磁头,带型磁记录介质的记录播放方法和旋转磁头机构

摘要

一种磁头,一种用于带型磁记录介质的记录和/或播放的方法,和一种旋转磁头机构,其结构简单,并且在与带型磁记录介质的接触特性上具有优点。窗口部分以凹陷方式形成在旋转磁鼓的外圆周表面上,磁带沿着外圆周表面卷绕。在前进方向上的宽度小于窗口部分的平顶磁头放置在窗口部分中,使分别为气隙形式的一对通道各形成在平顶磁头的前侧与尾侧端部和窗口部分的前侧与尾侧端部之间。平顶磁头具有暴露的、垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸的光滑平面,并且提供在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的位置上,以与磁带相对,并与之流动互作用。用于与磁带接触并与之磁互作用的磁头元件放置在光滑平面上的一个范围内,磁带在这个范围内与光滑平面接触。

说明书

                           技术领域

本发明涉及一种磁头，一种用于带型磁记录介质的记录和/或播放的方法，和一种旋转磁头机构。

                           背景技术

各种用于将信号记录到带型磁记录介质上，并且从带型磁记录介质上播放信号的装置已经公知并且广泛使用。所述类型的一种典型装置是旋转磁鼓类型的磁带录像机，其中安装在旋转磁鼓上的磁头在带型磁记录介质上形成并记录具有倾斜角的轨迹，并且进一步跟踪并播放倾斜的轨迹。特别在最近，符合数字标准的录像带记录装置(VTR)已经流行起来。

一种带型磁记录介质是涂层类型的磁带。涂层类型的磁带具有这样的结构，通过使用粘合剂作为粘接物质，将针状或粒状磁粉放到塑料基底材料上，使磁层或磁表面形成在塑料基底材料上。涂层类型磁带的磁表面具有矫顽磁力(coercive force)HC和剩余磁通密度Br，它们随着记录密度的增加而趋于增加。例如，对于符合DV标准的MP磁带，矫顽磁力HC达到2,300奥斯特，并且剩余磁通密度达到3000高斯。

另一方面，对于涂层类型的金属带，磁粉的单一物质尺寸减小到0.1×1.0μm。进一步，在带厚度方面，尽管大约10到16μm厚的磁带常规地用在编辑机上，但为了满足盒式磁带小型化的需要，并用于长时间地记录和播放，需将磁带厚度减小。现在，对于符合DV标准数字视频信号的带型磁记录介质的磁带厚度为7到8μm。

由此，对于具有刚才描述的特点的磁带，将信号记录到带型磁记录介质上或者从带型磁记录介质上播放信号的装置，有必要以流动互作用(fluidicinterfere)函数和磁互作用(magnetic interference)函数的方式来设计，其中流动互作用函数涉及磁带物理接触的控制，而磁互作用函数涉及记录/播放。

上述类型的磁带记录/播放装置的一个示范例子是旋转磁头机构，当旋转时，它向磁带介质上记录/从磁带介质上播放。刚才描述的传统类型的旋转磁头机构，采用了根据磁感应原理操作的磁头。在磁头中，磁极彼此相对，其间留有非常小的磁头间隙，并且磁带介质的磁表面垂直于并且非常靠近磁头间隙放置。在记录时，被驱动时由磁极产生的力的磁力线使形成磁带介质磁表面的磁物质磁化，而力的磁力线从一个磁极到另一个磁极穿过磁头间隙和磁表面，进而记录在磁带介质上。另一方面，在播放时，形成磁带介质磁表面的磁物质产生的漏磁通通过磁头间隙被磁极捕捉，来在漏磁通随着磁带介质输送而改变时检测电磁感应产生的电动力。

为了增加记录密度并且保证高的S/N比(信噪比)，磁带记录介质有必要与磁头间隙紧密接触，除此之外，当保持磁带这样的紧密接触时，有必要保持磁带稳定移动。

传统地，为了实现上述的紧密接触，磁带介质被压在磁头间隙上，而得到必要的接触压力。特别是旋转磁头机构，通过加在磁带介质上的张力得到接触压力。图11到13显示了上述类型的传统旋转磁头机构的结构。

参考图11到13，显示的旋转磁头机构100包括圆柱形旋转磁鼓101，它具有磁头窗102，以凹陷关系形成在其中，使它在圆柱形旋转磁鼓101的部分圆周表面上开放，并且包括磁头104，具有磁头间隙103，形成在磁头窗口102中。旋转磁头机构100在旋转方向106上以预定的速度旋转。当旋转磁头机构100旋转时，磁头104同样等速移动。张力107加在磁带介质105上，其中磁带介质105沿旋转磁鼓101延伸，使磁带介质105通过张力107压在磁头间隙103上，由此磁带介质105以低于磁头104的速度在相同方向上输送。圆柱形固定鼓111以小的间隔关系放置在旋转磁鼓101下面。

为了保证磁头间隙103与磁带介质105之间维持良好的接触状态，旋转磁头机构100围绕磁头间隙103的表面108形成曲率109的曲面，其中旋转磁头机构100沿着表面108与磁带介质105接触，并且曲率109的曲面在记录轨迹的方向上，也就是磁带输送方向是凸起的，并且表面108还形成曲率110的曲面，它还在轨迹宽度方向上是凸起的，除此之外，表面108从旋转磁鼓101的圆柱表面上与磁头间隙103一起凸起。

当磁带介质105受张力107产生的压力与磁头104接触时，其中磁头104具有刚才描述的结构，磁带介质105沿着磁头104的表面108变形为凸起形状，并且磁头104与磁带介质105之间的良好接触状态可以被保证。其间，不与磁头104接触的部分磁带105有时由于磁头窗口102与旋转磁鼓101和固定鼓111之间的间隙而变形。

如上所述，传统结构的旋转磁头机构100将足够的张力加到磁带介质105上，而将磁带介质105强制压在凸起形状的磁头104上，由此保证它们之间良好的接触状态，从而使用磁头104与磁带介质105之间的磁互作用，来实现磁带介质105的记录和播放。

然而，旋转磁头机构100具有如下问题，由于磁带介质105被强制压在上述凸起形状的磁头104上，磁头间隙103趋于被磁带介质105磨损，导致磁头间隙103的寿命缩短。同时，还有另一个问题，磁带介质105的磁表面趋于类似地磨损，并且受到不可逆的变形，导致磁带介质105的寿命缩短。

由此，为了保证磁头的长寿命，旋转磁头机构100被传统地设计成，使磁头间隙103的深度方向，也就是间隙深度被设置得很深，而具有适当的余量。具体说，例如间隙深度被初始地设置为20到30μm深，来保证到间隙深度因磁头104的磨损减小到它的极限值之前有长的时间间隔，由此保证旋转磁头机构100的长寿命。

然而，初始间隙被如上所述设置得深的对策具有缺点，即对于提高灵敏度具有限制，并且无法期望高密度记录，而对高密度播放具有限制。而且，对于消除上述磁带寿命缩短的缺点，该对策是无效的。

更进一步，已有的对策不能提供将磁阻效应类型(或磁通效应类型)的MR磁头和GRM磁头应用到带型磁记录介质上的方法，这种类型的磁头主要应用于磁硬盘装置上(HDD：磁硬盘驱动器)，并且使用磁阻效应以非常小的间隙深度检测记录介质上的磁场变化。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁头，一种用于带型磁记录介质的记录和/或播放方法，和一种旋转磁头机构，通过它们可以以减小的接触压力保证磁头与磁带介质之间的良好接触，来减小磁头和磁带介质的磨损，从而保证磁头和磁带的长寿命。

本发明的另一个目的是提供一种磁头，一种用于带型磁记录介质的记录和/或播放方法，和一种旋转磁头机构，通过它们可以将磁阻效应类型的磁头应用在磁带介质上。

为了实现上述目标，根据本发明的一方面，提供了一种安装在旋转磁鼓上的磁头，旋转磁鼓具有外圆周表面，带型磁记录介质可以沿着外圆周表面卷绕，磁头通过所述旋转磁鼓的旋转而运动，并且与带型磁记录介质接触，来记录或播放带型磁记录介质，磁头包括：表面部分，当磁头运动时与带型磁记录介质相对；和记录和/或播放元件，用于与带型磁记录介质接触，来执行带型磁记录介质的磁记录和播放操作中的至少一个操作；其中所述表面部分是光滑平面，其垂直于所述旋转磁鼓的直径方向延伸，并且定位在从所述旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧；所述记录和/或播放元件设置在所述表面部分的一个范围内，带型磁记录介质在该范围内发生接触。

