JPH06282817A - 磁気ヘッド製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気ヘッドのテープ研磨加工で、磁気テープ
媒体の摺動面となる曲率面の加工効率化による生産性の
向上と、研磨量のコントロールによるギャップ深さの高
精度化をはかり、摺動面の形状精度を向上する研磨方
法。 【構成】 薄膜磁気ヘッドの研磨機構と制御装置よりな
る研磨システムで、磁気ヘッドをオッシレーション可能
に支持固定するヘッド固定板と、その概略対称位置に、
磁気ヘッド曲率面にテープを巻き付けるための巻き付け
ローラを設け、研磨テープを巻き付け、張力を付加した
状態で、磁気ヘッド及び巻き付けローラを同時に研磨テ
ープ送り方向と平行に往復運動可能に構成した。また磁
気ヘッドの被研磨面に設けられた研磨量モニター用薄膜
抵抗体の抵抗値を接続した可撓性プリント基板を経由
し、測定器、システムに接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＤ．Ａ．Ｔ（デジタルオ
ーディオテープレコーダー）やＤ．Ｃ．Ｃ．（デジタル
コンパクトカセット）のように磁気記録再生装置に搭載
される固定タイプの磁気ヘッドの製造装置に関し、より
詳しくは磁気ヘッドのテープ媒体摺動面のテープ研磨装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気テープに対して情報を記録再生する
磁気ヘッドは、磁気ヘッドとして所望の電磁変換特性を
得るために、製造工程において、テープ摺動面を所定の
面粗度に仕上げることが行われている。

【０００３】磁気ヘッドにたいするテープ摺動面の研磨
は従来、図８に示すように、回転可能に保持された回転
ドラム５１０に研磨すべき磁気ヘッド５０１ａ〜５０１
ｄを固定し、回転ドラム駆動モータ（図示せず）によっ
て、プーリー５０２、ベルト５０３を介して回転される
磁気ヘッド５０１ａ〜５０１ｄの先端部に張力を付加し
た研磨テープ６００を軸受け部５０４、５０５により回
転可能なガイドポール５０６、５０７によって巻き付け
て押し当て、研磨テープ６００を走行させることによっ
て行われていた。

【０００４】又は図９に示したように固定したベース板
７００上に研磨テープ６００を弾性材料によりなるバッ
キングプレート６０１上をガイドローラ６０２により概
略平行に走行させ、テンション付加ポール６０３、６０
４により最適張力を付加し走行させている。研磨テープ
６００の表面に、固定治具６０５を取り付けられた磁気
ヘッド５０１の先端部が押圧され、弾性体６０１の弾性
により加工圧力を与えられ、図の磁気ヘッドを固定し
た、ホルダーを６０６、６０７の位置に該磁気ヘッド５
０１を揺動運動、又はさらに直線運動を複合させること
によって行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示した第一の実施例では、薄膜磁気ヘッドにように、磁
気記録再生特性上、磁気ヘッドの所謂ギャップ深さ寸法
にミクロンオーダー以下の高精度が要求される場合、回
転ドラムに固定された磁気ヘッドが回転するため、加工
進行にともなうギャップ深さをモニターすることは難し
い。したがって所定のギャップ深さに仕上げるために
は、あらかじめ単位時間当たりの研磨による除去量であ
る所謂研磨レートを予測し、必要時間加工する加工時間
管理による方法がとられていたが、この手法によると研
磨レートのバラツキが大きくギャップ深さの高精度仕上
げが難しかった。また磁気ヘッドのテープ摺動面の小曲
率面に研磨テープを巻き付けようとすると、巻き付け角
をある程度小さくする必要があり、この巻き付け角はド
ラムの回転に伴って変動する。したがって磁気ヘッドの
曲率面先端部のギャップ付近はよく研磨されるが、両端
は研磨の進行が遅くなり、曲率面形状が変化してしま
う。また研磨屑で加工面にスクラッチ、チッピングを発
生することがあった。またテープの巻き付け角の変動に
より、加工時のテープの振動が大きくなり加工面精度に
悪影響を及ぼすことがあった。また巻き付け角を小さく
しようとすると、回転ドラムに研磨テープが接触するこ
とになり、磁気ヘッドと同時にドラム側面も研磨加工す
ることになり、その結果研磨レートの低下、加工面品質
の低下を招くことになる。

