JP3083454B2 - 磁気ヘッド - Google Patents
磁気ヘッドInfo
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- JP3083454B2 JP3083454B2 JP06191045A JP19104594A JP3083454B2 JP 3083454 B2 JP3083454 B2 JP 3083454B2 JP 06191045 A JP06191045 A JP 06191045A JP 19104594 A JP19104594 A JP 19104594A JP 3083454 B2 JP3083454 B2 JP 3083454B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気テープなどの記録
媒体と摺動して磁気記録または再生が行われる磁気ヘッ
ドに係り、特に記録媒体との摺動面に保護膜が形成され
た磁気ヘッドに関する。
媒体と摺動して磁気記録または再生が行われる磁気ヘッ
ドに係り、特に記録媒体との摺動面に保護膜が形成され
た磁気ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】図1は、ステレオカセットテーププレー
ヤに用いられる磁気ヘッドを示す斜視図である。この種
の磁気ヘッドHは、シールドケース1とシールド板2
a,2bがそれぞれソフトパーマロイ(Fe−Ni−M
o系合金)により形成され、磁気ギャップGを形成する
コア3がハードパーマロイ(Fe−Ni−Nb系合金)
の積層材により形成されている。また、シールド板2
a,2bおよびコア3と、シールドケース1との間は樹
脂4で埋められている。また、磁気テープTは、ポリエ
ステルなどのベースフィルムに磁性層が形成され、この
磁性層は、γ−Fe2O3などの磁性粉の微粒子とバイン
ダーなどにより形成されている。
ヤに用いられる磁気ヘッドを示す斜視図である。この種
の磁気ヘッドHは、シールドケース1とシールド板2
a,2bがそれぞれソフトパーマロイ(Fe−Ni−M
o系合金)により形成され、磁気ギャップGを形成する
コア3がハードパーマロイ(Fe−Ni−Nb系合金)
の積層材により形成されている。また、シールド板2
a,2bおよびコア3と、シールドケース1との間は樹
脂4で埋められている。また、磁気テープTは、ポリエ
ステルなどのベースフィルムに磁性層が形成され、この
磁性層は、γ−Fe2O3などの磁性粉の微粒子とバイン
ダーなどにより形成されている。
【0003】磁気ヘッドHは、その前面の摺動面Aに対
して磁気テープTが摺動するため、摺動面Aの状態の変
化が磁気ヘッドの記録または再生特性に影響を与える。
摺動面Aの状態の変化としては、磁気テープTの磁性粉
がベースフィルム側から剥離して摺動面Aに付着するこ
と、および磁気テープによって摺動面Aが摩耗させられ
ることが挙げられる。摺動面Aに磁性粉が付着すると、
コア3と磁気テープの磁性層との間の隙間が広くなって
スペーシングロスが大きくなる。また、摺動面Aにおい
てシールドケース1の表面1a、シールド板2a,2b
およびコア3、特にシールド板2a,2bおよびコア3
が磁気テープTとの摺動により摩耗すると、摺動面Aが
偏摩耗状態になり、偏摩耗による摺動面Aの凹凸によ
り、やはりスペーシングロスが大きくなる。
して磁気テープTが摺動するため、摺動面Aの状態の変
化が磁気ヘッドの記録または再生特性に影響を与える。
摺動面Aの状態の変化としては、磁気テープTの磁性粉
がベースフィルム側から剥離して摺動面Aに付着するこ
と、および磁気テープによって摺動面Aが摩耗させられ
ることが挙げられる。摺動面Aに磁性粉が付着すると、
コア3と磁気テープの磁性層との間の隙間が広くなって
スペーシングロスが大きくなる。また、摺動面Aにおい
てシールドケース1の表面1a、シールド板2a,2b
およびコア3、特にシールド板2a,2bおよびコア3
が磁気テープTとの摺動により摩耗すると、摺動面Aが
偏摩耗状態になり、偏摩耗による摺動面Aの凹凸によ
り、やはりスペーシングロスが大きくなる。
【0004】そこで、磁気ヘッドHの磁気テープTとの
摺動面Aに保護膜を形成し、この保護膜により磁気テー
プの摺動性(走行性)を改善し、磁性粉の付着や摩耗を
防止することが考えられている。図2は、摺動面Aにて
シールド板2a,2bおよびコア3の表面に形成された
保護膜5と、ヘッドパッドPによりシールド板2a,2
bおよびコア3に押し付けられた状態で走行する磁気テ
ープTを拡大断面図にて示している。
摺動面Aに保護膜を形成し、この保護膜により磁気テー
プの摺動性(走行性)を改善し、磁性粉の付着や摩耗を
防止することが考えられている。図2は、摺動面Aにて
シールド板2a,2bおよびコア3の表面に形成された
保護膜5と、ヘッドパッドPによりシールド板2a,2
bおよびコア3に押し付けられた状態で走行する磁気テ
ープTを拡大断面図にて示している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記保護膜5の材料と
しては、磁気テープTの磁性粉が付着しにくいもので且
つ磁気テープTの摺動により摩耗しにくい硬度を有した
ものを使用することが必要である。そのための好ましい
材料としてはDLC(ダイアモンドライクカーボン)、
BN、TiN、SiO2、CrNなどが挙げられる。硬
度および下地となるコアやシールド板との付着性(接合
性)の面からは、DLCやBNを使用することが好まし
い。
しては、磁気テープTの磁性粉が付着しにくいもので且
つ磁気テープTの摺動により摩耗しにくい硬度を有した
ものを使用することが必要である。そのための好ましい
材料としてはDLC(ダイアモンドライクカーボン)、
BN、TiN、SiO2、CrNなどが挙げられる。硬
度および下地となるコアやシールド板との付着性(接合
性)の面からは、DLCやBNを使用することが好まし
い。
【0006】しかしながら、保護膜5を形成した場合
に、磁気テープTの摺動走行時間が長くなるにしたがっ
て、保護膜5がシールド板2a,2bやコア3の表面か
ら剥がれ、あるいは保護膜が摩耗する新たな問題が生じ
る。膜の剥がれが生じまたは膜が摩耗すると、露出した
シールド板2a,2bやコア3自体が磁気テープTの摺
動により偏摩耗し、またはシールド板2a,2bやコア
3の表面に磁気テープTの磁性粉が付着しやすくなり、
これらの原因によりスペーシングロスが増大し、ヘッド
特性が劣化することになる。保護膜5は、磁気ヘッドH
の摺動面Aの全面に形成されるが、磁気テープが摺動す
ることにより影響を最も受けるのはヘッドパッドPによ
り磁気テープTが圧接されているシールド板2a,2b
およびコア3の部分である。すなわちシールド板2a,
2bとコア3の表面を覆う部分での保護膜5の剥離や摩
耗が、ヘッド特性の劣化に最も大きく関係することにな
る。
に、磁気テープTの摺動走行時間が長くなるにしたがっ
て、保護膜5がシールド板2a,2bやコア3の表面か
ら剥がれ、あるいは保護膜が摩耗する新たな問題が生じ
る。膜の剥がれが生じまたは膜が摩耗すると、露出した
シールド板2a,2bやコア3自体が磁気テープTの摺
動により偏摩耗し、またはシールド板2a,2bやコア
3の表面に磁気テープTの磁性粉が付着しやすくなり、
これらの原因によりスペーシングロスが増大し、ヘッド
特性が劣化することになる。保護膜5は、磁気ヘッドH
の摺動面Aの全面に形成されるが、磁気テープが摺動す
ることにより影響を最も受けるのはヘッドパッドPによ
り磁気テープTが圧接されているシールド板2a,2b
およびコア3の部分である。すなわちシールド板2a,
2bとコア3の表面を覆う部分での保護膜5の剥離や摩
耗が、ヘッド特性の劣化に最も大きく関係することにな
る。
【0007】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、記録媒体との摺動面に保護膜が形成された場合
に、この保護膜がコアやシールド板などの下地金属から
剥離したり、また著しく摩耗するのを防止できる磁気ヘ
ッドを提供することを目的としている。
あり、記録媒体との摺動面に保護膜が形成された場合
に、この保護膜がコアやシールド板などの下地金属から
