(57)【要約】【課題】  磁気テープ再生用のＭＲヘッドに静電気による帯電物が接触あるいは接近した際に、ＭＲヘッドにおける静電気破壊の発生を防止することが可能な磁気ヘッドを提供する。【解決手段】  保護基板１３ｂを表面抵抗率が１０２Ω／ｓｑ〜１０６Ω／ｓｑの導電性フェライトにより形成し、この保護基板１３ｂとヘッド基板１３ａとを導電性ペースト１９によりベースメタル１６と電気的に接続して、ベースメタル１６および回転ドラム１１を介して接地電位とする。これによって、再生用磁気ヘッド１３に対して静電気による帯電物が接触または接近し、静電気放電が生じた場合に、ＭＲ素子１３ｃに流れる放電電流のピーク値が抑制され、ＭＲ素子１３ｃなどの再生用磁気ヘッド１３における静電気破壊が防止される。これとともに、保護基板１３ｂのみを上記条件の導電性フェライトにより形成することで、製造コストが抑制される。【選択図】  図１
2005182851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気テープに記録された信号を読み取る磁気ヘッドにおいて、
前記磁気テープと接触して記録信号を読み取る磁気抵抗効果素子からなるヘッド素子と、前記ヘッド素子の両側に配設される一対の磁気シールド膜とを含むヘッド素子部と、
前記ヘッド素子および前記一対の磁気シールド膜を挟んだ両側にそれぞれ配設され、ともに接地電位とされたヘッド基板および保護基板と、
を有し、前記保護基板は、表面抵抗率が１０２Ω／ｓｑ〜１０６Ω／ｓｑの導電性フェライトにより形成されることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記保護基板は、ＮｉＺｎフェライトにより形成されることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記保護基板は、ＭｎＺｎフェライトにより形成されることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記保護基板は、キュリー温度が−１０℃未満の前記導電性フェライトにより形成されることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
前記ヘッド素子と前記一対の磁気シールド膜との間、および前記各磁気シールド膜と前記ヘッド基板および前記保護基板との間には、それぞれ絶縁膜が配設されることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
磁気テープを用いて信号の記録および再生を行う磁気記録再生装置において、
前記磁気テープと接触して記録信号を読み取る磁気抵抗効果素子からなるヘッド素子と、前記ヘッド素子の両側に配設される一対の磁気シールド膜とを含むヘッド素子部と、
前記ヘッド素子および前記一対の磁気シールド膜を挟んだ両側にそれぞれ配設され、ともに接地電位とされたヘッド基板および保護基板と、
を有する磁気ヘッドを具備し、前記保護基板は、表面抵抗率が１０２Ω／ｓｑ〜１０６Ω／ｓｑの導電性フェライトにより形成されることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項７】
前記保護基板は、前記ヘッド素子に対して前記磁気テープの走行方向の反対側に配設されることを特徴とする請求項６記載の磁気記録再生装置。
【請求項８】
導電性を有して接地電位とされ、外周面に前記磁気テープがヘリカル状に巻き付けられる回転ドラムと、
前記回転ドラムの内部に固定されて前記回転ドラムと電気的に接続されたベースメタルと、
をさらに有し、前記ヘッド基板および前記保護基板は、前記ベースメタルに電気的に接続されることにより接地電位とされることを特徴とする請求項６記載の磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気テープに対して信号の書き込みおよび読み取りを行うヘッドドラム装置およびこれを具備する磁気記録再生装置に関し、特に、再生用磁気ヘッドとしてＭＲヘッドを使用したヘリカルスキャン方式のヘッドドラム装置およびこれを具備する磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気テープを用いてデータの記録および再生を行う磁気記録再生装置においては、取り扱う情報量の増大にともなってさらなる記録密度の向上が望まれており、信号の読み取り用の磁気ヘッドとして、従来のインダクティブヘッドに代わりＭＲ（Magneto Resistive：磁気抵抗効果型）ヘッドを採用することが必要不可欠となっている。