましい動作結果をもたらす関係を与える。 本発明の上記一般的な特徴は、好ましい実施例を開示
して基本の概念と発明の全体的特徴を例示する以下の詳
細な説明及び添付の図面から明かとなろう。 （実施例） 図面を詳しく参照すれば、第１及び２図は本発明によ
る変換器ヘッドのコア構造10の全体的性状を示す。これ
らの図面に示してあるように、コア構造10は別々に構成
された２つの部分（実質上半体）12と14を含む。コア構
造の半体つまり一部分12を「書込」部と見なせば、変換
ギャップ16の左側に示したこのコア本体が、その高さが
ギャップの全高である単極部材を構成することが理解さ
れよう。 変換ギャップ16の右側に見えるコア構造の他方の部分
14は、上記部分12のように単一の一体的構造でなく、
（この特定実施例では）積層されたつまり層状の形に配
設され、それぞれ18、20及び22で表された３つの異なる
構成部品を含む複合形状である。これらのうち、２つの
最外（側方）部材（「側面積層体」とも呼ばれる）18と
20が書込コア用の閉じ部片（戻し部片）を構成する一
方、中央つまり中心積層体20は読取コアを構成する。以
下詳述するように、３つのコア要素つまり積層体18、20
及び22は各々相互に分離されるつまり磁気的に絶縁され
ることが極めて重要である。このため、非磁性の絶縁部
材24と26が第２図に示すようにそれぞれの間に配設さ
れ、書込コア用閉じ部片18と22の境界を少なくともわず
かに越えて延出するのが好ましく、読取コア20は両絶縁
部材を大きく越えて延びている。 第１図を参照すれば、コア構造10はその全体形状がほ
ぼＣ字状で、通例「カットバック角」と呼ばれる角度を
基本的に限定する２つの接近する対面部12aと14a間の開
口に記録ギャップ16を形成していることが明らかであろ
う。第２図に示した各積層体の相対高さを考慮すれば、
第１図から、主書込コア12は対面部12aから後方に延
び、その中間部に巻かれた電気励起つまり駆動巻き線
（「書込コイル」）30を有し、コア構造全体の他方の半
分と境界つまり接合部32で接触（つまり磁気交信）する
ように中央方向に延びていることが見て取れよう。この
背後位置で、接合部32の反対側に位置した３つのコア要
素18、20及び22は、変換ギャップ16側においてと実質上
同じ高さ関係を有し、トータルで書込コア12の全高と対
応している。 上下の積層体18と22つまり書込コア用閉じ部片は、前
記書込コア部12と平面視で実質上鏡像関係の形状を有す
る（第１図）内側つまり中央の読取コア積層体20よりも
はるかに短く、変換ギャップ16から後方に延びている。
また、読取コア中央積層体20もその中間部20bに巻かれ
た電磁コイル28を有し、ここで論じている実施例では該
電磁コイル28が読取検知コイルを形成する。 特定の構造材料について見れば、読取及び書込コア1
2、14と書込コア用閉じ部片18、22は一般に、変換器の
コアで習慣的に使われている任意の通常の材料、すなわ
ち「ミューメタル」、フェライト等とし得る。異なるコ
ア要素を構成する各構成部品（「積層体」）は各々、渦
電流の影響を減じるためよく行われているように、薄い
シート状薄板の「積み重ね」で構成し得るが、この点は
一般的な変換器コアに取って必ずしも必須でなく、特に
（ここでのように）意図する用途が磁気変化の比較的狭
く、緊密に離間したトラックに対して読み書きを行う場
合にはそうである。自明なように、絶縁層つまり要素24
と26は、例えば銅や真ちゅう等の非磁性材料とする。意
図する媒体が磁気テープである場合、ヘッドの全高は磁
気コア構造自体の純高さより何倍も大きいのが好まし
く、一般にテープの全巾以上である。これは、テープが
変換動作時にヘッドの凸状（しばしば曲線状）を横切っ
て長さ方向にスライドしなければならず、その全巾にわ
たってヘッドで支持されるべきだからである。フロッピ
ーディスクの変換手順ではほぼ逆で、ギャップを限定す
る極片が一般に円形で、鈍角の円錐状凸部を有し、記録
中媒体がギャップを通過するときその凸部が記録媒体を
相補的なくぼみ状に変形させる。前述したように、本発
明のコア構造は、適切な形状関係を用い、ここに記す基
本的な構造上の属性及び概念を組み入れることによっ
て、後者のような性状のヘッドにも実施し得る。 自明なごとく、ここでの好ましい実施例はテープ媒体
に用いる変換器ヘッドに関連しているので、変換器ヘッ
ドの全高は第２図に示すように、単一トラックコア構造
の純高さよりはるかに高くすべきで、（コアを除く）ヘ
ッドの全体的な物理構造は周知のヘッド作製法によって
