JPH05274612A - 磁気記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 垂直磁気記録方式特有の高線記録密度特性を
生かしつつ、狭トラック幅化をはかり、長時間記録を可
能にすると共に、エラーレートの低減化により実用性の
高いデジタル磁気記録再生方法を提供する。 【構成】 磁性層の主たる材料をＣｏ−Ｃｒ合金とし、
飽和磁化Ｍｓと、垂直方向の保磁力Ｈｃ及び垂直方向の
磁気異方性Ｈｋ_eff をそれぞれ、４８０ｋＡ／ｍ≦Ｍｓ
≦９００ｋＡ／ｍ、４０ｋＡ／ｍ≦Ｈｃ≦１２０ｋＡ／
ｍ、１６０ｋＡ／ｍ≦Ｈｋ_eff とした垂直磁気記録媒体
に対し、ギャップ長Ｌｇ及びトラック幅Ｔｗをそれぞれ
Ｌｇ≦０．２μｍ、Ｔｗ≦１０μｍとしたリング型ヘッ
ドを用いてデジタル信号を記録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタルＶＴＲ等にお
ける信号の磁気記録方法に関するものであり、特に高密
度にデジタル信号を記録する場合に用いて好適な磁気記
録方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の分野においては、年々高密度
化が要求されおり、加えて信号形態もアナログ信号から
デ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。

【０００３】これまで、磁気記録の方式は、面内に磁化
の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
発しあうように並ぶため、高密度化には自ずと限界があ
り、要求されるような高密度化を図ることは困難であ
る。

【０００４】さらに、面内磁気記録媒体では、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）互いに
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。

【０００５】そこで近年、磁気記録の新しい方法とし
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。

【０００６】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、記録密度を飛躍的に
増大することが可能になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に記録密度を向上
させるには、線記録密度と、トラック密度を上げる２つ
の方法がある。

【０００８】垂直磁気記録方式による記録密度の飛躍的
な増大は、線記録密度に対するものであり、トラック幅
方向の記録密度を大幅に増大させるものではない。垂直
磁気記録方式を採るのみでは、線記録密度の向上しかは
かることができず、高記録密度化に自ずと限界が生じて
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、垂直磁気記録方式特有の高
線記録密度特性を生かしつつ、さらにトラック密度の大
幅な増大化をはかって、即ち狭トラック幅の記録再生を
可能として、例えば小型磁気記録媒体による長時間記録
を可能にすると共に、特にエラーレートを低減化して実
用性の高いデジタル磁気記録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】本発明磁気記録方法は、
磁性層の主たる材料をＣｏ−Ｃｒ合金とし、飽和磁化Ｍ
ｓと、垂直方向の保磁力Ｈｃ及び垂直方向の磁気異方性
Ｈｋ_eff をそれぞれ、 ４８０ｋＡ／ｍ≦Ｍｓ≦９００ｋＡ／ｍ、 ４０ｋＡ／ｍ≦Ｈｃ≦１２０ｋＡ／ｍ、 １６０ｋＡ／ｍ≦Ｈｋ_eff とした垂直磁気記録媒体に対し、ギャップ長Ｌｇ及びト
ラック幅Ｔｗをそれぞれ Ｌｇ≦０．２μｍ、 Ｔｗ≦１０μｍ としたリング型ヘッドを用いてデジタル信号を記録す
る。

【００１１】また本発明は、上述の磁気記録方法におい
て、磁気ギャップ対向面に強磁性金属薄膜が配され、そ
の強磁性薄膜の飽和磁束密度Ｂｓが１．３Ｔ以上である
リング型ヘッドを用いてデジタル信号を記録する。

【００１２】

【作用】上述の本発明磁気記録方法によれば、後述の実
施例において詳細に説明するように、その垂直磁気記録
媒体の磁性層材料、飽和磁化、垂直方向の保磁力及び垂
直方向の磁気異方性を選定し、更にリング型磁気ヘッド
のギャップ長及びトラック幅を適切に選定することによ
って、従来の磁気記録方法による場合に比して、１ビッ
トあたりの占める面積（面記録密度）を低減化しつつ、
デジタル記録のビットエラーレートを低減化することが
できた。

