JP3612906B2 - 磁気ヘッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の磁気コア半体がギャップ膜を介して各々の突合せ面にて接合されて磁気ギャップが形成されてなる磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）に設けられている磁気ヘッドは、回転ドラムの周面に設けられて回転型磁気ヘッド装置とされ、磁気記録媒体である磁気テープに磁気記録媒体摺動面が摺動することにより映像や音声等の記録・再生を行うものである。
【０００３】
近時では、ＶＴＲの小型軽量化及び高品質化を図るための技術革新はめざましく、磁気記録媒体である磁気テープの高記録密度化が一層進められている。特に、保磁力（Ｈｃ）の大きい磁気テープにおける高いＣ／Ｎを実現するために、各磁気コア半体の突合せ面に高飽和磁束密度をもつ金属磁性膜が成膜されてなる、いわゆるメタル・イン・ギャップの磁気ヘッド（ＭＩＧヘッド）が実用化されている。
【０００４】
また、上記高記録密度化に伴い、トラック幅やギャップ長等の狭小化が進行し、磁気テープの摺動時における当該磁気テープと磁気ヘッドの磁気記録媒体摺動面との相対速度も大きくなっている。このため、上記磁気ヘッドを構成する磁気コアの材料としては、優れた加工性と耐摩耗性が要求され、単結晶フェライトが広く用いられている。
【０００５】
具体的に、磁気コアの材料として単結晶フェライトが用いられたＭＩＧ型の磁気ヘッドは、図２１に示すように、トラック幅規制溝１０３により形成された突合せ面に金属磁性膜が成膜されてなる一対の磁気コア半体１０１，１０２がＳｉ０２ 等の絶縁材料よりなるギャップ膜を介して突き合わせられ、溶融された融着ガラスにより接合されて所定のアジマス角をもつ磁気ギャップｇが形成されて構成されている。
【０００６】
そして、巻線溝１０４及びガイド溝１０５に銅線等の線材が巻回され図示しない磁気コイルが形成されて上記磁気ヘッドが構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、磁気コアの材料として単結晶フェライトが用いられた磁気ヘッドには、以下に示すような問題がある。
【０００８】
磁気コアの材料として単結晶フェライトが用いられた磁気ヘッドは、多結晶フェライトが用いられたものに比して出力特性や耐摩耗性、精密加工性等に優れているが、摺動ノイズが大きくＣ／Ｎが劣化する。特に、記録波長の短波長化に伴って使用周波数帯がより高域へと拡がるために、ノイズレベルを低減させて高い出力特性を確保することが益々厳しくなっている。
【０００９】
そこで本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、記録・再生を行う際の電磁変換特性や耐摩耗特性を損なうことなく、摺動ノイズ特性を大幅に向上させることを可能とする磁気ヘッドを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために提案される本発明は、フェライトからなる一対の磁気コア半体の各突合せ面に高飽和磁束密度をもつ金属磁性膜が成膜され、上記一対の磁気コア半体がギャップ膜を介して各突合せ面にて接合されて磁気ギャップが形成されるとともに、磁気記録媒体摺動面における磁気記録媒体との当り幅を規定する当り幅規制溝が形成されてなり、上記当り幅規制溝の深さが２５μｍ以上４５μｍ以下であって、上記磁気記録媒体摺動面の当り幅が上記当り幅規制溝の深さより大となるようになされたメタル・イン・ギャップ（ＭＩＧ）型の磁気ヘッドである。
【００１１】
ここで、各磁気コア半体は、単結晶フェライトを材料とするものや、その磁気ギャップ近傍が単結晶フェライトからなるとともに、その他の部分が多結晶フェライトからなるものに主眼を置いている。
【００１２】
本発明の磁気ヘッドは、上記当り幅規制溝の深さが磁気記録媒体摺動面の当り幅より小となるようになされて構成される。
【００１３】
ここで具体的には、磁気記録媒体摺動面の当り幅が５５±６μｍの値とされ、当り幅規制溝の深さが３７±１２μｍとされ、当り幅規制溝の角部のＲが１６μｍ以下とされるように形成されることが好適である。
【００１４】
また、具体的には、上記当り幅規制溝をその深さが２５μｍ以上４５μｍ以下の値となるように形成することも好適である。
【００１５】
さらに、磁気記録媒体摺動面を、その磁気記録媒体の入端側をテーパ加工面とするとともに、出端側を除去した形状に形成することも好適である。
【００１６】
さらにまた、磁気記録媒体摺動面の当り幅及び当り幅規制溝の深さを全体的に略々一定となるように、磁気記録媒体の摺動方向の曲率に略々沿うように当り幅規制溝を形成することも好適である。
【００１７】
ここで、磁気ヘッドの摺動ノイズを低減させるにあたり、この摺動ノイズの発生メカニズムが、磁気記録媒体と磁気ヘッドが摺動することにより発生する振動が逆磁歪現象によって磁化に変換され、この磁化が磁気ヘッドの磁気コイルから検出されるものであると考えられる。
【００１８】
そこで本発明者等は、磁気ヘッドの構成部材のなかで、磁気記録媒体との摺動によって最も振動しやすく、且つ電磁変換特性に影響を及ぼす可能性の高い領域を見つけ出し、その領域を振動し難い構造に改善することにより、摺動ノイズを低減させることを図った。
【００１９】
それに加えて、上記領域が振動する場合には、振動体の寸法比に応じた共振現象が起こり、その共振周波数に対応した摺動ノイズが発生していると考えられるため、逆に共振に支配的な寸法を見つけ出し、その寸法比を変えることで共振周波数を使用周波数帯から除外することも図った。
【００２０】
すなわち、磁気ヘッドにおいて、磁気記録媒体との摺動によって最も振動しやすく、且つ電磁変換特性に影響を及ぼす可能性の高い領域とは、磁気記録媒体摺動面における当り幅と当該当り幅を規定する当り幅規制溝とにより囲まれた領域である。この領域の高さ、則ち当り幅規制溝の深さを当り幅より小とすることにより、この領域の剛性が高まり共振し難くなる。さらに、磁気ヘッドにおいて、好ましくは、磁気記録媒体摺動面の当り幅を５５±６μｍの値とし、当り幅規制溝の深さを３７±１２μｍとし、当り幅規制溝の角部のＲを１６μｍ以下することによって、さらに共振し難くなる。したがって、磁気記録媒体の摺動に伴う振動が抑制されて摺動ノイズの発生が低減することになる。さらに、好ましくは、当り幅規制溝の深さを（３５±１０）μｍの範囲内の値とすることにより、さらに共振し難くなる。
【００２１】
さらに、上記領域が共振する場合でも、当り幅規制溝の深さが当り幅より小とされているために、共振周波数が高域にシフトし、磁気記録媒体の使用周波数帯から当該共振周波数が除外されることになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る磁気ヘッドの具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
本実施の形態の磁気ヘッドは、各磁気コア半体の突合せ面にそれぞれ軟磁性金属材料からなる金属磁性膜が成膜されてなる、いわゆるメタル・イン・ギャップ（ＭＩＧ）型のものである。
【００２４】
この磁気ヘッドは、図１乃至図３に示すように、磁気記録媒体摺動面ａに磁気ギャップｇが形成されてなるものであり、所定の基板上上に接着固定されて構成されている。そして、この磁気ヘッドが図示しない回転ドラムの周面上に配設されて記録・再生が行われることになる。
【００２５】
上記磁気ヘッドは、単結晶フェライトよりなる一対の磁気コア半体１１，１２のトラック幅規制溝１３が形成された各一主面に軟磁性金属材料からなる金属磁性膜１４及びギャップ膜１５が順次成膜され、これら各磁気コア半体１１，１２が上記各主面にて突き合わされて、磁気記録媒体摺動面ａにおいて所定のアジマス角をもつ磁気ギャップｇが形成されて構成されている。
【００２６】
この場合、磁気コア半体１１，１２を、その磁気ギャップｇの近傍の材料として単結晶フェライトを用いるとともに、その他の部分の材料として多結晶フェライトを用いて構成してもよい。
【００２７】
