(57)【要約】【課題】磁路の磁気抵抗を下げて、ヘッド出力を大きくすることができる磁気ヘッドを提供する。【解決手段】複数の磁性膜１ａ、１ｂと絶縁膜とが交互に積層された磁性膜コアが非磁性基板により狭持され、互いに接合された磁気コア半体と、磁気コア半体の磁気記録媒体と対向する部位に形成された摺動面９と、一対の磁気コア半体の間の摺動面９と接する領域に形成された磁気ギャップ８とを備える。複数の磁性膜のうち少なくとも１つの第１磁性膜１ａには、磁気ギャップ８の深さ方向から傾いた向きに第１磁化困難軸１０ａが形成され、磁性膜のうち第１磁性膜１ａとは別の第２磁性膜１ｂには、磁気ギャップ８の深さ方向から第１磁化困難軸１０ａが形成された向きとは反対側に傾いた向きに第２磁化困難軸１０ｂが形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁性膜と絶縁膜とが交互に積層された磁性膜コアが非磁性基板により狭持され、互いに接合された磁気コア半体と、
前記磁気コア半体の前記磁気記録媒体と対向する部位に形成された摺動面と、
前記一対の磁気コア半体の間の前記摺動面と接する領域に形成された磁気ギャップとを備えた磁気ヘッドにおいて、
前記複数の磁性膜のうち少なくとも１つの第１磁性膜には、前記磁気ギャップの深さ方向から傾いた向きに第１磁化困難軸が形成され、
前記磁性膜のうち前記第１磁性膜とは別の第２磁性膜には、前記磁気ギャップの深さ方向から前記第１磁化困難軸が形成された向きとは反対側に傾いた向きに第２磁化困難軸が形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記一対の磁気コア半体の間の、前記磁気ギャップに接した領域に形成された巻線窓を有し、
前記巻線窓の外周面のうち前記磁気ギャップに接する２面は、前記磁気ギャップを挟んでそれぞれ反対側に傾いて形成され、
前記第１磁化困難軸は、前記磁気ギャップに接する２面のうち一方の面に沿って形成され、
前記第２磁化困難軸は、前記磁気ギャップに接する２面のうち他方の面に沿って形成された請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記磁性膜は、前記第１磁性膜と前記第２磁性膜とが同数である請求項１または２に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記第１磁性膜および前記第２磁性膜は、ＦｅとＴａを主成分とする窒化膜である請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
前記第１磁性膜および前記第２磁性膜は、一層あたりの厚みが０．１０μｍ以上０．５０μｍ以下である請求項１〜４のいずれか一項に記載の磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度記録再生において優れたヘッド出力、信頼性を有する、ＶＴＲおよびテープストリーマ用の磁気ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルＶＴＲやテープストリーマ等、大量の情報を高転送レートで記録再生する磁気記録装置の開発が盛んに行われている。このような大量の情報を記録、再生する磁気記録装置においては、金属粉末の塗布あるいは金属蒸着膜等により高い抗磁力を有する磁気記録媒体が使用されている。このような磁気記録媒体に対して情報を読み書き可能とするために、高い飽和磁束密度を有し、数十ＭＨｚ以上の高い周波数帯域で優れた特性を有する磁気ヘッドの開発が望まれている。このような要望に対応するため、センダスト、アモルファス磁性合金、ＦｅＴａＮ等の磁性膜と絶縁膜とを交互に積層して磁性膜コアを形成し、この磁性膜コアの両側を非磁性基板で挟持する構成にして、高周波特性を向上させた積層型磁気ヘッドが開発されている。
【０００３】
