JPH0773408A

JPH0773408A - 磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気記録再生装置

Info

Publication number: JPH0773408A
Application number: JP21952393A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Maeda; 伸幸前田; Akihisa Obata; 明久小幡; Yoshitsugu Miura; 義從三浦; Takeshi Miura; 岳史三浦
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-09-03
Filing date: 1993-09-03
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】単結晶フェライトにより主磁路が形成されてい
る磁気ヘッドにおいて、高い再生出力および良好な摺動
特性を得ること。【構成】単結晶フェライトにより主磁路が構成されてな
る磁気ヘッドにおいて、該磁気ヘッドの主磁路形成面が
（１１０）面で該磁気ヘッドの摺動面法線方向と＜１０
０＞とのなす角θを略９０゜としたとき、該単結晶フェ
ライトに残留する応力が引っ張り応力となるような手段
を講じたことを特徴とする磁気ヘッド。【効果】高い再生出力および良好な摺動特性が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単結晶フェライトによ
り主磁路が構成される磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年磁気記録の分野においては、高密度
磁気記録を達成するために記録波長の短波長化が進んで
いる。これに伴い記録媒体では高保持力化が進められて
いる。一方磁気ヘッドでは高保持力記録媒体に対応でき
る高い記録再生能力が要求されるようになった。このよ
うな背景から、現在では高い記録再生能力を有する、金
属磁性材とフェライト単結晶材との複合構造の磁気ヘッ
ドが種々発明されている。

【０００３】しかし、単結晶フェライトにより主磁路が
構成されている磁気ヘッドには以下に述べる問題があ
る。一般的にフェライトの磁歪定数は１０~⁵〜１０~⁶オ
ーダーであり、この値はパーマロイ、センダスト等の金
属磁気コア材料の値に比べて１〜２桁大きい。したがっ
て、ヘッドに応力が加わった場合、フェライト部の磁気
特性に顕著な劣化が生じる。

【０００４】実際のヘッドにおいては、フェライトと金
属磁性膜およびフェライトと接合ガラス（フェライトヘ
ッドの場合には、フェライトと接合ガラス）の熱膨張係
数の差に起因して、必ずフェライト部に応力が残留す
る。したがって、ヘッド性能の劣化を防ぐためには、フ
ェライトの磁気弾性効果対策を施すことが不可欠であ
る。

【０００５】特開昭６３−１９３３１０号公報では、強
磁性金属磁性膜をテープ摺動面からデプス長以上で巻線
窓近傍までの範囲内の深さ寸法に形成することによっ
て、フェライトに加わる応力を低減し、その結果ヘッド
性能を向上させることに成功している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしこれまでの発明
はいずれも、フェライトに加わる応力を低減したに過ぎ
ず、磁気弾性効果に対する対策としては不十分であっ
た。本対策を完全に行なうためには、フェライトに加わ
る応力の向き、大きさ、およびフェライトの結晶方位と
ヘッド性能との関係を考慮し、フェライトの透磁率が最
も高くなるように、フェライトに加わる応力およびフェ
ライトの結晶方位を設定することが必要である。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑み為されたもの
で、その目的とするところは、応力によるフェライトの
磁気特性の劣化を大幅に低減することによって実現し
た、優れた磁気ヘッドを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】フェライトに残留する応
力の大きさと向き、およびフェライト結晶方位がフェラ
イトの透磁率に及ぼす影響を詳細に検討した結果、フェ
ライトに応力が加わった場合、その応力の向きおよび大
きさに対応してフェライトの磁化容易軸が変化すること
が明らかになった。したがって、ヘッドの再生特性が最
も良好となる条件を求めるためには、フェライトに加わ
る応力の向きおよび大きさを考慮した上で、フェライト
の透磁率が最大になるようにフェライトの結晶方位を選
定しなければならない。

【０００９】ただし、ヘッドへの実用を考えた場合、選
定可能なフェライトの結晶方位は限定される。なぜなら
ヘッドの摺動特性はフェライトの結晶方位に大きく依存
しているためである。そこで本発明では、良好な摺動特
性が得られるフェライトの結晶方位（図１、図１０に示
す結晶方位）をまず想定し、この結晶方位で再生特性が
最も良好となる条件を導き出した。

【００１０】

【作用】単結晶フェライトにより主磁路が構成されてな
る磁気ヘッドにおいて、該磁気ヘッドの主磁路形成面が
（１１０）面で該磁気ヘッドの摺動面法線方向と＜１０
０＞とのなす角が略９０゜としたとき該単結晶フェライ
トに残留する応力が引っ張り応力であり、かつ残留する
応力の絶対値が、σ・λ／Ｋ１≧１．０となるような手
段を講じたことを特徴とする磁気ヘッドは特に再生特
性、摺動特性に優れたものとなる。

