JPH10124810A

JPH10124810A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH10124810A
Application number: JP8280932A
Authority: JP
Inventors: Kinya Aoyanagi; 欽也青柳; Tokuo Nakamura; 徳男中村; Hiroshi Yamagami; 浩山上; Yoichi Abiko; 世一安彦; Satoshi Maki; 聡槙; Masahiro Iizuka; 雅博飯塚
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1996-10-23
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 1998-05-15
Anticipated expiration: 2016-10-23
Also published as: US5856899A; JP3462019B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ギャップ対向面を（１００）面、テープ摺動
面を（１１０）面としたβ方位の磁気ヘッドにおいて、
従来では結晶磁気異方性エネルギーと飽和磁歪を０に近
い値にし、透磁率、及びヘッド出力を高めていた。しか
し高周波の記録では出力が低下する傾向にある。【解決手段】フェライト材料の組成比を適切に調節
し、結晶磁気異方性エネルギーＫ1を１００Ｊ／ｍ³以下
で、しかも磁路方向としての〈１００〉方向の磁歪の絶
対値を小さくする。Ｋ1を小さくしておくことで、結晶
軸の磁気異方性は磁気弾性エネルギーの影響を大きく受
けるようになり、フェライト材料と接合ガラスの平均熱
膨張係数を調節して、ギャップ付近に加わる応力がやや
引っ張り応力にすると、磁気弾性エネルギーを負でその
絶対値を小さくすることができ、〈１００〉方向を磁化
困難軸にできる。高周波領域では磁路方向を磁化困難軸
とすることで透磁率を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶フェライト
のコアのギャップ対向面を（１００）面、テープ摺動面
を（１１０）面とした、いわゆるβ方位で形成される磁
気ヘッドに係り、特に１０ＭＨｚ以上の高周波領域にお
いて透磁率、及びヘッド出力を向上させた磁気ヘッドに
関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は磁気ヘッドの斜視図で、図１０は
従来の磁気ヘッドを記録媒体との摺動面側から見た拡大
平面図である。図に示す符号１は、Ｆｅ₂Ｏ₃，ＭｎＯ，
ＺｎＯから成る単結晶フェライトまたは単結晶フェライ
トと多結晶フェライトとの接合材料により形成されたコ
アであり、一対のコア１，１の対向面１ａ，１ａどうし
が非磁性材料を介して接合され、前記接合部が磁気ギャ
ップＧとなっている。なお、Ｔｗ′はトラック幅であ
る。

【０００３】コア１，１には対向面１ａ，１ａに対して
傾斜する傾斜面（トラック幅規制面）１ｂ，１ｂが形成
されており、この傾斜面（トラック幅規制面）１ｂ，１
ｂには、コア１，１の側端面１ａ，１ａ間を接合するた
めの接合ガラス２が充填されている。なお、符号３は記
録用または再生用のコイルである。なお、図１０では、
磁気ギャップＧのアジマス角度が０度と成っているが、
実際の磁気ヘッドでは、磁気ギャップＧが磁路方向に対
して時計方向または反時計方向のアジマス角度を有して
いる。フェライト材料の結晶構造は立方晶であり、図１
に示す磁気ヘッドは、そのギャップ対向面を結晶面での
（１００）面、テープ摺動面を（１１０）面としたいわ
ゆるβ方位である。また、テープ摺動面において磁路方
向に沿う結晶軸の方向は〈１００〉方向である。なお、
β方位から成る磁気ヘッッドは摺動面での耐摩耗性に優
れている。

【０００４】単結晶フェライトの組成で決まる結晶磁気
異方性エネルギーをＫ1としたときに、Ｋ1＞０であれば
結晶軸〈１００〉は磁化容易軸に、Ｋ1＜０であれば結
晶軸〈１００〉は磁化困難軸になり、Ｋ1の絶対値が０
に近くなるほど、磁気異方性が弱まる。従来のこの種の
磁気ヘッドでは、前記結晶磁気異方性エネルギーＫ1を
できるだけ０に近い値、つまりできるだけ等方性にする
ことで、前記結晶磁気異方性エネルギーＫ1と反比例の
関係にある透磁率を高くできるようにしているのが一般
的である。

