(57)【要約】【課題】簡易な構造でありながら磁気記録媒体に記録された情報を安定に検出することのできる磁気センサを提供する。【解決手段】磁気ギャップを介する閉磁路を形成したコアと、このコアに巻装されて前記磁気ギャップに加わる磁界を検出する検出コイルとを備え、特に前記コアの前記磁気ギャップに、所定周波数の交流電圧または交流電流が印加されて前記磁気ギャップに交流磁界を発生させる非磁性金属体を埋め込んで設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ギャップを介する閉磁路を形成したコアと、
このコアに巻装されて前記磁気ギャップに加わる磁界を検出する検出コイルと、
前記コアの前記磁気ギャップに設けられ、所定周波数の交流電圧または交流電流が印加されて前記磁気ギャップに交流磁界を発生させる非磁性金属体と
を具備したことを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
磁気ギャップを介する閉磁路を形成し、磁気ギャップ位置を揃えて設けられた複数のコアと、
前記各コアにそれぞれ巻装されて前記各磁気ギャップに加わる磁界を個別に検出する複数の検出コイルと、
前記複数のコアにおける前記各磁気ギャップに跨って設けられ、所定周波数の交流電圧または交流電流が印加されて前記各磁気ギャップにそれぞれ交流磁界を発生させる非磁性金属体と
を具備したことを特徴とする磁気センサ。
【請求項３】
前記非磁性金属体は、前記磁気ギャップに埋設されるものであって、交流電源によりヘッド幅の方向に通電されるものである請求項１または２に記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記非磁性金属体に印加される交流電圧または交流電流は、２００〜３００ｋＨzの高周波方形波電圧または高周波方形波電流からなる請求項１または２に記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出出力（出力電圧レベル）を向上させた簡易な構造の磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
テープやシート等の媒体に磁気記録された情報の読み出しは、磁気ヘッド（磁気センサ）を用いて前記媒体の磁気記録面を走査し、記録情報を示す外部磁化の変化を検出することによって行われる。この種の磁気センサは、基本的には微小幅の空隙からなる磁気ギャップを有し、この磁気ギャップを介する閉磁路を形成したコアに検出コイルを巻装した構造を有し、前記磁気ギャップに加わる磁界により前記検出コイルに生起される電圧を、その検出出力として求めるように構成される。
【０００３】
ちなみに磁気センサは、媒体に対する相対的な移動に伴って前記磁気ギャップに加わる外部磁化の変化を前記検出コイルにて磁気量として捉える微分型磁気センサと、前記検出コイルに加えて前記コアに励磁コイルを巻装した励磁型磁気センサとに大別される。この励磁型磁気センサは、前記励磁コイルを用いて磁気ギャップ間に交流磁界を発生させることで、磁気ギャップのインピーダンスを前記媒体の外部磁化（磁気量）に応じて変化させ、これを前記検出コイルを介して検出するものである。従ってこの励磁型磁気センサにおいては、基本的に磁気ギャップと媒体とを相対的に移動させる必要はない。
【０００４】
尚、ハードディスク装置等に組み込まれる、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を用いた薄膜磁気センサ（磁気ヘッド）においては、そのコアに一定の高周波キャリア電流を流すと共に直流バイアス磁界を加えることで、磁気ギャップに加わる磁界の変化を高感度に検出することも提唱されている（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで前述した微分型磁気センサにおいては、必ず磁気ギャップと磁気記録媒体とを相対的に移動させることが必要である。具体的には、磁気センサにて磁気記録媒体の情報記録面をスキャン（トレース）することが必要である。しかもスキャン（トレース）速度によって、磁気センサの検出出力（出力電圧レベル）が変化すると言う問題がある。この点、前述した励磁型磁気センサであれば、磁気記録媒体に対するスキャン（トレース）が不要である。
【０００７】
しかしながら励磁型磁気センサは、一般的には磁気記録媒体に対峙させて用いられる磁気ギャップを形成した主コアとは別に参照用の磁気ギャップを形成した副コアを備え、これらの各コアの磁気ギャップに交流磁界をそれぞれ発生させながら、主コアと副コアとにそれぞれ流れる磁束の差として前記磁気記録媒体から受けた磁束の大きさ（磁気量）を検出するように構成される。これ故、励磁型磁気センサは差動型磁気センサとも称され、検出コイルに加えて励磁コイルが必要なことを含めてその構造が複雑であり、またその製作コストが嵩むと言う問題がある。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、簡易な構造でありながら媒体に磁気記録された情報を安定に検出することのできる磁気センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成するべく本発明に係る磁気センサは、磁気ギャップを介する閉磁路を形成したコアと、このコアに巻装されて前記磁気ギャップに加わる磁界を検出する検出コイルとを備え、
