JPS6339106A - 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、冑抗磁力、高密度記録を有する磁気テープ等
の記録再生に使用する磁気へノドに関するもので、特に
磁気ギャップが強磁性金属薄膜同士をギャップスペーサ
を介して突き合わせることにより構成されるとともに、
磁気コア半体の大部分が強磁性酸化物により形成されて
なる。いわゆる複合型の磁気ヘッドの構造の改良に関す
るものである。

〔発明の概要〕

本発明は、強磁性酸化物よりなる磁気コア部とこの磁気
コア部に被着形成される強磁性金属薄膜により何１気コ
ア半体が構成され、上記強磁性金属薄膜同士を突き合わ
せて磁気ギャップを構成してなる磁気ヘッドにおいて、 上記磁気コア部と強磁性金属薄膜との境界面に高透磁率
材料よりなる下地膜を介在させたことにより、 磁気コア部とこの磁気コア部に被着形成される強磁性金
属薄膜との間に生じる凝似ギャップの影響を１ｍえ、信
頼性及び生産性に優れた磁気へ・ノドを提供しようとす
るものである。

〔従来の技術〕

磁気記録の分野においては、情報信号の高密度記録化や
高周波数化等が進められており、これに対応して磁気記
録媒体として磁性粉にＦｅ、Ｃｏ。

Ｎ　ｉ等の強磁性金属粉末を用いた。いわゆるメタルテ
ープや磁性金属材料を蒸着等の真空薄膜形成技術により
ベースフィルム上に直接被着した。いわゆる蒸着テープ
等が実用化され背反してきている。

また、所定面積の磁気記録媒体にできるだけ多くの情報
信号を書き込むために、磁気記録媒体に記録される記録
トラックの狭小化も進められている。

このような状況から、磁気ヘッドに対しては、例えば高
い抗磁力や残留磁束密度を有する磁気記録媒体に対して
良好な記録再生を行うために、磁気ヘッドのヘッド材料
が高飽和磁束密度、高透磁率を有すること、記録トラッ
クのトランク幅に対応して微小なトラック幅出しが容易
に行えること、等様々な特性が要求されている。

かかる諸要求を満たす磁気ヘッドを、例えばフェライト
材等の強磁性酸化物材料単体で作製することは難しく、
そこで高飽和磁束密度を有する強磁性金属薄膜と組み合
わせて磁気ヘッドを構成した。いわゆる複合型の磁気ヘ
ッドが提案されている。

しかしながら、従来の磁気ヘッドでは信頼性や性能等の
点で様々な問題がある。

例えば、第８図に示すように、磁気コア部（１０１）、
　（１０２）がフェライト等の酸化物磁性材料よりなり
、記録再生に関与する磁気ギャップｇ゛及びその近傍が
強磁性金属薄膜（１０３）　、　（１０４）で構成され
、さらに磁気ギャップｇ°の両側にはトランク幅を規制
するための溝（１０５）　、　（１０６）が切り欠かれ
、補強用の非磁性材（１０７）　、　（１０８）が充填
された構造の磁気ヘッドが提案されている。

この磁気ヘッドは、その構造が極めて単純で生産性に優
れ、また強磁性金属薄膜（１０３）　、　（１０４）の
膜厚とは無関係にトランク幅を設定できるという利点を
有している。

ところが、この磁気ヘッドは磁気コア部（１０１）。

（１０２）と強磁性金属薄膜（１０３）　、　（１０４
）との境界面（１０３ａ）　、　（１０４ａ）が磁気ギ
ャップｇ°　と平行に位置しているため、上記境界面（
１０３ａ）　、　（１０４ａ）が擬似ギャップとして作
用してしまい記録再生特性の劣化を招く原因となってし
まっている。すなわち、この擬似ギャップは再生信号の
周波数特性にうねりを招来し、その振幅は１０ｄＢ以上
と大きく再生出力の低下を招いてしまう。

