JPH1166501A

JPH1166501A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH1166501A
Application number: JP9229989A
Authority: JP
Inventors: Takao Mizushima; 隆夫水嶋; Teruhiro Makino; 彰宏牧野; Akihisa Inoue; 明久井上
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1999-03-09

Abstract

(57)【要約】【課題】出力信号の質が良好であり、構成が比較的簡
単であり、製造コストが低い磁気ヘッドを提供する。【解決手段】一対のコア１２と、一対のコア１２に挟
まれるように一対のコアの下部１２ａと接合する接合用
のガラス１３と、磁気インピーダンス素子１４とを備
え、インピーダンス効果素子１４が一対のコア１２を掛
け渡すように配置されることにより、外部磁界が一対の
コア１２を介して磁気インピーダンス効果素子１４に印
加されるように構成されており、また、インピーダンス
素子１４は、Ｆｅを主成分とし、ΔＴｘ＝Ｔｘ−Ｔｇ
（式中、Ｔｘは結晶化開始温度、Ｔｇはガラス転移温度
を示す）の式で表される過冷却液体の温度間隔ΔＴｘが
２０Ｋ以上のＦｅ基金属ガラス合金であることを特徴と
する磁気ヘッド１１を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｆｅ基金属ガラス
合金からなる磁気インピーダンス効果素子を備えた磁気
ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年において、コンピュータの外部記憶
装置であるハードディスクや、ディジタルオーディオテ
ープレコーダ、ディジタルビデオテープレコーダ等に代
表される磁気記録装置は、一層の小型化とともに、記録
密度の向上が要望されている。上述の要望に対応するに
は、磁気ヘッドの高性能化が不可欠であり、最近では、
再生ヘッドに磁気抵抗素子（以下ＭＲ素子と略す）を用
いた磁気ヘッドが開発されている。ＭＲ素子を用いた磁
気ヘッドは、記録媒体との相対速度の依存性が無く、低
い相対速度での記録信号の読み出しに向いているが、記
録媒体の記録磁化の変化に対する抵抗変化率が低いため
に出力信号の感度が低いので、将来の高密度化への対応
が難しいという課題がある。

【０００３】そこで、最近注目を集めているのが、磁気
インピーダンス効果（Magneto-Impedance Effect）を有
する素子（磁気インピーダンス効果素子、以下「ＭＩ素
子」と記す）である。磁気インピーダンス効果とは、ワ
イヤ状またはリボン状の磁性体に電源からＭＨｚ帯域の
交流電流を印加し、この状態で磁性体の長さ方向に外部
磁界を印加すると、外部磁界が数ガウス程度の微弱磁界
であっても、磁性体の両端に素材固有のインピーダンス
による電圧が発生し、その振幅が外部磁界の強度に対応
して数十％の範囲で変化する、すなわちインピーダンス
変化を起こす現象をいう。従来のＭＲ素子の磁気検出感
度が０．１Ｏｅ程度であるのに対し、磁気インピーダ
ンス効果を有する素子（ＭＩ素子）は、１０^-5 Ｏｅ程
度の磁化を検出することが可能であることから、高感度
の磁気ヘッドとしての応用が期待されている。

【０００４】ＭＩ素子を磁気ヘッドの磁気検出手段とし
て用いた従来例を図面を参照して説明する。図７（ａ）
及び図７（ｂ）において、磁気ヘッド１には、酸化物強
磁性体であるフェライトからなる一対のコア２ａ、２ｂ
と、一対のコア２ａ、２ｂに挟まれるように一対のそれ
ぞれのコア２ａ、２ｂと接合する接合用のガラス３と、
磁性体である磁気インピーダンス効果素子（ＭＩ素子）
５とが備えられている。磁気ヘッド１は、ＭＩ素子５が
一対のコア２ａ、２ｂの側部を掛け渡すように配置され
ることにより、一対のそれぞれのコア２ａ、２ｂがＭＩ
素子５を介して磁気的に結合されるように構成されてい
る。具体的には、ＭＩ素子５の長手方向の端部５ａ、５
ｂは、一対のコア２ａ、２ｂの一面である磁路接続面３
ａ、３ｂと接合している。磁路接続面３ａ、３ｂ上には
図示しない絶縁層が成膜されている。このようにして、
一対のコア２ａ、２ｂ及びＭＩ素子５によって閉磁路が
形成されている。接合用のガラス３は非磁性体からな
り、一対のコア２ａ、２ｂ同士の直接的な磁気的結合を
防ぐ役割を果たすものであり、コア２ａ、２ｂの対向部
分の下部側を接合するように設けられている。また、一
対のコア２ａ、２ｂの上部側の間には磁気ギャップＧが
設けられている。更に、一対のコア２ａ、２ｂの上部側
には、磁気ギャップＧのトラック幅を規制するための規
制溝４が設けられ、この規制溝４に非磁性体であるガラ
ス８が充填されている。また、ＭＩ素子５の長手方向の
端部５ａ、５ｂ上には、Ｃｕ、Ａｕ等の導電膜が成膜さ
れて端子６ａ、６ｂが形成され、この端子６ａ、６ｂに
出力信号を取り出すための導線７が接続されている。更
に、端子６ａ、６ｂには、交流電流を印加するための導
線（図示せず）が接続されている。

