(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体と摺接する摺接面を有したシールドケーシングと、前記シールドケーシングに収容され、表面の一部が前記摺接面を形成する磁気コアと、前記摺接面の全域を被覆し、セラミックス材料の微粒子により成膜された耐摩耗膜とを具備し、
前記磁気コアはパーマロイから成り、
前記耐摩耗膜はアルミナ又はジルコニアからなり、
前記耐摩耗膜の厚みは１〜１００μｍである
ことを特徴とする磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ヘッドに関し、より詳しくは、磁気ヘッドのスペーシングロスを低減可能であり、かつ、成膜時の磁気ヘッドへの熱的負荷を低減可能な耐摩耗膜を備えた磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録媒体（以下、記録媒体という）が摺接して使用される磁気ヘッドの構成を図１に示す。磁気ヘッドＡは金属製のシールドケース２を備え、シールドケース２は記録媒体が摺接する摺接面２ａを有し、摺接面２ａには開口２ｂが形成されている。シールドケース２内には磁気ギャップＧを有する磁気コア５が収容され、磁気コア５の上面は開口２ｂにて摺接面２ａを構成し、且つ磁気ギャップＧが開口２ｂ内に位置付けられている。磁気コア５には励磁コイル６及び検出コイル７が巻回され、これらコイル６，７は磁気コア５と共にシールドケース２内で樹脂部材９によりモールドされている。
【０００３】
摺接面２ａは、磁気コア５等が記録媒体と摺接したときに摩耗しないよう、或いは、錆びないように、全面に亘って耐摩耗層１０により被覆されている。
この場合、耐摩耗層１０は、摺接面への付着強度が高いこと、および耐摩耗性に優れることはもとより、記録媒体が耐摩耗層１０の表面と滑らかに摺接可能なように、滑動性が良好な材料から成ることが要求される。このような材料としてはセラミックス材料があげられ、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3），ジルコニア（ＺｒＯ2），窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4），チタニア（ＴｉＯ2），部分安定化ジルコニア（ＰＳＺ），酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）等及びこれらの混合物又は化合物が耐摩耗層１０に用いられている。
【０００４】
そして、これらのセラミックス材料からなる耐摩耗層１０は、例えば、溶射，イオンスパッタリング法，イオンプレーティング法またはＣＶＤ法により形成され、その厚みは通常、溶射で１００μｍ以上、他の成膜法で０．１〜５μｍとされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
耐摩耗性の観点からは、溶射が好ましいが、溶射の場合、粗面化前処理等に起因する耐摩耗層１０の表面粗さ不良が発生し成膜後に研磨処理を要する、成膜時に摺接面を２ａを２００℃程度の温度まで昇温することが必要である、および樹脂部材９上への成膜が不可能であるなど問題が多い。また、磁気ヘッドＡのスペーシングロスを低減し、磁気ヘッドの特性を向上するためには、耐摩耗層１０は薄いことが好ましく、溶射は不向きである。そのため、耐摩耗層１０は、上記した方法のうち、イオンスパッタリング法，イオンプレーティング法またはＣＶＤ法により成膜される。しかし、これらの成膜法による耐摩耗層１０は、厚みが５μｍを超えると内部応力が大きくなり、クラックを生じて剥離する欠点があり、耐摩耗性の観点からは十分とは言えない。また、これらの成膜法を採用した場合、成膜条件にもよるが、耐摩耗層１０と摺接面２ａの間の剥離強度（付着強度）を実用に供するレベルに高めるためには、成膜時に摺接面２ａを最低でも４００℃の温度まで昇温することが必要である。
【０００６】
