JPH05182172A - 垂直磁気記録媒体及びその製造方法、並びにこれを用いた垂直磁気記録及び／又は再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な磁気特性を確保し、高電磁変換特性を
得ることが可能な垂直磁気記録媒体及びその製造方法を
提供する。また、垂直磁気記録方式特有の高密度記録特
性を有するとともに、面内磁気記録方式と同様の簡素な
信号処理系を応用できるディジタル記録の高密度記録再
生システムを提供する。 【構成】 磁性層１０１のイントリンシックな磁化容易
軸方向Ｅが法線方向Ｙに対して１０〜４０°傾いた金属
磁性薄膜型の垂直磁気記録媒体において、上記磁性層１
０１の磁気的相互作用の補正を行った残留磁化曲線から
求められる反転磁界分布の半値幅を４０ｋＡ／ｍ以下と
する。また、このような磁性層１０１を成膜する際に、
蒸発源からの蒸気流の入射角を１０〜４０°の範囲とす
る。更に、この垂直磁気記録媒体に対し、ギャップ長Ｌ
ｇ≦０．１８μｍなるリング型磁気ヘッドＨを用いて記
録を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばディジタルＶＴ
Ｒ等として用いて好適な垂直磁気記録媒体及びその製造
方法に関する。また、本発明は、例えばディジタルＶＴ
Ｒ等の磁気記録媒体に対してディジタル信号を記録再生
するのに適した垂直磁気記録及び／又は再生方法に関す
るものであり、特にディジタル信号を再生歪みが少ない
ような形で圧縮して記録するのに適した垂直磁気記録及
び／又は再生方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の分野においては、年々高密度
化が要求されており、加えて信号形態もアナログ信号か
らディジタル信号に代わりつつあり、高密度化と共に信
号形態に合わせた媒体設計が必要となっている。これま
で、磁気記録の方式は、面内に磁化容易軸を持った磁気
記録媒体を用いる，いわゆる面内磁気記録方式が主であ
ったが、この方式では記録密度を上げれば上げるほど磁
気記録媒体の磁化方向が互いに反発し合うように並ぶた
め、高密度化には自ずと限度があり、要求されるような
高密度化を図ることは困難である。

【０００３】さらに、面内磁気記録方式では、磁化反転
が２回繰り返すパターンにおいて、それぞれの磁化反転
の間隔が詰まってくるほど（高密度化するほど）互いの
磁化反発及び波形干渉によるピークシフトが生じ、エラ
ーレートが悪化する等の欠点がある。

【０００４】そこで近年、磁気記録の新しい方式とし
て、膜面に対して垂直方向に磁化容易軸を有する磁気記
録媒体を用いる，いわゆる垂直磁気記録方式が開発さ
れ、その実用化に期待が持たれている。この垂直磁気記
録方式では、面内磁気記録方式に比べて減磁作用が極め
て少なく却って磁区が安定するという特徴を有し、かか
る方式を採用することで記録密度を飛躍的に増大するこ
とが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この垂直磁
気記録方式に用いられる磁気記録媒体としては、主に真
空蒸着法によって成膜されるＣｏ−Ｏ系合金薄膜等を磁
性層とするＣｏ−Ｏ系垂直磁気記録媒体が用いられてい
る。このＣｏ−Ｏ系垂直磁気記録媒体においては、Ｃｏ
の柱状粒子が酸化膜で覆われたかたちで膜面に対して垂
直方向に配列するとともに、この方向に磁化容易軸であ
るＣ軸が配向するために、良好な垂直記録特性が得られ
る。

【０００６】このような垂直磁気記録媒体においては、
合金薄膜の結晶性や配向性が媒体の磁気特性に大きな影
響を及ぼしており、これら結晶性や配向性を良好に制御
することによって高電磁変換特性を得ることができる。
従って、電磁変換特性の向上を図るためには、上記合金
薄膜の結晶構造や磁気異方性を明らかにするとともに、
これらを管理するための条件設定を行うことが望まれ
る。

【０００７】一方、上記垂直磁気記録方式によりディジ
タル信号の記録再生を行う場合には、上述のような垂直
磁気記録媒体とリング型磁気ヘッドの組み合わせによっ
て行われている。ところが、垂直磁気記録媒体とリング
型磁気ヘッドの組み合わせで矩形波信号の記録再生を行
った場合、その孤立再生波は垂直磁気記録方式特有のダ
イパルス波形となる。

【０００８】垂直磁気記録方式の最大の特徴は、高密度
記録が可能となることであるが、孤立再生波形がダイパ
ルス波形となると、波形の等化や信号検出法の工夫等が
必要となり、長手磁気記録方式に比べ複雑な信号処理を
行う回路系が必要となってしまう。

【０００９】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであって、垂直磁気記録媒体の結晶構
造や磁気異方性について検討し、その磁化機構を解明す
ることによって良好な磁気特性を確保し、高電磁変換特
性を得ることが可能な垂直磁気記録媒体及びその製造方
法を提供するとともに、垂直磁気記録方式特有の高密度
記録特性を生かしながら、面内磁気記録方式と同様の簡
素な信号処理系を採用したディジタル記録が可能とされ
る垂直磁気記録及び／又は再生方法を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと鋭意検討を重ねた結果、Ｃｏ−Ｏ系
合金薄膜は、その磁化容易軸の方向が膜面に対して全く
垂直とされるよりも、僅かに傾斜されるものが優れた磁
気特性を示し、また最小の磁気的単位はＣｏの微結晶で
あって各Ｃｏ粒子の磁化容易軸であるＣ軸は概ね成膜時
における蒸気流の入射方向に配向することが観察され
た。

【００１１】また、このＣｏ−Ｏ系合金薄膜を磁性層と
する垂直磁気記録媒体の磁気的相互作用は、磁性粒子間
の双極子相互作用に起因し、その符号を決定する要因
は、Ｃｏ粒子の立体的配置であると考えられる。そし
て、この磁気的相互作用による相互作用磁界の大きさ
は、その時の磁化に比例すると仮定することにより、相
互作用を含んだ残留磁化曲線を相互作用のない曲線に補
正することが可能となる。

【００１２】本発明は、以上のような知見に基づいて提
案されたものである。

【００１３】即ち、本発明の垂直磁気記録媒体は、非磁
性支持体上に金属磁性薄膜よりなる磁性層を有する垂直
磁気記録媒体において、前記磁性層の形状磁気異方性を
取り除いた磁化容易軸の方向における残留磁化曲線から
得られる反転磁界分布の半値幅が４０ｋＡ／ｍ以下であ
ることを特徴とするものである。

【００１４】また、本発明の垂直磁気記録媒体は、非磁
性支持体上に金属磁性薄膜よりなる磁性層を有する垂直
磁気記録媒体において、前記磁性層の形状磁気異方性を
取り除いた磁化容易軸の方向と磁性層の法線方向とのな
す角度θ_E が１０°≦θ_E ≦４０°であることを特徴と
するものである。

【００１５】更に、本発明の垂直磁気記録媒体の製造方
法は、非磁性支持体上に真空蒸着法よりなる磁性層を形
成する垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記磁性
層を形成する際に、非磁性支持体の表面の法線方向と蒸
発源からの蒸気流の入射方向とのなす角θを１０〜４０
°の範囲で変化させることを特徴とするものである。

【００１６】また、本発明の垂直磁気記録及び／又は再
生方法は、ギャップ長Ｌｇ≦０．１８μｍなるリング型
磁気ヘッドを用い、非磁性支持体上に形状磁気異方性を
取り除いた磁化容易軸の方向における残留磁化曲線から
得られる反転磁界分布の半値幅が４０ｋＡ／ｍ以下であ
る金属磁性薄膜を磁性層として有する垂直磁気記録媒体
に対して記録を行うことを特徴とするものである。

【００１７】本発明の垂直磁気記録媒体は、磁性層が主
に真空蒸着法により成膜される金属磁性薄膜からなる。
この金属磁性薄膜としては、膜面に対して垂直方向に磁
化容易軸を有する合金薄膜が使用可能であり、特にＣｏ
−Ｏ系垂直磁化膜が好適である。このＣｏ−Ｏ系垂直磁
化膜の金属成分は、Ｃｏ１００％であってもよいが、磁
気ヘッドとの当たり特性を改善するためにＮｉを少量添
加してもよい。Ｎｉの添加は、いわゆるカッピングに影
響を与え、カッピングの改善に役立つ。特に、Ｎｉの添
加量を３〜１０原子％とすると、カッピングの改善効果
により媒体ヘッド間のインターフェイスが改善され、回
転ドラムを用いた磁気記録システムにおいて優れた電磁
変換特性を示す。

