JP2004095090A - 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】積層型磁気ヘッドをＶＴＲやストリーマーの高速回転ドラム装置に搭載した場合、磁気テープとの接触で磁気ヘッド摺動面が摩耗しても、スペーシングを少なくする積層型磁気ヘッドを実現すること。
【解決手段】軟磁性金属材料よりなる磁性膜が一対の非磁性基板により挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁気ヘッドの摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、かつ磁性膜が摺動面の長手方向端面を横切るように配置されている磁気ヘッド。本発明の磁気ヘッドによれば、スペーシングロスが少なく、良いヘッドタッチが得られる。
【選択図】 図１
【解決手段】軟磁性金属材料よりなる磁性膜が一対の非磁性基板により挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁気ヘッドの摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、かつ磁性膜が摺動面の長手方向端面を横切るように配置されている磁気ヘッド。本発明の磁気ヘッドによれば、スペーシングロスが少なく、良いヘッドタッチが得られる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ヘッドおよび磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置に関するものであり、さらに詳しくは、多量の信号を効率よく記録再生する高品位ＶＴＲやデジタルＶＴＲ、デジタルデータを記録再生するストリーマー等に適した磁気ヘッドおよびその磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオテープレコーダー（以下ＶＴＲと記す）やストリーマー等に搭載される高周波特性に優れる磁気ヘッドとして、金属磁性膜と非磁性膜を交互に積層し磁気コアとした構造の磁気ヘッドが開発されている。例えば、Ｃｏ系アモルファス合金からなる軟磁性金属膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜の積層磁性膜を一対の非磁性基板材料により挟み込み磁気コア半体を形成し、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した、いわゆる積層型磁気ヘッドがその一例である。非磁性基板材料としてはチタン酸マグネシウム系やチタン酸カルシウム系等のセラミックスが用いられている。磁気コア半体は、非磁性基板上に例えばスパッタリング法で軟磁性金属膜と非磁性膜を交互に積層して所定の厚みを成膜した後に、例えばガラスからなる接着層を介して非磁性基板と接着される。
【０００３】
図１１に従来例の積層型磁気ヘッドの斜視図を示す。磁気ヘッドは、例えばＣｏＮｂＺｒＴａ膜よりなる金属磁性膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜とを交互に積層して作製した積層磁性膜１０２、１０６が、チタン酸マグネシウム系セラミックスよりなる基板１０１、１０３と基板１０５、１０７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体１０４、１０８が上記積層磁性膜１０２、１０６の端面同士を互いに突き合わせるようにして接合され、磁気ギャップ１０９を形成している。磁気ヘッドには、コイルを捲回するための巻線窓１１１が磁気ヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。１００はモールドしたガラスを示す。また、磁気ヘッド摺動面において、磁性膜の長手方向は、磁気テープに対する摺動方向と平行に配置されている。磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を良くするために摺動幅を所定の幅にして、さらに長手方向および幅方向にそれぞれ曲率を持つように加工されている。例えば、研削機で長手方向に曲率をつけた後、ラッピングテープで所定の曲率半径およびギャップデプスになるまで研磨されている。
【０００４】
一方、ＶＴＲやストリーマーは小型化、高密度化が進んでおり、それに伴って磁気ヘッドが搭載されたドラム装置の小型化、高速回転化や磁気テープの薄膜化が進んでいる。例えば、ＶＨＳ方式のＶＴＲではドラム装置の直径が６２ｍｍで相対速度が５．８ｍ／ｓ、磁気テープの厚みが約１８μｍであったのに対して、ＤＶ（デジタルビデオ）方式やＤＶＣＰＲＯ方式のＶＴＲではドラム装置の直径が２１．７ｍｍで相対速度が１０ｍ／ｓ以上、磁気テープの厚みは１０μｍ以下である。また、最短記録波長は小さく、例えば０．５μｍ以下になっているため、磁気ヘッドと磁気テープの間のスペーシングによって出力が低下する量が従来に比べて大きくなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の磁性膜の長手方向が磁気テープに対する摺動方向と平行に配置されている積層型磁気ヘッドをＶＴＲやストリーマーの高速回転ドラム装置に搭載した場合、磁気ヘッドコア幅方向の頂点付近に位置する磁性膜は、磁性膜の両サイドに位置する非磁性基板より摩耗が多く、コア幅方向の断面を見ると、磁性層の部分の曲率半径が、基板の部分の曲率半径より大きいため、テープと接触した場合、スペーシングが発生しやすいという課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、スペーシングが発生しにくく、ヘッドタッチの良い磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明の第１の発明は、軟磁性金属材料よりなる磁性膜が一対の非磁性基板により挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁気ヘッドの摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、磁性膜が摺動面の側面を横切るように配置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の第２の発明は、軟磁性金属材料よりなる磁性膜が一対の非磁性基板により挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁気ヘッドの摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、かつ磁性膜が摺動面の長手方向端面を横切るように配置されている磁気ヘッドであって、巻線窓の横に位置する側面に、磁性膜を切断しない角度で巻き線を固定するための切り欠きが形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の第３の発明は、軟磁性金属材料よりなる磁性膜が、２種類以上の非磁性基板からなる一対の基板により挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁気ヘッドの摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、かつ磁性膜が摺動面の長手方向端面を横切るように配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第４の発明は、軟磁性金属材料よりなる磁性膜が一対の非磁性基板により挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁気ヘッドの摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、かつ磁性膜が摺動面の長手方向端面を横切るように配置されている構成において、磁性膜の突き合わせズレを無くすために、トラック規制加工を施したことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第５の発明は、本発明の磁気ヘッドを有する回転ドラム装置と、前記回転ドラム装置に磁気テープを案内し、固定ドラムおよび前記回転ドラムの外周面に前記磁気テープを当接させる機構を具備したことを特徴とするものである。
【００１２】
