JPH056509A - 磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気ヘッドと磁気テープとの間のスペーシン
グを極力小さくして電磁変換特性の向上を図る。 【構成】 Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ材から構成される、磁気ヘ
ッド１の先端部側を、凸曲面形状に形成し、これを磁気
テープ２の摺動面３とし、この摺動面３の頂点部位置に
おける接線Ｌｏと上記摺動面３の端部位置での接線とな
す角度をα とし、上記接線Ｌｏと磁気テープ２が上記
摺動面３に流入する方向とのなす角度をβとし、磁気テ
ープ２の単位幅当たりの張力をＴとするとき、上記摺動
面３における少なくとも一方の端部位置で、Ｔ×ｓｉｎ
（β−α）により求まるパラメータ値を０．０２ｇｆ／
ｍｍから０．１５ｇｆ／ｍｍの範囲となるように設定し
た。これにより、磁気テープ２の高速走行時での良好な
電磁変換特性を維持でき、この結果高記録密度化を図る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録再生装置に関す
るものであり、さらに詳しくは、ストリーマ等の高速で
磁気記録媒体を往復走行させ、これにより、大記録容量
化や高記録密度化を図る磁気記録再生装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば磁気テープに、磁気記録再生を行
う磁気記録再生装置では、図５（第１従来例）に示すよ
うに、磁気ヘッド２１の先端（図において上端）側に凸
曲面状の摺動面２２が形成され、この摺動面２２のほぼ
中央位置に、磁気ギャップ２３が設けられている。そし
て、ガイドローラ２４・２４で案内された磁気テープ２
５が上記摺動面２２上を摺動しながら走行する。ところ
で、上記摺動面２２における磁気テープ２５の接触範囲
は、各ガイドローラ２４・２４と摺動面２２との位置関
係に応じて異なってくる。同図に示している第１従来例
の場合、磁気テープ２５は、摺動面２２の全幅にわたる
巻付き状態とはならずに、摺動面２２内の中心側の領域
ｌの範囲でのみ接する構成となっている。この構成で、
図中矢印Ｒで示す方向に磁気テープ２５を高速で走行さ
せると、液体潤滑効果により摺動面２２と磁気テープ２
５との間に隙間（以下、スペーシングという）を生じ
る。この場合のスペーシング分布は、図６に示すよう
に、磁気ギャップ２３の位置を挟んで大きく変化するも
のとなる。このようなスペーシング分布を生じる構成で
は、例えば振動等の外乱によつて磁気ギャップ２３上の
スペーシングが変化し、したがってこのスペーシングが
大きくなると出力損出が大きくなるため、特に記録密度
の向上を図る際の短波長記録を安定して行うことができ
ない。

【０００３】そこで、例えば特開昭６０−１２４０５２
号公報記載の装置（第２従来例）では、図７に示すよう
に、磁気ヘッド３１の摺動面３２における両端位置を結
ぶ直線上の方向、すなわち弦方向と、上記摺動面３２の
端部位置での接線とのなす角度（以下、接線角という）
α よりも、上記弦方向と、磁気テープ３４の流入方向
とのなす角度（以下、巻付角という）β を大きくし、
さらに、上記巻付角と接線角との比β／αが、１．２か
ら２．５の範囲となるように構成することによって、ス
ペーシング分布が改善されるとの提案がなされている。
この場合、図８に示すように、摺動面３２のほぼ全幅に
わたって、傾きやムラのない略一定のスペーシング分布
が得られ、この結果、振動等の外乱があったとしても、
磁気ギャップ３３上のスペーシングがほぼ一定に保持さ
れることから、安定した電磁変換特性を得ることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、この
種のストリーマは、大記憶容量化、高速転送化にある。そ
のため、高記録密度化に伴って、磁気ヘッド、磁気テー
プ間のヘッドタッチは益々重要となり、前記した傾きや
ムラのない略一定のスペーシング分布に加えて、さら
に、より小さなスペーシングが求められるようになって
いる。

【０００５】しかしながら、前記第２従来例の構成にお
いては、上記のように磁気テープを高速走行させる場合
に、必ずしも良好な電磁変換特性が得られないという問
題がある。

