JPS61284809A - 垂直磁気ヘツド - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、軟磁性薄膜を主磁極として、これを垂直磁
気記録媒体に垂直に配して該記録媒体との間での磁気記
録再生を行なう垂直磁気ヘッドに関し、特に上記軟磁性
膜の不要な帯磁を防ぐための磁極構造の改良に関する。

［従来の技術］ 周知のように、テープやディスクといった記録媒体の「
厚さ方向」に磁気記録を行なう垂直磁気ヘッドにおいて
は、 ａ　＞、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。

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り出し得る
こと。

が主に要求される。このような要求を満たすものとして
、特開昭５９−１９２１３号などにも見られるような主
磁極励磁型あるいは補助磁極励磁型の垂直磁気ヘッドが
提案されている。

すなわち、主磁極励磁型の垂直磁気ヘッドとは、第１０
図に側面図で示すように、軟磁性薄膜からなりその先端
が記録媒体ＲＭの磁性層（図中の斜線部）に摺接するよ
う配される主磁極１と、この主磁極１に信号配録再生用
コイルとして巻装されるコイル２とを基本的に具えて構
成され、信号記録時には、上記コイル２に適宜な電流を
流して主磁極１を励磁することにより該主磁極１に強い
垂直磁界を生じせしめ、これによって記録媒体ＲＭの磁
性層に上記電流に対応した信号の記録を行なうよう動作
し、また信号再生時には、該記録媒体ＲＭの磁性層から
の垂直磁界により主磁極１が磁化されて生じるこの磁束
に対応した誘起電圧をコイル２から取り出して同信号の
再生を行なうよう動作する磁気ヘッドであり、他方の補
助磁極励磁型の垂直磁気ヘッドとは、第１１図に側面図
で示すように、同じく軟磁性薄膜からなりその先端が記
録媒体ＲＭの磁性層（図中斜線部）に摺接するよう配さ
れる主磁極１と、この主磁極１に比べて十分な厚さと幅
を有する軟磁性体ブロックからなり上記記録媒体ＲＭを
介してこの主磁極１の先端部と対向するよう配される補
助磁極３と、この補助磁極３に信号記録再生用コイルと
して巻装されるコイル２とを基本的に具えて構成され、
信号配録時には、上記コイル２に適宜なＴｉ流を流して
補助磁極３を励磁することにより主磁極１に強い垂直磁
界を生じせしめ、これによって記録媒体ＲＭの磁性層に
上記電流に対応した信号の記録を行なうようにし、また
信号再生時には、該記録媒体ＲＭの磁性層からの垂直磁
界により主磁極１に生じる磁化を補助磁極３に誘導し、
さらにこの誘導した磁束に対応する誘起電圧をコイル２
から取り出して同信号の再生を行なうよう動作する磁気
ヘッドである。

ところで、これら垂直磁気ヘッドにおいては、上記いず
れのタイプのものであれ、主磁Ｆｉ１は上述した軟磁性
薄膜からなり、また記録媒体ＲＭとの間での信号記録再
生も全てこの主磁極１を経由して行なわれる。したがっ
て、この主磁極１を構成する軟磁性膜自体の軟磁性特性
が同磁気ヘッドとしての記録再生特性に大きく影響する
ようになる。こうしたことから、通常この軟磁性膜の材
料としでは、Ｇｏ−Ｚｒ−Ｎｂ等の高透磁率、高磁束密
度の材料が用いられるようになっている。因みにこのＣ
ｏ−Ｚｒ−Ｎｂの磁気特性は次のようである。

［発明が解決しようとする問題点］ こうした高透磁率、高磁束密度の軟磁性膜からなる主磁
極１は、冒頭に掲げたａ）、およびｂ）９の２つの要求
を満たす上では有効であるが、−例として示した上記Ｃ
ｏ−Ｚｒ−Ｎｂの磁気特性からも明らかなように、これ
ら轟透磁率、高磁束密度の軟磁性材料は一般に保磁力Ｈ
ｃが非常に小さいことから、これを、地磁気内はもとよ
り、モータやソレノイド等の磁気駆動部品の多い記録再
生装置内に置いた場合には、これらモータやソレノイド
等の漏れ磁界によって簡単に磁化してしまい、ひいては
著しい再生減磁を引き起すこととなる。

