JPH02302910A - 磁気ヘッド - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は磁気ヘッドに関し、詳しくはコイルを巻装した
磁気コアを磁気記録媒体に対して摺動接触させて情報の
磁気記録又は再生を行なう誘導型の磁気ヘッドに関する
ものである。

［従来の技術］ この種の磁気ヘッドでビデオテープレコーダ、デジタル
オーディオテープレコーダ或いは高容量のフロッピーデ
ィスクドライブ装置等に用いられる磁気ヘッドでは、高
抗磁力媒体に対する記録を可能にするため、磁気コアに
高い飽和磁束密度が必要である。又磁気記録媒体の面内
の記録密度を向上させるためにできるだけ狭トラツク化
が要求されている。更に磁気コアの磁束を外部に出す磁
気ギャップのギャップ長も極めて狭くする必要がある。

このような磁気ヘッドで磁気コアの高飽和磁束密度化を
実現するため、最近では磁気コアの磁路全体がフェライ
トから成る従来のフエライトヘツドに代ってフェライト
から成る磁気コア半体の磁気ギャップ材を介し突き合わ
される突き合わせ面にセンダストやアモルファス合金等
の高飽和磁束密度の金属磁性薄膜をスパッタリング、蒸
着、イオン≠ブレーティング等の真空薄膜形成技術によ
り成膜した複合ヘッド、いわゆるメタルインギャップヘ
ッドが主流となっている。

このようなメタルインギャップヘッドの磁気ギャップ材
としては従来ではＳｉＯ２、Ｔｉ０２Ｚｒ０２、Ａ１２
０３、Ｃｒ、Ｔｉｃ、あるいはＴａ２０５等が用いられ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記のような従来のメタルインギャップヘ
ッドでは磁気ギャップ材に関して以下のような問題があ
った。

即ちまず磁気ギャップ材の種類によっては、磁気コア半
体同志をガラス溶着するための溶着ガラスに対する濡れ
性が悪いため、ヘッドの製造工程で磁気コア半体ブロッ
ク同志のガラス溶着による接合工程でブロック間の隙間
に溶着ガラスが入り込みにくくなり、問題となる。

ここで下記の第１表に従来の磁気ギャップ材のそれぞれ
について行なったガラスに対する濡れ性この第１表には
各磁気ギャップ材と溶着ガラス（ＰｂＯＳ　ｉ　０２　
　Ｂ　ｉ２０３　Ｂ２０３系）との濡れ性を接触角θで
示しである。接触角θが小さい程濡れ性は良いことにな
る。なお接触角θの測定は第７−に示すようにして行な
った。即ち基板のフェライト２２上に高飽和磁束密度の
金属磁性薄膜であるセンダスト薄ＩＩａ２１を５μｍの
膜厚で成膜した上に、上記の各磁気ギャップ材の薄膜を
膜厚８００人で成膜し、その上に一定重量の溶着ガラス
５を載せて５７０℃で４０分加熱して溶融させた後、接
触角計で６ｎ気ギヤツプ材の薄膜２０に対する溶着ガラ
ス５の接触角θを測定した。なおこの場合薄膜２０は１
層であるが、後述する本発明の実施例に関わる試験では
符号２０ａ、２０ｂのように２層成膜する。ちなみにフ
ェライトに対する溶着ガラスの接触角は３２゜であり、
センダストに対する接触角は６２°である。上記の第１
表から明らかなようにＣｒ、Ｔｉｅ２以外の磁気ギャッ
プ材は溶着ガラスに対する濡れ性が良くない。

次に磁気ギャップ材の耐摩耗性が問題である。

即ちまずＣｒ、Ａ１２０３　、Ｔｉｃ、ＺｒＯ２は硬度
が大で耐摩耗性が高過ぎるため、これらを用いると磁気
コアの磁気ギャップ部に出っ張りを生じ、スペーシング
ロスが発生してしまい、磁気ギャップ材としては適さな
い。