在磁头中，由光滑平面形成的、用于与带型磁记录介质流动互作用的表面部分垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，并且定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧，从而形成凹陷部分，使得带型磁记录介质与表面部分接触，并且用于与带型磁记录介质磁互作用的记录和/或播放元件设置在表面部分的一个范围内，带型磁记录介质在该范围内与表面部分接触。当磁鼓旋转时，光滑平面形成的凹陷部分内的压力减小，结果，带型磁记录介质被吸引向磁鼓的光滑平面。由于磁头包括垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸的光滑平面，当旋转磁鼓旋转时，光滑平面在磁鼓的切线方向上前进，由此在光滑平面的切线方向上形成气流。同时，带型磁记录介质因上述吸引靠近光滑平面。结果，根据伯努力原理的压力减小随着气流发生，其中气流在带型磁记录介质和光滑平面确定的狭窄路径上流动；并且，由于压力减小效应，带型磁记录介质逐渐靠近光滑平面，并与之接触。结果，在不将强制力加在带型磁记录介质上的情况下，带型磁记录介质以一接触压力与记录和/或播放元件接触。以这种方式，已经通过凹陷部分的吸引作用靠近光滑平面的带型磁记录介质可以以适当的接触压力与光滑平面接触，其中适当的接触压力只由光滑平面前进而自然产生气流的压力减小效应所产生。结果，可以执行记录或播放，同时可抑止带型磁记录介质与磁头的磨损。

根据本发明的另一方面，提供了一种安装在旋转磁鼓上的磁头，旋转磁鼓具有外圆周表面，带型磁记录介质可以沿着外圆周表面卷绕，所述磁头在尺寸上小于在旋转磁鼓的外圆周表面上以凹陷状态形成的窗口部分，并且以暴露状态设置在该窗口部分中，在磁头与窗口部分的相对端部之间形成有一对气隙，并且磁头通过旋转磁鼓的旋转而运动，并且磁头与带型磁记录介质接触，来记录或播放带型磁记录介质，其包括：表面部分，当磁头运动时其与带型磁记录介质相对；和记录和/或播放元件，用于与带型磁记录介质接触，来执行带型磁记录介质的磁记录和播放操作中的至少一个操作；所述表面部分是垂直于所述旋转磁鼓的直径方向延伸的光滑平面，并且定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧；所述记录和/或播放元件设置在所述表面部分的一个范围内，带型磁记录介质在该范围内发生接触。

在磁头中，表面部分的尺寸小于在旋转磁鼓的外圆周表面上以凹陷状态形成的窗口部分，用于与带型磁记录介质流动互作用，表面部分被形成为光滑平面，所述光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，并且定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧，从而在窗口部分的相对端部与表面部分的相对端部之间形成一对气隙，并且用于与带型磁记录介质磁互作用的记录和/或播放元件被设置在表面部分的一个范围内，带型磁记录介质在该范围内与表面部分接触。当磁鼓旋转时，形成在磁头的相对端部与窗口部分的相对端部之间的气隙中的压力减小；结果，带型磁记录介质被有效地吸引向磁鼓的光滑平面。

同时，由于如上所述的磁头结构包括光滑平面，其中光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，并且定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧，则当旋转磁鼓旋转时，光滑平面在旋转磁鼓的切线方向上前进，于是在光滑平面的切线方向上形成气流。同时，带型磁记录介质因上述吸引而靠近定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧的光滑平面。结果，在光滑平面的切线方向上流动的气流沿着由带型磁记录介质与光滑平面确定的狭窄路径流动；结果，根据伯努力原理的压力减小随着气流发生。这样，由于压力减小效应，带型磁记录介质逐渐靠近光滑平面，并与之接触。结果，在不将强制力加在带型磁记录介质上的情况下，带型磁记录介质以一接触压力与记录和/或播放元件接触。以这种方式，已经因凹陷部分的吸引作用而靠近光滑平面的带型磁记录介质可以以适当的接触压力与光滑平面接触，其中适当的接触压力只是由因光滑平面前进而自然产生气流的压力减小效应所产生。结果，可以执行记录或播放，同时可抑止带型磁记录介质与磁头的磨损。

在上述任一种磁头中，表面部分可以由光滑曲面形成，其中光滑曲面具有的曲率比旋转磁鼓的曲率更缓和(moderate)，并且在光滑曲面的至少一个位置上具有垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸的切线方向。

提供压力减小效应的气流状态依赖于表面部分的形状与光洁度，并且在光洁度相同时，缓和曲率的光滑曲面产生气流引发的压力减小效应要高于更大曲率的光滑平面产生气流引发的压力减小效应。在磁头中，由于表面部分由曲率比旋转磁鼓的曲率更缓和的光滑曲面形成，并且在光滑曲面的至少一个位置上具有切线方向，其垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，则气流在光滑平面上于与磁头的前进方向相同的方向上形成。结果，通过根据伯努力原理的压力减小效应，该压力减小是由带型磁记录介质与磁头的具有缓和曲率的光滑曲面之间的气流所产生，已靠近的带型磁记录介质可以与光滑曲面接触，结果也与记录和/或播放元件接触。    

根据本发明又一个方面，提供了一种用于带型磁记录介质的记录和/或播放的方法，包括如下步骤：围绕圆柱形旋转磁鼓卷绕带型磁记录介质，旋转磁鼓包括磁头，磁头具有垂直于所述旋转磁鼓的直径方向延伸的光滑平面，或具有光滑曲面，所述光滑曲面具有比所述旋转磁鼓更缓和的曲率，并且光滑曲面在其至少一个位置上具有垂直于所述旋转磁鼓的直径方向延伸的切线方向，设置所述磁头使得所述光滑平面或所述光滑曲面暴露在从所述旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧的位置上，所述光滑平面或光滑曲面上设置有记录和/或播放元件，用于与带型磁记录介质磁互作用；并且通过因光滑平面或光滑曲面与带型磁记录介质之间的流动互作用而引起的压力减小来促使带型磁记录介质与所述记录和/或播放元件接触，以执行带型磁记录介质的记录和播放操作中的至少一个操作。

在记录和/或播放方法中，光滑平面和具有缓和曲率的光滑曲面定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧，而形成凹陷部分。当鼓旋转时，凹陷部分内的压力减小，结果，带型磁记录介质被吸引向旋转磁鼓的光滑平面或光滑曲面。

由于光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，或者光滑曲面至少在其一个位置上具有垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸的切线方向，当旋转磁鼓旋转时，光滑平面或光滑曲面在垂直于旋转磁鼓直径方向的方向上前进，由此气流在光滑平面或光滑曲面上于前进方向上形成。

当带型磁记录介质因上述吸引而靠近光滑平面时，气流沿着带型磁记录介质与光滑平面，或带型磁记录介质与光滑曲面确定的狭窄路径流动。结果，根据伯努力原理的压力减小伴随气流发生，并且由于压力减小效应，带型磁记录介质逐渐靠近光滑平面或光滑曲面，并与之接触。结果，在不将强制力加在带型磁记录介质上的情况下，带型磁记录介质以一接触压力与记录和/或播放元件接触。以这种方式，带型磁记录介质可以以适当的接触压力与光滑平面接触，其中适当的接触压力仅由光滑平面或光滑曲面的前进而自然产生的气流的压力减小效应所产生。结果，可以执行记录或播放，同时可抑止带型磁记录介质与磁头的磨损。

根据本发明更进一步的方面，提供了一种用于带型磁记录介质的记录和/或播放方法，包括如下步骤：围绕旋转磁鼓卷绕带型磁记录介质，旋转磁鼓具有外圆周表面，带型磁记录介质可以沿着外圆周表面卷绕，并且旋转磁鼓具有一个在其外圆周表面上以凹陷状态形成的窗口部分；所述旋转磁鼓包括磁头，磁头具有尺寸小于所述窗口部分的光滑平面或者光滑曲面，光滑曲面具有比所述旋转磁鼓更缓和的曲率，所述磁头设置在所述窗口部分中，使所述光滑平面或光滑曲面暴露在从所述旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧的位置上，并且在磁头与窗口部分的相对端部之间形成一对气隙，所述光滑平面垂直于所述旋转磁鼓的直径方向延伸，或者所述光滑曲面在其至少一个位置上具有垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸的切线方向，所述光滑平面或所述光滑曲面上设置有记录和/或播放元件，用于与带型磁记录介质磁互作用；和通过因光滑平面或光滑曲面与带型磁记录介质之间的流动互作用而引起的压力减小来促使带型磁记录介质与所述记录和/或播放元件接触，以执行带型磁记录介质的记录和播放操作中的至少一个操作。

在这种记录和/或播放方法中，当旋转磁鼓旋转时，在光滑平面或光滑曲面的相对端部与窗口部分的相对端部之间形成的气隙中的压力减小。结果，带型磁记录介质被有效地吸引向旋转磁鼓的光滑平面或光滑曲面。

由于光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，或者光滑曲面至少在其一个位置上具有垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸的切线方向，当旋转磁鼓旋转时，光滑平面或光滑曲面在垂直于旋转磁鼓直径方向的方向上前进，由此气流在光滑平面或光滑曲面上并于前进方向上形成。

