JP3083454B2 - 磁気ヘッド - Google Patents
磁気ヘッドInfo
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- JP3083454B2 JP3083454B2 JP06191045A JP19104594A JP3083454B2 JP 3083454 B2 JP3083454 B2 JP 3083454B2 JP 06191045 A JP06191045 A JP 06191045A JP 19104594 A JP19104594 A JP 19104594A JP 3083454 B2 JP3083454 B2 JP 3083454B2
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- core
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気テープなどの記録
媒体と摺動して磁気記録または再生が行われる磁気ヘッ
ドに係り、特に記録媒体との摺動面に保護膜が形成され
た磁気ヘッドに関する。
媒体と摺動して磁気記録または再生が行われる磁気ヘッ
ドに係り、特に記録媒体との摺動面に保護膜が形成され
た磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、ステレオカセットテーププレー
ヤに用いられる磁気ヘッドを示す斜視図である。この種
の磁気ヘッドＨは、シールドケース１とシールド板２
ａ，２ｂがそれぞれソフトパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍ
ｏ系合金）により形成され、磁気ギャップＧを形成する
コア３がハードパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｎｂ系合金）
の積層材により形成されている。また、シールド板２
ａ，２ｂおよびコア３と、シールドケース１との間は樹
脂４で埋められている。また、磁気テープＴは、ポリエ
ステルなどのベースフィルムに磁性層が形成され、この
磁性層は、γ−Ｆｅ2Ｏ3などの磁性粉の微粒子とバイン
ダーなどにより形成されている。
ヤに用いられる磁気ヘッドを示す斜視図である。この種
の磁気ヘッドＨは、シールドケース１とシールド板２
ａ，２ｂがそれぞれソフトパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍ
ｏ系合金）により形成され、磁気ギャップＧを形成する
コア３がハードパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｎｂ系合金）
の積層材により形成されている。また、シールド板２
ａ，２ｂおよびコア３と、シールドケース１との間は樹
脂４で埋められている。また、磁気テープＴは、ポリエ
ステルなどのベースフィルムに磁性層が形成され、この
磁性層は、γ−Ｆｅ2Ｏ3などの磁性粉の微粒子とバイン
ダーなどにより形成されている。
【０００３】磁気ヘッドＨは、その前面の摺動面Ａに対
して磁気テープＴが摺動するため、摺動面Ａの状態の変
化が磁気ヘッドの記録または再生特性に影響を与える。
摺動面Ａの状態の変化としては、磁気テープＴの磁性粉
がベースフィルム側から剥離して摺動面Ａに付着するこ
と、および磁気テープによって摺動面Ａが摩耗させられ
ることが挙げられる。摺動面Ａに磁性粉が付着すると、
コア３と磁気テープの磁性層との間の隙間が広くなって
スペーシングロスが大きくなる。また、摺動面Ａにおい
てシールドケース１の表面１ａ、シールド板２ａ，２ｂ
およびコア３、特にシールド板２ａ，２ｂおよびコア３
が磁気テープＴとの摺動により摩耗すると、摺動面Ａが
偏摩耗状態になり、偏摩耗による摺動面Ａの凹凸によ
り、やはりスペーシングロスが大きくなる。
して磁気テープＴが摺動するため、摺動面Ａの状態の変
化が磁気ヘッドの記録または再生特性に影響を与える。
摺動面Ａの状態の変化としては、磁気テープＴの磁性粉
がベースフィルム側から剥離して摺動面Ａに付着するこ
と、および磁気テープによって摺動面Ａが摩耗させられ
ることが挙げられる。摺動面Ａに磁性粉が付着すると、
コア３と磁気テープの磁性層との間の隙間が広くなって
スペーシングロスが大きくなる。また、摺動面Ａにおい
てシールドケース１の表面１ａ、シールド板２ａ，２ｂ
およびコア３、特にシールド板２ａ，２ｂおよびコア３
が磁気テープＴとの摺動により摩耗すると、摺動面Ａが
偏摩耗状態になり、偏摩耗による摺動面Ａの凹凸によ
り、やはりスペーシングロスが大きくなる。
【０００４】そこで、磁気ヘッドＨの磁気テープＴとの
摺動面Ａに保護膜を形成し、この保護膜により磁気テー
プの摺動性（走行性）を改善し、磁性粉の付着や摩耗を
防止することが考えられている。図２は、摺動面Ａにて
シールド板２ａ，２ｂおよびコア３の表面に形成された
保護膜５と、ヘッドパッドＰによりシールド板２ａ，２
ｂおよびコア３に押し付けられた状態で走行する磁気テ
ープＴを拡大断面図にて示している。
摺動面Ａに保護膜を形成し、この保護膜により磁気テー
プの摺動性（走行性）を改善し、磁性粉の付着や摩耗を
防止することが考えられている。図２は、摺動面Ａにて
シールド板２ａ，２ｂおよびコア３の表面に形成された
保護膜５と、ヘッドパッドＰによりシールド板２ａ，２
ｂおよびコア３に押し付けられた状態で走行する磁気テ
ープＴを拡大断面図にて示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記保護膜５の材料と
しては、磁気テープＴの磁性粉が付着しにくいもので且
つ磁気テープＴの摺動により摩耗しにくい硬度を有した
ものを使用することが必要である。そのための好ましい
材料としてはＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）、
ＢＮ、ＴｉＮ、ＳｉＯ2、ＣｒＮなどが挙げられる。硬
度および下地となるコアやシールド板との付着性（接合
性）の面からは、ＤＬＣやＢＮを使用することが好まし
い。
しては、磁気テープＴの磁性粉が付着しにくいもので且
つ磁気テープＴの摺動により摩耗しにくい硬度を有した
ものを使用することが必要である。そのための好ましい
材料としてはＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）、
ＢＮ、ＴｉＮ、ＳｉＯ2、ＣｒＮなどが挙げられる。硬
度および下地となるコアやシールド板との付着性（接合
性）の面からは、ＤＬＣやＢＮを使用することが好まし
い。
【０００６】しかしながら、保護膜５を形成した場合
に、磁気テープＴの摺動走行時間が長くなるにしたがっ
て、保護膜５がシールド板２ａ，２ｂやコア３の表面か
ら剥がれ、あるいは保護膜が摩耗する新たな問題が生じ
る。膜の剥がれが生じまたは膜が摩耗すると、露出した
シールド板２ａ，２ｂやコア３自体が磁気テープＴの摺
動により偏摩耗し、またはシールド板２ａ，２ｂやコア
３の表面に磁気テープＴの磁性粉が付着しやすくなり、
これらの原因によりスペーシングロスが増大し、ヘッド
特性が劣化することになる。保護膜５は、磁気ヘッドＨ
の摺動面Ａの全面に形成されるが、磁気テープが摺動す
ることにより影響を最も受けるのはヘッドパッドＰによ
り磁気テープＴが圧接されているシールド板２ａ，２ｂ
およびコア３の部分である。すなわちシールド板２ａ，
２ｂとコア３の表面を覆う部分での保護膜５の剥離や摩
耗が、ヘッド特性の劣化に最も大きく関係することにな
る。
に、磁気テープＴの摺動走行時間が長くなるにしたがっ
て、保護膜５がシールド板２ａ，２ｂやコア３の表面か
ら剥がれ、あるいは保護膜が摩耗する新たな問題が生じ
る。膜の剥がれが生じまたは膜が摩耗すると、露出した
シールド板２ａ，２ｂやコア３自体が磁気テープＴの摺
動により偏摩耗し、またはシールド板２ａ，２ｂやコア
３の表面に磁気テープＴの磁性粉が付着しやすくなり、
これらの原因によりスペーシングロスが増大し、ヘッド
特性が劣化することになる。保護膜５は、磁気ヘッドＨ
の摺動面Ａの全面に形成されるが、磁気テープが摺動す
ることにより影響を最も受けるのはヘッドパッドＰによ
り磁気テープＴが圧接されているシールド板２ａ，２ｂ
およびコア３の部分である。すなわちシールド板２ａ，
２ｂとコア３の表面を覆う部分での保護膜５の剥離や摩
耗が、ヘッド特性の劣化に最も大きく関係することにな
る。
【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、記録媒体との摺動面に保護膜が形成された場合
