JPH01228109A - 磁気ヘッド - 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 本発明はひろく高密度磁気記録機器に使用される磁気ヘ
ッドに関する。

従来の技術 機器の高周波化に伴って磁気ヘッドの１０ＭＨ２に至る
高周波への対応が強（要望されている。

これに対して、単結晶フェライト材料上センダストやア
モルファスといった軟磁性金属材料を使用した磁気ヘッ
ド、例えばＭＩＧヘッドは、耐磨耗性に大きな問題は無
（現在一部で使用されつつある。従来のＭＩＧヘッドと
しては第２図に示す様なものが作製されている。ギャッ
プ１近傍に軟磁性金属材料２が配置されており、残りの
磁芯３を単結晶フェライトで形成し、疑似ギャップにア
ジマスをつけている。軟磁性金属材料としては例えばセ
ンダストやアモルファス材料が使用されており、その厚
さは例えば約５から３０ミクロンである。又単結晶フェ
ライトとしてはＦｅ２Ｏ３５４モル％、ＭｎＯ３１モル
％、Ｚｎ０１５モル％を例えば用いる。これを従来例Ｓ
Ｘとする。

発明が解決しようとする課題 この様な例では厚い膜形成に時間がかかるのみならず残
留応力等によって膜が剥がれ易い、製造そのものも難し
く歩留まりが悪いといった欠点がある。又疑似ギャップ
を完全には消去出来ない等の欠点があり、７ＭＨｚの基
準シグナルに対して、疑似ギャップによるノイズ（疑似
シグナル）が約６〜８ｄＢと大きな値が観測された。

さらに高周波領域で特に摺動ノイズが大きい事が知られ
てきており、さらに望ましくはその改善が要望されてい
る。又、現在の単結晶フェライト材料のみよりなる磁気
ヘッドにおいては、耐磨耗性が非常に優れているものの
、７〜１０ＭＨｚ域の高周波域で出力が十分高（ない事
や、摺動ノイズが高い等の問題が指摘されている。又機
械的強度がが十分でなく、加工中や使用中に破壊する等
の問題点が挙げられている。さらに、軟磁性金属材料の
みよりなるものでは例えば金属バルクヘッドは、高周波
特性が非常に悪く高密度磁気記録には使用出来ない事や
、金属薄膜型ヘッドでは飽和磁束密度は高いが、生産性
や加工性が悪（、又、耐磨耗性に問題がある等、これら
すべてについての改良が望まれている。

本発明は先ず上述のような疑似ギャップによるノイズ及
び耐磨耗性、機械的強度の優れた、高周波域においても
十分出力の高い、さらには摺動ノイズに問題のない磁気
ヘッドを提供する。

課題を解決するための手段 磁芯の内少なくともテープに接触する面の大部分を単結
晶ＭｎＺｎフェライトとし、該フェライトが第１群の添
加物として、Ｃａ、ＳｒまたはＢａを少なくとも１種、
各々、ＣａＣＯ３，５ｒＣ（）３．ＢａｃＯ３の式に換
算して０．２〜１．５モル％、０．１５〜１．２モル％
、０．１〜１゜１モル％含有し、且つ固溶しており、組
成が、Ｆｅ　２Ｏ３／　Ｍ　ｎ　Ｏ／　Ｚ　ｎ　Ｏのモ
ル比として５２／２９／１９．５２／４２／６．５７．
５／３６゜５／６．５５／２６／１９の四点にて囲まれ
る範囲にある磁気ヘッドとすることにより、高周波特性
を改善する。

さらに、同時に該単結晶フェライトが、第２群の添加物
としてＳｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＧｅまたはＳｉを少なくとも
１種、ＳｎＯ２，ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＧｅＯ２，Ｓ　
ｉｎ２に換算して０．５〜２．５モル％含む事によって
摺動ノイズを減少せしめる。