ここで、上記磁気ヘッドにおいては、磁気記録媒体摺動面ａにおける磁気テープとの当り幅Ｗを規定する当り幅規制溝２１が磁気記録媒体摺動面ａの両側部にそれぞれ形成されており、当該当り幅規制溝２１の深さＨが磁気記録媒体摺動面ａにおける当り幅Ｗより小、ここでは２５μｍ以上４５μｍ以下の所定値とされている。
【００２８】
さらに、上記磁気ヘッドにおいては、磁気記録媒体摺動面ａが、磁気テープ走行時における当該磁気テープの入端側ｍにテーパ加工が施されてテーパ加工面２２が形成されるとともに、磁気テープの出端側ｎが除去されて切欠部２３が形成されている。
【００２９】
これら磁気コア半体１１，１２が突き合わされた際に、図示しないガラス溝に融着用のガラス材が挿入されて高温にて溶融され、これら磁気コア半体１１，１２が接合されている。
【００３０】
ここで、上記磁気コア半体１１，１２には、コイルを巻回するための巻線溝１６及びガイド溝１７が形成されている。そして、これら磁気コア半体１１，１２が接合されることにより各巻線溝１６が対向して巻線窓１８が形成され、これら巻線窓１８及び各ガイド溝１７に図示しない巻線が施されて上記磁気ヘッドが構成される。
【００３１】
ここで、磁気ヘッドの摺動ノイズを低減させるにあたり、この摺動ノイズの発生メカニズムが、磁気テープと磁気ヘッドが摺動することにより発生する振動が逆磁歪現象によって磁化に変換され、この磁化が磁気ヘッドの磁気コイルから検出されるものであると考えられる。
【００３２】
そこで本実施の形態においては、磁気ヘッドの構成部材のなかで、磁気テープとの摺動によって最も振動しやすく、且つ電磁変換特性に影響を及ぼす可能性の高い領域を見つけ出し、その領域を振動し難い構造に改善することにより、摺動ノイズを低減させることを図った。
【００３３】
それに加えて、上記領域が振動する場合には、振動体の寸法比に応じた共振現象が起こり、その共振周波数に対応した摺動ノイズが発生していると考えられるため、逆に共振に支配的な寸法を見つけ出し、その寸法比を変えることで共振周波数を使用周波数帯から除外することも図った。
【００３４】
すなわち、上記磁気ヘッドにおいて、磁気テープとの摺動によって最も振動しやすく、且つ電磁変換特性に影響を及ぼす可能性の高い領域とは、磁気記録媒体摺動面ａにおける当り幅Ｗと当該当り幅Ｗを規定する当り幅規制溝２１とにより囲まれた領域Ｅである。この領域Ｅの高さ、則ち当り幅規制溝２１の深さＨを当り幅Ｗより小、具体的には（３５±１０）μｍの範囲内の値とすることにより、当該領域Ｅの剛性が高まり共振し難くなる。したがって、磁気テープの摺動に伴う振動が抑制されて摺動ノイズの発生が低減する。
【００３５】
さらに、上記領域Ｅが共振する場合でも、当り幅規制溝２１の深さＨが当り幅Ｗより小とされているために、共振周波数が高域にシフトし、磁気テープの使用周波数帯から当該共振周波数が除外されることになる。
【００３６】
また、上記磁気ヘッドにおいては、各磁気コア半体１１，１２の材料として、特に磁気ギャップｇの近傍を構成する材料として単結晶フェライトが用いられているために、上述のように摺動ノイズを低減させることが可能となるに加えて、出力特性や耐摩耗性、精密加工性等も向上させることができる。
【００３７】
さらに、磁気記録媒体摺動面ａの入端側ｍがテーパ加工面２２とされるとともに、出端側ｎが切欠部２３とされているために、磁気記録媒体摺動面ａの形状が磁気テープとの摺動に起因して摩耗しても磁気テープとの所定の当り長を確保しつつ当り幅Ｗの長大化を回避することが可能となる。
【００３８】
以下、上記磁気ヘッドの製造方法について説明する。
【００３９】
上記磁気ヘッドを作製するに際しては、平面研削盤等を用いてＭｎ−Ｚｎ等よりなるフェライト基板の平面出しを行う。
【００４０】
ここでは、所定の面方位を有する単結晶基板を用いたが、他の面方位の単結晶基板や多結晶基板或は単結晶フェライトと多結晶フェライトとの接合基板を用いてもよい。
【００４１】
続いて、上記フェライト基板の一主面に巻線溝及びガラス溝をスライサー等を用いて形成した後に、これら巻線溝及びガラス溝と略々直交する方向に複数の帯状のトラック幅規制溝を切削或は研削により形成する。
【００４２】
次いで、上記フェライト基板の一主面にポリッシング等の鏡面加工を施す。その後、上記フェライト基板をその中心部にて切断し、一対の磁気コア半体ブロックを作製する。ここで、一方のコア半体ブロックは巻線溝及びガラス溝を有しており、他方の磁気コア半体ブロックはこれらの溝を有しない。
【００４３】
次いで、各磁気コア半体ブロックの突合せ面となる各一主面上にＦｅ−Ｒｕ−Ｇａ−Ｓｉ（ＳＭＸ）等の軟磁性金属材料からなる金属磁性膜１４を膜厚数μｍに当該一主面全体に均一にスパッタ成膜する。
【００４４】
ここでは、金属磁性膜１４の材料としてＳＭＸを用いたが、その代わりにセンダスト，センダスト＋０，センダスト＋Ｎ，ＳＭＸ＋０，ＳＭＸ＋Ｎ等の結晶質磁性膜或はＦｅ系微結晶膜，Ｃｏ系微結晶膜等を用いてもよい。また、フェライト基板２１と金属磁性膜１４との密着性向上のために、ＳｉＯ２ やＴａ２ Ｏ５ 等の酸化物やＳｉ３ Ｎ４ 等の窒化物、或はＣｒ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐｔ等の金属及びこれらの合金、並びにそれらを組み合わせた材料を用いてフェライト基板の一主面上に下地膜を成膜することが好ましい。本実施の形態においては、ＳｉＯ２ よりなる下地膜を膜厚５ｎｍに成膜した。
【００４５】
さらに、上記金属磁性膜１４上にＳｉＯ２ よりなる単層のギャップ膜１７をスパッタ成膜する。なお、このギャップ膜１７の材料としては、融着ガラスとの反応を防止するために上層にＣｒ膜等を積層する２層構造或は多層構造としてもよい。
【００４６】
続いて、各突合せ面が相対向するように当該各磁気コア半体ブロックを突き合わせ圧着させながら５００〜７００℃に加熱し、低融点のガラス材を用いて両者を接合して磁気コアブロックを作製する。
【００４７】
続いて、この磁気コアブロックの磁気ギャップｇが形成されてなる一主面に円筒研削を施して磁気記録媒体摺動面ａを形成し、巻線用のガイド溝加工を施す。
【００４８】
この磁気記録媒体摺動面ａに対する当り幅Ｗを確保するための当り幅加工を施して当り幅規制溝２１を形成する。このとき、当該当り幅規制溝２１をその当り幅Ｗが５６μｍ、深さＨが２５μｍ以上４５μｍの所定値となるように形成する。
【００４９】
続いて、この磁気コアブロックに所定のアジマス角をもって切断加工を施してそれぞれ磁気ギャップｇをもつ各ヘッドチップを作製する。
【００５０】
その後、上記各ヘッドチップの磁気記録媒体摺動面ａについて、磁気テープの走行時における当該磁気テープの入端側にテーパ加工を施してテーパ加工面２２とするとともに、出端側を除去して切欠部２３とする。これらの加工は、磁気記録媒体摺動面ａの最大摩耗量（ここではデプス長Ｄ）を見込んで行うものであり、磁気テープとの接触による当り幅Ｗの長大化が防止されることになる。
【００５１】
続いて、各ヘッドチップの磁気記録媒体摺動面ａに対して、その長手方向及び当該長手方向に略々直交する当り幅方向に円筒研削を施して所定の曲率を持つ曲面に形成する。
【００５２】
そして、上記各ヘッドチップに巻線等の後処理を施すことにより上記磁気ヘッドが完成する。
【００５３】
ここで、本実施の形態に係る磁気ヘッドの変形例について説明する。この変形例の磁気ヘッドは、本実施の形態に係る磁気ヘッドと略々同様の構成を有するが、その磁気記録媒体摺動面の形状が異なる点で相違する。本実施の形態に係る磁気ヘッドと同一の部材等については同符号を記して説明を省略する。
【００５４】
この変形例の磁気ヘッドにおいては、当該当り幅規制溝３１の深さＨが磁気記録媒体摺動面ａにおける当り幅Ｗより小、ここでは２５μｍ以上４５μｍ以下の所定値とされるとともに、図４乃至図６に示すように、当り幅Ｗ及び当り幅規制溝３１の深さＨが全体的に略々一定となるように、磁気テープの摺動方向の曲率に略々沿うように当り幅規制溝３１が形成されている。
【００５５】
この磁気ヘッドも、本実施の形態に係る磁気ヘッドと同様に、上記高さＨが（３５±１０）μｍの範囲内の値とされており、当該領域Ｅの剛性が高まり共振し難くなる。したがって、磁気テープの摺動に伴う振動が抑制されて摺動ノイズの発生が低減する。
