JP2000339619A - 耐磨耗性磁気書込ヘッド - Google Patents

耐磨耗性磁気書込ヘッド

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JP2000339619A
JP2000339619A JP2000146090A JP2000146090A JP2000339619A JP 2000339619 A JP2000339619 A JP 2000339619A JP 2000146090 A JP2000146090 A JP 2000146090A JP 2000146090 A JP2000146090 A JP 2000146090A JP 2000339619 A JP2000339619 A JP 2000339619A
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tape
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resistant material
layer
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Poorman Paul
ポール・プアマン
Howe Stephen
ステファン・ハウ
Patricia A Beck
パトリシア・エー・ベック
George M Clifford Jr
ジョージ・エム・クリフォード，ジュニア
H Henze Richard
リチャード・エイチ・ヘンゼ
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気テープ用ヘッドのテープ接触個所である縁
の摩耗を抑え、長期間安定動作できるようにするととも
に、この摩耗抑制がヘッドの特性に悪影響を及ぼさない
様にする。 【構成・作用】ヘッド１０のうちでテープが接触する縁
１４、１６部分にのみ耐摩耗性材料３８を設ける。耐摩
耗性材料は、デポジションによって形成してもよいし、
あるいは所要個所に埋め込むことによって設置してもよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に磁気記録媒
体への記録／書込みに関し、更に詳細には、サーボパタ
ーンを磁気テープに書込むためのサーボ書込ヘッド等の
改良に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】データ記録密度が益々高く
なるにつれて、磁気記憶媒体に対してデータを記録し読
出すために磁気読出し・書込ヘッドの益々精密な位置決
めが必要になってきている。データはしばしば互いに平
行な複数のトラックに書込まれる。読出し／書込ヘッド
は、データを読出しまたは記録するとき、高速で移動し
て特定のデータトラック上に位置決めされなければなら
ない。磁気ヘッドは、ヘッドと磁気記憶媒体との間で変
換方向(transducing direction)、通常は長手方向、に
相対移動が発生するにつれてデータを記録し読出す。ヘ
ッドは一般に１本のトラックから他のトラックへ、トラ
ックの幅方向にテープを横断して変位方向(translating
direction)に移動する。たとえば、磁気テープは通常、
テープの縁に平行で変換方向にテープの長手方向に沿っ
て延びるデータトラックを含んでいる。ヘッドは、縁か
ら縁へ変位方向にテープを横断して、あるトラックから
別のトラックへ移動する。
【０００３】磁気媒体上でデータの読出し及び記録を行
う記憶装置は、サーボ制御装置を使用してヘッドを変位
方向に正しく位置決めすることができる。高性能リニア
テープ駆動装置が高い面積密度で記録するために、トラ
ック追尾用閉ループサーボ装置を実装するようになって
きている。サーボ制御装置は、記憶媒体のサーボトラッ
クに記録されたサーボ位置情報を読む磁気サーボ読出し
ヘッドから位置信号を得る。サーボ位置情報は、磁気テ
ープに、たとえば、何も書き込まれていない生テープを
製造してからエンドユーザ向けのテープカートリッジへ
のパッケージングの間に行われる、事前フォーマットプ
ロセスの一部として記録される。サーボ書込機械の磁気
サーボ書込ヘッドは、通常、テープを裁断してカートリ
ッジに組みつける前に、まとめてテープにサーボ情報を
記録する。このようなサーボ書込ヘッド及び対応するサ
ーボ位置決め装置の例については、"Timing ased Servo
System For Magnetic Tape Systems"と題された米国特
許第5,689,384号に記述されている。
【０００４】"Batch Fabricated Servo Write Head"と
いう名称の、出願番号第08/959,509号の米国特許出願
