JP2004005960A - 耐磨耗性磁気書込ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】磁気テープ用ヘッドのテープ接触個所である縁の摩耗を抑え、長期間安定動作できるようにするとともに、この摩耗抑制がヘッドの特性に悪影響を及ぼさない様にする。
【解決手段】ヘッド１０のうちでテープが接触する縁１４、１６部分にのみ耐摩耗性材料３８を設ける。耐摩耗性材料は、デポジションによって形成してもよいし、あるいは所要個所に埋め込むことによって設置してもよい。
【選択図】　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に磁気記録媒体への記録／書込に関し、更に詳細には、サーボパターンを磁気テープに書込むためのサーボ書込ヘッド等の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ記録密度が益々高くなるにつれて、磁気記憶媒体に対してデータを記録し読出すために磁気読出し・書込ヘッドの益々精密な位置決めが必要になってきている。データはしばしば互いに平行な複数のトラックに書込まれる。読出し／書込ヘッドは、データを読出しまたは記録するとき、高速で移動して特定のデータトラック上に位置決めされなければならない。磁気ヘッドは、ヘッドと磁気記憶媒体との間で変換方向（ｔｒａｎｓｄｕｃｉｎｇ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）、通常は長手方向、に相対移動が発生するにつれてデータを記録し読出す。ヘッドは一般に１本のトラックから他のトラックへ、トラックの幅方向にテープを横断して変位方向（ｔｒａｎｓｌａｔｉｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に移動する。たとえば、磁気テープは通常、テープの縁に平行で変換方向にテープの長手方向に沿って延びるデータトラックを含んでいる。ヘッドは、縁から縁へ変位方向にテープを横断して、あるトラックから別のトラックへ移動する。
【０００３】
磁気媒体上でデータの読出し及び記録を行う記憶装置は、サーボ制御装置を使用してヘッドを変位方向に正しく位置決めすることができる。高性能リニアテープ駆動装置が高い面積密度で記録するために、トラック追尾用閉ループサーボ装置を実装するようになってきている。サーボ制御装置は、記憶媒体のサーボトラックに記録されたサーボ位置情報を読む磁気サーボ読出しヘッドから位置信号を得る。サーボ位置情報は、磁気テープに、たとえば、何も書き込まれていない生テープを製造してからエンドユーザ向けのテープカートリッジへのパッケージングの間に行われる、事前フォーマットプロセスの一部として記録される。サーボ書込機械の磁気サーボ書込ヘッドは、通常、テープを裁断してカートリッジに組みつける前に、まとめてテープにサーボ情報を記録する。このようなサーボ書込ヘッド及び対応するサーボ位置決め装置の例については、”Ｔｉｍｉｎｇ　Ｂａｓｅｄ　Ｓｅｒｖｏ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｆｏｒ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｔａｐｅ　Ｓｙｓｔｅｍｓ”と題された米国特許第５，６８９，３８４号に記述されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
”Ｂａｔｃｈ　Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　Ｓｅｒｖｏ　Ｗｒｉｔｅ　Ｈｅａｄ”という名称の、出願番号第０８／９５９，５０９号の米国特許出願は、従来技術のサーボ書込ヘッドのように個別にではなく、バッチプロセスで、つまりまとめて、製作できるサーボ書込ヘッドを説明している。図１及び図２を参照すると、０８／９５９，５０９出願のバッチプロセスで作成されたサーボ書込ヘッド１００は、高磁気能率を有する磁性材料の薄い層１０４の上に平らなテープ記録面１０２、及び丸みを帯びた前縁及び後縁１０６及び１０８を備えている。サーボパターン用ギャップ１１０が支持面１０２の中心に層１０４内に形成されている。テープ　１１２は前縁及び後縁１０６及び１０８でヘッド１００に接触している。前縁及び後縁に沿う過度の磨耗はテープ１１２との接触から生ずることが見いだされている。過度の磨耗は記録面１０２のテープ／ヘッド境界に詰まったりあるいはテープ１１２に掻き傷を付ける恐れのある屑を発生する可能性がある。過度の磨耗はまた、ヘッドの前縁及び後縁の形状を変え、テープ／ヘッド間隔が大きくなった望ましくない輪郭を生ずる。その上、過度の磨耗が起こると、薄い磁気層１０４の縁が前縁及び後縁１０６及び１０８でヘッド／テープ接触領域と一致すれば、この磁気層１０４が剥がれてしまうことがある。
