JP2635422B2

JP2635422B2 - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2635422B2
Application number: JP1269697A
Authority: JP
Inventors: 直也長谷川
Original assignee: ARUPUSU DENKI KK
Current assignee: ARUPUSU DENKI KK
Priority date: 1989-10-17
Filing date: 1989-10-17
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JPH03131006A; US5173823A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は軟磁性合金膜を用いた磁気ヘッドに関する。

「従来の技術」磁気記録の分野においては、記録密度を高めるために
磁気テープ等の記録媒体の高保磁力化が推進されている
が、それに対応する磁気ヘッドの磁気コアの材料として
飽和磁束密度（Bs）の高いものが要求されている。

しかし、従来のフェライトの磁気ヘッドでは飽和磁束
密度が約5,000G（ガウス）程度と低いため、高密度化の
要求に対しては不充分である。このため、いわゆるメタ
ル・イン・ギャップ・ヘッド、金属磁性積層膜をセラミ
ック等でサンドイッチした積層ヘッド、あるいは、薄膜
ヘッド等が提案されている。

そして、上述した各種の磁気ヘッドに用いる高飽和磁
束密度の軟磁性材料（膜）として、Fe−Si−Al合金（セ
ンダスト）が代表的なものであるが、近年、強磁性金属
元素であるCoを主体とする非晶質の合金膜が開発されて
いる。

また最近の試みとして、Feを主成分とする微細結晶か
らなる合金膜（Fe−C,Fe−Si等）により、Feの結晶磁気
異方性の影響（軟磁性に対する悪影響）を結晶の微細化
により軽減し、高飽和磁束密度でかつ軟磁気特性の優れ
た膜を得た例がある。

「発明が解決しようとする課題」ところで、磁気ヘッドを組み込んだ装置は小型化、軽
量化する傾向にあり、移動に伴う振動にさらされたり、
悪影響のもとで使用されたりすることが多くなってい
る。そこで、磁気ヘッドには、磁気特性が優秀であって
磁気テープに対する耐摩耗性が優れていることは勿論、
温度や腐食性の雰囲気中での耐用性、すなわち耐環境性
や、耐振動性等が高いことが要求されている。そのた
め、ギャップ形成やケースへの組み込み等をガラス溶着
で行うことが必要となり、磁気ヘッドの素材はこの磁気
ヘッドの製造工程におけるガラス溶着工程の高温に耐え
得ることが必要である。

しかしながら、前記従来の軟磁性合金膜において、セ
ンダストからなるものは、飽和磁束密度が約10,000G程
度であり、今後一層の高密度化の要求に対しては不充分
である。また、Co系のアモルファス合金膜は13,000G以
上の高い飽和磁束密度のものも得られているが、従来の
アモルファス合金の飽和磁束密度を高くしようとすると
アモルファス形成元素であるTi,Zr,Hf,Nb,Ta,Mo,W等の
添加量を少なくする必要があるが、添加量を少なくする
と、アモルファス構造の安定性が低下し、ガラス溶着に
必要な温度（約500℃以上）には耐え得ないという問題
がある。

更に、上述したFeを主成分とする微細結晶からなる合
金膜（Fe−C,Fe−Si等）は、高温で結晶成長を起こし、
軟磁気特性が劣化する（Fe−Ｃの場合、400℃が最大）
ために、やはりガラス溶着に適したものとは言い難い。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、高い
記録特性および再生特性を有する磁気ヘッドを提供する
ことを目的としている。

「課題を解決するための手段」請求項１に記載した発明は前記課題を解決するため
に、組成式がFe x M z C wで示され、ＭはTi,Zr,Hf,Nb,
Ta,Mo,Wのうち、１種又は２種以上からなる金属元素又
はその混合物であり、組成比x,z,wは原子％で50≦ｘ≦9
6、２≦ｚ≦30、0.5≦ｗ≦25、ｘ＋ｚ＋ｗ＝100なる関
係を満足させるとともに、その金属組織が基本的に平均
粒径0.08μｍ以下の結晶粒からなり、その一部に元素Ｍ
の炭化物の結晶相を含む軟磁性合金膜を磁気コア全体あ
るいは一部に用いたことを特徴としている。

請求項２に記載した発明は前記課題を解決するため
に、請求項１に記載した金属組織が基本的に平均粒径0.
08μｍ以下の結晶粒と非晶質組織からなる軟磁性合金膜
を磁気コア全体あるいは一部に用いたことを特徴として
いる。