当带型磁记录介质通过上述吸引而靠近光滑平面或光滑曲面时，其中光滑平面或光滑曲面定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩回的内圆周侧，气流沿着带型磁记录介质与光滑平面，或带型磁记录介质与光滑曲面确定的狭窄路径流动。结果，根据伯努力原理的压力减小随着气流发生，并且由于压力减小效应，带型磁记录介质逐渐靠近光滑平面或光滑曲面，并与之接触。结果，在不将强制力加在带型磁记录介质上的情况下，带型磁记录介质以一接触压力与记录和/或播放元件接触。以这种方式，带型磁记录介质可以以适当的接触压力与光滑表面接触，其中适当的接触压力仅由光滑平面或光滑曲面的前进而自然产生的气流的压力减小效应所产生。结果，可以执行记录或播放，同时可抑止带型磁记录介质与磁头的磨损。

根据本发明又更进一步的方面，提供了一种旋转磁头机构，包括：可旋转地安装的旋转磁鼓，其具有外圆周表面，带型磁记录介质可以沿着外圆周表面卷绕；和磁头，其安装在旋转磁鼓上，并且磁头具有通过旋转磁鼓的旋转而可运动的表面部分，所述表面部分与带型磁记录介质相对，以与带型磁记录介质流动互作用；还具有记录和/或播放元件，用于与带型磁记录介质接触并且与之磁互作用，来执行带型磁记录介质的记录和播放操作中的至少一个操作；所述表面部分是光滑平面，所述光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，并且定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧；所述记录和/或播放元件设置在所述表面部分的一个范围内，在该范围内带型磁记录介质以流动互作用与表面部分接触。

在旋转磁头机构中，由光滑平面形成、用于与带型磁记录介质流动互作用的表面部分垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，并且定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧，而形成凹陷部分，并且用于与带型磁记录介质磁互作用的记录和/或播放元件设置在表面部分的一个范围内，带型磁记录介质在该范围内发生接触。当鼓旋转时，凹陷部分内的压力减小，结果，带型磁记录介质被吸引向旋转磁鼓的光滑平面。这是第一阶段。

同时，由于磁头的光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，当旋转磁鼓旋转时，光滑平面在其切线方向前进，由此气流在光滑平面上于切线方向上形成。气流沿着光滑平面与带型磁记录介质确定的狭窄路径流动，其中带型磁记录介质已经因上述吸引而靠近在缩进位置上的光滑平面。结果，根据伯努力原理的压力减小随着气流发生。由于压力减小效应，带型磁记录介质逐渐靠近光滑平面，并与之接触。结果，带型磁记录介质以一接触压力与记录和/或播放元件接触。这是第二阶段。

以这种方式，由于旋转磁鼓旋转提供的第一和第二阶段的合成效应，不必应用强制力，带型磁记录介质就可以以适当的接触压力与记录和/或播放元件接触，其中适当的接触压力只通过自然产生的气流的效应而产生。结果，可以执行记录或播放，同时可抑止带型磁记录介质与磁头的磨损。

根据本发明的进一步的方面，提供了一种旋转磁头机构，包括：圆柱形旋转磁鼓，其具有外圆周表面，带型磁记录介质可以沿着外圆周表面卷绕，并且外圆周表面以在切线方向上的预定线速度旋转，并且一个窗口部分在所述外圆周表面上以凹陷状态形成；和磁头，其尺寸小于所述窗口部分，并且设置在所述窗口部分中，使得一对具有相等宽度的气隙分别形成在磁头的前侧端部(leading end)和窗口部分的前侧端部之间以及磁头的尾侧端部和窗口部分的尾侧端部(trailing end)之间；通过旋转磁鼓的外圆周表面的旋转，磁头在预定的前进方向上前进；磁头具有光滑平面，所述光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，并且定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧，使所述光滑平面通过旋转磁鼓的旋转而运动，并且所述光滑平面与带型磁记录介质相对，以与带型磁记录介质流动互作用；并且还具有记录和/或播放元件，其在前进方向上相对于所述光滑平面的中心设置在尾侧，用于与带型磁记录介质接触，并与之磁互作用，来执行带型磁记录介质的记录和播放操作中的至少一个操作。

在旋转磁头机构中，尺寸小于窗口部分、用于与带型磁记录介质流动互作用的表面部分设置为光滑平面，其中窗口部分在旋转磁鼓的外圆周表面以凹陷状态形成，所述光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，并且定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧，从而在窗口部分的相对端部与表面部分的相对端部之间分别形成一对气隙，并且用于与带型磁记录介质磁互作用的记录和/或播放元件被设置在相对于光滑平面的中心的尾侧(trailingside)。当鼓旋转时，具有相等宽度、形成在磁头相对端部与窗口部分相对端部之间的气隙内的压力减小；结果，带型磁记录介质被吸引向旋转磁鼓的光滑平面，其中光滑平面定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧。然而，由于带型磁记录介质的惯性，吸引轨迹的尖峰移动到在相对于中心的尾侧。

同时，由于磁头的光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，当旋转磁鼓旋转时，光滑平面在旋转磁鼓的切线方向上前进，由此气流在光滑平面上与切线方向形成。气流沿着光滑平面与带型磁记录介质确定的狭窄路径流动，其中带型磁记录介质已经因上述吸引而靠近光滑平面。结果，根据伯努力原理的压力减小随着气流发生。由于压力减小效应，带型磁记录介质逐渐靠近光滑平面，并且根据上述尖峰的偏移，带型磁记录介质基本与光滑平面的相对中心的尾侧上的一部分接触。结果，带型磁记录介质以一接触压力与记录和/或播放元件接触，其中记录和/或播放元件设置在前进方向上关于光滑平面中心的尾侧。以这种方式，不必应用强制力，带型磁记录介质就可以以适当的接触压力与记录和/或播放元件接触，其中适当的接触压力仅由自然产生的气流的压力减小效应而促使产生。结果，可以执行记录或播放，同时可抑止带型磁记录介质和磁头的磨损。

优选的是，光滑平面被设置为与外圆周表面侧呈偏离关系，直到所述已经与光滑平面接触、随后又与之分开的带型磁记录介质越过所述窗口部分的尾侧端部，而不与窗口部分的尾侧端部碰撞或接触。

在旋转磁头机构中，光滑平面被设置为与外圆周表面侧呈偏离关系，所述已经与光滑平面接触、随后又与之分开的带型磁记录介质越过所述窗口部分的尾侧端部，而不与窗口部分的尾侧端部碰撞或接触。由此，可防止在相反条件下对带型磁记录介质可能造成的损坏。

根据本发明更进一步的方面，提供了一种旋转磁头机构，包括：圆柱形旋转磁鼓，具有外圆周表面，带型磁记录介质可以沿着外圆周表面卷绕，并且外圆周表面以在切线方向上的预定线速度旋转，并且一个窗口部分以凹陷状态形成在所述外圆周表面上；和磁头，其尺寸小于所述窗口部分，并且设置在所述窗口部分中，使得在所述磁头的前侧端部与所述窗口部分的前侧端部之间形成的气隙的宽度比另一个在磁头的尾侧端部与所述窗口部分的尾侧端部之间形成的气隙的宽度要小；通过旋转磁鼓的外圆周表面的旋转，磁头在预定的前进方向上前进；所述磁头具有光滑平面，光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，并且光滑平面定位在从旋转外圆周表面缩进的内圆周侧，使得所述光滑平面通过旋转磁鼓的旋转而运动，并且所述光滑平面与带型磁记录介质相对，而与带型磁记录介质流动互作用；磁头还具有记录和/或播放元件，其设置在所述表面部分的一个范围内，在表面部分的该范围内，带型磁记录介质以流动互作用与所述表面部分接触，从而记录和/或播放元件与带型磁记录介质接触并与之磁互作用，来执行带型磁记录介质的记录和播放操作中的至少一个操作。

在旋转磁头机构中，尺寸小于窗口部分、用于与带型磁记录介质流动互作用的表面部分设置为光滑平面，其中窗口部分在旋转磁鼓的外圆周表面以凹陷状态形成，所述光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，并且定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧，使得形成在磁头的前侧端部与窗口部分的前侧端部之间气隙的宽度比另一个形成在磁头的尾侧端部与窗口部分的尾侧端部之间的气隙的宽度要小，并且用于与带型磁记录介质磁互作用的记录和/或播放元件设置在光滑平面与带型磁记录介质之间的接触范围内。不仅因为用于吸引带型磁记录介质的光滑平面设置在旋转方向上的窗口部分的前侧，而且因为当鼓旋转时、在前侧的具有较小宽度的气隙中的压力减小要大于尾侧的具有较大宽度的气隙中的压力减小，带型磁记录介质被吸引向光滑平面的轨迹尖峰并不由带型磁记录介质的惯性而偏移到关于中心的尾侧，而是形成在前侧，其中光滑平面定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧。