【０００６】例えば、図９は、前記巻付角と接線角との
比β／αを２．０に設定して、第２従来例記載の構成に
てテストを行ったときの磁気テープに作用している張力
（以下、テープテンションという）と、ヘッド出力との
関係を示すグラフであり、同図のように、テープテンシ
ョンの増加に従ってヘッド出力は増加していき、テープ
テンションがある値Ｔａに達すると、以降、テープテン
ションの増加に従ってヘッド出力は逆に減少する。つま
り、テープテンションに応じてスペーシングが変動し、
したがって、ヘッド出力は、上記β／αの他、テープテ
ンションによっても変化するものとなっている。

【０００７】また、図１０は磁気ヘッドの摺動面の接線
角α と磁気テープの巻付角β を種々変化させてテスト
した場合の、β／αと出力との関係を示すグラフであ
る。尚、測定に使用したテープ速度は９０ＩＰＳであ
る。この場合、β／αが３から４の範囲で、ヘッド出力
は最大となっている。また本願発明者等が行った他の磁
気ヘッド形状の測定結果においても、最適なβ／αの値
はそれぞれ異なるものとなっている。

【０００８】このように、前記第２従来例のように、β
／αが１．２から２．５の範囲となるように構成して
も、充分に小さなスペーシングが得られるとは限らず、
特にテープテンションが低いときには、相当のスペーシ
ングが発生し、このため、出力の低下を生じる結果とな
り、高記録密度化を充分には図れないという問題を生じ
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本願発明者等
は、磁気ヘッド形状と磁気テープとの配置関係、さらに
テープテンションを加味して種々の検討を行い、その結
果、磁気ヘッドと磁気テープとの間のスペーシングを極
力小さくして電磁変換特性の向上を図り得る構成を新た
に知見し、本発明をなすに至った。

【００１０】すなわち、本発明の磁気記録再生装置は、
上記課題を解決するために、磁気テープ等の可撓性の磁
気記録媒体が摺接する凸曲面状の摺動面を有し、基板及
び保護板がＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ材から構成される磁気ヘッ
ドを備え、この磁気ヘッドの上記摺動面のほぼ頂点部位
置に、上記磁気記録媒体に記録再生を行うための磁気ギ
ャップが形成されて成る磁気記録再生装置において、磁
気ヘッドの上記摺動面の頂点部位置における接線と、上
記摺動面の端部位置での接線とのなす角度をα、 磁気
ヘッドの上記摺動面の頂点部位置における接線と上記磁
気記録媒体が上記摺動面に流入する方向とのなす角度を
β、 上記磁気記録媒体の単位幅当たりの張力をＴとす
るとき、上記摺動面における少なくとも一方の端部位置
で、Ｔ×ｓｉｎ（β−α）により求まるパラメータ値
が、０．０２ｇｆ／ｍｍから０．１５ｇｆ／ｍｍの範囲
となるように設定されていることを特徴としている。

【００１１】

【作用】上記のように、Ｔ×ｓｉｎ（β−α）により求
まるパラメータ値を０．０２ｇｆ／ｍｍから０．１５ｇ
ｆ／ｍｍの範囲となるように構成することによって、磁
気ヘッドと磁気記録媒体との間のスペーシングを極力小
さくした走行を行わせることができる。そして、この場
合、上記パラメータ値は、磁気記録媒体に作用する張力
Ｔを加味した値となっており、したがって、磁気記録媒
体に、より大きな張力を作用させて高速走行する場合等
においても、この張力の増分量を補償すべく上記αとβ
との関係を変更して構成することで、スペーシングを極
力小さくした走行が維持される。この結果、より高速で
磁気記録媒体を走行させて安定な電磁変換特性を維持す
ることが可能となり、高記録密度化を図ることができ
る。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図４に基づい
て以下に説明する。

【００１３】図１において、１は磁気ヘッド、２は磁気
テープであって、上記磁気ヘッド１の先端部側（図にお
いて上部側）は、磁気テープ２との摺動面３として凸曲
面形状に形成されている。また、この摺動面３のほぼ中
央部に、磁気テープ２に記録再生を行うための磁気ギャ
ップ４が形成されている。

