JP3251136B2 - 磁気ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気テープが摺動する
摺動面に、コアおよびコアを固定する樹脂が現れ、さら
にコアおよび樹脂が保護膜により被覆されている磁気ヘ
ッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０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との間はエ
ポキシ系の樹脂４が埋められ、シールド板２ａ，２ｂと
コア３が、この樹脂４によりシールドケース１の内部に
固定されている。図１０に示す磁気ヘッドＨは、磁気ギ
ャップＧが形成されている部分の両側に溝１ａ，１ａが
形成されている。

【０００３】磁気テープＴは、磁気ヘッドＨの摺動面Ａ
１，Ａ２（主に溝１ａが形成されていない部分）を摺動
する。この磁気テープ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−Ｆｅ
₂Ｏ₃などの磁粉の微粒子とバインダーなどにより形成さ
れている。上記の磁気ヘッドＨでは摺動面Ａ１，Ａ２の
状態の変化、特に摺動面Ａ１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。例えば、磁気テ
ープＴの磁粉が摺動面Ａ１に付着すると、磁気ギャップ
Ｇと磁気テープＴとのスペーシングが大きくなり再生特
性が劣化する。また摺動面Ａ１が磁気テープとの摩擦に
より偏摩耗させられ摺動面Ａ１が凹凸面となると、やは
り磁気ギャップＧと磁気テープとのスペーシングが大き
くなり、記録または再生特性が劣化する。

【０００４】そこで、磁気ヘッドＨの摺動面Ａ１に保護
膜を形成して磁気テープＴの摺動性（走行性）を改善
し、磁気ギャップＧの周辺での磁粉の付着や摩耗を防止
することが考えられている。この保護膜は主に摺動面Ａ
１に形成されることにより効果を発揮できるが、通常は
保護膜が蒸着やスパッタリングにより成膜されるため、
保護膜が摺動面Ａ１とＡ２および溝１ａ，１ａの表面全
体に形成される。保護膜の材料としては、磁気テープＴ
の磁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、さらに磁気ヘッドとの密
着性（付着性）のよい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、Ｃｒ
Ｎなどが挙げられる。特に充分な硬度を有しまたコアや
シールド板との密着性を考慮した場合に、ＤＬＣやＢＮ
を使用することが好ましい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、保護膜
の材料を適正に選択することにより、シールド板２ａ，
２ｂやコア３と保護膜との密着性を確保でき、また磁気
テープＴとの摺動性を改善して、磁粉の付着や摺動面Ａ
１の偏摩耗を防ぐ効果を発揮できるようになる。しかし
ながら、磁気ヘッドＨの摺動面Ａ１および溝１ａ，１ａ
には樹脂４が現れており、シールド板２ａ，２ｂおよび
コア３と共にこの樹脂４の部分も保護膜により被覆され
ることになる。樹脂４はシールドケースやシールド板や
コアなどの材料であるパーマロイとは全く異なった機械
的性質を有するものであるため、樹脂４と保護膜との密
着性や保護膜の寿命が、パーマロイを下地とした場合と
は相違することになる。

【０００６】図１０の磁気ヘッドＨでは摺動面Ａ１の図
示上下部分（（イ）の部分）と、コアとシールド板との
境界部分（（ロ）の部分）に樹脂が現れている。摺動面
Ａ１の（イ）（ロ）の部分に樹脂４が現れていると、保
護膜の剥離が（イ）（ロ）の部分で生じやすくなる。そ
こで、磁気ヘッドＨに使用される樹脂４の材料を適正に
選択し、例えば樹脂の硬度を高くすることにより樹脂４
の部分での保護膜の剥離をある程度抑制することが可能
である。

【０００７】ところが、磁気ヘッドＨに設けられている
樹脂４に求められる性質は、上記の硬度だけではない。
例えば、樹脂４の熱膨張係数（線膨張係数）αが大きい
と、コア３に与えられる樹脂硬化時の収縮応力が大きく
なり、その結果コア３の磁気特性が劣化し、磁気ヘッド
の再生特性が悪くなる。また樹脂４のガラス転移温度Ｔ
ｇが低いと、車載用のテーププレーヤなどのように高温
の環境下に置かれたときに、前記（イ）（ロ）の部分な
どから樹脂が軟化して飛び出す現象が生じる。また樹脂
４のガラス転移温度が低いと、保護膜を形成するときの
成膜温度により樹脂４が軟化して前記（イ）（ロ）など
の部分から突出することになる。この樹脂４の突出によ
り磁気ギャップＧと磁気テープＴとのスペーシングが大
きくなり、これも磁気ヘッドの再生特性が悪くなる一因
となっている。このように、磁気ヘッドＨに設けられる
樹脂４の性質は磁気ヘッドの性能に大きく関係する。し
かも前述のように、この樹脂４が摺動面Ａ１に現れてい
ることにより、保護膜が剥離しやすくなって、保護膜の
機能を充分に発揮できないという問題も生じる。