に、この保護膜がコアやシールド板などの下地金属から
剥離したり、また著しく摩耗するのを防止できる磁気ヘ
ッドを提供することを目的としている。
あり、記録媒体との摺動面に保護膜が形成された場合
に、この保護膜がコアやシールド板などの下地金属から
剥離したり、また著しく摩耗するのを防止できる磁気ヘ
ッドを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気ヘッドの
記録媒体との摺動面にＤＬＣ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｓｉ
Ｏ2、ＣｒＮなどの保護膜が形成されているものにおい
て、各種実験の結果、保護膜の下地金属となるコアやシ
ールド板さらにはシールドケースの硬度が、保護膜の剥
がれや摩耗などに大きく影響することを確認したことに
基づいてなされたものである。
記録媒体との摺動面にＤＬＣ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｓｉ
Ｏ2、ＣｒＮなどの保護膜が形成されているものにおい
て、各種実験の結果、保護膜の下地金属となるコアやシ
ールド板さらにはシールドケースの硬度が、保護膜の剥
がれや摩耗などに大きく影響することを確認したことに
基づいてなされたものである。
【０００９】すなわち本発明は、記録媒体との摺動面が
保護膜により被覆されている磁気ヘッドであって、前記
保護膜の下地となる金属のビッカース硬度Ｈｖが１４０
以上で９５０以下であり、下地となる金属の表面の中心
線平均粗さＲａが５ｎｍ以上で５０ｎｍ以下であり、か
つ下地となる金属が、磁気ギャップを形成するコア及び
／又は前記コアに隣接するシールド板であることを特徴
とするものである。
保護膜により被覆されている磁気ヘッドであって、前記
保護膜の下地となる金属のビッカース硬度Ｈｖが１４０
以上で９５０以下であり、下地となる金属の表面の中心
線平均粗さＲａが５ｎｍ以上で５０ｎｍ以下であり、か
つ下地となる金属が、磁気ギャップを形成するコア及び
／又は前記コアに隣接するシールド板であることを特徴
とするものである。
【００１０】上記において、下地となる金属の表面の中
心線平均粗さＲａが５ｎｍ以上で３５ｎｍ以下であるこ
とが好ましい。 また、下地となる金属がパーマロイによ
り形成されている場合には、そのビッカース硬度Ｈｖが
１４０以上である。パーマロイのビッカース硬度Ｈｖの
上限は２２０程度である。すなわち、パーマロイの硬度
はＮｂの含有量によって変化するがパーマロイでのＮｂ
の含有量を多くすると記録媒体との摺動特性が向上され
るが、その反面磁気特性が低下する。このＮｂの含有量
を磁気特性に支障のない範囲とするとパーマロイのビッ
カース硬度Ｈｖの上限は２２０程度である。そのため下
地となる金属がパーマロイにより形成されている場合に
は、そのビッカース硬度Ｈｖは１４０以上で２２０以下
である。
心線平均粗さＲａが５ｎｍ以上で３５ｎｍ以下であるこ
とが好ましい。 また、下地となる金属がパーマロイによ
り形成されている場合には、そのビッカース硬度Ｈｖが
１４０以上である。パーマロイのビッカース硬度Ｈｖの
上限は２２０程度である。すなわち、パーマロイの硬度
はＮｂの含有量によって変化するがパーマロイでのＮｂ
の含有量を多くすると記録媒体との摺動特性が向上され
るが、その反面磁気特性が低下する。このＮｂの含有量
を磁気特性に支障のない範囲とするとパーマロイのビッ
カース硬度Ｈｖの上限は２２０程度である。そのため下
地となる金属がパーマロイにより形成されている場合に
は、そのビッカース硬度Ｈｖは１４０以上で２２０以下
である。
【００１１】また、下地となる金属がＦｅ−Ｎｉ−Ｎｂ
系合金にて形成されている場合には、Ｎｂの含有量を調
整することによりその硬度を変えることができる。Ｆｅ
−Ｎｉ−Ｎｂ系合金のビッカース硬度Ｈｖを１５０以上
で２２０以下とするためには、Ｎｂの含有量を３重量％
以上で１０重量％以下の範囲とすることが必要である。
系合金にて形成されている場合には、Ｎｂの含有量を調
整することによりその硬度を変えることができる。Ｆｅ
−Ｎｉ−Ｎｂ系合金のビッカース硬度Ｈｖを１５０以上
で２２０以下とするためには、Ｎｂの含有量を３重量％
以上で１０重量％以下の範囲とすることが必要である。
【００１２】
【００１３】上記において、下地となる金属には、前記
コア及び／又はシールド板に加え、前記コア及び／又は
シールド板を収納するシールドケースが含まれていても
よい。
コア及び／又はシールド板に加え、前記コア及び／又は
シールド板を収納するシールドケースが含まれていても
よい。
【００１４】
【作用】コアやシールド板などの表面に保護膜が形成さ
れると、コアおよびシールド板の表面に対する記録媒体
（磁気テープ）の摺動性（走行性）が良好になり、その
結果、コアやシールド板などに対し記録媒体の磁粉が付
着しにくくなり、またコアやシールド板などの表面での
偏摩耗が生じにくくなる。図２に示す磁気テープＴが磁
気ヘッドの摺動面Ａに摺動しながら走行する際の、磁気
テープＴの摺動抵抗Ｆは、磁気テープＴと摺動面Ａとの
動摩擦係数μに比例する。この動摩擦抵抗μは、磁気テ
ープＴと摺動面Ａとの真実接触面積Ａｒおよび、磁気テ
ープＴが摺動面Ａを摺動するときの剪断強度Ｓに比例す
るものとなる。摺動面Ａが軟質金属の場合には、Ａｒが
増大するがＳは小さくなり、摺動面Ａが硬質金属の場合
には、Ａｒは小さいがＳが大きくなっていずれにせよ動
摩擦係数μおよび摺動抵抗Ｆが大きくなる。しかし、金
属の表面に保護膜５を形成した場合には、ＡｒとＳが共
に小さくなり、動摩擦係数μと摺動抵抗Ｆが小さくな
り、磁気テープＴの摺動性（走行性）が良好になる。
れると、コアおよびシールド板の表面に対する記録媒体
（磁気テープ）の摺動性（走行性）が良好になり、その
結果、コアやシールド板などに対し記録媒体の磁粉が付
着しにくくなり、またコアやシールド板などの表面での
偏摩耗が生じにくくなる。図２に示す磁気テープＴが磁
気ヘッドの摺動面Ａに摺動しながら走行する際の、磁気
テープＴの摺動抵抗Ｆは、磁気テープＴと摺動面Ａとの
動摩擦係数μに比例する。この動摩擦抵抗μは、磁気テ
ープＴと摺動面Ａとの真実接触面積Ａｒおよび、磁気テ
ープＴが摺動面Ａを摺動するときの剪断強度Ｓに比例す
るものとなる。摺動面Ａが軟質金属の場合には、Ａｒが
増大するがＳは小さくなり、摺動面Ａが硬質金属の場合
には、Ａｒは小さいがＳが大きくなっていずれにせよ動
摩擦係数μおよび摺動抵抗Ｆが大きくなる。しかし、金
属の表面に保護膜５を形成した場合には、ＡｒとＳが共
に小さくなり、動摩擦係数μと摺動抵抗Ｆが小さくな
り、磁気テープＴの摺動性（走行性）が良好になる。
【００１５】ただし、コアやシールド板さらにはシール
ドケースの下地金属に保護膜５が形成されている場合
に、まず下地金属の硬度が低すぎると、保護膜５と下地
金属との付着力（接合力）が低下する。したがって下地
金属の硬度が低すぎると、磁気テープの摺動時間（走行
時間）が長くなるにしたがって保護膜の剥がれが生じや
すくなる。逆に下地金属の硬度が高くなりすぎると、磁
気テープが硬度の高い下地金属の影響を受け、磁気テー
プの磁性層の劣化が激しくなる。したがって、下地金属
となるコアおよび／またはシールド板さらにはシールド
ケース（特にコアとシールド板）の硬度を適正な範囲に
選択することにより、摺動面に形成された保護膜の剥が
れや磁気テープの劣化が生じにくくなる。よって、保護
膜の寿命を長くすることができまた磁気テープの劣化を
防いで、長時間良好なヘッド出力を得ることができるよ
うになる。
ドケースの下地金属に保護膜５が形成されている場合
に、まず下地金属の硬度が低すぎると、保護膜５と下地
金属との付着力（接合力）が低下する。したがって下地
金属の硬度が低すぎると、磁気テープの摺動時間（走行
時間）が長くなるにしたがって保護膜の剥がれが生じや
すくなる。逆に下地金属の硬度が高くなりすぎると、磁
気テープが硬度の高い下地金属の影響を受け、磁気テー
プの磁性層の劣化が激しくなる。したがって、下地金属
となるコアおよび／またはシールド板さらにはシールド
ケース（特にコアとシールド板）の硬度を適正な範囲に
選択することにより、摺動面に形成された保護膜の剥が
れや磁気テープの劣化が生じにくくなる。よって、保護
膜の寿命を長くすることができまた磁気テープの劣化を
防いで、長時間良好なヘッド出力を得ることができるよ
うになる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。磁
気ヘッドの摺動面Ａに、ＤＬＣ、ＢＮ、ＴｉＮ、ＳｉＯ
2、ＣｒＮなどの保護膜を形成した場合に、保護膜の下
