JPH04360003A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高品位ＶＴＲやデジタル
ＶＴＲなどの高周波信号を効率よく記録再生するのに適
した磁気ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高品位ＶＴＲやデジタルＶＴＲな
どの広帯域の信号を取り扱うシステムの開発が盛んにな
ってきており、磁気記録媒体もこのような大量の情報を
記録するために、酸化鉄系から合金粉末媒体や金属蒸着
媒体などの高抗磁力媒体へと変わりつつある。そこで磁
気ヘッドとしても、これらの高抗磁力媒体に対応するよ
うな高飽和磁束密度を有し、周波数特性の優れた磁気ヘ
ッドの開発が望まれている。現在、飽和磁束密度の高い
センダストやアモルファス合金などの金属磁性材料を用
いた磁気ヘッドの開発が行われているが、バルク状の金
属磁性材料を用いたのでは渦電流損失が大きく、とても
上記システムには使えない。このため、渦電流損失をで
きるだけ抑えるために、金属磁性材料を薄膜化して用い
ることが検討されており、例えば金属磁性薄膜と絶縁膜
との積層膜で主磁気回路を構成することによって高周波
化を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高品位ＶＴＲやデジタ
ルＶＴＲではその記録信号帯域は３０ＭＨｚから６０Ｍ
Ｈｚに達し、磁気ヘッド用コア材としてはこのような高
周波帯で高い初透磁率を有するものが要求される。

【０００４】図１１は、Ｃｏ系アモルファス合金膜とＳ
ｉＯ２　膜との積層膜およびＭｎ−Ｚｎフェライトの初
透磁率の周波数特性を示したものである。アモルファス
積層膜においては、一層当たりの磁性膜の膜厚は渦電流
損失を考慮して４μｍとし、層間のＳｉＯ２　膜厚は０
．　２μｍで５層積層したものである。図１１において
、Ａは無配向の積層膜の初透磁率特性で、積層効果によ
り渦電流損失は改善されているがその高周波特性は強磁
性共鳴によるスヌークの限界線で制約されており、３０
ＭＨｚ以上の高周波帯での初透磁率は５００以下となる
。また、ＢはＭｎ−Ｚｎフェライトの初透磁率特性で、
積層膜と同じく３０ＭＨｚ以上の高周波帯で初透磁率は
４００以下の低い値となる。したがって、このような無
配向の磁性膜をヘッドコアとして用いたのでは前記のよ
うな高周波システムに対応する高性能ヘッドを実現する
のは難しい。一方、一軸異方性を有するアモルファス磁
性膜をその磁化容易軸方向を揃えて積層した多層膜の初
透磁率特性は、磁化容易軸方向に測定すると、Ｃに示す
ように全周波数帯で極めて低い初透磁率特性を示すのに
対し、磁化困難軸方向に測定した場合は、Ｄに示すよう
に高周波まで高い透磁率を維持し、６０ＭＨｚでも１０
００以上の高い値を有する。しかし、このような一方向
に異方性を有する磁気コアでビデオヘッドなどの比較的
大きな巻線窓のリング型磁気ヘッドを構成した場合、そ
の磁路中に磁化容易軸方向を含むことになり、ヘッド効
率としての低下が大きい。

【０００５】本発明は上記問題を解決するもので、３０
ＭＨｚ以上の高周波帯でも高い効率で記録再生できる磁
気ヘッドを提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明は、少なくとも磁気コアのフロントコア部が膜
面内に異方性を有する金属磁性膜を基板で挟持し、巻線
窓のフロントコア内の斜辺と磁気ギャップ面とのなす角
度がφである磁気ヘッドにおいて、前記金属磁性膜の磁
化容易軸と磁気ギャップ面とのなす角度θが、磁気ギャ
ップ面に対して左側のフロントコア部では、反時計回り
に６５°−φ＜θ＜１１５°−φ、右側のフロントコア
部では時計回りに６５°−φ＜θ＜１１５°−φである
ように構成したものである。