【００１８】従って、上記Ｃｏ−Ｏ系垂直磁化膜は、 （Ｃｏ_1-x Ｎｉ_x ）_1-m Ｏ_m ・・・（１） 〔ただし、０．０３≦ｘ≦０．１０、０．１≦ｍ≦０．
３〕 なる組成とすることが好ましい。

【００１９】本発明では、この金属磁性薄膜の磁気特性
を評価するためのパラメータとして形状磁気異方性を取
り除いた，いわゆるイントリンシック（ｉｎｔｒｉｎｓ
ｉｃ）な磁化容易軸の方向での残留磁化曲線から得られ
る反転磁界分布の半値幅を用い、この値を４０ｋＡ／ｍ
以下と規定する。この金属磁性薄膜の反転磁界分布の半
値幅が４０ｋＡ／ｍ以下である場合には、該金属磁性薄
膜の結晶性や配向性が良好に制御されており、優れた磁
気特性が得られ、短波長での再生出力特性の向上が図ら
れる。上記反転磁界分布の半値幅が４０ｋＡ／ｍを越え
る場合には、十分な再生出力を確保することができなく
なる。

【００２０】上記反転磁界分布〔以下、ＳＦＤ（スイッ
チング・フィールド・ディストリビューション）と略す
る。〕は、上記残留磁化曲線を微分することにより求め
られるものである。ここで、このＳＦＤを磁気特性を評
価する際のパラメータとして用いる方法は、従来より公
知の面内磁気記録媒体においては一般的とされている
が、上述のように残留磁化曲線を面内方向以外の方向で
測定する場合には、印加磁界は媒体の磁化による反磁界
の影響を受けるので、反磁界の補正を行うことが必要と
なる。

【００２１】従って、本発明では、次のようにしてＳＦ
Ｄを求める。先ず、ＡＣ消磁状態にある媒体に対して、
磁化を増加させる方向で段階的に印加磁界を増加させて
イントリンシックな磁化容易軸の方向でのＨ−Ｍヒステ
リシスループを求める。次に、反磁界係数をＮ_d ＝ｓｉ
ｎ² θと仮定し、上記Ｈ−Ｍヒステリシスループから直
線Ｈ＝Ｎ_d ・Ｍ上での残留磁化Ｍｉ（Ｈ）を求める。

【００２２】更に、このようにして得られた残留磁化曲
線は、媒体の磁気的相互作用を含んだ状態で測定される
ものであるので、上記残留磁化曲線を相互作用を受けて
いない状態のものに補正する。この時、相互作用磁界は
媒体自身の磁化に比例するものと仮定することにより、
上記残留磁化曲線を補正することができる。

【００２３】この理由を以下に述べる。即ち、上記磁気
的相互作用は、ＡＣ消去状態にある媒体に対して磁化を
増加させる方向で段階的に印加磁界を増加させた時に得
られる残留磁化曲線（ＩＲＭ曲線；isothermal remanen
t magnetization curve ）と、一旦媒体の磁化をある方
向に飽和させた後、その磁化と逆の方向，即ち磁化を減
少させる方向に段階的に印加磁界を増加させた時に得ら
れる残留磁化曲線（ＤＣＤ曲線；demagnetization rema
nence curve ）とを比較することによって求めることが
できる。

【００２４】これは、上記ＩＲＭ曲線とＤＣＤ曲線は、
何れも反転磁界の累積度数を表し、両者は同一のサンプ
ルを用いた場合には本来一致すべきものであるが、実際
には、各曲線を測定する際の磁化の履歴の差異に起因し
て、両者の間には多少の差異が生じおり、この差異が媒
体の磁気的相互作用によるものと考えられるためであ
る。

【００２５】いま、十分に大きな磁界で磁化を飽和させ
た後に得られる残留磁化の値、即ち残留磁化の最大値Ｍ
_r で規格されたＩＲＭ曲線上の磁化の値をＭ_i （Ｈ）と
し、同様に上記残留磁化Ｍ_r で規格されたＤＣＤ曲線上
の磁化の値をＭ_d （Ｈ）とすると、媒体に磁気的相互作
用が無い場合には、両者の間には下記の（２）式の関係
式が成立する。

【００２６】 Ｍ_d （Ｈ）＝１−２Ｍ_i （Ｈ） ・・・（２） 〔但し、上記（２）式中、Ｍ_d （Ｈ）は磁界の増加とと
もに＋１から−１まで変化し、Ｍ_i （Ｈ）は０から＋１
まで変化する。〕

【００２７】しかしながら、上記（２）式が適用される
場合は少なく、実際には媒体に磁気的相互作用が働く。
例えば、上記Ｃｏ−Ｏ系合金薄膜を磁性層とする垂直磁
気記録媒体について考えると、この垂直磁気記録媒体
は、Ｃｏの微結晶が最小の磁気的単位となっている，い
わゆる孤立粒子型の媒体であり、このような媒体中での
磁気的相互作用は、Ｃｏ粒子間の静磁気的相互作用、即
ち磁気モーメント間の双極子相互作用によるものと考え
られる。

【００２８】ここで、媒体中の１個のＣｏ粒子に着目す
ると、該Ｃｏ粒子は周囲の粒子の磁化が作る磁界の影響
を受けるため、単独で存在する場合と異なった磁化挙動
を示すことになる。例えば、この媒体にある大きさの磁
界を印加した場合、Ｃｏ粒子に実際に加わる磁界の大き
さＨは、下記の（４）式に示すように、印加磁界Ｈ₀ と
周囲の磁化による相互作用磁界Ｈ₁ が合成されたものと
なる。

【００２９】 Ｈ＝Ｈ₀ ＋Ｈ₁ ・・・（４）

【００３０】従って、周囲の磁化による磁界の存在のた
めに、このＣｏ粒子の磁化反転に必要な印加磁界の大き
さは、見かけ上変化する。即ち、相互作用磁界のために
残留磁化曲線の形状は変化する。このことから、上記Ｍ
_d （Ｈ）と１−２Ｍ_i （Ｈ）の差は、磁化反転に必要な
磁界の差（ΔＨ）によって生じ、磁化の差ΔＭは単なる
結果であると解釈することができる。従って、下記の
（５）式に示す関係式が得られる。

【００３１】 Ｍ_d （Ｈ）＝１−２Ｍ_i （Ｈ＋ΔＨ） ・・・（５）

【００３２】このように、Ｃｏ−Ｏ系合金薄膜を磁性層
とする垂直磁気記録媒体では、相互作用磁界はＣｏ粒子
間の双極子相互作用によるものであるから、その大きさ
は媒体の平均の磁化の大きさに比例すると推測できる。
このような相互作用磁界について、以下に述べる。

【００３３】先ず、上記２つの残留磁化曲線、Ｍ
_d （Ｈ）とＭ_i （Ｈ）からは、個々に残留保磁力が定義
される。即ち、ＤＣＤ曲線では、全粒子の１／２が磁化
反転すると、Ｍ_d （Ｈ）＝０となる。この時の磁界の大
きさがＤＣＤ曲線の残留保磁力Ｈｒである。また、ＩＲ
Ｍ曲線では、全粒子の１／２が磁化反転すると、Ｍ
_i （Ｈ）は０．５となり、この時の磁界の大きさがＩＲ
Ｍ曲線の残留保磁力Ｈａである。

【００３４】このうち、残留保磁力Ｈｒは、残留磁化が
ほぼ０での残留保磁力であることから、殆ど相互作用の
影響を受けていないものと考えられる。これに対して、
残留保磁力Ｈａは、残留磁化が最大値Ｍ_r の１／２での
残留保磁力であることから、明らかに相互作用の影響を
受けている。従って、これら残留保磁力Ｈｒと残留保磁
力Ｈａとを比較すれば、媒体の磁気的相互作用を求める
ことができる。

