JP2669456B2 - 磁気記録再生装置 - Google Patents
磁気記録再生装置Info
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- G11B5/1274—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive with "composite" cores, i.e. cores composed in some parts of magnetic particles and in some other parts of magnetic metal layers
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えばディスク状あるいはテープ状などの
磁気記録媒体と、それの磁性層に摺接して信号の記録あ
るいは再生を行なう磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生
装置に係り、特に高密度記録が可能で高出力が得られ、
かつ信頼性の高い磁気記録再生装置に関するものであ
る。 〔従来の技術〕 従来、高密度記録が可能なとされている磁気ディスク
記録再生装置は、磁気記録媒体用の磁性材料として保磁
力が600〜800エルステッドのCo含有γ−Fe2O3が用いら
れ、一方、磁気ヘッドとしてギャップ長が１〜２μｍの
フェライトヘッドが使用されていた。 〔発明が解決しようとする課題〕 ところがこの記録再生装置では、D50（出力が長波長
記録再生出力の50％になる記録密度をD50値で表し、こ
れは記録再生装置として実現可能な最大記録密度の目安
となる）が高々20KBPI程度の記録再生しかできず、高密
度記録ができなかった。 従来、特開昭58−122623号公報に記載されているよう
な磁気記録媒体が提案されている。この公報には保磁力
が1210〜1230エルステッド、残留磁束密度が1550〜1690
ガウスの磁性層を有する磁気記録媒体に対して、記録ヘ
ッドとしてセンダストを使用することが具体的に記載さ
れている（実施例7,8参照）。 後述するように磁性層の保磁力を高くする（例えば12
00エルステッド以上）とともに、残留磁束密度を低くす
る（例えば1800ガウス以下）ことにより、基本的にはD
50値を大きくすることができるが、前記提案では磁性層
の表面粗さならびに磁気ヘッドの磁気ギャップの大きさ
について考慮されていないため、高密度記録ができず、
十分な再生出力が得られない。 すなわち、高保磁力で低残留磁束密度の磁性層でも表
面粗さが通常の値（例えば0.04μｍ程度）であれば、高
保磁力で低残留磁束密度の特長が生かされず、そのため
にD50値を40KBPI以上にすることが難しく、しかもS/N特
性が悪い。また磁気ヘッドの磁気ギャップが通常の大き
さ（例えば0.5μｍ程度）であれば、表面粗さの場合と
同様に高保磁力で低残留磁束密度の特長が生かされず、
そのためにD50値を40KBPI以上にすることが難しく、高
密度記録が不可能で、十分な再生出力が得られない。 また従来、特開昭58−130435号公報に記載されている
ような磁気記録媒体が提案されている。この公報には保
磁力が1250〜1410エルステッド、残留磁束密度が3200〜
3500ガウス、表面粗さが0.020〜0.027μｍの磁性層を有
する磁気記録媒体が具体的に記載されている（実施例１
〜３参照）。 この磁性層は高保磁力で表面粗さが比較的小さいが、
残留磁束密度が3200ガウス以上と非常に高いため、高保
磁力で小表面粗さの特長が生かされず、そのためD50値
を40KBPI以上にすることができず、高密度記録が不可能
である。 さらにこの提案に係る磁気記録媒体の磁性層の表面粗
さは0.020〜0.027μｍとなっており、この表面粗さはJI
S−B0601の５項で定義されるカットオフ値0.25mmの中心
線粗さでの測定値と定義されている。 このカットオフ値は、同JIS−B0601に定義されている
ように、表面粗さを測定する対象物の表面の断面曲線か
ら所定の波長より長い表面うねり成分をカットした曲線
を粗さ曲線と称し、その所定の波長がカットオフ値であ
る。 前述のようにカットオフ値が0.25mmと大きいと、長い
表面うねり成分を含んだ状態で表面粗さが規定されるこ
とになり、表面うねり成分を含まない真の表面あらさと
して把握できず、その結果、磁気記録媒体に対する厳密
なヘッドコンタクトの状況が規定されないで、電磁変換
特性のばらつきが大となる。 本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消
し、高密度記録が可能で、高出力が得られ、しかも信頼
性の高い磁気記録再生装置を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 前述の目的を達成するため、本発明者らは諸種の研究
を進めた結果、磁気記録媒体における磁性層の保磁力と
残留磁束密度と表面粗さ、ならびに磁気ヘッドにおける
磁気ギャップ近傍の磁性体の飽和磁束密度とギャップ長
（磁気ギャップの磁気記録媒体走行方向の長さ）との間
には特性上極めて重要な相関関係があり、これらのファ
クターを互いに選定する必要があることを究明した。 すなわち、磁気記録媒体における磁性層の保磁力を12
00〜2000エルステッドの高保磁力範囲に規制し、残留磁
束密度を1200〜1800ガウスの低残留磁束密度範囲に規制
し、かつスタイラス径が２μｍ、触針荷重が25mg、カッ
トオフ値が0.08mm、走査速度が0.03mm/秒の条件下で測
定する触針式表面粗さを0.03μｍ以下にそれぞれ規制す
るとともに、 磁気ヘッドにおける磁気ギャップの近傍が7000ガウス
以上の高飽和磁束密度を有する磁性体で構成され、その
磁気ギャップの磁気記録媒体走行方向の長さを0.15〜0.
