JPH01311406A - 垂直記録用磁気ヘツド - 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、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ッドに関する。

〔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
生す葛磁気ヘッドが必要となる。

従来、この種の磁気ヘッドとしては、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ッ
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５８−１５３２
１６号公報）これらの磁気ヘッドは、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っている。

上記従来の技術は、第１３図、第１４図に示すような構
成となっている。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。

磁気ヘッド１０は、断面短形の主磁極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。。したがって、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
の厚さは薄く絞っである。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１
５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１３
ａ、１３ｂにはＭｎ−Ｚｎ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ッドでは、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
と非平行にすることで補助磁極１３ａ、１３ｂの端部１
８ａ。

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は易い、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ッドでは、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、１
３ｂが磁気記録媒体１１と離間しているため、補助磁極
１３ａ、１３ｂ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。

いずれの磁気ヘッドにおいても第２の利点を除けば、上
記磁気ヘッ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
した構造の磁気ヘッドが必要となって（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
録用磁気ヘッ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
ッドにおいて、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、１０ｔＩｍ以下にすると磁束の
リターンバ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、叉、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−Ａ
Ｎ−Ｓ１合金）、非晶質磁性合金等の高飽和磁束密度で
高透磁率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
ヘッ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
成した磁気ヘッ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接線用
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ッ
ドの斜視図および磁気ヘッ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２２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１ｐｍ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、スパッタリング法
、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２６
ａ、２６ｂに捲線用の溝を形成し、非磁性保護基体２６
ａ、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、２８ｂ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、サファイヤ、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ッタリン
グあるいは蒸着等の薄膜形成術によって単層もしくは多
層に□形成される。

補助磁極２５ａ、２５ｂの厚さはｌＯｐｍ〜５００ｔＩ
ｍとするのが好ましい、１０８ｍ以下にすると磁束のリ
ターンバスとしての効率が悪くなり、５００１ｊｍ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［１４コ゛ア２１と補助磁極コ
ア２０ａ、２０ｂは主磁極コア２１を補助磁極コア２０
ａ、２０ｂで両側から樹脂、ガラス等によるボンディン
グ層３１によって接合一体化されｍ気へラドコアとなる
。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ッドの磁気記録媒体対向面を第２図
に示す。補助磁極２５ａ、２５ｂは非磁性保護基体２６
ａ、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［ｉ２２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ッ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１ｊ２５ａ、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ックの外に配置
した構成を示している。凸部の先端部に微少な主磁極２
２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ッドである。非磁性材２Ｆ
３ａ、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１２５ａ、２５ｂ
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ッドである。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ッドの他の実施例を
示す斜視図、第８図は磁気ヘッ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ッドは、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ＭＬを適当に調節するために、補助
磁極２５ｂ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Ｉ５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。２
０μｍより近づけると磁束の分流を員失が大きくなり好
ましくない、−方２００μｍ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ッ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（■気ヘノ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ッドの主磁極コアの
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をスパッタリン
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、ウェットエツチ
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ィ
ング層３１を介して接合する。（Ｇ）このこの両側面を
研摩し主磁極コア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２
４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をスパッタリング、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１ｌＩ２２をドライエツチング、ウェ
ッ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Ｔ’ｗにバターニングし、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
ボンディングする。（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２
１とする。

次に本発明の垂直記録用磁気ヘッ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バ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をスパッタリング、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ｌＯ〜５００ｕｍ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２日を充填し、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ッドを製
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
補助磁極側２０ａ、２Ｑｂは、主磁極膜２１の両側に補
助磁極側２０ａ、２０ｂを樹脂およびガラス等が接合す
ることにより、多数個取りの磁気へラドコア４０となる
。（Ｂ）多数個取りの磁気ヘッドコア４０を所定の位置
で切断し、本発明の垂直記録磁気ヘッドを得る。

〔発明の効果〕

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

（１）従来、フェ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っ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
って、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（、記録再生効率か良
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ッドが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の垂直記録用磁気ヘッドの−実施例を示
す斜視図、第２図は第１図の磁気ヘッドにおける媒体対
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ッ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ッドの他
の実施例を示す斜視図、第８図は第７図の磁気ヘッドに
おける媒体対向面を示す斜視図、第９図、第１Ｏ図、第
１１図および第１２図はそれぞれ本発明は磁気ヘッドの
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ッドの説明図である。 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。 代理人　弁理士　　武　顕　次　部 第１図 第２区 ノ　　　／（゛） ２８ａ　２２３１　２８ｂ 第３図 ２８ａ２２　　３１　　　２８ｂ 第７図 第８図 第９因 η 第１１図 Δ （Ｂ）−２ 第１２図 （Ａ） 較 （Ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）主磁極コアと補助磁極コアが接合一体化された構
   造の磁気ヘッドにおいて、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
   記録用磁気ヘッド。
2. （２）請求項（１）記載の垂直記録用磁気ヘッドにおい
   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
   録用磁気ヘッド。