は、従来技術のサーボ書込ヘッドのように個別にではな
く、バッチプロセスで、つまりまとめて、製作できるサ
ーボ書込ヘッドを説明している。図１及び図２を参照す
ると、08/959,509出願のバッチプロセスで作成されたサ
ーボ書込ヘッド100は、高磁気能率を有する磁性材料の
薄い層104の上に平らなテープ記録面102、及び丸みを帯
びた前縁及び後縁106及び108を備えている。サーボパタ
ーン用ギャップ110が支持面102の中心に層104内に形成
されている。テープ 112は前縁及び後縁106及び108でヘ
ッド100に接触している。前縁及び後縁に沿う過度の磨
耗はテープ112との接触から生ずることが見いだされて
いる。過度の磨耗は記録面102のテープ／ヘッド境界に
詰まったりあるいはテープ112に掻き傷を付ける恐れの
ある屑を発生する可能性がある。過度の磨耗はまた、ヘ
ッドの前縁及び後縁の形状を変え、テープ／ヘッド間隔
が大きくなった望ましくない輪郭を生ずる。その上、過
度の磨耗が起こると、薄い磁気層104の縁が前縁及び後
縁106及び108でヘッド／テープ接触領域と一致すれば、
この磁気層104が剥がれてしまうことがある。
【０００５】過度のヘッド磨耗の問題に対する従来の解
決法には、一般に、ヘッド全体に耐磨耗皮膜を付与す
る、"Tape Head With Low Spacing Loss Produced By N
arrowAnd Wide Wear Regions"という名称の米国特許第
5,055,959号、及び'米国特許第5,689,384号に記された
「接触」ヘッドがある。米国特許第5,055,959号は、テ
ープとヘッドとの間の接触圧力を減らすためのパッドを
広くしたサーボ書込ヘッドについて説明している。しか
し、ヘッドパッドを広くするのは、図１及び図２に示し
たバッチ製作ヘッドのような丸め縁／平坦サーボ書込ヘ
ッドでは実際的でない。米国特許出願第08/959,509号の
図４に示すように、ヘッド全体に耐磨耗皮膜を付与する
ことは磨耗を減らすのに有効ではあろうが、そのような
皮膜はテープとヘッドとの間の磁気間隔を大きくし、テ
ープ上にサーボパターンを記録するヘッドの有効性を減
らすことがあり、あまり望ましくない。米国特許第5,68
9,384号に記されている接触ヘッドは、おそらくは、も
はや動作しなくなるまで磨耗していくが、比較的短い有
効寿命及びヘッドが磨耗するにつれて記録特性が変化す
る可能性があるため望ましくない。本発明はこれらの問
題を解決することを目的とする。
【０００６】
【概要】したがって、本発明の一実施例によれば、前縁
及び／または後縁が耐磨耗性材料で構成され、サーボデ
ータをテープに記録するヘッドの性能に与える悪影響を
極小にしながら、テープがヘッドに接触する場所での磨
耗を減らすヘッドが提供される。本発明の一実施形態で
は、ヘッド記録面上方を通過する前にテープがヘッドと
接触する前縁に耐磨耗性材料の局部層が形成されてい
る。第２の実施形態では、前縁が記録面に隣接してヘッ
ド構造に埋め込まれた耐磨耗性材料から形成されてい
る。また、第３の実施形態では、前縁は、ヘッド構造の
側面に貼り付けられた耐磨耗性材料のストリップ（stri
p、帯状片）として形成されている。各実施形態につい
て、耐磨耗性材料を、テープが記録面上方を通過してか
らもヘッドに接触することのある後縁に対しても上述の
ようにして付与することもできる。
【０００７】上に要約したように、耐磨耗性材料を前縁
及び後縁に使用すると磨耗が減る一方、ヘッド記録面と
テープとの間の所要間隔をヘッドの全寿命にわたり維持
するのに役立つ。本発明は、そうしなければサーボ記録
プロセス中に発生するヘッドからの屑を減らしまたは全
く無くするのにも役立つはずであり、これはまたヘッド
の詰まり及びテープの引っ掻きを極小にするのに役立つ
はずである。図１及び図２に示したもののような、ヘッ
ド構造の記録面に埋め込まれたりあるいは付着された耐
磨耗性材料の薄い層を使用するタイプのヘッドでは、本
発明は、この磁性層が前縁または後縁で基礎ヘッド構造
から剥離する可能性を減らしまたは全く無くするのに役
立つはずである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下の説明はサーボ書込について
記すが、本発明をサーボ書込ヘッドだけの使用に限定す
るつもりはない。本発明はいかなる磁気読出しヘッドま
たは書込ヘッドまたは読出し／書込ヘッドにも使用可能
である。
【０００９】図３及び図４は、本発明の一実施形態に従
って構成されたサーボ書込ヘッド10を示す。ここには、
ヘッド上の、テープがヘッドに接触することのある前縁
及び後縁に耐磨耗性材料が形成されている。図２及び図
３を参照すると、磁気記録テープ12が湾曲前縁14及び湾
曲後縁16でヘッド10に接触している。テープ12はヘッド