【０００８】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、コアおよび樹脂に保護膜が被覆されている磁気ヘ
ッドにおいて、樹脂の部分から保護膜が剥離しにくくす
ることを第１の目的としている。

【０００９】また、本発明は、上記の保護膜の剥離を防
止し、さらに樹脂の収縮応力によりコアの磁気特性が劣
化するのを防止することを第２の目的とし、および／ま
たは、高温環境下にて樹脂が軟化し摺動面から突出する
のを防止することを第３の目的としている。

【００１０】さらに本発明は、樹脂の硬化温度とフィラ
ーの含有量の調整により、上記の保護膜の剥離防止、コ
アの磁気特性の劣化防止、樹脂の摺動面からの突出防止
の全てを実現できる樹脂を簡単に提供できるようにする
ことを第４の目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気テープ用磁
気ヘッドは、記録媒体である磁気テープとの摺動面に、
磁気ギャップを形成するコアと、コアを固定する樹脂と
が現れ、コアと樹脂とが厚さが１０００〜１５００オン
グストロームの保護膜に被覆されている磁気ヘッドにお
いて、前記樹脂はエポキシ系であってフィラーとしてＳ
ｉＯ ₂ が含有されたものであり、前記樹脂のバーコル硬
度が５０以上で７０以下であることを特徴とするもので
ある。

【００１２】また上記において、樹脂の熱膨張係数を３
００×１０^-7／℃以上で５００×１０^-7／℃以下とし、
および／または樹脂のガラス転移温度を１００℃以上で
１３０℃以下とするものである。

【００１３】さらに、例えばエポキシ系樹脂の硬化温度
を１００℃以上で１４０℃以下とし、且つＳｉＯ₂のフ
ィラーの含有量を３０重量％以上で６０重量％以下とし
たものである。

【００１４】保護膜は、例えば、ＤＬＣ（ダイアモンド
ライクカーボン）、ＢＮ、ＴｉＮ、ＳｉＯ₂、ＣｒＮな
どである。磁気ヘッドが図１０に示すような溝１ａ，１
ａを有するものである場合には、保護膜が中央の摺動面
Ａ１に形成される。あるいは、摺動面Ａ１，Ａ２に保護
膜が形成され、または摺動面Ａ１，Ａ２と溝１ａ，１ａ
の表面に保護膜が形成される。

【００１５】

【作用】本発明は、図１０に示すような摺動面Ａ１に樹
脂４が現れ、この樹脂４が保護膜に被覆されている磁気
ヘッドにおいて、樹脂の硬度を適正な範囲に設定するこ
とにより、保護膜が図１０にて（イ）（ロ）で示すよう
な樹脂の部分から剥離しにくくし、膜寿命を向上させる
ものである。ここで、磁気テープＴが摺動したときの、
磁気ヘッドの摩耗について分析する。新品の磁気テープ
Ｔを使用した場合の初期走行状態では、磁気テープＴの
磁性層の表面が粗いため、この粗い磁性層が摺動面を引
っ掻くようになり、これにより磁気ヘッドの摺動面に傷
または摩耗あるいは剥離が生じやすくなる。これは一般
にアブレッシブ摩耗と呼ばれる。さらに、磁性層から磁
粉が剥離しやすく、この磁粉が磁気ヘッドの摺動面にざ
らつき摩耗を与えやすくなる。この磁気テープをある程
度の時間だけ走行させると、磁性層が平滑になり、磁気
テープが摺動するときに磁気テープの磁性層と磁気ヘッ
ドの摺動面との接触面積が大きくなって動摩擦係数が増
大する。その結果、磁気テープと磁気ヘッドの摺動面と
が凝着しやすくなり、磁気ヘッドの摩耗料が顕著に大き
くなり、凝着摩耗の段階となる。