4μｍの狭い範囲に規制した上で、 その磁気ヘッドを用いて前記磁気記録媒体に記録され
ている信号を再生した際のD50値が40KBPI以上になるよ
うに、前記磁気記録媒体の保磁力が小さくなるに従って
前記磁気ヘッドの磁気ギャップの長さを短い方に選定す
ることを特徴とするものである。 〔実施例〕 第１図は、本発明の実施例で用いられる磁気ヘッドの
縦断面図である。 磁気ヘッドは、第１コア半体１と、第２コア半体２
と、いずれかのコア半体に巻装された励磁コイル３とか
ら主に構成されている。 前記第１コア半体１は、第１コア基体４と、それの磁
気ギャップ５側に被着された第１積層磁性膜６とから構
成されており、その第１積層磁性膜６は中間に配置され
た第１非磁性薄膜７と、それの両側に配置された第１磁
性薄膜８とからなっている。前記第２コア半体２も同様
に、第２コア基体９と、それの磁気ギャップ５側に被着
された第２積層磁性膜10とから構成されており、その第
２積層磁性膜10は中間に配置された第２非磁性薄膜11
と、それの両側に配置された第２磁性薄膜12とからなっ
ている。 前記コア基体4,9の材質としては、例えばマンガン−
亜鉛フェライトやニッケル−亜鉛フェライトなどのよう
な高透磁率を有する磁性体、あるいはセラミックまたは
亜鉛フェライトなどの非磁性体が用いられる。 前記非磁性薄膜7,11の材質としては、例えば二酸化ケイ
素やガラスなどの非磁性体が用いられる。 前記磁性薄膜8,12の材質としては、高飽和磁束密度な
らびに高透磁率を有する非晶質合金が用いられる。この
非晶質合金としては、鉄，ニッケル，コバルトのグルー
プから選択された１種以上の元素と、リン，炭素，ホウ
素，ケイ素のグループから選択された１種以上の元素と
からなる合金、またはこれらを主成分として、アルミニ
ウム，ゲルマニウム，ベリリウム，スズ，モリブデン，
インジウム，タングステン，チタン，マンガン，クロ
ム，ジルコニウム，ハフニウム，ニオブなどの元素を添
加した合金、あるいはコバルト，ジルコニウムを主成分
として、前述の添加元素を含んだ合金などがある。 第２図は、本発明の実施例で用いられる磁気記録媒体
の拡大縦断面図である。 磁気記録媒体は、非磁性支持体21と、それの片面ある
いは両面に塗着形成された磁性層22とから構成されてい
る。 非磁性支持体21としては、ポリエステル，ポリイミ
ド，アルミニウムなどが用いられる。磁性層22は、例え
ば金属鉄粉，コバルト粉，鉄−ニッケル合金粉などの強
磁性粉と、例えば塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアル
コール共重合体，ポリウレタンなどの結合剤と、例えば
ケトン類，トルエン，アルコール類とを含む塗料を前記
非磁性支持体21上に塗布し、カレンダリング処理するこ
とによって形成される。 本発明に係る磁気記録媒体を磁気ディスクとして用い
る場合は、磁性微粒子は面内で不規則無方向またはディ
スクの周方向に沿って配向する必要がある。特に磁性微
粒子を不規則無方向に分散させることにより、低残留磁
束密度のものが製品毎にばらつかずに得られる。 後記の組成を有する磁性塗料を用いて、75μｍ厚のポ
リエステル製ベースフィルムの両面に塗布し、さらにカ
レンダリング処理を施して磁性層を形成せしめ、これを
円盤状に打ち抜いて磁気ディスクを作成した。 （磁性塗料の組成） ・強磁性金属鉄粉末 450重量部 ・塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体 50重量部 ・ポリウレタン樹脂 30重量部 ・三官能性低分子量イソシアネート化合物 20重量部 ・カーボンブラック 36重量部 ・Al2O3粉末 27重量部 ・α−Fe2O3粉末 18重量部 ・２−エチルヘキシルオレート（脂肪酸エステル） 14重量部 ・シクロヘキサノン 650重量部 ・トルエン 650重量部 この磁気記録媒体では、前述の強磁性金属鉄粉末とし
て保磁力が1100〜1750（Oe），飽和磁化量が100〜300
（emu/g）の範囲のものをそれぞれ用い、また磁性層の
表面処理条件（カレンダリング処理装置におけるカレン
ダロールの温度ならびに圧力など）を変更することによ
り、磁性層の表面粗さを変化させて各種磁気ディスクの
試料とした。 一方、磁気ヘッドは第１図に示す構造のものと、同図
に示す構造の磁気ヘッドにおいて第１積層磁性膜6,第２
積層磁性膜10の代わりに鉄−アルミニウム−ケイ素合金
（センダスト）の単層とした磁気ヘッドを使用し、ギャ
ップ長ならびに磁気ギャップ近傍に配置される高飽和磁
束密度を有する磁性体の飽和磁束密度を種々変えて磁気
ヘッドの試料とした。 これら磁気ディスク試料の保磁力（Hc），残留磁束密
度（Br）ならびに表面粗さ（Ra）を種々変えたものと、
磁気ヘッド試料のギャップ長（gl）ならびに磁気ギャッ
プ近傍の磁性体の飽和磁束密度（Bs）を種々変えたもの
をそれぞれ組合せ、そのうちの代表的なもののヘッド出
力,S/N値,D50値ならびにピークシフトを次の表１ならび
に表２に示す。 特性中D50値は50KBPI以上あれば、高密度記録として
高く評価される。またヘッド出力は、アンプノイズとの
関係で0.3mV以上ある方が望ましく、S/N値は65dB以上、
ピークシフトは15ns以下がそれぞれ好ましい。 なお、表中の表面粗さ（Ra）は、スタイラス径２μm,
触針荷重25mg,カットオフ0.08mm,走査速度0.03mm/秒の
条件下において触針式表面粗さ計で測定した。 表中の実施例１〜３ならびに比較例１〜４は、第１図
に示すものと同じ構造を有し、磁性薄膜8,12がコバルト
−ジルコニウム−ニオブ系の非晶質合金からなる磁気ヘ
ッドを用いた。実施例４は、第１図に示す構造のものに
おいて積層磁性膜6,10の代わりに鉄−アルミニウム＝系
素合金（センダスト）の単層とした磁気ヘッドを使用し