12の中心でテープ12とヘッド10との間の間隔19で形成さ
れた空気軸受により支持されて平らな記録面18の上方を
走行する。「記録面」は、本願明細書で使用するかぎ
り、一般に磁束を発生してサーボパターンなどをテープ
に記録するヘッドの中心部分を含む平面状区域を指す。
磁気ギャップ20がヘッド10の中心近くに所要パターンを
成して形成され、サーボ情報をテープに記録している。
「形成された」、「形成」あるいは「形成する」という
用語は、本願明細書で使用するかぎり、材料を付与、除
去、あるいは他のやり方で処理して、所要構造を得るプ
ロセスを一般的に指している。付加による形成のプロセ
スには、たとえば、堆積、めっきなどがある。除去によ
る形成のプロセスには、たとえば、エッチング、切削、
アブレーティングなどがある。ギャップ20は、米国特許
出願第08/959,509号に説明されているように非磁性スペ
ーサー24の上に形成された高モーメント磁性材料の層22
中に形成される。層22に適する材料には、たとえば、窒
化鉄アルミニウム（ＦｅＡｌＮ）、窒化鉄タンタル（Ｆ
ｅＴａＮ）、及びニッケル鉄（ＮｉＦｅ）がある。
【００１０】ヘッド10は、非磁性スペーサ24により分離
された磁性材料、通常はフェライト、の馬蹄形区域28を
備えている。スペーサ24を、ガラス、カルシウムチタン
石(calcium-titanite)、のような、任意の適切な非磁性
材料からでも、あるいは空気からでさえ作ることができ
る。導電巻線34のコイルを馬蹄形区域28の一部の周り
に、図３から図６に概略を示したように側面に沿って巻
く。スペーサ24の幅は通常100〜500μｍである。このと
き書き込み電流により生ずる磁束は、大部分、磁性層22
に閉じこめられる。
【００１１】図３及び図４に示した本発明の実施形態で
は、耐磨耗性材料の層38が、テープ12がヘッド10に接触
する前縁14及び後縁16に形成されている。耐久層38が前
縁14及び後縁16を覆っている。磁性層22とフェライト区
域28の間の遷移区域40及び42が、図４に示したように前
縁14及び後縁16にまたはその非常に近くに設置されてい
るヘッド装置では、耐久層38は遷移区域40及び42も覆う
べきである。ヘッド構造（図３及び図４のフェライト区
域28及び磁性層22）に接着し、結合し、または他のやり
方で施すことができる適切な耐磨耗性材料を耐久層38に
使用することができる。たとえば、ダイアモンド状カー
ボンは、耐久層38に適する材料の一つである。最大約1.
0μｍの厚さまでのダイアモンド状カーボン耐久層をギ
ャップ20の位置でヘッド10とテープ12との間の間隔に悪
影響を与えずに使用できることが、シミュレーション・
モデルから期待されている。耐久層38の厚さは、テープ
速度、ヘッドの曲率、耐磨耗性材料の耐磨耗度、及び様
々な処理パラメータのような因子によって変化する。
【００１２】米国特許出願第08/959,509号に説明されて
いるバッチ製作プロセスでは、耐久層38は、通常、磁性
層22の後で形成される。耐久層38を、堆積、積層、めっ
き、析出、及び薄膜製作の当業者に周知の同様の技法に
より形成することができる。ヘッド10の中心部分を耐久
層38の形成期間中マスクしまたは他のやり方で保護し、
記録面に耐磨耗性材料が全く存在しないようにして、間
隔による損失を防止する。このようにする代わりに、耐
磨耗性材料をヘッドを完全に横断するように付与した場
合は、それをエッチングすることによって境界を前縁区
域まで戻して、ヘッドの書き込み区域にはこの材料が存
在しないようにすることができる。
【００１３】図５及び図６は、本発明の代替実施形態を
示す。ここでは耐磨耗性材料のブロック44（図５）及び
ストリップ48（図６）がヘッド10の各面に沿って前縁14
及び後縁16に形成されている。ブロック44及びストリッ
プ48は、同じ基本構成の代表的な２つの形状例を示して
いるが、酸化アルミニウム−チタンカーバイド（Ａｌ2
Ｏ3−ＴｉＣ）または他の適切な耐磨耗性材料から作ら
れる。他の形状も可能である。たとえば、丸い棒を前縁
14及び後縁16でヘッド10に挿入することもできる。
【００１４】米国特許出願第08/959,509号の出願に記載
されているバッチ製作プロセスでは、耐久ブロック44が
フェライト区域28に彫られた窪み46の中に形成されてい
る。耐久ブロック44は磁性層22の形成の前でもあるいは
後でも形成できる。耐久ブロック44は、窪み46の中に設
けられる事前形成された挿入物として形成したり、ある
いは窪みに詰めてからこのブロックを整形することによ
り、形成することができる。他の適切な形成技法を使用
してもよい。耐久ブロック44は米国特許出願第08/959,5
09号に述べられているように、輪郭を形成して、所要の