特に第１２図に示すように、上記記録再生装置として、
その小型化、薄型化を図るべく偏平ブラシレスモータに
よりスピンドル５ａをダイレクトドライブするようにし
たタイプのディスク装置では、該スピンドル５ａに連結
されたスピンドルハブ５ｂを通じて上記記録媒体として
のフロッピーディスクＦＤを回転駆動して上述した垂直
磁気ヘッド（ここでは−例として第１０図に示した主磁
極励磁型のヘッドを図示した）による磁気記録再生を行
なう際に、特定パターンに着磁されたアウターロータ６
も図示の如く同垂直磁気ヘッドに接近した状態で同時回
転することから、上記主磁極１は、このアウターロータ
６の回転に伴う交流磁界の影響を直接受けることとなる
。勿論これでは、その信号再生時に該ノイズ磁界に起因
する著しい再生減磁を引き起すこととなり、その再生エ
ンベロープ波形も乱れたものとなる。なお同第１２図に
おいて、４は該ディスク装置のフレーム、７はロータ磁
石８はステータ鉄芯、９はステータ巻線である。

［問題点を解決するための手段および作用］こうした問
題を解決するため、この発明では、上記主Ｉａ極を構成
づる軟磁性膜の少なくとも一側端面近傍に軟磁性体から
なる第１のブロックを該軟磁性膜と磁気的に離隔して配
設するとともに、該第１のブロックと前記記録媒体を挾
んで面対称の位置にも該第１のブロックと磁気的に結合
される同じく軟磁性体からなる第２のブロックを配設す
るようにする。

これにより、上述したような外部からのノイズ磁界によ
る磁束は、上記主磁極を構成する軟磁性膜に比べてはる
かに磁気抵抗の小さい該第１および第２の軟磁性体ブロ
ックを集中的に通過するＪ：うになる。すなわち上記主
磁極は、この近傍に配されたこれら第１および第２の軟
磁性体ブロックによって磁気的にシールドされるように
なる。

［発明の効果］ このように、この発明にかかる垂直磁気ヘッドによれば
、主磁極の外部磁界による不要な帯磁を有効に防止する
ことができる。したがって、上述した再生減磁を生じる
こともなく、長期にねたつて安定した再生出力を得るこ
とができるようになる。

［実施例］ はじめに、第１３図を参照してこの発明の原理を簡単に
説明する。

この発明では、例えば同第１３図に示すように、垂直磁
気ヘッドの主磁極１を構成する軟磁性膜の近傍両側に、
該軟磁性膜と磁化容易軸を同じくしてかつ垂直方向両方
向の長さが同軟磁性膜より長くなるような軟磁性体ブロ
ック１０ａおよび１０ｂを設ける。さて第１３図におい
て、複数の矢印は外部からのノイズ磁界による磁束φの
流動態様を模式的に示すものであり、このように主磁極
１の近傍に軟磁性体ブロック１０ａおよび１０ｂを設け
たことによって、この磁束φは、上記主磁極１を構成す
る軟磁性膜に比べてはるかに磁気抵抗の小さい該軟磁性
体ブロック１０ａおよび１０ｂを集中的に通過するよう
にする。すなわちこれにより、主磁極１はこの新たに設
けた軟磁性体ブロック１０ａおよび１０ｂにより磁気的
にシールドされて、不要に帯磁されることはなくなる。

なお、この第１３図に示した例では、２つの軟磁性体ブ
ロック１０ａおよび１０ｂによって主磁極１を両側から
囲むように構成したが、こうした軟磁性体ブロックは、
該主磁極１を構成する軟磁性膜の少なくとも一側面近傍
にさえ設けるようにすれば、上述した程でないにしろ、
それ相当のシールド効果を１ｑることはできる。特に、
記録再生装置の構造上、上述したノイズ磁界の存在が片
寄っていてしかもこの方向が予めわかるような場合には
、上記主磁極１近傍の少なくともこの方向にのみこうし
た軟磁性体ブロックを配設することで、一応のシールド
効果を得ることはできる。勿論、同軟磁性体ブロックに
よって上記主磁極１の周囲を取り囲むように構成すれば
、こうしたシールド効果も最大となり、該主磁極１は外
部のノ・イズ磁界から磁気的に完全に遮蔽されるように
なる。