【００５６】
さらに、上記領域Ｅが共振する場合でも、当り幅規制溝３１の深さＨが当り幅Ｗより小とされているために、共振周波数が高域にシフトし、磁気テープの使用周波数帯から当該共振周波数が除外されることになる。
【００５７】
また、上記磁気ヘッドにおいては、各磁気コア半体１１，１２の材料として、特に磁気ギャップｇの近傍を構成する材料として単結晶フェライトが用いられているために、上述のように摺動ノイズを低減させることが可能となるに加えて、出力特性や耐摩耗性、精密加工性等も向上させることができる。
【００５８】
さらに、磁気テープの摺動方向の曲率に略々沿うように当り幅規制溝３１が形成されているために、磁気記録媒体摺動面ａの形状が磁気テープとの摺動に起因して摩耗しても磁気テープとの所定の当り長を確保しつつ当り幅Ｗの長大化を回避することが可能となる。
【００５９】
ここで、本実施の形態に係る磁気ヘッド（変形例を含む）を用いたいくつかの実験例について説明する。
【００６０】
（実験１）
先ず、実験１として、本実施の形態に係る磁気ヘッドについて、当り幅規制溝２１の深さＨが３５±１０μｍの範囲内の各値とされたサンプル１〜４と、上記範囲外の各値とされた比較例のサンプル５，６とを用いて、無記録状態の磁気テープを走行させた際の摺動ノイズ・スペクトラムについて調べた。
【００６１】
ここで、サンプル１〜４については、上記深さがこの順に２５μｍ，３５μｍ，４５μｍ，５５μｍとし、サンプル５，６については、上記深さがこの順に６５μｍ，１３５μｍとした。
【００６２】
また、上記各サンプルのアジマス角は全て１０゜とし、摺動時における磁気テープとの相対速度を３．８ｍ／ｓに設定した。さらに、回転ドラムにおける角サンプルの突き出し量を１８．５±０．５μｍ、磁気記録媒体摺動面の曲率半径を６．５ｍｍとした。
【００６３】
この実験１の結果を、サンプル１〜６について順に図７〜図１２にそれぞれ示す。ここで、これらの特性図においては、摺動ノイズＮにアンプノイズＡが重畳されている。
【００６４】
このように、サンプル５，６については、ノイズレベルが大きく、使用周波数帯域（１０ＭＨｚ以下、１０ＭＨｚの位置を図中破線Ｌで示す。）内における急峻なノイズ・スペクトラムが目立つ。それに対して、サンプル１〜４については、ノイズレベルが小さく、使用周波数帯域内におけるノイズは殆ど無視し得るレベルまで減少している。
【００６５】
（実験２）
続いて、実験２について説明する。ここでは、本実施の形態及びその変形例の磁気ヘッドを用いて、比較例の磁気ヘッドとの比較に基づいて、磁気記録媒体摺動面の摩耗変化について調べた。
【００６６】
この実験２においては、本実施の形態の磁気ヘッドをサンプル１１、上記変形例の磁気ヘッドをサンプル１２、サンプル１１と同様の構成を有するがその磁気記録媒体摺動面の入端部及び出端部で上記深さＨの小さい磁気ヘッドをサンプル１３とした。そして、磁気テープの代わりに所定のラッピングテープを用いて３分間ずつ各磁気記録媒体摺動面に摺動させた。
【００６７】
この実験２の結果としては、摺動後もサンプル１１，１２については磁気記録媒体摺動面ａの当り幅Ｗに変化は無かったが、サンプル１３については、図１３に示すように、摺動後に摩耗によりその入端部４１及び出端部４２で当り幅Ｗが拡大した。
【００６８】
これらの実験から分かるように、本実施の形態及びその変形例の磁気ヘッドによれば、優れた摩耗特性を維持しつつ、低ノイズを実現することができる。
【００６９】
一方、本発明に係る磁気ヘッドは、上述した実施の形態に示したものに限定されるものではなく、以下に記す第２の実施の形態に示す磁気ヘッドであっても良い。なお、以下の第２の実施の形態に係る磁気ヘッドの説明において、上述した実施の形態に係る磁気ヘッドと同一の部材に関しては、同一の符号を付することによりその構成及び動作の詳細な説明は省略する。
【００７０】
この第２の実施の形態に係る磁気ヘッドは、図１４乃至図１６に示すように、上述した実施の形態に係る磁気ヘッドと略々同一の構成を有するが、当り幅規制溝の形状が異なる点で相違する。この第２の実施の形態に係る磁気ヘッドでは、磁気記録媒体摺動面ａの当り幅Ｗが５５±６μｍの所定値とされるとともに、当り幅規制溝５１の深さＨが３７±１２μｍの所定値とされるように当り幅規制溝５１が形成されている。上記磁気ヘッドにおいては、この当り幅規制溝５１は、その角部５１ａのＲが１６μｍ以下の所定値となるように形成されている。この磁気ヘッドは、デプス長が１５μｍ以上の所定値となるように構成されている。
【００７１】
また、この磁気ヘッドでは、磁気記録媒体摺動面ａが（１１０）結晶面であり、主磁路形成面１１ａ、１２ａが（１１０）結晶面であり、突合せ面が（１００）結晶面であるように構成されている。
【００７２】
このように構成された第２の実施の形態に係る磁気ヘッドにおいて、磁気テープとの摺動によって最も振動しやすく、且つ電磁変換特性に影響を及ぼす可能性の高い領域とは、磁気記録媒体摺動面ａにおける当り幅Ｗと当該当り幅Ｗを規定する当り幅規制溝５１とにより囲まれた領域Ｅである。この領域Ｅの高さ、則ち、当り幅規制溝５１の深さＨを３７±１２μｍの所定値とし、当り幅Ｗを５５±６μｍの所定値とし、当り幅規制溝５１の角部５１ａのＲを１６μｍ以下の所定値とすることにより、当該領域Ｅの剛性が高まり共振し難くなる。したがって、磁気テープの摺動に伴う振動が抑制されて摺動ノイズの発生が低減する。また、上記領域Ｅが共振する場合でも、当り幅規制溝５１の深さＨが当り幅Ｗより小とされているために、共振周波数が高域にシフトし、磁気テープの使用周波数帯から当該共振周波数が除外されることになる。
【００７３】
また、この磁気ヘッドにおいて、当り幅規制溝５１の角部５１ａのＲが１６μｍ以下の所定値とされているため、磁気ギャップの幅が全体に亘って略々寸法となっている。すなわち、この磁気ヘッドでは、磁気ギャップの幅が下端側で幅広となることなく、上端と下端とで略々同寸法となっている。そして、この磁気ヘッドでは、Ｒの値を１６μｍ以下とするために、高精度の砥石を用いて当り幅規制溝５１が形成されている。
【００７４】
このように、磁気ヘッドでは、磁気ギャップの幅が略均一であるため、磁気記録媒体摺動面ａが摩耗するとともに当り幅Ｗが大きくなることがなく、常に略々一定の当り幅Ｗを有することとなる。これに対して、Ｒの値が１６μｍよりも大きいような場合、磁気記録媒体摺動面ａの摩耗とともに当り幅Ｗが大きくなり、磁気テープの当たりの状態が悪くなる。さらに、磁気ヘッドにおいて、Ｒの値を大きくすると、振動を起こしたとき、複雑な振動を発生することとなる。これにより、磁気ヘッドでは、磁気記録媒体摺動面の当り幅Ｗと当り幅規制溝５１の深さＨを規定したとしても、大きな振動ノイズが発生してしまう虞れがある。
【００７５】
ところで、この磁気ヘッドでは、上述した第１の実施の形態の磁気ヘッドと略々同様な製造工程を経て製造される。そして、このような磁気ヘッドでは、歩留まりを向上させる観点から、磁気ギャップのデプス長Ｄを正確に測定する必要がある。通常、磁気ギャップのデプス長Ｄは、磁気ギャップの側面方向から所定の光を照射し、この光を透過させて検出することにより測定される。
【００７６】
この第２の実施の形態の磁気ヘッドでは、Ｒの値を１６μｍ以下とするため、磁気ギャップの下端部付近、すなわちデプスゼロ付近で光が良好に透過する溜に正確なデプス長Ｄの測定を行うことができる。これに対して、Ｒが１６μｍ以上の値を取ると、デプスゼロ付近において表面状態が悪くなる。このため、Ｒを１６μｍ以上とするような磁気ヘッドでは、デプスゼロ付近で光が透過し難くなり、デプス長Ｄを正確に測定することができない。
また、上記磁気ヘッドにおいては、各磁気コア半体１１，１２の材料として、特に磁気ギャップｇの近傍を構成する材料として単結晶フェライトが用いられているために、上述のように摺動ノイズを低減させることが可能となるに加えて、出力特性や耐摩耗性、精密加工性等も向上させることができる。
【００７７】
