JPS5826328A - 磁気テ−プ転写方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は膜面と垂直な磁化容易軸を有する強磁性薄膜を
非磁性基板上に設けた磁気テープをマスタテープとして
用い、かつ転写バイアス磁界をマスタテープの磁化困難
軸方向に印加することによシ、従来に比して低い抗磁力
を有するマスタテープからの転写を可能にした磁気接触
転写方式に関するものである。

第１図以下を用いて従来の代表的な転写方式について説
明する。第１図は一括巻取シ転写方式の概略の構成図を
示すものである。記録済マスタテープの供給リール２お
よびヌレーブテープの供給リール４よりそれぞれ記録済
マスタテープ１および未記録のヌレーブテープ３が供給
され互の磁性層を向い合せの状態で走行する。次に両テ
ーフ０は固定ガイドポスト９の摺動面に一定角度巻付け
られ、続いてその状態でキヤプスタン５に一定角巻付け
られた後、巻取リール１０上に共に巻取られる。巻取リ
ール１０は支点１１を中心に回転可能なアーム１２上に
設けられ、ばね８の付勢力によって常に巻取リール１０
上に巻かれた両チーｆ６の最外周がキヤプスタン５に圧
接し、巻かれた両チーゾロは巻かれるにしたがって、転
写バイアス発生器７の中に入るように構成されている。

巻取られた後、巻取り−ン血低ヌピードで回転しその間
に転写バイアス発生器７から転写パイアヌをチー↓ プの長手方向に印加され、マスタテープ上の信号↓ がスレーブテープ上に転写されることになる。続いて両
チーー７’ｆＢ高、速でそれぞれの供給リール２お第２
図は転写・ミイアス発生器の概略の構成図を、第３図は
転写の原理図を示すものである。珪素鋼板を積層した磁
心１４およびこれと対向する磁心１５との間に励磁コイ
ル１３に電流を流して磁界１６を発生せしめ、巻き取ら
れた両テープ６の長手方向に磁界を印加する。′″）−
！、り第３図において、ＸｙＶｔＺはそれぞれテープの
長手方向、中方向、厚み方向を示すものであるが転写バ
イアヌ磁界１６は矢印の示すように、主としてテープ長
手方向に加えられる。

このようにしてマスタテープ１の磁性層１７の磁化２０
から発生する信号磁界１９によってスレーブテープ３の
磁性層１８が磁化され、マスタテープ上の信号がスレー
ブテープへ転写される。

上述の方式で転写した代表的な転写特性を示すと第４図
の様になる。

こむでスレーブテープは抗磁力Ｈｅが６７００ｅ。

Ｂｒは１４７０　ｇａｕｓｓのＣｏ系酸化鉄テープを用
いた。

一般にマスタテープからスレーブテープ上に信号を転写
する場合、マスタテープの抗磁力は、スレーブテープの
抗磁力の約２．５〜３倍必要とされる。第４図は上述の
スレーブテープに対して１５０００ｅおよび２００００
ｅの抗磁力を有するマスタテープを用い転写特性を測定
したものである。

この時のヘノドテーゾの相対スピードは５．８　ｍｌ　
ｓｅｃであり、記録波長は約１μｍの信号を使用した。

１５００　Ｑｅ　　の抗磁力のマスタテープの場合、転
写バイアス磁界強度を増加するにつれ、転写出力レベル
２１は次第に増大し、マスタテープ上の磁化が転写パイ
アヌ磁界によって消去され、マスタテープ出力レベル２
３が低下し始める近傍で最大となり、その後、マスタテ
ープ出力の減少とともに減衰する。

これに対して、２００００ｅの抗磁力のマスタテープの
場合には、特性２４のごとく転写バイアス磁界にて消去
されにくいため、転写バイアスに対して２２の特性の様
に、大中々転写出力を得ることができる。

以上の様に良質な信号−を得るためには、スレーブテー
プの抗磁力に対して、マスタテープのＨｅは極めて大き
なものとなる。上記の例では２００００ｅ　　の場合、
スレーブテープの約３倍となっている。

また今後Ｈｅが１００００ｅ前後の合金粉末テープある
いは強磁性薄膜形テープなどをビデオ用テーゾとして試
作されておシ、これらをスレーブテープとした場合のマ
スタテープは約３００００ｅ以上の抗磁力が必要とされ
ることになる。前述の１５０００ｅと２００００ｅ　　
のマスタテープはＦｅ−Ｃ。