請求項３に記載した発明は前記課題を解決するため
に、組成式がFe x T y M z C wで示され、ＴはCo,Niの
うち、１種又は２種からなる金属元素又はその混合物、
ＭはTi,Zr,Hf,Nb,Ta,Mo,Wのうち、１種又は２種以上か
らなる金属元素又はその混合物であり、組成比x,y,z,w
は原子％で50≦ｘ≦96、0.1≦ｙ≦10、２≦ｚ≦30、0.5
≦ｗ≦25、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝100なる関係を満足させる
とともに、その金属組織が基本的に平均粒径0.08μｍ以
下の結晶粒からなり、その一部に元素Ｍの炭化物の結晶
相を含む軟磁性合金膜を磁気コア全体あるいは一部に用
いたことを特徴としている。

請求項４に記載した発明は前記課題を解決するため
に、請求項３に記載した金属組織を基本的に平均粒径0.
08μｍ以下の結晶粒と非晶質組織からなる軟磁性合金膜
を磁気コア全体あるいは一部に用いたことを特徴として
いる。

請求項５に記載した発明は、前記課題を解決するため
に請求項１〜４に記載した磁気コアが、少なくともギャ
ップ対向面に前記軟磁性合金膜が形成され、ガラス溶着
により形成されたガラスと、コイルとを有していること
を特徴としている。

「作用」本発明によれば、良好な記録および再生特性が得られ
る。

「実施例」以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明
する。第１図は本発明の一実施例による磁気ヘッド（メ
タル・イン・ギャップ・ヘッド）の構成を示す斜視図で
あり、この図において、１はMz−Znフェライトの単結晶
から作製された磁気コア、２は磁気コア１上に形成され
た軟磁性合金膜であり、第２図上段に示す組成および磁
気特性（但し、透磁率μは、それぞれ第２図に記載した
周波数における値である。）を有している。３はガラス
溶着によって形成されたガラス、４はギャップ、５はコ
イルである。

また、この磁気ヘッドの緒元は、以下の通りである。

軟磁性合金膜２の膜厚:6μｍトラック幅:27μｍギャップ深さ:18μｍギャップ長:0.25μｍインダクタンス（5MHz）:1.7μＨ尚、磁性合金膜２は、スパッタ、蒸着等の薄膜形成装
置により作製する。また、Ｃを膜中に添加する方法とし
ては、ターゲット板上にグラファイトのペレットを配置
して複合ターゲットとし、これをスパッタする方法、あ
るいは、Ｃを含まないターゲット（Fe−Ｔ−Ｍ系）を用
い、Ar等の不活性ガス中にメタン（CH₄）等の炭化水素
ガスを混合したガス雰囲気でスパッタする反応性スパッ
タ法等を用いることができる。

このようにして作製したままの膜は、アモルファス相
をかなりの割合で含んだものであり、不安定であるの
で、400〜700℃程度に加熱する熱処理を施すことによっ
て微結晶を析出させる。そして、この熱処理を静磁界中
あるいは回転磁界中で行うことにより、より優れた軟磁
性特性が得られる。また、この熱処理は磁気ヘッドの製
造工程におけるガラス溶着工程と兼ねて行うことができ
る。

尚、軟磁性合金膜２のより詳細な生成方法について
は、本出願人が先に提案した軟磁性合金膜の公報（特願
平１−55570号公報）を参照されたい。

また、上述した軟磁性合金膜２の代わりに、第２図下
段に示す組成および磁性特性を持つアモルファス合金膜
を磁気コア１上に形成した磁気ヘッド（比較例）も合わ
せて作製した。

但し、アモルファス合金膜は、第２図に示すように、
飽和磁束密度（Bs）が低いので、これを補う目的でその
膜厚を10μｍと厚くし、磁気的に飽和しにくくしてあ
る。

ここで、第３図に本発明の磁気ヘッドと比較例の磁気
ヘッドとをそれぞれ用いて保磁力（Hc＝1,4000e）塗布
型メタルテープに相対速度3.75m/sで自己録再した場合
の特性（磁気ヘッドのコイル５に流す記録電流に対する
自己録再出力）を示す。この図において、曲線a₁〜a
₄は、本発明の磁気ヘッドの特性、曲線b₁〜b₄は、比較
例の磁気ヘッドの特性である。

但し、第３図において、曲線a₂〜a₄および曲線b₂〜b₄
の場合は、単一の記録周波数であるが、曲線a₁および曲
線b₁の場合は、0.75MHzの信号と、5MHzの信号（但し、
記録電流は４倍）のを混合して記録した場合の0.75MHz
の周波数成分の出力を示している。

図からわかるように、本発明の磁気ヘッドは、いずれ
の記録周波数の場合でも従来の磁気ヘッドに対して２〜
3dB高い特性を示している。

次に、第４図に本発明の磁気ヘッドと比較例の磁気ヘ
ッドとについて、それぞれ記録専用および再生専用の基
準ヘッドを用いて測定した、それぞれの記録特性および
再生特性を示す。