さらに、磁気記録媒体摺動面ａの入端側ｍがテーパ加工面２２とされるとともに、出端側ｎが切欠部２３とされているために、磁気記録媒体摺動面ａの形状が磁気テープとの摺動に起因して摩耗しても磁気テープとの所定の当り長を確保しつつ当り幅Ｗの長大化を回避することが可能となる。
【００７８】
ここで、第２の実施の形態に係る磁気ヘッドを用いたいくつかの実験例について説明する。
【００７９】
（実験３）
先ず、実験３として、当り幅規制溝５１の深さＨを様々な値として作製した磁気ヘッドに関して、それぞれの磁気ヘッドの摺動ノイズ及び共振周波数を測定した。
【００８０】
このとき、作製される全ての磁気ヘッドにおいて、同一の材料が用いられ、同一の面方位とされ、同一の当り幅Ｗとされた。また、これら磁気ヘッドでは、当り幅規制溝５１の角部５１ａのＲの値を約１１μｍとした。なお、これらの磁気ヘッドでは、アジマス角が約１０℃になるように構成されている。
【００８１】
この実験３では、上述のように作製された磁気ヘッドに対して、未使用の塗布型磁気テープを用い、磁気テープと磁気ヘッドとの相対速度を３．８ｍ／ｓとした。このとき、磁気ヘッドは、回転ドラムに組み込まれて使用される。そして、磁気ヘッドは、回転ドラムに対して２１±０．５μｍの範囲内で突き出され、磁気テープとの当り幅を約５６μｍとし、先端部Ｒを６ｍｍとした。
【００８２】
当り幅規制溝５１の深さＨを変化させたときの摺動ノイズを測定した結果を図１７に示す。この図１７から明らかなように、深さＨを３７±１２μｍの所定値としたとき、摺動ノイズが低い値で抑えられている。具体的には、摺動ノイズとしては、そのレベルが約４．０ｄＢを越えない値であると良好な電磁変換特性を有することとなる。
【００８３】
また、当り幅規制溝５１の深さＨを変化させたときの共振周波数を測定した結果を図１８に示す。この図１８から明らかなように、深さＨを３７±１２μｍの所定値としたとき、共振周波数が高周波数となっている。具体的には、深さＨが３７±１２μｍの範囲内にあるとき、共振周波数は使用周波数帯域よりも高周波数帯域、すなわち、約１０ＭＨｚ以上の値をとる。したがって、深さＨを上記範囲内の所定値とすることにより、共振周波数による悪影響が略々なく、良好な電磁変換特性を有することとなる。
【００８４】
（実験４）
実験４として、当り幅規制溝５１の角部５１ａのＲの値を様々な値として作製した磁気ヘッドに関して、それぞれ磁気ヘッドの摺動ノイズを測定した。
【００８５】
このとき、作製された磁気ヘッドは、当り幅規制溝５１の深さＨが３７±１２μｍとされ、磁気記録媒体摺動面の当り幅Ｗを５５±６μｍとし、当り幅規制溝５１を形成する際の砥石を調節することによって、当り幅規制溝５１の角部５１ａのＲの値を制御して作製された。
【００８６】
この実験４では、上述のように作製された磁気ヘッドに対して、上述した実験３と同様な条件下で摺動ノイズを測定した。その結果を図１９に示す。この図１９り明らかなように、Ｒの値が大きくなるのに伴って、発生する摺動ノイズにばらつきが大きくなる。これに加えて、Ｒの値が大きい場合には、比較的大きな摺動ノイズも発生している。
【００８７】
これに対して、Ｒの値が１６μｍ以下であるような場合、発生する摺動ノイズが約４．０ｄＢを略々越えるようなことはなく、さらに、摺動ノイズにばらつきも少なくて比較的大きな摺動ノイズも発生していない。したがって、磁気ヘッドにおいて、Ｒの値を１６μｍ以下とすることによって、良好な電磁変換特性を有するものとなる。
【００８８】
（実験５）
実験５として、当り幅規制溝５１の角部５１ａのＲを様々な値に変化させて作製した磁気ヘッドに関して、それぞれの磁気ヘッドの磁気ギャップに光を側面方向から透過させることによりデプス長Ｄを測定することができるかどうかを検証した。
【００８９】
このとき、作製された磁気ヘッドは、当り幅規制溝５１の深さＨが３７±１２μｍとされ、磁気記録媒体摺動面の当り幅Ｗを５５±６μｍとし、当り幅規制溝５１を形成する際の砥石を調節することによって、当り幅規制溝５１の角部５１ａのＲの値を制御して作製された。
【００９０】
この実験５では、上述のように作製された磁気ヘッドに対して、磁気ギャップ付近に光を照射し、この光の透過を検出することにより、デプス長Ｄの測定を行った。このとき、デプス長Ｄが測定可能である磁気ヘッドの割合を算出し、デプス長Ｄ認識歩留まりとした。そして、Ｒの値とデプス長Ｄ認識歩留まりとの関係を図２０に示した。
【００９１】
この実験５では、当り幅規制溝５１の深さＨを所定の範囲でグループ化し、各グループでのデプス長Ｄ認識歩留まりを測定した。図２０から明らかなように、どのグループにおいてもＲの値が１６μｍ以下であるような場合、デプス長Ｄ認識歩留まりの値は略々５０％を越えている。このことから、磁気ヘッドでは、Ｒの値を１６μｍ以下とすることにより、デプス長Ｄを測定する際に測定不良を起こすことなく、正確にデプス長Ｄを測定できることがわかる。
【００９２】
以上、本発明を適用した実施の形態及びその変形例について説明してきたが、本発明がこれらに限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で形状、材質、寸法等、任意に変更することが可能である。
【００９３】
【発明の効果】
本発明の磁気ヘッドによれば、記録・再生を行う際の電磁変換特性や耐摩耗特性を損なうことなく、摺動ノイズ特性を大幅に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における磁気ヘッドを模式的に示す斜視図である。
【図２】上記磁気ヘッドを模式的に示す側面図である。
【図３】上記磁気ヘッドを模式的に示す平面図である。
【図４】本実施の形態の変形例における磁気ヘッドを模式的に示す斜視図である。
【図５】上記磁気ヘッドを模式的に示す側面図である。
【図６】上記磁気ヘッドを模式的に示す平面図である。
【図７】サンプル１の摺動ノイズ・スペクトラムを示す特性図である。
【図８】サンプル２の摺動ノイズ・スペクトラムを示す特性図である。
【図９】サンプル３の摺動ノイズ・スペクトラムを示す特性図である。
【図１０】サンプル４の摺動ノイズ・スペクトラムを示す特性図である。
【図１１】サンプル５の摺動ノイズ・スペクトラムを示す特性図である。
【図１２】サンプル６の摺動ノイズ・スペクトラムを示す特性図である。
【図１３】摺動後に摩耗によりその入端部及び出端部で当り幅が拡大した様子を示す平面図である。
【図１４】第２の実施の形態における磁気ヘッドを模式的に示す斜視図である。
【図１５】上記磁気ヘッドを模式的に示す側面図である。
【図１６】上記磁気ヘッドを模式的に示す平面図である。
【図１７】当り幅規制溝の深さと摺動ノイズとの関係を示す特性図である。
【図１８】当り幅規制溝の深さと共振周波数との関係を示す特性図である。
【図１９】当り幅規制溝の角部のＲの値と摺動ノイズとの関係を示す特性図である。
【図２０】当り幅規制溝の角部のＲの値とデプス長Ｄ認識歩留まりとの関係を示す特性図である。
【図２１】従来の磁気ヘッドを模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１１，１２ 磁気コア半体 ２１，４１ 当り幅規制溝 Ｄ 領域 Ｈ 深さ
Ｗ 当り幅 ａ 磁気記録媒体摺動面 ｇ 磁気ギャップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の磁気コア半体がギャップ膜を介して各々の突合せ面にて接合されて磁気ギャップが形成されてなる磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）に設けられている磁気ヘッドは、回転ドラムの周面に設けられて回転型磁気ヘッド装置とされ、磁気記録媒体である磁気テープに磁気記録媒体摺動面が摺動することにより映像や音声等の記録・再生を行うものである。
【０００３】
近時では、ＶＴＲの小型軽量化及び高品質化を図るための技術革新はめざましく、磁気記録媒体である磁気テープの高記録密度化が一層進められている。特に、保磁力（Ｈｃ）の大きい磁気テープにおける高いＣ／Ｎを実現するために、各磁気コア半体の突合せ面に高飽和磁束密度をもつ金属磁性膜が成膜されてなる、いわゆるメタル・イン・ギャップの磁気ヘッド（ＭＩＧヘッド）が実用化されている。
