JPH1064007A - 磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属磁性薄膜の高周波渦電流損失による透磁
率の劣化と媒体の高保磁力化に伴う磁気ヘッドの飽和現
象を積極的に利用することで、ヘッド磁界の非対称性を
生じさせ、高保磁力斜方蒸着媒体における短波長出力を
改善することを目的とする。 【解決手段】 本発明の磁気ヘッドは、それぞれ非磁性
基板３，４に挟持された、リーディング側磁気コアＬと
トレーリング側磁気コアＴが、ヘッドギャップ５を介し
て対向するものである。ここで、リーディング側磁気コ
アＬの磁束飽和密度とトレーリング側磁気コアＴの磁束
飽和密度が同じある。１つの例は、トレーリング側磁気
コアＴが単層膜の金属磁性薄膜で構成され、リーディン
グ側磁気コアＬが電気的絶縁膜を介して金属磁性薄膜が
複数層積層された積層膜で構成されている。または、他
の例は、トレーリング側磁気コアＴおよびリーディング
側磁気コアＬが、それぞれ電気的絶縁膜を介して金属磁
性薄膜が複数層積層された積層膜で構成されている。こ
の場合、リーディング側磁気コアＬの積層膜の数は、ト
レーリング側積層膜Ｔの数よりも多くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属磁性薄膜を主コ
アとして用いた磁気ヘッド及びこの磁気ヘッドを用いた
磁気記録再生装置に関するものであり、特に記録能力の
改善をした磁気ヘッドおよびこの磁気ヘッドを用いた磁
気記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近年
例えば、ＶＴＲや、データストリーマ等の磁気記録再生
装置においては、高密度、高画質化等を目的として情報
信号の短波長記録化が進められており、これに対応して
磁気記録媒体は強磁性金属粉末を用いた、所謂メタルテ
ープや、ベースフィルム上に強磁性金属材料を直接被着
した蒸着テープ等の高抗磁力磁気記録媒体が使用される
ようになってきた。

【０００３】特に、メタル蒸着テープは、メタル塗布型
テープとは異なり、磁性層厚みを約１／１０以下に薄く
できることから、媒体厚み損失の低減による短波長出力
を改善すると同時に長時間記録にも非常に有効である。
また、図６および図７に示す斜方配向により垂直記録成
分が多く、短波長記録に適しており、現在、最も記録密
度の大きな記録媒体である。

【０００４】一方、それに対応すべく磁気ヘッドの分野
においても研究が進められており、高抗磁力磁気記録媒
体を可能ならしめるため、従来の酸化物磁性材料（フェ
ライト）により構成された磁気ヘッドのギャップ近傍に
高飽和磁束密度を有する金属磁性材料を配した、所謂Ｍ
ＩＧ（メタルインギャップ）ヘッドや、金属磁性膜と絶
縁膜を交互に積層したものを主コアとし、それを非磁性
材料で挟持してなる、所謂積層型ヘッド等が開発、商品
化されている。

【０００５】また、上述磁気ヘッドにおいては、媒体の
高保磁力化に伴い、金属磁性材料の高飽和磁束密度化が
鋭意的に研究されていると同時に、特に、高保磁力斜方
蒸着媒体に対しては、磁気ヘッドギャップから流出する
ヘッド磁界を非対称にすることで、記録能力を更に改善
するとの報告もされている。（例えば、Ｔ．Ｉｓｈｉｄ
ａ ｅｔ ａｌ．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ＭＡＧ．
Ｖｏｌ．３２ ．１９９５）

【０００６】この報告によれば、リーディング側のヘッ
ド磁界が媒体磁化容易軸方向と同じ側に傾斜する向きに
なるように走行する場合において、磁気ヘッドのトレー
リング側の飽和磁束密度をリーディング側より大きくす
ることで、ヘッド磁界分布に非対称性が生じ、媒体の容
易軸方向に対する磁界勾配を急峻することができる。そ
の結果、磁化反転遷移幅が狭く形成され、短波長域でよ
り高い記録出力を得ることになる。