該単結晶フェライトが、第３群の添加物として、Ｃｏを
ＣｏＯに換算して０．１〜１．５モル％、さらに第４群
の添加物としてＮｉ、ＣｒまたはｉｎをＮｉ２Ｏ３，Ｃ
ｒ２Ｏ３，１ｎ２Ｏｓに換算して０．５〜２．５モル％
、第５群の添加物として、希土類元素をその三価の酸化
物に換算して０．１５〜１．０モル％の群の内少なくと
も１種、さらに含ませる事により温度特性を改善し、さ
らに高周波特性を改善する。

作用 ＭＩＧヘッドに於いてはフェライトと軟磁性金属材料と
の間に形成される疑似ギャップによって、劣化層が形成
されるが本発明では、そのような接合がない為に疑似ギ
ャップが形成されず、その心配は無い。又、従来、単結
晶フェライトでは粒界が無い為に、また高温大気圧下の
育成の為に電気抵抗が低く特性が悪いとされていたが、
第１群のＣａ等の添加は単結晶ＭｎＺｎフェライトに於
いても、その固有抵抗を大幅に高め、よって高周波特性
を改善する事が判明した。第２〜４群の添加物は、温度
特性を改善すると同時に周波数特性を全体に改善する。

テープ／ヘッド間はその接触面が少なくとも単結晶で形
成されている為に、非常に安定している。

さらにテープ／ヘッド間での摩擦で生ずる摺動ノイズは
磁芯である単結晶フェライトを伝わり、コイルによって
読みだされる。多結晶フェライト材料に含まれる粒界は
このノイズを効果的に消去する。

実施例 本発明では、磁芯全体をフェライトで形成しであるため
に上述の従来例の様な疑似ギャップによるノイズは全く
生じていない。

次にフェライトが、第１群の添加物として、Ｃａ、Ｓｒ
、Ｂａを少なくとも１種、各々、ＣａＣＯ３，Ｓ　ｒＣ
Ｏ３，ＢａＣＯ３の式に換算して各々０．２〜１．５モ
ル％、０．１５〜１．２モル％、０．１〜１．１モル％
を最少限含有し、且つ固溶して成り、組成が、第１図に
示す様にＦｅ２Ｏｓ／ＭｎＯ／ＺｎＯのモル比として５
２／２９／１９（本発明例６）、５２／４２／′６　（
同７）、５７．５／３６．５／６　（同８）、５５／２
６／１９（同９）と、その四点にて囲まれるａ組成の中
心点く同１０）より成るヘッドについて従来例と対比し
た。従来より使用されているヘッド材料としては一般的
な、例えば５１／２５／２４（従来例１　）、５４／３
８／８　（同２）、５６／３６／８（同３）、５３／２
３／２４　（同４）と、その四点で囲まれた細長いｂ組
成領域の中心点（同５）を選んだ。この内ＺｎＯが１９
モル％以上のときでは飽和磁束密度が低く、現在必要と
されている５−ＶＨ３用としてはあきらかに不適当であ
る。又領域ａの外側ではひびが全体に入り、ヘッド出力
がでない場合が多く不適当な事が判明した。特に鉄石足
側ではフェライトに、逆に鉄過剰側ではガラスに無数の
ひびがはいった。さらにＺｎＯが６モル％未満では全体
にひびが観測された。本発明に於ける実施例では以上の
用に図で示される範囲が安定していた。

これらの素材（ＣａＣＯ３を０．８モル％含有）やその
ヘッドの特性は第１表に示すとうりであり、特に必要な
高周波域での透磁率（７ＭＨｚ）は、本発明例では８０
０以上と従来例の５００と比べて非常に高（、出力も７
ＭＨｚのＣ／Ｎで約１ｄＢ以上高い事が示された。

次に組成１０について、Ｃａｆｆ１を変化させた例を第
３図に示す。透磁率の変化から０．２〜１゜５モル％の
量が適している事が判明した。同様の結果がＳｒ、Ｂａ
についてもいえ、各々０．１５〜１．２．０．１〜１．
１モル％が適量である事が判明した。