そこで、上述の擬似ギャップを解消するため、強磁性金
属薄膜を磁気ギャップｇ”に対して１０〜８０″程度傾
けて被着し、磁気コア部と強磁性金属薄膜との境界面に
おける擬似ギャップをいわゆるアジマス損失によって低
減したものも提案されているが、この場合にはトラック
幅の広い（４０μｍ以上）ヘッドを作製しようとすると
強磁性金属薄膜の膜厚を大きくしなければならず、この
ため成膜に長時間を要し、生産性や製造コストの点で問
題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、強磁性金属薄膜を磁気ギャップに対して平
行に形成した磁気ヘッドでは、生産性や精度に優れてい
るものの擬似ギャップの影響がおおきく信頼性に問題が
あり、強磁性金属薄膜を磁気ギヤノブに対して斜めに形
成した磁気ヘッドでは、信頼性に優れるものの生産性や
製造コストの点で問題があった。

そこで本発明は、上述の従来の実情に鑑みて提案された
ものであり、強磁性金属薄膜を磁気ギヤツブに対して平
行に形成した磁気ヘッドの特（牧を生かした上で、磁気
コア部と強磁性金属薄膜との間に生じるｌ疑似ギヤノブ
の影響を抑えることが可能で、大トラック幅化、トラン
ク幅の精度の向上。

コストダウン等が図れ、信頼性及び生産性に優れた磁気
ヘッドを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上述のような目的を達成するために、本発明は強磁性酸
化物よりなる磁気コア部とこの磁気コア部に被着形成さ
れる強磁性金属薄膜により磁気コア半体が構成され、上
記強磁性金属薄膜同士を突き合わせて磁気ギャップを構
成してなる磁気ヘッドにおいて、上記磁気コア部と強磁
性金属薄膜との境界面に高透磁率材料よりなる下地膜を
介在させたことを特徴とするものである。

〔作用〕

磁気コア部と強磁性金属薄膜との境界面に高透磁率材料
よりなる下地膜を介在させているため、磁気コア部と強
磁性金属薄膜との境界面での磁束の流れが非常に効率良
くなり、境界面が擬似ギャップとして作用することが抑
制される。

また、磁気コア部と強磁性金属薄膜の間に下地膜を介し
ているため、両者間の化学的な反応が抑えられる。

さらに、下地膜を介したことにより磁気コア部と強磁性
金属″Ｆｉ４１１ｊの間の密着性が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した磁気ヘッドの一実施例を図面を
参考にしながら説明する。

第１図は本発明を適用した磁気ヘッドの一例を示す外観
斜視図であり、第２図はその磁気記録媒体対接面を示す
要部拡大平面図である。

この磁気ヘッドにおいては、磁気コア部（１）、（２）
が酸化物磁性材料、例えばＭｎ−Ｚｎ系フェライトで形
成され、これら磁気コア部（１）　、　（２）の接合面
に沿っている一側面（ｌａ）　、　（２ａ）及びこの−
側面（ｌａ）　、　（２ａ）の両側に略円弧状に切り欠
かれた切り欠き面（ｌｂ）　、　（ｌｃ）　、　（２ｂ
）　、　（２ｃ）には、フロントギャップ形成面からバ
ックギャップ形成面に至るまで連続して、例えばＦｅ−
Ａｆｆ−３Ｉ系合金膜等からなる強磁性金属薄Ｉり（３
）　、　（４）が真空薄膜形成技術により被着形成され
ている。

上記強磁性金属薄膜（３）　、　（４）の材質としては
上述したものの他、強磁性非結晶金属合金、いわゆるア
モルファス合金（例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏの１つ以上の
元素とＰ、Ｃ，Ｂ、Ｓｉの１つの元素とからなる合金、
またはこれらを主成分としＡｌ。

Ｇｅ、Ｂｅｔ　　Ｓｎ、Ｉ　ｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｎ
。

Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ等を含んだ合金等のメタル−メ
タロイド系アモルファス合金、あるいはＣｏ。

