JPS62226410A - 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］ 本発明は磁気ヘッドに関し、特に記録再生特性にすぐれ
た磁性膜を用いたリング型磁気ヘッドに関する。

［従来の技術］ 磁気記録の分野において、近年、高密度化の進展には目
ざましいものがある。記録媒体においては高保磁力化、
薄膜化され、磁気ヘッドにおいては高保磁力の記録媒体
の特性を十分引出すために高飽和磁束密度で高透磁率を
有する材料が必要である。この様なヘッド材料として、
Ｎｉ−Ｆｅ系。

Ｆｅ−ＡＭ−８ｉ系などの結晶質磁性合金な、最近にな
って、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉを主成分とし、それに希土類元
素およびメタロイド元素を含み、また、特性改良のため
にその他の元素を含んだ非晶質合金等がある。これらの
磁性材料を磁気ヘッドに応用する場合には、従来、圧延
あるいは切断、研削。

研摩などによって板状にする。非晶質合金の場合はスプ
ラットクーリング法等により薄板状にする。

７′ その後コア形に整形加工を行ない磁気ヘッドを製造して
きた。しかし、磁気記録の高密度化に伴ない、トラック
幅が狭小化し、また、ギャップ長が極小となり、それ等
の精度を向上させる必要があること、また、転送レート
も高くなり、すなわち高周波化され、磁気ヘッドも小型
化させる必要があり、磁気ヘッドの製造もこれらの磁性
材料とスパッタリング法、真空蒸着法、メッキ法などの
薄膜形成技術により形成し、リソグラフィ技術により、
整形した。いわゆる薄膜磁気ヘッド等が開発されている
。

これらの磁性膜の高周波の透磁率は磁化容易方向におい
て低く、磁化困難方向において高いことが知られている
。これは磁化容易方向の磁化過程が主に磁壁移動で行な
われるのに対して、磁化困難方向の磁化過程が主に磁化
回転によって行なわれるためである。

磁性膜に磁気異方性を付与する手段としては、磁性膜を
磁界中で熱処理するか、あるいは磁性膜作成時に磁界を
印加する方法がある。上記方法により、印加磁界方向に
磁化容易方向がそろった磁性膜が得られる。しかし、薄
膜の場合には、形状異方性が大きく、磁性膜に垂直な方
向を磁化容易方向とするのは困難である。通常、磁性膜
面内が磁化容易方向となる。磁気ヘッドはこの形状によ
る異方性を考慮し、磁気ヘッドの磁路方向が透磁率の高
い磁化困難方向になるように磁気異方性を磁性膜に付与
すれば優れた特性の磁気ヘッドが得られる。

このような例としては、計算機用磁気ディスク装置等に
用いられる薄膜磁気ヘッド等が挙げられる。第８図に薄
膜磁気ヘッドの例を示した。第８図（ａ）は断面図、（
ｂ）は平面図である。このヘッドは基板１の上に下部磁
性膜２を形成し、その上に絶縁材を介してコイル３を形
成し、さらに上部磁性膜４を形成して作製されたもので
あり、磁路の方向６は磁性膜２，４の面内方向でかつ媒
体摺動面５に直角な方向である。従って、磁性膜２゜４
に磁路方向６の直角方向７を磁化容易方向とする磁気異
方性を付与することにより、磁性膜の磁路方向に沿った
高い透磁率が得られ、従って、ヘッド特性の優れた磁気
ヘッドが得られる。

薄膜磁気ヘッドの文献として、アイ・イー・イー・イー
・トランザクション　オン　マグネティックス（Ｉ　Ｅ
　Ｅ　Ｅ　　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｍａｇ
ｎｅｔｉｃｓ）ＭＡＧ−７，１４６，１９７１に示され
る。しかし、一般のリング型磁気ヘッドにおいては形状
が複雑であり、形状による異方性を考慮しなければなら
ない。

ＶＴＲなどに用いられるリング型磁気ヘッドの例を第１
図に示した。このヘッドは基板１の上に磁性膜２を形成
してさらにその上に保護林８を形成し、巻線窓９を形成
した後、ヘッドコア半休。

