JPH11203628A

JPH11203628A - 複合磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置

Info

Publication number: JPH11203628A
Application number: JP201498A
Authority: JP
Inventors: Masaru Higashioji; 賢東陰地; Hideaki Koe; 秀明向江; Keiichi Kato; 佳一加藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1998-01-08
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】薄膜プロセスを用いた磁気ヘッドにおいて、
耐摩耗性の高い摺動タイプの磁気ヘッドを実現する。【解決手段】薄膜形成された耐摩耗性の低い薄膜磁気
ヘッド部１０を、耐摩耗性の高い基板材料上に形成して
第１のヘッドブロック１１とし、同じく耐摩耗性の高い
第２のヘッドブロック２１と組み合わせて複合磁気ヘッ
ドを構成する。その結果、稜線１４，１６−２をテープ
１５が摺動するので、長寿命、高性能な磁気ヘッドが得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録再生装置
に用いる磁気ヘッドで、主として磁気テープなどの磁気
媒体と摺動しながら記録再生を行う複合磁気ヘッド及び
磁気記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気ヘッドには、記録媒体と摺動
（接触）して記録再生するタイプと、記録媒体と一定間
隔を持って非接触で記録再生するタイプとに二分され
る。前者のタイプとしては、オーディオカセットレコー
ダ、ビデオカセットレコーダやコンピュータ用のデータ
レコーダなどが相当し、一般的に変形に対し柔軟なテー
プ媒体やフレキシブルディスク媒体への記録再生を行
う。後者のタイプには、記録媒体が弾性変形を起こさな
い、いわゆるハードディスク装置がある。

【０００３】前者用のヘッドは、いわゆるバルクタイプ
と呼ばれる構造であって、媒体とヘッドを摺動させて記
録再生するために、媒体と摺動する部分を構成する材料
の硬度を合わせてあって、ヘッド全体として摺動面は均
等に摩耗していくことによって、安定した記録再生を確
保している。

【０００４】後者用のヘッドは、媒体と非接触であるた
めに、媒体との対向面に、非磁性の耐摩耗性の優れたセ
ラミック材料とドライプロセスで形成した脆弱な金属膜
などを配して構成しても、それぞれの耐摩耗性に大きな
差があっても、初期状態で平面に加工されていれば、非
接触であるために形状の変化が無く、安定した記録再生
を確保している。

【０００５】この非接触タイプでは、最近の記録再生技
術として、高密度記録用途として、狭トラックが容易に
実現できる薄膜プロセスで形成したヘッドが主としてハ
ードディスク用ヘッドとして用いられている。また、低
インピーダンスで高出力が望める磁気抵抗（ＭＲ）効果
を用いた再生ヘッドも同様に薄膜プロセスで製作され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これらの薄膜プロセス
で製作されたヘッドは、ハードディスクに適用されるの
みでなく、磁気テープに適用しても、高出力低インピー
ダンスの高ＳＮＲが期待される。この時の課題は、薄膜
プロセスで製作されたヘッド（電磁変換素子）をテープ
に摺動させて記録再生したときに、ヘッドの寿命が確保
できない点にある。

【０００７】なぜならば、このような薄膜ヘッドは、一
般的に高記録密度（トラック幅、記録波長）の関係から
構成が微細構造となり、スパッタリングや蒸着により製
膜するドライプロセスで作る場合が多い。スパッタ、蒸
着などドライプロセスで構成したヘッドは、そのプロセ
ス上、限られたターゲット材料でしか構成することが出
来ず、またその製膜された材料は、緻密さに欠けるもの
であって、媒体と摺動した時の耐摩耗性は著しく低く、
ハードディスク用浮上ヘッドのように媒体から一定間隔
をあけて非接触で使用する以外、実用できないのが現状
であった。

【０００８】その他の取り組みとして、性能の良いＭＲ
ヘッドや狭トラック対応の薄膜ヘッドをテープ媒体に摺
動させて使用する試みは、耐摩耗性の優れた基板材料の
上に薄膜プロセスで、電磁変換素子を形成し、その上に
再度耐摩耗性の優れた同種の基板材料で薄膜プロセス部
を挟持し、両側をはさむ構造にする試みがなされた。し
かしこの場合であっても、両側の耐摩耗性に優れた基板
材料に比べ薄膜プロセスで形成した電磁変換部は、摩耗
して凹部を形成し、短波長記録をした時には、電磁変換
過程でスペーシング損失を生じて良好なＳＮＲを得られ
ない不都合がある。ひどい場合は、この凹部に媒体の磁
性粉、バインダー等が付着することにより更なるスペー
シング損失を招いて出力が出なくなったり、媒体がダメ
ージを受けて、記録情報が欠落する不都合が生じた。