【００１３】例えば従来の磁気記録方法による場合、例
えばギャップ長Ｌｇが０．１５μｍ、トラック幅Ｔｗが
５μｍの磁気ギャップに対して平行に強磁性金属薄膜が
配されたいわゆる平行膜型のＭＩＧ（メタル・イン・ギ
ャップ型）ヘッドを用いて、飽和磁化Ｍｓが４００ｋＡ
／ｍ、垂直方向の保磁力Ｈｃが１００ｋＡ／ｍ、垂直磁
気異方性Ｈｋ_eff が４１０ｋＡ／ｍのＣｏ−Ｃｒ磁性層
より成る垂直磁気記録媒体に対し、最短記録波長λ_min
が０．３５μｍ、線速度３ｍ／ｓの条件で、Ｍ系列デー
タにＰＲ４（パーシャルレスポンス・クラス４検出方
式）コーディングを用いてエラーレートを測定したと
き、６．２×１０^-4程度と比較的高いエラーレートしか
得られず、シンボルエラーレートとしては非常に大掛か
りなエラー訂正を行わなければデジタル記録再生のシス
テムとして実用化は難しい。

【００１４】一方、飽和磁化Ｍｓが４８０ｋＡ／ｍ≦Ｍ
ｓ≦９００ｋＡ／ｍの例えば４８０ｋＡ／ｍ、垂直方向
の保磁力Ｈｃが４０ｋＡ／ｍ≦Ｈｃ≦１２０ｋＡ／ｍの
例えば７２ｋＡ／ｍ、垂直方向の磁気異方性Ｈｋ_eff が
１６０ｋＡ／ｍ≦Ｈｋ_eff の例えば４００ｋＡ／ｍのＣ
ｏ−Ｃｒ系合金より成る磁性層を有する垂直磁気記録媒
体に対して、ギャップ長Ｌｇが０．２μｍ以下の例えば
０．１５μｍ、トラック幅Ｔｗが１０μｍ以下の例えば
５μｍの磁気ヘッドを用いる本発明磁気記録方法による
場合は、同様の条件でエラーレートを測定したところ、
この場合密度は０．８７５μｍ² ／ｂｉｔと格段に小な
る面記録密度とされるにも係わらず、６．１×１０^-5と
１桁程度エラーレートが低減化され、通常のデジタル記
録システムとして必要な１０^-4以下のシンボルエラーレ
ートが得られた。

【００１５】このように、エラー訂正符号の訂正処理前
の段階のエラーレートを１０^-4以下とすることができる
場合、２０％程度の冗長度のエラー訂正符号を使用した
ときに、訂正可能な程度の量にエラーを抑えることがで
きる。

【００１６】従って、このような本発明磁気記録方法に
よれば、複雑なエラー訂正を行うことなくデジタル記録
を狭トラック幅をもって行うことができ、デジタル記録
の高記録密度化をはかることができる。

【００１７】また、本発明は、上述の磁気記録方法にお
いて、特に磁気ギャップ対向面に強磁性金属薄膜が配さ
れ、その強磁性薄膜の飽和磁束密度Ｂｓが１．３Ｔ以上
であるリング型ヘッドを用いてデジタル信号を記録する
ことによって、再生出力の低下を伴うことなくデジタル
信号の記録再生を行うことができた。

【００１８】

【実施例】以下本発明磁気記録方法を、カラービデオ信
号をデジタル化して磁気テープ等の磁気記録媒体に記録
するデジタルＶＴＲに適用した場合の一例を、以下の順
序で詳細に説明する。 Ａ．記録再生装置の構成 ａ．信号処理部 ｂ．ブロック符号化 ｃ．チャンネルエンコーダ及びチャンネルデコーダ ｄ．走行系 Ｂ．記録再生特性の検討

