JPS60223011A - 複合型磁気ヘッド - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気ヘッドに関し、とくに金属磁性体と高透磁
率フェライトとを組合わせた複合型磁気ヘッドに関する
。

〔発明の背景〕

磁気記録技術の高度化、とくに磁気記録の高密度化に対
する要請は今日極めて強いものがある。

この要請に応えるためには、磁気記録媒体の保磁力Ｈｃ
を大きくすることが有利であることはよく知られている
が、高保磁力の磁気記録媒体に信号を記録するためには
、強さが大きく、かつ鋭い分布を持った磁場が必要とな
る。ところが、従来から広く使用されている高透磁率フ
ェライト材料を磁気ヘッドに用いる場合には、その飽和
磁束密度Ｂ５が５５００ガウス以下であるため、得られ
る記録磁界の強さに限度があり、特に最近開発されつつ
ある高保磁力磁気テープを用いるときは、記録が不十分
になるという欠点がある。

一方、飽和磁束密度の大きい材料として、Ｆｅ−ＡＱ−
８ｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金あるいは強磁性非晶質合
金などの金属磁性材料が挙げられるが、これらの金属磁
性材料を単独で磁気ヘッドに用いた場合には、摩耗速度
が大きいために磁気ヘッドの寿命が短かい、ヘッド製造
が困難であるなどの欠点がある。この欠点を解決するた
めに、作動ギャップ突き合わせ部は少なくとも金属磁性
体で形成し、この周囲を高透磁率フェライトで構成する
複合型磁気ヘッドが提案された（特開昭５６＝１５９８
１’８号）。このヘッドは、記録トラックを飽和磁束密
度の大きな金属磁性体で構成するために記録特性にすぐ
れ、トラック幅よりもヘッドコアの厚さが大きく、ヘッ
ドコアの大部分を高透磁率フェライトで構成しているた
めに再生感度が高く、さらにテープ摺動面の大部分が耐
摩耗性のすぐれた高透磁率フェライトで構成されている
ために耐摩耗性にもすぐれたものである。

しかし、このような複合型磁気ヘッドを製造する際には
、金属磁性体と高透磁率フェライトで構成されるギャッ
プ構成面を平坦に研摩する必要力τある。

一般に耐摩耗性の大きく異なる材料を接合して接合面と
垂直な面を研摩した場合には、耐摩耗性の７４％さい材
料が先に研摩されるために両材料間【こ段差を生ずる。

上述の金属磁性材料と高透磁率フェライトとの複合ヘッ
ドの製造においても、ギャップ構成面の研摩の際に、金
属磁性体の部分が高透磁率フェライト部分よりも凹とな
り、ギャップ構成面同志をギャップ材を介して接合した
場合にギャップ長精度が悪くなるという問題がある。こ
れは磁気ヘッドを大量に製造する場合に歩留まりの低下
、製造コストの上昇の原因となる。

さらにまた、上記の現象はテープ摺動面にお１）ても起
こり、長時間テープを摺動させると金属磁性体と高透磁
率フェライトとの間に段差を生じたり、あるいは作動ギ
ャップ近傍のヘッド形状力１変化するため、出力が低下
するという問題を生ずる。

また、高透磁率フェライトが多結晶体の場合に番よ。

フェライトの摩耗速度に異方性が存在するため番；。

テープ摺動面の結晶粒の間に段差を生ずる。こうした段
差はテープの走行に悪影響を与え、さらにギャップ近傍
部に位置する結晶粒の方位力１定まっていないため、こ
の部分における高透磁率フェライトと金属磁性体間の段
差にバラツキが大きくなり、これは出力のバラツキを大
きくするという問題を生ずる。

〔発明の目的〕

本発明は上記の問題を解決し、ギャップ長精度が高く、
長時間の使用に対して出力の変動、ｚ＜ラツキが小さく
、かつ耐摩耗性にも優れた磁気ヘッドを提供することを
目的としたものである。

