CN1183516C - 磁头和磁记录再现装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种磁头磨损小、静止持久时间长的磁头和备有使用该磁头的高速旋转磁鼓装置的磁记录再现装置。因此，在磁头中，将由一对衬底(1)和(3)、(5)和(7)夹持软磁金属材料构成的至少一个磁性膜(2、6)构成的磁芯半体(4、8)配置为由该磁芯半体的各个磁性膜应构成磁路的磁芯半体的端面之间相互对向来形成磁隙(9)，衬底的与磁带的滑动面的至少一部分由非磁性单晶铁氧体材料构成，该非磁性单晶铁氧体材料在上述滑动面的结晶面方位大致为{110}，并且<110>方向与磁头相对磁带的滑动方向大致平行。

Description

磁头和磁记录再现装置
技术领域
本发明涉及磁头和使用该磁头的磁记录再现装置，更具体说，本发明涉及高效地记录再现大量信号的高品质VTR、数字VTR、适合于记录再现数字数据的流式机(streamer)等的磁头和使用该磁头的磁记录再现装置。
背景技术
作为装载在磁带录像机(下面叫作VTR)、流式机等的高频特性优越的磁头，开发出金属磁性膜和非磁性膜交错层叠构成磁芯的结构的磁头。例如，通过一对非磁性衬底材料夹持Co系非晶合金构成的软磁金属膜和SiO2构成的非磁性膜的层叠磁性膜形成磁芯半体，将其配置为其端面之间相互面对来形成磁隙的所谓层叠型磁头就是其中一例。作为非磁性衬底材料，使用钛酸镁和钛酸钙等陶瓷。
另一方面，VTR、流式机朝着小型化、高密度化进展，随之而来的是装载磁头的磁鼓装置朝着小型化、高速旋转化进展，磁带朝着薄膜化进展。例如，VHS方式的VTR中，磁鼓装置的直径为62mm、相对速度为5.8m/s、磁带厚度约为18微米，而DV(数字视频)方式和DVCPRO方式的VTR中，磁鼓装置的直径为21.7mm、相对速度为10m/s、磁带厚度为10微米以下。随着磁带厚度减薄，刚性变差，磁性层厚度也减薄，因此与原来的VHS等的磁带相比，容易受到损坏。
VTR中，记录再现之前，有在暂停状态待机的模式(后面叫作静止模式)，此时磁头持续与磁带滑动的相同场所。民用VTR中，变为静止模式并经过一定时间后，采用为避免磁头和磁带的损坏而解除静止模式或弱化磁带张力的状态。但是，业务用或广播用的VTR中，有时为备用于获取素材和广播而将静止模式维持长时间，而且，静止模式解除后就要求高品质图像的记录再现。因此，要求一种对于长时间的静止模式磁头和磁带也不受损坏的磁记录再现装置。一般地，作为静止特性的评价，磁头的再现输出因进入静止模式而降低到规定值所需的时间作为静止持久时间来进行评价。
作为使用非磁性单晶铁氧体材料的已有例，可举出特开平7-21513号公报记载的磁头。该磁头在层叠型磁头中将非磁性单晶铁氧体用作衬底材料，将与磁带的滑动面的面方位设为{100}。
但是，原有的使用陶瓷衬底的层叠型磁头装载在VTR、流式机的高速旋转鼓装置中时，有磁头磨损量大，静止持久时间短的问题。
将2个磁头安装在一个磁头基座上的复合型磁头中，由于磁头和磁带的相对速度加速，有先与磁带接触的磁头比后与磁带接触的磁头的磨损量大的问题。
另外，使用非磁性单晶铁氧体衬底的层叠型磁头中，将与用非磁性单晶铁氧体衬底与磁带的滑动面的结晶面方位设为{100}时，虽然提高了耐磨损性，但出现静止持久性短的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种磁头磨损小、静止持久时间长的磁头和备有使用该磁头的高速旋转磁鼓装置的磁记录再现装置。
