JP2002170204A - サーボライタ用書き込みヘッド及び書き込みヘッドの製造方法 - Google Patents

サーボライタ用書き込みヘッド及び書き込みヘッドの製造方法

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JP2002170204A
JP2002170204A JP2000403668A JP2000403668A JP2002170204A JP 2002170204 A JP2002170204 A JP 2002170204A JP 2000403668 A JP2000403668 A JP 2000403668A JP 2000403668 A JP2000403668 A JP 2000403668A JP 2002170204 A JP2002170204 A JP 2002170204A
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magnetic
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opening
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Keisuke Uejima
恵介 上嶋
Toshio Miyamoto
俊夫 宮本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 書き込みヘッド1や磁気テープ3からみる
と、非常に小さな開口面積を持つ開口10を備えた書き
込みヘッド1で、寿命が長い書き込みヘッドを得る。 【解決手段】 書き込みヘッド1の開口10は、接触磁
性体18に設けられる。開口10は、硬質の非磁性体材
料である例えば二酸化珪素やアルミニウムなどの充填材
料22で充填する。そうすると、接触磁性体18と充填
材料22は、ほぼ均等に磨耗し、長い寿命の書き込みヘ
ッド1が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気テープに信号
を記録するための書き込みヘッドの技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】磁気テープは、コンピュータなどのデジ
タルデータを大量に記録するのに向いている。磁気テー
プと、その磁気テープを利用する磁気テープ装置の一般
的な課題のひとつは、如何にして高密度に磁気テープに
データを記録するかということである。磁気テープ装置
は、書き込みヘッドによって磁気テープの表面に磁化パ
ターンを形成する。磁化パターンがデータそのものを表
す。そうすると、磁気テープの単位面積あたりのデータ
の記録密度を高くするには、磁化パターンそのものを高
密度にすればよい。古い形式の磁気テープ装置は、装置
に固定した磁気ヘッドによって、データの記録再生を行
う。装置に磁気ヘッドを固定して磁気テープにデータの
記録を行うと、データの記録された部分の磁化パターン
は、磁気テープの長手方向に沿って筋状になる。この筋
状の磁化パターンをトラックと呼ぶ。磁気テープの記録
密度を向上させるには、トラック密度を増加させること
が有効である。
【0003】古い形式の磁気テープ装置にあっては、ト
ラック密度を増加させる手段は、もっぱら磁気テープの
機械的な寸法精度を改良するとともに、磁気テープ装置
の機械的な精度を改良することによって行われてきた。
テープ幅が一定であれば、トラック密度を高くすると、
1トラックあたりのトラック幅を狭くする必要がある。
トラック幅が狭くなると、磁気テープ装置内での磁気テ
ープの走行安定性や、温度、湿度、磁気テープの寸法安
定性など、さまざまな要因の影響を受けやすくなる。そ
のため、ある磁気テープ装置で記録した磁気テープを他
の磁気テープ装置で再生できることを完全に保証するに
は、それほどトラック幅を狭くすることはできず、トラ
ック密度を高くすることには限界がある。
【0004】一方、特開平08−30942や特開平1
1−339254に示された新しい形式の磁気テープ装
置は、古い形式の磁気テープ装置とは違う方法でトラッ
ク幅を狭くすることに成功している。新しい形式の磁気
テープ装置は、磁気テープ装置が備える書き込みヘッド
や読み取りヘッドを固定ではなく磁気テープの幅方向に
移動可能な移動式にしている。ここに示された磁気テー
プ装置は、走行している磁気テープに対する磁気ヘッド
の絶対位置をサーボ技術によって検出する。従って、仮
に磁気テープ上のトラックが蛇行していても、書き込み
ヘッドや読み取りヘッドが移動可能になっているため、
