JP2859992B2 - 磁気記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は磁気テープを高速度で
走行させ、磁気テープ上に高密度の信号を高転送レート
で記録再生する磁気記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速で走行する磁気テープに対して高密
度の信号を記録・再生する磁気記録再生装置において、
磁気テープと磁気ヘッドの摺動面の間で良好な接触状態
を保つための有効な方法がたとえば特公昭６３−４９３
０８号公報に開示されている。

【０００３】この開示内容について図１６を参照して説
明する。磁気記録再生装置の磁気ヘッド１０１の頂部に
は、磁気ギャップ１００が設けられ、磁気テープ１１０
は摺動面１０２で磁気ヘッド１０１に摺動しながら接触
する。図中αは摺動面１０２の両端部１０４，１０５を
結ぶ弦方向と端部１０４，１０５における接線方向との
なす角度、βｉｎ，βｏｕｔは前記弦方向と摺動面１０
２の両端部１０４，１０５より流入出する磁気テープ１
１０とのなす角度を表わす。以下上記角度βｉｎ，βｏ
ｕｔを総称して巻付角と呼ぶ。

【０００４】ここで巻付角βｉｎは磁気テープ１１０流
入側（端部１０４側）の巻付角（以下流入側巻付角と呼
ぶ）を、βｏｕｔは磁気テープ１１０流出側（端部１０
５側）の巻付角（以下流出側巻付角と呼ぶ）を表わして
いる。なお、巻付角βｉｎ，βｏｕｔはたとえばテープ
ガイド１０８，１０９の位置によって定められる。上記
の構成において、βｉｎ／α，βｏｕｔ／αの値を１よ
り大きく設定することにより、摺動面１０２の両端部１
０４，１０５に磁気テープ１１０の規制力が発生する。

【０００５】上記の規制力の磁気テープ１１０の単位幅
あたりの大きさをＦｉｎ，Ｆｏｕｔ（ｇｆ／ｍｍ）とす
ると（添字ｉｎ，ｏｕｔはそれぞれ流入側，流出側を表
わす）、これらの値は、磁気テープ１１０の単位幅あた
りのテープテンションＴ（ｇｆ／ｍｍ）に対して Ｆｉｎ＝Ｔｓｉｎ（βｉｎ−α） …（１） Ｆｏｕｔ＝Ｔｓｉｎ（βｏｕｔ−α） …（２） で与えられる。

【０００６】また、摺動面１０２上には、上記単位幅あ
たりのテープテンションＴによって ｆ＝Ｔ／Ｒ …（３） （Ｒ：摺動面１０２の曲率半径）なる押付力が発生す
る。

【０００７】ここで、磁気テープ１１０を図中矢印Ａ方
向に走行させると、規制力Ｆｉｎ，Ｆｏｕｔおよび押付
力ｆが磁気ヘッド１０１の摺動面１０２と磁気テープ１
１０との間に発生する空気膜圧力と釣合ったところで磁
気テープ１１０が安定に走行する。

【０００８】図１７は上記βｉｎ／α，βｏｕｔ／αの
値を特公昭６３−４９３０８号公報中に記載の値１．２
〜２．５に設定したときのスペーシング分布を表わす模
式図である。なお、スペーシング分布とは、磁気ヘッド
１０１の摺動面１０２上における磁気テープ１１０の摺
動面１０２の間の隙間（以下スペーシング量と呼ぶ）の
分布のことを言う。

【０００９】図１７に見られるように、スペーシング量
は摺動面１０２上でほぼ一定になっており、その値も小
さい。このことは、磁気ヘッド１０１の摺動面１０２上
の磁気ギャップ１００におけるスペーシング量が磁気テ
ープ１１０の走行方向や、振動などの外乱の影響をほと
んど受けず、磁気ギャップ１００において良好な電磁変
換特性が得られることを示している。

【００１０】なお、上述の効果は上記規制力Ｆｉｎ，Ｆ
ｏｕｔによって得られるものである。

【００１１】また、上記βｉｎ／α，βｏｕｔ／αの値
を適切に設定するためのガイド手段がたとえばＵＳＰ
４，８８８，６５７、ＵＳＰ４，８７５，１２９、特開
昭５９−１６１１９号公報等に開示されている。

【００１２】上記公報等によれば、磁気ギャップを有す
る摺動面と同一円周上に空気軸受面が形成される。

【００１３】従来技術の代表例としてＵＳＰ４，８８
８，６５７における磁気ヘッドの形状を図１８に示す。

【００１４】図１８において、磁気ヘッド１０１は磁気
ギャップ１００を備える円筒形状摺動面１０２を有して
おり、さらに摺動面１０２上には磁気テープ１１０走行
方向に対して直角方向に延びる溝部１０３ａ、１０３ｂ
がそれぞれ磁気ギャップ１００の両側に形成されてい
る。溝部１０３ａ，１０３ｂにより、摺動面１０２は３
つの凸面１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃに分割される。

