JP2004220635A - 磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の積層型磁気ヘッドでトラック幅を小さくしていくと磁性体のボリュームが小さくなるため磁気効率が低下するという課題があった。
【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、磁性膜は摺動面のギャップを基準として、ギャップ深さより深い位置における厚みが、摺動面における磁性膜の厚みより厚くなる構成とし、摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとした時に、Ｄ＞ＧＤかつ（数１）を満たす。本発明の磁気ヘッドによれば、トラック幅が小さくなっても磁気効率が良い磁気ヘッドが得られる。
【数１】
【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、磁性膜は摺動面のギャップを基準として、ギャップ深さより深い位置における厚みが、摺動面における磁性膜の厚みより厚くなる構成とし、摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとした時に、Ｄ＞ＧＤかつ（数１）を満たす。本発明の磁気ヘッドによれば、トラック幅が小さくなっても磁気効率が良い磁気ヘッドが得られる。
【数１】
【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１２に従来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、積層磁性膜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、基板１０３と基板１０５、基板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、積層膜磁気コア半体１０８が上記積層磁性膜１０２、積層磁性膜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】
また、軟磁性金属材料よりなる磁性膜が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、前記基板の磁気テープとの摺動面の少なくとも一部が非磁性単結晶フェライト材料よりなり、前記摺動面における面方位が略｛１１０｝であり、かつ＜１１０＞方向が磁気テープの摺動方向に略平行であるという構成の磁気ヘッドもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
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、記録密度を上げるため、トラック幅や最短記録波長は小さくなる傾向である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２９２９５５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の積層型磁気ヘッドでトラック幅を小さくしていくと磁性体のボリュームが小さくなるため磁気効率が低下するという課題があった。
【０００８】
本発明の目的は、トラック幅が小さくなっても磁気効率が良い磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【０００９】
【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、本願の第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であって、前記磁性膜は摺動面のギャップを基準としてギャップ深さより深い位置における厚みが、摺動面における磁性膜の厚みより厚くなる構成とし、摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとした時に、Ｄ＞ＧＤかつ（数１）を満たすことを特徴とするものである。
【００１０】
本願の第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であって、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し、前記磁性膜は摺動面のギャップを基準としてギャップ深さより深い位置における厚みが、摺動面における磁性膜の厚みより厚くなる構成とし、摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、摺動面に磁性膜が露出している長手方向の長さをＷとした時に、Ｄ＞ＧＤかつ（数２）を満たすことを特徴とするものである。
【００１１】
本願の第３の発明は、一対の非磁性基板の少なくとも一部に軟磁性金属材料よりなる磁性膜がそれぞれ成膜され、磁性膜が非磁性基板に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であって、前記磁性膜は摺動面のギャップを基準としてギャップ深さより深い位置における厚みが、摺動面における磁性膜の厚みより厚くなる構成とし、摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとした時に、Ｄ＞ＧＤかつ（数１）を満たすとともに、磁性膜の突き合わせズレを無くすために、トラック幅規制加工を施したことを特徴とするものである。
【００１２】
本願の第４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。
【００１３】
このような構成の積層型磁気ヘッドにおいて、磁性層の厚みを部分的に厚くすることによって電磁変換効率が高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。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１は本願第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、積層磁性膜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、非磁性セラミックス基板３と基板５、基板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、積層膜磁気コア半体８が上記積層磁性膜２、積層磁性膜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、非磁性基板上に予め溝を形成しておき、摺動面の位置からギャップ深さまでの基板とギャップデプスより深くなった位置の基板に所定の段差をつける。この後、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基板の段差が無くなる厚みを成膜する。その後研磨によって平坦化した後、再び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トラック幅が得られるように磁性膜を成膜する。この基板に例えばガラスからなる接着層を介して別の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。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深さ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４ｍｍ、幅方向で１．１ｍｍ、ギャップ深さは１０μｍである。また、磁気ヘッド長手方向の長さは１ｍｍ、トラック幅は１０μｍで、摺動面から４５μｍの深さの位置から磁性膜の厚みが２０μｍになっている。