図７は、従来の積層型磁気ヘッドの一例を示す斜視図である。磁気ヘッドは、磁性膜コア１０３を非磁性基板１０４で狭持して構成された第１磁気コア半体１０７ａおよび第２磁気コア半体１０７ｂが結合されて形成されている。磁気ギャップ１０８は、第１磁気コア半体１０７ａと第２磁気ヘッドコア半体１０７ｂとの間に形成された隙間である。磁性膜コア１０３は、例えばＦｅＴａＮからなる磁性膜１０１と、ＳｉＯ2膜からなる絶縁膜１０２とが交互に積層されている。非磁性基板１０４は、例えばチタン酸カルシウム系セラミクスで形成されている。
【０００４】
摺動面１０９は、磁気記録媒体に記録された情報を読み取る際に、磁気記録媒体の記録面に対面する。第１磁気コア半体１０７ａと、第２磁気コア半体１０７ｂとの間には、巻線窓１０５が形成されている。第１磁気コア半体１０７ａ、または第２磁気コア半体１０７ｂには、それぞれ巻線窓１０５を挿通して導線が巻き回されたコイル（図示せず）が形成されている。このコイルは、磁気ヘッドが磁気記録媒体の記録面を走査する際に、磁気ヘッドを通過する磁束の変化を電圧の変化として出力する。
【０００５】
積層型磁気ヘッドにおいて、磁気ヘッドの出力は、磁性膜コアの透磁率の影響を大きく受け、透磁率が高いほどヘッド出力は高くなる。第１の磁気ヘッドは、高周波でのヘッド出力を高めるために、磁性膜の磁化困難軸の方向を磁気ギャップに対して、垂直の方向に向ける構成を有する（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、第２の磁気ヘッドは、磁化困難軸の方向を磁気ギャップに対して平行方向の磁性膜と、垂直方向の磁性膜とを積層した構成を有する（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、第３の磁気ヘッドは、磁性膜の磁化困難軸方向を磁性膜ごとに異ならせ、磁気コア全体として、磁気等方膜となるような構成を有する（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平７−６５３１６号公報
【特許文献２】特開平１０−３２０７１０号公報
【特許文献３】特開平２−３０２９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、第１および第２の磁気ヘッドの場合には、磁気ヘッドの最短磁路を考えた場合には、磁気抵抗の小さい磁化困難軸の方向が必ずしも磁路最短方向ではない。このため、さらに磁気ヘッドの出力を上げることができない。
【０００９】
また、第３の磁気ヘッドのように、異方性を持つ磁性膜を組み合わせて等方的な磁性膜にした場合には、特に高周波帯域において透磁率の値が低下する。このため、磁気抵抗が大きくなり、磁気ヘッドの出力を上げることができない。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、磁路の磁気抵抗を下げて、ヘッド出力を大きくすることができる磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の磁気ヘッドは、複数の磁性膜と絶縁膜とが交互に積層された磁性膜コアが非磁性基板により狭持され、互いに接合された磁気コア半体と、前記磁気コア半体の前記磁気記録媒体と対向する部位に形成された摺動面と、前記一対の磁気コア半体の間の前記摺動面と接する領域に形成された磁気ギャップとを備える。上記課題を解決するために、前記複数の磁性膜のうち少なくとも１つの第１磁性膜には、前記磁気ギャップの深さ方向から傾いた向きに第１磁化困難軸が形成され、前記磁性膜のうち前記第１磁性膜とは別の第２磁性膜には、前記磁気ギャップの深さ方向から前記第１磁化困難軸が形成された向きとは反対側に傾いた向きに第２磁化困難軸が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、磁性膜の磁化困難軸を巻線窓の外周部のうち磁気ギャップに接する一辺に平行に配置することにより、磁路の磁気抵抗を下