【０００５】
過度のヘッド磨耗の問題に対する従来の解決法には、一般に、ヘッド全体に耐磨耗皮膜を付与する、”Ｔａｐｅ　Ｈｅａｄ　Ｗｉｔｈ　Ｌｏｗ　Ｓｐａｃｉｎｇ　Ｌｏｓｓ　Ｐｒｏｄｕｃｅｄ　Ｂｙ　Ｎａｒｒｏｗ　Ａｎｄ　Ｗｉｄｅ　Ｗｅａｒ　Ｒｅｇｉｏｎｓ”という名称の米国特許第５，０５５，９５９号、及び’米国特許第５，６８９，３８４号に記された「接触」ヘッドがある。米国特許第５，０５５，９５９号は、テープとヘッドとの間の接触圧力を減らすためのパッドを広くしたサーボ書込ヘッドについて説明している。しかし、ヘッドパッドを広くするのは、図１及び図２に示したバッチ製作ヘッドのような丸め縁／平坦サーボ書込ヘッドでは実際的でない。米国特許出願第０８／９５９，５０９号の図４に示すように、ヘッド全体に耐磨耗皮膜を付与することは磨耗を減らすのに有効ではあろうが、そのような皮膜はテープとヘッドとの間の磁気間隔を大きくし、テープ上にサーボパターンを記録するヘッドの有効性を減らすことがあり、あまり望ましくない。米国特許第５，６８９，３８４号に記されている接触ヘッドは、おそらくは、もはや動作しなくなるまで磨耗していくが、比較的短い有効寿命及びヘッドが磨耗するにつれて記録特性が変化する可能性があるため望ましくない。本発明はこれらの問題を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明の一実施例によれば、前縁及び／または後縁が耐磨耗性材料で構成され、サーボデータをテープに記録するヘッドの性能に与える悪影響を極小にしながら、テープがヘッドに接触する場所での磨耗を減らすヘッドが提供される。本発明の一実施形態では、ヘッド記録面上方を通過する前にテープがヘッドと接触する前縁に耐磨耗性材料の局部層が形成されている。第２の実施形態では、前縁が記録面に隣接してヘッド構造に埋め込まれた耐磨耗性材料から形成されている。また、第３の実施形態では、前縁は、ヘッド構造の側面に貼り付けられた耐磨耗性材料のストリップ（ｓｔｒｉｐ、帯状片）として形成されている。各実施形態について、耐磨耗性材料を、テープが記録面上方を通過してからもヘッドに接触することのある後縁に対しても上述のようにして付与することもできる。
【０００７】
上に要約したように、耐磨耗性材料を前縁及び後縁に使用すると磨耗が減る一方、ヘッド記録面とテープとの間の所要間隔をヘッドの全寿命にわたり維持するのに役立つ。本発明は、そうしなければサーボ記録プロセス中に発生するヘッドからの屑を減らしまたは全く無くするのにも役立つはずであり、これはまたヘッドの詰まり及びテープの引っ掻きを極小にするのに役立つはずである。図１及び図２に示したもののような、ヘッド構造の記録面に埋め込まれたりあるいは付着された耐磨耗性材料の薄い層を使用するタイプのヘッドでは、本発明は、この磁性層が前縁または後縁で基礎ヘッド構造から剥離する可能性を減らしまたは全く無くするのに役立つはずである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下の説明はサーボ書込について記すが、本発明をサーボ書込ヘッドだけの使用に限定するつもりはない。本発明はいかなる磁気読出しヘッドまたは書込ヘッドまたは読出し／書込ヘッドにも使用可能である。
【０００９】