【００１９】Ａ．記録再生装置の構成 デジタル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ジタルＶＴＲ及びＤ２フォーマッ
トのコンポジット形デジタルＶＴＲが実用化されてい
る。

【００２０】前者のＤ１フォーマットデジタル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方式と称されている。

【００２１】一方、後者のＤ２フォーマットデジタルＶ
ＴＲ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。

【００２２】いずれにしても、これらのデジタルＶＴＲ
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。

【００２３】従って、例えばＤ１フォーマットのデジタ
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。

【００２４】そこで本実施例においては、１０μｍ以下
の例えば５μｍ程度のトラック幅に対して最短波長０．
５μｍ以下程度の信号を記録するようにし、面記録密度
２．５μｍ² ／ｂｉｔ以下、或いは１．２５μｍ² ／ｂ
ｉｔ以下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或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・再生が可能なデジタルＶＴＲ
に適用するものとする。

【００２５】ａ．信号処理部 図１は記録側の構成全体を示すものであり、１Ｙ、１
Ｕ、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
ジタル輝度信号Ｙ、デジタル色差信号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。
即ち、それぞれのサンプリング周波数が１３．５ＭＨ
ｚ、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。従って、入力
端子１Ｙ、１Ｕ、１Ｖに供給される信号のデータ量とし
ては、約２１６Ｍｂｐｓ（メガビット／秒）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１０２によ
ってデータ量が約１６７Ｍｂｐｓに圧縮される。

【００２６】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１０３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１０３としては、例えば間
引きフィルターが使用され、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１０３の出力信
号は、ブロック化回路１０５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１
０５は、後段に設けられたブロック符号化回路１０８の
ために設けられている。

【００２７】図２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。尚、図２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。

【００２８】また、有効情報抽出回路１０２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
ラインの回路１０４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。従って、このサブ
サンプリング及びサブライン回路１０４からは線順次化
されたデジタル色差信号が得られる。

【００２９】このサブサンプリング及びサブライン回路
１０４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３に示す。図３において、○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
色差信号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。

【００３０】上記サンプリング及びサブライン回路１０
４からの線順次化出力信号は、鵜ロック化回路１０６に
供給される。ブロック化回路１０６では一方のブロック
化回路１０５と同様に、テレビジョン信号の操作の順序
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１０６は、一方のブロック化回路１
０５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１０５及び１０６の出力信号が合成回路１０
７に供給される。

【００３１】合成回路１０７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１０７の出力信号がブロック
符号化回路１０８に供給される。ブロック符号化回路１
０８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(Discrete Cosine Transform) 回路等が適用でき
る。前記ブロック符号化回路１０８からの出力信号は、
更にフレーム化回路１０９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１０９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。

【００３２】次に、フレーム化回路１０９の出力信号が
エラー訂正符号のパリティ発生回路１１０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１１０の出力信号は、チャンネルエンコーダ１１１
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１１２Ａ、１１２Ｂと
回転トランスを介して一対の磁気ヘッド１３Ａ及び１３
Ｂに供給され、磁気テープに記録される。尚、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１１１に供給される。

【００３３】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ことによ
って約１６７Ｍｂｐｓに低減され、更に周波数変換とサ
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１０
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３１．５６Ｍｂｐ
ｓとなる。

【００３４】次に、再生側の構成について図４を参照し
て説明する。再生の際には、図４に示すように、先ず磁
気ヘッド１１３Ａ及び１１３Ｂからの再生データが回転
トランス及び再生アンプ１１４Ａ及び１１４Ｂを介して
チャンネルデコーダ１１５に供給される。チャンネルデ
コーダ１１５においてチャンネルコーディングの復調が
なされ、チャンネルデコーダ１１５の出力信号がＴＢＣ
回路（時間軸補正回路）１１６に供給される。このＴＢ
Ｃ回路１１６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１１６からの再生データがＥＣＣ
回路１１７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１１７の出
力信号がフレーム分解回路１１８に供給される。