【００１６】
図２に本実施の形態の磁気ヘッドの正面図および側面図を示す。図２において、（ａ）は摺動面を示す図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、である。摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとする。ここで、摺動面の曲率半径と磁気ヘッドの長手方向長さの関係から、磁性膜の厚みが厚くなる位置の深さが浅いと摺動面に厚い磁性膜が露出してしまうため、Ｄ＞ＧＤ、（数３）を満たさなければならない。
【００１７】
【数３】
【００１８】
本実施の形態では、（Ｄ＝４５）＞（ＧＤ＝１０）かつ（数４）であるため、摺動面に厚い磁性膜が露出することはない。
【００１９】
【数４】
【００２０】
本実施の形態の磁気ヘッドによれば、従来の磁気ヘッドと比べて磁性膜の体積が大きいため、電磁変換効率を大きくすることができる。このため、トラック幅が小さくなっても磁気効率が良い磁気ヘッドを提供することができる。
【００２１】
なお、磁性層が厚くなる位置Ｄは、なるべく摺動面に近い方が磁性膜の体積が大きくなって電磁変換効率が良くなるため好ましい。
【００２２】
（実施の形態２）
本実施の形態では非磁性基板として、非磁性単結晶フェライト材料を用いた場合について説明する。
【００２３】
以下、本実施の形態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。
【００２４】
図３は本願第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、積層磁性膜１６が、例えば非磁性単結晶フェライト材料よりなる基板３２、基板１３と基板１５、基板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、積層膜磁気コア半体１８が上記積層磁性膜１２、積層磁性膜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、非磁性基板上に予め溝を形成しておき、摺動面の位置からギャップ深さまでの基板とギャップデプスより深くなった位置の基板に所定の段差をつける。この後、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基板の段差が無くなる厚みを成膜する。その後研磨によって平坦化した後、再び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トラック幅が得られるように磁性膜を成膜する。この基板に例えばガラスからなる接着層を介して別の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３３が磁気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深さ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４ｍｍ、幅方向で１．１ｍｍ、ギャップ深さは１０μｍである。また、磁気ヘッド長手方向の長さは１ｍｍ、トラック幅は１０μｍで、摺動面から４５μｍの深さの位置から磁性膜の厚みが２０μｍになっている。
【００２５】
図４に本実施の形態の正面図および側面図を示し、（ａ）は摺動面を示す図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとする。ここで、摺動面の曲率半径と磁気ヘッドの長手方向長さの関係から、磁性膜の厚みが厚くなる位置の深さが浅いと摺動面に厚い磁性膜が露出してしまうため。実施の形態１に示した関係式Ｄ＞ＧＤ、（数３）を満たさなければならない。
【００２６】
本実施の形態では、（Ｄ＝４５）＞（ＧＤ＝１０）かつ（数４）であるため、摺動面に厚い磁性膜が露出することはない。
【００２７】
図４に示すように、非磁性単結晶フェライト基板である基板３２、基板１３、基板１５、基板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。
【００２８】
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。
【００２９】
本実施の形態の磁気ヘッドによれば、従来例の磁気ヘッドと比べて磁性膜の体積が大きいため、電磁変換効率を大きくすることができる。また、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い磁気ヘッドを実現できる。
【００３０】
なお、磁性層が厚くなる位置Ｄは、なるべく摺動面に近い方が磁性膜の体積が大きくなって電磁変換効率が良くなるため好ましい。また、トラック幅が小さくなっても磁気効率が良い磁気ヘッドを提供することができる。
【００３１】
（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。
【００３２】
図５は本願第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２２、積層磁性膜２６が、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２１、非磁性セラミックス基板２３と基板２５、基板２７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体２４、積層膜磁気コア半体２８が上記積層磁性膜２２、積層磁性膜２６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２９を形成している。磁気コア半体は、１対それぞれの非磁性基板上に予め溝を形成しておき、摺動面の位置からギャップ深さまでの基板とギャップデプスより深くなった位置の基板に所定の段差をつける。この後、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基板の段差が無くなる厚みを成膜する。その後研磨によって平坦化した後、１枚の非磁性基板に再び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トラック幅が得られるように磁性膜を成膜する。この基板に例えばガラスからなる接着層を介してもう１枚の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３１が磁気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。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深さ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４ｍｍ、幅方向で１．１ｍｍ、ギャップ深さは１０μｍである。また、磁気ヘッド長手方向の長さは１ｍｍ、トラック幅は１０μｍで、摺動面から４５μｍの深さの位置から磁性膜の厚みが３０μｍになっている。
