JPH0240117A - 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〕 本発明は、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等に搭載さ
れる電磁誘導型の磁気ヘッドに関するもので、詳細には
薄膜磁性コアのみにより磁路が構成される磁気ヘットに
関するものである。

［発明の概要〕 本発明は、薄膜磁性コアのみで磁路が形成され、前記薄
膜磁性コア厚によりトラック幅を規制してなる磁気ヘッ
ドにおいて、バック側のコア厚をフロント側のコア厚よ
りも所定値以上厚くすることにより、狭ギャップ化、狭
トランク化が図れ、しかも電磁変換特性に優れた高効率
の磁気ヘッドを提供しようとするものである。

〔従来の技術〕

近年、磁気記録の分野、特にビデオテープレコーダの分
野においては、高密度記録化に伴い磁気記録媒体が高抗
磁力化の方向にあり、記録再生波長も短波長化の一途を
たどっている。

したがって、磁気ヘッドにおいても高飽和磁束密度を有
するヘッドコア材料を用い、また狭ギャップ化、狭トラ
ツク化を進める等、上述の高密度記録化への対応を図っ
ている。

例えば、従来、ビデオテープレコーダのへラドコア材料
として多用されていたフェライト材は高透磁率であるも
のの飽和磁束密度が低いため、高抗磁力磁気記録媒体へ
の記録が不十分であった。

そこで、上記へラドコア材として、磁気ギャップの近傍
にＦｅ−Ａ！−３ｉ系合金や強磁性非晶質合金材料等の
強磁性金属薄膜を配したいわゆるメタルインギャップ型
の複合型磁気ヘッドが提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記磁気ギャップ近傍に強磁性金属薄膜を配
した磁気ヘッドにあっては、フェライト界面で強磁性金
属薄膜との間に不連続層が発生し、これらフェライトと
強磁性金属薄膜間の磁気抵抗を増大して効率の低下をも
たらすばかりか、特に上記不連続層が磁気ギャップと平
行に位置する場合には、周波数特性にうねりを生じるい
わゆる疑似ギャップとして動作し、記録再生信号の劣化
を招いている。

さらに、上記磁気ヘットにあっては、フェライト界面に
強磁性金属薄膜を真空薄膜形成技術等の手法にて形成す
るため、製造工程が煩雑となり、歩留りの点で問題があ
る。

また、上記磁気ギャップはガラスボンディング等の接合
技術により磁性コア同士を突き合わせることにより形成
されるので、高精度にギャップ長を制御することは困難
であり、この手法で狭ギャップ化を図るには難しい。

また、トラック幅は機械加工等により規制されるので、
狭トランク化を図ろうとするとヘッドチップの強度の点
で問題があり困難となる。

そこで本発明は、従来の実情に鑑みて提案されたもので
あって、疑似ギャップの発生が無く、狭ギャップ化、狭
トラツク化が図れ、しかも電磁変換特性および記録再生
特性に優れた高効率の磁気ヘッドを提供することを目的
とするものである。

（課題を解決するための手段〕 本発明の磁気ヘッドは、上記の目的を達成するために、
薄膜磁性コアのみで磁路が形成され、前記薄膜磁性コア
厚によりトランク幅を規制してなる磁気ヘッドにおいて
、前記薄膜磁性コアのハソり側のコア厚をフロント側の
コア厚の２倍以上としたことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明の磁気ヘッドによれば、膜厚側′４ゴロに優れる
真空薄膜形成技術により薄膜磁性コアが形成され、これ
ら薄膜磁性コアのみで磁路が形成されるので、当該ヘッ
ド構造は簡略化された構造となり小チツプ化が実現され
る。

また、上記薄膜磁性コアのバ・ツク側のコア厚をフロン
ト側のコア厚より厚くしているので、当該磁気へンドの
ヘッド効率は向上する。

さらに、薄膜磁性コア同士の界面に金属磁性薄膜を介在
させることなく磁気ギャップを形成しているので、疑似
ギャップの発生が抑制される。

さらには、上記薄膜磁性コア厚がトランク幅を規制する
ので、当該薄膜磁性コア厚を単に薄くすることのみで高
精度に狭トラツク化が達成される。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した具体的な一実施例を図面を参照
しながら説明する。

本実施例の磁気ヘッドは、第１図に示すように、一対の
薄膜磁性コア（１）　、　（２）の当接面にギャップ膜
（３）が形成され、これら薄膜磁性コア（１）　、　（
２）のみで閉磁路が形成されてなるものである。