【００１６】これらの問題は、磁気ヘッド表面に保護膜
をコーティングした場合も同様である。特に種の保護膜
は１０００〜１５００オングストローム程度の非常に薄
い膜であるため、この保護膜上を磁気テープが摺動する
場合に、保護膜の下地となる磁気ヘッドの表面の特性の
影響を直接的に受けることになる。この影響は磁気ヘッ
ド表面の金属部よりも粘弾性特性を持った樹脂の部分に
おいて影響が大となる。この場合、樹脂部の硬度が大き
くなると、走行の初期状態で多くみられるアブレシブ摩
耗や、ざらつき摩耗の影響が大きくなり、磁気テープの
引っ掻きによって保護膜へ傷が入りやすくなる。樹脂の
硬度が大きいと、本来は樹脂と保護膜との密着力が向上
するはずであるが前記の引っ掻きによって、膜剥離、膜
摩耗が起こりやすくなり、その結果膜寿命が顕著に短く
なる。

【００１７】一方、樹脂部の硬度が小さくなると、その
表面の保護膜と磁気テープとの接触面積が大きくなり、
両者の凝着による摩擦力が大きくなる。しかも硬度が小
さいと、樹脂と保護膜との密着力が低下するため、膜剥
離、膜摩耗が激しくなり、この場合も膜寿命が極端に低
下する。このように、樹脂が保護膜に覆われている場合
に、樹脂の硬度が低くすぎてもまたは高すぎても保護膜
の摩耗や保護膜の剥離が生じやすくなり、膜寿命が低下
する。したがって、樹脂の硬度を適正な範囲に設定する
ことが必要である。本願発明の発明者は、樹脂の硬度を
バーコル硬度（Barcol hardness）にて５０以上で７０
以下に設定することにより、アブレッシブ摩耗とざらつ
き摩耗および凝着摩耗の全てにおいて、保護膜の剥離が
生じにくいものとなることが確認できた。

【００１８】次に、本発明の発明者は、樹脂のバーコル
硬度が５０以上で７０以下の範囲において、樹脂の熱膨
張係数を５００×１０^-7／℃以下とすることにより、樹
脂が硬化するときコアに与える収縮応力を低減でき、コ
アの磁性劣化を抑制できることを確認できた。さらに樹
脂のバーコル硬度が５０以上で７０以下の範囲におい
て、樹脂のガラス転移温度Ｔｇを１００℃以上に設定す
ることにより、高温環境下に置かれた場合であっても、
摺動面から樹脂が突出するのを防止できることを確認で
きた。

【００１９】また、樹脂材料では、熱膨張係数αとガラ
ス転移温度Ｔｇが互いに相関関係にあり、熱膨張係数α
を大きくすると、ガラス転移温度Ｔｇが大きくなる。し
たがって、熱膨張係数が５００×１０^-7／℃以下で、ガ
ラス転移温度Ｔｇが１００℃以上となる範囲は、熱膨張
係数αが３００×１０^-7／℃以上で５００×１０^-7／℃
以下、ガラス転移温度Ｔｇが１００℃以上で１３０℃以
下である。熱膨張係数とガラス転移温度Ｔｇをこの範囲
に設定することにより、樹脂の応力によるコアの磁性劣
化を防止でき、また高温環境下での摺動面からの樹脂突
出を防止できる。なお、磁気ヘッドの摺動面に保護膜を
形成する際に、成膜により摺動面の温度が上昇する。こ
の成膜温度での樹脂突出を完全に防止するためには、ガ
ラス転移温度Ｔｇを１１０℃以上で１３０℃以下とする
ことが好ましい。この場合の熱膨張係数αの範囲は、ほ
ぼ３５０×１０^-7／℃以上で５００×１０^-7／℃以下と
なる。