【００１５】ここで磁気テープ１１０がテープガイド１
０８，１０９により摺動面１０２の凸面１０２ｂ，１０
２ｃまで巻付けられると、磁気テープ１１０は磁気ギャ
ップ１００を有する凸面１０２ａの両端部１０４，１０
５および空気軸受面となる凸面１０２ｂ，１０２ｃの端
部１０６，１０７によって規制される。その結果、凸面
１０２ａにおける磁気テープ巻付角は図中βｉｎ，βｏ
ｕｔなどのように安定に設定される。すなわち、凸面１
０２ｂの端部１０６、凸面１０２ｃの端部１０７がガイ
ド手段となり、それぞれ図１６のテープガイド１０８，
１０９に対応することになる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
（図１６、図１８）においてβｉｎ／α、βｏｕｔ／α
の値を１．２〜２．５に設定しても、テープテンション
によっては必ずしも良好なスペーシング特性が得られな
い。なおスペーシング特性とはスペーシング量および分
布の特性のことを言う。

【００１７】この従来技術の第１の問題点を図１９を用
いて説明する。図１９は、図１６、図１８において巻付
角をβｉｎ／α＝βｏｕｔ／α＝１．２〜２．５に設定
して磁気テープ１１０を矢印Ａ方向に走行させたときの
テープテンションに対するスペーシング分布模式図を示
している。

【００１８】図中実線はテープテンションを最適化した
とき、一点鎖線はテープテンションが低めのとき、点線
はテープテンションが高めのときのスペーシング分布を
表わす。すなわち、テープテンションが低いときは、図
１６における摺動面１０２あるいは図１８における摺動
凸面１０２ａの端部１０４における磁気テープ１１０規
制効果が小さいために、流体潤滑作用による磁気テープ
１１０の浮上がりが発生する。また、テープテンション
が高いときには、図１６の摺動面１０２あるいは図１８
の凸面１０２ａの両端部１０４，１０５におけるテープ
規制力が大きく、磁気テープ１１０の剛性により磁気ギ
ャップ１００の位置で磁気テープ１１０の変形による浮
き上がりが発生する。

【００１９】次に従来技術の第２の問題点について説明
する。この問題点は図１６、図１８において流入側巻付
角βｉｎと流出側巻付角βｏｕｔが異なるために発生す
るものである。

【００２０】図２０は流出側巻付角βｏｕｔを一定とし
て流入側巻付角βｉｎを変化させたときのスペーシング
分布の変化を模式的に示した図である。ここで、βｉｎ
／α、βｏｕｔ／αの値はともに１．２〜２．５の範囲
内に設定している。なお、この場合のスペーシング分布
はテープテンションによって異なるものである。図中実
線はβｉｎ＝βｏｕｔのとき、一点鎖線はβｉｎ＜＜β
ｏｕｔとのき、点線はβｉｎ＞＞βｏｕｔのときを表わ
す。

【００２１】すなわち、設定テープテンションによって
は、流入側巻付角βｉｎと流出側巻付角βｏｕｔに大き
な差があるときに、磁気テープ１１０と磁気ヘッド１０
１の摺動面１０２との間（図１６）あるいは、磁気テー
プ１１０と磁気ヘッド１０１の摺動凸面１０２ａとの間
（図１８）で良好な接触状態が得られない。

【００２２】次に従来技術の第３の問題点について説明
する。この問題点は巻付角βｉｎ、βｏｕｔを設定する
ガイド手段の間隔に関するものである。ガイド手段の間
隔がたとえば図１６に示すテープガイド１０８、１０９
の間隔のように、比較的広い場合と、図１８の凸面１０
２ｂの端部１０６と、凸面１０２ｃの端部１０７の間隔
のように狭い場合とではスペーシング特性が大きく変わ
ってくる。

【００２３】図２１は上記の問題点を模式的に示した図
である。ここでは、ガイド手段の間隔が狭い場合に良好
なスペーシング特性が得られるようにテープテンショ
ン、巻付角を設定している。図中実線はガイド手段の間
隔が狭い場合、一点鎖線はガイド手段の間隔が広い場合
のスペーシング分布を表わしている。

【００２４】図示のように、ガイド手段の間隔によって
スペーシング特性が異なるので、良好なスペーシング特
性を得るには上記間隔に応じてテープテンション、巻付
角を適切に設定しなければならない。

【００２５】以上、第１、第２、第３の問題点はスペー
シング特性がテープテンション、ガイド手段間隔、テー
プ流入側巻付角βｉｎ、テープ流出側巻付角βｏｕｔの
それぞれの相関により決まるものであり、これらのパラ
メータの設定が不適切であれば良好なスペーシング特性
が得られなくなることを示している。この場合、磁気ヘ
ッド１０１の磁気ギャップ１００は十分な電磁変換特性
を発揮できなくなる。なおこのことは、磁気テープ１１
０上の記録波長が短いほど顕著になってくる。