为达到上述目的，本发明的第一磁头中，由软磁金属材料组成的金属磁膜和由非磁材料组成的非磁性膜交替积层的2个积层磁性膜被用非磁性材料组成的衬底夹入形成2个磁芯半体，使所述2个磁芯半体利用所述磁芯半体的各积层磁性膜应构成磁路的2个磁芯半体端面之间被彼此相对地接合，在其接合部形成磁隙，其特征在于：上述衬底的与磁带的滑动面的至少一部分由非磁性单晶铁氧体材料构成，该非磁性单晶铁氧体材料在上述滑动面的结晶面方位大致为{110}，并且<110>方向与磁头相对磁带的滑动方向大致平行。
为达到上述目的，本发明的第二磁头中，将由一对衬底夹持软磁金属材料构成的至少一个磁性膜构成的磁芯半体配置为由该磁芯半体的各个磁性膜应构成磁路的磁芯半体的端面之间相互对向来形成磁隙，其特征在于：上述衬底的与磁带的滑动面的至少一部分由非磁性单晶铁氧体材料构成，该非磁性单晶铁氧体材料在上述滑动面的结晶面方位大致为{110}，并且<100>方向与磁头相对磁带的滑动方向大致平行。
为达到上述目的，本发明的第三磁头中，其特征在于将至少一个上述第一磁头和至少一个上述第二磁头贴装在一个磁头基座上。
该第三磁头中，最好第二磁头配置在比其他磁头先与磁带滑动的位置上。
为达到上述目的，本发明的第一磁记录再现装置的特征在于包括：具有上述第一磁头的旋转鼓装置、在该旋转鼓装置中引导磁带使上述磁带对接在固定鼓和上述旋转鼓的外周面上的引导和对接机构。
为达到上述目的，本发明的第二磁记录再现装置的特征在于包括：具有上述第二磁头的旋转鼓装置、在该旋转鼓装置中引导磁带使上述磁带对接在固定鼓和上述旋转鼓的外周面上的引导和对接机构。
为达到上述目的，本发明的第三磁记录再现装置的特征在于包括：具有上述第三磁头的旋转鼓装置、在该旋转鼓装置中引导磁带使上述磁带对接在固定鼓和上述旋转鼓的外周面上的引导和对接机构。
根据上述结构，由于上述非磁性单晶铁氧体衬底比原来的陶瓷衬底的表面粗糙度小，即便与磁带滑动，也难以对磁带产生损坏，由于比原来的陶瓷衬底耐磨损，可延长磁头寿命。
即便是相同的非磁性单晶铁氧体衬底，通过组合结晶的面方位和方向使磨损速度和静止持久时间的特性不同，从而根据用途可选择磁头的滑动面的面方位和方向。
这样，作为构成层叠型磁头的非磁性衬底材料，使用非磁性单晶铁氧体，与磁带接触的磁头滑动面的结晶面方位大致为{110}，并且<110>方向大致平行于和磁带的滑动方向，或者与磁带接触的磁头滑动面的结晶面方位大致为{110}，并且<100>方向大致平行于和磁带的滑动方向，从而可提供静止持久时间加长，难以对磁带产生损坏的磁头。本发明的磁头由于耐磨性优越，可提供可靠性高的磁记录再现装置。
附图说明
图1是表示根据本发明的实施例1的磁头结构的透视图；
图2是表示根据本发明的实施例2的磁头结构的透视图；
图3(a)是表示根据本发明的实施例3的磁头结构的正视图；
图3(b)是表示根据本发明的实施例3的磁头结构的侧视图；
图4是表示根据本发明的实施例4的磁记录再现装置的走带系统的简图；
图5是表示根据本发明的实施例5的磁记录再现装置的走带系统的简图；
图6是表示根据本发明的实施例6的磁记录再现装置的走带系统的简图。
具体实施方式
下面参考附图说明本发明的最佳实施例的磁头。
(实施例1)