１０．１０’　をギャップ材１１を介して接合したもの
である。この様なリング型磁気ヘッドでは磁路方向６は
巻線窓９を周回する方向であり、磁路方向に直角な方向
である磁性膜面に垂直な方向７゜７′を磁化容易方向と
する磁気異方性を付与することにより、前記と同様に特
性のすぐれた磁気ヘッドを得ることが出来ると考えられ
る。しかし、第１図に示したリング型磁気ヘッドにおい
ては磁路方向と直角に磁化容易方向のそろった磁気異方
性は反磁界の影響では付与することは困難である。

実際には膜面内に磁化容易方向が付いてしまう。

従って、ヘッド特性が十分でなく、かつ特性のばらつき
が大きいという問題があった。

上記の如く、一般のリング型磁気ヘッドにおいては磁路
方向に沿って、直角な方向を磁化容易方向とするには困
難である。

一方、磁気ヘッドを磁気回路的にみると、媒体摺動面側
の作動ギャップ近傍の磁気抵抗が約８割以上を占める。

すなわち１作動ギャップ近傍（上記の作動ギャップ近傍
とは磁気記録媒体対向面と作動ギャップ形成面との交線
と主磁路形成面と平行な側面の交点を中心としてほぼ半
径がギャップ深さくｇｄ）〜半径５０ｇｄの領域を指す
ものとする。）の透磁率がヘッド特性に大きく影響して
いる。いいかえれば、作動ギャップ近傍の磁区構造がヘ
ッド特性に大きく影響する。

上述のようにリング型磁気ヘッドにおいては磁路方向に
沿って、全て直角な方向に磁化容易方向とするには困難
であるため、磁気ヘッド特性に大きく影響する作動ギャ
ップ近傍の磁化容易方向を磁路に沿って直角とする。す
なわちトラック幅方向、および、ヘッド摺動方向を磁化
容易方向とするのが望ましい。

［発明が解決しようとする問題点コ 上記の如く、従来のリング型磁気ヘッドにおいて、磁路
に沿って、該磁路に直角な方向を磁化容易方向とするに
は困難であり、従って、磁気記録再生特性が十分でなく
、かつ、特性のバラつきが大きいという問題があった。

本発明の目的は上記問題を解決し、リング型磁気ヘッド
において、優れたヘッド特性を示す磁気ヘッドを提供す
ることにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的は作動ギャップ近傍の磁気異方性をコントロー
ルすることにより、達成される。

上述した如く、磁気ヘッドの磁気抵抗の約８割以上は作
動ギャップ近傍の磁気抵抗である。一方磁気ヘッドの磁
路、全てに亘って磁路に直角な方向を磁化容易方向とす
るには困難である。このことから、作動ギャップ近傍が
磁路に直角な方向を磁化容易方向とすれば、優れた磁気
ヘッド特性を得る。具体的には第２図に示す如く、作動
ギャップ近傍の磁化容易方向をヘッド摺動方向（７）、
およびトラック幅方向（７′）にする。

すなわち、基板上に薄膜形成法により形成した磁性膜を
少なくとも磁気ヘッドの作動ギャップ近傍に用いたリン
グ型磁気ヘッドにおいて、上記。

作動ギャップ近傍の磁性膜の磁化容易方向が磁性面内で
、かつ、ヘッド摺動面に平行とする。

さらに、磁性膜が作動ギャップ面と所要の角度で傾斜さ
せ、作動ギャップと非平行にして疑似ギャップ作用を回
避することによって記録再生特性の向上効果が得られる
。また、磁束の収束作用も働き、特性が向上する。

さらに、磁性膜としては、非晶質磁性膜とすれば磁気異
方性のコントロールが容易となる。

［作用］ ヘッド近傍の磁気異方性をヘッド摺動方向およびトラッ
ク幅方向にする手段としては本発明では主に磁界中熱処
理を用いる。すなわち、磁気ヘッドのヘッド摺動方向に
あるいはトラック幅方向に磁界を印加し熱処理すること
により、磁界印加方向に磁気異方性を付与する。また、
磁気異方性（ＨＫ）の大きさを制御するために、さらに
磁界中熱処理、或いは無磁界熱処理する場合もある。