【０００９】このように性能的には優れているが極端に
耐摩耗性の低い薄膜プロセスで形成したヘッド（電磁変
換部）を磁気テープなどの媒体と摺動した状態で記録再
生する手段がなかった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の第１の発明である複合磁気ヘッドは、第１
の平面を有し、第１の平面と直交する端面に電磁変換素
子を有した第１のヘッドブロックと、第１の平面と平行
である第２の平面を有し、第２の平面と略直交する端面
を持つ第２のブロックとを備える。

【００１１】また、第２の発明は、第１の発明の複合磁
気ヘッドにおいて、第１の平面と電磁変換素子を形成し
た第１の平面と直交する端面とで構成する第１の稜線
と、第２のヘッドブロックの第２の平面と第２の平面と
略直交する端面とで構成する第２の稜線を通る平面が、
第１の平面または第２の平面と０．５〜５度の角度でも
って交差するものであり、複合磁気ヘッドのより詳細と
しての最適範囲を開示するものである。

【００１２】また、第３の発明である磁気記録再生装置
は、第１の平面と電磁変換素子を形成した第１の平面と
直交する端面とで構成する第１の稜線と、第２のヘッド
ブロックの第２の平面と第２の平面と略直交する端面と
で構成する第２の稜線とをテープが主として摺動し、第
１のヘッドブロックに設けられた電磁変換素子で、記録
再生することで、記録再生の具体的なメカニズムの課題
が解決される。

【００１３】また、第３の発明の記録再生装置の異なる
実施形態としての第４の発明は、第１または第２の発明
の複合磁気ヘッドが回転するシリンダに取り付けられ、
第２のヘッドブロックの第２の稜線と、第１のヘッドブ
ロックの第１の稜線とを回転外周より突出させ、第２の
稜線と第１の平面をテープが摺動しながら記録再生する
ものであり、テープが円筒形状のシリンダに巻き付けら
れる構成であっても、更に高記録密度対応が可能であ
る。

【００１４】以上の発明により、記録媒体と摺動して記
録再生可能な、薄膜プロセスによる複合磁気ヘッド及び
磁気記録再生装置が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の第１の発明である複合磁
気ヘッドは、第１の平面を有し、前記第１の平面と略直
交する端面に電磁変換素子を形成した第１のヘッドブロ
ックと、前記第１の平面と平行である第２の平面を有
し、前記第２の平面と略直交する端面を持つ第２のヘッ
ドブロックとを備えたものであり、２つのヘッドブロッ
クで磁気変換素子の摩耗を制限するという作用を有す
る。

【００１６】また、第２の発明は、上記第１の発明にお
いて、第１のヘッドブロックの第１の平面と前記第１の
平面と略直交する端面とで構成する第１の稜線と、第２
のヘッドブロックの第２の平面と略直交する端面とで構
成する第２の稜線とを通る平面が、第１の平面または第
２の平面と０．５〜５度の角度でもって交差するように
構成したものであり、これにより、最適な複合磁気ヘッ
ドの構造を実現する。

【００１７】また、第３の発明である磁気記録再生装置
は、第１または第２の発明の複合磁気ヘッドを備え、第
１のヘッドブロックの第１の平面と前記第１の平面と略
直交する端面とで構成する第１の稜線と、第２のヘッド
ブロックの第２の平面と前記第２の平面と略直交する端
面とで構成する第２の稜線とをテープが主として摺動
し、前記第１のヘッドブロックの端面に設けられた電磁
変換素子で、記録再生するものであり、テープが摺動し
ても耐摩耗特性の優れた２つのヘッドブロックで磁気変
換素子の摩耗を制限するという作用を有する。

【００１８】また、第４の発明は、第１または第２の発
明の複合磁気ヘッドを取り付けた回転するシリンダを備
え、第１のヘッドブロックの第１の平面と前記第１の平
面と略直交する端面とで構成する第１の稜線と、第２の
ヘッドブロックの第２の平面と前記第２の平面と略直交
する端面とで構成する第２の稜線とを前記シリンダの回
転外周より突出させ、前記第２の稜線と前記第１の平面
をテープが摺動し、前記第１のヘッドブロックの端面に
形成された電磁変換素子で記録再生するものであり、こ
れにより、ヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置で
あっても、良好な性能を発揮可能な構成を実現する。