【００３５】フレーム分解回路１１８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共に、
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１１８で分離された各デー
タがブロック復号回路１１９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復号され、復号デ
ータが分配回路１２０に供給される。この分配回路１２
０で復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１２１、１２２
にそれぞれ供給される。ブロック分解回路１２１、１２
２は、記録側のブロック化回路１０５、１０６とは逆
に、ブロックの順序の復号データをラスター走査の順に
変換する。

【００３６】ブロック分解回路１２１からの復号輝度信
号が補間フィルタ１２３に供給される。補間フィルタ１
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
フィルター１２３からのデジタル輝度信号Ｙは出力端子
１２６Ｙに取り出される。

【００３７】一方、ブロック分解回路１２２からのデジ
タル色差信号が分配回路１２４に供給され、線順次化さ
れたデジタル色差信号Ｕ、Ｖがデジタル色差信号Ｕ及び
Ｖにそれぞれ分離される。分配回路１２４からのデジタ
ル色差信号Ｕ、Ｖが補間回路１２５に供給され、それぞ
れ補間される。補間回路１２５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１２５からはサンプリングレートが
２ｆｓのデジタル色差信号Ｕ及びＶが得られ、出力端子
１２６Ｕ及び１２６Ｖにそれぞれ取り出される。

【００３８】ｂ．ブロック符号化 図１におけるブロック符号化回路１０８としては、ＡＤ
ＲＣ(Adaptive Dynamic Range Coding) 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
とを検出し、これら最大値ＭＡＸ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１０８の他の例
としては、各ブロックの画素データをＤＣＴ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。

【００３９】ここでは、ＡＤＲＣエンコーダを用い、更
にマルチダビングしたときにも画質劣化が生じないエン
コーダの例を図５を参照して説明する。図５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
れたデジタルビデオ信号（或いはデジタル色差信号）が
図１の合成回路１０７より入力される。入力端子２７か
らのブロック化データが最大値、最小値検出回路２９及
び遅延回路３０に供給される最大値、最小値検出回路２
９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３２に供給
される。

【００４０】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（Δ＝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−Δ）のし
きい値が得られ、加算回路３４からは（ＭＩＮ＋Δ）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。尚、このしきい値を規定する値Δ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。

【００４１】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３７には、千
絵回路３０からの入力データが供給される。比較回路３
１の出力信号は、入力データがしきい値より大きいとき
にハイレベルとなり、従ってＡＮＤゲート３６の出力端
子には、（ＭＡＸ〜ＭＡＸ−Δ）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
さいときにハイレベルとなり、従ってＡＮＤゲート３７
の出力端子には、（ＭＩＮ〜ＭＩＮ＋Δ）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。

【００４２】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−Δ）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＋Δ）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。

【００４３】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。

【００４４】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。即ち、ビット数ｎを決定す
る再のしきい値をＴ１〜Ｔ４（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ
４）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。

【００４５】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。従って、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
ことが要求される本実施例のデジタルオーディオビデオ
テープレコーダのような伝送路に対しても可変長ＡＤＲ
Ｃを適用できる。

【００４６】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Ｐ_i （ｉ＝０、１、２、‥‥、３１）により区
別される。パラメータコードＰ_i 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。但し、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。

【００４７】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ＰＤ
Ｉ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。

【００４８】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、更にコード信号ＤＴとしきい値の組を示すパラ
メータコードＰ_i 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
めにダビングしたときの画像劣化は少ないものとされ
る。

【００４９】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１のチャネルエンコーダ１１１及びチャンネル
デコーダ１１５について説明する。チャンネルエンコー
ダ１１１においては、図６に示すように、図１における
パリティ発生回路１１０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。５２はパーシャルレスポ
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１１２Ａ、１１
２Ｂを介して磁気ヘッド１１３Ａ及び１１３Ｂにより記
録再生し、再生出力を再生アンプ１１４Ａ、１１４Ｂに
よって増幅するようになされている。

