JPH02265001A - 磁気記録再生装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明はビデオテープレコーダー等に使用して有効な磁
気記録再生装置に関するものである。

従来の技術 近年、磁気記録再生装置は、特にＶＴＲ（ビデオ戸−プ
レコーダー）等の分野で、短波長記録を行った場合にも
高出力を得るために、磁気ヘッドと記録媒体の性能向」
−が要望されている。

その方策として、磁気記録ヘッドでは、記録効率を向上
するために、飽和磁束密度の高いセンターヌト・金属７
　モ／ｌｚ　７７７　（Ｇｏ　−Ｎｂ−Ｚｒ−Ｔａ　）
で構成されたヘッドで、さらに短波長の再４」効率を改
善するため、再生ギャップの幅を狭くする技術開発が行
なわれている。

一方、テープ等の記録媒体においては、短波長記録にお
いても信号の磁束が多く残る様に、抗磁力を大きくする
改善、媒体の磁束密度を上げる技術の改善と磁気ヘッド
で再生する時の効率を上げるために、テープ等の記録媒
体の表面粗さを平滑にする改善が行なわれて来た。

これらの、短波長記録を行なった場合の高出力を得る改
善は、記録再生ヘッドと、記録媒体が独自に改善を進め
てきただめに、磁気記録再生装置として最大の性能を得
ることが難かしかっプと。

以下、図面を参照しながら上述した従来の磁気記録再生
装置の一例について説明する。

第８図は従来の磁気記録再生装置の一例を示すものであ
る。第８図において、１は磁気記録再生装置の磁気ヘッ
ドであり、２は磁気へラド１のギャツブである。３は磁
気記録テープの磁性層であり、４は基板である。、 以上のように構成された従来の磁気記録再生装置につい
て、以下その動作について説明する３゜才ず、砲架ヘッ
ド１に記録するイ調号に対応する電流を流すと、ヘッド
キャップ２には信号に対応する磁界が発生し、７、磁気
フープの表面を移動しながら、磁ｔ’４−層３に信−写
を記録する。記録された侶ガは磁性層３では小さな磁石
の構造を持っており、磁気ヘッド１を移動さぜると、磁
石から漏れた磁束を拾い、磁気ヘッド１に巻かれ／こコ
イル１人で電気信号に変換する（例えば、文献「磁気記
録」共立呂版株式会社松本光功、「両像の記録と再生」
コロナ社）。

発明が角イ決Ｕ７ようとする課題 しかしながら上記Ｌ７た従来の構成−Ｃに１、短波長記
録を行なった時、高出力を得ようとすノ１ば記録媒体へ
の記録書イ４．の効率を改善するために、記録波長が１
ノｔｍ以下の信υを扱う時には磁気記録再生ヘッドば、
杓子時の損失を改善するために記録波長の！／／３以下
の狭キャップのヘッドを使用する必要が生ずる。しかし
７狭ギヤツプのヘッドは、記録時に磁気テープのａ　ｌ
’Ｊ−：層中に大きな磁界を発生さぜることができない
ために、？１、１い飽和（１゛ＢＢ東密持つ金属を使用
し、ヘッドギヤ２１部の磁界強度を人きくすることがイ
］′なわれている。−力磁気記行媒体である磁気テープ
では、記録された磁石１の残留出車密度を大きく−する
ため、抗磁力を太きぐすること、飽和磁束密度の大きい
磁１１１層を形成する着の改老がなされ、さらにｄ記録
再’１．　ｌｋ’ｊの隙間損失を少なくするために、デ
ープ表面相度を小さくする智の改善がされてきた。しか
しながらこれらの改善は、磁気ヘッド、テープがそれぞ
れ単独での改善であり、磁気記録装置として一番効率良
く、短波長記録した出力を得るには問題をイ〕Ｕ７てい
た。

この問題をさらに計則に説明すると、１ノ＋ｍ以下の短
波長記録では、磁気ヘッドは記録波長の届以下の狭ギャ
ップを使用１゛るが、この様なキャップの作るヘッド磁
界は磁性層内てベクｌ−ルとしての強度を持ち、磁悼媒
体の容易軸方向を石炭して磁気記録再生装置を表刷する
必要が有るが、従味は８慮されていなかった。壕だ、再
生時には信号だけでなく媒体内の雑音も再生されるが、
雑音は媒体の容易軸力向がどの様になっているか大きな
影響を持っている。

本発明は上記課題に鑑み、１ノ１ｍ以下の短波長記録再
生を有なった場合でも、品出力を得、さらに低い雑音で
良質の信七を得るようにした磁気記録再生装置を提供す
るものである。

