JPH081685B2 - 磁気ヘッド - Google Patents

磁気ヘッド

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JPH081685B2
JPH081685B2 JP29593489A JP29593489A JPH081685B2 JP H081685 B2 JPH081685 B2 JP H081685B2 JP 29593489 A JP29593489 A JP 29593489A JP 29593489 A JP29593489 A JP 29593489A JP H081685 B2 JPH081685 B2 JP H081685B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、ビデオテープレコーダ(VTR)、デイジタ
ルオーディオテープレコーダ(DAT)などの磁気記録再
生装置に使用される磁気ヘッドに関するものである。
(ロ) 従来の技術 近年、VTR、DATなどの磁気記録再生装置においては、
記録信号の高密度化が進められており、この高密度記録
に対応して、磁性粉としてFe、Co、Niなどの強磁性金属
粉末を用いた抗磁力の高いメタルテープが使用されるよ
うになっている。たとえば、8ミリビデオカメラと称す
る小型のVTRではHc=1400〜1500エルステッド程度の高
い抗磁力を有するメタルテープが用いられている。その
理由は、磁気記録再生装置を小型化するために記録密度
を高める必要性から、信号の記録波長を短くすることの
可能な記録媒体が要求されてきたためである。
一方、このメタルテープに記憶するために従来のフェ
ライトのみからなる磁気ヘッドを用いると、フェライト
の飽和磁束密度が高々5500ガウス程度であることから磁
気飽和現象が発生するため、メタルテープの性能を十分
に活用することができない。そこで、この高い抗磁力を
有するメタルテープに対応する磁気ヘッドとしては、通
常、磁気ヘッドとして要求される磁気コアの高周波特性
や耐摩耗性の他に、磁気コアのギャップ近傍部の飽和磁
束密度が大きいことが要求される。この要求を満たすメ
タルテープ対応型の磁気ヘッドとしては、磁気飽和現象
の最も生じやすい作動ギャップ近傍部分を、磁気コアと
して使用されるフェライトよりも飽和磁束密度の大きな
金属磁性材料(たとえば、パーマロイ、センダスト、ア
モルファス磁性体)で構成した磁気ヘッド(複合型磁気
ヘッドと称する)が提案されている。この複合型磁気ヘ
ッドは信頼性、磁気特性、耐摩耗性等の点で優れた磁性
を有する。
第7図は、従来の磁気ヘッドの外観を示す斜視図、第
8図はテープ摺接面を示す図である。この従来の磁気ヘ
ッドはMn−Znフェライト等の強磁性酸化物からなる一対
の磁気コア半体(1a)(1b)が非磁性材料を介して突き
合わせられて構成する作動ギャップ(2)の近傍部に、
飽和磁束密度の大きいセンダスト等の強磁性金属薄膜
(3a)(3b)が形成されている。前記磁気コア半体(1
a)(1b)はガラス(4)によって接合され、巻線溝
(5)が形成されている。尚、この磁気ヘッドは前記磁
気コア半体(1a)(1b)と前記強磁性金属薄膜(3a)
(3b)との境界面(6a)(6b)が前記作動ギャップ
(2)のトラック幅方向と平行である。
また、第9図及び第10図に示すように、磁気コア半体
(1a)(1b)と強磁性金属薄膜(3a)(3b)との境界面
(6a)(6b)を作動ギャップ(2)の形成面に対して傾
斜させ、非平行とすることによって、たとえ、疑似ギャ
ップが発生してもヘッドの性能には悪影響を及ぼさない
ようにした複合型磁気ヘッドが提案されている。
一般に、第9図及び第10図に示す磁気ヘッドでは作動
ギャップ(2)のトラック幅が強磁性金属薄膜(3a)
(3b)の膜厚に関係するため、前記強磁性金属薄膜(3
a)(3b)の膜厚が20〜30μmであるのに対して、第7
図及び第8図に示す磁気ヘッドでは作動ギャップ(2)
のトラック幅が強磁性金属薄膜(3a)(3b)の膜厚には
関係しないため、前記強磁性金属薄膜(3a)(3b)の膜