【０００５】さらに、フェライト材料の性質として磁歪
（磁気ひずみ）があるが、フェライト材料全体としての
飽和磁歪λSは、前記フェライト材料の組成比によって
決定される。この飽和磁歪λSも前記結晶磁気異方性エ
ネルギーＫ1と同様に透磁率と反比例の関係にあること
から、前記飽和磁歪λSもできるだけ０に近い値にする
ことで、透磁率を高くすることができると考えられてい
た。図３は、Ｆｅ₂Ｏ₃，ＭｎＯ，ＺｎＯから成るフェラ
イト材料の組成比を示す三元図である。結晶磁気異方性
エネルギーＫ1、及び飽和磁歪λSが０に近い値となる単
結晶フェライトの組成比は、図中のＩ内にあたる（Ｆｅ
₂Ｏ₃：ＭｎＯ：ＺｎＯ）＝（５１〜５６ｍｏｌ％：２７
〜３２ｍｏｌ％：１２〜２２ｍｏｌ％）であり、磁気ヘ
ッドのコアはこのＩで示す範囲内の組成の単結晶フェラ
イトで形成されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｋ1とλSを共
に０に近い値とした前記Ｉの領域の組成の単結晶フェラ
イトを用いて、ギャップ対向面１ａ，１ａの面積を例え
ば３００μｍ²以下のトラック幅Ｔｗ′の狭い磁気ヘッ
ドを構成し、数ＭＨｚから１０ＭＨｚ程度の高い周波数
による磁気記録および再生を行ったところ、ヘッド出力
が低下することが確認された。これは、ギャップ対向面
１ａ，１ａの面積が小さい磁気ヘッドでは、コア１，１
の加工時の残留応力、および接合ガラス１とフェライト
との熱膨張係数の差による応力の影響が大きく、磁歪λ
と応力σとの積に比例する磁気弾性エネルギーが大きく
なって、磁気ギャップ対向部分での単結晶フェライトの
透磁率が実際には劣化していること、さらに磁気ギャッ
プ対向部分において磁路方向が磁化容易軸方向となり、
高い周波数では透磁率が著しく劣化することが原因であ
ると考えられる。

【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するための
ものであり、コアを形成する単結晶フェライトの磁歪、
およびギャップ対向部分に作用する応力、さらには結晶
磁気異方性エネルギーを適正に設定することにより、高
周波の交番磁界に対し、磁路方向への透磁率を高め、出
力を向上できるようにした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、少なくともギ
ャップ対向部分が単結晶フェライトで形成された一対の
コアを有し、両コアが３００μｍ²以下の面積のギャッ
プ対向面で接合されて磁気ギャップが形成され、且つコ
アの磁気ギャップ対向面の側方にトラック幅規制面が形
成され、両コアが前記トラック幅規制面に充填された接
合材により接合されている磁気ヘッドにおいて、前記コ
アのギャップ対向面が単結晶フェライトの（１００）
面、ギャップ対向面に交叉する磁路方向が〈１００〉方
向、コアの前記〈１００〉方向の磁歪λ<100>が負であ
り、且つ接合材との熱膨張係数の違いによりコアのギャ
ップ対向部分に〈１００〉方向の引っ張り応力が与えら
れていることを特徴とするものである。

【０００９】また、コアの前記〈１００〉方向の磁歪定
数の絶対値が７×１０^-6以下であり、前記接合材の平均
熱膨張係数αglassと前記フェライトの平均熱膨張係数
αferriteの比は、１００℃から３００℃間で０．８５
＜（αglass／αferrite）＜１であることが好ましい。
接合材とフェライトとの平均熱膨張係数の比を前記の範
囲に設定することにより、コアに作用する〈１００〉方
向の引っ張り応力を正の適正な範囲に設定できる。

【００１０】また、単結晶フェライトの結晶磁気異方性
エネルギーＫ1の絶対値は１００Ｊ／m³以下であること
が好ましい。

【００１１】上記の条件を満たす単結晶フェライトは、
Ｆｅ₂Ｏ₃，ＭｎＯ及びＺｎＯで構成されており、その組
成比は（Ｆｅ₂Ｏ₃：ＭｎＯ：ＺｎＯ）＝（５１．５〜５
４．５ｍｏｌ％：２３〜２６．５ｍｏｌ％：２１〜２
３．５ｍｏｌ％）となるものである。

【００１２】また、一方のコアのトラック幅規制面と他
方のコアのトラック幅規制面との成す角度が１００度以
上で１８０度以下の範囲であり、またそれぞれのコアの
トラック幅規制面とフェライトの〈１００〉方向とが成
す角度が５０度以下であることが好ましい。