【００１１】本発明は、少なくとも磁路の一部が金属磁
性材料から構成されて成る、フェライト−金属複合磁気
ヘッド、該金属磁性材料が、Ｃｏ基非晶質、Ｆｅ基結晶
質よりなるフェライト−金属磁気ヘッドにおいて特に有
効である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００１３】《第１実施例》図１は、本発明による第１
の実施例を示す磁気ヘッドの概略図である。本実施例
は、Ｍｎ−Ｚｎ単結晶フェライトをコア材に用いた、Ｖ
ＴＲ用の磁気ヘッド１への適用例である。図１におい
て、２はＭｎ−Ｚｎ単結晶フェライト材よりなる第１コ
ア半体（Ｃ形コア半体）、３は同じくＭｎ−Ｚｎ単結晶
フェライト材よりなる第２コア半体（Ｉ形コア半体）で
ある。第１、第２コア半体２、３はフロント側とリア側
で突き合わされて、フロント側には図示せぬギャップ規
制薄膜を介在させた所定トラック幅の作動ギャップ４が
形成されている。５は融着ガラスで、第１、第２コア半
体を一体に結合している。６は巻線窓で、図示せぬコイ
ルが巻けるようになっている。また、磁気ヘッド１の摺
動面７および主磁路形成面８は、Ｍｎ−Ｚｎ単結晶フェ
ライトの結晶方位の（１１０）面であり、磁気ヘッドの
摺動面法線方向と＜１００＞とのなす角θは略９０゜と
なっている。このときフェライトに残留する応力の方向
は、融着ガラス５により調整した。一般に、応力の方向
（ひっぱり応力、圧縮応力）は接合する部材との熱膨張
係数の大小関係で決定される。しかし、ガラスとフェラ
イト基板の応力の方向は、熱膨張係数の大小関係だけで
は説明できないことが実験的に明らかになった。そこで
本実施例で使用するガラスについては、フェライトと接
合した場合、フェライトにどのような応力が残留するか
を実験により確認した。その結果、ガラスＡではフェラ
イトに引っ張り応力が、ガラスＢではフェライトに圧縮
応力が残留し、応力の絶対値はいずれも約５０から７０
ＭＰａであることが明らかになった。

【００１４】図２は、本発明により成る磁気ヘッド１を
搭載した磁気記録再生装置の構成概略図である。テープ
カセットの装着後、磁気テープ２３は公知のテープロー
ディングメカニズムによって引出されて、図２の如きテ
ープ走行系を形成し、磁気テープ２３はピンチローラ１
５とキャップスタン１６とによって支持されキャプスタ
ン１６の回転で図示矢印方向に走行、駆動される。そし
て、走行する磁気テープ２３と上シリンダ１２に搭載さ
れて回転する磁気ヘッド１とは相対摺動し、映像信号の
記録再生が行なわれる。

【００１５】図１に示した磁気ヘッド１の製造方法をフ
ェライトヘッドを例にとって図３から図８を用いて説明
する。

【００１６】図３は、Ｍｎ−Ｚｎ単結晶フェライトブロ
ック３１であり、図に示したように、面積の広い平面側
が（１００）面となっており、各側面が（１１０）面と
なっている。該単結晶ブロックの組成は、Ｆｅ₂Ｏ₃：５
３mol％、ＺｎＯ：１５mol％、ＭｎＯ：３３mol％で、
結晶磁気異方性定数は−５００erg／CC、磁歪定数
λ₁₀₀、λ₁₁₁はそれぞれ、λ₁₀₀：−７×１０-6、
λ₁₁₁：２×１０-6である。

【００１７】まず該フェライトブロック３１を一対用意
する。一方の母材ブロック３１に、図４に示したよう
に、前記巻線窓６用巻線溝３２とトラック溝３３とを高
精度ダイサー等を用いて形成し、前記第１コア半体２用
の第１母材ブロック３１Ａを作成する。また図５に示し
たように、他の母材ブロック３１にはトラック溝３３
を、同じく高精度ダイサー等を用いて形成し前記第２コ
ア半体３用の第２母材ブロック３１Ｂを作成する。