厚が5μm前後と薄く形成される。よって第7図の磁気
ヘッドの方が、経済性・量産性において優れている。し
かし逆に、第7図の磁気ヘッドでは、膜圧の薄さゆえ
に、記録時に低周波領域での磁気飽和が起こりやすく、
低周波領域での自己記録再生能力が低い傾向にある。
また、特開昭62−177714号公報(G11B/235)には、一
対の磁気コア半体のギャップ接合面に飽和磁束密度が50
0G以下の磁性薄膜を形成することにより、記録時と再生
時においてギャップ長が変化するように構成した磁気ヘ
ッドが示されている。しかし乍ら、この磁気ヘッドで
は、上記磁性薄膜は飽和磁束密度が50G以下と非常に小
さいため、小さい磁束でもすぐに飽和し、実質的なギャ
ップ長が拡大して高周波信号を効率良く再生することが
困難である。
(ハ) 発明が解決しようとする課題 本発明は上記従来例の欠点に鑑みて成されたものであ
り、高周波領域での自己記録再生能力を劣化させること
なく、低周波領域での自己記録再生能力を向上させた磁
気ヘッドを提供することを目的とするものである。
(ニ) 課題を解決するための手段 本発明の磁気ヘッドは、作動ギャップ近傍の強磁性金
属薄膜を第1の強磁性金属薄膜と、該第1の強磁性金属
薄膜よりも前記作動ギャップ近傍に位置するとともに磁
束密度B1、2kが1000ガウスより大きく且つ前記第1の
強磁性金属薄膜に対する飽和磁束密度の比率が0.6以下
である第2の強磁性金属薄膜とで構成したことを特徴と
する。
更に前記第1の強磁性金属薄膜と前記第2の強磁性金
属薄膜とは同一の元素で構成され、且つ該元素の組成比
が異なることを特徴とする。
また、前記第2の強磁性金属薄膜は、前記第1の強磁
性金属薄膜を構成する元素に該元素とは別の添加元素、
例えばTi、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W等の元素を
添加してなることを特徴とする。
(ホ) 作用 上記構成によれば、低周波領域における記録時には、
第2の強磁性金属薄膜は磁気飽和を起こして実質的なギ
ャップ長が拡大し、作動ギャップから離れた部分の漏洩
磁束密度が増加し記録効率が向上する。また、再生時に
は、前記第2の強磁性金属薄膜が磁気飽和を起こす程の
磁束密度の磁束は発生しないので、前記第2の強磁性金
属薄膜は磁性体として作用し、磁気ギャップとなる部分
は本来の作動ギャップの部分のみでありギャップ長は拡
大せず、再生効率は劣化しない。また、再生時に例えば
前記第2の強磁性金属薄膜に磁気飽和が発生して実質的
なギャップ長が拡大したとしても、低周波領域の再生で
あるのでギャップ損失は少なく、再生効率が低下するこ
とはない。
一方、高周波領域では、記録時および再生時に磁束密
度B1、2kが1000ガウス以上の第2の強磁性金属薄膜が
磁気飽和を起こすことはなく、自己記録再生効率が低下
することはない。
(ヘ) 実 施 例 以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を詳細に説
明する。
第1図は、本実施例の磁気ヘッドの外観を示す斜視
図、第2図は当該磁気ヘッドのテープ摺接面を示す図で
ある。
図中、(11a)(11b)はMn−Znフェライトよりなる一
対の磁気コア半体、(12)はギャップ長が0.2〜0.3μm
前後の作動ギャップであり、前記磁気コア半体(11a)
(11b)の作動ギャップ(12)近傍には高飽和磁束密度
のFe−Si−Al系合金よりなる第1の強磁性金属薄膜(13
a)(13b)がスパッタリング等により被着されており、
該第1の強磁性金属薄膜(13a)(13b)のさらに作動ギ
ャップ(12)側にはSiO2等よりなる膜圧50Å程度の拡散
防止膜(図示せず)を介してFe−Si−Al系合金、あるい
はFe−Si−Al系合金にTi、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、T
a、Wのうち少なくとも1種を添加して磁束密度B
1、2kが所定の値に調整されている第2の強磁性金属薄
