(57)【要約】【課題】  磁気テープと磁気ヘッドが摺動することにより変化する磁気ヘッドの実効的磁気ギャップ長を安定させ、長時間使用した後においても良好な記録再生特性を有する磁気ヘッド、および、この磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置を提供すること。【解決手段】  一対の磁気コア半体１１と、前記磁気コア半体１１の対向部に一対のメタル層１０と前記メタル層１０間に設けられた磁気ギャップ層９とを有し、前記一対の磁気コア半体１１がモールドガラス１２によって封着された磁気ヘッド４であって、前記磁気ギャップ層９の厚さが、前記磁気ヘッド４の表面から所定の深さまでの間徐々に小さくなっていることを特徴とする磁気ヘッド。【選択図】  図４
2008047160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の磁気コア半体と、前記磁気コア半体の対向部に一対のメタル層と前記メタル層間に設けられた磁気ギャップ層とを有し、前記一対の磁気コア半体がモールドガラスによって封着された磁気ヘッドであって、前記磁気ギャップ層の厚さが、前記磁気ヘッドの表面から所定の深さまでの間徐々に小さくなっていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記ギャップ層の厚さが、前記磁気ヘッドの表面から深さ０．５μm以上１μm以下の部分で、前記表面よりも０．０２μm以上０．０５μm以下の範囲で小さくなっている請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
磁気テープを案内する固定ドラムと、前記固定ドラムに対し同軸的に設けられ前記磁気テープが巻回される回転ドラムとからなり、前記回転ドラムに設けられた開口部内に前記磁気テープと摺動する請求項１または２に記載の前記磁気ヘッドを有する回転ドラム装置を備え、前記回転ドラム装置によりデータの記録と再生を行う磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＶＴＲ等の磁気テープに磁気記録再生をする磁気ヘッド、および、こ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。
【背景技術】
【０００２】
近年の小型ビデオカメラなどに使用される磁気ヘッドとしては、その透磁率や飽和磁束密度の高さから、いわゆるＭＩＧ（Ｍｅｔａｌ  ｉｎ  Ｇａｐ）型ヘッドが用いられている。このＭＩＧ型ヘッドは、フェライトなどの磁性硬脆材からなる一対の磁気コア半体の対向面に、ＦｅやＣｏといった軟磁性材料を主成分とする磁性金属薄膜である一対のメタル層を形成し、この一対のメタル層の間にＳｉＯ2などの非磁性材料で形成された磁気ギャップ層が挟まれていて、これらをモールドガラスで封着して構成されている。
【０００３】
図８に、このようなＭＩＧ型磁気ヘッドの磁気ギャップ部分を拡大して示した要部断面図を示す。磁気ヘッド４は、非磁性材料の磁気ギャップ層９を、一対のメタル層１０が挟み、さらにこれを磁気コア半体１１が挟んでいる。ここで、磁気ギャップ層９の厚さである物理的ギャップ長１３は、磁気記録再生上の特性を左右する磁気特性上の実効的磁気ギャップ長と同じであり、この数値は画像の記録方式によって仕様として定められている。例えばデジタルビデオカメラに使用されているＤＶ方式では、０．２０μｍである。そして、上記磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置では、磁気ヘッドが複数個取り付けられた回転ドラムが高速で回転するとともに回転ドラムの周面に巻回された磁気テープが走行手段によって走行することで、磁気ヘッドが磁気テープ上を相対的に摺動し、画像や音声などのデータの記録と再生を行っている。
【特許文献１】特開平８−１０２００４号公報
【特許文献２】特開２００１−１６７４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記したように、仕様に基づき厳密に制御されるべき磁気ヘッドの物理的ギャップ長と実効的磁気ギャップ長について、テープが未走行の状態では顕微鏡等により光学的に測定した値と電磁変換特性等により測定した値とがほぼ同一となるのに対し、磁気テープ上を磁気ヘッドが一定時間以上摺動した後には、これらの値が一致しないという現象が生じることがあった。
【０００５】