【０００５】磁気ヘッド１の動作は以下の通りである。
図示しない記録媒体の記録磁化による外部磁界が、磁気
ギャップＧからコア２ａ、２ｂに侵入し、ＭＩ素子５に
印加される。ＭＩ素子５には、あらかじめＭＨｚ帯域の
交流電流が印加されており、ＭＩ素子５の両端に素子固
有のインピーダンスによる電圧が発生している。この電
圧の振幅が外部磁界の強度に対応して数十％の範囲で変
化し、出力信号として導線７から取り出される。

【０００６】上述のＭＩ素子５を用いた磁気ヘッド１に
よれば、ＭＩ素子５に印加される記録媒体からの外部磁
界が数ガウス程度の微弱磁界であっても、取り出される
電圧の変化が大きいので、磁気ヘッド１の感度を大きく
することができる。また、コア２ａ、２ｂに印加される
外部磁界が微弱磁界であっても充分な感度が得られるの
で、磁路の磁束の実効断面積、即ち、コア２ａ、２ｂの
形状を小さくすることが可能であり、磁気ヘッド１を小
型にすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来まで、ＭＩ素子５
としては、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系、例えばＦｅ₇₈Ｓｉ₉Ｂ₁₃
の非晶質リボンや、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ系、例えば
（Ｆｅ₆Ｃｏ₉₄）_72.5Ｓｉ₁ _2.5Ｂ₁₅の非晶質ワイヤ等が
用いられていた。

【０００８】しかし、Ｆｅ₇₈Ｓｉ₉Ｂ₁₃の組成の合金を
ＭＩ素子５として磁気ヘッド１に用いた場合には、印加
する外部磁界に対するＭＩ素子５からの出力電圧の値が
小さく、出力信号を１００倍程度に増幅する必要がある
が、この増幅によってノイズが混入してしまうので、質
の高い出力信号を得ることができないという課題があっ
た。

【０００９】また、（Ｆｅ₆Ｃｏ₉₄）_72.5Ｓｉ_12.5Ｂ₁₅
の組成の合金をＭＩ素子５として磁気ヘッド１に用いた
場合には、印加する外部磁界に対するＭＩ素子５からの
出力電圧の値は大きく、出力信号の増幅率も小さくて済
む。しかし、外部磁界が−２Ｏｅ〜＋２Ｏｅ程度の微
弱磁界の範囲では、出力電圧が急激に変化して定量性が
得られないために、磁気ヘッド１の磁界検出手段として
の使用は困難である。外部磁界の変化に対する出力電圧
の応答が直線的である絶対値で２Ｏｅを越える磁界帯
域であれば、磁気ヘッド１の磁界検出手段として使用可
能であるが、この場合には、ＭＩ素子５に約２Ｏｅ程
度のバイアス磁界を印加する必要がある。バイアス印
加手段として、コイルにバイアス電流を流してバイアス
磁界を印加した場合には、ある程度のバイアス電流を必
要とし、永久磁石によってバイアス磁界を印加した場合
には、２Ｏｅ程度の磁化を有する永久磁石を選定する
必要があり、磁気ヘッド１の構成が複雑になってしまう
という課題があった。

【００１０】更に、上述のＦｅ₇₈Ｓｉ₉Ｂ₁₃、（Ｆｅ₆Ｃ
ｏ₉₄）_72.5Ｓｉ_12.5Ｂ₁₅といった非晶質合金は、いずれ
も過冷却液体の温度間隔ΔＴｘが狭いために、単ロール
法と呼ばれる方法等により１０⁵℃／ｓレベルの冷却温
度で急冷しなければ非晶質とならないので、厚さが５０
μｍ以下程度の薄膜状のものしか得られない。従って、
これらの合金を磁気ヘッドに使用するには、微細な加工
が必要であり、磁気ヘッドの製造コストが上昇してしま
うという課題があった。

【００１１】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたものであって、出力信号の質が良好であり、構成
が比較的簡単であり、製造コストが低い磁気ヘッドを提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明の磁気ヘ
ッドは、Ｆｅを主成分とし、ΔＴｘ＝Ｔｘ−Ｔｇ（式
中、Ｔｘは結晶化開始温度、Ｔｇはガラス転移温度を示
す）の式で表される過冷却液体の温度間隔ΔＴｘが２０
Ｋ以上であるＦｅ基金属ガラス合金からなるＭＩ素子を
備えることを特徴とする。本発明の磁気ヘッドは、先に
記載の磁気ヘッドであって、一対のコアと、前記一対の
コアに挟まれるように前記一対のコアのそれぞれの一端
と接合する接合用のガラスとを備え、前記インピーダン
ス効果素子が前記一対のコアを掛け渡すように配置され
ることにより、外部磁界が前記一対のコアを介して前記
磁気インピーダンス効果素子に印加されるように構成さ
れたことを特徴とする。

