JPH07201013A - 磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘッド寿命が大幅に改善された磁気ヘッド
（特にメタルヘッド）を提供する。 【構成】 金属磁性膜と磁性材料や非磁性材料よりなる
基板部とから磁気コア半体が構成された磁気ヘッドが開
示される。基板部は、耐摩耗性がギャップ深さ方向の位
置とともに高くなるように変化する。したがって、例え
ば、ギャップ深さ方向に非磁性フェライト基板と酸化ジ
ルコニウム基板とが順次配された複合基板により基板部
を構成する。金属磁性膜は、軟磁気特性に優れた磁性金
属の単層膜、あるいは非磁性膜と積層した積層膜であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオテープレ
コーダー（ＶＴＲ）やデジタルデータレコーダー等の高
密度記録可能な磁気記録再生装置に搭載して有用な磁気
ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

【０００３】例えばＶＴＲ（ビデオテープレコーダー）
等の磁気記録再生装置においては、記録信号の高密度化
や高周波数化等が進められており、この高密度記録化に
対応して磁気記録媒体として磁性粉にＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
等の強磁性金属の粉末を用いた所謂メタルテープや、強
磁性金属材料を蒸着によりベースフィルム上に被着した
所謂蒸着テープ等が使用されるようになっている。

【０００４】そして、この種の磁気記録媒体は高い残留
磁束密度Ｂｒと高い保磁力Ｈｃを有するために、記録再
生に用いる磁気ヘッドのヘッド材料にも高い飽和磁束密
度Ｂｓと高い透磁率を有することが要求されている。

【０００５】そこで従来、セラミックス等の非磁性基板
上に磁気コアとなる金属磁性膜を被着形成し、これをト
ラック部分とした所謂ラミネート型の磁気ヘッドや、ギ
ャップ部に金属磁性膜を有するように磁性フェライト基
板に金属磁性膜を被着形成した所謂ＭＩＧヘッド等、メ
タルヘッドと称される複合タイプの磁気ヘッドが提案さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、メタルヘッ
ドは、金属磁性膜の耐摩耗性がフェライトより一般に小
さいため、フェライトヘッドに比べヘッド寿命が短くな
る傾向にある。このような欠点を持つメタルヘッドにお
いて、テープ摺動による摩耗を軽減しヘッド寿命を低下
させないためには、金属磁性膜を挟み込む基板として、
より耐摩耗性の高い材料を用いることが考えられる。

【０００７】しかしながら、金属磁性膜と基板との間に
生じる偏摩耗が基板の耐摩耗性が高いものほど大きく、
そのためいわゆるスペーシングロスを生じる。そのロス
を補償する手段としてギャップ深さを小さくしなければ
ならず、結局偏摩耗の大きさによってはあまり寿命を延
ばすことができない。

【０００８】そこで本発明は、上述の従来の実情に鑑み
て提案されたものであって、メタルヘッドの寿命を改善
することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、金属磁性膜と磁性材料及び／又は非磁
性材料よりなる基板部とから磁気コア半体が構成されて
なる磁気ヘッドにおいて、上記基板部の耐摩耗性がギャ
ップ深さ方向の位置とともに高くなるように変化してい
ることを特徴とするものである。

【００１０】すなわち、本発明の磁気ヘッドは、基板部
に、摩耗度が異なる材料からなる２種類以上の基板をギ
ャップ深さ方向に配した複合基板を用いたり、摩耗特性
がギャップ深さ方向で連続的に変化するような基板を用
い、摩耗と偏摩耗とのバランスをとりながらヘッド寿命
の改善を図るものである。

【００１１】このとき、ギャップ深さ方向の位置ととも
に耐摩耗性が高くなるように基板材料を選択する必要が
あり、例えばギャップ深さ方向に非磁性フェライト基板
と酸化ジルコニウム基板とを順次配する。

【００１２】本発明は、いわゆるメタルヘッド全般に適
用することが可能であり、基板上に磁気コアとなる金属
磁性膜を被着形成し、これをトラック部分としたラミネ
ート型の磁気ヘッドや、ギャップ部に金属磁性膜を有す
るように金属磁性膜を被着形成したＭＩＧヘッド、金属
磁性膜を摺動面から見たときに斜めなるように配し、そ
の端面間に磁気ギャップを構成した磁気ヘッド等、その
種類は問わない。

【００１３】また、金属磁性膜は、軟磁性金属材料から
なる単層膜であってもよいし、軟磁性金属材料からなる
磁性金属薄膜と金属膜、酸化物膜等の非磁性薄膜とを積
層した積層膜であってもよい。

【００１４】

【作用】メタルヘッドにおいて、基板部と金属磁性膜と
の間に生じる偏摩耗量は、基板部の摩耗度が金属磁性膜
の摩耗度よりも小さい範囲で、図１に示すように基板部
の摩耗度が大きければ大きい程、小さくなる。そして、
図２に示すように、偏摩耗量が大きいほどスペーシング
ロスのためヘッド出力は減少する。また、図３に示すよ
うにヘッド出力は摩耗によるギャップ深さの減少ととも
に増加する。