このように積層型磁気ヘッドにおいて、磁気ヘッド摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、磁性膜が摺動面の側面を横切るように配置されていることによって、磁性膜の摩耗によるヘッド形状の変化を少なくできるため、スペーシングロスが少なく、ヘッドタッチが良い磁気ヘッドを提供できる。また、この磁気ヘッドを用いることにより、信頼性の高い磁気記録再生装置を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における磁気ヘッドについて図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の発明における磁気ヘッドの斜視図である。磁気ヘッドは、例えばＣｏＮｂＺｒＴａ膜よりなる金属磁性膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜とを交互に積層して作製した積層磁性膜２、６が、例えばチタン酸マグネシウム系セラミックスよりなる非磁性セラミックス基板１、３と基板５、７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体４、８が上記積層磁性膜２、６の端面同士を互いに突き合わせるようにして接合され、磁気ギャップ９を形成している。磁気コア半体は、非磁性基板上に例えばスパッタリング法でＣｏＮｂＺｒＴａ膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜を交互に積層して所定の厚みを成膜した後に、例えばガラスからなる接着層を介して非磁性基板と接着されている。磁気ヘッドには、コイルを捲回するための巻線窓１１が磁気ヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。１０はモールドしたガラスを示す。積層磁性膜は磁気ヘッドの磁気テープに対する摺動方向に対して時計回りを＋、反時計回りを−とした場合、例えば−１０゜傾いている。磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を良くするために摺動幅を所定の幅にして、さらに長手方向および幅方向にそれぞれ曲率を持つように加工されている。例えば、研削機で長手方向に曲率をつけた後、ラッピングテープで所定の曲率半径およびギャップデプスになるまで研磨されている。初期の曲率半径は例えば長手方向で４．５ｍｍ、幅方向で１．１ｍｍである。
【００１４】
本実施の形態の磁気ヘッドと同じ材料、同じ形状で作製した従来例の磁気ヘッドを同じ回転ドラムに同じ突出量で取り付け、ＶＴＲに搭載した。図２の（ａ）に本実施の形態の磁気ヘッドの正面図を、（ｂ）に従来例の正面図を示す。ギャップ位置を０として、＋２００μｍと−２００μｍの位置における幅方向の曲率半径を顕微鏡の干渉縞から計算して求めた。初期の各位置における幅方向曲率半径はどちらの磁気ヘッドも同じで１．１ｍｍであった。次にＶＴＲに常温常湿で磁気テープを１００時間走行させ、各磁気ヘッドの各位置における幅方向の曲率半径を再度測定した。この時、摺動面にはギャップを０とした場合に±３００μｍの位置まで摺動痕が付き、摩耗して曲率半径が変化していた。図３に各ヘッドの各位置における曲率半径を示す。図３より、従来例の磁気ヘッドでは、積層磁性膜がテープに対する摺動方向と平行に位置するため、コア幅方向の断面形状を考えた場合、頂点付近に積層磁性膜が位置している。頂点付近はテープから受ける面圧が大きいため摩耗しやすい。また、一般的に積層磁性膜は非磁性基板材料より摩耗しやすい。このためテープが摺動したときに積層磁性膜の摩耗が多く、全体的に幅方向の曲率半径が大きくなる。これに対して、本実施の形態の磁気ヘッドでは、積層磁性膜が摺動方向に対して傾斜して配置されているため、コア幅方向の断面形状を考えた場合、ギャップ近傍は従来例と同様に頂点付近に積層磁性膜が位置するが、ギャップから離れた位置例えば±２００μｍの位置では、積層磁性膜が頂点からずれるため、積層磁性膜の摩耗が少なくなり曲率半径が従来例より小さくなると考えられる。また、曲率半径の測定と同時に、自己録再による出力を初期と１００時間テープ走行後で比較すると、本実施の形態の磁気ヘッドでは、ほとんど同じ出力であったのに対して、従来例の磁気ヘッドでは、初期に対してエンベロープ形状が悪くなり、磁気ヘッド出力側で約−１ｄＢ出力が低下した。積層磁性膜と非磁性基板材料との偏摩耗量を原子間力顕微鏡で測定したところ、どちらもほぼ同じ偏摩耗量であった。このことから、従来例では積層磁性膜の摩耗によってコア幅方向の形状が変化し、ヘッドタッチが悪くなったと予測される。
【００１５】
本実施の形態の磁気ヘッドによれば、テープが走行摩耗してもコア幅方向の曲率半径の変化が従来に比べて小さいため、ヘッドタッチの良い磁気ヘッドを提供することが出来る。
【００１６】
本実施の形態において、積層磁性体膜を構成する金属磁性膜としてＣｏＮｂＺｒＴａ膜、非磁性膜としてＳｉＯ２を用いた例について紹介したが、金属磁性膜の材料としては、他にＦｅＴａＮ、ＦｅＴａＳｉＮ、ＦｅＡｌＳｉなどを、非磁性膜の材料としては、Ａｌ２Ｏ３などを用いることができる。
【００１７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における磁気ヘッドについて図面を参照して説明する。図４は本発明の第２の発明における磁気ヘッドの斜視図である。磁気ヘッドは、例えばＣｏＮｂＺｒＴａ膜よりなる金属磁性膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜とを交互に積層して作製した積層磁性膜１２、１６が、非磁性単結晶フェライト材料よりなる基板２２、１３と基板１５、１７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体１４、１８が上記積層磁性膜１２、１６の端面同士を互いに突き合わせるようにして接合され、磁気ギャップ１９を形成している。磁気コア半体は、非磁性基板上に例えばスパッタリング法でＣｏＮｂＺｒＴａ膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜を交互に積層して所定の厚みを成膜した後に、例えばガラスからなる接着層を介して非磁性基板と接着されている。磁気ヘッドには、コイルを捲回するための巻線窓２１がヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。２０はモールドしたガラスを示す。磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を良くするために摺動幅を所定の幅にして、さらに長手方向および幅方向にそれぞれ曲率を持つように加工されている。例えば、研削機で長手方向に曲率をつけた後、ラッピングテープで所定の曲率半径およびギャップデプスになるまで研磨されている。積層磁性膜は磁気ヘッドの磁気テープに対する摺動方向に対して時計回りを＋、反時計回りを−とした場合、例えば−１０゜傾いている。
【００１８】
非磁性単結晶フェライト基板２２、１３、１５、１７は、磁気テープと接触するヘッド摺動面の結晶面方位が略｛１１０｝であり、かつ＜１１０＞方向が積層磁性膜の長手方向に略平行である。
【００１９】
本実施の形態においては、非磁性単結晶フェライト材料として、例えばＭｎＺｎ系やＴｉＺｎ系の非磁性単結晶フェライトを用いる。これらの非磁性単結晶フェライトは、組成を選定することによりキュリー点を常温以下にすることができる。このため常温では非磁性である。
【００２０】
本実施の形態において、積層磁性体膜を構成する金属磁性膜としてＣｏＮｂＺｒＴａ膜、非磁性膜としてＳｉＯ２を用いた例について紹介したが、金属磁性膜の材料としては、他にＦｅＴａＮ、ＦｅＡｌＳｉなどを、非磁性膜の材料としては、Ａｌ２Ｏ３などを用いることができる。
【００２１】
本実施の形態２の磁気ヘッドによれば、磁気テープとの摩擦現象が従来のセラミック基板と比べて滑らかになり、スチル耐久時間が向上する。また耐摩耗性が向上するためヘッド寿命が長くなる。積層磁性膜がテープ摺動方向に対して傾斜しているためコア幅方向の曲率半径が従来の磁気ヘッドに比べて小さくなり、ヘッドタッチの良い磁気ヘッドを実現できる。