また５回転磁界中熱処理することにより、磁気異方性の
大きさを制御することも出来る。

本発明に用いる磁性膜としてはＮｉ−Ｆｅ系の結晶質合
金でも良いが、非晶質合金を用いた場合に、磁界中熱処
理の効果が大きいのでより好ましい。

［実施例］ 以下、本発明を実施例を用いて説明する。

実施例１ 第１図に示す磁気ヘッドを作成した。２は磁性膜であり
、非磁性基板１上に（Ｃｏ（１４Ｎｂｌ　３Ｚｒ３ａｔ
％）の組成を膜厚２０μｍ、高周波を極スパッタを用い
て作成した。

上記ヘッドを用いて、本発明の磁気異方性の方向とヘッ
ド特性について説明する。磁気異方性の方向の確認はヘ
ッド側面で研摩し、非磁性基板を取除いて、直接磁性膜
を調べた。その方法はカー効果、あるいはビッタ−法に
より光学的にｍ察した。

第３図は磁気ヘッド特性と磁化容易方向との関係を示し
たものである。測定に用いたテープはメタルパウダース
ープであり、その特性は表１に示する。なお、テープ、
ヘッド相対速度を３．７５表　　　１ ｍ／ｓとした。Ａヘッドは製作そのままのヘッド、Ｂヘ
ッドはヘッド摺動方向が磁化容易方向となるように磁界
中熱処理したものである。磁界中熱処理の条件は磁界１
１ｋＯａをヘッド摺動方向に印加し、熱処理温度４００
’Ｃ，３０分とした。ヘッド特性を比較してみるとこの
ＢヘッドはＡヘッドに比べ、３〜６ｄＢ向上し、そのバ
ラツキも少なくなった。Ｃヘッドは磁化容易方向をヘッ
ドデプス方向になる様に、磁界中熱処理したものである
。

その磁界中熱処理方法はＢヘッドと同様であるが、磁界
印加方向をヘッドデプス方向にしたものである。ヘッド
特性は前記ＡおよびＢヘッドに比べ。

出力が低い。Ｃヘッドは磁化容易方向をトラック幅方向
になる様に、磁界中熱処理したものである。

その磁界中熱処理方法はＢ、Ｃヘッドと同様であるが、
磁界印加方法をトラック幅方向にしたものである。この
Ｃヘッドの磁化容易方向が完全にトラック幅方向である
とすれば、磁気ヘッドの特性は向上するはずであるが、
実際には第４図の如く、Ｂヘッドより特性が劣り、バラ
ツキも多い。これはヘッドの形状異方性により、磁性膜
厚方向を磁化容易方向にするにはむずかしいためである
。しかしながら、Ｃヘッドにおいて、Ｂヘッドと同等レ
ベルのものがあり、これらの違いを次に述べる。

第４図は磁気ヘッドの側面を研摩により非磁性基板を取
除き、磁性膜をカー効果で測定し、磁化容易方向を観測
した結果である。

Ｂヘッドは（ａ）に示すように１巻線窓部を除いて、磁
化容易方向は磁界中熱処理してコントロールしたヘッド
摺動方向になっている。Ｃヘッドも（ｂ）に示すように
同様に磁化容易方向は磁界中熱処理してコントロールし
たヘッドデプス方向になっている。しかし、Ｃヘッドは
（ｃ）、（ｄ）に示すように磁界中熱処理してコントロ
ールしたトラック幅方向にはならず、ヘッド摺動方向、
ヘッドデプス方向が混在した形となっている。前述した
特性の良いＣヘッドはＢヘッド同様の磁化容易方向を示
す。また特性の悪いＣヘッドは磁化容易方向がヘッドデ
プス方向になるＣヘッドに近い構造を示す。このように
、形状の複雑な磁気ヘッドにおいては、ヘッドの磁路に
沿って全て磁化容易方向とすることがむずかしいため、
ヘッド特性の良否、バラつきを生じる。しかしながら、
前述したようにヘッド特性は作動ギャップ近傍の磁区構
造により大きく影響する。Ｂヘッドにおいて特性が秀れ
るのは作動ギャップ近傍の磁路に垂直な摺動方向が磁化
容易方向になっているためであり、他ヘッドは作動ギャ
ップ近傍の磁路に垂直でない磁化容易方向が存在するた
めであり、この方向成分の比率によりヘッド特性が定ま
ってくるためである。