構成され、これに基づきヘッド全体についての所望な物
理的サイズの非磁性材料（例えば真ちゅう）製の取付ブ
ロックが、磁気コアの各構成部品を取り付けるのに使わ
れる。通常、このような取付ブロックは２つの相補的な
半体の形を取り、これら半体がコア構造の外側周囲に合
わせて接合され、相互間のスペースが、外側コーティン
グや整形剤としても使われるエポキシなど適切な非磁性
埋め込み化合物によって充填される。 上記にほぼ従って構成された変換器ヘッドは、シング
ルギャップコア及びヘッドにおける非対称的な書込／読
取巾特性という異常な結果を与える。つまりほぼ上記通
りの特定のフォーマットでは、書込コア（極構造）12
が、磁気ギャップにおけるその寸法と形状及び書込コイ
ル巻き線30の特性によって、磁気ギャップ16の全長すな
わちコア部12の全巾と実質上同じ巾の磁気変化のトラッ
クへ書き込むように構成される。一方、はるかに狭い読
取コア（「中央積層体」）20は、それ自身のの寸法と形
状及びそのアクセス可能な中間部20bに巻かれた読取コ
イル巻き線28の特性によって、書込コアよりはるかに狭
いトラック巾を読み取るように構成される。従って、こ
のように構成されたヘッド構造全体は、広いトラックに
書き込むが、狭いトラックを読み取るシングルギャップ
形状のヘッドを構成する。 もう少し詳しく言えば、記録したい電気信号による書
込コイル30の付勢が、その結果限定され変換ギャップ16
を横切る経路に沿って循環するコア構造10内の対応した
磁束パターンを発生し、変換ギャップにおける磁束の巾
は事実上書込コア12の高さつまり巾と、反対側のコア半
体14を構成する各積層体（18、20及び22）全ての全高つ
まり全巾、すなわち書込コア12と実質上同じ巾との関数
である。この結果、同じ巾の記録トラックがギャップを
横切って移動する媒体上に書き込まれる。 従って、書込モードでは、コア12からコア14へとギャ
ップを横切って移動するが、実際には３つ全ての積層体
18、20及び22によってコアの背後部（すなわち境界32）
を横切って戻る。しかし読取モードでは、読取コア20の
相対的形状と、中央に位置した該読取コア20だけに巻か
れその側面に位置した外側積層体18と22のどちらにも巻
かれない読取コア28の位置とによって磁気回路の性能が
異なってくる。ここで、外側積層体18と22は書込コア用
閉じ部片としてのみ機能する。つまり、読取コアが媒体
上の書込トラックと同軸状に整合配置されるとき、読取
コアの極片は媒体上の書込トラックの中央部にだけ整合
され、媒体上の磁気変化の全巾より著しく狭い範囲に対
してアクセスする。従って、読取コア積層体20から背後
の境界つまり接合部32へと流れる磁束は、コア自体内の
利用可能な総磁束よりかなり少なく、書込コア用閉じ部
片（つまり「周辺」または「側方」積層体18と22）は総
磁束のうち、出力中に現れるのが望ましくない（すなわ
ち「読み取られる」のが望ましくない選択部分を読取コ
アから実質上分路する役割を果している。こうして、ヘ
ッドは単一の磁気ギャップしか持たないが、広巾書込、
狭巾読取の能力が得られる。 上記したように、開示装置の書込コア構造に対して読
取コア構造の性能を別個に選択できることは、所望の目
的を満たす上で非常に重要である。ほとんどの場合、こ
の考慮自体が、特に何れの方法でも再生されるのが好ま
しくない書込コア用閉じ部片（「側方積層体」）18と22
に近接した記録媒体上での磁気変化と遭遇するのが一般
的である「読取」モードの変換動作時に、２つの異なっ
たコア部を相互に有効に絶縁させる。そうした磁気変化
は例えば、不明な発生源からの「ノイズ」や前に記録さ
れた消去されてないデータ、つまり「オーバライト」等
からなる。勿論、読取検知巻き線28は読取コア（「中央
積層体」）20にだけ巻かれ、書込コア用閉じ部片18と22
には設けられていないので、ギャップ16の位置で書込コ
ア用閉じ部片18と22が遭遇する磁束変化の効果は、読取
巻き線28に対応した検知電圧を誘起しない。それにも拘
らず、コア構造の対応した読取及び書込両部巻での「リ
ーク」、相互インダクタンス等として一般に考えられる
多くの原因から、「クロストーク」が生じることが明ら
かに認められている。 実際上、書込コア用閉じ部片18、22と読取コア23それ
ぞれの間での有効な絶縁は、上記「ノイズ」の影響を最
大限制限するために重要である。この点は特に、高密度
のデジタル記録が実施されるべきで、周知のように、媒
体の物理的な一定サイズに対するデータの記憶容量を最