【００２２】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における磁気ヘッドについて図面を参照して説明する。図５は本発明の第３の発明における磁気ヘッドの斜視図である。磁気ヘッドは、例えばＦｅＴａＮ膜よりなる金属磁性膜とＡｌ２Ｏ３からなる非磁性膜とを交互に積層して作製した積層磁性膜３２、３６が、非磁性単結晶フェライト材料よりなる基板３１、３３と基板３５、３７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体３４、３８が上記積層磁性膜３２、３６の端面同士を互いに突き合わせるようにして接合され、磁気ギャップ３９を形成している。磁気コア半体は、非磁性基板上に例えばスパッタリング法でＦｅＴａＮ膜とＡｌ２Ｏ３からなる非磁性膜を交互に積層して所定の厚みを成膜した後に、例えばガラスからなる接着層を介して非磁性基板と接着されている。磁気ヘッドには、コイルを捲回するための巻線窓４１がヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。３０はモールドしたガラスを示す。また、磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を良くするために摺動幅を所定の幅にして、さらに長手方向および幅方向にそれぞれ曲率を持つように加工されている。例えば、研削機で長手方向に曲率をつけた後、ラッピングテープで所定の曲率半径およびギャップデプスになるまで研磨されている。積層磁性膜は磁気ヘッドの磁気テープに対する摺動方向に対して時計回りを＋、反時計回りを−とした場合、例えば−１０゜傾いている。
【００２３】
積層磁性膜がテープに対する摺動方向に対する角度は、大きくなると膜が長手方向側面に露出してしまう。側面に露出すると、磁路が短くなるとともに、チップスライス時に積層磁性膜がダメージを受けて積層部分がリークし渦電流が発生してしまうため、電磁変換特性が低下する。このため、積層磁性膜は長手方向側面に露出しない角度が望ましい。図６の（ａ）は本実施の形態の磁気ヘッドの正面図、（ｂ）はギャップ近傍の拡大図、（ｃ）は金属磁性膜の突き合わせがずれている場合のギャップ近傍の拡大図を示す。磁気テープに対する摺動方向と摺動面に露出している積層磁性膜の長手方向の傾き角度をθ、アジマス角度をＡ、磁気ヘッド全体のコア幅をＣＷ、磁性層の厚みと接着層を含めた幅をＴＷ、磁気ヘッド摺動方向の長さをＬとし、時計回り方向を＋、反時計回り方向を−とした時、θが式１を満たせば、積層磁性膜が長手方向側面に露出することはない。なお、図６の（ｃ）に示すように、磁気ギャップの接合部分で金属磁性膜の突き合わせがずれている場合は、図示しているように接着層を含めた外側にずれている両端までの幅をＴＷとする。
【００２４】
０＜｜θ｜≦｜Ｔａｎ−１（（ＣＷ−ＴＷ／ＣｏｓＡ）／Ｌ）｜・・・・・（式１）
本実施の形態において、例えばＡ＝２０゜、ＣＷ＝１９０μｍ、ＴＷ＝１２μｍ、Ｌ＝１ｍｍとすると、０＜｜θ｜≦１０．０５゜となる。
【００２５】
非磁性単結晶フェライト基板３１、３３、３５、３７は、磁気テープと接触するヘッド摺動面の結晶面方位が略｛１１０｝であり、かつ＜１１０＞方向が磁気テープとの摺動方向に略平行である。
【００２６】
本実施の形態３の磁気ヘッドによれば、磁気テープとの摩擦現象が従来のセラミック基板と比べて滑らかになり、スチル耐久時間が向上する。また耐摩耗性が向上するためヘッド寿命が長くなる。積層磁性膜がテープ摺動方向に対して傾斜しているためコア幅方向の曲率半径が従来の磁気ヘッドに比べて小さくなり、ヘッドタッチの良い磁気ヘッドを実現できる。
【００２７】
本実施の形態において、積層磁性体膜を構成する金属磁性膜としてＦｅＴａＮ、非磁性膜としてＡｌ２Ｏ３を用いた例について紹介したが、金属磁性膜の材料としては、他にＣｏＮｂＺｒＴａ膜、ＦｅＡｌＳｉなどを、非磁性膜の材料としてはＳｉＯ２などを用いることができる。
【００２８】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４における磁気ヘッドについて図面を参照して説明する。図７は本発明の第４の発明における磁気ヘッドの斜視図である。磁気ヘッドは、例えばＣｏＮｂＺｒＴａ膜よりなる金属磁性膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜とを交互に積層して作製した積層磁性膜４２、４６が、例えばチタン酸カルシウム系セラミックスよりなる非磁性セラミックス基板２３、４３と基板４５、４７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体４４、４８が上記積層磁性膜４２、４６の端面同士を互いに突き合わせるようにして接合され、磁気ギャップ４９を形成している。磁気コア半体は、非磁性基板上に例えばスパッタリング法でＣｏＮｂＺｒＴａ膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜を交互に積層して所定の厚みを成膜した後に、例えばガラスからなる接着層を介して非磁性基板と接着されている。磁気ヘッドには、コイルを捲回するための巻線窓５１が磁気ヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。５０はモールドしたガラスを示す。また、磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を良くするために摺動幅を所定の幅にして、さらに長手方向および幅方向にそれぞれ曲率を持つように加工されている。例えば、研削機で長手方向に曲率をつけた後、ラッピングテープで所定の曲率半径およびギャップデプスになるまで研磨されている。積層磁性膜は磁気ヘッドの磁気テープに対する摺動方向に対して時計回りを＋、反時計回りを−とした場合、例えば−１０゜傾いている。２４、２５は巻き線を固定するための切り欠きで、巻線窓の横に位置する側面に、積層磁性膜を切断しない角度で形成されている。
【００２９】
従来例の構成では、巻き線を固定するための切り欠きを形成するためには、積層磁性膜を切断しなければならなかった。積層磁性膜を切断すると、積層した磁性膜がリークして渦電流による出力低下が発生していた。本実施の形態の磁気ヘッドによれば、積層磁性膜が傾斜しているため、積層磁性膜と同じ傾きで斜めに切り欠きを形成すれば、積層磁性膜を切断することなく形成可能なため、電磁変換特性に悪影響を与えることなく巻き線を固定することが出来る。
【００３０】
本実施の形態において、積層磁性体膜を構成する金属磁性膜としてＣｏＮｂＺｒＴａ膜、非磁性膜としてＳｉＯ２を用いた例について紹介したが、金属磁性膜の材料としては、他にＦｅＴａＮ、ＦｅＴａＳｉＮ、ＦｅＡｌＳｉなどを、非磁性膜の材料としては、Ａｌ２Ｏ３などを用いることができる。また、非磁性基板としてチタン酸カルシウム系セラミックスを用いた例について述べたが、チタン酸マグネシウム系セラミックスや非磁性フェライトや非磁性単結晶フェライトを用いても良い。
【００３１】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５における磁気ヘッドについて図面を参照して説明する。図８は本発明の第５の発明における磁気ヘッドの斜視図である。磁気ヘッドは、例えばＦｅＴａＮ膜よりなる金属磁性膜とＡｌ２Ｏ３からなる非磁性膜とを交互に積層して作製した積層磁性膜５２、５３が、非磁性単結晶フェライト材料よりなる基板５４、５５および５９、６０と非磁性単結晶フェライト基板の外側に位置する高硬度の非磁性セラミックス基板、例えばＡｌＴｉＣ材料よりなる基板５６、５７および６１、６２によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体６３、５８が上記積層磁性膜５２、５３の端面同士を互いに突き合わせるようにして接合され、磁気ギャップ６７を形成している。磁気コア半体は、ＡｌＴｉＣ基板と非磁性単結晶フェライトを接着剤で接着して作製した複合非磁性基板上に例えばスパッタリング法でＦｅＴａＮ膜とＡｌ２Ｏ３からなる非磁性膜を交互に積層して所定の厚みを成膜した後に、例えばガラスからなる接着層を介してＡｌＴｉＣ基板と非磁性単結晶フェライトからなる複合非磁性基板と接着されている。このとき、積層磁性膜の横に高硬度の基板を配置すると、積層磁性膜の偏摩耗が大きくなってしまうので、積層磁性膜の横には偏摩耗が小さくなる基板材料を配置することが望ましい。非磁性単結晶フェライト基板５４、５５、５９、６０は、磁気テープと接触するヘッド摺動面の結晶面方位が略｛１１０｝であり、かつ＜１１０＞方向が積層磁性膜の長手方向に略平行である。磁気ヘッドには、コイルを捲回するための巻線窓６６がヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。６５はモールドしたガラスを示す。また、磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を良くするために摺動幅を所定の幅にして、さらに長手方向および幅方向にそれぞれ曲率を持つように加工されている。例えば、研削機で長手方向に曲率をつけた後、ラッピングテープで所定の曲率半径およびギャップデプスになるまで研磨されている。積層磁性膜は磁気ヘッドの磁気テープに対する摺動方向に対して時計回りを＋、反時計回りを−とした場合、例えば−１０゜傾いている。
【００３２】