ＭＲヘッドは、ＭＲ素子により磁気抵抗効果を利用して磁気記録媒体に記録された信号を読み取る磁気ヘッドであり、信号の検出感度が高く、大きな再生出力を得られるため、磁気テープ上の記録トラック幅を容易に縮小できるとともに線方向の記録密度が高められ、高密度の記録および再生を行うことが可能となる。
【０００３】
このＭＲヘッドは、一般的に、インダクティブ型ヘッドと比較して静電気や熱に弱いという性質を有している。ここで、図１０は、ＭＲヘッドにおけるＥＳＤ（Electrostatic Discharge）破壊電圧の測定結果を示すグラフである。図１０（Ａ）はＡＭＲ（Anisotropic Magneto Resistive）ヘッド、（Ｂ）はＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）ヘッドについての測定結果をそれぞれ示す。
【０００４】
図１０に示す測定値では、ＥＳＤ破壊電圧の測定においてＨＢＭ（Human Body Model）を用いており、１００ｐＦのコンデンサに電荷を蓄積し、１．５ｋΩの抵抗値を介して放電させたときの、デバイスに加わる電圧と抵抗との関係を示している。この図によると、ＡＭＲヘッドの場合は２００〜２５０Ｖ程度、ＧＭＲヘッドの場合は３０〜４０Ｖ程度からそれぞれ抵抗値が変化し、ＥＳＤ破壊が発生していることがわかる。
【０００５】
また、図１１は、放電後のＧＭＲヘッドの感度の測定例を示すグラフである。
図１１のグラフは、図１０と同様にＨＢＭを用いて放電を発生させた後のＧＭＲヘッドの感度を、このＧＭＲヘッドに一定の磁界をかけたときのＧＭＲヘッドの電圧変化量として示している。このグラフによれば、放電時の電圧が３０Ｖ程度に達するとＧＭＲヘッドの磁気特性が劣化することがわかる。
【０００６】
ところで、通常の環境下における絶縁物体（プラスチック、ナイロン、ビニールなど）の帯電電圧は、摩擦や接触、誘導などにより容易に数ｋＶ以上に達する。例えば、磁気テープを巻き取り、収納する従来のカセットケースは、高抵抗の合成樹脂材料で形成されることが多い。このようなカセットケースは、使用者による取り扱いの過程で、例えば人工繊維の梱包材などとの摩擦や磁気記録再生装置へのローディングの際の部品との摩擦などにより、容易に静電気が帯電する。
【０００７】
カセットケースに用いられる合成樹脂材料の帯電電圧は、例えば、表面抵抗が約１０１３Ω／ｓｑであるＡＢＳ樹脂の場合は１．５〜２ｋＶ以上で、半減時間は３分以上である。この帯電電圧の値はＭＲヘッドの耐電圧をはるかに超えており、しかも半減時間が長いため、一度帯電した静電気はなかなか減衰しない。このため、静電気が帯電したカセットケースの磁気テープがＭＲヘッドに接触すると、ＭＲヘッドに大量の電流が流れてＥＳＤ破壊が生じる危険性がある。
【０００８】
ここで、図１２は、ＭＲヘッドにおける放電時の電流波形の測定結果を示すグラフである。
図１２では、所定の長さに切断した磁気テープを絶縁シート上に貼り付け、この磁気テープに電圧を印加して１６ｎＣの電荷を帯電させた後、ＭＲヘッドのヘッド摺動面を磁気テープの記録面に接触させたときに、ＭＲヘッドに流れる放電電流をオシロスコープにより測定した波形を示している。図１２（Ａ）はＡＭＲヘッド、（Ｂ）はＧＭＲヘッドについての測定結果をそれぞれ示している。この図によると放電時には、ＡＭＲヘッドでは１３０ｍＡ程度、ＧＭＲヘッドでは２２ｍＡ程度のピーク電流が流れるため、ともにＥＳＤ破壊が発生してしまう。
【０００９】