【００５０】一方、チャンネルデコーダ１５において
は、図７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１１４Ａ、１１４Ｂの出力に対して行われる。ま
た、いわゆるビタビ復号回路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復号が行わ
れる。このビタビ復号回路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の実
施例において用いられるビタビ復号回路５４によって、
ビット毎の復号を行う場合よりも、再生Ｃ／Ｎ換算が３
ｄＢで改良が得られる。

【００５１】ｄ．走行系 上述の磁気ヘッド１１３及び１１３Ｂは、例えば図８Ａ
に示すように、ドラム７６に対して１８０°の対向間隔
で取り付けられるか、或いは図８Ｂに示すように、例え
ば一体構造とされた形でドラム７６に取り付けられる。
ドラム７６の周面には、１８０°よりやや大きいか、或
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いる。図８Ａに示すヘッド配置で
は、磁気テープに対して磁気ヘッド１１３Ａ及び１１３
Ｂがほぼ交互に接し、図８Ｂに示すヘッド配置では、磁
気ヘッド１１３Ａ及び１１３Ｂが同時に磁気テープを走
査する。

【００５２】また磁気ヘッド１１３Ａ及び１１３Ｂのそ
れぞれのギャップの延長方向（アジマス角と称する）は
互いに異ならしめて構成されており、例えば図９に示す
ように、磁気ヘッド１１３Ａと１１３Ｂとの間に、±２
０°のアジマス角が設定されて、このアジマス角の相違
により、磁気テープには、図１０に記録パターンの一例
を示すように、隣り合う記録トラックＴＡ及びＴＢにお
いて、アジマス角に相当する角度をもって互いに逆向き
に傾いて記録されるようになされる。従って、再生時に
は、アジマス損失により、隣り合うトラック間のクロス
トーク量を低減することができる。

【００５３】図１１及び図１２は、磁気ヘッド１１３Ａ
及び１１３Ｂ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。例えば１５
０ｒｐｓ（ＮＴＳＣ方式）の高速で回転される上ドラム
７６に対して、一体構造の磁気ヘッド１１３Ａ及び１１
３Ｂが取り付けられ、下ドラム７７が固定とされてい
る。従って、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
る。磁気テープ７８の巻き付け角θが、例えば１６６°
とされ、ドラム系φが１６．５ｍｍとされている。

【００５４】また、ダブルアジマスヘッドを使用し、同
時記録を行うこともできる。通常、上ドラム７６の回転
部の偏心等により、磁気テープ７８の振動が生じ、トラ
ックの直線性のエラーが発生する。図１３Ａにおいて矢
印ｄで示すように、磁気テープ７８が下側に押さえつけ
られ、また、図１３Ｂにおいて矢印ｕで示すように、磁
気テープ７８が上側に引っ張られ、これにより磁気テー
プ７８が振動し、トラックの直線性が劣化する。しかし
ながら、１８０°で一対の磁気ヘッドが対向配置された
ものと比較して、ダブルアジマスヘッドで同時記録を行
うことで、かかる直線性のエラー量を小さくできる。更
に、ダブルアジマスヘッドは、ヘッド間の距離が小さい
ので、ペアリング調整をより正確に行うことができる利
点がある。このようなテープ・ヘッド系により、幅狭の
トラックの記録再生を行うことができる。

【００５５】Ｂ．記録再生特性の検討 次に、本発明磁気記録方法における磁気記録媒体及び磁
気ヘッドの記録再生特性について測定した結果を示す。

【００５６】本発明において用いる垂直磁気記録媒体は
スパッタリングまたは真空蒸着法によって膜形成される
Ｃｏ−Ｃｒ系磁性層を有する垂直磁気記録媒体である。
ここで磁性層となるＣｏ−Ｃｒ系金属薄膜の組成割合
は、後述するように垂直方向の磁気異方性を１６０ｋＡ
／ｍ以上に保つためには１０ａｔ％Ｃｒ以上、飽和磁化
４８０ｋＡ／ｍ以上であるために２０ａｔ％Ｃｒ以下で
あること、即ちＣｏ_1-xＣｒ_x の組成が０．１≦ｘ≦
０．２（原子％）となる組成が望ましい。