本実施の形態の磁気ヘッドによれば、摺動面の磁性層の横には耐摩耗性に優れ、積層磁性膜の偏摩耗も少ない非磁性単結晶フェライトを配置し、その外側には高硬度で耐摩耗性に優れるＡｌＴｉＣを配置することにより、磁気ヘッドの寿命を延ばすとともにヘッドタッチの安定化を実現している。この構成は、磁性層が傾斜しているために実現できるものである。
【００３３】
本実施の形態において、積層磁性体膜を構成する金属磁性膜としてＦｅＴａＮ、非磁性膜としてＡｌ２Ｏ３を用いた例について紹介したが、金属磁性膜の材料としては、他にＣｏＮｂＺｒＴａ膜、ＦｅＡｌＳｉなどを、非磁性膜の材料としてはＳｉＯ２などを用いることができる。
【００３４】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６における磁気ヘッドについて図面を参照して説明する。図９は本発明の第６の発明における磁気ヘッドの斜視図である。磁気ヘッドは、例えばＦｅＴａＮ膜よりなる金属磁性膜とＡｌ２Ｏ３からなる非磁性膜とを交互に積層して作製した積層磁性膜７２、７６が、非磁性単結晶フェライト材料よりなる基板７１、７３と基板７５、７７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体７４、７８が上記積層磁性膜７２、７６の端面同士を互いに突き合わせるようにして接合され、磁気ギャップ７９を形成している。磁気コア半体は、非磁性基板上に例えばスパッタリング法でＦｅＴａＮ膜とＡｌ２Ｏ３からなる非磁性膜を交互に積層して所定の厚みを成膜した後に、例えばガラスからなる接着層を介して非磁性基板と接着されている。ギャップ両端部６８は、トラックズレを防止してトラック幅を規制するためのトラック規制加工が施されている。トラック規制は例えば、放電加工やマイクロドリルによって加工することが可能である。加工した部分にはガラス７０を充填している。磁気ヘッドには、コイルを捲回するための巻線窓６９がヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。また、磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を良くするために摺動幅を所定の幅にして、さらに長手方向および幅方向にそれぞれ曲率を持つように加工されている。例えば、研削機で長手方向に曲率をつけた後、ラッピングテープで所定の曲率半径およびギャップデプスになるまで研磨されている。積層磁性膜は磁気ヘッドの磁気テープに対する摺動方向に対して時計回りを＋、反時計回りを−とした場合、例えば−１０゜傾いている。非磁性単結晶フェライト基板７１、７３、７５、７７は、磁気テープと接触するヘッド摺動面の結晶面方位が略｛１１０｝であり、かつ＜１１０＞方向が積層磁性膜の長手方向に略平行である。
【００３５】
本実施の形態の磁気ヘッドによれば、トラックズレのない形状が実現できるため、フリンジを低減できる。また、積層磁性膜の傾斜によって、コア幅方向の曲率半径を従来の構成に比べて小さくすることが出来るため、スペーシングが少なくヘッドタッチの良い磁気ヘッドを実現できる。
【００３６】
本実施の形態において、積層磁性体膜を構成する金属磁性膜としてＦｅＴａＮ、非磁性膜としてＡｌ２Ｏ３を用いた例について紹介したが、金属磁性膜の材料としては、他にＣｏＮｂＺｒＴａ膜、ＦｅＡｌＳｉなどを、非磁性膜の材料としてはＳｉＯ２などを用いることができる。
【００３７】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７における磁気記録再生装置について図１０を参照して説明する。図１０は本発明の第７の発明における磁気記録再生装置の走行系概略図である。８０は回転ドラム装置、８１は本発明の実施の形態２の磁気ヘッド、８２は供給リール、９６は巻き取りリール、８４、８６、８７、９０、９１、９４は回転ポスト、８８、８９は傾斜ポスト、９２はキャプスタン、９３はピンチローラー、８５はテンションアーム、９５は磁気テープである。供給リール８２に巻かれた磁気テープ９５は、ピンチローラー９３とキャプスタン９２による引き込み動作で走行し、傾斜ポスト８８、８９による案内で回転ドラム装置８０に搭載される磁気ヘッド８１に押しつけられ、ピンチローラー９３とキャプスタン９２の間を通って巻き取りリール９６に巻き取られていく。回転ドラム装置は上回転ドラム方式であり、磁気ヘッド８１は回転ドラム側面から２０μｍ突き出して２個取り付けられている。ドラム回転数は例えば約１８０００ｒｐｍで、相対速度は例えば約２０ｍ／ｓである。
【００３８】
本実施の形態の構成による磁気記録再生装置は、磁気ヘッドにおける積層磁性膜の傾斜によって、磁気テープが走行してもコア幅方向の曲率半径を従来の構成に比べて小さくすることが出来るため、スペーシングが少なくヘッドタッチの良い磁気記録再生装置が実現出来る。
【００３９】
本実施の形態において、磁気記録再生装置としてＶＴＲの例について説明したが、ストリーマー等の磁気記録再生装置に本発明の磁気ヘッドを搭載しても同様の効果がある。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明の磁気ヘッドによれば、従来の積層ヘッドに比べて、コア幅方向の曲率半径を小さくするとともに、スペーシングが少なくヘッドタッチの良い磁気ヘッドを提供することが出来る。
【００４１】
また、本実施の形態の磁気記録再生装置によれば、スペーシングが少なく出力低下量の小さい磁気記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態における磁気ヘッドの斜視図
【図２】本発明の第１実施の形態における磁気ヘッドの正面図
【図３】本発明の第１実施の形態における幅方向曲率半径の分布図
【図４】本発明の第２実施の形態における磁気ヘッドの斜視図
【図５】本発明の第３実施の形態における磁気ヘッドの斜視図
【図６】本発明の第３実施の形態における磁気ヘッドの正面図およびギャップ近傍の拡大図
【図７】本発明の第４実施の形態における磁気ヘッドの斜視図
【図８】本発明の第５実施の形態における磁気ヘッドの斜視図
【図９】本発明の第６実施の形態における磁気ヘッドの斜視図
【図１０】本発明の第７実施の形態における磁気記録再生装置の走行系概略図
【図１１】従来例における磁気ヘッドの斜視図
【符号の説明】
１、３、５、７、２３、４３、４５、４７、５６、５７、６１、６２、１０１、１０３、１０５、１０７ 非磁性セラミックス基板
２、６、１２、１６、３２、３６、４２、４６、５２、５３、７２、７６、１０２、１０６ 積層磁性膜
４、８、１４、１８、３４、３８、４４、４８、５８、６３、７４、７８、１０４、１０８ 磁気コア半体
９、１９、３９、４９、６７、７９、１０９ 磁気ギャップ
１０、２０、３０、５０、６５、７０、１００ ガラス
１１、２１、４１、５１、６６、６９、１１１ 巻線窓
１３、１５、１７、２２、３１、３３、５４、５５、５９、６０、７１、７３非磁性単結晶フェライト基板
２４、２５ 切り欠き
６８ ギャップ両端部
８０ 回転ドラム装置
８１ 磁気ヘッド
８２ 供給リール
８４、８６、８７、９０、９１、９４ 回転ポスト
８５ テンションアーム
８８、８９ 傾斜ポスト
９２ キャプスタン
９３ ピンチローラー
９５ 磁気テープ
９６ 巻き取りリール
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ヘッドおよび磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置に関するものであり、さらに詳しくは、多量の信号を効率よく記録再生する高品位ＶＴＲやデジタルＶＴＲ、デジタルデータを記録再生するストリーマー等に適した磁気ヘッドおよびその磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオテープレコーダー（以下ＶＴＲと記す）やストリーマー等に搭載される高周波特性に優れる磁気ヘッドとして、金属磁性膜と非磁性膜を交互に積層し磁気コアとした構造の磁気ヘッドが開発されている。例えば、Ｃｏ系アモルファス合金からなる軟磁性金属膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜の積層磁性膜を一対の非磁性基板材料により挟み込み磁気コア半体を形成し、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した、いわゆる積層型磁気ヘッドがその一例である。非磁性基板材料としてはチタン酸マグネシウム系やチタン酸カルシウム系等のセラミックスが用いられている。磁気コア半体は、非磁性基板上に例えばスパッタリング法で軟磁性金属膜と非磁性膜を交互に積層して所定の厚みを成膜した後に、例えばガラスからなる接着層を介して非磁性基板と接着される。
【０００３】