課題を解決１゛るための手段 上記問題を解決するために本発明の磁気記録再生装置は
、０．２５１ｊｍ以下の記録再生のギャップ幅を持ち、
かつ磁気記録媒体の記録方向の記録面を０度とした時、
記録面から５度から４０度の範囲に立った磁化容易軸を
持つ磁気記録媒体に信号を記録用土ずるリング形磁気ヘ
ッドを備えたものである。

作用 本発明はｌ−記した構成によって、１μｍ以下の記録波
長のイ６ぢを、０．２５μｍｌフ、下のヘッドキャップ
を持つ磁気ヘッドで２磁気記録Ｉｌ■、体の磁化容易軸
が記録面から、５度から４０度の範囲でキ′／っている
磁気記録媒体に記録書４１．すると、出力は最大得られ
る出力から一２ｄＢ以下の範囲で得られ。

雑音、レベルは、最低１／ペルから＋−２ｄＢ以内の範
囲で得られ、これにより信号の１４１−能として、重要
な出力と剥１音の比が最大の条件で得られることとなる
。

実施例 以下、本発明の一実施例のａ気記録町生装置について、
図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例で、磁気記録再生装置の
ａ気ヘッドと磁気記録媒体の配置を示すものである。第
１図において５は磁気記録再生ヘッドであり、６は磁気
記録再生ヘッド５のギャップである。７は磁気記録媒体
の磁１イ１９層であり、８は磁気記録媒体の基板である
。

以−七の様に構成された磁気記録再生装置について、以
下第１図、第２図、第３図、第４図、第５７　・ 図、第６図、第７図を用いてその動作をＲＩＢ！明する
。

才ず第１図を用いて、その動作について説明する。磁気
ヘッド５は磁気記録媒体７，８の磁性層７に接触して第
１図の記録方向に移動させる。８ｒｔｎｔｒ　Ｖ　Ｔ　
Ｒを例に取ると、磁気記録媒体は磁気テプであり、磁気
ヘッドと磁気テープの相対移動速度は３．７　ｓ　ｍ２
ろゆである。

このように、磁気媒体上を磁気ヘッドを移動させながら
、ヘッドのコイルに波長１ノ１ｍ以下の信号の電流を流
すと、ヘッドギャップに信ワに対応した磁界が発生し、
磁気記録媒体に磁石として信号の内容が記録される。こ
の時、磁１イ［層７は硼化容易軸が面内から立っている
ため磁気ヘッドで０．２５）１１１１１以下のギャップ
で記録すると２ギヤノブのベクトル磁界の傾余１と、磁
Ｖ１−層の磁化容易軸の角度が整合していると、効率よ
く記録され再生された信りも高出力が得られる。

−・）ｊ、磁化容易軸が記録面から１１１直方向に立−
て磁化容易軸と記録面とのなす角が増加し７ていくと雑
音は増加する傾向を示すだめ、最適な出力と雑音の比て
使ＪＴＩ−す−るにはある角度以Ｔζで利用する必要が
有る。

第２図は本実施例の磁気記録再生装置の磁気記録媒体の
磁慎層の磁化容易軸について、磁気的性質を説明する図
である。

第２図において、９は磁気記録媒体の磁性層、１０は磁
気記録媒体の基板であり、１１は磁１／１層９の記録方
向の座標軸Ｉであり、１２ば＄１生層９に垂直な座標軸
Ｚであり、１３は磁性層９を形成する斜蒸着による粒子
の異方性軸方向でありＨｋで示す。１４は印加する磁界
の方向でＩＳで示す。

１５は記録面から角度φｈの磁性層の磁化容易軸で、Ｈ
で示す。

第２図に示す座標でＸ軸を０度とし、磁性層９の異方性
軸Ｈｋ、！：ｘ軸のなす角をφ。、磁界ＨとＩ軸のなす
角をφｈ、磁界ＨとＺ軸のなす角φ、異方性軸Ｈｋと、
磁界ＩＳのなす角θとすると、エネルギーＥの式は次式
の様になる。

Ｅ＝　ｌ５ＨＣＯ３（φｈ−θ−φｏ）＋ＫｄＣＯ３２
φ十ＫｕＳｉｎθ　　　　　　　　　　　−−（１）こ
こで、Ｋｄは反磁界による異カ性定数で薄膜の場合２π
工ｓ２に等しく、Ｋｕは粒子の−・軸異方性定数である
。ここでＩｓは飽和磁束密度を示す。