膜(17a)(17b)がスパッタリング等により被着されて
いる。
前記磁気コア半体(11a)(11b)は、磁束密度B
1、2kが5300ガウスであり、前記第1の強磁性金属薄膜
(13a)(13b)は、磁束密度B1、2kl=10000ガウス
(飽和磁束密度BS1=10000ガウス)、膜厚t1=6μmで
ある。また、該第1の強磁性金属薄膜の組成比は、A1:
5.5重量%、Si:10.0重量%、Fe:84.5重量%である。
前記一対の磁気コア半体(11a)(11b)同士は、前記
作動ギャップ(12)のトラック幅を規定する溝(18)
(18)に充填されているガラス(14)(14)により、前
記第2の強磁性金属薄膜(17a)(17b)同士が作動ギャ
ップ(12)となる非磁性材料を介して対向する状態で接
合されている。また前記磁気コア半体(11a)(11b)と
前記第1の強磁性金属薄膜(13a)(13b)との境界面
(16a)(16b)は前記作動ギャップ(12)のトラック幅
方向と平行である。
次に、第1図および第2図に示す構造の磁気ヘッドに
おいて、第2の強磁性金属薄膜(17a)(17b)の飽和磁
束密度BS2が2000、4000、6000、8000、10000、18000ガ
ウスのときの低周波領域での自己記録再生出力を有限要
素法によるコンピュータ・シミュレーションを用いた静
磁界解析により求めた。その結果を第3図に示す。第3
図において、縦軸は第2の強磁性金属薄膜(17a)(17
b)の飽和磁束密度BS2が10000ガウスである磁気ヘッド
(従来の磁気ヘッドに相当する)の再生出力を基準にし
たときの各磁気ヘッドの再生出力の値であり、横軸は第
1の強磁性金属薄膜(13a)(13b)の飽和磁束密度BS1
に対する第2の強磁性金属薄膜(17a)(17b)の飽和磁
束密度BS2の比率BS2/BS1である。図中三角印は第2の強
磁性金属薄膜(17a)(17b)の膜厚t2が0.02μmの場合
であり、丸印は第2の強磁性金属薄膜(17a)(17b)の
膜厚t2が0.04μmの場合である。また比較のために、第
2の強磁性金属薄膜(17a)(17b)の非磁性材(飽和磁
束密度BSが0)で形成した磁気ヘッド、すなわち第2の
強磁性金属薄膜(17a)(17b)の膜厚2t2だけギャップ
長の大きい磁気ヘッドについても同様の解析を行なっ
た。尚、第3図中の中黒の印は実測値である。
第3図から判るように、飽和磁束密度BS2/BS1が0.6以
上の磁気ヘッドの自己記録再生出力は、飽和磁束密度の
比率がBS2/BS1=1である従来の磁気ヘッドとほとんど
同じであるのに対して、飽和磁束密度の比率BS2/BS1
0.6以下の磁気ヘッドの自己記録再生出力は従来の磁気
ヘッドの自己記録再生出力を大幅に上回っている。これ
は、飽和磁束密度の比率BS2/BS1が0.6以下の磁気ヘッド
では、低周波信号の記録時に第2の強磁性金属薄膜で磁
気飽和が生じて実質的なギャップ長が拡大するために、
低周波領域での記録効率が増大することによる。なお再
生時には、たとえ第2の強磁性金属薄膜で磁気飽和が生
じて実質的なギャップ長が拡大したとしても、低周波領
域の再生であるのでギャップ損失は少なく、自己記録再
生効率が低下することはない。よって、低周波領域での
自己記録再生出力を増大させるためには、第1、第2の
強磁性金属薄膜(13a)(13b)(17a)(17b)の飽和磁
束密度の比率BS2/BS1が0.6以下であればよい。
一方、高周波領域では実質的なギャップ長の拡大によ
るギャップ損失の増加が自己記録再生出力(特に再生出
力)の低下をもたらすので、高周波領域での自己記録再
生出力を確保するためには、第2の強磁性金属薄膜の磁
束密度B1、2kの範囲には下限を設ける必要がある。こ
れを確認するために次のような実験を行なった。すなわ
ち、第1図および第2図に示す構造の磁気ヘッドにおい
て、第2の強磁性金属薄膜(17a)(17b)の磁束密度B
1、2kが500、1000、1600、3400、6400、10000ガウス、
膜厚t2が0.12μmである磁気ヘッドを試作し自己記録再