図１１に従来例の積層型磁気ヘッドの斜視図を示す。磁気ヘッドは、例えばＣｏＮｂＺｒＴａ膜よりなる金属磁性膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜とを交互に積層して作製した積層磁性膜１０２、１０６が、チタン酸マグネシウム系セラミックスよりなる基板１０１、１０３と基板１０５、１０７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体１０４、１０８が上記積層磁性膜１０２、１０６の端面同士を互いに突き合わせるようにして接合され、磁気ギャップ１０９を形成している。磁気ヘッドには、コイルを捲回するための巻線窓１１１が磁気ヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。１００はモールドしたガラスを示す。また、磁気ヘッド摺動面において、磁性膜の長手方向は、磁気テープに対する摺動方向と平行に配置されている。磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を良くするために摺動幅を所定の幅にして、さらに長手方向および幅方向にそれぞれ曲率を持つように加工されている。例えば、研削機で長手方向に曲率をつけた後、ラッピングテープで所定の曲率半径およびギャップデプスになるまで研磨されている。
【０００４】
一方、ＶＴＲやストリーマーは小型化、高密度化が進んでおり、それに伴って磁気ヘッドが搭載されたドラム装置の小型化、高速回転化や磁気テープの薄膜化が進んでいる。例えば、ＶＨＳ方式のＶＴＲではドラム装置の直径が６２ｍｍで相対速度が５．８ｍ／ｓ、磁気テープの厚みが約１８μｍであったのに対して、ＤＶ（デジタルビデオ）方式やＤＶＣＰＲＯ方式のＶＴＲではドラム装置の直径が２１．７ｍｍで相対速度が１０ｍ／ｓ以上、磁気テープの厚みは１０μｍ以下である。また、最短記録波長は小さく、例えば０．５μｍ以下になっているため、磁気ヘッドと磁気テープの間のスペーシングによって出力が低下する量が従来に比べて大きくなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の磁性膜の長手方向が磁気テープに対する摺動方向と平行に配置されている積層型磁気ヘッドをＶＴＲやストリーマーの高速回転ドラム装置に搭載した場合、磁気ヘッドコア幅方向の頂点付近に位置する磁性膜は、磁性膜の両サイドに位置する非磁性基板より摩耗が多く、コア幅方向の断面を見ると、磁性層の部分の曲率半径が、基板の部分の曲率半径より大きいため、テープと接触した場合、スペーシングが発生しやすいという課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、スペーシングが発生しにくく、ヘッドタッチの良い磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明の第１の発明は、軟磁性金属材料よりなる磁性膜が一対の非磁性基板により挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁気ヘッドの摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、磁性膜が摺動面の側面を横切るように配置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の第２の発明は、軟磁性金属材料よりなる磁性膜が一対の非磁性基板により挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁気ヘッドの摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、かつ磁性膜が摺動面の長手方向端面を横切るように配置されている磁気ヘッドであって、巻線窓の横に位置する側面に、磁性膜を切断しない角度で巻き線を固定するための切り欠きが形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の第３の発明は、軟磁性金属材料よりなる磁性膜が、２種類以上の非磁性基板からなる一対の基板により挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁気ヘッドの摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、かつ磁性膜が摺動面の長手方向端面を横切るように配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第４の発明は、軟磁性金属材料よりなる磁性膜が一対の非磁性基板により挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁気ヘッドの摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、かつ磁性膜が摺動面の長手方向端面を横切るように配置されている構成において、磁性膜の突き合わせズレを無くすために、トラック規制加工を施したことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第５の発明は、本発明の磁気ヘッドを有する回転ドラム装置と、前記回転ドラム装置に磁気テープを案内し、固定ドラムおよび前記回転ドラムの外周面に前記磁気テープを当接させる機構を具備したことを特徴とするものである。
【００１２】
このように積層型磁気ヘッドにおいて、磁気ヘッド摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、磁性膜が摺動面の側面を横切るように配置されていることによって、磁性膜の摩耗によるヘッド形状の変化を少なくできるため、スペーシングロスが少なく、ヘッドタッチが良い磁気ヘッドを提供できる。また、この磁気ヘッドを用いることにより、信頼性の高い磁気記録再生装置を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における磁気ヘッドについて図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の発明における磁気ヘッドの斜視図である。磁気ヘッドは、例えばＣｏＮｂＺｒＴａ膜よりなる金属磁性膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜とを交互に積層して作製した積層磁性膜２、６が、例えばチタン酸マグネシウム系セラミックスよりなる非磁性セラミックス基板１、３と基板５、７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体４、８が上記積層磁性膜２、６の端面同士を互いに突き合わせるようにして接合され、磁気ギャップ９を形成している。磁気コア半体は、非磁性基板上に例えばスパッタリング法でＣｏＮｂＺｒＴａ膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜を交互に積層して所定の厚みを成膜した後に、例えばガラスからなる接着層を介して非磁性基板と接着されている。磁気ヘッドには、コイルを捲回するための巻線窓１１が磁気ヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。１０はモールドしたガラスを示す。積層磁性膜は磁気ヘッドの磁気テープに対する摺動方向に対して時計回りを＋、反時計回りを−とした場合、例えば−１０゜傾いている。磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を良くするために摺動幅を所定の幅にして、さらに長手方向および幅方向にそれぞれ曲率を持つように加工されている。例えば、研削機で長手方向に曲率をつけた後、ラッピングテープで所定の曲率半径およびギャップデプスになるまで研磨されている。初期の曲率半径は例えば長手方向で４．５ｍｍ、幅方向で１．１ｍｍである。
【００１４】