げて、ヘッド出力を大きくすることができる磁気ヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の磁気ヘッドにおいて、前記一対の磁気コア半体の間の、前記磁気ギャップに接した領域に形成された巻線窓を有し、前記巻線窓の外周面のうち前記磁気ギャップに接する２面は、前記磁気ギャップを挟んでそれぞれ反対側に傾いて形成され、前記第１磁化困難軸は、前記磁気ギャップに接する２面のうち一方の面に沿って形成され、前記第２磁化困難軸は、前記磁気ギャップに接する２面のうち他方の面に沿って形成された構成にすることもできる。
【００１４】
また、前記磁性膜は、前記第１磁性膜と前記第２磁性膜とが同数である構成にすることもできる。
【００１５】
また、前記第１磁性膜および前記第２磁性膜は、ＦｅとＴａを主成分とする窒化膜である構成にすることもできる。
【００１６】
また、前記第１磁性膜および前記第２磁性膜は、一層あたりの厚みが０．１０μｍ以上０．５０μｍ以下である構成にすることもできる。この構成により、さらに、ヘッド出力を大きくすることができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこの実施の形態に限定されるものでは無い。
【００１８】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る磁気ヘッドの構成を示す斜視図である。磁気ヘッドは、非磁性基板４が磁性膜コア３を狭持して構成された第１磁気コア半体７ａ、および第２磁気コア半体７ｂが接合して形成されている。磁性膜コア３は、例えばＦｅＴａＮからなる磁性膜１とＳｉＯ2からなる絶縁膜２とが交互に積層されている。磁性膜コア３の膜厚は、例えば、８μｍに形成されている。磁性膜１は、磁化のされ方に対して異方性を有し、磁化されにくい磁化困難軸と、磁化されやすい磁化容易軸とを有する。磁化困難軸は、磁化容易軸よりも透磁率が高い。非磁性基板４は、例えばチタン酸カルシウム系セラミクスにより形成されている。
【００１９】
摺動面９は、磁気ヘッドが磁気記録媒体から情報を読み取る際に、磁気記録媒体に対面する。磁気ギャップ８は、摺動面９に接する領域に設けられた第１磁気コア半体７ａと第２磁気コア半体７ｂとの間に形成された隙間である。磁気ヘッドが磁気記録媒体上に配置された際に、磁気記録媒体の記録面における磁束が磁気ギャップ８の第１磁気コア半体７ａ（または第２磁気コア半体７ｂ）から流入し、磁気ギャップ８の第２磁気コア半体７ｂ（または第１磁気コア半体７ａ）から流出する。
【００２０】
磁気ギャップ８に接し、第１磁気コア半体７ａと、第２磁気コア半体７ｂとの間に巻線窓５が形成されている。第１磁気コア半体７ａ、および第２磁気コア半体７ｂそれぞれに、巻線窓５を挿通した導線が巻き回されて、コイル（図示せず）が形成される。このコイルは、第１磁気コア半体７ａ、または第２磁気コア半体７ｂから流入した磁束の変化を電圧の変化として出力（ヘッド出力）する。第１斜面（外周面）６ａは、巻線窓５の外周部において、第１磁気コア半体７ａと磁気ギャップ８に接した面であり、第２斜面（外周面）６ｂは、巻線窓５の外周部において、第２磁気コア半体７ｂと磁気ギャップ８に接した面である。第１斜面６ａおよび第２斜面６ｂは、それぞれ磁気ギャップ８の深さ方向（図１の矢印Ａの方向）に対して互いに反対側に傾いて形成されている。
【００２１】
図２は、磁性膜１の構成を示す平面図である。磁性膜１は、図２（ａ）に示す第１磁性膜１ａと図２（ｂ）に示す第２磁性膜１ｂとが絶縁膜２を挟んで交互に積層されている。第１磁性膜１ａは、図２（ａ）に示すように、第１磁化困難軸１０ａが第１斜面６ａに対して平行に形成されている。第２磁性膜１ｂは、図２（ｂ）に示すように、第２磁化困難軸１０ｂが第２斜面６ｂに対して平行に形成されている。
【００２２】