上記一対の薄膜磁性コア（１）　、　（２）は、例えば
高飽和磁束密度、高透磁率を有する強磁性金属材料が真
空薄膜形成技術等により形成された後、フォトリソグラ
フィ技術等の手法によりそれぞれ巻線溝（４）　、　（
５）を有するコア形状となされている。上記薄膜磁性コ
ア（１）　、　（２）の当接面は磁気記録媒体走行方向
Ａに対して所定角度θで形成され、この傾斜面に所定膜
厚のギャップ膜（３）が形成されている。したがって、
上記薄膜磁性コア（１）　、　（２）の当接面に形成さ
れる磁気ギャップｇは、前記磁気記録媒体走行方向Ａに
対してθなる角度を有するアジマス付の磁気ギャップと
なる。これによれば、アジマスロス等が解消されるので
記録トラ・ツクの高密度記録化が達成される。

また、上記磁気ギャップｇはガラスボンディング等の接
合技術によらず真空薄膜形成技術により形成されるので
、ギャップ長が容易且つ高精度に制御される。したがっ
て、極めて容易に狭ギャンプ化が実現される。

なお、上記磁気ギャップｇのデプスＤｐは、前記巻線溝
（４）　、　（５）により決定されている。

さらに本実施例の磁気ヘッドにあっては、上記磁気ギャ
ップｇが形成されたフロント側の薄膜磁性コア（１）　
、　（２）のコア厚Ｔ、が前記磁気ギャップｇのトラッ
ク幅Ｔｗとされている。したがって、上記薄膜磁性コア
（１）　、　（２）のコア厚Ｔ１が磁気ギャップｇのト
ランク幅Ｔｗを決定することになるので、上記薄膜磁性
コア（１）　、　（２）のコア厚Ｔ１を単に薄くするこ
とのみで容易に且つ高精度に狭トランク化できる。また
、上記１〜ラック幅Ｔｗは機械加工等により規制される
のではなく、膜厚制御に優れる真空薄膜形成波４ホｉに
より規制されるので、ヘッドチップ強度上の問題も解消
される。

また、上記薄膜磁性コア（１）　、　（２）のバック側
の、：１　アｆｆＴｚは、前記フロント側のコア厚Ｔ、
の２倍以上の厚みとなされている。すなわち、本実施例
の磁気ヘッドでは、前記磁気ギャップｇのデプスＤｐ零
の位置から次第にバック側に亘り上記薄膜磁性コア（１
）、（２）のコア厚が増え、巻線溝（４）（５）の略中
途部ではバック側のコア厚Ｔ２はフロント側のコア厚Ｔ
１の４倍とされている。

このように、薄膜磁性コア（１）　、　（２）のバック
側のコア厚Ｔ２がフロント側のコア厚Ｔ１よりも厚くな
されることにより、当８亥磁気ヘッドのヘッド効率が向
上する。すなわち、上記磁気ヘッドに印加された電流の
大部分がロスすることなく磁束として変換され、あるい
は逆に磁束がロスすることなく電流に変換されることに
なり、極めて優れた電磁変換特性を示す。

上記薄膜磁性コア（１）　、　（２）には、高い飽和磁
束密度を有し且つ軟磁気特性に優れた強磁性材料が使用
されるが、かかる強磁性材料としては従来がら公知のも
のがいずれも使用でき、結晶質、非結晶質を問わない。

例示するならば、Ｆｅ−ＡＮＳｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ！
、系合金、Ｆｅ−３ｉ−Ｃ。

系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ａｎ−Ｇｅ系合金、
Ｆｅ−Ｇａ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−３ｉ−Ｇｅ系合金、Ｆ
ｅ−Ｃｏ−３ｉ　−ＡＥ系合金等の強磁性金属材料、あ
るいはＦｅ−Ｇａ−３ｉ系合金、さらには、上記Ｆｅ−
Ｇａ−３ｉ系合金の耐蝕性や耐摩耗性の一層の向上を回
るために、Ｆｅ、ＧａＣｏ（Ｆｅの一部をＣｏで置換し
たものを含む。）Ｓｉを基本組成とする合金に、Ｔｉ、
ＣｒＭｎＺｎ　　Ｎｂ　　Ｍｏ　　Ｔａ　　Ｗ　　Ｒｕ
　　Ｏｓ　　ＲｈＩｒ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、ＰＬ、Ｈｆ
、Ｖの少なくとも一種を添加したものであってもよい。

また、強磁性非晶質金属合金、いわゆるアモルファス合
金（例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏの１つ以上の元素とＰ、Ｃ
，Ｂ、Ｓｉの１つ以上の元素とからなる合金、またはこ
れらを主成分としＡ、ｆ！、、　ＧｅＢｅ　　Ｓｎ　　
Ｉｎ　　Ｍｏ　　Ｗ　　Ｔｉ　　Ｍｎ　　ＣｒＺｒ、Ｈ
ｆ、Ｎｂ等を含んだ合金等のメクルーメタロイド系アモ
ルファス合金、あるいはＣｏ　　ＨｆＺｒ等の遷移元素
や希土類元素を主成分とするメクルーメタル系アモルフ
ァス合金）等も使用される。