このように、静電気に帯電した磁気テープとの接触によるＥＳＤ破壊を防止するために、従来のＭＲヘッドでは、ＭＲ素子の両側に磁気シールド膜や絶縁層を挟んで配置されたヘッド基板および保護基板として、電気抵抗率が１０２Ωｃｍ〜１０１０Ωｃｍの抵抗導電性材料を使用し、ヘッド基板および保護基板が接地電位となるように磁気ヘッドをドラム装置に電気的に接触させていた。これにより、静電気が帯電した磁気テープがＭＲヘッドに接触した場合に、電荷がＭＲ素子に流れずにヘッド基板および保護基板に流れ込んで放電されるとともに、その放電電流が抑制される。このような抵抗導電性材料としては、α−Ｆｅ２Ｏ３（α−ヘマタイト）が使用されており、さらにＮｉＺｎフェライトあるいはＭｎＺｎフェライトといった導電性フェライト材料なども使用可能である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１２３２１５号公報（段落番号〔００２６〕〜〔００４０〕、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、従来は、ＭＲヘッドのヘッド基板および保護基板を抵抗導電性材料により形成することで、磁気テープなどの帯電物質からの放電時に流れる放電電流が抑制され、ＭＲ素子のＥＳＤ破壊を回避していた。
【００１１】
しかし、抵抗導電性材料として現在使用されているα−ヘマタイトは、電気抵抗率が１０７Ωｃｍ程度と比較的高く、帯電物質からの放電電流をヘッド基板や保護基板に確実にバイパスさせることができずに、ＭＲ素子が破損する場合があることが問題となっていた。
【００１２】
図１３は、ヘッド基板および保護基板の材料としてα−ヘマタイトを用いた場合において、磁気テープ上に蓄積された電荷量と、この電荷を放電させた後のＭＲヘッドの抵抗値との関係を示したグラフである。
【００１３】
図１３では、帯電物の電荷量を変化させたときに、各帯電物との間で放電させた後のＭＲヘッドの抵抗値を計測することで、ＭＲ素子の破壊発生の有無を観測したものである。帯電物としては、樹脂ベース上に磁性体粒子が蒸着されて記録面が形成された、デジタルビデオ用のＭＥ（Metal Evaporated）テープと呼ばれる磁気テープを用い、上記の図１２の測定と同様の測定機器を使用して、磁気テープに電圧を印加して電荷を帯電させ、ＭＲヘッドのヘッド摺動面をその磁気テープの記録面に接触させた後に、そのＭＲヘッドの抵抗値を測定した。また、ＭＲヘッドの抵抗値の測定は、放電後にＭＲヘッドの具備する２つの配線電極間の抵抗を測定することによって行っている。なお、この測定では、表面抵抗率が２０２Ω／ｓｑの磁気テープを使用した。
【００１４】
この図１３によれば、ヘッド基板および保護基板の材料としてα−ヘマタイトを用いた場合、磁気テープにおける電荷量が１５ｎＣ以下のときには、ＭＲヘッドの抵抗値の変化はほとんど見られないが、電荷量が２０ｎＣとなるとＭＲヘッドの抵抗値が落ち込んでおり、放電によってＭＲ素子が破壊されたことが観測されている。
【００１５】
また、ＭＲヘッドの作成は薄膜プロセスを用いており、ヘッド基板材として４インチ程度以上の大口径で表面研磨されたウェハ基板が必要である。上記のα−ヘマタイトによる基板は、このような薄膜プロセスにより比較的安価に製造可能であるが、ＮｉＺｎフェライトやＭｎＺｎフェライトなどの導電性フェライト材料は、現在のところ大口径のウェハ基板を形成することが不可能である。
【００１６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、磁気テープ再生用のＭＲヘッドに静電気による帯電物が接触あるいは接近した際に、ＭＲヘッドにおける静電気破壊の発生を防止することが可能な磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、磁気テープ再生用のＭＲヘッドに静電気による帯電物が接触あるいは接近した際に、ＭＲヘッドにおける静電気破壊の発生を防止することが可能な磁気記録再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明では上記課題を解決するために、磁気テープに記録された信号を読み取る磁気ヘッドにおいて、前記磁気テープと接触して記録信号を読み取る磁気抵抗効果素子からなるヘッド素子と、前記ヘッド素子の両側に配設される一対の磁気シールド膜とを含むヘッド素子部と、前記ヘッド素子および前記一対の磁気シールド膜を挟んだ両側にそれぞれ配設され、ともに接地電位とされたヘッド基板および保護基板とを有し、前記保護基板は、表面抵抗率が１０２Ω／ｓｑ〜１０６Ω／ｓｑの導電性フェライトにより形成されることを特徴とする磁気ヘッドが提供される。