【００２６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、装置の仕様に応じて上記パラメ
ータを適切に設定し、磁気ヘッド配置位置等の設計を容
易に行うことを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る磁気テープを高速度で走行させる磁気記録再生装置
は、弦方向の長さが１５０μｍ以下の円筒状の磁気テー
プ摺動面上に磁気ギャップを設けた磁気ヘッドと、摺動
面への磁気テープ巻付状態を規定するガイド手段とを備
えた磁気テープを高速度で走行させる磁気記録再生装置
であって、摺動面の両端部を結ぶ弦方向と摺動面に流入
および流出する磁気テープの走行方向とのなす角度をβ
ｉｎおよびβｏｕｔ（度）、磁気テープの単位幅あたり
のテンションをＴ（ｇｆ／ｍｍ）、およびガイド手段の
間隔に応じて設定される角度をθとするとき ０．５｛（βｉｎ−θ）−ａ｝≦（βｏｕｔ−ａ）≦２｛（βｉｎ−θ）−ａ｝ かつ（βｉｎ−θ）＋βｏｕｔ≦２×ａ＋４．０゜ ここで、ａ＝−０．２（ｄｅｇ・ｍｍ／ｇｆ）×Ｔ（ｇｆ／ｍｍ）＋０．６゜ なる関係を満足するように構成されたことを特徴とす
る。この発明の請求項２に係る磁気テープを高速度で走
行させる磁気記録再生装置は、弦方向の長さが１５０μ
ｍ以下の円筒状の磁気テープ摺動面上に磁気ギャップを
設けた磁気ヘッドと、摺動面への磁気テープの巻付状態
を規定するガイド手段とを備えた磁気テープを高速度で
走行させる磁気記録再生装置であって、摺動面の両端部
を結ぶ弦方向と摺動面に流入および流出する磁気テープ
の走行方向とのなす角度をβｉｎおよびβｏｕｔ
（度）、磁気テープの単位幅あたりのテンションをＴ
（ｇｆ／ｍｍ）、およびガイド手段の間隔に応じて設定
される角度をθとするとき、 ０．５｛（βｉｎ−θ）−ａ_１｝≦（βｏｕｔ−ａ_１）
≦２｛（βｉｎ−θ）−ａ１｝ かつ（βｉｎ−θ）＋βｏｕｔ≦２ａ_１＋５．４゜ ここで、ａ_１＝−０．２（ｄｅｇ・ｍｍ／ｇｆ）×Ｔ
（ｇｆ／ｍｍ）＋０．２５゜ なる関係を満足するように構成されたことを特徴とす
る。

【００２８】この発明の請求項３に係る磁気記録再生装
置においては、請求項１または請求項２に記載の磁気記
録再生装置においてガイド手段の間隔が１ｍｍ以下のと
き、角度θは０゜に設定する。

【００２９】この発明の請求項４に係る磁気記録再生装
置においては、請求項１または２に記載の磁気記録再生
装置において、ガイド手段の間隔が１０ｍｍ以上のと
き、角度θを０．６゜に設定する。

【００３０】この発明の請求項５に係る磁気記録再生装
置においては、請求項１または２に記載の磁気記録再生
装置において磁気ヘッドの摺動面は間隔を隔てて設けら
れた複数の溝によって複数個のヘッド部に分割され、磁
気ギャップを有するヘッド部の両側に隣接するヘッド部
はガイド手段として作用する。この発明の請求項６に係
る磁気記録再生装置は請求項１または請求項２の磁気記
録再生装置の磁気ヘッドが複数個互いに隣接して設けら
れる。

【００３１】

【作用】この発明に係る磁気記録再生装置においては、
弦の長さが１５０μｍ以下の円筒状の摺動面に磁気ギャ
ップを設けた磁気ヘッドへの、その摺動面上を走行する
磁気テープの巻付角が流入側と流出側で特定の範囲内に
あるように設定される。

【００３２】磁気テープと磁気ヘッドとの摺動面の長さ
が短く、かつ磁気テープの流入側と流出側の巻付角がテ
ープテンション、ガイド手段間隔を考慮した適正な許容
範囲に選定されているため、磁気ヘッドの磁気ギャップ
部におけるスペーシング量およびその変動が小さい。

【００３３】

【実施例】

（１） 第１の実施例 この発明の第１の実施例を図１〜図６および図１０を参
照して説明する。

【００３４】図１は第１の実施例における磁気ヘッド周
辺の構成を示す図であり、その概略構成は先に示した従
来例（図１６）と同じであり、同一部分には同一符号を
付してその説明を省略する。ここで巻付角βｉｎ，βｏ
ｕｔを設定するガイド手段としては間隔がＬなる１対の
テープガイド１０８・１０９を使用しており、磁気ヘッ
ド１０１はほぼその中央に位置している。

【００３５】図１において、磁気テープ１１０は図示し
ない磁気テープ駆動機構によって図中矢印Ａ方向に一定
速度、一定テープテンションで走行するように制御され
ている。

【００３６】図２〜図４は上記の構成（図１）において
テープ流出側巻付角βｏｕｔを一定とし（テープガイド
１０９を固定し）、テープ流入側の巻付角βｉｎを変化
（テープガイド１０８の位置を図中矢印Ｂ方向に変化）
させたときの再生出力測定結果を示している。

【００３７】上記測定にあたっては、円筒形状をなし、
曲率半径Ｒが約５．０ｍｍで、弦方向長さｍが約１００
μｍで、磁気テープ１１０との摺動面１０２および摺動
面１０２の中央部に位置する磁気ギャップ１００を有す
る磁気ヘッド１０１を使用した。

