JP3034329B2 - 磁気ヘッド - Google Patents

磁気ヘッド

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JP3034329B2
JP3034329B2 JP3098944A JP9894491A JP3034329B2 JP 3034329 B2 JP3034329 B2 JP 3034329B2 JP 3098944 A JP3098944 A JP 3098944A JP 9894491 A JP9894491 A JP 9894491A JP 3034329 B2 JP3034329 B2 JP 3034329B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッドに係り、特
にVTR等の高密度記録再生に好適な磁気ヘッドに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年のVTR等の磁気記録高密度化の要
求にともない、これを実現するには磁気ヘッドと磁気テ
ープ媒体(以下、単にテープと略称)との摺接面相互間
の距離を表すスペーシングを微小に保つ必要がある。そ
のためテープとヘッドの表面を互いに平滑にする方法が
取られ、テープとしては金属蒸着媒体をはじめとする表
面の極めて平滑なテープが採用されている。ところがこ
のような平滑テープは、そのままではシリンダや磁気ヘ
ッドに対する走行特性が悪く、特に高湿環境時のはりつ
き現象や、スチル寿命が短い(テープ静止状態での繰返
し再生による出力劣化やテープ損傷)等の問題があっ
た。そこで例えば、信学技報MR84−43に報告され
ているように、テープ表面に微小突起または保護用潤滑
膜を設けるなどして走行時の摩擦力を下げ、テープ走行
特性や機械的特性を改善させて実用化してきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テープ
表面に微小突起または潤滑膜を設けることによりテープ
−ヘッド間の摩擦力を下げることはできるが、その効果
を大きくし実用的な走行特性を得るにはその突起高さや
潤滑膜の厚さに条件(下限値)がある。その条件はとり
もなおさず高密度記録におけるスペーシング損失の増大
をもたらし、平滑テープの持つ本来の高密度記録のメリ
ットを相殺してしまう。このことはテープの代わりにヘ
ッドの摺動面に突起や潤滑膜を設けた場合でも全く同様
である。
【0004】したがって、本発明の目的は、このような
従来の問題点を解消することにあり、高密度記録用平滑
テープに対し、スペーシング損失を悪化させずに走行特
性を改善させる磁気ヘッドを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、磁気ヘッド摺動面のうち磁気記録媒体
との信号授受部近傍を平滑面とし、その周囲に粗面部材
を配設した。そして、好ましくは、平滑面の範囲を上記
信号授受部から摺動方向に少なくとも5μmの距離と
し、粗面部材の占める面積sを摺動面有効接触面積S0
の少なくとも20%とした。また、平滑面の粗さを10
nm未満とし、粗面部材の粗さを10〜50nmとし
た。
【0006】
【作用】磁気ヘッド摺動面のうち磁気記録媒体との信号
授受部近傍を平滑面としたので、高密度記録用平滑テー
プは上記信号授受部に密着して走行し、スペーシング損
失は小さくなる。一方、その周囲には粗面部材を配設し
たので、テープ・ヘッド間には粗面部材の面粗さに応じ
た空気潤滑膜が形成され、摩擦力が下がり走行特性が改
善する。さらにその場合、好ましい条件として、平滑面
の範囲を上記信号授受部から少なくとも5μmの距離と
し、粗面部材の占める面積sを摺動面有効接触面積S0
の少なくとも20%と規定したので、スペーシング損失
と走行特性の両者の性能を互いに妨害させずに同時に改
善できる。また、平滑面の粗さを10nm未満とし、粗
面部材の粗さを10〜50nmと規定したので、スペー
シング損失と走行特性の両者の性能を互いに妨害させず
に同時に改善できる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【0008】〈実施例1〉図1は、本発明による磁気ヘ
ッドの第1の実施例を示す斜視図である。その構造は、
一対の磁気コア1a、1bを接合して作動ギャップ2を
形成しコイル6を巻回した磁気ヘッドにおいて、テープ
(図示せず)が摺接する摺動面7のうち、作動ギャップ
近傍4は平滑面とし、その周囲(摺動方向前後)に粗面
部材5を配設した。平滑面の範囲は、作動ギャップ2か
らの距離Lを0.5mmとした。
【0009】また、粗面部材5の占める面積sは摺動面
のテープ有効接触面積S0の約50%である。なお、作
動ギャップ2の側面にはガラス3を充填して接合を補強
し、必要なトラック幅を得た。磁気コア1にはフェライ
ト単結晶を用いてあり、その面粗さは5nm以下と平滑
