(57)【要約】【課題】磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行に磁化容易軸方向を付与した金属磁性膜を用いた場合は磁路の全てが磁化困難軸方向で形成されることは不可能であり効率が低下する、更に挟トラック幅構成においては特に低域特性が低下する。【解決手段】磁気コアは、金属磁性層を非磁性層を交互に積層した積層膜とされ、且つ、金属磁性層の磁気ギャップ近傍の磁化容易軸方向を磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行であり、且つ前記金属磁性膜の少なく一部が磁化容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直交した金属磁性膜と非磁性膜を交互に積層で構成であり、巻線部の内面部に金属磁性膜と非磁性膜を交互に積層し、モールドガラスを配することにより、高域特性が優れ、低域特性の劣化もなく生産性の高い、高効率な積層型磁気ヘッドが得られ、これを用いた磁気記録装置を提供する。【選択図】  図１
2004326856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属磁性層が一対の非磁性基板により挟み込まれてなり、巻線コイルが巻回する巻線窓部を有する磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成し、磁気容易軸方向が磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行である金属磁性膜と非磁性膜を交互に１層以上積層され、前記金属磁性膜の一部の磁気容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直交した金属磁性膜で形成されてなる多層金属磁性膜と絶縁膜を交互に積層した前記金属磁性層が積層されてトラック幅を構成された磁気ヘッドにおいて、前記巻線窓部の内面部にアモルファス金属磁性膜を積層したアモルファス金属磁性層を配したことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
金属磁性層が一対の非磁性基板により挟み込まれてなり、巻線コイルが巻回する巻線窓部を有する磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成し、磁気容易軸方向が磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行である金属磁性膜と非磁性膜を交互に１層以上積層され、前記金属磁性膜の一部の磁気容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直交した金属磁性膜で形成されてなる多層金属磁性膜と絶縁膜を交互に積層した前記金属磁性層が積層されてトラック幅を構成された磁気ヘッドにおいて、前記巻線窓部の内面部に沿ってモールドガラスを配したことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】
前記巻線窓の内面部に沿って配したモールドガラスがＰｂを含まないガラスで構成されたことを特徴とする請求項１、２記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記巻線窓の内面部に沿って配したモールドガラスは１０μｍ以上の厚み構成されたことを特徴とする請求項１、２記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
磁気ヘッドと磁気媒体により情報を記録再生する形式の磁気記録再生装置において、上記磁気ヘッドが請求項１〜４記載の磁気ヘッドであることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波帯域で使用されるデバイス、例えばハイビジョンデジタルＶＴＲやデーターストリーマーなどの高周波信号を記録再生するのに適した磁気ヘッド、及びそれを用いた磁気記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハイビジョンデジタルＶＴＲやデーターストリーマー等の高容量化や広帯域の信号を取り扱うシステムの開発が盛んに行われており、磁気記録媒体もこのような大量の情報を記録するために、従来の酸化鉄系から合金粉末媒体や金属蒸着媒体等の高抗磁力媒体へと変わってきた。磁気ヘッドとしても、これら高抗磁力媒体に対応できるような高飽和磁束密度を有し、高容量化に伴い狭トラック化し、４０ＭＨｚ以上の高周波帯域での特性の優れた磁気ヘッドの開発が望まれてきた。また、高周波帯域での再生効率を高めるため狭磁気ギャップ化されてきている。そこで、このような要求に対応するために、センダストやアモルファス磁性合金、ＦｅＴａＮ等の金属磁性膜と絶縁膜とを積層した金属磁性層の両側を非磁性基板で挟持した構造にして高周波特性を向上させた磁気ヘッド、いわゆる積層型磁気ヘッドが開発されている。また、非磁性基板としてはチタン酸マグネシウム系やチタン酸カルシュウム系等のセラミックス材料が多く用いられている。