（１）式は’２Ｈ／９θ−０−（２）と、９２Ｅ／９θ
２二。

（３）を満し、（２）式の条件からは、磁化容易軸の方
向が、また（３）式の条件からは抗磁力が求められる。

第２図から示す様に磁性層９の磁化容易軸は磁性層９の
粒子の方向とは一致せず、反磁界と粒子の一軸異方性の
関係で決捷るが、磁化過程では磁界の方向（て影響を受
け、飽和Ｉｓ４での磁化ができるかどうかは、磁気ヘッ
ドのベクトル磁界傾斜が磁性層の磁化容易軸の方向と整
合しかつ、Ｉｓまで磁化に必要な大きな磁界を受けてい
なければ飽和ｌ５−ｉで磁化されない。ベツドギャップ
と磁性層の関係でこの条件を求めるには実験で求める必
要が有る。

第３図は本実施例の磁気記録再生装置で使用する磁気記
録媒体の磁気特性図である 第３図は第２図の磁界ＨとＸ軸のなす角φｈを変えて抗
磁力を測定したグラフである。φｈの７０１０　・ 度の所で最少の抗磁力Ｈｃを示し、難易軸力向が有るこ
とがわかり、それ／こり９０度ずれた角度の所、すなわ
ち面内から２０度立上がった所に、磁化容易軸が有るこ
とがわかる。

このような、磁気特Ｖトを持つ磁気媒体は本実施例の磁
気記録媒体としては有効な媒体である。

第４図は本実施例の磁気記録再生装置で使用するａ気記
録媒体の製造方法の一例を示すものである。第４図にお
いて、１６は磁気記録媒体の基板で、ポリエチレンテレ
ツクレート（ＰＥＴ）で６〜２０μｍ厚みのフィルノ、
が使用される。１了は磁性層を形成するＧｏ、Ｎｉの合
金で、Ｎ１の組成は重量比で全体の２０％である。１８
はルツボで、１９は基板１６を冷却する冷却キャンであ
り、２゜は蒸着する金属の入射角を決めるマヌクであり
、２１は真空中で蒸着膜を形成する真空容器である。

２２は真空容器の中で高真空が必要な場所と低真空でも
良い場所を分ける隔壁であり、２３は蒸渚“を行なう場
所の高真空を作る真空ポンプであり、２４は基板の供給
と巻取をイイなう場所の真空を角１１　　・−・ る真空ポンプである。２５は基板の供給ロールであり、
２６は基板の巻取りロールである。２７は蒸着による磁
性薄膜を形成する際、磁性金属の最低入射角を決める角
度θであり、ルツボの位置と冷却キャン１９とマヌク２
０の位置で決まる。

この２７の入射角θによって、金属薄膜タイプの磁性層
では、異方性軸の方向が決まる。

この様な磁性層の作シ方は、蒸着法で斜方蒸着（特公昭
４１−１９３８９号公報）と同じもので、本実施例で使
用する磁気記録媒体では、異方性軸のコントロールと蒸
着中に導入する０２ガヌによる酸化で、磁性薄膜の飽和
山車密度Ｉｓ　を調整することによって、磁性膜の磁化
容易軸を調整するものである。

第６図は本実施例の磁気記録再生装置の磁気ヘッドの構
成を示す図である。

図中、２８はヘッドを構成するコアであり、透磁率の大
きい材料が使用され、例えば金属ではフェライト、パー
マロイ、センダクト。鉄又ハコハルト系のアモルファヌ
金属が使用される。２９はヘッドのギャップであり、非
磁性物質のガフヌ等が充填されている。

ヘッドギャップ２９は１μｍ以下の短波長記録を行った
際に高出力を得るための条件として、再生時のヘッド空
隙損失を減らす必要が有り、短波長記録では狭ギャップ
のへノドが利用される。

ヘッド空隙損失は（４）式で示される。

Ｌｇ：　　ヘッド空隙損失 ｇ　：　ギャップ幅 λ　：　記録波長 （４）式から推定できる様に短波長記録で最短波長の％
以下のへッドギャノプが必要なことがわかる。

このような条件のもとに通常磁気ヘッドは選択されてい
るが、狭ギャップになった場合、磁界がギャップから離
れると急に小さくなるため、磁気記録媒体を充分に俤化
することができなくなる。このため、ギャップの磁束密
度が大きく取れる様にギャンプ付近の材料に高磁束密度
材料を使ったヘッドが開発されて来た。

１３　ゝ−・ 第５図Ｂは、ヘッドの前面の図を示し、３１はコアで材
料はフェライト性であり、３２はギャップで、ガラヌ材
を示す。この様なヘッドではギャップの磁界強度は４０
００ガウヌ強度が得られる。

第７図はヘッドの前面の図を示し、３１はフェライトで
あり、３２はＣＯ系アモルファヌ金属であシ、２０〜３
０μｍの厚みであシ、３３はへラドギャップである。

この様なヘッドではギャップの磁界強度はフェライトヘ
ッドの２倍程度の強度が得られる。第５図Ｃに示すヘッ
ドは、第５図Ｂと比較し、１μｍ以下の記録波長の信号
を記録再生するのに適したヘッドである。