剥離したり、また著しく摩耗するのを防止できる磁気ヘ
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、磁気ヘッドの
記録媒体との摺動面にDLC、BN、TiN、Si
O2、CrNなどの保護膜が形成されているものにおい
て、各種実験の結果、保護膜の下地金属となるコアやシ
ールド板さらにはシールドケースの硬度が、保護膜の剥
がれや摩耗などに大きく影響することを確認したことに
基づいてなされたものである。
記録媒体との摺動面にDLC、BN、TiN、Si
O2、CrNなどの保護膜が形成されているものにおい
て、各種実験の結果、保護膜の下地金属となるコアやシ
ールド板さらにはシールドケースの硬度が、保護膜の剥
がれや摩耗などに大きく影響することを確認したことに
基づいてなされたものである。
【0009】すなわち本発明は、記録媒体との摺動面が
保護膜により被覆されている磁気ヘッドであって、前記
保護膜の下地となる金属のビッカース硬度Hvが140
以上で950以下であり、下地となる金属の表面の中心
線平均粗さRaが5nm以上で50nm以下であり、か
つ下地となる金属が、磁気ギャップを形成するコア及び
/又は前記コアに隣接するシールド板であることを特徴
とするものである。
保護膜により被覆されている磁気ヘッドであって、前記
保護膜の下地となる金属のビッカース硬度Hvが140
以上で950以下であり、下地となる金属の表面の中心
線平均粗さRaが5nm以上で50nm以下であり、か
つ下地となる金属が、磁気ギャップを形成するコア及び
/又は前記コアに隣接するシールド板であることを特徴
とするものである。
【0010】上記において、下地となる金属の表面の中
心線平均粗さRaが5nm以上で35nm以下であるこ
とが好ましい。 また、下地となる金属がパーマロイによ
り形成されている場合には、そのビッカース硬度Hvが
140以上である。パーマロイのビッカース硬度Hvの
上限は220程度である。すなわち、パーマロイの硬度
はNbの含有量によって変化するがパーマロイでのNb
の含有量を多くすると記録媒体との摺動特性が向上され
るが、その反面磁気特性が低下する。このNbの含有量
を磁気特性に支障のない範囲とするとパーマロイのビッ
カース硬度Hvの上限は220程度である。そのため下
地となる金属がパーマロイにより形成されている場合に
は、そのビッカース硬度Hvは140以上で220以下
である。
心線平均粗さRaが5nm以上で35nm以下であるこ
とが好ましい。 また、下地となる金属がパーマロイによ
り形成されている場合には、そのビッカース硬度Hvが
140以上である。パーマロイのビッカース硬度Hvの
上限は220程度である。すなわち、パーマロイの硬度
はNbの含有量によって変化するがパーマロイでのNb
の含有量を多くすると記録媒体との摺動特性が向上され
るが、その反面磁気特性が低下する。このNbの含有量
を磁気特性に支障のない範囲とするとパーマロイのビッ
カース硬度Hvの上限は220程度である。そのため下
地となる金属がパーマロイにより形成されている場合に
は、そのビッカース硬度Hvは140以上で220以下
である。
【0011】また、下地となる金属がFe−Ni−Nb
系合金にて形成されている場合には、Nbの含有量を調
整することによりその硬度を変えることができる。Fe
−Ni−Nb系合金のビッカース硬度Hvを150以上
で220以下とするためには、Nbの含有量を3重量%
以上で10重量%以下の範囲とすることが必要である。
系合金にて形成されている場合には、Nbの含有量を調
整することによりその硬度を変えることができる。Fe
−Ni−Nb系合金のビッカース硬度Hvを150以上
で220以下とするためには、Nbの含有量を3重量%
以上で10重量%以下の範囲とすることが必要である。
【0012】
【0013】上記において、下地となる金属には、前記
コア及び/又はシールド板に加え、前記コア及び/又は
シールド板を収納するシールドケースが含まれていても
よい。
コア及び/又はシールド板に加え、前記コア及び/又は
シールド板を収納するシールドケースが含まれていても
よい。
【0014】
【作用】コアやシールド板などの表面に保護膜が形成さ
れると、コアおよびシールド板の表面に対する記録媒体
(磁気テープ)の摺動性(走行性)が良好になり、その
結果、コアやシールド板などに対し記録媒体の磁粉が付
着しにくくなり、またコアやシールド板などの表面での
偏摩耗が生じにくくなる。図2に示す磁気テープTが磁
気ヘッドの摺動面Aに摺動しながら走行する際の、磁気
テープTの摺動抵抗Fは、磁気テープTと摺動面Aとの
動摩擦係数μに比例する。この動摩擦抵抗μは、磁気テ
ープTと摺動面Aとの真実接触面積Arおよび、磁気テ
ープTが摺動面Aを摺動するときの剪断強度Sに比例す
るものとなる。摺動面Aが軟質金属の場合には、Arが
増大するがSは小さくなり、摺動面Aが硬質金属の場合
には、Arは小さいがSが大きくなっていずれにせよ動
摩擦係数μおよび摺動抵抗Fが大きくなる。しかし、金
属の表面に保護膜5を形成した場合には、ArとSが共
に小さくなり、動摩擦係数μと摺動抵抗Fが小さくな
り、磁気テープTの摺動性(走行性)が良好になる。
れると、コアおよびシールド板の表面に対する記録媒体
(磁気テープ)の摺動性(走行性)が良好になり、その
結果、コアやシールド板などに対し記録媒体の磁粉が付
着しにくくなり、またコアやシールド板などの表面での
偏摩耗が生じにくくなる。図2に示す磁気テープTが磁
気ヘッドの摺動面Aに摺動しながら走行する際の、磁気
テープTの摺動抵抗Fは、磁気テープTと摺動面Aとの
動摩擦係数μに比例する。この動摩擦抵抗μは、磁気テ
ープTと摺動面Aとの真実接触面積Arおよび、磁気テ
ープTが摺動面Aを摺動するときの剪断強度Sに比例す
るものとなる。摺動面Aが軟質金属の場合には、Arが
増大するがSは小さくなり、摺動面Aが硬質金属の場合
には、Arは小さいがSが大きくなっていずれにせよ動
摩擦係数μおよび摺動抵抗Fが大きくなる。しかし、金
属の表面に保護膜5を形成した場合には、ArとSが共
に小さくなり、動摩擦係数μと摺動抵抗Fが小さくな
り、磁気テープTの摺動性(走行性)が良好になる。
【0015】ただし、コアやシールド板さらにはシール
ドケースの下地金属に保護膜5が形成されている場合
に、まず下地金属の硬度が低すぎると、保護膜5と下地
金属との付着力(接合力)が低下する。したがって下地
金属の硬度が低すぎると、磁気テープの摺動時間(走行
時間)が長くなるにしたがって保護膜の剥がれが生じや
すくなる。逆に下地金属の硬度が高くなりすぎると、磁
気テープが硬度の高い下地金属の影響を受け、磁気テー
プの磁性層の劣化が激しくなる。したがって、下地金属
となるコアおよび/またはシールド板さらにはシールド
ケース(特にコアとシールド板)の硬度を適正な範囲に
選択することにより、摺動面に形成された保護膜の剥が
れや磁気テープの劣化が生じにくくなる。よって、保護
膜の寿命を長くすることができまた磁気テープの劣化を
防いで、長時間良好なヘッド出力を得ることができるよ
うになる。
ドケースの下地金属に保護膜5が形成されている場合
に、まず下地金属の硬度が低すぎると、保護膜5と下地
金属との付着力(接合力)が低下する。したがって下地
金属の硬度が低すぎると、磁気テープの摺動時間(走行
時間)が長くなるにしたがって保護膜の剥がれが生じや
すくなる。逆に下地金属の硬度が高くなりすぎると、磁
気テープが硬度の高い下地金属の影響を受け、磁気テー
プの磁性層の劣化が激しくなる。したがって、下地金属
となるコアおよび/またはシールド板さらにはシールド
ケース(特にコアとシールド板)の硬度を適正な範囲に
選択することにより、摺動面に形成された保護膜の剥が
れや磁気テープの劣化が生じにくくなる。よって、保護
膜の寿命を長くすることができまた磁気テープの劣化を
防いで、長時間良好なヘッド出力を得ることができるよ
うになる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。磁
気ヘッドの摺動面Aに、DLC、BN、TiN、SiO
2、CrNなどの保護膜を形成した場合に、保護膜の下