【００１３】また、本発明の磁気ヘッドは、先に記載の
磁気ヘッドであって、前記一対のコアはフェライトから
なることを特徴とする。また、本発明の磁気ヘッドは、
先に記載の磁気ヘッドであって、前記一対のそれぞれの
コアの一端と他端との間に巻線溝が設けられ、該巻線溝
に記録用の巻線が巻回されたものであることを特徴とす
る。

【００１４】更に、本発明の磁気ヘッドは、先に記載の
磁気ヘッドであって、前記ＭＩ素子にバイアス印加手段
が設けられていることを特徴とする。更に、本発明の磁
気ヘッドは、先に記載の磁気ヘッドであって、前記バイ
アス印加手段は、前記巻線溝に巻回されたバイアス用の
巻線であることを特徴とする。更に、本発明の磁気ヘッ
ドは、先に記載の磁気ヘッドであって、前記バイアス印
加手段は、前記ＭＩ素子の端部に備えられた永久磁石で
あることを特徴とする。

【００１５】更にまた、本発明の磁気ヘッドは、先に記
載の磁気ヘッドであって、前記Ｆｅ基金属ガラス合金が
Ｆｅ以外の他の金属元素と半金属元素とを含有してな
り、前記他の金属元素としてＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎの
うちの１種または２種以上が含有され、前記半金属元素
として、Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｉのうちの１種または２
種以上が含有されてなることを特徴とする。本発明の磁
気ヘッドは、先に記載の磁気ヘッドであって、前記Ｆｅ
基金属ガラス合金の組成が、それぞれ原子％でＡｌ：１〜１０Ｇａ：０．５〜４Ｐ：０〜１５Ｃ：２〜７Ｂ：２〜１０Ｆｅ：残部であることを特徴とする。

【００１６】また、本発明の磁気ヘッドは、先に記載の
磁気ヘッドであって、前記Ｆｅ基金属ガラス合金の組成
が、それぞれ原子％でＡｌ：１〜１０Ｇａ：０．５〜４Ｐ：０〜１５Ｃ：２〜７Ｂ：２〜１０Ｓｉ：０〜１５Ｆｅ：残部であることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１及び図２において、磁気ヘッ
ド１１には、強磁性体である一対のコア１２、１２と、
一対のコア１２、１２に挟まれるように一対のコア１
２、１２の下部１２ａと接合する接合用のガラス１３
と、磁性体である薄帯状の磁気インピーダンス効果素子
（ＭＩ素子）１４とが備えられている。また、磁気ヘッ
ド１１には、一対のコア１２、１２の上部１２ｂの上面
に、図示しない記録媒体が摺動する摺動面１５が形成さ
れ、この摺動面１５の中央部に磁気ギャップＧが設けら
れている。磁気ヘッド１１は、ＭＩ素子１４が一対のコ
ア１２、１２の側部と接合して、ＭＩ素子１４が一対の
コア１２、１２を掛け渡すように配置されることによ
り、記録媒体の記録磁化による外部磁界が一対のコア１
２、１２を介してＭＩ素子１４に印加されるように構成
されている。具体的には、ＭＩ素子１４の長手方向の端
部１４ａ、１４ｂが、一対のコアの側面の磁路接続面１
２ｃに任意の手段により接合されている。このようにし
て、この一対のコア１２、１２とＭＩ素子１４と磁気ギ
ャップＧとによって閉磁路が形成されている。

【００１８】接合用のガラス１３は非磁性体からなるも
のであり、一対のコア１２、１２を離間させて接合し、
また、コア１２、１２の相対向する側部側の上部には各
々凹部が形成され、これらの凹部間にコア１２、１２と
ガラス１３とに区画されて巻線穴１６が形成されてい
る。

【００１９】一対のコア１２、１２は、酸化物強磁性体
であるフェライトからなるものである。フェライトとし
ては、ＭｎＺｎ系多結晶フェライト、ＭｎＺｎ系単多結
晶フェライト、ＭｎＺｎＳｎ系多結晶フェライト等のよ
うなものが、高飽和磁束密度、高透磁率、電気抵抗が大
きく渦電流損失が少ない、硬度が高く対摩耗性に優れる
等の特性を有し、磁気ヘッドのコアとして最適である。
また、一対のコア１２、１２の上部側の接合部分には、
磁気ギャップＧのトラック幅を規制するための規制溝１
７が設けられ、この規制溝１７に非磁性体であるガラス
２５が充填されている。更に、一対のコア１２、１２の
上部外側には、巻線溝１８が形成され、この巻線溝１８
に記録用の巻線１９が巻回されている。