すなわち、磁化容易方向が磁性膜の膜面内でかつヘッド
摺動面に平行であれば、磁気ヘッド特性の優れたものが
得られる。

実施例２ 実施例１と同様にして第５図に示すように磁気ヘッド形
状を少し複雑にしたヘッドを作製した。

山形に加工した非磁性基板１に非晶質磁性合金Ｃｏｇ　
４Ｎｏ３　Ｚｒ□３ａｔ％２を高周波２極スパツタ法で
２０μｍ作成して、ヘッドを作製した。なお、非磁性基
板の山形の角度１７を６０″および１２０°２種類のヘ
ッドを作製した。

上記ヘッドを用いて、本発明の磁気異方性の方向とヘッ
ド特性について説明する。磁気異方性の方向の確認は第
５図、充填ガラス１２をエツチングにより取除いて、直
接磁性膜を実施例１と同様の光学的観察法によった。

第６図は磁気ヘッド特性を示したものであり、測定条件
は実施例１と同様である。また、磁気へラドＡ、Ｂ、Ｃ
，Ｄは実施例１と同じ処理したものである。Ａヘッドは
製作そのまま、Ｂヘッドはヘッド摺動力向が磁化容易方
向となるように磁界中熱処理したもの、Ｃヘッドはへッ
ドデブス方向が磁化容易方向となるように磁界中熱処理
したもの、Ｃヘッドはトラック幅方向が磁化容易方向と
なるように磁界中熱処理したものである。ヘッド特性を
比較してみると、山形の角度１７を６０″にしたヘッド
１８は若干の違いはあるが、傾向は同じで、Ｂヘッドは
特性が秀れバラつきも少なく。

Ｃヘッド、Ａヘッド、Ｃヘッドの順に特性が劣下してい
る。山形の角度１７を１２０’にしたヘッド１９の特性
はＢヘッド、Ｃヘッドの特性が１８に比較し、逆になっ
ている。これらの現象はヘッドの形状異方性に基づくも
のであり、磁気ヘッドの磁気異方性の方向を実施例１と
同様に１８１察した。

第７図はその１例であり、磁気ヘッドのガラス充填動１
２を取除いて、磁性膜をカー効果で測定した結果である
。（ａ）に示すＢヘッドは磁界中熱処理の磁界方向をヘ
ッド摺動方向にしたものであるが、その磁化容易方向は
磁性膜面に沿って、摺動方向になっており、ヘッド特性
を決める作動ギャップ近傍の磁化容易方向が理想的に磁
路に垂直な方向７になっている。反対に（ｂ）に示した
Ｃヘッドは作動ギャップ近傍の磁化容易方向がヘッドデ
プス方向であり、磁路と同じ方向になるため、ヘッド特
性が悪い、また、Ｄヘッドは実施例１と全く同様に、磁
化容易方向が摺動方向より傾いたもの、および、摺動方
向とへラドデプス方向が混在したものになり、磁気ヘッ
ドの透磁率が低くなり、特性が劣化している。しかしな
がら、山形の角度を１２ｏ°にしたものは（１９）ヘッ
ド特性と同様にその磁区構造も全く逆になり、磁界中熱
処理の磁界方向をトラック幅にした時に磁性膜面に沿っ
て、真っすぐに磁化容易方向が向いたためである。