【００３８】また、磁気テープ１１０は曲げ剛性（ヤン
グ率×断面２次モーメント）が０．０８ｇｆ・ｍｍ
² で、記録波長が０．９μｍにて既に記録済のものを用
い、９０ｉｐｓ（inch per second ）の速度で走行させ
た。

【００３９】図２はテープ流入側巻付角βｉｎに対する
再生出力変化をテープ流出側巻付角βｏｕｔが１．０°
と１．７°のときについて示したものである。なお、単
位幅当りのテープテンションＴは４．５ｇｆ／ｍｍに、
ガイド手段間隔Ｌは１０ｍｍ以上に設定されている。

【００４０】ここで再生出力の変化は図１における磁気
テープ１１０と磁気ギャップ１００の間のスペーシング
によるスペーシングロスの変化に起因している。図示の
ように、βｉｎの変化に伴い再生出力が変化している。
また、その変化の様子はβｏｕｔの値によって異なって
いる。このことは、良好な出力値を得るために（スペー
シング量を低減するために）、βｏｕｔの値によってβ
ｉｎの値を適正な範囲に設定しなければならない、ある
いはβｉｎの値によってβｏｕｔの値を適正な範囲に設
定しなければならないことを示している。

【００４１】上記のように、出力値（ギャップ部１００
におけるスペーシング量）は巻付角βｉｎ，βｏｕｔの
相関によって決まるものであるから、巻付角βｉｎ、β
ｏｕｔの設定指針として良好な出力値を維持する巻付角
βｉｎ，βｏｕｔの存在範囲をマップ化して表現するこ
とは非常に有効である。以下、良好な出力値を維持する
巻付角βｉｎ，βｏｕｔの存在範囲のことを巻付角適正
範囲と呼ぶことにする。また、巻付角適正範囲はテープ
テンション、ガイド手段間隔によって異なるものである
から、マップはテープテンション、ガイド手段間隔に対
して作成する必要がある。この必要性については、図
３、図４より明らかである。

【００４２】図３はテープテンションによって、また図
４はガイド手段間隔によってそれぞれβｉｎに対する出
力変化の様子が異なっていることを示す図である。な
お、図３中の２本の曲線においてテープテンション以外
の実験条件は同一で、また図４中の２本の曲線において
ガイド手段間隔以外の実験条件は同一である。以上の観
点から巻付角適正範囲を示すマップをテープテンショ
ン、ガイド手段間隔に対して作成し、さらに上記範囲を
テープテンション、ガイド手段間隔を含めた形で定式化
することによって汎用性を高めた。ここで適正範囲のマ
ップ化に際し、良好な出力値としてある目標出力レベル
を設定した。

【００４３】図５、図６は記録波長０．９μｍに対して
スペーシングロスが１ｄＢ以内になる出力値を目標出力
レベルとしたときのマップの例であり、図１０はスペー
シングロスが２ｄＢ以内になる出力値を目標出力レベル
としたときのマップの例である。ここで、スペーシング
ロスが１ｄＢ以内になることは図１における磁気テープ
１１０と磁気ギャップ１００のスペーシング量が１５ｎ
ｍ以下程度になること、またスペーシングロスが２ｄＢ
以内になることはスペーシング量が３０ｎｍ以下程度に
なることに相当する。

【００４４】図５、図６中の各プロットはスペーシング
ロスが１ｄＢなる出力値（目標出力レベルの下限値）を
与える巻付角βｉｎ，βｏｕｔの値を示しており、図１
０中の各プロットはスペーシングロスが２ｄＢなる出力
値（目標出力レベルの下限値）を与える巻付角βｉｎ，
βｏｕｔの値を示している。なお、各プロットは図２〜
図４のデータより作成されたものである。また、各図に
おいて実線あるいは点線はそれぞれ同一条件（テープテ
ンション、ガイド手段間隔が同一条件）のプロットの近
似線を示しており、同一条件の近似線で囲まれた範囲が
その条件における巻付角の適正範囲となる。

【００４５】以下、巻付角適正範囲について具体的に説
明する。まず、スペーシングロスが１ｄＢ以内になる出
力値を目標出力レベルとしたときについて説明する。図
５はガイド手段間隔Ｌが１０ｍｍ以上で、単位幅当りの
テープテンションＴが４．５ｇｆ／ｍｍおよび６．３ｇ
ｆ／ｍｍなる場合について示したもの、図６は単位幅当
りのテープテンションＴが４．５ｇｆ／ｍｍでガイド手
段間隔Ｌが１０ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の場合につい
て示したものである。図示のように巻付角適正範囲はテ
ープテンション、ガイド手段間隔によって異なってお
り、このことは上述のとおりである。そこで、前記プロ
ットの近似線を単位幅当りのテープテンションＴ（ｇｆ
／ｍｍ）、ガイド手段間隔Ｌの関数として表わすことに
より、巻付角適正範囲を汎用性の高い一般式で表わし
た。その関係式は以下に示すとおりである。 ０．５｛（βｉｎ−θ）−ａ｝≦（βｏｕｔ−ａ）≦２｛（βｉｎ−θ）−ａ｝ …（４） かつ（βｉｎ−θ）＋βｏｕｔ≦２×ａ＋４．０゜ …（５） ここで、ａ＝−０．２（ｄｅｇ・ｍｍ／ｇｆ）×Ｔ（ｇｆ／ｍｍ）＋０．６° …（６） θはガイド手段の間隔に応じて設定される角度である。
具体的には以下のようになる。 θ＝０゜（Ｌ：１．０ｍｍ以下のとき） θ＝０．６゜（Ｌ：１０ｍｍ以上のとき） …（７） すなわち、ガイド手段の間隔Ｌに応じて（７）式より得
られる角度θと、単位幅当りのテープテンションＴ（ｇ
ｆ／ｍｍ）に対して（６）式より得られる角度ａとを用
いて（４）、（５）式を満足するような巻付角βｉｎ，
βｏｕｔの設定を行なえばスペーシングロスを１ｄＢ以
内に抑えることができる。

