JPH0322641B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は記録・再生用磁気ヘツドと該記録・再
生用磁気ヘツドの記録巾を規制するための消去用
磁気ヘツドとを有する磁気ヘツドの構成に関する
ものであり、特に磁気ヘツドコア材料としてMn
−Zn系フエライト材料を用いた新規な構成の磁
気ヘツドに係るものである。 磁気記録密度を向上させる一方法として狭トラ
ツク化があるが、コアの厚みが薄くなるにつれ磁
気ヘツド製作上には多くの問題が生じ、特に記
録・再生用磁気ヘツドと消去用磁気ヘツドを同一
ケース内に組込んだ複雑な磁気ヘツドの場合に
は、上述したコアの薄肉化はヘツド組立時の寸法
精度ならびにコア自体の破損等に問題があつた。 最近上記問題点を解消するものとして、記録再
生用磁気ヘツドおよび消去用磁気ヘツドに非磁性
補強部材を接合してコアを強固に補強し、かつ記
録再生磁気ヘツドと消去ヘツド間の寸法精度を高
めた磁気ヘツドが提案され（例えば特公昭55−
810号公報、特公昭53−31763号公報−優先権主張
アメリカ国特願387564号、特開昭54−143217号公
報、特開昭54−22816号公報−優先権主張817755
号−、実開昭54−26915号公報等）実用化されて
いる。 しかしながら、従来実用化されているこの種磁
気ヘツドはコアがNi−Zn系フエライト材料で構
成されているため電磁変換特性が低く、性能的に
必ずしも充分なものではなかつた。このため、よ
り高性能なMn−Zn系フエライトをコア材として
使用したこの種磁気ヘツドの出現が強く望まれて
いるが、Mn−Zn系フエライト材料からなるコア
を非磁性セラミツクス材料からなる補強部材によ
り強固に補強すべく両者をガラスボンデイングを
行なうとクラツクが発生するためMn−Zn系フエ
ライトコアを用いたこの種の磁気ヘツドはいまだ
実現されていなかつた。 本願発明者らは、Mn−Zn系フエライト材料と
非磁性セラミツク材料とのガラスボンデイングの
挙動を詳細に解明した結果、ボンデイングに使用
するガラス、Mn−Zn系フエライト材料および非
磁性セラミツク材料の三者を特定条件を満たすご
とく、選択することによりクラツクを生ずること
なく、工業的に磁気ヘツドを量産できることを見
出し本発明をなしたものである。 すなわち、本発明は少なくともMn−Zn系フエ
ライト材料からなる記録再生用磁気ヘツドと、該
記録再生用磁気ヘツドのギヤツプに平行してガラ
スにより接合された非磁性セラミツクス材料から
なる第１の補強部材と、前記記録再生用磁気ヘツ
ドの記録巾を規制するために前記第１の補強部材
の両側にそれぞれ設けられた消去用磁気ヘツド
と、該消去用磁気ヘツドのギヤツプにそれぞれ平
行に接合され、かつ前記記録再生用磁気ヘツドの
両側にそれぞれ設けられた非磁性セラミツクスか
らなる第２の補強部材とを有する磁気ヘツドであ
つて、上記Mn−Zn系フエライト材料と上記第１
の補強部材の熱膨張係数曲線を温度軸に対して示
したときに、常温から上記ガラスの軟化点までの
範囲で、これら熱膨張係数曲線と温度軸とではさ
まれた領域の面積がそれぞれAfとAcであると
き、−3.8×10^-4≦Af−Ac≦1.8×10^-4の関係を満
足することを特徴とする磁気ヘツドである。 すなわち、従来の磁気ヘツドにおいては、磁気
ヘツドコア材料としてNi−Zn系フエライト材料
を用い、補強部材としては一般にTi−Ba系セラ
ミツクスが用いられている。 第１図はNi−Zn系フエライト材料とTi−Ba系
セラミツクスの熱膨張係数と温度の関係を示す図
である。この図から明らかな如く、上記両材料の
熱膨張係数曲線は類似している。したがつて従来
は、上記両材料の熱膨張係数の差ができるだけ小
なるもの−一般に上記両材料の熱膨張係数は400
℃近傍でほぼ飽和するので、通常は400℃におけ
る熱膨張係数の差ができるだけ小なるもの−を選
択するだけで、クラツクの発生等の問題なしに上
記両材料を接合でき、工業的に磁気ヘツドを量産
することが可能であつたものである。 しかるに、Mn−Zn系フエライト材料の場合に
は第２図に示すような熱膨張係数を有する。すな