第１図および第２図に、こうした原理に基づいて構成し
１ここの発明にかかる垂直磁気ヘッドの一実施例を示す
。

この実施例ベッドは、主磁極励磁型の垂直磁気ヘッドに
この発明を適用したもので、第１図は該実施例ヘッドの
外観構成を、また第２図（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ
同ヘッドのＡ−Ａ’線およびＢ−８’線（第１図）部に
おける断面構造をそれぞれ示している。

さてこの実施例ヘッドにおいて、１ａは前述した主磁極
１を構成するＧｏ−Ｚｒ−Ｎｂ等の軟磁性薄膜からなる
主磁極膜、１ｂは同じく主磁極１を構成するフェライト
等の軟磁性体であって前述した記録再生用コイル２が巻
装されるとともにその一端面が図示の如く上記主磁極膜
１ａの端部に当接結合される主磁極コア、１１ａおよび
１１ｂはそれぞれＬ字型のセラミックス等からなって上
記主磁極膜１ａを挾持保持するとともにこれに結合され
る上記主磁極コア１ｂをも一体に支持する非磁性基体、
１２ａおよび１２ｂはそれぞれフェライト等の軟磁性体
からなってこれら主磁極膜１ａを挾持した非磁性基体１
１ａおよび１１ｂをさらに図示の如く一体に挾持保持す
るようになる軟磁性体ブロック、１３はセラミックス等
からなって上記非磁性基体１１ａおよび１１ｂと記録媒
体ＲＭ（図中の矢印ＲＭＦはこの進行方向を示す）を挾
んで面対称の位置に配設される非磁性基体、１４ａおよ
び１４ｂはそれぞれフエライ１−等の軟磁性体からなっ
てこの非磁性基体１３にて支持されることにより、上記
軟磁性体ブロック１２ａおよび１２ｂと同じく記録媒体
ＲＭを挾んでそれぞれ面対称の位置に配設される軟磁性
体ブロックであり、この実施例では、これら軟磁性体ブ
ロック１２ａと１４８とで第１３図に示した軟磁性体ブ
ロック１０ａに相当する要素を構成し、同様に軟磁性体
ブロック１２ｂと１４ｂとで同第１３図に示した軟磁性
体ブロック１０ｂに相当する要素を構成して上記原理で
説明したヘッド構造を実現している。なお、これら第１
図および第２図（△）。

（Ｂ）にても明示される如く、少なくとも軟磁性体ブロ
ック１２ａおよび１２ｂの記録媒体ＲＭと垂直な方向の
長さは主磁極１を構成する主磁極膜１ａおよび主磁極コ
ア１ｂの同方向の合計の長さよりも長い。

こうした構造とすることにより、該ヘッドがたとえ先の
第１２図に示したような態様で記録再生装置に搭載され
るようなことになったとしても、前述した如く上記主磁
極１（１ａおよび１ｂ）を磁気的に良好にシールドして
再生減磁等の発生を未然に防ぐことができるようになる
。因みに、主磁極膜１ａの幅Ｗ１が２５０μｍ１またこ
れを挾持する非磁性基体１１ａおよび１１ｂの幅Ｗ２が
１繭であったとき、上記軟磁性体ブロック１２ａおよび
１２ｂ（または１４ａおよび１４ｂ）の幅Ｗ３はそれぞ
れ１Ｍ以上であればこうしたシールド効果が十分に得ら
れることが確認されている。

ここで参考までに、第３図（Ａ）および（Ｂ）を参照し
て上記実施例ヘッドの作製手順の一例について順次説明
する。

１）、　セラミックス等からなる非磁性基体１１ａおよ
び１１ｂを第３図（Ａ）に示す如くし字型に加工した後
、その一方（ここでは基体１１ａ）の端面を鏡面研磨し
てこの研磨面にＧｏ−Ｚｒ−Ｎｂ等からなる軟磁性膜を
スパッタ形成し、さらにこれを図示の如く所要にバター
ニングして主磁極膜１ａを形成する。

