JP5685045B2 - サーボライトヘッド、サーボライタおよびサーボ信号が書き込まれた磁気テープの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、サーボライトヘッド、サーボライタおよびサーボ信号が書き込まれた磁気テープの製造方法に関する。

デジタルデータを記録する磁気テープは、データの記録密度を高くするためにデータトラック幅が徐々に小さくなっており、この幅狭のトラックに磁気ヘッドをトラッキング制御をするためのサーボ信号が予め磁気テープに書き込まれている。このサーボ信号は、磁気テープの工場においてサーボライタと呼ばれる装置によって書き込まれている（特許文献１）。

磁気テープの生産性の向上の観点からは、サーボライタによるサーボ信号の書込時には磁気テープの搬送速度をできるだけ速くすることが求められている。一方、磁気テープを高速搬送すると磁気テープの表面に僅かな空気層を同伴するため、サーボ信号を書き込むための磁気ヘッド（サーボライトヘッド）と磁気テープとの間には、空気層による隙間（スペーシング）が発生する。このスペーシングが大きくなると、磁気テープに十分な信号強度でサーボ信号を書き込むことが出来なくなる。

特開２００５−３２７３８６号公報

本願の発明者等は、サーボライトヘッドの形状とスペーシングの関係に着目し、サーボライトヘッドの微細な形状がスペーシングに影響を与えることを見出した。すなわち、本発明は、磁気テープの高速搬送時にもサーボライトヘッドと磁気テープの間に過剰なスペーシングが発生せず、磁気テープとサーボライトヘッドの適切な接触状態を実現し、十分な信号強度のサーボ信号を得ることを目的とする。

前記した課題を解決する本発明は、磁気テープの長手方向に所定間隔でサーボパターンを書き込むためのサーボライトヘッドであって、磁気テープと摺接し、前記サーボパターンを象った磁気ギャップが設けられた平坦な磁気書込面と、前記磁気書込面の磁気テープ搬送方向における前後に配置され、前記磁気書込面より後退し、かつ、前記磁気書込面に対して傾斜した傾斜面と、前記傾斜面と前記磁気書込面とを滑らかに繋ぐように設けられた、搬送される磁気テープに向けて凸曲面となる、磁気テープと摺接する接続面とを備え、前記接続面は、前記傾斜面の曲率半径よりも小さな曲率半径で形成されていることを特徴とする。

そして、前記接続面の磁気テープの巻き掛け角θは、１．１６°≦θ＜９０°であることが好ましい。

前記したサーボライトヘッドにおいて、前記傾斜面は、磁気テープ搬送方向に交差した少なくとも１以上の溝が形成された構成とすることができる。

また、前記した課題を解決する本発明は、前記したサーボライトヘッドと、磁気テープの巻出しリールから磁気テープを供給し、当該磁気テープを前記サーボライトヘッドに摺接させ、巻取リールで巻き取る磁気テープ搬送装置と、前記磁気テープに対しサーボ信号を書き込むため、前記サーボライトヘッドに信号を出力する書込信号発生回路とを備えるサーボライタとして構成することができる。

また、前記した課題を解決する本発明は、前記したサーボライトヘッドに磁気テープを摺接させるように磁気テープを搬送し、前記サーボライトヘッドにサーボ信号を書き込むための信号を出力することにより、サーボ信号が書き込まれた磁気テープを得ることを特徴とするサーボ信号が書き込まれた磁気テープの製造方法である。

本発明のサーボライトヘッドおよびサーボライタによれば、磁気テープの高速搬送時にもサーボライトヘッドと磁気テープの間に過剰なスペーシングが発生しない。そして本発明の磁気テープの製造方法によれば、サーボライトヘッドと磁気テープの適切な接触状態を保ちながらサーボ信号を磁気テープに書き込むため、磁気テープを高速搬送しても、良好な信号強度でサーボ信号が書き込まれた磁気テープを得ることができる。

サーボライタの全体図である。 サーボライトヘッドの拡大図である。

次に、本発明の一実施形態について説明する。図１に示すように、サーボライタ１は、ベース１０上に磁気テープ搬送装置２０、サーボライトヘッド３０が適宜配置されて構成されている。サーボライトヘッド３０には、サーボ信号（ここでは、電気的信号ではなく、磁気テープの長手方向に所定ピッチで設けられた磁気パターンを指す）を書き込むためのパルス信号を発生する書込信号発生回路４０が接続されている。