同时，由于磁头的光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，当旋转磁鼓旋转时，光滑平面在旋转磁鼓的切线方向上前进，由此气流在光滑平面上于切线方向上形成。气流沿着光滑平面与带型磁记录介质确定的狭窄路径流动，其中带型磁记录介质已经因上述吸引而靠近光滑平面。结果，根据伯努力原理的压力减小随着气流发生。由于压力减小效应，带型磁记录介质逐渐靠近光滑平面，并且与上述向前侧的尖峰的位移一致，带型磁记录介质基本与光滑平面的相对于中心的前侧上的一部分接触。结果，带型磁记录介质以一接触压力与设置在光滑平面上的记录和/或播放元件接触。以这种方式，不必施加强制力，带型磁记录介质可以以适当的压力与记录和/或播放元件接触，其中适当的压力仅由自然产生的气流的压力减小效应所产生。结果，可以执行记录或播放，同时可抑止带型磁记录介质与磁头的磨损。

而且，由于在带型磁记录介质与光滑平面接触后又从光滑平面分开的位置因上述尖峰向前侧的偏移而设置在前侧，此外由于因尾侧的宽度较大的气隙中的压力减小比较小而使带型磁记录介质在经过尾侧的宽度较大的间隙时是被相对低的吸引力吸引，带型磁记录介质可以越过窗口的尾侧端部而不与后者碰撞或与之接触。结果，可以防止在相反情况下可能对带型磁记录介质造成的损坏。

在上述任何的旋转磁头机构中，与带型磁记录介质相对的表面部分可以由光滑曲面形成，其中光滑曲面具有比旋转磁鼓更缓和的曲率，并且至少在其一个位置上具有垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸的切线方向。在旋转磁头机构中，由于至少在光滑曲面一个位置上的切线方向垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，气流在光滑曲面上于与磁头的前进方向相同的方向上形成。气流沿着带型磁记录介质与磁头的具有更缓和曲率的光滑曲面所确定的狭窄路径流动。结果，根据伯努力原理的压力减小随着气流发生，并且通过压力减小效应，可以保证带型磁记录介质与记录和/或播放元件的接触。

概括地，通过本发明实现可以实现下述优点：

1.由于合成效是由第一阶段与第二阶段实现，其中在第一阶段中，通过通道结构效应，或通过将磁头定位在缩进位置的结构效应，使磁带被吸引向磁头；在第二阶段中，当磁头旋转时使用磁头表面上自然产生的气流的压力减小效应而使被吸引的磁带与磁头接触，从而可以稳定地得到对磁头的足够低的接触压力，这不会对磁记录或播放造成任何问题。

2.可以解决因磁头磨损导致的各种问题，并且可以保证磁头的长寿命。

3.可以同时实现磁带的寿命增加。

4.由于磁头的磨损很小，气隙深度可以同样减小，由此，可以获得高灵敏度和高密度的记录/播放。

5.磁头可以形成更小的尺寸。

6.磁带与磁头彼此接触的接触类型的磁头，例如磁阻效应类型的MR磁头和GMR磁头，可以用于带型磁记录介质的记录或播放，在磁阻效应类型的磁头中，可以以非常小的间隙深度、应用磁阻效应来检测记录介质上的磁场改变。

从下文的结合附图的描述以及所附权利要求书的内容，本发明的上述和其它目的、特点和优点将变得显明，在附图中相同的部分或零件由相同的符号表示。

附图说明

图1是部分旋转磁头的示意性透视图，其中应用了本发明；

图2是示意图，显示了图1显示的磁头的结构；

图3是从图2中箭头标记A指示的方向看去的视图；

图4是从图2中另一个箭头标记B指示的方向看去的视图；

图5和6是示意图，说明了在达到图1的旋转磁头机构的结构前，执行试验的不同阶段；

图7是示意图，更具体地说明了图1显示的磁头的结构和原理；

图8是示意图，显示了另一个旋转磁头机构，其中应用了本发明；

图9是说明了图8显示的磁头的光滑平面与磁带之间的流动互作用的视图；

图10是示意图，显示了进一步的旋转磁头机构，其中应用了本发明；

图11示意性透视图，显示了传统旋转磁鼓类型磁头的结构；

图12是从图11中箭头标记A指示的方向看去的视图；和

图13是从图11中另一个箭头标记B指示的方向看去的视图。

具体实施方式

参考图1，显示了应用了本发明的旋转磁头机构，旋转磁头机构RHA1包括圆柱形结构的旋转磁鼓DR和固定鼓DF，它们具有大致相等的直径，并且每个具有圆柱形表面。旋转磁鼓DR和固定鼓DF彼此同轴放置，并且彼此靠近，使旋转磁鼓DR圆柱形表面的一个末端边缘和固定鼓DF圆柱形表面的一个末端边缘彼此相对。旋转磁鼓DR是旋转的上部鼓，而固定鼓DF是固定到底盘或框架上的下部鼓。

旋转磁鼓DR具有圆柱形鼓身，可围绕外圆柱表面的轴线旋转，并且通过未示出的驱动机构以预定的高速旋转。多个窗口WD在旋转磁鼓DR外圆周表面下部的预定位置上形成为凹陷，并且平顶磁头FH1固定到每个窗口WD中。应该注意，为了进行说明，在图1中只显示了一个窗口部分WD和一个平顶磁头FH1。作为带型磁记录介质的磁带MT被卷绕在旋转磁鼓DR的部分外圆周表面上，如图1所示。

更特别地，当旋转磁鼓DR旋转时，磁带MT卷绕在旋转磁鼓DR的部分外圆周表面上，使它卷绕在例如旋转磁鼓DR大约一半的圆周上，而不卷绕在旋转磁鼓DR的另一半圆周上，并且旋转磁鼓DR以从磁带MT上释放的状态移动。

参考图1到4，平顶磁头FH1具有大致矩形形状的平行六面体形状，并且从窗口WD的位置(旋转磁鼓DR外圆周表面的位置)向旋转磁鼓DR的旋转中心在直径上缩进一个距离dst1。平顶磁头FH1具有表面部分，用于与磁带MT相对，或与之接触，并且与相对的磁带MT流动互作用。

平顶磁头FH1的表面部分形成为平直表面，并且至少在表面部分与磁带MT相对，或与之接触的位置，切线方向垂直于旋转磁鼓DR的直径方向延伸。在本实施例中，表面部分的表面形成有光滑平面PL1，其中光滑平面PL1被抛光得光滑。由此，光滑平面PL1的所有部分都不从窗口WD的直径位置在直径方向上向外凸起，也就是，不从旋转磁鼓DR的外圆周表面被外凸起，与窗口WD的直径位置相比保持在更靠近旋转磁鼓DR中心的范围内。

进一步，至少平顶磁头FH1在其前进方向上的尺寸，设置得比窗口WD在相同方向上的尺寸小一点。结果，一对通道Ch11和Ch21，每个以气隙的形式各自形成在平顶磁头FH1的相对侧表面SF1与SF2和相对的窗口WD的相对端表面之间。特别在本实施例中，通道Ch11在前进方向上的宽度(长度)和通道Ch21的宽度(长度)设置为彼此相等。

平顶磁头FH1由磁材料和基底材料形成，磁材料如铁氧体(ferrite)、Cendust或非晶态合金，基底材料如陶瓷或相似的材料。

用作与磁带MT磁互作用并作为记录和/或播放元件的磁头元件HE1，设置在平顶磁头FH1的光滑平面PL1的相对于中心的前进方向的尾侧的位置上，使它不从光滑平面PL1上凸起。当旋转磁鼓DR在预定方向上以鼓的线速度Vd旋转时，磁头元件HE1与磁带MT的未示出的磁表面接触，而通过磁互作用磁记录在磁带MT的磁表面上，或从磁带MT的磁表面上磁播放，其中磁带MT被吸引向光滑平面PL1。磁头元件HE1形成有磁头间隙，其中平顶磁头FH1利用了例如磁感应原理。

同时，固定鼓DF具有形成其上的导向Ld，用于控制图1显示的磁带MT的运行路径。

磁带MT卷绕在固定鼓DF上，使它沿着固定鼓DF的导向Ld，以旋转磁鼓DR和固定鼓DF圆柱上以固定角度延伸。而且，磁带MT收到由未示出的张力控制机构的张力Ts作用，并且通过旋转磁鼓DR的旋转以磁带线速度Vmt前进，使它在旋转磁鼓DR旋转时，通过磁头元件HE1以螺旋扫描(helical scanning method)方法磁记录/播放。

在旋转磁鼓DR旋转时，由于旋转磁鼓DR外圆周表面的线速度为Vd，同样平顶磁头FH1的光滑平面PL1大致以线速度Vd移动。磁带MT在相同方向上前进，但线速度Vmt低于线速度Vd。线速度之间的差异(被量差)为光滑平面PL1相对于磁带MT的实质速度。

应该注意，尽管前面的描述涉及包括单个旋转磁鼓DR和单个放置在旋转磁鼓DR下面的固定鼓DF的结构，但是，本发明不仅可以应用于刚才描述的结构，而且可应用于另一种结构的磁头机构，其中包括三个或更多的鼓，它们由中间鼓旋转类型的磁头机构为代表。而且，磁带MT的输送方向可以与旋转磁鼓DR外圆周表面上磁带MT表现的线速度方向相反。