【００４６】なお、上記（４）〜（７）式は磁気ヘッド
１０１摺動面１０２の弦方向長さｍが略１００μｍ、磁
気テープ曲げ剛性が０．０８ｇｆ・ｍｍ² 、ガイド手段
間隔Ｌが１０ｍｍ以上および１．０ｍｍ以下なるときに
ついて示したものであるが、これと大きく異なる場合に
は（４）、（５）式に対応する以下の（４）′、
（５）′式が成り立つ。

【００４７】 Ｋ×｛（βｉｎ−θ′）−ａ′｝≦（βｏｕｔ−ａ′）≦（１／Ｋ）×｛（β ｉｎ−θ′）−ａ′｝ …（４）′ （βｉｎ−θ′）＋βｏｕｔ≦２ａ′＋ｂ …（５）′ ここで、Ｋ，ｂは定数であり、ａ′はテープテンション
によって決まる変数であり、θ′はガイド手段間隔Ｌに
よって決まる定数である。

【００４８】次にスペーシングロスが２ｄＢ以内になる
出力値を目標出力レベルとしたときの巻付角適正範囲に
ついて説明する。ここでは図１０のデータを用いて先と
同様にして巻付角適性範囲を定式化した。以下にその関
係式を示す。 ０．５｛（βｉｎ−θ）−ａ_１｝≦（βｏｕｔ−ａ_１）≦２｛（βｉｎ−θ）− ａ_１｝ …（８） かつ（βｉｎ−θ）＋βｏｕｔ≦２×ａ_１＋５．４゜ …（９） ここで、ａ_１＝−０．２（ｄｅｇ・ｍｍ／ｇｆ）×Ｔ（ｇｆ／ｍｍ）＋０．２ ５° …（１０） θはガイド手段の間隔に応じて設定される角度である。
具体的には以下のようになる。 θ＝０゜（Ｌ：１．０ｍｍ以下のとき） θ＝０．６゜（Ｌ：１０ｍｍ以上のとき） …（１１） すなわち、ガイド手段間隔Ｌに応じて（１１）式より得
られる角度θと、単位幅当りのテープテンションＴ（ｇ
ｆ／ｍｍ）に対して（１０）式より得られる角度ａ_１と
を用いて（８）、（９）式を満足するような巻付角βｉ
ｎ，βｏｕｔの設定を行なえばスペーシングロスを２ｄ
Ｂ以内に抑えることができる。

【００４９】以上（４）〜（７）式、（４）′，
（５）′式および（８）〜（１１）式は本発明の請求項
１〜４に係る基本構成を第１の実施例として説明したも
のであるが、それらの関係式はさらに新たな条件を付加
することにより、より利用性の高いものになる。その例
を第２の実施例として以下に説明する。

【００５０】 （２） 第２の実施例 ここでは代表例として先の（４）〜（７）式および図
５、図６（スペーシングロスが１ｄＢ以内になる出力を
目標出力レベルとしたときの巻付角適正範囲）を用いた
場合について説明するが、他の（４）′，（５）′式、
（８）〜（１１）式についても同様の操作が可能であ
る。

【００５１】まず（４）〜（７）式を参照して、これら
の関係式はあるβｉｎに対してβｏｕｔの設定を行なう
場合、あるいはあるβｏｕｔに対してβｉｎの設定を行
なう場合に適用可能なものである。一方、磁気ヘッド製
造工程や装置への磁気ヘッド取付工程を考慮した場合に
は、βｉｎ、βｏｕｔの相関によらずそれぞれに対して
個別に目標値と設定マージンが与えられ、その範囲内で
設定を行なうのが一般的である。また設定マージンの広
さはβｉｎ，βｏｕｔとも同じにされるのが普通であ
る。

【００５２】上記の観点より設定されるβｉｎ，βｏｕ
ｔの範囲を以下設定範囲と呼ぶことにする。ここで設定
範囲の広さを最大にするには（４），（５）式を用いて
導出される以下の関係式を満足するような設定にすれば
よい。