【００１８】そして上記した第１部材ブロック３１Ａの
突き合わせ面には、前記した融着ガラス５が被着され、
上記した巻線用溝３２とトラック溝３３に融着ガラス５
が埋め込まれる。その後、所定のトラック幅がえられる
ように融着ガラス５、および必要に応じ第１部材ブロッ
ク３１Ａの表面が研磨、除去されて、第１部材ブロック
３１Ａの表面が選択的に露呈され、この際同時に巻線用
溝３２内の融着ガラス５が除去される。続いて、第１部
材ブロック３１Ａの突き合わせ面上には、所定膜厚のＳ
ｉＯ₂よりなるギャップ規制薄膜３４が被着、形成され
る。図６はこの行程の終了後の状態を示している（図６
では融着ガラス５上のギャップ規制薄膜３４を割愛して
ある）。

【００１９】また、第２母材ブロック３１Ｂの突き合わ
せ面側にも、前記した融着ガラス５が被着され、前記ト
ラック溝３３に融着ガラス５が埋め込まれている。かか
る後、所定のトラック幅が得られるように融着ガラス５
および必要に応じ第２母材ブロック３１Ｂの表面が研
磨、除去されて、第２母材ブロック３１Ｂの表面が選択
的に露呈される。続いて、第２母材ブロック３１Ｂの突
き合わせ面上には、所定膜厚のＳｉＯ₂よりなるギャッ
プ規制薄膜３４が被着、形成される。図７はこの行程終
了後の状態を示している。（図７では融着ガラス５上の
ギャップ規制薄膜３４を割愛してある）。

【００２０】次に図６の第１母材ブロック３１Ａと図７
の第２母材ブロック３１Ｂを突き合わせ面同士、正確に
位置合わせして突き合わせる。そして、前記融着ガラス
５及びギャップ規制薄膜３４に第１、第２母材ブロック
３１Ａ、３１Ｂ同士を加熱接合して、図８に示したよう
な第１、第２母材ブロック３１Ａ、３１Ｂを一体化した
複合母材ブロックを作成する。この複合母材ブロックを
図８の仮想線３５に沿って高精度ダイサー等で切断し、
その後、摺動面の曲面加工および鏡面加工を施すことに
よって、前記図１に示したヘッド１がえられる。

【００２１】本実施例では、融着ガラスに前述したガラ
スＡ、ガラスＢを用いて２種類のヘッドを作製した。図
９に、この２種類の磁気ヘッドを、図２に示した磁気記
録再生装置に搭載して測定した再生出力を示す。４１は
ガラスＡを融着ガラスとして用いて作成した磁気ヘッド
の再生出力であり、４２はガラスＢを融着ガラスとして
用いて作成した磁気ヘッドの再生出力である。なお、用
いたテープは消磁された酸化物テープで、磁気ヘッドの
相対速度は５．８ｍ／ｓである。同図より、ガラスＡを
用いた磁気ヘッドの方が、ガラスＢを用いた磁気ヘッド
より、約１．５ｄＢ出力が高いことが判る。つまり、磁
気ヘッドの摺動方向と＜１００＞とのなす角θが略９０
゜の場合、フェライトに引っ張り応力を残留したときに
その再生出力が高くなる。

【００２２】《第２実施例》図１０は本発明より成る第
２の実施例を示す磁気ヘッドの概略図である。本実施例
はフェライト−金属複合型構造を採用したＶＴＲ用ヘッ
ドへの適用例である。用いたフェライト単結晶は第１実
施例で用いたものと同一のＭｎ−Ｚｎフェライト単結晶
であり、金属磁性材料としては、非晶質ＣｏＴａＺｒを
用いている。

【００２３】第１実施例と同様に、磁気ヘッドの摺動面
法線方向とフェライト結晶方位の＜１００＞とのなす角
θは略９０゜となっている。また融着ガラスには、第一
実施例と同じガラスを使用した。

【００２４】図１０において、５２は第１コア半体（Ｃ
形コア半体）、５３は第２コア半体（Ｉ形コア半体）
で、第１コア半体５２は、Ｍｎ−Ｚｎフェライト材より
なるコア基体５４Ａと非晶質ＣｏＴａＺｒよりなる金属
磁性膜５５とによって主として構成されている。また、
第２コア半体５３もＭｎ−Ｚｎフェライト材よりなるコ
ア基体５４Ｂと非晶質ＣｏＴａＺｒよりなる金属磁性膜
５５とによって主として構成されている。なおコア基体
５４Ａ、５４Ｂは、前記第１実施例における第１、第２
コア半体２、３とほぼ対応するものとなっている。上記
第１、第２コア半体５２、５３はフロント側とリア側で
突き合わされて、フロント側には図示せぬギャップ規制
薄膜を介在させた所定トラック幅の作動ギャップ５６が
形成されている。５７は融着ガラスで第１、第２コア半
体５２、５３を一体に結合している。５８は巻線窓で、
図示せぬコイルが巻かれるようになっている。また、Ｍ
ｎ−Ｚｎ単結晶フェライトの結晶方位面は、磁気ヘッド
１の摺動面５９及び主磁路形成面６０で（１１０）面と
なっている。