なお、第１磁性膜１ａと第２磁性膜１ｂは、必ずしも絶縁膜２を挟んで交互に積層される必要はない。例えば、それぞれ絶縁膜２を挟んで第１磁性膜１ａ−第１磁性膜１ａ−第２磁性膜１ｂ−第２磁性膜１ｂの順序で積層されていてもよい。
【００２３】
図３は、磁気ヘッドを用いて、磁気記録媒体から情報を読み出す場合の磁束の流れを示す平面図である。磁気テープなどの磁気記録媒体１１で発生した磁束１２は、磁気ギャップ８から、第１磁気コア半体７ａ、または第２磁気コア半体７ｂに入り、巻線窓５に対してループ状に流れている。
【００２４】
磁気ヘッドの出力を上げるためには、磁性膜１を通過する磁束の量を多くする必要がある。磁束の量を多くするには、磁性膜１の磁気抵抗を下げればよい。磁気抵抗は、
Ｒ＝Ｌ／（μ×Ｓ）  ・・・（数式１）
と表わされる。数式１において、Ｒは磁気抵抗、Ｌは長さ、μは透磁率、Ｓは断面積である。磁性膜１において、摺動面９に接する磁気ギャップ８の近傍（ギャップ近傍領域）は、他の領域より断面積が小さく、磁気抵抗が大きい。ギャップ近傍領域の磁気抵抗を下げることにより、磁気ヘッド全体の磁気抵抗が下がる。
【００２５】
つまり、第１磁性膜１ａに示すように、ギャップ近傍領域において、磁束の流れる向きに第１磁化困難軸１０ａが形成されていると、磁気ギャップに対して垂直に磁化困難軸が形成された場合よりも、磁気抵抗が小さくなる。したがって、従来の磁気ヘッドより流れる磁束の量が多くなり、磁束の変化量も多くなりヘッド出力が大きくなる。
【００２６】
なお、磁性膜として、ＦｅＴａを主成分とする窒化膜を例示したが、この他にもＦｅＮｂＺｒの窒化膜やＦｅＡｌＳｉ系磁性膜、Ｃｏを主成分としたアモルファス合金膜など、軟磁気特性に優れた材料であれば使用することが可能であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２７】
また、絶縁膜として、ＳｉＯ2膜を例示したが、この他にもＡｌ2Ｏ3等の絶縁性を有する膜であれば使用することが可能であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２８】
また、非磁性基板として、チタン酸カルシウム系のセラミクス材料を例示したが、これ以外にも酸化チタンと酸化マグネシウムと酸化ニッケルを主成分とするセラミクス材料や、ＭｎＺｎフェライトを主成分としてこれに酸化チタン等を加えた非磁性のフェライト系材料等があげられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
図４は、本発明の実施の形態で構成される磁気ヘッド（Ａ）のヘッド出力に対する、磁化困難軸方向を磁気ギャップと垂直な方向に形成した従来の磁気ヘッド（Ｂ）、磁化困難軸方向を組み合わせて等方的な磁性膜にしたときの従来の磁気ヘッド（Ｃ）、それぞれのヘッド出力を実測したグラフである。横軸は、測定周波数である。
【００３０】
測定の条件は、磁気ヘッドが、トラック幅：８μｍ、ギャップデプス：１０μｍ、ギャップ長：０．１６μｍであり、一層あたりの磁性膜の厚みは０．２５μｍである。測定に用いた磁気記録媒体は、ＭＰ（Ｍｅｔａｌ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ）テープである。テープと磁気ヘッドの相対速度は、１５ｍ／ｓである。図４より、本発明の磁気ヘッド（Ａ）を用いると、磁気ヘッド（Ｂ）および（Ｃ）に比べて、高い出力が得られることがわかった。つまり、図２（ｂ）に示す第２磁性膜１ｂにおいて、磁化困難軸は、ほぼ磁束の流れの向きに直交し、磁束の量が少なくなり、ヘッド出力が減少するが、図２に示す第１磁性膜１ａおよび第２磁性膜１ｂを積層して形成された磁性膜１を用いた磁気ヘッドは、従来の磁気ヘッドよりヘッド出力が増加する。
【００３１】
また、図４に示すように周波数が高いほど、磁気ヘッド（Ａ）の出力が磁気ヘッド（Ｂ）および（Ｃ）よりもヘッド出力が良好であることがわかった。
【００３２】
