JPH03152706A - 複合型磁気ヘッド - 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、強磁性酸化物のギャップ対向面でギャップに
対して平行に磁性薄膜が形成されているいわゆるＭＩＧ
（Ｍｅｔａｌ　　Ｉｎ　　Ｇａｐ）型ヘッドの特性改善
に関するものであり、ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）
等の磁気記録再生装置の高密度記録用磁気ヘッドとして
利用されるものである。

〔従来の技術〕

例えばＶＴＲをはじめとする磁気記録再生装置において
、記録波長は、高密度記録に伴って短波長化が進行し、
記録媒体は、酸化鉄系およびメタル系共に高保磁力が急
速に進行している。

また、磁気ヘッドにおいては、狭トラツク化が高密度の
ため必要になっている。さらに、記録時に高保磁力媒体
に対応させる磁気ヘッドとするには、高飽和磁束密度を
有する材料の選定が重要になり、また、短波長再生に対
応する磁気ヘッドとするには、高周波まで高い透磁率を
有する材料の選定が重要になっている。

特に、記録と再生を兼用するいわゆる自己記録再生型の
磁気ヘッドにおいては、上記の高飽和磁束密度および高
透磁率の両方を有する材料が必要とされている。

一般に上記の磁気ヘッドの材料には、強磁性酸化物であ
るＭｎ−Ｚｎ系のフェライト材が用いられている。そし
て、この磁気ヘッドは、保磁力ＨＣが６５０〜７５００
ｅのコバルト含有酸化鉄を磁性体とする記録媒体に対応
するようになっている。

ところが、上記の磁気ヘッドに用いられるフェライト材
では、保磁力Ｈｃが９０００ｅ以上のコバルト含有酸化
物テープや蒸着テープ、或いはｌ、５０００ｅ程度のメ
タル（パウダー）テープを記録媒体とした場合、高密度
記録に不十分なものとなっている。これは、上記のフェ
ライト材の飽和磁束密度Ｂｓが５，０００　Ｇ程度であ
るため、記録媒体を充分磁化する前に、特に記録時にギ
ャップ部で磁気飽和が起こるためである。

そこで、上記の磁気ヘッドに代えて磁気コア全体を合金
磁性材料で構成したいわゆるバルク型合金ヘッドとした
場合には、このバルク型合金ヘッドが１２．０００　Ｇ
程度の飽和磁束密度を有しているため、高密度記録に十
分対応することができるようになっている。

ところが、この場合には、バルク型合金ヘッドの比抵抗
が小さいため、使用周波数帯域で渦電流損失が増大して
実効透磁率が低下し、充分な再生出力を得ることができ
ないという問題を有している。さらに、このバルク型合
金ヘッドは、フェライト材からなる磁気ヘッド（以下フ
ェライトヘッドと称する）と比較した場合、硬度が低く
耐摩耗性に劣るという問題も有している。

そこで、磁気ヘッドには、上記のバルク型合金ヘッドと
ほぼ同様の工程で作成可能な強磁性酸化物と磁性薄膜と
を複合化した複合型磁気ヘッドとしてのＭＩＧヘッドが
擾案されている。

従来、上記のＭＩＧヘッドには、第３図に示すように、
テープ摺動面において、強磁性酸化物コア３１・３２の
ギャップ対向面３３・３３に対して平行に磁性薄膜３５
・３５が形成されている。

強磁性酸化物コア３１・３２には主としてＭｎ−Ｚｎフ
ェライトが用いられている。このＭｎ−Ｚｎフェライト
においては、５　ＭＨｚの実効透磁率ｐ′は平均で４５
０であり、その組成はＦｅ、０３５３．５％　ＭｎＯ２
７，５％　ＺｎＯ１９，０％（■ｏ１％）が標準である
。また熱膨張係数αは１１５　ｘ　１０−’／’ｃであ
る。

これにより、ＭＩＧヘッドは、ギャップ対向面３３・３
３の近傍が高飽和磁束密度を有した軟磁性Ｆｌｌｌｌで
形成されているため、高保磁力媒体への記録が可能にな
っている。また、このＭＩＧヘッドは、磁性薄膜３５・
３５が形成されているため、再生時にバルク型合金ヘッ
ドと異なり高透磁率が得られるようになっている。さら
に、このＭＩＧヘッドは、磁性薄膜３５・３５以外の磁
気コアの大部分が強磁性酸化物コア３１・３２であるこ
とより、充分な実効透磁率が得られることで磁気抵抗を
低下させることが可能になっている。