【００１５】以上から、各種基板の摩耗度に対するヘッ
ド寿命は図４に示すようになる。すなわち、ある摩耗度
の基板を用いた磁気ヘッドでは、その摩耗度の大きさに
応じて使用時間とともにあるスピードで摩耗し、その摩
耗度から生じる偏摩耗によるスペーシングロスを補償す
るために小さく設定されているギャップ深さと前記摩耗
による摩耗量が同じになったときに寿命となる。

【００１６】次に、ギャップ深さ方向で基板部の摩耗度
が変化する場合、特に摩耗度の違う基板をギャップ深さ
方向に摩耗度の大きい基板、小さい基板という順番で複
合した場合について、図５を用いて説明する。

【００１７】偏摩耗の大きく生じる摩耗度の小さい基板
２の上部に偏摩耗の小さい摩耗度の大きい基板１を複合
した場合、摩耗量と使用時間の軌跡は図５の直線０Ｂに
直線ＣＡを加えて決定される点Ｑまで到達し、その分寿
命が基板１や基板２のみで構成されたヘッドの寿命１、
２よりも寿命３と延びる。（実際には最初に摩耗度の大
きい基板が摩耗することになるので直線ＯＰ、直線ＰＱ
に沿って摩耗量と使用時間の軌跡は移動する。）また、
基板の摩耗特性が連続的に変化する場合においても同様
の原理で寿命が延びる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１９】先ず、本実施例の磁気ヘッドの構成につい
て説明する。図６に示すように、本実施例の磁気ヘッド
において、磁気コアは、閉磁路を構成する一対の磁気コ
ア半体１、２が突き合わされて接合一体化され、磁気記
録媒体摺動面３に臨んで磁気ギャップｇが構成されてい
る。

【００２０】上記磁気コア半体１、２は、高耐摩耗のジ
ルコニア基板４、５、６、７と、それよりも耐摩耗性の
劣る非磁性フェライト基板８、９、１０、１１とからな
る基板部により金属磁性膜１２、１３が挟持されてな
る。

【００２１】ここで、ギャップ深さ方向の位置とともに
耐摩耗性が高くなるように、前記非磁性フェライト基板
８、９、１０、１１とジルコニア基板４、５、６、７と
をこの順に配する。したがって、使用初期のテープ摺動
面は偏摩耗の小さい非磁性フェライトであり、テープ摺
動によりある程度摩耗すると、偏摩耗は大きくはなるが
摩耗し難いジルコニア基板がテープ摺動面となる。

【００２２】一方、磁気コア半体１、２同士の突き合わ
せ面においては、金属磁性膜１２、１３の端面が突き合
わされることによって磁気ギャップｇが構成されてい
る。上記磁気ギャップｇのトラック幅Ｔｗは、前記ジル
コニア基板４、５、６、７及び非磁性フェライト基板
８、９、１０、１１、１２が非磁性体であることから、
上記金属磁性膜１２、１３の膜厚によって規制される。

【００２３】また、上記磁気コア半体１、２の突合せ面
には、前記磁気ギャップｇのデプスＤｐを規制するとと
もに、コイルを巻くための巻線窓１４が形成されてい
る。すなわち、上記巻線窓１４は、磁気コア半体２の突
き合わせ面の中途部で平面略矩形状の孔としてコア厚方
向に貫通して形成されている。

【００２４】上記金属磁性膜１２、１３には、例えば高
飽和磁束密度を有し、かつ軟磁気特性に優れた強磁性合
金材料が使用されるが、かかる強磁性合金材料としては
従来より公知のものがいずれも使用でき、また結晶質で
あるか非晶質であるかを問わない。

【００２５】例示するならば、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合
金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ
−Ａｌ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｇａ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−
Ｓｉ−Ｇｅ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｇａ系合金、Ｆｅ−Ｓ
ｉ−Ｇａ−Ｒｕ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ａｌ系合金
等が挙げられる。さらには、耐蝕性や耐摩耗性等の一層
の向上を図ために、これら合金にＴｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚ
ｎ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｒｈ，Ｉｒ，
Ｒｅ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｈｆ，Ｖ等の少なくとも一種
を添加したものであってもよい。

【００２６】また、強磁性非晶質金属合金、所謂アモル
ファス合金（例えば、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏのうちの１つ以
上の元素とＰ，Ｃ，Ｂ，Ｓｉのうちの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てＡｌ，Ｇ
ｅ，Ｂｅ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ等を含んだ合金等のメタル−メタロイ
ド系アモルファス合金、あるいはＣｏ，Ｈｆ，Ｚｒ等の
遷移元素や希土類元素等を主成分とするメタル−メタル
系アモルファス合金）等も使用可能である。

【００２７】これら金属磁性膜１２、１３の成膜方法と
しては、膜厚制御性に優れるスパッタリング法、真空蒸
着法、イオンプレーティング法、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。