これら磁性薄膜の成膜方法としては、真空蒸着法、スパ
ンタリング法、イオンブレーティング法クラスター・イ
オンビーム法等に代表される真空薄膜形成技術が採用さ
れる。

また、上記薄膜磁性コア（＋、）　、　（２）は強磁性
合金材料の単層膜であってもよいが、例えば５ｉＯ７Ａ
　Ｉ２２０３　、　　Ｚ　ｒ　０２　、　　Ｓ　Ｉ　３
Ｎ４等の絶縁層を介して積層した多層膜としてもよい。

上記積層構造をとることにより高い周波数領域まで対応
可能となり、さらなる高記録密度化が達成される。

一方、上記ギャップ膜（３）としては、例えば、Ｓ　ｉ
　０２　、Ｔａ２０５　、Ｚ　ｒ　０２等が使用できる
。

このように本実施例の磁気ヘッドでは、磁気ギヤノブｇ
近傍に強磁性金属薄膜を介在させることなく、高飽和磁
束密度を有するセンダスト等の強磁性金属材料からなる
薄膜磁性コアのみで閉磁路を形成しているので、界面に
おいて疑憤ギャップの発ηミの少ない簡略化された小チ
ツプ構造とすることができ、しかも高記録密度化にも対
応した高抗磁力磁気記録媒体に対しても良好な記録再生
特性を示す。

ここで、上述のように構成された本実施例の磁気ヘット
について磁路解析を行った。なお、本実施例の磁気ヘッ
ドのヘッド効率と比較するためコア厚を以下の条件に変
えて磁路解析を行った。また、磁路解析を行うに当たっ
て、上記磁気ヘット全体のコア幅Ｗを５００７１ｍ、デ
プスＤｐ方向のコア長りを６００ａｍ、）ランク幅Ｔｗ
を５μｍよしてヘッド効率をｓＪ算により求めた。その
結果を第２図に示す。

先ず、薄膜磁性コア（１）、（２）のコア厚をフロント
側からバンク側に亘ってトラック幅Ｔｗ、すなわち５μ
ｍとした磁気へンドについてヘッド効率を調べた。その
結果、第２図中Ａに示すように、ヘッド効率は５０％に
も満たなかった。

なお、従来から高抗磁力磁気記録媒体に対応した磁気ヘ
ッドとして用いられているバルクヘッドではヘンド効率
（第２図中Ｂで示す。）が約６０％となっている。上記
バルクヘッドは、斜めに傾斜された突き合わせ面に高飽
和磁束密度を有するセンダストが形成され、このセンダ
ストの斜め膜同士の突き合わせにより磁気ギャップが形
成されてなる磁気ヘッドであり、コア幅Ｗ　−２，０ｍ
ｍ、コア長さＬ　＝　］、５ｍｍ、）ラック幅ＴＷ−２
０μｍ〜２５μｍとしたものである。

このように、ヘッドコア全体に亘ってトラック幅Ｔｗと
された磁気ヘラｌ−は、上記バルクヘッドのヘッド効率
よりも下回っており、印加された電流を有効に磁束に変
換することができずロスが多い。したがって、高飽和磁
束密度を有する金属薄膜でコアを形成した意味がない。

次に、上記薄膜磁性コア（１）　、　（２）のバック側
のコア厚Ｔ２を前記磁気ギャップｇのデプスＤｐ零の位
置から増加した本実施例の磁気ヘッドについてヘッド効
率を調べた。

その結果、第２図中実線で示すように、バンク例のコア
厚Ｔ２をフロント側のコア厚Ｔ１　〔トラツク幅Ｔｗｌ
の２倍、すなわち１０μｍとした磁気ヘットでは、先の
バルクヘッドと同しヘッド効率が得られ、さらにバック
側のコア厚Ｔ２をフロント側のコア厚Ｔ、の４倍とした
場合、ヘッド効率が７０％にまで向上した。

したがって、上記バック側のコア厚Ｔ２をフロント側の
コア厚Ｔ１の２倍以−にの厚みとすれば、ヘット効率の
良い磁気ヘッドか得られ、極めて優れた電磁変換特性を
示す。

また、バック側のコアＴＸ　Ｔ　ｚを前記磁気ギャップ
ｇのデプスＤｐ零の位置からバンク側に４０μｍ離れた
位置からそれぞれ増加させた磁気ヘットのヘッド効率は
、第２図中破線で示すように、先のデプスＤｐ零の位置
から増加させた本実施例の磁気ヘッドのヘッド効率に比
べ劣っている。