わち、Mn−Zn系フエライト材料の熱膨張係数曲
線は、Ni−Zn系フエライト材料の熱膨張係数曲
線とは全く異なり、キユーリー点（通常100〜200
℃の間にある）近傍において、熱膨張係数が極大
値を持つ性質を持つている。このため、Mn−Zn
系フエライト材料と例えばTi−Ba系セラミツク
スなどの非磁性セラミツクスとをガラスにて接合
した場合には、ガラスの凝固冷却過程において両
者の熱膨張係数の差異に基づく歪応力が生じクラ
ツクが発生する。 従つて、Mn−Zn系フエライト材料と非磁性セ
ラミツクス材料とをガラス接合する場合には、
Ni−Zn系フエライト材料と非磁性セラミツクス
とをガラス接合する場合のように単純に両材料の
ある温度における熱膨張係数の差の小さいものを
選択したのでは工業的に磁気ヘツドを量産するこ
とができず、使用するガラス、Mn−Zn系フエラ
イト材料、および非磁性セラミツクス材料の三者
の特性を考慮し選択しなければならない。２つの
部材をガラスで接合する現象を理解し、ガラスの
凝固点を決定するに当つてはガラスの温度特性に
注目する必要がある。 ガラスは温度により粘性、表面張力が連続的に
変化する熱可塑性の物質である。このため、フエ
ライトとセラミツクスをガラスで接合する場合、
高温時にはボンデイング治具からうける力によつ
て発生するガラス内圧ｐが第３図に示すガラス層
をコアの間隙の外側に流し出すように働く。とこ
ろが、温度が低下してくるとガラス内圧ｐをうけ
てもガラスの粘性が大きくなり、それに伴ない表
面張力Ｈが大きくなるため、ガラスの変形を生じ
なくなる。この温度以下ではフエライト、セラミ
ツクス、ガラスのそれぞれの熱収縮に伴う変形が
拘束されることを意味し、応力を発生することに
なる。このような温度がガラスの凝固点と考えら
れる。 ところで、ガラスの粘性は温度により変化する
性質を持ち、ガラス成分毎に異つているが、一般
に粘性係数η（poise）がlog₁₀η＝7.65となるとき
の温度をそのガラスの軟化点と定義されている。
本願発明者等が種々実験検討した結果、前記ガラ
スの凝固点は前記ガラスの軟化点とほぼ近似して
いるので、Mn−Zn系フエライト材料と非磁性セ
ラミツクス材料とをガラス接合する場合には、使
用するガラスの軟化点に着目し、該ガラスの軟化
点から常温までの冷却過程におけるMn−Zn系フ
エライト材料と非磁性セラミツクス材料とに働く
最大歪ができるだけ小さくなるように、これらの
３つの材料を選択する必要があることが判明し
た。 すなわち、例えば第２図において、Mn−Zn系
フエライト材料Ｆと非磁性セラミツクスとを軟化
点Tg₁のガラスを用いて接合する場合には、該温
度Tg₁から常温の間の熱膨張係数曲線の面積の差
がより小となる（図において、af₁とac₁の面積部
分がほぼ等しい）非磁性セラミツクスC₁とを用
いる方が良く、軟化点Tg₂のガラスを用いて接合
する場合には、該温度Tg₂から常温の間の面積の
差がより小となるような（図において、af₂とac₂
の面積部分がほぼ等しい）非磁性セラミツクス
C₂を用いる方が良いことを見出し、本発明が完
成されたものである。 また、この図より明らかな如く、Mn−Zn系フ
エライト材料の熱膨張係数曲線と非磁性セラミツ
クスの熱膨張係数曲線が交叉する点の温度Tx₁、
Tx₂はいずれもMn−Zn系フエライト材料のキユ
ーリー点Tcよりも大きく、かつ使用するガラス
の軟化点Tg₁およびTg₂よりもそれぞれ小さい。 本発明者等の実験検討した結果によれば、上記
両熱膨張係数曲線の交叉する点の温度Txが、Ｍ
−Zn系フエライト材料のキユーリー点Tcとガラ
スの軟化点Tgとの間にあり、Tc＋Tg−Tc／４≦ Tx≦Tc＋Tg−Tc／２の関係を満足するときに、両 熱膨張係数曲線の常温からガラスの軟化点Tgま
での範囲の面積の差が小さくなり、かかる条件の
ガラスを用いて、Mn−Zn系フエライト材料と非
磁性セラミツクス材料とを接合すると、クラツク
を生じないことがわかつた。 以下本発明を実施例により詳述する。 第４図は本発明に係る磁気ヘツドの一例を示す
概略図、第５図はその展開組立説明図である。１
はMn−Zn系フエライト材料からなる記録再生用