系合金粉末の微粒子を塗布したものであるが、塗布形テ
ープで３００００ｅの抗磁力を達成すること社極めて困
難であり、現時点では開発の見通しが立たない。また、
強磁性薄膜形テープでも同様なことが言える。一方記録
ヘッドに関しても磁気飽和の点でこのテープへ記録でき
る見通しが立っていないなどの問題点が生じている。

本発明はこの点に鑑み、強磁性薄膜テープの膜厚方向の
磁気特性の変化を利用し、マスタテープ（５） の磁化困難軸方向に転写バイアス磁界を印加することに
よって、比較的小さな抗磁力を有するマスタテープから
、ヌレーブテープヘ信号を転写できるようにしたもので
ある。

本発明に用いるマスタテープは、蒸着、ヌｉ９７タメソ
キなどの手段によシ、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リイミド、ポリアミド系の有機物質などのフィルムある
いは他の非磁性基板上に、Ｃｏ−Ｃｒ　、　Ｃｏ−Ｖ　
＋　Ｃｏ−Ｍｏ　　などの膜面に垂直方向に磁化容易軸
を有する強磁性薄膜を形成し、テープ状にスリットした
ものである。以下はテープ状のものについて本発明に関
し説明するがシート状の磁気媒体に関しても同様に有用
である。

第５図以下を用いて本発明の原理について説明子の回転
モデルを用いて説明する。

第５図に示すように非磁性の基板２６上の強磁性金属薄
膜２５の面内の一方向をＸ軸３０、膜面に対して垂直方
向を２軸３１にとり、Ｘ２面内で磁（６） 界２７の強度ＨとそれがＸ軸となす角度ψを可変、　す
る場合エネルギーＥは下式で表現される。

Ｅ　＝　Ｍ　Ｈｃｏｓ　（ψ−θ。−θ）　−１−Ｋｄ
　５ｉｎ２ψ＋Ｋｕｓｉｎ２θなおＫｄ　　は反磁界に
よる異方性定数で２πＭ　に等しい。また磁化容易軸方
向とＸ軸とのなす角度をθ。とじた。Ｋｕは一軸異方性
定数である。

この時磁化Ｍは上式のエネルギーを最小にする状態で安
定し、磁化容易軸方向２９とθなる角度で安定する。

Ｍｏ３２がＸ軸方向（ここでは磁、化容易軸と一致する
　）を向いていたとする。これに対して磁界ｎ、３３を
ψなる角度で印加すると磁化は上述したごとく３４の方
向を向き、再びＨｌを取りされば３２の位置に戻りＸ軸
方向をむくことになる。

またＸ方向に一度磁化したＭＯを反転さすためにはψは
９０°　以上である必要がある。

まず磁界Ｈ２３５とＨ３３６を９０°　以上の角度ψで
印加した場合を考える。磁界強度の弱い１１□３５の場
合には磁化は３９のベクトルで示すように若干磁界方向
をむくが磁界を零にすれば再びＸ軸方向におちつく。

しかし磁界強度の充分大きなＨ３３６の場合には、ベク
）Ａ３７の位置まで回転し、磁界Ｈ３を零にすれば磁化
は３８で示す位置におちつき元の３２から３８に反転す
る。したがって磁化はＭ。

から　−ＭＯに反転したことに彦る。次に磁界の方向を
２方向に加えたＨ４４０を大きくした場合には磁化のベ
クトルは、磁界を加えている間は４１の方向を向くが、
磁界を除去するともとのＸ軸方向の３２の位置にもどる
。

以上の事をＭ−Ｈ曲線にて判りやすいように説明すると
第７図のようになる。

第７図４２および４３はそれぞれ単磁区粒子の磁化容易
軸方向（ψ−０°　、１８０°　）および磁化困難軸方
向（ψ−９０°　）に磁界Ｈを加えた時のそれぞれの方
向の磁化量Ｍを表わしたものであシ１　これはｓｔｏｒ
ｎｅｒ−ｗｏｒｆａｒｔｈモデルとして知られている。