地となるコア、シールド板、さらにはシールドケースの
硬度が保護膜の寿命に大きな影響を与える。この点を明
確にするために、次のような実験を行った。
気ヘッドの摺動面Ａに、ＤＬＣ、ＢＮ、ＴｉＮ、ＳｉＯ
2、ＣｒＮなどの保護膜を形成した場合に、保護膜の下
地となるコア、シールド板、さらにはシールドケースの
硬度が保護膜の寿命に大きな影響を与える。この点を明
確にするために、次のような実験を行った。
【００１７】（実験１）保護膜の下地となる金属の硬度
と保護膜との寿命を調べるために、磁気ヘッドＨの摺動
面Ａ（図１参照）と同じ曲面を有するダミーヘッドを製
造した。ダミーヘッドは、摺動面の全面を同じ金属によ
り形成し、樹脂４や磁気ギャップＧが形成されていない
ものとした。ダミーヘッドは１３種類のものを用意し、
それぞれ硬度の異なるものとした。図３の線図内にはこ
の１３種類のダミーヘッドが硬度との関係で示されてい
る。ビッカース硬度Ｈｖが１００〜１４０程度のものは
ソフトパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系合金）によるダ
ミーヘッド、ビッカース硬度Ｈｖが１４０〜２２０程度
のものはハードパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｎｂ系合金）
によるダミーヘッドである。パーマロイの硬度はＨｖが
２２０程度が限界である。よってそれ以上の硬度のもの
として、ステンレススチール、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ
−Ａｌ系合金）、Ｍｎ−Ｚｎフェライトにより形成した
ダミーヘッドを使用した。さらに硬度Ｈｖが８００以上
のものとしては炭素鋼により形成したダミーヘッドを使
用した。
と保護膜との寿命を調べるために、磁気ヘッドＨの摺動
面Ａ（図１参照）と同じ曲面を有するダミーヘッドを製
造した。ダミーヘッドは、摺動面の全面を同じ金属によ
り形成し、樹脂４や磁気ギャップＧが形成されていない
ものとした。ダミーヘッドは１３種類のものを用意し、
それぞれ硬度の異なるものとした。図３の線図内にはこ
の１３種類のダミーヘッドが硬度との関係で示されてい
る。ビッカース硬度Ｈｖが１００〜１４０程度のものは
ソフトパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系合金）によるダ
ミーヘッド、ビッカース硬度Ｈｖが１４０〜２２０程度
のものはハードパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｎｂ系合金）
によるダミーヘッドである。パーマロイの硬度はＨｖが
２２０程度が限界である。よってそれ以上の硬度のもの
として、ステンレススチール、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ
−Ａｌ系合金）、Ｍｎ−Ｚｎフェライトにより形成した
ダミーヘッドを使用した。さらに硬度Ｈｖが８００以上
のものとしては炭素鋼により形成したダミーヘッドを使
用した。
【００１８】上記の各材料のうち、ステンレススチール
や炭素鋼は、実際の磁気ヘッドのコアやシールド板など
の材料として使用されないものであるが、これらの材料
は加工性が良く、ダミーヘッドを製造するのに適してい
るために使用した。すなわちダミーヘッドは下地金属の
硬度と膜寿命の関係を調べるために製造したものであ
り、よって硬度の点に着目して実際の磁気ヘッドではあ
りえないステンレススチールや炭素鋼を用いたものであ
る。なお、実際の磁気ヘッドのコアやシールド板を製造
する場合、炭素鋼と同等の硬度を有する磁性材料として
はアモルファス材料や鉄系微結晶材料が挙げられる。上
記の硬度の相違する１３種類のダミーヘッドを３個ずつ
用意し、１３種類のそれぞれの同じ硬度の３個の磁気ヘ
ッドの摺動面に、ＤＬＣ、ＴｉＮ、ＳｉＯ2の別々の材
料の保護膜を形成した。ＤＬＣ、ＴｉＮ、ＳｉＯ2は、
保護膜の材料として硬度や下地金属との付着性（接合
性）などの性質の相違したものを選んだものであり、保
護膜そのものの硬度と接合性はＤＬＣが最も優れ、Ｓｉ
Ｏ2が最も低い。
や炭素鋼は、実際の磁気ヘッドのコアやシールド板など
の材料として使用されないものであるが、これらの材料
は加工性が良く、ダミーヘッドを製造するのに適してい
るために使用した。すなわちダミーヘッドは下地金属の
硬度と膜寿命の関係を調べるために製造したものであ
り、よって硬度の点に着目して実際の磁気ヘッドではあ
りえないステンレススチールや炭素鋼を用いたものであ
る。なお、実際の磁気ヘッドのコアやシールド板を製造
する場合、炭素鋼と同等の硬度を有する磁性材料として
はアモルファス材料や鉄系微結晶材料が挙げられる。上
記の硬度の相違する１３種類のダミーヘッドを３個ずつ
用意し、１３種類のそれぞれの同じ硬度の３個の磁気ヘ
ッドの摺動面に、ＤＬＣ、ＴｉＮ、ＳｉＯ2の別々の材
料の保護膜を形成した。ＤＬＣ、ＴｉＮ、ＳｉＯ2は、
保護膜の材料として硬度や下地金属との付着性（接合
性）などの性質の相違したものを選んだものであり、保
護膜そのものの硬度と接合性はＤＬＣが最も優れ、Ｓｉ
Ｏ2が最も低い。
【００１９】保護膜の膜厚は全て１０００オングストロ
ーム、下地金属であるダミーヘッドの摺動面（保護膜が
形成された面）の粗さを、全て中心線平均粗さＲａ＝１
０ｎｍとした。まず３個ずつ１３種類で合計３９個のダ
ミーヘッドをテーププレーヤに搭載し、γ−Ｆｅ2Ｏ3の
磁性粉により磁性層が形成された磁気テープを装填し、
磁気テープをテープカセット内のヘッドパッドにてダミ
ーヘッドに押圧した状態で、磁気テープを連続走行さ
せ、膜寿命について調べた。この実験は、ダミーヘッド
の摺動面に形成されている保護膜の剥離について調べた
ものであり、ダミーヘッドの保護膜が剥離して摺動面
（下地金属）が露出するに至ったときを膜の寿命が尽き
たものとした。なお、膜寿命試験は、温度２０℃、相対
湿度５０％の環境下で行った。
ーム、下地金属であるダミーヘッドの摺動面（保護膜が
形成された面）の粗さを、全て中心線平均粗さＲａ＝１
０ｎｍとした。まず３個ずつ１３種類で合計３９個のダ
ミーヘッドをテーププレーヤに搭載し、γ−Ｆｅ2Ｏ3の
磁性粉により磁性層が形成された磁気テープを装填し、
磁気テープをテープカセット内のヘッドパッドにてダミ
ーヘッドに押圧した状態で、磁気テープを連続走行さ
せ、膜寿命について調べた。この実験は、ダミーヘッド
の摺動面に形成されている保護膜の剥離について調べた
ものであり、ダミーヘッドの保護膜が剥離して摺動面
（下地金属）が露出するに至ったときを膜の寿命が尽き
たものとした。なお、膜寿命試験は、温度２０℃、相対
湿度５０％の環境下で行った。
【００２０】図３は上記膜寿命試験の結果を示したもの
である。横軸は１３種類の各ダミーヘッド（下地金属）
のビッカース硬度Ｈｖを示し、縦軸は各ダミーヘッドの
保護膜が寿命に至った時間を示している。また保護膜の
材質がＤＬＣのものを図中にて「□印」で示し、保護膜
の材質がＴｉＮのものとＳｉＯ2のものを、それぞれ
「＋印」と「◇印」で示している。図３の結果では、ダ
ミーヘッドの金属（下地金属）の硬度が低くなると、膜
の剥離による寿命が低下することが解る。また膜寿命は
保護膜の材料によっても左右され、ＤＬＣで形成された
保護膜は３，５００時間程度の膜寿命を維持でき、これ
よりも硬度の低い材料のＴｉＮで形成された保護膜は
３，０００時間程度の膜寿命であり、ＳｉＯ2で形成さ
れた保護膜の膜寿命は２，５００時間程度が限界である
ことが解る。
である。横軸は１３種類の各ダミーヘッド（下地金属）
のビッカース硬度Ｈｖを示し、縦軸は各ダミーヘッドの
保護膜が寿命に至った時間を示している。また保護膜の
材質がＤＬＣのものを図中にて「□印」で示し、保護膜
の材質がＴｉＮのものとＳｉＯ2のものを、それぞれ
「＋印」と「◇印」で示している。図３の結果では、ダ
ミーヘッドの金属（下地金属）の硬度が低くなると、膜
の剥離による寿命が低下することが解る。また膜寿命は
保護膜の材料によっても左右され、ＤＬＣで形成された
保護膜は３，５００時間程度の膜寿命を維持でき、これ
よりも硬度の低い材料のＴｉＮで形成された保護膜は
３，０００時間程度の膜寿命であり、ＳｉＯ2で形成さ
れた保護膜の膜寿命は２，５００時間程度が限界である
ことが解る。
【００２１】γ−Ｆｅ2Ｏ3の磁性粉により磁性層が形成
された磁気テープを使用するテーププレーヤでは、保護
膜の寿命が２，０００時間以上であれば、実用上問題の
ないレベルといえる。図３からＤＬＣ、ＴｉＮ、ＳｉＯ
2の全ての保護膜が２，０００時間以上の膜寿命となる
