(57)【要約】【課題】積層型磁気ヘッドの金属磁性膜の両側に隣接し、ギャップ近傍にのみガラス部を配置することで、非磁性基板と金属磁性膜との顕著な摩耗段差を防止することで、ブラウンステインの付着防止、安定したテープとの接触が得られる。【解決手段】磁気テープと接する摺動面が、基板となる第１の非磁性部材２に狭持された金属磁性膜５より構成する複合型磁気ヘッドにおいて、ギャップ１付近に位置し、金属磁性膜の両側の一部に隣接する第２の非磁性部材６の摩耗制御部より構成される。第１の非磁性部材は耐摩耗性に優れ、第２の非磁性部は金属磁性膜以上、且つ第１の非磁性部材より低い耐摩耗性の非磁性のガラス、もしくは非磁性金属、もしくは非磁性酸化物を金属磁性膜のギャップ近傍両測部に配置することで、金属磁性膜と第１の非磁性部材間で発生する大きな摩耗段差を軽減し、電磁変換特性劣化の非常に少ない磁気ヘッドとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属磁性膜を一対の非磁性基板により狭持してなる磁気コア半体がギャップ材を介して付き合せて成る複合磁気ヘッドにおいて、磁気テープ摺動面に露出するギャップ近傍の金属磁性膜両側に隣接し、且つ非磁性基板内に位置し、磁気テープとの摺動によって生じる摩耗量が金属磁性膜以下、非磁性基板部材以上の中間的摩耗量の非磁性材より成る摩耗制御部位を備えたことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
摩耗制御部位の摺動部幅が、金属磁性膜厚の１／３以上、且つ金属磁性膜厚の２倍以下の範囲にあり、摺動方向の長さが２０μｍ以上、２００μｍ以下の範囲であることを特徴とする、請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
摩耗制御部位の非磁性材が軟化点４３０℃から６１０℃の非磁性ガラスであることを特徴とする、請求項１または請求項２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、ディタルＶＴＲやデータストレージ等のシステムで用いられる高密度磁気記録装置に用いられる金属磁性膜を含む複合磁性体コアで構成される磁気ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録の分野において、ディジタル記録化、装置の小型高密度記録化に伴い、磁気ヘッドは高精度且つ、磁気テープとの摺動性の安定化、対環境信頼性の確保が要求されている。
【０００３】
以下に従来の磁気ヘッドについて説明する。図１５は非磁性層と金属磁性薄膜を繰返し積層した積層磁気コア１１を非磁性の耐摩耗基板１２に挟み込み形成される一対の磁気コア半体１３，１４が、ギャップ５を介してガラス等により接着突き合わされる複合積層型磁気ヘッド（以下、積層型ヘッドと称す）の斜視図を示す。
【０００４】
図１６は、その積層型ヘッドのギャップ近傍の拡大図であるが、非磁性フェライト、ＣａＴｉＯ、ＴｉＯ−ＭｇＯ−ＮｉＯ等の非磁性のセラミック基板１６で挟み込まれた金属磁性膜１７はセンダスト合金膜、Ｃｏ−Ｎｂ−Ｚｒ等のアモルファス金属膜、Ｆｅ系微結晶構造金属膜等の高磁束密度の軟磁性膜、１８はＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の非磁性の薄膜であり、前記の金属磁性膜と共にスパッタリング工法により繰返し積層して磁気コアをなしている。この様に飽和磁束密度の大きい金属磁性膜を磁気コアとして使用するため、メタルテープなどの高保持力テープへの記録に適している。反面、磁気テープとの摺動により、非磁性基板や層間絶縁層が磁性膜に比較して摩耗し易い材料であるため、金属磁性膜のみが多く摩耗し、スペーシングロスによる出力低下、摩耗段差によるブラウンステイン１９の付着（金属磁性膜と合金系磁気テープの摺動により磁気テープの合金物や滑剤等が摺動熱や化学反応で黄褐色状に付着結合したものと推定されている）が発生し、出力低化を助長する。
【０００５】