地となるコア、シールド板、さらにはシールドケースの
硬度が保護膜の寿命に大きな影響を与える。この点を明
確にするために、次のような実験を行った。
気ヘッドの摺動面Aに、DLC、BN、TiN、SiO
2、CrNなどの保護膜を形成した場合に、保護膜の下
地となるコア、シールド板、さらにはシールドケースの
硬度が保護膜の寿命に大きな影響を与える。この点を明
確にするために、次のような実験を行った。
【0017】(実験1)保護膜の下地となる金属の硬度
と保護膜との寿命を調べるために、磁気ヘッドHの摺動
面A(図1参照)と同じ曲面を有するダミーヘッドを製
造した。ダミーヘッドは、摺動面の全面を同じ金属によ
り形成し、樹脂4や磁気ギャップGが形成されていない
ものとした。ダミーヘッドは13種類のものを用意し、
それぞれ硬度の異なるものとした。図3の線図内にはこ
の13種類のダミーヘッドが硬度との関係で示されてい
る。ビッカース硬度Hvが100〜140程度のものは
ソフトパーマロイ(Fe−Ni−Mo系合金)によるダ
ミーヘッド、ビッカース硬度Hvが140〜220程度
のものはハードパーマロイ(Fe−Ni−Nb系合金)
によるダミーヘッドである。パーマロイの硬度はHvが
220程度が限界である。よってそれ以上の硬度のもの
として、ステンレススチール、センダスト(Fe−Si
−Al系合金)、Mn−Znフェライトにより形成した
ダミーヘッドを使用した。さらに硬度Hvが800以上
のものとしては炭素鋼により形成したダミーヘッドを使
用した。
と保護膜との寿命を調べるために、磁気ヘッドHの摺動
面A(図1参照)と同じ曲面を有するダミーヘッドを製
造した。ダミーヘッドは、摺動面の全面を同じ金属によ
り形成し、樹脂4や磁気ギャップGが形成されていない
ものとした。ダミーヘッドは13種類のものを用意し、
それぞれ硬度の異なるものとした。図3の線図内にはこ
の13種類のダミーヘッドが硬度との関係で示されてい
る。ビッカース硬度Hvが100〜140程度のものは
ソフトパーマロイ(Fe−Ni−Mo系合金)によるダ
ミーヘッド、ビッカース硬度Hvが140〜220程度
のものはハードパーマロイ(Fe−Ni−Nb系合金)
によるダミーヘッドである。パーマロイの硬度はHvが
220程度が限界である。よってそれ以上の硬度のもの
として、ステンレススチール、センダスト(Fe−Si
−Al系合金)、Mn−Znフェライトにより形成した
ダミーヘッドを使用した。さらに硬度Hvが800以上
のものとしては炭素鋼により形成したダミーヘッドを使
用した。
【0018】上記の各材料のうち、ステンレススチール
や炭素鋼は、実際の磁気ヘッドのコアやシールド板など
の材料として使用されないものであるが、これらの材料
は加工性が良く、ダミーヘッドを製造するのに適してい
るために使用した。すなわちダミーヘッドは下地金属の
硬度と膜寿命の関係を調べるために製造したものであ
り、よって硬度の点に着目して実際の磁気ヘッドではあ
りえないステンレススチールや炭素鋼を用いたものであ
る。なお、実際の磁気ヘッドのコアやシールド板を製造
する場合、炭素鋼と同等の硬度を有する磁性材料として
はアモルファス材料や鉄系微結晶材料が挙げられる。上
記の硬度の相違する13種類のダミーヘッドを3個ずつ
用意し、13種類のそれぞれの同じ硬度の3個の磁気ヘ
ッドの摺動面に、DLC、TiN、SiO2の別々の材
料の保護膜を形成した。DLC、TiN、SiO2は、
保護膜の材料として硬度や下地金属との付着性(接合
性)などの性質の相違したものを選んだものであり、保
護膜そのものの硬度と接合性はDLCが最も優れ、Si
O2が最も低い。
や炭素鋼は、実際の磁気ヘッドのコアやシールド板など
の材料として使用されないものであるが、これらの材料
は加工性が良く、ダミーヘッドを製造するのに適してい
るために使用した。すなわちダミーヘッドは下地金属の
硬度と膜寿命の関係を調べるために製造したものであ
り、よって硬度の点に着目して実際の磁気ヘッドではあ
りえないステンレススチールや炭素鋼を用いたものであ
る。なお、実際の磁気ヘッドのコアやシールド板を製造
する場合、炭素鋼と同等の硬度を有する磁性材料として
はアモルファス材料や鉄系微結晶材料が挙げられる。上
記の硬度の相違する13種類のダミーヘッドを3個ずつ
用意し、13種類のそれぞれの同じ硬度の3個の磁気ヘ
ッドの摺動面に、DLC、TiN、SiO2の別々の材
料の保護膜を形成した。DLC、TiN、SiO2は、
保護膜の材料として硬度や下地金属との付着性(接合
性)などの性質の相違したものを選んだものであり、保
護膜そのものの硬度と接合性はDLCが最も優れ、Si
O2が最も低い。
【0019】保護膜の膜厚は全て1000オングストロ
ーム、下地金属であるダミーヘッドの摺動面(保護膜が
形成された面)の粗さを、全て中心線平均粗さRa=1
0nmとした。まず3個ずつ13種類で合計39個のダ
ミーヘッドをテーププレーヤに搭載し、γ−Fe2O3の
磁性粉により磁性層が形成された磁気テープを装填し、
磁気テープをテープカセット内のヘッドパッドにてダミ
ーヘッドに押圧した状態で、磁気テープを連続走行さ
せ、膜寿命について調べた。この実験は、ダミーヘッド
の摺動面に形成されている保護膜の剥離について調べた
ものであり、ダミーヘッドの保護膜が剥離して摺動面
(下地金属)が露出するに至ったときを膜の寿命が尽き
たものとした。なお、膜寿命試験は、温度20℃、相対
湿度50%の環境下で行った。
ーム、下地金属であるダミーヘッドの摺動面(保護膜が
形成された面)の粗さを、全て中心線平均粗さRa=1
0nmとした。まず3個ずつ13種類で合計39個のダ
ミーヘッドをテーププレーヤに搭載し、γ−Fe2O3の
磁性粉により磁性層が形成された磁気テープを装填し、
磁気テープをテープカセット内のヘッドパッドにてダミ
ーヘッドに押圧した状態で、磁気テープを連続走行さ
せ、膜寿命について調べた。この実験は、ダミーヘッド
の摺動面に形成されている保護膜の剥離について調べた
ものであり、ダミーヘッドの保護膜が剥離して摺動面
(下地金属)が露出するに至ったときを膜の寿命が尽き
たものとした。なお、膜寿命試験は、温度20℃、相対
湿度50%の環境下で行った。
【0020】図3は上記膜寿命試験の結果を示したもの
である。横軸は13種類の各ダミーヘッド(下地金属)
のビッカース硬度Hvを示し、縦軸は各ダミーヘッドの
保護膜が寿命に至った時間を示している。また保護膜の
材質がDLCのものを図中にて「□印」で示し、保護膜
の材質がTiNのものとSiO2のものを、それぞれ
「+印」と「◇印」で示している。図3の結果では、ダ
ミーヘッドの金属(下地金属)の硬度が低くなると、膜
の剥離による寿命が低下することが解る。また膜寿命は
保護膜の材料によっても左右され、DLCで形成された
保護膜は3,500時間程度の膜寿命を維持でき、これ
よりも硬度の低い材料のTiNで形成された保護膜は
3,000時間程度の膜寿命であり、SiO2で形成さ
れた保護膜の膜寿命は2,500時間程度が限界である
ことが解る。
である。横軸は13種類の各ダミーヘッド(下地金属)
のビッカース硬度Hvを示し、縦軸は各ダミーヘッドの
保護膜が寿命に至った時間を示している。また保護膜の
材質がDLCのものを図中にて「□印」で示し、保護膜
の材質がTiNのものとSiO2のものを、それぞれ
「+印」と「◇印」で示している。図3の結果では、ダ
ミーヘッドの金属(下地金属)の硬度が低くなると、膜
の剥離による寿命が低下することが解る。また膜寿命は
保護膜の材料によっても左右され、DLCで形成された
保護膜は3,500時間程度の膜寿命を維持でき、これ
よりも硬度の低い材料のTiNで形成された保護膜は
3,000時間程度の膜寿命であり、SiO2で形成さ
れた保護膜の膜寿命は2,500時間程度が限界である
ことが解る。
【0021】γ−Fe2O3の磁性粉により磁性層が形成
された磁気テープを使用するテーププレーヤでは、保護
膜の寿命が2,000時間以上であれば、実用上問題の
ないレベルといえる。図3からDLC、TiN、SiO
2の全ての保護膜が2,000時間以上の膜寿命となる
ときの下地金属の硬度Hvは140以上必要である。ま
た保護膜がDLCやTiNで形成された場合、下地金属
の硬度Hvは120以上必要である。したがって、保護