２）、　こうして形成した主磁極膜１ａを挾持するよう
この非磁性基体１１ａに他方の非磁性基体１１ｂを接合
する。

３）、　こうして接合した非磁性基体１１ａおよび１１
ｂの両側からざらにこれらを挾持するようフェライト等
からなる軟磁性体ブロック１２ａおよＵ１２ｂを接合す
る。

４）、　上記非磁性基体１１ａおよび１１ｂの切り欠き
の部分で形成された溝の中に、前記コイル２を巻装した
フェライト等の主磁極コア１ｂを挿入し、該コア１ｂの
先端面と上記主ｍ極膜１ａの後端部とが当接するようこ
れを接合固定する。

５）、　こうして形成された主磁極側ブロックの前記記
録媒体ＲＭと摺接する面を同第３図（Ａ）に二点鎖線で
示す如く滑らかに整形研磨して該主磁極側ブロックを仕
上げる。

６）、　次に第３図（Ｂ）に示す如く、セラミックス等
からなる非磁性基体１３の両側に上記同様フェライト等
からなる軟磁性体ブロック１４ａおよび１４ｂを接合し
て主磁極対向ブロックを形成する。

７）、　こうして形成した主磁極対向ブロックも、その
前記記録媒体ＲＭと摺接する面を同第３図（Ｂ）に二点
鎖線で示す如く滑らかに整形研磨してこれを仕上げる。

以上により該実施例ヘッドは完成され、この記録再生装
置への搭載の際には、前述した如く軟磁性体ブロック１
２ａと１４ａ１同じく軟磁性体ブロック１２ｂと１４ｂ
とがそれぞれ記録媒体ＲＭを挾んで面対称となるよう配
設される。なお、同ヘッドの駆動時に、上述した主磁極
側ブロックと主磁極対向ブロックとの両ブロックで、第
１図の矢印ＲＭＦの如く走行する記録媒体ＲＭを互いに
軽く押圧するようにすれば、該記録媒体ＲＭ面と上記主
磁極１！１ａ５ＩＣ端との密着性が向上し、ひいては同
ヘッドとしての信号記録再生にかかる磁気的並びに電気
的な信頼性も改善されることとなる。

ところで、上述した実Ｊ例では、先の原理で説明した軟
磁性体ブロック１０ａおよび１０ｂ（第１３図参照）に
相当する軟磁性体ブロックを、それぞれ記録媒体ＲＭの
進行方向ＲＭＦと平行な方向に配設するようにしたが、
本発明の垂直磁気ヘッドの第２の実施例として第４図お
よび第５図に示すように、これら軟磁性体ブロックは同
方向ＲＭＦについて垂直な方向に配設するようにしても
勿論よい。

すなわち、第４図は該第２の実施例ベッドの外観構成を
、また第５図（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ同ヘッドの
Ａ−Ａ’線およびＢ−８’線（第４図）部における断面
構造を示すもので、これら各図に示す如く、該第２の実
施例ヘッドでは、主磁極膜１ａの膜面と平行に配される
軟磁性体ブロック１６ａと１８ａとで第１３図に示した
軟磁性体ブロック１０ａに相当する要素を構成し、同様
に軟磁性体ブロック１６ｂと１８ｂとで同第１３図に示
した軟磁性体ブロック１０ｂに相当する要素を構成して
上記原理で説明したヘッド構造を実現している。これに
よっても先の第１図および第２図に示した第１の実施例
ヘッドと同等の効果を得ることができる。因みにこれら
第４図および第５図において、１５ａおよび１５ｂはそ
れぞれセラミックス等からなって上記主磁極膜１ａを挾
持保持するとともにこれに前述と同様に結合される主磁
極コア１ｂをも一体に支持する非磁性基体であり、１７
は同じくセラミックス等からなってこれら非磁性基体１
５ａおよび１５ｂと記録媒体ＲＭを挾んで面対称の位置
に配設される上記軟磁性体ブロック１８ａおよび１８ｂ
支持用の非磁性基体である。さらにこれらの磁気回路を
構成するブロックの両側にスライダ材として非磁性体ブ
ロック１５ｃ、１５ｄ、１７ｂ、１７ｃが接合される。