【００３３】
図６に本実施の形態の正面図および側面図を示し、（ａ）は摺動面を示す図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとする。ここで、摺動面の曲率半径と磁気ヘッドの長手方向長さの関係から、磁性膜の厚みが厚くなる位置の深さが浅いと摺動面に厚い磁性膜が露出してしまうため、実施の形態１で示した関係式Ｄ＞ＧＤ、（数３）を満たさなければならない。本実施の形態では、（Ｄ＝４５）＞（ＧＤ＝１０）かつ（数４）であるため、摺動面に厚い磁性膜が露出することはない。
【００３４】
本実施の形態２の磁気ヘッドによれば、従来の磁気ヘッドと比べて磁性膜の体積が大きいため、電磁変換効率を大きくすることができる。このため、トラック幅が小さくなっても磁気効率が良い磁気ヘッドを提供することができる。
【００３５】
なお、磁性層が厚くなる位置Ｄは、なるべく摺動面に近い方が磁性膜の体積が大きくなって電磁変換効率が良くなるため好ましい。
【００３６】
また、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。
【００３７】
（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。
【００３８】
図７は本願第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、積層磁性膜４６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４１、非磁性セラミックス基板４３と基板４５、基板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、積層膜磁気コア半体４８が上記積層磁性膜４２、積層磁性膜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、非磁性基板上に予め溝を形成しておき、摺動面の位置からギャップ深さまでの基板とギャップデプスより深くなった位置の基板に所定の段差をつける。この後、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基板の段差が無くなる厚みを成膜する。その後研磨によって平坦化した後、再び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トラック幅が得られるように磁性膜を成膜する。この基板に例えばガラスからなる接着層を介して別の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。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度傾いている。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。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深さ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４ｍｍ、幅方向で１．１ｍｍ、ギャップ深さは１０μｍである。また、磁気ヘッド長手方向の長さは１ｍｍ、摺動面に磁性膜が露出している長手方向の長さは０．４５３ｍｍ、トラック幅は１０μｍで、摺動面から４０μｍの深さの位置から磁性膜の厚みが２０μｍになっている。
【００３９】
図８に本実施の形態の正面図および側面図を示し、（ａ）は摺動面を示す図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、摺動面に磁性膜が露出している長手方向の長さをＷとする。ここで、摺動面の曲率半径と磁気ヘッドの長手方向長さの関係から、磁性膜の厚みが厚くなる位置の深さが浅いと摺動面に厚い磁性膜が露出してしまうため、関係式Ｄ＞ＧＤ、（数５）を満たさなければならない。
【００４０】
【数５】
【００４１】
本実施の形態では、（Ｄ＝４０）＞（ＧＤ＝１０）かつ（数６）であるため、摺動面に厚い磁性膜が露出することはない。
【００４２】
【数６】
【００４３】
本実施の形態の磁気ヘッドによれば、従来例の磁気ヘッドと比べて磁性膜の体積が大きいため、電磁変換効率を高くすることができる。また、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。
【００４４】
なお、磁性層が厚くなる位置Ｄは、なるべく摺動面に近い方が磁性膜の体積が大きくなって電磁変換効率が良くなるため好ましい。また、トラック幅が小さくなっても磁気効率が良い磁気ヘッドを提供することが出来る。
【００４５】
また、実施の形態１および実施の形態２および実施の形態３、実施の形態４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。
【００４６】
（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。
【００４７】