【００２０】ＭＩ素子１４は、Ｆｅを主成分とするＦｅ
基金属ガラス合金からなるものであって、図の例では薄
帯状のものであるが、ワイヤ状のものを複数本撚り集め
たものであっても良い。

【００２１】また、磁気ヘッド１１には、ＭＩ素子１４
にバイアス磁化を印加するためのバイアス印加手段２０
が設けられている。バイアス印加手段２０の一例として
は、図１に示すように、巻線溝１８に巻回したバイアス
用の巻線２１にバイアス電流を流してコア１２に磁束を
印加し、このコア１２を介してこの磁束がＭＩ素子１４
に印加されてバイアス磁化とするものが挙げられる。バ
イアス印加手段２０の別の例としては、図２に示すよう
に、ＭＩ素子１４の端部１４ａ、１４ｂに永久磁石層
（永久磁石）２２を設け、この永久磁石層２２の磁化を
ＭＩ素子１４に印加することによりバイアス磁化とする
ことも可能である。このときの永久磁石層２２として
は、硬質磁性体であればどのようなものであっても良い
が、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ系や、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系の硬質磁
性体であることが好ましい。これらＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系、
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系の硬質磁性体は、残留磁化、保磁力
が極めて高く、これら永久磁石２２の占める体積を減少
したとしても、ＭＩ素子１４に充分なバイアス磁化を印
加させることが可能である。これら、永久磁石層２２
は、スパッタ等の成膜法により、ＭＩ素子１４の端部１
４ａ、１４ｂ上に成膜される。また、ＭＩ素子１４の端
部１４ａ、１４ｂには、出力信号を取り出すための導線
２４が接続され、更にＭＩ素子１４に交流電流を印加す
るための導線（図示せず）が接続されている。

【００２２】更に、磁気ヘッド１１の一対のコア１２、
１２には、スパッタ等の成膜法によりメタル磁性膜２３
が形成され、更にこのメタル磁性膜２３の上にスパッタ
等の成膜法により、図示しないギャップ層が形成されて
おり、ＭＩＧ（ＭｅｔａｌＩｎＧａｐ）型の磁気ヘッ
ドとして構成されている。メタル磁性膜２３としては、
フェライトよりも高透磁率を有する軟磁性合金が用いら
れ、特に、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、ア
モルファス合金等が好ましい。ギャップ層としては、非
磁性体であるＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＣｒＳｉＯ₂等が用い
られる。

【００２３】ＭＩ素子１４を構成するＦｅ基金属ガラス
合金は、Ｆｅを主成分とし、ΔＴｘ＝Ｔｘ−Ｔｇ（式
中、Ｔｘは結晶化開始温度、Ｔｇはガラス転移温度を示
す）の式で表される過冷却液体領域の温度幅ΔＴｘが２
０Ｋ以上、組成によっては４０〜６０Ｋ以上という顕著
な温度間隔を示すので、徐冷による成形が可能となり、
比較的肉厚のリボン状や線状の成形体を作成することが
可能となる。また、安定したアモルファス合金を得るこ
とができる。

【００２４】高いＭＩ効果を有しながら、しかも２０Ｋ
以上のΔＴｘを有するＦｅ基金属ガラス合金を得るため
に、このＦｅ基金属ガラス合金に、Ｆｅ以外の他の金属
元素と半金属元素とを含有させる。このうちＦｅ以外の
他の金属とは、周期律表の３Ｂ族および４Ｂ族の少なく
とも１種類以上からなるものであり、具体的にはＡｌ、
Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｎ、およびＰｂの少なくとも１種
以上が好ましく、中でもＡｌ、Ｇａ、ＩｎまたはＳｎが
より好ましい。前記の半金属元素は、Ｐ、Ｃ、Ｂ、Ｇｅ
およびＳｉの少なくとも１種以上であることが好まし
い。特に、Ｐ、Ｃ、およびＢの少なくとも１種以上を含
有させることが好ましい。また、Ｓｉを加えることによ
り、過冷却液体の温度間隔ΔＴｘを向上させ、非晶質単
相組織となる臨界板厚を増大できる。Ｓｉの含有量は多
すぎると過冷却液体領域ΔＴｘが消滅するので、１５原
子％以下が好ましい。また、Ｓｉの添加効果を得るため
には、０．５原子％以上添加するとより好ましい。また
このＦｅ基金属ガラス合金は、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔ
ａ、Ｗ、ＺｒおよびＣｒの少なくとも１種以上を含有し
てもよい。更に、ＮｉとＣｏの少なくとも一方を含有し
てもよい。