现在参考图1到4描述旋转磁头机构RHA1的操作。

首先，描述空气膜的形成。    

在无负载状态下，其中磁带MT不卷绕在旋转磁鼓DR上，当旋转磁鼓DR旋转时，空气层，即空气膜形成在旋转磁鼓DR的外圆周表面以及平顶磁头FH1的表面部分(即光滑平面PL1)上，其中旋转磁鼓DR以线速度Vd移动，而光滑表面PL1以大致相等的线速度Vd移动。当磁带MT被输送时，空气膜还形成在磁带MT的表面上，其中磁带MT以线速度Vmt移动。上述空气膜在垂直方向上具有厚度。

相对于旋转磁鼓DR，最靠近旋转磁鼓DR外圆周表面的空气相对速度为零。由此，在空气膜内，具有一小厚度、与旋转磁鼓DR的外圆周表面接触的第一空气层移动的线速度等于或接近旋转磁鼓DR表面的移动线速度。然而，同一空气膜中，由于空气的粘性，形成在第一空气层上的第二空气层不能保持第一空气层的线速度，而以低于第一空气层的线速度移动。这表明，出现了从外圆周表面测量的相对速度。由此，第二空气层延迟一个量，这个量相应于相对速度。

相似地，如上所述的相对速度的绝对值随着具有一小厚度的第三和后续空气层而增加，由此，上述延迟连续增加。这样，在同一空气膜中，在最远离旋转磁鼓DR外圆周表面放置的、具有一小厚度的第n层空气层的相对速度绝对值显示了最大值，并且在相对速度绝对值等于第一薄空气层线速度绝对值的位置，空气膜消失。在此位置上，空气为环境空气，其线速度为零，即静止空气。

这里，在空气膜中，空气层的状态从靠近旋转磁鼓DR外圆周表面的层流区连续改变为紊流区，在层流区中形成分层的空气流，在紊流区中，随着到旋转磁鼓DR的每个末端表面的距离增加，会形成紊流。

如上所述，在相应于其旋转半个圆周的一个区域上，旋转磁鼓DR在开放或释放状态下移动(无负载状态)，在该状态下它不与磁带MT相对，同时在旋转磁鼓DR的外圆周表面上形成空气膜。然后，在后续半个圆周的另一个区域，旋转磁鼓DR与卷绕其上的磁带MT相对。

同时，由于磁带MT还以线速度Vmt移动，空气膜形成在磁带MT的表面上。

现在描述旋转磁头机构RHA1的操作，其中磁带MT卷绕在旋转磁鼓DR的外圆周表面上，旋转磁鼓以高速旋转。

以线速度Vmt前进的磁带MT受到未示出的张力臂等施加的张力作用，其中张力臂提供在磁带卷带侧。在传统的旋转磁头中，张力设置为较高值，从而将磁带MT强制压在磁头上，而与磁头接触。然而，在不将磁带MT强制压在磁头上的情况下，本实施例的旋转磁头机构RHA1就能够将适当的张力Ts加到磁带MT上，从而与磁头接触。结果，适当的负载被加在旋转磁鼓DR上。

当磁带MT卷绕在旋转磁鼓DR的外圆周表面上时，流动互作用出现在它们之间。根据伯努力原理(Bernoulli’s theorem)(这是广泛意义上的能量守恒原理)，空气动能与压力的和固定。这表达为

P+v^**2/2ρ＝恒定(const)

其中**代表平方，而ρ是空气的体积度(specific volume)。应该注意，在上述表达式中，省略了势能项。

当旋转磁鼓DR的外圆周表面与磁带MT彼此相对，形成在旋转磁鼓DR外圆周表面上的空气膜和形成在磁带表面上的空气膜彼此统一，从而在由预定张力作用下的磁带MT与旋转磁鼓DR的外圆周表面之间形成统一的空气膜，其中统一的空气膜具有在线速度Vd与线速度Vmt之间的一个平均线速度，并且被看作沿着由旋转磁鼓DR外圆周表面与磁带MT确定并位于两者之间的路径流动的空气流，或空气气流。从磁带MT测量的统一的空气膜的线速度大于线速度Vmt。然而，由于旋转磁鼓DR的外圆周表面加工有粗糙度比磁头大的表面，以避免磁带MT附着，并且使磁带MT从旋转磁鼓DR的外圆周表面浮动，紊流状态易于被旋转磁鼓DR的外圆周表面促发。这样，如果假设统一空气膜由想象的空气微元(air masses)形成，空气微元的速度方向彼此不同，并且是分散的。结果，在伯努力原理中，动能项的增加被抑制，并且当与磁头表面的压力降低相比时，压力项下降被抑制，也就是压缩减小效应减小，这将在以后描述。结果，旋转磁鼓DR的外圆周表面可以以这样的状态滑动移动，即受预定张力作用的磁带MT跨过空气流浮动，从而磁带MT不会附着到上面。

现在，描述通道Ch11与Ch21的操作。

设置通道Ch11来控制磁带MT的轨迹，并且以例如下面描述的方式操作。应该注意，通道Ch21也大致相似地操作。

形成旋转磁鼓DR与平顶磁头FH1之间的气隙形式的通道Ch11，使它垂直于旋转磁鼓DR旋转时产生的气流流线而延伸，并且通道Ch11的操作根据文丘里(Venturi)管的操作描述。当旋转磁鼓DR旋转时，由于通道Ch11相对于静止的环境空气以高速移动，从通道Ch11的内侧观察环境空气时，相反地，环境空气的高速气流在Ch11开口外侧于大致正交的方向上穿过。由于通道Ch11形成狭窄的路径，根据文丘里效应产生负压(Δp)，并且减小了在通道Ch11中的压力。因为通道Ch11中的空气被抽出，促使该压力减小。这里，无论通道Ch11构成为在其底部关闭或开放，或者在中间壁上部分打开到底部，都会发生压力减小，只是其幅值可能不同。这是由于空气微元之间能量传输中阻力的存在和时间的延迟而产生的，并且对于气体形式的流体来说，这样的局部压力梯度是一个普通的现象。

由于紊流的产生，围绕处于高速旋转状态下的气隙形式的通道Ch11的气流更复杂，并且即使在稳定状态下也是如此。然而，如果在宏观视角上来掌握理解气流，在认为如上所述抽出的气流沿着通道Ch11的端表面形成流动路径，而环境空气通过通道Ch11开口的中间部分(在这部分流动阻力相对低)引入通道Ch11中，并且它们之间的差异形成稳定的负压。

如果假设流经通道Ch11开口外侧的气流的线速度固定，则将形成的负压主要决定于通道Ch11的宽度。换句话说，在气流具有相等线速度的地方，具有相对较小宽度的通道中形成负压的绝对值，大于另一个具有相对较大宽度的通道中形成负压的绝对值。由此，可以设计通道Ch11的宽度，使根据伯努力原理产生的负压可以具有预定的值。这还相似地应用到Ch21上。

当如上所述负压形成在通道Ch11或Ch21中时，经过通道Ch11或Ch21的磁带MT被吸引到通道侧，并且其轨迹变形。由此，磁带MT的轨迹可以由通道Ch11或Ch21控制，由此将磁带MT的前进轨迹控制到光滑平面PL1上。

现在可以描述光滑平面PL1与磁带MT之间的流动互作用和磁互作用。

空气膜形成在平顶磁头FH1的光滑平面PL1上，其中平顶磁头FH1以接近线速度Vd的速度移动，并且另一个空气膜形成在磁带MT的表面上，其中磁带MT以线速度Vmt移动。当光滑平面PL1与磁带MT彼此靠近并相对时，空气膜彼此统一。形成的膜被看作是沿着光滑平面PL1与磁带MT之间形成狭窄的流动路径流动的空气流。进一步，由于例如通过镜面抛光形成光滑平面PL1，使它可以具有低的表面粗糙度。由此，从磁带MT测量的空气流的线速度比线速度Vmt足够高，导致伯努力原理中动能项增加，而压力项减小，也就是压力减小效应增加。

结果，光滑平面PL1有效吸引磁带MT，来实现图4所示的有效接触状态。这里，由于与光滑平面PL1相对并与之接触的磁带MT的磁表面(未示出)形成比光滑平面PL1更粗糙的表面粗糙度以防止粘在光滑平面PL1上，即使磁带MT与光滑平面PL1接触，它也不粘在光滑平面PL1上。

因为如上所述的光滑平面PL1的光滑(表面粗糙度低)和平面结构，通过伯努力效应的强烈作用，接近的磁带MT进一步沿着光滑平面PL1接近，并且部分地打断气流，直到它与光滑平面PL1接触。在这种情况下，接触压力是基于如上所述旋转磁鼓DR旋转时自动产生气流导致的流动机械作用，由此，其特征是不必应用强制力来实现接触。