生出力を測定した。その結果を第4図に示す。また、使
用した第2の強磁性金属薄膜の組成比を下表に示す。
自己記録再生出力の測定は、保磁力Hcが約900エルス
テッドのS−VHS用テープを用い、相対速度5.8m/secに
て行なった。第4図において、縦軸は第2の強磁性金属
薄膜(17a)(17b)の磁束密度B1、2kが10000ガウス
である磁気ヘッド(従来の磁気ヘッドに相当する)の自
己記録再生出力を基準にしたときの各磁気ヘッドの自己
記録再生出力の値であり、横軸は第2の強磁性金属薄膜
(17a)(17b)の磁束密度B1、2kの値である。尚、磁
束密度B1、2kの測定条件は次のとおりである。すなわ
ち、5×5mm2角の非磁性基板上に被着形成した厚さ1.2
μmの強磁性金属薄膜に対して該膜面に平行に1.2キロ
エルステッドの外磁界を印加し、そのときに該膜面内に
誘導される磁束密度をB1、2kとした。測定機として
は、試料振動型磁力計を用いた。
第4図から判るように、第2の強磁性金属薄膜の磁束
密度B1、2kが1000ガウスより小さくなると、高周波領
域(図中6MHz)の自己記録再生出力が従来の磁気ヘッド
に比べて著しく低下する。これは、第2の強磁性金属薄
膜の磁束密度B1、2kが1000ガウスより小さいような磁
気ヘッドでは、再生時に第2の強磁性金属薄膜で磁気飽
和が生じて実質的なギャップ長が拡大するためにギャッ
プ損失が増大し、高周波領域での再生効率が低下するこ
とによる。よって、高周波領域での自己記録再生出力の
低下を1dB以内に押さえるためには、第2の強磁性金属
薄膜の磁束密度B1、2kを1000ガウスより大きくしなけ
ればならない。
また、第2の強磁性金属薄膜の磁束密度B1、2kが64
00ガウスより小さい範囲では、低周波領域(図中0.5、1
MHz)の自己記録再生出力が従来の磁気ヘッドに比べて
高い。この結果は前述のコンピュータ・シミュレーショ
ンの結果とほぼ一致する。
よって、高周波領域での自己記録再生出力を確保しつ
つ、低周波領域での自己記録再生出力を増大させるため
には、第2の強磁性金属薄膜は磁束密度B1、2kを1000
ガウスより大きく且つ第1の強磁性金属薄膜の飽和磁束
密度BS1に対する比率BS2/BS1を0.6以下にすればよいこ
とが判った。
尚。上述の測定で用いた磁気ヘッドの光学ギャップ長
を測定したところ全ての磁気ヘッドで0.28μmであっ
た。しかし乍ら、ギャップ損失により生じるヌル・ポイ
ントにより測定した実効ギャップ長は、第2の強磁性金
属薄膜の磁束密度B1、2kが1000、1600、3400、6400、
10000ガウスの磁気ヘッドでは0.33μmであるのに対し
て、磁束密度B1、2kが500ガウスの磁気ヘッドでは0.5
4μmと大きく拡がった。これは、前記第2の強磁性金
属薄膜の磁束密度B1、2kが小さ過るために生じたもの
と思われる。
また、S−VHS用テープに代えて保磁力が1400〜1500
エルステッドのメタルテープを用い、相対速度3.8m/sec
(8mmVTR仕様)にて上述の測定を行っても、上述と同様
の結果が得られた。
第5図は他の実施例の磁気ヘッドの外観を示す斜視
図、第6図は他の実施例の磁気ヘッドのテープ摺接面を
示す図である。
上記他の実施例の磁気ヘッドは、溝(18)(18)の底
面にまで第1、第2の強磁性金属薄膜(13a)(13b)
(17a)(17b)が形成されている。
また、上記実施例に限らず、第9図に示すような磁気
コア半体と強磁性金属薄膜との境界面を作動ギャップの
形成面に対して傾斜させた磁気ヘッドにおいても、本発
明を適用することにより、高周波領域での自己記録再生
出力を低下させることなく、低周波領域での自己記録再
生出力を増大させることが可能である。
また、Fe−Si−Al系合金以外にもFe−Ni系合金(パー
マロイ)等の他の強磁性金属材料により強磁性金属薄膜
を形成した磁気ヘッドにおいても本発明を適用すること
により上述の実施例と同様の効果を得ることが出来る。
以上、作動ギャップの両側の強磁性金属薄膜を第1お
よび第2の強磁性金属薄膜で構成する磁気ヘッドについ