又Ｔｉｅ２は逆に柔らか過ぎてこれを用いると磁気ギャ
ップ部に窪みを生じ、この窪みに磁気コアの金属磁性薄
膜材料が塑性変形して、いわゆるギャップかぶりが生じ
、実効ギャップ長が小さくなる不都合がある。

なおＳ’ｉ　０２　、Ｔ’ａ２０５は上記の両者の中間
にあたり、上記の出っ張りも窪みも生じず、耐摩耗性に
関しては磁気ギャップ材に適している。

更に他の問題として磁気コア半体の突き合わせ面に成膜
される金属磁性薄膜と溶着ガラスとが反応して反応層が
生じる結果、溶着ガラスと金属磁性薄膜との接合強度が
弱くなり、磁気コアの機械的強度が弱くなってしまうと
ともに、外観上も好ましくなくなるという問題がある。

これに対して上記の磁気ギャップ材では上記の反応層の
発生を防止する効果は低い。

但しＣｒは反応層の発生の防止効果が高い。しかしＣｒ
では、金属磁性薄膜の材料と光学顕微鏡の下でほぼ同色
に見えるため、ヘッドの製造工程で光学顕微鏡によるギ
ャップ長の検査が困難となり、その分コストがかかって
しまう。

このように従来用いられている磁気ギャップ材では上述
した問題点を全てクリアするものがない。

そこで本発明の課題は上記のメタルインギャップヘッド
において上述のような磁気ギャップ材にかかわる問題を
解決できるようにすることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明においては上述した課題を解決するために、互い
の突き合わせ面に金属磁性薄膜を成膜した一対の磁気コ
ア半体を磁気ギャップ材を介し突き合わせガラス溶着に
より接合して構成された磁気コアを有する磁気ヘッドに
おいて、前記金属磁性薄膜上に５ｉｎ２薄膜とＣｒ２Ｏ
３薄膜を積層して成膜し、このＳｉＯ２薄膜とＣｒ２Ｏ
３薄膜を磁気ギャップ材とした構造を採用した。

［作　用コ このような構造によれば、耐摩耗性が適度であって、色
が金属磁性薄膜材料と異なるというＳｉＯ２薄膜の利点
と、溶着ガラスに対する濡れ性が良く溶着ガラスと金属
磁性薄膜の反応層の発生防止効果が大きいというＣｒ２
Ｏ３薄膜の利点との組み合せにより磁気ギャップ材とし
て好ましい特性が得られる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

まず第２図は本発明の実施例によるメタルインギャップ
型の磁気ヘッドの磁気コアの外観を示している。第２図
において符号１０はそれぞれ磁気コア半体（以下コア半
体と略す）であり、図中上面が不図示の磁気記録媒体に
摺動接触する媒体摺動面となっている。一対のコア半体
１０．１０を図示のように磁気ギャップｇを介し突と合
せ、溶着ガラス５の溶着により接合して磁気コアが構成
される。コア半体１０の媒体摺動面において、磁気ギャ
ップｇの両側の部分には磁気ギャップｇのトラック幅を
規制するトラック溝６が形成されている。又コア半体１
０の突き合せ面の中間部には不図示のコイル巻線７を巻
装するための巻き線溝７が形成されている。更にコア半
体１０の突き合せ面の両側に沿ってガラス溝８ａが形成
され、図中下端部にバックガラス溝８ｂが形成されてい
る。溶着ガラス５はトラック溝暴、及びガラス溝８ａ、
８ｂに充填される。

このような本実施例の磁気ヘッドの磁気コアは上述のよ
うにメタルインギャップ型であり、磁気ギャップ周辺の
構造は第１図に示すようになっている。なお第１図に矢
印で媒体摺動方向を示しである。

第１図において符号２はフェライトであり、第２図のコ
ア半体１０の本体部分はこのフェライト２から成ってい
る。そしてフェライト２から成るコア半体１０の磁気ギ
ャップｇに面する突き合せ面のそれぞれには符号１で示
す高飽和磁束密度の金属磁性薄膜（例えばセンダスト薄
膜）が成膜されている。