なお、第２図中には記載してはいないが、バック側のコ
ア厚Ｔ２をデプスＤｐ零に次第に近づけて行くに従いヘ
ッド効率が向上することが分かった。

したがって、上記バック側のコアＪＷ　Ｔ　２をなるべ
（磁気ギャップｇのデプスＤｐ零に近い位置から増加さ
せればより高いヘッド効率が得られる。

また、好ましくはデプスＤｐ零の位置からバンク例のコ
ア厚Ｔ２を増加させることがより好ましい。

また、上記磁気ヘッドにおいて、ヘッドチップの大きさ
をさらに大きくした場合の磁路解析も合わせて行ったが
、上記へッドチンプの大きさが大きくなればヘッド効率
は向上するが、コア厚を増すことに比べそのヘッド効率
は少ない。

したがって、磁気ヘットのヘッド効率を向上させる上か
らはバック側のコア厚を増加した方が有利である。また
、ヘッドチップの大きさを大きくすると、薄膜によりコ
アを形成した意味がなくなり、小チツプ化を図ることが
できなくなる。

上記解析結果を踏まえて、実際に本実施例の磁気ヘッド
を作製し、該磁気ヘットを評価したところ、上記解析結
果と略一致する結果が得られた。

したがって、上記薄膜磁性コア（１）　、　（２）のバ
ック側のコア厚Ｔ２をデプスＤｐ零の位置からフロント
側のコア厚Ｔ、よりも２倍以上とすれば、高効率の磁気
ヘットが実現される。

上述のように構成された磁気ヘッドは、例えばビデオテ
ープレコーダ等の磁気記録再生装置の回転トラム等に直
接取り付けるごとが可能である。

すなわち、上記磁気ヘッドを回転ドラムに直接取り付け
るには、例えば第３図に示すように、上ドラム（６）、
下トラム（７）のいずれか一方のトラムに上記磁気ヘッ
ドを取り付ける切り欠き溝（９）を形成した後、上記切
り欠き溝（９）に直接真空薄膜形成技術により高飽和磁
束密度を有する強磁性金属薄膜を形成し、その後フォト
リソグラフィ技術によりヘッドコア形状となし、前記第
２図に示す磁気ヘッド（８）を完成する。

なお本実施例での上トラム（６）は、上記磁気へンド（
８）を形成するドラム（６ａ）と該磁気ヘット（８）が
形成されたＩ・ラム（６ａ）を覆うドラム（６ｂ）とに
分割した。

このように、小チツプ化が可能な磁気ヘット（８）を回
転トラムに直接取りイｑりることがてきるので、小型ト
ラムにも対応できる。また、上記回転トラムへの取り付
は作業工程は何ら煩雑な作業を含まずに行え、しかも該
磁気ヘッド（８）を載置し回転ドラムに固定するベース
等が必要なくなり構成部品の削減が図れる。

〔発明の効果〕

以」二の説明からも明らかなように、本発明の磁気ヘッ
ドによれば、バック側のコア厚をフロント側のコア厚の
２倍以上の厚みとしているので、磁気ヘッドのヘッド効
率が向上し、極めて優れた電磁変換特性を示すとともに
良好な記録再生特性を示す。

また、本発明の磁気ヘットによれば、薄膜磁性コアのみ
で磁路が形成されるので、ヘッド構造は極めて簡略化さ
れ、小チツプ化が図れる。しかも界面での疑催ギャップ
の発生が抑制され、周波数特性にうねりを生ずることが
なくなる。

さらに本発明の磁気ヘッドによれば、薄膜磁性コアのコ
ア厚が１−ラック幅とされているので、」二記１−ラッ
ク幅は該薄膜磁性コア厚により決定され、この薄膜磁性
コアのコア厚を単に薄くすることのみで容易に且つ高精
度に狭トランク化が図れる。

さらには、膜厚制御に優れる真空薄膜形成技術により磁
気ギャップが形成されているので、ギャップ長の制御が
容易且つ高精度に行え、狭ギャップ化が達成されるとと
もに歩留りの向上も図れる。

【図面の簡単な説明】

第１回は本発明を適用した磁気ヘットの一実施例を示す
斜視図であり、第２図はフロント側のコア厚に対するバ
ック側のコア厚の比率とヘッド効率との関係を示す特性
図であり、第３図は回転１ラムに磁気ヘッドを取り付け
た状態を一部透視して示す概略斜視図である。 ６　・ ・・・薄膜磁性コア ギャップ膜 ・・・巻線溝 ・上トラム ・下ドラム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 薄膜磁性コアのみで磁路が形成され、前記薄膜磁性コア
   厚によりトラック幅を規制してなる磁気ヘッドにおいて
   、 前記薄膜磁性コアのバック側のコア厚をフロント側のコ
   ア厚の２倍以上としたことを特徴とする磁気ヘッド。