【００３５】例えば、残留保磁力Ｈｒ＜残留保磁力Ｈａ
である場合、これは媒体自身の磁化が磁化反転を妨げて
いることを表し、負の相互作用が働いていることを意味
する。逆に、残留保磁力Ｈｒ＞残留保磁力Ｈａである場
合には、正の相互作用が働いていることを意味する。

【００３６】以上のことから、上記相互作用磁界Ｈ
₁ は、上記残留保磁力Ｈｒと残留保磁力Ｈａの差で表さ
れ、その大きさはその時の磁化の大きさに比例するもの
と仮定される。従って、上記反磁界係数Ｎ_d の類推か
ら、相互作用磁界係数Ｎ₁ は、下記の（６）式のように
表される。 Ｎ₁ ＝（Ｈｒ−Ｈａ）／Ｍ ・・・（６） なお、上記（６）式中、Ｍは、印加磁界が残留保磁力Ｈ
ａの時の残留磁化に対応し、残留磁化の最大値Ｍ_r の１
／２に値する。

【００３７】即ち、上記相互作用磁界の大きさＨ₁ は、
次の（７）式のように表される。 Ｈ₁ ＝Ｎ₁ ・Ｍ_i （Ｈ） ・・・（７） このように、相互作用磁界の大きさＨ₁ をその時の磁化
の大きさで規格化することにより、媒体の種類を問わ
ず、その相互作用を把握することができる。

【００３８】本発明の垂直磁気記録媒体において、上述
のようにして求められるＳＦＤの半値幅が上記範囲とな
るようにするためには、その磁化容易軸の方向が膜面に
対して全く垂直であるのではなく、図１に示すように、
イントリンシックな磁化容易軸方向Ｅが、磁性層１０１
の法線方向Ｙに対して１０°〜４０°傾くように設定す
る必要がある。すなわち、本発明においては、磁化容易
軸方向Ｅと法線方向Ｙのなす角θ_E を１０°≦θ_E ≦４
０°の範囲に設定する。これは、θ_E が１０°未満であ
るとダイパルス比が大きくなり、逆にθ_E が４０°を越
えると垂直磁気記録の利点が失われることによる。

【００３９】このようにＣｏ−Ｏ系垂直磁化膜の磁化容
易軸方向Ｅを法線方向Ｙに対して傾けるには、例えばＣ
ｏ−Ｏ系合金薄膜を蒸着により成膜する際に、所定の方
向に移動走行される非磁性支持体と蒸発源との間にマス
クを配設し、このマスクにより上記非磁性支持体の表面
の法線方向と上記蒸発源からの蒸気流の入射方向のなす
角θの範囲を制御すれば良い。

【００４０】このなす角θは、得られるＣｏ−Ｏ系合金
薄膜の磁化容易軸の方向と相関があり、その変化範囲を
１０〜４０°に設定すれば、上記磁化容易軸方向Ｅを所
望の範囲に制御することができる。

【００４１】一方、本発明の垂直磁気記録及び／又は再
生方法においては、上述のような垂直磁気記録媒体に対
して、ギャップ長Ｌｇが０．１８μｍ以下であるリング
型磁気ヘッドを用いて記録を行う。これにより、上述の
ような垂直磁気記録媒体の特性を活かして、高密度記録
を良好に行うことができ、優れた電磁変換特性が得られ
る。ギャップ長Ｌｇが０．１８μｍを越えると、高密度
記録の観点から、その効果が薄れる。

【００４２】上記リング型磁気ヘッドの飽和磁束密度Ｂ
ｓは、１３ｋＧ以上とすることが好ましく、したがって
磁気ギャップ形成面に高飽和磁束密度を有する軟磁性金
属薄膜を配し、この軟磁性金属薄膜間に磁気ギャップを
形成してなる複合型の磁気ヘッドが好適である。また、
この記録システムの記録密度を８×１０⁵ ｂｉｔ／mm²
以上とするためには、前記リング型磁気ヘッドの磁気ギ
ャップのトラック幅は７μｍ以下にする必要がある。

【００４３】更に、本発明では、記録再生を行うに際
し、図１に示すように、上記リング型磁気ヘッドＨを上
記垂直磁気記録媒体の磁性層１０１の磁化容易軸の傾斜
方向（図中矢印Ｘ方向）に沿って走行させる。これによ
り、例えばディジタル信号の記録再生を行う場合でも、
その孤立再生波形がダイパルス比０．１２以下のほぼ単
峰形の波形となり、複雑な信号処理系を必要とすること
なく、良好な電磁変換特性を得ることができる。

【００４４】

【作用】磁性層のイントリンシックな磁化容易軸の方向
における残留磁化曲線から得られる反転磁界分布の半値
幅を４０ｋＡ／ｍ以下とすることにより、良好な磁気特
性が得られ、再生出力特性が向上する。また、磁性層が
Ｃｏ−Ｏ系合金薄膜からなる垂直磁気記録媒体におい
て、最小の磁気的単位はＣｏの微結晶であり、各Ｃｏ粒
子の磁化容易軸であるＣ軸は、概ね成膜時における蒸気
流の入射方向に配向する。従って、磁性層を形成する際
に、非磁性支持体の表面の法線方向と蒸発源からの蒸気
流の入射方向とのなす角θを１０〜４０°の範囲で変化
させることにより、得られる垂直磁化膜の磁化容易軸の
方向が良好に制御され、優れた磁気特性が得られる。

【００４５】一方、例えば繰り返し波長λ＝３８μｍの
矩形波信号を記録することにより得られる孤立再生波
は、図２中ＡまたはＢに示すようなもので、そのダイパ
ルス比は次のように定義される。 ダイパルス比＝ｂ／ａ ・・・（８） 磁化容易軸方向がほぼ垂直な磁気記録媒体とリング型磁
気ヘッドの組み合わせで矩形波信号の記録再生を行った
場合、その孤立再生波形は垂直磁気記録方式特有のダイ
パルス波形となり、ダイパルス比は大きな値となる。

【００４６】これに対して、磁化容易軸方向θ_E が磁性
層膜面に対して垂直方向から１０°〜４５°の範囲で傾
いているＣｏ−Ｏ系垂直磁気記録媒体を用い、ギャップ
長Ｌｇ０．１８μｍ以下のリング型磁気ヘッドを図２中
矢印Ｘ方向に走行させながら矩形波信号の記録再生を行
うと、その孤立再生波形は、ダイパルス比０．１２以下
のほぼ単峰形の波形となる。

【００４７】

【実施例】以下、本発明を適用した実施例について、図
面や実験結果を参照しながら詳細に説明する。

【００４８】実験１ 本実験では、Ｃｏ−Ｏ系垂直磁化膜を磁性層とする金属
磁性薄膜型の磁気テープにおいて、良好な電磁変換特性
を得るために媒体に要求される条件について検討した。
先ず、上記磁気テープのＣｏ−Ｏ系垂直磁化膜を成膜す
る際に使用した連続巻き取り式真空蒸着装置の構成につ
いて説明する。

【００４９】この真空蒸着装置は、図１３に示すよう
に、排気系８１によって高真空に保たれる真空チャンバ
８２内の略中央部に冷却キャン８３を配置するととも
に、この冷却キャン８３よりも上方位置に巻き出しロー
ル８４及び巻き取りロール８５を配置してなるものであ
る。したがって、ベースフィルムＢは、巻き出しロール
８４から冷却キャン８３へと送り出され、冷却キャン８
３に沿って走行することによってＣｏ−Ｏ系垂直磁化膜
が成膜された後、巻き取りロール８５に巻き取られる。

【００５０】一方、冷却キャン８３の下方位置には、Ｃ
ｏあるいはＣｏ−Ｎｉ合金等からなる蒸発源８６が対向
配置されるとともに、蒸発源８６の斜め上方には電子銃
８７が設置され、前記蒸発源８６を電子銃８７からの電
子ビームの照射により加熱して蒸発せしめるように構成
されている。

【００５１】また、前記蒸発源８６と冷却キャン８３の
間には、蒸気流中に酸素を混入し膜中に酸素を導入する
ための酸素導入管８８が配置されており、任意に酸素導
入ガス量を制御してベースフィルムＢ上に噴射し、蒸着
されたＣｏ−Ｏ系垂直磁化膜中の酸素濃度を制御できる
ようになされている。