〔発明の概要〕

本発明ではかかる目的を達成するために、高透磁率フェ
ライトとして単結晶体を用い、単結晶の　゛（１１１）
面ないしはその面の性質を失なわない程度に傾斜した面
が磁気ヘッドのギャップ構成面となるように構成する。

フェライト単結晶の（１１１）面は、他の面よりも研摩
速度が大きいため、この面をギャップ構成面とした時に
はギャップ構成面における金属磁性体と高透磁率フェラ
イトとの段差を小さく出来るため、ギャップ長精度の向
上を計ることが出来る。高透磁率フェライトのギャップ
構成面を（，１１１）面とした時には、テープ摺動面を
（１１０）面を中心とする面に一致させるか、あるいは
（２１１）面を中心とする面に一致させる方法がある。

（２１１）面で＜１１１＞方向にテープを摺動させた場
合と（１１０）面で〈１１１〉方向にテープを摺動させ
た場合では前者の方が摩耗速度が大きい。従ってテープ
摺動面を（２１１）面もしくはその面の性質を失なわな
い程度に傾斜した面とした場合に金属磁性体と高透磁率
フェライトとの段差が小さく出来、テープを長時間摺動
させた時の出力の低下を小さく出来る。

また、高透磁率フェライト単結晶の（１１１）面ないし
はその面の性質を失なわない程度に傾斜した面が磁気ヘ
ッドのテープ摺動面と一致するように構成した場合にも
、フェライトの摩耗速度が大きいために金属磁性体との
段差が小さく出来、テープを長時間摺動させた時の出力
の低下を小さく出来る。高透磁率フェライトのテープ摺
動面を（１１１）面とした場合には、ヘッドのギャップ
構成面を（１１０）面を中心とする面に一致させるか、
あるいは（２１１）面を中心とする面に一致させる方法
がある。（２１１）ｉは（１１０）面よりも研摩速度が
大きいため、ｊ２１１）、面もしくはその面の性質を失
なわない程度に傾斜した面とした場合に金属磁性体と高
透磁率フェライトとの段差が小さく出来、ギャップ長精
度を高めることが出来る。

また、金属磁性体と高透磁率フェライトの複合型磁気ヘ
ッドにおいて、ギャップ構成面が金属磁性体で構成され
、高透磁率フェライトがギャップ構成面を構成しない磁
気ヘッドにおいては、前述のようにギャップ構成面にお
いて高透磁率フェライトと金属磁性体との段差は問題と
ならず、テープ摺動面における高透磁率フェライトと金
属磁性体の段差を考慮すればよい。この場合には、前述
のようにテープ摺動面を高透磁率フェライト単結晶の（
１１１）面もしくは（２，１ｊ）面ないしはこれらの面
の性質を失なわない程度に傾斜した面で構成することに
より、高透磁率フェライトと金属磁性体との段差を小さ
く出来、テープを長時間摺動させた時の出力の低下を小
さく出来る。

以上のように高透磁率フェライト単結晶の摩耗速度の大
きい面をギャップ構成面およびテープ摺動面とすること
により、ギャップ長精度が高く出力低下が小さいヘッド
が得られる。テープ摺動面を摩耗速度の大きい面とした
場合でも、金属磁性体を単独に使用した場合に比較して
格段に耐摩耗性の優れたヘッドが得られる。

、本発明で用いられる金属磁性体は高透磁率フェライト
よりも飽和磁束密度が大きく、力１つ透磁率もすぐれた
強磁性非晶質合金、Ｆｅ−Ａｆｉ−８ｊ系合金、Ｆ　ｅ
　−Ｎ　ｉ系合金などである。強磁性非晶質合金とは、
Ｆｅ、Ｇｏ、Ｎｉｓ　Ｓｉ、Ｂ。