さらに、第１図で明確な様に本発明に於いては広い組成
領域でヘッド出力が安定している事が示されている。な
お、電気抵抗は本発明例でのＣａ、Ｓｒ、Ｂａ添加では
、いずれも５以上、従来例では０．５オームセンチ以下
といずれも大気圧下高温で育成されたにもかかわらず大
きな差のある事が測定されており、これも特性の差に影
響の有ることが分かった。

次に第２群の添加物についての例を以下に示す。本発明
例６〜１０の組成について３モル％までの添加物をくわ
えたフェライトの強度（抗折力）を第４図に示す。相応
する組成の従来例を１００％とすれば、最大値は２４０
　’Ｆ６となり、総てのデータは同図斜線の部分に入っ
た。この結果撚１１０量が０．５〜２．５モル％で特に
強度の高い事が判明した。さらに、透磁率の第２ピーク
の位置が少し低温側へ動く事から酸化雰囲気で焼成でき
、よって、従来例に比べて７ＭＨｚでの高周波での透磁
率が全体として１０〜３０％向上し、さらにＣ／Ｎも０
．５〜１．５ＤＢ改善されている。さらには摺動ノイズ
も７ＭＨｚにおいて２゜５ｄＢ以上改善されていた。こ
れをＣａ等と組み合わせる事によってさらにＣ／Ｎが０
．５ｄＢ全体として改善された。以上の用に第１．２群
の複合添加は特に効果の大きな事が示された。

次に組成８に第３群の添加物を加えた物について実施例
を上げる。微量の添加で前述の第２ピークがかなり低温
に移動するので、幾分酸化雰囲気で焼成した。その為も
あって高周波特性が非常に改善された。上述の様に５−
ＶＨ８で測定したところ、平均して約３　ｄ　Ｂ　Ｃ／
Ｎが向上した。第５図に結果を示す様に添加物量が０．
１〜１．５モル％のときにＣ／Ｎが安定している事が判
明した。またこの領域で強度が約２５％改善されている
事、が判明した。

さらに第４群についての実施例を次に記述する。この系
では上述の様な第２ピークの変化は余りなく比較的安定
している。例えば組成７．９での０．１ＭＨｚにおける
透磁率は従来例に比べ約３０％改善された。０．１ＭＨ
ｚでの透磁率及びＣ／Ｈの改善は平均２Ｏ％と１．７ｄ
Ｂであった。所が機械強度の改善は第６図に示す様に非
常に著しく最大３３０％に及んだ。同図に示す様に添加
量０．５〜２．５モル％が特に効果のあることが判明し
た。又これらを組み合わせればさらに良港な特性を得ら
れる事は言うまでもない。

次に第５群についての実施例を次に記述する。

この系では上述の様な第２ピークの変化は少しあり、第
１群と第３群の特長を合わせ持つっていた。電気抵抗値
は約４オームセンチ以上と高く、高周波特性もすぐれて
おり、第３図と類似の特徴を持ち、７ＭＨｚのＣ／Ｎは
第５図と同様な特徴を示し、いずれも０．１５〜１．０
モルタ６の添加で各々５０％以上、２ｄＢ以上の改善が
見いだされた。

本発明に於ける次の目標である摺動ノイズをさらに減少
させる為に、第７図に示す様な磁気ヘッドを作製した。

ギャップ１を含む全面の大部分は本発明による単結晶で
あり、磁芯の大部分を多結晶３で形成した。この時の多
結晶フェライトの粒径を３３．２６．１９．１５．８．
５．３ミクロンと変化させた。前述の様に５−ＶＨ３で
７ＭＨｚの摺動ノイズを測定した所、第８図に示す様に
２１ミクロン以下で２ｄＢと従来例８ｄＢに比べ大幅に
減少した。さらに５ミクロン以下の時には１ｄＢとさら
に良好であった。なお、以上でのヘッド特性の評価に於
いては、５−ＶＨ８を用い、そのトラック幅は約２Ｏミ
クロンとした。