【００５７】まずＣｏ−Ｃｒ系垂直磁気記録媒体は、図
１４に示す連続スパッタリング装置を用いて後述の作製
法により試作した。この連続スパッタ装置は排気口１を
通じて排気系（図示せず）によって高真空に保たれる真
空チャンバー２内の略左右中央部に加熱キャン３、４を
配置すると共に、この加熱キャン３、４よりも上方位置
に巻き出しロール５及び巻き取りロール６を配置してい
る。さらに、加熱キャンの中間に、ガイドロール７を配
置している。即ちベースフィルムＢは巻き出しロール５
からキャンロール３、ガイドロール７、キャンロール４
を通って巻き取りロール６に巻き取られる。

【００５８】一方、加熱キャンロール３の下方にはＣｏ
−Ｃｒ系ターゲット８、４の下方にはカーボン系ターゲ
ット９が設置され、それぞれのターゲットにマイナス電
位を約６００〜８００Ｖかけて、ガス導入口１０より例
えばアルゴンガスをチャンバー２内に導入することによ
り、それぞれのターゲットがスパッタリングされ、これ
により、ベースフィルムＢにＣｏ−Ｃｒ系合金磁性層や
例えば保護層が被着形成されるようになされている。

【００５９】本実施例においては、上述の連続スパッタ
装置を使用してターゲットよりＣｒ添加量をそれぞれ
８、１０、２０、２５ａｔ％としてＣｏＣｒ合金を蒸発
させ、連続的に長尺状高分子フィルム上に磁性層を膜形
成し、続いてカーボンより成る保護膜を形成して、金属
薄膜型磁気テープ状の垂直磁気記録媒体を作製した。

【００６０】また長尺状高分子フィルムとしては、ここ
では膜厚９μｍのポリイミドフィルムを用い、その走行
速度を１５０ｍｍ／分に設定し、Ｃｏ−Ｃｒ合金の膜形
成速度２００ｎｍ／分、カーボン膜は１０ｎｍ／分でス
パッタリングし、磁性層の厚さが２００ｎｍ、保護層の
厚さが１０ｎｍになるように作製した。

【００６１】スパッタリング中、長尺状高分子フィルム
を支持するキャン３、４はヒーターによって加熱し、キ
ャン表面温度がそれぞれ１８０℃、１３０℃になるよう
に制御した。スパッタリング前のチャンバー内圧力は
２．５×１０^-4Ｐａ以下とし、アルゴン圧はチャンバー
内が０．１３Ｐａになるように制御した。

【００６２】この様に作製された長尺状媒体に対し、そ
の表面にフッソ系潤滑剤を塗布して、テープサンプルＡ
〜Ｄとした。

【００６３】これらのサンプルＡ〜Ｄについて、飽和磁
化Ｍｓ、垂直方向の保磁力Ｈｃ、垂直方向の実効的な異
方性磁界Ｈｋ_eff をＶＳＭ（振動試料型磁力計）により
測定した。この結果を表１に示す。

【００６４】

【表１】

【００６５】一方記録再生評価に用いたリング型磁気ヘ
ッドの、磁気記録媒体と対向する摺動面側からみた正面
図を図１５に示す。このヘッドは、磁性酸化物（フェラ
イト）よりなる磁気コア１１、１２の磁気ギャップ対向
面にそれぞれ強磁性金属薄膜１３、１４が磁気ギャップ
に対して平行に配され、これら薄膜１３及び１４が形成
された磁気コア半体１６及び１７が、融着ガラス１５に
よってガラス融着されて成るいわゆる平行膜型のＭＩＧ
ヘッドである。これら強磁性金属薄膜１３、１４の間に
実効ギャップ長Ｌｇなる磁気ギャップｇが構成されてい
る。各磁気ヘッドａ〜ｆの諸元を表２に示す。