【００２０】次に、上記の樹脂の硬度、熱膨張係数α、
ガラス転移温度Ｔｇは、いずれも樹脂の硬化温度ならび
に樹脂へのフィラーの含有量により決められる。よって
樹脂の硬化温度とフィラーの含有量を調整することによ
り、硬度と熱膨張係数とガラス転移温度の全てを上記の
適正な範囲となるように設定できる。樹脂が例えばエポ
キシ系で、この樹脂に含有されるフィラーが例えばＳｉ
Ｏ₂の場合、硬化温度を１００℃以上で１４０℃以下と
し、フィラーの含有量を３０重量％以上で６０重量％以
下となるように調整すればよい。硬化温度とフィラーの
含有量を上記の範囲に設定することにより、バーコル硬
度を５０以上で７０以下とし、熱膨張係数を３００×１
０^-7／℃以上で５００×１０^-7／℃以下とし、且つガラ
ス転移温度Ｔｇを１００℃以上で１３０℃以下に設定で
きる。したがって、本発明の好ましい内容は、記録媒体
との摺動面に、磁気ギャップを形成するコアと、コアを
固定する樹脂が現れ、前記摺動面にてコアと樹脂とが保
護膜に被覆されており、前記樹脂がエポキシ系でその硬
化温度が１００℃以上で１４０℃以下であり、且つフィ
ラーとしてのＳｉＯ₂の含有量が３０重量％以上で６０
重量％以下であることを特徴とするものとなる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本発明の
一実施例としての磁気ヘッドＨは、図１０に示すよう
に、シールドケース１の前面に溝１ａ，１ａが形成され
ているものである。溝１ａと１ａとで挟まれた中央の摺
動面Ａ１には、磁気ギャップＧを形成するコア３とシー
ルド板２ａ，２ａが現れている。コア３およびシールド
板２ａ，２ｂはエポキシ系の樹脂４によりシールドケー
ス１に固定されているが、摺動面Ａ１の図示上下端の
（イ）で示す部分、および、シールド板とコアとの境界
部の（ロ）で示す部分で、樹脂４が露出している。そし
て、保護膜により少なくとも摺動面Ａ１が被覆されてい
る。樹脂４はエポキシ系であり、フィラーとしてＳｉＯ
2が含有されている。また保護膜は、ＤＬＣ、ＢＮ、Ｔ
ｉＮ、ＳｉＯ₂、ＣｒＮなどであり、その厚さは１，０
００オングストローム程度である。

【００２２】以下、図１ないし図９の線図を参照して、
樹脂４の性質として最も適正な範囲のものを求める。 （樹脂の硬度と膜寿命）図１は、樹脂４の硬度と保護膜
の摩耗時間との関係を示したものである。図１に示す結
果は、ダミーヘッドを用いた実験により得られたもので
ある。この実験に用いたダミーヘッドは、その外観形状
が図１０に示す磁気ヘッドＨと同じであるが、コアやシ
ールド板などを設けず、全体をエポキシ樹脂により形成
したものである。また、エポキシ樹脂はフィラーとして
ＳｉＯ₂が含有されたものである。図１では、横軸にバ
ーコル硬度が示され、縦軸に膜寿命時間（Ｈ）が示され
ている。

【００２３】測定に使用したダミーヘッドは複数個であ
る。図７はエポキシ樹脂の硬化温度およびフィラーの含
有量と、バーコル硬度との関係を示している。図７で
は、フィラーの含有量と硬化温度に応じてエポキシ樹脂
のバーコル硬度が変化することが解る。図７では、フィ
ラーが０重量％、３０重量％、４５重量％、６０重量
％、７５重量％含有されたエポキシ樹脂を、それぞれ、
５０℃、８０℃、１００℃、１２０℃、１４０℃、１６
０℃、１８０℃の温度で硬化させたものについてバーコ
ル硬度が測定されている。

【００２４】図１の実験では、図７の測定に用いられた
のと同じ樹脂により形成された複数のダミーヘッドが使
用されており、図１の線図中の（□）（＋）（◇）
（△）（×）の符号は、それぞれ図７に示した符号と一
致している。それぞれの樹脂にて成形されたダミーヘッ
ドの表面（摺動面Ａ１，Ａ２および溝１ａ，１ａの表
面）には、保護膜としてＣｒＮを１，０００オングスト
ロームの膜厚で形成した。上記それぞれのダミーヘッド
をテーププレーヤに搭載し、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃の磁粉で磁性
層が形成された磁気テープを装填した。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の摺動
面Ａ１に押圧し、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（下地のエポキ
シ樹脂）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。