である。一方、粗面部材5としては、MnO、NiO、
TiO2、CoO、CaO等を主成分とするセラミクス
材を用いた。このセラミクス材の面粗さは20〜30n
mであり、その摩耗特性は磁気コア1(フェライト単結
晶)とほぼ等しい。磁気コア1上へのセラミックス材5
の形成は、例えば摺接面形状に表面加工した切片を接着
剤で接着するか、もしくはスパッタリングにより磁気コ
ア上の必要領域に成膜するなど何れの方法でも良い。
【0010】このようにして得た磁気ヘッドの性能評価
を以下のようにして行った。すなわち、8ミリビデオ装
置により、上記本実施例の磁気ヘッドを用い、8ミリ用
蒸着テープ(突起なし平滑テープ)を記録再生したとこ
ろ、周波数7MHzでの再生出力は、従来条件(突起あ
りテープ)と比較し3dB向上した。一方、スチル寿命
(初期出力に対し出力が所定量劣化するまでの時間)等
の走行特性については、従来条件と比較し何ら遜色なか
った。ちなみに従来磁気ヘッド(粗面部材なし)と突起
なし平滑テープとを組み合わせた場合のスチル寿命は、
本実施例の1/3と短かかった。これより本実施例の磁
気ヘッドは、再生出力と走行特性とを同時に改善し得る
ことがわかった。
【0011】すなわち、摺動面のうち作動ギャップ近傍
の平滑部4には面粗さ5nm以下の磁気コア材を用いた
ので、テープは作動ギャップに密着接触し、スペーシン
グ損失を小さくして再生出力を向上させる。一方、その
周囲では、粗面部材5の面粗さ20〜30nmに応じた
空気潤滑膜が形成され、テープ・ヘッド間の摩擦力が下
がり走行特性が改善したものと見ることができる。
【0012】〈実施例2〉次に図2は、本発明による磁
気ヘッドの第2の実施例を示す斜視図である。磁気コア
1a、1bとして高飽和磁束密度の金属磁性材(センダ
スト、アモルファス)を作動ギャップ2の近傍4に用
い、その周囲(摺動方向前後)に粗面部材5として焼結
フェライト(磁性)を配設した複合型磁気ヘッドであ
る。金属磁性材1の摺動方向の厚さLは5〜50μmで
その面粗さは1nm前後、焼結フェライトの面粗さは2
0nmである。摺動面有効接触面積S0に対する粗面部
材(焼結フェライト)5の占める面積sの割合は70〜
90%である。このような複合型磁気ヘッドは、一対の
焼結フェライト基板材に金属磁性材をスパッタリング法
で成膜し、これらを接合して作動ギャップを形成するこ
とにより得られる。
【0013】このようにして得られた磁気ヘッドの性能
評価を以下のようにして行った。8ミリビデオ装置によ
り、上記第2の実施例の磁気ヘッドを用い、8ミリ用蒸
着テープ(突起なし)を走行再生したところ、7MHz
再生出力は従来条件(突起ありテープ)と比較し2〜3
dB向上した。また、テープ走行特性には何ら問題はな
かった。第2の実施例の磁気ヘッドは前記第1の実施例
の磁気ヘッドに比較し、高飽和磁束密度の磁気コア材を
採用したので高保磁力テープ媒体に対して優れた記録性
能を有する。
【0014】なお、図2に示した構造は一例にすぎず、
磁気コア1(金属磁性材)や粗面部材5に関し種々の変
形が可能である。例えば粗面部材5として、図1の実施
例で用いた非磁性セラミクス材を用いることができる。
また、磁気コア1の配設方向は、摺動方向に直交する場
合(図2)だけでなく、平行または斜交する構造の複合
型磁気ヘッドにも展開できることは云うまでもない。
【0015】〈実施例3〉次に図3は、本発明による磁
気ヘッドの第3の実施例を示す斜視図である。粗面部材
5の基板上に、高飽和磁束密度の金属磁性薄膜(センダ
スト、アモルファスなど)からなる磁気コア1a、1b
と、薄膜状のコイル6を積層形成した薄膜型磁気ヘッド
である。作動ギャップ2の近傍4は、厚さLが5〜30
μmで面粗さ1nm前後の金属磁性薄膜により平滑面を
構成し、一方、粗面部材5としては図1の第1の実施例
と同様、MnO、NiO、TiO2、CoO、CaO等
を主成分とするセラミクス材を用いた。このセラミクス
材の面粗さは20〜30nmである。摺動面有効接触面
積S0に対する粗面部材(セラミクス材)5の占める面
積sの割合は50〜90%である。
【0016】このようにして得られた磁気ヘッドの性能
評価を以下のようにして行った。8ミリビデオ装置によ
り、上記第3の実施例の磁気ヘッドを用い、8ミリ用蒸
着テープ(突起なし)を走行再生したところ、7MHz
再生出力は従来条件(突起ありテープ)と比較し2〜3
dB向上した。また、テープ走行特性には何ら問題はな
かった。なお、図3では示していないが、磁気コア1の
周囲に保護膜(保護板)を配設すれば、ヘッドの摩耗特
性やテープ走行特性はさらに安定する。保護膜として
は、非磁性絶縁材をスパッタ等で成膜、被覆すればよ
い。
【0017】この第3の実施例の磁気ヘッドは、前記第
2の実施例の磁気ヘッドと同様に高飽和磁束密度の磁気
コア材を採用したので、高保磁力テープ媒体に対して優
れた記録性能を有するだけでなく、薄膜技術により狭ギ