【０００４】
また、上記高記録密度化に伴い、トラック幅やギャップ長等の狭小化が進行し、磁気テープの摺動時における当該磁気テープと磁気ヘッドの磁気記録媒体摺動面との相対速度も大きくなっている。このため、上記磁気ヘッドを構成する磁気コアの材料としては、優れた加工性と耐摩耗性が要求され、単結晶フェライトが広く用いられている。
【０００５】
具体的に、磁気コアの材料として単結晶フェライトが用いられたＭＩＧ型の磁気ヘッドは、図２１に示すように、トラック幅規制溝１０３により形成された突合せ面に金属磁性膜が成膜されてなる一対の磁気コア半体１０１，１０２がＳｉ０２ 等の絶縁材料よりなるギャップ膜を介して突き合わせられ、溶融された融着ガラスにより接合されて所定のアジマス角をもつ磁気ギャップｇが形成されて構成されている。
【０００６】
そして、巻線溝１０４及びガイド溝１０５に銅線等の線材が巻回され図示しない磁気コイルが形成されて上記磁気ヘッドが構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、磁気コアの材料として単結晶フェライトが用いられた磁気ヘッドには、以下に示すような問題がある。
【０００８】
磁気コアの材料として単結晶フェライトが用いられた磁気ヘッドは、多結晶フェライトが用いられたものに比して出力特性や耐摩耗性、精密加工性等に優れているが、摺動ノイズが大きくＣ／Ｎが劣化する。特に、記録波長の短波長化に伴って使用周波数帯がより高域へと拡がるために、ノイズレベルを低減させて高い出力特性を確保することが益々厳しくなっている。
【０００９】
そこで本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、記録・再生を行う際の電磁変換特性や耐摩耗特性を損なうことなく、摺動ノイズ特性を大幅に向上させることを可能とする磁気ヘッドを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために提案される本発明は、フェライトからなる一対の磁気コア半体の各突合せ面に高飽和磁束密度をもつ金属磁性膜が成膜され、上記一対の磁気コア半体がギャップ膜を介して各突合せ面にて接合されて磁気ギャップが形成されるとともに、磁気記録媒体摺動面における磁気記録媒体との当り幅を規定する当り幅規制溝が形成されてなり、上記当り幅規制溝の深さが２５μｍ以上４５μｍ以下であって、上記磁気記録媒体摺動面の当り幅が上記当り幅規制溝の深さより大となるようになされたメタル・イン・ギャップ（ＭＩＧ）型の磁気ヘッドである。
【００１１】
ここで、各磁気コア半体は、単結晶フェライトを材料とするものや、その磁気ギャップ近傍が単結晶フェライトからなるとともに、その他の部分が多結晶フェライトからなるものに主眼を置いている。
【００１２】
本発明の磁気ヘッドは、上記当り幅規制溝の深さが磁気記録媒体摺動面の当り幅より小となるようになされて構成される。
【００１３】
ここで具体的には、磁気記録媒体摺動面の当り幅が５５±６μｍの値とされ、当り幅規制溝の深さが３７±１２μｍとされ、当り幅規制溝の角部のＲが１６μｍ以下とされるように形成されることが好適である。
【００１４】
また、具体的には、上記当り幅規制溝をその深さが２５μｍ以上４５μｍ以下の値となるように形成することも好適である。
【００１５】
さらに、磁気記録媒体摺動面を、その磁気記録媒体の入端側をテーパ加工面とするとともに、出端側を除去した形状に形成することも好適である。
【００１６】
さらにまた、磁気記録媒体摺動面の当り幅及び当り幅規制溝の深さを全体的に略々一定となるように、磁気記録媒体の摺動方向の曲率に略々沿うように当り幅規制溝を形成することも好適である。
【００１７】
ここで、磁気ヘッドの摺動ノイズを低減させるにあたり、この摺動ノイズの発生メカニズムが、磁気記録媒体と磁気ヘッドが摺動することにより発生する振動が逆磁歪現象によって磁化に変換され、この磁化が磁気ヘッドの磁気コイルから検出されるものであると考えられる。
【００１８】
そこで本発明者等は、磁気ヘッドの構成部材のなかで、磁気記録媒体との摺動によって最も振動しやすく、且つ電磁変換特性に影響を及ぼす可能性の高い領域を見つけ出し、その領域を振動し難い構造に改善することにより、摺動ノイズを低減させることを図った。
【００１９】
それに加えて、上記領域が振動する場合には、振動体の寸法比に応じた共振現象が起こり、その共振周波数に対応した摺動ノイズが発生していると考えられるため、逆に共振に支配的な寸法を見つけ出し、その寸法比を変えることで共振周波数を使用周波数帯から除外することも図った。
【００２０】
すなわち、磁気ヘッドにおいて、磁気記録媒体との摺動によって最も振動しやすく、且つ電磁変換特性に影響を及ぼす可能性の高い領域とは、磁気記録媒体摺動面における当り幅と当該当り幅を規定する当り幅規制溝とにより囲まれた領域である。この領域の高さ、則ち当り幅規制溝の深さを当り幅より小とすることにより、この領域の剛性が高まり共振し難くなる。さらに、磁気ヘッドにおいて、好ましくは、磁気記録媒体摺動面の当り幅を５５±６μｍの値とし、当り幅規制溝の深さを３７±１２μｍとし、当り幅規制溝の角部のＲを１６μｍ以下することによって、さらに共振し難くなる。したがって、磁気記録媒体の摺動に伴う振動が抑制されて摺動ノイズの発生が低減することになる。さらに、好ましくは、当り幅規制溝の深さを（３５±１０）μｍの範囲内の値とすることにより、さらに共振し難くなる。
【００２１】
さらに、上記領域が共振する場合でも、当り幅規制溝の深さが当り幅より小とされているために、共振周波数が高域にシフトし、磁気記録媒体の使用周波数帯から当該共振周波数が除外されることになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る磁気ヘッドの具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
本実施の形態の磁気ヘッドは、各磁気コア半体の突合せ面にそれぞれ軟磁性金属材料からなる金属磁性膜が成膜されてなる、いわゆるメタル・イン・ギャップ（ＭＩＧ）型のものである。
【００２４】
この磁気ヘッドは、図１乃至図３に示すように、磁気記録媒体摺動面ａに磁気ギャップｇが形成されてなるものであり、所定の基板上上に接着固定されて構成されている。そして、この磁気ヘッドが図示しない回転ドラムの周面上に配設されて記録・再生が行われることになる。
【００２５】
上記磁気ヘッドは、単結晶フェライトよりなる一対の磁気コア半体１１，１２のトラック幅規制溝１３が形成された各一主面に軟磁性金属材料からなる金属磁性膜１４及びギャップ膜１５が順次成膜され、これら各磁気コア半体１１，１２が上記各主面にて突き合わされて、磁気記録媒体摺動面ａにおいて所定のアジマス角をもつ磁気ギャップｇが形成されて構成されている。
【００２６】
この場合、磁気コア半体１１，１２を、その磁気ギャップｇの近傍の材料として単結晶フェライトを用いるとともに、その他の部分の材料として多結晶フェライトを用いて構成してもよい。
【００２７】
ここで、上記磁気ヘッドにおいては、磁気記録媒体摺動面ａにおける磁気テープとの当り幅Ｗを規定する当り幅規制溝２１が磁気記録媒体摺動面ａの両側部にそれぞれ形成されており、当該当り幅規制溝２１の深さＨが磁気記録媒体摺動面ａにおける当り幅Ｗより小、ここでは２５μｍ以上４５μｍ以下の所定値とされている。
【００２８】
さらに、上記磁気ヘッドにおいては、磁気記録媒体摺動面ａが、磁気テープ走行時における当該磁気テープの入端側ｍにテーパ加工が施されてテーパ加工面２２が形成されるとともに、磁気テープの出端側ｎが除去されて切欠部２３が形成されている。
【００２９】
これら磁気コア半体１１，１２が突き合わされた際に、図示しないガラス溝に融着用のガラス材が挿入されて高温にて溶融され、これら磁気コア半体１１，１２が接合されている。
【００３０】