【０００７】本発明は、上記報告を参考に、金属磁性膜
を主コアとし非磁性基板により挟持してなる所謂積層型
ヘッドの更なる記録能力の改善を目的に考案するに至っ
た。

【０００８】そこで本発明は、金属磁性薄膜を主コアと
し、非磁性材料により挟持してなる磁気ヘッドにおい
て、上述金属磁性薄膜の高周波渦電流損失による透磁率
の劣化と媒体の高保磁力化に伴う磁気ヘッドの飽和現象
を積極的に利用することで、上述のヘッド磁界の非対称
性を生じさせ、高保磁力斜方蒸着媒体における短波長出
力を改善することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気ヘッドの
リーディング側とトレーリング側の磁気コアの飽和磁束
密度が同じで、それぞれの磁気コアの透磁率を（リーデ
ィング側磁気コアの透磁率）＞（トレーリング側磁気コ
アの透磁率）の関係にすることで、磁気ヘッドに印加さ
れる記録電流の増加に伴い、リーディング側の磁気コア
がトレーリング側磁気コアより早く飽和が起こり、トレ
ーリング側磁気コアが飽和が始まる記録電流値において
は、リーディング側磁気コアは過飽和により磁界勾配が
ブロードになり、ヘッド磁界に非対称性が生じ、媒体の
容易軸方向に対する磁界勾配を急峻することができる。
その結果、磁化反転遷移幅が狭く形成され、短波長域で
より高い記録出力を得ることになる。

【００１０】本発明の磁気ヘッドおよび磁気記録再生装
置を用いることで、短波長でのＳ／Ｎが改善され、更な
る高密度記録が可能になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明磁気ヘッドおよび磁
気記録再生装置の一実施例について図１〜図５を参照し
ながら説明する。

【００１２】図２は、本発明による磁気ヘッドの外観図
を示したものである。また、図１は、ヘッドギャップ５
側から見た、磁気ヘッドの媒体摺動面７を示したもので
ある。

【００１３】本磁気ヘッドの構造は、金属磁性薄膜１、
２からなる磁気コアを非磁性基板３、４で挟持してなる
サンドイッチ構造をとり、また、通常の磁気ヘッドと同
様に、ヘッドギャップ５、コイルを旋回するための巻線
窓６が形成されている。

【００１４】ここで、非磁性基板３、４は耐摩耗性に優
れ、且つ、媒体走行において、上記金属磁性薄膜との間
に摩耗特性の違いからなる偏摩耗が極力小さいことが望
ましく、また、現行フェライト材同等の良好な加工性を
持ち合わせている材料を用いることが一般的である。

【００１５】上記金属磁性薄膜１、２には、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
公知の物がいずれも使用でき、結晶質、非晶質であるか
を問わない。

【００１６】また、周知の通り、金属磁性薄膜の透磁率
は、図３に示すように、使用周波数の高周波数化に伴
い、渦電流損失により劣化が起きる。そこで、金属磁性
薄膜をスキンデプスを考慮した膜厚まで薄層化し、その
間にＳｉＯ₂ 等の電気的絶縁膜を挿入し、多層化して所
要のトラック幅を確保することで、高周波での渦電流損
失による高周波劣化を回避し、広帯域に渡り良好な記録
再生特性を持つ磁気ヘッド、所謂積層型ヘッドが考案さ
れている。

【００１７】本発明において、リーディング側磁気コア
Ｌとトレーリング側磁気コアＴの透磁率は、高周波渦電
流損失を積極的に利用し、各磁気コアの金属磁性薄膜の
積層数により変化させた。

【００１８】短波長、所謂高周波帯域において、それぞ
れの磁気コアの透磁率において、リーディング側磁気コ
アＬの透磁率をトレーリング側磁気コアＴの透磁率より
も大きくするために、リーディング側磁気コアＬの積層
数をトレーリング側磁気コアＴの積層数より多くなるよ
うに各磁気コアの積層数を設定する。

【００１９】ここで、各積層数は、数ＭＨｚ帯域の家庭
用ＶＴＲから数１０ＭＨｚ帯域を使用する業務用デジタ
ルＶＴＲ等使用システムに応じて最適化が必要である。
例えば、トラック幅を２０μｍと固定した場合、８ｍｍ
ＶＴＲに代表される数ＭＨｚ帯システムでは、リーディ
ング側磁気コアを５μｍ×４層、トレーリング側磁気コ
アを２０μｍ単層（図１Ａ参照）、もしくは１０μｍ×
２層程度（図１Ｂ参照）が妥当であり、業務用高品位デ
ジタルＶＴＲ等の約５０ＭＨｚ帯を使用するシステムで
は、リーディング側磁気コアを２μｍ×１０層、トレー
リング側磁気コアを５μｍ×４層（図１Ｃ参照）とする
等設計の最適化を行なう。