膜を形成した場合の下地金属のビッカース硬度Hvの下
限は、保護膜がSiO2と同等の性質以上の材料で形成
された場合には140以上が好ましい。また保護膜がT
iNやDLCと同等の性質以上の材料で形成された場合
には下地金属のビッカース硬度Hvは120以上である
ことが好ましい。
された磁気テープを使用するテーププレーヤでは、保護
膜の寿命が2,000時間以上であれば、実用上問題の
ないレベルといえる。図3からDLC、TiN、SiO
2の全ての保護膜が2,000時間以上の膜寿命となる
ときの下地金属の硬度Hvは140以上必要である。ま
た保護膜がDLCやTiNで形成された場合、下地金属
の硬度Hvは120以上必要である。したがって、保護
膜を形成した場合の下地金属のビッカース硬度Hvの下
限は、保護膜がSiO2と同等の性質以上の材料で形成
された場合には140以上が好ましい。また保護膜がT
iNやDLCと同等の性質以上の材料で形成された場合
には下地金属のビッカース硬度Hvは120以上である
ことが好ましい。
【0022】硬度や下地金属との密着性がDLCと同等
で、同程度の膜寿命を得られるものとしては、VIa族
の元素の酸化物であるCr2O3、VIa族の元素の窒化
物であるCrN、VIa族の元素の炭化物であるWC、
IIIb族の元素の酸化物であるAl2O3、IIIb族
の元素の窒化物であるBNなどが挙げられる。硬度や下
地金属との密着性がTiNと同等で、同程度の膜寿命を
得られるものとしてはTiO2が上げられ、SiO2と同
等の膜寿命が得られるものとしてはSi3N4が挙げられ
る。また図3においてDLCとTiNとの中間の膜寿命
が得られるものとしては、IVa族の炭化物であるTi
C、HfC、ZrCや、IVb族の炭化物であるSiC
が挙げられる。
で、同程度の膜寿命を得られるものとしては、VIa族
の元素の酸化物であるCr2O3、VIa族の元素の窒化
物であるCrN、VIa族の元素の炭化物であるWC、
IIIb族の元素の酸化物であるAl2O3、IIIb族
の元素の窒化物であるBNなどが挙げられる。硬度や下
地金属との密着性がTiNと同等で、同程度の膜寿命を
得られるものとしてはTiO2が上げられ、SiO2と同
等の膜寿命が得られるものとしてはSi3N4が挙げられ
る。また図3においてDLCとTiNとの中間の膜寿命
が得られるものとしては、IVa族の炭化物であるTi
C、HfC、ZrCや、IVb族の炭化物であるSiC
が挙げられる。
【0023】次に、上記の3個ずつ13種類のダミーヘ
ッドを使用して、磁気テープの特性の劣化試験を行っ
た。図4はその結果を示している。なお図3に示した実
験と同様に、13種のそれぞれの硬度のものにおいて同
じ硬度の3個のダミーヘッドの摺動面にDLC、Ti
N、SiO2の別々の材料の保護膜をそれぞれ1000
オングストロームの膜厚にて形成した。また、それぞれ
のダミーヘッドの下地の表面の中心線平均粗さRaは1
0nmとした。なお、試験環境は温度20度、相対湿度
50%とした。
ッドを使用して、磁気テープの特性の劣化試験を行っ
た。図4はその結果を示している。なお図3に示した実
験と同様に、13種のそれぞれの硬度のものにおいて同
じ硬度の3個のダミーヘッドの摺動面にDLC、Ti
N、SiO2の別々の材料の保護膜をそれぞれ1000
オングストロームの膜厚にて形成した。また、それぞれ
のダミーヘッドの下地の表面の中心線平均粗さRaは1
0nmとした。なお、試験環境は温度20度、相対湿度
50%とした。
【0024】実験は、γ−Fe2O3の磁性粉により磁性
層が形成された新品の磁気テープ(カセットテープ)で
且つ12.5kHzと315Hzの信号が記録されたも
のを使用し、走行試験を行った。この走行試験は、各ダ
ミーヘッドをテーププレーヤに搭載し、テープカセット
内のヘッドパッドで磁気テープをダミーヘッドに圧接さ
せて連続走行させた。DLCの保護膜が形成された硬度
(下地金属の硬度)の相違する13種類のダミーヘッド
については、磁気テープを連続で3,500時間走行さ
せた。TiNの保護膜が形成された13種類のダミーヘ
ッドについては磁気テープを連続で3,000時間走行
させ、SiO2の保護膜が形成された13種類のダミー
ヘッドについては、磁気テープを連続で2,500時間
連続走行させた。
層が形成された新品の磁気テープ(カセットテープ)で
且つ12.5kHzと315Hzの信号が記録されたも
のを使用し、走行試験を行った。この走行試験は、各ダ
ミーヘッドをテーププレーヤに搭載し、テープカセット
内のヘッドパッドで磁気テープをダミーヘッドに圧接さ
せて連続走行させた。DLCの保護膜が形成された硬度
(下地金属の硬度)の相違する13種類のダミーヘッド
については、磁気テープを連続で3,500時間走行さ
せた。TiNの保護膜が形成された13種類のダミーヘ
ッドについては磁気テープを連続で3,000時間走行
させ、SiO2の保護膜が形成された13種類のダミー
ヘッドについては、磁気テープを連続で2,500時間
連続走行させた。
【0025】それぞれ連続走行させた後の磁気テープに
ついて、ダミーヘッドとは異なる新品のモニターヘッド
を搭載したテーププレーヤで信号を再生した。そのとき
の周波数特性、すなわち315Hzの信号の再生出力に
対する12.5kHzの信号の再生出力の比を求めた。
連続走行試験前の新品の磁気テープのときに予め測定し
た再生出力の周波数特性を基準(0dB)として、連続
走行試験後の周波数特性の劣化を、磁気テープ劣化量と
した。図4では、横軸にダミーヘッドのビッカース硬度
Hvを示し、縦軸に磁気テープ劣化量を示している。図
4では、保護膜の材料がいずれのものであっても、ダミ
ーヘッドの硬度(下地金属の硬度)がビッカース硬度H
vで950を越えると、周波数特性が急激に低下するこ
とが解る。
ついて、ダミーヘッドとは異なる新品のモニターヘッド
を搭載したテーププレーヤで信号を再生した。そのとき
の周波数特性、すなわち315Hzの信号の再生出力に
対する12.5kHzの信号の再生出力の比を求めた。
連続走行試験前の新品の磁気テープのときに予め測定し
た再生出力の周波数特性を基準(0dB)として、連続
走行試験後の周波数特性の劣化を、磁気テープ劣化量と
した。図4では、横軸にダミーヘッドのビッカース硬度
Hvを示し、縦軸に磁気テープ劣化量を示している。図
4では、保護膜の材料がいずれのものであっても、ダミ
ーヘッドの硬度(下地金属の硬度)がビッカース硬度H
vで950を越えると、周波数特性が急激に低下するこ
とが解る。
【0026】図3の膜寿命試験では、DLCの保護膜、
TiNの保護膜、SiO2の保護膜にてγ−Fe2O3の
磁性粉を有する磁気テープをそれぞれ3,500、3,
000、2,500時間走行させたときに、下地金属の
硬度の高い範囲において膜の剥がれが生じることがなく
下地金属が露出せず、その点では膜寿命となっていな
い。しかし図4では、下地金属の硬度がHvで950以
上であると、前記それぞれの連続走行試験を行った後の
磁気テープの磁性層が劣化しているのが解る。これは下
地金属の硬度が高くなると、その影響が保護膜を介して
磁気テープの磁性層に与えられ、磁気テープの磁性層が
下地金属の硬度に応じて損傷を受けることを意味してい
る。図4から、2,500時間以上の連続走行におい
て、磁気テープの磁性層の劣化を生じさせないために
は、保護膜の下地金属のビッカース硬度Hvが950以
下であることが好ましい。
TiNの保護膜、SiO2の保護膜にてγ−Fe2O3の
磁性粉を有する磁気テープをそれぞれ3,500、3,
000、2,500時間走行させたときに、下地金属の
硬度の高い範囲において膜の剥がれが生じることがなく
下地金属が露出せず、その点では膜寿命となっていな
い。しかし図4では、下地金属の硬度がHvで950以
上であると、前記それぞれの連続走行試験を行った後の
磁気テープの磁性層が劣化しているのが解る。これは下
地金属の硬度が高くなると、その影響が保護膜を介して
磁気テープの磁性層に与えられ、磁気テープの磁性層が
下地金属の硬度に応じて損傷を受けることを意味してい
る。図4から、2,500時間以上の連続走行におい
て、磁気テープの磁性層の劣化を生じさせないために