【００５２】冷却キャン８３近傍には、蒸発源８６から
飛来する蒸気流の入射角度を規制するための一対の入射
角制限マスク８９，９０が設置されている。したがっ
て、成膜の際の最高入射角θ₁ 及び最低入射角θ₂ は、
これら入射角制限マスク８９，９０間の開口位置によっ
て決まる。

【００５３】そこで、以上のような構成を有する真空蒸
着装置を用い、得られるＣｏ−Ｏ系垂直磁化膜のイント
リンシックな磁化容易軸方向θ_E が３０°（平均値）と
なるように上記蒸気流の最高入射角θ₁ と最低入射角θ
₂ を変化させて各種サンプルテープを作製した。

【００５４】なお、成膜に際し、電磁銃加熱蒸発源より
Ｎｉ添加量５．０原子％のＣｏＮｉ合金を蒸発させ、蒸
着中真空チャンバ内に酸素ガスを導入しながらポリアミ
ドフィルムからなる長尺状高分子フィルム（膜厚６．０
μｍ、ヤング率１２００ｋｇ／mm² ）を連続的に走行さ
せて、成膜速度約２５００Å／秒でＣｏＮｉ合金薄膜を
形成した。このＣｏＮｉ合金薄膜の全膜厚は、上記長尺
状高分子フィルムの走行速度を変化させることによって
適宜制御した。

【００５５】また、蒸着中、長尺状高分子フィルムを支
持する冷却キャンは、冷媒によって冷却しキャン表面温
度が０℃以下となるように制御し、酸素ガス導入量は、
各々の媒体で最適値を求めて適宜設定した。なお、蒸着
中の真空チャンバ内の雰囲気ガス圧は、１．５×１０^-4
〜３．０×１０^-4Torrとした。そして、得られた長尺状
媒体は、磁性層表面にフッ素系潤滑剤を塗布した後、こ
れを８mm幅にスリットし、テープ状のサンプルとした。

【００５６】このようにして作製されたサンプルテープ
について、磁性層の形状磁気異方性を取り除いた，イン
トリンシックな磁化容易軸方向θ_E での残留磁化曲線か
ら得られる反転磁界分布（ＳＦＤ）の半値幅を調べた。
なお、上記ＳＦＤの半値幅は、以下のようにして求め
た。即ち、ＡＣ消磁状態とされる各サンプルテープに対
して磁化を増加させる方向で段階的に印加磁界を増加さ
せてＨ−Ｍヒステリシスループを測定した。この結果を
図１６に示す。

【００５７】そして、得られたＨ−Ｍヒステリシスルー
プにおいて、印加磁界の媒体の磁化による反磁界の影響
を考慮するために、反磁界係数をＮ_d ＝ｓｉｎ² θと仮
定し、直線Ｈ＝Ｎ_d ・Ｍ（図１６中、直線ａ）上での残
留磁化Ｍ_i （Ｈ）を求めた。この結果を図１７（図中、
曲線ａ）に示す。

【００５８】次に、上記残留磁化曲線ａは、媒体の磁気
的相互作用を含んでいるので、これを相互作用のない曲
線に補正した。この時、媒体の磁気的相互作用による相
互作用磁界の大きさＨ₁ は、その時の磁化に比例するも
のと仮定した。このように補正された残留磁化曲線ｂを
図１７中に併せて示す。

【００５９】図１７より、補正前の残留磁化曲線ａは、
Ｓ字型曲線（オーバーハング）となったのに対して、補
正後の残留磁化曲線ｂには、非常に急激な立ち上がりが
見られたものの、オーバーハングは見られなかった。こ
のことから、上述のようなオーバーハングが起こる原因
は、媒体の正の相互作用であると言える。

【００６０】そして、この補正された残留磁化曲線ｂを
微分した。これにより、図１８に示すようにＳＦＤが求
められる。図１８より、上述のように反磁界の補正を行
うと、７５０Ｏｅ付近に有限の幅ａを有したピークが存
在するＳＦＤが求められた。そこで、このＳＦＤの上記
ピークにおける半値幅を測定した。

【００６１】また、上記磁化容易軸方向θ_E は、磁気ト
ルクメータを用いて次のようにして測定し、膜面の法線
方向を０°とした時の傾き角で表した。

【００６２】すなわち、図１４に示すように同一形状の
２枚のサンプルＳ，Ｔを用意し、これらを膜面が直交す
るように配置して回動軸Ｗに固定する。なお、このとき
サンプルＳ，Ｔの膜面の向きは、それぞれの磁化容易軸
が同一象限に存在するように設定する。

【００６３】次いで、印加磁界の方向をサンプルＳある
いはサンプルＴの膜面内方向にとり、この状態で印加磁
界の大きさを変化させ、回動軸Ｗに固定されたこれら２
枚のサンプルＳ，Ｔ全体に発生するトルクの印加磁界依
存性を求め、宮島等のトルクデータ解析法〔J.Appl.Phy
s. 47, 4669, (1976) 〕に従って磁気異方性定数を求め
る。すなわち、各磁界ＨでのトルクＬと（Ｌ／Ｈ）² の
関係をグラフにプロットし、印加磁界を無限大に外挿し
てグラフの直線部の傾きより磁気異方性定数Ｋ _N を決定
する。

【００６４】ここで求められる磁気異方性定数Ｋ_N は、
直交した２枚のサンプルＳ，Ｔの合成された見かけの磁
気異方性定数である。一方、サンプルＳ，Ｔの真の磁気
異方性定数Ｋ₀ と見かけの磁気異方性定数Ｋ_N の間に
は、次の関係が成り立つ。 Ｋ₀ ＝Ｋ_N ／sin ２θ_E ・・・（９） したがって、先に求めた見かけの磁気異方性定数Ｋ_N を
前記関係式（９）に代入することで、真の磁気異方性定
数Ｋ₀ を算出することができる。

【００６５】このようにして求めたＳＦＤの半値幅を下
記の表１に表す。

【００６６】

【表１】

【００６７】次に、各サンプルテープについて、ソニー
社製の改造ＶＴＲデッキ（商品名，Ｈｉ−８ ＥＶ−Ｓ
９００）を用い、記録波長０．５μｍでの再生出力を測
定した。この結果を上記表１に併せて記す。表１に示す
ように、磁化容易軸方向θ_E が３０°となるように設定
されたＣｏ−Ｏ系垂直磁化膜においては、ＳＦＤの半値
幅が４０ｋＡ／ｍ以下である場合に、短波長での再生出
力特性が非常に良好となった。

【００６８】また、ＳＦＤの半値幅を上述の範囲内にす
るためには、成膜時における蒸気流の入射角を１０〜４
０°の範囲で制御すれば良いことが判った。

【００６９】次に、上記実験１の結果に基づき、磁性層
のシントリンシックな磁化容易軸方向θ_E が１０〜４０
°の範囲内となるように設定されたＣｏ−Ｏ系垂直磁気
記録媒体に対して、リングヘッドによりディジタル信号
の記録再生を行い、その電磁変換特性を検討した。

【００７０】実験２ 本実験では、磁化容易軸方向の異なる２種類のＣｏ−Ｏ
系垂直磁気記録媒体と、ギャップ長の異なる２種類のリ
ング型磁気ヘッドを用い、計４種類の組み合わせにて記
録再生を行った場合の記録再生特性をそれぞれ調べた。
なお、上記Ｃｏ−Ｏ系垂直磁気記録媒体は、上記実験１
において使用した真空蒸着装置を用い、以下のようにし
て作製したものである。

【００７１】即ち、電磁銃加熱蒸発源よりＮｉ添加量
５．０原子％のＣｏＮｉ合金を蒸発させ、蒸着中真空チ
ャンバ内に酸素ガスを導入しながら連続的に長尺状高分
子フィルム上に部分的に酸化されたＣｏＮｉ合金膜を成
膜した。この時、ＣｏＮｉ合金の蒸着入射ビームは、入
射角制限マスクを設置することにより媒体Ａではθ₁ ＝
４５°、θ₂ ＝１５°とし、媒体Ｂではθ₁ ＝１５°、
θ₂ ＝−１５°と設定した。

【００７２】また、長尺状高分子フィルムとしては、こ
こでは膜厚６．０μｍ、ヤング率１２００ｋｇ／mm² の
ポリアミドフィルムを用い、その走行速度を１６ｍ／分
に設定し、成膜速度約２５００Å／秒でＣｏＮｉ合金を
蒸着し、磁性層厚が２０００Åとなるように設定した。

