JPH0766494B2 - 磁気ヘツド - Google Patents

磁気ヘツド

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JPH0766494B2
JPH0766494B2 JP60131844A JP13184485A JPH0766494B2 JP H0766494 B2 JPH0766494 B2 JP H0766494B2 JP 60131844 A JP60131844 A JP 60131844A JP 13184485 A JP13184485 A JP 13184485A JP H0766494 B2 JPH0766494 B2 JP H0766494B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気記録再生装置に用いる磁気ヘッドに係り、
特に高密度記録に用いて好適な磁気ヘッドに関する。
〔発明の背景〕
高保磁力磁気記録媒体と組み合せて使用するに適した磁
気ヘッドは、高飽和磁束密度の磁性合金を使用して構成
することによって短い記録波長で高保磁力の磁気記録媒
体を有効に磁化し、広帯域の磁気記録を行うことができ
る。
このような磁気ヘッドは、実用面を考慮して、磁気的飽
和が問題となるヘッドチップの先端部分を飽和磁束密度
Bsの大きい磁性合金をもって構成した磁気ヘッドが多数
提案されている。(特開昭51−140708号、特開昭53−25
409号、特開昭54−95216号、特開昭55−58823号、特開
昭55−58824号、特開昭56−169214号、等)。
前記従来例ではギャップ近傍部を高飽和磁気密度の磁性
材料で構成し、その他のコア部を高透磁率のフェライト
で構成して磁路を高飽和磁束密度の磁性材料とフェライ
トを形成するようにしてある。その1例を第9図
(イ),(ロ)に示す。(イ)は記録媒体対向面、
(ロ)は主磁路形成面である。図中、10はギャップ、1
1,11′は金属磁性材料、12はフェライト、13はコイル巻
線窓である。このような磁気ヘッドにおいて、コイル巻
線窓13はフェライト部12,12′に回転砥石によって矩形
の溝を形成する。この時の溝角度θ1はヘッド特性に重
要な役割を持っているため、その角度は従来から検討さ
れ、一般的にθ1=30°〜60°の範囲となっている。し
かし、もう一方の溝角度θ2はヘッド特性に特に悪影響
を与えないため規定されてない。また、フェライトに限
らず、バルクの磁性材料においては同様のことがいえ
る。
一方、高密度記録を達成するためにフェライトよりも高
飽和磁束密度の磁性材料を求めようとすると、現状では
金属磁性材料に限られる。金属磁性材料で磁気ヘッドコ
ア全体を形成すると周知のように渦電流損失のために高
周波領域の特性が劣化してしまう。また、記録媒体摺動
面においては耐摩耗性が悪く、磁気ヘッドの寿命が短か
いという欠点がある。そのため、第9図に示したよう
に、磁気飽和が問題となるギャップ近傍部と高飽和磁束
密度の金属磁性材料で構成し、その他のコア部を耐摩耗
性の優れたフェライトで構成した複合材料型の磁気ヘッ
ドが提案されている。
しかし、さらに高S/Nの特性を得るためには、フェライ
トの持つ欠点を取り除く必要がある。例えば、フェラ
イトは摺動雑音が大きい、高透磁率のフェライトで機
械的強度も確保しているためにインダクタンスが大きく
なり、コイルの巻数に限界がある等の問題があり十分記
録再生特性を引き出していない。
そこで、特願昭58−016067号に示す、第10図のような磁
気ヘッドが提案された。第10図は、コア保護材をフェラ
イトのような高透磁率材料のかわりに非磁性材14,14′
とし、一方の保護材14にコイル巻線用の溝13を設け、こ
のコイル巻線溝の内側に高飽和磁束密度の磁性膜11を形
成し、これともう一方の保護材14′と対向する面に形成
された磁性膜11′を非磁性ギャップ10を介して突き合
せ、接合して磁気ヘッドを構成する。この場合、磁路は
磁性膜のみで形成され、不要の磁性体がないため、効率
の良い磁気ヘッドを得ることができる。また、保護材1
4,14′が非磁性材からなっているため、フェライトのよ
うな摺動雑音の発生がなく、耐摩耗性にも優れた材料を
選ぶことができる。
しかし、この磁性膜11を従来のコイル巻線溝に形成する
と(例えば、θ1=60°,θ2=90°)、フェライト複合
化した磁気ヘッドに比べ記録再生特性が劣るという問題