【０００３】
しかし、この様な積層型磁気ヘッドは金属磁性膜だけで磁路が構成されており、磁路全体にわたって高い透磁率が求められ、磁気困難軸方向だけで磁路を構成することが望まれるが、金属磁性膜面内の全ての方向をとるために、磁化困難軸方向だけで磁路を構成することは困難であり、よって金属磁性膜は異方性が小さく等方であることが要求されていた。そのために、金属磁性膜の高周波帯域における透磁率は自然共鳴のため低下し、磁気ヘッドの高周波特性が劣化するという問題があった。最近このような問題を解決する方法として、積層膜の絶縁膜を挟んで隣接する金属磁性膜の磁化容易軸方向をほぼ直交させたり、任意の角度にずらせるように異方性を付与した積層膜が提案されている（特開昭６３−２１７５１１号公報，特開平５−４７５５５号公報）。
【０００４】
また、詳細な検討により、等方膜よりも磁気ギャップ近傍の磁気抵抗を重視してギャップ面と平行な方向に若干の磁化安易軸方向に付与したほうが効率を高める上で有利であることが知られている。しかし、積層型構造の磁気ヘッドはギャップ面に向かって急激に磁路断面積が減少しており、磁気ギャップ近傍の形状を考えると、形状異方性によって磁気ギャップ面と直交する方向が磁化容易軸方向となり効率が低下する。そこで、金属磁性膜と非磁性膜を適当な厚みで積層することで、積層された金属磁性膜同士の端部で相互に静磁的結合が生じ、各金属磁性層は端磁区構造になり、形状異方性の影響を受けにくいことが知られており、これを利用して、積層型構造の磁気ヘッドは磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行に磁化容易軸方向を付与した金属磁性膜を静磁的に結合させて用いていた（特開平７−６５３１６公報）。
【０００５】
また、狭磁気ギャップ化するために、金属磁性層が一対の非磁性基板により挟み込まれてなり、巻線コイルが巻回する巻線窓部を有する磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配し、磁気ギャップを形成する材料の厚みを薄くし磁気コア半体同士を接合し、その時の加圧力を大きくしたり、磁気ギャップを形成する材料をガラス以外にＡｕ、Ｃｒなどの金属で接合して磁気ギャップを形成していた。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６３−２１７５１１号公報
【特許文献２】
特開平５−４７５５５号公報
【特許文献３】
特開平７−６５３１６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、積層型構造の磁気ヘッドにおいて磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行に磁化容易軸方向を付与した金属磁性膜を用いた場合は磁路の全てが磁化困難軸方向で形成されることは不可能であり効率は低下する。更に、挟トラック幅構成においては、低域特性が低下する。
【０００８】
また、積層される金属磁性膜の応力も大きくなり、磁気ギャップを形成する材料の厚みが薄くなり接合強度が低下し、積層型構造の磁気ヘッドを生産中において、磁気ギャップから発生するセンタークラックにより割れたり磁気ギャップを形成する時の圧力が残留応力となり金属磁性層が非磁性基板から剥離し生産歩留まりや特性も悪化したり、最悪の場合、磁気ヘッドが割れて記録再生するテープにダメージを与えるなどの課題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決するものであって、磁気ギャップの接合強度を向上させ生産性が高く、また、高周波特性及び挟トラック化での低域特性の優れた積層型構造の磁気ヘッドを安定に提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の磁気ヘッドは金属磁性膜と非磁性膜とを積層した金属磁性層が一対の基板により挟み込まれてなり、巻線コイルが巻回する巻線窓部を有する磁気コア半体を、その両端同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記金属磁性層は磁気容易軸方向が磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行である金属磁性膜と非磁性膜を交互に１層以上積層され、前記金属磁性膜の一部の磁気容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直交した金属磁性膜で形成されてなる多層金属磁性膜と絶縁膜を積層した前記金属磁性層が１層以上積層されて摺動面側トラック幅を構成され、前記巻線窓部の内面部にアモルファス金属磁性膜を積層したアモルファス金属磁性層を配したことを特徴とする磁気ヘッド。また、前記巻線窓部の内面部に沿ってモールドガラスを配したことを特徴とする磁気ヘッド。
