JPH04132013A - 浮上型磁気ヘッド - 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、高透磁率のＭ　ｎ　−Ｚ　ｎ多結晶フェライ
トと、多結晶フェライトより高い飽和磁束密度を有する
金属磁性薄膜とで磁気回路を構成し、高周波、高密度記
録の磁気記録装置に用いられるモノリシック型の浮上型
磁気ヘッドに関するものであり、特に再生時のベースラ
インノイズが小さく、再生波形形態が良好な浮上型磁気
ヘッドに関するものである。

（従来の技術） 高周波や高密度記録の磁気記録装置に使用される浮上型
磁気ヘッドの一つとして、第１図（ａ）、（ｂ）に示す
ような一対の磁性体コアからなるコアスライダ一方式の
モノリシック型（例えば特開昭５８−１４３１１号公報
参照）がある。

第１図（ａ）、　（ｂ）のモノリシック型の浮上型磁気
ヘッドｌは、例えば、一対のＭ　ｎ　−Ｚ　ｎ多結晶フ
ェライトの磁性体よりなるＣ型コア５とＩ型コア６の突
き合わせ面に、スパッタリング等により形成されたＦｅ
−ＡΩ−５ｉ系等の金属磁性薄膜４と、磁気ギャップＧ
、補強ガラス７、及び磁気ヘッド１の窓部３に巻回され
た巻Ｍ（図示せず、）とで構成されている。

そして、近年の磁気記録媒体のトラック密度と線記録密
度の一層の高密度化に対処するために、磁気ギャップ部
のトラック幅Ｔｗの狭トラック化とギャップ長ＧＱの狭
ギャップ化が著しい。

（発明が解決しようとする課題） Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎ多結晶フェライトと、金属磁性薄膜と
で磁気回路を構成した浮上型磁気ヘッドは、金属磁性薄
膜を付与しない浮上型磁気ヘッドに比較して、記録再生
特性が良好で、特に記録電流が大きい領域での再生出力
の低下が少ないという優位性を有していた。

しかしながら、近年の磁気記録媒体のトラック密度の高
密度化に対処するために、磁気ギャップ部の狭トラック
化が著しい最近の磁気ヘッドでは、うな波形変動、即ち
ノイズが発生する傾向が強くなってきた。

ような擬似ギャップノイズとがある。

この疑似ギャップノイズは、金属磁性薄膜とフェライト
コアとの間に、Ｃｒ等の薄膜を成膜することによりほぼ
解決されている。（特開昭６３−５３７０６７号公報、
特開昭６３−２９８８０５号公報等参照） しかしながら、再生出力波形に発生するベースラインノ
イズは、その発生原因が主磁気回路を構成する多結晶フ
ェライトにあるのが、補助磁気回路を構成する金属磁性
薄膜によるものが、■型コアとＣ型コアとを接合するガ
ラス等なのが明らかでなく、未だに解決されていない。

そして、このようなベースラインノイズが発生すると、
ノイズによる出力波形の変動によりメインパルスのピー
ク位置が変動し、それによりビットシフトエラーが大き
くなり、相対マージンが低下する。第３図に示すように
相対マージンの低下は、トラック幅が２０μｍ以下のと
きに目立ち始め、特に１６μｍ以下になると顕著になり
、狭トラック化を指向する高密度記録用の磁気ヘッドに
とっては大きな問題となってきている。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、その発生原因が不明な再生波形のベース
ラインノイズについて調査を行ない、このノイズの特徴
として、ノイズの位置が磁気記録媒体である磁気ディス
クの回転数にほぼ反比例して変化することを確認した。

この事実は、ベースラインノイズの発生が、磁気ディス
クと磁気ヘッドとの相対的な幾何学的配置に関連してい
ることを示唆している。

更に、詳細に磁気ヘッドを調査した結果、多結晶フェラ
イトの粒界層の位置と、ノイズが発生している位置とが
対応する傾向が強い事を確認した。

そこで、粒界層や粒界層近傍が擬゛似ギャップ的作用を
有し、それがベースラインノイズの発生原因であるとの
推定に基づき、焼結性、結晶粒径、粒界層等に影響を与
える種々の添加物を選択し、その添加量とベースライン
ノイズの発生状況との関連を調査した。また、そのとき
の粒界層とその近傍の解析を行なうことにより、次のよ
うな解決策を見出した。