た。 これらの表１ならびに表２から明らかなように、比較
例１の如く磁気ディスクの保磁力（Hc）ならびに残留磁
束密度（Br）が高く、かつ表面粗さ（Ra）を小さくして
も、磁気ヘッドのギャップ長さ（gl）が長すぎたり、磁
気ギャップ近傍に配置された磁性体の飽和残留磁束密度
（Bs）が小さいと、前述の磁気ディスクの特長が十分に
発揮されず、結局、ヘッド出力,S/N値,D50値ならびにピ
ークシフトなどの磁気特性が悪い。 また比較例２に示すように、磁気ヘッドのギャップ長
さ（gl）が短く、磁気ギャップ近傍に配置された磁性体
の飽和残留磁束密度（Bs）が大きいものを使用しても、
磁気ディスクの保磁力（Hc）ならびに残留磁束密度（B
r）が低かったり、表面粗さ（Ra）が大きいと、今度は
磁気ヘッドの機能が十分に発揮されず、この場合も同様
に諸種の磁気特性が悪い。 さらに比較例3,4のように磁気ディスクの保磁力（H
c）、残留磁束密度（Br）、表面粗さ（Ra）ならびに磁
気ヘッドのギャップ長さ（gl）、飽和残留磁束密度（B
s）などの各特性値がともに本発明で規制する範囲内に
入っていても、磁気ディスクの保磁力（Hc）が1210（O
e）とか1230（Oe）とか小さいのに対して磁気ヘッドの
ギャップ長さ（gl）が0.35（μｍ）と長いと、D50値は
高々37KBPI程度しかならない。 これに対して本発明の実施例１〜４のように、磁気デ
ィスクの保磁力（Hc）、残留磁束密度（Br）、表面粗さ
（Ra）ならびに磁気ヘッドのギャップ長さ（gl）、飽和
残留磁束密度（Bs）などの各特性値がともに本発明で規
制する範囲内に入り、しかもD50値が40KBPI以上になる
ように、例えば実施例３のように磁気ディスクの保磁力
（Hc）が1750（Oe）の場合には磁気ヘッドのギャップ長
さ（gl）は0.4（μｍ）と長くてもD50値は56KBPIと高
く、また実施例２のように磁気ディスクの保磁力（Hc）
が1500（Oe）になると磁気ヘッドのギャップ長さ（gl）
を0.25（μｍ）と短くすることによりD50値は57KBPIと
高く維持でき、さらに実施例１のように磁気ディスクの
保磁力（Hc）が1250（Oe）とさらに小さくなると磁気ヘ
ッドのギャップ長さ（gl）を0.15（μｍ）とさらに短く
することによりD50値は60KBPIの高い値を維持すること
ができ、磁気ディスクの磁気ヘッドの特長が互いに十分
に発揮され、その結果高密度記録が可能となり、しかも
ピークシフトが15ns以下の優れた電磁変換特性が得られ
る。 なお磁性層の保磁力（Hc）が2000エルステッドを超え
ると、磁気ヘッドのコア材料の飽和磁束密度（Bs）を例
え7000ガウス以上としても十分な記録磁界が発生でき
ず、記録が不十分となるため、保磁力（Hc）は1200〜20
00エルステッドの範囲に規制する必要があり、特に実施
例２〜４のように保磁力（Hc）を1500エルステッド以上
の高保磁力にすると良い。 また残留磁束密度（Br）が1200ガウスより小さいとア
ンプノイズとの関係で十分なヘッド出力が得られないか
ら、残留磁束密度（Br）の下限値は1200ガウスに規制す
る必要がある。残留磁束密度（Br）が実施例３で示され
ているように1800ガウスまではD50特性は良好である
が、残留磁束密度（Br）が1800ガウスを超えて高残留磁
束密度になるとD50特性は低下するから、残留磁束密度
（Br）は1200ガウス〜1800ガウスの低い範囲に抑える必
要がある。 磁性層の表面粗さ（Ra）が0.03μｍより大きくなると
特にS/N値が低下するため、表面粗さ（Ra）が0.03μｍ
以下に規制する必要がある。このように表面粗さ（Ra）
は可及的に小さい方が望ましいが、磁性粉末の凝集や充
填剤等の大きさからみて、表面粗さ（Ra）を0.07μｍ以
下にするには磁気記録媒体の量産上に難点がある。 一方、磁気ヘッドの磁気ギャップ近傍における磁性体
の飽和磁束密度（Bs）が7000ガウス以上でないと、磁気
ヘッドへの通電量によっては磁気コアが飽和してしま
い、前記磁気記録媒体の特長が十分に発揮されない。 また、ギャップ長（gl）が0.15μｍより短くなるとヘ
ッド出力が低くなり、一方、ギャップ長（gl）が0.4μ
ｍより長くなるとD50値が下がり高密度記録ができなく
なる。従って、ギャップ長（gl）は0.15〜0.4μｍの範
囲に規制する必要がある。 さらに重要なことは、前記比較例3,4の評価の所でも
述べたように、磁気ディスクの保磁力（Hc）、残留磁束
密度（Br）、表面粗さ（Ra）ならびに磁気ヘッドのギャ
ップ長さ（gl）、飽和残留磁束密度（Bs）の各特性値が
ともに本発明で規制する範囲内に入っていても、磁気デ
ィスクの保磁力（Hc）が小さいのに対して磁気ヘッドの
ギャップ長さ（gl）が長いと、D50値は40KBPI以上には
ならない。 これに対して前述の各特性値がともに本発明で規制す
る範囲内に入り、しかも磁気ディスクの保磁力が小さく
なるに従って磁気ヘッドの磁気ギャップの長さを短い方
に選定することにより、磁気ディスクならびに磁気ヘッ
ドの優れた特長が互いに十分に発揮され、D50値が40KBP
I以上となり、優れた電磁変換特性が得られる。 本発明の実施例に係る磁気ヘッドにおいて、磁気ギャ
ップ近傍に配置される磁性体が２層以上の磁性薄膜から
なり、その磁性薄膜の中間に非磁性薄膜を介在した、所
謂、多層構造にしたものは、前記磁性体を鉄−アルミニ
ウム−ケイ素合金（センダスト）の単層で構成したもの
に比較して、渦電流の発生にともなう磁気損失が少ない
ためD50値などの特性において優れており、特に高密度
記録用の磁気ヘッドとして賞用される。 前述のように特開昭58−122623号公報に記載されてい
る磁気記録媒体は、磁性層の保磁力が高く、残留磁束密
度が低いが、磁性層の表面粗さならびに磁気ヘッドの磁