は、保護膜の下地金属のビッカース硬度Hvが950以
下であることが好ましい。
【0027】次に、図5は同じく保護膜が形成された前
記ダミーヘッドでの動摩擦係数について測定した結果を
示している。図5は、前記実験と同様に、前記13種類
の硬度のダミーヘッドについてDLC、TiN、SiO
2のそれぞれの保護膜を1,000オングストロームの
膜厚にて形成したものを使用した。なお保護膜の下地金
属の表面の中心線平均粗さRaは10nmである。それ
ぞれのダミーヘッドに対し、20℃、相対湿度50%の
環境下で、γ−Fe2O3の磁性層を有する磁気テープを
保護膜表面にて摺動させ、動摩擦係数を測定した。
記ダミーヘッドでの動摩擦係数について測定した結果を
示している。図5は、前記実験と同様に、前記13種類
の硬度のダミーヘッドについてDLC、TiN、SiO
2のそれぞれの保護膜を1,000オングストロームの
膜厚にて形成したものを使用した。なお保護膜の下地金
属の表面の中心線平均粗さRaは10nmである。それ
ぞれのダミーヘッドに対し、20℃、相対湿度50%の
環境下で、γ−Fe2O3の磁性層を有する磁気テープを
保護膜表面にて摺動させ、動摩擦係数を測定した。
【0028】図5は横軸に下地金属のビッカース硬度H
vを示し、縦軸に動摩擦係数(μ)を示している。図5
では、保護膜がいずれの材料のものでも、下地金属のビ
ッカース硬度Hvが140未満、さらには120未満と
なると、保護膜と磁気テープとの動摩擦係数が増大する
ことが解る。この結果は、図3の結果と整合している。
図5によれば、下地金属がビッカース硬度Hvで140
未満または120未満になると、保護膜表面に磁気テー
プが密着しやすくなって動摩擦係数が増大することが明
らかになる。この密着性が高まるために、磁気テープの
摺動により保護膜の剥がれが生じやすい条件となってい
ることが解る。
vを示し、縦軸に動摩擦係数(μ)を示している。図5
では、保護膜がいずれの材料のものでも、下地金属のビ
ッカース硬度Hvが140未満、さらには120未満と
なると、保護膜と磁気テープとの動摩擦係数が増大する
ことが解る。この結果は、図3の結果と整合している。
図5によれば、下地金属がビッカース硬度Hvで140
未満または120未満になると、保護膜表面に磁気テー
プが密着しやすくなって動摩擦係数が増大することが明
らかになる。この密着性が高まるために、磁気テープの
摺動により保護膜の剥がれが生じやすい条件となってい
ることが解る。
【0029】また図5では下地金属のビッカース硬度H
vが950を越えると、保護膜と磁気テープとの動摩擦
係数が増大していることが解る。この結果は図4に示し
た連続走行試験での磁気テープの劣化と整合している。
下地金属の硬度が非常に高くなると、その影響で保護膜
表面を摺動する磁気テープの摺動負荷が大きくなり、磁
気テープの磁性層が損傷を受けやすくなっているのが解
る。図5に示した動摩擦係数の測定からも、下地金属の
硬度の範囲を適正に選択すべきであることが解る。
vが950を越えると、保護膜と磁気テープとの動摩擦
係数が増大していることが解る。この結果は図4に示し
た連続走行試験での磁気テープの劣化と整合している。
下地金属の硬度が非常に高くなると、その影響で保護膜
表面を摺動する磁気テープの摺動負荷が大きくなり、磁
気テープの磁性層が損傷を受けやすくなっているのが解
る。図5に示した動摩擦係数の測定からも、下地金属の
硬度の範囲を適正に選択すべきであることが解る。
【0030】よって、図3と図4とから、さらには図5
から、保護膜の劣化(主に剥離)と磁気テープの劣化を
防止するため、保護膜の下地金属となるコアおよび/ま
たはシールド板さらにはシールドケースのビッカース硬
度Hvの範囲を、140以上で950以下とすべきであ
る。また保護膜がTiNと同等以上の硬度および下地金
属との付着力(接合性)を有する材料の場合、例えばD
LC、Cr2O3、WC、Al2O3、BN、TiC、Hf
C、ZrC、CrNなどで保護膜が形成されている場合
には、下地金属のビッカース硬度Hvを120以上で9
50以下とすることが必要である。また、下地金属とな
る磁気ヘッドのコアおよび/またはシールド板さらには
シールドケースがパーマロイにより形成される場合、パ
ーマロイの上限がHvで220程度であるため、この場
合の下地金属(パーマロイ)の硬度の必要範囲は、Hv
で140以上で220以下、または120以上で220
以下とすべきである。
から、保護膜の劣化(主に剥離)と磁気テープの劣化を
防止するため、保護膜の下地金属となるコアおよび/ま
たはシールド板さらにはシールドケースのビッカース硬
度Hvの範囲を、140以上で950以下とすべきであ
る。また保護膜がTiNと同等以上の硬度および下地金
属との付着力(接合性)を有する材料の場合、例えばD
LC、Cr2O3、WC、Al2O3、BN、TiC、Hf
C、ZrC、CrNなどで保護膜が形成されている場合
には、下地金属のビッカース硬度Hvを120以上で9
50以下とすることが必要である。また、下地金属とな
る磁気ヘッドのコアおよび/またはシールド板さらには
シールドケースがパーマロイにより形成される場合、パ
ーマロイの上限がHvで220程度であるため、この場
合の下地金属(パーマロイ)の硬度の必要範囲は、Hv
で140以上で220以下、または120以上で220
以下とすべきである。
【0031】(実験2)上記実験1では、各種材料によ
りダミーヘッドを製造し、ダミーヘッドの硬度をビッカ
ース硬度Hvにて1,000程度まで高いものとした
が、この実験2では、保護膜が形成される下地金属がパ
ーマロイの場合について、その特性を調べた。図6は、
下地金属のパーマロイの硬度と、これに形成されたDL
Cの膜5との付着力(接合力)を測定した結果を示して
いる。
りダミーヘッドを製造し、ダミーヘッドの硬度をビッカ
ース硬度Hvにて1,000程度まで高いものとした
が、この実験2では、保護膜が形成される下地金属がパ
ーマロイの場合について、その特性を調べた。図6は、
下地金属のパーマロイの硬度と、これに形成されたDL
Cの膜5との付着力(接合力)を測定した結果を示して
いる。
【0032】図6に関する測定では、図11(A)に示
すように、下地金属Mとしてパーマロイ(Fe−Ni−
Nb系合金)を使用し、その表面に1,000オングス
トロームのDLC膜5を形成したものを試料とした。た
だし、図6に示すように、Fe−Ni−Nb系合金のN
bの含有量(重量%)を変え、これによりそれぞれの下
地金属Mの硬度を変えた。Nbの含有量が0重量%のと
き、ビッカース硬度Hvが120、Nbの含有量が3重
量%、5重量%、7重量%、10重量%のとき、ビッカ
ース硬度Hvはそれぞれ150、165、180、22
0であった。実験では、Nbの含有量が0、3、5、
7、10重量%の5種類の基板Mを使用した。引っ掻き
用のスタイラス10は、先端の曲率半径が200μmの
ものを使用し、スタイラス10の荷重Wは、0N(ニュ
ートン)から1分間に30N(ニュートン)になるまで
上昇させた。下地金属Mとスタイラス10との相対速度
は10mm/min、移動距離を10mmとした。スタ
イラス10のAE信号を測定し、そのときの臨界強度L
cを膜の付着力とした。
すように、下地金属Mとしてパーマロイ(Fe−Ni−
Nb系合金)を使用し、その表面に1,000オングス
トロームのDLC膜5を形成したものを試料とした。た
だし、図6に示すように、Fe−Ni−Nb系合金のN
bの含有量(重量%)を変え、これによりそれぞれの下
地金属Mの硬度を変えた。Nbの含有量が0重量%のと
き、ビッカース硬度Hvが120、Nbの含有量が3重
量%、5重量%、7重量%、10重量%のとき、ビッカ
ース硬度Hvはそれぞれ150、165、180、22
0であった。実験では、Nbの含有量が0、3、5、
7、10重量%の5種類の基板Mを使用した。引っ掻き
用のスタイラス10は、先端の曲率半径が200μmの
ものを使用し、スタイラス10の荷重Wは、0N(ニュ
ートン)から1分間に30N(ニュートン)になるまで
上昇させた。下地金属Mとスタイラス10との相対速度
は10mm/min、移動距離を10mmとした。スタ
イラス10のAE信号を測定し、そのときの臨界強度L
cを膜の付着力とした。