図９は本願第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６２、積層磁性膜６６が、非磁性単結晶フェライト材料よりなる基板６１、基板６３と基板６５、基板６７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体６４、積層膜磁気コア半体６８が上記積層磁性膜６２、積層磁性膜６６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６９を形成している。磁気コア半体は、非磁性基板上に予め溝を形成しておき、摺動面の位置からギャップ深さまでの基板とギャップ深さより深くなった位置の基板に所定の段差をつける。この後、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基板の段差が無くなる厚みを成膜する。その後研磨によって平坦化した後、再び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トラック幅が得られるように磁性膜を成膜する。この基板に例えばガラスからなる接着層を介して別の非磁性基板と接着されている。ギャップ両端部は、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突き合わせがずれた磁性膜の端面を加工して、トラックズレのない所定のトラック幅を作製する。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７１がヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。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深さ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４ｍｍ、幅方向で１．１ｍｍ、ギャップ深さは１０μｍである。また、磁気ヘッド長手方向の長さは１ｍｍ、トラック幅は１０μｍで、摺動面から４５μｍの深さの位置から磁性膜の厚みが３０μｍになっている。
【００４８】
図１０に本実施の形態の正面図および側面図を示し、（ａ）は摺動面を示す図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとする。ここで、摺動面の曲率半径と磁気ヘッドの長手方向長さの関係から、磁性膜の厚みが厚くなる位置の深さが浅いと摺動面に厚い磁性膜が露出してしまうため、実施の形態１で示した関係式Ｄ＞ＧＤ、（数３）を満たさなければならない。本実施の形態では、（Ｄ＝４５）＞（ＧＤ＝１０）かつ（数４）であるため、摺動面に厚い磁性膜が露出することはない。
【００４９】
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。また従来例の磁気ヘッドと比べて磁性膜の体積が大きいため、電磁変換効率を高くすることができる。
【００５０】
なお、磁性層が厚くなる位置Ｄは、なるべく摺動面に近い方が磁性膜の体積が大きくなって電磁変換効率が良くなるため好ましい。また、トラック幅が小さくなっても磁気効率が良い磁気ヘッドを提供することができる。
【００５１】
また、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。
【００５２】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６における磁気記録再生装置について図１１を参照して説明する。
【００５３】
図１１は本願第６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。
【００５４】
図１１において、８０は回転ドラム装置、８１は本発明の実施の形態１の磁気ヘッド、８２は供給リール、８４、８６、８７、９０、９１、９４は回転ポスト、８５はテンションアーム、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、９５は磁気テープ、９６は巻き取りリールである。供給リール９２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、傾斜ポスト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。
【００５５】
本実施の形態の構成による磁気記録再生装置は、従来の磁気ヘッドと比較して電磁変換効率が大きいため、信頼性の高い磁気記録再生装置が実現出来る。
【００５６】
なお、本実施の形態に用いる磁気ヘッドとして、実施の形態１の磁気ヘッドを搭載した例を示したが、実施の形態２から実施の形態４の磁気ヘッドを搭載しても同様の効果がある。
【００５７】
また、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。
【００５８】
【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、電磁変換効率が大きい磁気ヘッドを提供することが出来る。
【００５９】
また、本実施の形態の磁気記録再生装置によれば、磁気ヘッドの出力が大きく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。
【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正面図および側面図
【図３】本発明の第２実施の形態における磁気ヘッド斜視図
【図４】本発明の第２実施の形態における磁気ヘッド正面図および側面図
【図５】本発明の第３実施の形態における磁気ヘッド斜視図
【図６】本発明の第３実施の形態における磁気ヘッド正面図および側面図
【図７】本発明の第４実施の形態における磁気ヘッド斜視図
【図８】本発明の第４実施の形態における磁気ヘッド正面図および側面図
【図９】本発明の第５実施の形態における磁気ヘッド斜視図
【図１０】本発明の第５実施の形態における磁気ヘッド正面図および側面図
【図１１】本発明の第６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１２】従来例における磁気ヘッド斜視図
【符号の説明】
１、３、５、７、２１、２３、２５、２７、４１、４３、４５、４７、６１、６３、６５、６７、１０１、１０３、１０５、１０７ 非磁性セラミックス基板
２、６、１２、１６、２２、２６、４２、４６、６２、６６、１０２、１０６積層磁性膜
４、８、１４、１８、２４、２８、４４、４８、６４、６８、１０４、１０８磁気コア半体
９、１９、２９、４９、６９、１０９ 磁気ギャップ
１０、２０、３０、５０、７０、１００ ガラス
１１、３１、３３、５１、７１、１１１ 巻線窓
１３、１５、１７、３２ 非磁性単結晶フェライト基板
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１２に従来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、積層磁性膜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、基板１０３と基板１０５、基板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、積層膜磁気コア半体１０８が上記積層磁性膜１０２、積層磁性膜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】