磁気テープ搬送装置２０は、サーボ信号を書き込む前の磁気テープＭＴ′を巻回した巻出しリール２１と、サーボ信号を書き込んだ後の磁気テープＭＴを巻き取る巻取リール２２と、巻出しリール２１から供給された磁気テープＭＴ′，ＭＴを巻出しリール２１から巻取リール２２まで案内し、また、サーボライトヘッド３０に摺接させるように案内する複数のテープガイド２８と、搬送される磁気テープＭＴ′，ＭＴの張力を調整する張力調整装置Ｔなどを備えて構成されている。

サーボライトヘッド３０は、図２に示すように、全体として板状に形成され、下面の中央に、サーボパターンを象った非磁性材料からなる磁気ギャップ３９が設けられた平坦な磁気書込面３１（領域Ａの部分）を有する。磁気書込面３１が平面であるのは、仮に円筒（断面円弧）形状であるとすると、スペーシングは全体的に小さくできるものの、摩耗が激しく、耐久性が低くなるからである。本実施形態のように、磁気書込面３１を平面にすることで耐久性が向上する上、スペーシングが一定に保たれる領域が広くなって、書込性能が安定する。なお、サーボパターンは、図示はしないが、例えば、特開２００５−３２７３８６号公報にも開示されたような、非平行な１組のストライプ形状からなるパターンである。

磁気書込面３１の、磁気テープ搬送方向（図２における左から右への方向）の前後には、磁気書込面３１より上に後退し、磁気書込面３１に対し傾斜した傾斜面３２（領域Ｂの部分）が設けられている。傾斜面３２は、ここでは、半径Ｒ１の円筒面の一部であるが、平面であっても構わない。傾斜面３２は、円筒面であるので磁気書込面３１に対して徐々に角度が変化しているが、本実施形態では、傾斜面３２の磁気書込面３１に対する角度は、５°を中心としている。なお、図２においては、説明のためこの角度を５°より大きく示している。

傾斜面３２と接続面３３は、一定の曲率の曲面に限らず、徐々に曲率が変化するのでもよい。一例として、傾斜面３２は、図２に示す側面から見て、サイクロイド曲線とすることができる。サイクロイド曲線を傾斜面３２に用いる場合は、領域Ｂの部分のみをサイクロイド曲線とし、領域Ｂと領域Ａを半径Ｒ２（領域Ｃ）で繋ぐことができる。また、サイクロイド曲線は徐々に曲率が変わるので、領域Ｂおよび領域Ｃを、領域Ａに繋がるところまで、一つのサイクロイド曲線としてもよい。この場合、例えば、溝３５のうちもっとも領域Ａに近い位置Ｐ５までを傾斜面３２とし、位置Ｐ５から平坦な磁気書込面３１に接続する点Ｐ２までを接続面３３として見ることができる。

磁気書込面３１と傾斜面３２とは、接続面３３（領域Ｃの部分）により滑らかに接続されている。接続面３３は、半径Ｒ１よりも小さな半径Ｒ２の円筒面に倣うように形成されている。つまり、接続面３３は、搬送される磁気テープＭＴ′，ＭＴに向けて凸曲面となっている。磁気テープＭＴ′，ＭＴは、傾斜面３２、接続面３３および磁気書込面３１に摺接する（この３種の面を合わせて「摺接面」とする。）。接続面３３の、磁気テープＭＴ′，ＭＴの巻き掛け角θは、１．１６°以上、９０°未満の範囲であるのが望ましい。巻き掛け角θが小さくなると、磁気書込面３１と傾斜面３２の接続部分が尖りすぎ、その尖った部分の後ろで磁気テープＭＴ′，ＭＴがサーボライトヘッド３０の摺接面に沿って移動することができず、スペーシングが大きくなりすぎるからである。そして、巻き掛け角θが９０°未満であることで、スペーシングの改善に貢献しうる。

巻き掛け角θは、傾斜面３２の仮想延長面Ｆ１がサーボライトヘッドの摺接面から離れ始める点Ｐ１と、磁気書込面３１の仮想延長面Ｆ２がサーボライトヘッド３０の摺接面から離れ始める点Ｐ２を繋ぐ、近似的に円筒面（断面円弧）となる面に磁気テープＭＴ′，ＭＴが巻き掛けられる角度であり、磁気テープＭＴ′，ＭＴは、点Ｐ１から点Ｐ２（または点Ｐ２から点Ｐ１）まで進行する間に、巻き掛け角θの分だけ進行方向が変えられる。なお、近似的な円筒面の中心Ｏは、例えば、図２において、点Ｐ１と点Ｐ２を結ぶ線分の垂直二等分線と、点Ｐ２における磁気書込面３１に垂直な線との交点により求めることができる。すなわち、巻き掛け角θを測定する場合には、サーボライトヘッド３０の形状を、接触式または非接触式の形状測定器や写真撮影により拡大して二次元図形として写し取り、上述の作図をすることで測定することが可能である。
なお、傾斜面３２を側面から見て直線、円弧またはサイクロイド曲線以外の曲線で形成した場合で、例えば傾斜面３２に凹凸があって仮想延長面Ｆ１を規定しづらい場合には、傾斜面３２を３次スプライン曲線などのスプライン曲線で近似し、その延長線（面）を仮想延長面Ｆ１とするとよい。