【００１４】更に詳しく説明すると、同図の磁気ヘッド
１は基板１ａの上に薄膜で磁気ヘッド素子を形成し、更
にその上に保護板１ｂを接着することで作られる。上記
基板１ａと保護板１ｂは材質がＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ（アル
チックと呼ばれる）からなる。このＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ材
料は耐摩耗性の優れた材料であり、磁気テープ２の摺動
によるヘッド形状の経時変化が極めて小さいので初期の
形状を長期間保持できる。上記摺動面３のそれぞれ両端
部側は、磁気テープ２と接触しない傾斜面５・５として
それぞれ形成され、摺動面３の左右両端とそれぞれ滑ら
かに連なっている。

【００１５】図１１は図１に示す磁気ヘッド１の部分縦
断面図である。図１１を用いて本実施例で示す磁気ヘッ
ドの構成を示す。

【００１６】この磁気ヘッドは薄膜でヘッド素子の要素
が形成される薄膜磁気ヘッドである。同図で４１はＡｌ
₂Ｏ₃−ＴｉＣより成る磁気ヘッド支持基板である。４３
は下部磁性層で基板４１上に形成されている。この下部
磁性層４３は高飽和磁束密度を有する軟磁性金属膜から
なる。この下部磁性層４３上には上部磁性層４４が形成
されている。この上部磁性層４４は下部磁性層４３と同
じく、高飽和磁束密度を有する軟磁性金属膜から成る。
そしてこの上部磁性層４４と下部磁性層４３間には薄い
非磁性体の膜からなる非磁性絶縁膜４６が形成され磁気
ギャップ４を構成している。４２は磁気ヘッド１の保護
板で基板４１と同じくＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣより成り上部磁
性層４４上に樹脂層５０を介して接着されている。なお
４５は導体層で導体層４５の周囲は絶縁層４９によって
他の層と絶縁されている。以上の構成により摺動面３は
耐摩耗性の優れたＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣで構成される事にな
り、テープ摺動による摺動面３の経時変化は極めて小さ
く初期形状が長期間保持できる。

【００１７】一方、上記磁気テープ２は、図示しない駆
動機構によって、図中矢印Ｌの方向に、また走行方向の
切換えがなされた場合には、矢印Ｒの方向にそれぞれ高
速で駆動され、磁気ギャップ４の部分にて記録再生され
る。尚、この磁気テープ２のテープテンションは、磁気
テープ２の走行中、上記駆動機構によって制御可能であ
る。また、この磁気テープ２は、上記磁気ヘッド１の両
側にそれぞれ設けられているテープガイドローラ６・６
によって、磁気ヘッド１の摺動面３の左右方向全幅にわ
たって巻き付くように案内されている。

【００１８】尚、同図中、α は磁気ヘッド１の摺動面
３における端部位置での接線Ｌｓと、摺動面３における
中央部位置、すなわち、磁気ギャップ４が形成されてい
る頂点部位置での接線Ｌｏとのなす角度（以下、接線角
という）であり、また、βは、磁気テープ２の上記摺動
面３への流入、流出方向と上記摺動面３における頂点部
位置での接線Ｌｏとのなす角度（以下、巻付角という）
である。また、Ｔは、磁気テープ２の単位幅当たりのテ
ープテンションを示している。

【００１９】このようなテープ走行系において、上記接
線角α 、巻付角β 、テープテンションＴをそれぞれ種
々変化させた場合の出力を測定し、そして、パラメータ
値Ｐを、Ｐ＝Ｔ×ｓｉｎ（β−α）として求めたときの
このパラメータ値Ｐと出力の関係を図２に示している。
図のように、上記パラメータ値がＰ_Aのとき出力は最大
となり、このパラメータ値Ｐ_A より大きい場合も、小さ
い場合も出力は低下する。そして、上記最大出力を与え
るパラメータ値Ｐ_A における構成で、スペーシングを測
定した結果、その測定値は、数十ナノメータのオーダー
であって、この値は、ほぼ磁気テープ２の表面粗さと同
程度であり、現実的な最小スペーシングとみなし得るも
のであった。

【００２０】次に、上記ピーク値が得られる条件での低
速走行時（５ＩＰＳ）、及び高速走行時（９０ＩＰＳ）
の出力の測定結果を図３に示している。尚、この測定に
は磁気ヘッドとして磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッ
ド）を用いた。上記高速走行時のテストは、図１におい
て示すように、磁気ヘッド１を、摺動面３の曲率中心Ｏ
ｃの回りに振ったときの振れ角（以下、チルト角とい
う）θ を種々変化させた場合の測定も併せて行った。
そこで、図３は、その横軸を上記チルト角θ とした場
合の出力の変化を示しており、図１のＲ側に振った場合
を、図３において＋側として示している。