第６図は本実施例の磁気記録再生装置で記録再生した時
の、記録媒体の磁化容易軸と出力の関係を示す図であり
、第６図の横軸は磁化容易軸の角度を取り、縦軸はヘッ
ドギャップ０．２μｍで記録波長０．６μｍの信号の記
録再生出力の値を示す。

第６図で磁化容易軸が１５度以上の時は最大出力が得ら
れ、それ以下の角度では出力が減少し、１４　、 磁化容易軸が記録面と平行な時は、最大出力よシ４ｄＢ
程度低くなっている。記録再生信号、′・−・劣化が顕
著にわかるのは、ＶＴＲ等の画像では、２（ｉＢ程度で
あるので、磁化容易軸の角度で有効なのは、出力低下が
一２ｄＢ以内である磁化容易軸の角度５度以上の時であ
る。ヘッドギャップ０．１５μ、０．１μｍで記録波長
、０．４μｍ、０．３３μｍの記録再生でも同様な傾向
であった。

第７図は本実施例の磁気記録再生装置で記録再生した時
の、記録媒体の磁化容易軸と雑音の関係を示す図であり
、第７図の横軸は磁化容易軸の角度を取り縦軸は、ヘッ
ドギャップ、０．２μｍで、記録波長０．５μｍ付近の
ノイズを、ヌベクトルアナライザで、検出した値である
。

ノイズ測定の条件は、ヌベクトルアナライザ（例えばヒ
ューレンドパッ力−社製ＨＰ−３６８５Ａ。

ＲＢＷ　３０ＫＨｚ　ＶＢＷ　１００Ｈ２）を用いて測
定した。

第７図かられかるように、磁化容易軸とノイズレベルの
関係は容易軸の角度が３０度以上になる１５　、 と−り昇する３、信号の劣化は、出力の時と同様に、ノ
イズが２４Ｂ以上上昇した時に、画像劣化が顕著に認め
られることから、磁化容易軸が、面内から４０度以内で
使用すれば、最適の条件で記録媒体を使用することにな
る。現在の加工技術では。、２５μｍ　−Ｑ、　１　ノ
Ｊｍのギャップ幅で０．５　ｐ　ｍ　〜０．３３　ｆｉ
　ｍの記録波長が確認できたものであるが、本発明の要
旨の範囲内で将来のヘッド加工技術、磁気記録媒体智の
要素技術改良で更に短波長化を進めても有効と考えられ
る。

発明の効果 以上のように本発明によれば、０．２５／ｉｍ以下の記
録再生のギャップ幅を持ち、磁り記録媒体の記録方向の
記録面を０度とした時、記録面から。

６度から４０度の範囲に立−た磁化容易軸を持つ磁気記
録媒体を記録再生するリング形磁気ヘッドを有するこ吉
により、１ノ１ＴｎＬＪ、下の波長の信号で、高出力で
低雑音の大きい出力と雑音比の信号が得られ、ＶＴＲシ
ステムに応用すると最良の画質が得られるといった優れ
た効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の磁気ヘッドと記録媒体の構
成を示す断Ｕｎｉ図、第２図は本実施例の記録媒体の磁
化容易軸と磁気異方性の関係図、第３図は本実施例の磁
気記録媒体の磁化容易軸の磁気特性図、第４図は本実施
例の磁気記録媒体の製造装置を示す概略図、第５図は本
実施例の磁気ヘッドの構成を示す概略図、第６図は本実
施例の性能を示す磁化容易軸と出力の関係を示す特性図
、第７図は本実施例の！ソｔ：能を示す磁化容易軸とノ
イズの関係を示す特性図、第８図は従来例の磁気ヘッド
と記録媒体の構成を示すｈ面図である。 ６．２９　・　ヘンドギャッブ、７．９・・・・・・磁
性層、１５−磁化容易軸、３１　　・・フェライト、３
２・・・・・・ＣＯ系アモルファヌ金属。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第 図 ｈ （演９ 第 図 磁化客、Ｓ車台〇角７友げ１ １０２θ　　　　３θ 磁化容易軸Ａ角度（膚ジ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ０．２５μｍ以下の記録再生のギャップ幅を持ち、かつ
   磁気記録媒体の記録方向の記録面を０度とした時、前記
   記録面から５度から４０度の範囲に立った磁化容易軸を
   持つ磁気記録媒体に信号を記録再生するリング形磁気ヘ
   ッドを備えたことを特徴とする磁気記録再生装置。