【００１３】本発明では、ギャップ対向面の面積が３０
０μｍ²以下の小磁気ギャップを有する磁気ヘッドで且
つ高い周波数による記録または再生を行うものにおい
て、磁気ギャップ対向部分での実質的な透磁率を高く
し、ヘッド出力を向上できるようにしたものである。特
にギャップ対向面が単結晶フェライトの（１００）面
で、テープ摺動面が（１１０）面であるいわゆるβ方位
の磁気ヘッドに適したものであり、テープ摺動面を（１
１０）面とすることによりテープ摺動面の耐摩耗性を向
上でき、さらに前記のように高い周波数の交番磁界に対
する透磁率を高くすることが可能である。

【００１４】本発明が対象とする対向面積が３００μｍ
²以下のギャップ対向面を有する磁気ヘッドでは、加工
による残留応力、さらには接合材とコアの熱膨張係数と
の差による応力がギャップ対向部分に対して大きな影響
を与える。そこで、本発明では、磁路方向である単結晶
の〈１００〉方向の磁歪λ<100>を負、ギャップ対向部
分の単結晶フェライトの〈１００〉方向への応力σを正
（引っ張り応力）とする力を与え、磁歪λ<100>と応力
σとの積に比例する〈１００〉方向の磁気弾性エネルギ
ーを負としている。これにより、磁気弾性エネルギーに
よる磁化容易の影響については磁路方向である〈１０
０〉方向を磁化困難軸にし、磁路と交叉する方向を磁化
容易軸としたものである。

【００１５】１０ＭＨｚ程度の高い周波数の交番磁界が
コア内を通過するものでは、磁路方向をやや磁化困難軸
とすることにより、透磁率が高くなることが確認でき
た。これは高い周波数の帯域で交番磁界が通過すると
き、単結晶フェライトでは、磁壁の変化による透磁効果
よりも、磁化の方向が磁路方向と磁路方向に交叉する方
向との間で回転するいわゆる回転磁化による透磁効果の
方が支配的であるためと考えられる。すなわち時間的に
変化する磁界が与えられたときのフェライト内の磁界の
変化としては、フェライト内の磁壁が移動して磁界の方
向へ磁化が向けられる現象と、磁界の時間的変化に追従
して磁化方向が回転する回転磁化とがあるが、高い周波
数の交番磁界の通過を容易にするのは前記回転磁化によ
るものが磁壁の移動よりも支配的になる。そして、この
回転磁化による透磁率を高めるためには、磁路方向を磁
化困難軸にすることが有効であると考えられる。

【００１６】本発明は、磁気弾性エネルギーがコアの磁
気ギャップ対向部に与える影響を利用して、磁路方向を
困難軸にできるようにしているが、単結晶フェライトで
の磁化容易軸の方向については、磁気弾性エネルギーだ
けではなく、結晶磁気異方性エネルギーＫ1も大きな影
響を与える。磁路方向を磁化困難軸にする磁気弾性エネ
ルギーの影響を大きくするためには、前記Ｋ1をほぼ０
に近づけその絶対値を小さくすることが必要である。

【００１７】そこで、本発明では、単結晶フェライトの
結晶磁気異方性エネルギーＫ1の絶対値を１００Ｊ／ｍ³
以下にでき、しかも〈１００〉方向の磁歪λ<100>を負
にできるように、図３にてＩＩで示す範囲の組成を選択
できるようにしている。

【００１８】さらに、コアのギャップ対向部分の〈１０
０〉方向に引っ張り応力σを適正に与えることができる
ようにするために、コアの側面の傾斜面の角度を最適な
範囲に設定できるようにしている。

【００１９】また、単結晶フェライトのコアのギャップ
対向面に高透磁率磁性材料の金属層が形成されているい
わゆるＭＩＧ型の磁気ヘッドでは、前記金属層と単結晶
フェライトとの熱膨張係数の差により、フェライトに
〈１００〉方向の引っ張り応力σを与えることが可能で
ある。この場合には、金属層（金属膜）の熱膨張係数を
フェライトの熱膨張係数よりも小さくし、その差を５×
１０^-7（／℃）以下とすることにより、フェライトに
〈１００〉方向の適正な引っ張り応力を与えることが可
能になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の磁気ヘッドの斜視
図で、図２は本発明の磁気ヘッドを記録媒体との摺動面
側から見た拡大平面図である。図１及び図２に示す磁気
ヘッドのコア１，１は、Ｆｅ₂Ｏ₃，ＭｎＯ，ＺｎＯが所
定の組成比で混合されて焼結成形されたＭｎ−Ｚｎ系の
単結晶フェライトで形成され、または単結晶フェライト
と多結晶フェライトとの接合材料により形成され少なく
ともギャップ対向部分が単結晶フェライトで形成されて
いる。