゛このように、複合型磁気ヘッドであるＭＩＧヘッドは
、上述のフェライト材による磁気ヘッドやバルク型合金
ヘッドと比較して、高保磁力媒体への自己記録再生出力
において優れた特性を示し、高密度記録対応用ヘッドと
して最適なものとなっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の複合型磁気ヘッドにおいて、自己録画再生を
した場合、従来のフェライトヘッドと比較すると複合型
磁気ヘッドの方が出力特性において優れている。ところ
が、記録特性と再生特性とに分離すると、記録特性は複
合型ヘッドの方が優れているが、再生特性はフェライト
ヘッドの方が優れている。

即ち、複合型磁気ヘッドがフェライトヘッドよりも出力
特性において優れているのは、記録特性の影響であると
言える。従って、フェライトヘッドで記録された磁気記
録媒体を複合型磁気ヘッドで再生した場合、複合型磁気
ヘッドは出力特性が十分でないという問題点を有してい
る。

また、複合型磁気ヘッドにおいては、テープ摺動面上に
おける磁性薄膜の膜厚はギャップ面に対して平行に数μ
ｍ程度にしかすぎず、はとんどＭｎ−Ｚｎフェライトを
代表とする強磁性酸化物で構成されているため、フェラ
イトヘッドと同様に、再生時に摺動ノイズが発生すると
いう問題点をも有している。

複合型磁気ヘッドにおける強磁性酸化物コアの実効透磁
率はフェライトヘッドと比較すると、再生出力に関する
依存度が小さい。この理由として複合型磁気ヘッドの強
磁性酸化物コアであるフェライト材料は５　ＭＨｚの実
効透磁率μ′が平均４５０であるのに対し、磁性薄膜の
５　ＭＨｚの実効透磁率μ′は１，０００以上であるた
め、再生出力は強磁性酸化物コアよりも磁性薄膜の影響
が大きいと思われる。

従って、本発明においては、複合型磁気ヘッド全体の磁
気抵抗を小さくしない程度に強磁性酸化物コアの実効透
磁率を下げ、磁性薄膜に磁束が集中しやすい構造にした
複合型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〕

請求項第１項の発明に係る複合型磁気ヘッドは、上記の
課題を解決するために、磁性′ｒｉＩＷＡが強磁性酸化
物コアのギャップ対向面上にギャップに対して平行に形
成されている複合型ヘッドにおいて、上記強磁性酸化物
コアの５　ＭＨ２の実効透磁率μ′が４００以下である
ことを特徴としている。

請求項第２項の発明に係る複合型磁気ヘッドは、上記の
課題を解決するために、磁性薄膜が強磁性酸化物コアの
ギャップ対向面上にギャップに対して平行に形成されて
いる複合型ヘッドにおいて、上記強磁性酸化物コアの５
ＭＨｚの実効透磁率μ′が４００以下であり、かつ熱膨
張係数αが１２５　Ｘ　１０−’／”Ｃ以上であること
を特徴としている。

〔作　用〕

上記の構成によれば、複合型磁気ヘッドにおいて、強磁
性酸化物コアの５　ＭＨｚの実効透磁率μ′は４００以
下となる。

即ち、磁気ヘッド全体の磁気抵抗を小さくしない程度に
強磁性酸化物コアの実効透磁率を下げることにより、磁
性薄膜に磁束が集中しやすくなるとともに、再生時に発
生ずる摺動ノイズが低下する。従って、複合型磁気ヘッ
ドは、フェライトヘッドよりも再生出力が優れさらに摺
動ノイズを小さくすることが可能となる。

また、強磁性酸化物コアの５　ＭＨｚの実効透磁率μ′
が４００以下となり、かつ熱膨張係数αが１２５　ｘ　
１０−’／”Ｃ以上となることにより、強磁性酸化物コ
アと磁性薄膜との熱膨張係数の差が縮まる。その結果、
複合型磁気ヘッドの残留応力が小さくなり、磁性薄膜の
磁気特性が改善される。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明す
れば、以下のとおりである。

本発明に係る複合型磁気ヘッドは、第１図に示すように
、５　ＭＨｚの実効透磁率μ′が４００以下である強磁
性酸化物コアト２と、これらの強磁性酸化物コアト２間
に形成されたギャップ７に対し平行に形成された下地膜
４・４と磁性薄膜５・５とを有している。

強磁性酸化物コアト２としてのＭｎ−Ｚｎフェライトは
、たとえば組成がＦ　ｅｚＯｘ　６２．５％ＭｎＯ２１
，５％　Ｚｎ０１６％（−０１％）のものが−例として
挙げられる。この材料の５　ＭＨｚの実効透磁率μ′は
３５０であり、熱膨張係数αは１３５　Ｘ　１０−７／
℃である。また、透磁率測定は外径５１１Ｉ１１、内径
３ａｍ、厚み０．４５ｗｍの超音波抜取によるμリング
を作製し、ｌＯターンの巻線を施したもののインダクタ
ンスを測定し実効透磁率を測定する。なおμリングは（
１１１）面を平面にとっている。