この改善策として、図４の示す構造の磁気ヘッドが提案され、ギャップ２０を介した金属磁性膜２１両側部の基板部２２のギャップ近傍にセラミックより摩耗量の大きいガラス２３等で分断配置し、ギャップ近傍を比較的摩耗しやすい形状にする方法があり、ギャップ近傍に生じる基板部と金属磁性膜との段差を解消することでスペーシングロスやブラウンステインの付着を防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−２５１３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の磁気ヘッドは、ギャップ近傍のみ比較的摩耗し易いためブラウンステインの付着や、耐摩耗性の維持は良好であるが、ギャップ近傍の磁気コア摺動面の全幅のみ摩耗し易い。図１８は、長時間の磁気テープ摺動後の磁気ヘッド側面から見た状態を示すが、基板２２は摩耗しないが、ガラス２３が摩耗し、磁気テープ摺動部の曲率が変形し、ギャップ近傍の磁気テープ３０との接触性が不安定となる。その結果、記録再生特性の安定性や長時間での信頼性が悪くなってくるという問題があった。
【０００７】
本発明においては、積層型ヘッドのギャップ近傍に生じるブラウンステインの付着を抑制して、記録再生特性を安定化させると共に磁気テープとの長時間の摺動においても耐摩耗性が高く、信頼性の高い磁気ヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載の発明は、金属磁性膜を一対の非磁性基板により狭持してなる磁気コア半体がギャップ材を介して付き合せて成る複合磁気ヘッドにおいて、磁気テープ摺動面に露出し、ギャップ近傍の金属磁性膜両側に隣接、且つ非磁性基板内に位置し、磁気テープとの摺動によって生じる摩耗量が金属磁性膜以下、非磁性基板部材以上の中間的摩耗量の非磁性材より成る摩耗制御部位を備えたことを特徴とし、ギャップ近傍の非磁性基板と金属磁性膜間の急激な摩耗段差が防止できる。
【０００９】
本発明の請求項２記載の発明は、前記発明の摩耗制御部位の摺動部幅が、金属磁性膜厚の１／３以上、且つ金属磁性膜厚の２倍以下の範囲にあり、摺動方向の長さが２０μｍ以上、２００μｍ以下の範囲であることを特徴とし、ギャップ近傍の非磁性基板と金属磁性膜間の急激な摩耗段差を防止できると共に磁気ヘッド全体の摩耗量を適切に制御することができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載の発明は、前記発明の摩耗制御部位の非磁性材が軟化点４３０℃から６１０℃の非磁性ガラスであることを特徴とし、ギャップ近傍の非磁性基板と金属磁性膜間の急激な摩耗段差の防止と磁気ヘッド製造に適した非磁性部材にできる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のような積層型磁気ヘッドによれば、金属磁性膜に隣接し、ギャップ近傍の一部にのみ非磁性基板より摩耗し易く、金属磁性膜より摩耗し難い材料を配置することで、非磁性基板と金属磁性膜間の急激な摩耗段差が防止できるため、記録再生特性劣化の要因となるスペーシングロスやギャップ部に付着するブラウンステインが少なくなり、長時間の磁気テープとの摺動においても耐摩耗性が大きく、信頼性の高い磁気ヘッドが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施例１の斜視図である。実施例の磁気ヘッドは、金属磁性層１を２つの非磁性基板２により挟み込んで成る一対の磁気コア半体３，４を金属磁性層の端面がギャップ材５を介して突き合わされ形成された磁気ヘッドにおいて、磁気テープ摺動面に露出するギャップ近傍の金属磁性膜両側に隣接し、且つ非磁性基板内に位置し、磁気テープとの摺動によって生じる摩耗量が金属磁性膜以下、非磁性基板部材以上の中間的摩耗量の非磁性材で形成された摩耗制御部６を備えている。
【００１４】