ときの下地金属の硬度Ｈｖは１４０以上必要である。ま
た保護膜がＤＬＣやＴｉＮで形成された場合、下地金属
の硬度Ｈｖは１２０以上必要である。したがって、保護
膜を形成した場合の下地金属のビッカース硬度Ｈｖの下
限は、保護膜がＳｉＯ2と同等の性質以上の材料で形成
された場合には１４０以上が好ましい。また保護膜がＴ
ｉＮやＤＬＣと同等の性質以上の材料で形成された場合
には下地金属のビッカース硬度Ｈｖは１２０以上である
ことが好ましい。
された磁気テープを使用するテーププレーヤでは、保護
膜の寿命が２，０００時間以上であれば、実用上問題の
ないレベルといえる。図３からＤＬＣ、ＴｉＮ、ＳｉＯ
2の全ての保護膜が２，０００時間以上の膜寿命となる
ときの下地金属の硬度Ｈｖは１４０以上必要である。ま
た保護膜がＤＬＣやＴｉＮで形成された場合、下地金属
の硬度Ｈｖは１２０以上必要である。したがって、保護
膜を形成した場合の下地金属のビッカース硬度Ｈｖの下
限は、保護膜がＳｉＯ2と同等の性質以上の材料で形成
された場合には１４０以上が好ましい。また保護膜がＴ
ｉＮやＤＬＣと同等の性質以上の材料で形成された場合
には下地金属のビッカース硬度Ｈｖは１２０以上である
ことが好ましい。
【００２２】硬度や下地金属との密着性がＤＬＣと同等
で、同程度の膜寿命を得られるものとしては、ＶＩａ族
の元素の酸化物であるＣｒ2Ｏ3、ＶＩａ族の元素の窒化
物であるＣｒＮ、ＶＩａ族の元素の炭化物であるＷＣ、
ＩＩＩｂ族の元素の酸化物であるＡｌ2Ｏ3、ＩＩＩｂ族
の元素の窒化物であるＢＮなどが挙げられる。硬度や下
地金属との密着性がＴｉＮと同等で、同程度の膜寿命を
得られるものとしてはＴｉＯ2が上げられ、ＳｉＯ2と同
等の膜寿命が得られるものとしてはＳｉ3Ｎ4が挙げられ
る。また図３においてＤＬＣとＴｉＮとの中間の膜寿命
が得られるものとしては、ＩＶａ族の炭化物であるＴｉ
Ｃ、ＨｆＣ、ＺｒＣや、ＩＶｂ族の炭化物であるＳｉＣ
が挙げられる。
で、同程度の膜寿命を得られるものとしては、ＶＩａ族
の元素の酸化物であるＣｒ2Ｏ3、ＶＩａ族の元素の窒化
物であるＣｒＮ、ＶＩａ族の元素の炭化物であるＷＣ、
ＩＩＩｂ族の元素の酸化物であるＡｌ2Ｏ3、ＩＩＩｂ族
の元素の窒化物であるＢＮなどが挙げられる。硬度や下
地金属との密着性がＴｉＮと同等で、同程度の膜寿命を
得られるものとしてはＴｉＯ2が上げられ、ＳｉＯ2と同
等の膜寿命が得られるものとしてはＳｉ3Ｎ4が挙げられ
る。また図３においてＤＬＣとＴｉＮとの中間の膜寿命
が得られるものとしては、ＩＶａ族の炭化物であるＴｉ
Ｃ、ＨｆＣ、ＺｒＣや、ＩＶｂ族の炭化物であるＳｉＣ
が挙げられる。
【００２３】次に、上記の３個ずつ１３種類のダミーヘ
ッドを使用して、磁気テープの特性の劣化試験を行っ
た。図４はその結果を示している。なお図３に示した実
験と同様に、１３種のそれぞれの硬度のものにおいて同
じ硬度の３個のダミーヘッドの摺動面にＤＬＣ、Ｔｉ
Ｎ、ＳｉＯ2の別々の材料の保護膜をそれぞれ１０００
オングストロームの膜厚にて形成した。また、それぞれ
のダミーヘッドの下地の表面の中心線平均粗さＲａは１
０ｎｍとした。なお、試験環境は温度２０度、相対湿度
５０％とした。
ッドを使用して、磁気テープの特性の劣化試験を行っ
た。図４はその結果を示している。なお図３に示した実
験と同様に、１３種のそれぞれの硬度のものにおいて同
じ硬度の３個のダミーヘッドの摺動面にＤＬＣ、Ｔｉ
Ｎ、ＳｉＯ2の別々の材料の保護膜をそれぞれ１０００
オングストロームの膜厚にて形成した。また、それぞれ
のダミーヘッドの下地の表面の中心線平均粗さＲａは１
０ｎｍとした。なお、試験環境は温度２０度、相対湿度
５０％とした。
【００２４】実験は、γ−Ｆｅ2Ｏ3の磁性粉により磁性
層が形成された新品の磁気テープ（カセットテープ）で
且つ１２．５ｋＨｚと３１５Ｈｚの信号が記録されたも
のを使用し、走行試験を行った。この走行試験は、各ダ
ミーヘッドをテーププレーヤに搭載し、テープカセット
内のヘッドパッドで磁気テープをダミーヘッドに圧接さ
せて連続走行させた。ＤＬＣの保護膜が形成された硬度
（下地金属の硬度）の相違する１３種類のダミーヘッド
については、磁気テープを連続で３，５００時間走行さ
せた。ＴｉＮの保護膜が形成された１３種類のダミーヘ
ッドについては磁気テープを連続で３，０００時間走行
させ、ＳｉＯ2の保護膜が形成された１３種類のダミー
ヘッドについては、磁気テープを連続で２，５００時間
連続走行させた。
層が形成された新品の磁気テープ（カセットテープ）で
且つ１２．５ｋＨｚと３１５Ｈｚの信号が記録されたも
のを使用し、走行試験を行った。この走行試験は、各ダ
ミーヘッドをテーププレーヤに搭載し、テープカセット
内のヘッドパッドで磁気テープをダミーヘッドに圧接さ
せて連続走行させた。ＤＬＣの保護膜が形成された硬度
（下地金属の硬度）の相違する１３種類のダミーヘッド
については、磁気テープを連続で３，５００時間走行さ
せた。ＴｉＮの保護膜が形成された１３種類のダミーヘ
ッドについては磁気テープを連続で３，０００時間走行
させ、ＳｉＯ2の保護膜が形成された１３種類のダミー
ヘッドについては、磁気テープを連続で２，５００時間
連続走行させた。
【００２５】それぞれ連続走行させた後の磁気テープに
ついて、ダミーヘッドとは異なる新品のモニターヘッド
を搭載したテーププレーヤで信号を再生した。そのとき
の周波数特性、すなわち３１５Ｈｚの信号の再生出力に
対する１２．５ｋＨｚの信号の再生出力の比を求めた。
連続走行試験前の新品の磁気テープのときに予め測定し
た再生出力の周波数特性を基準（０ｄＢ）として、連続
走行試験後の周波数特性の劣化を、磁気テープ劣化量と
した。図４では、横軸にダミーヘッドのビッカース硬度
Ｈｖを示し、縦軸に磁気テープ劣化量を示している。図
４では、保護膜の材料がいずれのものであっても、ダミ
ーヘッドの硬度（下地金属の硬度）がビッカース硬度Ｈ
ｖで９５０を越えると、周波数特性が急激に低下するこ
とが解る。
ついて、ダミーヘッドとは異なる新品のモニターヘッド
を搭載したテーププレーヤで信号を再生した。そのとき
の周波数特性、すなわち３１５Ｈｚの信号の再生出力に
対する１２．５ｋＨｚの信号の再生出力の比を求めた。
連続走行試験前の新品の磁気テープのときに予め測定し
た再生出力の周波数特性を基準（０ｄＢ）として、連続
走行試験後の周波数特性の劣化を、磁気テープ劣化量と
した。図４では、横軸にダミーヘッドのビッカース硬度
Ｈｖを示し、縦軸に磁気テープ劣化量を示している。図
４では、保護膜の材料がいずれのものであっても、ダミ
ーヘッドの硬度（下地金属の硬度）がビッカース硬度Ｈ
ｖで９５０を越えると、周波数特性が急激に低下するこ
とが解る。
【００２６】図３の膜寿命試験では、ＤＬＣの保護膜、
ＴｉＮの保護膜、ＳｉＯ2の保護膜にてγ−Ｆｅ2Ｏ3の
磁性粉を有する磁気テープをそれぞれ３，５００、３，
０００、２，５００時間走行させたときに、下地金属の
硬度の高い範囲において膜の剥がれが生じることがなく
下地金属が露出せず、その点では膜寿命となっていな
い。しかし図４では、下地金属の硬度がＨｖで９５０以
上であると、前記それぞれの連続走行試験を行った後の
磁気テープの磁性層が劣化しているのが解る。これは下
地金属の硬度が高くなると、その影響が保護膜を介して
磁気テープの磁性層に与えられ、磁気テープの磁性層が
下地金属の硬度に応じて損傷を受けることを意味してい
る。図４から、２，５００時間以上の連続走行におい
て、磁気テープの磁性層の劣化を生じさせないために
は、保護膜の下地金属のビッカース硬度Ｈｖが９５０以
下であることが好ましい。
ＴｉＮの保護膜、ＳｉＯ2の保護膜にてγ−Ｆｅ2Ｏ3の
磁性粉を有する磁気テープをそれぞれ３，５００、３，
０００、２，５００時間走行させたときに、下地金属の
硬度の高い範囲において膜の剥がれが生じることがなく
下地金属が露出せず、その点では膜寿命となっていな
い。しかし図４では、下地金属の硬度がＨｖで９５０以
上であると、前記それぞれの連続走行試験を行った後の
磁気テープの磁性層が劣化しているのが解る。これは下
地金属の硬度が高くなると、その影響が保護膜を介して
磁気テープの磁性層に与えられ、磁気テープの磁性層が
下地金属の硬度に応じて損傷を受けることを意味してい
る。図４から、２，５００時間以上の連続走行におい
て、磁気テープの磁性層の劣化を生じさせないために
は、保護膜の下地金属のビッカース硬度Ｈｖが９５０以
下であることが好ましい。
【００２７】次に、図５は同じく保護膜が形成された前
記ダミーヘッドでの動摩擦係数について測定した結果を
示している。図５は、前記実験と同様に、前記１３種類