すなわち、本願発明は、Ｍｎ−Ｚｎ多結晶フェライトよ
りなり、突き合わせ面に磁気ギャップを有し、主磁気回
路を構成する一対の磁性体コアと、その磁性体コアの少
なくとも一方のコアの突き合せ面に、前記磁気ギャップ
に接して形成され、補助磁気回路を構成する金属磁性薄
膜と、前記磁性体コアの窓部に巻線された励磁用のコイ
ルとを有し、 トラック幅が１６μｍ以下の狭トラックであるモノリシ
ック型の浮上型磁気ヘッドにおいて、前記磁性体コアを
構成するＭ　ｎ　−Ｚ　ｎ多結晶フェライトに、主成分
（Ｍｎ０．Ｚｎ０．Ｆｅ、０．）に対し、重量％で副成
分としてのＣａＯを０．０１〜０．１ｗｔ％と、更にＺ
ｒ０．及びｌまたはＮｂ、０．を０．０１〜０．２ｗｔ
％（Ｚｒ０．とＮｂ２Ｏ５の２種類含有の場合は、その
合計が０．０１〜０．２ｗｔ％）含有させることにより
、再生出力波形のベースラインノイズが小さく、その波
形形態が良好なことを特徴とする浮上型磁気ヘッドを提
供するものである。

更に、本発明の磁気ヘッドは、前記Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎ多
結晶フェライト粒子間の粒界層の厚さを１００Ａ以下と
し、また、触針式粗さ計で測定した面粗さ０．１〜１．
２５μｍのエツチング条件に於いて、粒界層及び多結晶
粒子の粒界層近傍部に沿ったエツチング容易域の幅を１
μｍ以下に制御することにより−、再生出力波形のベー
スラインノイズが小さく、その波形形態が良好なことを
特徴とするものである。

（作用） 多結晶フェライトの粒界層は、原料に含まれていた不純
物や製造工程で添加した微量成分のうちで、フェライト
結晶粒中に固溶しにくい成分が残留して、薄い境界層を
形成したものである。

粒界層は非晶質であったり、粒界層及び結晶粒の粒界層
近傍は、Ｃ，ａ″＋　５　ｉ４＋のような非磁性イオン
が扁析し易いために、非磁性であったり、磁気的特性が
劣化している。

また、結晶粒とは化学組成が異なるために熱膨張係数の
差等により、粒界層を含めたその近傍には応力が発生し
、結晶粒の内部に比較して容易にエツチングされ易いエ
ツチング容易域が形成されると考えられる。

しかしながら、このような磁気的特性が劣る粒界層やエ
ツチング容易域でも、Ｃａ　＊　＋、　　Ｓ　ｉ４＋の
ような非磁性イオンの扁析を低減し、その幅を１００Å
以下や１μｍ以下にすることにより、再生出力波形に与
える影響の度合いを弱めることができると考えられる。

尚、Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎ多結晶フェライトに添加する副成
分の添加含有量の限定理由は次の通りである。

ＣａＯは結晶粒の粒成長を制御するために、添加含有す
るものであるが、その含有量が０．０１ｗｔ％以下では
その効果がなく、０．１ｗｔ％以上になると、不純物の
Ｓ　ｉ　０．等の影響により、粒界層、及びその近傍に
高濃度に扁析し、粒界層やエツチング容易域の幅を拡大
するために、ＣａＯは０．０１〜０．１ｗｔ％の範囲と
した。

Ｚｒ０．とＮｂ、０．の添加は、ＣａＯやＳｉｎ。

が粒界層、及び、結晶粒の粒界層近傍へ扁析することを
抑制すると考えられるが、その含有量が０゜０１ｗｔ％
以下ではその効果がなく、０．２ｗｔ％以上含有しても
その効果に変わりがなく、逆に異相の析出を生じ易くす
るので０．０１〜０．２ｗｔ％の範囲とした。

