JP2561455B2 - 磁気記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、磁性粉末としてバリウムフェライト磁性
粉末を使用した垂直磁気記録方式の磁気記録媒体と、そ
れの磁性層に摺接して信号の記録あるいは再生を行うリ
ング型磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置に関し、
さらに詳しくは高密度記録が良好に行えて、高出力が得
られる前記の磁気記録再生装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、磁気記録媒体は、磁性層中の針状方向に磁気
異方性を有する針状磁性粉末を磁性層の長手方向に配向
させたものが使用されているが、このような磁性層の長
手方向の磁化成分を利用したものでは、記録密度の向上
に限界があり、信号の記録密度を増加してゆくと磁気記
録媒体内の反磁界が増加して残留磁化の減衰と回転を生
じ、記録信号の検出が困難となる。

このため、記録密度が高くなるほど反磁界の影響が小
さくなって、高密度記録が良好に行える垂直磁気記録方
式が注目され、Co−Cr合金からなる強磁性金属薄膜層を
形成してその垂直方向の磁化成分を利用することが検討
されてきたが、この種のCo−Cr合金からなる強磁性金属
薄膜層を形成したものは、機械的強度が充分に良好でな
くて可撓性に乏しいため、充分な耐久性が得られず、安
定なヘッドタッチを実現することが困難であった。そこ
で、このような問題を解消するため、近年、板状で磁気
異方性が板面に対して垂直方向にある六角板状のバリウ
ムフェライト磁性粉末を使用し、板面が磁性層面に平行
となるように配向してその垂直方向の磁化成分を利用す
ることが試みられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、この六角板状のバリウムフェライト磁性粉
末を使用する方法では、機械的強度および可撓性に優れ
るため、耐久性が良好で安定なヘッドタッチを実現でき
るが、バリウムフェライト磁性粉末の飽和磁化が小さい
こと、そしてこの種の磁性粉末は充填密度を充分に向上
することができないなどの理由により、磁性層の平均的
磁化が小さく、その結果、大きな再生出力を得るには磁
性層の下層まで充分に記録を行うことを要する。しかる
に、これに従来から使用されているMn−Znフェライトリ
ング型ヘッドを用いたのでは、磁性層の下層までは充分
に記録できず、出力的に不充分であった。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明はかかる事情に鑑み、種々検討を行った結果
なされたもので、少なくともリング型磁気ヘッドの作動
ギャップの近傍が飽和磁束密度6000ガウス以上の高飽和
磁束密度を有する高透磁率の非晶質合金で構成された、
作動ギャップの磁気記録媒体走行方向の長さを0.15〜0.
4μｍの範囲にしたリング型磁気ヘッドを使用し、この
リング型磁気ヘッドによって、磁性層中にバリウムフェ
ライト磁性粉末を含ませた垂直磁気記録用の磁気記録媒
体を記録再生することによって、磁性層の下層まで充分
に記録して、記録再生時の出力を増加させ、高密度記録
が充分に良好に行えるようにしたものである。

以下、この発明で用いるリング型磁気ヘッドの図面を
参照しながら説明する。

第１図はこの発明に係るリング型磁気ヘッドの１例を
示したもので、このリング型磁気ヘッドＡはコア半体１
および２に励磁コイル３および４を巻装して構成されて
いる。

５および６は、それぞれコア半体１および２の作動ギ
ャップ７側に被着された積層磁性膜であり、これら積層
磁性膜５および６は磁性膜5a,6aと非磁性膜5b,6bとを交
互に多層積層して構成されている。このようにリング型
磁気ヘッドＡの作動ギャップ７の近傍に被着された積層
磁性膜５および６の磁性膜5a,6aは、飽和磁束密度6000
ガウス以上の高飽和磁束密度を有する軟質磁性材で構成
されていることが好ましく、このような飽和磁束密度60
00ガウス以上の磁性材で磁性膜5a,6aが構成されたリン
グ型磁気ヘッドＡを使用して、バリウムフェライト磁性
粉末を使用した垂直磁気記録用磁気記録媒体の記録再生
を行うと、高密度記録が良好に行えて、高出力が得られ
る。これに対し磁性膜5a,6aがこれより飽和磁束密度が
小さい磁性材で構成されたものでは、磁気ヘッドの通電
量によっては磁気コアが飽和してしまい、バリウムフェ
ライト磁性粉末を使用した垂直磁気記録用磁気記録媒体
の高密度記録が良好に行えず、高出力が得られない。