この原因を確認するため、一定時間使用した後の磁気ヘッド４の磁気ギャップ層９部分を拡大して観測すると、図９に示すように、磁気ヘッド４の先端部分の内、磁気ギャップ層９とメタル層１０との境界部分において、相対的に硬度の低いメタル層１０部分が選択的に摩耗していることがわかった。実際に磁気テープ２との間で磁気情報をやりとりする際の実効的磁気ギャップ長は、磁気ヘッド４先端の磁気テープ２との摺動部分における２つのメタル層１０の間隔であることから、このようにメタル層１０が選択的に摩耗してしまうと、その目安を図９中に矢印１３ａとして示すように、実効的磁気ギャップ長は本来あるべきギャップ長である磁気ギャップ層の厚さ、すなわちギャップ層の物理的ギャップ長１３よりも拡大してしまうこととなる。この場合、信号の記録と再生を行う実効的磁気ギャップ長が、本来あるべき物理的ギャップ長から広がったものになることによって、映像及び音声等の信号帯域の低域と高域に於いてアンバランスが生じ、信号処理後の映像及び音声が不安定となるなど、データの記録再生上の問題が生じることとなる。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、磁気テープと磁気ヘッドが摺動することにより変化する磁気ヘッドの実効的磁気ギャップ長を安定させ、長時間使用した後においても良好な記録再生特性を有する磁気ヘッド、および、この磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記従来の課題を解決するために、本発明の磁気ヘッドは、一対の磁気コア半体と、前記磁気コア半体の対向部に一対のメタル層と前記メタル層間に設けられた磁気ギャップ層とを有し、前記一対の磁気コア半体がモールドガラスによって封着された磁気ヘッドであって、前記磁気ギャップ層の厚さが、前記磁気ヘッドの表面から所定の深さまでの間徐々に小さくなっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は上記のようにすることで、材料の硬度差からメタル層が選択的に摩耗しても、実効的磁気ギャップ長の変化を小さく抑えることができる。このため、長時間使用後であってもデータの記録再生上の悪影響が少ない磁気ヘッド、および、これを用いた磁気記録装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上記した本発明の磁気ヘッドでは、前記磁気ギャップ層の厚さが、前記磁気ヘッドの表面から深さ０．５μm以上１μm以下の部分で、前記表面よりも０．０２μm以上０．０５μm以下の範囲で小さくなっていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の磁気記録装置は、同軸に設けられた回転ドラムと固定ドラムとから構成され、前記回転ドラムに設けられた開口部内に、前記回転ドラムの外周に巻回される磁気テープと摺動する請求項１または２に記載の前記磁気ヘッドを有する回転ドラム装置を備え、前記回転ドラム装置によりデータの記録と再生を行うものである。
【００１１】
（実施の形態１）
以下、本発明の磁気ヘッドおよびこの磁気ヘッドを備えた回転ドラム装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態に係る磁気ヘッド４を有する回転ドラム装置８の側面図である。
図１に示すように、回転ドラム装置８は、ともに略円筒形状の固定ドラム１と回転ドラム３とが、同軸に設けられて構成されている。回転ドラム３の外周には、図示するように回転軸に対して斜めに磁気テープ２が巻回され、この磁気テープ２は図示しない駆動機構により走行する。固定ドラム１の上端部は回転ドラム３と同径であるが、その側面には磁気テープ２の走行を案内するためにわずかに径大の段差部が形成され、この段差部（リード部）が磁気テープ２の下端部に当接して磁気テープ２の上下方向の位置規制を行う。なお、固定ドラム１および回転ドラム３は、ともに金属、例えばアルミダイキャスト製である。また、磁気テープ２は、例えばデジタルビデオカメラに一般に利用されているＤＶテープであれば、テープ幅６．３５ｍｍのメタル蒸着テープが用いられる。
【００１３】
回転ドラム３の外周側面には、磁気テープ２の走行と回転ドラム３の高速回転により生じる空気の流れによって、磁気テープ２が回転ドラム３の表面から浮き上がってしまうことを防止するために、複数の溝６が回転方向と平行に形成されている。また、固定ドラム１と接する回転ドラム３の下端部近傍には、内部に磁気ヘッド４を内蔵するために回転ドラム３の底面を切り欠いた切り欠き部５が形成されている。この切り欠き部５は、通常２つもしくはそれ以上の磁気ヘッド４の配置数と同数設けられ、また、切り欠き部５には、少なくとも磁気ヘッド４を内在することができるとともに、磁気ヘッド４と回転ドラム３との間に所定の空間を有するような大きさが必要である。なお、本実施の形態では、回転ドラム３は図中７の矢印で示す方向に高速で回転する。