【００２５】図１は、実験に使用したそれぞれのダミー
ヘッドをバーコル硬度にしたがって横軸に沿って並べ、
さらにそれぞれのダミーヘッドでの膜寿命時間の測定結
果を縦軸にプロットしたものである。図１の実験では、
バーコル硬度が５０以上で７０以下のときに、膜寿命時
間Ｈがほぼ４３時間程度であり、バーコル硬度が上記範
囲よりも低い場合と高い場合の双方において膜寿命時間
が低下することが確認できる。なお、図１は全体がエポ
キシ樹脂により形成されたダミーヘッドに保護膜を形成
したものについての膜寿命実験の結果であるため、膜寿
命時間が最大で４３時間程度と短くなっている。ただ
し、実際の磁気ヘッドでは、摺動面に樹脂が現れる面積
がわずかであり、また保護膜はシールドケースやシール
ド板やコアのパーマロイの下地に付着するものとなるた
め、当然に樹脂部分から膜が剥がれる膜寿命時間は図１
よりも長くなる。しかし、摺動面の一部に樹脂が現れて
いる実際の磁気ヘッドにおいて、その樹脂のバーコル硬
度と膜寿命時間（樹脂部分での保護膜の剥がれに至る時
間）との関係は、図１に示す傾向と同じであることが容
易に予測できる。

【００２６】図１において、バーコル硬度が５０未満の
エポキシ樹脂を被覆している保護膜の寿命が短い原因
は、前述のように、樹脂の硬度が低いと保護膜の付着性
が低下し、また樹脂が軟らかいとその表面の保護膜と磁
気ヘッドとの凝着摩耗が生じやすくなるからである。ま
たバーコル硬度が７０を越えると膜寿命が低下する原因
は、樹脂の硬度が高いと、アブレッシブ摩耗やざらつき
摩耗により、保護膜に引っ掻き力が強く作用し、保護膜
の摩耗や剥がれが生じやすくなるからである。

【００２７】次に、図２は上記の樹脂と保護膜との密着
強度について調べたものである。図２は、図１１（Ａ）
（Ｂ）に示す実験により求められた。この実験では、エ
ポキシ樹脂を使用して、下地ブロックＢを製造し、その
表面に保護膜Ｒとして１，０００オングストロームの膜
厚のＣｒＮ膜を形成したものを試料とした。この試料
は、図７に示すように、フィラーの含有量と硬化温度を
それぞれ変えた複数種のエポキシ樹脂について製造し
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。下地ブロックＢとスタイラ
ス１０との相対速度は１０ｍｍ／ｍｉｎ、移動距離を１
０ｍｍ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Ｌｃを膜の密着強度とした。

【００２８】図２では、実験に使用した下地ブロックＢ
のエポキシ系樹脂のバーコル硬度を横軸にとり、それぞ
れの試料での臨界強度Ｌｃを密着強度として縦軸に単位
Ｎ（ニュートン）で示している。図２では、エポキシ系
樹脂の硬度が高くなるにしたがって、保護膜の密着性が
高くなるのが解る。図１と図２の結果を対比すると、エ
ポキシ系樹脂のバーコル硬度が５０未満であると、樹脂
と保護膜との密着性が低下しており、これが主な原因と
なって膜寿命が低下することが解る。またバーコル硬度
が７０を越えたときには、樹脂と保護膜との密着性は高
くなり、密着性の低下による保護膜の剥がれが生じにく
くなっているが、硬度が高くなることにより前記アブレ
ッシブ摩耗またはざらつき摩耗により膜寿命が低下して
いることが理解できる。また図２では、樹脂のバーコル
硬度が５０以上であれば、臨界強度（密着強度）Ｌｃが
１Ｎ以上となることが解る。以上から、保護膜の剥離を
生じにくくするために磁気ヘッドの摺動面に現れる樹脂
の硬度は、バーコル硬度にて５０以上で７０以下とする
ことが好ましい。

【００２９】（樹脂の熱膨張係数との関係）図８は、Ｓ
ｉＯ₂のフィラーの含有量を変えたエポキシ系樹脂につ
いてさらに硬化温度を変えた場合の熱膨張係数αの変化
を測定した結果を示している。図７と図８では、フィラ
ーの含有量と硬化温度とを同じに変化させている。すな
わち同じ試料について、図７ではバーコル硬度を調べ、
図８では熱膨張係数αを調べたものである。図７では、
フィラーの含有量と硬化温度とが変わると、その樹脂の
バーコル硬度が変化することが解る。同様に、図８で
は、フィラーの含有量と硬化温度が変わると、熱膨張係
数αが変化することが解る。このように、バーコル硬度
を前記の最も好ましい５０以上で７０以下にするために
は、フィラーの含有量と硬化温度を調整しなくてはなら
ないが、その結果、熱膨張係数αも影響を受けて変化す
ることになる。そこで、磁気ヘッドに用いられる樹脂の
熱膨張係数の好ましい範囲を調べた。