気ギャップの大きさについて考慮されていないため、高
保磁力で低残留磁束密度の特長が生かされず、結局、高
密度記録が不可能で十分な再生出力が得られない。 また、特開昭58−130435号公報に記載されている磁気
記録媒体は、残留磁束密度が3200ガウス以上と非常に高
いため、高保磁力で低表面粗さの特長を生かされず、結
局、これも高密度記録が不可能でである。 このように従来提案されたものは、電磁変換特性など
の特性上重要な関係がある磁性層の保磁力、残留磁束密
度、表面粗さ、磁気ヘッドの磁気ギャップ近傍の磁性体
の飽和磁束密度、ギャップ長の相関関係がトータル的に
検討、配慮されておらず、そのため磁気記録媒体と磁気
ヘッドの特性が互いに十分に発揮できない。 前述した表２の比較例3,4は、前記特開昭58−122623
号公報に記載されている磁性層の保磁力が1230エルステ
ッドならびに1210エルステッドの磁気記録媒体と、前記
特開昭58−122623号公報に記載されているギャップ長が
0.35μｍの磁気ヘッドとを組み合わせて信号を再生した
場合を示したものである。しかし前述したように、磁性
層の保磁力や磁気ヘッドのギャップ長などの特性が本発
明で規制している範囲内に入っていても、その特性の組
合せが良くないから、D50値が40KBPIに達することがで
きず、そのため高密度記録が不可能で、電磁変換特性が
悪い。 これに対して本発明は、特性上重要な関係がある磁性
層の保磁力、残留磁束密度、表面粗さ、磁気ヘッドの磁
気ギャップ近傍の磁性体の飽和磁束密度、ギャップ長を
トータル的に検討、配慮して、磁気記録媒体と磁気ヘッ
ドの特長が生かされるそれぞれの特定範囲、すなわち磁
性層の保磁力を1200〜2000エルステッドの高保磁力範囲
に、残留磁束密度を1200〜1800ガウスの低残留磁束密度
範囲に、触針式表面粗さを0.03μｍ以下にそれぞれ規制
するとともに、 その磁気記録媒体に対して信号の記録、再生を行なう
磁気ヘッドにおける磁気ギャップの近傍が7000ガウス以
上の高飽和磁束密度を有する磁性体で構成され、その磁
気ギャップの磁気記録媒体走行方向の長さを0.15〜0.4
μｍの狭い範囲に規制し、 その磁気ヘッドを用いて前記磁気記録媒体に記録され
ている信号を再生した際のD50値が40KBPI以上になるよ
うに、前記磁気記録媒体の保磁力が小さくなるに従って
前記磁気ヘッドの磁気ギャップの長さを短い方に選定す
るように構成されている。 前述のように本発明では磁性層の表面粗さを規定する
カットオフ値が0.08mmと極めて小さいため、極く短い波
長の表面うねり成分までもカットした状態での表面粗さ
の規定であるから、表面粗さのばらつきが小さく、結
局、特性の安定化に結びつく。 その上で前述のようにD50値が40KBPI以上になるよう
に各特性値を前記規制範囲から選定しているため、高密
度記録が可能で、高出力が得られ、しかも信頼性の高い
磁気記録再生装置を提供することができる。
磁気記録媒体と、それの磁性層に摺接して信号の記録あ
るいは再生を行なう磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生
装置に係り、特に高密度記録が可能で高出力が得られ、
かつ信頼性の高い磁気記録再生装置に関するものであ
る。 〔従来の技術〕 従来、高密度記録が可能なとされている磁気ディスク
記録再生装置は、磁気記録媒体用の磁性材料として保磁
力が600〜800エルステッドのCo含有γ−Fe2O3が用いら
れ、一方、磁気ヘッドとしてギャップ長が１〜２μｍの
フェライトヘッドが使用されていた。 〔発明が解決しようとする課題〕 ところがこの記録再生装置では、D50（出力が長波長
記録再生出力の50％になる記録密度をD50値で表し、こ
れは記録再生装置として実現可能な最大記録密度の目安
となる）が高々20KBPI程度の記録再生しかできず、高密
度記録ができなかった。 従来、特開昭58−122623号公報に記載されているよう
な磁気記録媒体が提案されている。この公報には保磁力
が1210〜1230エルステッド、残留磁束密度が1550〜1690
ガウスの磁性層を有する磁気記録媒体に対して、記録ヘ
ッドとしてセンダストを使用することが具体的に記載さ
れている（実施例7,8参照）。 後述するように磁性層の保磁力を高くする（例えば12
00エルステッド以上）とともに、残留磁束密度を低くす
る（例えば1800ガウス以下）ことにより、基本的にはD
50値を大きくすることができるが、前記提案では磁性層
の表面粗さならびに磁気ヘッドの磁気ギャップの大きさ
について考慮されていないため、高密度記録ができず、
十分な再生出力が得られない。 すなわち、高保磁力で低残留磁束密度の磁性層でも表
面粗さが通常の値（例えば0.04μｍ程度）であれば、高
保磁力で低残留磁束密度の特長が生かされず、そのため
にD50値を40KBPI以上にすることが難しく、しかもS/N特
性が悪い。また磁気ヘッドの磁気ギャップが通常の大き
さ（例えば0.5μｍ程度）であれば、表面粗さの場合と
同様に高保磁力で低残留磁束密度の特長が生かされず、
そのためにD50値を40KBPI以上にすることが難しく、高
密度記録が不可能で、十分な再生出力が得られない。 また従来、特開昭58−130435号公報に記載されている
ような磁気記録媒体が提案されている。この公報には保
磁力が1250〜1410エルステッド、残留磁束密度が3200〜
3500ガウス、表面粗さが0.020〜0.027μｍの磁性層を有
する磁気記録媒体が具体的に記載されている（実施例１
〜３参照）。 この磁性層は高保磁力で表面粗さが比較的小さいが、
残留磁束密度が3200ガウス以上と非常に高いため、高保
磁力で小表面粗さの特長が生かされず、そのためD50値
を40KBPI以上にすることができず、高密度記録が不可能
である。 さらにこの提案に係る磁気記録媒体の磁性層の表面粗