【００２１】コア１，１のギャップ対向面１ａ，１ａは
非磁性材料を介して接合され、磁気ギャップＧが形成さ
れている。またギャップ対向面１ａ，１ａに、鉄系微結
晶材料などの高透磁率磁性材料の金属膜が形成されたＭ
ＩＧ型の磁気ヘッドであってもよい。本発明の磁気ヘッ
ドでは、ギャップ対向面１ａ，１ａの面積が３００μｍ
²以下であり、トラック幅Ｔwが狭く、磁気テープに対し
て小さいトラックピッチにて高密度の記録が可能とされ
ている。また、ギャップ対向面１ａ，１ａが単結晶フェ
ライトの結晶面での（１００）面、テープ摺動面が（１
１０）面であり、いわゆるβ方位となっている。また、
磁路方向に沿う結晶軸の方向は〈１００〉方向である。
β方位で形成された磁気ヘッドは、磁気テープ摺動面が
耐摩耗性に優れており、高い周波数の信号の記録に必要
な記録媒体と磁気ヘッド間の相対移動速度を向上させる
ことが可能となる。

【００２２】コア１，１の側端にはギャップ対向面１
ａ，１ａおよび磁路方向に対して傾斜する傾斜面（トラ
ック幅規制面）１ｂ，１ｂが形成されており、この傾斜
面（トラック幅規制面）１ｂ，１ｂに接合材としての接
合ガラス２が充填されてこの接合ガラス２により両コア
１，１が接合されている。また、符号３は記録用または
再生用のコイルである。本発明でコア１，１として使用
される単結晶フェライトの組成比（Ｆｅ₂Ｏ₃，ＭｎＯ，
ＺｎＯ）は、（５１．５〜５４．５ｍｏｌ％：２３〜２
６．５ｍｏｌ％：２１〜２３．５ｍｏｌ％）である。こ
の組成比の単結晶フェライトは、図３の組成の三元図で
のＩＩの範囲内から選択されるものである。

【００２３】単結晶フェライトでは、図３に示すＩＩの
範囲内組成比を選択することにより、結晶磁気異方性エ
ネルギーＫ1、〈１００〉方向の磁歪λ<100>、および熱
膨張係数αferriteが決定される。図３においてＩＩの
範囲内の単結晶フェライトの結晶磁気異方性エネルギー
Ｋ1の絶対値は１００Ｊ／ｍ³以下の小さい値となり、
〈１００〉方向の磁歪λ<100>は常に負の値であり、且
つ磁歪λ<100>の絶対値も小さく磁歪定数は７×１０^-7
以下である。

【００２４】また、接合ガラス２は、１００℃から３０
０℃間の平均熱膨張係数αglassが１００〜１１５×１
０^-7（／℃）のものを使用し、前記接合ガラス２の平均
熱膨張係数αglassとフェライトの平均熱膨張係数αfer
riteの比が、０．８５＜（αglass／αferrite）＜１と
なるようにされており、ギャップＧ付近でコア１，１に
は磁路方向（〈１００〉方向）へわずかに引っ張り応力
（正の応力σ）が与えられている。

【００２５】本発明の磁気ヘッドでは、フェライト材料
と接合ガラス２との熱膨張係数との差によりテープ摺動
面の〈１００〉方向に与えられる応力σを正とし、また
単結晶フェライト材料の組成を図３のＩＩの範囲内で選
択することにより〈１００〉方向の磁歪λ<100>を負に
しており、磁歪と応力の積で求められる磁気弾性エネル
ギー（３／２・λ<100>・σ）が負となっている。前記
磁気弾性エネルギーの値が正の値であれば、単結晶フェ
ライトでの結晶軸の〈１００〉方向が磁化容易軸に、負
であれば〈１００〉方向が磁化困難軸となり、前記磁気
弾性エネルギーの絶対値が０に近いほど磁気異方性は弱
まる。

【００２６】前記のように本発明では、コアのギャップ
Ｇ付近に〈１００〉方向の引っ張り応力が与えられ、磁
気弾性エネルギーを負にしておくことにより、磁路方向
（〈１００〉方向）が磁化困難軸となっている。しか
も、図３のＩＩの範囲の組成を持つ単結晶フェライトの
磁歪λ<100>の絶対値は小さく、熱膨張係数の比を０．
８５＜（αglass／αferrite）＜１と適正な範囲に設定
しているため、前記磁気弾性エネルギーの絶対値も小さ
くなっている。すなわち磁気ギャップ付近での磁気弾性
エネルギーの影響は、磁路方向〈１００〉が磁化困難軸
となるように設定されている。