これはヘッド形状によるためであり、山形の角度６０°
にした場合は磁性膜面に沿って真っすぐにするには磁界
中熱処理の磁界の方向を摺動力向にした方が容易であり
、逆に山形の角度を１２０”にした場合は、磁性膜面に
沿って真っすぐにするにはその磁界方向をトラック幅に
かけた方が容易であることを示す。すなわち、磁気ヘッ
ドの特性は作動ギャップ近傍の磁区構造に大きく影響し
、ヘッド磁路に垂直に磁化容易方向が向いていれば良い
。磁化容易方向がすなわち、膜面内にあり、作動ギャッ
プ近傍はへラドデプス方向がないようにする。しかしな
がら、磁化容易方向とコントロールする磁界中熱処理の
条件はヘッドの形状により異なり、すなわち、磁性面に
沿った方向が磁化しやすい。このため、山形の角度が小
さい場合には、ヘッド摺動方向に磁界を印加するＢヘッ
ド、山形の角度が大きい場合には、トラック幅方向に磁
界を印加するＤヘッドが、磁性面に沿って直っすぐな磁
化容易方向になり、その方向は作動ギャップ近傍におい
て磁路に垂直な方向となる。そのため、ヘッド特性は秀
れる。すなわち、実施例１と同様、作動ギャップ近傍の
磁化容易方向が磁性膜の膜面内で、かつ、ヘッド摺動面
に平行であれば、ヘッド特性に優れる。

なお、本実施例のヘッドは非磁性基板を用いたが、磁性
基板（フェライト基板）を用いても、同様の結果が得ら
れた。

実施例３ 実施例１．２のヘッドの磁性膜を作製する際にＳｉＯ２
などのＡＱ２０３などの磁気的に遮断する層を設けて多
層化した場合には、実施例１，２よりも更に磁性面に沿
互て磁化しやすくなり、磁界中熱処理の条件が容易にな
る。例えば、磁界中熱処理の温度が低く、その時間も短
かくすることが出来、印加磁界の大きさも少なく出来、
作動ギャップ近傍の磁化容易方向も一様に磁性面に沿い
。

磁路に垂直な方向となるため、ヘッド特性は向上し、バ
ラつきも少なくなる。

［発明の効果］ 以上、述べたように１本発明によれば磁気ヘッドの作動
ギャップ近傍の磁化容易方向が磁性膜面内にあって、し
かもトラック幅方向あるいは摺動力向に向けた時、すな
わち、磁化容易方向がヘッドデプス方向成分を持たない
ようにしたものであるから、極めて秀れたヘッド特性を
示すことが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すリング型磁気ヘッドを
示す斜視図、第２図は本発明リング型磁気ヘッドの作動
ギャップ近傍の模式図、第３図は本発明の実施例の磁気
ヘッドの記録再生特性を示す特性図、第４図は本発明の
実施例の磁気ヘッドの磁区構造を示す図、第５図は本発
明の他の実施例を示すリング型磁気ヘッドを示す斜視図
、第６図は本発明の他の実施例の磁気記録特性を示す特
性図、第７図は本発明の他の実施例の磁区構造を示す図
、第８図は従来の薄膜ヘッドを示す図である。 １・・・基板、２４・・・磁性膜、３・・・コイル、５
・・・媒体摺動面、６・・・磁路方向、７，７′・・・
磁化容易方向、８・・・保護材、９・・・巻線窓、１０
．１０’・・・ヘッドコア半休、１１・・・作動ギャッ
プ、１２・・・ガラス、１３・・・ギャップデプス、１
７・・・山形の角度、１８・・・山形の角度６０°の磁
気ヘッド、１９・・・山形の角度１２ｏ°の磁気ヘッド
。 第１日　　　　　　第２日 ツノ 第〕凶 第４の 第２図 ； υυ　Ｂヘッド　　　　　　　　　　（ｂ）Ｃへ一／）
−（久） （２り ４．５′″

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に薄膜形成法により形成した磁性膜を少なく
   とも磁気ヘッドの作動ギャップ近傍に用いた磁気ヘッド
   において、上記作動ギャップ近傍の磁性膜の磁化容易方
   向が磁性面内で、かつ、ヘッド摺動面に平行であること
   を特徴とする磁気ヘッド。 ２、特許請求の範囲第１項記載の磁気ヘッドにおいて、
   磁性膜が作動ギャップ面と所要の角度で傾斜しているこ
   とを特徴とする磁気ヘッド。 ３、特許請求の範囲第１項記載の磁気ヘッドにおいて、
   上記磁性膜が非晶質磁性膜からなることを特徴とする磁
   気ヘッド。