JP2549150B2 - 垂直記録用磁気ヘツド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、垂直磁気記録方式に用いるのに適しし、か
つ実用性のある垂直記録用磁気ヘツドに関する。

〔従来の技術〕

磁気記録媒体を厚さ方向に磁化する垂直磁気記録方式
は、高密度磁気記録に適した磁気記録方式として注目さ
れている。垂直磁気記録を良好に行うには、膜面に垂直
方向に強い軸異方性を有する強磁性膜からなる磁気記録
媒体とこの記録媒体に対して急峻で強い垂直成分磁界を
発生する磁気ヘツドが必要となる。

従来、この種の磁気ヘツドとしては、主磁極と補助磁
極を同一面上に配置した片側配置型の垂直磁気記録用ヘ
ツドが提案されている。（特開昭56−3422号公報、特開
昭60−66308号公報、特開昭58−153216号公報） これらの磁気ヘツドは、高飽和磁束密度の金属磁性薄
膜からなる主磁極と高透磁率磁性バルク材からなる補助
磁極とが一体化された構造となつている。

上記従来の技術は、第13図，第14図に示すような構造
となつている。磁気記録媒体11は、非磁性基体17の上に
膜面内に磁化容易軸を有するパーマロイ等の高透磁率膜
16を介して、膜面に垂直方向に磁化容易軸を有するCo−
Cr等からなる垂直磁化膜15が形成されたものである。磁
気ヘツド10は、断面矩形の主磁極12および補助磁極13a,
13bからなり主磁極12に巻かれた励磁コイル14に流れる
信号電流により主磁極12を磁化し、その先端部に発生す
る垂直磁界によって垂直磁化膜15へ記録を行うようにな
っている。。したがつて、急峻な分布をなす垂直成分磁
界を得るため主磁極12の先端部の厚さは薄く絞つてあ
る。この部分では磁束密度が高くなるので、センダス
ト、パーマロイあるいは非晶質合金のような高飽和磁束
密度で、かつ高透磁率の磁性薄膜が用いられる。

一方、補助磁極13a,13bは主磁極12の先端部端面から
発生した磁束（点線矢印で示す）が垂直磁化膜15を貫通
して、高透磁率膜16の内部および空中に減衰拡散する磁
束を能率よく収束し、再び主磁極12に戻すための磁束収
束用磁極となる。そのため、補助磁極13a,13bにはMn−Z
nフェライトのような高透磁率性バルク材が用いられ
る。

第13図に示す構造の磁気ヘツドでは、次に示すような
利点および欠点がある。第１は補助磁極13a,13bが磁気
記録媒体11に接触して摺動するため、磁束の収束能率が
良く、記録および再生効率が良い。第２は補助磁極13a,
13bの端部18a,18bを主磁極12と非並行にすることで補助
磁極13a,13bの端部18a,18bでの記録再生による必要以外
の特異な電磁変換特性を呈することがない。第３はMn−
Znのような磁性バルク材からなる補助磁極13a,13bが磁
気記録媒体11に接触して摺動するため、摺動により発生
する雑音および高透磁率膜16からのスパイク雑音等の影
響を受け易い、等の利点及び欠点がある。

これに対して第14図に示す構造の磁気ヘツドでは、第
１に補助磁極13a,13bの磁気記録媒体対向面側に非磁性
材19a,19bを設置し、磁気記録媒体11から補助磁極を離
間することにより、磁気記録媒体11との摺動等における
摺動雑音および高透磁率膜16からのスパイク雑音等の影
響が少ない。第２に補助磁極13a,13bの端部18a,18bが磁
気記録媒体11より離間されるため、補助磁極13a,13bの
端部18a,18bでの記録再生による必要以外の特異な電磁
変換特性を呈することが少ない。第３に補助磁極13a,13
bが磁気記録媒体11と離間しているため、補助磁極13a,1
3bへのリターン磁束の収束能率が悪く、記録および再生
効率が劣る、等の利点および欠点がある。