【００２５】より具体的に例示すると、本発明では、そ
の組成が原子％で、Ａｌ：１〜１０、Ｇａ：０．５〜
４、Ｐ：０〜１５、Ｃ：２〜７、Ｂ：２〜１０、Ｆｅ：
残部であって、不可避不純物が含有されていても良いＦ
ｅ基金属ガラス合金が得られる。また、Ｐは、より好ま
しくは６〜１５原子％、Ｃは、より好ましくは５〜７原
子％とするとより大きなΔＴｘを得ることができる。ま
た、本発明では、その組成が原子％で、Ａｌ：１〜１
０、Ｇａ：０．５〜４、Ｐ：０〜１５、Ｃ：２〜７、
Ｂ：２〜１０、Ｓｉ：０〜１５、Ｆｅ：残部であっ
て、不可避不純物が含有されていても良いＦｅ基金属ガ
ラス合金が得られる。また、上記組成と同様に、Ｐは６
〜１５原子％、Ｃは５〜７原子％とするとより好まし
い。尚、前記の組成において、更にＧｅを０〜４原子
％、好ましくは０．５〜４原子％の範囲で含有していて
も良い。また、前記の組成において、更にＮｂ、Ｍｏ、
Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｚｒ、Ｃｒの少なくとも１種以上を７
原子％以下含有しても良く、更に、０〜１０原子％のＮ
ｉ、０〜３０原子％のＣｏの少なくとも１種類以上を含
有しても良い。

【００２６】本発明に係るＦｅ基金属ガラス合金からな
るＭＩ素子１４は、溶製してから鋳造法により、或いは
単ロールもしくは双ロールによる急冷法によって、更に
は液中紡糸法や溶液抽出法によって、バルク状、薄帯
（リボン）状、線状体等の種々の形状として製造され
る。これらの製造法によって、従来の非晶質合金による
リボン状のＭＩ素子に比べての１０倍以上の厚さと形の
大きさのＭＩ素子を得ることができる。これらの方法に
より得られた前記の組成のＦｅ基軟磁性金属ガラス合金
は、室温において軟磁気特性（Soft magnetism）を有し
ている。この軟磁気特性は３００℃〜５００℃の範囲内
の熱処理を施すことによって更に改善される。このた
め、磁気ヘッドへの応用に有用なものとなる。

【００２７】上述のＦｅ基金属ガラス合金を用いて作成
したＭＩ素子１４は、ＭＨｚ帯域の交流電流を印加した
状態で、ＭＩ素子１４の長さ方向に外部磁界を印加する
ことにより、外部磁界ゼロを中心に正負磁界の絶対値に
依存して正負方向にほぼ対称的に出力電圧、すなわちイ
ンピーダンスが変化（上昇）し、いわゆる磁気インピー
ダンス効果を示す。

【００２８】本発明の磁気ヘッド１１には、一対のコア
１２とＦｅ基金属ガラス合金からなるＭＩ素子１４と磁
気ギャップＧとによって閉磁路が形成されており、ＭＩ
素子１４に高周波の交流電流を流すと、コア１２を介し
て記録媒体から印加される外部磁界の磁束変化に依存し
てＭＩ素子のインピーダンスが鋭敏に変化するので、磁
気ヘッド１１を高感度にすることができる。また、ＭＩ
素子１４の磁壁の移動が強い過電流制動により抑制さ
れ、磁化ベクトルの回転のみによって円周磁束が発生す
るので、磁気ヘッド１１の応答性を高速にすることがで
きる。磁気ヘッドの高速応答性は、磁気記録媒体などの
磁気情報の検出に際しては必須の要件であり、例えば直
径１９ｍｍの２０００極着磁のリング磁石を３６００ｒ
ｐｍで回転させるとき、１２０ｋＨｚの基本波を検出し
その数倍の高調波を検出するためにはＭＨｚレベルの遮
断周波数が必要となる。また、ＶＴＲの遮断周波数は現
在は４．７５ＭＨｚであるが、将来は５０ＭＨｚが想定
されている。これらの要求に対しても本発明のＭＩ素子
１４を備えた磁気ヘッド１１は、通電電流を５００ＭＨ
ｚ以上に設定することにより対応できる。

【００２９】また、本発明のＭＩ素子１４を備えた磁気
ヘッド１１とコルピッツ発振回路などの自己発振回路と
を組み合わせて、振幅変調方式の磁気ヘッドとして構成
した場合には、数十ＭＨｚの発振周波数では直流磁界か
ら数ＭＨｚの高周波磁界まで、分解能が約１０^-6 Ｏｅ
の高感度で安定に検出できるので、磁気情報が高密度に
記録された記録媒体の記録磁化を検出することができ
る。

【００３０】本発明のＭＩ素子１４は、外部磁界の極性
に係わらず、外部磁界０を対称に同様のインピーダンス
変化を示すので、磁気ヘッドとして使用するには、直流
磁界バイアスを印加する必要があるが、本発明のＭＩ素
子１４は、微弱磁界における直線性が高いため、バイア
ス磁界も軽微でよい。従って、バイアス印加手段２０と
して、バイアス用の巻線２１にバイアス電流を流す場合
には数ｍＡの直流電流を印加すれば良く、バイアス印加
手段２０の回路構成を簡単にすることができる。また、
ＭＩ素子１４の端部１４ａ、１４ｂに永久磁石２２を設
ける場合には、永久磁石２２の磁化が小さくて済むの
で、永久磁石２２の体積を小さくすることが可能であ
り、磁気ヘッド１１の小型化が実現できる。