【００１９】
このような磁気ヘッドは、ヘッド素子部をヘッド基板上に薄膜形成した後、保護基板を接合することで製造することができる。そして、保護基板のみを表面抵抗率が１０２Ω／ｓｑ〜１０６Ω／ｓｑの導電性フェライトにより形成し、この保護基板をヘッド基板とともに接地電位としたことにより、磁気ヘッドに対して静電気による帯電物が接触または接近した場合に、帯電物から磁気ヘッドに対して緩やかに放電し、保護基板やヘッド素子に流れる放電電流のピーク値が抑制される。
【００２０】
また、本発明では、磁気テープを用いて信号の記録および再生を行う磁気記録再生装置において、前記磁気テープと接触して記録信号を読み取る磁気抵抗効果素子からなるヘッド素子と、前記ヘッド素子の両側に配設される一対の磁気シールド膜とを含むヘッド素子部と、前記ヘッド素子および前記一対の磁気シールド膜を挟んだ両側にそれぞれ配設され、ともに接地電位とされたヘッド基板および保護基板とを有する磁気ヘッドを具備し、前記保護基板は、表面抵抗率が１０２Ω／ｓｑ〜１０６Ω／ｓｑの導電性フェライトにより形成されることを特徴とする磁気記録再生装置が提供される。
【００２１】
このような磁気記録再生装置が具備する磁気ヘッドは、ヘッド素子部をヘッド基板上に薄膜形成した後、保護基板を接合することで製造することができる。そして、保護基板のみを表面抵抗率が１０２Ω／ｓｑ〜１０６Ω／ｓｑの導電性フェライトにより形成し、この保護基板をヘッド基板とともに接地電位としたことにより、磁気ヘッドに対して静電気による帯電物が接触または接近した場合に、帯電物から磁気ヘッドに対して緩やかに放電し、保護基板やヘッド素子に流れる放電電流のピーク値が抑制される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の磁気ヘッドによれば、この磁気ヘッドに対して静電気による帯電物が接触または接近した場合に緩やかに放電し、放電電流のピーク値が抑制されるので、ヘッド素子の静電気破壊をより確実に防止することが可能となる。また、保護基板は薄膜プロセス後に接合されるため、保護基板の製造に必要な材料を比較的容易に作成することができるので、製造コストを抑制することができる。
【００２３】
また、本発明の磁気記録再生装置によれば、磁気ヘッドに対して静電気による帯電物が接触または接近した場合に緩やかに放電し、放電電流のピーク値が抑制されるので、ヘッド素子の静電気破壊をより確実に防止することが可能となる。また、保護基板は薄膜プロセス後に接合されるため、保護基板の製造に必要な材料を比較的容易に作成することができるので、磁気ヘッドの製造コストを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図２は、本発明の実施の形態に係るヘッドドラム装置の構成例を示す斜視図である。
図２に示すヘッドドラム装置１は、ヘリカルスキャン方式により磁気テープ２に対するデータの書き込みおよび読み出しを行う装置であり、例えば、ビデオ信号や音声信号の記録再生を行うＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）やＶＴＲ付きビデオカメラ、あるいはコンピュータ装置用のデータ記憶装置などの磁気記録再生装置に搭載される。
【００２５】
このヘッドドラム装置１は、全体として平滑な外周面を有する円筒形をなし、上部の回転ドラム１１と、回転ドラム１１の回転軸と同軸上に配置されて磁気記録再生装置側に固定された固定ドラム１２によって構成される。固定ドラム１２の外周面には磁気テープ２の走行を案内するリード１２ａが設けられ、これにより磁気テープ２はヘッドドラム装置１の外周面にヘリカル状に巻き付いて走行する。一方、回転ドラム１１には磁気テープ２の記録信号を検出するための再生用磁気ヘッド１３と、信号を書き込むための図示しない記録用磁気ヘッドが設けられている。
【００２６】