また、こうした軟磁性体ブロックの配設態様をさらに発
展させれば、先の原理でも触れたように、すなわち第３
の実施例として第６図および第７図に示すように、これ
ら軟磁性体ブロックを主磁極の周囲に設け、これら軟磁
性体ブロックで同主磁極を取り囲むような構造とするこ
ともできる。

すなわら、第６図は該第３の実施例ヘッドの外観構成を
、また第７図（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ同ヘッドの
Ａ−Ａ’線およびＢ−Ｂ’線（第６図）部における断面
構造を示すもので、これら各図に示す如く、該第３の実
施例ヘッドでは、主磁極膜１ａの膜面と平行に配される
軟磁性体ブロック２０ａと２２ａとで、さらには同主磁
極膜１ａの膜面と直角に配される軟磁性体ブロック２０
ｃと２２ｃとでそれぞれ第１３図に示した軟磁性体ブロ
ック１０ａに相当する要素を構成し、同様に軟磁性体ブ
ロック２０ｂと２２ｂとで、さらには軟磁性体ブロック
２０ｄと２２６とでそれぞれ同第１３図に示した軟磁性
体ブロック１０ｂに相当する要素を構成して上記原理で
説明したヘッド構造を実現している。こうした構造によ
って本発明にかかる垂直磁気ヘッドとしてのシールド効
果を最大限に高め得ることは前述した通りである。また
この第３の実施例ヘッドによれば、主磁極膜１ｂを挾持
保持する非磁性基体１９ａおよび１９ｂの周囲を、枠型
となる上記軟磁性体ブロック２０ａ、２０ｂ、２０ｃお
よび２０ｄＴ−補強する形にもなることから、これら非
磁性基体１９ａおよび１９ｂ同士の接合強度を高め、ひ
いては同主磁極先端部での主磁極エツジの直線性並びに
その規定膜厚も長期にわたって維持することができるよ
うにもなる。こうして主磁極エツジの直線性および規定
膜厚が保持されることによって、短波長特性に優れた高
密度の垂直磁気記録が長期的に実現される。なお、第６
図および第７図において、２１は先の第１あるいは第２
の実施例における非磁性基体１３あるいは１７と同様、
軟磁性体ブロック２２ａ、２２ｂ、２２ｃおよび２２ｄ
を支持するための非磁性基体であるが、該第３の実施例
の構造によれば、これら軟磁性体ブロック２２ａ。

２２ｂ、２２ｃおよび２２ｄ自身で枠型に固形されるこ
とから、同基体２１の存在は必須となるものではない。

ただし、前述したように記録媒体ＲＭ面と主磁極膜１ａ
先端との密着性の向上を図る上では該非磁性基体２１の
存在も有効となる。

ところで、こうした主磁極励磁型の垂直磁気ヘッドでは
、第８図に示すように、主磁極１と記録媒体ＲＭを挾ん
で対向する軟磁性体の主磁極補助棒１Ｃを設けることも
記録・再生感度を高める上で有効であり、この実用化が
検討されているが、この発明の垂直磁気ヘッドは、こう
したタイプのものにも勿論適用可能である。すなわちこ
の場合であっても、上記主磁極補助棒１Ｃと軟磁性体ブ
ロック１０ａ’および１０ｂ′とが磁気的に強く結合し
ないようなこれら各々の配置関係並びに寸法関係を設定
すればよい。