があった。すなわち、従来のフェライトと複合化された
磁気ヘッドにおいては、ギャップ近傍の磁性膜の特性を
十分にしておけば、後部の磁性膜の特性が若干悪い場合
でもフェライト部が補っているため、記録再生特性に現
われていなかった。ところが、磁性膜のみで磁気回路を
形成した場合には磁路を構成する磁性膜全体の磁気特性
が優れている必要がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的はかかる上記従来の欠点を除去し、高保磁
力記録媒体にも優れた記録再生特性を示す磁気ヘッドを
提供し、且つその容易な製造方法を提供するものであ
る。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため、コイル巻線用溝の内壁に形成
された磁性膜の磁気特性を調べた結果、傾斜面に形成さ
れた磁性膜の磁気特性が平面部に形成された磁性膜の特
性より劣化していることが確認された。特に傾斜角度が
高くなると急激に保磁力が大きくなり、透磁率も低いこ
とがわかった。また、溝の底部の角の部分でも特性が劣
化していることがわかった。
そこで、磁性膜をスパッタリング法で形成し、その時の
基板の傾斜角度をかえた実験を行なった。その結果を第
1図に示す。第1図はCo−Nb−Zr非晶質合金膜を基板角
度をかえて形成した時の基板傾斜角度θと保磁力Hcの関
係を示したものである。図中矢印20はスパッタ方向、21
はセラミックス基板、22は形成される非晶質合金膜、θ
は底面からの基板の傾斜角度である。このようにして形
成された非晶質合金膜の保磁力は傾斜角度θが60°付近
まであまり大きな変化がなく、特に80°以上で急激に保
磁力が増加する。
また、他の実験においては、コイル巻線窓の溝の底部の
角を想定して、第2図および第3図に示する構造の磁性
膜を形成し、その磁気特性を調べた結果、第2図に示す
ように溝底部に角のある溝に形成した磁性膜は保磁力が
大きく、透磁率も低いのに対し、第3図に示すように溝
底部が曲率を持った溝に形成した磁性膜は保磁力が低
く、透磁率も高いことが確認された。なお、第2図の膜
は磁区構造も複雑になっており、角の部分から膜表面に
向って亀裂が観察された。このような現象は、センダス
トやパーマロイのような多結晶合金膜においても特に激
しい。このような膜の成長構造が保磁力を増大させる原
因となっているものと思われる。
以上のような実験結果から、本発明を達成するために、
下記のような磁気ヘッドを見出した。
(1)磁気ギャップを介して2つのコア半体が接合され
てなる磁気ヘッドにおいて、前記コア半体の保護材の少
なくとも一方にコイル巻線用溝を有し、該コイル巻線用
溝の内壁に形成された磁性膜で磁気回路を構成してな
り、該コイル巻線用溝の角度θ1およびθ2を20°以上80
°以下の範囲とし、かつ前記コイル巻線溝底部の角に曲
率を持たせる。
(2)好ましくは前記θ1およびθ2を30°以上60°以下
の範囲とする。
(3)前記2つのコア半体の保護材をセラミックス、ガ
ラス等の非磁性体もしくは低透磁率のフェライトとし、
磁気回路を磁性膜で構成し、不用のインダクタンスを除
去する。
(4)前記保護材のコイル巻線窓の反対側に溝を設け、
コイル巻線長さをできる限り短くする。
(5)前記磁性膜はフェライトより飽和磁束密度の高
い、Fe−Al−Si合金(センダスト)、Ni−Fe合金(パー
マロイ)等の多結晶質合金膜、もしくは非晶質合金膜が
用いられる。
(6)前記磁性膜は蒸着法、スパッタリング法、イオン
プレーティング法、メッキ法等の薄膜形成技術によって
形成される。
(7)また、記録媒体対向論から見た磁性ヘッドの構造
はトラック幅がコア幅より狭く絞られており、該絞り部
斜面の少なくとも一方に磁性膜が形成されてなり、磁性
膜の側部が磁気ギャップと平行部を持たないようにする
ことが好ましい。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第2図から第 図により説明
する。
先づ、第2図から第5図において本発明による磁気ヘッ
ドの主磁路形成面の構造について説明する。なお、以下
の説明に使用する符号は同一部分については同一符号を
付しそれらの詳細な説明を省略する。
実施例1 第2図において、保護材14,14′、例えばセラミック
ス、ガラス等の非磁性材と金属磁性膜11,11′よりなる
磁気コア半体対1,2は、接合面に磁気ギャップ規制膜を
介してガラスなどで接合し、磁気ギャップ10を有する磁