【００２５】次に、図１０に示した磁気ヘッドの製造方
法を図１１から図１６を用いて説明する。図１１はＭｎ
−Ｚｎ単結晶フェライトの母材ブロック６１を示してい
る。母材ブロック６１の結晶面方位は同図に示すよう
に、面積の広い平面側が（１００）面、各側面が（１１
０）面となっている。このＭｎ−Ｚｎ単結晶フェライト
の母材ブロック６１の組成は、本実施例においてはＦｅ
₂Ｏ₃：５３mol％、ＺｎＯ：１５mol％、ＭｎＯ：３３mo
l％となっており、その結晶磁気異方性定数は−５００e
rg／CC、磁歪定数λ₁₀₀、λ₁₁₁はそれぞれλ₁₀₀：−７
×１０-6、λ₁₁₁：２×１０-6である（母材ブロック６
１は前記図３の母材ブロック３１と同一のものであ
る）。

【００２６】上記のような母材ブロック６１を１対用意
し、１対の母材ブロック６１には、図１２に示したよう
にトラック溝６２を高精度ダイサー等を用いて形成す
る。そして、対をなす２つの母材ブロック６１、６１の
突合せ面の全面には、それぞれ非晶質ＣｏＴａＺｒより
なる前記金属磁性膜５５が所定膜厚で成膜、形成され
る。この際、Ｍｎ−Ｚｎ単結晶フェライト（母材ブロッ
ク６１）と金属磁性膜５５との間に、必要に応じ拡散防
止膜６４が所定の厚さに形成される。図１３は、一方の
母材ブロック６１に金属磁性膜５５を形成した状態を示
しているが、他方の母材ブロック６１においても、同等
である。

【００２７】続いて、金属磁性膜５５を形成した１対の
母材ブロック６１、６１上にそれぞれ前記融着ガラス５
７が被着されて、１対の母材ブロック６１、６１の前記
トラック溝５２に融着ガラス５７が埋め込まれる。この
後、一方の母材ブロック６１においては、巻線用溝６３
を高精度ダイサー等を用いて形成し、第一コア半体５２
（Ｃコア半体）となる母材ブロック６１’を得る。かか
るのち、一方の母材ブロック６１においては、図１４に
示すように、所定トラック幅が得られるように融着ガラ
ス５７および金属磁性膜５５の表面が研磨、除去されて
金属磁性膜５５が選択的に露呈される。また、他のブロ
ック６１’においては、図１５に示すように、融着ガラ
ス５７及び必要に応じ金属磁性膜５５が選択的に研磨、
除去されて、金属磁性膜５５が露呈される。この後、図
１４、図１５の各母材ブロック６１、６１’の突き合わ
せ面側には、図示いていないが所定膜厚でＳｉＯ₂より
なるギャップ規制薄膜が成膜、形成される。

【００２８】次に、図１４の母材ブロック６１と図１５
の母材ブロック６１’を正確に突き合わせ、前記融着ガ
ラス５７及びギャップ規制薄膜によって、両ブロック６
１、６１’同士を加熱接合して、図１６に示したような
両ブロック６１、６１’を一体化した複合ブロックを作
成する。この複合母材ブロックを図１６の仮想線６５に
沿って高精度ダイサー等を用いて切断し、その後、摺動
面の曲面加工、及び鏡面加工を施すことにより前記図１
０に示したような磁気ヘッド５１が得られる。

【００２９】本実施例では、融着ガラスに前述したガラ
スＡ、ガラスＢを用いて２種類のヘッドを作製した。図
１７に、この２種類の磁気ヘッドを図２に示した磁気記
録再生装置に搭載して測定した再生出力を示す。なお、
用いたテープは消磁された酸化物テープで、磁気ヘッド
の相対速度は５．８ｍ／ｓである。同図より、ガラスＡ
を用いた磁気ヘッドの方が、ガラスＢを用いた磁気ヘッ
ドより、約２．５ｄＢ出力が高いことが判る。つまり、
磁気ヘッドの摺動面法線方向と＜１００＞とのなす角θ
が略９０゜の場合、フェライトに引っ張り応力が残留し
たときにその再生出力が高くなる。

【００３０】

【発明の効果】このように単結晶フェライトにより主磁
路が構成されてなる磁気ヘッドにおいて、該磁気ヘッド
の主磁路形成面が（１１０）面で該磁気ヘッドの摺動面
法線方向と＜１００＞とのなす角が略９０゜とし、該単
結晶フェライトに残留する応力が引っ張り応力となるよ
うな手段を講じたことを特徴とする磁気ヘッドは、特に
再生特性、摺動特性に優れたものとなる。