いずれの磁気ヘツドにおいても第２の利点を除けば、
上記磁気ヘツドの雑音対策および記録再生効率向上の間
に相反する問題点がある。したがって、記録再生効率が
良く、雑音が少なく、かつ必要以外の記録再生作用を除
去した構造の磁気ヘツドが必要となってくる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、前記従来技術の問題を解消し、記録
および再生効率が良く、雑音の少ない構造を有する垂直
記録用磁気ヘツドを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達成するために、主磁極コア
と補助磁極コアが一端部で接合一体化された構造の磁気
ヘツドにおいて、該補助磁極コアが非磁性保護基体の前
記主磁極コアと対向する端部に磁気記録媒体対向面より
所定の位置まで延在する単層もしくは多層構造の軟磁性
膜からなり、前記磁気記録媒体対向面において、前記軟
磁性膜の面積が前記非磁性保護基体の面積よりも十分に
小さく、かつ該軟磁性膜を主磁極に対して非平行にした
構造とすることに特徴がある。

補助磁極となる軟磁性膜の厚さは10〜500μｍとして
おくことが好ましい。10μｍ以下にすると磁束のリター
ンパスとしての効率が低下し、500μｍ以上にすると記
録媒体からの雑音の影響が大きくなるため好ましくな
い。又、この軟磁性膜を幾層かの多層構造とすれば、う
ず電流損失を低減でき、透磁率の向上が期待できる。

主磁極および補助磁極に用いられる軟磁性膜材料に
は、パーマロイ（Ni−Fe合金）、センダスト（Fe−Al−
Si合金）、非晶質磁性合金等の高飽和磁束密度で高透磁
率性のものが用いられる。特に、主磁極の場合、厚みが
１μｍ以下と非常に薄くなるため、磁気飽和を起こさな
いようにするため飽和磁束密度が高い磁性材料を用いる
ことが望ましい。

上記において、非磁性保護基体はジルコニヤ、アルミ
ナチタン酸カーバイト、チタン酸カルシウム等のセラミ
ックス材料、サファイヤのような硬度の高い単結晶材料
あるいは結晶化ガラスを用い、磁気記録媒体との摺動走
行において耐摺動特性、耐摩耗特性を確保し、さらに磁
気ヘツドコアの機械的強度を確保する。

非磁性保護基体の端部に位置する軟磁性膜は、主磁極
より発生した磁束のリターンパスとなるため、この軟磁
性膜が補助磁極となる。したがってこの軟磁性膜は、主
磁極と同様、高透磁率で、かつ高飽和磁束密度を有する
金属磁性材料で構成する。これによって、フェライトで
構成した磁気ヘツドで発生する摺動雑音の問題が解決さ
れる。補助磁極となる軟磁性膜は非磁性保護基体に捲線
用の溝を設け、その溝が位置する端面にスパッタリン
グ、蒸着等によって形成される。この時、捲線用の溝の
形状は成形された軟磁性膜の磁気抵抗を小さくするため
に、角の緩いものとするのが好ましく、溝の深さは成形
された軟磁性膜によって埋められないようにする。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図〜第８図によって説明
する。まず、第１図および第２図は本発明による磁気ヘ
ツドの斜視図および磁気ヘツドの磁気記録媒体対面の平
面図である。

第１図において、主磁極コア21は高飽和磁束密度を有
する主磁極22を、Mn−Znフェライトのようなバルク材か
らなる主磁極補助磁性材23a,23bと鉛ガラス等からなる
主磁極補助非磁性材24a,24bから構成される主磁極補助
コア30a,30bで両側から挟み込んで構成される。

主磁極はその膜厚が線記録密度に影響するため、高密
度記録をを行うためにはその膜厚Tmを１μｍ以下と薄く
する必要があり、パーマロイ、センダストあるいは非晶
質合金などの高飽和磁束密度を有する材料が用いられ
る。主磁極22の形成法としては、スパツタリング法、蒸
着法などの薄膜形成技術が用いられ、製膜した主磁極膜
をホトエツチング法でパターニングすることでトラック
幅Twを精度よく加工することができる。