在以这种方式建立接触状态的地方，实现了通过磁头元件HE1稳定地执行不存在磁带MT磨损的磁互作用，亦即磁记录/播放。

图5和6说明了达到上述实施例的结构之前进行试验的不同状态。图7更具体地说明了本实施例的结构和原理。下面，将参考图5到7描述在实现本实施例结构之前的过程以及本实施例的结构。

图5说明了下述情形下的试验结果，即设置在旋转磁鼓DR窗口WD中的平顶磁头FH定位在缩进内部的位置上，使它不能与磁带MT流动互作用。在图5显示的结构中，整个窗口WD起到单一通道或大宽度凹陷的作用。由于窗口WD具有大的宽度，由窗口WD产生的负压Δp5如上所述是低的；结果，可以观察到，当磁带MT经过窗口WD时，磁带MT吸引轨迹的变形小。这时，还观察到，由于磁带MT的刚度和惯性，吸引轨迹变形的尖峰pk看起来不在窗口WD的中心部分，而在前进方向上关于窗口WD中心部分尾侧的部分上。

然后，中心原本设置在窗口WD中心的平顶磁头FH向外圆周侧表面移动到一个位置，在这个位置上，旋转磁鼓DR的光滑平面PL与想象的外圆周表面之间的距离稍小，也就是，从窗口WD外圆周边缘到光滑平面PL的深度减小了一点，并且除此之外，平顶磁头FH1并不与磁带MT流动互作用，正如图6所示。在这种情况下，窗口WD的内部被平顶磁头FH分割成大致相等宽度的两个通道Ch1’和Ch2’。应该注意，由于通道Ch1’和Ch2’处在完整通道Ch1和Ch2的中间的状态，压力减小(负压)Δp61和Δp62仍然不足，并且仍不能得到磁带MT轨迹的足够的吸引效果。然而，当与上述参考图5描述的吸引轨迹相比，这时得到了增加的吸引效果。而且还观察到，吸引轨迹变形的尖峰pk关于窗口WD中心部分形成在前进方向上的尾侧，与上面描述的相似。

同时还观察到，尽管空气膜形成在光滑平面PL上，因为远离磁带MT，其仍然没有实现吸引效果。

此后，平顶磁头FH的位置进一步向旋转磁鼓DR的外圆周侧移动，来进一步减小光滑平面PL与想象圆周表面的距离dL7，也就是进一步减小从窗口WD的外圆周边缘到光滑平面PL的内部距离，如图7所示。结果，整个通道Ch1和Ch2形成，并且压力减小(负压)Δp71和Δp72增加，结果，得到磁带MT轨迹的足够的吸引效果。然后，光滑平面PL上的空气膜在不对磁带MT造成损伤的情况下磁头MT，并与形成在磁带MT表面的另一个空气膜，也就是在磁带MT表面上以线速度Vmt移动的空气膜一起形成统一的空气流，该空气流沿着磁带MT与光滑平面PL之间形成的狭窄路径流动。这样，可以确定的是，根据伯努力原理，磁带MT通过由统一空气流产生的压力减小而与光滑平面PL接触。

以这种方式，根据图7显示的结构，磁带MT与光滑平面PL的接触在两个阶段实现。具体说，在第一阶段，磁带MT在相当内部或缩进的位置，通过通道的负压效应吸引向光滑平面PL，然后在第二阶段，形成在光滑平面PL上的空气膜吸引已经被吸引向光滑平面PL的磁带MT，而使磁带MT与光滑平面PL接触。在这种情况下，由于磁带可以通过第一阶段的吸引而足够地靠近光滑平面PL，光滑平面PL与磁带MT之间空气的流动路径变窄，然后在第二阶段，在狭窄空气路径上流动的空气膜的压力减小效应进一步有效地作用，从而在一短的导向距离中实现接触。结构的特点在于，实现了第一阶段效应与第二阶段效应的协作效应。

例如，如果将短的导向距离与以传统结构得到的磁带的接触下的长距离相比，上述优点将是显而易见的，所述传统结构中旋转磁鼓不具有带有吸引作用的通道，并且光滑平面不是提供在较靠内部的位置，而是提供在旋转磁鼓的外圆周表面上。

磁带MT与光滑平面PL在一个接触范围上接触，其中接触范围取决于作用在磁带MT上的各种力，而当磁带MT保持与光滑平面PL接触时，磁带MT与磁头元件HE接触，并与之磁互作用，而实现记录/播放。尽管在图7中显示了磁头元件HE1设置在相对光滑平面PL中心的尾侧，与图1到3显示的相似，但仅要求磁头元件HE放置在如上所述的磁带MT的接触范围内，并且这对各种操作条件提供了灵活的适应性。而且，只当磁头元件HE定位在接触范围内时，例如它才可以设置在光滑平面PL的大致中心位置上。

由于通过本实施例结构自然产生的空气流造成的第一阶段效应与第二阶段效应的协同效应仅是通过由如上所述地旋转旋转磁鼓DR来实现的，磁头接触压力可以减小到非常低的水平。由此，磁头元件HE的磨损非常小，并且，在磁感应类型的磁头元件、也就是具有磁头间隙结构的磁头用作磁头元件HE的地方，间隙深度可以减小到大约几个μm。结果，如传统结构的那样的深度余量不需要被预先设定，由此可以期望从磁头使用的初始状态开始就有最佳条件下的记录/播放，并可以期望得到高记录密度的记录/播放。而且，磁头本身可以减小尺寸，并且具有长的寿命。

再者，由于磁头接触压力很低，还同时有望增加磁带的寿命。

在磁带MT与光滑平面PL接触范围的尾侧端部，加在磁带MT上的张力与空气膜引发的压力减小之间的平衡失去，其中空气膜的能量已经削弱。由此，磁带MT与光滑平面PL分开，并且经过通道Ch2，然后经过窗口WD的尾侧边缘后到达旋转磁鼓DR的外圆周表面，此后其在旋转磁鼓DR外圆周表面的空气膜上在前进方向上进一步被后运动。

由于吸引轨迹的变形尖峰形成在前进方向上的尾侧，结果磁带MT在光滑平面PL上的接触范围也位于在关于光滑平面PL中心的尾侧，当发生失去空气膜引起的压力减小与上述张力之间的平衡的位置移向尾侧，例如，如果磁带MT具有厚的带基底，则磁带MT可能与通道Ch2的尾侧边缘，也就是窗口WD的尾侧边缘发生接触。由此，当将普通类型的磁带用作磁带MT，其中普通类型磁带的磁带表面本身在抗冲击性和抗摩擦性上不特别优秀，或者将磁性表面粘在带基上的粘合剂在性能上不特别优秀，则最好采用保护措施，来防止磁带MT受到所发生的冲击作用。

为了去掉刚才所述作用在磁带MT上的冲击，可以对窗口的尾侧边缘进行成形，例如形成具有图3所示曲率的边缘。当边缘具有该形式的曲率，则即使冲击发生，磁带MT也可以得到保护，避免冲击带来的损坏。

另一项保护措施结合本发明的另一个实施例描述。

图8显示了另一个旋转磁头机构，其中应用了本发明。

参考图8，显示的旋转磁头机构包括旋转磁鼓DR，它具有圆柱形的外圆周表面，并且在外圆周表面上开有窗口WD。尺寸比窗口WD小的平顶磁头FH1放置在窗口WD的中心。平顶磁头FH1的宽度(附图标记b8和b8’指示的尺寸的和)小于窗口WD的宽度(附图标记a8和a8’指示的尺寸的和)。尺寸a8是窗口WD的尾侧端部与平顶磁头FH1的中心之间的距离，而尺寸a8’是窗口WD的前侧端部与平顶磁头FH1的中心之间的距离。由此，宽度相等、为气隙形式的一对通道Ch11和Ch21各自形成在平顶磁头FH1的前侧与尾侧端部和窗口WD的前侧与尾侧端部之间。

旋转磁鼓DR的外圆周表面以预定的线速度Vd在切线方向上旋转，并且磁带MT部分卷绕其上，而平顶磁头FH1也由旋转磁鼓DR外圆周表面的旋转而在预定的前进方向上前进。平顶磁头FH1具有光滑平面PL1，该平面PL1通过旋转磁鼓DR的旋转而移动，并且与磁带MT相对，而与磁带MT流动互作用，并且磁头元件HE1相对于光滑平面中心设置在前进方向上的尾侧，并且用作记录和/或播放元件，使它与磁带MT接触，来与磁带磁互作用，从而至少执行记录和播放操作之一。

磁头元件HE1以如下方式构成，即其在前进方向上到其前侧端部的长度b8’大于它在前进方向上到其尾侧端部的长度b8(b8＜b8’)。由此，磁头元件HE1相对于光滑平面PL1的中心设置在后侧。

光滑平面PL1垂直于旋转磁鼓DR的直径方向延伸，并且设置在位置dL8上，这个位置从旋转磁鼓DR的外圆周表面进一步缩进，并且在这个位置上，在与光滑平面PL1接触后又与光滑平面PL1分开的磁带MT可以越过窗口WD的导向边缘，而不与导向边缘碰撞或接触。由于光滑平面PL1以这种方式的位置关系而设置，表示光滑平面PL1深度的位置dL8比前面实施例的位置dL7更浅。