ところで、特開昭６４−４９０５号公報には、Ｚｒ０．
を０．０ＩＮ０．２ｗｔ％、ＣａＯを０゜０１〜１ｗｔ
％添加したＭ　ｎ　−Ｚ　ｎ多結晶フェライトを磁気へ
ラドコアとし、そのフェライトコアのギャップ部に金属
磁性薄膜を形成した磁気ヘッドが記載されているが、同
号公報の目的は製作時のフェライトのテープ摺動面の結
晶粒の脱落を減少することが主体であり、磁気ヘッドの
構成は類似していても、その作用、効果は本発明とは異
なる。　また、特開平２−４４０９８号公報には、結晶
粒子が針状であるＭｎ−Ｚｎ多結晶フェライトに、Ｃａ
Ｏを０．１〜０，５ｗｔ％、ＺｒＯ。

を０．００５〜０，５ｗｔ含有した多結晶フェライトの
例が開示され、その目的として、５〜ｌＯＭＨｚの高周
波領域での透磁率を高めることが記載されている。

また、特開昭５８−６０６２９号公報には、Ｃａｏ、　
Ｖ、０．、Ｓ　ｉ　０．を添加して、粒界の幅を５０〜
１５０人に制御し、加工性を改良して、研磨時のカケや
割れを少なくしたスピネル型のフェライトが開示されて
いる。

しかし、上記公報に記載の発明も本発明とはその構成、
作用、効果が具なるものである。

（実施例） 「実施例１」 主成分（Ｆｅ、Ｏ８：　５３，５ｍｏＱ％、ＺｎＯ：１
５．５ｍｏＲ％、ＭｎＯ：　３１．ＯｍｏＱ％）に対し
、第１の副成分としてＣ，ａＯを０．０７５ｗｔ％と、
更に、第２の副成分としてのＺｒ０．。

Ｎｂ、０．、Ｍｇ０．５ｒＣ０．、Ｇｄ、０．、Ｙ、０
、、　Ｔａｇ、、　Ｍｏ５ｓ、　Ｉｎｍｏｓｔ　Ｇｅｍ
、のうちの１種類のみを０９１ｗｔ％含有するように添
加し、ボールミルで混合し１０００℃で仮焼を行なった
。

その後、１２５０℃で一次焼結を行ない、更に１２００
℃、１０００気圧で熱間静水圧プレスを行ないＭ　ｎ　
−Ｚ　ｎフェライトの焼結体を得た。

これ等のＭ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライトの焼結体を焼結性
、結晶粒径により評価した結果を表１に示す。

第１の副成分としてのＣａＯを０．０７５ｗｔ％と、更
に、第２の副成分としてのＺｒ０．、Ｎｂ、０．、Ｇｄ
、０．、Ｙ、０．のうち１種類のみ０１１ｗｔ％添加含
有させた焼結体は、磁気ヘッドとして十分に使用可能で
あった。

第１表 「実施例２」 第１の副成分のＣａＯと第２の副成分のＺｒＯ、、Ｎｂ
、０．、Ｇｄ、０．、Ｙ、０．を添加することにより、
艮好な焼結性と適度な結晶粒径を示したＭｎ−Ｚｎ多結
晶フェライトのブロックを所定の寸法に加工し、Ｃ型コ
アと１型コアとを製作し、そして、Ｃ型コアのＩ型コア
との突き合わせ面に、厚さ約２μｍのＦｅ−ＡＱ−Ｓｉ
の金属磁性薄膜を形成した０次いで、Ｃ型コアと１型コ
アとをガラスにより接合し、所定の寸法へ研削、研磨す
ることにより、トラック幅１２μｍ、ギャップ長０゜６
μｍ、ギャップ深さ８μｍのモノリシック型の浮上型磁
気ヘッドを作製した。