大限にするため、より一層大きな記録密度が絶えず引き
続いて望まれるような用途に当てはまる。こうした読取
及び書込両コア部間の絶縁はこれまでほとんど見過ごさ
れてきたが、前記の米国特許第4,085,429号は該当の位
置に絶縁（非磁性）層を用いることを指摘している。し
かしながら、この先行米国特許の要旨は、磁気絶縁が有
効となるには絶縁層の厚さが重要であるという点にあ
り、一定の記録ギャップ巾に対する極めて特有な厚さ範
囲の必要条件を記述している。 本発明は、これと異なり従来全く認識されていなかっ
た別の概念に基づくものである。 すなわち、第３図を参照すれば、同図に示した簡略化
回路はコア構造10によって得られる磁気回路中に存在す
る磁束を表している。図中の表示「Ftotal」は磁気回路
中での総磁束の流れを示し、読取コアと書込コア用閉じ
部片を通って流れる磁束をそれぞれ表す２つの分岐成分
F2とF3から成る。また同図において、対応したコア部分
の磁気抵抗は抵抗要素として表してあり、要素R3は２つ
の離間した書込コア用閉じ部片18と22の組合せ磁気抵
抗、Rxは実質上２つの絶縁層24と26の複合磁気抵抗、更
にR2は読取コア20だけの磁気抵抗である。従って、読取
経路の有効磁気抵抗は（Rx＋R2）である。 上記から、ここに開示するマルチ部品コア構造の絶縁
度は、読取構造に原因した磁気抵抗（Rx＋R2）に対する
書込コア用閉じ部片の磁気抵抗（R3）の関数であること
が明らかであろう。つまり、 勿論、Rx＝1/Mu（Ｏ）×1/Mu（ｒ）×t/A 但しMu（Ｏ）は自由空気の透磁率、Mu（ｒ）は絶縁層
に使われる非磁性材料の透磁率、 ｔ＝絶縁層の厚さ、 Ａ＝書込コア用閉じ部片18、22と読取コア20間での共通
面積、つまりこれら両要素間での対応する重複面積。 上記よれば、R3に対してRxを大きくすることが非常に
重要であることが明らかであろう。この点は、絶縁層の
厚さをそれらの有効面積Ａに対し大きくすることによっ
て達成し得るが、この方法は書込動作中に、一般に前の
動作からの消去されていないデータから成る広幅の記録
されてない「ストライプ」を媒体上に発生するため、望
ましくない結果をもたらす。従って本発明では、R3に対
してRxを大きくするという望ましい結果が、共通面積Ａ
（第１図参照）を絶縁層24と26の厚さに対して小さく
し、特に前記の磁束比F2/Ftotalを約５％以下、どんな
場合でも10％以下とするのに充分な大きさとすることに
よって達成される。つまり、最終的な目標は共通面積Ａ
を、書込コア用閉じ部片18、22とこれらの間に配設され
た読取コア20を流れる各磁束間で約10％以下、好ましく
は約５％以下のリークつまりクロストークを可能とする
値に維持することにある。前述したように、こうした関
係を維持することは、実質上エラーを含まない一貫して
信頼できる高密度のデジタル記録を達成するのに不可欠
である。 上記の点を更に詳しく明示するため、一般的に望まし
い読取コア20の巾が書込コア12の全巾の半分（例えばそ
れぞれ5milsと10mils）で、絶縁部材24と26の厚さ
（ｔ）が各々約0.5mil（このような状況では適切な値と
見なされる）のとき、２つの書込コア用閉じ部片18、22
の組合せ巾が4milsであるとする。読取動作中に書込コ
ア用閉じ部片18、22によって「読み取られる」磁束変化
生じる望ましくないノイズの量は、これらの寸法比によ
って変更される。従って、各寸法が上記の通りで、磁束
の最大許容磁束リークリミットが10％以下に選択される
場合、 これを磁気抵抗で表すと、 及び 3R3−R2＝Rx以下＝（t/k）（1/A） （但し ｋ＝Mu（Ｏ）×Mu（ｒ）） 従って、 であるのが望ましい。 上記の特定の作業例において、 R3＝6.9×10⁶ R2＝4.4×10⁶ Mu（Ｏ）＝4pi×10⁷ Mu（ｒ）＝１ Ａ＝961mils²以下 上記した本発明の概念の２つの別の実施例を第４〜７
図に示す。異なる各実施例間で構造が類似しているた
め、同様の構成部品は前例中の番号に百番号台の「１」
を付して表す。例えば、第１図のコア構造に匹敵する第
４図のコア構造は110で表され、コア「半体」は112と11
4で表される等々などである。第１〜３図に示した実施
例と同じく、接合部132に対し書込コア112の反対側に位
置した３つの主要素118、120及び122は変換ギャップ116
近くにおけるのと実質上同じ高さ関係を有するが、ギャ
ップ116における書込コア用閉じ部片118、122の実際の
高さ関係は以下詳述するように場合に応じて変更される