本実施の形態の磁気ヘッドと同じ材料、同じ形状で作製した従来例の磁気ヘッドを同じ回転ドラムに同じ突出量で取り付け、ＶＴＲに搭載した。図２の（ａ）に本実施の形態の磁気ヘッドの正面図を、（ｂ）に従来例の正面図を示す。ギャップ位置を０として、＋２００μｍと−２００μｍの位置における幅方向の曲率半径を顕微鏡の干渉縞から計算して求めた。初期の各位置における幅方向曲率半径はどちらの磁気ヘッドも同じで１．１ｍｍであった。次にＶＴＲに常温常湿で磁気テープを１００時間走行させ、各磁気ヘッドの各位置における幅方向の曲率半径を再度測定した。この時、摺動面にはギャップを０とした場合に±３００μｍの位置まで摺動痕が付き、摩耗して曲率半径が変化していた。図３に各ヘッドの各位置における曲率半径を示す。図３より、従来例の磁気ヘッドでは、積層磁性膜がテープに対する摺動方向と平行に位置するため、コア幅方向の断面形状を考えた場合、頂点付近に積層磁性膜が位置している。頂点付近はテープから受ける面圧が大きいため摩耗しやすい。また、一般的に積層磁性膜は非磁性基板材料より摩耗しやすい。このためテープが摺動したときに積層磁性膜の摩耗が多く、全体的に幅方向の曲率半径が大きくなる。これに対して、本実施の形態の磁気ヘッドでは、積層磁性膜が摺動方向に対して傾斜して配置されているため、コア幅方向の断面形状を考えた場合、ギャップ近傍は従来例と同様に頂点付近に積層磁性膜が位置するが、ギャップから離れた位置例えば±２００μｍの位置では、積層磁性膜が頂点からずれるため、積層磁性膜の摩耗が少なくなり曲率半径が従来例より小さくなると考えられる。また、曲率半径の測定と同時に、自己録再による出力を初期と１００時間テープ走行後で比較すると、本実施の形態の磁気ヘッドでは、ほとんど同じ出力であったのに対して、従来例の磁気ヘッドでは、初期に対してエンベロープ形状が悪くなり、磁気ヘッド出力側で約−１ｄＢ出力が低下した。積層磁性膜と非磁性基板材料との偏摩耗量を原子間力顕微鏡で測定したところ、どちらもほぼ同じ偏摩耗量であった。このことから、従来例では積層磁性膜の摩耗によってコア幅方向の形状が変化し、ヘッドタッチが悪くなったと予測される。
【００１５】
本実施の形態の磁気ヘッドによれば、テープが走行摩耗してもコア幅方向の曲率半径の変化が従来に比べて小さいため、ヘッドタッチの良い磁気ヘッドを提供することが出来る。
【００１６】
本実施の形態において、積層磁性体膜を構成する金属磁性膜としてＣｏＮｂＺｒＴａ膜、非磁性膜としてＳｉＯ２を用いた例について紹介したが、金属磁性膜の材料としては、他にＦｅＴａＮ、ＦｅＴａＳｉＮ、ＦｅＡｌＳｉなどを、非磁性膜の材料としては、Ａｌ２Ｏ３などを用いることができる。
【００１７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における磁気ヘッドについて図面を参照して説明する。図４は本発明の第２の発明における磁気ヘッドの斜視図である。磁気ヘッドは、例えばＣｏＮｂＺｒＴａ膜よりなる金属磁性膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜とを交互に積層して作製した積層磁性膜１２、１６が、非磁性単結晶フェライト材料よりなる基板２２、１３と基板１５、１７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体１４、１８が上記積層磁性膜１２、１６の端面同士を互いに突き合わせるようにして接合され、磁気ギャップ１９を形成している。磁気コア半体は、非磁性基板上に例えばスパッタリング法でＣｏＮｂＺｒＴａ膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜を交互に積層して所定の厚みを成膜した後に、例えばガラスからなる接着層を介して非磁性基板と接着されている。磁気ヘッドには、コイルを捲回するための巻線窓２１がヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。２０はモールドしたガラスを示す。磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を良くするために摺動幅を所定の幅にして、さらに長手方向および幅方向にそれぞれ曲率を持つように加工されている。例えば、研削機で長手方向に曲率をつけた後、ラッピングテープで所定の曲率半径およびギャップデプスになるまで研磨されている。積層磁性膜は磁気ヘッドの磁気テープに対する摺動方向に対して時計回りを＋、反時計回りを−とした場合、例えば−１０゜傾いている。
【００１８】
非磁性単結晶フェライト基板２２、１３、１５、１７は、磁気テープと接触するヘッド摺動面の結晶面方位が略｛１１０｝であり、かつ＜１１０＞方向が積層磁性膜の長手方向に略平行である。
【００１９】
本実施の形態においては、非磁性単結晶フェライト材料として、例えばＭｎＺｎ系やＴｉＺｎ系の非磁性単結晶フェライトを用いる。これらの非磁性単結晶フェライトは、組成を選定することによりキュリー点を常温以下にすることができる。このため常温では非磁性である。
【００２０】
本実施の形態において、積層磁性体膜を構成する金属磁性膜としてＣｏＮｂＺｒＴａ膜、非磁性膜としてＳｉＯ２を用いた例について紹介したが、金属磁性膜の材料としては、他にＦｅＴａＮ、ＦｅＡｌＳｉなどを、非磁性膜の材料としては、Ａｌ２Ｏ３などを用いることができる。
【００２１】
本実施の形態２の磁気ヘッドによれば、磁気テープとの摩擦現象が従来のセラミック基板と比べて滑らかになり、スチル耐久時間が向上する。また耐摩耗性が向上するためヘッド寿命が長くなる。積層磁性膜がテープ摺動方向に対して傾斜しているためコア幅方向の曲率半径が従来の磁気ヘッドに比べて小さくなり、ヘッドタッチの良い磁気ヘッドを実現できる。
【００２２】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における磁気ヘッドについて図面を参照して説明する。図５は本発明の第３の発明における磁気ヘッドの斜視図である。磁気ヘッドは、例えばＦｅＴａＮ膜よりなる金属磁性膜とＡｌ２Ｏ３からなる非磁性膜とを交互に積層して作製した積層磁性膜３２、３６が、非磁性単結晶フェライト材料よりなる基板３１、３３と基板３５、３７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体３４、３８が上記積層磁性膜３２、３６の端面同士を互いに突き合わせるようにして接合され、磁気ギャップ３９を形成している。磁気コア半体は、非磁性基板上に例えばスパッタリング法でＦｅＴａＮ膜とＡｌ２Ｏ３からなる非磁性膜を交互に積層して所定の厚みを成膜した後に、例えばガラスからなる接着層を介して非磁性基板と接着されている。磁気ヘッドには、コイルを捲回するための巻線窓４１がヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。３０はモールドしたガラスを示す。また、磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を良くするために摺動幅を所定の幅にして、さらに長手方向および幅方向にそれぞれ曲率を持つように加工されている。例えば、研削機で長手方向に曲率をつけた後、ラッピングテープで所定の曲率半径およびギャップデプスになるまで研磨されている。積層磁性膜は磁気ヘッドの磁気テープに対する摺動方向に対して時計回りを＋、反時計回りを−とした場合、例えば−１０゜傾いている。
【００２３】
積層磁性膜がテープに対する摺動方向に対する角度は、大きくなると膜が長手方向側面に露出してしまう。側面に露出すると、磁路が短くなるとともに、チップスライス時に積層磁性膜がダメージを受けて積層部分がリークし渦電流が発生してしまうため、電磁変換特性が低下する。このため、積層磁性膜は長手方向側面に露出しない角度が望ましい。図６の（ａ）は本実施の形態の磁気ヘッドの正面図、（ｂ）はギャップ近傍の拡大図、（ｃ）は金属磁性膜の突き合わせがずれている場合のギャップ近傍の拡大図を示す。磁気テープに対する摺動方向と摺動面に露出している積層磁性膜の長手方向の傾き角度をθ、アジマス角度をＡ、磁気ヘッド全体のコア幅をＣＷ、磁性層の厚みと接着層を含めた幅をＴＷ、磁気ヘッド摺動方向の長さをＬとし、時計回り方向を＋、反時計回り方向を−とした時、θが式１を満たせば、積層磁性膜が長手方向側面に露出することはない。なお、図６の（ｃ）に示すように、磁気ギャップの接合部分で金属磁性膜の突き合わせがずれている場合は、図示しているように接着層を含めた外側にずれている両端までの幅をＴＷとする。
【００２４】
０＜｜θ｜≦｜Ｔａｎ−１（（ＣＷ−ＴＷ／ＣｏｓＡ）／Ｌ）｜・・・・・（式１）
本実施の形態において、例えばＡ＝２０゜、ＣＷ＝１９０μｍ、ＴＷ＝１２μｍ、Ｌ＝１ｍｍとすると、０＜｜θ｜≦１０．０５゜となる。
【００２５】
非磁性単結晶フェライト基板３１、３３、３５、３７は、磁気テープと接触するヘッド摺動面の結晶面方位が略｛１１０｝であり、かつ＜１１０＞方向が磁気テープとの摺動方向に略平行である。
【００２６】
本実施の形態３の磁気ヘッドによれば、磁気テープとの摩擦現象が従来のセラミック基板と比べて滑らかになり、スチル耐久時間が向上する。また耐摩耗性が向上するためヘッド寿命が長くなる。積層磁性膜がテープ摺動方向に対して傾斜しているためコア幅方向の曲率半径が従来の磁気ヘッドに比べて小さくなり、ヘッドタッチの良い磁気ヘッドを実現できる。
【００２７】