この磁気ヘッドにコイルを巻線し、３．５インチの磁気
記録装置により、再生波形のベースラインノイズに及ぼ
す添加副成分の影響を調査した。

この時の磁気ディ−スフはＨｅが１２００（Ｏｅ）のス
パッタディスクで、回転数は３６００ｒｐｍ、浮上量は
０．１９μｍであった。

第２表はその結果を示したものであり、第１の副成分Ｃ
ａＯを０，０７５ｗｔ％、更に、第２の副成分としてＺ
　ｒ　０．またはＮｂ、０．を０．１ｗｔ％添加含有し
たものは、再生波形のベースラインノイズが低減された
良好な浮上型磁気ヘッドが得られることが分かった。

第２表 「実施例３」 実施例２により、再生出力波形のベースラインノイズを
低減することが分かった副成分としてのＣａｂ、Ｚｒ０
．、Ｎｂ、０．の好適な添加含有量を確認するために、
実施例１と組成が等しい主成分（Ｆｅ、○、、Ｚｎ０．
Ｍｎ○）に対し、第１の副成分としてＣａＯを０．０７
５〜０．２ｗｔ％、第２の副成分としてのＺ　ｒ　０．
及び／またはＮｂ。

０、を０．０２〜０．３ｗｔ％添加含有シ、以下実施例
１と同様の方法でＭ　ｎ　−Ｚ　ｎ多結晶フェライトを
作り、実施例２と同様の方法で浮上型磁気ヘッドを製作
した。

そして、これ等の磁気ヘッドについて、その焼結性と再
生波形のノイズについての調査を行なった。調査の方法
は実施例２と同様である。

その結果を表３に示す。

Ｃａ０ｔ−０・、１ｗｔ％より多く添加含有させると、
再生波形ノイズが低減できず、また、ＣａＯのみの添加
では、ＣａＯが粒界層とその近傍に高濃度に扁析するた
めか、ＣａＯが０．０７５ｗｔ％でも再生波形ノイズは
低減できなかった。

Ｚｒ０．またはＮｂ、○、を０．２ｗｔ％より多く添加
すると異相が析出して、磁気ヘッドとしては使用できな
かった。しかし、ＣａＯの添加量を０、Ｏ１〜０．１ｗ
ｔ％、Ｚｒ０．またはＮｂ、０、を０．０１〜０．２ｗ
ｔ％添加含有させれば、再生ノイズの発生がない良好な
磁気ヘッドを得ることができた。

第３表 次に、ベースラインノイズに及ぼす、Ｍ　ｎ　−Ｚｎ多
結晶フェライトの粒界層の幅、及びエツチング容易域の
幅を調査した。

Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライトの粒界層の幅は焼結体ブロ
ックを数１００人まで研磨し、透過型電子顕微鏡で粒界
層を観察し測定した。エツチング容易域は、焼結体ブロ
ックを鏡面加工し、８０’ＣのＨＣΩ５０％溶液に１分
間浸し、そのエツチングされた試料表面を走査型電子顕
微鏡で観察し、その幅を測定した。また、同時に試料片
のエツチング面を触針式粗さ計でその面粗さを測定した
。面粗さは０．１〜１．２５μｍの範囲であった。

第４表に粒界層の幅と再生波形ノイズとの関係、第５表
エツチング容易域と再生波形ノイズとの関係を示す。

粒界層の幅が１００Å以下、エツチング容易域幅が１μ
ｍ以下のＭｎ−Ｚｎフェライトでコアを構成した浮上型
磁気ヘッドは再生波形ノイズが小さく良好であることが
分かった。