Ｃｒ　、　Ｐ　、　Ｃ、’Ｈｆ　、　Ｚ　ｒ　、　Ｍ　
ｏなどを主成分とし、例えばＦ　ｅ　４ＣＯ７０Ｃｒ　
２．　Ｓ　ｊＬ　１５Ｂ　Ｂ　ｇＦｅ　５　ｃｏｃｏ　
５ｉ１５　Ｂ　１０　ＨＦｅ　６　Ｃｏ７６．８　２０
　１ＣＯ９０ｚｒｌｏ　、　ＣｏｏｏＭｏｂＯｚｒｉｏ
　（いずれも原子比）などの組成を有している。これら
は高速急冷法（スプラットクーリング）によって１０〜
５０μｍ厚の薄板に製造され、適当な幅および長さに切
断して用いられる。また、スパッタリング法により高透
磁率フェライトに直接被着し非晶質合金を形成すること
も出来る。

Ｆｅ−ＡＱ−８ｊ系合金（Ｆｅ−Ａｆｉ系合金、Ｆｅ−
３ｉ系倉金を含む）およびＦｅ−Ｎｉ系合金も飽和磁束
密度が７〜ＩＩＫＧと高透磁率フェライトよりも大きく
、かつ透磁率のすぐれた材料である。Ｆｅ−ＡＱ−３ｊ
系合金は原料を溶解してインゴットを鋳造し、これを薄
板状に切断して用いられる。あるいは高速急冷法により
薄板に製造して用いられる。Ｆｅ−Ｎｉ系合金は原料を
溶解してインゴットを鋳造し、これを薄板状番；圧延し
て用いられる。またこれらのＦｅ−ＡＱ−８ｉ系合金、
Ｆｅ−Ｎｉ系合金はスパッタリング法、あるいは真空蒸
着法などにより高透磁率フェライトに直接被着して用い
ることも出来る。さらに、これらの合金に耐食性や耐摩
耗性や磁気特性を改善するなどの目的で、Ｃｒ、Ｔｉ、
Ｔａなどの遷移金属元素やＳｍなどの希土類元素、Ａｕ
、Ａｇ。

Ｐｔなどの貴金属元素あるいはＢ、Ｃ，Ｐなどを添加し
た合金も用いることができる。

金属磁性体としてＦｅ−ＡＱ−５ｉ系合金を用いる場合
には、多結晶および単結晶のいずれも使用可能であるが
、単結晶を用いる方がより好ましい。すなわち多結晶を
用いた場合には、フェライトの場合と同様にテープ摺動
面に結晶粒に対応した段差を生じ出力バラツキの原因と
なる。Ｆｅ−ＡＱ−８ｉ系合金単結晶は（１００＞方向
にテープを摺動させた場合に他の方向より耐摩耗性が大
きいために、Ｆｅ−ＡＱ−５ｉ系合金の＜１００＞方向
あるいはこの方向の性質を失なわないように傾斜した方
向とテープ摺動方向が一致するように構成した場合に、
テープ摺動面における金属磁性体と高透磁率フェライト
との段差をさらに小さくすることが出来るため、テープ
を長一時間摺動した場合の出力低下が小さい、より好ま
しい磁気ヘッドが得られる。以上のようにして高−透磁
率フェライトと金属磁性体を複合したヘッドにおいて本
発明のヘッドの構成を用いることにより、長寿命で高性
能であり、性能のバラツキが少なく、かつギャップ長精
度のすぐれた磁気ヘッドを提供することが出来る。

〔発明の実施例〕

実施例１ 作動ギャップ突き合わせ部を形成する金属磁性体として
ＣＯ８０Ｍ　ｏ□。Ｚ　ｒ　１ｏ　（原子比）の組成を
有する強磁性非晶質合金を用いた。非晶質合金を保護し
、磁気抵抗を低下させるための高透磁率フェライトとし
ては、Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライトの単結晶を用いた。