【００１４】
図２は、回転ドラム３の切り欠き部５近傍を拡大して示す概略断面図で、回転ドラム装置８の上側から見た図を示す。図に示すとおり、磁気ヘッド４は、切り欠き部５のほぼ中央から回転ドラム３の外側に向かって先端部分が突出するようにして設けられている。磁気テープ２は、図示しないローディングポストなどのテープローディング手段を用いて、テープカセット内から引き出され、回転ドラム３に対して押圧されて見込角１８０°以上で接触するように巻回される。回転ドラム３が回転することにより切り欠き部５に負圧が発生するため、磁気ヘッド４の両側では切り欠き部５内に少し入り込む形となっている。このようにすることで、磁気ヘッド４を所定の力で常に磁気テープ２に密着させることができ、磁気ヘッド４と磁気テープ２との位置合わせを正確に行うことができる。
【００１５】
別途設けられた図示しないモータなどの駆動手段によって、回転ドラム３が矢印７方向へ高速で回転するとともに、磁気テープ２が図示しないキャプスタンやリール台駆動手段などのテープ走行手段によって正方向へ走行駆動されることにより、磁気テープ２と磁気ヘッド４が摺動する。磁気テープ２の長さ方向に対して所定角度傾いた方向に磁気ヘッド４が順次にスキャンし、録画再生装置の信号処理回路等からの映像及び音声等の情報を、磁気ヘッド４によって磁気テープ２にデータトラックとして記録する。また、記録済みの磁気テープ２であれば、上述と同じ動作で映像及び音声等の記録情報を再生することができる。
【００１６】
図３は、磁気ヘッド４の先端中央部分を示す上面図であり、図４は、図３中にＡ−Ａで示す磁気ギャップ９近傍部分の拡大断面図である。なお、Ａ−Ａの方向は、磁気ギャップ層９と直交する方向、すなわち磁気ギャップ層９の厚さ方向である。
【００１７】
本実施の形態に係るいわゆるＭＩＧ型の磁気ヘッド４は、主基板となるフェライトなどで形成された磁性硬脆材からなる一対の磁気コア半体１１の対向面に、所定の規格化された寸法で形成されたＳｉＯ2などの非磁性材料からなる磁気ギャップ層９を挟んで、ＦｅやＣｏといった軟磁性材料を主成分とする磁性金属薄膜である一対のメタル層１０が形成され、これらを、特に磁気ギャップ９の寸法を保ちつつモールドガラス１２で封着して構成されている。なお、図示しないが、一対の磁気コア半体１１の少なくとも一方には巻線窓が形成され、ここにコイルが巻回されて磁気記録再生装置からの電気信号を磁気信号として磁気テープ２に与えるとともに、磁気テープ２に記録されていた画像や音声信号の再生を行う。
【００１８】
本実施形態に係る磁気ヘッド４の特徴は、図４に示すように、磁気ギャップ層９の厚さが、磁気ヘッド４の表面から所定の深さまでの間徐々に小さくなるように、側面から見た磁気ギャップ層９の上端部近傍がテーパ状に形成されている点である。本実施の形態では、テーパ形状部分の表面からの深さ１４が０．５〜１．０μｍ、磁気ギャップ層９の厚さは、磁気ヘッド４の表面部分（＝物理的ギャップ長１３）で０．２０μｍであるのに対し、テーパ形状の底の部分１５では０．１８〜０．１５μｍとしている。
【００１９】
次に、図５は、本発明に係る磁気ヘッド４を所定時間使用した後の、磁気ギャップ層９部分を示す拡大断面図である。
【００２０】
この状態で、実効的磁気ギャップ長を測定したところ、実効的磁気ギャップ長は、初期状態の物理的なギャップ長と比較して、ほとんど変化していないことが確認できた。これは、磁気ヘッド４全体の摩耗が進行することで磁気ギャップ層９に当接するメタル層１０の選択的摩耗が増加し、実効的磁気ギャップ長は増大してゆくが、磁気ギャップ層９の物理的ギャップ長は、上端部近傍から所定の深さまで徐々に小さくなるようにテーパ状に形成したため、メタル層１０の選択的摩耗による実効的磁気ギャップ長が徐々に増加する量と、磁気ギャップ層９の物理的ギャップ長が徐々に小さくなる量とが均衡したためであると考えられる。
【００２１】
（実施の形態２）
次に、本発明の磁気ヘッドの第２の実施形態を説明する。
【００２２】
図６は本実施形態に係る磁気ヘッド４の磁気ギャップ層９近傍を示す、部分断面図である。この第２の実施形態に係る磁気ヘッド４は、図４に示した第１の実施形態の磁気ギャップ４と同様、磁気ギャップ層９の厚さを磁気ヘッド４の表面から所定の深さまでの間、その幅が徐々に小さくなるようにしている点では同じであるが、本実施形態ではテーパ状とせずに、磁気ギャップ層９側に向かって凸となる円弧状としている点が異なる。
【００２３】