【００５３】 ｛（ａ＋１．５°）＋θ｝−０．５°≦βｉｎ≦｛（ａ＋１．５°）＋θ｝＋ ０．５° …（１２） （ａ＋１．５°）−０．５°≦βｏｕｔ≦（ａ＋１．５°）＋０．５° …（１３） なお角度ａ，θは（６）、（７）式で得られるものと同
じである。

【００５４】図７は図６の２条件におけるβｉｎ，βｏ
ｕｔの適正範囲（（４）〜（７）式）とともに（１
２），（１３）式で表わされるβｉｎ，βｏｕｔの設定
範囲を示たもので図中の正方形で囲まれた２つの斜線領
域がそれに当る。すなわち、単位幅当りのテープテンシ
ョンＴが４．５ｇｆ／ｍｍなるとき、ガイド手段間隔Ｌ
が１０ｍｍ以上であれば １．８°−０．５°≦βｉｎ≦１．８°＋０．５° １．２°−０．５°≦βｏｕｔ≦１．２°＋０．５° すなわち、１．３°≦βｉｎ≦２．３° …（１４） ０．７°≦βｏｕｔ≦１．７° …（１５） ガイド手段間隔Ｌが１．０ｍｍ以下であれば １．２°−０．５°≦βｉｎ≦１．２°＋０．５° １．２°−０．５°≦βｏｕｔ≦１．２°＋０．５° すなわち、０．７°≦βｉｎ≦１．７° …（１６） ０．７°≦βｏｕｔ≦１．７° …（１７） なるβｉｎ，βｏｕｔの設定を行なうことにより、スペ
ーシングロスを１ｄＢ以内に抑えかつ、βｉｎ，βｏｕ
ｔの設定マージンをともに１．０°と最大限に取ること
ができる。

【００５５】なお、（１２）〜（１７）式より明らかな
ように、βｉｎの設定目標値はβｏｕｔの設定目標値よ
り角度θだけ大きくされる必要がある。このことは図５
〜図７に示した巻付角βｉｎ，βｏｕｔの適正範囲がβ
ｏｕｔ＝βｉｎ−θに対して線対称であることからも理
解される。

【００５６】次に図１の構成において磁気テープ１１０
が往復に走行する場合について図８，図９を用いて説明
する。

【００５７】図８において、図中左側の巻付角をβ_A ，
右側の巻付角をβ_B とすると、同図のＦ方向に磁気テー
プ１１０が走行する場合には、β_A はβｉｎ，β_B はβ
ｏｕｔとなる。一方Ｒ方向に磁気テープ１１０が走行す
る場合には、β_A はβｏｕｔ，β_B はβｉｎとなる。こ
の関係は次の表１に示されるとおりである。

【００５８】

【表１】

【００５９】図９は単位幅当りのテープテンションＴが
４．５ｇｆ／ｍｍでガイド手段間隔Ｌが１０ｍｍ以上の
設定においてＦ方向走行時の巻付角β_A ，β_B の適正範
囲（図中実線で囲まれた範囲）およびＲ方向走行時の巻
付角の適正範囲（図中点線で囲まれた範囲）を（４）〜
（７）式を用いて示したものであり、これらがオーバー
ラップする範囲（図中斜線部分）が往復走行（Ｆ，Ｒ方
向走行）に対応できる巻付角β_A ，β_B の適正範囲とな
る。

【００６０】この関係は（４），（５）式より導出さ
れ、以下の式で表わすことができる。 ０．５｛β_A −（２×θ＋ａ）｝≦β_B −（２×θ＋ａ）≦２｛β_A −（２× θ＋ａ）｝ …（１８） かつβ_A ＋β_B −θ≦２×ａ＋４．０° …（１９） なお、（１８），（１９）式において角度ａ，θは
（６），（７）式に示したものと同じである。また、磁
気テープ１１０の往復走行時についても先と同様に巻付
角β_A とβ_B の設定マージンの広さが同じでかつ最大に
なるような設定範囲を求めた。これは（１８），（１
９）式より導出される以下の関係式にて表わされる。

【００６１】 ｛（ａ＋１．５°）＋（７／８）×θ｝−｛０．５−（３／８）×θ｝≦β_A ，β_B ≦｛（ａ＋１．５°）＋（７／８）×θ｝＋｛０．５°−（３／８）×θ ｝ …（２０） 以上第１、第２の実施例にて述べてきたように、ガイド
手段間隔、テープテンションに応じて、テープ巻付角を
（４）〜（７）式に示す適正範囲に設定することにより
磁気テープ片側走行で、テープ巻付角を（１８），（１
９）式に示す適正範囲に設定することにより磁気テープ
往復走行でそれぞれスペーシングロスが１ｄＢ以内にな
る良好な出力値（スペーシング特性）が得られる。ま
た、テープ巻付角の目標値と設定マージンとを予め設定
する必要がある場合には、（１２），（１３）式に示す
設定範囲にて片側走行で、（２０）式に示す設定範囲に
て往復走行でそれぞれ良好な出力値が得られる。

【００６２】 （３） 第３の実施例 第１、第２の実施例では、テープ巻付角βｉｎ，βｏｕ
ｔあるいはβ_A および，β_B を設定するガイド手段とし
てテープガイド１０８，１０９を用いた場合について説
明したが、ガイド手段を磁気ヘッド１０１自身に備える
ことにより、巻付角の設定を容易に行なうことができ
る。このようなガイド手段を用いた例を第３〜第５の実
施例として図１１〜図１５に示す。