図３及び図４は、本発明の一実施形態に従って構成されたサーボ書込ヘッド１０を示す。ここには、ヘッド上の、テープがヘッドに接触することのある前縁及び後縁に耐磨耗性材料が形成されている。図３及び図４を参照すると、磁気記録テープ１２が湾曲前縁１４及び湾曲後縁１６でヘッド１０に接触している。テープ１２はヘッド１０の中心でテープ１２とヘッド１０との間の間隔１９で形成された空気軸受により支持されて平らな記録面１８の上方を走行する。「記録面」は、本願明細書で使用するかぎり、一般に磁束を発生してサーボパターンなどをテープに記録するヘッドの中心部分を含む平面状区域を指す。磁気ギャップ２０がヘッド１０の中心近くに所要パターンを成して形成され、サーボ情報をテープに記録している。「形成された」、「形成」あるいは「形成する」という用語は、本願明細書で使用するかぎり、材料を付与（付加）、除去、あるいは他のやり方で処理して、所要構造を得るプロセスを一般的に指している。付加による形成のプロセスには、たとえば、堆積、めっきなどがある。除去による形成のプロセスには、たとえば、エッチング、切削、アブレーティングなどがある。ギャップ２０は、米国特許出願第０８／９５９，５０９号に説明されているように非磁性スペーサ２４の上に形成された高モーメント磁性材料の層２２中に形成される。層２２に適する材料には、たとえば、窒化鉄アルミニウム（ＦｅＡｌＮ）、窒化鉄タンタル（ＦｅＴａＮ）、及びニッケル鉄（ＮｉＦｅ）がある。
【００１０】
ヘッド１０は、非磁性スペーサ２４により分離された磁性材料、通常はフェライト、の馬蹄形区域２８を備えている。スペーサ２４を、ガラス、カルシウムチタン石（ｃａｌｃｉｕｍ−ｔｉｔａｎｉｔｅ）、のような、任意の適切な非磁性材料からでも、あるいは空気からでさえ作ることができる。導電巻線３４のコイルを馬蹄形区域２８の一部の周りに、図３から図６に概略を示したように側面に沿って巻く。スペーサ２４の幅は通常１００〜５００μｍである。このとき書込電流により生ずる磁束は、大部分、磁性層２２に閉じこめられる。
【００１１】
図３及び図４に示した本発明の実施形態では、耐磨耗性材料の層３８が、テープ１２がヘッド１０に接触する前縁１４及び後縁１６に形成されている。この耐磨耗性材料の層３８は、図３に示されるように、記録面１８に隣接するように形成されている。耐磨耗性材料の層３８はまた、図３に示されるように、テープ１２の幅方向に延在するように形成され、前縁１４及び後縁１６を覆っている。磁性層２２とフェライト区域２８の間の遷移区域４０及び４２が、図４に示したように前縁１４及び後縁１６にまたはその非常に近くに設置されているヘッド装置では、耐久層３８は遷移区域４０及び４２も覆うべきである。ヘッド構造（図３及び図４のフェライト区域２８及び磁性層２２）に接着し、結合し、または他のやり方で施すことができる適切な耐磨耗性材料を耐久層３８に使用することができる。たとえば、ダイアモンド状カーボン（ＤＬＣ）は、耐久層３８に適する材料の一つである。最大約１．０μｍの厚さまでのダイアモンド状カーボン耐久層をギャップ２０の位置でヘッド１０とテープ１２との間の間隔に悪影響を与えずに使用できることが、シミュレーション・モデルから期待されている。耐久層３８の厚さは、テープ速度、ヘッドの曲率、耐磨耗性材料の耐磨耗度、及び様々な処理パラメータのような因子によって変化する。
【００１２】
米国特許出願第０８／９５９，５０９号に説明されているバッチ製作プロセスでは、耐久層３８は、通常、磁性層２２の後で形成される。耐久層３８を、堆積、積層、めっき、析出、及び薄膜製作の当業者に周知の同様の技法により形成することができる。ヘッド１０の中心部分を耐久層３８の形成期間中マスクしまたは他のやり方で保護し、記録面に耐磨耗性材料が全く存在しないようにして、間隔による損失を防止する。このようにする代わりに、耐磨耗性材料がヘッドを完全に横断するように付与した場合は、それをエッチングすることによって境界を前縁区域まで戻して、ヘッドの書込区域にはこの材料が存在しないようにすることができる。
【００１３】
図５及び図６は、本発明の代替実施形態を示す。ここでは耐磨耗性材料のブロック４４（図５）及びストリップ４８（図６）がヘッド１０の各面に沿って前縁１４及び後縁１６に形成されている。ブロック４４及びストリップ４８は、同じ基本構成の代表的な２つの形状例を示しているが、酸化アルミニウム−チタンカーバイド（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）または他の適切な耐磨耗性材料から作られる。他の形状も可能である。たとえば、丸い棒を前縁１４及び後縁１６でヘッド１０に挿入することもできる。これらのブロック４４及びストリップ４８もまた、図３に示すものと同様、磁性層２２の記録面と隣接し、かつ磁気テープ１２の幅方向に延在するように形成されている。