【0033】図6では、横軸にFe−Ni−Nb系合金
のビッカース硬度Hvとそれに対応するNbの含有量
(重量%)を示し、縦軸にDLC膜の付着力(臨界強度
Lc)を示している。図6から、下地金属がFe−Ni
−Nb系合金の場合には、ビッカース硬度Hvが150
以下(Nbの含有量が3重量%以下)となると、DLC
膜の付着強度が大きく低下し、ビッカース硬度Hvが1
40未満となると、さらにDLC膜の付着強度が低下す
る。したがって、保護膜の下地金属がFe−Ni−Nb
系合金により形成されている場合には、ビッカース強度
が140以上で好ましくは150以上であることが好ま
しい。またパーマロイではビッカース硬度Hvが220
程度が限界である。すなわち、パーマロイの硬度はNb
の含有量によって変化するがパーマロイでのNbの含有
量を多くすると記録媒体との摺動特性が向上されるが、
その反面磁気特性が低下する。このNbの含有量を磁気
特性に支障のない範囲とするとパーマロイのビッカース
硬度Hvの上限は220程度である。そのため保護膜の
下地金属となるコアおよびシールド板などがFeーNi
−Nb系合金で形成されている場合のビッカース硬度H
vの範囲は140以上で220以下、さらに好ましくは
150以上で220以下である。またNbの含有量は3
重量%以上で10重量%以下とすることが好ましい。
のビッカース硬度Hvとそれに対応するNbの含有量
(重量%)を示し、縦軸にDLC膜の付着力(臨界強度
Lc)を示している。図6から、下地金属がFe−Ni
−Nb系合金の場合には、ビッカース硬度Hvが150
以下(Nbの含有量が3重量%以下)となると、DLC
膜の付着強度が大きく低下し、ビッカース硬度Hvが1
40未満となると、さらにDLC膜の付着強度が低下す
る。したがって、保護膜の下地金属がFe−Ni−Nb
系合金により形成されている場合には、ビッカース強度
が140以上で好ましくは150以上であることが好ま
しい。またパーマロイではビッカース硬度Hvが220
程度が限界である。すなわち、パーマロイの硬度はNb
の含有量によって変化するがパーマロイでのNbの含有
量を多くすると記録媒体との摺動特性が向上されるが、
その反面磁気特性が低下する。このNbの含有量を磁気
特性に支障のない範囲とするとパーマロイのビッカース
硬度Hvの上限は220程度である。そのため保護膜の
下地金属となるコアおよびシールド板などがFeーNi
−Nb系合金で形成されている場合のビッカース硬度H
vの範囲は140以上で220以下、さらに好ましくは
150以上で220以下である。またNbの含有量は3
重量%以上で10重量%以下とすることが好ましい。
【0034】次に、図7は保護膜の下地金属となる磁気
ヘッドの表面粗さと、膜寿命との関係を調べたものであ
る。この測定は、図3および図4での測定と同様のダミ
ーヘッドをパーマロイ(Fe−NiーNb系合金)によ
り製造した。パーマロイ製のダミーヘッドは、表面の面
粗さを中心線平均粗さRaで2nmから58nmまでの
ものの8種類とし、そのそれぞれにDLCの保護膜を
1,000オングストロームの膜厚にて形成した。また
下地金属はビッカース硬度Hvが165のものを使用し
た。
ヘッドの表面粗さと、膜寿命との関係を調べたものであ
る。この測定は、図3および図4での測定と同様のダミ
ーヘッドをパーマロイ(Fe−NiーNb系合金)によ
り製造した。パーマロイ製のダミーヘッドは、表面の面
粗さを中心線平均粗さRaで2nmから58nmまでの
ものの8種類とし、そのそれぞれにDLCの保護膜を
1,000オングストロームの膜厚にて形成した。また
下地金属はビッカース硬度Hvが165のものを使用し
た。
【0035】走行試験の磁気テープは、磁性層がγ−F
e2O3の磁性粉を含むもので、12.5kHzと315
Hzの信号が記録された新品のものを使用した。各ダミ
ーヘッドをテーププレーヤに搭載し、ヘッドパッドで磁
気テープをダミーヘッドに押圧して、20℃、相対湿度
50%の環境下で、1,000時間連続走行させた。そ
の後に、モニターヘッドを搭載したテーププレーヤでテ
ープの記録信号を再生した。連続走行試験後の周波数特
性(12.5kHz/315Hz)を、連続走行前に測
定した周波数特性と比較し、その劣化量を周波数特性
(F特性)の変化量(dB)とした。図7では、横軸に
下地金属であるパーマロイの中心線平均粗さRaを示
し、縦軸に周波数特性の変化量(劣化量)を示してい
る。図7から、保護膜の下地金属となるコアやシールド
板などがパーマロイ(Fe−Ni−Nb系合金)により
形成されている場合、周波数特性の変化が少ない表面粗
さの範囲は、中心線平均粗さRaで5nm以上50nm
以下である。
e2O3の磁性粉を含むもので、12.5kHzと315
Hzの信号が記録された新品のものを使用した。各ダミ
ーヘッドをテーププレーヤに搭載し、ヘッドパッドで磁
気テープをダミーヘッドに押圧して、20℃、相対湿度
50%の環境下で、1,000時間連続走行させた。そ
の後に、モニターヘッドを搭載したテーププレーヤでテ
ープの記録信号を再生した。連続走行試験後の周波数特
性(12.5kHz/315Hz)を、連続走行前に測
定した周波数特性と比較し、その劣化量を周波数特性
(F特性)の変化量(dB)とした。図7では、横軸に
下地金属であるパーマロイの中心線平均粗さRaを示
し、縦軸に周波数特性の変化量(劣化量)を示してい
る。図7から、保護膜の下地金属となるコアやシールド
板などがパーマロイ(Fe−Ni−Nb系合金)により
形成されている場合、周波数特性の変化が少ない表面粗
さの範囲は、中心線平均粗さRaで5nm以上50nm
以下である。
【0036】次に、図8は、表面粗さの相違する実際の
磁気ヘッドにおいて、磁気テープを連続走行させない状
態で、再生出力を測定し、その結果を横軸に磁気ヘッド
の表面粗さRa(nm)、縦軸を周波数特性として示し
たものである。通常の磁気ヘッドでは、表面粗さRaが
35nm以上となると、周波数特性そのものが低下する
ことが解る。よって図7と図8の結果から、磁気ヘッド
の表面粗さRaの好ましい範囲は、5nm以上で35n
m以下、さらに好ましくは5nm以上で30nm以下で
ある。
磁気ヘッドにおいて、磁気テープを連続走行させない状
態で、再生出力を測定し、その結果を横軸に磁気ヘッド
の表面粗さRa(nm)、縦軸を周波数特性として示し
たものである。通常の磁気ヘッドでは、表面粗さRaが
35nm以上となると、周波数特性そのものが低下する
ことが解る。よって図7と図8の結果から、磁気ヘッド
の表面粗さRaの好ましい範囲は、5nm以上で35n
m以下、さらに好ましくは5nm以上で30nm以下で
ある。
【0037】(実験3)次に、シールドケース1にコア
3とシールド板2a,2bが樹脂4により埋設された実
際の磁気ヘッドを製造し、膜寿命実験と磁気テープ劣化
量とを測定した。図9は、磁気ヘッドのコアの硬度と膜
寿命との関係を示したものである。この実験では、磁気
ヘッドHのシールド板2a,2bをソフトパーマロイ
(Fe−Ni−Mo系合金)により形成し、それぞれシ
ールド板のビッカース硬度Hvを80、120、150
とした。この3種のシールド板に対し、コア3は硬度が
それぞれ相違する12種のものを使用した。コアの材質
は、図9に示すようにFe−Ni−Mo系合金、Fe−
Ni−Nb系合金、Fe−Si−Al系合金、Mn−Z
nフェライト、アモルファス材料、および鉄系微結晶材
料である。前記3種の硬度のシールド板のそれぞれに1
2種の硬度のコアを組み合せた磁気ヘッドを合計で36
個製造した。この各磁気ヘッドの摺動面にDLCの保護
膜を1,000オングストロームの膜厚にて形成した。
3とシールド板2a,2bが樹脂4により埋設された実
際の磁気ヘッドを製造し、膜寿命実験と磁気テープ劣化
量とを測定した。図9は、磁気ヘッドのコアの硬度と膜
寿命との関係を示したものである。この実験では、磁気
ヘッドHのシールド板2a,2bをソフトパーマロイ
(Fe−Ni−Mo系合金)により形成し、それぞれシ
ールド板のビッカース硬度Hvを80、120、150
とした。この3種のシールド板に対し、コア3は硬度が
それぞれ相違する12種のものを使用した。コアの材質
は、図9に示すようにFe−Ni−Mo系合金、Fe−