【００６３】図１１は第３の実施例を示すヘッド部の模
式図である。磁気ヘッド１０１は磁気ギャップ１００を
備える円筒形状摺動面１０２を有しており、さらに摺動
面１０２には磁気テープ１１０走行方向に対して直角方
向に延びた溝部１０３ａ，１０３ｂがそれぞれ磁気ギャ
ップ１００の両側に形成されている。溝部１０３ａ，１
０３ｂにより摺動面１０２は３つの凸面１０２ａ，１０
２ｂ，１０２ｃに分割される。ここで磁気テープ１１０
がテープガイド１０８，１０９により凸面１０２ｂ，１
０２ｃまで巻付けられると、磁気テープ１１０は磁気ギ
ャップ１００を有する凸面１０２ａ（図１，図８におけ
る摺動面１０２に相当する）の両端部１０４，１０５お
よびガイド手段となる凸面１０２ｂ，１０２ｃ（図１，
図８におけるテープガイド１０８，１０９に相当する）
の端部１０６，１０７に規制される。その結果として、
凸面１０２ａにおけるテープ巻付角は図中β_A ，β_B の
ように安定に設定されることになる。

【００６４】なおテープ巻付角β_Ａ，β_Ｂは以下のよう
に表せる。 β_Ａ＝Ｓｉｎ^−１｛（ｍ＋ｄ_Ａ）／（２×Ｒ）｝ …（２１） β_Ｂ＝Ｓｉｎ^−１｛（ｍ＋ｄ_Ｂ）／（２×Ｒ）｝ …（２２） ここでＲは摺動面１０２の曲率半径、ｍは凸面１０２ａ
の弦方向長さ、ｄ_Ａは溝部１０３ａの幅、ｄ_Ｂは溝部１
０３ｂの幅を表わしている。

【００６５】したがって、摺動面１０２の形状より（２
１），（２２）式で与えられる巻付角β_A ，β_B を磁気
テープ１１０の片側走行、往復走行に対応して（４）〜
（７）式、（８）〜（１１）式、（１２），（１３）
式、（１８），（１９）式、（２０）式を満足するよう
に設定することにより、良好な出力値が得られる。

【００６６】 （４） 第４の実施例 図１２，図１３はガイド手段に関する別の実施例を示す
図である。本実施例は磁気ヘッド２０１，３０１におい
て円筒曲面なる摺動面２０２あるいは３０２上に２本の
磁気ギャップ２００ａ，２００ｂあるいは３００ａ，３
００ｂおよび磁気テープ１１０走行方向に対して直角方
向に延びた４本あるいは３本の溝部を形成することによ
り、磁気ギャップを有する摺動凸面２０２ａ，２０２ｂ
あるいは３０２ａ，３０２ｂの磁気テープ１１０巻付角
を摺動面２０２あるいは３０２の形状にて設定するもの
である。

【００６７】 （５） 第５の実施例 以上、第３および第４の実施例ではガイド手段を備えた
磁気ヘッドとして単一の磁気ヘッドの場合を説明した
が、それらは複数の磁気ヘッドを複合化した場合にも適
用される。以下請求項６に対応する第５の実施例につい
て説明する。図１４はその一例として実施例３に示した
磁気ヘッド１０１（図１１参照）を複合化した場合につ
いて示したものである。また図１５は単一の磁気ヘッド
４０１を複合化し、隣接した磁気ヘッドがガイド手段の
一部となる例を示したものである。

【００６８】図１５は磁気ギャップ４００および磁気テ
ープ１１０の走行方向に対して直角方向に形成された溝
部４０３ａ，４０３ｂを磁気ギャップ４００の両側に備
えた円筒形状摺動面４０２を有する単一の磁気ヘッド４
０１を磁気ギャップ４００を有する摺動凸面４０２ａが
隣り合うように複合化したものである。ここで凸面４０
２ａへの磁気テープ１１０巻付角は摺動面４０２の形状
および複合化の状態によって設定される。

【００６９】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る磁気記録再
生装置においては、磁気テープ、磁気ギャップ間で良好
な電磁変換特性（接触状態）が得られるように磁気ヘッ
ド摺動面への磁気テープ巻付角、テープテンション、ガ
イド手段間隔等のパラメータが適切な値になるように定
めているので、装置の仕様に応じて磁気ヘッド配置位
置、磁気ヘッド摺動面形状の設計が容易に行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１および第２の実施例に係る磁気
ヘッド部の構成を示す図である。