前縁及び後縁14及び16になるようにする。
【００１５】米国特許出願第08/959,509号の出願に記載
されているバッチ製作プロセスでは、耐久ストリップ48
を、フェライト区域28の側面50及び52に、積層あるいは
別のやり方で貼りつけまたは接合する。耐久ストリップ
48は磁性層22の形成の前でも後でも形成できる。上に記
した耐久ブロックと同様に、耐久ストリップ48は、米国
特許出願第08/959,509号に述べられているように、その
輪郭を形成して、所要の前縁及び後縁14及び16になるよ
うにする。
【００１６】耐久ストリップ48を形成するのに使用でき
る一つの技法として、図７〜図１０に示した多重ヘッド
10のバッチ製作プロセスのうちの一部がある。図７及び
図９は、フェライト56、耐磨耗性材料58、及び非磁性材
料60の層を備えた積層されたウェーハ54を示す。図７で
は、耐磨耗性材料58はウェーハ54の頂部に沿った部分だ
けに延在している。図９では、耐磨耗性材料58はウェー
ハ54の高さ方向の全体に渡って延在している。図７及び
図９におけるウェーハ54のフェライト層及び非磁性層
は、多重ヘッド10の全体の形状に既に形成されてしまっ
ている。図８及び図１０に示したように、各ヘッド10
は、図７及び図９に点線で示したように耐久層58を貫い
て切断することにより、ウェーハ54から鋸引きによって
長手方向に切り分けられる（どの切断面も耐久層58を通
っている）。次に、上述のように耐久層58の輪郭を形成
して、所要の前縁及び後縁14及び16となるようにするこ
とができる。
【００１７】本発明を前述の実施形態を参照して図示し
説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱するこ
となく、他の形態や細目を取ることができるということ
を理解しなければならない。たとえば、前縁を覆ったり
あるいは耐磨耗性材料で前縁を形成する耐磨耗性膜を使
用することは、図示し説明した丸縁／平坦輪郭形式のヘ
ッドに限定されない。また、本発明は米国特許出願第08
/959,509号に述べられているバッチ製作プロセスによれ
ば最も実施しやすいが、本発明を個別に製造されるヘッ
ドに使用することもできる。本発明は他のヘッド輪郭に
ついても磨耗低減に役立つことができる。したがって、
本発明を特許請求の範囲の範囲内で広く解釈すべきであ
ることを理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】1997年10月28日に出願された米国特許出願第08
/959,509号に記載されたサーボ書き込みヘッドの部分断
面斜視図。
【図２】図１のサーボ書込ヘッドの端部断面図。
【図３】耐磨耗性材料の局部層がヘッドの前縁及び後縁
に形成されている、本発明の一実施形態に従って構成さ
れたサーボ書込ヘッドの部分断面斜視図。
【図４】図３のサーボ書込ヘッドの端部断面図。
【図５】耐磨耗性材料がヘッドの前縁及び後縁に埋め込
まれている、本発明の第２の実施形態に従って構成され
たサーボ書込ヘッドの端部断面図。
【図６】耐磨耗性材料が前縁及び後縁でヘッドの各面に
沿って形成されている、本発明の第３の実施形態に従っ
て構成されたサーボ書込ヘッドの端部断面図。
【図７】バッチ製作プロセスにおいて個別ヘッド構造が
切り出されるフェライト・ウェーハの斜視図。
【図８】図７のウェーハから切り出された個別ヘッド構
造の斜視図。
【図９】耐磨耗性材料ストリップがウェーハの高さ全体
に広がっている、バッチ製作プロセス中個別ヘッド構造
が切り出されるフェライト・ウェーハの斜視図。
【図１０】図９のウェーハから切り出された個別ヘッド
構造の斜視図。
【符号の説明】
10：ヘッド構造 12：テープ 14：前縁 16：後縁 18：記録面 20：ギャップ 22：磁性材料層 24：スペーサ 38、44、48：耐磨耗性材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステファン・ハウ アメリカ合衆国アイダホ州ボイジー ペレ グリン・プレイス 2682 (72)発明者 パトリシア・エー・ベック アメリカ合衆国カリフォルニア州パロアル ト ページ・ミル・ロード 1501 (72)発明者 ジョージ・エム・クリフォード，ジュニア アメリカ合衆国カリフォルニア州ロスアル トスヒルズ タングルウッド・レイン 26789 (72)発明者 リチャード・エイチ・ヘンゼ アメリカ合衆国カリフォルニア州サンカル ロス ハワード・アベニュー 2610

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】以下の(a)から(c)を設けた磁気テープ（1
    2）用ヘッド： (a) 記録面（18）； (b) 前記記録面（18）に隣接して設けられ、前記テープ