さは0.020〜0.027μｍとなっており、この表面粗さはJI
S−B0601の５項で定義されるカットオフ値0.25mmの中心
線粗さでの測定値と定義されている。 このカットオフ値は、同JIS−B0601に定義されている
ように、表面粗さを測定する対象物の表面の断面曲線か
ら所定の波長より長い表面うねり成分をカットした曲線
を粗さ曲線と称し、その所定の波長がカットオフ値であ
る。 前述のようにカットオフ値が0.25mmと大きいと、長い
表面うねり成分を含んだ状態で表面粗さが規定されるこ
とになり、表面うねり成分を含まない真の表面あらさと
して把握できず、その結果、磁気記録媒体に対する厳密
なヘッドコンタクトの状況が規定されないで、電磁変換
特性のばらつきが大となる。 本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消
し、高密度記録が可能で、高出力が得られ、しかも信頼
性の高い磁気記録再生装置を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 前述の目的を達成するため、本発明者らは諸種の研究
を進めた結果、磁気記録媒体における磁性層の保磁力と
残留磁束密度と表面粗さ、ならびに磁気ヘッドにおける
磁気ギャップ近傍の磁性体の飽和磁束密度とギャップ長
（磁気ギャップの磁気記録媒体走行方向の長さ）との間
には特性上極めて重要な相関関係があり、これらのファ
クターを互いに選定する必要があることを究明した。 すなわち、磁気記録媒体における磁性層の保磁力を12
00〜2000エルステッドの高保磁力範囲に規制し、残留磁
束密度を1200〜1800ガウスの低残留磁束密度範囲に規制
し、かつスタイラス径が２μｍ、触針荷重が25mg、カッ
トオフ値が0.08mm、走査速度が0.03mm/秒の条件下で測
定する触針式表面粗さを0.03μｍ以下にそれぞれ規制す
るとともに、 磁気ヘッドにおける磁気ギャップの近傍が7000ガウス
以上の高飽和磁束密度を有する磁性体で構成され、その
磁気ギャップの磁気記録媒体走行方向の長さを0.15〜0.
4μｍの狭い範囲に規制した上で、 その磁気ヘッドを用いて前記磁気記録媒体に記録され
ている信号を再生した際のD50値が40KBPI以上になるよ
うに、前記磁気記録媒体の保磁力が小さくなるに従って
前記磁気ヘッドの磁気ギャップの長さを短い方に選定す
ることを特徴とするものである。 〔実施例〕 第１図は、本発明の実施例で用いられる磁気ヘッドの
縦断面図である。 磁気ヘッドは、第１コア半体１と、第２コア半体２
と、いずれかのコア半体に巻装された励磁コイル３とか
ら主に構成されている。 前記第１コア半体１は、第１コア基体４と、それの磁
気ギャップ５側に被着された第１積層磁性膜６とから構
成されており、その第１積層磁性膜６は中間に配置され
た第１非磁性薄膜７と、それの両側に配置された第１磁
性薄膜８とからなっている。前記第２コア半体２も同様
に、第２コア基体９と、それの磁気ギャップ５側に被着
された第２積層磁性膜10とから構成されており、その第
２積層磁性膜10は中間に配置された第２非磁性薄膜11
と、それの両側に配置された第２磁性薄膜12とからなっ
ている。 前記コア基体4,9の材質としては、例えばマンガン−
亜鉛フェライトやニッケル−亜鉛フェライトなどのよう
な高透磁率を有する磁性体、あるいはセラミックまたは
亜鉛フェライトなどの非磁性体が用いられる。 前記非磁性薄膜7,11の材質としては、例えば二酸化ケイ
素やガラスなどの非磁性体が用いられる。 前記磁性薄膜8,12の材質としては、高飽和磁束密度な
らびに高透磁率を有する非晶質合金が用いられる。この
非晶質合金としては、鉄，ニッケル，コバルトのグルー
プから選択された１種以上の元素と、リン，炭素，ホウ
素，ケイ素のグループから選択された１種以上の元素と
からなる合金、またはこれらを主成分として、アルミニ
ウム，ゲルマニウム，ベリリウム，スズ，モリブデン，
インジウム，タングステン，チタン，マンガン，クロ
ム，ジルコニウム，ハフニウム，ニオブなどの元素を添
加した合金、あるいはコバルト，ジルコニウムを主成分
として、前述の添加元素を含んだ合金などがある。 第２図は、本発明の実施例で用いられる磁気記録媒体
の拡大縦断面図である。 磁気記録媒体は、非磁性支持体21と、それの片面ある
いは両面に塗着形成された磁性層22とから構成されてい
る。 非磁性支持体21としては、ポリエステル，ポリイミ
ド，アルミニウムなどが用いられる。磁性層22は、例え
ば金属鉄粉，コバルト粉，鉄−ニッケル合金粉などの強
磁性粉と、例えば塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアル
コール共重合体，ポリウレタンなどの結合剤と、例えば
ケトン類，トルエン，アルコール類とを含む塗料を前記
非磁性支持体21上に塗布し、カレンダリング処理するこ
とによって形成される。 本発明に係る磁気記録媒体を磁気ディスクとして用い
る場合は、磁性微粒子は面内で不規則無方向またはディ
スクの周方向に沿って配向する必要がある。特に磁性微
粒子を不規則無方向に分散させることにより、低残留磁
束密度のものが製品毎にばらつかずに得られる。 後記の組成を有する磁性塗料を用いて、75μｍ厚のポ
リエステル製ベースフィルムの両面に塗布し、さらにカ
レンダリング処理を施して磁性層を形成せしめ、これを
円盤状に打ち抜いて磁気ディスクを作成した。 （磁性塗料の組成） ・強磁性金属鉄粉末 450重量部 ・塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体 50重量部 ・ポリウレタン樹脂 30重量部 ・三官能性低分子量イソシアネート化合物 20重量部 ・カーボンブラック 36重量部 ・Al2O3粉末 27重量部 ・α−Fe2O3粉末 18重量部 ・２−エチルヘキシルオレート（脂肪酸エステル） 14重量部 ・シクロヘキサノン 650重量部 ・トルエン 650重量部 この磁気記録媒体では、前述の強磁性金属鉄粉末とし