すなわち４２は磁界を加え次いで反転磁界を加えて、除
去するまで、ｏ−ａ−ｂ−ｃ−ｂ−ｄ−ｅ−ｆ−ｇ−ｈ
−ｇ−ｉ　　のＭ−Ｈカーブを示し、４３は、ｏ−ｂ−
ｃ−ｂ−ｏ−ｇ−ｈ−ｇ−ｏと々る。これより判ること
は、４２は磁界を取り除いた後でも磁界方向に完全に磁
化していることであり、４３は磁界方向に対して全く磁
化していないことを意味している。したがって、４２は
転写バイアス磁界の作用のもとにテープ上から発生する
信号磁界によってできるだけ多くの残留磁化が必要とさ
れるスレーブテープとしての特性として適している。

一方４３は強い転写バイアス磁界に対しても信号磁化が
消去されないことがマスタテープの特性として適してい
る。

したがって転写磁界はできるだけマスタテープに対して
は磁化困難軸方向へ、スレーブテープに対しては磁化容
易軸方向へ印加することが望ましい。しかし実際のテー
プの場合には、上述した単磁区粒子の集合体と考えられ
るから理想的な角型性のよいＭ−Ｈカーブは得られず、
形のなまったものとなる。

（９） 次に本発明に用いるマスタテープの磁気特性について説
明する。

νず磁気特性の測定方法は第８図（Ａ）のようにして行
なう。

試作テープ０４４の長手方向をＸ軸方向に、ｄ］力方向
紙面と垂直な方向に、テープ厚み方向はＺ軸に配置し外
部磁場Ｈをテープ面に斜めに印加して、振動試料形の磁
気特性測定装置（ＶＳＭ　）を用いて測定する時の配置
を示したものである。

第８図（Ｂ）は、第８図（Ａ）の配置でテープ面に対す
る外部磁界Ｈの々す角度ψを変えて得られたＢ−Ｈ曲線
であり、例えば４５．４６はそれぞれψの値が９０°お
よびＯｏの時の曲線である。第８図（Ｂ）を見ても判か
るように外部磁界の方向ψによって抗磁力）（ｃおよび
角型比　Ｂｒ７８ｍ　　が大巾に変化している。同様に
してψを変えて第９図にＨＣおよびＢｒ７８ｍを示す。

なお、ψ−９０°　の時、厚み方向に４πＭに比例した
反磁界が作用しているため、Ｂ　−Ｈｃｕ’ｒｖｅ　　
はシェアリングしている。したがってこの磁界を補正し
たＢｒを作図上で求め（１０） Ｂｒ７８ｍとし４７に示しである。

第９図により抗磁力）１ｃの曲線４８は、外部磁界Ｈの
印加する方向ψがテープの長手方向に近ずくにしたがっ
て単調に減少し、同時にＢｒ７８ｍ　４７も同様な特性
になっている。この特性は前述したように単磁区粒子的
な特性に近く、テープ長手方向（０°）が磁化困難軸方
向であることを示している。

次に本発明の接触転写の原理について第１０図を用いて
説明する。

第１０図（Ａ）に示すようにテープ面に対して垂直方向
に磁化容易軸を有するマスタテープ４９と面内に磁化容
易軸を有するスレーブテープ５０とを用い、マスタテー
プ上に記録された信号磁化５１から発生する信号磁界５
２によって、スレーブチ想 一プの磁性層ｆｌｆ５を磁化する場合について説明する
。

このマスタテープ４９とスレーブテープ５０の接触した
状態に後述するようにマスタテープ上の信号磁化が消去
されにくい方向へ転写バイアス磁この場合第１０図（Ｂ
）に示すように信号磁界５４と転写バイアヌ磁界５５の
合成による実効磁界５６がヌレーブテープ上に加わり、
前述の原理に従ってヌレープテーグ上の磁化５３が反転
された時、マスタテープ上の信号磁界５４によって磁化
され、ヌレーブテーゾ上に信号磁化が転写される。

当然ながらマスタテープとして要求される特性としては
、マスタテープ上に記録された信号が、充分高いレベル
の転写バイアス磁界によって消去されず、常に強い信号
磁界を発生していることである。