图1是表示根据本发明的实施例1的磁头结构的透视图。该磁头由分别用非磁性单晶铁氧体材料构成的衬底1，3和衬底5，7夹持例如CoNbZrTa膜构成的金属磁性膜和SiO2构成的非磁性膜交错层叠制作的层叠磁性膜2和6，与其对应形成的一对层叠膜磁芯半体4和8接合成上述层叠磁性膜2和6的端面之间相互紧挨，在该接合部形成磁隙9。磁头中，卷绕线圈的卷绕窗11贯通磁头厚度方向设置。10为接合用的粘结玻璃。磁头滑动面为和磁带良好接触而把其滑动宽度设置成规定宽度。
非磁性单晶铁氧体衬底1，3，5，7构成为：与地带接触的磁头滑动面的结晶面方位大致为{110}并且<110>方向大致平行于和磁带的滑动方向。
本实施例中，作为非磁性单晶铁氧体材料，使用例如MnZn系、TiZn系的非磁性单晶铁氧体。这些非磁性单晶铁氧体通过选择其组成使其居里点在常温以下。因此，在常温下是非磁性的。
本实施例中，以作为构成层叠磁性膜的金属磁性膜使用CoNbZrTa膜、作为非磁性膜使用SiO2为例作了说明，但作为金属磁性膜的材料，另外可使用FeTaN、FeAlSi等，作为非磁性膜的材料，可使用Al2O3等。
根据本发明的第一磁头，与磁带的摩擦现象与原来的陶瓷衬底相比，变得平滑了，提高了静止持久时间。由于提高了耐磨损性，磁头寿命延长了。
(实施例2)
图2是表示根据本发明的实施例2的磁头结构的透视图。该磁头由分别用非磁性单晶铁氧体材料构成的衬底22，13和衬底15，17夹持例如CoNbZrTa膜构成的金属磁性膜和SiO2构成的非磁性膜交错层叠制作的层叠磁性膜12和16，与其对应形成的一对层叠膜磁芯半体14和18接合成上述层叠磁性膜12和16的端面之间相互紧挨，在该接合部形成磁隙19。磁头中，卷绕线圈的卷绕窗21贯通磁头厚度方向设置。20为接合用的粘结玻璃。磁头滑动面为和磁带良好接触而把其滑动宽度设置成规定宽度。
非磁性单晶铁氧体衬底22，13，15，17构成为：与磁带接触的磁头滑动面的结晶面方位大致为{110}并且<100>方向大致平行于和磁带的滑动方向。
本实施例中，作为非磁性单晶铁氧体材料，使用例如MnZn系、TiZn系的非磁性单晶铁氧体。这些非磁性单晶铁氧体通过选择其组成使其居里点在常温以下。因此，在常温下是非磁性的。
本实施例中，以作为构成层叠磁性膜的金属磁性膜使用CoNbZrTa膜、作为非磁性膜使用SiO2为例作了说明，但作为金属磁性膜的材料，另外可使用FeTaN、FeAlSi等，作为非磁性膜的材料，可使用Al2O3等。
根据本实施例2的磁头，与磁带的摩擦现象与原来的陶瓷衬底相比，变得平滑了，提高了静止持久时间。由于提高了耐磨损性，磁头寿命延长了。
(比较例)
制作实施例1的磁头、实施例2的磁头、作为比较例1的与实施例1和2结构、层叠磁性膜完全相同而仅非磁性衬底使用钛酸镁系的陶瓷的磁头以及作为比较例2的与比较例1结构、层叠磁性膜完全相同而仅非磁性衬底使用非磁性单晶铁氧体材料、与磁带接触的滑动面的面方位为{100}的磁头，分别测定各个磁头的静止持久时间、磨损量和不均匀磨损量(衬底与磁性膜的台阶)。实际上，使用相同的VTR、相同的旋转鼓装置，装载4个相同种类的磁头。VTR的相对速度为20m/s。静止持久时间测定来自磁头的再现输出从最初状态的电平下降-6dB的时间，磨损量测定在涂布型金属带上运行250小时后的磨损量和不均匀磨损量。不均匀磨损量用原子力显微镜测定。
表1中表示比较例1的磁头为1时各磁头的静止持久时间、磨损量和不均匀磨损量的比。