【００２７】なお、磁気異方性は、前記磁気弾性エネル
ギーだけに依存するのではなく、単結晶フェライトの組
成で決められる結晶磁気異方性エネルギーＫ1にも影響
される。結晶磁気異方性エネルギーのみに着目すると、
Ｋ1が正であると〈１００〉方向が磁化容易軸になり、
Ｋ1が負であると〈１００〉方向が磁化困難軸である。
よって、磁気ヘッドでは、結晶磁気異方性エネルギーＫ
1と磁気弾性エネルギーとで決められる見かけの異方性
エネルギーにより磁化方向が決められる。

【００２８】本発明の磁気ヘッドは、ギャップ対向面１
ａの面積が３００μｍ²以下のものを対象としており、
ギャップ対向面の面積が小さいため、磁気弾性エネルギ
ーによる磁気異方性が支配的である。ただし結晶磁気異
方性エネルギーも影響がある。そこで、本発明では、磁
歪λ<100>の絶対値を小さくし、熱膨張係数の比（αgla
ss／αferrite）を一定の範囲として磁気弾性エネルギ
ーの絶対値を適正な範囲にするとともに、結晶磁気異方
性エネルギーＫ1の絶対値を１００Ｊ／ｍ³以下にするこ
とにより、結晶磁気異方性エネルギーＫ1が、ギャップ
付近での単結晶フェライトの磁気異方性にあまり影響を
与えないようにしている。

【００２９】本発明の磁気ヘッドは、例えばＤＤＳ（Di
gital Data Stage）などに使用され、数ＭＨｚから１
０ＭＨｚ程度またはそれ以上の高い周波数帯域で使用さ
れるが、このような高周波領域においては結晶軸〈１０
０〉を磁化困難軸とすることで回転磁化をかけやすくで
き、透磁率及びヘッド出力を高くすることが可能とな
る。また結晶軸〈１００〉とコア１，１の傾斜面（トラ
ック幅規制面）１ｂ，１ｂと、〈１００〉方向との成す
角度θ1及びθ2を５０度以下とし、さらに一方のコア１
の傾斜面（トラック幅規制面）１ｂから対向するコア１
の傾斜面（トラック幅規制面）１ｂに至る頂角θ3を１
００度〜１８０度にすると、ギャップ近傍でのコアの
〈１００〉方向の引っ張り応力を最適な範囲に設定で
き、高周波帯域で高い透磁率を得る効果を確実に発揮さ
せることができるようになる。

【００３０】

【実施例】以下、β方位で形成された磁気ヘッドの実施
例を説明する。実験は以下の〜に記載する統一され
た条件下で行なった。磁気ヘッドは、トラック幅Ｔｗを１２μｍ、ギャップ
Ｇの深さを１４〜１７μｍ、ギャップ長を０．２μｍと
した。またアジマス角度を２０度とした。記録媒体としてのテープには、市販のＨｉ８用ＭＰテ
ープを使用し、磁気ヘッドとテープとの相対速度を６．
２６ｍ／ｓ、記録周波数を９．４ＭＨｚの高周波数とし
た。ヘッド出力の測定は、磁気ヘッドでテープに記録を行
い、再生出力を外当て式テスタで測定した。

【００３１】まず表１に示すように、単結晶フェライト
材料の組成比が異なる１２種類（試料Ｎｏ．ａ〜ｌ）の
磁気ヘッドを製作し、それぞれの磁気ヘッドの磁歪λ<1
00>、結晶磁気異方性エネルギーＫ1、及びヘッド出力を
測定した。その測定値が表１に記されている。なお、１
２種類の磁気ヘッドはすべて図２に示す頂角θ3が１０
５度、接合ガラスの平均熱膨張係数αglassとフェライ
ト材料の平均熱膨張係数αferriteとの比が０．９５〜
１とされており、わずかに引っ張り応力がかけられてい
る。