て述べたが、本発明の効果はこれに限定されるものでは
なく、片側の前記強磁性金属薄膜のみを第1及び第2の
強磁性金属薄膜で構成する磁気ヘッドにおいても、本発
明の効果が得られるのは明らかである。
(ト) 発明の効果 本発明によれば、高周波領域での自己記録再生能力が
劣化することなく低周波領域での自己記録再生能力が向
上した磁気ヘッドを提供し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図至第6図は本発明に係り、第1図は磁気ヘッドの
外観を示す斜視図、第2図は磁気ヘッドのテープ摺接面
を示す図、第3図は飽和磁束密度の比率と再生出力との
関係を示す図、第4図は磁束密度B1、2kの値と再生出
力との関係を示す図、第5図は他の実施例の磁気ヘッド
の外観を示す斜視図、第6図は他の実施例の磁気ヘッド
のテープ摺接面を示す図である。第7図乃至第10図は従
来例に係り、第7図及び第9図は夫々磁気ヘッドの外観
を示す斜視図、第8図及び第10図は夫々磁気ヘッドのテ
ープ摺接面を示す図である。 (11a)(11b)……磁気コア半体、(12)……作動ギャ
ップ、(13a)(13b)……第1の強磁性金属薄膜、(17
a)(17b)……第2の強磁性金属薄膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 裕之 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 山野 孝雄 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 伊野 一夫 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 石原 宏三 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 小倉 隆 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−177714(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】強磁性酸化物よりなる一対の磁気コア半体
    に強磁性金属薄膜を形成し、該強磁性金属薄膜同士を作
    動ギャップとなる非磁性材料を介して突き合わせてなる
    磁気ヘッドにおいて、前記強磁性金属薄膜の少なくとも
    一方を第1の強磁性金属薄膜と、該第1の強磁性金属薄
    膜よりも前記作動ギャップ近傍に位置するとともに1.2
    キロエルステッドの磁界を印加したときに誘導される磁
    束密度(以下、磁束密度B1.2kとする)が1000ガウスよ
    り大きく且つ前記第1の強磁性金属薄膜に対する飽和磁
    束密度の比率が0.6以下である第2の強磁性金属薄膜と
    で構成したことを特徴とする磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】前記第1の強磁性金属薄膜と前記第2の強
    磁性金属薄膜とは同一の元素で構成され、且つ該元素の
    組成比が異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】前記第2の強磁性金属薄膜は、前記第1の
    強磁性金属薄膜を構成する元素に該元素とは別の元素を
    添加してなるものであることを特徴とする請求項(1)
    記載の磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】前記添加元素が、Ti、V、Cr、Zr、Nb、M
    o、Hf、Ta、Wのうち少なくとも一種であることを特徴
    とする請求項(3)記載の磁気ヘッド。
JP29593489A 1988-11-15 1989-11-14 磁気ヘッド Expired - Lifetime JPH081685B2 (ja)

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