上記の強磁性酸化物コアト２には、所定幅を有し、かつ
ギャップ７に対し平行な面を有する突出部１ａ・２ａが
形成されている。また、これらの突出部１ａ・２ａの端
面には、ギャップ対向面３・３が形成されている。

上記の突出部１ａ・２ａの両側面、強磁性酸化物コアト
２の傾斜面１ｂ−１ｂ・２ｂ・２ｂ。

およびギャップ対向面３・３には、１０〜２００人の厚
みで下地膜４・４が形成されている。

さらに、前記の下地膜４・４には、２〜６μｍの厚みで
、高透磁率および高飽和密度を有する磁性薄膜５・５が
形成されている。そして、これらの磁性薄膜５・５は、
例えばＦｅ−Ａ１！−Ｓｉ合金や、Ｃｒ、Ｔｉ、或いは
Ｎｂ等を添加したＦｅ−ＡＮ−Ｓｉ合金により形成され
ている。

上記の磁性薄膜５・５および下地膜４・４が形成された
強磁性酸化物コアト２同士は、突出部ｌａ・２ａ間にギ
ャップ材として厚みが約０．２〜０．３μｍの非磁性材
料を介装した状態でギャップ対向面３・３を互いに突き
合わせて溶融ガラス６により固着されている。

尚、上記の非磁性材料には、ＳｉＯ□、ＺｒＯ。

、Ｔａ、Ｏ，、またはＡ　１２　ｚ　０３等が主として
用いられている。

上記の構成において、複合型磁気ヘッドの製造方法を第
２図に基づいて以下に説明する。

先ず、第２図（ａ）に示すように、コアとなる強磁性酸
化物材料の一方のブロック１１に外部巻線用溝１１ａと
ガラス充填用溝１１ｂと内部巻線用溝１１ｃとを形成す
る。次いで、第２図（ｂ）に示すように、同じくニアと
なる酸化物磁性材料の他方のブロック１２に外部巻線用
溝１２ａとガラス充填用溝１２ｂとを形成する。

そして、上記のブロック１１・１２におけるそれぞれの
ギャップ対向面３・３を研磨する。この際、最終仕上げ
研磨は、メカノケミカルボリジングまたはフロートポリ
ジング等の精密加工を行なうことで、ギャップ対向面３
・３の加工変質層の発生を極力抑制するようにする。

この後、第２図（Ｃ）および第２図（ｄ）に示すように
、所定のトラック幅を得るためのトラック溝８・・・を
形成する。そして、ギャップ対向面３・３の表層付近の
加工変質層をエツチングにより除去した後、第２図（ｅ
）・（ｆ）・（ｇ）に示すように、下地膜４をスパッタ
リング等により１０〜２００人の厚みで形成する。

この際、下地膜４・４の膜厚が１０人より薄い場合には
、下地膜４・４が不連続となって島状に形成されるため
、連続膜にならず膜としての効果はなくなる。一方、下
地膜４・４の膜厚が２００人より厚い場合には、下地膜
４・４自体がギャップ層として作用することになる。従
って、下地膜４・４の膜厚は、１０〜２００人の範囲が
好適なものとなる。

次に、例えばＦｅ−Ａｆ！−Ｓｉ合金からなる磁性薄膜
５・５を下地膜４・４上にスパッタリング等により２〜
６μｍの厚みで形成する。そして、磁性薄膜５・５にお
けるギャップ形成部位にギャップ材として、ＳｉＯ□等
の非磁性材料を約０．２〜０．３μｍの厚みで形成する
。

この後、第２図（ｈ）に示すように、上記のブロック１
１・１２同士をギャップ対向面３・３を突き合わせて貼
り合わせ、ガラス充填用溝１１ｂ・１２ｂおよび内部巻
線溝１１ｃと巻線溝対向面１２ｃとにより形成される空
洞部位に溶融ガラス６・６を！！置して加熱溶着する。

そして、第２図（ｉ）に示すように、このようにして得
られたブロックＩｆ−１２におけるテープ摺動面９に、
曲面を形成した後、図示２点鎖線ａ・・・に沿って切断
して、第２図（ｊ）に示すヘッドチップ１３とする。そ
して、このヘッドチップ１３を図示しないホルダーベー
スに接着して巻線を施して磁気ヘッドとする。