【図２】流入側巻付角βｉｎに対する第１の出力特性の
一例を示す図である。

【図３】流入側巻付角βｉｎに対する第２の出力特性を
一例を示す図である。

【図４】流入側巻付角βｉｎに対する第３の出力特性を
一例を示す図である。

【図５】巻付角（βｉｎ，βｏｕｔ）適正範囲の一例を
示す図である。

【図６】巻付角（βｉｎ，βｏｕｔ）適正範囲の一例を
示す図である。

【図７】巻付角（βｉｎ，βｏｕｔ）設定範囲の一例を
示す図である。

【図８】磁気テープの往復走行状態を説明する図であ
る。

【図９】磁気テープ往復走行時の巻付角（β_A ，β_B ）
適正範囲および設定範囲の一例を示す図である。

【図１０】スペーシングロスが２ｄＢ以内になる出力を
目標としたときの巻付角（βｉｎ，βｏｕｔ）の適正範
囲を示す図である。

【図１１】本発明の第３実施例の磁気ヘッド部を示す構
成図である。

【図１２】本発明の第４実施例のヘッド部を示す構成図
である。

【図１３】本発明の第４実施例のヘッド部を示す構成図
である。

【図１４】本発明の第５実施例のヘッド部の構成図であ
る。

【図１５】本発明の第５実施例のヘッド部の構成図であ
る。

【図１６】従来技術における磁気記録再生装置のヘッド
部を示す図である。

【図１７】図１６におけるスペーシング分布を示す図で
ある。

【図１８】従来技術における磁気記録再生装置の第２の
例を示す図手ある。

【図１９】従来技術における問題点を説明するための図
である。

【図２０】従来技術における問題点を説明するための図
である。

【図２１】従来技術における問題点を説明するための図
である。

【符号の説明】

１００ 磁気ギャップ １０１ 磁気ヘッド １０２ 磁気テープ摺動面 １１０ 磁気テープ βｉｎ 磁気テープ流入側巻付角 βｏｕｔ 磁気テープ流出側巻付角 β_A ，β_B 左右の巻付角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−124052（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−157854（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−69906（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 15/64 G11B 15/60

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弦方向の長さが１５０μｍ以下の円筒状
   の磁気テープ摺動面上に磁気ギャップを設けた磁気ヘッ
   ドと、前記摺動面への前記磁気テープ巻付状態を規定す
   るガイド手段とを備えた磁気テープを高速度で走行させ
   る磁気記録再生装置であって、 前記摺動面の両端部を結ぶ弦方向と前記摺動面に流入お
   よび流出する前記磁気テープの走行方向とのなす角度を
   βｉｎおよびβｏｕｔ（度）、前記磁気テープの単位幅
   あたりのテンションをＴ（ｇｆ／ｍｍ）、および前記ガ
   イド手段の間隔に応じて設定される角度をθとするとき ０．５｛（βｉｎ−θ）−ａ｝≦（βｏｕｔ−ａ）≦２｛（βｉｎ−θ）−ａ｝ かつ（βｉｎ−θ）＋βｏｕｔ≦２ａ＋４．０゜ ここで、ａ＝−０．２（ｄｅｇ・ｍｍ／ｇｆ）×Ｔ（ｇｆ／ｍｍ）＋０．６゜ なる関係を満足するように構成されたことを特徴とす
   る、磁気記録再生装置。
2. 【請求項２】 弦方向の長さが１５０μｍ以下の円筒状
   の磁気テープ摺動面上に磁気ギャップを設けた磁気ヘッ
   ドと、前記摺動面への前記磁気テープの巻付状態を規定
   するガイド手段とを備えた磁気テープを高速度で走行さ
   せる磁気記録再生装置であって、 前記摺動面の両端部を結ぶ弦方向と前記摺動面に流入お
   よび流出する前記磁気テープの走行方向とのなす角度を
   βｉｎおよびβｏｕｔ（度）、前記磁気テープの単位幅
   あたりのテンションをＴ（ｇｆ／ｍｍ）、および前記ガ
   イド手段の間隔に応じて設定される角度をθとすると
   き、 ０．５｛（βｉｎ−θ）−ａ_１｝≦（βｏｕｔ−ａ_１）
   ≦２｛（βｉｎ−θ）−ａ_１｝ かつ（βｉｎ−θ）＋βｏｕｔ≦２ａ_１＋５．４゜ ここで、ａ_１＝−０．２（ｄｅｇ・ｍｍ／ｇｆ）×Ｔ
   （ｇｆ／ｍｍ）＋０．２５゜ なる関係を満足するように構成されたことを特徴とす
   る、磁気記録再生装置。
3. 【請求項３】 前記ガイド手段の間隔が１ｍｍ以下のと
   き、前記角度θを０゜に設定することを特徴とする、請
   求項１または請求項２に記載の磁気記録再生装置。
4. 【請求項４】 前記ガイド手段の間隔が１０ｍｍ以上の
   とき、前記角度θを０．６゜に設定することを特徴とす
   る、請求項１または請求項２に記載の磁気記録再生装
   置。
5. 【請求項５】 前記磁気ヘッドの前記摺動面は間隔を隔
   てて設けられた複数の溝によって複数個のヘッド部に分
   割され、 前記磁気ギャップを有するヘッド部の外側のヘッド部は
   前記ガイド手段として作用することを特徴とする、請求
   項１または２に記載の磁気記録再生装置。
6. 【請求項６】 前記磁気記録再生装置は、隣接して設け
   られた複数の前記磁気ヘッドを含むことを特徴とする、
   請求項１または請求項２に記載の磁気記録再生装置。