再生用磁気ヘッド１３は、ヘッド素子として磁気抵抗効果型（ＭＲ）素子を用いたＭＲヘッドである。この再生用磁気ヘッド１３は、回転ドラム１１の外周面上よりわずかに外側に突き出た状態で設けられて磁気テープ２に接触し、回転ドラム１１の回転により磁気テープ２上を斜めに走査して、記録信号に応じたＭＲ素子の抵抗値の変化を検出することにより、磁気テープ２の記録信号を読み取る。また、記録用磁気ヘッドは、例えば磁気ギャップを有する磁気コアにコイルが巻回されてなる、いわゆるインダクティブ型の磁気ヘッド装置である。なお、再生用磁気ヘッド１３および記録用磁気ヘッドは、通常、回転ドラム１１に複数取り付けられているが、図２ではこの図示を省略している。
【００２７】
このようなヘッドドラム装置１が搭載された磁気記録再生装置では、磁気テープ２が収納されたカセットケースが挿入され、データの記録または再生を開始するための入力が行われると、ヘッドドラム装置１の回転ドラム１１が回転されるとともに、ピンチローラや複数のテープガイドが移動されて磁気テープ２がヘッドドラム装置１に巻き付けられ、キャプスタンや巻き取りリールが回転されることにより、磁気テープ２が走行する。これにより、記録信号の書き込みまたは読み取りが開始される。
【００２８】
次に、図１は、再生用磁気ヘッド１３の構成例を示す平面図である。また、図３は、再生用磁気ヘッド１３の構成例を示す側面図である。なお、図１は、図２中に示すＡ矢視、すなわちヘッドドラム装置１の下方向より見た、再生用磁気ヘッド１３の取り付け部分の様子を抽出して示しており、図３は、図１中に示すＢ矢視による再生用磁気ヘッド１３の様子を示している。以下、この図１および図３を用いて、再生用磁気ヘッド１３の構成例について説明する。
【００２９】
再生用磁気ヘッド１３は、ヘッド基板１３ａおよび保護基板１３ｂの間に、ＭＲ素子１３ｃと、軟磁性材料によってなる一対のシールド膜１３ｄおよび１３ｅが配設された構造をなす。ヘッド基板１３ａおよび保護基板１３ｂと、各シールド膜１３ｄおよび１３ｅとの間には、絶縁層１３ｆおよび１３ｇが形成され、また、シールド膜１３ｄおよび１３ｅの間に、絶縁膜１３ｈおよび１３ｉを介してＭＲ素子１３ｃが形成されて、磁気テープ２に対する感磁部をなす。
【００３０】
この再生用磁気ヘッド１３においては、シールド膜１３ｄおよび１３ｅが一対の磁気シールド部材を構成し、これら一対の磁気シールド部材間のシールドギャップ内にＭＲ素子１３ｃが配設された構造とされていることにより、周波数特性および分解能の向上が図られている。シールド膜１３ｄおよび１３ｅは例えばパーマロイのメッキ膜からなり、また絶縁膜１３ｆ〜１３ｉは例えばＡｉ２Ｏ３からなり、これらがヘッド基板１３ａ上に薄膜形成され、さらに保護基板１３ｂが接合されることにより、再生用磁気ヘッド１３が形成される。また、この再生用磁気ヘッド１３においては、回転ドラム１１の外周面より外方（図１中の下方向）を臨む端面が研磨され、この端面が磁気テープ２の摺動面とされている。
【００３１】
また、この再生用磁気ヘッド１３は、導線１４ａおよび１４ｂなどにより端子１５ａおよび１５ｂと接続され、これにより再生用磁気ヘッド１３へ電源の供給がなされる。さらに、再生用磁気ヘッド１３は、図３に示すように、導電性を有するベースメタル１６に、例えばエポキシ系などの接着剤１７によって固着され、このベースメタル１６は回転ドラム１１に、導体からなる止めネジ１８によって固定されている。
【００３２】
ベースメタル１６は例えば真鍮などからなり、導電性の止めネジ１８により固定されることで、回転ドラム１１と電気的に接続される。また、ヘッド基板１３ａおよび保護基板１３ｂは、接着剤１７による接着とは別に、例えば導電性ペースト１９などによりベースメタル１６と電気的に接続される。この導電性ペースト１９としては、例えば銀ペーストが用いられる。
【００３３】
さらに回転ドラム１１は、アルミなどにより形成されて導電性を有する。そして、例えば軸アーススプリングなどが接続されて、この軸アーススプリングが磁気記録再生装置のグランドとなっている例えばシャシーなどに接触することにより、接地電位とされている。従って、ヘッド基板１３ａおよび保護基板１３ｂは、導電性ペースト１９、ベースメタル１６および止めネジ１８を介して回転ドラム１１に電気的に接続され、接地電位となっている。
【００３４】
なお、図１および図３では、構造をわかりやすく示すためにＭＲ素子１３ｃを大きく示しているが、実際には、ＭＲ素子１３ｃはヘッド基板１３ａや保護基板１３ｂと比較して非常に微細である。
【００３５】