ここで、上記磁気コア半体１１，１２には、コイルを巻回するための巻線溝１６及びガイド溝１７が形成されている。そして、これら磁気コア半体１１，１２が接合されることにより各巻線溝１６が対向して巻線窓１８が形成され、これら巻線窓１８及び各ガイド溝１７に図示しない巻線が施されて上記磁気ヘッドが構成される。
【００３１】
ここで、磁気ヘッドの摺動ノイズを低減させるにあたり、この摺動ノイズの発生メカニズムが、磁気テープと磁気ヘッドが摺動することにより発生する振動が逆磁歪現象によって磁化に変換され、この磁化が磁気ヘッドの磁気コイルから検出されるものであると考えられる。
【００３２】
そこで本実施の形態においては、磁気ヘッドの構成部材のなかで、磁気テープとの摺動によって最も振動しやすく、且つ電磁変換特性に影響を及ぼす可能性の高い領域を見つけ出し、その領域を振動し難い構造に改善することにより、摺動ノイズを低減させることを図った。
【００３３】
それに加えて、上記領域が振動する場合には、振動体の寸法比に応じた共振現象が起こり、その共振周波数に対応した摺動ノイズが発生していると考えられるため、逆に共振に支配的な寸法を見つけ出し、その寸法比を変えることで共振周波数を使用周波数帯から除外することも図った。
【００３４】
すなわち、上記磁気ヘッドにおいて、磁気テープとの摺動によって最も振動しやすく、且つ電磁変換特性に影響を及ぼす可能性の高い領域とは、磁気記録媒体摺動面ａにおける当り幅Ｗと当該当り幅Ｗを規定する当り幅規制溝２１とにより囲まれた領域Ｅである。この領域Ｅの高さ、則ち当り幅規制溝２１の深さＨを当り幅Ｗより小、具体的には（３５±１０）μｍの範囲内の値とすることにより、当該領域Ｅの剛性が高まり共振し難くなる。したがって、磁気テープの摺動に伴う振動が抑制されて摺動ノイズの発生が低減する。
【００３５】
さらに、上記領域Ｅが共振する場合でも、当り幅規制溝２１の深さＨが当り幅Ｗより小とされているために、共振周波数が高域にシフトし、磁気テープの使用周波数帯から当該共振周波数が除外されることになる。
【００３６】
また、上記磁気ヘッドにおいては、各磁気コア半体１１，１２の材料として、特に磁気ギャップｇの近傍を構成する材料として単結晶フェライトが用いられているために、上述のように摺動ノイズを低減させることが可能となるに加えて、出力特性や耐摩耗性、精密加工性等も向上させることができる。
【００３７】
さらに、磁気記録媒体摺動面ａの入端側ｍがテーパ加工面２２とされるとともに、出端側ｎが切欠部２３とされているために、磁気記録媒体摺動面ａの形状が磁気テープとの摺動に起因して摩耗しても磁気テープとの所定の当り長を確保しつつ当り幅Ｗの長大化を回避することが可能となる。
【００３８】
以下、上記磁気ヘッドの製造方法について説明する。
【００３９】
上記磁気ヘッドを作製するに際しては、平面研削盤等を用いてＭｎ−Ｚｎ等よりなるフェライト基板の平面出しを行う。
【００４０】
ここでは、所定の面方位を有する単結晶基板を用いたが、他の面方位の単結晶基板や多結晶基板或は単結晶フェライトと多結晶フェライトとの接合基板を用いてもよい。
【００４１】
続いて、上記フェライト基板の一主面に巻線溝及びガラス溝をスライサー等を用いて形成した後に、これら巻線溝及びガラス溝と略々直交する方向に複数の帯状のトラック幅規制溝を切削或は研削により形成する。
【００４２】
次いで、上記フェライト基板の一主面にポリッシング等の鏡面加工を施す。その後、上記フェライト基板をその中心部にて切断し、一対の磁気コア半体ブロックを作製する。ここで、一方のコア半体ブロックは巻線溝及びガラス溝を有しており、他方の磁気コア半体ブロックはこれらの溝を有しない。
【００４３】
次いで、各磁気コア半体ブロックの突合せ面となる各一主面上にＦｅ−Ｒｕ−Ｇａ−Ｓｉ（ＳＭＸ）等の軟磁性金属材料からなる金属磁性膜１４を膜厚数μｍに当該一主面全体に均一にスパッタ成膜する。
【００４４】
ここでは、金属磁性膜１４の材料としてＳＭＸを用いたが、その代わりにセンダスト，センダスト＋０，センダスト＋Ｎ，ＳＭＸ＋０，ＳＭＸ＋Ｎ等の結晶質磁性膜或はＦｅ系微結晶膜，Ｃｏ系微結晶膜等を用いてもよい。また、フェライト基板２１と金属磁性膜１４との密着性向上のために、ＳｉＯ２ やＴａ２ Ｏ５ 等の酸化物やＳｉ３ Ｎ４ 等の窒化物、或はＣｒ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐｔ等の金属及びこれらの合金、並びにそれらを組み合わせた材料を用いてフェライト基板の一主面上に下地膜を成膜することが好ましい。本実施の形態においては、ＳｉＯ２ よりなる下地膜を膜厚５ｎｍに成膜した。
【００４５】
さらに、上記金属磁性膜１４上にＳｉＯ２ よりなる単層のギャップ膜１７をスパッタ成膜する。なお、このギャップ膜１７の材料としては、融着ガラスとの反応を防止するために上層にＣｒ膜等を積層する２層構造或は多層構造としてもよい。
【００４６】
続いて、各突合せ面が相対向するように当該各磁気コア半体ブロックを突き合わせ圧着させながら５００〜７００℃に加熱し、低融点のガラス材を用いて両者を接合して磁気コアブロックを作製する。
【００４７】
続いて、この磁気コアブロックの磁気ギャップｇが形成されてなる一主面に円筒研削を施して磁気記録媒体摺動面ａを形成し、巻線用のガイド溝加工を施す。
【００４８】
この磁気記録媒体摺動面ａに対する当り幅Ｗを確保するための当り幅加工を施して当り幅規制溝２１を形成する。このとき、当該当り幅規制溝２１をその当り幅Ｗが５６μｍ、深さＨが２５μｍ以上４５μｍの所定値となるように形成する。
【００４９】
続いて、この磁気コアブロックに所定のアジマス角をもって切断加工を施してそれぞれ磁気ギャップｇをもつ各ヘッドチップを作製する。
【００５０】
その後、上記各ヘッドチップの磁気記録媒体摺動面ａについて、磁気テープの走行時における当該磁気テープの入端側にテーパ加工を施してテーパ加工面２２とするとともに、出端側を除去して切欠部２３とする。これらの加工は、磁気記録媒体摺動面ａの最大摩耗量（ここではデプス長Ｄ）を見込んで行うものであり、磁気テープとの接触による当り幅Ｗの長大化が防止されることになる。
【００５１】
続いて、各ヘッドチップの磁気記録媒体摺動面ａに対して、その長手方向及び当該長手方向に略々直交する当り幅方向に円筒研削を施して所定の曲率を持つ曲面に形成する。
【００５２】
そして、上記各ヘッドチップに巻線等の後処理を施すことにより上記磁気ヘッドが完成する。
【００５３】
ここで、本実施の形態に係る磁気ヘッドの変形例について説明する。この変形例の磁気ヘッドは、本実施の形態に係る磁気ヘッドと略々同様の構成を有するが、その磁気記録媒体摺動面の形状が異なる点で相違する。本実施の形態に係る磁気ヘッドと同一の部材等については同符号を記して説明を省略する。
【００５４】
この変形例の磁気ヘッドにおいては、当該当り幅規制溝３１の深さＨが磁気記録媒体摺動面ａにおける当り幅Ｗより小、ここでは２５μｍ以上４５μｍ以下の所定値とされるとともに、図４乃至図６に示すように、当り幅Ｗ及び当り幅規制溝３１の深さＨが全体的に略々一定となるように、磁気テープの摺動方向の曲率に略々沿うように当り幅規制溝３１が形成されている。
【００５５】
この磁気ヘッドも、本実施の形態に係る磁気ヘッドと同様に、上記高さＨが（３５±１０）μｍの範囲内の値とされており、当該領域Ｅの剛性が高まり共振し難くなる。したがって、磁気テープの摺動に伴う振動が抑制されて摺動ノイズの発生が低減する。
【００５６】
さらに、上記領域Ｅが共振する場合でも、当り幅規制溝３１の深さＨが当り幅Ｗより小とされているために、共振周波数が高域にシフトし、磁気テープの使用周波数帯から当該共振周波数が除外されることになる。
【００５７】
また、上記磁気ヘッドにおいては、各磁気コア半体１１，１２の材料として、特に磁気ギャップｇの近傍を構成する材料として単結晶フェライトが用いられているために、上述のように摺動ノイズを低減させることが可能となるに加えて、出力特性や耐摩耗性、精密加工性等も向上させることができる。
【００５８】
さらに、磁気テープの摺動方向の曲率に略々沿うように当り幅規制溝３１が形成されているために、磁気記録媒体摺動面ａの形状が磁気テープとの摺動に起因して摩耗しても磁気テープとの所定の当り長を確保しつつ当り幅Ｗの長大化を回避することが可能となる。