また、軟磁性金属材料よりなる磁性膜が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、前記基板の磁気テープとの摺動面の少なくとも一部が非磁性単結晶フェライト材料よりなり、前記摺動面における面方位が略｛１１０｝であり、かつ＜１１０＞方向が磁気テープの摺動方向に略平行であるという構成の磁気ヘッドもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
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、記録密度を上げるため、トラック幅や最短記録波長は小さくなる傾向である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２９２９５５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の積層型磁気ヘッドでトラック幅を小さくしていくと磁性体のボリュームが小さくなるため磁気効率が低下するという課題があった。
【０００８】
本発明の目的は、トラック幅が小さくなっても磁気効率が良い磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【０００９】
【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、本願の第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であって、前記磁性膜は摺動面のギャップを基準としてギャップ深さより深い位置における厚みが、摺動面における磁性膜の厚みより厚くなる構成とし、摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとした時に、Ｄ＞ＧＤかつ（数１）を満たすことを特徴とするものである。
【００１０】
本願の第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であって、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し、前記磁性膜は摺動面のギャップを基準としてギャップ深さより深い位置における厚みが、摺動面における磁性膜の厚みより厚くなる構成とし、摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、摺動面に磁性膜が露出している長手方向の長さをＷとした時に、Ｄ＞ＧＤかつ（数２）を満たすことを特徴とするものである。
【００１１】
本願の第３の発明は、一対の非磁性基板の少なくとも一部に軟磁性金属材料よりなる磁性膜がそれぞれ成膜され、磁性膜が非磁性基板に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であって、前記磁性膜は摺動面のギャップを基準としてギャップ深さより深い位置における厚みが、摺動面における磁性膜の厚みより厚くなる構成とし、摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとした時に、Ｄ＞ＧＤかつ（数１）を満たすとともに、磁性膜の突き合わせズレを無くすために、トラック幅規制加工を施したことを特徴とするものである。
【００１２】
本願の第４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。
【００１３】
このような構成の積層型磁気ヘッドにおいて、磁性層の厚みを部分的に厚くすることによって電磁変換効率が高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。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１は本願第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、積層磁性膜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、非磁性セラミックス基板３と基板５、基板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、積層膜磁気コア半体８が上記積層磁性膜２、積層磁性膜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、非磁性基板上に予め溝を形成しておき、摺動面の位置からギャップ深さまでの基板とギャップデプスより深くなった位置の基板に所定の段差をつける。この後、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基板の段差が無くなる厚みを成膜する。その後研磨によって平坦化した後、再び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トラック幅が得られるように磁性膜を成膜する。この基板に例えばガラスからなる接着層を介して別の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。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深さ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４ｍｍ、幅方向で１．１ｍｍ、ギャップ深さは１０μｍである。また、磁気ヘッド長手方向の長さは１ｍｍ、トラック幅は１０μｍで、摺動面から４５μｍの深さの位置から磁性膜の厚みが２０μｍになっている。
【００１６】
図２に本実施の形態の磁気ヘッドの正面図および側面図を示す。図２において、（ａ）は摺動面を示す図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、である。摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとする。ここで、摺動面の曲率半径と磁気ヘッドの長手方向長さの関係から、磁性膜の厚みが厚くなる位置の深さが浅いと摺動面に厚い磁性膜が露出してしまうため、Ｄ＞ＧＤ、（数３）を満たさなければならない。
【００１７】
【数３】
本実施の形態では、（Ｄ＝４５）＞（ＧＤ＝１０）かつ（数４）であるため、摺動面に厚い磁性膜が露出することはない。
【００１９】
【数４】
本実施の形態の磁気ヘッドによれば、従来の磁気ヘッドと比べて磁性膜の体積が大きいため、電磁変換効率を大きくすることができる。このため、トラック幅が小さくなっても磁気効率が良い磁気ヘッドを提供することができる。
【００２１】
なお、磁性層が厚くなる位置Ｄは、なるべく摺動面に近い方が磁性膜の体積が大きくなって電磁変換効率が良くなるため好ましい。
【００２２】
（実施の形態２）
本実施の形態では非磁性基板として、非磁性単結晶フェライト材料を用いた場合について説明する。
【００２３】
以下、本実施の形態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。
【００２４】