のが好ましい。書込コア用閉じ部片18、22（第２図）と
書込コア用閉じ部片118、122（第５〜７図）との間の構
造的な差異を除き、コア構造10と110は実質上同等であ
る。第５、６及び７図を参照すれば、番号118と122で全
体を表した書込コア用閉じ部片は実際には、幾つか独特
な異なる構成部品を含んでいる。閉じ部片122と等しい
閉じ部片118は、それぞれ実質上同等で、相互に重ね合
わされ、絶縁層126と隣接して配設された複数（ここで
は３枚として示す）の閉じ条片つまり要素34と、これら
閉じ条片34と少し異なって位置された１枚以上の追加の
閉じ条件36とを含む。 第６及び７図に示してあるように、閉じ条片34は、読
取コア120の隣接する傾斜面に対して相補的で且つ対称
的な角度傾斜した端部を有する。第６図に示した実施例
では、読取コア120の巾が減少されていることによって
生じたギャップ116に沿ったスペースを、閉じ条片34が
完全に充填していない。この残りのスペースは、最外の
閉じ条片34と隣接して配設された追加の書込コア用閉じ
条片36によって充填されている。しかし、閉じ条片36の
最先端36aは、ギャップ116へ向かって近付きそれを限定
する読取コア120と閉じ条片34両方の傾斜面から凹んで
いることに留意されたい。さらに、閉じ条片36の最先端
36aは閉じ条片34の表面と同じようには傾斜していな
い。従って、閉じ条片34と36の相対的な形状は、第６図
中想像線で概略的に示したほぼ三角形状（実際には台形
状であるのが好ましい）の開放領域42を残す。本発明に
よれば、この開放領域が最も簡単な場合には空気でもよ
いが、銅などの反磁性物質であるのが好ましい非磁性物
質で満たされる。 第６図に示し上述した構造の変形で、好ましい別の実
施例を構成する変形例を第７図に示す。この構成では、
一連の書込コア用閉じ条片34′が第６図の実施例とほと
んど同じように狭巾の読取コア120に沿って配置されて
いるが、第７図の閉じ条片34′は狭巾の読取コアによっ
て生じたスペースを完全に満たしている。この例でも、
少なくとも１つの追加の外側閉じ条片36′が使われる
が、（想像線36″で示した少なくとも１つの更に別の閉
じ条片を用いることもできる）。また同じく、端面36
a′は閉じ条片34′によって与えられる隣接面34a′と同
じようには角度傾斜せず、鈍角または直角であるのが好
ましい。しかしこの場合には、端面36a′と隣接する端
面34a′との間の台形状領域を非磁性物質で充填するこ
とは（望ましいとしても）不可欠とは言えない。 自明なように、書込コア用閉じ条片34′と36′は全て
磁性物質で、それぞれの間に前述したごとく書込コア用
閉じ部片122と読取コア120の間に設けられる絶縁層126
に匹敵するような絶縁物質を含まず、相互に隣合わせて
直接接触して積み重ねられている。従って、書込コア用
閉じ条片34′は協働で、書込コア112の全巾を埋めるも
のとして、ギャップ116の端部に存在する磁束を移動さ
せる。追加の閉じ条件36′と36″も閉じ条片34′と磁気
的に連通しているが、それらの端面36aが凹んでいるた
め、これらの追加閉じ条片は有効ギャップ巾に影響せず
変化させない。すなわち追加の閉じ条片36′と36″の存
在が、このようなコア構造を持つ変換器によって書き込
まれるトラックの巾を著しく広げることはない。一方、
追加の閉じ条片36′と36″は、実質上並列に追加される
抵抗と同じ用に作用する書込コア用閉じ構造全体の有効
磁気抵抗を減少させるので、磁気的性能全体に非常に顕
著な効果をもたらす。 上記した書込コア用閉じ構造の効果は、第３図の簡略
化回路を参照することで更に明瞭に理解され認識されよ
う。 前述したように、ここに開示するマルチ部品コア構造
の絶縁度は、読取コア自体と絶縁層126とを含む読取コ
ア構造に原因した磁気抵抗（Rx＋R2で表される）に対す
る書込コア用閉じ部片の磁気抵抗（つまりR3）の関数で
ある。従って、このような絶縁度を大きくする有効な方
法は、同等な書込コア用閉じ部片118と122両方を通過す
る磁束の相対量を増大させることである。しかしこのこ
とは、最初に読取ギャップ及び書込ギャップの各パラメ
ータが他の因子によって決定されているので、書込コア
用閉じ部片の相対的サイズを単に増せばよいという問題
に留まらない。さらに前述したように、書込コア用閉じ
部片と読取コアとの重複領域は、それ自身が有効絶縁度
を増大させるので制限するのが望ましい。 従って、上記の実施例で教示されたように書込コア用
閉じ構造の磁気抵抗を減少させることは、読取コア構造