の硬度のダミーヘッドについてＤＬＣ、ＴｉＮ、ＳｉＯ
2のそれぞれの保護膜を１，０００オングストロームの
膜厚にて形成したものを使用した。なお保護膜の下地金
属の表面の中心線平均粗さＲａは１０ｎｍである。それ
ぞれのダミーヘッドに対し、２０℃、相対湿度５０％の
環境下で、γ−Ｆｅ2Ｏ3の磁性層を有する磁気テープを
保護膜表面にて摺動させ、動摩擦係数を測定した。
記ダミーヘッドでの動摩擦係数について測定した結果を
示している。図５は、前記実験と同様に、前記１３種類
の硬度のダミーヘッドについてＤＬＣ、ＴｉＮ、ＳｉＯ
2のそれぞれの保護膜を１，０００オングストロームの
膜厚にて形成したものを使用した。なお保護膜の下地金
属の表面の中心線平均粗さＲａは１０ｎｍである。それ
ぞれのダミーヘッドに対し、２０℃、相対湿度５０％の
環境下で、γ−Ｆｅ2Ｏ3の磁性層を有する磁気テープを
保護膜表面にて摺動させ、動摩擦係数を測定した。
【００２８】図５は横軸に下地金属のビッカース硬度Ｈ
ｖを示し、縦軸に動摩擦係数（μ）を示している。図５
では、保護膜がいずれの材料のものでも、下地金属のビ
ッカース硬度Ｈｖが１４０未満、さらには１２０未満と
なると、保護膜と磁気テープとの動摩擦係数が増大する
ことが解る。この結果は、図３の結果と整合している。
図５によれば、下地金属がビッカース硬度Ｈｖで１４０
未満または１２０未満になると、保護膜表面に磁気テー
プが密着しやすくなって動摩擦係数が増大することが明
らかになる。この密着性が高まるために、磁気テープの
摺動により保護膜の剥がれが生じやすい条件となってい
ることが解る。
ｖを示し、縦軸に動摩擦係数（μ）を示している。図５
では、保護膜がいずれの材料のものでも、下地金属のビ
ッカース硬度Ｈｖが１４０未満、さらには１２０未満と
なると、保護膜と磁気テープとの動摩擦係数が増大する
ことが解る。この結果は、図３の結果と整合している。
図５によれば、下地金属がビッカース硬度Ｈｖで１４０
未満または１２０未満になると、保護膜表面に磁気テー
プが密着しやすくなって動摩擦係数が増大することが明
らかになる。この密着性が高まるために、磁気テープの
摺動により保護膜の剥がれが生じやすい条件となってい
ることが解る。
【００２９】また図５では下地金属のビッカース硬度Ｈ
ｖが９５０を越えると、保護膜と磁気テープとの動摩擦
係数が増大していることが解る。この結果は図４に示し
た連続走行試験での磁気テープの劣化と整合している。
下地金属の硬度が非常に高くなると、その影響で保護膜
表面を摺動する磁気テープの摺動負荷が大きくなり、磁
気テープの磁性層が損傷を受けやすくなっているのが解
る。図５に示した動摩擦係数の測定からも、下地金属の
硬度の範囲を適正に選択すべきであることが解る。
ｖが９５０を越えると、保護膜と磁気テープとの動摩擦
係数が増大していることが解る。この結果は図４に示し
た連続走行試験での磁気テープの劣化と整合している。
下地金属の硬度が非常に高くなると、その影響で保護膜
表面を摺動する磁気テープの摺動負荷が大きくなり、磁
気テープの磁性層が損傷を受けやすくなっているのが解
る。図５に示した動摩擦係数の測定からも、下地金属の
硬度の範囲を適正に選択すべきであることが解る。
【００３０】よって、図３と図４とから、さらには図５
から、保護膜の劣化（主に剥離）と磁気テープの劣化を
防止するため、保護膜の下地金属となるコアおよび／ま
たはシールド板さらにはシールドケースのビッカース硬
度Ｈｖの範囲を、１４０以上で９５０以下とすべきであ
る。また保護膜がＴｉＮと同等以上の硬度および下地金
属との付着力（接合性）を有する材料の場合、例えばＤ
ＬＣ、Ｃｒ2Ｏ3、ＷＣ、Ａｌ2Ｏ3、ＢＮ、ＴｉＣ、Ｈｆ
Ｃ、ＺｒＣ、ＣｒＮなどで保護膜が形成されている場合
には、下地金属のビッカース硬度Ｈｖを１２０以上で９
５０以下とすることが必要である。また、下地金属とな
る磁気ヘッドのコアおよび／またはシールド板さらには
シールドケースがパーマロイにより形成される場合、パ
ーマロイの上限がＨｖで２２０程度であるため、この場
合の下地金属（パーマロイ）の硬度の必要範囲は、Ｈｖ
で１４０以上で２２０以下、または１２０以上で２２０
以下とすべきである。
から、保護膜の劣化（主に剥離）と磁気テープの劣化を
防止するため、保護膜の下地金属となるコアおよび／ま
たはシールド板さらにはシールドケースのビッカース硬
度Ｈｖの範囲を、１４０以上で９５０以下とすべきであ
る。また保護膜がＴｉＮと同等以上の硬度および下地金
属との付着力（接合性）を有する材料の場合、例えばＤ
ＬＣ、Ｃｒ2Ｏ3、ＷＣ、Ａｌ2Ｏ3、ＢＮ、ＴｉＣ、Ｈｆ
Ｃ、ＺｒＣ、ＣｒＮなどで保護膜が形成されている場合
には、下地金属のビッカース硬度Ｈｖを１２０以上で９
５０以下とすることが必要である。また、下地金属とな
る磁気ヘッドのコアおよび／またはシールド板さらには
シールドケースがパーマロイにより形成される場合、パ
ーマロイの上限がＨｖで２２０程度であるため、この場
合の下地金属（パーマロイ）の硬度の必要範囲は、Ｈｖ
で１４０以上で２２０以下、または１２０以上で２２０
以下とすべきである。
【００３１】（実験２）上記実験１では、各種材料によ
りダミーヘッドを製造し、ダミーヘッドの硬度をビッカ
ース硬度Ｈｖにて１，０００程度まで高いものとした
が、この実験２では、保護膜が形成される下地金属がパ
ーマロイの場合について、その特性を調べた。図６は、
下地金属のパーマロイの硬度と、これに形成されたＤＬ
Ｃの膜５との付着力（接合力）を測定した結果を示して
いる。
りダミーヘッドを製造し、ダミーヘッドの硬度をビッカ
ース硬度Ｈｖにて１，０００程度まで高いものとした
が、この実験２では、保護膜が形成される下地金属がパ
ーマロイの場合について、その特性を調べた。図６は、
下地金属のパーマロイの硬度と、これに形成されたＤＬ
Ｃの膜５との付着力（接合力）を測定した結果を示して
いる。
【００３２】図６に関する測定では、図１１（Ａ）に示
すように、下地金属Ｍとしてパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｎｂ系合金）を使用し、その表面に１，０００オングス
トロームのＤＬＣ膜５を形成したものを試料とした。た
だし、図６に示すように、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｎｂ系合金のＮ
ｂの含有量（重量％）を変え、これによりそれぞれの下
地金属Ｍの硬度を変えた。Ｎｂの含有量が０重量％のと
き、ビッカース硬度Ｈｖが１２０、Ｎｂの含有量が３重
量％、５重量％、７重量％、１０重量％のとき、ビッカ
ース硬度Ｈｖはそれぞれ１５０、１６５、１８０、２２
０であった。実験では、Ｎｂの含有量が０、３、５、
７、１０重量％の５種類の基板Ｍを使用した。引っ掻き
用のスタイラス１０は、先端の曲率半径が２００μｍの
ものを使用し、スタイラス１０の荷重Ｗは、０Ｎ（ニュ
ートン）から１分間に３０Ｎ（ニュートン）になるまで
上昇させた。下地金属Ｍとスタイラス１０との相対速度
は１０ｍｍ／ｍｉｎ、移動距離を１０ｍｍとした。スタ
イラス１０のＡＥ信号を測定し、そのときの臨界強度Ｌ
ｃを膜の付着力とした。
すように、下地金属Ｍとしてパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｎｂ系合金）を使用し、その表面に１，０００オングス
トロームのＤＬＣ膜５を形成したものを試料とした。た
だし、図６に示すように、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｎｂ系合金のＮ
ｂの含有量（重量％）を変え、これによりそれぞれの下
地金属Ｍの硬度を変えた。Ｎｂの含有量が０重量％のと
き、ビッカース硬度Ｈｖが１２０、Ｎｂの含有量が３重
量％、５重量％、７重量％、１０重量％のとき、ビッカ
ース硬度Ｈｖはそれぞれ１５０、１６５、１８０、２２
０であった。実験では、Ｎｂの含有量が０、３、５、
７、１０重量％の５種類の基板Ｍを使用した。引っ掻き
用のスタイラス１０は、先端の曲率半径が２００μｍの
ものを使用し、スタイラス１０の荷重Ｗは、０Ｎ（ニュ
ートン）から１分間に３０Ｎ（ニュートン）になるまで
上昇させた。下地金属Ｍとスタイラス１０との相対速度
は１０ｍｍ／ｍｉｎ、移動距離を１０ｍｍとした。スタ
イラス１０のＡＥ信号を測定し、そのときの臨界強度Ｌ
ｃを膜の付着力とした。
【００３３】図６では、横軸にＦｅ−Ｎｉ−Ｎｂ系合金
のビッカース硬度Ｈｖとそれに対応するＮｂの含有量
（重量％）を示し、縦軸にＤＬＣ膜の付着力（臨界強度
Ｌｃ）を示している。図６から、下地金属がＦｅ−Ｎｉ