磁気ヘツドであり、該磁気ヘツド１の磁気ギヤツ
プに平行して非磁性セラミツクス材料からなる第
１の補強部材２がガラスにより接合されている。
かかる構成のものを得るには、例えばMn−Zn系
フエライト材料からなるコア１ａとなる断面Ｌ字
形のブロツク体と、Mn−Zn系フエライト材料か
らなるコア１ｂとなる断面Ｉ字形のブロツク体と
を所定の磁気ギヤツプを有する如くにして突き合
せガラスボンデイングして一体化し、次いでこの
一体化したブロツク体の磁気ギヤツプに平行して
補強部材２となる断面Ｕ字形の非磁性セラミツク
スのブロツク体を突き合せ両ブロツク体をガラス
接合し、その後所定幅で切断後研磨仕上げすれば
良い。 しかして、上記Mn−Zn系フエライト材料から
なる一体化ブロツク体と、非磁性セラミツクスの
ブロツク体を接合するに際しては、使用するガラ
スの軟化点Tgを考慮し、上記Mn−Zn系フエラ
イト材料の熱膨張係数曲線における常温から上記
ガラスの軟化点Tgまでの範囲の面積Afとの差が
−3.8×10^-4≦Af−Ac≦1.8×10^-4の条件を満足す
るような熱膨張係数曲線における常温から上記ガ
ラスの軟化点Tgまでの範囲の面積Acを有する非
磁性セラミツクス材料からなるブロツク体を用い
てある。ここでAf、Acは、第２図で、例えば軟
化点Tg₁のガラスを用いた場合、各々Mn−Zn系
フエライト、セラミツクC₁の熱膨張係数の曲線
と、Ｔ＝Tg₁のラインと下の温度軸で囲まれた面
積である。 また、第４図〜第５図において、３はＬ字形コ
ア３ａとＩ字形３ｂとを所定の磁気ギヤツプを有
する如くにしてガラスボンデイングして構成され
た消去用ヘツドであり、この消去用磁気ヘツド３
の磁気ギヤツプに平行して非磁性セラミツクス材
料からなるＬ字形の第２の補強部材４がガラス接
合されている。しかして、上記消去用磁気ヘツド
３をMn−Zn系フエライト材料で構成する場合に
は、上述した記録再生用磁気ヘツドの場合と同様
に使用するガラスの軟化点を考慮して消去用磁気
ヘツドおよび第２の補強部材となる材料をそれぞ
れ選択する。しかし消去用磁気ヘツド３ををNi
−Zn系フエライト材料で構成するときは、従来
と同様、使用するガラスの軟化点を考慮すること
なく、ある特定の温度（例えば400℃）における
Ni−Zn系フエライト材料と非磁性セラミツクス
材料の両者の熱膨張係数の差の少ないものを選択
し使用すれば良い。 ５は側板であり、上述の如くにして構成された
記録再生用磁気ヘツド１の両側には上記第２の補
強部材４が設けられ、前記記録再生用磁気ヘツド
１のギヤツプに平行して接合された第１の補強部
材２の両側にはそれぞれ消去用磁気ヘツド３が設
けられる如くに組み合せ、さらにその外側に側板
５を配してこれら部材相互間をガラスまたは樹脂
により接合し、第１図に示すような磁気ヘツドを
得た。 第１表は、記録再生用磁気ヘツドおよび消去用
磁気ヘツドをそれぞれ表に記載の各種組成のMn
−Zn系フエライト材料で構成し、各種の軟化点
のガラスを用いて、各種非磁性セラミツクス材料
からなる補強部材を接合した場合の結果を示した
ものである。第１表において、No.１〜No.24は、記
録再生用磁気ヘツドおよび第１の補強部材からな
る部材と、消去用磁気ヘツドおよび第２の補強部
材からなる部材、および側板相互間を樹脂を用い
て接合した場合のものであり、No.25〜No.40は上記
各部材間をガラスを用いて接合した場合のもので
ある。

【表】

【表】 第１表から明らかな如く、Mn−Zn系フエライ
ト材料および非磁性セラミツクス材料の熱膨張係
数曲線におけるそれぞれの面積AfおよびAcの差
が−3.8×10^-4≦Af−Ac≦1.8×10^-4の範囲内にあ
る組み合せにより得たものは、亀裂が発生せず優
れた磁気ヘツドであることがわかる。また、Mn
−Zn系フエライト材料の組成がモル比でFe₂O₃50
〜55％、ZnO16〜25％、残部主としてMnOから
なるものを用いて製造した磁気ヘツドは、特に磁
気特性に優れている。上記実施例ではMn−Zn系
フエライト材料の組成としてFe₂O₃、ZnOおよび
MnOのみを示したが、本発明におけるMn−Zn