このように、５　ＭＨｚの実効透磁率μ′が４００以下
の強磁性酸化物コアト２には、第１図に示すように、ギ
ャップ７に対し平行に、下地膜４・４と磁性薄膜５・５
が形成されている。この下地膜は、磁性薄膜５・５がギ
ャップ７に対し平行に形成されている複合型磁気ヘッド
である平行型ＭＩＧヘッド特有の現象であるコンタ−効
果（周波数特性にうねりが発生する現象）を防止するた
めに形成される。この下地膜を形成することにより、強
磁性酸化物コアト２のフェライトと磁性薄膜５・５のセ
ンダストとの主として酸素の拡散、さらにはセンダスト
初期層の配向性、およびセンダストの密着性が改善され
、上記うねりを低減することができる。

また、複合型磁気ヘッド全体の磁気抵抗を小さくしない
程度に強磁性酸化物を従来の構造と変え、磁性薄膜に磁
束を集中しやすい構造にすることにより、出力が向上す
るということが確認され”ζいる。（１９８９年情報通
信学会全国大会講演論文集、ｐ５−４２） この場合、フェライトヘッドでの磁化容易方向に対し、
複合型磁気ヘッドにおいては同一結晶面で磁化困難方向
にギャップ面を対向させることにより、磁性薄膜に磁束
を集中しやすいようにし、出力を向上させるという目的
を達成することが可能となった。本発明においては、構
造を変える（フェライトへノドでの磁化困難方向にギャ
ップ面を対向させる）代わりに、５ＭＨｚの実効透磁率
を磁気抵抗が小さくならない程度に下げることにより、
同様の効果を得ることができる。なお、本発明の方法と
フェライトヘッドでの磁化困難方向にギャップ面を対向
させる方法を組み合わせることも可能である。

さらにまた、磁性薄膜５・５にセンダスト系合金（α−
１５０Ｘ　１０−’／”Ｃ）をはじめとする熱膨張係数
の大きい材料を使用する場合、強磁性酸化物コアト２の
材料として、５−Ｈｚの実効透磁率μ′が４００以下で
あり、かつ熱膨張係数αが従来の強磁性酸化物（α＝１
１７ｘｌＯ−’／’ｃ）よりも大きくなる組成をもつも
のを選ぶことにより、上記のように複合型磁気ヘッドの
出力を向上させることができるとともに、強磁性酸化物
コアト２と磁性薄膜５・５との熱膨張係数の差が縮まる
ことから、複合型磁気ヘッドの残留応力を小さくするこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明に係る複合型磁気ヘッドは、以Ｅのように、強磁
性酸化物コアの５　ＭＨｚの実効透磁率μが４００以下
である。つまり、複合型磁気ヘッド全体の磁気抵抗を小
さくしない程度に強磁性酸化物コアの実効透磁率を下げ
ることにより、磁性薄膜に磁束が集中しやすくなり、出
力を向上することが可能となる。さらに強磁性酸化物コ
アの実効透磁率を下げることにより、再生時に発生する
摺動ノイズを抑制することが可能となる。

また、本発明の複合型磁気ヘッドは、以上のように、強
磁性酸化物コアの５　ＭＨｚの実効透磁率μ′が４００
以下であり、かつ熱膨張係数αが１２５　Ｘ　１０−’
／”Ｃ以上であるので、磁性薄膜にセンダスト系合金を
はじめとする熱膨張係数の大きい材料を使用する場合、
強磁性酸化物コアの実効透磁率を下げ、なおかつ熱膨張
係数αを大きくする組成の強磁性酸化物を選定すれば、
強磁性酸化物コアと磁性薄膜との熱膨張係数の差が縮ま
り、結果的に残留応力が小さくなることから、磁性薄膜
の磁気特性が改善され複合型磁気ヘッドの出力を向上さ
せることが可能となる。

第２図（ｇ）は、ブロックに形成された下地膜および磁
性薄膜の状態を示す説明図である。

第２図（ｈ）〜（ｊ）は、それぞれ複合型磁気ヘッドの
各製造過程を示す斜視図である。

第３図は、従来例を示すもので、複合型磁気ヘッドのテ
ープ摺動面の状態を示す説明図である。

１・２は強磁性酸化物コア、３はギャップ対向面、５は
磁性薄膜、７はギャップである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁性薄膜が強磁性酸化物コアのギャップ対向面にギ
   ャップに対して平行に形成されている複合型磁気ヘッド
   において、 上記強磁性酸化物コアの５ＭＨｚの実効透磁率μ′が４
   ００以下であることを特徴とする複合型磁気ヘッド。 ２、磁性薄膜が強磁性酸化物コアのギャップ対向面にギ
   ャップに対して平行に形成されている複合型磁気ヘッド
   において、 上記強磁性酸化物コアの５ＭＨｚの実効透磁率μ′が４
   ００以下であり、かつ熱膨張係数αが１２５×１０＾−
   ＾７／℃以上であることを特徴とする複合型磁気ヘッド
   。