特に前記コアの前記磁気ギャップに、所定周波数の交流電圧または交流電流が印加されて前記磁気ギャップに交流磁界を発生させる非磁性金属体を設けたことを特徴としている。
【００１０】
また本発明に係る別の磁気センサは、磁気ギャップを介する閉磁路を形成し、磁気ギャップ位置を揃えて設けられた複数のコアと、前記各コアにそれぞれ巻装されて前記各磁気ギャップに加わる磁界を個別に検出する複数の検出コイルとを備え、
特に前記複数のコアにおける前記各磁気ギャップに跨って、所定周波数の交流電圧または交流電流が印加されて前記各磁気ギャップにそれぞれ交流磁界を発生させる非磁性金属体を設けたことを特徴としている。
【００１１】
ちなみに前記非磁性金属体は、前記磁気ギャップに埋設されるものであって、交流電源によりヘッド幅の方向に通電されるものである。また前記非磁性金属体に印加される交流は、例えば２００〜３００ｋＨzの高周波方形波電圧または高周波方形波電流からなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る磁気センサは、検出コイルを巻装したコアの磁気ギャップに非磁性金属体を設けただけの簡易な構成であり、所定周波数の交流電圧または交流電流が印加される非磁性金属体により前記磁気ギャップに局所的に交流磁界を発生させるので、微分型磁気センサと略同等な構造を呈しながら、差動型磁気センサと略同様に作用して外部磁化（磁気量）に応じた検出出力を得ることができる。即ち、本発明に係る磁気センサにおいては、前記非磁性金属体により磁気ギャップに交流磁界を発生させるので、磁気ギャップ自体に励磁コイルの役割を持たせることができる。従って磁気記録媒体に対する相対的な移動を不要とし、しかも磁気記録媒体に記録された情報を安定に読み出すことのできる、簡易でしかも安価に製作可能な磁気センサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁気センサの概略構成を示す斜視図。
【図２】本発明に係る磁気センサの基本構造を示す図。
【図３】磁気記録媒体に記録された情報と、本発明に係る磁気センサにより上記記録情報を読み取った検出出力の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る磁気センサについて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る磁気センサの概略構成を示す斜視図である。この図１に示す磁気センサは、複数（５個）の磁気ヘッド単体１を並列に一体形成したマルチチャネル型のものであって、各磁気センサ単体１は、基本的には所定幅の空隙からなる磁気ギャップＧを形成し、この磁気ギャップＧを介して閉磁路を形成したコア２と、このコア２に巻装された検出コイル３とを備えて構成される。尚、図１では各コア２毎に、２つの検出コイル３ａ,３ｂを直列接続して設けた例を示している。
【００１５】
ちなみに各磁気センサ単体１は、例えばチャンネル幅（ヘッド幅）略１５ｍｍ、ギャップ幅（空隙長）０.３ｍｍ、ギャップ深さ０.５ｍｍの磁気ギャップＧを形成したリング状のＭｎ-Ｚｎ系またはＮｉ-Ｚｎ系フェライト製のコア２に、２つの検出コイル３（３ａ,３ｂ）を巻回して構成される。この検出コイル３（３ａ,３ｂ）は、例えば線径０.０８ｍｍの絶縁被覆導線を前記コア２に２００ターンに亘って巻回した略１.４ｍＨのものからなる。そしてこれらの５個の磁気ヘッド単体１は、磁気ギャップＧの位置を揃えて並列に設けられ、各コア２間に設けられた非磁性層（例えばガラス）４を介して積層されて一体化されている。尚、複数のコア２を、一体形成されたバルク品として実現することも可能である。
【００１６】
基本的には上述した構成を有する磁気センサにおいて、本発明が特徴とするところは磁気ギャップＧの位置を揃えて並列に設けられて積層一体化された複数の磁気センサ単体１における各磁気ギャップＧに跨って非磁性金属体５を設けたことを特徴としている。この非磁性金属体５は、所定周波数の交流電圧または交流電流が印加されて前記各磁気ギャップＧにそれぞれ局部的に交流磁界を発生させる役割を担うもので、例えばリン青銅やアルミニウムからなる。具体的には非磁性金属体５は、前記各磁気ギャップＧに一体に埋設されるものであって、厚み０.３ｍｍ、幅０.５ｍｍ、長さ略８０ｍｍの板状体からなる。
【００１７】
尚、検出コイル３を巻装した１つの磁気センサ単体１だけで磁気センサを構成する場合にも、同様にしてその磁気ギャップＧに埋め込んで、例えばリン青銅からなる非磁性金属体５が設けられる。