系フエライト材料はかかる組成に限定されるもの
ではなく、例えば、Ｂ、Bi、As等の低融点金属
あるいはその酸化物、あるいはＶ、Ca、Si等の
酸化物、希土類酸化物等の各種添加物を含有して
いても良いことは勿論である。 また、第１表より、記録再生用磁気ヘツドを有
する部材と、消去用磁気ヘツドを有する部材等を
接合するために樹脂を用いた場合には、特に使用
するガラスの軟化点が400〜600℃であり、非磁性
セラミツクス材料の０〜400℃における平均熱膨
張係数が90×10^-7〜120×10^-7であるものが良好
な磁気ヘツドを構成している。また、上記各部材
を接合するためにガラスを用いる場合には、記録
再生用磁気ヘツドと第１の補強部材との接合に用
いる第１のガラス、または消去用磁気ヘツドと第
２の補強部材との接合に用いた第２のガラス（前
記第１のガラスと同じ場合もある）の軟化点が
600〜800℃であり、かつ非磁性セラミツクス材料
の０〜400℃における平均熱膨張係数が80×10^-7
〜105×10^-7であるものが特に優れた磁気ヘツド
を構成することがわかる。 また、この場合には、各部材を接合するための
第３のガラスの軟化点は上記第１のガラスおよび
第２のガラスのいずれの軟化点よりも低い軟化点
のガラスを用いることにより、接合時における上
記第１および第２のガラスの軟化を回避できるの
で、ギヤツプの変化等を生じることなく高精度の
磁気ヘツドを得ることができる。 尚、第１表における上記非磁性セラミツクス材
料の０〜400℃における平均熱膨張係数とは、第
６図に示す如く、例えば400℃におけるTi−Ba系
非磁性セラミツクスの伸び量を温度で割算したも
のを換言すれば、伸び−温度曲線における400℃
での伸び量と零点を結ぶ直線の勾配で表わされる
ものである。 第７図は、書き込み電流と再生出力の関係を
Mn−Zn系フエライトの組成により取つたもので
ある。 記録媒体を完全に交流消磁を行ない、磁気ヘツ
ド記録コイルに一定の周波数の書き込み電流を流
し記録媒体を磁化したのち、記録コイルの電流を
断とし、磁気ヘツドを媒体の磁化された軌跡上を
相対的に動かし、再生コイルに誘起される再生出
力を各電流値についてプロツトしたものである。 書き込み電流が小さい場合、媒体を充分磁化す
るだけの磁束が磁気ヘツドの磁気ギヤツプから出
ないため、再生出力は小さい。また、書き込み電
流が大きすぎると、磁気ヘツドの磁気ギヤツプ近
傍の磁気飽和が起こり、磁気ギヤツプが実効的に
大きくなるため書き込みに必要な磁束が磁気ギヤ
ツプ上で得られない。この様なことから、書き込
み電流に対して再生出力が最大になる点が得られ
る。 再生出力は、再生コイルに誘電される電圧であ
り、コイル巻数が同じであれば、記録媒体の磁化
された部分より出る磁束を多く集める方が良いも
のである。磁束を多く集める材料とは、透磁率の
高い材料であり、Fe₂O₃50〜55mol％、ZnO16〜
25mol％、MnOBalanceの組成のMn−Znフエラ
イトは、Fe₂O₃56〜60mol％、ZnO5〜15mol％、
MnOBalanceのものに比べ、透磁率率の高い材
料であるため大きな再生出力が得られた。 また、従来用いられてきたNi−Znフエライト
に較べても、上記組成のMn−Znフエライトの透
磁率は高いため、再生出力が大きくなり、高密度
記録に適した磁気ヘツドを構成できることが判明
した。

【図面の簡単な説明】

第１図はNi−ZnフエライトとTi−Baセラミツ
クの熱膨張係数を温度との関係で示す図、第２図
は本発明に使用したMn−ZnフエライトとTi−
Baセラミツクの熱膨張係数を温度との関係で示
す図、第３図はフエライトコアとセラミツクコア
の間をガラスでボンデイングする時のガラス軟化
を説明するための図、第４図は本発明による磁気
ヘツド用のコア組立品の外観図、第５図は第４図
に示したコア組立品の分解図、第６図は本発明に
使用したMn−ZnフエライトとTi−Baセラミツ
クの熱膨張を示す図、第７図は磁気ヘツド材質に
よる書き込み電流と再生出力の関係を示す図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくともMn−Zn系フエライト材料からな