【００２０】こうして本発明を適用して作製された磁気
ヘッドに印加される記録電流の増加に伴うヘッド磁界を
図４、５に模型的に示した。磁気ヘッドに記録電流を印
加し、リーディング、トレーリング側磁気コア共に、未
飽和な領域では図５Ａに示すように、ギャップセンター
１２に対し対称な略半円状のヘッド磁界が形成される。

【００２１】更に、記録電流を増加していくと、透磁率
が高いリーディング側磁気コアＬが飽和が始まるが、一
方のトレーリング側磁気コアはまだ飽和には至らない領
域がある。この領域では、図５Ｂに示すように、過飽和
状態にあるリーディング側のヘッド磁界はその磁界勾配
が緩やかになり、ギャップセンター１２に対して非対称
なヘッド磁界が形成される。このヘッド磁界を図６に示
す斜方蒸着テープに適応すると、媒体の磁化容易軸方向
に対する磁界勾配を急峻に形成することになり、その結
果、磁化反転遷移幅が狭く形成され、短波長域でより高
い記録出力を得ることができる。また、本発明による磁
気ヘッドを磁気記録再生装置に組み込めば、短波長域で
より高い記録出力を得ることができる磁気記録再生装置
を提供することができる。

【００２２】以上のことから本例によれば、磁気ヘッド
のリーディング側とトレーリング側の磁気コアの飽和磁
束密度が同じで、それぞれの磁気コアの透磁率におい
て、リーディング側磁気コアの透磁率をトレーリング側
磁気コアの透磁率より大きくすることで、磁気ヘッドに
印加される記録電流の増加に伴い、リーディング側の磁
気コアがトレーリング側磁気コアより早く飽和が起こ
り、トレーリング側磁気コアが飽和が始まる記録電流値
においては、リーディング側磁気コアは過飽和により磁
界勾配がブロードになり、ヘッド磁界に非対称性が生
じ、媒体の容易軸方向に対する磁界勾配を急峻すること
ができる。その結果、磁化反転遷移幅が狭く形成され、
短波長域でより高い記録出力を得ることができる。

【００２３】なお、本発明は上述の実施例に限らず本発
明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得
ることはもちろんである。

【００２４】更に、記録電流を増加していくと、透磁率
が高いリーディング側磁気コアＬが飽和が始まるが、一
方のトレーリング側磁気コアはまだ飽和には至らない領
域がある。この領域では、図５Ｂに示すように、過飽和
状態にあるリーディング側のヘッド磁界はその磁界勾配
が緩やかになり、ギャップセンター１２に対して非対称
なヘッド磁界が形成される。このヘッド磁界を図６に示
す斜方蒸着テープに適応すると、媒体の磁化容易軸方向
に対する磁界勾配を急峻に形成することになり、その結
果、磁化反転遷移幅が狭く形成され、短波長域でより高
い記録出力を得ることができる。また、本発明による磁
気ヘッドを磁気記録再生装置に組み込めば、短波長域で
より高い記録出力を得ることができる磁気記録再生装置
を提供することができる。

【００２５】以上のことから本例によれば、磁気ヘッド
のリーディング側とトレーリング側の磁気コアの飽和磁
束密度が同じで、それぞれの磁気コアの透磁率におい
て、リーディング側磁気コアの透磁率をトレーリング側
磁気コアの透磁率より大きくすることで、磁気ヘッドに
印加される記録電流の増加に伴い、リーディング側の磁
気コアがトレーリング側磁気コアより早く飽和が起こ
り、トレーリング側磁気コアが飽和が始まる記録電流値
においては、リーディング側磁気コアは過飽和により磁
界勾配がブロードになり、ヘッド磁界に非対称性が生
じ、媒体の容易軸方向に対する磁界勾配を急峻すること
ができる。その結果、磁化反転遷移幅が狭く形成され、
短波長域でより高い記録出力を得ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気ヘッドのリーディング側とトレーリング側の磁気コ
アの飽和磁束密度が同じで、それぞれの磁気コアの透磁
率において、リーディング側磁気コアの透磁率をトレー
リング側磁気コアの透磁率より大きくすることで、磁気
ヘッドに印加される記録電流の増加に伴い、リーディン
グ側の磁気コアがトレーリング側磁気コアより早く飽和
が起こり、トレーリング側磁気コアが飽和が始まる記録
電流値においては、リーディング側磁気コアは過飽和に
より磁界勾配がブロードになり、ヘッド磁界に非対称性
が生じ、媒体の容易軸方向に対する磁界勾配を急峻する
ことができる。その結果、磁化反転遷移幅が狭く形成さ
れ、短波長域でより高い記録出力を得ることができる。