必要に応じてトラックを正確に追跡する。このようにす
ると、古い形式の磁気テープ装置と同じ機械的な精度を
持つ新しい形式の磁気テープ装置は、飛躍的にトラック
密度を増加させることが可能である。
【0005】このサーボ技術を使用した磁気テープ装置
に使用する磁気テープは、サーボトラックを備えた特別
な磁気テープである。サーボトラックを備えた磁気テー
プには、磁気テープ装置に使用する前に、磁気テープの
製造工程でサーボパターンが書き込まれている。このサ
ーボパターンは、一度書き込まれると、磁気テープが廃
棄されるまで、二度と書き換えられることのないパター
ンである。サーボトラックの磁化パターンは、何種類か
知られている。典型的なサーボトラックは、2種類の角
度をもったパターンによるものである。例えば、2種類
の磁化パターンを磁気テープの走行方向と直角の方向を
0度としたときに、第1のパターンを−6度、第2のパ
ターンを+6度とする。このサーボパターンを同一トラ
ックに重ならないように記録する。磁気テープ装置は、
データの記録又は再生を行う磁気ヘッドと一体となった
サーボヘッドを介してサーボトラックを再生する。サー
ボヘッドの再生幅は、サーボトラックのトラック幅に比
べて非常に狭い。磁気テープ装置は、磁気テープを一定
の速度で走行させる。そうすると、サーボヘッドが、ま
ず第1のパターンを再生して、次に第2のパターンを再
生する時間間隔を測定すれば、サーボヘッドがサーボト
ラックのトラック幅のどの位置にあるかを検出すること
ができる。
【0006】上記のような、サーボトラックを備えた磁
気テープを製造する場合に、最も重要なことは、磁気テ
ープの上のサーボパターンの幾何学的な寸法を正確に形
成することである。その理由は、一度記録されたサーボ
パターンは、それ以後磁気テープのすべての基準となる
からである。サーボパターンを記録するには、特別に設
計された、サーボライタと呼ばれる装置を使用する。サ
ーボライタ装置は、書き込みヘッドに大きな特徴があ
る。先に説明したように、サーボパターンは、正確な幾
何学寸法で、かつ少なくとも2種類の傾きを持った磁化
パターンを重ならないように記録する必要がある。
【0007】サーボライタ装置に使用可能な書き込みヘ
ッドは、特開平08−30942に記載されている。こ
こに記載された書き込みヘッドは、磁気テープに接触す
る平面を持った薄い接触磁性体に、サーボパターンに対
応した開口を備えている。開口は、薄い接触磁性体を貫
通している。開口は、常に磁気テープに接触する。サー
ボパターンを記録するには、薄い接触磁性体を一様に短
時間磁化する。そうすると、開口の近傍には、多量の漏
れ磁束が生じ、漏れ磁束は接触磁性体の表面から外に向
けて発生する。そうすると、開口と同一の形状の磁化パ
ターンが磁気テープ状に記録される。このように開口を
用いる利点は、開口を写真製法によって形成できるとこ
ろにある。写真製法によれば、例えば集積回路を製造す
るときのように、開口の幾何学的な寸法を正確に維持し
たまま、書き込みヘッドを繰り返し大量に作ることがで
きる。ここに記載されている書き込みヘッドの接触磁性
体は、鉄系のスパッタ等によって形成され、開口は、テ
ープの幅方向に向けて縦長で、その開口の幅は、数マイ
クロメートルである。書き込みヘッドの機械的な寸法で
特徴的なことは、開口の寸法が磁気テープや書き込みヘ
ッド全体の寸法に比べて非常に小さいことである。ま
た、開口は、磁気テープの走行方向に沿って第1と第2
の開口が並んでいる。開口は、通常の機械的に空いた穴
でもよいが、実際には磁気テープの粉による目詰まりを
防ぐ目的で樹脂が充填される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の磁気テープに接
触する接触磁性体に開口を設けたサーボライタ用の書き
込みヘッドは、連続使用の寿命の点で課題があった。こ
の原因は、サーボライタ用の書き込みヘッドの開口の幅
は、数マイクロメートル程度の細長い形状であるため、
磁気テープに塗布された磁性粉等が開口に付着すると、
何らかの方法で除去する必要があるためである。本発明
は、開口を持った接触磁性体が常に滑らかな連続平面を
保ち、もって寿命の長いサーボライタ用書き込みヘッド
を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、走行する磁気
テープに角度の異なる複数の磁化パターンを同時に記録
するために、前記磁気テープと接触する接触磁性体の表
面に前記磁化パターンに対応した開口を設け、前記接触
磁性体を磁化するときに前記開口からの漏れ磁束によっ