【００１４】
米国特許出願第０８／９５９，５０９号の出願に記載されているバッチ製作プロセスでは、耐久ブロック４４がフェライト区域２８に彫られた窪み４６の中に形成されている。耐久ブロック４４は磁性層２２の形成の前でもあるいは後でも形成できる。耐久ブロック４４は、窪み４６の中に設けられる事前形成された挿入物として形成したり、あるいは窪みに詰めてからこのブロックを整形することにより、形成することができる。他の適切な形成技法を使用してもよい。耐久ブロック４４は米国特許出願第０８／９５９，５０９号に述べられているように、輪郭を形成して、所要の前縁及び後縁１４及び１６になるようにする。
【００１５】
米国特許出願第０８／９５９，５０９号の出願に記載されているバッチ製作プロセスでは、耐久ストリップ４８を、フェライト区域２８の側面５０及び５２に、積層あるいは別のやり方で貼りつけまたは接合する。耐久ストリップ４８は磁性層２２の形成の前でも後でも形成できる。上に記した耐久ブロックと同様に、耐久ストリップ４８は、米国特許出願第０８／９５９，５０９号に述べられているように、その輪郭を形成して、所要の前縁及び後縁１４及び１６になるようにする。
【００１６】
耐久ストリップ４８を形成するのに使用できる一つの技法として、図７〜図１０に示した多重ヘッド１０のバッチ製作プロセスのうちの一部がある。図７及び図９は、フェライト５６、耐磨耗性材料５８、及び非磁性材料６０の層を備えた積層されたウェーハ５４を示す。図７では、耐磨耗性材料５８はウェーハ５４の頂部に沿った部分だけに延在している。図９では、耐磨耗性材料５８はウェーハ５４の高さ方向の全体に渡って延在している。図７及び図９におけるウェーハ５４のフェライト層及び非磁性層は、多重ヘッド１０の全体の形状に既に形成されてしまっている。図８及び図１０に示したように、各ヘッド１０は、図７及び図９に点線で示したように耐久層５８を貫いて切断することにより、ウェーハ５４から鋸引きによって長手方向に切り分けられる（どの切断面も耐久層５８を通っている）。次に、上述のように耐久層５８の輪郭を形成して、所要の前縁及び後縁１４及び１６となるようにすることができる。
【００１７】
本発明を前述の実施形態を参照して図示し説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、他の形態や細目を取ることができるということを理解しなければならない。たとえば、前縁を覆ったりあるいは耐磨耗性材料で前縁を形成する耐磨耗性膜を使用することは、図示し説明した丸縁／平坦輪郭形式のヘッドに限定されない。また、本発明は米国特許出願第０８／９５９，５０９号に述べられているバッチ製作プロセスによれば最も実施しやすいが、本発明を個別に製造されるヘッドに使用することもできる。本発明は他のヘッド輪郭についても磨耗低減に役立つことができる。したがって、本発明を特許請求の範囲の範囲内で広く解釈すべきであることを理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】１９９７年１０月２８日に出願された米国特許出願第０８／９５９，５０９号に記載されたサーボ書込ヘッドの部分断面斜視図。
【図２】図１のサーボ書込ヘッドの端部断面図。
【図３】耐磨耗性材料の局部層がヘッドの前縁及び後縁に形成されている、本発明の一実施形態に従って構成されたサーボ書込ヘッドの部分断面斜視図。
【図４】図３のサーボ書込ヘッドの端部断面図。
【図５】耐磨耗性材料がヘッドの前縁及び後縁に埋め込まれている、本発明の第２の実施形態に従って構成されたサーボ書込ヘッドの端部断面図。
【図６】耐磨耗性材料が前縁及び後縁でヘッドの各面に沿って形成されている、本発明の第３の実施形態に従って構成されたサーボ書込ヘッドの端部断面図。
【図７】バッチ製作プロセスにおいて個別ヘッド構造が切り出されるフェライト・ウェーハの斜視図。
【図８】図７のウェーハから切り出された個別ヘッド構造の斜視図。
【図９】耐磨耗性材料ストリップがウェーハの高さ全体に広がっている、バッチ製作プロセス中個別ヘッド構造が切り出されるフェライト・ウェーハの斜視図。
【図１０】図９のウェーハから切り出された個別ヘッド構造の斜視図。
【符号の説明】
１０：ヘッド構造
１２：テープ