【００１１】
また、本発明の磁気記録再生装置は上記本発明の磁気ヘッドを搭載したことを特徴とする磁気記録再生装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁気ヘッドの実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。また、各図においては同一構成要素のものには同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施例の磁気ヘッドの構成を示す図である。図１において、１は金属磁性層であって、金属磁性膜と絶縁膜を積層してなる、２は非磁性基板、３は磁気ギャップ、４は接着層、５は巻線窓部、６はモールドガラス、７は巻線窓の内面部に積層した金属磁性層である。本実施例では磁気コアである金属磁性層の金属磁性膜には飽和磁束密度が大きいアモルファス磁性合金のＦｅ−Ｔａ−Ｎであって、Ｓｉ或いはＺｎなどのの金属が含まれる物であってもよく、また、Ｃｏ系のＣｏＮｂＺｒＴａなどの物であっても良い、絶縁膜にはＳｉ０２膜で、基板には非磁性のＮｉ−Ｔｉ−Ｃａセラミックスであって、非磁性単結晶フェライト基板であっても良い、接着層にはホウ珪酸ガラスを用いており、磁気ヘッドの構造としては金属磁性層１の両端を一対の基板２で挟持する構造の積層型磁気ヘッドである。
【００１４】
また、図２は金属磁性層の構成を示す図である。１−ａは磁気ギャップ面と層面内で平行な磁気容易軸方向の金属磁性膜、１−ｂは磁気ギャップ面とほぼ直交な磁気容易軸方向の金属磁性膜、１−ｃは非磁性膜で、それぞれを積層した金属磁性層を構成している。また、図３は巻線窓部の拡大図である。
【００１５】
（実施の形態１）
実施例１ではＮｉ−Ｔｉ−Ｃａセラッミクス基板に公知のスパッタリングによりＡｌ２０３膜を１．０μｍ成膜し、一対の金属磁性膜の磁化容易軸方向が磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行であり、かつ一対の金属磁性膜以外の磁化容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直交した金属磁性膜であるＦｅ−Ｔａ−Ｎを同様に公知のスパッタリングにより０．４μｍ成膜し、非磁性膜であるＳｉ０２膜で０．００５μｍ成膜した金属磁性膜を６層成膜した多層金属磁性膜に絶縁膜であるＳｉ０２膜を０．１５μｍ成膜した金属磁性層を３層，４層，５層積層した７．２μｍ，９．６μｍ，１２．０μｍのトラック幅で構成された３種類の磁気コア半体を準備し、それぞれの磁気コア半体に巻線部となる溝を設け、その巻線部に金属磁性膜であるＣｏ−Ｎｂ−Ｔａ−Ｚｒを公知のスパッタリングにより０．４μｍ成膜し、非磁性膜であるＳｉ０２膜で０．００５μｍ成膜した金属磁性膜を６層成膜した多層金属磁性膜に絶縁膜であるＳｉ０２膜を０．１５μｍ成膜した金属磁性層を５層積層し、巻線窓部の金属磁性層の厚みを１２μｍとした磁気コア半体を作成した。作成された磁気コア半体をその端面同士が対向するように配置して実行ＧＬが０．１５μｍになるようにホウ珪ガラスとパイレックス（登録商標）ガラスを用いて形成して３種類の磁気ヘッドを作成した。
【００１６】
（実施の形態２）
実施例２ではＮｉ−Ｔｉ−Ｃａセラッミクス基板に公知のスパッタリングによりＡｌ２０３膜を１．０μｍ成膜し、一対の金属磁性膜の磁化容易軸方向が磁気ギャップ面と層面内でほぼ平行であり、かつ一対の金属磁性膜以外の磁化容易軸方向が磁気ギャップ面とほぼ直交した金属磁性膜であるＦｅ−Ｔａ−Ｎを同様に公知のスパッタリングにより０．４μｍ成膜し、非磁性膜であるＳｉ０２膜で０．００５μｍ成膜した金属磁性膜を６層成膜した多層金属磁性膜に絶縁膜であるＳｉ０２膜を０．１５μｍ成膜した金属磁性層を３層，４層，５層積層した７．２μｍ，９．６μｍ，１２．０μｍのトラック幅で構成された３種類の磁気コア半体を準備し、それぞれの磁気コア半体に巻線部をとなる溝を設け、その巻線部に金属磁性膜であるＣｏ−Ｎｂ−Ｔａ−Ｚｒを公知のスパッタリングにより０．４μｍ成膜し、非磁性膜であるＳｉ０２膜で０．００５μｍ成膜した金属磁性膜を６層成膜した多層金属磁性膜に絶縁膜であるＳｉ０２膜を０．１５μｍ成膜した金属磁性層を５層積層し、巻線窓部の金属磁性層の厚みを１２μｍとした磁気コア半体を作成した。作成された磁気コア半体をその端面同士が対向するように配置して実行ＧＬが０．１５μｍになるようにホウ珪ガラスとパイレックス（登録商標）ガラスを用いて形成し、巻線窓部にはＢ２Ｏ２−ＳｉＯ２―Ａｌ２０３系のモールドガラスで４９０℃の温度で内面部をモールドし３種類の磁気ヘッドを作成した。尚、モールド時の温度は４８０℃〜５２０℃であって、モールド温度が４８０℃以下の場合はガラスが解けず、また、５２０℃以上であるとガラスが解けすぎて巻線窓をふさぎ巻線コイルが巻回できなくなる。