気ヘッドを構成す。本発明の磁気ヘッドは、前記磁気コ
ア半体対1,2を構成する非磁性保護材の少なくとも一方
にコイル巻線用の溝13を形成し、第6図(a),(b)
の状態で金属磁性膜を形成する。第6図(a)はコイル
巻線用溝が形成された非磁性保護材、(b)はコイル巻
線用溝を持たない非磁性保護材である。
磁性膜11,11′はスパッタリング法によって矢印の方向
から形成される。この時、コイル巻線用溝の側壁にも形
成されるが、第1図に示したように急傾斜面に形成され
た磁性膜は保磁力Hcが大きく、その結果、透磁率低くな
っており、磁気ヘッド材料としては適さないものとなっ
てしまう。例えば、その好適な傾斜角度θ1,θ2は80°
以下であり、好ましくは60°以下である。このように磁
性膜を形成した(a),(b)の磁気コア半体対は、そ
の後、所定の加工を行なった後、磁気ギャップ材を介し
て第2図のような磁気ヘッドとする。その時の角度
θ1,θ2は図に示した部分に対応し、θ1,θ2の下限は
磁路の構成によって決る。例えば、θ1,θ2を小さくす
ると、磁路が長くなるため効率が低減する。また、角度
が小さいと、磁性膜11と11′の距離が近くなるため、そ
の部分での漏洩磁束が多くなるため損失が大きくなり好
ましくない。その角度は20°以上にすることが好まし
く、より好ましくは30°以上である。以上の結果から、
θ1,θ2は20°以上80°以下とする必要がある。より好
ましくは30°以上60°以下である。
なお、θ1,θ2は上記範囲であれば同一角度にする必要
は特にない。
実施例2 第3図はコイル巻線溝13の溝底部の角に曲率R1,R2を設
け、これに磁性膜11を形成した構造を示す。本実施例の
構造によれば、角部の磁性膜の磁気特性劣化を防ぐこと
ができる。特にセンダストのような多結晶膜を形成する
際には結晶粒成長過程において、亀裂を生じ、この部分
での磁気特性の劣化の原因となる。また、非晶質磁性膜
においても同様の現象がみられた。
実施例3 第4図はコイル巻線溝13の溝底部全体に曲率R1を設けた
構造を示す。このようにしても第3図に示す構造と同様
の効果が得られることを確認した。
実施例4 第5図は本発明において、非磁性保護材14,14′のコイ
ル巻線部に切込み溝15,15′を設けた構造を示す。本実
施例の目的はコイル巻線部の体積を小さくしコイル15,1
5′のインダクタンスを低減することである。本発明の
磁気ヘッドはコイル巻線溝内壁に形成された磁性膜11,1
1′で磁路が構成されているため、非磁性保護材14,14′
に切込み溝を形成しても加工によって磁性膜に損傷を与
えることがない。なお、切込み溝は一方のみでもよく、
もう一方は直線的に切り落してもよい。
次に、第7図、第8図によって記録媒体対向面の代表的
な例を示す。
実施例5 第7図(a)は磁気ヘッドコアの記録媒体対向面を示
す。この磁気ヘッドは非磁性保護材14,14′の突き合せ
部が突出した傾斜部を有し、この傾斜面に磁性膜11,1
1′が形成され、トラック幅tWに相当する部分を平坦に
して磁気ギャップ10を介して接合一体化してなる。接合
に際しては絞り部にガラスなどの非磁性材17を充填し、
補強効果も同時にそなえたものとする。なお、非磁性保
護材の突出した傾斜面に磁性膜11,11′を形成すること
によって、磁性膜側面が磁気ギャップ10と非平行となる
ようにする。これによって、磁気ギャップ部以外の磁性
膜側面での記録再生作用をアジマス損失を有利して実際
の記録再生特性に影響を与えないようにする。なお、第
7図(b)は第7図(a)A−A′断面を示す平面図で
ある。そして図から明らかなように磁性膜11,11′によ
って磁路が形成される。
実施例6 第8図(a)は他の実施例における磁気ヘッドの記録媒
体対向面を示す。本実施例においては、非磁性保護材1
4,14′が突き合せ部の一方の斜面に磁性膜11,11′が形
成されてなる。なお、第8図(b)は第8図(a)のB
−B′断面を示す平面図である。
以上に説明した磁気ヘッドに用いる磁性膜は飽和磁束密
度Bsがフェライト(Bs=5KG)より大きい金属磁性材料
が好ましい。金属磁性材料は多結晶質のFe−Al−Si合金
(公称センダスト)、Ni−Fe合金(公称パーマロイ)等
が用いられ、また、非晶質磁性合金が用いられる。特
に、非晶質磁性合金はCo基のメタル−メタル系合金が耐
食性に優れており、コア材料として適している。上記磁