【０００６】又図９に示した第二の実施例では、テープ
供給リールより供給される研磨テープは一定の張力をか
けられて送られ、研磨テープの裏側よりゴムなどの弾性
体よりなるバッキングプレートで、研磨加工時の研磨砥
粒の磁気ヘッド研磨面への押し付け圧力を付加している
が、バッキングプレートの押し付け圧は、厳密に言うと
加工面全体にわたって均一ではない。また被加工物に揺
動運動や直線運動を与えながら研磨が進行するので、加
工面はテープ研磨加工の前加工である円筒研削加工によ
る加工創成面に倣い、概略円筒面となるが、厳密にはそ
の円筒形状精度特に先端ギャップ近傍は悪くなってい
る。特に薄膜磁気ヘッドによるデジタル記録再生におい
ては、極めて良好なテープ媒体と磁気ヘッドの密着性が
要求されるため、特に磁気ヘッドのギャップ付近の形状
精度が重要となり、この点で問題となっていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明にもとづいた磁
気ヘッド製造装置は、磁気ヘッドとその曲率面の両端に
平行に研磨テープを磁気ヘッド曲率面に巻き付けるため
の、巻き付けガイドローラを設けて、曲率面全体に研磨
テープが接触するように配置されており、さらに前記ガ
イドローラの両端にテンションローラが設けられ、研磨
テープ供給リールより繰り出された研磨テープはテンシ
ョンローラに巻き付けられ、さらに巻き付けローラを経
て磁気ヘッド曲率面に巻き付けられ、巻き付けローラを
経てテンションローラに巻き付け、巻き取りリールによ
り巻き取られるように構成されている。研磨テープに張
力をかけ、送り出しながら、前記磁気ヘッド及びガイド
ローラを研磨テープを巻き付けたままテープ送り方向に
往復運動させるように構成されている。さらにこのとき
磁気ヘッドは、トラック方向、言い換えれば研磨テープ
の幅方向にオッシレーション運動を複合させるように構
成されている。また磁気ヘッドの加工量を検知する薄膜
抵抗体は研磨加工面の両端に薄膜によりヘッドコアなど
の薄膜構造体を作成する工程において同時に作製され、
テープ研磨加工時に抵抗値を検出可能に構成されてい
る。

【０００８】

【作用】本装置では磁気ヘッドの曲率面に対する研磨テ
ープの巻き付け角度は一定であり変動がない。したがっ
て研磨テープと被加工面は加工時間中は常時接触してお
り単位時間当たりの作用砥粒数は、従来の方法よりも多
い。また磁気ヘッドと研磨テープの相対速度も高くでき
る。したがって単位研磨加工時間当たりの研磨加工量即
ち研磨レートは従来方法よりも優れている。また回転ド
ラムによる方法の場合のように研磨加工中の研磨テープ
の振動もなく、安定して加工が行え、研磨屑は磁気ヘッ
ド被研磨面のエッヂで除去されるため、巻き込むことは
なくチッピング、スクラッチのない良好な仕上げ面が得
られる。

【０００９】さらに弾性体を用いたバッキングプレート
に揺動する磁気ヘッドを押し付ける方法のに比べて、被
加工面における加工圧は本発明による方法ではヘッドの
エッヂを除いてほぼ均一であり、前加工工程での円筒研
削により創成される形状を損なうことなく良好な形状精
度が得られる。