【００１７】
（比較の形態）
比較例１として、実施例１の巻線窓部に金属磁性層を形成せずに、それ以外同一構成とし、比較例２は実施例２の巻線窓部の内面部に沿ってモールドガラスを配せずに、それ以外は同一構成とし、比較例として磁気ヘッドを作成した。
【００１８】
本発明の作成された磁気ヘッドの生産中の歩留まりについて説明する。本発明の実施例１〜２と比較例１〜２、それぞれ実施例及び比較例各７００個の磁気ヘッドを試作した時の非磁性基板と金属磁性層のセンタークラック発生率及び生産歩留まり率を表１に示す。
【００１９】
【表１】
2004326856.tif 000003
【００２０】
（表１）に示すように、本発明の実施例２は巻線窓部のモールドガラスの効果により比較例と比較しても良好な結果が得られた。また、実施例１は比較例と同様に巻線部にモールドガラスを配しなかったため比較例と同様の結果となった。
【００２１】
次に、それぞれ試作した磁気ヘッドの録再分離再生特性をベルデックス製ドラムテスターを用いて評価した結果を（表２）に示す。測定条件はｖ＝１５．６５ｍ／ｓ、テープはＭＰテープ、記録ヘッドは松下電器産業株式会社製ＭＩＧヘッドで行い、録再分離測定帯域は１ＭＨｚ，７ＭＨｚ，２３ＭＨｚ，４７ＭＨｚ，６２ＭＨｚで行い従来例ヘッドの再生特性を０ｄＢとし、実施例１，２の再生特性を比較し、ｄＢ表示する。
【００２２】
【表２】
2004326856.tif 000004
【００２３】
（表２）に示すように、本発明の実施例はいずれの場合も従来例と比較しても良好な結果が得られた。これらは、結果より生産性や特性において、本発明の品質が高く優れた磁気ヘッドであることを確認した。
【００２４】
次に本発明の磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置の実施例について説明する。
【００２５】
本実施例では記録再生ヘッドの本発明の実施例１〜２の磁気ヘッドを搭載した磁気記録再生装置を試作した。テープとヘッドの相対速度が２０ｍ／ｓ以上の系においても、４０ＭＨｚ以上の高周波信号を良好に記録再生ができ、特性も品質も安定したハイビジョンデジタルＶＴＲや大容量ストリーマが実現できた。特に、高周波特性の優れた積層型磁気ヘッドを安定に提供することにある。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、巻線窓部に金属磁性層を形成しすることで低域・高域特性が共に大幅に改善し、また、巻線部の内面部に沿ってモールドガラスを配することにより、磁気コア半体同士の接着強度を向上させ、狭ギャップ化による接着強度の低下や残留応力の影響を受けずにセンタークラックによる生産歩留まり悪化を改善することで生産性や磁気ヘッド性能において、飛躍的に品質が改善され、且つ、安定して高周波特性の優れた、信頼性の高い積層型磁気ヘッドを実現することができるようになった。
【００２７】
その結果、テープとヘッドの相対速度が２０ｍ／ｓ以上の系においても、４０ＭＨｚ以上の高周波信号を良好に記録再生でき、ヘッド寿命も大幅に向上したハイビジョンデジタルＶＴＲや大容量ストリーマが実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気ヘッドの第１の実施例の磁気コアの構成を示す斜視図
【図２】本発明の磁気ヘッドの第１の実施例の金属磁性層の１層拡大図
【図３】本発明の磁気ヘッドの第１の実施例の巻線窓部の拡大図
【符号の説明】
１  金属磁性層
１−ａ  磁気ギャップ面と層面内で平行な磁化容易軸方向の金属磁性膜
１−ｂ  磁気ギャップ面とほぼ直交な磁化容易軸方向の金属磁性膜
１−ｃ  非磁性膜
２  非磁性基板
３  磁気ギャップ
４  接着層
５  巻線窓部
６  モールドガラス
７  巻線窓部の内面部の金属磁性層
８  Ａｌ２０３膜
【図１】
2004326856.tif 000005
【図２】
2004326856.tif 000006
【図３】
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