図３は本願第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、積層磁性膜１６が、例えば非磁性単結晶フェライト材料よりなる基板３２、基板１３と基板１５、基板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、積層膜磁気コア半体１８が上記積層磁性膜１２、積層磁性膜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、非磁性基板上に予め溝を形成しておき、摺動面の位置からギャップ深さまでの基板とギャップデプスより深くなった位置の基板に所定の段差をつける。この後、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基板の段差が無くなる厚みを成膜する。その後研磨によって平坦化した後、再び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トラック幅が得られるように磁性膜を成膜する。この基板に例えばガラスからなる接着層を介して別の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３３が磁気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深さ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４ｍｍ、幅方向で１．１ｍｍ、ギャップ深さは１０μｍである。また、磁気ヘッド長手方向の長さは１ｍｍ、トラック幅は１０μｍで、摺動面から４５μｍの深さの位置から磁性膜の厚みが２０μｍになっている。
【００２５】
図４に本実施の形態の正面図および側面図を示し、（ａ）は摺動面を示す図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとする。ここで、摺動面の曲率半径と磁気ヘッドの長手方向長さの関係から、磁性膜の厚みが厚くなる位置の深さが浅いと摺動面に厚い磁性膜が露出してしまうため。実施の形態１に示した関係式Ｄ＞ＧＤ、（数３）を満たさなければならない。
【００２６】
本実施の形態では、（Ｄ＝４５）＞（ＧＤ＝１０）かつ（数４）であるため、摺動面に厚い磁性膜が露出することはない。
【００２７】
図４に示すように、非磁性単結晶フェライト基板である基板３２、基板１３、基板１５、基板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。
【００２８】
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。
【００２９】
本実施の形態の磁気ヘッドによれば、従来例の磁気ヘッドと比べて磁性膜の体積が大きいため、電磁変換効率を大きくすることができる。また、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い磁気ヘッドを実現できる。
【００３０】
なお、磁性層が厚くなる位置Ｄは、なるべく摺動面に近い方が磁性膜の体積が大きくなって電磁変換効率が良くなるため好ましい。また、トラック幅が小さくなっても磁気効率が良い磁気ヘッドを提供することができる。
【００３１】
（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。
【００３２】
図５は本願第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２２、積層磁性膜２６が、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２１、非磁性セラミックス基板２３と基板２５、基板２７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体２４、積層膜磁気コア半体２８が上記積層磁性膜２２、積層磁性膜２６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２９を形成している。磁気コア半体は、１対それぞれの非磁性基板上に予め溝を形成しておき、摺動面の位置からギャップ深さまでの基板とギャップデプスより深くなった位置の基板に所定の段差をつける。この後、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基板の段差が無くなる厚みを成膜する。その後研磨によって平坦化した後、１枚の非磁性基板に再び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トラック幅が得られるように磁性膜を成膜する。この基板に例えばガラスからなる接着層を介してもう１枚の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３１が磁気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。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深さ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４ｍｍ、幅方向で１．１ｍｍ、ギャップ深さは１０μｍである。また、磁気ヘッド長手方向の長さは１ｍｍ、トラック幅は１０μｍで、摺動面から４５μｍの深さの位置から磁性膜の厚みが３０μｍになっている。
【００３３】
図６に本実施の形態の正面図および側面図を示し、（ａ）は摺動面を示す図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとする。ここで、摺動面の曲率半径と磁気ヘッドの長手方向長さの関係から、磁性膜の厚みが厚くなる位置の深さが浅いと摺動面に厚い磁性膜が露出してしまうため、実施の形態１で示した関係式Ｄ＞ＧＤ、（数３）を満たさなければならない。本実施の形態では、（Ｄ＝４５）＞（ＧＤ＝１０）かつ（数４）であるため、摺動面に厚い磁性膜が露出することはない。
【００３４】
本実施の形態２の磁気ヘッドによれば、従来の磁気ヘッドと比べて磁性膜の体積が大きいため、電磁変換効率を大きくすることができる。このため、トラック幅が小さくなっても磁気効率が良い磁気ヘッドを提供することができる。
【００３５】
なお、磁性層が厚くなる位置Ｄは、なるべく摺動面に近い方が磁性膜の体積が大きくなって電磁変換効率が良くなるため好ましい。
【００３６】
また、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。
【００３７】
（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。
【００３８】