Ni−Nb系合金、Fe−Si−Al系合金、Mn−Z
nフェライト、アモルファス材料、および鉄系微結晶材
料である。前記3種の硬度のシールド板のそれぞれに1
2種の硬度のコアを組み合せた磁気ヘッドを合計で36
個製造した。この各磁気ヘッドの摺動面にDLCの保護
膜を1,000オングストロームの膜厚にて形成した。
【0038】上記各磁気ヘッドに対し、図3に示したの
と同じ実験条件で、膜寿命の試験を行った。磁気テープ
はγ−Fe2O3の磁性粉により磁性層が形成されたもの
を使用し、連続走行により保護膜からコアまたはシール
ド板が露出した時点で、膜寿命に至ったと判断した。図
9の実験結果は、図3での各硬度のダミーヘッドを使用
した実験結果とほぼ同等である。膜寿命を2,000時
間以上確保するためには、シールド板のビッカース硬度
Hvが150以上で且つコアの硬度Hvが140以上で
あることが必要である。また、シールド板のビッカース
硬度Hvが150以上で、コアのビッカース硬度が15
0以上であれば、膜寿命を3,000時間の高い水準に
できる。また、シールド板の硬度Hvが120以上の場
合には、コアの硬度Hvを200以上とすべきである。
と同じ実験条件で、膜寿命の試験を行った。磁気テープ
はγ−Fe2O3の磁性粉により磁性層が形成されたもの
を使用し、連続走行により保護膜からコアまたはシール
ド板が露出した時点で、膜寿命に至ったと判断した。図
9の実験結果は、図3での各硬度のダミーヘッドを使用
した実験結果とほぼ同等である。膜寿命を2,000時
間以上確保するためには、シールド板のビッカース硬度
Hvが150以上で且つコアの硬度Hvが140以上で
あることが必要である。また、シールド板のビッカース
硬度Hvが150以上で、コアのビッカース硬度が15
0以上であれば、膜寿命を3,000時間の高い水準に
できる。また、シールド板の硬度Hvが120以上の場
合には、コアの硬度Hvを200以上とすべきである。
【0039】次に、図9の実験に使用したのと同じダミ
ーヘッドを使用して図4と同じ実験条件で、コアの硬度
と磁気テープ劣化量との関係を調べた。その結果を図1
0に示す。図10では、シールド板のビッカース硬度H
vが80、120、150の全てのものにおいて、コア
のビッカース硬度Hvが950を越えると、磁気テープ
の劣化量が大幅に低下することが解る。これは、図4の
ダミーヘッドを使用した実験結果と全く同じである。
ーヘッドを使用して図4と同じ実験条件で、コアの硬度
と磁気テープ劣化量との関係を調べた。その結果を図1
0に示す。図10では、シールド板のビッカース硬度H
vが80、120、150の全てのものにおいて、コア
のビッカース硬度Hvが950を越えると、磁気テープ
の劣化量が大幅に低下することが解る。これは、図4の
ダミーヘッドを使用した実験結果と全く同じである。
【0040】なお、図9と図10では、シールド板を3
種の硬度のものとし、コアの硬度を12種に変化させた
ものとしている。ただし、図3と図9とが同等の結果と
なり、図4と図10とが同等の結果となっているため、
逆にコアのビッカース硬度Hvを80、120、150
とし、シールド板の硬度を段階的に変化させて、図9と
図10に示すのと同等の膜寿命試験および磁気テープ劣
化量の試験を行った場合、図9および図10と同等の結
果が得られることが容易に予測できる。以上から磁気ヘ
ッドの摺動面Aに保護膜を形成する場合、保護膜の下地
膜となるコアおよび/またはシールド板の硬度をビッカ
ース硬度Hvにて140以上で950以下とすることに
より、充分な膜寿命を得ることができ、また磁気テープ
の劣化も防止できる。またコアおよび/またはシールド
板の硬度のさらに好ましい範囲は図9と図10の結果か
らHvにて150以上で950以下である。
種の硬度のものとし、コアの硬度を12種に変化させた
ものとしている。ただし、図3と図9とが同等の結果と
なり、図4と図10とが同等の結果となっているため、
逆にコアのビッカース硬度Hvを80、120、150
とし、シールド板の硬度を段階的に変化させて、図9と
図10に示すのと同等の膜寿命試験および磁気テープ劣
化量の試験を行った場合、図9および図10と同等の結
果が得られることが容易に予測できる。以上から磁気ヘ
ッドの摺動面Aに保護膜を形成する場合、保護膜の下地
膜となるコアおよび/またはシールド板の硬度をビッカ
ース硬度Hvにて140以上で950以下とすることに
より、充分な膜寿命を得ることができ、また磁気テープ
の劣化も防止できる。またコアおよび/またはシールド
板の硬度のさらに好ましい範囲は図9と図10の結果か
らHvにて150以上で950以下である。
【0041】また、図3と図4の結果から、保護膜がT
iNと同等かそれ以上の特性を有するもの例えば、DL
C、Cr2O3、WC、Al2O3、BN、TiC、Hf
C、ZrC、CrNなどの場合には、下地膜となるコア
および/またはシールド板の硬度の範囲はHvにて12
0以上で950以下である。さらに、コアおよび/また
はシールド板がパーマロイの場合、その硬度Hvは22
0が限界である。よってこの場合のコアおよび/または
シールド板のビッカース硬度Hvの範囲は140以上で
220以下、さらに好ましくは150以上で220以下
である。また保護膜がTiNと同等以上の性質となる前
記に列記した材料で形成された場合、パーマロイにより
形成されたコアおよび/またはシールド板の硬度の範囲
は120以上で220以下である。
iNと同等かそれ以上の特性を有するもの例えば、DL
C、Cr2O3、WC、Al2O3、BN、TiC、Hf
C、ZrC、CrNなどの場合には、下地膜となるコア
および/またはシールド板の硬度の範囲はHvにて12
0以上で950以下である。さらに、コアおよび/また
はシールド板がパーマロイの場合、その硬度Hvは22
0が限界である。よってこの場合のコアおよび/または
シールド板のビッカース硬度Hvの範囲は140以上で
220以下、さらに好ましくは150以上で220以下
である。また保護膜がTiNと同等以上の性質となる前
記に列記した材料で形成された場合、パーマロイにより
形成されたコアおよび/またはシールド板の硬度の範囲
は120以上で220以下である。
【0042】さらに、図6の結果から、コアおよび/ま
たはシールド板がFe−Ni−Nb系合金で形成された
場合、Nbの含有量の範囲は3重量%以上が好ましい。
あるいはNbの含有量は3重量%以上で10重量%以下
が好ましい。さらに、図7の結果からコアおよびまたは
シールド板の中心線平均粗さRaは5nm以上で50n
m以下とすべきであり、さらに好ましくはRaを5nm
以上で35nm以下である。
たはシールド板がFe−Ni−Nb系合金で形成された
場合、Nbの含有量の範囲は3重量%以上が好ましい。
あるいはNbの含有量は3重量%以上で10重量%以下
が好ましい。さらに、図7の結果からコアおよびまたは
シールド板の中心線平均粗さRaは5nm以上で50n
m以下とすべきであり、さらに好ましくはRaを5nm
以上で35nm以下である。
【0043】保護膜の下地金属の硬度の範囲は、上記の
ように磁気ギャップが形成されしかもヘッドパッドによ
り磁気テープが圧接されているコアとシールド板とにお
いて最も重要である。コアまたはシールド板のいずれか
の硬度、Nbの含有量、表面粗さを上記の範囲に設定す
ることにより膜寿命を維持でき、また磁気テープの劣化
を防止できる点で効果がある。しかし、コアとシールド
板の双方において、硬度などを上記範囲とすることが好
ましい。また上記下地金属の硬度の範囲はシールドケー
スにも適用できる。シールドケースのみを上記の範囲と
することにより記録媒体である磁気テープの摺動性(走
行性)を高めて磁性粉の付着などに効果を発揮できる。
ただしシールドケースのみではなくコアとシールド板の
全てにおいて、硬度などを上記の範囲とすることが好ま
しい。以上から磁気ヘッドとしての実用性を考慮した場
合、コアとシールド板の双方において上記の範囲とする
ことが最も効果的である。
ように磁気ギャップが形成されしかもヘッドパッドによ
り磁気テープが圧接されているコアとシールド板とにお
いて最も重要である。コアまたはシールド板のいずれか
の硬度、Nbの含有量、表面粗さを上記の範囲に設定す