下面描述本实施例旋转磁头机构的操作。由于磁带MT设置到光滑平面PL1的外圆周侧，磁带MT可以经过通道Ch21的尾侧端部，也就是窗口WD的尾侧边缘，而不与其(在图8中由nct指示)接触。磁带MT的其它操作大致上与前面的上述实施例相似，由此相同的重复描述在这里被省略以避免冗长。

图9说明了本实施例的旋转磁头机构中，磁头的光滑表面与磁带之间的流动互作用，并且微观、具体地说明了通过平顶磁头FH1的光滑平面PL1对磁带产生吸引和接触。

在出现在光滑平面PL1上的空气中，占据很小体积的空气被认为是一想象微元，并且用附图标记a、d、e、f、h和s到w来表示这样的空气微元，如图9所示。同样，在出现在磁带MT上的空气中，假定了附图标记c到g表示出的这些空气微元。

邻近空气微元之间，例如空气微元d与e之间力的传输受阻力作用，并且在时间上有一些延迟。这个特点被解释为空气的粘性或粘性阻力。

分子间的吸引力在平顶磁头FH1的光滑平面PL1的表面与和平顶磁头FH1表面接触的空气微元(如图9中的空气微元a、s、t、u和w)之间发生作用，以将空气微元吸引到光滑平面PL1的表面。

当光滑平面PL1移动时，吸引到光滑平面PL1表面上的空气微元a也一起移动，并且在图9中，当空气微元到达a’所指示的位置时，在空气微元a的原始位置产生具有一减小的压力的想象气隙b。气隙b被充满，因为它吸收了其周围邻近的空气微元d。结果，具有一减小的压力的下一个间隙产生在被吸引的空气微元d的原来位置，并且吸引其周围邻近的空气微元e。然后，空气微元e抽出部分邻近空气微元f和部分邻近空气微元h。

当气隙的产生以这种方式连续传播时，由于在传播时发生的能量损失，例如空气微元振动或温度升高，气隙的减小的压力状态逐渐接近环境压力，最终气隙的产生很快结束。上面提到的粘性阻力是刚才描述的这种能量传输效率的另一个解释。

空气膜以上述这样的方式形成在移动的光滑平面PL1的表面上。现已认识到，空气膜在光滑平面PL1的前进方向上以一个速度移动，并且基于垂直于前进方向的高度方向上的能量传输效率而具有速度梯度，当高度(厚度)增加时，速度减小，并且在适当的高度(空气膜的有限厚度)，空气膜损失掉它的速度并消失。

在本实施例的旋转磁头机构中，尽管光滑平面PL1的结构使其上平均切线方向与磁头前进方向一致，但因表面处理的限制，非常小的凸起和凹陷部分会出现在光滑平面PL1的表面上，空气微元a(与之相邻的表面的壁出现在前进方向上)在表面移动时会引起气隙b形成。另一方面，空气微元s、t、u和w(与之相邻的表面的壁出现在前进方向的尾侧上)被处于其背侧的光滑平面PL1的壁推动，并与之一起移动。由此，空气微元s、t、u和w不引起气隙形成。由此，在具有凸起和凹陷部分的光滑平面PL1上，不是所有的空气微元导致空气膜形成。

另一方面，分子间的力作用在磁带MT表面和邻近磁带MT表面的空气微元之间，如图9中的空气微元c和g，使空气微元被吸引到磁带MT的表面，结果当磁带MT移动时，空气膜形成在磁带MT的表面上。

在下面的描述中，以如下方式解释当磁带MT靠近光滑平面PL1的表面时出现的现象。

磁带MT在其磁物质一侧与磁头的光滑平面PL1相对，并且由于磁物质有意地形成为粗糙表面，来防止磁带MT(在光滑表面下的)可能粘附在磁头的光滑平面PL1上，它具有非常小的凸起和凹陷部分，并且如空气微元c和g这样的空气微元通过分子间的吸引力，被吸引到磁物质上。如果，在这样的空气微元中，例如空气微元c被吸收到处于减小压力状态的气隙b(其中气隙b以上述方式产生的移动磁头一侧)中，磁带MT的磁物质被吸引到磁头的光滑平面PL1上。以这样的方式，气隙b接纳了光滑平面PL1一侧上的空气膜的部分空气微元d，并且接纳了在磁带MT一侧的空气膜的部分空气微元c。

相似地，由光滑平面PL1一侧上的空气膜的空气微元f产生的气隙吸收接纳了磁带MT一侧空气膜的空气微元g，由此将磁带MT的磁物质吸引到磁头的光滑平面PL1上。

这样的现象出现在光滑平面PL1与磁带MT的不同相对部分上，结果，磁带MT总的被吸引到磁头的光滑平面PL1上，光滑平面PL1和磁带MT的凸起和凹陷部分彼此部分接触。上述的这种流动互作用被宏观地解释为根据伯努力原理的压力减小。而且，通过光滑平面PL1与磁带MT的凸起和凹陷部分的部分接触，平顶磁头FH1与磁带之间的平均距离得到保持，这允许实现其间的磁互作用，来形成记录/播放。

进一步，在本实施例中，磁感应类型的磁头应用到平顶磁头FH1上，如可以从图8中明显地看到，由此，磁头元件HE1形成为磁头间隙。这样，由于磁头间隙的位置设置在尾侧，磁头元件HE1可以与磁带MT稳定地磁互作用。

下面，描述对磁头元件HE1的接触压力。由于本实施例使用了由根据伯努力原理的压力减小效应促使产生的磁带MT与平顶磁头FH1的光滑平面PL1的接触，到磁头元件HE1的接触压力可以被控制在足够低的水平上，除此之外，可以稳定地得到在磁感应效应方面没有问题的接触压力。由此，由于不必要将高的张力加在磁带上，而强制将磁带压向磁头而与磁头接触(如传统结构中的那样)，磁头只有非常小的磨损，并且可以避免由于磁头磨损产生的任何问题，从而实现磁头寿命的增加。进而，由于加在磁带MT上的负载低，可以防止磁带MT的磨损和/或不可逆变形，由此同时实现磁带的延长的寿命。

进一步，由于磁头的磨损小，磁头元件HE1的间隙深度可以形成得浅，例如，大约几微米或更小。结果，可以提高磁头性能，而允许以高灵敏度实现高密度记录/播放。

进一步，如上所述由于磁头的磨损小，即使对于磁带与磁头彼此接触的结构，也可以应用如MR磁头、GMR磁头或类似的磁阻效应式(或磁通响应式)的磁头，这些磁头以非常浅的间隙，使用磁阻效应来检测记录介质上磁场的变化，。

图10显示了又一种旋转磁头机构的结构，其中应用了本发明。

参考图10，根据本实施例的旋转磁头机构包括旋转磁鼓DR，其具有圆柱形外表面。窗口WD对旋转磁鼓DR的外圆周表面打开，并且尺寸小于窗口WD的平顶磁头FH2设置在窗口WD中。平顶磁头FH2的宽度(b10与b10’表示的尺寸之和)小于窗口WD的宽度(a10与a10’表示的尺寸之和)。尺寸a10是窗口WD的尾侧端部与平顶磁头FH2中心之间的距离，而尺寸a10’是窗口WD的前侧端部与平顶磁头FH2中心之间的距离。由于a10’＜a10，平顶磁头FH2设置在窗口WD前进方向上的位置上。结果，在窗口WD的前侧端部与平顶磁头FH2的前侧端部之间形成宽度小的通道Ch12，而在窗口WD的尾侧端部与平顶磁头FH2的尾侧端部之间形成宽度大的通道Ch22。

旋转磁鼓DR的外圆周表面在切线方向上以预定的线速度Vd旋转，而磁带MT部分地卷绕在其上，并且当外圆周表面旋转时，平顶磁头FH2也在预定前进方向上前进。平顶磁头FH2具有光滑平面PL2，它通过旋转磁鼓DR的旋转而运动，并且与磁带MT相对而与磁带MT流动互作用，并且磁头元件HE2相对于光滑平面PL2的中心设置在前进方向的尾侧，并且用作记录和/或播放元件，使它与磁带MT接触，并与之磁互作用，来执行记录和播放操作中的至少一个操作。    

在光滑平面PL2的表面的至少一个位置上的切线垂直于旋转磁鼓DR的直径方向延伸，磁带MT依该线与光滑平面PL2接触，并且光滑平面PL2设置在位置dL10上，其中位置dL10从旋转磁鼓DR的外圆周表面缩进，从而使整个光滑平面PL2相对于旋转磁鼓DR外圆周表面出现在内圆周侧。

进一步，磁头元件HE2定位在窗口WD的中心部分，在这个位置上，到窗口WD前侧端部的距离C10’和到窗口WD尾侧端部的距离C10彼此相等。由此磁头元件HE2相对于光滑平面PL2中心定位在尾侧。