本実施の形態において、積層磁性体膜を構成する金属磁性膜としてＦｅＴａＮ、非磁性膜としてＡｌ２Ｏ３を用いた例について紹介したが、金属磁性膜の材料としては、他にＣｏＮｂＺｒＴａ膜、ＦｅＡｌＳｉなどを、非磁性膜の材料としてはＳｉＯ２などを用いることができる。
【００２８】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４における磁気ヘッドについて図面を参照して説明する。図７は本発明の第４の発明における磁気ヘッドの斜視図である。磁気ヘッドは、例えばＣｏＮｂＺｒＴａ膜よりなる金属磁性膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜とを交互に積層して作製した積層磁性膜４２、４６が、例えばチタン酸カルシウム系セラミックスよりなる非磁性セラミックス基板２３、４３と基板４５、４７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体４４、４８が上記積層磁性膜４２、４６の端面同士を互いに突き合わせるようにして接合され、磁気ギャップ４９を形成している。磁気コア半体は、非磁性基板上に例えばスパッタリング法でＣｏＮｂＺｒＴａ膜とＳｉＯ２からなる非磁性膜を交互に積層して所定の厚みを成膜した後に、例えばガラスからなる接着層を介して非磁性基板と接着されている。磁気ヘッドには、コイルを捲回するための巻線窓５１が磁気ヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。５０はモールドしたガラスを示す。また、磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を良くするために摺動幅を所定の幅にして、さらに長手方向および幅方向にそれぞれ曲率を持つように加工されている。例えば、研削機で長手方向に曲率をつけた後、ラッピングテープで所定の曲率半径およびギャップデプスになるまで研磨されている。積層磁性膜は磁気ヘッドの磁気テープに対する摺動方向に対して時計回りを＋、反時計回りを−とした場合、例えば−１０゜傾いている。２４、２５は巻き線を固定するための切り欠きで、巻線窓の横に位置する側面に、積層磁性膜を切断しない角度で形成されている。
【００２９】
従来例の構成では、巻き線を固定するための切り欠きを形成するためには、積層磁性膜を切断しなければならなかった。積層磁性膜を切断すると、積層した磁性膜がリークして渦電流による出力低下が発生していた。本実施の形態の磁気ヘッドによれば、積層磁性膜が傾斜しているため、積層磁性膜と同じ傾きで斜めに切り欠きを形成すれば、積層磁性膜を切断することなく形成可能なため、電磁変換特性に悪影響を与えることなく巻き線を固定することが出来る。
【００３０】
本実施の形態において、積層磁性体膜を構成する金属磁性膜としてＣｏＮｂＺｒＴａ膜、非磁性膜としてＳｉＯ２を用いた例について紹介したが、金属磁性膜の材料としては、他にＦｅＴａＮ、ＦｅＴａＳｉＮ、ＦｅＡｌＳｉなどを、非磁性膜の材料としては、Ａｌ２Ｏ３などを用いることができる。また、非磁性基板としてチタン酸カルシウム系セラミックスを用いた例について述べたが、チタン酸マグネシウム系セラミックスや非磁性フェライトや非磁性単結晶フェライトを用いても良い。
【００３１】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５における磁気ヘッドについて図面を参照して説明する。図８は本発明の第５の発明における磁気ヘッドの斜視図である。磁気ヘッドは、例えばＦｅＴａＮ膜よりなる金属磁性膜とＡｌ２Ｏ３からなる非磁性膜とを交互に積層して作製した積層磁性膜５２、５３が、非磁性単結晶フェライト材料よりなる基板５４、５５および５９、６０と非磁性単結晶フェライト基板の外側に位置する高硬度の非磁性セラミックス基板、例えばＡｌＴｉＣ材料よりなる基板５６、５７および６１、６２によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体６３、５８が上記積層磁性膜５２、５３の端面同士を互いに突き合わせるようにして接合され、磁気ギャップ６７を形成している。磁気コア半体は、ＡｌＴｉＣ基板と非磁性単結晶フェライトを接着剤で接着して作製した複合非磁性基板上に例えばスパッタリング法でＦｅＴａＮ膜とＡｌ２Ｏ３からなる非磁性膜を交互に積層して所定の厚みを成膜した後に、例えばガラスからなる接着層を介してＡｌＴｉＣ基板と非磁性単結晶フェライトからなる複合非磁性基板と接着されている。このとき、積層磁性膜の横に高硬度の基板を配置すると、積層磁性膜の偏摩耗が大きくなってしまうので、積層磁性膜の横には偏摩耗が小さくなる基板材料を配置することが望ましい。非磁性単結晶フェライト基板５４、５５、５９、６０は、磁気テープと接触するヘッド摺動面の結晶面方位が略｛１１０｝であり、かつ＜１１０＞方向が積層磁性膜の長手方向に略平行である。磁気ヘッドには、コイルを捲回するための巻線窓６６がヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。６５はモールドしたガラスを示す。また、磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を良くするために摺動幅を所定の幅にして、さらに長手方向および幅方向にそれぞれ曲率を持つように加工されている。例えば、研削機で長手方向に曲率をつけた後、ラッピングテープで所定の曲率半径およびギャップデプスになるまで研磨されている。積層磁性膜は磁気ヘッドの磁気テープに対する摺動方向に対して時計回りを＋、反時計回りを−とした場合、例えば−１０゜傾いている。
【００３２】
本実施の形態の磁気ヘッドによれば、摺動面の磁性層の横には耐摩耗性に優れ、積層磁性膜の偏摩耗も少ない非磁性単結晶フェライトを配置し、その外側には高硬度で耐摩耗性に優れるＡｌＴｉＣを配置することにより、磁気ヘッドの寿命を延ばすとともにヘッドタッチの安定化を実現している。この構成は、磁性層が傾斜しているために実現できるものである。
【００３３】
本実施の形態において、積層磁性体膜を構成する金属磁性膜としてＦｅＴａＮ、非磁性膜としてＡｌ２Ｏ３を用いた例について紹介したが、金属磁性膜の材料としては、他にＣｏＮｂＺｒＴａ膜、ＦｅＡｌＳｉなどを、非磁性膜の材料としてはＳｉＯ２などを用いることができる。
【００３４】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６における磁気ヘッドについて図面を参照して説明する。図９は本発明の第６の発明における磁気ヘッドの斜視図である。磁気ヘッドは、例えばＦｅＴａＮ膜よりなる金属磁性膜とＡｌ２Ｏ３からなる非磁性膜とを交互に積層して作製した積層磁性膜７２、７６が、非磁性単結晶フェライト材料よりなる基板７１、７３と基板７５、７７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体７４、７８が上記積層磁性膜７２、７６の端面同士を互いに突き合わせるようにして接合され、磁気ギャップ７９を形成している。磁気コア半体は、非磁性基板上に例えばスパッタリング法でＦｅＴａＮ膜とＡｌ２Ｏ３からなる非磁性膜を交互に積層して所定の厚みを成膜した後に、例えばガラスからなる接着層を介して非磁性基板と接着されている。ギャップ両端部６８は、トラックズレを防止してトラック幅を規制するためのトラック規制加工が施されている。トラック規制は例えば、放電加工やマイクロドリルによって加工することが可能である。加工した部分にはガラス７０を充填している。磁気ヘッドには、コイルを捲回するための巻線窓６９がヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。また、磁気ヘッド摺動面は、磁気テープとの接触を良くするために摺動幅を所定の幅にして、さらに長手方向および幅方向にそれぞれ曲率を持つように加工されている。例えば、研削機で長手方向に曲率をつけた後、ラッピングテープで所定の曲率半径およびギャップデプスになるまで研磨されている。積層磁性膜は磁気ヘッドの磁気テープに対する摺動方向に対して時計回りを＋、反時計回りを−とした場合、例えば−１０゜傾いている。非磁性単結晶フェライト基板７１、７３、７５、７７は、磁気テープと接触するヘッド摺動面の結晶面方位が略｛１１０｝であり、かつ＜１１０＞方向が積層磁性膜の長手方向に略平行である。
【００３５】
本実施の形態の磁気ヘッドによれば、トラックズレのない形状が実現できるため、フリンジを低減できる。また、積層磁性膜の傾斜によって、コア幅方向の曲率半径を従来の構成に比べて小さくすることが出来るため、スペーシングが少なくヘッドタッチの良い磁気ヘッドを実現できる。
【００３６】
本実施の形態において、積層磁性体膜を構成する金属磁性膜としてＦｅＴａＮ、非磁性膜としてＡｌ２Ｏ３を用いた例について紹介したが、金属磁性膜の材料としては、他にＣｏＮｂＺｒＴａ膜、ＦｅＡｌＳｉなどを、非磁性膜の材料としてはＳｉＯ２などを用いることができる。