て保磁力が1100〜1750（Oe），飽和磁化量が100〜300
（emu/g）の範囲のものをそれぞれ用い、また磁性層の
表面処理条件（カレンダリング処理装置におけるカレン
ダロールの温度ならびに圧力など）を変更することによ
り、磁性層の表面粗さを変化させて各種磁気ディスクの
試料とした。 一方、磁気ヘッドは第１図に示す構造のものと、同図
に示す構造の磁気ヘッドにおいて第１積層磁性膜6,第２
積層磁性膜10の代わりに鉄−アルミニウム−ケイ素合金
（センダスト）の単層とした磁気ヘッドを使用し、ギャ
ップ長ならびに磁気ギャップ近傍に配置される高飽和磁
束密度を有する磁性体の飽和磁束密度を種々変えて磁気
ヘッドの試料とした。 これら磁気ディスク試料の保磁力（Hc），残留磁束密
度（Br）ならびに表面粗さ（Ra）を種々変えたものと、
磁気ヘッド試料のギャップ長（gl）ならびに磁気ギャッ
プ近傍の磁性体の飽和磁束密度（Bs）を種々変えたもの
をそれぞれ組合せ、そのうちの代表的なもののヘッド出
力,S/N値,D50値ならびにピークシフトを次の表１ならび
に表２に示す。 特性中D50値は50KBPI以上あれば、高密度記録として
高く評価される。またヘッド出力は、アンプノイズとの
関係で0.3mV以上ある方が望ましく、S/N値は65dB以上、
ピークシフトは15ns以下がそれぞれ好ましい。 なお、表中の表面粗さ（Ra）は、スタイラス径２μm,
触針荷重25mg,カットオフ0.08mm,走査速度0.03mm/秒の
条件下において触針式表面粗さ計で測定した。 表中の実施例１〜３ならびに比較例１〜４は、第１図
に示すものと同じ構造を有し、磁性薄膜8,12がコバルト
−ジルコニウム−ニオブ系の非晶質合金からなる磁気ヘ
ッドを用いた。実施例４は、第１図に示す構造のものに
おいて積層磁性膜6,10の代わりに鉄−アルミニウム＝系
素合金（センダスト）の単層とした磁気ヘッドを使用し
た。 これらの表１ならびに表２から明らかなように、比較
例１の如く磁気ディスクの保磁力（Hc）ならびに残留磁
束密度（Br）が高く、かつ表面粗さ（Ra）を小さくして
も、磁気ヘッドのギャップ長さ（gl）が長すぎたり、磁
気ギャップ近傍に配置された磁性体の飽和残留磁束密度
（Bs）が小さいと、前述の磁気ディスクの特長が十分に
発揮されず、結局、ヘッド出力,S/N値,D50値ならびにピ
ークシフトなどの磁気特性が悪い。 また比較例２に示すように、磁気ヘッドのギャップ長
さ（gl）が短く、磁気ギャップ近傍に配置された磁性体
の飽和残留磁束密度（Bs）が大きいものを使用しても、
磁気ディスクの保磁力（Hc）ならびに残留磁束密度（B
r）が低かったり、表面粗さ（Ra）が大きいと、今度は
磁気ヘッドの機能が十分に発揮されず、この場合も同様
に諸種の磁気特性が悪い。 さらに比較例3,4のように磁気ディスクの保磁力（H
c）、残留磁束密度（Br）、表面粗さ（Ra）ならびに磁
気ヘッドのギャップ長さ（gl）、飽和残留磁束密度（B
s）などの各特性値がともに本発明で規制する範囲内に
入っていても、磁気ディスクの保磁力（Hc）が1210（O
e）とか1230（Oe）とか小さいのに対して磁気ヘッドの
ギャップ長さ（gl）が0.35（μｍ）と長いと、D50値は
高々37KBPI程度しかならない。 これに対して本発明の実施例１〜４のように、磁気デ
ィスクの保磁力（Hc）、残留磁束密度（Br）、表面粗さ
（Ra）ならびに磁気ヘッドのギャップ長さ（gl）、飽和
残留磁束密度（Bs）などの各特性値がともに本発明で規
制する範囲内に入り、しかもD50値が40KBPI以上になる
ように、例えば実施例３のように磁気ディスクの保磁力
（Hc）が1750（Oe）の場合には磁気ヘッドのギャップ長
さ（gl）は0.4（μｍ）と長くてもD50値は56KBPIと高
く、また実施例２のように磁気ディスクの保磁力（Hc）
が1500（Oe）になると磁気ヘッドのギャップ長さ（gl）
を0.25（μｍ）と短くすることによりD50値は57KBPIと
高く維持でき、さらに実施例１のように磁気ディスクの
保磁力（Hc）が1250（Oe）とさらに小さくなると磁気ヘ
ッドのギャップ長さ（gl）を0.15（μｍ）とさらに短く
することによりD50値は60KBPIの高い値を維持すること
ができ、磁気ディスクの磁気ヘッドの特長が互いに十分
に発揮され、その結果高密度記録が可能となり、しかも
ピークシフトが15ns以下の優れた電磁変換特性が得られ
る。 なお磁性層の保磁力（Hc）が2000エルステッドを超え
ると、磁気ヘッドのコア材料の飽和磁束密度（Bs）を例
え7000ガウス以上としても十分な記録磁界が発生でき
ず、記録が不十分となるため、保磁力（Hc）は1200〜20
00エルステッドの範囲に規制する必要があり、特に実施
例２〜４のように保磁力（Hc）を1500エルステッド以上
の高保磁力にすると良い。 また残留磁束密度（Br）が1200ガウスより小さいとア
ンプノイズとの関係で十分なヘッド出力が得られないか
ら、残留磁束密度（Br）の下限値は1200ガウスに規制す
る必要がある。残留磁束密度（Br）が実施例３で示され
ているように1800ガウスまではD50特性は良好である
が、残留磁束密度（Br）が1800ガウスを超えて高残留磁
束密度になるとD50特性は低下するから、残留磁束密度
（Br）は1200ガウス〜1800ガウスの低い範囲に抑える必
要がある。 磁性層の表面粗さ（Ra）が0.03μｍより大きくなると
特にS/N値が低下するため、表面粗さ（Ra）が0.03μｍ
以下に規制する必要がある。このように表面粗さ（Ra）
は可及的に小さい方が望ましいが、磁性粉末の凝集や充