【００６６】

【表２】

【００６７】エラーレートの測定は図１６のシステム概
略図に示す評価装置を用いて行った。以下このエラーレ
ート測定装置を用いた記録再生態様を図１６を参照して
説明する。

【００６８】先ず、計算機２１からＭ系列のデータを発
生させ、計算機２１中でプリコードしたデータをメモリ
ー２２を通して記録波長に相当する発振手段２３に同期
してＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変換手段２４により
Ｄ／Ａ変換を行い、上述の磁気ヘッドを用いた記録再生
装置２６に入力してその記録を行う。

【００６９】そして、記録再生装置２６から再生を行っ
て、その出力を記録周波数の８倍程度の非同期のサンプ
リング周波数でＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換手段２
６によりＡ／Ｄ変換を行って、メモリー２２を介して計
算機２１に取り込み、計算機２１内で同期クロックの抽
出、位相変換（高速フーリエ変換）、パルススリミン
グ、デコード、データ比較によるエラーレート測定を行
うことができる。

【００７０】以上の評価装置によって前述の４種の垂直
磁気記録媒体Ａ〜Ｄと、６種の磁気ヘッドａ〜ｆについ
てそれぞれエラーレート、相対出力等の諸特性を測定し
た。

【００７１】先ず、ヘッドのギャップ長の違いに対する
電磁変換特性とエラーレートの変化を測定した。この結
果を表３に示す。この例においては、磁気記録媒体の相
対速度を３ｍ／ｓとし、最短記録波長λ_min を０．３５
μｍとして、上述の磁気記録媒体Ｂに対して記録再生を
行って測定した。この結果から、ギャップ長はより狭い
ほうが相対出力が高く、０．２μｍ以下で１０^-4以下の
エラーレートが得られていることが分かる。

【００７２】

【表３】

【００７３】また、トラック幅に対して、１０^-4以下の
エラーレートが得られる面記録密度をそれぞれ測定し
た。この結果を表４に示す。表４から、前述したように
長時間の記録再生が可能な２．５μｍ² ／ｂｉｔ程度以
下の比較的低い面記録密度は、磁気ヘッドのトラック幅
を１０μｍ以下とするときに達成できることが分かる。

【００７４】

【表４】

【００７５】次に、媒体の違いによるエラーレート測定
を行った結果について表５に示す。この場合において
も、線速度を３ｍ／ｓ、最短記録波長λ_min を０．３５
μｍとし、上述の表２におけるヘッドｅを用いて、ＰＲ
４コーディングを用いて測定を行った。表５より、４８
０≦Ｍｓ≦９００、Ｈｋ_eff ≧１６０ｋＡ／ｍ、Ｈｃ≦
１２０ｋＡ／ｍの時にシンボルエラーレート１０^-4以下
が得られることがわかる。

【００７６】

【表５】

【００７７】媒体のＨｃとしては、小さすぎると記録時
及び再生時の減磁作用が大きく働くため、磁化そのもの
が消失してしまわないためには一般に４０ｋＡ／ｍ以上
必要である。従って、本発明磁気記録方法に用いる磁気
記録媒体としては、４０ｋＡ／ｍ≦Ｈｃ≦１２０ｋＡ／
ｍの範囲が好適である。

【００７８】一方、磁気ヘッドの飽和磁束密度Ｂｓに対
する出力及びエラーレートの変化を測定した結果を表６
に示す。この場合においても線速度を３ｍ／ｓ、最短記
録波長λ_min を０．３５μｍとし、ＰＲ４コーディング
を用いて測定を行った。媒体としては、前述の表１にお
ける媒体Ｂを用いた。この結果から、１．３Ｔ以上の高
飽和磁束密度のリング型ヘッドを用いることによって、
高再生出力及び低エラーレートが得られることがわか
る。