て前記磁気テープに信号を記録する書き込みヘッドにお
いて、開口を硬質非磁性体である充填材料で充填したこ
とを特徴とする書き込みヘッドとしたものである。
【0010】また、前記接触磁性体は、鉄系薄膜である
ことを特徴とした書き込みヘッドとしたものである。
【0011】また、前記充填材料は、二酸化珪素である
ことを特徴とする書き込みヘッドとしたものである。
【0012】また、前記充填材料は、アルミニウムであ
ることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の書き
込みヘッドとしたものである。
【0013】また、本発明は、コアプレート23に溝2
4を設ける工程と、前記溝24に二酸化珪素25を充填
し、ベースガラス21を形成する工程と、前記コアプレ
ート23にギャップベース31を露出させる工程と、前
記ギャップベース31の上に充填材料28を形成する工
程と、前記充填材料28の上にレジスト29を形成する
工程と、開口10の部分を残して前記レジスト29を除
去する工程と、残った前記レジスト29の部分を残して
前記充填材料28を除去する工程と、接触磁性体18を
形成する工程と、少なくとも前記充填材料28が露出す
るまで表面を研磨することにより開口10を形成する工
程を経ることによって製造することを特徴とする書き込
みヘッドの製造方法としたものである。
【0014】また、前記充填材料28は二酸化珪素であ
ることを特徴とする書き込みヘッドの製造方法としたも
のである。
【0015】また、前記充填材料28はアルミニウムで
あることを特徴とする請求項5に記載の書き込みヘッド
の製造方法としたものである。
【0016】
【実施の態様】図1は、本発明を実施した書き込みヘッ
ドの部分拡大図であって、本発明の実施の態様を示した
ものであり、図2は、書き込みヘッドの全体を示す説明
図である。図2において、左側の図は、書き込みヘッド
1の正面図であり、右側の図は、円2で囲んだ部分の部
分拡大図である。3は、磁気テープである。4は、接触
面である。書き込みヘッド1は、磁気テープ2の走行方
向に直角に立っており、磁気テープ3は、接触面4に接
触しながら図2に向かって左側から右側に向かって走行
する。接触面4全体は、平滑な磁性体の表面であって、
接触面4には、ギャップ5、6、7、8、9が設けられ
ている。図2の右側の図で示すように、ギャップ5は、
2つの開口10、11から構成されている。開口10、
11は、磁気テープ3の進行方向に並んでおり、互いに
独立し、かつ角度が異なっている。開口10、11は、
細長い形状をした、接触面4を貫通する穴である。開口
10、11は、非磁性体の物質で充填されている。ギャ
ップ6、7、8、9もギャップ5と同様の構造をしてい
る。
【0017】図3は、書き込みヘッド1の構造を示した
図である。図3(a)は、斜視図であり、図3(b)は
分解図である。書き込みヘッド1は、前コア12と、後
コア13の2つの部分から構成される。前コア12は、
円筒形又は平面の外周面を持つ接触面4を備えている。
後コア13は、2つの立面14、15と1つの底面16
から構成されている。前コア12は、図3(a)に示す
ように立面14、15に密着接合される。励磁コイル
は、図示しないが、図3(a)に示す書き込みヘッド1
の全長にわたるコイル収容部17に巻かれる。コイル収
容部17に巻かれる励磁コイルに電流が流れると、前コ
ア12は、全面が同一方向に励磁される。そうすると、
図2に示すギャップ5、6、7、8、9からは、漏れ磁
束が発生し、漏れ磁束は接触面4の表面の外にも現れ
る。その結果、磁気テープ2には、ギャップ5、6、
7、8、9の形状に応じた磁化パターンが記録される。
【0018】図1は、図2に示したギャップ5の開口1
0の部分を拡大し、かつ断面で示したものである。ギャ
ップ5を形成しているのは、接触面4を形成する接触磁
性体18である。接触磁性体18の素材は、鉄系の薄膜
である。19は、ベースコアである。接触磁性体18と
ベースコア19は、図3に示した前コア12の大部分を
形成する。ベースコア19は、前コア12のベースとな
るもので、接触磁性体18は、開口10の近傍でベース
コア19の表面を覆っている。ベースコア19の素材
は、例えば単結晶又は多結晶のフェライト等で良い。2
1は、ベースガラスである。ベースガラス21は、非磁
性体であれば多様な素材が使用可能である。ベースガラ
ス21は、開口5付近のベースコア19の構造を維持
し、かつ強度を補強する。22は充填材料である。充填
材料22の素材は、硬質非磁性体である。充填材料22
は、接触磁性体18と同等の磨耗特性を示すとともに、