【００３１】また、上述の一対のコア１２は、フェライ
トにより形成されており、磁気記録媒体の記録磁化を損
失させることなくＭＩ素子１４に印加させることができ
るので、磁気ヘッド１１の高感度化を図ることができ
る。また、フェライトは加工性に優れるため、複雑な形
状のコアも容易に作成することができる。更に、上述の
磁気ヘッド１１には、記録用の巻線９が巻回されている
ので、磁気記録媒体への記録磁化の書込が可能であり、
ＭＩ素子１４と併せて、再生／記録用の磁気ヘッドとし
て構成することができる。

【００３２】

【実施例】以下、実施例によって詳細に説明する。

【００３３】（実施例１）Ｆｅ、Ａｌ、Ｇａ、Ｆｅ-Ｃ
合金、Ｆｅ-Ｐ合金およびＢのそれぞれ所定量を秤量混
合し、減圧Ａｒ雰囲気下においてこれらの原料を高周波
誘導加熱炉で溶融し、原子組成比がＦｅ₇₂Ａｌ₅Ｇａ₂Ｐ
₁₁Ｃ₆Ｂ₄となる組成物のインゴットを製造した。このイ
ンゴットをルツボ内に入れて溶融し、ルツボのノズルか
ら回転しているロールに溶湯を吹き出して急冷する単ロ
ール法によって、減圧Ａｒ雰囲気下で厚さ２０μｍの急
冷リボンを得た。このリボンから、長さ３１ｍｍ、幅
０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ、厚さ２０μｍの試料を切り出
してＭＩ素子とした。（実施例２）原子組成がＦｅ₇₂Ａｌ₅Ｇａ₂Ｐ₁₀Ｃ₆Ｂ₄Ｓ
ｉ₁であること以外は実施例１と同様にしてＭＩ素子を
得た。

【００３４】実施例１及び実施例２のＭＩ素子を図３に
示す磁界検知回路に挿入し、３ＭＨｚの交流電流を印加
した状態で、ＭＩ素子の長さ方向に外部磁界Ｈexを印加
し、外部磁界Ｈex（Ｏｅ）と発生した出力電圧（ｍＶ）
との関係を調べた。外部磁界Ｈexは、０Ｏｅからスタ
ートし、５Ｏｅ、０Ｏｅ、−５Ｏｅ、０Ｏｅと連続
的に往復変化させた。増幅率は１０倍に設定した。測定
結果を図４及び図５に示す。

【００３５】図３に示す磁界検知回路は、ブロックＡ，
ＢおよびＣからなり、それぞれ、高周波電源部、外部磁
界（Ｈｅｘ）検知部および増幅出力部である。ＭＩ素子
（Ｍｉ）は外部磁界検知部（Ｂ）に挿入されている。高
周波電源部（Ａ）は、高周波交流電流を発生し外部磁界
検知部（Ｂ）に供給するための回路であってその方式は
特に限定されない。ここでは一例として、安定化コルビ
ッツ発振回路を採用したものを掲げる。自己発振方式で
はこの他に磁気変調を利用した振幅変調（ＡＭ）、周波
数変調（ＦＭ）、または位相変調（ＰＭ）をかけて磁界
感知作動をさせることもできる。外部磁界検知部（Ｂ）
はＭＩ素子（Ｍｉ）と復調回路とからなり、高周波電源
部（Ａ）から供給された高周波交流電流により待機状態
とされたＭＩ素子が外部磁界（Ｈｅｘ）に感応して発生
したインピーダンス変化を、復調回路により復調し、増
幅出力部（Ｃ）に伝送する。増幅出力部（Ｃ）は差動増
幅回路と出力端子とを有する。この出力端子からＭＩ素
子からの出力電圧（ｍＶ）を得る。

【００３６】更に、図６は、実施例１のＭＩ素子と、従
来のＦｅ₇₈Ｓｉ₁₉Ｂ₁₃および（Ｆｅ ₆Ｃｏ₉₄）_72.5Ｓｉ
_12.5Ｂ₁₅ の組成のＭＩ素子とを比較するために、外部
磁界Ｈex（Ｏｅ）と発生した出力電圧（ｍＶ）との関係
をそれぞれ調べた結果である。

【００３７】図４及び図５から、実施例１及び実施例２
のＭＩ素子は、−２Ｏｅ〜＋２Ｏｅ程度の微弱磁界帯
域において、出力電圧の値が高く、かつ良好な定量性を
示す。従って、このようなＭＩ素子を磁気ヘッドの磁気
検出手段として使用した場合には、出力信号の増幅率が
小さくて済むので、出力信号の質が高いものとなり磁気
ヘッドの高感度化が期待できると共に、微小磁界領域に
おいて良好な定量性を示すことから、ＭＩ素子に印加す
るバイアス磁化を小さいものとすることが可能となる。