【００１０】また本発明の研磨方法によれば、加工進行
中での磁気ヘッドの薄膜抵抗体の抵抗値の変化率を検出
し、テープ研磨機の制御システムに入力し、ギャップ深
さの値を算出し、目標ギャップ深さとの比較を行い加工
終了点を検知する、所謂インラインギャップデプスコン
トロールを容易に採用でき、加工の終了点を精密に制御
可能となり磁気特性の優れた、そして変動の少ない磁気
ヘッドを得ることができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の研磨加工装置により加工され
る薄膜磁気ヘッドを示しており、複数個の単位ヘッドチ
ップをウエハー上に面状に形成した後、１行単位に分断
されている（図１では６チップで構成）。製造コストの
低減の為、薄膜磁気ヘッドの加工工程は行単位にて行わ
れており、この単位ヘッドチップ５０１ａ〜５０１ｆよ
りなる行単位のヘッドチップ５００の摺動面５００ａ
は、、前工程において、ダイヤモンド砥石による円筒研
削加工によって曲率面を創成される。しかる後、本発明
のテープ研磨装置によって摺動面が仕上げ研磨される。

【００１２】このテープ研磨による加工の目的はまず円
筒研削工程での加工面は表面粗度が粗く、テープ媒体を
傷つけるので、更に表面粗度を向上させる為と、円筒研
削加工により形成される加工変質層の除去、さらにギャ
ップ深さの調整などがある。薄膜抵抗体は各チップの両
端部に、磁気コア等の薄膜形成工程で同時に作られ、円
筒研削工程で被加工面に露出し加工の進行とともにその
抵抗値が変化するよう形成されており、代表値として行
の両端の抵抗体を使用し、抵抗変化率をギャップ深さに
換算し対応を図っている。上記行単位ヘッドチップは、
テープ研磨工程終了後１チップ単位に分断し、図２に示
したように、分断されたヘッドチップ２はチップベース
３に固定され、磁気ヘッドチップ２の各トラックに対応
する単位ヘッドの各信号入出力端子４を可撓性プリント
基板５に接続し、端６は実際のテープレコーダのコネク
ターと連結されヘッドの最終形態を得る。

【００１３】図３に本発明の磁気ヘッド製造装置の１実
施例を示した。また図４は図３の要部の拡大図である。
装置は本体とそれを覆うカバー７００で構成され磁気ヘ
ッド５００はヘッド固定板７にネジ等の固定手段により
固定されており、該ヘッド固定板７は上下調節治具８上
に設けられた前後駆動ガイド９のうえに固定されてい
る。前後駆動ガイド９は取り付け板１０に固定されたエ
アーシリンダー１１等のアクチュエータの往復運動を連
結板１２によって伝達されオッシレーション運動をさせ
る。前記上下調節治具８の固定板１３はトラバース運動
する往復テーブル１４上に固定されている。また往復テ
ーブル１４上には、磁気ヘッド５００の両側に設けられ
研磨テープ６００を巻き付け、テープ研磨面５００ａと
の間で巻き付け角度を決定するガイドローラ１５ａ、１
５ｂを軸受けにより、回転可能に支持する２枚の側板１
６ａ、１６ｂが平行に固定されている。すなわちガイド
ローラ１５ａ、１５ｂに対して、磁気ヘッド５００の研
磨面５００ａを上下調節治具８によってその高さを調整
し、巻き付け角度を設定するように構成されている。ま
た磁気ヘッド５００は巻き付けガイドローラ１５ａ、１
５ｂに対して、テープ送り方向と直角に高速往復運動す
る。この際ストロークヘッドの被加工面全体に研磨テー
プが当たるように、テープ幅と行単位磁気ヘッドの長さ
の差以上とする方が望ましい。磁気ヘッドの両端はだれ
が生ずるが、ウエハーの端部には製作上磁気ヘッド構造
体として使用しないので、影響はない。