次に金属磁性薄膜１の磁気ギャップｇに面する表面上に
はＳｉＯ２薄膜４が成膜されており、更に同薄膜４の表
面上にＣｒ２Ｏ３薄膜３が積層して成膜されている。

そしてこのようにフェライト２の突き合せ面に薄膜１，
４．３を成膜して成るコア半体１０どうじを突き合せて
溶着ガラス５により溶着し、接合して磁気コアが構成さ
れており、Ｃｒ２Ｏ３薄膜３とＳｉＯ２薄膜４が磁気コ
アの磁気ギャップｇを構成する磁気ギャップ材となって
いる。

なおＣｒ２Ｏ３薄膜３の膜厚は１００人〜２００人の範
囲内とする。Ｓ　ｉ　Ｏ２薄膜４の膜厚は磁気ギャップ
材全体の必要な膜厚から上記のＣｒ２Ｏ３薄膜３の膜厚
を引いたものとする。このように膜厚を設定する理由は
後述する。

次に第３図、第４図を参照して磁気コアの製造工程を説
明しておく。

まず第３図において符号９は第２図のコア半体１０を切
り出す母材のコア半体ブロックであり、フェライトから
細長い直方形に形成する。磁気コアの製造工程ではまず
このコア半体ブロック９の突き合せ面となる図中上面に
回転砥石による加工でトラック溝６とガラス溝８ａを磁
気ギャップｇに対応した間隔で形成する。続いて巻線溝
７とバックガラス溝８ｂを加工する。

次に第３図のコア半体ブロック９の図中上面に第１図の
金属磁性薄膜（センダスト薄膜）１を成膜した後、その
上にＳｉＯ２薄膜４を成膜し、更にその上にＣｒ、Ｏ，
薄膜３を積層して成膜する。薄膜１，４．３の成膜はス
パッタリング等による。

次に以上の加工と薄膜形成を行なったコア半体ブロック
９の一対を第４図に示すように突き合せ、不図示の溶着
ガラスのガラス棒なセットして例えば５７０℃の温度で
４０分程度加熱して溶着し、接合する。

次にコア半体ブロック９．９の接合体の第４図中上面を
媒体摺動面として円筒形状に加工した後、コア半体ブロ
ック９．９の接合体を第４図中のａ−ａ線に沿って切断
して第２図に示す磁気コアが得られる。そして巻線溝７
を通して不図示のコイル巻線を磁気コアに巻装して磁気
ヘッドが完成する。

このような本実施例の磁気ヘッドの磁気コアによれば、
磁気ギャップ材のＣｒ２Ｏ３薄膜３は溶着ガラス５との
濡れ性が良く、又溶着ガラス５と金属磁性薄膜１の反応
層の発生を防止する効果が大きいという長所がある。又
５ｉｎ２薄膜４は前述のように磁気ギャップ材として適
当な硬度であり、又色が金属磁性薄膜１と異り光学顕微
鏡による磁気ギャップｇのギャップ長の測定が簡単に行
なえるという長所がある。そしてこのような両薄膜３．
４の長所の組み合せによって磁気ギャップ材全体として
好ましい特性が得られる。

ところでＣｒ２Ｏ３薄１１Ｊｉ　３及びＳ　ｉ　Ｏ２薄
膜４の上述のような膜厚の設定と積層の順序は実験によ
り検討した結果決定したものである。以下その実験とそ
の結果について説明しておく。まずＳ　ｉ　０２薄膜と
Ｃｒ２Ｏ３薄膜の異なる積層順序と、異なる膜厚の組み
合せにより前述した第７図の方法で溶着ガラス５の接触
角による濡れ性試験を行なった。この場合に第７図のフ
ェライト２２の基板上のセンダスト薄膜２１上に薄膜２
０として５ｉＯｉ薄膜とＣｒ２Ｏ，薄膜を符号２０ａ、
２０ｂで示すように積層して成膜し、前述のようにルし
て接触角θを測定した。下記の第２表及び第３表に両薄
膜の異なる積層順序と異なる膜厚の組み合せの試料■〜
■を示す。なお画表中で第１層とはセンダスト薄膜２１
に接触する側の薄膜２０ａを示し、第２層とはその上に
成膜される薄膜２０ｂを示す。