−Ｎｂ系合金の場合には、ビッカース硬度Ｈｖが１５０
以下（Ｎｂの含有量が３重量％以下）となると、ＤＬＣ
膜の付着強度が大きく低下し、ビッカース硬度Ｈｖが１
４０未満となると、さらにＤＬＣ膜の付着強度が低下す
る。したがって、保護膜の下地金属がＦｅ−Ｎｉ−Ｎｂ
系合金により形成されている場合には、ビッカース強度
が１４０以上で好ましくは１５０以上であることが好ま
しい。またパーマロイではビッカース硬度Ｈｖが２２０
程度が限界である。すなわち、パーマロイの硬度はＮｂ
の含有量によって変化するがパーマロイでのＮｂの含有
量を多くすると記録媒体との摺動特性が向上されるが、
その反面磁気特性が低下する。このＮｂの含有量を磁気
特性に支障のない範囲とするとパーマロイのビッカース
硬度Ｈｖの上限は２２０程度である。そのため保護膜の
下地金属となるコアおよびシールド板などがＦｅーＮｉ
−Ｎｂ系合金で形成されている場合のビッカース硬度Ｈ
ｖの範囲は１４０以上で２２０以下、さらに好ましくは
１５０以上で２２０以下である。またＮｂの含有量は３
重量％以上で１０重量％以下とすることが好ましい。
のビッカース硬度Ｈｖとそれに対応するＮｂの含有量
（重量％）を示し、縦軸にＤＬＣ膜の付着力（臨界強度
Ｌｃ）を示している。図６から、下地金属がＦｅ−Ｎｉ
−Ｎｂ系合金の場合には、ビッカース硬度Ｈｖが１５０
以下（Ｎｂの含有量が３重量％以下）となると、ＤＬＣ
膜の付着強度が大きく低下し、ビッカース硬度Ｈｖが１
４０未満となると、さらにＤＬＣ膜の付着強度が低下す
る。したがって、保護膜の下地金属がＦｅ−Ｎｉ−Ｎｂ
系合金により形成されている場合には、ビッカース強度
が１４０以上で好ましくは１５０以上であることが好ま
しい。またパーマロイではビッカース硬度Ｈｖが２２０
程度が限界である。すなわち、パーマロイの硬度はＮｂ
の含有量によって変化するがパーマロイでのＮｂの含有
量を多くすると記録媒体との摺動特性が向上されるが、
その反面磁気特性が低下する。このＮｂの含有量を磁気
特性に支障のない範囲とするとパーマロイのビッカース
硬度Ｈｖの上限は２２０程度である。そのため保護膜の
下地金属となるコアおよびシールド板などがＦｅーＮｉ
−Ｎｂ系合金で形成されている場合のビッカース硬度Ｈ
ｖの範囲は１４０以上で２２０以下、さらに好ましくは
１５０以上で２２０以下である。またＮｂの含有量は３
重量％以上で１０重量％以下とすることが好ましい。
【００３４】次に、図７は保護膜の下地金属となる磁気
ヘッドの表面粗さと、膜寿命との関係を調べたものであ
る。この測定は、図３および図４での測定と同様のダミ
ーヘッドをパーマロイ（Ｆｅ−ＮｉーＮｂ系合金）によ
り製造した。パーマロイ製のダミーヘッドは、表面の面
粗さを中心線平均粗さＲａで２ｎｍから５８ｎｍまでの
ものの８種類とし、そのそれぞれにＤＬＣの保護膜を
１，０００オングストロームの膜厚にて形成した。また
下地金属はビッカース硬度Ｈｖが１６５のものを使用し
た。
ヘッドの表面粗さと、膜寿命との関係を調べたものであ
る。この測定は、図３および図４での測定と同様のダミ
ーヘッドをパーマロイ（Ｆｅ−ＮｉーＮｂ系合金）によ
り製造した。パーマロイ製のダミーヘッドは、表面の面
粗さを中心線平均粗さＲａで２ｎｍから５８ｎｍまでの
ものの８種類とし、そのそれぞれにＤＬＣの保護膜を
１，０００オングストロームの膜厚にて形成した。また
下地金属はビッカース硬度Ｈｖが１６５のものを使用し
た。
【００３５】走行試験の磁気テープは、磁性層がγ−Ｆ
ｅ2Ｏ3の磁性粉を含むもので、１２．５ｋＨｚと３１５
Ｈｚの信号が記録された新品のものを使用した。各ダミ
ーヘッドをテーププレーヤに搭載し、ヘッドパッドで磁
気テープをダミーヘッドに押圧して、２０℃、相対湿度
５０％の環境下で、１，０００時間連続走行させた。そ
の後に、モニターヘッドを搭載したテーププレーヤでテ
ープの記録信号を再生した。連続走行試験後の周波数特
性（１２．５ｋＨｚ／３１５Ｈｚ）を、連続走行前に測
定した周波数特性と比較し、その劣化量を周波数特性
（Ｆ特性）の変化量（ｄＢ）とした。図７では、横軸に
下地金属であるパーマロイの中心線平均粗さＲａを示
し、縦軸に周波数特性の変化量（劣化量）を示してい
る。図７から、保護膜の下地金属となるコアやシールド
板などがパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｎｂ系合金）により
形成されている場合、周波数特性の変化が少ない表面粗
さの範囲は、中心線平均粗さＲａで５ｎｍ以上５０ｎｍ
以下である。
ｅ2Ｏ3の磁性粉を含むもので、１２．５ｋＨｚと３１５
Ｈｚの信号が記録された新品のものを使用した。各ダミ
ーヘッドをテーププレーヤに搭載し、ヘッドパッドで磁
気テープをダミーヘッドに押圧して、２０℃、相対湿度
５０％の環境下で、１，０００時間連続走行させた。そ
の後に、モニターヘッドを搭載したテーププレーヤでテ
ープの記録信号を再生した。連続走行試験後の周波数特
性（１２．５ｋＨｚ／３１５Ｈｚ）を、連続走行前に測
定した周波数特性と比較し、その劣化量を周波数特性
（Ｆ特性）の変化量（ｄＢ）とした。図７では、横軸に
下地金属であるパーマロイの中心線平均粗さＲａを示
し、縦軸に周波数特性の変化量（劣化量）を示してい
る。図７から、保護膜の下地金属となるコアやシールド
板などがパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｎｂ系合金）により
形成されている場合、周波数特性の変化が少ない表面粗
さの範囲は、中心線平均粗さＲａで５ｎｍ以上５０ｎｍ
以下である。
【００３６】次に、図８は、表面粗さの相違する実際の
磁気ヘッドにおいて、磁気テープを連続走行させない状
態で、再生出力を測定し、その結果を横軸に磁気ヘッド
の表面粗さＲａ（ｎｍ）、縦軸を周波数特性として示し
たものである。通常の磁気ヘッドでは、表面粗さＲａが
３５ｎｍ以上となると、周波数特性そのものが低下する
ことが解る。よって図７と図８の結果から、磁気ヘッド
の表面粗さＲａの好ましい範囲は、５ｎｍ以上で３５ｎ
ｍ以下、さらに好ましくは５ｎｍ以上で３０ｎｍ以下で
ある。
磁気ヘッドにおいて、磁気テープを連続走行させない状
態で、再生出力を測定し、その結果を横軸に磁気ヘッド
の表面粗さＲａ（ｎｍ）、縦軸を周波数特性として示し
たものである。通常の磁気ヘッドでは、表面粗さＲａが
３５ｎｍ以上となると、周波数特性そのものが低下する
ことが解る。よって図７と図８の結果から、磁気ヘッド
の表面粗さＲａの好ましい範囲は、５ｎｍ以上で３５ｎ
ｍ以下、さらに好ましくは５ｎｍ以上で３０ｎｍ以下で
ある。
【００３７】（実験３）次に、シールドケース１にコア
３とシールド板２ａ，２ｂが樹脂４により埋設された実
際の磁気ヘッドを製造し、膜寿命実験と磁気テープ劣化
量とを測定した。図９は、磁気ヘッドのコアの硬度と膜
寿命との関係を示したものである。この実験では、磁気
ヘッドＨのシールド板２ａ，２ｂをソフトパーマロイ
（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系合金）により形成し、それぞれシ
ールド板のビッカース硬度Ｈｖを８０、１２０、１５０
とした。この３種のシールド板に対し、コア３は硬度が
それぞれ相違する１２種のものを使用した。コアの材質
は、図９に示すようにＦｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系合金、Ｆｅ−
Ｎｉ−Ｎｂ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、Ｍｎ−Ｚ
ｎフェライト、アモルファス材料、および鉄系微結晶材
料である。前記３種の硬度のシールド板のそれぞれに１
２種の硬度のコアを組み合せた磁気ヘッドを合計で３６
個製造した。この各磁気ヘッドの摺動面にＤＬＣの保護
膜を１，０００オングストロームの膜厚にて形成した。
３とシールド板２ａ，２ｂが樹脂４により埋設された実
際の磁気ヘッドを製造し、膜寿命実験と磁気テープ劣化
量とを測定した。図９は、磁気ヘッドのコアの硬度と膜
寿命との関係を示したものである。この実験では、磁気
ヘッドＨのシールド板２ａ，２ｂをソフトパーマロイ
（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系合金）により形成し、それぞれシ
ールド板のビッカース硬度Ｈｖを８０、１２０、１５０
とした。この３種のシールド板に対し、コア３は硬度が
それぞれ相違する１２種のものを使用した。コアの材質
は、図９に示すようにＦｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系合金、Ｆｅ−