Ｈｒ、Ｚｒ等の遷移元素や希土類元素を主成分とするメ
タル−メタル系アモルファス合金）等が使用可能である
。また、上記強磁性金属薄膜（３）　、　（４）として
、例えばＳ　ｉｏｚ　、ＴａｚＯｓ　、　Ａ１１ｔｏ３
＋Ｚ　ｒ　Ｏｚ＋　Ｓ　ｊ　ｓＮａ等の高耐摩耗性絶縁
膜を介して金属磁性材料を複数層積層した磁性膜を用い
れば磁気特性の向上が図れる。この場合、強磁性金属薄
膜の積Ｎ数は任意に設定することができる。

また、上記磁気コア部（１）　、　（２）と強磁性金属
薄膜（３）　、　（４）との境界面には、連続して高透
磁率材料よりなる下地膜（５）　、　（６）が介在形成
され、それぞれ磁気コア半体（１１）、（１２）が構成
されている。

そして、これら一対の磁気コア半体（１１）、（１２）
をギヤ、プスベーサを介して突き合わせ、上記強磁性金
属薄膜（３）　、　（４）の当接面がトラック幅Ｔｗの
磁気ギャップｇとなるように構成されている。

ここで、上記−側面（ｌａ）　、　（２ａ）の両側に略
円弧状に切り欠かれた切り欠き面（ｌｂ）　、　（ｌｃ
）　、　（２ｂ）　、　（２ｃ）は、トラック幅を調整
するトラック幅規制溝でこの形状はとくに限定されるも
のではない。

また、上記磁気ギャップｇの両側であって、磁気ギヤツ
ブ形成面となる一側面（Ｉａ）　、　（２ａ）の両側に
略円弧状に切り欠かれた切り欠き面（ｌｂ）、（ｌｃ）
　。

（２ｂ）　、　（２ｃ）には、上記強磁性金属薄膜（３
）　、　（４）の摩耗を防止するために非磁性材（７）
　、　（８）が溶融充填されている。

なお、以上のように磁気ヘッドを形成する磁気コア半体
（２１）　、　（２２）のうち、一方の磁気コア半体（
２Ｉ）には、巻線溝（２３）が穿設され、この巻線溝（
２３）にコイルを巻回することによって、磁気ヘッドに
信号を供給し、あるいは信号を取り出すようになってい
る。

以上の構成の磁気ヘッドにおいて、上記磁気コア部（１
）　、　（２）と強磁性金属薄膜（３）　、　（４）と
の境界面に形成された高透磁率材料よりなる下地膜（５
）。

（６）は、上記境界面がギャップと平行に形成されてい
るために生じる１疑似ギヤツプの影響を抑制し、境界面
での磁束の流れの効率を良くするように作用するもので
ある。

一般に擬似ギャップによる影響には、ヘッド効率、ギャ
ップ損失、アジマス損失等が考えられる。

しかし本発明を適用した磁気ヘッドにおいては、ギャッ
プと擬似ギャップは平行に形成されているため、アジマ
ス損失は期待できない。

そして、前述の如き構成を有する磁気ヘッドのヘッド効
率について考察してみる。本発明を適用した磁気ヘッド
は、第３図に示す磁路概要図で表されるような磁路を形
成している。すなわち本発明を適用した磁気ヘッドには
、一定間隔を存して平行に３つのギャップ（主ギャップ
Ｇ、、擬似ギヤツブＧｌ、Ｇりが磁気コアに形成されて
いるとみなすことができる。そして、磁路を形成してい
る磁気コアは、上記ギャップによりＣＩ、　Ｃｚ、　Ｃ
ｉの３つに分けられる。

上記磁路概要図より各部分の磁路抵抗をＲ８として、各
ギャップＧ　ｏ、　Ｇ　＋　、　Ｇ　ｚの効率を表すと
以下のようになる。

主ギャップＧ０の効率η。

ηｏ　　”Ｒｃａ／（Ｒｃ＋　＋Ｒｃｚ＋Ｒｃｉ　＋Ｒ
ＧＯ＋ＲＧＩ　＋ＲＧ２）擬似ギャップＧ、の効率η。

η＋　＝Ｒｃｌ／　（ＰＣＩ　＋ｌＩＣ２＋　Ｒｃ１＋
Ｒｃｏ＋Ｒｃ＋　＋　Ｒｃｚ）擬似ギャップＧ２の効率
η２ η！　＝ＲＧ２／　（Ｒｃ＋　＋Ｒｃｚ＋Ｒｃｉ＋Ｒ６
ｏ＋Ｒｃ＋　＋ＲＧＺ）このように表されるギャップの
効率の関係がη０　〉〉ηＩＩη２ となれば擬似ギャップの影響を小さく抑制することがで
きる。