【０００７】図９は本発明の磁気ヘッド内を流れる磁束
の様子を摸式的に示したものであり、４ａは磁気ギャッ
プ面、５は巻線窓、７はフロントコア、８はバックコア
、１３は磁化容易軸、１５は記録媒体を示している。 巻線窓５のフロントコア７内の斜辺７ａと磁気ギャップ
面４ａとのなす角度φは４５°、磁化容易軸１３と磁気
ギャップ面４ａとのなす角度θは４５°としている。ま
たバックコア８は無配向のＭｎ−Ｚｎフェライトとして
いる。この場合、ヘッド内に流れる磁束１４はできるだ
けレラクタンスの小さな方向に流れようとするので、高
周波領域において、フロントコア７の領域では、磁束は
初透磁率が大きい磁化困難軸方向に流れる。また、バッ
クコア８の領域では無配向であるが、磁路の断面積が大
きいので初透磁率が小さくてもレラクタンスはあまり大
きくならない。したがって磁路全体のレラクタンスが小
さくなり、磁気ヘッドの高周波領域における再生効率を
向上させることができる。

【０００８】図１０の（ａ）、（ｂ）は本発明の磁気ヘ
ッドのフロントコア領域の磁化容易軸方向を変化させた
時の磁気ヘッドの３０ＭＨｚにおける相対出力を示した
ものである。この磁気ヘッドのバックコア８は無配向の
Ｍｎ−Ｚｎフェライトとした。また、フロントコア７の
領域の磁化容易軸１３とギャップ面４ａとのなす角度θ
は０°から９０°まで変化させ、また巻線窓５のフロン
トコア７内の斜辺７ａとギャップ面４ａとのなす角度φ
はφ＝４５°（図１０の（ａ）参照）、φ＝３０°（図
１０の（ｂ）参照）の２種類とした。相対出力＝０ｄＢ
は従来の無配向の金属磁性膜を用いた磁気ヘッドの３０
ＭＨｚにおける再生出力である。図１０の（ａ）、（ｂ
）から、本発明の磁気ヘッドの再生出力はφ＝４５°の
時はθ＝２０°から７０°までの範囲で従来の磁気ヘッ
ドの再生出力を上回り、φ＝３０°の時はθ＝３５°か
ら８５°までの範囲で従来の磁気ヘッドの再生出力を上
回ることがわかる。

【０００９】

【作用】以上のように、金属磁性膜の磁化容易軸と磁気
ギャップ面とのなす角度θが、磁気ギャップ面に対して
左側のフロントコア部では、反時計回りに６５°−φ＜
θ＜１１５°−φ、右側のフロントコア部では時計回り
に６５°−φ＜θ＜１１５°−φであるように構成する
ことにより、３０ＭＨｚ以上の高周波領域で従来の磁気
ヘッドを上回る高い効率で信号を記録再生する磁気ヘッ
ドが得られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。本発明の第１の実施例に係る磁気ヘッドの斜視図を
図１の（ａ）に示す。フロントコア７は異方性を有する
金属磁性膜１を非磁性基板２で挾持した構造からなり、
バックコア８は無配向のＭｎ−Ｚｎフェライトから構成
され、フロントコア７とバックコア８が接着ガラス層１
１を介して接着されている。

【００１１】本実施例では異方性を有する金属磁性膜１
はＣｏＮｂＺｒＴａのアモルファス磁性膜からなり、こ
の金属磁性膜１がＳｉＯ２　などの絶縁層３を介して積
層されて多層膜となり、磁気コアを構成している。また
、一層当りの膜厚は使用周波数帯における渦電流損失を
考慮した厚さ以下になっている。非磁性の基板２として
はチタン酸マグネシウム系の酸化物を用いた。また、巻
線窓５のフロントコア７内の斜辺７ａとギャップ面４ａ
とのなす角度φは４５°とした。

【００１２】図１の（ｂ）により本発明の第１の実施例
の磁気ヘッドの異方性の様子を示す。金属磁性膜１の磁
化容易軸１３と磁気ギャップ面４とのなす角度θが、磁
気ギャップ面４ａに対して左側のフロントコア７では、
反時計回りに約４５°、右側のフロントコア７では、時
計回りに約４５°であるように異方性を付与した。