【００５９】
ここで、本実施の形態に係る磁気ヘッド（変形例を含む）を用いたいくつかの実験例について説明する。
【００６０】
（実験１）
先ず、実験１として、本実施の形態に係る磁気ヘッドについて、当り幅規制溝２１の深さＨが３５±１０μｍの範囲内の各値とされたサンプル１〜４と、上記範囲外の各値とされた比較例のサンプル５，６とを用いて、無記録状態の磁気テープを走行させた際の摺動ノイズ・スペクトラムについて調べた。
【００６１】
ここで、サンプル１〜４については、上記深さがこの順に２５μｍ，３５μｍ，４５μｍ，５５μｍとし、サンプル５，６については、上記深さがこの順に６５μｍ，１３５μｍとした。
【００６２】
また、上記各サンプルのアジマス角は全て１０゜とし、摺動時における磁気テープとの相対速度を３．８ｍ／ｓに設定した。さらに、回転ドラムにおける角サンプルの突き出し量を１８．５±０．５μｍ、磁気記録媒体摺動面の曲率半径を６．５ｍｍとした。
【００６３】
この実験１の結果を、サンプル１〜６について順に図７〜図１２にそれぞれ示す。ここで、これらの特性図においては、摺動ノイズＮにアンプノイズＡが重畳されている。
【００６４】
このように、サンプル５，６については、ノイズレベルが大きく、使用周波数帯域（１０ＭＨｚ以下、１０ＭＨｚの位置を図中破線Ｌで示す。）内における急峻なノイズ・スペクトラムが目立つ。それに対して、サンプル１〜４については、ノイズレベルが小さく、使用周波数帯域内におけるノイズは殆ど無視し得るレベルまで減少している。
【００６５】
（実験２）
続いて、実験２について説明する。ここでは、本実施の形態及びその変形例の磁気ヘッドを用いて、比較例の磁気ヘッドとの比較に基づいて、磁気記録媒体摺動面の摩耗変化について調べた。
【００６６】
この実験２においては、本実施の形態の磁気ヘッドをサンプル１１、上記変形例の磁気ヘッドをサンプル１２、サンプル１１と同様の構成を有するがその磁気記録媒体摺動面の入端部及び出端部で上記深さＨの小さい磁気ヘッドをサンプル１３とした。そして、磁気テープの代わりに所定のラッピングテープを用いて３分間ずつ各磁気記録媒体摺動面に摺動させた。
【００６７】
この実験２の結果としては、摺動後もサンプル１１，１２については磁気記録媒体摺動面ａの当り幅Ｗに変化は無かったが、サンプル１３については、図１３に示すように、摺動後に摩耗によりその入端部４１及び出端部４２で当り幅Ｗが拡大した。
【００６８】
これらの実験から分かるように、本実施の形態及びその変形例の磁気ヘッドによれば、優れた摩耗特性を維持しつつ、低ノイズを実現することができる。
【００６９】
一方、本発明に係る磁気ヘッドは、上述した実施の形態に示したものに限定されるものではなく、以下に記す第２の実施の形態に示す磁気ヘッドであっても良い。なお、以下の第２の実施の形態に係る磁気ヘッドの説明において、上述した実施の形態に係る磁気ヘッドと同一の部材に関しては、同一の符号を付することによりその構成及び動作の詳細な説明は省略する。
【００７０】
この第２の実施の形態に係る磁気ヘッドは、図１４乃至図１６に示すように、上述した実施の形態に係る磁気ヘッドと略々同一の構成を有するが、当り幅規制溝の形状が異なる点で相違する。この第２の実施の形態に係る磁気ヘッドでは、磁気記録媒体摺動面ａの当り幅Ｗが５５±６μｍの所定値とされるとともに、当り幅規制溝５１の深さＨが３７±１２μｍの所定値とされるように当り幅規制溝５１が形成されている。上記磁気ヘッドにおいては、この当り幅規制溝５１は、その角部５１ａのＲが１６μｍ以下の所定値となるように形成されている。この磁気ヘッドは、デプス長が１５μｍ以上の所定値となるように構成されている。
【００７１】
また、この磁気ヘッドでは、磁気記録媒体摺動面ａが（１１０）結晶面であり、主磁路形成面１１ａ、１２ａが（１１０）結晶面であり、突合せ面が（１００）結晶面であるように構成されている。
【００７２】
このように構成された第２の実施の形態に係る磁気ヘッドにおいて、磁気テープとの摺動によって最も振動しやすく、且つ電磁変換特性に影響を及ぼす可能性の高い領域とは、磁気記録媒体摺動面ａにおける当り幅Ｗと当該当り幅Ｗを規定する当り幅規制溝５１とにより囲まれた領域Ｅである。この領域Ｅの高さ、則ち、当り幅規制溝５１の深さＨを３７±１２μｍの所定値とし、当り幅Ｗを５５±６μｍの所定値とし、当り幅規制溝５１の角部５１ａのＲを１６μｍ以下の所定値とすることにより、当該領域Ｅの剛性が高まり共振し難くなる。したがって、磁気テープの摺動に伴う振動が抑制されて摺動ノイズの発生が低減する。また、上記領域Ｅが共振する場合でも、当り幅規制溝５１の深さＨが当り幅Ｗより小とされているために、共振周波数が高域にシフトし、磁気テープの使用周波数帯から当該共振周波数が除外されることになる。
【００７３】
また、この磁気ヘッドにおいて、当り幅規制溝５１の角部５１ａのＲが１６μｍ以下の所定値とされているため、磁気ギャップの幅が全体に亘って略々寸法となっている。すなわち、この磁気ヘッドでは、磁気ギャップの幅が下端側で幅広となることなく、上端と下端とで略々同寸法となっている。そして、この磁気ヘッドでは、Ｒの値を１６μｍ以下とするために、高精度の砥石を用いて当り幅規制溝５１が形成されている。
【００７４】
このように、磁気ヘッドでは、磁気ギャップの幅が略均一であるため、磁気記録媒体摺動面ａが摩耗するとともに当り幅Ｗが大きくなることがなく、常に略々一定の当り幅Ｗを有することとなる。これに対して、Ｒの値が１６μｍよりも大きいような場合、磁気記録媒体摺動面ａの摩耗とともに当り幅Ｗが大きくなり、磁気テープの当たりの状態が悪くなる。さらに、磁気ヘッドにおいて、Ｒの値を大きくすると、振動を起こしたとき、複雑な振動を発生することとなる。これにより、磁気ヘッドでは、磁気記録媒体摺動面の当り幅Ｗと当り幅規制溝５１の深さＨを規定したとしても、大きな振動ノイズが発生してしまう虞れがある。
【００７５】
ところで、この磁気ヘッドでは、上述した第１の実施の形態の磁気ヘッドと略々同様な製造工程を経て製造される。そして、このような磁気ヘッドでは、歩留まりを向上させる観点から、磁気ギャップのデプス長Ｄを正確に測定する必要がある。通常、磁気ギャップのデプス長Ｄは、磁気ギャップの側面方向から所定の光を照射し、この光を透過させて検出することにより測定される。
【００７６】
この第２の実施の形態の磁気ヘッドでは、Ｒの値を１６μｍ以下とするため、磁気ギャップの下端部付近、すなわちデプスゼロ付近で光が良好に透過する溜に正確なデプス長Ｄの測定を行うことができる。これに対して、Ｒが１６μｍ以上の値を取ると、デプスゼロ付近において表面状態が悪くなる。このため、Ｒを１６μｍ以上とするような磁気ヘッドでは、デプスゼロ付近で光が透過し難くなり、デプス長Ｄを正確に測定することができない。
また、上記磁気ヘッドにおいては、各磁気コア半体１１，１２の材料として、特に磁気ギャップｇの近傍を構成する材料として単結晶フェライトが用いられているために、上述のように摺動ノイズを低減させることが可能となるに加えて、出力特性や耐摩耗性、精密加工性等も向上させることができる。
【００７７】
さらに、磁気記録媒体摺動面ａの入端側ｍがテーパ加工面２２とされるとともに、出端側ｎが切欠部２３とされているために、磁気記録媒体摺動面ａの形状が磁気テープとの摺動に起因して摩耗しても磁気テープとの所定の当り長を確保しつつ当り幅Ｗの長大化を回避することが可能となる。
【００７８】
ここで、第２の実施の形態に係る磁気ヘッドを用いたいくつかの実験例について説明する。
【００７９】
（実験３）
先ず、実験３として、当り幅規制溝５１の深さＨを様々な値として作製した磁気ヘッドに関して、それぞれの磁気ヘッドの摺動ノイズ及び共振周波数を測定した。
【００８０】
このとき、作製される全ての磁気ヘッドにおいて、同一の材料が用いられ、同一の面方位とされ、同一の当り幅Ｗとされた。また、これら磁気ヘッドでは、当り幅規制溝５１の角部５１ａのＲの値を約１１μｍとした。なお、これらの磁気ヘッドでは、アジマス角が約１０℃になるように構成されている。
【００８１】