ることにより膜寿命を維持でき、また磁気テープの劣化
を防止できる点で効果がある。しかし、コアとシールド
板の双方において、硬度などを上記範囲とすることが好
ましい。また上記下地金属の硬度の範囲はシールドケー
スにも適用できる。シールドケースのみを上記の範囲と
することにより記録媒体である磁気テープの摺動性(走
行性)を高めて磁性粉の付着などに効果を発揮できる。
ただしシールドケースのみではなくコアとシールド板の
全てにおいて、硬度などを上記の範囲とすることが好ま
しい。以上から磁気ヘッドとしての実用性を考慮した場
合、コアとシールド板の双方において上記の範囲とする
ことが最も効果的である。
【0044】
【発明の効果】以上のように本発明では、摺動面に保護
膜が形成される場合に、保護膜の下地金属(特にコアお
よび/またはシールド板)の硬度を適正な範囲とするこ
とにより、保護膜の付着力を向上させて、記録媒体の連
続摺動による保護膜の剥がれを防止できるようになり、
また下地金属の高い硬度の影響で磁気テープが損傷を受
けることを防止できるようになる。よって保護膜を形成
したことによる記録媒体の摺動性(走行性)の改善効果
を十分に発揮でき、長時間にわたってヘッド出力の劣化
を防止できるようになる。
膜が形成される場合に、保護膜の下地金属(特にコアお
よび/またはシールド板)の硬度を適正な範囲とするこ
とにより、保護膜の付着力を向上させて、記録媒体の連
続摺動による保護膜の剥がれを防止できるようになり、
また下地金属の高い硬度の影響で磁気テープが損傷を受
けることを防止できるようになる。よって保護膜を形成
したことによる記録媒体の摺動性(走行性)の改善効果
を十分に発揮でき、長時間にわたってヘッド出力の劣化
を防止できるようになる。
【図1】磁気ヘッドの摺動面を示す斜視図、
【図2】磁気ヘッドの保護膜が形成され且つ磁気テープ
が摺動する部分を示す拡大断面図、
が摺動する部分を示す拡大断面図、
【図3】硬度の相違する下地金属に保護膜を形成したダ
ミーヘッドと、膜寿命との関係を示す線図、
ミーヘッドと、膜寿命との関係を示す線図、
【図4】硬度の相違する下地金属に保護膜を形成したダ
ミーヘッドと、磁気テープ劣化量との関係を示す線図、
ミーヘッドと、磁気テープ劣化量との関係を示す線図、
【図5】硬度の相違する下地金属に保護膜を形成したダ
ミーヘッドと、膜表面での磁気テープとの動摩擦係数と
の関係を示す線図、
ミーヘッドと、膜表面での磁気テープとの動摩擦係数と
の関係を示す線図、
【図6】硬度の相違するパーマロイとDLC膜との付着
力の変化を示す線図、
力の変化を示す線図、
【図7】パーマロイの表面粗さと膜寿命との関係を示す
線図、
線図、
【図8】磁気ヘッドの表面粗さと周波数特性との関係を
示す線図、
示す線図、
【図9】硬度の相違する材料でコアとシールド板を形成
した磁気ヘッドと、保護膜の寿命との関係を示す線図、
した磁気ヘッドと、保護膜の寿命との関係を示す線図、
【図10】硬度の相違する材料でコアとシールド板を形
成した磁気ヘッドと、磁気テープ劣化量との関係を示す
線図、
成した磁気ヘッドと、磁気テープ劣化量との関係を示す
線図、
【図11】(A)は図6に示した膜の付着力試験を示す
斜視図、(B)は付着力試験でのAE信号を示す線図、
斜視図、(B)は付着力試験でのAE信号を示す線図、
H 磁気ヘッド A 摺動面 1 シールドケース 2a,2b シールド板 3 コア 5 保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 登坂 修 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 (56)参考文献 特開 平4−89603(JP,A) 特開 平4−212705(JP,A) 特開 昭49−49803(JP,A) 特開 昭50−92817(JP,A) 特開 昭55−113119(JP,A) 特開 平6−12615(JP,A) 特開 平7−169016(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 5/10 - 5/255
Claims (5)
- 【請求項1】 記録媒体との摺動面が保護膜により被覆
されている磁気ヘッドであって、前記保護膜の下地とな
る金属のビッカース硬度Hvが140以上で950以下
であり、下地となる金属の表面の中心線平均粗さRaが
5nm以上で50nm以下であり、かつ下地となる金属
が、磁気ギャップを形成するコア及び/又は前記コアに
隣接するシールド板であることを特徴とする磁気へッ
ド。 - 【請求項2】 下地となる金属の表面の中心線平均粗さ
Raが5nm以上で35nm以下である請求項1記載の
磁気ヘッド。 - 【請求項3】 下地となる金属がパーマロイにより形成
されており、そのビッカース硬度Hvが140以上であ
る請求項1または2記載の磁気ヘッド。 - 【請求項4】 下地となる金属がFe−Ni−Nb系合
金にて形成されており、Nbの含有量が3重量%以上で
10重量%以下である請求項3記載の磁気ヘッド。 - 【請求項5】 下地となる金属が、前記コア及び/又は
シールド板に加え、前記コア及び/又はシールド板を収
納するシールドケースである請求項1ないし4のいずれ
かに記載の磁気ヘッド。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06191045A JP3083454B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 磁気ヘッド |
CN95108193A CN1062964C (zh) | 1994-07-20 | 1995-07-20 | 磁头 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06191045A JP3083454B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 磁気ヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0836709A JPH0836709A (ja) | 1996-02-06 |
JP3083454B2 true JP3083454B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=16267981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06191045A Expired - Lifetime JP3083454B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 磁気ヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3083454B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6590741B1 (en) | 1999-06-14 | 2003-07-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetic head having grooves to enhance contact with magnetic recording media and magnetic recording/reproducing apparatus |
US7509833B2 (en) * | 2004-06-29 | 2009-03-31 | International Business Machines Corporation | Wear gauge and method of use |
-
1994
- 1994-07-20 JP JP06191045A patent/JP3083454B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0836709A (ja) | 1996-02-06 |
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