填剤等の大きさからみて、表面粗さ（Ra）を0.07μｍ以
下にするには磁気記録媒体の量産上に難点がある。 一方、磁気ヘッドの磁気ギャップ近傍における磁性体
の飽和磁束密度（Bs）が7000ガウス以上でないと、磁気
ヘッドへの通電量によっては磁気コアが飽和してしま
い、前記磁気記録媒体の特長が十分に発揮されない。 また、ギャップ長（gl）が0.15μｍより短くなるとヘ
ッド出力が低くなり、一方、ギャップ長（gl）が0.4μ
ｍより長くなるとD50値が下がり高密度記録ができなく
なる。従って、ギャップ長（gl）は0.15〜0.4μｍの範
囲に規制する必要がある。 さらに重要なことは、前記比較例3,4の評価の所でも
述べたように、磁気ディスクの保磁力（Hc）、残留磁束
密度（Br）、表面粗さ（Ra）ならびに磁気ヘッドのギャ
ップ長さ（gl）、飽和残留磁束密度（Bs）の各特性値が
ともに本発明で規制する範囲内に入っていても、磁気デ
ィスクの保磁力（Hc）が小さいのに対して磁気ヘッドの
ギャップ長さ（gl）が長いと、D50値は40KBPI以上には
ならない。 これに対して前述の各特性値がともに本発明で規制す
る範囲内に入り、しかも磁気ディスクの保磁力が小さく
なるに従って磁気ヘッドの磁気ギャップの長さを短い方
に選定することにより、磁気ディスクならびに磁気ヘッ
ドの優れた特長が互いに十分に発揮され、D50値が40KBP
I以上となり、優れた電磁変換特性が得られる。 本発明の実施例に係る磁気ヘッドにおいて、磁気ギャ
ップ近傍に配置される磁性体が２層以上の磁性薄膜から
なり、その磁性薄膜の中間に非磁性薄膜を介在した、所
謂、多層構造にしたものは、前記磁性体を鉄−アルミニ
ウム−ケイ素合金（センダスト）の単層で構成したもの
に比較して、渦電流の発生にともなう磁気損失が少ない
ためD50値などの特性において優れており、特に高密度
記録用の磁気ヘッドとして賞用される。 前述のように特開昭58−122623号公報に記載されてい
る磁気記録媒体は、磁性層の保磁力が高く、残留磁束密
度が低いが、磁性層の表面粗さならびに磁気ヘッドの磁
気ギャップの大きさについて考慮されていないため、高
保磁力で低残留磁束密度の特長が生かされず、結局、高
密度記録が不可能で十分な再生出力が得られない。 また、特開昭58−130435号公報に記載されている磁気
記録媒体は、残留磁束密度が3200ガウス以上と非常に高
いため、高保磁力で低表面粗さの特長を生かされず、結
局、これも高密度記録が不可能でである。 このように従来提案されたものは、電磁変換特性など
の特性上重要な関係がある磁性層の保磁力、残留磁束密
度、表面粗さ、磁気ヘッドの磁気ギャップ近傍の磁性体
の飽和磁束密度、ギャップ長の相関関係がトータル的に
検討、配慮されておらず、そのため磁気記録媒体と磁気
ヘッドの特性が互いに十分に発揮できない。 前述した表２の比較例3,4は、前記特開昭58−122623
号公報に記載されている磁性層の保磁力が1230エルステ
ッドならびに1210エルステッドの磁気記録媒体と、前記
特開昭58−122623号公報に記載されているギャップ長が
0.35μｍの磁気ヘッドとを組み合わせて信号を再生した
場合を示したものである。しかし前述したように、磁性
層の保磁力や磁気ヘッドのギャップ長などの特性が本発
明で規制している範囲内に入っていても、その特性の組
合せが良くないから、D50値が40KBPIに達することがで
きず、そのため高密度記録が不可能で、電磁変換特性が
悪い。 これに対して本発明は、特性上重要な関係がある磁性
層の保磁力、残留磁束密度、表面粗さ、磁気ヘッドの磁
気ギャップ近傍の磁性体の飽和磁束密度、ギャップ長を
トータル的に検討、配慮して、磁気記録媒体と磁気ヘッ
ドの特長が生かされるそれぞれの特定範囲、すなわち磁
性層の保磁力を1200〜2000エルステッドの高保磁力範囲
に、残留磁束密度を1200〜1800ガウスの低残留磁束密度
範囲に、触針式表面粗さを0.03μｍ以下にそれぞれ規制
するとともに、 その磁気記録媒体に対して信号の記録、再生を行なう
磁気ヘッドにおける磁気ギャップの近傍が7000ガウス以
上の高飽和磁束密度を有する磁性体で構成され、その磁
気ギャップの磁気記録媒体走行方向の長さを0.15〜0.4
μｍの狭い範囲に規制し、 その磁気ヘッドを用いて前記磁気記録媒体に記録され
ている信号を再生した際のD50値が40KBPI以上になるよ
うに、前記磁気記録媒体の保磁力が小さくなるに従って
前記磁気ヘッドの磁気ギャップの長さを短い方に選定す
るように構成されている。 前述のように本発明では磁性層の表面粗さを規定する
カットオフ値が0.08mmと極めて小さいため、極く短い波
長の表面うねり成分までもカットした状態での表面粗さ
の規定であるから、表面粗さのばらつきが小さく、結
局、特性の安定化に結びつく。 その上で前述のようにD50値が40KBPI以上になるよう
に各特性値を前記規制範囲から選定しているため、高密
度記録が可能で、高出力が得られ、しかも信頼性の高い
磁気記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例に用いられる磁気ヘッドの縦断
面図、第２図は同実施例に用いられる磁気記録媒体の拡
大断面図である。 １……第１コア半体、２……第２コア半体、４……第１
コア基体、５……磁気ギャップ、６……第１積層磁性
膜、７……第１非磁性薄膜、８……第１磁性薄膜、９…
…第２コア基体、10……第２積層磁性膜、11……第２非
磁性薄膜、12……第２磁性薄膜、21……非磁性支持体、
22……磁性層。
面図、第２図は同実施例に用いられる磁気記録媒体の拡
大断面図である。 １……第１コア半体、２……第２コア半体、４……第１
コア基体、５……磁気ギャップ、６……第１積層磁性
膜、７……第１非磁性薄膜、８……第１磁性薄膜、９…