【００１４】薄膜磁気ヘッドのギャップ深さは磁気ヘッ
ド構造体形成の際に同時に作り込まれた薄膜抵抗体の研
磨進行に伴う抵抗変化率によって計算され、目標値との
比較を行い、加工終了点を検知するものであり、磁気ヘ
ッドより抵抗値を出力し装置の制御を行う。薄膜抵抗体
の端子部と接続された可撓性プリント基板１７は接続コ
ネクター１８を経て、抵抗測定器と接続されて、装置の
制御部に入力され装置の制御が行われる。往復テーブル
１４はエアーシリンダーまたはモータ等の駆動手段によ
り、張力を付加した研磨テープ６００を磁気ヘッド５０
０に巻き付け、巻き付け角度を一定に保った状態で往復
運動し、磁気ヘッドの摺動面５００ａを研磨する。図３
において研磨テープ６００は研磨テープ供給リール１９
より繰り出される供給側回転ローラ２０ａを経て供給側
テンションローラ２１ａに巻き付けられ、供給側ガイド
ローラ２２ａから供給側巻き付けガイドローラ１５ａを
通り、磁気ヘッド５００の摺動面５００ａに巻き付けら
れ、巻き取り側ガイドローラ１５ｂを通り、巻き取り側
ガイドローラ２２ｂを経て巻き取り側テンションローラ
２１ｂに巻き付けられ、巻き取り側ガイドローラ２２ｂ
を経て巻き取りリール２３にて巻き取られている。

【００１５】この研磨テープ供給リール１９及び巻き取
りリール２３はその軸を軸受け部２４、２５で回転可能
に支持している。回転ローラ２０ａ，２０ｂも回転可能
に軸受け２６ａ、２６ｂで支持している。ガイドローラ
２２ａ，２２ｂはステー２８ａ，２８ｂにより平行に固
定された２枚の平行側板２９ａ，２９ｂに設けた軸受け
により平行かつ回転可能に支持されている。そして平行
平板２９ａ，２９ｂは装置本体に、ベース板中央に上下
に調節可能な調整部２７に固定され磁気ヘッド被研磨面
に対して高さ調整可能に構成されている。

【００１６】図５に本実施例の装置を後部より見た図を
示した。研磨テープ６００をセットしたテープ供給リー
ル１９は軸受け部２４により回転可能にベース板３０に
固定されている。また巻き取りリール２３も同様に軸受
け部２５によりベース板３０に固定されている。供給リ
ール１９及び巻き取りリール２３はそれぞれ供給リール
モータ３１、巻き取りリールモータ３２にベルト３３を
介して連結されている。供給側テンションローラ２１ａ
及び巻き取りテンションローラ２１ｂは、プーリー３５
がベルト３６を介してトルクモータ３４ａ，３４ｂによ
りバックテンションを付加されており、研磨テープ６０
０は一定の張力にて張られている。

【００１７】次に本発明による研磨の加工概念を図６及
び図７に示した。図６はガイドローラ１５ａ，１５ｂを
回転可能に支持する２枚の側板のうち１６ｂを省略した
図で、側板１６によって回転可能に支持された供給側ガ
イドローラ１５ａ、巻き取り側ガイドローラ１５ｂによ
り研磨テープはセットされた磁気ヘッド５００の摺動面
５００ａに巻き付いている。研磨テープ６００は、研磨
磁気ヘッドの往復ストローク以上離れた位置に被研磨面
と概略平行位置になるよう上下高さ調整されたガイドロ
ーラ２２ａ，２２ｂによりテンションローラに巻き付け
られ供給リール、巻き取りリールに至っている。

【００１８】研磨テープを低速にて送りながらガイドロ
ーラ１５ａ，１５ｂを含むヘッド取り付け部を左右に一
定ストロークにて往復運動する。研磨テープは研磨テー
プの張力と巻き付け角度αによって決まる一定の押し付
け圧力にて被研磨面全体にほぼ均等な圧力にて押し付け
られながら往復運動し研磨が進行する。本発明では、図
８に示した従来の回転ドラム方式のような巻き付け角度
の変動や、断続的な加工でないことや、図９に示したバ
ッキングプレートを用いた方法のように研磨時の加工圧
力の不均一、変動が少ないために摺動面全体が均一に、
効率的に研磨可能であり、さらに研磨圧力の分布が均一
なことにより加工面の形状精度の優れたものとなり、実
際のオーディオテープ等への記録再生において、ヘッド
タッチが良好な特性の優れたヘッドを提供できる。また
図６のように磁気ヘッドに成膜された薄膜抵抗体の抵抗
値を可撓性プリント基板１７、接続ケーブルを経て本研
磨システムの制御装置に入力しヘッドのギャップ深さの
コントロールに使用できサブミクロンのギャップ深さの
コントロールが可能であり、記録再生特性の優れた、均
一な磁気ヘッドを供給できる。