【００１３】図２の（ａ）は本発明の第２の実施例に係
る磁気ヘッドの斜視図を示す。第１の実施例と異なる点
は、バックコア８が無配向の金属磁性膜１６で構成され
ている点である。また無配向の金属磁性膜１としてはＣ
ｏＮｂＺｒＴａのアモルファス磁性膜を用いた。

【００１４】図２の（ｂ）に第２の実施例の磁気ヘッド
の異方性の様子を示す。フロントコア７の領域では、金
属磁性膜１の磁化容易軸１３と磁気ギャップ面４ａとの
なす角度θが、磁気ギャップ面４ａに対して左側のフロ
ントコア７では、反時計回りに約４５°、右側のフロン
トコアでは時計回りに約４５°であるように異方性が付
与されており、バックコア８は無配向である。

【００１５】図３の（ａ）は第３の実施例に係る磁気ヘ
ッドの斜視図を示す。第１、第２の実施例と異なる点は
、バックコア８も異方性を有する金属磁性膜１からなる
点である。本実施例ではバックコア８の金属磁性膜１も
フロントコア７と同じＣｏＮｂＺｒＴａのアモルファス
磁性膜を用いた。また、フロントコア７とバックコア８
が接着ガラス層１１を介して接着され、また、巻線窓５
に対して左側のコア９と右側のコア１０がギャップ材を
介して接合され、磁気ギャップ４を形成している。

【００１６】図３の（ｂ）に本発明の第３の実施例の磁
気ヘッドの異方性の様子を示す。金属磁性膜１の磁化容
易軸１３と磁気ギャップ面４とのなす角度θが、磁気ギ
ャップ面４ａに対して左側のフロントコア、および右側
のバックコアでは、反時計回りに約４５°、右側のフロ
ントコアおよび左側のバックコアでは、時計回りに約４
５°であるように異方性が付与されている。

【００１７】図４は従来の無配向の積層金属磁性膜を用
いた磁気ヘッドの相対出力の周波数特性ａおよび本発明
の第１から第３の実施例の磁気ヘッドの相対出力の周波
数特性ｂ〜ｄを示す。３０ＭＨｚ以上の高周波において
、本発明の磁気ヘッドの相対出力ｂ〜ｄはすべて従来の
磁気ヘッドの相対出力ａを大きく上回る高周波特性を示
していることがわかる。また、本実施例の磁気ヘッドに
おいても若干の出力差があり、第３の実施例の磁気ヘッ
ドの相対出力ｄが一番高く、第２の実施例の磁気ヘッド
の相対出力ｃ、第１の実施例の磁気ヘッドの相対出力ｂ
の順になっている。これは、バックコア８の初透磁率特
性を反映していると考えられる。

【００１８】また本実施例では磁化容易軸１３と磁気ギ
ャップ面４ａとのなす角度θをすべて約４５°としたが
、作用の項で上述したように、本実施例のような巻線窓
５のフロントコア７内の斜辺７ａと磁気ギャップ面４ａ
とのなす角度φが４５°の磁気ヘッドにおいてはθは２
０°〜７０°であれば、３０ＭＨｚ以上の高周波領域に
おいては、従来の無配向の金属磁性膜を用いた磁気ヘッ
ドよりも相対出力が向上していることがわかった。

【００１９】次に、本発明の第１の実施例の磁気ヘッド
の製造方法を図５〜図８に示す。また図６〜図８には、
製造過程での異方性の様子もあわせて示す。まず、図５
に示すように、チタン酸マグネシウム系の非磁性基板２
の片面上に低融点結晶化ガラス膜２１を形成した第１基
板３１と、チタン酸マグネシウム系の非磁性基板２の片
面上に低融点結晶化ガラス膜２１を形成し、その反対面
上にＣｏＮｂＺｒＴａのアモルファス合金からなる金属
磁性膜とＳｉＯ２　からなる絶縁膜をスパッタで交互に
積層した積層膜２２（金属磁性膜１）を形成した第２基
板３２と、チタン酸マグネシウム系の非磁性基板２の片
面上にＣｏＮｂＺｒＴａのアモルファス合金からなる金
属磁性膜とＳｉＯ２　からなる絶縁膜をスパッタで交互
に積層した積層膜２２（金属磁性膜１）を形成した第３
基板３３とを作成する。