他に耐摩耗性が良好でかつ透磁率の高いものとしてＮ　
ｉ　−Ｚ　ｎフェライトの単結晶なども用いることが出
来る。

第１図に本発明で実施した磁気ヘッドの製造方法の１例
を示した。Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライト単結晶を第１図
（ａ）に示した方位となるように切断し、ｒＩＩＪ２を
設けた。該溝に第１図（ｂ）に示したように非晶質合金
３を挿入し、ガラスを用いて固着して複合ブロック±を
得た。次に第１図（ｂ）の二点鎖線部を切断し、第１図
（Ｃ）に示したように、ギャップ構成面５をＳｎ定盤お
よ“び粒径１μｍのダイヤモンド砥粒を用いて鏡面研摩
し、巻線窓用溝６およびトラック幅規制溝７を加工し、
ギャップ材となるＳｉＯ□および接着剤となるガラスを
スパッタリング法によりギャップ構成面５に被着して磁
気コア半休ブロックｌおよび１′を作製した。

次に磁気コア半休ブロック同志を一体化して第１図（ｄ
）に示した接合ブロック旦を作製し、次いで第１図（ｄ
）の二点鎖線部を切断して、第１図（ｅ）に示した複合
ヘッド１０を作製した。

図の例はギャップ構成面がＭ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライト
単結晶の（１１１）面、テープ摺動面が（２１１）面と
なるように構成したものであるが、Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎフ
ェライト単結晶の摺動面およびギャップ構成面を変えた
同形の複合ヘッドも作製した。

ヘッド作製の際、第１図（ｃ）に示したギャップ構成面
５の鏡面研摩の工程において、非晶質合金３とＭ　、ｎ
　−Ｚ　ｎフェライト単結晶１との間に生じた段差を第
１表に示した。第１表には、ギャップ構成面の段差を示
している。第１表のように、ギャップ構成面としてＭ　
ｎ　−Ｚ　ｎフェライト単結晶の（１１１）面を用いた
場合には、ギャップ構成面研摩後の非晶質合金とフェラ
イト°尼の段差は０．０１５μｍ、（２１１）面を用い
た場合には０．０３５μｍに抑えられ、はぼ良好なギャ
ップ長精度が得られるが、（１１０）面、（１００）面
などを用いた場合には段差は０．０７μｍ以上となり、
ギャップ長精度に悪影響を与える。ギャップ構成面がＭ
　ｎ　−Ｚ　ｎフェライト単結晶の（１１１）、（２１
１）面より少し傾斜した場合には、この傾斜角度が±１
５度以内であれば、面の性質は保たれ、ギャップ長精度
が良好な範囲に抑えられる。

作製した複合ヘッドをＶＴＲ装置に組み込み、室温、常
湿度において、テープと磁気ヘッドの相対速度を５．８
ｍ／ｓとして、ヘッドの摩耗および摩耗によるヘッド出
力の変化を調べた。テープとしては、ＣＯ−γ−Ｆｅ２
０３テープを用いた。

第２表にテープ走行５００時間経過後の磁気ヘッドの摩
耗量、段差をＭ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライトのギャップ構
成面、摺動面の結晶面との関連で示した。

第　１　表 なお、比較のためにＭ　ｎ　７　Ｚ　ｎフェライトと複
合しない単体ヘッドの摩耗量も参考に示した。複合化に
よってヘッドの摩耗は約１／２〜１／１０に減少するこ
とがわかる。しかし複合ヘッドにおいてはテープ摺動面
の非晶質合金とＭ、ｎ−Ｚｎフェライトの間に段差が生
じ、テープとヘッドとの間に空間が生じるため、この段
差がある程度以上きいとヘッド特性が低下してしまう。