【００２１】図３中、Ｗｃで示しているラインは、磁気
ヘッド１のチルト角θを０と設定して低速走行させたと
きの出力レベルである。そして、図中、Ｗ_ARで示す曲線
は、図１中のＲ側に磁気テープ２を高速走行させた場
合、また、Ｗ_ALで示す曲線は、図１中のＬ側に磁気テー
プ２を高速走行させた場合の各出力を示している。尚、
磁気テープ２は、予め所定の記録波長で記録済みのもの
を使用した。上記記録波長は、磁気テープ２の高速走行
時においてほぼコア損失がおこらない値に設定してお
り、低速走行時と高速走行時の出力損失の大部分は、ス
ペーシング損失であるとみなすことができる。

【００２２】上記の結果、チルト角θ が０のときに
は、磁気テープ速度が高速時においても、その出力は低
速時に比べてわずかに低下する程度であり、したがっ
て、磁気ヘッド１と磁気テープ２との間は、前記最小の
スペーシング状態でほぼ維持されている。また、走行方
向が逆方向になっても同等の出力レベルが維持されてい
る。 さらに、図３から、磁気ヘッド１に振れを生じた
取付け状態となった場合でも、そのチルト角が小さい間
は、上記とほぼ同等の出力レベルが維持される。

【００２３】このように、パラメータ値Ｐが適切な値、
すなわち、図２において、最大出力を与えるパラメータ
値Ｐ_A 近傍の値となる構成の場合には、高速時において
も低速の走行時とほぼ同等な出力が得られ、また、走行
方向が切り換えられる場合にも、同等の出力レベルが維
持される。さらに、磁気ヘッド１に幾分かの振れが生じ
た状態でも、上記の出力レベルが維持され、したがって
取付け位置に余裕度、すなわちマージンが存在するた
め、磁気ヘッド１の取付け作業や調整作業が非常に容易
になる。

【００２４】尚、図２中には、出力が最大出力よりも低
下した点でのパラメータ値をＰ_B で示しているが、この
パラメータ値Ｐ_B の構成における高速走行時の出力曲線
を、図３中、Ｗ_BR，Ｗ_BLで示している。Ｗ_BRは図１にお
いてＲ側、Ｗ_BLは図１においてＬ側にそれぞれ磁気テー
プ２を高速に走行させた場合である。このような条件に
おいても、低速の走行時とほぼ同等な出力が得られ、し
たがって最小スペーシングが得られるものの、磁気ヘッ
ド１の振れに対してマージンが殆どなく、このため、磁
気ヘッド１の位置調整が困難なものとなる。

【００２５】ところで、上記Ｔ×ｓｉｎ（β−α）で示
されるパラメータ値Ｐの適値を求めるために、一般に市
販されている磁気テープを使用して種々の形状の磁気ヘ
ッド、磁気テープの巻付角、テープテンションでパラメ
ータ値Ｔ×ｓｉｎ（β−α）と出力の関係を測定した結
果を図４に示している。図中、Ｗｈは、出力の上限ライ
ン、Ｗｌは出力の下限ラインを示す。同図から、出力の
ピーク領域を挟む０．０２から０．１５ｇｆ／ｍｍの範
囲に上記パラメータ値Ｐを設定することによって、出力
下限ラインＷｌにおいてもそれほど出力の低下を生じ
ず、したがって、前記最小スペーシング状態がほぼ保持
された状態で、磁気テープ２の走行を行わせることがで
きる。

【００２６】なお本実施例ではヘッド形状を図１に示す
様に傾斜面５を有する形状で示したが、図１２に示す様
に磁気ヘッド１の先端形状は摺動面３を残して段差を設
けた形状であっても同等の効果を有する。

【００２７】以上の説明のように、パラメータ値Ｔ×ｓ
ｉｎ（β−α）が０．０２から０．１５ｇｆ／ｍｍの範
囲となるように構成することによって、磁気ヘッド１と
磁気テープ２間のスペーシングがほぼ最小の状態で、磁
気テープ２を高速走行させることが可能であり、この結
果、スペーシング損失が低減されるので、高記録密度化
を可能とする電磁変換特性を得ることができる。

