JPS5857806B2 - 磁気記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 磁気ヘッドにより磁気テープなどの磁気媒体に信号を記
録する場合、信号がかなり高周波（短波長）であるとき
は、テープ面に沿う方向に磁化するより厚み方向に磁化
する方が有利であるということが知られている。

従って磁気媒体として厚み方向に磁化容易軸を持ったも
のを用い、これを厚み方向に磁化して記録すればかなり
の高周波の記録が可能になり、パルスコード信号などを
記録する場合には、高密度の記録が可能になる。

しかしながら、従来、厚み方向に磁化する磁気ヘッドは
実現されておらず、このため高周波、高密度の記録は難
しかった。

従来の磁気ヘッドは、一般に、第１図に示すように、２
個の磁極１及び２がつき合わされて構成されるもので、
そのテープ３の磁性層４と対向すべき側に磁気空隙ｇが
形成される。

そしてこの磁気空隙ｇを形成する磁極１及び２の対向面
１ａ及び２ａは互いに平行となっており、しかもこれら
はテープ対接面に対して垂直な面を形成している。

従って矢印５で示す空隙ｇの深さの方向は、矢印６で示
すテープ３の進行方向に対して垂直な方向になっている
。

なお磁気空隙ｇは実際にはいわゆる空隙スペーサが介在
されて形成されている。

７はコイルである。

しかしながら、このような従来の磁気ヘッドは、磁化の
方向が主としてテープ３の長手方向になり、高周波従っ
て高密度の記録は困難であった。

即ちこのヘッドで、空隙ｇのところで発生する磁界をみ
ると、これは図の破線のようになり、これをテープ３の
長手方向の成分Ｈｘとこれを直交するテープ３の厚み方
向の成分Ｈｙに分解して表わすと、第２図に示すように
なる。

テープ３の長手方向の成分Ｈｘは、空隙ｇの長さ方向（
図の左右方向であって、紙面に垂直な方向がトラック巾
を決める巾方向である）の中心位置で最大値Ｍｘを呈し
、対称な特性を示す。

これに対し、テープ３の厚み方向の成分Ｈｙは、空隙ｇ
の長さ方向の中心位置では零で、テープ３が矢印６で示
す方向に走行していることから、その進行方向側の、即
ち、テープ３が最後に脱は出る側の磁極２の対向面２ａ
の位置で最大値Ｍｙを呈し、非対称な特性を示す。

そして、長手方向の磁界成分Ｈｘの最大値Ｍｘに比べて
厚み方向の磁界成分Ｈｙの最大値Ｍｙは小さくしかも磁
極２側で磁界成分Ｈｙはなだらかに減衰する。

このようになだらかに減衰するのは、磁極２のテープ３
との対向面２ｂがテープ３の面に沿って延長して形成さ
れているからである。

このように従来の一般的な磁気ヘッドはテープの長手方
向の磁化が支配的であり、このため高周波、高密度の記
録は困難であった。

テープの厚み方向に磁化するヘッドとして棒状コアにコ
イルを巻装したものが考えられるが、この棒状ヘッドは
記録効率が極端に悪く、非常に大きな記録電流が必要で
あり、また飽和しやすいため、実用にはならない。

しかしながら、本発明者は、テープの厚み方向に磁化す
ることができ、従って、高周波、高密度の記録が可能に
なるとともに、記録感度は従来の一般的なヘッドに比べ
て劣らない新規な磁気ヘッドを考え出した。

第３図はこの磁気ヘッドの一例を示すもので、従来の一
般的な磁気ヘッドと同様に２個の磁極１１及び１２がつ
き合わされて構成されるが、その磁気空隙ｇを形成すべ
き互いに平行な対向面１１ａ及び１２ａを例えばテープ
対接面に対して斜めにする。

従って矢印１５で示す磁気空隙ｇの深さ方向は矢印１６
で示すテープ１３の進行方向に対して斜めになる。

１７はコイルである。従って、テープ対接部は磁気空隙
ｇに対して非対称になるもので、この場合、テープ１３
の進行方向側の、即ちテープ１３が最後に脱は出る側の
磁極１２の空隙ｇの長さ方向（上述のように図の左右方
向）の巾Ｗｃ （第４図参照）は十分小さくする。