次に補助磁極コア20a,20bは非磁性保護基体26a,26bに
捲線用の溝を形成し、非磁性保護基体26a,26bの磁気記
録媒体対向面から後端部の間の溝の内壁を含む端面に補
助磁極25a,25bを形成し、磁気記録媒体対向面側の主磁
極コア21に対向する端部に鉛ガラス等の非磁性材28a,28
bが充填されて構成される。非磁性保護基体26a,26bは磁
気記録媒体との耐摺動特性の良いジルコニヤ、サフアイ
ヤ、アルミナチタン酸カーバイト等の材料が用いられ
る。また、補助磁極25a,25bには主磁極同様パーマロ
イ、センダストあるいは非晶質磁性合金がスパツタリン
グあるいは蒸着等の薄膜形成術によって単層もしく多層
に形成される。

補助磁極25a,25bの厚さは10μｍ〜500μｍとするのが
好ましい。10μｍ以下にすると磁束のリターンパスとし
ての効率が悪くなり、500μｍ以上にすると、記録媒体
および外部からの雑音の影響が大きくなり好ましくな
い。なお、捲線用の溝の内壁に形成される補助磁極25a,
25bの磁気抵抗角の所で大きくなるため、溝の角をでき
るだけ鈍角とし、磁気抵抗を小さくするのが好ましい。

以上のように形成した主磁極コア21と補助磁極コア20
a,20bは主磁極コア21を補助磁極コア20a,20bで両側から
樹脂、ガラス等によるボンデイング層31によって接合一
体化され磁気ヘツドコアとなる。なお、励磁用コイルは
主磁極コア21あるいは補助磁極コア20a,20bに巻装され
る。

本発明による磁気ヘツドの磁気記録媒体対向面を第２
図に示す。補助磁極25a,25bは非磁性保持基体26a,26bの
主磁極22に対向する端部は主磁極22に対して凸形に形成
し、主磁極22に対して平行部を持たないようにする。こ
のようにすることによって、補助磁極25,26の主磁極に
対向する陵部での必要以外の記録および再生を防止でき
る。

又、非磁性材24a,24bには主磁極22を機械的に保護す
るための硬質ガラス、ジルコニアなどの硬質な材料を用
いる。非磁性材28a,28bには非磁性材24a,24bと同様もし
くは異種の硬質非磁性材を用い磁気記録媒体対向面での
段差摩耗、偏摩耗を防止する。

第３図〜第８図は本発明の磁気ヘツドの他の実施例を
示す磁気記録媒体対向面の平面図である。

第３図は主磁極22に対向する補助磁極25a,25bの陵部
を主磁極22に対して凸形に形成し凸部の先端を丸くした
ものである。このように、先端を丸くしても主磁極22と
補助磁極25a,25bは磁気記録媒体対向面において平行と
ならないため、補助磁極25a,25bの陵部での必要以外の
記録および再生を防止できる。

第４図は補助磁極25a,25bの陵部を主磁極に対して凸
形に形成し、凸部の先端部をトラツクの外に配置した構
成を示している。凸部の先端部に微少な主磁極22に対し
て平行部が存在するが、この微少な平行部はトラックの
外に位置するため、補助磁極25a,25bの陵部での必要以
外の記録および再生を防止できる。

第５図は、補助磁極25a,25bと非磁性材28a,28bとの間
に反応防止膜29a,29bを設けた構造の磁気ヘツドであ
る。非磁性材28a,28bが鉛ガラスのような、高温で充填
され、しかも反応性の強い材料の場合、補助磁極25a,25
bは非磁性材28a,28bによって侵され、磁気特性が劣化す
ることが考えられる。そこで反応防止膜29a,29bを設
け、補助磁極25a,25bと非磁性28a,28bとの反応を防止す
ることができる。この反応防止膜29a,29bには、Crおよ
びCuなどの反応性の弱い非磁性金属材料が用いられる。

第６図は、補助磁極25a,25bの陵部を主磁極に対して
凹形に形成した構成の磁気ヘツドである。この構成にお
いても、主磁極22と補助磁極25a,25bの陵部は平行とな
らないので、補助磁極25a,25bの陵部での必要以外の記
録および再生を防止できる。