【００２８】また、カセットストリーマ等の磁気テープ
走行系は、いわゆるサーペンタイン方式が使われている
ために、磁気テープの逆走行時においても同様の少ない
スペーシングが求められるようになっているが、上記に
おいては、磁気テープの逆走行時の場合も同様の最小ス
ペーシングが得られ、安定した電磁変換特性が得られる
ものとなっている。

【００２９】さらに、上記においては、磁気ヘッド１の
振れに対してマージンがあるために、取付け作業や調整
作業を容易に行うことができるという効果をも併せ持つ
ものとなっている。

【００３０】尚、上記実施例においては、１つの磁気ヘ
ッド１を用いた場合を説明したが、例えばコンビヘッド
のように、複数の磁気ヘッドを用いた場合においても、
個々の磁気ヘッドで上記のパラメータに対しての適正条
件が満たされていれば、同様の効果を得ることができ
る。

【００３１】

【発明の効果】磁気ヘッドと磁気記録媒体との間のスペ
ーシングを極力小さくした走行を行わせることが可能で
あり、また、磁気記録媒体に作用する張力を変えて高速
走行する場合等においても、上記のスペーシング状態を
保持した走行を行わせることができる。これにより、高
速走行時での良好な電磁変換特性を維持することが可能
となり、この結果、高記録密度化を図ることができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気記録再生装置の磁気ヘッド付近の概略平面
図である。

【図２】上記装置におけるパラメータ値Ｔ×ｓｉｎ（β
−α）を変えた場合の出力の測定結果を示すグラフであ
る。

【図３】磁気ヘッドの振れ角を変えた場合の出力の測定
結果を示すグラフである。

【図４】種々の市販の磁気テープを用いて、上記パラメ
ータ値Ｔ×ｓｉｎ（β−α）と出力の関係を測定した結
果を示すグラフである。

【図５】第１従来例における磁気記録再生装置の磁気ヘ
ッド付近の概略平面図である。

【図６】上記第１従来例の装置における磁気ヘッドと磁
気テープ間のスペーシング分布を示すグラフである。

【図７】第２従来例における磁気記録再生装置の磁気ヘ
ッド付近の概略平面図である。

【図８】上記第２従来例の装置における磁気ヘッドと磁
気テープ間のスペーシング分布を示すグラフである。

【図９】上記第２従来例の構成において、テープテンシ
ョンを変えた場合の出力の測定結果を示すグラフであ
る。

【図１０】上記第２従来例の構成において、パラメータ
β／αを変えた場合の出力の測定結果を示すグラフであ
る。

【図１１】磁気ヘッドの部分縦断面図である。

【図１２】磁気ヘッドの他の例の概略平面図である。

【符号の説明】

１ 磁気ヘッド ２ 磁気テープ ３ 摺動面 ４ 磁気ギャップ ５ 傾斜面 ６ テープガイドローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気テープ等の可撓性の磁気記録媒体が
   摺接する凸曲面状の摺動面を有し、基板及び保護板がＡ
   ｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ材から構成される磁気ヘッドを備え、こ
   の磁気ヘッドの上記摺動面のほぼ頂点部位置に、上記磁
   気記録媒体に記録再生を行うための磁気ギャップが形成
   されて成る磁気記録再生装置において、磁気ヘッドの上
   記摺動面の頂点部位置における接線と、上記摺動面の端
   部位置での接線とのなす角度をα、 磁気ヘッドの上記
   摺動面の頂点部位置における接線と上記磁気記録媒体が
   上記摺動面に流入する方向とのなす角度をβ、 上記磁
   気記録媒体の単位幅当たりの張力をＴとするとき、上記
   摺動面における少なくとも一方の端部位置で、Ｔ×ｓｉ
   ｎ（β−α）により求まるパラメータ値が、０．０２ｇ
   ｆ／ｍｍから０．１５ｇｆ／ｍｍの範囲となるように設
   定されていることを特徴とする磁気記録再生装置。
2. 【請求項２】 上記磁気ヘッドは薄膜によってヘッド素
   子が形成されていることを特徴とする請求項１の磁気記
   録再生装置。