JPS59162610A

JPS59162610A - 垂直磁気ヘツド

Info

Publication number: JPS59162610A
Application number: JP3681783A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sumiya; 住谷　和彦; Nobuo Nishimura; 伸郎西村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1983-03-07
Filing date: 1983-03-07
Publication date: 1984-09-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は垂直磁気記録方式に用いられる垂直磁気ヘッ
ドに関し、特に該ヘッドの磁極構造の改良に関する◎ 垂直磁気記録方式は、これまでの磁気記録方式の原理的
限界を打ち破る高密度記録が可能な磁気記録方式として
近年活発に研究開発が進められている。

ところで、この垂直磁気記録方式はテープやディスクと
いった記録媒体の「厚さ方向」に磁気記録を行なおうと
する方式であることから、この記録媒体は勿論のこと、
この記録・再生用のヘッドすなわち垂直磁気ヘッドとし
てもおのずと従′来の磁気ヘッドとは異々りだ特性をも
つものが必要とされる。すなわち垂直磁気ヘッドにおい
ては、ＩＬ）　　記録媒体が磁気的に垂直異方性を有す
ることから、分布が鋭く、かつ大きな垂直方向磁界を発
生してこれを十分に磁化し得ること。

およびｂ）小さな起磁力で記録媒体への記録を可能とし、この
記録した記録媒体から大きな再生出力を取シ出し得るこ
と。

が主に要求される。このような要求を満産すものとして
軟磁性膜を主磁極とする単磁性ヘッドが提案されている
。なお、この単磁性ヘッドとしては、・主磁極励磁型磁
気ヘッド・補助磁極励磁型磁気へ、ドの２種類有シ、以下にこれら磁気ヘッドの基本的な構成
および動作をそれぞれ第１図および第２図を参照して簡
単に説明する。

主磁極励磁型磁気ヘッドは、第１図に示すように、パー
マロイやニッケル（Ｎｌ）−鉄（Ｆｅ）合金等の軟磁性
薄膜からなシその先端が記録媒体ＲＭの磁性層（図中斜
線部）に摺接するよう配される主磁極１１、および該主
磁極１１に巻装された励磁コイル１２をそれぞれ有して
構成され、上記励磁コイル１２に適宜な電流を流して主
磁極１１を励磁することにより生じる該主磁極１１の強
い垂直磁界で記録媒体ＲＭの磁性層に信号を記録し、ま
た記録媒体ＲＭの磁性層からの垂直磁界にょシ主磁極１
１が磁化されこの磁化に対応した耕起電流を励磁コイル
１２から取り出して信号を再生するよう動作する。

また補助磁極励磁型磁気ヘッドは、第２図に示すように
、・や−マロイやニッケルー鉄合金等の軟磁性薄膜から
なりその先端が記録媒体ＲＭの磁性層（図中余ｉ線部）
に摺接するよう配される主磁極２１、該主磁極２１に比
べて十分な厚さを有するフェライト等の高透磁率磁性体
材料からなり記録媒体ＲＭを介して核主磁極２１の先端
部と対向するよう配される補助磁極２２、および該補助
磁極２２に巻装された励磁コイル２３をそれぞれ有して
構成され、上記励磁コイル２３に適宜な電流を流して補
助磁極２２を励磁することにより生じる主磁極２１の強
い垂直磁界で記録媒体ＲＭの磁性層に信号を記録し、ま
た記録媒体ＲＭの磁性層からの垂直磁界によシ生じる主
磁極２１の磁束を補助磁極２２に誘導して信号を再生す
るよう動作する。

ところで、これらの単磁極ヘッドは、それぞれ第１図お
よび第２図を参照して明らかなように開磁路構造となっ
ているために、従来のいわゆる長手記録に用いられるリ
ングヘッドに比べて電磁変換効率が低そりにみえるが、
実際に同年磁極ヘソＰを用いて上述した信号の記録再生
を行なう場合には、磁気的に垂直異方性を有する記録媒
体を同単磁極ヘッドの主磁極との間に強い相互作用が働
い゛Ｃ有効に電磁変換が行なわれる。この様子を第３図
を参照して説明する。なお第３図において、Ｊは主磁極
、２はコバルト（Ｃｏ）−クロム（Ｃｒ）膜等からなる
記録媒体の垂直磁化膜層である。

いま、信号の記録に際して、主磁極１の磁化Ｍｈによシ
垂直磁化膜層２が垂直に磁化されたとすると（この磁化
を凧で示す）、その表面（主磁極１側）には主磁極１先
端の磁荷と逆極性の磁荷が生じる。この垂直磁化膜Ｊ＃
Ｉ２の表面に生じた磁荷は、主磁極１の先端部における
減磁界Ｈｄを緩和するよう作用する。これにより主磁極
１の磁化Ｍｈと垂直磁化膜層２の磁化Ｍｍとは互いに強
め合うこととなって有効に磁気記録が行なわれる。