に対する書込コア構造の所望とおりの追加絶縁を達成す
る極めて有効だが従来認識されていなかった別の方法と
なり、前に指摘したようにこの点は有効なギャップ長を
著しく変化させずに達成できる。 前記の第１実施例と同じく、読取コア120の巾は書込
コア112の全巾の半分（例えばそれぞれ5milsと10mils）
とでき、（読取コア120の両側にある）２つの書込コア
用閉じ部片118と122の組合せ巾は約4milsで（各絶縁層1
24、126については約0.5milsとなる）。この総厚を形成
する個々の書込コア用閉じ条片34、36の特定数は重要な
問題でないが、例示の一般的な構成（読取コアの各側で
２または３枚）が良好な成果の物理的実施を一般に表す
ものと考えられる。 最外（追加つまり補充）の書込コア用閉じ条片36と40
は、読取動作中、書込コア用閉じ部片118と122から読取
コア120への磁束結合の所望な減少を達成するため、書
込コア用閉じ部片118と122の有効総磁気抵抗における望
ましい減少の大きさによって決まる有効厚を持つべきで
ある。上記した物理的な実例と一致し対応した一例は、
本例では他方の閉じ条片40と同等で、その厚さが他の同
様な閉じ条片34について指摘したのと同じオーダーであ
る１または２枚の追加の閉じ条片36を用いる。この点に
関連して、これらの追加閉じ条片36と40は、前記の例と
ほぼ対応したヘッドにおいて、該ヘッドの面から約３〜
20milsだけ凹んでいるのが好ましい。 第７図に示したのと同様な関係で、前記の例と一致し
た追加の書込コア用閉じ条片36を用いることで、読取コ
アと書込コア間の磁気絶縁は顕著に減少され、少なくと
も95％のオーダーで磁気絶縁を達成し得る。これは、隣
接するトラックの信号やさもないと書込コア用閉じ部片
によって拾われてしまうその他のノイズに対し極めて感
応し難くすることで、変換器の性能を著しく向上させ
る。 一般に、書込及び読取コア12と20、書込コア用閉じ部
片18と22、及び絶縁要素24と26を構成するのに用いたの
と同じ構造材料が、書込及び読取コア112と120、書込コ
ア用閉じ部片118と122、及び絶縁要素124と126を構成す
るのにそれぞれ使える。異なるコア要素を構成する各構
成部品（「積層体」）は各々、渦電流の影響を減少させ
るため薄いシート状薄板の「積み重ね」で構成し得る
が、これは一般的な変換器において必ずしも不可欠では
なく、特に（ここでのように）意図する用途が比較的狭
く、緊密に離間した磁気変化のトラックに対して読み書
きを行うような場合にはそうである。 上記は本発明の好ましい実施例の説明に過ぎず、等価
の原則を含め、特許法の確立されている原理に従って解
釈されるべき特許請求の範囲に記載されている発明の基
本的な概念及び広義の解釈を逸脱せずに、各種の変更、
代替及び変形が可能なことが理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による変換器ヘッドのコア構造の区分化
平面図；第２図は第１図に示した構造の||−||平面に沿
って見た拡大正面図；第３図は他の図に示したコア構造
の等価磁気回路を示す概略図；第４図は変換器ヘッド構
造の別の実施例の区分化平面図；第５図は第４図に示し
た構造の拡大部分正面図；第６図は第４図に示したコア
構造の別の拡大部分正面斜視図；及び第７図は第６図と
同様な部分斜視図だが、第５図に示した本発明の好まし
い別の実施例を示す。 10、100……コア構造、12、112;14、114……第１、第２
磁極構造限定手段（コア要素）、16、116……磁気ギャ
ップ、20、120……中央積層体、18、118;22、122;34、3
8、36、40……側方積層体、20b……中央積層体中間部、
24、26……非磁性絶縁手段、28、128;30、130……電磁
コイル、32、132……磁極構造境界、34a,36a……側方積
層体最先端、120a……中央積層体最先端。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．特にデジタルデータ記憶装置で使用するに適した変
   換器ヘッド用磁気コア構造（10）において、 磁気コア要素で構成され、磁気記録可能なデータ記憶媒
   体にアクセス可能な磁束を生ずる少なくとも一つのギャ
   ップ（16）を有する磁気回路と、 前記ギャップの一側に位置する前記回路用の第１磁極構
   造（12）と該第１磁気ギャップに対向する前記ギャップ
   の他側に位置する前記磁気回路用の第２磁極構造（14）