【００３０】図３は、熱膨張係数αとコアの磁性劣化率
との関係を調べたものである。この実験では、コア３と
同じ材料であるハードパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｎｂ系
合金）の積層材により形成されたテストリングにコイル
を巻き、これをケースの中に入れた。そして、ＳｉＯ₂
のフィラーの含有量を図７と図８と同様に変化させたエ
ポキシ系樹脂をケース内に注入し、異なる硬化温度６０
℃、８０℃、１００℃、１２０℃、１４０℃、１６０
℃、１８０℃にて樹脂を硬化させた。樹脂硬化前のテス
トリングの透磁率をμ0、樹脂硬化後のテストリングの
透磁率をμとし、

【００３１】

【数１】｛（μ0−μ）／μ0｝×１００（％）

【００３２】を磁性劣化率とする。すなわち、樹脂の硬
化時の収縮応力によりテストリングの透磁率μが低下す
るにしたがって、磁性劣化率が大きい値を示すことにな
る。図３では、横軸にそれぞれの樹脂の熱膨張係数が示
され、縦軸に磁性劣化率が示されている。前記実験に使
用したそれぞれの樹脂のフィラー含有量と硬化温度にし
たがって図８から熱膨張係数を求め、それぞれの熱膨張
係数の樹脂ごとに磁性劣化率をプロットしたのが図３で
ある。図３では、樹脂の熱膨張係数が大きくなるにした
がって硬化時の収縮応力によるテストリングの磁性劣化
率が高くなっていくのが解る。

【００３３】次に図４は、同様にフィラーの含有量を変
化させた樹脂を、それぞれ図１０に示す実際の磁気ヘッ
ドＨにて、シールド板２ａ，２ｂとコア３を固定するた
めの樹脂４として使用し、磁気ヘッドＨを組立てる際
に、樹脂の硬化温度を図８と同様に６０℃、８０℃、１
００℃、…にて変化させたものを実験試料として使用し
た。このそれぞれの磁気ヘッドをカセットテーププレー
ヤに実装し、磁気テープから３１５Ｈｚの信号を再生
し、その再生感度を示したのが図４である。図４によれ
ば、樹脂の熱膨張係数αが５００×１０^-7／℃を越える
と、樹脂の熱応力によりコア３の磁性が劣化し、再生感
度が低下しはじめるのが解る。また、磁性劣化率の許容
範囲は約８５〜９０％程度が最小値である。図３と図４
の結果から、磁気ヘッドの摺動面の保護膜の寿命が樹脂
部分で低下するのを防止し、しかも樹脂の熱応力による
コアの磁性劣化を防止するためには、樹脂のバーコル硬
度を５０以上で７０以下とし、且つ樹脂の熱膨張係数を
５００×１０^-7／℃以下とすることが好ましいことが解
る。

【００３４】（樹脂のガラス転移温度との関係）図９
は、ＳｉＯ₂のフィラーの含有量を変え且つ硬化温度を
変えたエポキシ樹脂のガラス転移温度Ｔｇを測定した結
果を示している。図７と図８と図９のそれぞれで測定し
た樹脂は、互いにフィラーの含有量と硬化温度とが同じ
である。すなわち同じ試料について図７ではバーコル硬
度を調べ、図８では熱膨張係数を調べ、図９ではガラス
転移温度Ｔｇを調べたものである。図９では、フィラー
の含有量と硬化温度とが変わると、ガラス転移温度Ｔｇ
が変化することが解る。そこで、磁気ヘッドＨに使用さ
れる樹脂のガラス転移温度Ｔｇとギャップ段差との関係
を調べた結果を図５に示す。