【００７３】蒸着中、長尺状高分子フィルムを支持する
冷却キャンは、冷媒によって冷却しキャン表面温度が０
℃以下となるように制御した。酸素ガス導入量は、各々
の媒体で最適値を求め、媒体Ａでは３８０cc／分、媒体
Ｂでは４００cc／分なる条件で各々蒸着を行った。蒸着
中の真空チャンバ内の雰囲気ガス圧は、共に１．８×１
０^-4Torrとした。

【００７４】そして、得られた長尺状媒体は、磁性層表
面にフッ素系潤滑剤を塗布した後、これを８mm幅にスリ
ットし、テープ状のサンプルとした。

【００７５】このようにして作製された媒体Ａ及び媒体
Ｂについて、飽和磁束密度Ｂｓ、垂直方向の保磁力Ｈｃ
(V) 並びに有効異方性磁界Ｈｋ(eff) を振動試料型磁力
計（ＶＳＭ）により測定した。また、膜の形状磁気異方
性を取り除いたイントリンシックな磁気異方性定数Ｋ ₀
とその方向（磁化容易軸方向）θ_E を磁気トルクメータ
を用いて測定した。

【００７６】媒体Ａ及び媒体Ｂの作製条件を表２に、ま
たそれらの磁気特性〔Ｂｓ，Ｈｃ(V) ，Ｈｋ(eff) ，Ｋ
₀ ，θ_E 〕を表３に示す。なお、磁化容易軸方向θ
_E は、膜面の法線方向を０°とし、それからの傾き角と
して表した。

【００７７】

【表２】

【００７８】

【表３】

【００７９】また、記録再生特性の評価に使用した磁気
ヘッドは、図１５に示すような基本構造を有する複合型
の磁気ヘッドである。この複合型の磁気ヘッドは、一対
のフェライトコア９１Ａ，９１Ｂの突き合わせ面を斜め
に削り、それぞれ軟磁性金属薄膜９２Ａ，９２Ｂを成膜
するとともに、これら軟磁性金属薄膜９２Ａ，９２Ｂの
端面間にギャップ材を挟み込み、磁気ギャップｇを形成
してなるものである。

【００８０】磁気ギャップｇの両サイドには、非磁性の
ガラス９３が充填され、磁気テープに対する当たりを確
保するようになされており、また一方のフェライトコア
９１Ｂには巻き線溝９４が設けられている。

【００８１】評価には２種類の磁気ヘッド（ヘッドＩ及
びヘッドII）を使用したが、これらヘッドの基本的な構
造は同じで、いずれもギャップ近傍の軟磁性金属薄膜９
２Ａ，９２ＢとしてＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ合金（飽和
磁束密度Ｂｓ＝１４ｋＧ）を用いており、その違いはギ
ャップ長のみである。各磁気ヘッドの諸元を表４に示
す。

【００８２】

【表４】

【００８３】以上の２種類の媒体（媒体Ａ及び媒体Ｂ）
と２種類の磁気ヘッド（ヘッドＩ及びヘッドII）の計４
種類の組み合わせについて、記録再生特性を比較し、本
発明の効果を調べた。表５に媒体−ヘッドの組み合わせ
例と、それぞれの記録再生特性を示す。

【００８４】

【表５】

【００８５】表５より、磁化容易軸の傾いたＣｏ−Ｏ系
垂直磁気記録媒体とギャップ長の狭いリング型磁気ヘッ
ドの組み合わせによる記録再生特性が最も優れているこ
とがわかる。すなわち、この組み合わせによれば、短波
長（記録波長０．５μｍ）で再生出力が最も大きく、し
かも短波長を記録した場合の孤立再生波形のダイパルス
比が小さく、ほぼ単峰形の波形が得られ、複雑な波形処
理を必要としない。

【００８６】したがって、このような媒体とヘッドの組
み合わせによる記録再生方法は、ディジタル画像信号の
記録再生方法に適したものであると言える。

【００８７】以上のように、本発明を適用した垂直磁気
記録媒体は、良好な磁気特性を有しており、短波長での
再生出力特性も優れていることから、次のような構成を
有する記録再生装置に適用して良好な結果が期待でき
る。

【００８８】記録再生装置の構成 カラービデオ信号をディジタル化して磁気テープ等の記
録媒体に記録するディジタルＶＴＲとしては、放送局用
のＤ１フォーマットのコンポーネント形ディジタルＶＴ
Ｒ及びＤ２フォーマットのコンポジット形ディジタルＶ
ＴＲが実用化されている。

【００８９】前者のＤ１フォーマットディジタルＶＴＲ
は、輝度信号及び第１，第２の色差信号をそれぞれ１
３．５ＭＨｚ、６．７５ＭＨｚのサンプリング周波数で
Ａ／Ｄ変換した後、所定の信号処理を行って磁気テープ
上に記録するもので、これらコンポーネント成分のサン
プリング周波数が４：２：２であることから、４：２：
２方式とも称されている。

【００９０】一方、後者のＤ２フォーマットディジタル
ＶＴＲは、コンポジットカラービデオ信号をカラー副搬
送波信号の周波数の４倍の周波数の信号でサンプリング
を行ってＡ／Ｄ変換し、所定の信号処理を行った後、磁
気テープに記録するようにしている。

【００９１】いずれにしても、これらのディジタルＶＴ
Ｒは、共に放送局用に使用されることを前提に設計され
ているために、画質最優先とされ、１サンプルが例えば
８ビットにＡ／Ｄ変換されたディジタルカラービデオ信
号を実質的に圧縮することなしに記録するようになされ
ている。したがって、例えばＤ１フォーマットのディジ
タルＶＴＲでは、大型のカセットテープを使用しても高
々１．５時間程度の再生時間しか得られず、一般家庭用
のＶＴＲとして使用するには不適当である。

【００９２】そこで本実施例においては、例えば５μｍ
のトラック幅に対して最短波長０．５μｍの信号を記録
するようにし、記録密度４×１０⁵ ｂｉｔ／mm² 以上、
あるいは８×１０⁵ ｂｉｔ／mm² 以上を実現するととも
に、記録情報を再生歪みが少ないような形で圧縮する方
法を併用することによって、テープ幅が８mmあるいはそ
れ以下の幅狭の磁気テープを使用しても長時間の記録・
再生が可能なディジタルＶＴＲに適用するものとする。

【００９３】以下、このディジタルＶＴＲの構成につい
て説明する。

【００９４】ａ．信号処理部 先ず、本実施例において用いたディジタルＶＴＲの信号
処理部について説明する。図３は記録側の構成全体を示
すものであり、１Ｙ、１Ｕ、１Ｖでそれぞれ示す入力端
子に、例えばカラービデオカメラからの三原色信号Ｒ，
Ｇ，Ｂから形成されたディジタル輝度信号Ｙ、ディジタ
ル色差信号Ｕ、Ｖが供給される。この場合、各信号のク
ロックレートはＤ１フォーマットの各コンポーネント信
号の周波数と同一とされる。すなわち、それぞれのサン
プリング周波数が１３．５ＭＨｚ、６．７５ＭＨｚとさ
れ、且つこれらの１サンプル当たりのビット数が８ビッ
トとされている。したがって、入力端子１Ｙ、１Ｕ、１
Ｖに供給される信号のデータ量としては、約２１６Ｍｂ
ｐｓとなる。この信号のうちブランキング時間のデータ
を除去し、有効領域の情報のみを取り出す有効情報抽出
回路２によってデータ量が約１６７Ｍｂｐｓに圧縮され
る。

【００９５】そして、上記有効情報抽出回路２の出力の
うちの輝度信号Ｙが周波数変換回路３に供給され、サン
プリング周波数が１３．５ＭＨｚからその３／４に変換
される。周波数変換回路３としては、例えば間引きフィ
ルタが使用され、折り返し歪みが生じないようになされ
ている。この周波数変換回路３の出力信号は、ブロック
化回路５に供給され、輝度データの順序がブロックの順
序に変換される。ブロック化回路５は、後段に設けられ
たブロック符号化回路８のために設けられている。

【００９６】図５は、符号化の単位のブロックの構造を
示す。この例は、３次元ブロックであって、例えば２フ
レームに跨がる画面を分割することにより、同図に示す
ように（４ライン×４画素×２フレーム）の単位ブロッ
クが多数形成される。なお、図５において実線は奇数フ
ィールドのラインを示し、破線は偶数フィールドのライ
ンを示す。