ところで、磁気テープ２が巻き取られて収納されるカセットケースは、通常は高抵抗の合成樹脂材料によって形成されている。このようなカセットケースは、使用者による取り扱いの過程で、例えば人工繊維の梱包材や手袋用で摩擦される、あるいは磁気記録再生装置へのローディングの際に部品と摩擦されるなどにより、容易に静電気が帯電する。従って、静電気に帯電した磁気テープ２が再生用磁気ヘッド１３に接触または接近することがある。
【００３６】
上記構成のヘッドドラム装置１では、このように静電気が帯電した磁気テープ２などの帯電体が接触または接近して放電が発生した場合に、接地電位とされたヘッド基板１３ａおよび保護基板１３ｂに放電電流を流すことで、ＭＲ素子１３ｃに流れる電流の量を抑制し、ＭＲ素子１３ｃの破壊や、その周辺の絶縁膜１３ｆ〜１３ｈの絶縁破壊、シールド膜１３ｄおよび１３ｅの溶断などが発生することを防止している。
【００３７】
従来、このように放電電流をバイパスさせる機能を果たすヘッド基板１３ａおよび保護基板１３ｂの材料としては、表面抵抗率が１０７Ω／ｓｑ程度のα−Ｆｅ２Ｏ３（α−ヘマタイト）が多く使用されていた。しかし、α−ヘマタイトは電気抵抗が比較的高いため、帯電体からの放電電流を各基板に確実にバイパスすることができず、ＭＲ素子１３ｃなどに損傷が発生することがあった。また、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）のヘッドなどに使用されている表面抵抗３．０×１０−３Ω／ｓｑ程度のＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（ＡＬＴＩＣ）では、逆に電気抵抗が低過ぎて、過大な放電電流が流れ、その放電電流がＭＲ素子１３ｃにも流れてしまうことがあった。
【００３８】
このため、本発明では、保護基板１３ｂのみを、表面抵抗率が１０２Ω／ｓｑ〜１０６Ω／ｓｑの導電性フェライトによって形成することにより、帯電物からの放電電流のピーク値を抑制し、ＭＲ素子１３ｃなどの破壊をより確実に防止する。このような導電性フェライトとしては、例えばＮｉＺｎフェライトやＭｎＺｎフェライトなどがあり、特に、常温にて非磁性となるように、キュリー温度が−１０℃以下となるようなものが好ましい。
【００３９】
ところで、上述したように、ＭＲヘッドの作成は薄膜プロセスを用いており、ヘッド基板の材料として４インチ程度以上の大口径で表面研磨されたウェハ基板が必要となる。上記のα−ヘマタイトによる基板は、このような薄膜プロセスにより比較的安価に製造可能であるが、導電性フェライトは、現在のところ大口径のウェハ基板を形成することが不可能である。このため、本発明では、ヘッド基板１３ａについては、例えば従来から使用されているα−ヘマタイトなどの材料を用い、保護基板１３ｂのみ導電性フェライトで形成することで、放電電流をバイパスさせる確実性を高める。
【００４０】
再生用磁気ヘッド１３の製造では、４インチ程度のα−ヘマタイトなどによるウェハ基板上に、ＭＲ素子１３ｃやシールド膜１３ｄおよび１３ｅ、絶縁膜１３ｆ〜１３ｉなどを薄膜形成した後、細長く切断することで、ヘッド部が形成されたバー状の基板を作成する。そして、この基板の一方の面に、同様にバー状に形成した保護基板１３ｂの材料を、エポキシ系などの接着剤により接合させ、ヘッド部ごとに切断した後、磁気テープの摺動面を円弧状に研磨することなどにより、１つの磁気ヘッドが製造される。
【００４１】
このような製造工程において、保護基板１３ｂとして使用するバー状の導電性フェライト材を形成することは比較的容易である。従って、保護基板１３ｂを導電性フェライトによって形成することで、製造コスト上昇の抑制と、ＥＳＤ破壊特性の向上とを両立させることが可能である。
【００４２】
次に、保護基板１３ｂとして使用される導電性フェライト材料について、具体的に説明する。
表面抵抗率が１０２Ω／ｓｑ〜１０６Ω／ｓｑ程度で、キュリー温度が−１０℃以下である導電性フェライトとしては、ＮｉＺｎフェライトやＭｎＺｎフェライトがある。具体的には、ＮｉＺｎフェライトの場合、例えば、Ｆｅ２Ｏ３が４５ｍｏｌ％〜５５ｍｏｌ％、ＺｎＯが３８ｍｏｌ％〜５０ｍｏｌ％、その残りがＮｉＯとなる組成とすればよい。ただし、この場合はＮｉＯは必ず含まれる必要がある。また、ＭｎＺｎフェライトの場合は、例えば、Ｆｅ２Ｏ３が４８ｍｏｌ％〜５５ｍｏｌ％、ＺｎＯが３１ｍｏｌ％〜５０ｍｏｌ％、その残りがＭｎＯとなる組成とすればよい。ただし、この場合もＭｎＯは必ず含まれる必要がある。