【００１９】

【発明の効果】この発明に基いた磁気ヘッドの研磨方法
によれば磁気ヘッドに対する研磨テープの巻き付け角度
を一定として研磨テープと磁気ヘッドを相対運動させる
ことにより加工時の被研磨面に対するテープの押し付け
圧力を面全体にわたって、常時概略均等とすることがで
きる。また研磨の進行が均一で、磁気ヘッド内部に設け
た薄膜抵抗体の研磨の進行に伴う抵抗値の変化率の検出
をもとにしたギャップ深さのコントロールが容易にでき
る。っこれらにより摺動面の形状精度のよいギャップ深
さの均一な磁気特性の優れた磁気ヘッドを安定して製造
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】行単位磁気ヘッドの斜視図である。

【図２】磁気ヘッドの最終形態斜視図である。

【図３】本発明に係る磁気ヘッド製造装置の実施例を示
す斜視図である。

【図４】本発明に係る磁気ヘッド製造装置の要部詳細斜
視図である。

【図５】本発明に係る磁気ヘッド製造装置の実施例の別
角度からの斜視図である。

【図６】本発明に係る磁気ヘッド製造装置の研磨方法の
模式図である。

【図７】本発明に係る磁気ヘッド製造装置の研磨方法の
模式図である。

【図８】従来の研磨方法を説明した斜視図である。

【図９】従来の研磨方法を説明した斜視図である。

【符号の説明】

５００ 行単位磁気ヘッド ５０１ａ〜ｆ 磁気ヘッド ５０２ プーリー ５０３ ベルト ５０４ 軸受け部 ５０５ 〃 ５０６ ガイドポール ５０７ 〃 ６００ 研磨テープ ６０１ バッキングプレート ６０２ ガイドローラ ６０３ テンション付加ポール ６０４ 〃 ６０５ 固定治具 ６０６ ホルダー ６０７ 〃 ２ ヘッドチップ ３ チップベース ４ 信号入出力端子 ５ 可撓性プリント基板 ６ 接続端子 ７ ヘッド固定板 ８ 上下調整治具 ９ 前後駆動ガイド １０ 取り付け板 １１ エアーシリンダー １２ 連結板 １３ 固定板 １４ 往復テーブル １５ ガイドローラ １６ 側板 １７ 可撓性プリント基板 １８ 接続コネクター １９ 研磨テープ供給リール ２０ 供給側回転ローラ ２１ 供給側テンションローラ ２２ 巻き取り側ガイドローラ ２３ 巻き取りリール ２４，２５ 軸受け部 ２６，２７ 軸受け ２８ ステー ２９ 平行平板 ３０ ベース板 ３１ 供給リールモータ ３２ リールモータ ３３ ベルト ３４ａｂ トルクモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 行単位磁気ヘッドを位置決め固定するヘ
   ッド固定部と、該ヘッド固定部の両側に配置され磁気ヘ
   ッドの磁気テープ摺動に供する曲率面に研磨テープを巻
   き付ける巻き付けローラと、該巻き付けローラの両側に
   張力付加ローラ、研磨テープ供給リールおよび巻き取り
   リールを配置し、磁気ヘッドおよび巻き付けローラを一
   体に研磨テープ走行方向と平行に移動可能としたことを
   特徴とする磁気ヘッド製造装置。
2. 【請求項２】 磁気ヘッドの被加工面に露出し、加工の
   進行にともなって抵抗値が変化するように、薄膜形成過
   程で設けられた薄膜抵抗体の研磨過程での抵抗値によっ
   て研磨量を制御することを特徴とする請求項１記載の磁
   気ヘッド製造装置。