このような積層磁性膜５および６の磁性膜5a,6aの材
質としては、高飽和磁束密度ならびに高透磁率を有する
非晶質合金が用いられ、これら高飽和磁束密度ならびに
高透磁率を有する非晶質合金からなる磁性膜5aおよび6a
は、スパッタリングあるいは真空蒸着などの方法で形成
される。高飽和磁束密度ならびに高透磁率を有する非晶
質合金としては、鉄、ニッケル、コバルトのグループか
ら選択された１種以上の元素と、リン、炭素、ホウ素、
ケイ素のグループから選択された１種以上の元素とから
なる合金、またはこれらを主成分として、アルミニウ
ム、ゲルマニウム、ベリリウム、スズ、モリブデン、イ
ンジウム、タングステン、チタン、マンガン、クロム、
ジルコニウム、ハフニウム、ニオブなどの元素を添加し
た合金、あるいはコバルト、ジルコニウムを主成分とし
て、前述の添加元素を含んだ合金などが好ましく使用さ
れる。

このようにリング型磁気ヘッドの作動ギャップ近傍を
磁性膜5a,6aと非磁性膜5b,6bとを交互に積層した２層以
上の積層磁性膜５および６で構成したものでは、作動ギ
ャップ近傍を鉄−アルミニウム−ケイ素合金（センダス
ト）の単層で構成したものに比較して、渦電流の発生に
ともなう磁気損失が少ないため、出力が記録再生出力の
50％になる記録密度D₅₀などの特性において優れてお
り、特に高密度記録用の磁気ヘッドとして賞用される。

積層磁性膜５および６の非磁性膜5b,6bの材質として
は、たとえば、二酸化ケイ素やガラスなどの非磁性材が
用いられる。

またコア半体１および２の材質としては、例えばマン
ガン−亜鉛フェライトやニッケル−亜鉛フェライトなど
のような高透磁率を有する磁性材、あるいはセラミック
または亜鉛フェライトなどの非磁性材が用いられる。

このようにして形成されるリング型磁気ヘッドの作動
ギャップ７のギャップ長は、0.15〜0.4μｍの範囲に規
制するのが好ましく、0.15μｍより短くなるとヘッド出
力が低くなり、一方、ギャップ長が0.4μｍより長くな
るとD₅₀値が下がり高密度記録が良好に行えなくなる。

第２図はこの発明に係るリング型磁気ヘッドの他の例
を示したもので、このリング型磁気ヘッドＢは、高飽和
磁束密度を有するリボン10をそれぞれ一対のコア半体11
および21で挟んで支持し、各一対のコア半体11および21
に励磁コイル31および41を巻装して構成されている。

リボン10は高飽和磁束密度を有する軟質磁性材を用い
て超急冷法により形成されたもので、前記の積層磁性膜
５および６の磁性膜5a,6aと同様に、飽和磁束密度6000
ガウス以上の高飽和磁束密度を有する軟質磁性材で構成
され、材質も同じ高飽和磁束密度ならびに高透磁率を有
する非晶質合金が用いられる。また、コア半体11および
21の材質および作動ギャップ長71も前記のリング型磁気
ヘッドと同じで、効果も前記と同様な効果が得られ、高
密度記録が良好に行われて高出力が得られる。なお、こ
のようなリング型磁気ヘッドの作動ギャップの近傍は、
前記の積層磁性膜５、６および超急冷法により形成した
リボン10などの他、強磁性金属薄膜層を含む人工格子膜
で構成してもよい。

また、この発明における垂直磁気記録用磁気記録媒体
は、六角板状で磁気異方性の方向が板面に対して垂直方
向にあるバリウムフェライト磁性粉末を、結合剤樹脂、
有機溶剤等ともに混合分散して磁性塗料を調製し、この
磁性塗料をロールコーターなど任意の塗布手段によっ
て、ポリエステルフイルム等の基体上に塗布し、乾燥す
ることによって形成され、磁性層中のバリウムフェライ
ト磁性粉末は、配向処理をする場合はいうまでもなく、
配向処理をしない場合でも塗布時の機械的剪断力でその
板面が磁性層面と平行に配向されるため、垂直方向の磁
化成分が良好に利用され、垂直方向の磁気記録が良好に
行われる。なお、上記のように配向処理をしない場合は
配向処理をした場合に比して磁性層中のバリウムフェラ
イト磁性粉末の垂直方向の配向性は低下するが垂直方向
の残留磁化が面内方向の残留磁化より大である程度の配
向性であれば充分である。このように磁性層中に含有さ
れて使用されるバリウムフェライト磁性粉末は、Ba塩と
鉄塩とを含む金属塩の水溶液にアルカリ水溶液を添加
し、次いで水熱処理するなどの方法でつくられ、例え
ば、BaO・6Fe₂O₃の組成で表される六角板状のBaフェラ
イト磁性粉末、あるいは、このBaフェライト磁性粉末の
FeをCo、Ti等の元素で置換したBaフェライト磁性粉末等
が好適なものとして使用される。粒径は0.5μｍ以下で
あることが好ましく、粒径が0.5μｍより大きいものを
使用したのでは磁性層の表面平滑性が充分に良好になら
ず、良好な高密度記録が行えない。また、保磁力は、40
0〜2000エルステッドの範囲内にあるものを使用するの
が好ましく、保磁力が400エルステッドより小さいと高
密度記録が良好に行えず、2000エルステッドより大きい
ものは磁気記録媒体用として適さない。