ここで、擬似ギャップＧ１及び擬似ギャップＧ２におけ
る磁路抵抗ＲＧ　ｌ　＋　　ＲＧ　ｔは、ＲＧＩ、ＲＧ
□−Ｇｌ／　（μ・Ｄｐ−Ｗ）（但し、Ｇｌは擬似ギャ
ップのギヤ、プ長、Ｄｐはデプス、Ｗはトラック幅）で
表される。したがって、分子が小さいかもしくは分母が
大きくなれば磁路抵抗Ｒ６１＋　　Ｒｃｚは小さくなる
。

この場合は、デプス［）ｐとトラック幅Ｗは、ヘッドの
構造によって決定される定数であるため、ギャップ長Ｇ
７！（具体的には、下地膜の膜厚）を小さく、下地膜の
ａ　［率μを大きくすればよい。

例えば、下地膜としてＳｉｎｇ、Ｃｒ等を用いた場合に
は、これらの透磁率は真空での透磁率μ。に略等しい、
これを高透磁率材料に変えれば磁路抵抗ＲＧｌ＋　　Ｒ
ｒ＋ｚはその比透磁率（真空の透磁率μ。

に対する比率）をμ、としてｌ／μ、となる。

また、下地膜は透磁率が高ければよく、高磁束密度を存
することや耐摩耗性が良好である等の特性は特に必要と
はならない。

このように形成される磁気ヘッドにおいては、磁気コア
部と強磁性金属薄膜との境界面に高透磁率材料よりなる
下地膜を介在させているため、磁気コア部と強磁性金属
薄膜との境界面での磁束の流れが非常に効率良くなり、
境界面が擬似ギャップとして作用することが抑制される
。

次に、上述した論理に基づき高透磁率を有する材料を選
択して行った具体的な実験例について説明する。

実験例１ 先ず、第１図及び第２図に示すような磁気ヘッドの下地
膜として高透磁率を存するＮｉ−Ｚｎ系フェライト　（
Ｆｅ：５０％、Ｎｉ：１５％、Ｚｎ：３５％）を用い、
これを下地膜厚３００人となるようにスパッタ形成した
。

上記磁気ヘッドの再生うねり特性について測定したとこ
ろ第４図に示すようなうねりの極めて少ない、つまり擬
似ギャップの影響の極めて少ない結果が得られた。

これに対して、磁気ヘッドの下地膜として真空透磁率に
略等しい透磁率を有するＳ　ｒ　Ｏｚを使用して、磁気
ヘッドの再生うねり特性について測定した。その結果、
第５図に示すように、非常に大きなうねりを有すること
がわかった。つまり下地層としてＳｉＯ□を用いた磁気
ヘッドでは、この下地層が再生特性に対して非常に大き
な悪影響を及ぼし、擬似ギャップが発生する磁気ヘッド
となってしまった。

このように、高透磁率材を下地膜として用いることによ
り、擬似ギヤツブの発生による影響を抑制することがで
きることがわかる。

実験例２ 次に、磁気ヘッドの下地膜として高透磁率を存するパー
マロイ　（Ｎｉニア９％、Ｆｅ：１６％。

Ｍｏ：５％）を用いて透磁率とｉｌ！厚との関係につい
ての実施例を行った。

１疑似ギヤンブ防止の効果は下地膜の膜厚とその材質の
有するｉ１ｍ率によって決定されるものであり、どの程
度でその効果が発揮されるかを検討した。

磁気ヘッドの下地膜として使用したパーマロイの膜厚を
３００人として一定にしておき、比透磁率μＳを１．１
０．５０と変化させ、そのときの再生特性のうねりを測
定した。