【００９７】また、有効情報抽出回路２の出力のうち、
２つの色差信号Ｕ、Ｖがサブサンプリング及びサブライ
ン回路４に供給され、サンプリング周波数がそれぞれ
６．７５ＭＨｚからその半分に変換された後、２つのデ
ィジタル色差信号が互いにライン毎に選択され、１チャ
ンネルのデータに合成される。したがって、このサブサ
ンプリング及びサブライン回路４からは線順次化された
ディジタル色差信号が得られる。このサブサンプリング
及びサブライン回路４によってサブサンプル及びサブラ
イン化された信号の画素構成を図６に示す。図６中、○
は第１の色差信号Ｕのサブサンプリング画素を示し、△
は第２の色素信号Ｖのサンプリング画素を示し、×はサ
ブサンプルによって間引かれた画素の位置を示す。

【００９８】上記サブサンプリング及びサブライン回路
４からの線順次化出力信号は、ブロック化回路６に供給
される。ブロック化回路６では一方のブロック化回路５
と同様に、テレビジョン信号の走査の順序の色差データ
がブロックの順序のデータに変換される。このブロック
化回路６は、一方のブロック化回路５と同様に、色差デ
ータを（４ライン×４画素×２フレーム）のブロック構
造に変換する。そしてこれらブロック化回路５及びブロ
ック化回路６の出力信号が合成回路７に供給される。

【００９９】合成回路７では、ブロックの順序に変換さ
れた輝度信号及び色差信号が１チャンネルのデータに変
換され、この合成回路７の出力信号がブロック符号化回
路８に供給される。ブロック符号化回路８としては、後
述するようにブロック毎のダイナミックレンジに適応し
た符号化回路（ＡＤＲＣと称する。）、ＤＣＴ（Ｄｉｓ
ｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）回路
等が適用できる。前記ブロック符号化回路８からの出力
信号は、さらにフレーム化回路９に供給され、フレーム
構造のデータに変換される。このフレーム化回路９で
は、画素系のクロックと記録系のクロックとの乗り換え
が行われる。

【０１００】次いで、フレーム化回路９の出力信号がエ
ラー訂正符号のパリティ発生回路１０に供給され、エラ
ー訂正符号のパリティが生成される。パリティ発生回路
１０の出力信号はチャンネルエンコーダ１１に供給さ
れ、記録データの低域部分を減少させるようなチャンネ
ルコーディングがなされる。チャンネルエンコーダ１１
の出力信号が記録アンプ１２Ａ，１２Ｂと回転トランス
（図示は省略する。）を介して一対の磁気ヘッド１３
Ａ，１３Ｂに供給され、磁気テープに記録される。な
お、オーディオ信号と、ビデオ信号とは別に圧縮符号化
され、チャンネルエンコーダ１１に供給される。

【０１０１】上述の信号処理によって、入力のデータ量
２１６Ｍｂｐｓが有効走査期間のみを抽出するによって
約１６７Ｍｂｐｓに低減され、さらに周波数変換とサブ
サンプル、サブラインとによってこれが８４Ｍｂｐｓに
減少される。このデータは、ブロック符号化回路８で圧
縮符号化することにより、約２５Ｍｂｐｓに圧縮され、
その後のパリティ、オーディオ信号等の付加的な情報を
加えて、記録データ量としては３１．５６Ｍｂｐｓとな
る。

【０１０２】次に、再生側の構成について図４を参照し
ながら説明する。再生の際には、図４に示すように、先
ず磁気ヘッド１３Ａ，１３Ｂからの再生データが回転ト
ランス及び再生アンプ１４Ａ，１４Ｂを介してチャンネ
ルデコーダ１５に供給される。チャンネルデコーダ１５
において、チャンネルコーディングの復調がされ、チャ
ンネルデコーダ１５の出力信号がＴＢＣ回路（時間軸補
正回路）１６に供給される。このＴＢＣ回路１６におい
て、再生信号の時間軸変動成分が除去される。ＴＢＣ回
路１６からの再生データがＥＣＣ回路１７に供給され、
エラー訂正符号を用いたエラー訂正とエラー修整とが行
われる。ＥＣＣ回路１７の出力信号がフレーム分解回路
１８に供給される。

【０１０３】フレーム分解回路１８によって、ブロック
符号化データの各成分がそれぞれ分離されるとともに、
記録系のクロックから画素系のクロックへの乗り換えが
なされる。フレーム分解回路１８で分離された各データ
がブロック複号回路１９に供給され、各ブロック単位に
原データと対応する復元データが複号され、複号データ
が分配回路２０に供給される。この分配回路２０で複号
データが輝度信号と色差信号に分離される。輝度信号及
び色差信号がブロック分解回路２１，２２にそれぞれ供
給される。ブロック分解回路２１，２２は、送信側のブ
ロック化回路５，６とは逆に、ブロックの順序の複号デ
ータをラスター走査の順に変換する。

【０１０４】ブロック分解回路２１からの複号輝度信号
が補間フィルタ２３に供給される。補間フィルタ２３で
は、輝度信号のサンプリングレートが３ｆｓから４ｆｓ
（４ｆｓ＝１３．５ＭＨｚ）に変換される。補間フィル
タ２３からのディジタル輝度信号Ｙは出力端子２６Ｙに
取り出される。

【０１０５】一方、ブロック分解回路２２からのディジ
タル色差信号が分配回路２４に供給され、線順次化され
たディジタル色差信号Ｕ，Ｖがディジタル色差信号Ｕ及
びＶにそれぞれ分離される。分配回路２４からのディジ
タル色差信号Ｕ，Ｖが補間回路２５に供給され、それぞ
れ補間される。補間回路２５は、復元された画素データ
を用いて間引かれたライン及び画素のデータを補間する
もので、補間回路２５からはサンプリングレートが２ｆ
ｓのディジタル色差信号Ｕ及びＶが得られ、出力端子２
６Ｕ，２６Ｖにそれぞれ取り出される。

【０１０６】ｂ．ブロック符号化 図３におけるブロック符号化回路８としては、ＡＤＲＣ
（ＡｄａｐｔｉｖｅＤｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ Ｃｏ
ｄｉｎｇ）エンコーダが用いられる。このＡＤＲＣエン
コーダは、各ブロックに含まれる複数の画素データの最
大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮを検出し、これら最大値ＭＡ
Ｘ及び最小値ＭＩＮからブロックのダイナミックレンジ
ＤＲを検出し、このダイナミックレンジＤＲに適応した
符号化を行い、原画素データのビット数よりも少ないビ
ット数により、再量子化を行うものである。ブロック符
号化回路８の他の例としては、各ブロックの画素データ
をＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎ
ｓｆｏｒｍ）した後、このＤＣＴで得られた係数データ
を量子化し、量子化データをランレングス・ハフマン符
号化して圧縮符号化する構成を用いてもよい。

【０１０７】ここでは、ＡＤＲＣエンコーダを用い、さ
らにマルチダビングした時にも画質劣化が生じないエン
コーダの例を図７を参照しながら説明する。図７におい
て、入力端子２７に例えば１サンプルが８ビットに量子
化されたディジタルビデオ信号（或いはディジタル色差
信号）が図２の合成回路７より入力される。入力端子２
７からのブロック化データが最大値，最小値検出回路２
９及び遅延回路３０に供給される。最大値，最小値検出
回路２９は、ブロック毎に最小値ＭＩＮ、最大値ＭＡＸ
を検出する。遅延回路３０からは、最大値及び最小値が
検出されるのに要する時間、入力データを遅延させる。
遅延回路３０からの画素データが比較回路３１及び比較
回路３２に供給される。

【０１０８】最大値，最小値検出回路２９からの最大値
ＭＡＸが減算回路３３に供給され、最小値ＭＩＮが加算
回路３４に供給される。これらの減算回路３３及び加算
回路３４には、ビットシフト回路３５から４ビット固定
長でノンエッジマッチング量子化した場合の１量子化ス
テップ幅の値（△＝１／１６ＤＲ）が供給される。ビッ
トシフト回路３５は、（１／１６）の割算を行うよう
に、ダイナミックレンジＤＲを４ビットシフトする構成
とされている。減算回路３３からは（ＭＡＸ−△）のし
きい値が得られ、加算回路３４からは（ＭＩＮ＋△）の
しきい値が得られる。これらの減算回路３３及び加算回
路３４からのしきい値が比較回路３１，３２にそれぞれ
供給される。なお、このしきい値を規定する値△は、量
子化ステップ幅に限らず、ノイズレベルに相当する固定
値としてもよい。