【００３７】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７における磁気記録再生装置について図１０を参照して説明する。図１０は本発明の第７の発明における磁気記録再生装置の走行系概略図である。８０は回転ドラム装置、８１は本発明の実施の形態２の磁気ヘッド、８２は供給リール、９６は巻き取りリール、８４、８６、８７、９０、９１、９４は回転ポスト、８８、８９は傾斜ポスト、９２はキャプスタン、９３はピンチローラー、８５はテンションアーム、９５は磁気テープである。供給リール８２に巻かれた磁気テープ９５は、ピンチローラー９３とキャプスタン９２による引き込み動作で走行し、傾斜ポスト８８、８９による案内で回転ドラム装置８０に搭載される磁気ヘッド８１に押しつけられ、ピンチローラー９３とキャプスタン９２の間を通って巻き取りリール９６に巻き取られていく。回転ドラム装置は上回転ドラム方式であり、磁気ヘッド８１は回転ドラム側面から２０μｍ突き出して２個取り付けられている。ドラム回転数は例えば約１８０００ｒｐｍで、相対速度は例えば約２０ｍ／ｓである。
【００３８】
本実施の形態の構成による磁気記録再生装置は、磁気ヘッドにおける積層磁性膜の傾斜によって、磁気テープが走行してもコア幅方向の曲率半径を従来の構成に比べて小さくすることが出来るため、スペーシングが少なくヘッドタッチの良い磁気記録再生装置が実現出来る。
【００３９】
本実施の形態において、磁気記録再生装置としてＶＴＲの例について説明したが、ストリーマー等の磁気記録再生装置に本発明の磁気ヘッドを搭載しても同様の効果がある。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明の磁気ヘッドによれば、従来の積層ヘッドに比べて、コア幅方向の曲率半径を小さくするとともに、スペーシングが少なくヘッドタッチの良い磁気ヘッドを提供することが出来る。
【００４１】
また、本実施の形態の磁気記録再生装置によれば、スペーシングが少なく出力低下量の小さい磁気記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態における磁気ヘッドの斜視図
【図２】本発明の第１実施の形態における磁気ヘッドの正面図
【図３】本発明の第１実施の形態における幅方向曲率半径の分布図
【図４】本発明の第２実施の形態における磁気ヘッドの斜視図
【図５】本発明の第３実施の形態における磁気ヘッドの斜視図
【図６】本発明の第３実施の形態における磁気ヘッドの正面図およびギャップ近傍の拡大図
【図７】本発明の第４実施の形態における磁気ヘッドの斜視図
【図８】本発明の第５実施の形態における磁気ヘッドの斜視図
【図９】本発明の第６実施の形態における磁気ヘッドの斜視図
【図１０】本発明の第７実施の形態における磁気記録再生装置の走行系概略図
【図１１】従来例における磁気ヘッドの斜視図
【符号の説明】
１、３、５、７、２３、４３、４５、４７、５６、５７、６１、６２、１０１、１０３、１０５、１０７ 非磁性セラミックス基板
２、６、１２、１６、３２、３６、４２、４６、５２、５３、７２、７６、１０２、１０６ 積層磁性膜
４、８、１４、１８、３４、３８、４４、４８、５８、６３、７４、７８、１０４、１０８ 磁気コア半体
９、１９、３９、４９、６７、７９、１０９ 磁気ギャップ
１０、２０、３０、５０、６５、７０、１００ ガラス
１１、２１、４１、５１、６６、６９、１１１ 巻線窓
１３、１５、１７、２２、３１、３３、５４、５５、５９、６０、７１、７３非磁性単結晶フェライト基板
２４、２５ 切り欠き
６８ ギャップ両端部
８０ 回転ドラム装置
８１ 磁気ヘッド
８２ 供給リール
８４、８６、８７、９０、９１、９４ 回転ポスト
８５ テンションアーム
８８、８９ 傾斜ポスト
９２ キャプスタン
９３ ピンチローラー
９５ 磁気テープ
９６ 巻き取りリール
Claims (8)
- 軟磁性金属材料よりなる磁性膜が一対の非磁性基板により挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁気ヘッドの摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、かつ磁性膜が摺動面の長手方向端面を横切るように配置されていることを特徴とする磁気ヘッド。
- 非磁性基板として非磁性単結晶フェライト材料を用いたことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
- 磁気ヘッドの摺動面における非磁性単結晶フェライト基板の面方位が略｛１１０｝であり、かつ＜１１０＞方向が磁性膜の長手方向に略平行であることを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド。
- 磁気テープに対する摺動方向と摺動面に露出している磁性膜の長手方向の傾き角度をθ、アジマス角度をＡ、磁気ヘッド全体のコア幅をＣＷ、磁性層の突き合わせズレを含めた幅をＴＷ、磁気ヘッド摺動方向の長さをＬとし、時計回り方向を＋、反時計回り方向を−とした時、０＜｜θ｜≦｜Ｔａｎ−１（（ＣＷ−ＴＷ／ＣｏｓＡ）／Ｌ）｜を満たすことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
- 軟磁性金属材料よりなる磁性膜が一対の非磁性基板により挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁気ヘッドの摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、かつ磁性膜が摺動面の長手方向端面を横切るように配置されている磁気ヘッドであって、巻線窓の横に位置する側面に、磁性膜を切断しない角度で巻き線を固定するための切り欠きが形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
- 軟磁性金属材料よりなる磁性膜が、２種類以上の非磁性基板からなる一対の基板により挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁気ヘッドの摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、かつ磁性膜が摺動面の長手方向端面を横切るように配置されていることを特徴とする磁気ヘッド。
- 軟磁性金属材料よりなる磁性膜が一対の非磁性基板により挟み込まれてなる磁気コア半体を、その端面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記磁気ヘッドの摺動面に露出している磁性膜の長手方向と磁気テープに対する摺動方向が角度をなし、かつ磁性膜が摺動面の長手方向端面を横切るように配置されている構成において、磁性膜の突き合わせズレを無くすために、トラック規制加工を施したことを特徴とする磁気ヘッド。
- 請求項１〜７記載の磁気ヘッドを有する回転ドラム装置と、前記回転ドラム装置に磁気テープを案内し、固定ドラムおよび前記回転ドラムの外周面に前記磁気テープを当接させる機構を具備したことを特徴とする磁気記録再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002256518A JP2004095090A (ja) | 2002-09-02 | 2002-09-02 | 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002256518A JP2004095090A (ja) | 2002-09-02 | 2002-09-02 | 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004095090A true JP2004095090A (ja) | 2004-03-25 |
Family
ID=32061722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002256518A Pending JP2004095090A (ja) | 2002-09-02 | 2002-09-02 | 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004095090A (ja) |
-
2002
- 2002-09-02 JP JP2002256518A patent/JP2004095090A/ja active Pending
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