【００１９】以下に、本発明の実施の形態について、図
面を用いて説明する。なお、以下の説明では、耐摩耗性
に優れた基板材料として主としてアルミナとチタンと炭
素の結合物であるアルティック（ＡｌＴｉＣ）基板上に
インダクティブヘッドをドライプロセスで形成した薄膜
ヘッドを対象にして実施の形態を説明する。

【００２０】（実施の形態１）本発明の実施の形態１に
よる複合磁気ヘッドについて、図１〜５を用いて説明す
る。

【００２１】まず、図１に示すごとく、厚さ０．５ｍｍ
のＡｌＴｉＣ基板面４上に磁気コア１を作成し、巻き線
パターン２、絶縁処理（図示せず）、ギャップ形成、端
子３，３’の作成をした後、保護層としてＳｉＯ₂をオ
ーバーコートし、電磁変換を行う電磁変換素子としての
薄膜磁気ヘッド部１０をＡｌＴｉＣ基板面４に形成す
る。薄膜磁気ヘッド部１０が形成されたＡｌＴｉＣ基板
は、ヘッドユニット毎に切り出し、第１のヘッドブロッ
ク１１とする。

【００２２】図２に示すように第１のヘッドブロック１
１は、浮上ヘッドのプロセスのごとく面５のラッピング
仕上げをする。面５は、パターンが生成されたＡｌＴｉ
Ｃ基板面４に対して直角とする。このラッピングした面
５を第１のヘッドブロック１１の第１の平面とする。こ
の時ヘッドのパターンにおいて、記録再生のコアのギャ
ップデプスが２μｍになるように設定する。

【００２３】この様にして、作成された第１のヘッドブ
ロック１１は、第１の平面である面５と薄膜磁気ヘッド
部１０とで第１の稜線６を形成する。

【００２４】一方、図３に示すように、第２のヘッドブ
ロック２１として同じくＡｌＴｉＣで直角な２面を持つ
ブロックを作成する。第２のヘッドブロック２１の１面
は平坦に研磨され第２の平面１２を形成し、この第２の
平面１２と直交する端面１３も平滑に研磨される。第１
のヘッドブロック１１と同様に、第２の稜線１４はこれ
らの直交する第２の平面１２と端面１３の２面で構成さ
れる。

【００２５】また、第３のブロックとして直角な２面を
持つ結合用の固定ブロック３１をセラミック焼結材で作
成する。図４に示すように、この固定ブロック３１の直
角な２面を基準に第１のヘッドブロック１１と第２のヘ
ッドブロック２１を直交させて配置する。ただし、図４
に示すように第１のヘッドブロック１１の第１の平面５
と第２のヘッドブロック２１の第２の平面１２は、約１
０μｍの段差Ｄを持って配置され、両端部は０．７ｍｍ
の間隔Ｌでもって配置され、固定ブロック３１を介して
固定される。図５は、この様子を示した、本実施の形態
による複合磁気ヘッドの形状の斜視図である。

【００２６】次に、本実施の形態による複合磁気ヘッド
を記録再生装置に適用した場合について、図６、図７を
用いて説明する。なお、以下の説明において、記録媒体
としての磁気テープを駆動、制御する構成については、
公知の技術を用いるものとし、その説明は省略する。

【００２７】図６は、本実施の形態による複合磁気ヘッ
ドにテープを当接し、記録または再生する状態を示した
ものである。図６に示すごとく、第１のヘッドブロック
１１および第２のヘッドブロック２１を備えたヘッドに
対して、テープ１５が、第１の稜線１６（図５に示した
稜線６と同じ）と第２の稜線１４の部分を主として摺動
するように走行させる。

【００２８】更に詳細として、図７に示すごとく、テー
プ１５を摺動させた直後の初期状態では破線１５−１で
示される走行パスをテープ１５が走行する。ところが、
第１の稜線１６は、当初、薄膜プロセスで形成された薄
膜磁気ヘッド部１０の稜線１６−１であるため、耐摩耗
性が著しく低く、薄膜磁気ヘッド部１０は、テープ摺動
により急速に摩耗していく。

【００２９】薄膜磁気ヘッド部１０での稜線１６−１が
摩耗して、薄膜プロセスの下地であるＡｌＴｉＣ基板の
端部が露出し、稜線がＡｌＴｉＣ基板で構成する点、即
ち稜線１６−２まで移動する。この時、耐摩耗性はＡｌ
ＴｉＣ基板の耐摩耗特性となるために、摩耗速度が急激
に低下する。この時の形状は、第１のヘッドブロック１
１も第２のヘッドブロック２１もＡｌＴｉＣ基板で稜線
を形成している。