このようにして磁気ギャップＧに埋め込んで設けられる非磁性金属体５は、その両端間に接続された交流電源６から、例えば２００〜３００ｋＨzの高周波方形波電圧（例えば２ＶＰ−Ｐ）が印加されて駆動され、該非磁性金属体５の周りに、特に前記各磁気ギャップＧ内に局部的に上記周波数の交流磁界を生起する。特に交流電源６は、複数の磁気ギャップＧに跨って設けられた非磁性金属体５の両端間に交流電圧を印加し、ヘッド幅方向に交流電流を流すことで上記各磁気ギャップＧのそれぞれに一括して交流磁界を生起するものとなっている。
【００１８】
尚、非磁性金属体５に印加する交流電圧として、正弦波電圧や三角波電圧を用いても良いことは言うまでもない。また上述した交流電圧に代えて、前記非磁性金属体５の両端間に高周波交流電流を印加して前記各磁気ギャップＧのそれぞれに交流磁界を生起することも勿論可能である。更に前記非磁性金属体５を複数の磁気ギャップＧ間に跨って設けることに代えて個々の磁気ギャップＧ毎に設け、これらの複数の非磁性金属体５にそれぞれ個別に交流電圧または交流電流を印加することも可能である。この場合、個々の非磁性金属体５に印加する交流電圧または交流電流を互いに異ならせることも勿論可能である。
【００１９】
このような構造の磁気センサによれば、図２に示すように磁気センサにおける磁気ギャップＧを磁気記録媒体７に対峙させたとき、前記非磁性金属体５により磁気ギャップＧに生起された交流磁界の大きさが前記磁気記録媒体７から受ける直流磁界によって変化し、これに伴って前記コア２内を通る磁束量が変化する。しかも前記磁気記録媒体７から受ける直流磁界の大きさ（磁気量）に応じて上記交流磁界の変化量が変化する。換言すれば磁気ギャップＧに交流磁界が生起されているので、前述した差動型磁気センサと同様に磁気記録媒体７から受ける外部磁界の大きさ（磁気量）に応じて検出コイル３に生起される電圧（検出出力）のレベルが変化する。しかも磁気記録媒体７に対して磁気センサをスキャン（トレース）しなくても、磁気記録媒体７から受ける外部磁界の大きさ（磁気量）に応じた検出出力を安定に得ることができる。
【００２０】
特に本構造の磁気センサによれば、磁気ギャップＧに埋め込んで設けた非磁性金属体５により該磁気ギャップＧに直接的に交流磁界を発生させているので、従来の励磁型磁気センサのようにコア２に巻回した励磁コイルにより生起された交流磁束による検出コイル３への影響を配慮する必要がない。従って従来の励磁型磁気センサのように差動型の構成とする必要がない上、励磁コイル自体も不要なので、その構成の大幅な簡素化を図ると共に、製造コストの大幅な低減を図ることが可能となる。
【００２１】
換言すれば本発明に係る磁気センサは、従来の微分型磁気センサにおける磁気ギャップＧに、該磁気ギャップＧに局部的に、しかも直接的に交流磁界を生起する為の非磁性金属体５を埋め込むと言う簡易な構成として実現することができる。更にはコア２に励磁コイルを巻装すると言う煩わしい作業を要することなく、簡易に、しかも効率的に磁気センサを製作することができる。従って微分型磁気センサと略同様な簡易な構造でありながら、励磁型磁気センサのように安定した検出出力を得ることができ、その実用的利点は絶大である。
【００２２】
ちなみに本発明者等の実験によれば、例えば図３(ａ)に示すように磁気記録媒体７に記録した３ｍｍ幅の磁気ストライプを３ｍｍ間隔で形成した磁気パターンＡ、２ｍｍ幅の磁気ストライプを２ｍｍ間隔で形成した磁気パターンＢ、１ｍｍ幅の磁気ストライプを１ｍｍ間隔で形成した磁気パターンＣ、０.５ｍｍ幅の磁気ストライプを０.５ｍｍ間隔で形成した磁気パターンＤを、本磁気センサを移動させながら順次検出したとき、図３(ｂ)に示されるように略３００ｍＶＰ−Ｐの出力電圧波形を安定に得ることができた。しかも磁気記録媒体７に対する磁気センサの移動速度に拘わることなく、磁気ストライプ位置毎に出力電圧が大きく変化する検出出力を得ることが確認できた。
【００２３】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば磁気センサ単体１の大きさや磁気ギャップＧの大きさは、磁気センサに要求される検出仕様に応じて設定すれば良いものである。またマルチチャネル型の磁気センサを構築した場合には、その中の１つを温度補償用として、或いは交流磁界に起因するオフセットキャンセル用として利用することも可能である。更には非磁性金属体５に印加する交流電圧または交流電流の周波数についても、検出仕様等に応じて設定すれば十分であり、複数の磁気センサを並べて用いるような場合には、前述したように各磁気センサ毎に前記非磁性金属体５に印加する交流電圧の周波数を異ならせることで、磁気センサ間の干渉を防ぐことも可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  磁気センサ単体
２  コア
３  検出コイル
４  非磁性層（例えばガラス）
５  非磁性金属体（例えばリン青銅）
６  交流電源
７  磁気記録媒体
Ｇ  磁気ギャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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