【００３５】この実験では、図１０に示す形状の実際の
磁気ヘッドＨに、フィラーの含有量を図９に示す０重量
％、３０重量％、４５重量％、６０重量％、７５重量％
としたエポキシ系樹脂を使用して、シールド板２ａ，２
ｂとコア３を固定し、これらの樹脂の硬化温度を６０
℃、８０℃、１００℃、１２０℃、１４０℃、１６０
℃、１８０℃としたものを試料とした。このそれぞれの
試料の磁気ヘッドについて１００℃で２４０時間の耐熱
試験を行った。耐熱試験後のそれぞれの磁気ヘッドの摺
動面Ａ１を観察し、突出している樹脂の先端と磁気ギャ
ップＧとの段差量（μｍ）を測定した。図５では、横軸
にガラス転移点温度Ｔｇを示し縦軸にギャップ段差量を
示している。使用した樹脂は、フィラーの含有量と硬化
温度に基づき図９からガラス転移温度Ｔｇを知ることが
できる。図５は、耐熱試験に使用した各磁気ヘッドの樹
脂のガラス転移温度Ｔｇに対するギャップ段差をプロッ
トしたものである。

【００３６】図５から、１００℃で２４０時間の耐熱試
験の結果、摺動面Ａ１から樹脂が突出しないためには、
樹脂のガラス転移温度が１００℃以上必要であることが
解る。また図８と図９によれば、フィラーの含有量と樹
脂の硬化温度が変化すると、エポキシ系樹脂の熱膨張係
数αとガラス転移温度Ｔｇの双方が変化することが解
る。そこで、フィラーの含有量が３０重量％、４５重量
％、６０重量％の３種類のエポキシ系樹脂の硬化温度を
変化させたものについて、ガラス転移温度Ｔｇと熱膨張
係数αとの関係をグラフにしたのが図６である。樹脂の
応力によるコアの磁性劣化を防止するためには、樹脂の
熱膨張係数αが５００×１０^-7／℃以下であることが条
件であり、高温環境下で摺動面から樹脂が突出しないた
めには、樹脂のガラス転移温度が１００℃以上であるこ
とが条件である。図６で、この双方の条件を満たす領域
を求めると、熱膨張係数αが３００×１０^-7／℃以上で
５００×１０^-7／℃以下で、且つガラス転移温度が１０
０℃以上で１３０℃以下である。

【００３７】すなわち、磁気ヘッドの保護膜が樹脂の部
分で剥離せず、また樹脂の収縮応力によりコアの磁性劣
化が生じることがなく、さらに高温環境下での摺動面か
らの樹脂の突出を防止できるための樹脂の条件は、バー
コル硬度が５０以上で７０以下、且つ熱膨張係数αが３
００×１０^-7／℃以上で５００×１０^-7／℃以下で、さ
らにガラス転移温度Ｔｇが１００℃以上で１３０℃以下
である。なお、図６によるとＳｉＯ₂のフィラーの含有
量が３０重量％以上で６０重量％以下のエポキシ樹脂を
使用した場合、熱膨張係数αを３００×１０^-7／℃以上
で５００×１０^-7／℃以下とすれば、ガラス転移温度が
１００℃以上で１３０℃以下にでき、逆にガラス転移温
度を１００℃以上で１３０℃以下にすれば熱膨張係数α
が３００×１０^-7／℃以上で５００×１０^-7／℃以下に
設定できることになる。

【００３８】（フィラーの含有量と樹脂の硬化温度との
関係）上記のように、磁気ヘッドの保護膜が樹脂の部分
で剥離せず、また樹脂の収縮応力によりコアの磁性劣化
が生じることがなく、さらに高温環境下で摺動面からの
樹脂の突出を防止できるための樹脂の条件は、バーコル
硬度が５０以上で７０以下、且つ熱膨張係数αが３００
×１０^-7／℃以上で５００×１０^-7／℃以下で、且つガ
ラス転移温度が１００℃以上で１３０℃以下である。上
記の全条件を満たす樹脂を図７ないし図９から求める。

【００３９】まず図７では、ＳｉＯ₂のフィラーの含有
量が３０重量％、４５重量％、６０重量％のものにおい
て、硬化温度を１００℃以上で１４０以下にすると、バ
ーコル硬度をほぼ５０以上で７０以下にできることが解
る。図８は、ＳｉＯ₂のフィラーの含有量を３０重量
％、４５重量％、６０重量％とし、硬化温度を１００℃
以上で１４０以下にすると、熱膨張係数αを３００×１
０^-7／℃以上で５００×１０^-7／℃以下にできる。さら
に図９において、ＳｉＯ₂のフィラーの含有量を３０重
量％、４５重量％、６０重量％とし、硬化温度を１００
℃以上で１４０以下にすると、ガラス転移温度Ｔｇをほ
ぼ１００℃以上で１３０℃以下の範囲に収めることがで
きる。