「実施例４」 第４表 第５表 （発明の効果） 本発明は、Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎ多結晶フェライトで主磁気
回路を、金属磁性薄膜で補助磁気回路を構成した、モノ
リシック型の浮上型磁気ヘッドに発生する再生波形のベ
ースラインノイズの原因を調査し、Ｍｎ−Ｚｎ多結晶フ
ェライトの主成分に対し、Ｃａ０．ＺｒＯいＮｂ、Ｏｌ
の副成分を添加し、且つ、その含有量を好適な値とする
ことにより、また、多結晶フェライトの粒界層の幅を１
００Ａと適度に制御することにより、 高密度記録化に対処するための磁気記録媒体の高保磁力
化、磁気ヘッド自体の特に狭トラック化が進展した磁気
記録装置においても、記録再生特性の良好な浮上型磁気
ヘッドを提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はモノリシック型の浮上型磁気ヘッドの構
成を表す斜視図、同図（ｂ）は磁気ギャップの主要部の
斜視図、第２図（ａ）は再生波形の疑似ギャップノイズ
、同図（ｂ）はベースラインノイズを表す図である。ま
た、第３図はトラック幅と相対マージンとの関係を表す
図である。 １、磁気ヘッド　　　　２．スライダー３、巻Ｍ窓 ５、　Ｃ型コア ７、補強用ガラス Ｇ、ギャップ ＧＱ、ギャップ長 ４、金属磁性薄膜 ６．１型コア Ｔｗ、トラック幅 １ｆＪ１　　図（α） 第　１　図（ｂ） 第 図（ＣＬ） 第 図（ｂ） 一＋時間 拡 図 トラック幅（、ＬＪ　ＴｒＬ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍｎ−Ｚｎ多結晶フェライトよりなり、突き合わ
   せ面に磁気ギャップを有し、主磁気回路を構成する一対
   の磁性体コアと、 その磁性体コアの少なくとも一方のコアの突き合せ面に
   、前記磁気ギャップに接して形成され、補助磁気回路を
   構成する金属磁性薄膜と、 前記磁性体コアの窓部に巻線された励磁用のコイルとを
   有し、 トラック幅が１６μｍ以下の狭トラックであるモノリシ
   ック型の浮上型磁気ヘッドにおいて、前記磁性体コアを
   構成するＭｎ−Ｚｎ多結晶フェライトが、主成分（Ｍｎ
   Ｏ、ＺｎＯ、Ｆｅ＿２Ｏ＿３）に対し、重量％で副成分
   としてのＣａＯを０．０１〜０．１ｗｔ％と、更にＺｒ
   Ｏ＿２及び／またはＮｂ＿２Ｏ＿５を０．０１〜０．２
   ｗｔ％（ＺｒＯ＿２とＮｂ＿２Ｏ＿５の２種類含有の場
   合は、その合計が０．０１〜０．２ｗｔ％）含有し、再
   生出力波形のベースラインノイズが小さく、その波形形
   態が良好なことを特徴とする浮上型磁気ヘッド。
2. （２）Ｍｎ−Ｚｎ多結晶フェライトよりなり、突き合わ
   せ面に磁気ギャップを有し、主磁気回路を構成する一対
   の磁性体コアと、 その磁性体コアの少なくとも一方のコアの突き合せ面に
   、前記磁気ギャップに接して形成され、補助磁気回路を
   構成する金属磁性薄膜と、 前記磁性体コアの窓部に巻線された励磁用のコイルとを
   有し、 トラック幅が１６μｍ以下の狭トラックであるモノリシ
   ック型の浮上型磁気ヘッドにおいて、磁性体コアを構成
   するＭｎ−Ｚｎ多結晶フェライトが、主成分（ＭｎＯ、
   ＺｎＯ、Ｆｅ＿２Ｏ＿３）に対し、重量％で副成分とし
   てのＣａＯを０．０１〜０．１ｗｔ％と、更にＺｒＯ＿
   ２及び／またはＮｂ＿２Ｏ＿５を０．０１〜０．２ｗｔ
   ％（ＺｒＯ＿２とＮｂ＿２Ｏ＿５の２種類含有の場合は
   その合計が０．０１〜０．２ｗｔ％）含有し、多結晶フ
   ェライトの結晶粒子間の粒界層の厚さが１００Å以下で
   あり、再生出力波形のベースラインノイズが小さく、そ
   の波形形態が良好なことを特徴とする浮上型磁気ヘッド
   。
3. （３）前記Ｍｎ−Ｚｎ多結晶フェライトは、触針式粗さ
   計で測定した面粗さ０．１〜１．２５μｍのエッチング
   条件に於いて、粒界層及び多結晶粒子の粒界層近傍部に
   沿ったエッチング容易域の幅が１μｍ以下で、再生出力
   波形のベースラインノイズが小さく、その波形形態が良
   好なことを特徴とする請求項１または２記載の浮上型磁
   気ヘッド。