【００３２】

【表１】

【００３３】図４は、各単結晶フェライトの〈１００〉
方向の磁歪λ<100>とヘッド出力（ｄＢ）との関係を示
すグラフである。図に示す２本の曲線のうち上側の曲線
はＫ1の絶対値が１００Ｊ／ｍ³以下の試料Ｎｏ．ａから
ｅの測定値を示し、下側の曲線はＫ1の絶対値が１００
Ｊ／ｍ³以上の試料Ｎｏ．ｆからｌの測定値を示してい
る。なお、表１および図４に示すヘッド出力値（ｄＢ）
は試料Ｎｏ．ｄのヘッド出力を０ｄＢとした時の相対値
で示している。図４に示すようにヘッド出力は、Ｋ1の
絶対値が１００Ｊ／ｍ³以下であると高くなっている
が、これはＫ1の値が非常に小さいために前記Ｋ1が結晶
軸の磁気異方性にほとんど関与しておらず、磁気異方性
は磁気弾性エネルギーにより大きく左右されているため
と考えられる。すなわち、試料Ｎｏ．ａからｅでは、Ｋ
1が小さいため、負の磁歪λ<100>とわずかな引張応力と
で決められる前記磁気弾性エネルギーの絶対値は小さく
しかも負の値となる。よって、磁路方向である〈１０
０〉方向を磁化困難軸にできるため、回転磁化により、
高周波領域での透磁率が高くなりヘッド出力を高くでき
る傾向が現れる。

【００３４】図４に示す下側の曲線は上側の曲線と同じ
ように、磁歪λ<100>の絶対値が小さいほど磁気弾性エ
ネルギーの絶対値を低く抑えることができるため、ヘッ
ド出力は高くなっているものと考えられる。しかし前記
磁気弾性エネルギーの絶対値が低くても結晶磁気異方性
エネルギーＫ1の絶対値が１００Ｊ／ｍ³以上と非常に大
きくなると、結晶軸の磁気異方性は前記磁気弾性エネル
ギーのみに影響されるのではなく、前記Ｋ1から磁気弾
性エネルギーを引いた見かけの磁気異方性エネルギー
（Ｅａ）に依存すると考えられ、よってＫ1の絶対値が
１００Ｊ／ｍ³以下の場合に比べてヘッド出力は低下す
ると推測される。見かけの磁気異方性エネルギー（Ｅａ）＝（結晶磁気異
方性エネルギーＫ1）―（磁気弾性エネルギー３／２・
σ・λ<100>）

【００３５】また、前記試料Ｎｏ．ａ，ｂ，ｅは図３に
示すフェライト三元図のＩＩ内に含まれており、この範
囲内で構成されるフェライト材料のＫ1の絶対値及び磁
歪λ<100>の絶対値が特に低くなっている。この範囲内
の組成比で構成された単結晶フェライト材料を使用した
磁気ヘッドは、高周波領域で高い出力を得られるものと
なっている。これは試料Ｎｏ．ａ，ｂ，ｅの単結晶フェ
ライトを使用すると磁歪λ<100>の絶対値とＫ1の双方が
小さいが、磁気ギャップの対向面１ａの面積が３００μ
ｍ²以下であるため、磁歪λ<100>および応力による磁気
弾性エネルギーによる磁気異方性の特性が支配的にな
り、磁路方向である〈１００〉方向をほぼ磁化困難軸に
できているものと推察できる。

【００３６】図５は１００℃〜３００℃間のガラス／フ
ェライト平均熱膨張係数比とヘッド出力との関係を示す
グラフである。また、図に示すヘッド出力値はガラス／
フェライト平均熱膨張係数比が０．９８であった磁気ヘ
ッドのヘッド出力を０ｄＢとした時の相対値で示してい
る。実験は、接合ガラスの平均熱膨張係数αglassが異
なる７種類の磁気ヘッドを製作し、それぞれの磁気ヘッ
ドのヘッド出力を測定した。なお、７種類の磁気ヘッド
のフェライト材料の組成比は試料Ｎｏ．ａと同じであ
り、また図２に示す頂角θ3を１０５度で統一した。

【００３７】図に示すように、ヘッド出力が０．８５＜
（αglass／αferrite）＜１の範囲で高くなっており、
このときの接合ガラスの平均熱膨張係数αglassは１０
０〜１１５×１０^-7（／℃）であった。この範囲内で
は、ギャップＧ付近に加わる〈１００〉方向の応力σは
引っ張り応力で、しかも小さい正の値となっている。表
１から試料Ｎｏ．ａの磁歪λ<100>は負の値で、しかも
その絶対値は小さくなっているため、磁気弾性エネルギ
ーは負の値で、しかもその絶対値は小さい。さらに結晶
磁気異方性エネルギーＫ1の絶対値が小さいことから、
磁路方向である〈１００〉方向が磁化困難軸とされ、回
転磁化がかかりやすくなっており、ヘッド出力が高くな
るものと推測される。