【００３０】この状態以降の摩耗は、耐摩耗性の優れた
ＡｌＴｉＣ基板材料の耐久時間となって、ほぼ半永久的
に長時間同じ形状が安定して保証される。よって、テー
プ１５の走行パスは実線で示される１５−２となる。

【００３１】この時のギャップデプスは、第２の稜線１
４と薄膜磁気ヘッド部１０が摩耗した後の移動した稜線
１６−２を通る平面まで削られるが、第１のヘッドブロ
ック１１と第２のヘッドブロック２１の段差Ｄの０．０
１ｍｍと、第１のヘッドブロック１１の薄膜磁気ヘッド
部１０と第２のヘッドブロック２１の端面１３との距離
Ｌで決定される三角形の摩耗範囲以上は摩耗しない。

【００３２】この場合は三角形の角度（平面１２と走行
パス１５−２との角度）Ａは、約０．８度であり、薄膜
磁気ヘッド部１０の最大摩耗は、例えば薄膜磁気ヘッド
部１０の厚さを４０μｍとすると、摩耗量Ｗは０．６μ
ｍであるが、通常オーバコート層で保護され薄膜磁気ヘ
ッド部１０の中央に配置されている磁気コアパターン１
によるギャップデプスは、０．３μｍしか摩耗しない
（図面上はＧＤ２で表示）。よって、ヘッドの初期ギャ
ップデプス（図面上はＧＤ１で表示）が２μｍであれば
特性の変化が少なく、初期摩耗以降安定した特性を保つ
ことが出来て、長時間使用に耐え得るものである。

【００３３】二つのヘッドブロックを配置するとき、そ
れらの相対位置関係が重要で、初期摩耗以降のヘッド形
状を決定する重要なファクターである。この角度Ａが薄
膜磁気ヘッド部１０の摩耗量を決定するために、この角
度Ａは小さい方が望ましい。しかし、小さすぎると実験
結果では、第１の平面５及び第２の平面１２上をテープ
１５が摺動することになり、テープ１５がヘッドブロッ
クより浮上してしまい、スペーシング損失を発生して性
能の低下を招く不都合が生じた。

【００３４】また、テープ摺動時のテープかすなどの付
着物が第１及び第２の平面５，１２に付着して、いわゆ
る目詰まりを生じさせて、記録再生に不都合であった。

【００３５】もちろん、第２のヘッドブロック２１の第
２の平面１２が第１の平面５よりもテープ１５に対して
突出した場合は、薄膜プロセス部に形成されたヘッド
（電磁変換部）はテープに摺動することが出来ないた
め、記録再生は不可能であった。

【００３６】以上のように、本実施の形態による複合磁
気ヘッドは、耐摩耗性に優れた２つのヘッドブロック
で、走行パスを形成するため、耐摩耗性の低い薄膜プロ
セスで形成された電磁変換素子を高精度に利用可能と
し、また、記録再生装置としても、何等問題なく用いる
ことができる。

【００３７】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２として、実施の形態１で説明した複合磁気ヘッド
を、回転シリンダでテープに斜め走査して記録するヘリ
カルスキャン型ＶＴＲに適用した場合について説明す
る。

【００３８】基本的に、複合磁気ヘッドは、第１、第２
の稜線１６，１４を回転シリンダ４１の外周より突出し
て取り付け、シリンダ４１に巻き付けられたテープ１５
と摺動させると実施の形態１と同様の効果を得ることが
出来る。その様子を図８に示す。

【００３９】この時、シリンダ４１の回転方向を矢印４
２の方向とすると、第２のヘッドブロック２１から摺動
する事になり、第１の平面５の方が第２の平面１２に較
べ、シリンダ４１より突出しているために、テープ１５
は第１の平面５をも摺動する事になる。

【００４０】逆回転の場合は、図９に示すように、第１
のヘッドブロック１１からテープ１５に接触する構成と
なり、第１の平面５の一部を摺動し、第２のヘッドブロ
ック２１の第２の稜線１４を摺動する構成となる。

【００４１】一般的に摺動するタイプのヘッドでは、テ
ープの磁性粉とかバインダーのかすなどがヘッドの摺動
面に付着するが、この場合摺動面が２個のブロックに分
割されているために、テープかすなどの付着物はこの２
ブロックの間にて削り落とされてヘッドの表面に付着す
ることはない。