しかしながら、摺接面２ａの温度を高めるために磁気ヘッドＡを加熱した場合、コイル６，７の素材であるコイル線の絶縁被覆が溶融して短絡し、コイル６，７がコイルとしての機能を消失したり、或いは、内部応力により樹脂部材９が歪んで磁気コア５のアライメントに狂いが生じたりして、磁気ヘッドＡの特性が損なわれるという問題があった。
【０００７】
また一方、上記した剥離等のコーティングトラブルを解消する手段として、特開２００２−５０００４号は、セグメントパターンを有する耐摩耗層を開示しているが、この耐摩耗層の形成は製造工程が複雑であり、磁気ヘッドの製造コストの上昇を招くという問題があった。
本発明は、上記した問題を解決し、磁気ヘッドのスペーシングロスを低減可能であり、かつ、成膜時の磁気ヘッドへの熱的負荷を低減可能な耐摩耗膜を備えた安価な磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、磁気記録媒体と摺接する摺接面を有したシールドケーシングと、前記シールドケーシングに収容され、表面の一部が前記摺接面を形成する磁気コアと、前記摺接面の全域を被覆し、セラミックス材料の微粒子により成膜された耐摩耗膜とを具備し、前記磁気コアはパーマロイから成ることを特徴とする磁気ヘッドが提供される。
【０００９】
前記耐摩耗膜は、厚みが１〜１００μｍである。そして、前記耐摩耗膜は、アルミナ系セラミックスまたはジルコニア系セラミックスから成る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の磁気ヘッドを説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係る磁気ヘッドＢを示している。
磁気ヘッドＢは、パーマロイ製の中空のシールドケース２を備えている。シールドケース２の下面は全体が開口し、シールドケース２の上面は、記録媒体が摺接する摺接面２ａとなっている。摺接面２ａは、開口部２ｂを有し、曲率半径が１２ｍｍであり、図１中に示した幅Ｗが１１ｍｍ及び図面に垂直な方向の奥行きが８ｍｍである。
【００１１】
シールドケース２の下部には、金属製のベース３が収容されている。ベース３の下面には中空のピン４，４の基端部が接続され、ピン４，４はシールドケース２の外方へと突出している。
ベース３の上面にはパーマロイ製の磁気コア５が配置されている。磁気コア５は左右対称な２つの部材５ａ，５ｂからなり、これら部材５ａ，５ｂは下端にて互いに直接接続され、上端では所定幅の隙間を形成している。この隙間は磁気ギャップＧとして機能し、非磁性材料であるＢｅ合金製の板が介挿されている。
【００１２】
磁気コア５の表面の一部であって、磁気ギャップＧを含む上面は、シールドケース２の上面と略同一の曲率を有して開口２ｂ内に位置し、記録媒体が摺接する摺接面２ａをシールドケース２の上面とともに構成している。
磁気コア５はパーマロイ製であったが、センダストまたはフェライト等の磁性材料から成るものであってもよい。ただし、パーマロイ製の磁気コア５は、センダストまたはフェライトを用いた場合に比べ耐摩耗膜１１の付着強度が高くなるので好ましい。
【００１３】
磁気コア５の両側部には、励磁コイル６及び検出コイル７がそれぞれ巻回され、各コイル６，７はピン４，４を通じて磁気ヘッドの外部と接続される。そして、これらのコイル６，７と接触しない状態で、シールドケース２及び磁気コア５の側面の間には亜鉛合金製のホルダ８，８が配置されている。ホルダ８，８はシールドケース２内にて磁気コア５を挟持し、シールドケース２に対して磁気コア５を位置決めしている。
【００１４】
そして、上記の如く配置されたベース３，ピン４，４，磁気コア５及びホルダ８，８は、シールドケース２内において、エポキシ系樹脂からなる樹脂部材９によりモールドされて固定され、樹脂部材９の一部は摺接面２ａを構成している。