Ｎｉ−Ｎｂ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、Ｍｎ−Ｚ
ｎフェライト、アモルファス材料、および鉄系微結晶材
料である。前記３種の硬度のシールド板のそれぞれに１
２種の硬度のコアを組み合せた磁気ヘッドを合計で３６
個製造した。この各磁気ヘッドの摺動面にＤＬＣの保護
膜を１，０００オングストロームの膜厚にて形成した。
【００３８】上記各磁気ヘッドに対し、図３に示したの
と同じ実験条件で、膜寿命の試験を行った。磁気テープ
はγ−Ｆｅ2Ｏ3の磁性粉により磁性層が形成されたもの
を使用し、連続走行により保護膜からコアまたはシール
ド板が露出した時点で、膜寿命に至ったと判断した。図
９の実験結果は、図３での各硬度のダミーヘッドを使用
した実験結果とほぼ同等である。膜寿命を２，０００時
間以上確保するためには、シールド板のビッカース硬度
Ｈｖが１５０以上で且つコアの硬度Ｈｖが１４０以上で
あることが必要である。また、シールド板のビッカース
硬度Ｈｖが１５０以上で、コアのビッカース硬度が１５
０以上であれば、膜寿命を３，０００時間の高い水準に
できる。また、シールド板の硬度Ｈｖが１２０以上の場
合には、コアの硬度Ｈｖを２００以上とすべきである。
と同じ実験条件で、膜寿命の試験を行った。磁気テープ
はγ−Ｆｅ2Ｏ3の磁性粉により磁性層が形成されたもの
を使用し、連続走行により保護膜からコアまたはシール
ド板が露出した時点で、膜寿命に至ったと判断した。図
９の実験結果は、図３での各硬度のダミーヘッドを使用
した実験結果とほぼ同等である。膜寿命を２，０００時
間以上確保するためには、シールド板のビッカース硬度
Ｈｖが１５０以上で且つコアの硬度Ｈｖが１４０以上で
あることが必要である。また、シールド板のビッカース
硬度Ｈｖが１５０以上で、コアのビッカース硬度が１５
０以上であれば、膜寿命を３，０００時間の高い水準に
できる。また、シールド板の硬度Ｈｖが１２０以上の場
合には、コアの硬度Ｈｖを２００以上とすべきである。
【００３９】次に、図９の実験に使用したのと同じダミ
ーヘッドを使用して図４と同じ実験条件で、コアの硬度
と磁気テープ劣化量との関係を調べた。その結果を図１
０に示す。図１０では、シールド板のビッカース硬度Ｈ
ｖが８０、１２０、１５０の全てのものにおいて、コア
のビッカース硬度Ｈｖが９５０を越えると、磁気テープ
の劣化量が大幅に低下することが解る。これは、図４の
ダミーヘッドを使用した実験結果と全く同じである。
ーヘッドを使用して図４と同じ実験条件で、コアの硬度
と磁気テープ劣化量との関係を調べた。その結果を図１
０に示す。図１０では、シールド板のビッカース硬度Ｈ
ｖが８０、１２０、１５０の全てのものにおいて、コア
のビッカース硬度Ｈｖが９５０を越えると、磁気テープ
の劣化量が大幅に低下することが解る。これは、図４の
ダミーヘッドを使用した実験結果と全く同じである。
【００４０】なお、図９と図１０では、シールド板を３
種の硬度のものとし、コアの硬度を１２種に変化させた
ものとしている。ただし、図３と図９とが同等の結果と
なり、図４と図１０とが同等の結果となっているため、
逆にコアのビッカース硬度Ｈｖを８０、１２０、１５０
とし、シールド板の硬度を段階的に変化させて、図９と
図１０に示すのと同等の膜寿命試験および磁気テープ劣
化量の試験を行った場合、図９および図１０と同等の結
果が得られることが容易に予測できる。以上から磁気ヘ
ッドの摺動面Ａに保護膜を形成する場合、保護膜の下地
膜となるコアおよび／またはシールド板の硬度をビッカ
ース硬度Ｈｖにて１４０以上で９５０以下とすることに
より、充分な膜寿命を得ることができ、また磁気テープ
の劣化も防止できる。またコアおよび／またはシールド
板の硬度のさらに好ましい範囲は図９と図１０の結果か
らＨｖにて１５０以上で９５０以下である。
種の硬度のものとし、コアの硬度を１２種に変化させた
ものとしている。ただし、図３と図９とが同等の結果と
なり、図４と図１０とが同等の結果となっているため、
逆にコアのビッカース硬度Ｈｖを８０、１２０、１５０
とし、シールド板の硬度を段階的に変化させて、図９と
図１０に示すのと同等の膜寿命試験および磁気テープ劣
化量の試験を行った場合、図９および図１０と同等の結
果が得られることが容易に予測できる。以上から磁気ヘ
ッドの摺動面Ａに保護膜を形成する場合、保護膜の下地
膜となるコアおよび／またはシールド板の硬度をビッカ
ース硬度Ｈｖにて１４０以上で９５０以下とすることに
より、充分な膜寿命を得ることができ、また磁気テープ
の劣化も防止できる。またコアおよび／またはシールド
板の硬度のさらに好ましい範囲は図９と図１０の結果か
らＨｖにて１５０以上で９５０以下である。
【００４１】また、図３と図４の結果から、保護膜がＴ
ｉＮと同等かそれ以上の特性を有するもの例えば、ＤＬ
Ｃ、Ｃｒ2Ｏ3、ＷＣ、Ａｌ2Ｏ3、ＢＮ、ＴｉＣ、Ｈｆ
Ｃ、ＺｒＣ、ＣｒＮなどの場合には、下地膜となるコア
および／またはシールド板の硬度の範囲はＨｖにて１２
０以上で９５０以下である。さらに、コアおよび／また
はシールド板がパーマロイの場合、その硬度Ｈｖは２２
０が限界である。よってこの場合のコアおよび／または
シールド板のビッカース硬度Ｈｖの範囲は１４０以上で
２２０以下、さらに好ましくは１５０以上で２２０以下
である。また保護膜がＴｉＮと同等以上の性質となる前
記に列記した材料で形成された場合、パーマロイにより
形成されたコアおよび／またはシールド板の硬度の範囲
は１２０以上で２２０以下である。
ｉＮと同等かそれ以上の特性を有するもの例えば、ＤＬ
Ｃ、Ｃｒ2Ｏ3、ＷＣ、Ａｌ2Ｏ3、ＢＮ、ＴｉＣ、Ｈｆ
Ｃ、ＺｒＣ、ＣｒＮなどの場合には、下地膜となるコア
および／またはシールド板の硬度の範囲はＨｖにて１２
０以上で９５０以下である。さらに、コアおよび／また
はシールド板がパーマロイの場合、その硬度Ｈｖは２２
０が限界である。よってこの場合のコアおよび／または
シールド板のビッカース硬度Ｈｖの範囲は１４０以上で
２２０以下、さらに好ましくは１５０以上で２２０以下
である。また保護膜がＴｉＮと同等以上の性質となる前
記に列記した材料で形成された場合、パーマロイにより
形成されたコアおよび／またはシールド板の硬度の範囲
は１２０以上で２２０以下である。
【００４２】さらに、図６の結果から、コアおよび／ま
たはシールド板がＦｅ−Ｎｉ−Ｎｂ系合金で形成された
場合、Ｎｂの含有量の範囲は３重量％以上が好ましい。
あるいはＮｂの含有量は３重量％以上で１０重量％以下
が好ましい。さらに、図７の結果からコアおよびまたは
シールド板の中心線平均粗さＲａは５ｎｍ以上で５０ｎ
ｍ以下とすべきであり、さらに好ましくはＲａを５ｎｍ
以上で３５ｎｍ以下である。
たはシールド板がＦｅ−Ｎｉ−Ｎｂ系合金で形成された
場合、Ｎｂの含有量の範囲は３重量％以上が好ましい。
あるいはＮｂの含有量は３重量％以上で１０重量％以下
が好ましい。さらに、図７の結果からコアおよびまたは
シールド板の中心線平均粗さＲａは５ｎｍ以上で５０ｎ
ｍ以下とすべきであり、さらに好ましくはＲａを５ｎｍ
以上で３５ｎｍ以下である。
【００４３】保護膜の下地金属の硬度の範囲は、上記の
ように磁気ギャップが形成されしかもヘッドパッドによ
り磁気テープが圧接されているコアとシールド板とにお
いて最も重要である。コアまたはシールド板のいずれか
の硬度、Ｎｂの含有量、表面粗さを上記の範囲に設定す
ることにより膜寿命を維持でき、また磁気テープの劣化
を防止できる点で効果がある。しかし、コアとシールド
板の双方において、硬度などを上記範囲とすることが好
ましい。また上記下地金属の硬度の範囲はシールドケー
スにも適用できる。シールドケースのみを上記の範囲と
することにより記録媒体である磁気テープの摺動性（走
行性）を高めて磁性粉の付着などに効果を発揮できる。
ただしシールドケースのみではなくコアとシールド板の
全てにおいて、硬度などを上記の範囲とすることが好ま
しい。以上から磁気ヘッドとしての実用性を考慮した場
合、コアとシールド板の双方において上記の範囲とする
ことが最も効果的である。
ように磁気ギャップが形成されしかもヘッドパッドによ
り磁気テープが圧接されているコアとシールド板とにお
いて最も重要である。コアまたはシールド板のいずれか
の硬度、Ｎｂの含有量、表面粗さを上記の範囲に設定す
ることにより膜寿命を維持でき、また磁気テープの劣化
を防止できる点で効果がある。しかし、コアとシールド
板の双方において、硬度などを上記範囲とすることが好
ましい。また上記下地金属の硬度の範囲はシールドケー
スにも適用できる。シールドケースのみを上記の範囲と