【００３８】（αglass／αferrite）＜０．８５となる
と、前記磁気弾性エネルギーの絶対値が大きくなり、結
晶軸の磁気異方性が強くなりすぎて、回転磁化がかかり
にくくなりヘッド出力が低下するものと考えられる。
（αglass／αferrite）＞１となると、磁気弾性エネル
ギーが正の値になることから〈１００〉方向が磁化容易
軸となり、回転磁化がかかりにくくなり、透磁率及びヘ
ッド出力が低下するものと考えられる。

【００３９】次に、図７に示すように、図示左側のコア
１の稜辺１ｂ′を磁気ギャップＧと垂直に設定し、図示
右側のコア１のみ傾斜面（トラック幅規制面）１ｂと磁
路方向である〈１００〉方向との角度θ1を変化させ
た。角度θ1は、図７（ａ）が０度、（ｂ）が１５度、
（ｃ）が３０度、（ｄ）が４５度、（ｅ）が６０度、
（ｆ）が９０度となる６種類とし、それぞれの磁気ヘッ
ドのヘッド出力を測定した。なお、６種類の磁気ヘッド
のフェライト材料の組成比は試料Ｎｏ．ａと同じであ
り、接合ガラスはその平均熱膨張係数がフェライトの平
均熱膨張とほぼ同じであるものを使用した。

【００４０】図６は、図７の各図の磁気ヘッドの、角度
θ1とヘッド出力との関係を示すグラフである。なお、
図７では、ヘッド出力値を、θ1＝３０度（図７の
（ｃ））の磁気ヘッドのヘッド出力を０ｄＢとしたとき
の相対値で示している。図６に示すように、角度θ1を
０度〜５０度とすると、ヘッド出力が高くなる。これ
は、角度θ1を５０度以下にすると、コアと接合ガラス
との熱膨張係数の差による引っ張りの応力σがコアに対
し〈１００〉方向に有効に働き、磁歪λ<100>との関係
で磁気弾性エネルギーを負に設定しやすいためであると
考えられる。また、左側のコア１の稜辺１ｂ′と〈１０
０〉方向との角度θ2を変化させたときも、同じ結果が
得られると推測できるため、稜辺１ｂ′と〈１００〉方
向との角度θ2も０度〜５０度の範囲であればヘッド出
力を向上させることができるものと思われる。

【００４１】また図８は頂角θ3とヘッド出力との関係
を示すグラフである。なお、図に示すヘッド出力値は頂
角θ3＝１２０度（図９の（ｅ））の磁気ヘッドのヘッ
ド出力を０ｄＢとした時の相対値で示している。実験
は、図９に示すように頂角θ3が（ａ）６０度，（ｂ）
７５度，（ｃ）９０度，（ｄ）１０５度，（ｅ）１２０
度，（ｆ）１８０度となる６種類の磁気ヘッドを製作
し、それぞれの磁気ヘッドのヘッド出力を測定した。な
お、６種類の磁気ヘッドのフェライト材料の組成比は試
料Ｎｏ．ａと同じであり、接合ガラスにはその平均熱膨
張係数がフェライトの平均熱膨張係数とほぼ同じである
ものを使用した。

【００４２】図８に示すように頂角θ3を１００度〜１
８０度とすると、ヘッド出力が高くなる。頂角θ3が１
００度〜１８０度の範囲でヘッド出力が高くなっている
のは、図９から明らかなように、頂角θ3が大きくなる
に従って接合ガラス２の体積が大きくなり、また各コア
の傾斜面（トラック幅規制面）１ｂ，１ｂと〈１００〉
方向とのなす角度θ1とθ2が小さくなるため、接合ガラ
スとの熱膨張係数の差により、コアに対し〈１００〉方
向への応力が作用しやすくなるためと考えられる。

【００４３】以上により、図２に示す角度θ1及びθ2は
それぞれ０度〜５０度に、頂角θ3は１００度〜１８０
度の範囲になるようにコア１を形成することにより、よ
り高いヘッド出力を得ることが可能となる。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、ギャップ
対向面を（１００）面、テープ摺動面を（１１０）面と
した、いわゆるβ方位で形成された磁気ヘッドにおい
て、Ｆｅ₂Ｏ₃，ＭｎＯ及びＺｎＯで構成されるフェライ
ト材料の組成比を（Ｆｅ₂Ｏ₃：ＭｎＯ：ＺｎＯ）＝（５
１．５〜５４．５ｍｏｌ％：２３〜２６．５ｍｏｌ％：
２１〜２３．５ｍｏｌ％）にすることにより、結晶磁気
異方性エネルギー、及び結晶軸〈１００〉の磁歪を０に
近づけることができる。