精密な寸法でエッチングが可能なものがよく、例えば二
酸化珪素やアルミニウムが良い。
【0019】図4から図9は、図1に示した書き込みヘ
ッド1を製造する工程を説明した工程説明図である。な
お、図1から図9に示す図においては、寸法の比は、説
明を容易にするための寸法の比であって、書き込みヘッ
ドを製造する場合の最適な寸法を反映したものではな
い。実際の書き込みヘッド1の各部の寸法は、磁気テー
プに書き込むサーボパターンの仕様に依存するものであ
る。また、書き込みヘッド1が備えるべき開口は、1つ
の書き込みヘッドに複数あるが、説明において形成する
開口は1つのみである。実際には、開口の数は、サーボ
パターンの仕様に合わせて複数あり、それらの開口は同
時に一括して形成される。23は、コアプレートであ
る。コアプレート23は、書き込みヘッド1の前コア1
2のベースになる素材である。コアプレート23は、磁
性体である必要があり、例えば単結晶のフェライト又は
多結晶のフェライトであってよく、書き込みヘッド1を
一度に大量に製造するために、2行8列の計16個分の
薄板として準備する。また、コアプレート23には、図
1に示したベースガラス21を充填するための溝24が
設けられる。
【0020】図4(b)は、図4(a)に示したコアプ
レート23を部分的に拡大して示したものである。25
は、ガラスである。図4(a)で示した溝24の全て
に、全長にわたってガラス25を乗せ、その後加熱する
ために、コアプレート23全体を炉に入れる。
【0021】図5(a)は、炉から取り出したコアプレ
ート23を示したものである。コアプレート23を炉か
ら取り出すと、ガラス25が溶けて溝24に充填された
状態となる。次に、破線26、27の部分で、両面から
研磨する。研磨の終わった状態を図5(b)に示す。コ
アプレート23は、ベースコア19に加工される。31
に示す部分は、ベースガラス21が露出しており、後の
工程で図2に示したギャップ5、6、7、8、9が形成
されるギャップベースである。
【0022】図6(a)は、充填材料の形成段階を示し
ている。図6(a)は、図5(b)に示した図を上下1
80度反転して示している。28は、充填材料である。
この充填材料28は、後述の工程で加工されることによ
り、図1に示す充填材料22となる。充填材料28は、
例えば二酸化珪素であって、スパッタリング、プラズマ
CVD等により形成し、0.1マイクロメートルから5
マイクロメートル程度の厚さである。充填材料28は、
ベースコア19及びベースガラス21の片側の表面にほ
ぼ均一の厚さで形成する。
【0023】次に、図6(b)に示すように、充填材料
28の上にレジスト29を塗布する。図6(b)は、図
6(a)を部分的に拡大して示している。レジスト29
は、光に反応する樹脂であって、塗料の製造会社からい
ろいろな物性を持った樹脂が入手可能である。例えば、
光が照射された部分は不水溶性に変化し、光が照射され
ない部分は水溶性である。
【0024】図7(a)は、図6(b)に示したレジス
ト29に開口10に対応したパターンで光を照射し、そ
の後不要なレジスト29を除去したものである。図7
(b)は、さらにエッチングによって、レジスト29が
乗っている部分を除いて、充填材料28を除去した後の
状態を示している。図7(a)に示すように、残留する
レジスト29は、ギャップベース31の上である。この
後、レジスト29を溶剤等によって除去する。そうする
と、ベースガラス21の表面に図7(a)に示す充填材
料28が図7(b)に示す充填材料22として残留し、
開口10に対応した幾何学寸法で付着した状態が得られ
る。
【0025】図8は、接触磁性体18を形成する工程を
示す。接触磁性体18は、例えば鉄系薄膜などの磁性体
で良く厚みは0.5マイクロメートルから5マイクロメ
ートル程度である。図9は、前コア12の仕上げの工程
を示す。図9(a)の破線30は、研磨面を示してい
る。すなわち、図9(b)に示すように、研磨面30ま
で表面を平滑に研磨し、個別に切り離し、最後に図3に
示すように前コア12の接触面4を円筒形に仕上げれ
ば、前コア12の完成である。これは、拡大すると、図
1に示すような構造となる。さらに、図3に示すよう
に、前コア12と後コア13を貼り合わせれば、書き込
みヘッド1の完成となる。
【0026】次に、図1に示した書き込みヘッドの寿命
について説明する。図1に示した書き込みヘッド1の寿
命は、磁気テープ3との摩擦によって生じる書き込みヘ
ッド1の物理的な構造に変化として考えることができ
る。最も基本的なものは、単なる磨耗である。図1に示
す接触磁性体18と充填材料22が均等に磨耗した場合