第２表に示したようにテープ摺動面におけるＭ　ｎ　−
Ｚ　ｎフェライトと非晶質合金との段差は、Ｍ　ｎ　−
Ｚ　ｎフェライトの摺動面を（１１１）面。

（２１１）面とした場合に小さく一テープを長時間摺動
した時のヘッド出力の低下を小さく出来る。

これに対して摺動面を（１１０）面とした場合には、摺
動面における段差は約０．０８μｍと大きく、ヘッド出
力の低下も大きい。このような段差の小さい状態はＭｎ
−Ｚｎフェライト単結晶の摺動面を（１１１）面および
（２１１）面より±１５度以内とした場合に保たれ−る
。

高透磁率フェライトとしてＭ　ｎ、　−Ｚ　ｈフェライ
ト多結晶を用いた場合には、ギャップ近傍に位置節　２
　表 するＭ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライトの結晶粒の方位は不確
定であるのでヘッド−個−個について摺動面における段
差は異なり、従って長時間テープを摺動した時の出力は
大きくばらついてしまう。このようなヘッドは製品の信
頼性に乏しく、量産した場合の歩留まりは大きく低下し
てしまう。

以上のようにＭ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライト単結晶のほぼ
（’１１１）面あるいは（２１，１）−面をギャップ構
成面とし、はぼ（２１１）面あるいは（１１１）面をテ
ープ摺動面とした非晶質合金との複合ヘッドにより、ギ
ャップ長精度が高く、−耐摩耗性にすぐれ、長時間の使
用においても出力の低下が少ない優れた磁気ヘッドが得
られた。本実施例以外の金属磁性体を用いても本発明の
効果は同様に得られる。

実施例２ 作動ギャップ突き合わせ部を形成する金属磁性体として
、通常センダスト合金として知られるＦｅ　９．６ｗｔ
％５ｉ−５，４ｗｔ、％Ａｆｉの単結晶をブリッジマン
法によって作製して用いた。一般によく知られているよ
うに高飽和磁束密度、高透磁率で磁気ヘッド用として望
ましいＦ　ｅ　−Ａ　Ｑ　−８ｉ系合金はＦｅを約８３
〜９４　ｗｔ％含む合金であり、これらの合金は同じ結
晶構造を有し、その面の機械的な性質は同様の傾向を示
すので１本実施例の合金組成はとくに本発明を規定する
ものではない。また単結晶の作製方法としてはチョコラ
ルスキー法やゾーンメルティング法などの方法を用いる
ことが出来る。Ｆｅ−ＡＱ−８ｉ系合金を保護し、磁気
抵抗を低下させるための高透磁率フェライトとしてはＭ
　ｎ　−Ｚ　ｎフェライトの単結晶を用いた。

センダスト合金単結晶は薄板状に切断し、第１図に示し
たと同様の製造方法により、複合ヘッドを作製した。こ
のヘッドにおいて、ギャップ構成面はＭ　ｎ　−Ｚ　ｎ
フェライト単結晶のほぼ（’１１１）面、テープ摺動面
はほぼ（２１１）面となるように構成し、センダスト合
金単結晶のテープ摺動面、テープ摺動方向が種々の方位
となるヘッドを作製した。テープ走行５００時間経過後
の複合ヘッドの摩耗量および摺動面におけるセンダスト
合金とフェライトとの段差を第３表に示した。テープ摺
動条件は第２表の場合と同様である。なお、比較のため
にＭ　ｎ　−Ｚ　ｎフェライトと複合しない単体ヘッド
の摩耗量も参考に示した。第３表のように、センダスト
合金単結晶の（１００＞方向を摺動方向としたヘッドは
段差が約０．０２μｍと小さく、従ってヘッド出力の低
下も少ない。これに対してセンダスト合金単結晶の＜　
１．１０−＞方向を摺動方向とした場合には段差が大き
く、従ってヘッド出力の低下も大きい。一般にセンダス
ト合金単結晶の＜１００＞方向を摺動方向としたときに
段差が小さく、この性質は摺動方向かぐ１００〉方向か
らおよそ±１５度以内にあれば保゛たれる。テープ摺動
方向が＜ｉｏｏ＞方向の近傍であれば、摺動面は（１１
０）面および（１０’Ｏ）面の場合が段差が少ないが、
（１１０）面と（１００）面の間の面においても段差は
０．０３μｍ以内であり、ヘッド出力の低下は少ない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明においてＦｅ−Ａｌ２−８ｉ系合金
単結晶を用いて、Ｆｅ−Ａｆｉ−Ｓｉ系合金単結晶の＜
１００＞方向ないしはその方向の性質を失なわない程度
に傾斜した方向がテープ摺動方向と一致するように構成
することにより、長時間の使用においてもさらに出力の
低下が少ない、より好ましい磁気ヘッドが得られた。