【００２８】なお、上記基板に成膜する金属磁性膜１
２、１３は、単層に限らず、高周波帯域での渦電流損失
を回避するために磁性金属薄膜と絶縁層（非磁性薄膜）
を交互に何層にも積層した、いわゆる積層膜であっても
よい。

【００２９】次に、非磁性フェライト基板、ジルコニア
基板を用いたヘッドの寿命よりも、上述の非磁性フェラ
イト基板とジルコニア基板を複合させたヘッドの寿命が
長くなることを具体的に示す。

【００３０】先ず、図７は、記録波長０．５μｍ程度の
時のヘッド出力を偏摩耗が無いときの出力を基準にデシ
ベルで示したものである。偏摩耗１０ｎｍにつき約２ｄ
Ｂ出力ダウンするのがわかる。また、図８に種々のギャ
ップ深さでのヘッド出力をギャップ深さ１５μｍの時の
値を基準に示す。ギャップ深さ１０μｍの変化に対して
約３ｄＢ変化しているのがわかる。

【００３１】次に、種々の摩耗度を持つ基板に対してテ
ープ摺動時に発生した金属磁性膜（ここではＣｏＺｒＰ
ｄＭｏアモルファス膜）に対する偏摩耗を測定した結果
を図９に示す。摩耗度１０のジルコニア基板の偏摩耗は
２５ｎｍ、摩耗度２００の非磁性フェライト基板の偏摩
耗は５ｎｍである。

【００３２】以上から、それぞれフェライト基板、ジル
コニア基板を用いて作製したヘッドの寿命を比較する。
フェライト基板の偏摩耗は５ｎｍ、ジルコニア基板の偏
摩耗は２５ｎｍであるので偏摩耗に関する出力差は図７
より４ｄＢであることがわかる。

【００３３】また、この４ｄＢをギャップ深さで補償す
るには、フェライト基板の１５μｍに対してギャップ深
さを１３．３μｍ少なくし、１．７μｍとしなければな
らない。したがって、図１０に示すように、摩耗度が２
０倍違ってもジルコニア基板のヘッド（図中線ａで表
す。）の寿命はフェライト基板のヘッド（図中線ｂで表
す。）の２．２７倍にしかならない。

【００３４】これに対し、フェライト基板とジルコニア
基板を複合させた場合（図中線ｃで表す）は、１．７μ
ｍのジルコニア基板の上部に１３．３μｍのフェライト
基板を設けることができるので、寿命は更に延び、フェ
ライト基板のヘッドの３．１５倍、ジルコニア基板のヘ
ッドの１．３９倍となる。

【００３５】以上、本発明を適用した具体的な実施例に
ついて説明したが、本発明がこの実施例に限定されるも
のでないことは言うまでもない。例えば、基板部を構成
する材料や金属磁性膜を構成する材料等は、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で任意に選択することが可能であ
る。また、上記実施例では、基板部を摩耗度の異なる２
種類の基板から構成したが、摩耗度の異なる３種類以上
の基板を順次配することも可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、ギャップ深さ方向の位置とともに耐摩耗
性が高くなるようにメタルヘッドにおける基板部を構成
しているので、ヘッド寿命を大幅に改善することが可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】基板の摩耗度と偏摩耗との関係を定性的に示し
た特性図である。

【図２】偏摩耗とヘッド出力との関係を定性的に示した
特性図である。

【図３】ギャップ深さとヘッド出力との関係を定性的に
示した特性図である。

【図４】各種摩耗度の基板を用いたヘッドの寿命を示し
た特性図である。

【図５】複合基板を用いたヘッドの寿命を示した特性図
である。

【図６】本発明を適用したメタルヘッドの一例を示す概
略斜視図である。

【図７】基板の摩耗度と偏摩耗との関係を示した特性図
である。

【図８】ギャップ深さとヘッド出力との関係を示した特
性図である。

【図９】各種基板の摩耗度と偏摩耗との関係を示した特
性図である。

【図１０】各種基板を用いたメタルヘッドの寿命を示す
特性図である。

【符号の説明】

１，２・・・磁気コア半体 ４，５，６，７・・・非磁性フェライト基板 ８，９，１０，１１・・・ジルコニア基板 １２，１３・・・金属磁性膜 ｇ・・・ギャップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属磁性膜と磁性材料及び／又は非磁性
   材料よりなる基板部とから磁気コア半体が構成されてな
   る磁気ヘッドにおいて、 上記基板部の耐摩耗性がギャップ深さ方向の位置ととも
   に高くなるように変化していることを特徴とする磁気ヘ
   ッド。
2. 【請求項２】 基板部がギャップ深さ方向に非磁性フェ
   ライト基板と酸化ジルコニウム基板が順次配された複合
   基板よりなることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッ
   ド。
3. 【請求項３】 金属磁性膜が磁性金属薄膜と非磁性薄膜
   とを積層した積層膜であることを特徴とする請求項１記
   載の磁気ヘッド。