第７図は本発明の垂直記録用磁気ヘツドの他の実施例
を示す斜視図、第８図は磁気ヘツドの磁気記録媒体対面
の平面図である。この垂直記録用磁気ヘツドは、第１図
〜第６図における非磁性材24bを省略し、主磁極22と補
助磁極25bの距離Ｌを適当に調節するために、補助磁極2
5bを主磁極22に近づける構造としたものである。

この構造は、主磁極22を主磁極補助コア30と補助磁極
コア20bで挟み込んで構成されるため、主磁極22と補助
磁極25bの距離Ｌを無限に近づけることができる。ここ
で、Ｌは20〜200μｍが適当である。20μｍより近づけ
ると磁束の分流損失が大きくなり好ましくない。一方20
0μｍ以上にすると磁束のリターン効率が減少するため
好ましくない。

次に本発明の垂直記録用磁気ヘツドの製造方法の一例
について以下に説明する。第９図〜第12図は第３図に示
した本発明の垂直記録用磁気ヘツドの製造方法の説明図
である。

第９図に本発明の垂直記録用磁気ヘツドの主磁極コア
の製造方法の一例を示す。主磁極コアの製造方法につい
て図中番号（Ａ）〜（Ｇ）の順に説明する。

（Ａ）Mn−Znフェライト、Ni−Zn等の磁性バルク材か
らなる磁性コア23に非磁性材充填用の溝を入れる。
（Ｂ）この溝に鉛ガラス等の非磁性材24を充填し、上面
を研磨する。（Ｃ）このコアを所定の位置で切断し、片
側の側面を研磨し主磁極補助コア30とする。（Ｄ）一方
の主磁極補助コア30の研磨面に高飽和磁束密度を有する
磁性材料からなる主磁極22をスパツタリング、蒸着等の
薄膜形成技術を用いて皮膜する。（Ｅ）主磁極22をドラ
イエツチング、ウエツトエツチング等のパターン形成技
術を用い所定のトラック幅Twにパターニングし、主磁極
22を形成する。（Ｆ）主磁極22を形成した主磁極補助コ
ア30aにもう一方の主磁極補助コア30bを樹脂、ガラス等
からなるボンデイング層31を介して接合する。（Ｇ）こ
のこの両側面を研磨し主磁極コア21とする。

第10図には他の主磁極コアの製造方法を示す。製造手
順（Ａ）〜（Ｈ）にしたがって説明する。

（Ａ）磁性バルクからなる磁性コア23に非磁性材充填
用の溝を成形する。（Ｂ）溝に鉛ガラス等の非磁性材24
を充填し、上面を研磨する。（Ｃ）コアを逆にして充填
された非磁性材24を露出するまで研磨し、主磁極補助コ
ア30を作製する。（Ｄ）主磁極補助コア30の上面に高飽
和磁束密度を有する磁性材料からなる主磁極膜22をスパ
ツタリング、蒸着等薄膜形成技術を用いて所定の主磁極
膜厚Tmに製膜する。（Ｅ）主磁極膜22をドライエツチイ
ング、ウエツトエツチング等のパターン形成技術を用い
所定のトラツク幅Twにパターニングし、主磁極22を形成
する。（Ｆ）主磁極22を形成した主磁極補助コア30にも
う１個の主磁極補助コア30を樹脂およびガラスを用いて
ボンデイングする。（Ｇ）このコアを所定の位置で切断
する。（Ｈ）切断したコアの両側面を研磨し、主磁極21
とする。