摺接面２ａを構成する部材は、シールドケース２，磁気コア５，および樹脂部材９に限定されることはなく、磁気ヘッドの仕様に応じて適宜設定される。例えば、磁気ヘッドＢにおいては、ホルダ８，８は摺接面２ａに位置していなかったが、図２に示した磁気ヘッドＣのように、ホルダ８，８が磁気コア５と共に摺接面２ａに位置していても良い。
【００１５】
ホルダ８，８の材質としては、洋白，ステンレス，真鍮，アルミ及び亜鉛合金があげられるが、磁気ヘッドＣのようにホルダ８，８が摺接面２ａに位置する場合、他の材料の場合に比べ耐摩耗膜１１の付着強度が高くなることから亜鉛合金が好ましい。
本発明においては、上記した磁気ヘッドＢの摺接面２ａの全域が、セラミックス材料からなる微粒子により成膜された耐摩耗膜１１で被覆されていることを特徴とする。そして、この微粒子により成膜された耐摩耗膜１１は、結晶性を有する粒子が互いにランダムな方向で結合してなる多結晶膜であって、各粒子は材料に固有な自形を示さず不定形であり、かつ、結晶子サイズが０．１μｍ以下である。
【００１６】
ここで、図１中に示した耐摩耗膜の厚みＤは、磁気ヘッドのスペーシングロスを低減するために、成膜可能な範囲で薄ければ薄いほど良い。また、耐摩耗膜の厚みが厚くなると膜内の内部応力が増加し、耐摩耗膜が剥離しやすくなるので、耐摩耗膜の厚みＤは１〜１００μｍであるのが好ましい。
また、耐摩耗膜を形成するセラミックス材料としては、硬度（耐摩耗性）や、潤滑性を考慮して、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3），ジルコニア（ＺｒＯ2），窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4），チタニア（ＴｉＯ2），部分安定化ジルコニア（ＰＳＺ），酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）等及びこれらの混合物又は化合物があげられるが、より高い付着強度が得られることから、アルミナ，ジルコニア及びこれらの混合物又は化合物等のアルミナ系セラミックス又はジルコニア系セラミックスが好ましい。
【００１７】
上記した耐摩耗膜は、セラミックス材料の微粒子を高速で吹き付け、その衝撃力で薄膜を形成する成膜法（以下、微粒子成膜法という）により作成することができる。
この微粒子成膜法は、具体的には、機械的に粉砕またはコロイドケミカルに調整された２μｍ以下のセラミックス微粒子を、アルゴン（Ａｒ），ヘリウム（Ｈｅ），窒素，空気等のガスにより流速１００m/s以上の速度で搬送し、摺接面に吹き付け、基材に衝突すると、微粒子の持つ高い運動エネルギが粒子と基材の接触面内で局部的な加熱やメカノケミカル反応を誘起し、前記摺接面と強固な結合をする。この場合、結合に預かる以外の無駄な熱エネルギが殆ど発生せず、前記摺接面の表面温度をほとんど上げることなく真空蒸着や、スパッタリング並の緻密さと強度の薄膜を形成することができる。このような成膜方法は、特許第２９６３９９３号、特許第３０１５８６９号等に開示されている。
【００１８】
かくして微粒子成膜法により得られる耐摩耗膜は、その表面の凹凸が極めて少なく滑動性が良好であるため耐摩耗性に優れ、更には、温度４００℃の摺接面にイオンスパッタリング法を適用して耐摩耗膜を形成した場合に比して遜色ない緻密さと付着強度を有する。
したがって、上記した微粒子成膜法によれば、スパッタリング法，イオンプレーティング法及びＣＶＤ法の場合のように、摺接面を予め加熱して４００℃以上の高温状態とする必要がない。そのため、耐摩耗膜の成膜時に磁気ヘッドへの熱的負荷が小さいので、耐摩耗膜が成膜された磁気ヘッドにあっては、コイルの絶縁被覆の溶融による絶縁破壊や、内部応力による歪みに基づく磁気コア５のアライメント不良の発生を防止することができるので、磁気ヘッドを歩留り良く製造することができる。
【００１９】
そして、微粒子成膜法を適用して耐摩耗膜により被覆される摺接面２ａは、成膜後に耐摩耗膜の研磨処理を省略し、磁気ヘッドの製造工程を簡略化及び低コスト化できるようになることから、ＪＩＳ―Ｂ０６０１に規定されるＲａが成膜以前に０．３μｍ以下に調整されているのが好ましい。