性膜は蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、
メッキ等の薄膜形成技術によって形成される。
なお、磁性膜の膜厚は特に規定するものではないが、磁
路の磁気抵抗を考慮すると5μm上とすることが好まし
い。例えば、VTR用の磁気ヘッドにおいて、コイル巻線
窓内壁に形成された磁性膜の平均磁路長が0.8mm以上2.0
mm以下の場合、好適な特性を与える磁性膜の厚さは10μ
m以上100μm以下である。
本発明に用いる保護材は、セラミックス、ガラス、非磁
性フェライト等の非磁性材からなり、インダクタンスの
低減、摺動雑音の低減を行なった。また、比透磁率が10
0以下、好ましくは50以下のフェライトを用いても上記
効果が得られることを確認した。保護材を高透磁率フェ
ライトから非磁性材とすることによってインダクタンス
1/2以下にすることが可能となり、高透磁率フェライト
を用いた場合と同等のインダクタンスまでコイル巻数を
増加することによって、再生出力を約2dB向上すること
が可能である。
〔発明の効果〕
以上説明した本発明によれば、2つのコア半体保護材に
形成されたコイル巻線用溝の内壁に形成される磁性膜の
特性が改善されるため、磁気ヘッドの再生出力が大幅に
改善された。また、保護材非磁性材とすることによって
インダクタンスが従来のフェライト材に比べ1/2以下に
することができ所定インダクタンスまでコイル巻数を増
加すること可能となり、再生出力を2dB向上することが
できた。さらに、フェライト保護材に比べ、約3dBの雑
音低減を確認した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を説明するための、傾斜面に形成形され
た磁性膜の傾斜角度と保護力の関係を示す図、第2図、
第3図、第4図、第5図は本発明の磁気ヘッドの主磁路
形成面を示す平面図、第6図は本発明の磁性膜形成法を
示す図、第7図、第8図は本発明の磁気ヘッドの記録媒
体対向面とそれぞれの断面図を示す図、第9、第10図は
従来の磁気ヘッドの構造を示す図である。 10…磁気ギャップ、11,11′…磁性膜、13…コイル巻線
窓、14,14′…保護材、15…切り込み溝、16…コイル、1
7…非磁性充填材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 法利 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−207415(JP,A) 特開 昭58−179925(JP,A) 特開 昭61−74109(JP,A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気ギャップを介して2つのコア半体対が
    接合されてなる磁気ヘッドにおいて、前記コア半体の保
    護材の少なくとも一方にコイル巻線用溝を有し、該コイ
    ル巻線用溝の内壁に形成された磁性膜で磁気回路を構成
    してなり、該コイル巻線用溝の角度θ1およびθ2を20°
    以上80°以下の範囲とし、かつ前記コイル巻線溝底部の
    角に曲率を持たせたことを特徴とする磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】θ1およびθ2を30°以上60°以下とするこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の磁気ヘッ
    ド。
  3. 【請求項3】2つのコア半体を構成する保護材が非磁性
    材もしくは低透磁率のフェライトであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】少なくとも一方の保護材のコイル巻線窓反
    対側に切り欠き溝を設けたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の磁気ヘッド。
  5. 【請求項5】記録媒体対向面から見て、トラック幅がコ
    ア幅より狭く絞られており、該絞り部斜面の少なくとも
    一方に磁性膜が形成されてなり、磁性膜の側部が磁気ギ
    ャップと平行部を持たないようにすることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の磁気ヘッド。
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