この実験３では、上述のように作製された磁気ヘッドに対して、未使用の塗布型磁気テープを用い、磁気テープと磁気ヘッドとの相対速度を３．８ｍ／ｓとした。このとき、磁気ヘッドは、回転ドラムに組み込まれて使用される。そして、磁気ヘッドは、回転ドラムに対して２１±０．５μｍの範囲内で突き出され、磁気テープとの当り幅を約５６μｍとし、先端部Ｒを６ｍｍとした。
【００８２】
当り幅規制溝５１の深さＨを変化させたときの摺動ノイズを測定した結果を図１７に示す。この図１７から明らかなように、深さＨを３７±１２μｍの所定値としたとき、摺動ノイズが低い値で抑えられている。具体的には、摺動ノイズとしては、そのレベルが約４．０ｄＢを越えない値であると良好な電磁変換特性を有することとなる。
【００８３】
また、当り幅規制溝５１の深さＨを変化させたときの共振周波数を測定した結果を図１８に示す。この図１８から明らかなように、深さＨを３７±１２μｍの所定値としたとき、共振周波数が高周波数となっている。具体的には、深さＨが３７±１２μｍの範囲内にあるとき、共振周波数は使用周波数帯域よりも高周波数帯域、すなわち、約１０ＭＨｚ以上の値をとる。したがって、深さＨを上記範囲内の所定値とすることにより、共振周波数による悪影響が略々なく、良好な電磁変換特性を有することとなる。
【００８４】
（実験４）
実験４として、当り幅規制溝５１の角部５１ａのＲの値を様々な値として作製した磁気ヘッドに関して、それぞれ磁気ヘッドの摺動ノイズを測定した。
【００８５】
このとき、作製された磁気ヘッドは、当り幅規制溝５１の深さＨが３７±１２μｍとされ、磁気記録媒体摺動面の当り幅Ｗを５５±６μｍとし、当り幅規制溝５１を形成する際の砥石を調節することによって、当り幅規制溝５１の角部５１ａのＲの値を制御して作製された。
【００８６】
この実験４では、上述のように作製された磁気ヘッドに対して、上述した実験３と同様な条件下で摺動ノイズを測定した。その結果を図１９に示す。この図１９り明らかなように、Ｒの値が大きくなるのに伴って、発生する摺動ノイズにばらつきが大きくなる。これに加えて、Ｒの値が大きい場合には、比較的大きな摺動ノイズも発生している。
【００８７】
これに対して、Ｒの値が１６μｍ以下であるような場合、発生する摺動ノイズが約４．０ｄＢを略々越えるようなことはなく、さらに、摺動ノイズにばらつきも少なくて比較的大きな摺動ノイズも発生していない。したがって、磁気ヘッドにおいて、Ｒの値を１６μｍ以下とすることによって、良好な電磁変換特性を有するものとなる。
【００８８】
（実験５）
実験５として、当り幅規制溝５１の角部５１ａのＲを様々な値に変化させて作製した磁気ヘッドに関して、それぞれの磁気ヘッドの磁気ギャップに光を側面方向から透過させることによりデプス長Ｄを測定することができるかどうかを検証した。
【００８９】
このとき、作製された磁気ヘッドは、当り幅規制溝５１の深さＨが３７±１２μｍとされ、磁気記録媒体摺動面の当り幅Ｗを５５±６μｍとし、当り幅規制溝５１を形成する際の砥石を調節することによって、当り幅規制溝５１の角部５１ａのＲの値を制御して作製された。
【００９０】
この実験５では、上述のように作製された磁気ヘッドに対して、磁気ギャップ付近に光を照射し、この光の透過を検出することにより、デプス長Ｄの測定を行った。このとき、デプス長Ｄが測定可能である磁気ヘッドの割合を算出し、デプス長Ｄ認識歩留まりとした。そして、Ｒの値とデプス長Ｄ認識歩留まりとの関係を図２０に示した。
【００９１】
この実験５では、当り幅規制溝５１の深さＨを所定の範囲でグループ化し、各グループでのデプス長Ｄ認識歩留まりを測定した。図２０から明らかなように、どのグループにおいてもＲの値が１６μｍ以下であるような場合、デプス長Ｄ認識歩留まりの値は略々５０％を越えている。このことから、磁気ヘッドでは、Ｒの値を１６μｍ以下とすることにより、デプス長Ｄを測定する際に測定不良を起こすことなく、正確にデプス長Ｄを測定できることがわかる。
【００９２】
以上、本発明を適用した実施の形態及びその変形例について説明してきたが、本発明がこれらに限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で形状、材質、寸法等、任意に変更することが可能である。
【００９３】
【発明の効果】
本発明の磁気ヘッドによれば、記録・再生を行う際の電磁変換特性や耐摩耗特性を損なうことなく、摺動ノイズ特性を大幅に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における磁気ヘッドを模式的に示す斜視図である。
【図２】上記磁気ヘッドを模式的に示す側面図である。
【図３】上記磁気ヘッドを模式的に示す平面図である。
【図４】本実施の形態の変形例における磁気ヘッドを模式的に示す斜視図である。
【図５】上記磁気ヘッドを模式的に示す側面図である。
【図６】上記磁気ヘッドを模式的に示す平面図である。
【図７】サンプル１の摺動ノイズ・スペクトラムを示す特性図である。
【図８】サンプル２の摺動ノイズ・スペクトラムを示す特性図である。
【図９】サンプル３の摺動ノイズ・スペクトラムを示す特性図である。
【図１０】サンプル４の摺動ノイズ・スペクトラムを示す特性図である。
【図１１】サンプル５の摺動ノイズ・スペクトラムを示す特性図である。
【図１２】サンプル６の摺動ノイズ・スペクトラムを示す特性図である。
【図１３】摺動後に摩耗によりその入端部及び出端部で当り幅が拡大した様子を示す平面図である。
【図１４】第２の実施の形態における磁気ヘッドを模式的に示す斜視図である。
【図１５】上記磁気ヘッドを模式的に示す側面図である。
【図１６】上記磁気ヘッドを模式的に示す平面図である。
【図１７】当り幅規制溝の深さと摺動ノイズとの関係を示す特性図である。
【図１８】当り幅規制溝の深さと共振周波数との関係を示す特性図である。
【図１９】当り幅規制溝の角部のＲの値と摺動ノイズとの関係を示す特性図である。
【図２０】当り幅規制溝の角部のＲの値とデプス長Ｄ認識歩留まりとの関係を示す特性図である。
【図２１】従来の磁気ヘッドを模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１１，１２ 磁気コア半体 ２１，４１ 当り幅規制溝 Ｄ 領域 Ｈ 深さ
Ｗ 当り幅 ａ 磁気記録媒体摺動面 ｇ 磁気ギャップ
Claims (6)
- フェライトからなる一対の磁気コア半体の各突合せ面に高飽和磁束密度をもつ金属磁性膜が成膜され、上記一対の磁気コア半体がギャップ膜を介して各突合せ面にて接合されて磁気ギャップが形成されるとともに、磁気記録媒体摺動面における磁気記録媒体との当り幅を規定する当り幅規制溝が形成されてなり、
上記当り幅規制溝の深さが２５μｍ以上４５μｍ以下であって、上記磁気記録媒体摺動面の当り幅が上記当り幅規制溝の深さより大となるようになされたことを特徴とする磁気ヘッド。 - 磁気記録媒体摺動面の当り幅が５５±６μｍの値とされ、当り幅規制溝の角部のＲが１６μｍ以下とされていることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
- 磁気記録媒体摺動面の当り幅及び当り幅規制溝の深さが全体的に略々均一とされていることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
- 磁気記録媒体摺動面が、磁気記録媒体の走行時における当該磁気記録媒体の入端側がテーパ加工面とされるとともに、出端側が除去されてなることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
- 上記フェライトが、単結晶フェライトからなることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
- 上記フェライトが、その磁気ギャップ近傍が単結晶フェライトからなるとともに、その他の部分が多結晶フェライトからなるものであることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
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