【００３１】また本発明は、少なくとも磁路の一部が金
属磁性材料から構成されて成る、フェライト−金属複合
磁気ヘッド、該金属磁性材料が、Ｃｏ基非晶質、Ｆｅ基
結晶質よりなるフェライト−金属磁気ヘッドにおいて特
に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における磁気ヘッドの概略
外観斜視図である。

【図２】図１の磁気ヘッドが搭載されるＶＴＲのテープ
走行系要部斜視図である。

【図３】本発明の第１実施例に係る磁気ヘッドの製造工
程説明図である。

【図４】本発明の第１実施例に係る磁気ヘッドの製造工
程説明図である。

【図５】本発明の第１実施例に係る磁気ヘッドの製造工
程説明図である。

【図６】本発明の第１実施例に係る磁気ヘッドの製造工
程説明図である。

【図７】本発明の第１実施例に係る磁気ヘッドの製造工
程説明図である。

【図８】本発明の第１実施例に係る磁気ヘッドの製造工
程説明図である。

【図９】本発明の第１実施例の磁気ヘッドの再生出力を
示す図である。

【図１０】本発明の第２実施例における磁気ヘッドの概
略外観斜視図である。

【図１１】本発明の第２実施例に係る磁気ヘッドの製造
工程説明図である。

【図１２】本発明の第２実施例に係る磁気ヘッドの製造
工程説明図である。

【図１３】本発明の第２実施例に係る磁気ヘッドの製造
工程説明図である。

【図１４】本発明の第２実施例に係る磁気ヘッドの製造
工程説明図である。

【図１５】本発明の第２実施例に係る磁気ヘッドの製造
工程説明図である。

【図１６】本発明の第２実施例に係る磁気ヘッドの製造
工程説明図である。

【図１７】本発明の第２実施例の磁気ヘッドの再生出力
を示す図である。

【符号の説明】

１…磁気ヘッド、２…Ｍｎ−Ｚｎ単結晶フェライトよりなる第１コア半
体、３…Ｍｎ−Ｚｎ単結晶フェライトよりなる第２コア半
体、４…作動ギャップ、５…融着ガラス、６…巻線窓、７…摺動面、８…主磁路形成面、１１…回転シリンダ装置、１２…回転シリンダ装置の上（回転側）シリンダ、１３…回転シリンダ装置の下（固定側）シリンダ、１４…インピーダンスローラ、１５…ピンチローラ、１６…キャプスタン、１７…バックテンションポスト、１８…供給側リール、１９…巻き取り側リール、２０…音声消去ヘッド、２１…音声／コントロールヘッド、２２…前幅消去ヘッド、２３…磁気テープ、５１…磁気ヘッド、５２…第１コア半体、５３…第２コア半体、５４Ａ…Ｍｎ−Ｚｎ単結晶フェライトよりなるコア半
体、５４Ｂ…Ｍｎ−Ｚｎ単結晶フェライトよりなるコア半
体、５５…金属磁性膜、５６…作動ギャップ、５７…融着ガラス、５８…巻線窓、５９…摺動面、６０…主磁路形成面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三浦岳史茨城県勝田市稲田1410番地株式会社日立製作所ＡＶ機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単結晶フェライトにより主磁路が構成され
てなる磁気ヘッドにおいて、該磁気ヘッドの主磁路形成
面が（１１０）面で該磁気ヘッドの摺動面法線方向と＜
１００＞とのなす角θを略９０゜としたとき、該単結晶
フェライトに残留する応力が引っ張り応力となることを
特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、該単
結晶フェライトに残留する応力が、｜σ・λ／Ｋ１｜≧１．０となることを特徴とする磁気ヘッド。ただし、σ：フェライトに加わる応力 λ：フェライトの磁歪定数（＜１００＞方向）Ｋ１：フェライトの結晶磁気異方性定数である。
【請求項３】請求項１において、少なくとも磁路の一部
が金属磁性材料から構成され接合ガラスの熱膨張係数
を、ガラスの熱膨張係数＜フェライトの熱膨張係数かつ、ガラスの熱膨張係数＜金属磁性膜の熱膨張係数と
なるように選定したことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項４】該金属磁性材料が、Ｃｏ基非晶質合金膜、
ＦｅあるいはＣｏ基微結晶析出型合金膜の少なくとも１
つよりなることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッ
ド。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気
ヘッドを搭載したことを特徴とする磁気記録再生装置。