【００７９】

【表６】

【００８０】このように、本発明磁気記録再生方法にお
いては、リング型磁気ヘッドの飽和磁束密度Ｂｓは１．
３Ｔ以上とするのが好ましく、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。

【００８１】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、例えば垂直磁気記録媒体として基板に磁性膜が張ら
れて成るＳＤ（ストレッチディスク）型磁気記録媒体を
用いることができる等、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変形変更が可能であることはいうまでもない。

【００８２】

【発明の効果】以上の説明からわかるように、本発明に
おいては、飽和磁化、垂直方向の保磁力及び異方性磁界
について制限したＣｏ−Ｃｒ系合金より成る媒体と、狭
ギャップ長狭トラック幅リングヘッドを組み合わせるこ
とにより２．５μｍ² ／ｂｉｔ以下の高密度記録領域に
おいても１０^-4以下のシンボルエラーレートを得る事が
出来、デジタル信号の高密度磁気記録システムを提供す
ることが可能である。

【００８３】また更にこのような本発明磁気記録方法に
おいて、磁気ギャップ対向面に強磁性金属薄膜が配さ
れ、その強磁性薄膜の飽和磁束密度Ｂｓが１．３Ｔ以上
であるリング型ヘッドを用いることによって、エラーレ
ートを低減化しつつ再生出力を大とすることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気記録装置の記録側信号処理部の一例の構成
図である。

【図２】符号化の単位のブロックを示す図である。

【図３】信号の画素構成を示す図である。

【図４】磁気記録装置の再生側信号処理部の一例の構成
図である。

【図５】磁気記録装置のブロック符号化回路の一例の構
成図である。

【図６】チャンネルエンコーダの一例の構成図である。

【図７】チャンネルデコーダの一例の構成図である。

【図８】ヘッド配置の説明図である。

【図９】回転ヘッドの説明図である。

【図１０】記録パターンの説明図であ。

【図１１】ヘッド配置の説明図である。

【図１２】ヘッド配置の説明図である。

【図１３】磁気テープの振動の説明図である。

【図１４】連続スパッタリング装置の概略図である。

【図１５】リング型磁気ヘッドの一例の正面図である。

【図１６】エラーレート評価測定装置の概略図である。

【符号の説明】

２ 真空チャンバー ３ 加熱キャン ４ 加熱キャン ５ 巻き出しロール ６ 巻き取りロール ８ ターゲット ９ ターゲット １１ 磁気コア １２ 磁気コア １３ 強磁性薄膜 １４ 強磁性薄膜 １５ 融着ガラス ２１ 計算機 ２２ メモリー ２３ 発振手段 ２４ Ｄ／Ａ変換手段 ２５ 記録再生装置 ２６ Ａ／Ｄ変換手段 ２７ オシロスコープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１１Ｂ 5/66 7303−5Ｄ (72)発明者 浦川 禎之 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性層の主たる材料がＣｏ−Ｃｒ合金と
   され、 飽和磁化Ｍｓと、垂直方向の保磁力Ｈｃ及び垂直方向の
   磁気異方性Ｈｋ_eff がそれぞれ、 ４８０ｋＡ／ｍ≦Ｍｓ≦９００ｋＡ／ｍ、 ４０ｋＡ／ｍ≦Ｈｃ≦１２０ｋＡ／ｍ、 １６０ｋＡ／ｍ≦Ｈｋ_eff とされた垂直磁気記録媒体に対し、 ギャップ長Ｌｇ及びトラック幅Ｔｗがそれぞれ、 Ｌｇ≦０．２μｍ、 Ｔｗ≦１０μｍ とされたリング型ヘッドを用いてデジタル信号を記録す
   ることを特徴とする磁気記録方法。
2. 【請求項２】 磁気ギャップ対向面に強磁性金属薄膜が
   配され、その強磁性薄膜の飽和磁束密度Ｂｓが１．３Ｔ
   以上であるリング型ヘッドを用いることを特徴とする上
   記請求項１に記載の磁気記録方法。