その結果を第６図ないし第８図に示す、なお、第６図は
比透磁率μ、＝１の場合、第７図は比透磁率μ、＝１０
の場合、第８図は比ｉ３磁率μ、＝５０の場合をそれぞ
れ表す。

これらの結果かられかるように、膜厚が３００人のとき
は、比透磁率が１０程度あれば再生うねりを充分に抑制
することができる。勿論、比透磁率μ、が５０になれば
その効果はより一層顕著なものとなり再生うねりはほと
んど発生しなくなる。

以上の結果より、高透磁率材よりなる下地膜を磁気コア
部と強磁性金属薄膜との境界面に形成することにより、
うねり、すなわち擬似ギヤツブの影響を充分＋ｍえるこ
とができた。

また第６図ないし第８１′；２Ｉに示すように膜厚が等
しければ比ｉ３１率が高い程その効果は大きくなるが、
比透磁率が１０程度であっても擬似ギャップのうねりは
かなり抑制することができる。

さらに下地膜に使用する高透磁率材としてＮｉ−Ｚｎ系
フェライト及びパーマロイは非常に有効であった９した
がって、これらに類する透磁率の高い材料であれば、有
効に擬似ギャップの影響を抑制することが可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明においては、
磁気コア部と強磁性金属″Ｆｔｉｌｌ！との境界面に高
透磁率材料よりなる下地膜を介在させているため、磁気
コア部と強磁性金属ｇｉ膜との境界面での磁束の流れが
非常に効率良くなり、境界面が擬似ギャップとして作用
することが抑制される。

この場合、下地膜の比透磁率は高い程その効果は大きく
なるが、比透磁率が１０程度であっても擬似ギャップの
うねりはかなり抑制することができる。

さらにまた、下地膜としてＮｉ−Ｚｎ系フェライト及び
パーマロイは非常に有効であり、これらに類する透磁率
の高い材料であれば、有効に擬イ以ギャップの影響を抑
制することが可能である。したがって、信頼性に優れた
磁気ヘッドとすることができる。

そして、磁気コア部と強磁性金属薄膜の間に下地膜を介
しているため、両者間の化学的な反応が抑えられ、Ｖ！
着性が向上することによっても磁気ヘッドの信頼性は向
上する。

本発明の磁気ヘッドは、従来の磁気ヘッドの有する利点
を損なうことなく、大トラック幅化が可能で、トラック
幅精度が高いこと、製造コストの低減が図れること等の
利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した磁気ヘッドの外観斜視図、第
２図は磁気ヘッドの磁気記録媒体対接面を示す要部拡大
平面図、第３図はけ路の構成を示す磁路概要図、第４図
は下地膜にＮｉ−Ｚｎ系フェライトを用いたときの再生
うねりの測定結果を示す特性図、第５図は下地膜にＳｉ
ｎ、を用いたときの再生うねりの測定結果を示す特性図
であり、第６図は比透磁率が１である場合の測定結果、
第７図は比ｉ３磁率が１０である場合の測定結果、第８
図は比透磁率が５０である場合の測定結果をそれぞれ示
す。 第９図は従来の磁気ヘッドの磁気記録媒体対接面の一例
を示す要部拡大平面図である。 １．２・・・磁気コア部 ３．４・・・強磁性金属薄膜 ５．６・・・下地膜 １１．１２・・・磁気コア半体 特許出願人　　　ソニー株式会社 代理人　　弁理士　　生地　　晃 岡　　　田村　榮− 同波数−（ＭＨｚ） 第７図 Ｒ波枚−（ＭＨ２） 第８図 第９図 手続主甫正痣：（自発） 昭和６１年１１月５０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 強磁性酸化物よりなる磁気コア部とこの磁気コア部に被
   着形成される強磁性金属薄膜により磁気コア半体が構成
   され、上記強磁性金属薄膜同士を突き合わせて磁気ギャ
   ップを構成してなる磁気ヘッドにおいて、 上記磁気コア部と強磁性金属薄膜との境界面に高透磁率
   材料よりなる下地膜を介在させたことを特徴とする磁気
   ヘッド。