表1
比较例1   比较例   实施例1   实施例2
  静止持久时间 1   2   10   8
  磨损量 1   0.3   0.8   0.5
  不均匀磨损量 1   1.5   0.7   1
从表1可知，实施例1和2的磁头与比较例1和2相比，静止持久性优越，实施例1和2的磁头比比较例1的磨损量小，不均匀磨损量在同等程度以下，耐磨损性优越。
比较例2的磁头与本实施例1和2相比，磨损量小，但静止持久性和不均匀磨损量恶化。为降低了磁带和磁头的间距损耗，不均匀磨损量越小越好。
实施例1的磁头与实施例2的磁头相比，静止持久性优越，实施例2的磁头与实施例1的磁头相比，耐磨损性优越。
(实施例3)
图3表示根据本发明的实施例3的复合型磁头的外观图，(a)是正视图，(b)是侧视图。磁头23和磁头24例如通过紫外线固化树脂接合在例如黄铜制造的基座25上，进行绕线(未示出)。磁头23是实施例2的磁头，磁头24是实施例1的磁头。
将该复合型磁头装载在磁鼓装置上，使得磁头23比磁头24先与磁带滑动。这样，磁鼓装置高速旋转时，在原来的复合型磁头中，先与磁带滑动的磁头磨损量大，而本实施例3的复合型磁头中，如上述表1所示，先与磁带接触的实施例2的磁头23比后与磁带接触的实施例1的磁头24耐磨损性优越，因此各个磁头的磨损量得到很好的平衡。即便磁带运行时间长，由于复合型磁头从旋转鼓的突出量均匀减少，磁带与磁头的接触状态(磁头接触)也稳定。
下面参考附图说明本发明的实施例的磁记录再现装置。
(实施例4)
图4是表示根据本发明的实施例4的磁记录再现装置的走带系统的简图。26是旋转鼓装置，27是本发明的实施例1的磁头，28是供给辊(引导和对接机构)，29是卷绕辊(引导和对接机构)，30，31，32，33，34，35是旋转导柱(引导和对接机构)，36，37是倾斜导柱(引导和对接机构)，38是主动轴(引导和对接机构)，39是压带轮(引导和对接机构)，41是伸张臂(引导和对接机构)，40是磁带。卷绕在供给辊28上的磁带40通过压带轮39和主动轴38的引进动作行进，通过倾斜导柱36，37的引导押向装载在旋转鼓装置26上的磁头27，通过压带轮39和主动轴38之间来卷绕在卷绕辊29上。旋转鼓装置是上旋转鼓方式，磁头27从旋转鼓侧面突出20微米并安装2个。鼓旋转次数例如是约18000rpm，相对速度例如是约20m/s。
根据本实施例的结构的磁记录再现装置，即便鼓旋转次数增大、相对速度加快，由于静止持久时间加长，耐磨损性优越，因此实现可靠性高的磁记录再现装置。
(实施例5)
图5是表示根据本发明的实施例5的磁记录再现装置的走带系统的简图。42是旋转鼓装置，43是本发明的实施例2的磁头，44是供给辊(引导和对接机构)，45是卷绕辊(引导和对接机构)，46，47，48，49，50，51是旋转导柱(引导和对接机构)，52，53是倾斜导柱(引导和对接机构)，54是主动轴(引导和对接机构)，55是压带轮(引导和对接机构)，57是伸张臂(引导和对接机构)，56是磁带。卷绕在供给辊44上的磁带56通过压带轮55和主动轴54的引进动作行进，通过倾斜导柱52，53的引导押向装载在旋转鼓装置42上的磁头43，通过压带轮55和主动轴54之间来卷绕在卷绕辊45上。旋转鼓装置是上旋转鼓方式，磁头43从旋转鼓侧面突出20微米并安装2个。鼓旋转次数例如是约18000rpm，相对速度例如是约20m/s。