図５は、本発明の実施の形態に係る磁気ヘッドにおいて、一層あたりの磁性膜の厚みとヘッド出力の関係を示したグラフである。グラフの横軸は、一層あたりの磁性膜の厚み（μｍ）であり、縦軸はヘッド出力である。ヘッド出力は、一層あたりの磁性膜の厚みが２μｍのときのヘッド出力を０ｄＢとして、それに対する相対値で示している。
【００３３】
測定条件として、磁気ヘッドの形状は、トラック幅：８μｍ、ギャップデプス：１０μｍ、ギャップ長：０．１６μｍである。また、測定に用いた磁気記録媒体は、ＭＰテープである。ＭＰテープと磁気ヘッドの相対速度は、１５ｍ／ｓであり、測定周波数は、３０ＭＨｚである。
【００３４】
図５において、横軸は一層あたりの磁性膜の厚み（μｍ）、縦軸はヘッド出力である。ヘッド出力は、一層あたりの磁性膜の厚みが２μｍのときのヘッド出力を０ｄＢとして、それに対する相対値で示している。図５の結果より、一層あたりの磁性膜の厚みが０．１〜０．５μｍの場合に、ヘッド出力は＋１ｄＢ以上であった。
【００３５】
図６は、第１磁性膜１ａが他の第１磁性膜１ａと静磁的に結合した状態を示す側面図である。矢印１３は、磁化の向きを示す。第１磁性膜１ａ（図示しないが第２磁性膜１ｂも同様）同士が破線で示すように、磁気的に繋がった状態である。このように、閉磁路が形成されることにより、磁化が安定し、第１磁性膜１ａおよび第２磁性膜１ｂが単磁区構造となり、形状異方性の影響を受けにくくなる。
【００３６】
図５において、磁性膜の厚みが０．１〜０．５μｍの場合には、第１磁性膜１ａおよび第２磁性膜１ｂが単磁区構造となって高周波領域まで透磁率を高く保つことが出来、高いヘッド出力を得ることが出来たものと考えられる。
【００３７】
以上のように、本発明の磁気ヘッドは、磁化困難軸を巻線窓の斜面に平行に設けた磁性膜を有することにより、ヘッド出力を上げることができる。
【００３８】
なお、本発明の磁気ヘッドは、磁化困難軸が巻線窓の斜面に平行に設けた場合に限定されず、例えば磁化困難軸の向きが、磁気ギャップに垂直な方向と、巻線窓の斜面がなす角を２等分する向きから巻線窓の斜面に平行な向きの間であれば、同様の効果を得ることができる。
【００３９】
さらに、磁化困難軸の向きは必ずしも、巻線窓の斜面の向きに規定されなくてもよい。第１磁性膜１ａおよび第２磁性膜１ｂのギャップ近傍領域において、第１磁化困難軸および第２磁化困難軸が磁気ギャップを挟んでそれぞれ反対側に傾いて形成されていれば、磁気抵抗が低減してヘッド出力が上がる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、ヘッド出力の大きいという効果を有し、デジタルＶＴＲやデータストリーマー等の磁気記録再生システムの磁気ヘッドとして、利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係る磁気ヘッドの構成を示す斜視図
【図２】同上磁気ヘッドの磁性膜における磁化困難軸を示す平面図
【図３】同上磁気ヘッドの磁束の流れを示す平面図
【図４】磁気ヘッドのヘッド出力結果を示すグラフ
【図５】本発明の実施の形態に係る磁気ヘッドの１層当たりの磁性膜の厚さとヘッド出力の関係を示すグラフ
【図６】本発明の実施の形態に係る磁気ヘッドの磁性膜が静磁的に結合した状態を示す側面図
【図７】従来の磁気ヘッドの構成を示す斜視図
【符号の説明】
【００４２】
１  磁性膜
１ａ  第１磁性膜
１ｂ  第２磁性膜
２  絶縁膜
３  磁性膜コア
４  非磁性基板
５  巻線窓
６ａ  第１斜面
６ｂ  第２斜面
７ａ  第１磁気コア半体
７ｂ  第２磁気コア半体
８  磁気ギャップ
９  摺動面
１０ａ  第１磁化困難軸
１０ｂ  第２磁化困難軸
１１  磁気記録媒体
１２  磁束
１３  磁化の向き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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