具体的にその製造方法について図６〜図１５を用いて説明すると、図６に示す非磁性基板部５０となる板状の非磁性フェライト、酸化ジルコニウム系セラミック、チタン酸系セラミック等に磨耗制御部となる溝５１を、砥石により複数加工する。
【００１５】
その後、図７に示す非磁性部材の溝にＳｉＯ２主成分のガラスを配置し、実施例では５５０℃で熱処理によりガラスを溶融し、溝内に充填させる。ガラスは使用する磁気テープとの摺動によって生じる摩耗量が金属磁性膜以下、非磁性基板部材以上の中間的摩耗量となる物性のものを選択し、磨耗制御部５２を作成する。溝内以外のガラスを除去および、平面を得るため非磁性基板は砥石研削やダイヤモンド砥粒ポリッシングにより鏡面化する。
【００１６】
また、ガラス以外の耐熱性の高い非磁性材を使用する場合、例えばＣｒ、Ｔｉ、ＣｒＯ２、ＴｉＯ等の非磁性金属、および非磁性金属酸化物の場合は、スパッタリング工法にて前記溝面の溝深さ以上の厚みに薄膜形成を行い、前記と同様に溝内以外の薄膜材を除去および、平面を得るため非磁性基板は砥石研削やダイヤモンド砥粒ポリッシングにより鏡面化し、摩耗制御部となる非磁性材が充填された５０が作成される。
【００１７】
次に図８は、図７で作成された溝付の非磁性基板の溝面上に金属磁性層５３を所望の記録トラック幅、実施例では１０〜１５μｍとなる厚みをスパッタリング工法にて形成する。金属磁性膜は、センダスト合金膜、Ｃｏ−Ｎｂ−Ｚｒ等のアモルファス金属膜、Ｆｅ系微結晶構造金属膜等、高磁束密度の軟磁性の単層膜でもよいが、高周波帯域での渦電流発生を回避させるために、前記金属磁性膜と層間絶縁膜であるＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の非磁性の電気的絶縁膜とをスパッタリング工法により交互に繰返し積層形成させ、磁性膜基板５４が作成される。
【００１８】
次に図７で作成された溝付の非磁性基板の両面に接着層となる低融点のガラス、実施例では０．５〜３μｍ程度スパッタリング工法で膜形成したが、接着層はＡｕ系の低温接着金属を用いても良い。そして、図９に示すように、前記磁性膜基板５４の金属磁性膜面側と接着層を設けた溝付の非磁性基板５５の溝面側、その反溝面側と別の磁性膜基板の反金属磁性膜面側を対接させ、同様に複数の溝付基板と磁性膜基板を交互に繰り返し対接させる。この時、各基板の溝５６位置はほぼ同位置に合わすが、後の基板切断において各基板の溝部中心が切り離されるように対接させる。対接された基板を実施例では７５０ｋｇ・ｆで加圧し、熱処理により接着層が溶融し接着され、積層基板ブロック５７が作成される。
【００１９】
次に図１０で示す積層基板ブロックを磁気ギャップ角度、実施例では２０度にて前記溝のほぼ中央の位置５８を砥石もしくは、ワイヤーソー、ブレードソー等により切断し、複数の磁気コア半体プレート５９が作成される。各磁気コアプレートは、必要に応じ図１１に示すように所望寸法で巻線用の溝６０を砥石により複数加工作成し、溝面側の平面を得るため非磁性基板は砥石研削やダイヤモンド砥粒ポリッシングにより鏡面化し、磁気ギャップとするためのギャップ材６１を所望の厚み、実施例では６００ｎｍのＳｉＯ２、パイレックス（Ｒ）ガラス等の非磁性膜と、接着層となる５０ｎｍの低融点ガラス膜をスパッタリング工法により膜形成する。
【００２０】
次に図１２に前記ギャップ材が形成された２つの磁気コアプレート、実施例では巻線溝を設けた磁気コア半体プレート６３と設けていない磁気コア半体プレート６２を用い、ギャップ材面側を対接、加圧しながら５００℃の熱処理を行い接着層により接着し、磁気コアプレートが作成される。
【００２１】
次に図１３で示すように前記磁気コアプレートより、複数の短冊コア６４を、更には、図１４で示すように短冊コアより、金属磁性膜を記録トラックとし、基板部が残留する位置６６を砥石により切断し、ヘッドコア６５が作成され、巻線と磁気テープ摺動面を鏡面研摩することで完成する。この様な本発明の磁気ヘッド図１は磁気テープと長時間摺動すると、非磁性基板より金属磁性膜が摩耗し易くなる。また、層間膜は比較的摩耗し難いため、金属磁性膜が他の部位より凹み易く、段差が発生し易くなる。しかし、図１５に示すように磁性膜７０に隣接した摩耗制御部７１となる非磁性材が比較的摩耗し易いため、金属磁性膜である記録トラック部および磁気ギャップ付近に磁気テープ７２の摺動面圧が重点的に加わる。そのため、スペーシングが発生し難く、図１６に示すように、摩耗段差に起因するブラウンステイン７５の付着はギャップ７４近傍以外に付着するが、ギャップ近傍は常に磁気テープの研摩作用が働き、非常に少なくなる。