   とを有し、 前記磁極構造の少なくとも一方が少なくとも一つの中央
   積層体（20）と、少なくとも一つの側方積層体（18,2
   2）とを含む構造であり、該側方積層体は、該中央積層
   体の少なくとも一部に隣接しかつこれと重なりこれらの
   部分で重複領域を限定し、前記中央積層体は、前記ギャ
   ップの位置で該ギャップを横切って設けられた前記他方
   の磁極構造のそれより少ない厚さを有し、 さらに磁気コア構造は、前記一方の磁極構造の位置で前
   記中央積層体と前記側方積層体との間に設けられた少な
   くとも一つの非磁性層を有し、該側方積層体から該中央
   積層体を磁気的に絶縁する絶縁手段（24,26）を含み、 前記側方積層体は、磁性材料を含み、前記一方の磁極構
   造から隔置した点で前記中央積層体の側方でかつこれに
   磁気的結合して前記他方の磁極構造へ向かう方向に延在
   して前記中央積層体により構成される前記磁気回路の部
   分を磁気的に分路し平行磁気回帰路を提供しており、 前記中央積層体と前記側方積層体の間の重複領域は、寸
   法を限定され、前記ギャップを横切る磁気絶縁手段の厚
   さは、最少とされ、前記重複領域は、この領域での該側
   方体から該中央積層体への前記磁気的絶縁手段を介して
   の磁束の伝達を前記磁気回路の全磁束の10パーセント以
   下に制限する大きさに限定されるようになっている磁気
   コア構造。 ２．特許請求の範囲の第１項に記載の磁気コア構造にお
   いて、前記磁極構造の双方は、前記ギャップの位置にお
   いて該ギャップに沿って測った全幅が同じ厚さである磁
   気コア構造。 ３．特許請求の範囲の第１項に記載の磁気コア構造にお
   いて、前記中央積層体と、前記絶縁層の前記重複領域で
   の厚さの比は、約10:4:1である磁気コア構造。 ４．特許請求の範囲の第１項に記載の磁気コア構造にお
   いて、前記重複領域の寸法が、前記ギャップに隣接する
   段状の最先端を有し、前記中央積層体の対応した最先端
   から凹んでいるとともに、前記ギャップの有効長に影響
   せず、しかして前記側方積層体の有効磁気抵抗を減少さ
   せるように前記ギャップから凹んでいる部分を含む細長
   い構造からなる積層体により制限されるようになった磁
   気コア構造。 ５．特許請求の範囲の第４項に記載の磁気コア構造にお
   いて、前記中央積層体と前記側方積層体の前記ギャップ
   における組み合わせ厚さが、前記ギャップの反対側にお
   ける前記一方の磁極構造の厚さにほぼ対応している磁気
   コア構造。 ６．特許請求の範囲の第４項に記載の磁気コア構造にお
   いて、少なくとも一対の前記側方積層体を含み、各側方
   積層体が前記中央積層体を挟んで各側に配置され、中央
   積層体の選択領域と重ね合わされている磁気コア構造。 ７．特許請求の範囲の第５項に記載の磁気コア構造にお
   いて、前記中央積層体と前記側方積層体とを有する少な
   くとも一方の前記磁極構造が、前記ギャップに沿ってよ
   りも前記ギャップの後方の向かって大きい厚さを有する
   磁気コア構造。 ８．特許請求の範囲の第４項に記載の磁気コア構造にお
   いて、前記側方積層体が少なくとも２層を有する層状構
   造からなり、該層の一方が他方に対して縦方向にずらさ
   れ前記段状の最先端を与える磁気コア構造。 ９．シングルギャップの磁気変換器ヘッドを用いてマル
   チギャップヘッドによって得られるものと類似の結果を
   生むやり方で磁気的に記録可能な記録媒体上で磁束の変
   化を読み書きする方法にして、 記録経路でシングルギャップの磁気変換器ヘッドを通過
   させ、前記ギャップの全長の所定の部分をなす、該ギャ
   ップの両側を限定する変換器構造の第１部分を用いて前
   記通過時に前記記録媒体上に磁束変化を記録する段階
   と、 再生経路で前記変換器ヘッドを通過させて前記記録媒体
   を移動させ、前記ギャップの全長の所定の異なる部分を
   なす磁気構造を構成してこの異なる部分を記録動作より
   も再生動作でより用いるようにした前記コアの第２部分
   を用いて、前記媒体に記録された磁束変化を再生させる
   段階と、 非磁性手段を前記磁気コア構造の第１と第２の部分との
   間に配置し、これらの間にある重複領域を制限し、しか
   して該非磁性手段の厚さを最少として前記再生通過時に
   前記第２部分を前記第１部分から絶縁して、前記重複領
   域を、前記磁気コア構造を通る全磁束の10パーセントを