図７は本願第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、積層磁性膜４６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４１、非磁性セラミックス基板４３と基板４５、基板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、積層膜磁気コア半体４８が上記積層磁性膜４２、積層磁性膜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、非磁性基板上に予め溝を形成しておき、摺動面の位置からギャップ深さまでの基板とギャップデプスより深くなった位置の基板に所定の段差をつける。この後、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基板の段差が無くなる厚みを成膜する。その後研磨によって平坦化した後、再び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トラック幅が得られるように磁性膜を成膜する。この基板に例えばガラスからなる接着層を介して別の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。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度傾いている。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。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深さ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４ｍｍ、幅方向で１．１ｍｍ、ギャップ深さは１０μｍである。また、磁気ヘッド長手方向の長さは１ｍｍ、摺動面に磁性膜が露出している長手方向の長さは０．４５３ｍｍ、トラック幅は１０μｍで、摺動面から４０μｍの深さの位置から磁性膜の厚みが２０μｍになっている。
【００３９】
図８に本実施の形態の正面図および側面図を示し、（ａ）は摺動面を示す図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、摺動面に磁性膜が露出している長手方向の長さをＷとする。ここで、摺動面の曲率半径と磁気ヘッドの長手方向長さの関係から、磁性膜の厚みが厚くなる位置の深さが浅いと摺動面に厚い磁性膜が露出してしまうため、関係式Ｄ＞ＧＤ、（数５）を満たさなければならない。
【００４０】
【数５】
本実施の形態では、（Ｄ＝４０）＞（ＧＤ＝１０）かつ（数６）であるため、摺動面に厚い磁性膜が露出することはない。
【００４２】
【数６】
本実施の形態の磁気ヘッドによれば、従来例の磁気ヘッドと比べて磁性膜の体積が大きいため、電磁変換効率を高くすることができる。また、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。
【００４４】
なお、磁性層が厚くなる位置Ｄは、なるべく摺動面に近い方が磁性膜の体積が大きくなって電磁変換効率が良くなるため好ましい。また、トラック幅が小さくなっても磁気効率が良い磁気ヘッドを提供することが出来る。
【００４５】
また、実施の形態１および実施の形態２および実施の形態３、実施の形態４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。
【００４６】
（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。
【００４７】
図９は本願第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６２、積層磁性膜６６が、非磁性単結晶フェライト材料よりなる基板６１、基板６３と基板６５、基板６７によって挟み込まれてなる一対の積層膜磁気コア半体６４、積層膜磁気コア半体６８が上記積層磁性膜６２、積層磁性膜６６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６９を形成している。磁気コア半体は、非磁性基板上に予め溝を形成しておき、摺動面の位置からギャップ深さまでの基板とギャップ深さより深くなった位置の基板に所定の段差をつける。この後、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基板の段差が無くなる厚みを成膜する。その後研磨によって平坦化した後、再び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トラック幅が得られるように磁性膜を成膜する。この基板に例えばガラスからなる接着層を介して別の非磁性基板と接着されている。ギャップ両端部は、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突き合わせがずれた磁性膜の端面を加工して、トラックズレのない所定のトラック幅を作製する。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７１がヘッド厚さ方向に貫通して設けられている。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深さ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４ｍｍ、幅方向で１．１ｍｍ、ギャップ深さは１０μｍである。また、磁気ヘッド長手方向の長さは１ｍｍ、トラック幅は１０μｍで、摺動面から４５μｍの深さの位置から磁性膜の厚みが３０μｍになっている。
【００４８】
図１０に本実施の形態の正面図および側面図を示し、（ａ）は摺動面を示す図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとする。ここで、摺動面の曲率半径と磁気ヘッドの長手方向長さの関係から、磁性膜の厚みが厚くなる位置の深さが浅いと摺動面に厚い磁性膜が露出してしまうため、実施の形態１で示した関係式Ｄ＞ＧＤ、（数３）を満たさなければならない。本実施の形態では、（Ｄ＝４５）＞（ＧＤ＝１０）かつ（数４）であるため、摺動面に厚い磁性膜が露出することはない。
【００４９】
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。また従来例の磁気ヘッドと比べて磁性膜の体積が大きいため、電磁変換効率を高くすることができる。
【００５０】
なお、磁性層が厚くなる位置Ｄは、なるべく摺動面に近い方が磁性膜の体積が大きくなって電磁変換効率が良くなるため好ましい。また、トラック幅が小さくなっても磁気効率が良い磁気ヘッドを提供することができる。
【００５１】
また、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。