【００２７】また、本発明による磁気ヘッドを磁気記録
再生装置に組み込めば、短波長域でより高い記録出力を
得ることができる磁気記録再生装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気ヘッドの媒体摺動面を上部よ
り見た図である。

【図２】本発明を適用する磁気ヘッドの概観図である。

【図３】金属磁性薄膜の渦電流損失による高周波劣化を
示すグラフである。

【図４】高透磁率と低透磁率を有する磁気コアのＢ−Ｈ
特性を概念的に示す模型図である。

【図５】リーディング側磁気コアの飽和状態の違いによ
るヘッド磁界の違いを示す概念図である。

【図６】斜方蒸着テープの模型図である。

【図７】斜方蒸着テープを磁気ヘッドで記録する過程を
示す模型図である。

【符号の説明】

１，２ 金属磁性薄膜、３，４ 非磁性基板、５ ヘッ
ドギャップ、６ 巻線窓、７ 媒体摺動面、８ テー
プ、９ ベースフィルム、１０ 磁性層、１１ヘッド磁
界、１２ ギャップセンター、Ｌ リーディング側磁気
コア、Ｔ トレーリング側磁気コア

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ非磁性基板に挟持された、リー
   ディング側磁気コアとトレーリング側磁気コアが、ヘッ
   ドギャップを介して対向する磁気ヘッドにおいて、 上記リーディング側磁気コアの磁束飽和密度と上記トレ
   ーリング側磁気コアの磁束飽和密度が同じで、 上記リーディング側磁気コアの透磁率が上記トレーリン
   グ側磁気コアの透磁率よりも大きいことを特徴とする磁
   気ヘッド。
2. 【請求項２】 それぞれ非磁性基板に挟持された、リー
   ディング側磁気コアとトレーリング側磁気コアが、ヘッ
   ドギャップを介して対向する磁気ヘッドにおいて、 上記トレーリング側磁気コアは、単層膜の金属磁性薄膜
   で構成され、 上記リーディング側磁気コアは、電気的絶縁膜を介して
   金属磁性薄膜が複数層積層された積層膜で構成されてい
   ることを特徴とする磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 トレーリング側磁気コアの単層膜の厚さ
   は、リーディング側磁気コアの金属磁性薄膜の１層当り
   の膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項２記載の磁気
   ヘッド。
4. 【請求項４】 トレーリング側磁気コアの単層膜の材質
   は、リーディング側磁気コアの金属磁性薄膜の材質と同
   一であることを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド。
5. 【請求項５】 トレーリング側磁気コアの単層膜の材質
   は、リーディング側磁気コアの金属磁性薄膜の材質と同
   一であることを特徴とする請求項３記載の磁気ヘッド。
6. 【請求項６】 それぞれ非磁性基板に挟持された、リー
   ディング側磁気コアとトレーリング側磁気コアが、ヘッ
   ドギャップを介して対向する磁気ヘッドにおいて、 上記トレーリング側磁気コアおよび上記リーディング側
   磁気コアは、それぞれ電気的絶縁膜を介して金属磁性薄
   膜が複数層積層された積層膜で構成されていることを特
   徴とする磁気ヘッド。
7. 【請求項７】 リーディング側磁気コアの積層膜の数
   は、トレーリング側積層膜の数よりも多いことを特徴と
   する請求項６記載の磁気ヘッド。
8. 【請求項８】 トレーリング側磁気コアの金属磁性薄膜
   の１層当りの膜厚は、リーディング側磁気コアの金属磁
   性薄膜の１層当りの膜厚よりも厚いことを特徴とする請
   求項６記載の磁気ヘッド。
9. 【請求項９】 トレーリング側磁気コアの金属磁性薄膜
   の材質は、リーディング側磁気コアの金属磁性薄膜の材
   質と同一であることを特徴とする請求項６記載の磁気ヘ
   ッド。
10. 【請求項１０】 トレーリング側磁気コアの金属磁性薄