   る記録再生用磁気ヘツドと、該記録再生用磁気ヘ
   ツドのギヤツプに平行してガラスにより接合され
   た非磁性セラミツクス材料からなる第１の補強部
   材と、前記記録再生用磁気ヘツドの記録巾を規制
   するために前記第１の補強部材の両側にそれぞれ
   設けられた消去用磁気ヘツドと、該消去用磁気ヘ
   ツドのギヤツプにそれぞれ平行に接合され、かつ
   前記記録再生用磁気ヘツドの両側にそれぞれ設け
   られた非磁性セラミツクスからなる第２の補強部
   材とを有する磁気ヘツドであつて、上記Mn−Zn
   系フエライト材料と上記第１の補強部材の熱膨張
   係数曲線を温度軸に対して示したときに、常温か
   ら上記ガラスの軟化点までの範囲で、これら熱膨
   張係数曲線と温度軸とではさまれた領域の面積が
   それぞれAfとAcであるとき−3.8×10^-4≦Af−
   Ac≦1.8×10^-4の関係を満足することを特徴とす
   る磁気ヘツド。 ２ 上記Mn−Zn系フエライト材料の熱膨張係数
   曲線と上記第１の補強部材の熱膨張係数曲線が交
   叉する点の温度Txが、上記Mn−Zn系フエライ
   ト材料のキユーリー点Tcより大で、かつ上記ガ
   ラスの軟化点Tgよりも小であり、Tc−Tg−Tc／４ ≦Tx≦Tc＋Tg−Tc／２の関係を満足することを特 徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気ヘツ
   ド。 ３ 上記消去用磁気ヘツドもMn−Zn系フエライ
   ト材料から構成され、該Mn−Zn系フエライト材
   料と上記第２の補強部材の熱膨張係数曲線の常温
   から前記両部材を接合するためのガラスの軟化点
   までの範囲内の面積をそれぞれAf′とAc′とした
   とき、−3.8×10^-4≦Af′−Ac′≦1.8×10^-4の関係を
   満足するものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の磁気ヘツド。 ４ 上記消去用磁気ヘツドを構成するMn−Zn系
   フエライト材料の熱膨張係数曲線と上記第２の補
   強部材の熱膨張係数曲線が交叉する点の温度
   Tx′が上記Mn−Zn系フエライト材料のキユーリ
   ー点Tc′より大で、かつ上記ガラスの軟化点
   Tg′よりも小であり、Tc′＋Tg′−Tc′／４≦Tx′≦ Tc′＋Tg′−Tc′／２の関係を満足することを特徴と する特許請求の範囲第３項記載の磁気ヘツド。 ５ 上記Mn−Zn系フエライト材料が、モル比で
   Fe₂O₃50〜55％、ZnO16〜25％、残部主として
   MnOからなるものであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項から第４項いずれか１つの項記
   載の磁気ヘツド。 ６ 上記ガラスの軟化点が600〜800℃であり、上
   記第１および／または第２の補強部材の０〜400
   ℃における平均熱膨張係数が80×10^-7〜105×
   10^-7であることを特徴とする特許請求の範囲第５
   項記載の磁気ヘツド。 ７ 上記記録再生用磁気ヘツドと上記第２の補強
   部材、および上記第１の補強部材と上記消去用磁
   気ヘツドを、上記記録再生用磁気ヘツドと上記第
   １の補強部材を接合したガラス、または上記消去
   用磁気ヘツドと上記第２の補強部材を接合したガ
   ラスの双方の軟化点よりも低い軟化点を有するガ
   ラスで接合したことを特徴とする特許請求の範囲
   第６項記載の磁気ヘツド。 ８ 上記ガラスの軟化点が400〜600℃であり、上
   記第１および／または第２の補強部材の０〜400
   ℃における平均熱膨張係数が90×10^-7〜120×
   10^-7であることを特徴とする特許請求の範囲第５
   項記載の磁気ヘツド。 ９ 上記記録再生用磁気ヘツドと上記第２の補強
   部材、および上記第１の補強部材と上記消去用磁
   気ヘツドを樹脂により接合したことを特徴とする
   特許請求の範囲第８項記載の磁気ヘツド。