    （12）が前記記録面（18）の上を通過する前に接触する
    ようになっている丸みを帯びた前縁（14）； (c) 前記前縁（14）に設けられた耐磨耗性材料の第１の
    層（38）。
  2. 【請求項２】以下の(d)から(e)を備えていることを特徴
    とする請求項１に記載の前記ヘッド： (d) 前記記録面（18）に隣接して設けられ、前記テープ
    （12）が前記記録面（18）の上を通過してからその上を
    通過するようになっている丸みを帯びた後縁（16）； (e) 前記後縁（16）に設けられた耐磨耗性材料の第２の
    層（38）。
  3. 【請求項３】以下の(a)から(c)を設けた磁気テープ（1
    2）用ヘッド： (a) ヘッド構造（10）； (b) 前記ヘッド構造（10）に沿う記録面（18）； (c) 前記記録面（18）に隣接して前記ヘッド構造（10）
    に埋め込まれた耐摩耗性材料を含み、前記テープ（12）
    が前記記録面（18）の上を通過する前に接触するように
    なっている丸みを帯びた前縁（14）。
  4. 【請求項４】以下の(d)を設けたことを特徴とする請求
    項３記載のヘッド： (d) 前記記録面（18）に隣接して前記ヘッド構造（10）
    に埋め込まれた耐摩耗性材料を含み、前記テープ（12）
    が前記記録面（18）の上を通過してからその上を通過す
    るようになっている丸みを帯びた後縁（16）。
  5. 【請求項５】以下の(a)から(d)を設けた磁気テープ（1
    2）用ヘッド： (a) ヘッド構造（10）； (b) 前記ヘッド構造（10）に沿う記録面（18）； (c) 前記記録面（18）に隣接して前記ヘッド構造（10）
    の第１の面に設けられ、前記テープ（12）が前記記録面
    （18）の上を通過してからその上を通過するようになっ
    ている耐磨耗性材料のストリップ（48）を有する丸みを
    帯びた前縁（14）。
  6. 【請求項６】以下の(d)を設けたことを特徴とする請求
    項５記載のヘッド： (d) 前記記録面（18）に隣接して前記ヘッド構造（10）
    の第１の面に設けられ、前記テープ（12）が前記記録面
    （18）の上を通過してからその上を通過するようになっ
    ている、耐磨耗性材料のストリップ（48）を有する丸み
    を帯びた後縁（16）。
  7. 【請求項７】以下の(a)から(e)を設けた磁気テープ（1
    2）用ヘッド： (a) 第１のフェライト部分、第２のフェライト部分、及
    び前記第１のフェライト部分と前記第２のフェライト部
    分との間の非磁性スペーサ（24）を有する複合ヘッド構
    造（10）； (b) 前記ヘッド構造（10）に沿って設けられ、前記スペ
    ーサ（24）の上方に少なくとも一つのギャップ（20）を
    有する磁性材料の層（22）； (c) 前記磁性材料の層（22）により画定され、その書込
    域に前記ギャップ（20）が設けられている記録面（1
    8）； (d) 前記記録面（18）に隣接して設けられ、前記テープ
    （12）が前記記録面（18）の上を通過する前に接触する
    ようになっている、耐磨耗性材料（38、44、または48）
    を有する丸みを帯びた前縁（14）； (e) 前記記録面（18）に隣接して設けられ、前記テープ
    （12）が前記記録面（18）の上を通過してから接触する
    ようになっている、耐磨耗性材料（38、44、または48）
    を有する丸みを帯びた丸みを帯びた後縁（16）。
  8. 【請求項８】前記前縁（14）は前記第１のフェライト部
    分に前記耐磨耗性材料の層（38）を備え、 前記後縁（16）は前記第２のフェライト部分に前記耐磨
    耗性材料の層（38）を備えていることを特徴とする請求
    項７に記載の前記ヘッド。
  9. 【請求項９】前記前縁（14）は前記第１のフェライト部
    分に埋め込まれた前記耐磨耗性材料の第１の個片（44）
    を備え、 前記後縁（16）は前記第２のフェライト部分に埋め込ま
    れた前記耐磨耗性材料の第２の個片（44）を備えている
    ことを特徴とする請求項７に記載の前記ヘッド。
  10. 【請求項１０】前記前縁（14）は前記第１のフェライト
    部分の面に取り付けられた前記耐磨耗性材料の第１のス
    トリップ（48）を備え、 前記後縁（16）は前記第２のフェライト部分に取り付け
    られた前記耐磨耗性材料の第２のストリップ（48）を備
    えていることを特徴とする請求項７に記載の前記ヘッ
    ド。
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