    膜の材質は、リーディング側磁気コアの金属磁性薄膜の
    材質と同一であることを特徴とする請求項７記載の磁気
    ヘッド。
11. 【請求項１１】 トレーリング側磁気コアの金属磁性薄
    膜の材質は、リーディング側磁気コアの金属磁性薄膜の
    材質と同一であることを特徴とする請求項８記載の磁気
    ヘッド。
12. 【請求項１２】 それぞれ非磁性基板に挟持された、リ
    ーディング側磁気コアとトレーリング側磁気コアが、ヘ
    ッドギャップを介して対向する磁気ヘッドを有する磁気
    記録再生装置において、 上記リーディング側磁気コアの磁束飽和密度と上記トレ
    ーリング側磁気コアの磁束飽和密度が同じで、上記リー
    ディング側磁気コアの透磁率が上記トレーリング側磁気
    コアの透磁率よりも大きい磁気ヘッドと、 斜め配向薄膜媒体との組み合わせにより構成されること
    を特徴とする磁気記録再生装置。
13. 【請求項１３】 それぞれ非磁性基板に挟持された、リ
    ーディング側磁気コアとトレーリング側磁気コアが、ヘ
    ッドギャップを介して対向する磁気ヘッドを有する磁気
    記録再生装置において、 上記トレーリング側磁気コアが、単層膜の金属磁性薄膜
    で構成され、上記リーディング側磁気コアが、電気的絶
    縁膜を介して金属磁性薄膜が複数層積層された積層膜で
    構成されている磁気ヘッドと、 斜め配向薄膜媒体との組み合わせにより構成されること
    を特徴とする磁気記録再生装置。
14. 【請求項１４】 磁気ヘッドのトレーリング側磁気コア
    の単層膜の厚さは、リーディング側磁気コアの金属磁性
    薄膜の１層当りの膜厚よりも厚いことを特徴とする請求
    項１３記載の磁気記録再生装置。
15. 【請求項１５】 磁気ヘッドのトレーリング側磁気コア
    の単層膜の材質は、リーディング側磁気コアの金属磁性
    薄膜の材質と同一であることを特徴とする請求項１３記
    載の磁気記録再生装置。
16. 【請求項１６】 磁気ヘッドのトレーリング側磁気コア
    の単層膜の材質は、リーディング側磁気コアの金属磁性
    薄膜の材質と同一であることを特徴とする請求項１４記
    載の磁気記録再生装置。
17. 【請求項１７】 それぞれ非磁性基板に挟持された、リ
    ーディング側磁気コアとトレーリング側磁気コアが、ヘ
    ッドギャップを介して対向する磁気ヘッドを有する磁気
    記録再生装置において、 上記トレーリング側磁気コアおよび上記リーディング側
    磁気コアが、それぞれ電気的絶縁膜を介して金属磁性薄
    膜が複数層積層された積層膜で構成されている磁気ヘッ
    ドと、 斜め配向薄膜媒体との組み合わせにより構成されること
    を特徴とする磁気記録再生装置。
18. 【請求項１８】 磁気ヘッドのリーディング側磁気コア
    の積層膜の数は、トレーリング側積層膜の数よりも多い
    ことを特徴とする請求項１７記載の磁気記録再生装置。
19. 【請求項１９】 磁気ヘッドのトレーリング側磁気コア
    の金属磁性薄膜の１層当りの膜厚は、リーディング側磁
    気コアの金属磁性薄膜の１層当りの膜厚よりも厚いこと
    を特徴とする請求項１７記載の磁気記録再生装置。
20. 【請求項２０】 磁気ヘッドのトレーリング側磁気コア
    の金属磁性薄膜の材質は、リーディング側磁気コアの金
    属磁性薄膜の材質と同一であることを特徴とする請求項
    １７記載の磁気記録再生装置。
21. 【請求項２１】 磁気ヘッドのトレーリング側磁気コア
    の金属磁性薄膜の材質は、リーディング側磁気コアの金
    属磁性薄膜の材質と同一であることを特徴とする請求項
    １８記載の磁気記録再生装置。
22. 【請求項２２】 磁気ヘッドのトレーリング側磁気コア
    の金属磁性薄膜の材質は、リーディング側磁気コアの金
    属磁性薄膜の材質と同一であることを特徴とする請求項
    １９記載の磁気記録再生装置。