次に本発明の垂直記録用磁気ヘツドの補助磁極コアの
製造方法を第11図中の作製手順（Ａ）〜（Ｄ）にしたが
って説明する。

（Ａ）非磁性基体26に巻線用の溝を形成する。（Ｂ）
この非磁性基体26の上面端部に非磁性材を充填するため
の溝を形成し、非磁性保護基体26を作製する。この場
合、（Ｂ）−２に示すように溝お幅方向外側に対して下
方に傾斜したテーパ状に形成されている。（Ｃ）非磁性
性保護基体26の巻線用の溝を形成した単面に軟磁性材か
らなる補助磁極25をスパツタリング、蒸着等の薄膜形成
技術に用いて単層もしくは多層に製膜する。補助磁極25
の厚さは10〜500μｍとする。（Ｄ）前記（Ｂ）で形成
した溝に鉛ガラス等からなる非磁性材28を充填し、上面
を研磨して補助磁極20とする。

第12図は、上記方法により作製された主磁極コアおよ
び補助磁極コアから本発明の垂直記録用磁気ヘツドを製
造する方法の説明図である。

作製手順（Ａ）（Ｂ）にいて、説明する。

（Ａ）前記方法により得られた主磁極コア21と２個の
補助磁極個20a、20bは、主磁極個21の両側に補助磁極個
20a、20bを樹脂およびガラス等が接合することにより、
多数個取りの磁気ヘツドコア40となる。（Ｂ）多数個取
りの磁気ヘツドコア40を所定の位置で切断し、本発明の
垂直記録磁気ヘツドを得る。

〔発明の効果〕

本発明は、垂直記録磁気ヘツドとして主磁極および補
助磁極を有する磁気ヘツドにおいて、下記の効果があ
る。

（１） 従来、フエライトで構成されていた補助磁極を
金属磁性材料とすることによつて摺動雑音を低減でき
る。

（２） 補助磁極の占める体積を小さくすることによつ
て、記録媒体を介して再生される雑音および外部からの
雑音を低減できる。

（３） 記録媒体の対向面のほとんどを耐摺動組成の優
れた非磁性保護基体で構成することにより摺動による摩
耗が低減できる。

（４） 補助磁極が記録媒体に近接するため、スペーシ
ングによる磁束収束効率の劣化がなく、記録再生効果か
良好である。

（５） 記録媒体対向面において、主磁極と補助磁極を
非平行とすることにより補助磁極での必要のない記録お
よび再生を防止できる。

以上のように本発明によれば、記録再生特性が優れ、
かつ信頼性の高い磁気ヘツドが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の垂直記録用磁気ヘツドの一実施例を示
す斜視図、第２図は第１図の磁気ヘツドにおける媒体対
向面を示す平面図、第３図、第４図、第５図および第６
図はそれぞれ本発明による磁気ヘツドの他の実施例を示
す斜視図、第７図は本発明の垂直記録用磁気ヘツドの他
の実施例を示す斜視図、第８図は第７図の磁気ヘツドに
おける媒体対向面を示す斜視図、第９図、第10図、第11
図および第12図はそれぞれ本発明は磁気ヘツドの作製手
順を示す工程図、第13図および第14図は従来の垂直記録
用磁気ヘツドの説明図である。 20……補助磁極コア、21……主磁極コア、22……主磁
極、23a,23b……主磁極補助磁性材料、24a,24b……非磁
性材、25a,25b……補助磁極、26a,26b……非磁性保護基
体、28a,28b……非磁性材、30a,30b……主磁極補助コ
ア、31……ボンデイング層。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主磁極コアと補助磁極コアが接合一体化さ
   れた構造の磁気ヘツドにおいて、前記補助磁極コアが非
   磁性保護基体と、該非磁性保護基体の前記主磁極と対向
   する端面に、磁気記録媒体対向面より所定の位置まで延
   在する単層又は多層構造の軟磁性膜とからなり、前記磁
   気記録媒体対向面において、前記軟磁性膜の面積が十分
   に小さく、かつ該軟磁性膜の磁気記録媒体に対向する端
   面が主磁極の端面に対して非並行としたことを特徴とす
   る垂直記録用磁気ヘツド。
2. 【請求項２】請求項（１）記載の垂直記録用磁気ヘツド
   において、前記軟磁性膜の前記主磁極に対向する端面に
   非磁性材からなる反応防止膜を有することを特徴とする
   垂直記録用磁気ヘツド。