このヘッドによれば、テープ１３の厚み方向の磁界成分
Ｈｙが大きくなり、しかもこれはテープ１３の長手方向
に急峻な特性を呈する。

即ち、空隙ｇのところで発生する磁界をみると、これは
図の破線で示すようになり、第４図に示すように、テー
プ１３の長手方向の成分Ｈｘは、空隙ｇの長さ方向の中
心位置よりも若干磁極１１側に寄った位置で最大値Ｍｘ
を呈し、中心位置に対して非対称な特性を示す。

そしてテープ１３の厚み方向の成分Ｈｙは、空隙ｇの長
さ方向の中心位置では零で、空隙ｇの磁極１２側の端部
位置で最大値Ｍｙを呈し、この最大値Ｍｙは、長手方向
の成分Ｈｘの最大値Ｍｘより若干大きくなる。

しかもこの厚み方向の成分Ｈｙはテープ対接面１２ｂの
空隙ｇ側とは反対側の端部位置からテープ１３の進行方
向側では急峻に減衰する。

この磁気ヘッドによれば、テープ１３の厚み方向の磁化
が十分大きくかつ急峻な特性を呈するので、高周波従っ
て高密度の記録が可能になる。

第１図のような構造の従来の磁気ヘッドと第３図のよう
な構造の磁気ヘッドについて、各種の特性を調べたとこ
ろ、次のような結果を得た。

ただし、従来の（第１図の）磁気ヘッドとしてはいずれ
もソニー株式会社製造のＲＦ−１４０ＲＯ３（空隙ｇの
長さは１０μ）を用い、テープは同じくソニー株式会社
製造の一般的な磁気テープである５ＬＨ−８１を用い、
そのテープ速度は９．５ ｃｒｎ／ｓｅｃにした。

また再生磁気ヘッドとしては、いずれの場合もソニー株
式会社製造のＰＦ１４０−４２０２（空隙の長さは１μ
）を用い、再生アンプとしては周波数特性がフラットな
ものを使用した。

また記録信号はいずれの場合も矩形波状のパルスにした
。

なお、測定はシンクロスコープにより行った。まず、記
録信号のレベルに対する再生電圧のレベルの特性が周波
数でどのように変化するかについてみると、従来のヘッ
ドでは第５図のようになるのに対し、第３図のヘッドで
は第６図及び第７図のようになる。

いずれも横軸は均等目盛、縦軸も均等目盛である。

また、第６図は空隙ｇの長さＷＧ （第４図参照）が９
．４５μ、磁極１２のテープ対接面１２ｂの長さＷｃが
１７．０１μ、従って：＝１．８の場合（以下サンプル
Ｉと云う）であＷＧ す、第７図はＷＧが８．７μ、Ｗｃが３．７８μ、従っ
て”＝２．２２の場合（以下サンプル■と云う）ＷＧ である。

これより明らかなように、従来のヘッドでは高周波にな
るほど再生出力は著しく減少してしまうのに対して、第
３図のヘッドでは高周波での再生出力の減衰が少ない。

次に各周波数で再生電圧が最大になる記録電流のところ
でのその再生電圧の値がどのようになるかについてみる
と、第８図に示すようになる。

横軸の周波数は対数目盛であり、ＰＣＩはこれをテープ
の１インチ当りの磁束の変化の回数でおきかえたもので
ある。

縦軸は対数目盛である。２０は従来のヘッドであり、２
１は第３図のヘッドでサンプル■め場合である。

これより明らかなように、最大再生出力電圧の特性は従
来のものと比べてほとんど差がないことが認められる。

記録パルスが第９図Ａに示すようにパルス巾Ｔ。

の小さいものであるときは再生波形は同図Ｂに示すよう
に連続的なものとなり、第１０図Ａに示すようにパルス
巾Ｔｏが大きいものであるときは再生波形は同図Ｂに示
すように孤立波となるが、この再生波形の正のピーク及
び負のピークの記録パルスの立上り及び立下りに対する
位置ずれはパルスコード信号の記録の場合などにはビッ
ト間の干渉に影響を与えるもので、記録密度を左右する
。