【００３８】また、図６から、実施例１のＭＩ素子は、
従来のＦｅ₇₈Ｓｉ₁₉Ｂ₁₃の組成のＭＩ素子よりも出力電
圧の値が高いことがわかる。一方、実施例１のＭＩ素子
は、微弱磁界の範囲内（−２Ｏｅ〜＋２Ｏｅ）で従来
の（Ｆｅ₆Ｃｏ₉₄）_72.5Ｓｉ_12.5Ｂ₁₅ の組成のＭＩ素子
よりも出力電圧の立ち上がりが緩やかであるので定量性
が良好となり、また正負磁界に関して感度の対称性がよ
いので、これを用いた磁気ヘッドの回路構成が容易とな
る。

【００３９】（実施例３）実施例１と同様にして、原子
組成比がＦｅ₇₃Ａｌ₅Ｇａ₂Ｐ₁₁Ｃ₅Ｂ₄となる組成物のイ
ンゴットを製造し、単ロール法によって急冷リボンを得
た。単ロール法での製造時のノズル径と、ノズル先端と
ロール表面との距離（ギャップ）と、ロールの回転数
と、射出圧力と、雰囲気圧力とを以下の表１のように設
定し、厚さ３５μｍ〜２２９μｍのリボン状Ｆｅ基金属
ガラス合金を得た。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１に示した各金属ガラス合金をＸ線回折
法で分析すると、板厚３５μｍ〜１３５μｍの合金でい
ずれもハローなＸ線回折パターンとなっており、非晶質
単相組織であることがわかる。これに対し、板厚１５１
μｍと１８０μｍの合金では、Ｆｅ₂Ｂに帰属するピー
クが確認された。更に、２２９μｍの合金では先のピー
ク以外にもＦｅ₃Ｂに帰属するピークが観察され、更に
別の化合物が生成しているものと思われる。以上の結果
から、Ｆｅ₇₃Ａｌ₅Ｇａ₂Ｐ₁₁Ｃ₅Ｂ₄の組成物から単ロー
ル法によって、３５〜１３５μｍまでの範囲の板厚の金
属ガラス合金リボンを製造し得ることがわかる。

【００４２】以上の結果から、本実施例によれば、単ロ
ール法により、２０〜１３５μｍまでの範囲の板厚の非
晶質単相組織のリボン状の成形体が得られることがわか
る。

【００４３】実施例３の金属ガラス合金によれば、板厚
が２０〜１３５μｍであり、板厚が充分なリボン状の金
属ガラス合金が得られ、しかもこれら合金は、実施例
１、実施例２と同様にＭＩ効果を有することから、磁気
ヘッドに使用する際にも、加工が容易であり、磁気ヘッ
ドの製造コストが低減される。

【００４４】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば、本実施の形態においては、ＭＩＧ型の磁気ヘッド
の例を示したが、磁気ギャップにメタル磁性膜を挟まな
い磁気ヘッドであっても良い。

【００４５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
磁気ヘッドは、Ｆｅを主成分とし、ΔＴｘ＝Ｔｘ−Ｔｇ
（式中、Ｔｘは結晶化開始温度、Ｔｇはガラス転移温度
を示す）の式で表される過冷却液体の温度間隔ΔＴｘが
２０Ｋ以上であるＦｅ基金属ガラス合金からなる磁気イ
ンピーダンス効果素子（ＭＩ素子）を備えており、加工
性に優れるリボン状または線状のＭＩ素子を容易に得る
ことができるので、磁気ヘッドの製造コストを低くする
ことができる。また、本発明の磁気ヘッドには、一対の
コアと、前記一対のコアと接合する接合用のガラスと、
前記ＭＩ素子とにより閉磁路が形成されているので、記
録媒体の記録磁化を効率よくＭＩ素子に印加することが
できる。

【００４６】更に、本発明の磁気ヘッドは、前記コアが
フェライトからなり、記録媒体からの記録磁化を損失す
ることなくＭＩ素子に印加することができるので、磁気
ヘッドを高感度にすることができる。更にまた、本発明
の磁気ヘッドは、前記コアに記録用の巻線が巻回された
ものであるので、記録媒体に記録磁化を書き込むことが
可能であり、ＭＩ素子と併せて、再生／記録用の磁気ヘ
ッドととして構成することができる。