【００４０】すなわち、図７ないし図９のそれぞれか
ら、ＳｉＯ₂のフィラーが３０重量％以上で６０重量％
以下含有されたエポキシ樹脂をコアおよびシールド板の
固定のために用い、その硬化温度を１００℃以上で１４
０℃以下に設定すれば、バーコル硬度をほぼ５０以上で
７０以下にでき、ＣｒＮ膜などの保護膜が摺動面Ａ１の
樹脂の部分（イ）（ロ）から剥がれるのを防止でき、且
つ熱膨張係数αを３００×１０^-7／℃以上で５００×１
０^-7／℃以下にできて、樹脂の硬化時の収縮応力による
コアの磁性劣化を防止でき、同時に樹脂のガラス転移温
度を１００℃以上で１３０℃以下にでき、高温環境下で
の摺動面からの樹脂の突出を防止できる。すなわちＳｉ
Ｏ₂のフィラーを含有したエポキシ系樹脂を磁気ヘッド
Ｈに使用する場合、フィラーの含有量と硬化温度を調整
するだけで、保護膜の剥離防止とコアの磁性劣化の防止
および高温環境下での樹脂の突出の全てを防止できるこ
とになる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明では、保護膜が摺動
面の樹脂の部分から剥がれにくくなり、保護膜の膜寿命
を長くできる。

【００４２】同時に、樹脂の応力によるコアの磁性劣化
を防止でき、さらに摺動面からの樹脂突出を防止でき
る。

【００４３】さらに、樹脂に対するフィラーの含有量お
よび硬化温度の調整のみで、保護膜の膜寿命と、コアの
磁性劣化の防止と、樹脂突出の防止の全ての条件を設定
することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エポキシ系樹脂で形成されたダミーヘッドでの
樹脂硬度と保護膜の寿命との関係を示す線図、

【図２】エポキシ系樹脂の硬度と、保護膜の密着強度と
の関係を示す線図、

【図３】樹脂の熱膨張係数とコアの磁性劣化との関係を
示す線図、

【図４】磁気ヘッドに設けられた樹脂の熱膨張係数と、
磁気ヘッドの再生感度との関係を示す線図、

【図５】磁気ヘッドに設けられた樹脂のガラス転移温度
と、摺動面からの樹脂の突出量との関係を示す線図、

【図６】エポキシ系樹脂のガラス転移温度と熱膨張係数
との関係を示す線図、

【図７】エポキシ系樹脂の、フィラーの含有量および硬
化温度と、硬度との関係を示す線図、

【図８】エポキシ系樹脂の、フィラーの含有量および硬
化温度と、熱膨張係数との関係を示す線図、

【図９】エポキシ系樹脂の、フィラーの含有量および硬
化温度と、ガラス転移温度との関係を示す線図、

【図１０】本発明の磁気ヘッドの外観を示す斜視図、

【図１１】（Ａ）は、エポキシ樹脂に対する保護膜の付
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、

【符号の説明】

Ｈ 磁気ヘッド Ｇ 磁気ギャップ １ シールドケース １ａ 溝 ２ａ，２ｂ シールド板 ３ コア ４ 樹脂

───────────────────────────────────────────────────── 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６−150255（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−119613（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−347006（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−54321（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−62120（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−236407（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−143809（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−48286（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭55−29842（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/105 G11B 5/187 G11B 5/255

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体である磁気テープとの摺動面
   に、磁気ギャップを形成するコアと、コアを固定する樹
   脂とが現れ、コアと樹脂とが厚さが１０００〜１５００
   オングストロームの保護膜に被覆されている磁気ヘッド
   において、前記樹脂はエポキシ系であってフィラーとし
   てＳｉＯ ₂ が含有されたものであり、前記樹脂のバーコ
   ル硬度が５０以上で７０以下であることを特徴とする磁
   気テープ用磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 樹脂の熱膨張係数が３００×１０^-7／℃
   以上で５００×１０^-7／℃以下である請求項１記載の磁
   気テープ用磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 樹脂のガラス転移温度が１００℃以上で
   １３０℃以下である請求項１または２記載の磁気テープ
   用磁気ヘッド。
4. 【請求項４】 樹脂の硬化温度が１００℃以上で１４０
   ℃以下であり、且つフィラーの含有量が３０重量％以上
   で６０重量％以下である請求項１ないし３のいずれかに
   記載の磁気テープ用磁気ヘッド。