そこで、第９図及び第１０図の各場合につき、再生波形
の正のピークから負のピークまでの時間巾ＴＰが記録パ
ルスのパルス巾Ｔｏに対してどの程度変化するかをみた
ところ、次のようになった。

まず、第９図に示すように再生波形が連続波に（至）と
の関係は第１１図に示すようになった。

横軸は対数目盛である。

図で、２２は従来のヘッドであり、２３は第３図のヘッ
ドでサンプル■の場合である。

これより明らかなように、第３図のヘッドによれば、従
来のものに比べて再生波形の時間巾ＴＰの記録パルスの
パルス巾Ｔｏに対する変化率が著しく小さくなることが
判る。

従って、第３図のような構造のヘッドを用いれば、パル
スコード信号の記録の場合、ビット間の干渉が小さくな
り、高密度の記録ができる。

第１２図〜第１７図はオシロスコープで観測した再生波
形を示すものであり、横軸の大きな一目塵はＯ，ｌ ｍ
ｓｅｃである。

第１２図〜第１４図は従来のヘッドのそれであり、第１
５図〜第１７図は第３図のヘッドでサンプル■の場合の
それであり、第１２図及び第１５図はＴ□ ＝ ３００
μｓｅｃのとき、第１３図及び第１６図はＴ□ ＝
ｌ ＯＯ／！ｊｓｅｃのとき、第１４図及び第１７図は
ＴＱ＝５０μｓｅｃのときである。

記録パルスのパルス巾Ｔｏが小さくなると第３図のヘッ
ドと従来のヘッドとで再生波形の時間巾ＴＰに著しい差
が生じ、第３図のものではこれが小さくなることが判る
。

１００（％）の関係についてみると、第１８図のように
なる。

２４が従来のヘッドであり、２５は第３図のヘッドでサ
ンプル■の場合である。

なお記録パルスのパルス巾が８３μｓｅｃ （Ｐ ＣＩ
に換算シて約３２２１）の場合である。

これから明らかなように、第３図のヘッドによれば、再
生波形の時間巾ＴＰは記録電流の大きさによってあまり
変化せず安定であることが認められる。

一方、第１９図及び第２０図は、第１０図のように孤立
波になる場合について、オシロスコープで再生波形のう
ちの記録パルスの立上りに相当する側の正極性の波形を
観測したものを示すものであり、横軸の大きな一目塵は
０．１ ｍ５ｅｃである。

記録パルスは周波数が３００Ｈｚでデユーティ−・ファ
クタが１のパルスであり、その電流値は８ｍＡｐ−ｐで
ある。

第１９図が従来のヘッドであり、第２０図が第３図のヘ
ッドでサンプル■の場合である。

これより明らかなように、第３図のヘッドでは、再生波
形が孤立波となる場合でもそのパルス巾は小さくなるこ
とが判る。

ヘッドの構成は、第２１図〜第２３図のようなものでも
同様である。

第２１図のものは、第３図の構造のものにおいて、磁極
１２の空隙ｇ側とは反対側にセラミックなどの非磁性体
５０を取付けてテープ１３との接触が良好になり、かつ
耐摩耗性が向上するようにしたもので、この場合、磁極
１２及び非磁性体５０にまたがってコイル１７を巻装す
る。

第２２図のものは、第３図の構造のものにおいて、磁極
１２の空隙ｇ側とは反対側に、スパッタリングや気相成
長法や蒸着によりフェライトやセンダストなどの磁性薄
膜５１を形成し、この薄膜５１側に非磁性体５０を取付
けたものである。

第２３図のものは、非磁性体５２に磁生体５３をつぎた
したブロックの一側に上述の磁性薄膜５１を取付け、こ
れを他方の磁極として一方の磁極１１とスペーサ５４を
介して接合したものである。

ところで、上述のような特殊な構造のヘッドの場合、記
録信号がパルスであると、再生波形にスパイクが現われ
ることがある。

例えば、上述の測定条件のもとで、ＷＱ＝８．１９μ、
ＷＯ＝９．４５μ、従って＝ ＝ １．１５のもの、ｗ
Ｇ を用いて第２４図に示すよっにパルス巾Ｔｏが０．３ｍ
５ｅｃのパルスを記録したところ、再生波形は第２５図
に示すようになり、矢印で示すようはスパイクが生じた
。