１．耐摩耗性の評価
厚み２．５μｍのアルミナ系セラミックの耐摩耗膜１１を摺接面２ａに形成した磁気ヘッドＢの摺接面２ａに、１０００円札を長手方向に荷重０．９８Ｎ及び搬送速度５００m/sにて摺接させ、摺接させた回数（パス回数）と耐摩耗膜１１の摩耗深さとの関係を調べ、その結果を図３に示した。
【００２０】
また、比較例として、耐摩耗膜１１を備えない以外は磁気ヘッドＢと同じ構造を有する磁気ヘッドを用いて、磁気ヘッドＢの場合と同様に摺接回数と摺接面の摩耗深さとの関係を調べ、その結果をあわせて図３に示した。
図３から明らかなように、パス回数１００万回のときに、耐摩耗膜１１を備える磁気ヘッドＢの摩耗深さは、１μｍ以下であったのに対し、耐摩耗膜１１を備えない比較例の場合、０．３ｍｍを超え、耐摩耗膜１１が磁気ヘッドの耐摩耗性を向上させるのに極めて有効であることがわかる。
【００２１】
２．付着強度の評価
厚み２．５μｍのアルミナ系セラミックの耐摩耗膜１１が摺接面２ａに形成され、磁気コア５として、リードコア、およびリードコアの両側に配置されたサイドコアを含む磁気ヘッドＢの摺接面２ａに、１０００円札を長手方向に荷重０．９８Ｎ及び搬送速度５００m/sにて２５０万回摺接させ、摺接面２ａの観察を行なった結果を図４（ａ）に示した。
【００２２】
また、磁気コアがセンダスト製であり、かつ、リードコア及びサイドコア寸法が異なる以外は磁気ヘッドＢと同じ構成を有する磁気ヘッドに、厚み２．５μｍの耐摩耗膜１１を摺接面２ａに形成し、磁気ヘッドＢの場合と同じ条件で１０００円札を摺接させ、摺接面２ａの観察を行なった。この結果を図４（ｂ）に示した。
【００２３】
図４（ａ）に示したように、パーマロイ製の磁気コアを備えた磁気ヘッドＢの場合、耐摩耗膜１１の剥がれは認められなかったのに対し、センダスト製の磁気コアを備えた磁気ヘッドの場合、図４（ｂ）に白い矢印で示したように耐摩耗膜１１の局所的な剥離が認められた。このことから、磁気コアの材質としては、パーマロイが好ましいことがわかる。
【００２４】
なお、本発明は上述した実施例に限定されることはなく、様々な変形が可能である。例えば、磁気ヘッドＢ，Ｃは一対の励磁コイル６及び検出コイル７を備えていたが、複数対備えているものであっても良いのは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の磁気ヘッドは、摺接面が微粒子により成膜された耐摩耗膜により被覆されており、この耐摩耗膜は滑動性が良好で耐摩耗性に優れ、かつ付着強度が大きい。
そして、この耐摩耗膜は厚みが１〜１００μｍであって、磁気ヘッドのスペーシングロスを低減可能であると共に、膜内の内部応力が抑制されて剥離しづらい。
【００２６】
更には、この耐摩耗膜は、摺接面を加熱することなく成膜することができるので、成膜時に磁気ヘッドへの熱的負荷が小さく、磁気ヘッドを歩留り良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る磁気ヘッドの断面図である。
【図２】本発明の他の実施例に係る磁気ヘッドの断面図である。
【図３】磁気ヘッドの摩耗特性図である。
【図４】耐摩耗性試験後の耐摩耗膜の観察結果である。
【符号の説明】
Ｂ，Ｃ  磁気ヘッド
２    シールドケーシング
２ａ  摺接面
２ｂ  開口部
５    磁気コア
６    励磁コイル
７    検出コイル
８    ホルダ
９    樹脂部材
１０  耐摩耗層
１１  耐摩耗膜
Ｇ    磁気ギャップ
【図１】
0004154479.tif 000002
【図２】
0004154479.tif 000003
【図３】
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【図４】
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