【００４３】
ここで、一例として、作製されたＭｎＺｎフェライトの実測値を挙げる。ここでは、Ｆｅ２Ｏ３が４８ｍｏｌ％、ＺｎＯが４０ｍｏｌ％、ＭｎＯが１２ｍｏｌ％の組成比を有するＭｎＺｎフェライトを、還元雰囲気中および通常酸素雰囲気中での還元処理により作製した。このＭｎＺｎフェライトでは、キュリー温度が−２０℃以下、比透磁率μが２０℃の場合で１．５となった。また、体積抵抗率は、還元雰囲気中での還元の場合、１０３Ωｃｍ以下となり、通常雰囲気中の還元の場合、１０７Ωｃｍ以下となった。
【００４４】
次に、保護基板１３ｂに導電性フェライトを用いた場合の放電時の各種特性の測定値を具体的に挙げる。なお、ここでは、参考として、α−ヘマタイトおよびＡＬＴＩＣを保護基板１３ｂに用いた従来のＭＲヘッドの特性についても挙げ、これらと比較して説明する。
【００４５】
表１に、以下の測定例で用いた保護基板１３ｂの材料の特性を示す。また、図４は、表１に掲載した放電電流のピーク値を、材料の表面抵抗率の高い順に表したグラフである。さらに、図５〜図７は、基板材Ｒ１，Ｒ２およびＲ４についての放電時の電流波形をそれぞれ示すグラフである。
【００４６】
【表１】
2005182851.tif 000003
【００４７】
表１に示すように、導電性フェライトとしては、電気抵抗値の異なる３種類のＮｉ−Ｚｎフェライト（基板材Ｒ３〜Ｒ５）を用意した。また、放電電流の測定値は、デジタルビデオ用のＭＥテープと呼ばれる磁気テープ（表面抵抗率２０２Ω／ｓｑ）を２５ｃｍの長さに切断し、この磁気テープに電圧を印加して１６ｎＣの電荷を帯電させた後、ＭＲヘッドのヘッド摺動面を磁気テープの記録面に接触させて、放電を発生させたときの電流値であり、表１および図４ではそのときの電流のピーク値を示している。この測定では、ＭＲ素子の端子、ヘッド基板および保護基板をともに接地しておき、放電時にそれぞれに流れる電流をオシロスコープにより測定した。
【００４８】
なお、これらの測定に用いた磁気ヘッドでは、ＭＲ素子の幅が６μｍ、高さが３μｍで、素子自身の抵抗値が３５Ωとなっている。また、ヘッド基板の材料として基板材Ｒ１と同じα−ヘマタイトを用いている。
【００４９】
これらの測定結果によれば、電気抵抗値の比較的大きいα−ヘマタイトを保護基板に用いた場合には、放電電流が保護基板にバイパスされずに、ＭＲ素子に極めて大きな電流が流れてしまうことがわかる。逆に、電気抵抗値の比較的小さいＡＬＴＩＣを保護基板に用いた場合には、ＭＲ素子に流れる電流は抑制されているが、保護基板に極めて大きな電流が流れるために、電界の集中によりＭＲ素子の周囲に絶縁破壊などが生じるなど、ＭＲヘッドが損傷する要因になり得る。
【００５０】
これらに対して、基板材Ｒ３〜Ｒ５の導電性フェライトを保護基板に用いた場合には、磁気テープからＭＲヘッドに対して緩やかに放電され、保護基板とＭＲ素子とにそれぞれ流れる電流のピーク値がともに小さくなっている。特に、本発明の表面抵抗率の条件の下限値である１０２Ω／ｓｑに最も近い基板材Ｒ５では、保護基板とＭＲ素子の双方に流れる電流のピーク値が極めて小さくなっており、ＭＲ素子の安全性が高められている。
【００５１】
以上のように、表面抵抗率が１０２Ω／ｓｑ〜１０６Ω／ｓｑの導電性フェライトを保護基板の材料として使用することで、ヘッド基板の材料として従来のα−ヘマタイトを用いた場合でも、放電電流のピーク値を低減することができる。従って、ＭＲ素子のＥＳＤ破壊を防止する効果と、製造コストを抑制する効果とを両立させることができる。
【００５２】
また、放電電流をより確実に保護基板にバイパスさせるためには、磁気テープの走行方向を、保護基板側からヘッド基板側とすることが望ましい。ここで、図８は、再生用磁気ヘッドと磁気テープの走行方向との関係を示す図である。
【００５３】
図８に示すように、磁気テープ２を保護基板１３ｂの側からヘッド基板１３ａの側の方向に走行させ、再生用磁気ヘッド１３が回転したときに、磁気テープ２に対して保護基板１３ｂが最も先に接触するようにすることで、磁気テープ２に蓄積された電荷を保護基板１３ｂへ流しやすくなり、放電電流を抑制する効果が高まる。