以下に本発明者が見い出した信号磁化の反転磁界の強度
と、印加磁界方向による影響について説明する。この場
合反転磁界は転写バイアス磁界である。

第１１図はあらかじめＨｃ＝９５００ｅ　（面に垂直方
向）　Ｂｒ　＝　７０００ｇａｕｓｓ　　の垂直異方性
のテープをテープ面に垂直方向に充分大きな直流磁界に
より飽和まで磁化した時の最大残留磁束密度Ｂ　ｒ　ｑ
。

とこの状態のテープに反転磁界の印加方向と強度とを変
えて加え、その後の残留磁束密度Ｂｒ９．（垂直方向の
残留磁束密度）との比Ｂ　ｒ　ｃｐ　／　Ｂ　ｒ　ｑ　
ｏの変化を測定したものである。

該反転磁界強度を５００．ｌｋ、２に、３ｋ。

４　ｋ　Ｏｅ　　と変えて測定した。

第１１図から判るように比較的磁界強度の小さい場合、
ψに対してＢｒ９．／Ｂｒｑ。はなだらかに変化するが
、磁界強度が大きくなるにつれて急峻に変化することが
判明した。

前述のごとくこのテープの磁化困難軸方向はψ＝０°　
すなわちテープ長手方向であり例えば反転磁界強度が１
　ｋ　Ｏｓ　　の場合には一３０°〜＋３０°の領域に
消去されにくい角度が発生している、次にヌレーブテー
プとして使用する塗布型および斜め蒸着テープに関する
磁気特性について例をあげて説明する。

第１２図は第８図（Ａ）の測定方法によって同様に外部
磁界Ｈの方向ψを変えて測定したものである。６０およ
び５９はそれぞれＣｏ酸化鉄の塗布型テープのＨｅおよ
びＢｒ７８ｍ　の特性を示す。この塗布型テープの場合
には、面内のテープ長手方向が磁化容易軸方向でありψ
＝±５０°近傍にＨｅのなだらかなピークがあり、ψを
さらに増大するとＨｅは減少する。またＢｒ７８ｍは、
ψの絶対値を大きくすると、単調に減少する特性を示す
。

なおこのテープの長手方向のＨｃ−６７００ｅ。

Ｂｒ　”　１４７０　ｇａｕｓｓである。

一方長手方向のＨｃ＝１００００ｅ　、Ｂｒ＝７０００
ｇａｕｓｓ斜め蒸着テープの場合には５７に示すように
角度ψを負方向に増大するにつれて、Ｈｃは増大して一
６０°近傍に最大値をもち、さらに増大すると一７０°
近傍で極小値を示し、再び増大する。この−７０°近傍
がこの斜め蒸着テープの磁化困難軸方向と考えられる。

またＢｒ７８ｍ　５８は＋２０°近傍で最大を示してお
シ、シたがって、磁化容易軸は面内のテープ長手方向に
対して＋２０°傾むいていることを示している。

次に本発明の具体的一実施例について説明する。

第１３図は上述の垂直方向に磁化容易軸６３を有するマ
スタチー７′６１と長手方向に磁化容易軸６４を持つヌ
レ−ブチ−ゾロ２間で接触転写する場合の位置関係を示
したものである。

第１３図のごとく両テープの磁性層を互に密接せしめ、
転写バイアス磁界６５をテープ長手方向に印加した。し
たがって転写バイアス磁界の方向は該マスタテープに対
して第９図のψ−θ°が動作点であり、ヌ°レーブテー
ゾに対しては第１２図のψ−〇°が動作点となる。−ま
た一般に磁場転写で良質の信号を得るにはスレーブテー
プのＨｅの１．５倍程度の転写バイアス磁界強度が必要
とされるのでこの場合には約ｌ　］＜Ｏｅの転写バイア
ス磁界が用いられた。

以」二の例では第１１図からも判かるようにマスタテー
プ上の信号は、０．５ｄＢ以内の劣化であり、良質の信
号が転写された。′！、た長手方向のＨｃ　　が１４０
００ｅのＦｅ系合金粉末テープをスレーブテープとした
場合にも転写バイアス磁界強度を２．１ｋｏｅを用いて
マスタテープの信号劣化を０．５ｄＢ以内にとどめるこ
とができ、実用土問題なく良質の画像信号が得られた。