そして、このようにスパイクが生じると、パルスコード
信号の記録の場合などは、再生時誤差のもとになり好ま
しくない。

即ち、例えば、第２６図Ａに示すように２ビツトのコー
ド信号をＮＲＺＩ方式で記録した場合、同図Ｂに示すよ
うに再生波形にスパイクが生じると、同図Ｃに示すよう
にその両波整流出力にもスパイクが存在するから、これ
を鎖線３０で示すレベルでスライスして検出信号を得た
場合、検出信号には同図りにおいて破線で示すように誤
差パルスガ生じてしまう。

本発明は再生波形に上述のような有害なスパイクが生じ
ないように記録する方法を提供するものである。

本発明では、記録電流の変化に関連してヘッドを飽和さ
せるような電流を瞬間的に流すようにする。

第２７図はその一例で、入力端３１よりのパルスＰ１を
定電流記録アンプ３２を通じて上述のヘッド３３に供給
し、またパルスＰ１を微分回路３４に供給して微分パル
スＰ２を得、これを波形整形回路３５に供給し、これよ
りのパルスＰ３を定電流記録アンプ３６を通じてヘッド
３３に供給する。

このようにすると、ヘッド３３に供給される記録信号Ｐ
４は第２９図に示すように立上り及び立下りの瞬間だけ
がヘッド３３を飽和させるレベルに達するものとなり、
立上り及び立下りのところではヘッド３３が飽和する。

第２８図は他の例で、入力パルスＰ１をパルスアンプ３
７を通じ、電流制限用抵抗３８とスピードアップ用コン
デンサ３９の並列回路を介して上述のヘッド３３に供給
する。

このようにすると、ヘッド３３に供給される記録信号Ｐ
５は第３０図に示すように立上り及び立下りの瞬間でヘ
ッド３３を飽和させるレベルに達してオーバーシュート
したものとなり、立上り及び立下りのところではヘッド
３３が飽和する。

そして上述のような方法により記録するときは、再生波
形に上述の有害なスパイクが発生しないことが認められ
た。

上述の測定条件のもとで、第２４図及び第２５図の場合
と同じヘッドで、第３１図に示すように、第２７図の方
法により記録波形をオーバーシュートさせた場合の再生
波形は、第３２図に示すようになり、スパイクが発生し
ないことが確認できた。

上述のように本発明の方法によれば、特殊な高周波、高
密度用のヘッドによりパルス信号などを記録した場合、
再生波形に有害なスパイクが生じるのを防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的なヘッドを示す図、第２図はその
説明のための図、第３図は特殊な磁気ヘッドの一例を示
す図、第４図はその説明のための図、第５図〜第２０図
は従来の一般的な磁気ヘッドと特殊な磁気ヘッドの特性
の違いの測定結果の説明のための図、第２１図〜第２３
図は特殊な磁気ヘッドの他の例を示す図、第２４図及び
第２５図は再生波形にスパイクが生じることを示すため
の図、第２６図はスパイクが生じる場合の不都合を説明
するための波形図、第２７図及び第２８図はそれぞれ本
発明の一例の系統図、第２９図及び第３０図はそれぞれ
の説明のための波形図、第３１図及び第３２図は本発明
により再生波形にスパイクが生じないことを示す図であ
る。 １１及び１２は磁気、ｇは磁気空隙、１３はテープ、１
７はコイル、Ｐｌは入力パルス、Ｐ４及びＰ、は記録波
形である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 磁気媒体に対向する一対の磁極の一方の磁極山が、
   上記一対の磁極によって形成される磁気空隙よりも狭く
   、記録電流の変化に対応してスパイク波形が記録される
   垂直磁気ヘッドに対し、上記記録電流の変化に応じて上
   記ヘッドをほぼ飽和させるための、上記記録電流のパル
   ス巾よりも十分狭いパルス巾を有するパルス電流を上記
   記録電流に重畳することにより上記スパイク波形を実質
   的に除去するようにした磁気記録方法。