第　３　表 なお、本発明は第１図（ｅ）の狭トラツク加工部１１に
ガラスあるいは樹脂を充填したヘッド、およびアジマス
をつけるなど、従来公知のヘッド構造に適用できること
はいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施例における磁気
ヘッドおよびその製造方法を説明する斜視図である。 ３・・・非晶質合金、４−・・複合ブロック、５・・・
ギャップ構成面、６・・・巻線窓用溝、７・・・トラッ
ク幅規製溝、８，８’・・・磁気コア半休ブローツク、
−９−・・・接合ブロック、１０−・・複合ヘッド、１
１・・狭トラツク加工部。 代理人　弁理±　４・、川　勝　男 第　１　図 （ｙ／θ） 第　Ｘ　図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、作動ギャップ突き合わせ部が少なくとも金属磁性体
   で形成され、その他の磁気コアが高透磁率フェライトで
   構成された複合型磁気ヘッドにおいて、前記高透磁率フ
   ェライトとして単結晶を用いることを特徴とする複合型
   磁気ヘッド。 ２、特許請求の範囲第１項記載の複合型磁気ヘッドにお
   いて、前記高透磁率フェライト単結晶の（１１１）面も
   しくはその面の性質を失なわない程度に傾斜した面がヘ
   ッドのギャップ構成面と一致するように構成したことを
   特徴とする複合型磁気ヘッド。 ３、特許請求の範囲第１項記載の複合型磁気ヘッドにお
   いて、前記高透磁率フェライト単結晶の（２１１）面な
   いしはその面の性質を失なわない程度に傾斜した面がヘ
   ッドのテープ摺動面と一致するように構成したことを特
   徴とする複合型磁気ヘッド。 ４、特許請求の範囲第１項記載の複合型磁気ヘッドにお
   いて、前記高透磁率フェライト単結晶の（１１１）面も
   しくはその面の性質を失なわない程度に傾斜した面がヘ
   ッドのテープ摺動面と一致するように構成したことを特
   徴とする複合型磁気ヘッド。 ５、特許請求の範囲第１項記載の複合型磁気ヘッドにお
   いて、該高透磁率フェライト単結晶の（２１１）面ない
   しはその面の性質を失なわない程度に傾斜した面がヘッ
   ドのギャップ構成面と一致するように構成したことを特
   徴とする複合型磁気ヘッド。 ６、特許請求の範囲第１項、第２項、第３項。 第４項もしくは第５項記載の複合型磁気ヘッドにおいて
   、前記金属磁性体が主としてＦｅ−、ＡΩ。 Ｓｉ元素からなる強磁性合金の単結晶であることを特徴
   とする複合型磁気ヘッド。 ７、特許請求の範囲第６項記載の複合型磁気ヘッドにお
   いて該強磁性合金単結晶の＜１００＞方向ないしはその
   方向の性質を失なわない程度に傾斜した方向がテープ摺
   動方向に一致するように構成したことを特徴とする複合
   型磁気ヘッド。 ８、特許請求の範囲第１項、第２項、第３項。 第４項もしくは第５項記載の複合型磁気ヘッドにおいて
   該金属磁性体が強磁性非晶質合金であることを特徴とす
   る複合型磁気ヘッド。