また、このようなバリウムフェライト磁性粉末を用い
て形成される磁気記録媒体の磁性層の保磁力は、400〜2
000エルステッドの範囲内とし、残留磁束密度は1000ガ
ウス以上で、かつ表面粗さを中心線平均粗さで0.05μｍ
以下にするのが好ましく、保磁力が低すぎては高密度記
録が良好に行えず、2000エルステッドを超えると、たと
え作動ギャップの近傍を飽和磁束密度6000ガウス以上の
高飽和磁束密度を有する磁性材で構成しても、充分な記
録磁界が発生せず、記録が不充分となる。また残留磁束
密度が1000ガウスより小さくなるとアンプノイズとの関
係で充分なヘッド出力が得られず、さらに表面粗さが中
心線平均粗さで0.05μｍより粗くなるとS/Nが低下し、
高密度記録が充分に良好に行えない。

なお、上記および以下述べる磁気記録媒体の磁性層の
保磁力および残留磁束密度などの磁気特性は、反磁界補
正後の値を示す。

このようなバリウムフェライト磁性粉末を含む磁性層
を形成する際、使用される結合剤樹脂としては、塩化ビ
ニル−酢酸ビニル系共重合体、ポリビニルブチラール樹
脂、繊維素系樹脂、ポリウレタン系樹脂、イソシアネー
ト化合物、放射線硬化型樹脂など従来汎用されている結
合剤樹脂が広く用いられ、また有機溶剤としてはトルエ
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シ
クロヘキサノン、テトラヒドロフラン、酢酸エチルなど
従来から汎用されている有機溶剤が単独または二種以上
混合して使用される。

〔作用〕

このようなバリウムフェライト磁性粉末を使用した垂
直磁気記録用磁気記録媒体の磁性層に対して、リング型
磁気ヘッドの少なくとも作動ギャップ近傍を高飽和磁束
密度が6000ガウス以上の高透磁率の非晶質合金で構成
し、作動ギャップの磁気記録媒体走行方向の長さを0.15
〜0.4μｍの範囲にしたリング型磁気ヘッドで、記録再
生を行うと、この種のリング型磁気ヘッドのギャップ近
傍より発生する記録磁界分布が鋭くなり、かつ磁界強度
も大きくなるため、保磁力が大きく、かつ磁性層厚が比
較的大きいバリウムフェライト磁性粉末を使用した磁性
層を下層まで充分に飽和記録し、再生出力を増加するの
に極めて好適で、バリウムフェライト磁性粉末の垂直磁
化成分を有効に利用して、高密度記録が良好に行え、高
出力が得られる。

なお、この発明のリング型磁気ヘッドとバリウムフェ
ライトを使用した磁性層を有する磁気記録媒体との組合
せは、記録再生時はもちろんのこと、記録のみをこの組
合せにより行い、再生を他の構造の磁気ヘッドで行う場
合でも電磁変換特性が改善される。

〔実施例〕

次に、この発明の実施例について説明する。

実施例１ Baフェライト磁性粉末（粒径0.15μｍ、保磁力550エル
ステッド） 450重量部 VAGH（米国U.C.C社製、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニ
ルアルコール共重合体） 50 〃 パンデックスT5201（大日本インキ化学工業社製、ポリ
ウレタン樹脂） 30 〃 コロネートＬ（日本ポリウレタン工業社製、三官能性低
分子量イソシアネート化合物） 20 〃 カーボンブラック 36 〃 Al₂O₃粉末 27 〃 α−Fe₂O₃粉末 18 〃 ２−エチルヘキシルオレエート 14 〃 シクロヘキサノン 650 〃 トルエン 650 〃 の組成からなる組成物を、ボールミル中で15分間混合分
散して磁性塗料を調製した。この磁性塗料を厚さ75μｍ
のポリエステルフィルム両面に塗布し、さらにカレンダ
処理を施して厚さ2.50μｍの磁性層を形成した。しかる
後、円板状に打ち抜いて磁気ディスクをつくった。この
ようにして得られた磁気ディスクは、飽和磁化が140ガ
ウス、垂直方向の保磁力が800エルステッド、面内方向
の保磁力が350エルステッド、垂直方向の角型比が0.9
3、面内方向の角型比が0.20であった。