【００４５】特に、ギャップ対向面積を狭小化し、且つ
高周波領域で使用される場合は、ギャップ付近の応力を
やや引っ張り応力にして、磁気弾性エネルギーを負の値
にし、しかもその絶対値を小さくしておく。こうするこ
とによって、結晶軸〈１００〉はわずかに磁化困難軸と
なるため、回転磁化がかかりやすくなり、透磁率、及び
ヘッド出力を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】β方位の磁気ヘッドの斜視図、

【図２】本発明の磁気ヘッドのギャップ近傍部分を摺動
面から示した拡大平面図、

【図３】Ｆｅ₂Ｏ₃，ＭｎＯ，ＺｎＯから構成される単結
晶フェライト材料の三元図、

【図４】表１に示す試料Ｎｏ．ａ〜ｌのフェライト材料
の組成比で形成された１２種類の磁気ヘッドの磁歪λ<1
00>とヘッド出力との関係を示した線図、

【図５】フェライト材料を表１に示す試料Ｎｏ．ａで統
一し、接合ガラスの平均熱膨張係数が異なる７種類の磁
気ヘッドのガラス／フェライト平均熱膨張係数（αglas
s／αferrite）とヘッド出力との関係を示した線図、

【図６】フェライト材料は表１に示す試料Ｎｏ．ａで統
一し、図７に示す（ａ）〜（ｆ）の形状で形成された６
種類の磁気ヘッドの角度θ1とヘッド出力との関係を示
した線図、

【図７】（ａ）から（ｆ）は図２に示す角度θ1を０
度，１５度，３０度，４５度，６０度，９０度とした場
合のコア１の形状を示す図、

【図８】フェライト材料を表１に示す試料Ｎｏ．ａで統
一し、図９に示す（ａ）〜（ｆ）の形状で形成された６
種類の磁気ヘッドの頂角θ3とヘッド出力との関係を示
した線図、

【図９】（ａ）から（ｆ）は図２に示す頂角θ3を６０
度，７５度，９０度，１０５度，１２０度，１８０度と
した場合のコア１の形状を示す図、

【図１０】従来の磁気ヘッドのギャップ近傍部分を摺動
面から示した拡大平面図、

【符号の説明】

１コア１ａギャップ対向面１ｂ傾斜面（トラック幅規制面）２接合ガラス３コイルＧギャップＴｗトラック幅 θ1，θ2 傾斜面の角度 θ3 頂角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安彦世一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)発明者槙聡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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともギャップ対向部分が単結晶フ
ェライトで形成された一対のコアを有し、両コアが３０
０μｍ²以下の面積のギャップ対向面で接合されて磁気
ギャップが形成され、且つコアの磁気ギャップ対向面の
側方にトラック幅規制面が形成され、両コアが前記トラ
ック幅規制面に充填された接合材により接合されている
磁気ヘッドにおいて、前記コアのギャップ対向面が単結
晶フェライトの（１００）面、ギャップ対向面に交叉す
る磁路方向が〈１００〉方向、コアの前記〈１００〉方
向の磁歪λ<100>が負であり、且つ接合材との熱膨張係
数の違いによりコアのギャップ対向部分に〈１００〉方
向への引っ張り応力が与えられていることを特徴とする
磁気ヘッド。
【請求項２】コアの前記〈１００〉方向の磁歪定数の
絶対値が７×１０^-6以下であり、前記接合材の平均熱膨
張係数αglassと前記フェライトの平均熱膨張係数αfer
riteの比は、１００℃から３００℃間で０．８５＜（α
glass／αferrite）＜１である請求項１記載の磁気ヘッ
ド。
【請求項３】前記単結晶フェライトの結晶磁気異方性
エネルギーＫ1の絶対値は１００Ｊ／ｍ³以下である請求
項１または２記載の磁気ヘッド。
【請求項４】単結晶フェライトは、Ｆｅ₂Ｏ₃，ＭｎＯ
及びＺｎＯで構成されており、その組成比は（Ｆｅ
₂Ｏ₃：ＭｎＯ：ＺｎＯ）＝（５１．５〜５４．５ｍｏｌ
％：２３〜２６．５ｍｏｌ％：２１〜２３．５ｍｏｌ
％）である請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気ヘ
ッド。
【請求項５】一方のコアのトラック幅規制面と他方の
コアのトラック幅規制面との成す角度が１００度以上で
１８０度以下の範囲である請求項１ないし４のいずれか
に記載の磁気ヘッド。
【請求項６】それぞれのコアのトラック幅規制面とフ
ェライトの〈１００〉方向とが成す角度が５０度以下で
ある請求項５記載の磁気ヘッド。