また信号の再生時には、垂直磁化膜層２の研化廟によっ
て主磁極１が磁化される。この際も、上述した垂直磁化
膜層２の表面磁荷（正確には垂直磁化膜層２の裏面から
寄与される磁荷との差分磁荷）は主磁極１の先端部にお
ける減磁界Ｈｄを緩和するよう作用し、実質的に上記主
磁極１の磁化を強化する。これによシ、再生磁化も十分
に確保され、前述した励磁コイル（第３図においては図
示せず）により再生信号として有効に取シ出される。

なお、上記主磁極１の磁化は同時に垂直磁化膜層２を再
磁化するよう働くものであり、結果的に垂直磁化膜層２
における磁化レベルも上昇する。

このように、磁気的に垂直異方性を有する記録媒体と単
磁極ヘッドとによる垂直磁気記録方式においては主磁極
と記録媒体との間に働く上述した。

相互作用によって、主磁極先端部な、Ｌいわば閉磁路的
に動作するものであり、これによって効率の良い記録・
再生を可能にしている。こうしたことから、特に同垂直
磁気記録方式においては、磁気ヘッド（主磁極）と記録
媒体とを確実に接触させることが重要な要件となる。

また、このような単磁極ヘッドでは、上述した主磁極の
厚さがリングヘッドでいういわゆるギャップ長に相当し
、磁気記録・再生の分解能を決定している。

さて、上記単磁極ヘッドを実際に製作する場合、通常は
磁極と・する軟磁性膜（ゼ（１えは・ぞ−マロイ膜）を
適宜な非磁性基体で挾持するようにして作る。

こうして作られたヘッドの一例を第４図に断面図で示す
。なお第４図は、先の第２図に示した補助磁極励磁型ヘ
ッドの主磁極側のヘッドを例にとって示している。した
がって第４図においては、２１が磁極（主磁極）、２４
ｍおよび２４ｂが非磁性基体となる。

ただし、このようにして作られた従来の単磁極ヘッドは
、ヘッド面を加工整形する際、あるいは上述した高効率
記録・再生を実現するために主磁極のヘッド面を記録媒
体に摺接させて記録・再生を繰シ返すうちに、例えば第
５図に示すように主磁極２１である軟磁性膜先端にダレ
Ｄが生じて広がシ、実効的に記録媒体に対する主磁極２
１の厚さを増してしまうことがある。このように主磁極
２１の厚さが増した場合は、上述した磁気記録・再生の
分解能を低下させて扱える情報量を著しく低減させるば
かシか、特に経時的にこの厚さが増していった場合には
情報の誤再生をも犯しかねない。

この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、主磁極の
硬度を高めることにより上述した不都合の発生を回避し
、長期に渡って主磁極エツジの直線性および規定主磁極
厚を保持し得る垂直磁気ヘッドを提供することを目的と
する。

このような目的を達成するため、この発明では上記主磁
極を、軟磁性膜と高硬度非磁性膜とが交互に積層してな
る多層構造として該主磁極の硬度を高め゛るようにする
。

したがってこの発明にかかる垂直磁気ヘッドによれば、
長期に渡って主磁極エツジの直線性および規定主磁極厚
を保持することができ、ひいては長期に渡って高い分解
能と高い再生精度を維持することができる。

なお、上述のように軟磁性体の中に非磁性層を設けると
磁気特性が向上することが一般に知られておシ、このよ
うな磁極構造を持つこの発明の垂直磁気ヘッドによって
、同時に記録・再生感度が向上することも期待される。

また、このように磁気特性の向上をも考慮する場合、上
記高硬度非磁性膜の膜厚は上記軟磁性膜の膜厚よシも十
分に薄くすることが望ましい。

Ｖ下、この発明にかかる垂直磁気ヘッドを添附図面に示
す実施例にしたがって詳細に説明する・第６図は、この
発明にかかる垂直磁気ヘッドの一実施例についてその外
観構造を示すものであるなお同第６図も先の第２図に示
した補助磁極励磁型ヘッドの主磁極側のヘッドを例にと
って示している。

すなわち第６図において、３１が主磁極、３２ａおよび
３２ｂが非磁性基体であシ、特に主磁性３工は・や−マ
ロイやニッケルー鉄合金等の高透磁率を有する軟磁性膜
と酸化シリコン（Ｓｉｎ）やシリコン（Ｓｓ）等の高硬
度非磁性膜とが交互に積層してなる多層構造となってい
る。また主磁極３１の上記積層膜の厚さＤは、同磁気ヘ
ッドの分解能をいか程に設定するかによって決定される
が、ここでは従来の垂直磁気ヘッドにおける主磁極の膜
厚値と同程度の０．２５〜１μｍに選ばれるものとする
。