【００５２】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６における磁気記録再生装置について図１１を参照して説明する。
【００５３】
図１１は本願第６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。
【００５４】
図１１において、８０は回転ドラム装置、８１は本発明の実施の形態１の磁気ヘッド、８２は供給リール、８４、８６、８７、９０、９１、９４は回転ポスト、８５はテンションアーム、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、９５は磁気テープ、９６は巻き取りリールである。供給リール９２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、傾斜ポスト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。
【００５５】
本実施の形態の構成による磁気記録再生装置は、従来の磁気ヘッドと比較して電磁変換効率が大きいため、信頼性の高い磁気記録再生装置が実現出来る。
【００５６】
なお、本実施の形態に用いる磁気ヘッドとして、実施の形態１の磁気ヘッドを搭載した例を示したが、実施の形態２から実施の形態４の磁気ヘッドを搭載しても同様の効果がある。
【００５７】
また、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。
【００５８】
【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、電磁変換効率が大きい磁気ヘッドを提供することが出来る。
【００５９】
また、本実施の形態の磁気記録再生装置によれば、磁気ヘッドの出力が大きく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。
【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正面図および側面図
【図３】本発明の第２実施の形態における磁気ヘッド斜視図
【図４】本発明の第２実施の形態における磁気ヘッド正面図および側面図
【図５】本発明の第３実施の形態における磁気ヘッド斜視図
【図６】本発明の第３実施の形態における磁気ヘッド正面図および側面図
【図７】本発明の第４実施の形態における磁気ヘッド斜視図
【図８】本発明の第４実施の形態における磁気ヘッド正面図および側面図
【図９】本発明の第５実施の形態における磁気ヘッド斜視図
【図１０】本発明の第５実施の形態における磁気ヘッド正面図および側面図
【図１１】本発明の第６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１２】従来例における磁気ヘッド斜視図
【符号の説明】
１、３、５、７、２１、２３、２５、２７、４１、４３、４５、４７、６１、６３、６５、６７、１０１、１０３、１０５、１０７ 非磁性セラミックス基板
２、６、１２、１６、２２、２６、４２、４６、６２、６６、１０２、１０６積層磁性膜
４、８、１４、１８、２４、２８、４４、４８、６４、６８、１０４、１０８磁気コア半体
９、１９、２９、４９、６９、１０９ 磁気ギャップ
１０、２０、３０、５０、７０、１００ ガラス
１１、３１、３３、５１、７１、１１１ 巻線窓
１３、１５、１７、３２ 非磁性単結晶フェライト基板
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 (5)
- 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であって、前記磁性膜は摺動面のギャップを基準としてギャップ深さより深い位置における厚みが、摺動面における磁性膜の厚みより厚くなる構成とし、摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとした時に、（数１）を満たす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。
- 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であって、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し、前記磁性膜は摺動面のギャップを基準としてギャップ深さより深い位置における厚みが、摺動面における磁性膜の厚みより厚くなる構成とし、摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、摺動面に磁性膜が露出している長手方向の長さをＷとした時に、Ｄ＞ＧＤかつ（数２）を満たす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であって、前記磁性膜は摺動面のギャップを基準としてギャップ深さより深い位置における厚みが、摺動面における磁性膜の厚みより厚くなる構成とし、摺動面から磁性膜の厚みが厚くなる位置までの深さをＤ、ギャップ深さをＧＤ、摺動面の長手方向の曲率半径をＲ、磁気ヘッド長手方向の長さをＬとした時に、Ｄ＞ＧＤかつ（数１）を満たし、磁性膜の突き合わせズレを無くすために、トラック幅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ないし請求項５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 |
|---|---|---|---|
| JP2003003015A JP2004220635A (ja) | 2003-01-09 | 2003-01-09 | 磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003003015A JP2004220635A (ja) | 2003-01-09 | 2003-01-09 | 磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004220635A true JP2004220635A (ja) | 2004-08-05 |
Family
ID=32894399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003003015A Pending JP2004220635A (ja) | 2003-01-09 | 2003-01-09 | 磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004220635A (ja) |
-
2003
- 2003-01-09 JP JP2003003015A patent/JP2004220635A/ja active Pending
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