このように、磁気ギャップ層９のメタル層１０との境界部分を、磁気ギャップ層９側に凸となる円弧状に形成することで、磁気ヘッド４の深さ方向において磁気ギャップ層９の厚さが徐々に小さくなることで、第１の実施形態のものと同様本実施形態に係る磁気ヘッド４についても、テープの走行によってメタル層１０が選択的に摩耗した場合でも、実効的磁気ギャップ長の変化を抑えることができる。
【００２４】
ここで、本発明の効果を確認するために、磁気ヘッド全体の摩耗量と実効的な磁気ギャップ長との関係について、さらに詳細に説明する。
【００２５】
図７は、図８に示した従来例に係る磁気ヘッド４を組み込んだ回転ドラム装置１をデジタルビデオカメラに搭載し、実用試験をした後の磁気ヘッド全体の摩耗量と磁気ギャップ長変化量についての測定結果を示すものである。
【００２６】
なお、ここで、磁気ヘッド全体摩耗量とは、磁気ギャップ層９、メタル層１０、および、磁気コア半体１１のギャップ近傍における摩耗量を示し、また、磁気ギャップ長変化量とは、磁気変換特性を検査して測定した実効的磁気ギャップ長を示す。そして、図中の点線１６は、実効的な磁気ギャップ長の変化の下限を、また、実線１７は変化の上限をそれぞれ示している。
【００２７】
図７に示すように、磁気ヘッド４の全体摩耗量に対する磁気ギャップ長の変化量は、ヘッド全体摩耗量０．５μm〜１．０μmで飽和し、その際の磁気ギャップ長の変化量は０．０２μm〜０．０５μmであることが分かった。このことから、本発明において、磁気ギャップ部をヘッド深さ方向に渡って徐々に小さくすることで、磁気テープとの摺動によって磁気ヘッドの摩耗が進んだ場合でも、磁気記録特性に影響する実効的な磁気ギャップ長の変化を抑制することができることが確認できた。
【００２８】
以上のように本発明の各実施形態によれば、実効ギャップ長の変化を小さくし安定した電磁変換特性が得られる磁気ヘッド４及び磁気記録再生装置を得ることができることがわかる。
【００２９】
なお、上記本発明の説明において、磁気ギャップ層の厚さを小さくする具体的な形状について、テーパを設けることと、磁気ギャップ層側に凸の円弧状とすることの２つの実施形態を示したが、本発明はこれに限らず、磁気ヘッドの深さ方向に対して磁気ギャップ層の厚さが徐々に小さくなる形態であれば、これらに限られないことは言うまでもない。
【００３０】
また、上記本発明の説明において、ＭＩＧ型ヘッドについて、デジタルビデオテープに用いられている仕様（ＤＶテープ仕様）を中心に説明してきたが、本発明の磁気ヘッドがこれに限られるものではなく、ＭＩＧ型の磁気ヘッド全般に適用でき、その効果が得られるものであることも言うまでもないことである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明にかかる磁気ヘッド及び磁気記録再生装置は、小型ビデオカメラなどに有用であり、実効的磁気ギャップ長の変化を小さくし安定した電磁変換特性が得られる。したがって画質、音声の高性能化に磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る磁気ヘッドを用いた回転ドラム装置の側面図
【図２】本発明に係る磁気ヘッドの近傍を示す部分断面図
【図３】本発明に係る磁気ヘッドの磁気ギャップ層近傍部分を示す上面図
【図４】本発明の実施の形態１に係る磁気ヘッドの磁気ギャップ層近傍を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態１に係る磁気ヘッドの所定時間使用後の磁気ギャップ層近傍を示す断面図
【図６】本発明の実施の形態２に係る磁気ヘッドの磁気ギャップ層近傍を示す断面図
【図７】本発明の実施の形態２に係る磁気ヘッドの摩耗量と磁気ギャップ長変化量を示す図
【図８】従来の磁気ヘッドの磁気ギャップ層近傍を示す断面図
【図９】従来の磁気ヘッドの所定時間使用後の磁気ギャップ層近傍を示す断面
【符号の説明】
【００３３】
１  固定ドラム
２  磁気テープ
３  回転ドラム
４  磁気ヘッド
５  切り欠き部
６  溝
７  回転方向
８  回転ドラム装置
９  磁気ギャップ層
１０  メタル層
１１  磁気コア半体
１２  モールドガラス
１３  磁気ギャップ層の厚さ（物理的なギャップ長）
１３ａ  実効的磁気ギャップ長
１４  テーパ部深さ
１５  テーパ部底部幅
１６  磁気ギャップ長変化の下限
１７  磁気ギャップ長変化の上限
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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