   越えない値に該磁束の伝達を制限する段階と を有する方法。 １０．特許請求の範囲の第９項に記載の方法において、
   前記再生通過時に前記磁気コア構造の第２部分の第１部
   分からの絶縁度を、該第２部分の前記磁気ギャップにお
   ける少なくとも一部の領域に磁気分路を配置し、該磁気
   分路の端部の少なくとも一部が前記磁気ギャップから凹
   ませる段階をさらに含む方法。 １１．特にデジタルデータ記憶装置で使用するに適した
   変換器ヘッド用磁気コア構造（10,110）において、 磁気コア要素で構成され、磁気記録可能なデータ記憶媒
   体にアクセス可能な磁束を生ずる少なくとも一つのギャ
   ップ（16,116）を有する磁気回路にして、該ギャップの
   互いに隔置する両側が、互いに対向して配置され、前記
   ヘッドの表面を画成する該ギャップに直隣接した連続す
   る連続的外面を有する第１の磁極構造（12,112）と第２
   の磁極構造（14,1114）と構成されている磁気回路を有
   し、、 前記磁極構造の少なくとも一方（14,114）が少なくとも
   一つの中央積層体（20,120）と、少なくとも一つの側方
   積層体（18,22,118,122）とを含む構造であり、該側方
   積層体は、該中央積層体の少なくとも一部に隣接しかつ
   これと重なり、前記中央積層体が前記表面で、前記ギャ
   ップに横切って測った厚さが、前記中央積層体からギャ
   ップを横切って配置した他方の構造体のそれよりも小さ
   くなっており、 さらに磁気コア構造は、前記一方の磁極構造の位置で前
   記中央積層体と前記側方積層体との間に設けられた少な
   くとも一つの非磁性層を有し、該側方積層体から該中央
   積層体を磁気的に絶縁する絶縁手段（24,26,124,126）
   を含み、 前記側方積層体は、磁性材料を含み、前記一方の磁極構
   造から隔置した点（32,132）で前記中央積層体の側方で
   かつこれに磁気的結合して前記一方から前記他方の磁極
   構造へ向かう方向に延在して前記中央積層体により構成
   される前記磁気回路の部分を磁気的に分路し平行磁気回
   帰路を提供しており、 前記側方積層体は、前記磁気ギャップに隣接する段状の
   最先端（36a,36a′）を有する細長い構造（34,36,38,4
   0,34′,36′）であり、前記ヘッドの表面に再隣接する
   第１の部分（34,38,34′）と、該表面から凹まされ前記
   第１の部分から側方にオフセットされた第２の部分（3
   6,40,36′）とを含み、前記側方積層体の凹み部分は、
   前記表面での前記ギャップの有効長さにほとんど影響せ
   ず、しかして前記側方積層体の有効全磁気抵抗を低減す
   るようになっている磁気コア構造。 １２．特許請求の範囲の第11項に記載の磁気コア構造に
   おいて、両前記磁気構造（12,114,112,114）は、前記ギ
   ャップ（16,116）にそった方向で測った全厚さが等しい
   磁気コア構造。 １３．特許請求の範囲の第11項に記載の磁気コア構造に
   おいて、前記ギャップ（16,116）における前記中央積層
   体（20,120）と前記側方積層体（18,22,118,122）の組
   み合わせた厚さが、該ギャップの反対側の前記第１磁極
   構造（12,112）の厚さに相当する磁気コア構造。 １４．特許請求の範囲の第13項に記載の磁気コア構造に
   おいて、前記側方構造体（18,22,118,122）は、一対で
   あり、それぞれ前記中央媒体（20,120）の両側に設けら
   れ、その選定領域と重なっている磁気コア構造。 １５．特許請求の範囲の第13項に記載の磁気コア構造に
   おいて、前記中央積層体（14,114）と前記側方積層体
   （18,22,118,122）を有する少なくとも前記一方の磁極
   構造（14,114）は、前記ヘッドの表面から後方における
   厚さが、前記ギャップに沿って測って、前記表面でのそ
   の厚さより大きい磁気コア構造。 １６．特許請求の範囲の第13項に記載の磁気コア構造体
   において、前記中央積層体（14,114）と前記側方積層体
   （18,22,118,122）を有する少なくとも前記一方の磁極
   構造（14,114）は、前記ヘッドの表面から後方における
   厚さが、前記ギャップに沿って測って、前記他方の磁極
   構造（12,112）のその厚さより大きい磁気コア構造。 １７．特許請求の範囲の第15項に記載の磁気コア構造体