【００２２】
従って長時間の磁気テープ摺動においても特性劣化が非常に少なくなった。
【００２３】
（実施の形態２）
図１７は第２の実施例を示すが、実施例１の摩耗制御部８０の幅８２と摺動方向の長さ８３が記録トラック幅８１、すなわち金属磁性膜厚の違いにより、効果が変化することが判明した。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
実施例は、摩耗制御部の形状寸法を各種変更したサンプルを作成し、回転ヘッド型ＤＤＳ（ディジタルデータストレージ）により１００時間磁気テープを摺動させた後のブラウンステインの付着状態と出力低下を確認した。なおブラウンステインの付着状態は主観的であるが、概ね金属磁性膜の厚み（記録トラック幅と同）の１／２以下の幅において付着した場合を○、それ以上付着している場合を×とした。出力低下量の判定基準は磁気テープ初期の記録再生出力を０ｄＢとし、１．５ｄＢ以内の低下量であれば問題は無いと判断した。
【００２６】
その結果を表１に示す。摩耗制御部の幅が金属磁性膜厚の約１／３倍以下（サンプル１０）になるとブラウンステインの付着が多く、出力低下も大きくなる。金属磁性膜厚の２倍以上（サンプル６、９）になるとブラウンステインの付着は少ないが、回転型磁気ヘッドにおける磁気テープとの接触安定性を示す出力形状（出力エンベロープ）がうねり、出力平均値も低下した。また、摩耗制御部の摺動方向長さが、２０μｍ以下（サンプル１）になるとブラウンステインの付着が多くなり、２００μｍ以上（サンプル６）になるとブラウンステインの付着は少ないが出力形状が悪くなる。
【００２７】
従って、摩耗制御部の幅が、金属磁性膜の厚みの１／３以下になると磁気テープの加圧力が記録トラック部やギャップに十分かからなく、スペーシングが発生する。ブラウンステインは、それ自身も磁気ヘッドの摩耗に伴って摩耗するが、磁気テープの加圧力が低いためこの場合は、ブラウンステインの摩耗が無く付着する。また、２倍以上の幅の場合は、ギャップ近傍部全体が比較的大きく摩耗するため、ブラウンステインは見られないが磁気テープとの接触が不安定となり、出力形状がうねると考える。摩耗制御部の摺動方向長さは、２０μｍ以下になると、前述と同様に磁気テープの加圧力が記録トラック部やギャップに十分かからなく、スペーシングが発生。２００μｍ以上では金属磁性膜部全体が比較的大きく摩耗するため、ブラウンステインは見られないが磁気テープとの接触が不安定になる。そのため、摩耗制御部の寸法を前記の範囲内にすることがブラウンステイン付着の抑制と出力の安定性を得る最良の方法である。
【００２８】
（実施の形態３）
第３の実施例について図１を用いて説明する。図１の摩耗制御部６となる非磁性材にガラスを用い、磁気テープとの摺動による摩耗量が、概ねガラスの軟化点に正比例することが判明した。
【００２９】
実施例は、記録トラック幅１６μｍで、摩耗制御部の幅２０μｍ、長さ１００μｍに軟化点３９０℃、軟化点４３０℃、軟化点６１０℃、軟化点６５０℃の４種の磁気ヘッド用補強ガラスを充填し、磁気ヘッドサンプルを作成した。回転ヘッド型ＤＤＳ（ディジタルデータストレージ）により、１００時間磁気テープを摺動させた後の金属磁性膜と層間絶縁膜との段差および、摩耗制御部であるガラス部と非磁性基板部２との段差を測定した。また、ブラウンステインの付着状態も確認した。その結果、表２のようになった。
【００３０】