することにより記録媒体である磁気テープの摺動性（走
行性）を高めて磁性粉の付着などに効果を発揮できる。
ただしシールドケースのみではなくコアとシールド板の
全てにおいて、硬度などを上記の範囲とすることが好ま
しい。以上から磁気ヘッドとしての実用性を考慮した場
合、コアとシールド板の双方において上記の範囲とする
ことが最も効果的である。
【００４４】
【発明の効果】以上のように本発明では、摺動面に保護
膜が形成される場合に、保護膜の下地金属（特にコアお
よび／またはシールド板）の硬度を適正な範囲とするこ
とにより、保護膜の付着力を向上させて、記録媒体の連
続摺動による保護膜の剥がれを防止できるようになり、
また下地金属の高い硬度の影響で磁気テープが損傷を受
けることを防止できるようになる。よって保護膜を形成
したことによる記録媒体の摺動性（走行性）の改善効果
を十分に発揮でき、長時間にわたってヘッド出力の劣化
を防止できるようになる。
膜が形成される場合に、保護膜の下地金属（特にコアお
よび／またはシールド板）の硬度を適正な範囲とするこ
とにより、保護膜の付着力を向上させて、記録媒体の連
続摺動による保護膜の剥がれを防止できるようになり、
また下地金属の高い硬度の影響で磁気テープが損傷を受
けることを防止できるようになる。よって保護膜を形成
したことによる記録媒体の摺動性（走行性）の改善効果
を十分に発揮でき、長時間にわたってヘッド出力の劣化
を防止できるようになる。
【図１】磁気ヘッドの摺動面を示す斜視図、
【図２】磁気ヘッドの保護膜が形成され且つ磁気テープ
が摺動する部分を示す拡大断面図、
が摺動する部分を示す拡大断面図、
【図３】硬度の相違する下地金属に保護膜を形成したダ
ミーヘッドと、膜寿命との関係を示す線図、
ミーヘッドと、膜寿命との関係を示す線図、
【図４】硬度の相違する下地金属に保護膜を形成したダ
ミーヘッドと、磁気テープ劣化量との関係を示す線図、
ミーヘッドと、磁気テープ劣化量との関係を示す線図、
【図５】硬度の相違する下地金属に保護膜を形成したダ
ミーヘッドと、膜表面での磁気テープとの動摩擦係数と
の関係を示す線図、
ミーヘッドと、膜表面での磁気テープとの動摩擦係数と
の関係を示す線図、
【図６】硬度の相違するパーマロイとＤＬＣ膜との付着
力の変化を示す線図、
力の変化を示す線図、
【図７】パーマロイの表面粗さと膜寿命との関係を示す
線図、
線図、
【図８】磁気ヘッドの表面粗さと周波数特性との関係を
示す線図、
示す線図、
【図９】硬度の相違する材料でコアとシールド板を形成
した磁気ヘッドと、保護膜の寿命との関係を示す線図、
した磁気ヘッドと、保護膜の寿命との関係を示す線図、
【図１０】硬度の相違する材料でコアとシールド板を形
成した磁気ヘッドと、磁気テープ劣化量との関係を示す
線図、
成した磁気ヘッドと、磁気テープ劣化量との関係を示す
線図、
【図１１】（Ａ）は図６に示した膜の付着力試験を示す
斜視図、（Ｂ）は付着力試験でのＡＥ信号を示す線図、
斜視図、（Ｂ）は付着力試験でのＡＥ信号を示す線図、
Ｈ 磁気ヘッド Ａ 摺動面 １ シールドケース ２ａ，２ｂ シールド板 ３ コア ５ 保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯塚 雅博 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル プス電気株式会社内 (72)発明者 登坂 修 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アル プス電気株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−89603（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−212705（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−49803（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−92817（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−113119（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−12615（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−169016（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 5/10 - 5/255
Claims (5)
- 【請求項１】 記録媒体との摺動面が保護膜により被覆
されている磁気ヘッドであって、前記保護膜の下地とな
る金属のビッカース硬度Ｈｖが１４０以上で９５０以下
であり、下地となる金属の表面の中心線平均粗さＲａが
５ｎｍ以上で５０ｎｍ以下であり、かつ下地となる金属
が、磁気ギャップを形成するコア及び／又は前記コアに
隣接するシールド板であることを特徴とする磁気へッ
ド。 - 【請求項２】 下地となる金属の表面の中心線平均粗さ
Ｒａが５ｎｍ以上で３５ｎｍ以下である請求項１記載の
磁気ヘッド。 - 【請求項３】 下地となる金属がパーマロイにより形成
されており、そのビッカース硬度Ｈｖが１４０以上であ
る請求項１または２記載の磁気ヘッド。 - 【請求項４】 下地となる金属がＦｅ−Ｎｉ−Ｎｂ系合
金にて形成されており、Ｎｂの含有量が３重量％以上で
１０重量％以下である請求項３記載の磁気ヘッド。 - 【請求項５】 下地となる金属が、前記コア及び／又は
シールド板に加え、前記コア及び／又はシールド板を収
納するシールドケースである請求項１ないし４のいずれ
かに記載の磁気ヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06191045A JP3083454B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 磁気ヘッド |
| CN95108193A CN1062964C (zh) | 1994-07-20 | 1995-07-20 | 磁头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06191045A JP3083454B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0836709A JPH0836709A (ja) | 1996-02-06 |
| JP3083454B2 true JP3083454B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=16267981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06191045A Expired - Lifetime JP3083454B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3083454B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6590741B1 (en) | 1999-06-14 | 2003-07-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetic head having grooves to enhance contact with magnetic recording media and magnetic recording/reproducing apparatus |
| US7509833B2 (en) * | 2004-06-29 | 2009-03-31 | International Business Machines Corporation | Wear gauge and method of use |
-
1994
- 1994-07-20 JP JP06191045A patent/JP3083454B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0836709A (ja) | 1996-02-06 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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