【０１０９】比較回路３１の出力信号がＡＮＤゲート３
６に供給され、比較回路３２の出力信号がＡＮＤゲート
３７に供給される。ＡＮＤゲート３６及びＡＮＤゲート
３７には、遅延回路３０からの入力データが供給され
る。比較回路３１の出力信号は、入力データがしきい値
より大きい時にハイレベルとなり、したがってＡＮＤゲ
ート３６の出力端子には、（ＭＡＸ〜ＭＡＸ−△）の最
大レベル範囲に含まれる入力データの画素データが抽出
される。一方、比較回路３２の出力信号は、入力データ
がしきい値より小さい時にハイレベルとなり、したがっ
てＡＮＤゲート３７の出力端子には、（ＭＩＮ〜ＭＩＮ
＋△）の最小レベル範囲に含まれる入力データの画素デ
ータが抽出される。

【０１１０】ＡＮＤゲート３６の出力信号が平均化回路
３８に供給され、ＡＮＤゲート３７の出力信号が平均化
回路３９に供給される。これらの平均化回路３８，３９
は、ブロック毎に平均値を算出するもので、端子４０か
らブロック周期のリセット信号が平均化回路３８，３９
に供給されている。平均化回路３８からは、（ＭＡＸ〜
ＭＡＸ−△）の最大レベル範囲に属する画素データの平
均値ＭＡＸ´が得られ、平均化回路３９からは（ＭＩＮ
〜ＭＩＮ＋△）の最小レベル範囲に属する画素データの
平均値ＭＩＮ´が得られる。平均値ＭＡＸ´から平均値
ＭＩＮ´が減算回路４１で減算され、この減算回路４１
からダイナミックレンジＤＲ´が得られる。

【０１１１】また、平均値ＭＩＮ´が減算回路４２に供
給され、遅延回路４３を介された入力データから平均値
ＭＩＮ´が減算回路４２において減算され、最小値除去
後のデータＰＤＩが形成される。このデータＰＤＩ及び
修整されたダイナミックレンジＤＲ´が量子化回路４４
に供給される。この実施例では、量子化に割り当てられ
るビット数ｎが０ビット（コード信号を転送しない）、
１ビット、２ビット、３ビット、４ビットの何れかとさ
れる可変長のＡＤＲＣであって、エッジマッチング量子
化がなされる。割り当てビット数ｎは、ブロック毎にビ
ット数決定回路４５において決定され、ビット数ｎのデ
ータが量子化回路４４に供給される。

【０１１２】可変長ＡＤＲＣは、ダイナミックレンジＤ
Ｒ´が小さいブロックでは、割り当てビット数ｎを少な
くし、ダイナミックレンジＤＲ´が大きいブロックで
は、割り当てビット数ｎを多くすることで、効率の良い
符号化を行うことができる。すなわち、ビット数ｎを決
定する際のしきい値をＴ１〜Ｔ４（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜
Ｔ４）とすると、（ＤＲ´＜Ｔ１）のブロックは、コー
ド信号が転送されず、ダイナミックレンジＤＲ´の情報
のみが転送され、（Ｔ１≦ＤＲ´＜Ｔ２）のブロック
は、（ｎ＝１）とされ、（Ｔ２≦ＤＲ´＜Ｔ３）のブロ
ックは、（ｎ＝２）とされ、（Ｔ３≦ＤＲ´＜Ｔ４）の
ブロックは、（ｎ＝３）とされ、（ＤＲ´≧Ｔ４）のブ
ロックは、（ｎ＝４）とされる。

【０１１３】かかる可変長ＡＤＲＣではしきい値Ｔ１〜
Ｔ４を変えることで、発生情報量を制御すること（いわ
ゆるバッファリング）ができる。したがって、１フィー
ルド或いは、１フレーム当たりの発生情報量を所定値に
することが要求されるこの発明のディジタルビデオテー
プレコーダのような伝送路に対しても可変長ＡＤＲＣを
適用できる。

【０１１４】発生情報量を所定値にするためのしきい値
Ｔ１〜Ｔ４を決定するバッファリング回路４６では、し
きい値の組（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）が複数例えば３
２組用意されており、これらのしきい値の組がパラメー
タコードＰｉ（ｉ＝０、１、２・・・・３１）により区
別される。パラメータコードＰｉの番号ｉが大きくなる
に従って、発生情報量が単調に減少するように設定され
ている。ただし、発生情報量が減少するに従って、復元
画像の画質が劣化する。

【０１１５】バッファリング回路４６からのしきい値Ｔ
１〜Ｔ４が比較回路４７に供給され、遅延回路４８を介
されたダイナミックレンジＤＲ´が比較回路４７に供給
される。遅延回路４８は、バッファリング回路４６でし
きい値の組が決定されるのに要する時間、ＤＲ´を遅延
させる。比較回路４７では、ブロックのダイナミックレ
ンジＤＲ´と各しきい値とがそれぞれ比較され、比較出
力がビット数決定回路４５に供給され、そのブロックの
割り当てビット数ｎが決定される。量子化回路４４で
は、ダイナミックレンジＤＲ´と割り当てビット数ｎと
を用いて遅延回路４９を介された最小値除去後のデータ
ＰＤＩがエッジマッチングの量子化により、コード信号
ＤＴに変換される。量子化回路４４は、例えばＲＯＭで
構成されている。

【０１１６】遅延回路４８、５０をそれぞれ介して修整
されたダイナミックレンジＤＲ´、平均値ＭＩＮ´が出
力され、さらにコード信号ＤＴとしきい値の組を示すパ
ラメータコードＰｉが出力される。この例では、一旦ノ
ンエッジマッチ量子化された信号が新たにダイナミック
レンジ情報に基づいて、エッジマッチ量子化されている
ためにダビングした時の画像劣化は少ないものとされ
る。

【０１１７】ｃ．チャンネルエンコーダ及びチャンネル
デコーダ 次に、図３のチャンネルエンコーダ１１及びチャンネル
デコーダ１５について説明する。チャンネルエンコーダ
１１においては、図８に示すように、パリティ発生回路
１０の出力が供給される適応型スクランブル回路で、複
数のＭ系列のスクランブル回路５１が用意され、その中
で入力信号に対し最も高周波成分及び直流成分の少ない
出力が得られるようなＭ系列が選択されるように構成さ
れている。パーシャルレスポンス・クラス４検出方式の
ためのプリコーダ５２で、１／１−Ｄ² （Ｄは単位遅延
用回路）の演算処理がなされる。このプリコーダ５２の
出力を記録アンプ１２Ａ，１３Ａを介して磁気ヘッド１
３Ａ，１３Ｂにより、記録再生し、再生出力を再生アン
プ１４Ａ，１４Ｂによって増幅するようになされてい
る。

【０１１８】一方、チャンネルデコーダ１５において
は、図９に示すように、パーシャルレスポンス・クラス
４の再生側の演算処理回路５３は、１＋Ｄの演算が再生
アンプ１４Ａ，１４Ｂの出力に対して行われる。また、
いわゆるビタビ複号回路５４においては、演算処理回路
５３の出力に対してデータの相関性や確からしさ等を用
いた演算により、ノイズに強いデータの複号が行われ
る。このビタビ複号回路５４の出力がディスクランブル
回路５５に供給され、記録側のスクランブル処理によっ
て並び変えられたデータが元の系列に戻されて原データ
が復元される。この実施例において用いられるビタビ複
号回路５４によって、ビット毎の複号を行う場合より
も、再生Ｃ／Ｎ換算が３ｄＢで改良が得られる。

【０１１９】ｄ．走行系 磁気ヘッド１３Ａ及び磁気ヘッド１３Ｂは、図１０に示
すように、一体構造とされた形でドラム７６に取付けら
れる。ドラム７６の周面には、１８０°よりやや大きい
か、あるいはやや小さい巻き付け角で磁気テープ（図示
せず。）が斜めに巻き付けられており、磁気ヘッド１３
Ａ及び磁気ヘッド１３Ｂが同時に磁気テープを走査する
ように構成される。