また、以上はいずれも主磁極励磁型の垂直磁気ヘッドに
この発明を適用°した場合を例にとって示したが、第１
１図に示した補助磁極励磁型の垂直磁気ヘッドについて
も同様にこの発明が適用できることは勿論である。第９
図にこの基本的な構成を示しておく。この作製も上述し
た実施例に準じたかたちで容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる垂直磁気ヘッドの第１の実施
例を示す斜視図、第２図は該第１の実施例ヘッドの要部
断面構造を示す断面図、第３図は同第１の実施例ヘッド
の組立図、第４図はこの発明にかかる垂直磁気ヘッドの
第２の実施例を示す斜視図、第５図は該第２の実施例ヘ
ッドの要部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第３の実施例を示す斜視図、第
７図は該第３の実施例ヘッドの要部断面構造を示す断面
図、第８図はこの発明を主磁極補助棒付きの主磁極励磁
型垂直磁気ヘッドに適用した場合の基本構成を示す側面
図、第９図はこの発明を補助磁極励ｖｉｉ型垂直磁気ヘ
ッドに適用した場合の基本構成を示す側面図、第１０図
は主磁極励磁型垂直磁気ヘッドの基本構成を示す側面図
、第１１図は補助磁極励磁型垂直磁気ヘッドの基本構成
を示す側面図、第１２図は偏平ブラシレスモータを用い
たディスク装置の要部基本構造を示す断面図、第１３図
はこの発明にかかる垂直磁気ヘッドの原理構造を示す側
面図である。 １・・・主！！極、１ａ・・・主１ｌｆ１極膜、１ｂ・
・・主磁極コア、１Ｃ・・・主磁極補助棒、２・・・励
磁コイル、３・・・補助ｌａ極、４・・・ディスク装置
フレーム、５ａ・・・スピンドル、５ｂ・・・スピンド
ルハブ、６・・・アウター口〜り、７・・・ロータ磁石
、８・・・ステータ鉄芯、９・・・ステータ巻線、１０
ａ、　１０ｂ、　１２ａ、　１２ｂ、　１４ａ、　１４
ｂ、　１６ａ。 １６ｂ、　１８ａ、　１８ｂ、　２０ａ、　２０ｂ、　
２０ｃ、　２０ｄ。 ２２ａ　、　２２ｂ　、　２２ｃ　、　２２ｃｊ−・・
軟磁性体ブロック、１１ａ、　１１ｂ、　１３．１５ａ
、　１５ｂ、　１５ｃ、　１５ｄ、　１７゜１７ｂ、　
１７ｃ、　１９ａ、　１９ｂ、　２１−・・非磁性基体
、ＲＭ・・・垂直磁気記録媒体。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）垂直磁気記録媒体に対して垂直に配した軟磁性膜
   を主磁極としてこの垂直磁気記録媒体との間での磁気記
   録再生を行なう垂直磁気ヘッドにおいて、 前記主磁極を構成する軟磁性膜の少なくとも一側端面近
   傍に該軟磁性膜と磁気的に離隔して配された第１の軟磁
   性体ブロックと、 該第１の軟磁性体ブロックと前記垂直磁気記録媒体を挾
   んで面対称の位置に配されて該第１の軟磁性体ブロック
   と磁気的に結合される第２の軟磁性体ブロックと を具えたことを特徴とする垂直磁気ヘッド。
2. （２）前記軟磁性膜と前記第１の軟磁性体ブロックとは
   該軟磁性膜を挾持保持する適宜の非磁性基体によって磁
   気的に離隔される特許請求の範囲第（１）項記載の垂直
   磁気ヘッド。
3. （３）前記第１および第２の軟磁性体ブロックのそれぞ
   れ前記垂直磁気記録媒体に平行な断面の面積は、前記非
   磁性基体の同断面の面積以上である特許請求の範囲第（
   ２）項記載の垂直磁気ヘッド。
4. （４）前記非磁性基体の前記垂直磁気記録媒体に平行な
   断面の前記軟磁性膜と前記第１の軟磁性体ブロックとを
   隔てる最短距離が１．５ｍｍ以下である特許請求の範囲
   第（３）項記載の垂直磁気ヘッド。
5. （５）前記第１の軟磁性体ブロックの前記垂直磁気記録
   媒体と垂直な方向の長さは前記軟磁性膜が構成する主磁
   極の同方向の長さよりも長い特許請求の範囲第（１）項
   記載の垂直磁気ヘッド。
6. （６）前記第１および第２の軟磁性体ブロックは、前記
   軟磁性膜の周囲に該軟磁性膜を取り囲む態様で配される
   特許請求の範囲第（１）項記載の垂直磁気ヘッド。