第７図は、第６図に示した実施例ヘッド０Ａ−Ａ線（第
６図参照）に沿う断面構造を拡大して示すものである。

上述した主磁極３１の積層膜の構造は同第７図によって
明瞭に示される。

すなわち第７図において、３１ｍが上記軟磁性膜３１ｂ
が上記高硬度非磁性膜であシ、これら各一層の膜厚は、
軟磁性膜３１ａが例えば５００〜１０００Ｘに、高硬度
非磁性膜３１ｂがこれより十分に薄い例えば１０〜５０
Ｘにそれぞれ選ばれている。したがって主磁極３１は、
これら各層が交互に５〜１０層積層されて形成され、全
体で上述した０、２５〜１μｍ程度の膜厚となる。

最後に、上述した実施例ヘッドの製造方法の一例を簡単
に順を追って説明する。

■　第６図、第７図に示すような基体３２ｍおよび３２
ｂとする適宜な非磁性ブロックのいずれか一方にノ＋−
マロイ等の軟磁性膜３１　ａを５００〜１０００Ｘの厚
さでスフ４ツタ形成する。

■　上記スバ、り形成した軟磁性膜３１ａのさらに上面
に酸化シリコンやシリコン等の高硬度非磁性膜３１ｂを
１０〜５０Ｘの厚さでスパッタ形成する。

■　上記■および■の工程を繰シ返し、上記軟磁性膜３
１ｍと高硬度非磁性膜３１ｂとの積層膜の膜厚を全体で
０．２５〜１μｍとする。

■　上記積層膜（主磁極３１）の少なくともヘッド面に
あたる部分の幅がトラック幅に対応した幅Ｗ（第６図参
照）となるよう、適宜なマスクを用いて規定の形状に成
膜するか、あるいはスパッタエッチ等を用いて規定の形
状に加工する。

■　上記基体３２＆および３２ｂとする非磁性ブロック
の上記積層膜を施していない他方を該積層膜表面に接着
して、積層膜を２つの非磁性ブロックで挾持する形とす
る。

■　ヘッド面とする上記積層膜および非磁性ブロックの
先端部分を一体に切削研磨して同実施例ヘッドを仕上げ
る。

なお上述した製造方法においては、上記■および■の工
程で積層膜（主磁極３１）を形成する際、スノ４　ツタ
装置の真壁槽内に、上記軟磁性膜３１＆用のターゲット
と上記高硬度非磁性膜３１ｂ用のターゲットとの２つの
ターゲットをそれぞれ離間して配置するようにすれば、
基体とする非磁性ゾロツクの位置を上記■の工程と■の
工程でそれぞれのターゲットに対応するよう移動さすだ
けで真壁を破ることなく高能率に積層膜を形成すること
ができる。

ところで、上述した実施例ヘッドは、この発明にかかる
垂直磁気ヘッドを補助磁極励磁型ヘッドの主磁極側のヘ
ッドに適用したものであるが、この発明の垂直磁気ヘッ
ドが先の第１図に示したような主磁極励磁型ヘッドにも
同様に適用できることは勿論であり、同様の効果が期待
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は主磁極励磁型の垂直磁気ヘッドの基本構成を示
す側面図、第２図は補助磁極励磁型の垂直磁気ヘッドの
基本構成を示す側面図、第３図は垂直磁気ヘッドの主磁
極と垂直磁気記録媒体との磁気的相互作用を示す説明図
、第４図および第５図は従来の垂直磁気ヘッドの断面構
造を示す断面図、第６図はこの発明にかかる垂直磁気ヘ
ッドの一実施例についてその外観構造を示す斜視図、第
７図は第６図に示した実施例ヘッドの断面構造を示す断
面図である。３１・・・主磁極、３１ｍ・・・軟磁性膜、３１ｂ・・
・高硬度非磁性膜、３２ｍ、３２ｂ・・・ＩＩ＝磁性基
体。 −関第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）垂直磁気記録媒体に摺接して垂直磁気記録再生を
行なう磁極を非磁性体材料により挾持してなる単磁極型
の垂直磁気ヘッドにおいて、前記磁極を、軟磁性膜と高
硬度非磁性膜とが交互に積層してなる多層構造としたこ
とを特徴とする垂直磁気ヘッド。
（２）　　前記高硬度非磁性膜は前記軟磁性膜よシ十分
に薄い特許請求の範囲第（１）項記載の垂直磁気ヘッド
。