【００２０】次に、図６に示すように、第１基板３１と
複数枚の第２基板３２と第３基板３３とを積み重ねて加
圧熱処理を行い、積層体３４を作成する。この加圧熱処
理時に、ギャップ面４ａに対して角度θ傾いた方向に固
定磁界Ｈｅｘｔを印加して、磁化容易軸１３とギャップ
面４ａとのなす角度がθになるように異方性を付与する
。そして積層体３４を所定の幅２４で切断し、コアプレ
−トを作成する。本実施例においては印加磁界強度は５
００Ｏｅ、熱処理温度は４９０℃とした。

【００２１】次に、図７に示すように、コアプレ−トの
ギャップ面を平滑に研磨した後に、ＳｉＯ２　および融
着ガラスで構成されるギャップ材２４をスパッタリング
により形成してギャップ接合を行い、ギャップドプレ−
トを作成する。ギャップ接合の際のコアプレ−トの異方
性の向きは、ギャップ面４ａに対して左側のコアプレ−
トの磁化容易軸１３はギャップ面４ａに対して反時計回
りにθ傾き、ギャップ面４ａに対して右側のコアプレ−
トの磁化容易軸１３はギャップ面４ａに対して時計回り
にθ傾くようにする。また、ギャップ接合は無磁界中熱
処理で、しかも積層体３４を形成するときに行う加圧熱
処理温度よりも若干低い温度で行う。本実施例では加圧
熱処理温度は４７０℃とした。このようにして作成した
ギャップドプレ−トは異方性の大きさは若干小さくなる
ものの、ギャップ接合前の異方性を残している。

【００２２】次に、このギャップドプレ−トを所定の幅
２５で切断し、図８に示すように、フロントコア７を形
成するギャップドバー２６を作成し、巻線窓５を設ける
。またバックコア８を形成するバー２７をＭｎ−Ｚｎフ
ェライトを加工して作成し、巻線窓５を設け、フロント
コア７との接合面に接着ガラス層１１を設けてコア接合
を行う。その時のフロントコア７の異方性の向きは、磁
化容易軸１３と磁気ギャップ面４ａとのなす角度が、磁
気ギャップ面４ａに対して左側のフロントコアでは、反
時計回りにθ、右側のフロントコアは時計回りにθであ
るようにする。またコア接合の温度はギャップ接合の温
度と同一温度の４７０℃とした。次に、この接合された
ギャップドバー２６，２７を所定の幅２８で切断して、
ヘッドチップが完成する。

【００２３】このようにして作成した磁気ヘッドの異方
性は磁化容易軸１３と磁気ギャップ面４ａとのなす角度
が、磁気ギャップ面４ａに対して左側のフロントコアで
は、反時計回りにθ、右側のフロントコアでは時計回り
にθになり、第１の実施例に示す磁気ヘッドが完成する
。

【００２４】また、磁性膜に異方性を付与する方法とし
ては、本実施例では固定磁界中熱処理法を用いたが、磁
性膜のスパッタ形成時に固定磁界を印加する方法、ある
いは磁性膜のスパッタ形成時に基板を傾け、斜めスパッ
タにより異方性を付与しても同様の効果が得られた。