…第２コア基体、10……第２積層磁性膜、11……第２非
磁性薄膜、12……第２磁性薄膜、21……非磁性支持体、
22……磁性層。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 水島 邦夫
茨木市丑寅１丁目１番88号 日立マクセ
ル株式会社内
(72)発明者 三宅 明
茨木市丑寅１丁目１番88号 日立マクセ
ル株式会社内
(56)参考文献 特開 昭58−122623（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−130435（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−146610（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．非磁性結合剤中に強磁性微粒子を分散させた磁性層
を非磁性支持体上に形成してなる磁気記録媒体と、その
磁気記録媒体の磁性層に摺接して信号の記録再生を行な
う磁気ヘッドを備えた磁気記録再生装置において、 前記磁気記録媒体の磁性層の保磁力を1200〜2000エルス
テッドの高保磁力範囲に規制し、残留磁束密度を1200〜
1800ガウスの低残留磁束密度範囲に規制し、かつスタイ
ラス径が２μｍ、触針荷重が25mg、カットオフ値が0.08
mm、走査速度が0.03mm/秒の条件下で測定する触針式表
面粗さを0.03μｍ以下にそれぞれ規制するとともに、 前記磁気ヘッドにおける磁気ギャップの近傍が7000ガウ
ス以上の高飽和磁束密度を有する磁性体で構成され、そ
の磁気ギャップの磁気記録媒体走行方向の長さを0.15〜
0.4μｍの狭い範囲に規制した上で、 その磁気ヘッドを用いて前記磁気記録媒体に記録されて
いる信号を再生した際のD50値が40KBPI以上になるよう
に、前記磁気記録媒体の保磁力が小さくなるに従って前
記磁気ヘッドの磁気ギャップの長さを短い方に選定する
ことを特徴とする磁気記録再生装置。 ２．特許請求の範囲第（１）項記載において、前記D50
値が50KBPI以上であることを特徴とする磁気記録再生装
置。 ３．特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載に
おいて、前記磁気記録媒体が磁気ディスクで、前記強磁
性微粒子が磁性層の面内で不規則無方向に分散されてい
ることを特徴とする磁気記録再生装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59194866A JP2669456B2 (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | 磁気記録再生装置 |
| KR1019850006738A KR930009625B1 (ko) | 1984-09-19 | 1985-09-14 | 자기기록매체 |
| EP85111727A EP0175339B2 (en) | 1984-09-19 | 1985-09-17 | Magnetic recording medium |
| DE8585111727T DE3577490D1 (de) | 1984-09-19 | 1985-09-17 | Magnetischer aufzeichnungstraeger. |
| US06/777,017 US4895758A (en) | 1984-09-19 | 1985-09-17 | Magnetic recording medium |
| CA000491140A CA1248223A (en) | 1984-09-19 | 1985-09-19 | Magnetic recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59194866A JP2669456B2 (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | 磁気記録再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6174102A JPS6174102A (ja) | 1986-04-16 |
| JP2669456B2 true JP2669456B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=16331601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59194866A Expired - Lifetime JP2669456B2 (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | 磁気記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2669456B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS58122623A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Sony Corp | 円盤状磁気記録媒体 |
| JPS58130435A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | 磁気記録媒体 |
-
1984
- 1984-09-19 JP JP59194866A patent/JP2669456B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6174102A (ja) | 1986-04-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |