JPH051523B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気ヘツドの構成の改良に関する。

従来例の構成とその問題点 従来、非磁性基板として、ガラス、Znフエラ
イト、ペロブスカイト型構造のBaTiO₃などを用
い、パーマロイ、センダスト、アモルフアス合金
等の軟磁性金属材料、又は、軟磁性のMn−Znフ
エライトやNi−Znフエライトを、接合もしくは、
接着剤で接着し、磁気ヘツドにしたもの、又は、
前述の基板の上に、スパツター、蒸着、CVD、
メツキ等の薄膜形成法を用いて、磁性膜を形成し
磁気ヘツドとしたものなどがあつた。いずれの方
法を取るにしても、基板材料と磁性材料の熱膨張
係数が、等しいか、又はその差が極めて小さくな
ければ、両材料の接合界面に応力が発生し、亀裂
が生じたり、又は破壊を起こしたりする。そこ
で、基板材料として磁性材料の熱膨張係数に合つ
た材料が用いられなければならない。ガラス基板
は、組成を変える事により、比較的自由に熱膨張
係数が変えられるが、成分として、アルカリ金属
を含むものが多く、使用時の環境条件、特に湿度
の変化に対して、化学的に不安定であり、磁気ヘ
ツドとして、充分を特性も持つものが得られなか
つた。アルカリ金属を含まないガラス（結晶化ガ
ラスも含む）でも、Ca、Ba等のアルカリ土類金
属を含み、前述の環境条件下では、問題を生じて
いた。非磁性のZnフエライトを用いた場合では、
その熱膨張係数が、85×10^-71／℃程度と小さく、
金属磁性材料の熱膨張係数が100〜130×10^-71／
℃と大きいため、使用できなかつた。又、ペロブ
スカイト型構造のBaTiO₃系材料では、熱膨張係
数が95×10^-71／℃と小さく、又、熱膨張係数を
大きくするため、Caを添加すると、磁気ヘツド
として使用する際に、耐湿性の点で問題を生じて
いた。又、正方晶系のペロブスカイト構造の基板
を用いて、磁気ヘツドを作成すると、磁気記録媒
体（磁気テープ等）で摺動させると、基板多結晶
の各結晶粒子の耐摩耗性が結晶方位によつて異な
るため、偏摩耗を生じ、ひいては、磁気ヘツドの
出力が低下するという問題点もあつた。

発明の目的 本発明は、耐環境性に優れ、又、磁気記録媒体
との摺動に対しても、耐摩耗性を有する特性の安
定した磁気ヘツドを市場に提供する事を目的とす
るものである。

発明の構成 本発明は、Mgと１種類以上の遷移金属元素か
らなる複合酸化物を主成分とし、非磁性でかつ立
方晶系の結晶構造を有する基板を用い、この基板
に軟磁性金属もしくは軟磁性フエライトを、磁気
コアとして、接合もしくは接着又は薄膜形成法を
用いて、この基板上に単層もしくは絶縁層と交互
に積層した磁性膜を形成することにより構成した
事を特徴とする磁気ヘツドである。

実施例の説明 実施例 １ 試薬特級の酸化マグネシウムと炭酸マンガンを
それぞれ40.5ｇ、125.6ｇ秤量し、湿式ボールミ
ルにて16時間混合し、その後、120℃で乾燥を行
つた。乾燥した混合粉に、原料粉に対し、10重量
％の純水を加え、造粒し、300Kg／cm²の圧力で、
金型成形した。成形体を、アルミナ粉に包んで、
SiC製の型に入れ、周囲からN₂ガスを流しなが
ら、1200〜1300℃で１時間300Kg／cm²の圧力で、
ホツトプレスした。得られた焼結体から、Ｘ線回
折用試料を切り出し、粉末Ｘ線回折法により、相
の同定を行つた。焼結体は、立方晶系の
MgMnO₂である事が、確認された。又、焼結体
の一部を、取り出し、走査型電子顕微鏡（SEM）
にて、焼結体内部の気孔を観察した。その結果、
他の標準試料体の気孔率等と比較することにより
焼結体は、気孔率が0.3％以下の高密度焼結体で
ある事が認められた。このMgMnO₂焼結体を、
ダイヤモンドカツターにて切断し、SiC砥粒及
び、ダイヤモンド砥粒を順次用いて、表面平滑度
Ramax0.1μｍにまで研磨した。このMgMnO₂基
板を用いて、第１図に示す様な磁気ヘツドを、薄
膜形成法を用いて作成した。図の１は基板、２
は、磁気ギヤツプ、３は絶縁層、４はアモルフア
スの金属磁性膜であり、５は巻数用の窓である。
磁気ヘツド作成の工程は、よく洗浄した清浄な基
板の上に、スパツター装置でSiO₂を主成分とす
る絶縁層を約1μｍの厚さで形成する。次にCoを
主成分としNb、Zr、Ｗ、Ta、Tiのうちから二
種類の金属を含む非晶質金属の軟磁性膜（熱膨張
係数は115×10^-7／℃）を５〜10μｍの膜厚になる
様に形成する。この操作を繰り返して、三層のア
モルフアス磁性膜を形成し、磁気コア材とし、図
−１のＡ，Ｂをつくる。Ｂには１−５の巻き線用
窓となる溝を形成し、更に、ギヤツプ形成用ガラ
スをＡ，Ｂ両部分の磁気ギヤツプ形成面側に、ス
パツターで、薄膜層をつくり、最後にＡ，Ｂ部分
を、熱間接合する。この接合体に巻き線をほどこ
して、磁気ヘツドを作成した。比較のため、基板
として、熱膨張係数が、110〜120×10^-7／℃の、
アルカリ金属を含む結晶化ガラス（結晶化ガラス
ａ）と、アルカリ金属を含まず、アルカリ土類金
属のCaを含む結晶化ガラス（結晶化ガラス−
ｂ）、CaO−SrO−TiO₂系のセラミツクス基板
（セラミツクスｃ）をそれぞれ準備し、前述と同
様にして、磁気ヘツドを作成した。金属鉄粉を主
成分の磁気記録媒体とし、有機高分子のベースフ
イルムに塗布した、いわゆる「メタルラープ」を
用い、磁気ヘツドの、電気特性、及び耐摩耗性、
耐環境性を調べた。ラープ、ヘツドの相対速度を
約3.8rn／secとし、テープを磁気ヘツドに摺動さ
せて、特性を評価した。通常の環境、23℃、湿度
50％では、基板による磁気ヘツドの特性の差異は
認められなかつたが、測定条件が23℃、湿度10％
では、結晶化ガラスａ，ｂ、とセラミツクスｃの
基板を用いた磁気ヘツドでは、測定開始後、数時
間でペツト出力が数dB低下した。しかるに、本
発明の基板を用いたものでは、出力の低下は認め
られなかつた。他の出下低下を生じた磁気ヘツド
を詳しく観察すると、基板表面上に、磁気テープ
の金属粉が付着し、表面に凹凸が生じていた。更
に、他の環境条件、高温多湿、高温低温低温高
湿、低温高湿でも、本発明のMgMnO₂を基板と
した磁気ヘツドでは、電気特性、耐摩耗性、耐環
境性とも問題を生せず、安定した特性を示した。
一方、他の基板材料を用いた磁気ヘツドでは、前
述の例の様に、耐環境試験で、出力の低下の生じ
たり、耐摩耗性が劣下したり、又磁気テープと磁
気ヘツドの、摩擦が大きくなつて、磁気テープが
走行しなくなるなどの問題が生じた。なお、この
MgMnO₂基板の熱膨張係数は120×10^-7／℃であ
つた。本発明で用いる磁性材料は、その熱膨張係
数が100〜130×10^-71／℃であるため、この熱膨
張係数の範囲以外の値を持つ基板材料は、使用で
きない。又、磁気テープとの摺動においては、通
常、材料の耐摩耗性が各結晶面と結晶方位によつ
て異なるため、出来るだけ、対称性の良い結晶構
造を持つものが好ましい。これらの点からも、本
発明で用いる基板材料は、要求条件にかなつたも
のである。通常、立方晶系の遷移金属酸化物は、
熱膨張係数が100×10^-7／℃以下であり、上記の
要求熱膨張係数のものが得られにくかつた。しか
るに本発明では、Mgを含有させることにより、
熱膨張係数を大きくし、かつ、Mg含有酸化物
か、耐環境性においても、優れを特性を有するこ
とを見出し、本発明に致つたものである。

実施例 ２ 試薬特級酸化マグネシウム40.5ｇ、試薬特級酸
化ニツケル74.8ｇを実施例１と同様にして、混
合、乾燥、成形し、ホツトプレスして、高密度を
セラミツクスを作成した。このセラミツクスは、
Ｘ線解析により、立方晶系のMgNiO₂と同定され
た。又、SEM観察熱分析等により、気孔率は0.2
％以下の高密度焼結体であり、熱膨張係数が125
×10^-71／℃である事が確認された。この
MgNiO₂を基板として、実施例１と同様にして、
Mn−Zn−フエライト（熱膨張係数120×10^-7／
℃）をスパツタにて、膜厚20〜30μｍの膜を形成
した。比較のため、他の基板材料、結晶化ガラス
ペロブスカイト構造のBaTiO₃系材料、等を用い
て、同様に磁気ヘツドを作成した。磁気テープと
して、金属Coを主成分とした蒸着テープを用い
て、磁気ヘツド特性の評価を行つた。その結果、
結晶化ガラスを基板に用いたものでは、磁気テー
プが磁気ヘツドと密着し、走行しなかつたり、走
行しても、出力のバラツキが生じる等の問題を生
じた。一方、ペロブスカイト構造のBaTiO₃系材
料を、基板に用いた磁気ヘツドは、磁気ヘツド摺
動面に、基板の結晶粒子に凹凸が生じ、耐摩耗性
及び、いわゆるスペーシングロスによる出力低下
という問題を生じた。しかるに、本発明の
MgNiO₂を基板に用いた磁気ヘツドでは、耐摩耗
性、耐環境性、電気特性等において、問題を生ぜ
す、安定した特性を示した。

この様に本発明の磁気ヘツドでは、特に磁気テ
ープによる摺動に対して、安定な特性を有するも
のである。実施例１、実施例２では非晶質合金の
軟磁性膜とフエライト膜について述べたが、高磁
気記録密度用の、高保磁力を有する磁気テープ、
デイスク等を用いた場合では、信号を書き込むた
めの高磁界が必要となるため磁気ヘツドにも、高
磁束密度を有する金属磁性体を使用しなければな
らない。一方、磁気ヘツドには、記録媒体と摺動
させて信号を書き込んだり、再生したりするので
耐摩耗性を兼ねそなえなければならない。よつ
て、本発明者等は、これらの特性を持つ、Co−
Ｍ−M′で表わされる非晶質合金を、軟磁性膜と
して使用するものである。ここで、Ｍ−M′は、
Nb、Zr、Ｗ、Ta、Tiのうちから選ばれたもの
である。

本発明は実施例１、実施例２に記載された、
MgMnO₂、MgNiO₂のみに言及するものではな
く、Mgとその他の遷移金属と組み合せた複合酸
化物についても、同様の効果が得られるものであ
る。さらに、本発明の磁気ヘツドは、実施例１実
施例２に述べた磁気ヘツド作成法のみに限定する
ものではない。

発明の効果 本発明は、磁気テープとの摺動において、問題
を生じることなく、安定した性能を有し、耐環境
性、耐摩耗性に優れ又高密度磁気記録に対応した
磁気ヘツドである。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明に関わる磁気ヘツドの一例を示す
図である。 １……基板、２……磁気ギヤツプ、３……絶縁
層、４……磁性膜、５……巻き線用の窓。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Mgと１種類以上の遷移金属元素からなる複
   合酸化物を主成分とし、非磁性でかつ立方晶系の
   結晶構造を有する基板を用い、この基板に軟磁性
   金属もしくは軟磁性フエライトを磁気コアとし
   て、接合もしくは接着、又は、薄膜形成法を用い
   て、この基板上に単層もしくは、絶縁層と交互に
   積層した磁性膜を形成することにより構成したこ
   とを特徴とする磁気ヘツド。 ２ 基板の熱膨長係数が100〜130×10^-7／℃であ
   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 軟磁性金属としてCo−Ｍ−M′（M.M′はNb、
   Zr、Ｗ、Ta、Tiの内から選ばれた金属）を主性
   分とする非晶質合金膜を用いた事を特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の磁気ヘツド。