各傾斜面３２には、磁気テープＭＴ′，ＭＴの搬送方向に直交する方向に延びる４つの溝３５がそれぞれ形成されている。溝３５は、磁気テープＭＴに同伴されて傾斜面３２と磁気テープＭＴ′，ＭＴの間に入った空気を逃がしてスペーシングを小さくするためのものである。このため、溝３５は、その長手方向が磁気テープＭＴ′，ＭＴの搬送方向に直交しているのが望ましいが、直交する方向に対し、僅かに傾斜していても構わない。また、各傾斜面３２に設ける溝３５の本数は任意であり、１本でも４本より多くても構わない。本発明においては、特に磁気テープＭＴ′，ＭＴを高速で搬送する場合のスペーシングの減少を目的としているため、溝３５は設けた方がよい。なお、溝３５は、平坦な磁気書込面３１に設けてもよい。

サーボライトヘッド３０の下面の摺接面には、コーティング層は設けられていない。サーボライトヘッド３０の磁気テープ摺接面には、保護などの目的でＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などのコーティングが設けられることあるが、本実施形態においては、摺接面と磁気テープＭＴ′との密着性を高めて十分な信号強度のサーボ信号を書き込むために、これらのコーティング層は設けられていないのが望ましい。

上述の形状のサーボライトヘッド３０を作製する場合には、平板状（四角い断面）に形成された薄膜磁気ヘッドの角部を機械的研磨により加工して傾斜面３２および接続面３３を形成すればよい。
傾斜面３２および接続面３３を形成するには、四角い断面にできあがった薄膜磁気ヘッドの角部を機械的研磨で加工する方法のみならず、磁気ギャップとなる非磁性膜およびその周囲の磁性薄膜を形成する前の下地の状態（コアのみの状態）で、先に機械加工によりコアの角部を研磨加工する方法で行ってもよい。そして、コアの角部に傾斜面３２および接続面３３に対応するＲ形状を付けた後、薄膜を形成し、任意的に傾斜面３２および接続面３３の仕上げ加工をするとよい。

なお、ここでは、サーボライトヘッド３０は、磁気書込面３１を下向きにして使用した例を示したため、図３の上下を用いて説明したが、サーボライトヘッド３０は、磁気書込面３１をどちらに向けて使用しても構わない。例えば、磁気書込面３１を上にして使用する場合には、上述の下面は、「上面」となる。
また、図示はしないが、サーボライタ１は、図１に示した構成以外に、他の張力調整装置や、サーボ信号の検査装置などを適宜備えることができる。

以上のように構成されたサーボライトヘッド３０およびこれを備えたサーボライタ１でサーボ信号が書き込まれた磁気テープＭＴを製造する場合には、サーボ信号が書き込まれていない磁気テープＭＴ′を高速で搬送してサーボライトヘッド３０に磁気テープＭＴ′を摺接させ、書込信号発生回路４０でサーボライトヘッド３０にサーボ信号書き込み用のパルス信号を出力する。これにより、サーボライトヘッド３０の磁気ギャップ３９から漏れ磁束が発生し、磁気テープＭＴ′の磁気記録層に磁気モーメントの変化を生じさせてサーボパターンによるサーボ信号を書き込むことができる。サーボ信号が書き込まれた磁気テープＭＴは、巻取リール２２により巻き取られる。

このような、サーボ信号が書き込まれた磁気テープの製造方法の書込過程において、本実施形態のサーボライトヘッド３０は、傾斜面３２と、磁気的変化を生じさせる磁気書込面３１とが、接続面３３により滑らかに接続されているので、磁気テープＭＴ′，ＭＴがサーボライトヘッド３０の下面に良好に倣って変形しながら搬送され、適切なスペーシングで十分な信号強度のサーボ信号を書き込むことができる。