根据本实施例的结构的磁记录再现装置，即便鼓旋转次数增大、相对速度加快，由于静止持久时间加长，耐磨损性优越，因此实现可靠性高的磁记录再现装置。
(实施例6)
图6是表示根据本发明的实施例6的磁记录再现装置的走带系统的简图。58是旋转鼓装置，59是本发明的实施例3的复合型磁头，60是供给辊(引导和对接机构)，61是卷绕辊(引导和对接机构)，62，63，64，65，66，67是旋转导柱(引导和对接机构)，68，69是倾斜导柱(引导和对接机构)，70是主动轴(引导和对接机构)，71是压带轮(引导和对接机构)，73是伸张臂(引导和对接机构)，72是磁带。卷绕在供给辊60上的磁带72通过压带轮71和主动轴70的引进动作行进，通过倾斜导柱68，69的引导押向装载在旋转鼓装置58上的磁头59，通过压带轮71和主动轴70之间来卷绕在卷绕辊61上。旋转鼓装置是中旋转鼓方式，复合型磁头59从旋转鼓侧面突出18微米并安装2个。鼓旋转次数例如是约18000rpm，相对速度例如是约20m/s。
根据本实施例的结构的磁记录再现装置由于静止持久时间加长，耐磨损性优越，因此实现可靠性高的磁记录再现装置。由于复合型磁头的先行磁头和后行磁头的磨损量的差别小，即便长时间运行后，磁头接触良好。
本发明的实施例4，5，6中，作为磁记录再现装置说明了VTR的例子，但将本发明的磁头装载在流式机等磁记录再现装置中也实现同样的效果。

Claims (7)

1.一种磁头，由软磁金属材料组成的金属磁膜和由非磁材料组成的非磁性膜交替积层的2个积层磁性膜被用非磁性材料组成的衬底分别夹入形成2个磁芯半体，使所述2个磁芯半体利用所述磁芯半体的各积层磁性膜应构成磁路的2个磁芯半体端面之间被彼此相对地接合，在其接合部形成磁隙，其特征在于，
所述衬底的与磁带的滑动面的至少一部分由非磁性单晶铁氧体材料构成，该非磁性单晶铁氧体材料在所述滑动面的结晶面方位大致为{110}，并且<110>方向与磁头相对磁带的滑动方向大致平行。
2.一种磁头，具有将由一对衬底夹持软磁金属材料构成的至少一个磁性膜构成的磁芯半体配置为由该磁芯半体的各个磁性膜应构成磁路的磁芯半体的端面之间相互对向来形成磁隙的方位角，其特征在于，
所述衬底的与磁带的滑动面的至少一部分由非磁性单晶铁氧体材料构成，该非磁性单晶铁氧体材料在所述滑动面的结晶面方位大致为{110}，并且<100>方向与磁头相对磁带的滑动方向大致平行。
3.一种磁头，其特征在于，将至少一个权利要求1所述的磁头和至少一个权利要求2所述的磁头贴装在一个磁头基座上。
4.根据权利要求3所述的磁头，其特征在于，权利要求2所述磁头配置在比其它磁头先于磁带滑动的位置上。
5.一种磁记录再现装置，其特征在于，包括：具有权利要求1所述磁头的旋转鼓装置、在该旋转鼓装置中引导磁带使所述磁带对接在固定鼓和所述旋转鼓的外周面上的引导和对接机构。
6.一种磁记录再现装置，其特征在于，包括：具有权利要求2所述磁头的旋转鼓装置、在该旋转鼓装置中引导磁带使所述磁带对接在固定鼓和所述旋转鼓的外周面上的引导和对接机构。
7.一种磁记录再现转置，其特征在于，包括：具有权利要求3所述磁头的旋转鼓装置、在该旋转鼓装置中引导磁带使所述磁带对接在固定鼓和所述旋转鼓的外周面上的引导和对接机构。
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