上記例の場合には転写バイアス磁界の方向をψ−００に
選定したが、ψを変えて実験した結果、第１１図からも
判るように一２５°〜＋２５°の範囲で−２〜−３ｄＢ
のマスタテープ信号の劣化にとどまり、この範囲であれ
ば実用上問題のない転写信号が得られるものである。

第１４図は前述の斜め蒸着テープをスレーブテープとし
て用いた時の例を示した。前述した様に斜め蒸着チーゾ
ロ８の磁化容易軸方向６６は＋２０゜であり、したがっ
て転写バイアス磁界６７の方向ψを＋２０°近傍に選定
し、転写することによって、第１２図からも判る様に角
型比が最大でＨｅが最小の動作点を選び、転写できるも
のである。

第１２図ψ＝１２０°における蒸着テープのＨｅは１０
０００ｅであり、したがって転写パイアヌ磁界強度は約
１．５　ｋｏｅを用いた。

以上の様にψが一２５°〜＋２５°の範囲内で斜め蒸着
テープの磁化容易軸方向に転写バイアス磁界を印加する
ことによって優れた転写信号を得ることができた。

以」二のごとく、従来の転写方式によれば、マスタテー
プのＨｅはスレーブテープのＨｅの３倍以上の値が必要
であった。またこれに付ずいする記録ヘッドの飽和など
の問題点なども派生していた。しかし本方式を用いれば
、スレーブテープのＨｅ　　と同程度のＨｅを有するマ
スタテープからの接触転写が可能になり良質の例えば画
像信号を得ることができるものである。

このように本発明によれば、 ■磁化容易軸をテープ面と垂直方向に有し比較的Ｈｃの
小さなマスタテープからの転写が可能になる。またマス
タテープの記録に際してもＨｅ　　が小さいため磁気ヘ
ッドの飽和の問題を解決できる。

■転写バイアスの方向をマスタテープの磁化困難軸方向
に対して正方向に２５°、負方向に２５゜の範囲内に選
ぶことにより、マスタテープ上の信号がほとんど消去さ
れない状態で使用でき、（１７） 良質の転写出力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の転写装置の構成図、第２図は従来の転写
バイアス磁界発生器の構成図、第３図は従来の転写の原
理図、第４図は従来の転写特性図、第５図は強磁性金属
薄膜テープに関する異方性の説明図、第６図は強磁性金
属薄膜テープに関する異方性の説明図、第７図は強磁性
金属薄膜テープのＭ−Ｈ特性図、第８図は磁気テープの
厚み方向に対する特性測定方法と特性図、第９図はマス
タテープのＨｅおよびＢｒ／Ｂｍ　　の特性図、第１Ｏ
図は本発明の接触転写の原理図、第１１図は本発明の転
写・バイアス磁界方向と強度に対するマスタテープの特
性図、第１２図は斜め蒸着テープおよび塗布型テープの
ＨｅおよびＢｒ／Ｂｍ　　の特性図、第１３図は本発明
の一実施例を示す図、第１４図は本発明の一実施例を示
す図である。 ■・・・記録済みマスタテープ、２，４・・・供給ＩＪ
−ル、３・・・スレーブテープ、７・・・転写バイアス
発生器、１０・・・巻取リール、１３・・・励磁コイル
、１４゜（１８） １５・・磁心、１７　’＋　１８・・・磁性層、４９．
６１・・・マヌタテー７０．５０，６２・・・ヌレーブ
テープ、６５．６７・・・転写バイアス磁界。 第１図 第２図 １）＋９’Ｔ！、１！−係ハル　　　＋Ｅｌｌ））　９
Ｊ　ｔＮ　、’−右、、ｔ　−１γ第５図 ７ 第６図 第８図 （Ａ） ８■ ４　　０ （８） 第７図 第９図 テ（麿） 第１１図 反転通・外方ｎ（虐） 第１０図 ’ｆ’　　（，４１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非磁性の基板上にＣｏ−Ｃｒなとの膜面と垂直方向に磁
   化容易軸を有する強磁性薄膜を形成した磁気テープに信
   号を記録した記録済マスタテープと未記録のヌレーブの
   磁性層を互に密接せしめ、外部より前記マスタテープの
   磁化困難軸方向を中心に±２５°　の範囲内で転写バイ
   アヌ磁界を印加し、マスタテープ上の信号をスレーブテ
   ープ上に転写することを特徴とする磁気テープ転写方式
   。