は、最も長い寿命が得られる。しかし、実際には、充填
材料22付近が最も磨耗しやすい。この原因は、材料の
不連続点で磨耗が進行しやすいところにある。また、充
填材料22だけが短期間に磨耗すると、開口の部分で接
触磁性体18に欠けが生じたり、磨耗した充填材料22
の部分に磁気テープ3から出た磁性粉が蓄積されること
がある。書き込みヘッド1の寿命は、磁気テープ3を走
行させた時間で表すことができる。実施例として、接触
磁性体18に鉄系薄膜を使用し、充填材料22に二酸化
珪素を用いた書き込みヘッドの寿命を正規化して1とし
た。比較例として、接触磁性体18を鉄系薄膜を使用
し、充填材料22に樹脂を使用した場合の寿命は0.2
から0.6であった。比較例で寿命が短くなった原因を
調べると、大半が接触磁性体の物理的な欠けであった。
その結果、近似的に開口10が部分的に広がり、均一な
サーボパターンが得られなくなった。なお、充填材料2
2にアルミニウムを用いた場合も、二酸化珪素の場合と
同等の寿命が得られた。そして、充填材料22に二酸化
珪素又はアルミニウムを使用した場合に、寿命に達した
書き込みヘッドを拡大してみると、ほぼ理想的な磨耗が
得られているのが確認できた。
【0027】
【効果】本発明によれば、寿命の長い、サーボライタ用
書き込みヘッドを得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の態様を示す図面
【図2】書き込みヘッド1の説明図
【図3】書き込みヘッド1の構造を示す図
【図4】製造工程の説明図
【図5】製造工程の説明図
【図6】製造工程の説明図
【図7】製造工程の説明図
【図8】製造工程の説明図
【図9】製造工程の説明図
【符号の説明】
1 書き込みヘッド 10 開口 18 接触磁性体 22 充填材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D054 AA01 AB13 BA11 BA32 BA34 BB33 CA04 CA06 CA21 5D093 AA01 AD01 AE01 BA08 BB02 BB04 BB14 BB18 CA01 CA05 HA16 JA01 JA12 JB01 5D111 AA11 AA16 BB05 BB48 CC27 FF02 FF15 GG05 HH03 HH04 KK07

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】走行する磁気テープに角度の異なる複数の
    磁化パターンを同時に記録するために、前記磁気テープ
    と接触する接触磁性体の表面に前記磁化パターンに対応
    した開口を設け、前記接触磁性体を磁化するときに前記
    開口からの漏れ磁束によって前記磁気テープに信号を記
    録する書き込みヘッドにおいて、 開口を硬質非磁性体である充填材料で充填したことを特
    徴とする書き込みヘッド
  2. 【請求項2】前記接触磁性体は、鉄系薄膜である請求項
    1に記載の書き込みヘッド
  3. 【請求項3】前記充填材料は、二酸化珪素であることを
    特徴とする請求項1又は請求項2に記載の書き込みヘッ
  4. 【請求項4】前記充填材料は、アルミニウムであること
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の書き込みヘ
    ッド
  5. 【請求項5】コアプレート23に溝24を設ける工程
    と、前記溝24に二酸化珪素25を充填し、ベースガラ
    ス21を形成する工程と、前記コアプレート23にギャ
    ップベース31を露出させる工程と、前記ギャップベー
    ス31の上に充填材料28を形成する工程と、前記充填
    材料28の上にレジスト29を形成する工程と、開口1
    0の部分を残して前記レジスト29を除去する工程と、
    残った前記レジスト29の部分を残して前記充填材料2
    8を除去する工程と、接触磁性体18を形成する工程
    と、少なくとも前記充填材料28が露出するまで表面を
    研磨することにより開口10を形成する工程を経ること
    によって製造することを特徴とする書き込みヘッドの製
    造方法
  6. 【請求項6】前記充填材料28は二酸化珪素であること
    を特徴とする請求項5に記載の書き込みヘッドの製造方
  7. 【請求項7】前記充填材料28はアルミニウムであるこ
    とを特徴とする請求項5に記載の書き込みヘッドの製造
    方法
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