一方、第１図に示すようにMn−Znフェライトコア半体
１および２の作動ギャップ７側端に飽和磁束密度が9500
ガウスのCo−Zr−Nb非晶質膜からなる磁性膜5a、6aと、
SiO₂膜からなる非磁性膜5b、6bを各々6.0μｍ、0.05μ
ｍの膜厚で高周波スパッタリング法により10層積層し
て、磁性膜５および６を形成し、ギャップ長0.21μｍ、
トラック幅70μｍのリング型磁気ヘッドを作製して、こ
のリング型磁気ヘッドで前記の磁気ディスクに記録再生
を行い、記録再生特性を調べた。第３図のグラフＡはそ
の結果を再生出力と記録密度との関係で示したものであ
る。

実施例２ 実施例１で使用したリング型磁気ヘッドに代えて、第
２図に示すように、超急冷法により形成した厚さが90μ
ｍで飽和磁束密度が9000ガウスのCo−Fe−Si−Ｂ非晶質
リボン10を、各一対のコア半体11および21により支持し
て、ギャップ長が0.30μｍのリング型磁気ヘッドを作製
し、このリング型磁気ヘッドをボタン型スライダーに装
着して使用し、前記の磁気ディスクの記録再生を行って
記録再生特性を調べた。第４図のグラフＡはその結果を
再生出力と記録密度の関係で示したものである。

比較例１ 実施例１で使用したリング型磁気ヘッドに代えて、実
施例１で使用したリング型磁気ヘッドと同一ギャップ長
および同一トラック幅を有する同一構造のMn−Znフェラ
イトリングヘッドを作製して用いた以外は実施例１と同
様にして、磁気ディスクの記録再生を行って記録再生特
性を調べた。第３図のグラフＢはその結果を再生出力と
記録密度の関係で示したものである。

比較例２ 実施例２で使用したリング型磁気ヘッドに代えて、実
施例２で使用したリング型磁気ヘッドと同一ギャップ長
および同一トラック幅を有する同一構造のNi−Znフェラ
イトリングヘッドを作製して用いた以外は実施例２と同
様にして、磁気ディスクの記録再生を行って記録再生特
性を調べた。第４図のグラフＢはその結果を再生出力と
記録密度の関係で示したものである。

〔発明の効果〕

第２図および第３図から明らかなように、この発明の
磁気記録再性装置によるもの（グラフＡ）は、従来のMn
−Znフェライトリングヘッドを使用するもの（グラフ
Ｂ）に比し、再生出力が高く、また1KBPIにおける出力
が半減するD₅₀も２倍以上で、このことからこの発明の
磁気記録再生装置によれば、高密度記録が充分に良好に
行えて、高出力が得られることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る磁気ヘッドの１例を示す概略斜
視図、第２図は同他の例を示す概略斜視図、第３図は実
施例１および比較例１で得られた磁気記録再生装置で磁
気ディスクを記録再生したときの再生出力と記録密度と
の関係図、第４図は実施例２および比較例２で得られた
磁気記録再生装置で磁気ディスクを記録再生したときの
再生出力と記録密度との関係図である。 1,2,11,21……コア半体、5,6……積層磁性膜、5a,6a…
…磁性膜、5b,6b……非磁性膜、7,71……磁気ギャッ
プ、10……リボン、A,B……リング型磁気ヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲子谷 修 茨木市丑寅１丁目１番88号 日立マクセ ル株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−201211（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−127213（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−25014（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−168902（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−45902（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−129935（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−180829（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭59−12758（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基体上に磁性粉末を含む磁性塗料を塗布、
   乾燥して磁性層を形成した磁気記録媒体と、その磁気記
   録媒体の磁性層に摺接して信号の記録再生を行うリング
   型磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置において、前
   記磁気記録媒体の磁性層中に含ませる磁性粉末として、
   粒径が0.5μｍ以下で保磁力が400〜2000エルステッドの
   バリウムフェライト磁性粉末を使用し、前記リング型磁
   気ヘッドの少なくとも作動ギャップの近傍を飽和磁束密
   度6000ガウス以上の高飽和磁束密度を有する高透磁率の
   非晶質合金で構成し、リング型磁気ヘッドの作動ギャッ
   プの磁気記録媒体走行方向の長さを0.15〜0.4μｍの範
   囲にしたことを特徴とする磁気記録再生装置