【０１２０】また、前記磁気ヘッド１３Ａ及び磁気ヘッ
ド１３Ｂのギャップの向きは、互いに反対側に傾くよう
に（例えば磁気ヘッド１３Ａはトラック幅方向に対して
＋２０°、磁気ヘッド１３Ｂは−２０°傾斜するよう
に）設定されており、再生時にいわゆるアジマス損失に
よって隣接トラック間のクロストーク量を低減するよう
になされている。

【０１２１】図１１及び図１２は、磁気ヘッド１３Ａ，
１３Ｂを一体構造（いわゆるダブルアジマスヘッド）と
した場合のより具体的な構成を示すもので、例えば高速
で回転される上ドラム７６に一体構造の磁気ヘッド１３
Ａ，１３Ｂが取り付けられ、下ドラム７７が固定とされ
ている。ここで、磁気テープ７８の巻き付け角θは１６
６°、ドラム径φは１６．５mmである。

【０１２２】したがって、磁気テープ７８には、１フィ
ールドのデータが５本のトラックに分割して記録され
る。このセグメント方式により、トラックの長さを短く
することができ、トラックの直線性に起因するエラーを
小さくすることができる。

【０１２３】上述のように、ダブルアジマスヘッドで同
時記録を行うようにすることで、１８０°の対向角度で
一対の磁気ヘッドが配置されたものと比較して直線性に
起因するエラー量を小さくすることができ、またヘッド
間距離が小さいのでペアリング調整をより正確に行うこ
とができる。したがって、このような走行系により、幅
狭のトラックで記録・再生を行うことができる。

【０１２４】以上、本発明の具体的な実施例について説
明したが、本発明がこの実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能
であることは言うまでもない。

【０１２５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明では、磁性層のいわゆるイントリンシックな磁化容易
軸の方向での残留磁化曲線より求められる反転磁界分布
の半値幅を規定しているので、良好な磁気特性が得ら
れ、高い再生出力を確保することができる。また、磁性
層の成膜時における蒸発源からの蒸気流の入射方向を制
御しているので、得られる金属磁性薄膜の結晶性や配向
性が最適化できる。

【０１２６】更に、本発明においては、磁化容易軸の傾
いたＣｏ−Ｏ系垂直磁気記録媒体とギャップ長の狭いリ
ング型磁気ヘッドとを組み合わせているので、垂直磁気
記録方式の高密度記録特性と長手磁気記録方式の比較的
簡素な信号処理系を応用できるという双方の長所を有効
に利用することができ、ディジタル画像信号の高密度磁
気記録システムを構築することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁性層の磁化容易軸方向θ_E と磁気ヘッドの走
行方向を説明するための模式図である。

【図２】ダイパルス比を説明するための波形図である。

【図３】ディジタル画像信号を再生歪みが少ないような
形で圧縮して記録するディジタルＶＴＲの信号処理部の
記録側の構成を示すブロック図である。

【図４】信号処理部の再生側の構成を示すブロック図で
ある。

【図５】ブロック符号化のためのブロックの一例を示す
略線図である。

【図６】サブサンプリング及びサブラインの説明のため
の略線図である。

【図７】ブロック符号化回路の一例を示すブロック図で
ある。

【図８】チャンネルエンコーダの一例の概略を示すブロ
ック図である。

【図９】チャンネルデコーダの一例の概略を示すブロッ
ク図である。

【図１０】磁気ヘッドの配置の一例を模式的に示す平面
図である。

【図１１】回転ドラムの構成例及び磁気テープの巻き付
け状態を示す平面図である。

【図１２】回転ドラムの構成例及び磁気テープの巻き付
け状態を示す正面図である。

【図１３】真空蒸着装置の構成例を示す模式図である。

【図１４】磁気トルクメータによる磁気異方性定数の測
定方法を説明するための模式図である。

【図１５】評価に使用した磁気ヘッドの構造を示す概略
斜視図である。

【図１６】本発明にかかる垂直磁気記録媒体のイントリ
ンシックな磁化容易軸の方向でのＨ−Ｍヒステリシスル
ープである。

【図１７】本発明にかかる垂直磁気記録媒体の反磁界補
正を行う前の残留磁化曲線及び反磁界補正を行った後の
残留磁化曲線である。

【図１８】本発明にかかる垂直磁気記録媒体の反転磁界
分布である。

【符号の説明】

１Ｙ，１Ｕ，１Ｖ・・・コンポーネント信号の入力端子 ５，６・・・・ブロック化回路 ８・・・・・ブロック符号化回路 １１・・・・チャンネルエンコーダ １３Ａ，１３Ｂ・・・・磁気ヘッド ２２・・・・チャンネルデコーダ ２６・・・・ブロック復号回路 ２８，２９・・・・ブロック分解回路

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性支持体上に金属磁性薄膜よりなる
   磁性層を有する垂直磁気記録媒体において、 前記磁性層の形状磁気異方性を取り除いた磁化容易軸の
   方向における残留磁化曲線から得られる反転磁界分布の
   半値幅が４０ｋＡ／ｍ以下であることを特徴とする垂直
   磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 非磁性支持体上に金属磁性薄膜よりなる
   磁性層を有する垂直磁気記録媒体において、 前記磁性層の形状磁気異方性を取り除いた磁化容易軸の
   方向と磁性層の法線方向とのなす角度θ_E が１０°≦θ
   _E ≦４０°であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 非磁性支持体上に金属磁性薄膜よりなる
   磁性層を有する垂直磁気記録媒体において、 前記磁性層の形状磁気異方性を取り除いた磁化容易軸の
   方向と磁性層の法線方向とのなす角度θ_E が１０°≦θ
   _E ≦４０°であることを特徴とする請求項１記載の垂直
   磁気記録媒体。
4. 【請求項４】 上記金属磁性薄膜が（Ｃｏ_1-x Ｎｉ_x ）
   _1-m Ｏ_m （ただし、０．０３≦ｘ≦０．１０、０．１≦
   ｍ≦０．３）なる組成を有するＣｏ−Ｏ系垂直磁化膜で
   あることを特徴とする請求項１又は２又は３記載の垂直
   磁気記録媒体。
5. 【請求項５】 非磁性支持体上に真空蒸着法よりなる磁
   性層を形成する垂直磁気記録媒体の製造方法において、 前記磁性層を形成する際に、非磁性支持体の表面の法線
   方向と蒸発源からの蒸気流の入射方向とのなす角θを１
   ０〜４０°の範囲で変化させることを特徴とする垂直磁
   気記録媒体の製造方法。
6. 【請求項６】 ギャップ長Ｌｇ≦０．１８μｍなるリン
   グ型磁気ヘッドを用い、非磁性支持体上に形状磁気異方
   性を取り除いた磁化容易軸の方向における残留磁化曲線
   から得られる反転磁界分布の半値幅が４０ｋＡ／ｍ以下
   である金属磁性薄膜を磁性層として有する垂直磁気記録
   媒体に対して記録を行うことを特徴とする垂直磁気記録
   及び／又は再生方法。
7. 【請求項７】 ギャップ長Ｌｇ≦０．１８μｍなるリン
   グ型磁気ヘッドを用い、非磁性支持体上に形状磁気異方
   性を取り除いた磁化容易軸の方向と磁性層の法線方向と
   のなす角度θ_E が１０°≦θ_E ≦４０°である金属磁性
   薄膜を磁性層として有する垂直磁気記録媒体に対して記
   録を行うことを特徴とする垂直磁気記録及び／又は再生
   方法。
8. 【請求項８】 上記金属磁性薄膜が（Ｃｏ_1-x Ｎｉ_x ）
   _1-m Ｏ_m （ただし、０．０３≦ｘ≦０．１０、０．１≦
   ｍ≦０．３）なる組成を有するＣｏ−Ｏ系垂直磁化膜で
   あることを特徴とする請求項６又は７記載の垂直磁気記
   録及び／又は再生方法。
9. 【請求項９】 上記リング型磁気ヘッドを上記垂直磁気
   記録媒体の磁性層の磁化容易軸の傾斜方向に沿って走行
   させながらディジタル信号を記録することを特徴とする
   請求項６又は７又は８記載の垂直磁気記録及び／又は再
   生方法。