なお表において、ブラウンステインの付着状態は主観的であるが、概ね金属磁性膜の厚み（記録トラック幅と同）の１／２以下の幅において付着した場合を○、それ以上付着している場合を×とした。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
表２より、耐摩耗性の高い非磁性基板部に対し、摩耗制御部＊のガラスが凹段差となり、その大きさはガラスの軟化点が高い程凹段差が少なくなり、逆に軟化点が低くなると凹段差が大きくなる。すなわち、軟化点の低い、３９０℃のガラスＡは摩耗し易く４０ｎｍの凹段差が発生、軟化点の高い、６５０℃のガラスＤは摩耗し難く２ｎｍとなり、ほとんど凹段差が無い。
【００３３】
この時、層間絶縁膜と積層化した金属磁性膜は、逆に軟化点が高い、６５０℃のガラスＤは凹段差が３０ｎｍと大きくなる傾向にある。これは、摩耗制御部の耐摩耗性が高いため、金属磁性膜部のみ磁気テープの摺動圧力が大きく働き、摩耗制御部が無いことと同作用となっている。そのため、ブラウンステインの付着も多くなる
また、摩耗制御部のガラスの軟化点が低い、３９０℃のガラスＡは基板間段差が大きくなり過ぎ、記録トラック全体の凹みが大きくなり、磁気テープとの接触が不安定となり、実施例２で述べたような出力形状にうねりが発生し、出力が不安定になった。そのため、摩耗制御部のガラスの軟化点は４３０℃以上６１０℃以下の範囲内にすることがブラウンステイン付着の抑制と出力の安定性を得る最良の方法である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明にかかる磁気ヘッドは、図１８に示す磁気コアのギャップ９０を介して両側に金属磁性膜９１を配置し、更にその両側に摩耗制御部９２を配置、他のコア部が非磁性基板で構成され、金属磁性膜のみで磁気回路が構成される磁気ヘッドにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例１の磁気ヘッド斜視図
【図２】本発明、実施例１の磁気ヘッドの説明図
【図３】本発明、実施例１の磁気ヘッドの説明図
【図４】本発明、実施例１の磁気ヘッドの説明図
【図５】本発明、実施例１の磁気ヘッドの説明図
【図６】本発明、実施例１の磁気ヘッドの説明図
【図７】本発明、実施例１の磁気ヘッドの説明図
【図８】本発明、実施例１の磁気ヘッドの説明図
【図９】本発明、実施例１の磁気ヘッドの説明図
【図１０】本発明、実施例１の磁気ヘッドの説明図
【図１１】本発明の磁気ヘッドの磁気テープ対接状態を示した説明図
【図１２】本発明、実施例１のブラウンステインの付着を示した説明図
【図１３】本発明、実施例２の磁気ヘッドの説明図
【図１４】他の磁気ヘッドへの利用可能性を示した図
【図１５】従来の積層型ヘッドの斜視図
【図１６】従来の磁気ヘッドのブラウンステインの付着を示した図
【図１７】従来の磁気ヘッドの改善方法を示した説明図
【図１８】従来の磁気ヘッドの磁気テープ対接状態を示した説明図
【符号の説明】
【００３６】
１、１１    金属磁性膜
２、１２    非磁性基板
３、４、１３、１４    磁気コア半体
５    ギャップ
６    摩耗制御部
１８    層間絶縁膜
２２    非磁性基板
２３    ガラス
３０    磁気テープ
５０    非磁性基板
５１    巻線用溝
５２    ガラス
５３    積層金属磁性膜
５６    摩耗制御部溝
５７    磁気コアブロック
５９    磁気コアプレート
６１    ギャップ材
６４    短冊磁気コア
６５    ヘッドコア
７５    ブラウンステイン
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2005302160.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
2005302160.tif 000018
【図１５】
2005302160.tif 000019
【図１６】
2005302160.tif 000020
【図１７】
2005302160.tif 000021
【図１８】
2005302160.tif 000022