   において、前記側方構造体（18,22,118,122）は、一対
   であり、それぞれ前記中央媒体（20,120）の両側に設け
   られ、その選定領域と重なっている磁気コア構造。 １８．特許請求の範囲の第11項に記載の磁気コア構造体
   において、前記側方積層体は、少なくとも二層（34,36,
   38,40,34′,36′）を有する層構造であり、一つの層（3
   6,40,36′）は、他方の層（36,40,36′）にから長手方
   向にオフセットして前記段状最先端を提供しているい磁
   気コア構造。 １９．特許請求の範囲の第18項に記載の磁気コア構造体
   において、前記側方構造体（18,22,118,122）は、一対
   であり、それぞれ前記中央媒体の両側に設けられ、 隣接して互いに重ね合わせ、端部が前記ギャップに隣接
   して配置された少なくとも ２つの細長い部材（34,3
   6,38,40,34′,36′）を有し、 前記細長い部材の少なくとも一方（36,40,36′）が他方
   の長い部材（34,38,34′）の対応する端から凹まされた
   前記ギャップに隣接する一端を有する磁気コア構造。 ２０．特許請求の範囲の第13項に記載の磁気コア構造体
   において、前記凹まされた部分は、少なくとも約1/3000
   インチの距離で前記中央積層体の対応する先端からセッ
   トバックしている磁気コア構造。 ２１．特許請求の範囲の第13項に記載の磁気コア構造体
   において、前記凹まされた部分は、前記全ギャップ長の
   少なくとも30パーセントに相当する距離で前記中央積層
   体の対応する先端からセットバックしている磁気コア構
   造。 ２２．特許請求の範囲の第13項に記載の磁気コア構造体
   において、前記凹まされた部分は、前記段状最先端の段
   部高さの少なくとも３倍に相当する距離で前記中央積層
   体の対応する先端からセットバックしている磁気コア構
   造。 ２３．磁気的に記録可能な記録媒体上で磁束の変化を読
   み書きする方法にして、記録経路でシングルギャップの
   磁気変換器ヘッドを通過させ、前記ギャップの全長の所
   定の部分をなす、該ギャップの両側を限定する変換器磁
   気コア構造（10,110）の第１部分（16,116）を用いて前
   記通過時に前記記録媒体上に磁束変化を記録する段階
   と、 再生経路で変換器ヘッドに相対的に前記記録媒体を移動
   させ、前記ギャップの全長の所定の異なる部分をなす磁
   気構造を構成してこの異なる部分を記録動作よりも再生
   動作でより用いるようにした前記コアの第２部分（14,1
   14）を用いて、前記媒体に記録された磁束変化を再生さ
   せる段階と、 非磁性分路手段（18,22,118,112）を前記ギャップの前
   記第２部分の少なくとも一部を横切って配置させ、かつ
   前記磁気ギャップから前記磁気分路手段の端部（36,40,
   36′）の少なくともある部分を凹ませることにより、前
   記再生時前記磁気コア構造の前記第１部分からの前記第
   ２の部分の絶縁度を増大させる段階を有する方法。 ２４．特許請求の範囲の第23項に記載の方法において、
   前記絶縁度を増大する段階が、前記磁気分路手段（18,2
   2,118,112）の前記端部（36,40,36′）を、前記ギャッ
   プの全長の少なくとも30パーセントに相当する寸法で凹
   ませるようにする方法。 ２５．特許請求の範囲の第23項に記載の方法において、
   前記絶縁度を増大する段階が、前記磁気分路手段（18,2
   2,118,112）の前記端部（36,40,36′）を、前記ギャッ
   プの全長の少なくとも30パーセントから200パーセント
   に相当する寸法で凹ませるようにする方法。 ２６．狭幅読込コアの一部に隣接して少なくとも１の磁
   気路（18,22,118,112）を含む、広幅書き込み狭幅読込
   の一般的磁気変換器ヘッド読み書き部分の間の絶縁度を
   増大する方法において、変換器ヘッドの磁気ギャップ
   （16,116）に隣接する前記磁気分路の端部（36,40,3
   6′）の少なくとも一部を前記ギャップに垂直の方向に
   該ギャップから凹ませる段階を含むことを特徴とする方
   法。 ２７．特許請求の範囲の第26項に記載の方法において、
   前記凹ませる段階は、前記磁気分路の層構造を用いて、
   該層構造の端部（36,40,36′）の一部を該端部の他の端
   部部からある程度オフセットさせる方法。