【００４７】本発明の磁気ヘッドは、前記磁気インピー
ダンス素子へのバイアス印加手段として、コアに巻回さ
れた巻線か、あるいは、前記磁気インピーダンス効果素
子の端部に設けられた永久磁石を備えているので、バイ
アス印加手段の構成を簡単にすることができる。また、
本発明の磁気ヘッドのＭＩ素子であるＦｅ基金属ガラス
合金の組成が、それぞれ原子％で、Ａｌ：１〜１０、Ｇ
ａ：０．５〜４、Ｐ：０〜１５、Ｃ：２〜７、Ｂ：２〜
１０、Ｆｅ：残部、または、Ａｌ：１〜１０、Ｇａ：
０．５〜４、Ｐ：０〜１５、Ｃ：２〜７、Ｂ：２〜１
０、Ｓｉ：０〜１５、Ｆｅ：残部であるので、印加され
る記録磁化の変化に対するＭＩ素子の出力電圧の値が大
きく、出力信号の増幅率を小さくすることができるの
で、ノイズの混入がなく、磁気ヘッドからの出力信号の
質を高いものとすることができる。また、微小な磁化範
囲において、出力信号の変化が定量的であるので、大き
なバイアス磁化をかける必要がなく、磁気ヘッドのバイ
アス印加手段を簡単なものにすることができる。更に、
本発明に係るＦｅ基金属ガラス合金は、３００℃〜５０
０℃の範囲内の熱処理が施されたものであるので、軟磁
性特性が良好であり、良好な特性を持つＭＩ素子として
構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である磁気ヘッドを示す
斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態である磁気ヘッドを示す
斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態であるＭＩ素子を用いた
磁気検知回路を示す回路図である。

【図４】実施例１のＭＩ素子の外部磁化と出力電圧と
の関係を示すグラフである。

【図５】実施例２のＭＩ素子の外部磁化と出力電圧と
の関係を示すグラフである。

【図６】実施例１および従来のＭＩ素子の外部磁化と
出力電圧との関係を示すグラフである。

【図７】従来の磁気ヘッドを示す図であって、（ａ）
は平面図であり、（ｂ）は正面図である。

【符号の説明】

１１磁気ヘッド１２一対のコア１２ａコアの下部１２ｂコアの上部１２ｃ磁路接続面１３接合用のガラス１４ＭＩ素子１４ａＭＩ素子の端部１４ｂＭＩ素子の端部１８巻線溝１９記録用巻線２０バイアス印加手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牧野彰宏東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者井上明久宮城県仙台市青葉区川内元支倉35番地川内住宅11−806

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｆｅを主成分とし、ΔＴｘ＝Ｔｘ−Ｔｇ
（式中、Ｔｘは結晶化開始温度、Ｔｇはガラス転移温度
を示す）の式で表される過冷却液体の温度間隔ΔＴｘが
２０Ｋ以上であるＦｅ基金属ガラス合金からなる磁気イ
ンピーダンス効果素子を備えることを特徴とする磁気ヘ
ッド。
【請求項２】請求項１に記載の磁気ヘッドは、一対の
コアと、前記一対のコアに挟まれるように前記一対のコ
アのそれぞれの一端と接合する接合用のガラスとを備
え、前記インピーダンス効果素子が前記一対のコアを掛け渡
すように配置されることにより、外部磁界が前記一対の
コアを介して前記磁気インピーダンス効果素子に印加さ
れるように構成されたことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】請求項２に記載の磁気ヘッドであって、
前記一対のコアはフェライトからなることを特徴とする
磁気ヘッド。
【請求項４】請求項２または請求項３に記載の磁気ヘ
ッドであって、前記一対のそれぞれのコアの一端と他端
との間に巻線溝が設けられ、該巻線溝に記録用の巻線が
巻回されたものであることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の磁気ヘ
ッドであって、前記磁気インピーダンス素子にバイアス
印加手段が設けられていることを特徴とする磁気ヘッ
ド。
【請求項６】請求項５に記載の磁気ヘッドであって、
前記バイアス印加手段は、前記巻線溝に巻回されたバイ
アス用の巻線であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項７】請求項５に記載の磁気ヘッドであって、
前記バイアス印加手段は、前記磁気インピーダンス効果
素子の端部に備えられた永久磁石であることを特徴とす
る磁気ヘッド。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の磁気ヘ
ッドであって、前記Ｆｅ基金属ガラス合金がＦｅ以外の
他の金属元素と半金属元素とを含有してなり、前記他の
金属元素としてＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎのうちの１種ま
たは２種以上が含有され、前記半金属元素として、Ｐ、
Ｃ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｉのうちの１種または２種以上が含有
されてなることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項９】請求項１または請求項８に記載の磁気ヘ
ッドであって、前記Ｆｅ基金属ガラス合金の組成が、そ
れぞれ原子％でＡｌ：１〜１０Ｇａ：０．５〜４Ｐ：０〜１５Ｃ：２〜７Ｂ：２〜１０Ｆｅ：残部であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１０】請求項１または請求項８に記載の磁気
ヘッドであって、前記Ｆｅ基金属ガラス合金の組成が、
それぞれ原子％でＡｌ：１〜１０Ｇａ：０．５〜４Ｐ：０〜１５Ｃ：２〜７Ｂ：２〜１０Ｓｉ：０〜１５Ｆｅ：残部であることを特徴とする磁気ヘッド。