特に、本実施形態のサーボライトヘッド３０は、傾斜面３２に溝３５が形成されているので、傾斜面３２と磁気テープＭＴ′，ＭＴの間の空気の排出が良好に行われ、磁気書込面３１と磁気テープＭＴ′，ＭＴの間のスペーシングが適切になる。

以上に本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。例えば、傾斜面３２の磁気書込面３１に対する角度は、図示したものに限られない。また、傾斜面３２の、磁気テープ搬送方向のさらに外側に、傾斜面３２と異なる向きの、別の角度で磁気書込面３１に対して傾斜した面があっても構わない。

次に、本発明の効果を確認した磁気テープ搬送のシミュレーションについて説明する。
磁気テープの搬送のシミュレーションは、ＴａｐｅＬａｂ２というソフトウェアにより行った。このときの、サーボライトヘッドの形状とその他の計算条件は以下に示すものとした。

サーボライトヘッドの図２における全横幅： ３ｍｍ
Ｒ１： １７．２ｍｍ
溝の数： ８本
溝の幅： １００μｍ
溝のピッチ：１００μｍ
接続面に最も近い溝同士の距離：１ｍｍ

そして、接続面の巻き掛け角θを１．１６°から１．４０°の範囲で４つの角度で変化させ、磁気テープ搬送速度を４〜１６ｍ／ｓで２ｍ／ｓおきに変化させて搬送するという条件で計算を行った。このときの、磁気ギャップと磁気テープの距離を計算した結果が表１である。

表１に示すように、接続面を設けなかった場合（θ＝０°）、つまり、傾斜面と磁気書込面の接続部分に角がある場合には、４ｍ／ｓで磁気テープを搬送した場合でも２７０ｎｍのスペーシングが発生し、磁気テープ搬送速度が大きくなるほどスペーシングが急激に大きくなった。一方、巻き掛け角θが１．１６°，１．１８°，１．２３°，１．４０°の場合、磁気テープ搬送速度の増加によるスペーシングの増加は僅かであり、θが大きくなるほど、どちらかというとスペーシングが減少する傾向にあることが分かった。このように、磁気書込面と傾斜面を接続面で滑らかに繋げると、磁気テープ搬送速度を高速にしても、スペーシングが増加しにくいことが確認された。なお、磁気テープの剛性などの性質については、現状使用されているテープおよび予想される将来の品種における性質を考慮しても、この分析結果に影響が無いことを確認している。

１ サーボライタ
２０ 磁気テープ搬送装置
２１ 巻出しリール
２２ 巻取リール
２８ テープガイド
３０ サーボライトヘッド
３１ 磁気書込面
３２ 傾斜面
３３ 接続面
３５ 溝
３９ 磁気ギャップ
４０ 書込信号発生回路
ＭＴ，ＭＴ′ 磁気テープ

Claims (6)

1. 磁気テープにサーボパターンを書き込むためのサーボライトヘッドであって、
   磁気テープと摺接し、前記サーボパターンを象った磁気ギャップが設けられた平坦な磁気書込面と、
   前記磁気書込面の磁気テープ搬送方向における前後に配置され、前記磁気書込面より後退し、かつ、前記磁気書込面に対して傾斜し、磁気テープと摺接する傾斜面と、
   前記傾斜面と前記磁気書込面とを滑らかに繋ぐように設けられた、搬送される磁気テープに向けて凸曲面となる、磁気テープと摺接する接続面とを備え、
   前記接続面は、前記傾斜面の曲率半径よりも小さな曲率半径で形成されていることを特徴とするサーボライトヘッド。
2. 前記接続面の磁気テープの巻き掛け角θは、１．１６°≦θ＜９０°であることを特徴とする請求項１に記載のサーボライトヘッド。
3. 前記傾斜面には、磁気テープ搬送方向に交差した少なくとも１以上の溝が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサーボライトヘッド。
4. 前記傾斜面は、円筒面であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のサーボライトヘッド。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のサーボライトヘッドと、
   磁気テープの巻出しリールから磁気テープを供給し、当該磁気テープを前記サーボライトヘッドに摺接させ、巻取リールで巻き取る磁気テープ搬送装置と、
   前記磁気テープに対しサーボ信号を書き込むため、前記サーボライトヘッドに信号を出力する書込信号発生回路とを備えることを特徴とするサーボライタ。
6. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のサーボライトヘッドに磁気テープを摺接させるように磁気テープを搬送し、前記サーボライトヘッドにサーボ信号を書き込むための信号を出力することにより、サーボ信号が書き込まれた磁気テープを得ることを特徴とするサーボ信号を書き込んだ磁気テープの製造方法。

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