【００２５】また、第２および第３の実施例の磁気ヘッ
ドの製造方法としては、第１の実施例の製造方法の中で
、バックコアを形成するバー２７をそれぞれ無配向の金
属磁性膜からなる積層バー、あるいは異方性を有する金
属磁性膜からなる積層バーにすればよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、少なくと
も磁気コアのフロントコア部が膜面内に異方性を有する
金属磁性膜を基板で挟持し、巻線窓のフロントコア内の
斜辺と磁気ギャップ面とのなす角度がφである磁気ヘッ
ドにおいて、前記金属磁性膜の磁化容易軸と磁気ギャッ
プ面とのなす角度θが、磁気ギャップ面に対して左側の
フロントコア部では反時計回りに６５°−φ＜θ＜１１
５°−φ、右側のフロントコア部では時計回りに６５°
−φ＜θ＜１１５°−φであるように構成することによ
り、３０ＭＨｚ以上の高周波帯でも十分高い効率で記録
再生できる高周波用磁気ヘッドが容易に得られる。

【００２７】また、上記構成に加えて、磁気コアのバッ
クコア部が膜面内に異方性を有する金属磁性膜を基板で
挟持した磁気ヘッドにおいて、前記金属磁性膜の磁化容
易軸と磁気ギャップ面とのなす角度θが、磁気ギャップ
面に対して左側のバックコア部では、時計回りに６５°
−φ＜θ＜１１５°−φ、右側のバックコア部では反時
計回りに６５°−φ＜θ＜１１５°−φであるように構
成することにより、さらに高いヘッド効率を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における磁気ヘッドの斜
視図および異方性の様子を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施例における磁気ヘッドの斜
視図および異方性の様子を示す図である。

【図３】本発明の第３の実施例における磁気ヘッドの斜
視図および異方性の様子を示す図である。

【図４】従来の磁気ヘッドおよび本発明の磁気ヘッドの
相対出力の周波数特性を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施例の磁気ヘッド製造方法を
示す斜視図である。

【図６】本発明の第１の実施例の磁気ヘッド製造方法を
示す斜視図および異方性の様子を示す図である。

【図７】本発明の第１の実施例の磁気ヘッド製造方法を
示す斜視図および異方性の様子を示す図である。

【図８】本発明の第１の実施例の磁気ヘッド製造方法を
示す斜視図および異方性の様子を示す図である。

【図９】本発明の磁気ヘッドに流れる磁束を示す図であ
る。

【図１０】本発明の磁気ヘッドの相対出力の磁化容易軸
と磁気ギャップ面とのなす角度θの依存性を示す特性図
である。

【図１１】異方性の方向による金属磁性膜及びＭｎ−Ｚ
ｎフェライトの初透磁率の周波数特性を示す図である。

【符号の説明】

１　　　　　　異方性を有する金属磁性膜２　　　　　
　非磁性基板 ３　　　　　　絶縁層 ４　　　　　　磁気ギャップ ４ａ　　　　磁気ギャップ面 ５　　　　　　巻線窓 ７　　　　　　フロントコア ７ａ　　　　斜辺 ８　　　　　　バックコア １２　　　　強磁性酸化物 １３　　　　磁化容易軸 １６　　　　無配向の金属磁性膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも磁気コアのフロントコア部
   が膜面内に異方性を有する金属磁性膜を基板で挟持し、
   巻線窓のフロントコア内の斜辺と磁気ギャップ面とのな
   す角度がφである磁気ヘッドにおいて、前記金属磁性膜
   の磁化容易軸と磁気ギャップ面とのなす角度θが、磁気
   ギャップ面に対して左側のフロントコア部では反時計回
   りに６５°−φ＜θ＜１１５°−φ、右側のフロントコ
   ア部では時計回りに６５°−φ＜θ＜１１５°−φであ
   るように構成されている磁気ヘッド。
2. 【請求項２】　　磁気コアのバックコア部が膜面内に異
   方性を有する金属磁性膜を基板で挟持した磁気ヘッドに
   おいて、前記金属磁性膜の磁化容易軸と磁気ギャップ面
   とのなす角度θが、磁気ギャップ面に対して左側のバッ
   クコア部では、時計回りに６５°−φ＜θ＜１１５°−
   φ、右側のバックコア部では反時計回りに６５°−φ＜
   θ＜１１５°−φであるように構成されている請求項１
   記載の磁気ヘッド。