下面描述本实施例的旋转磁头机构的操作。

当旋转磁鼓DR旋转时，在窗口WD的导向侧、宽度较小的通道Ch21中的压力减小比在尾侧、宽度较大的通道Ch22的压力减小要大。结果，磁带MT被定位在旋转磁鼓DR内圆周侧上的光滑平面PL2吸引，其吸引轨迹的尖峰不是因惯性而象在传统结构中的那样相对于中心移向尾侧，而形成在后移向前侧的位置上。

另一方面，由于光滑平面PL2垂直于旋转磁鼓DR的径向方向延伸，当旋转磁鼓DR旋转时，光滑平面PL2在相对旋转磁鼓DR表面的切线方向上前进。结果，气流形成在光滑平面PL2的切线方向上。

气流沿着磁带MT与光滑平面PL2之间的狭窄路径流动，其中磁带MT已经通过上述通道吸引效应而接近光滑平面PL2，并且压力减小根据伯努力原理发生。通过压力减小效应，磁带MT逐渐接近光滑平面PL2，并且，根据上述尖峰向前侧的位移，大致在相对于中心的前侧上与光滑平面PL2接触。结果，磁带MT在接触压力下与设置在光滑平面PL2上的磁头元件HE2接触。以这种方式，在不对磁带MT为此接触施加强制力的情况下，磁带MT可以以预定的低接触压力与磁头元件HE2接触，其中所述预定的低接触压力是在光滑平面PL2前进时由自然产生的气流的压力减小效应所产生的。由此，可以在抑制磁头元件HE2的磨损和磁带MT的磨损的同时实现记录/播放。

进一步，如上所述，由于磁带MT轨迹的尖峰回移向光滑平面PL2的前侧，磁带MT与光滑平面PL2接触后与后者分开的位置也移向前侧。而且由于尾侧上更大宽度的通道Ch22中的较小的压力减小，经过通道Ch22时对磁带MT的吸引减小。结果，磁带MT可以越过窗口WD的尾侧边缘，而不与与尾侧边缘碰撞或接触(在图10中由附图标记nct指示)。

以这种方式，以本实施例的旋转磁头机构，通过在前进方向上调整通道Ch21和通道Ch22的宽度，磁带的轨迹可以被控制，从而优化设置了磁带MT与光滑平面PL2和磁头元件HE2的接触范围和接触位置，此外，可以防止磁带与窗口WD尾侧边缘的碰撞或接触。这种旋转磁头机构进一步显示了与前面实施例的旋转磁头机构那些相似的优点。

应该注意，具有比旋转磁鼓DR更缓和(中度)曲率的光滑曲面(未示出)可以代替上述任何实施例中的平顶磁头(FH1或FH2)的光滑平面(PL1或PL2)而被采用。这里，光滑曲面的结构是，使其上至少一个位置的切线方向垂直于旋转磁鼓DR的直径方向。

提供压力减小效应的气流状态依赖于该表面部分的形状和光洁度，并且当光洁度相同时，缓和曲率光滑曲面产生的气流所导致的压力减小效应要大于较大曲率的光滑曲面产生的气流所导致的压力减小效应。由此，在使用具有缓和曲率的光滑曲面时，由于表面上至少一个位置的切线方向垂直于旋转磁鼓DR的直径方向，则气流形成在磁头前进的相同方向上，并且由沿着磁带MT与缓和曲率的光滑曲面之间狭窄路径流动的气流促使产生根据伯努力原理的压力减小。结果，磁带MT可以通过压力减小而与磁头元件(HE1或HE2)接触。

在上述实施例中，形成了一对通道(Ch11和Ch12或Ch21和Ch22)。但是，另一种结构是可能的，其中没有通道，而光滑平面(光滑平面PL1和PL2)或缓和的光滑曲面形成在窗口WD的整个表面上。在使用这样的不包括通道的结构时，光滑平面定位在从旋转磁鼓DR外圆周表面缩进的内圆周侧，来形成凹陷。由此，当旋转磁鼓DR旋转时，凹陷中的压力减小，致使磁带MT被吸引向旋转磁鼓DR的光滑平面PL1。从上面参考图5给出的描述，并且从此前的相关试验描述中，可以明显看到，凹陷指示了刚才所描述的吸引效应。然而，当与通道的吸引效应相比时，凹陷的吸引效应不强。

根据本发明的一种用于带型磁记录介质的记录和/或播放方法，如上结合本发明的实施例所述，它包括下述步骤：围绕圆柱形旋转磁鼓卷绕磁带，其中旋转磁鼓包括磁头，磁头具有垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸的光滑平面，或者具有曲率比旋转磁鼓的曲率更缓和的光滑曲面，并且该光滑曲面在其上至少一个位置上具有垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸的切线方向；设置磁头，使光滑平面或光滑曲面暴露在从旋转磁鼓外圆周面缩进的内圆周侧的位置上，光滑平面或光滑曲面上具有用于与磁带磁互作用的记录和/或播放元件，并且通过光滑平面或光滑曲面与磁带之间的流动互作用促使产生的压力减小来使磁带与记录和/或播放元件接触，从而执行磁带的记录和播放操作中的至少一个操作。

由此，在记录和/或播放方法中，光滑平面或具有缓和曲率的光滑曲面定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧，从而形成凹陷部分。当鼓旋转时，凹陷部分内的压力减小，结果，磁带被吸引向旋转磁鼓的光滑平面或光滑曲面。

由于光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，或者光滑曲面在其至少一个位置上具有垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸的切线方向，当旋转磁鼓旋转时，光滑平面或光滑曲面在垂直于旋转磁鼓直径方向的方向上前进，由此气流形成在光滑平面或光滑曲面的前进方向上。

当磁带通过上述吸引靠近光滑平面或光滑曲面时，气流沿着磁带与光滑平面，或磁带与光滑曲面确定的狭窄路径流动。结果，根据伯努力定理的压力减小随着气流而发生，并且由于压力减小效应，磁带逐渐接近光滑平面或光滑曲面，并且与之接触。结果，磁带以接触压力与记录和或播放元件接触。

以这种方式，不必将强制力加在带型磁记录介质上，带型磁记录介质可以以适当的接触压力与光滑平面接触，而其中适当的接触压力由因光滑平面或光滑曲面前进而自然产生的气流的压力减小效应而促使产生。结果，可以执行记录或播放，同时抑制带型磁记录介质与磁头的磨损。

根据本发明的另一种用于带型磁记录介质的记录和/或播放方法，包括如下步骤：将磁带围绕旋转磁鼓卷绕，旋转磁鼓具有外圆周表面，磁带可以沿着外圆周表面卷绕，并且旋转磁鼓具有窗口部分，窗口部分在旋转磁鼓的外圆周表面上以凹陷状态形成，旋转磁鼓包括磁头，磁头具有尺寸小于窗口部分的光滑平面，或曲率比旋转磁鼓更缓和的光滑曲面；旋转磁鼓设置在窗口部分中，使得光滑平面或光滑曲面暴露在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧的位置上，并且在磁头与窗口部分的相对端部之间形成一对气隙，光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，或者光滑曲面在其至少一个位置上具有垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸的切线方向；光滑平面或光滑曲面上具有用于与磁带磁互作用的记录和/或播放元件；和通过由光滑平面或光滑曲面与磁带之间的流动互作用引起的压力减小来促使磁带与记录和/或播放元件接触，从而至少执行磁带的记录和播放操作中的一个操作。

在上述记录和/或播放方法中，当旋转磁鼓旋转时，形成在光滑平面或光滑曲面的相对端部与窗口部分的相对端部之间的气隙中的压力减小。结果，磁带被有效地吸引向旋转磁鼓的光滑平面或光滑曲面。

由于光滑平面垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸，或者光滑曲面在其至少一个位置上具有垂直于旋转磁鼓的直径方向延伸的切线方向，当旋转磁鼓旋转时，光滑平面或光滑曲面在垂直于旋转磁鼓直径方向的方向上前进，由此，气流形成在光滑平面或光滑曲面的前进方向上。

当磁带因上述吸引靠近光滑平面或光滑曲面时，其中光滑平面或光滑曲面定位在从旋转磁鼓外圆周表面缩进的内圆周侧，气流沿着磁带与光滑平面，或者磁带与光滑曲面确定的狭窄路径流动。结果，根据伯努力原理的压力减小随着气流而发生，并且由于压力减小效应，磁带逐渐靠近光滑平面或光滑曲面，并与之接触。结果，磁带以一定接触压力与记录和/或播放元件接触。

以这种方式，无需将强制力加在磁带上，磁带就可以通过因光滑平面或光滑曲面前进而自然产生的气流的压力减小效应所导致的适当接触压力与光滑平面或光滑曲面接触。结果，可以执行记录或播放，同时抑制磁带与磁头的磨损。

尽管使用特定的形式对本发明的优选实施例进行了描述，但这样的描述只是为了说明的目的；并且应该理解，在不背离所述权利要求的精神和范围的前提下，可以对发明进行变形和改进。