発明の効果 本発明によれば、耐磨耗性やテープ／ヘッド界面特性の
優れた単結晶フェライトの特長を活がし、出力が非常に
安定し、７ＭＨｚ以上の高周波特性の優れ、強度が高（
安定した、また、さらには摺動ノイズも低く５−ＶＨや
業務用Ｓのような高精度の録画再生装置に適した良好な
記録特性を示ヘッドを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明および従来例の磁気ヘッドにおけるフェ
ライトの組成を示すグラフ、第２図は従来例のＭ　Ｉ　
Ｇヘッドを示す正面図、第３〜第６図及び第８図は本発
明の実施例における磁気ヘッドの特性を示すグラフ、第
７図は本発明の実施例におけるヘッドの一例を示す正面
図である。 １・・・・ギャップ、２・・・・軟磁性金属材料、３・
・・・磁芯。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第１図 曽 ｎ０ 第３図 ミーφ００（モ）ｔ１５引 第４図 第５図 第６図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁芯の内、少なくともテープに接触する面の大部
   分が単結晶ＭｎＺｎフェライトより成り、該単結晶フェ
   ライトが第１群の添加物として、Ｃａ，ＳｒまたはＢａ
   を少なくとも１種、各々ＣａＣＯ＿３，ＳｒＣＯ＿３，
   ＢａＣＯ＿３の式に換算して０．２〜１．５モル％、０
   ．１５〜１．２モル％．０．１〜１．１モル％含有し、
   且つ固溶しており、組成がＦｅ＿２Ｏ＿３／ＭｎＯ／Ｚ
   ｎＯのモル比として５２／２９／１９，５２／４２／６
   、５７．５／３６．５／６、５５／２６／１９の四点に
   て囲まれる範囲にある磁気ヘッド。
2. （２）磁芯の内、少なくともテープに接触する面の大部
   分が単結晶ＭｎＺｎフェライトより成り、該単結晶フェ
   ライトが第１群の添加物として、Ｃａ，ＳｒまたはＢａ
   を少なくとも１種、各々ＣａＣＯ＿３，ＳｒＣＯ＿３，
   ＢａＣＯ＿３の式に換算して０．２〜１．５モル％、０
   ．１５〜１．２モル％，０．１〜１．１モル％、第２群
   の添加物として、Ｓｎ，Ｔｉ、Ｚｒ、ＧｅまたはＳｉを
   少なくとも１種、各々ＳｎＯ＿２，ＴｉＯ＿２、ＺｒＯ
   ２，ＧｅＯ＿２，ＳｉＯ＿２に換算して０．５〜２．５
   モル％、含有し、且つ固溶しており、組成が、Ｆｅ＿２
   Ｏ＿３／ＭｎＯ／ＺｎＯのモル比として５２／２９／１
   ９，５２／４２／６、５７．５／３６．５／６、５５／
   ２６／１９の四点にて囲まれる範囲にある磁気ヘッド。
3. （３）単結晶フェライトが、第３群の添加物として、Ｃ
   ｏをＣｏＯに換算して０．１〜１．５モル％、さらに第
   ４群の添加物としてＮｉ，Ｃｒ，ＹまたはＩｎを少なく
   とも一種、Ｎｉ＿２Ｏ＿３，Ｃｒ＿２Ｏ＿３，Ｙ＿２Ｏ
   ＿３，Ｉｎ＿２Ｏ＿３に換算して０．５〜２．５モル％
   含む事を特徴とする請求項１または２記載の磁気ヘッド
   。
4. （４）単結晶フェライトが、第５群の添加物として、希
   土類元素をその三価の酸化物に換算して０．１５〜１．
   ０モル％、少なくとも１種さらに含む事を特徴とする請
   求項１または２記載の磁気ヘッド。
5. （５）ＭｎＺｎフェライトの大部分が多結晶材料である
   ことを特徴とする請求項１または２記載の磁気ヘッド。
6. （６）多結晶フェライトの平均粒径が２１ミクロン以下
   である事を特徴とする請求項５記載の磁気ヘッド