ャップ、狭トラック幅の高集積型磁気ヘッドを実現する
ことができた。
【0018】次に、上記実施例で用いた平滑面と粗面部
材の好適な条件について説明する。図4は、本発明の第
1および第2の実施例における平滑面4および粗面部材
5の面積割合を変化させた時の磁気ヘッド性能の変動
を、蒸着テープ(突起なし)について実験により求めた
ものである。ヘッド性能としては7MHz再生出力とス
チル寿命(初期出力に対し出力が3dB劣化するまでの
時間)を評価した。摺動面有効接触面積(テープ走行後
の摺動面痕跡により測定)をS0とし、粗面部材5の占
める面積をsとする。s/S0の増加とともにスチル寿
命は向上し、s/S0が20%以上のとき寿命は2倍以
上となる。これは粗面接触時の空気潤滑膜形成による摩
擦力の低下に基ずくものとみられる。
【0019】一方、図5に示すように、平滑面4の面積
を作動ギャップ位置からの距離Lで表すと、再生出力は
Lとともに増大する。最大出力レベルに対する出力低下
を−3dB以内とするには、Lを5μm以上に設定しな
ければならない。これは粗面部材5が作動ギャップ2へ
極端に接近すると、テープ持ち上げ作用(スペーシング
増加)が働き、再生出力に妨害を与えるものとみられ
る。図4、図5の結果から、s/S0の値を20%以
上、しかもLの値を5μm以上に設定すれば、磁気ヘッ
ドの再生出力(スペーシング損失)とスチル寿命(走行
特性)を同時に改善することができる。
【0020】また、図6は、本発明の第1の実施例にお
ける粗面部材5の面粗さと磁気ヘッドの性能との関係
を、実験により求めたものである。評価方法は、図4、
図5と同様である。面粗さR(=Rmax)の増加とと
もにスチル寿命は向上し、10nm以上のとき寿命は2
倍以上となる。一方、再生出力はRとともに低下し、R
が50nm以上では−3dB以下となる。この現象も図
4、図5と同様に解釈できる。図6の結果、Rの値を1
0〜50nmに設定すれば好適な磁気ヘッドが得られ
る。
【0021】なお、平滑面4の粗さは10nm未満が有
効であるが、好ましくは5nm以下であり、実用的には
1〜5nmが望ましく、再生出力のスペーシング損失を
無視することができる。
【0022】以上述べた粗面部材の条件は、第1の実施
例のみならず、第2、3の実施例についても同様に適用
できる。さらに本発明の各実施例の磁気ヘッドは、金属
蒸着テープだけでなく表面の平滑な塗布型テープに対し
ても同様に適用できることは云うまでもない。
【0023】
【発明の効果】以上述べたように本発明の磁気ヘッドで
は、作動ギャップ近傍を除く摺動面に粗面部材を配設し
たので、平滑テープ走行時のスペーシング損失を悪化さ
せずにスチル寿命等の走行特性を改善することができ
る。これより平滑テープのもつメリットを十分に引出
し、VTR等の磁気記録高密度化の要求を実現すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による磁気ヘッドの第1の実施例を示す
斜視図。
【図2】本発明による磁気ヘッドの第2の実施例を示す
斜視図。
【図3】本発明による磁気ヘッドの第3の実施例を示す
斜視図。
【図4】本発明による磁気ヘッドの性能説明図(スチル
寿命)。
【図5】本発明による磁気ヘッドの性能説明図(再生出
力)。
【図6】本発明による磁気ヘッドの性能説明図(粗面部
材の面粗さと性能)。
【符号の説明】
1…磁気コア、 2…作動ギャップ、3…
ガラス、 4…平滑面、5…粗面部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 敏雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 映像メディア研究 所内 (56)参考文献 特開 昭57−55523(JP,A) 特開 昭53−62515(JP,A) 特開 昭62−192018(JP,A) 実開 昭60−54209(JP,U) 実公 昭51−24272(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 5/127 - 5/255

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気記録媒体と摺接する磁気ヘッド摺動面
    のうち、磁気記録媒体との信号授受部近傍を平滑面と
    し、その周囲に粗面部材を配設して成る磁気ヘッドであ
    って、前記平滑面の範囲を信号授受部から摺動方向に少
    なくとも5μmの距離とし、前記粗面部材の占める面積
    を摺動面有効接触面積の少なくとも20%として成る磁
    気ヘッド。
  2. 【請求項2】前記平滑面の粗さを10nm未満とし、
    粗面部材の粗さを10〜50nmとして成る請求項1
    記載の磁気ヘッド。
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