１４：前縁
１６：後縁
１８：記録面
２０：ギャップ
２２：磁性材料層
２４：スペーサ
３８、４４、４８：耐磨耗性材料

Claims (10)

1. 以下の（ａ）から（ｃ）を設けた磁気テープ用ヘッド：
   （ａ）記録面；
   （ｂ）前記記録面に隣接して設けられ、前記テープが前記記録面の上を通過する前に接触するようになっている丸みを帯びた前縁；
   （ｃ）前記記録面と隣接し、かつ前記磁気テープの幅方向に延在するように前記前縁に設けられた耐磨耗性材料の第１の層。
2. 以下の（ｄ）から（ｅ）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の磁気テープ用ヘッド：
   （ｄ）前記記録面に隣接して設けられ、前記テープが前記記録面の上を通過してからその上を通過するようになっている丸みを帯びた後縁；
   （ｅ）前記記録面に隣接し、かつ前記磁気テープの幅方向に延在するように前記後縁に設けられた耐磨耗性材料の第２の層。
3. 以下の（ａ）から（ｃ）を設けた磁気テープ用ヘッド：（ａ）ヘッド構造；
   （ｂ）前記ヘッド構造に沿う記録面；
   （ｃ）前記記録面に隣接し、かつ前記磁気テープの幅方向に延在するように前記ヘッド構造に埋め込まれた耐摩耗性材料を含み、前記テープが前記記録面の上を通過する前に接触するようになっている丸みを帯びた前縁。
4. 以下の（ｄ）を設けたことを特徴とする請求項３に記載の磁気テープ用ヘッド：
   （ｄ）前記記録面に隣接し、かつ前記磁気テープの幅方向に延在するように前記ヘッド構造に埋め込まれた耐摩耗性材料を含み、前記テープが前記記録面の上を通過してからその上を通過するようになっている丸みを帯びた後縁。
5. 以下の（ａ）から（ｄ）を設けた磁気テープ用ヘッド：
   （ａ）ヘッド構造；
   （ｂ）前記ヘッド構造に沿う記録面；
   （ｃ）前記記録面に隣接し、かつ前記磁気テープの幅方向に延在するように前記ヘッド構造の第１の面に設けられ、前記テープが前記記録面の上を通過してからその上を通過するようになっている耐磨耗性材料のストリップを有する丸みを帯びた前縁。
6. 以下の（ｄ）を設けたことを特徴とする請求項５に記載の磁気テープ用ヘッド：
   （ｄ）前記記録面に隣接し、かつ前記磁気テープの幅方向に延在するように前記ヘッド構造の第１の面に設けられ、前記テープが前記記録面の上を通過してからその上を通過するようになっている、耐磨耗性材料のストリップを有する丸みを帯びた後縁。
7. 以下の（ａ）から（ｅ）を設けた磁気テープ用ヘッド：
   （ａ）第１のフェライト部分、第２のフェライト部分、及び前記第１のフェライト部分と前記第２のフェライト部分との間の非磁性スペーサを有する複合ヘッド構造；
   （ｂ）前記ヘッド構造に沿って設けられ、前記スペーサの上方に少なくとも一つのギャップを有する磁性材料の層；
   （ｃ）前記磁性材料の層により画定され、その書込域に前記ギャップが設けられている記録面；
   （ｄ）前記記録面に隣接し、かつ前記磁気テープの幅方向に延在するように設けられ、前記テープが前記記録面の上を通過する前に接触するようになっている、耐磨耗性材料を有する丸みを帯びた前縁；
   （ｅ）前記記録面に隣接し、かつ前記磁気テープの幅方向に延在するように設けられ、前記テープが前記記録面の上を通過してから接触するようになっている、耐磨耗性材料を有する丸みを帯びた丸みを帯びた後縁。
8. 前記前縁は前記第１のフェライト部分に前記耐磨耗性材料の層を備え、前記後縁は前記第２のフェライト部分に前記耐磨耗性材料の層を備えていることを特徴とする請求項７に記載の磁気テープ用ヘッド。
9. 前記前縁は前記第１のフェライト部分に埋め込まれた前記耐磨耗性材料の第１の個片を備え、前記後縁は前記第２のフェライト部分に埋め込まれた前記耐磨耗性材料の第２の個片を備えていることを特徴とする請求項７に記載の磁気テープ用ヘッド。
10. 前記前縁は前記第１のフェライト部分の面に取り付けられた前記耐磨耗性材料の第１のストリップを備え、前記後縁は前記第２のフェライト部分に取り付けられた前記耐磨耗性材料の第２のストリップを備えていることを特徴とする請求項７に記載の磁気テープ用ヘッド。

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