尚、比較例の磁気ヘッドの特性の各レベルを0dBとし
て規格化してある。

図からわかるように、本発明の磁気ヘッドは、記録特
性および再生特性いずれの場合でも従来の磁気ヘッドよ
り優れた特性を示している。この内、記録特性が優れて
いるのは、軟磁性合金膜２の飽和磁束密度（Bs）が高い
からであり、また、再生特性が優れているのは、軟磁性
合金膜２の透磁率（μ）が高いからである。

尚、上述した一実施例の磁気ヘッドに用いられている
軟磁性合金膜は、ビッカース硬度が1040であり、従来の
アモルファス膜（800〜900）やセンダスト（Fe−Si−A
l）膜（600〜800）より硬い。このため、テープと磁気
ヘッドの摺動による磁気ヘッドの摩耗が少なく、テープ
走行に関して信頼性の高い磁気ヘッドを提供できる。

「発明の効果」以上詳述したように本発明は、従来の軟磁性膜より高
い飽和磁束密度を有する膜を使用しているため、記録特
性に優れ、また、この膜は従来より高い透磁率を有する
ために、再生特性にも優れた磁気ヘッドを提供できる。

従って、この磁気ヘッドを用いたVTRのS/Nの向上、高
画質化等に貢献することができる。

また、本発明の磁気ヘッドに用いられる軟磁性膜は、
熱安定性に優れているため、ギャップ形成等をガラス溶
着によって行う際の作業温度を高くでき、耐環境性や強
度等の信頼性の高い、中ないし高融点のガラス材を使用
することができる。

さらに、本発明の磁気ヘッドに用いられる軟磁性膜
は、高強度であるため、耐摩耗性等の走行信頼性に優れ
た磁気ヘッドを提供できる。

加えて、従来のアモルファス合金膜等は、磁場中熱処
理を行わないと、異方性分散が生じ、高透磁率を得難い
が、本発明の磁気ヘッドに用いられる軟磁性膜は、無磁
場での熱処理で高透磁率が得られるため、ガラス溶着工
程等を無磁場で行え、工程を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による磁気ヘッドの構成を示
す斜視図、第２図は本発明の一実施例および比較例によ
る磁気ヘッドに用いられる薄膜のそれぞれの組成および
磁気特性を示す図、第３図は本発明の一実施例および比
較例による磁気ヘッドのそれぞれの自己録再特性を示す
図、第４図は本発明の一実施例および比較例による磁気
ヘッドのそれぞれの記録特性および再生特性を示す図で
ある。１……磁気コア、２……軟磁性合金膜、３……ガラス、
４……ギャップ、５……コイル。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】組成式がFex Mz Cwで示され、ＭはTi,Zr,H
f,Nb,Ta,Mo,Wのうち、１種又は２種以上からなる金属元
素又はその混合物であり、組成比x,z,wは原子％で 50≦ｘ≦96 ２≦ｚ≦30 0.5≦ｗ≦25 ｘ＋ｚ＋ｗ＝100 なる関係を満足させるとともに、その金属組織が基本的
に平均粒径0.08μｍ以下の結晶粒からなり、その一部に
元素Ｍの炭化物の結晶相を含む軟磁性合金膜を磁気コア
全体あるいは一部に用いたことを特徴とする磁気ヘッ
ド。
【請求項２】金属組織が基本的に平均粒径0.08μｍ以下
の結晶粒と非晶質組織からなる請求項１記載の軟磁性合
金膜を磁気コア全体あるいは一部に用いたことを特徴と
する磁気ヘッド。
【請求項３】組成式がFex Ty Mz Cwで示され、ＴはCo,N
iのうち、１種又は２種からなる金属元素又はその混合
物、ＭはTi,Zr,Hf,Nb,Ta,Mo,Wのうち、１種又は２種以
上からなる金属元素又はその混合物であり、組成比x,y,
z,wは原子％で 50≦ｘ≦96 0.1≦ｙ≦10 ２≦ｚ≦30 0.5≦ｗ≦25 ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝100 なる関係を満足させるとともに、その金属組織が基本的
に平均粒径0.08μｍ以下の結晶粒からなり、その一部に
元素Ｍの炭化物の結晶相を含む軟磁性合金膜を磁気コア
全体あるいは一部に用いたことを特徴とする磁気ヘッ
ド。
【請求項４】金属組織が基本的に平均粒径0.08μｍ以下
の結晶粒と非晶質組織からなる請求項３記載の軟磁性合
金膜を磁気コア全体あるいは一部に用いたことを特徴と
する磁気ヘッド。
【請求項５】前記磁気コアは少なくともギャップ対向面
に前記軟磁性合金膜が形成され、ガラス溶着により形成
されたガラスと、コイルとを有していることを特徴とす
る請求項１〜４に記載の磁気ヘッド。