第２表 第３表 次に上記の試料■〜■の接触角θの測定結果を下記の第
４表に示す。

第４表 この第４表から明らかなように試料■、■１■。

■が溶着ガラスの濡れ性が良い。即ちガラスの濡れ性に
関してはＳｉＯ２薄膜を金属磁性薄膜に接触する第１層
として、Ｃｒ２Ｏ３薄膜をその上に第２層として成膜し
て溶着ガラスと接触する積層順とした方が良い。

次に溶着ガラスとの反応層の発生に関して上記の試料■
〜■について第７図の溶着ガラス５と薄膜２０ｂの界面
を観察したとことろＳｉＯ２が溶着ガラス５と接触する
試料の及び■〜■ではガラスとの反応層が見られた。こ
れに対してＣｒ２Ｏ，とガラスが接触する試料■〜■で
は、Ｃｒ２Ｏ３の膜厚が４００人、２００人、１００人
と順次減少していくに従って反応層が若干発生スル力、
ＳｉＯ２の場合と比べるとその発生は格段に少なかった
。但しこの場合にＣｒ２Ｏ３薄膜の膜厚を１００Å以下
にすると反応層の発生が大きくなり、又膜厚の制祈が困
難になる。従ってＣｒ２Ｏ３薄膜の膜厚は最低１００Å
以上必要である。

次に第１図、第２図の磁気コアの構造でＣｒ２Ｏ３薄膜
３とＳｉＯ２薄膜４の膜厚を異なる膜厚に設定して磁気
コアを形成して磁気ヘットを作製し、自己記録再生出力
の周波数特性を測定した結果を下記の第５表に示す。な
おこの試験では媒体としてメタルテープを用い、テープ
とヘッドの相対速度は３．１４ｍ／ｓｅｅとした。又磁
気ギャップｇのギャップ幅は０．２５μｍとした。なお
試料りは５ｉｎ２薄膜の膜厚がＯであって第１図の構造
と異なるが参考試料として示した。

第５表　　　　　　　　　（（ｉＢ） 又この自己記録再生特性の測定結果を第５図にグラフで
示しである。更に第６図には第５表の試料Ａの出力をＯ
ｄＢとした場合の試料Ｂ、Ｃの相対出力をグラフで示し
である。

第５表、第５図及び第６図から明らかなようにＣｒ２Ｏ
３薄膜の膜厚を薄くすると高域での特性が向上する。こ
の点でＣｒ２Ｏ３薄膜の膜厚を０としてＳ　ｉ　Ｏ２薄
膜のみとすれば、更に高域での特性が向上すると考えら
れるが、そうすると溶着ガラス５と金属磁性薄膜１が反
応して反応層が生じ、溶着ガラス５による接合強度が弱
くなり、溶着ガラスが欠落して１ノまう等して磁気ヘッ
ドには不適である。

一方Ｃｒ２Ｏ３薄膜の膜厚を大きくすると特性が劣化し
てくるのは、Ｃｒ２Ｏ３の硬度が高いためギャップ部に
出っ張りを生じ、スペーシングロスを起しているものと
思われる。周波数ｆ＝６ＭＨｚで試料Ｃに比べて試料り
は２ｄＢ出力が劣化しているから、これが全てスペーシ
ングロスによるものとすれば、 １ｏｓｓ＝−５４，６ｘｄ／λ （λ：記録波長、ｄ、出っ張り） の式からｄ＝１９０人と推察される。この値は出っ張り
を表面粗さ計で測定した値とほぼ一致するため高域で特
性が劣化しているのはスペーシングロスによると断定で
きる。