【００４２】また、第１のヘッドブロック１１と第２の
ヘッドブロック２１の端部の距離Ｌの寸法と段差の寸法
Ｄの種々の値のものを試作して、その最適値を求めた。
しかし、基本的にＬとＤ寸法で決まらずに、その間の角
度Ａで初期摩耗後のヘッド形状が決まる。角度Ａは０．
５度以上がテープかすなどの付着物に対して強く、５度
以上になると薄膜磁気ヘッド部１０の摩耗はもとより、
テープ摺動時テープダメージ及びテープ摺動時の騒音の
不都合を生じた。以上の結果から、第２の平面１２とテ
ープ走行パスとが成す角度Ａは、０．５〜５度が望まし
い。

【００４３】以上のように、回転シリンダ４１に複合磁
気ヘッドを取り付け、磁気記録再生装置を構成した場合
でも、何等問題なく、薄膜ヘッドの特性を発揮させるこ
とができる。

【００４４】なお、上記実施の形態において、形成する
薄膜磁気ヘッド部１０として、巻き線型リングヘッドを
用いて説明をしたが、リングヘッドに限ることはなく、
ＭＲヘッド、ＧＭＲヘッド、ＴＭＲヘッドなど磁気抵抗
効果を用いたものや、高感度な出力が期待されるその他
の検出原理を利用したものであっても実施可能である。

【００４５】また、第２の稜線１４には、テープダメー
ジを考慮して、若干の面取りとしてのＲ加工がなされて
いることも有効である。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、耐摩耗性
の低い電磁変換素子部を、耐摩耗性の高い基板材料と組
み合わせることで、長寿命で安定した出力を得ることが
可能な複合磁気ヘッドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による複合磁気ヘッドにお
いて、ＡｌＴｉＣ基板上に電磁変換素子部を形成した説
明図

【図２】同複合磁気ヘッドの第１のヘッドブロックの構
成を示す斜視図

【図３】同複合磁気ヘッドの第２のヘッドブロックの構
成を示す斜視図

【図４】同複合磁気ヘッドの構成を示す側面図

【図５】同複合磁気ヘッドの構成を示す斜視図

【図６】同複合磁気ヘッドと磁気テープとの相対位置関
係を示す説明図

【図７】同複合磁気ヘッドと磁気テープとの相対位置関
係を示す詳細説明図

【図８】本発明の複合磁気ヘッドを回転シリンダに搭載
した磁気記録再生装置の概念図

【図９】同磁気記録再生装置の他の構成例を示す概念図

【符号の説明】

１磁気コア２巻き線パターン４ＡｌＴｉＣ基板面５第１の平面６，１６第１の稜線１０薄膜磁気ヘッド部１１第１のヘッドブロック１２第２の平面１３第２の端面１４第２の稜線１５テープ２１第２のヘッドブロック３１固定ブロック４１回転シリンダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の平面を有し、前記第１の平面と略
直交する端面に電磁変換素子を形成した第１のヘッドブ
ロックと、前記第１の平面と平行である第２の平面を有
し、前記第２の平面と略直交する端面を持つ第２のヘッ
ドブロックとを有する複合磁気ヘッド。
【請求項２】第１のヘッドブロックの第１の平面と前
記第１の平面と略直交する端面とで構成する第１の稜線
と、第２のヘッドブロックの第２の平面と略直交する端
面とで構成する第２の稜線とを通る平面が、第１の平面
または第２の平面と０．５〜５度の角度でもって交差す
ることを特徴とする請求項１記載の複合磁気ヘッド。
【請求項３】電磁変換素子は、薄膜プロセスで形成さ
れたことを特徴とする請求項１または２記載の複合磁気
ヘッド。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の複
合磁気ヘッドを備え、第１のヘッドブロックの第１の平
面と前記第１の平面と略直交する端面とで構成する第１
の稜線と、第２のヘッドブロックの第２の平面と前記第
２の平面と略直交する端面とで構成する第２の稜線とを
テープが主として摺動し、前記第１のヘッドブロックの
端面に設けられた電磁変換素子で、記録再生することを
特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項５】請求項１ないし３のいずれかに記載の複
合磁気ヘッドを取り付けた回転するシリンダを備え、第
１のヘッドブロックの第１の平面と前記第１の平面と略
直交する端面とで構成する第１の稜線と、第２のヘッド
ブロックの第２の平面と前記第２の平面と略直交する端
面とで構成する第２の稜線とを前記シリンダの回転外周
より突出させ、前記第２の稜線と前記第１の平面をテー
プが摺動し、前記第１のヘッドブロックの端面に形成さ
れた電磁変換素子で記録再生することを特徴とする磁気
記録再生装置。