【００５４】
また、導電性フェライトは、例えば従来使用されていたＡＬＴＩＣなどの基板材料と比較して、耐摩耗性が高い。ここで、図９は、磁気テープを摺動させたときの各ヘッド基板材料の摩耗特性を測定したグラフである。
【００５５】
図９では、例として、上記の表１の基板材Ｒ１（α−ヘマタイト），Ｒ２（ＡＬＴＩＣ）およびＲ５（導電性フェライト）をそれぞれ保護基板に用いたＭＲヘッドに対して、磁気テープを摺動させたときのＭＲ素子の抵抗値の変化を示している。この図９によれば、フェライト材料である基板材Ｒ１およびＲ５を用いた場合では、５００時間が過ぎてもＭＲ素子の抵抗値に変化が生じず、ＭＲ素子や保護基板がほとんど摩耗していないことがわかる。これに対して、基板材Ｒ２を用いた場合では、約２００時間でＭＲ素子の抵抗値が上昇し、ＭＲ素子や保護基板が損傷し始めていることがわかる。
【００５６】
このように、導電性フェライトは耐摩耗性に優れていることから、保護基板に用いることにより、摩耗によるＭＲ素子の損傷を防止することができる。特に、図８に示したように、磁気テープが保護基板の側から接触するように構成することで、ＭＲ素子をより確実に保護することができる。また、上記の図４などのように、ＡＬＴＩＣを保護基板に用いた場合にもＭＲ素子に流れる電流量を抑制することができるが、図９のようにＡＬＴＩＣは摩耗が早いため、磁気テープ用の磁気ヘッドの基板材としては導電性フェライトを用いる方が適していると言える。
【００５７】
なお、上記の実施の形態で示したヘッドドラム装置は、磁気記録再生装置だけでなく、磁気テープの再生のみ行うことが可能な磁気再生装置に適用することも可能である。
また、本発明の磁気ヘッドは、ヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置だけでなく、リニア方式の磁気記録再生装置にも用いることが可能である。
【００５８】
さらに、本発明のように保護基板のみを導電性フェライトにより形成する構造は、ハードディスクドライブ用の磁気ヘッドにも応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】再生用磁気ヘッドの構成例を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るヘッドドラム装置の構成例を示す斜視図である。
【図３】再生用磁気ヘッドの構成例を示す側面図である。
【図４】放電電流のピーク値を材料の表面抵抗率の高い順に表したグラフである。
【図５】保護基板をα−ヘマタイトとしたときの放電時の電流波形を示すグラフである。
【図６】保護基板をＡＬＴＩＣとしたときの放電時の電流波形を示すグラフである。
【図７】保護基板を導電性フェライトとしたときの放電時の電流波形を示すグラフである。
【図８】再生用磁気ヘッドと磁気テープの走行方向との関係を示す図である。
【図９】磁気テープを摺動させたときの各ヘッド基板材料の摩耗特性を測定したグラフである。
【図１０】ＭＲヘッドにおけるＥＳＤ破壊電圧の測定結果を示すグラフである。
【図１１】放電後のＧＭＲヘッドの感度の測定例を示すグラフである。
【図１２】ＭＲヘッドにおける放電時の電流波形の測定結果を示すグラフである。
【図１３】ヘッド基板および保護基板の材料としてα−ヘマタイトを用いた場合において、磁気テープ上に蓄積された電荷量と、この電荷を放電させた後のＭＲヘッドの抵抗値との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１……ヘッドドラム装置、２……磁気テープ、１１……回転ドラム、１２……固定ドラム、１３……再生用磁気ヘッド、１３ａ……ヘッド基板、１３ｂ……保護基板、１３ｃ……ＭＲ素子、１３ｄ，１３ｅ……シールド膜、１３ｆ，１３ｇ，１３ｈ，１３ｉ……絶縁膜、１４ａ，１４ｂ……導線、１５ａ，１５ｂ……端子、１６……ベースメタル、１７……接着剤、１８……止めネジ、１９……導電性ペースト
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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