以上のようにＣｒ２Ｏ３薄膜とＳｉＯ２ｍ膜の積層の順
序はガラスとの濡れ性の良さから第１図の積層の順序と
する。そしてその場合にＣｒ２Ｏ３薄膜３の膜厚が１０
０人よりも小さいと溶着ガラス５とＳｉＯ２薄膜４が反
応しやすくなり、２００人よりも犬ぎいとスペーシング
ロスによる出力低下が起きるのでＣｒ２Ｏ３薄膜３の膜
厚は１００人〜２００人の範囲内とする。又このように
した本実施例の磁気ヘッドは金属磁性薄膜１とＳｉＯ２
薄膜４の色の違いにより光学顕微鏡による磁気ギャップ
ｇのギャップ長の測定が簡単に行なえる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、互い
の突き合わせ面に金属磁性薄膜を成膜した一対の磁気コ
ア半体を磁気ギャップ材を介し突き合わせガラス溶着に
より接合して構成された磁気コアを有する磁気ヘッドに
おいて、前記金属磁性薄膜上にＳｉＯ２薄膜とＣｒ２Ｏ
３薄膜を積層して成膜し、このＳｉＯ２薄膜とＣｒ２Ｏ
３薄膜を磁気ギャップ材とした構造を採用したので、磁
気ギャップ材の溶着ガラスに対する濡れ性が良いため磁
気コア半体のガラス溶着が良好に行なえること、磁気ギ
ャップ材の耐摩耗性が適度で摺動面のギャップ部分の偏
摩耗を防止でき、良好な記録再生特性が得られること、
溶着ガラスと金属磁性薄膜の反応層の発生を防止でき、
溶着ガラスによる磁気コア半体の接合強度が向上し、歩
留まりが向上すること、光学顕微鏡によるギャップ長の
測定を簡単に行なえ、コストダウンが図れること等の優
れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による磁気ヘッドの磁気コアの
磁気ギャップ周辺の構造を示す拡大図、第２図は同実施
例の磁気コアの全体の外観を示す斜視図、第３図及び第
４図はそれぞれ同磁気コアの製造工程の説明図、第５図
は本実施例の磁気コ′　アのギャップ材の薄膜の膜厚を
決定するために行なった自己記録再生出力の周波数特性
の試験の結果を示す線図、第６図は同試験の試料Ａの出
力をＯｄＢとした場合の試料Ｂ、Ｃの相対出力を示す線
図、第７図は接触角の測定による溶着ガラスに対する磁
気ギャップ材の濡れ性試験の根子を示す説明図である。 １・・・金属磁性薄膜　　２・・・フェライト３・・・
Ｃｒ２Ｏ３薄膜　４・・・ＳｉＯ３薄膜５・・・溶着ガ
ラス　　　６・・・トラック溝７・・・巻線溝　　　　
　８ａ、８ｂ・・・ガラス溝９・・・コア半体ブロック
１０・・・コア半体特許出願人　キャノン電子株式会社 襖 会 で ａ：１Ｖ！！、ν狛戟 ど ト　　　ω

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）互いの突き合わせ面に金属磁性薄膜を成膜した一対
   の磁気コア半体を磁気ギャップ材を介し突き合わせガラ
   ス溶着により接合して構成された磁気コアを有する磁気
   ヘッドにおいて、前記金属磁性薄膜上にＳｉＯ＿２薄膜
   とＣｒ＿２Ｏ＿３薄膜を積層して成膜し、このＳｉＯ＿
   ２薄膜とＣｒ＿２Ｏ＿３薄膜を磁気ギャップ材としたこ
   とを特徴とする磁気ヘッド。 ２）前記金属磁性薄膜上に先ず前記ＳｉＯ＿２薄膜が成
   膜され、その上に前記Ｃｒ＿２Ｏ＿３薄膜が成膜され、
   Ｃｒ＿２Ｏ＿３薄膜か前記溶着用のガラスに接触するこ
   とを特徴とする請求項第１項に記載の磁気ヘッド。 ３）前記Ｃｒ＿２Ｏ＿３薄膜の膜厚がほぼ１００Åから
   ２００Åの範囲内であることを特徴とする請求項第１項
   または第２項に記載の磁気ヘッド。