JPH0528452A

JPH0528452A - 垂直磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0528452A
Application number: JP18270991A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Tateno; 安夫舘野; Koji Naruse; 宏治成瀬; Mayumi Abe; 真弓阿部
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1991-07-23
Publication date: 1993-02-05

Abstract

(57)【要約】【目的】回転ドラムを用いたディジタル信号の磁気記
録システムにおいて、カッピングによるスペーシングを
低減し、優れた電磁変換特性を実現する。【構成】Ｃｏ−Ｏ系垂直磁気記録媒体にＮｉを添加
し、カッピング量を抑制する。すなわち、磁性層の組成
を（Ｃｏ_1-xＮｉ_x）_1-mＯ_m（ただし、０．０３≦ｘ
≦０．１０，０．１≦ｍ≦０．３）とし、図１に示す幅
ａ及び高さｂから算出されるカッピング量ｂ／ａを−
０．２０〜＋０．０５とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルＶＴＲ等に
おいてディジタル信号を記録するのに適した垂直磁気記
録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の分野においては、年々高密度
化が要求されており、加えて信号形態もアナログ信号か
らディ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。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合うように並ぶ
ため、高密度化には自ずと限度があり、要求されるよう
な高密度化を図ることは困難である。

【０００３】さらに、面内磁気記録方式では、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）互いの
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。そこで近年、磁気
記録の新しい方式として、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。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
となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、垂直磁気記
録方式によりディジタル信号の記録再生する際の垂直磁
気記録媒体としては、優れた磁気特性を有するＣｏ−Ｏ
系垂直磁気記録媒体が注目されているが、このＣｏ−Ｏ
系垂直磁気記録媒体のうち媒体の全厚が１０μｍ以下で
あるようなテープ状媒体の場合、いわゆるカッピング
（幅方向の湾曲）やカーリング（長手方向の湾曲）とい
った形状の問題があり、回転ドラムを用いて記録再生を
行うような磁気記録再生システムでは、このテープ形状
が媒体と記録再生用磁気ヘッドとのインターフェイスに
影響を及ぼし、その電磁変換特性を大きく左右すること
になる。

【０００５】すなわち、カッピングの著しいテープ状媒
体に対して回転ドラムを用いたシステムで記録再生を行
うと、媒体と磁気ヘッドとの間のスペーシング量が大き
くなり、記録波長の短い領域（例えば記録波長λ＝約
０．５μｍ）では著しくその電磁変換特性が低下し、本
来の特性を引き出すことができないといった不都合が生
ずる。

【０００６】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、回転ドラムを用いたシステ
ムで記録再生を行ったときにスペーシング量を低減する
ことができ、優れた電磁変換特性を発揮することが可能
な垂直磁気記録媒体を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと長期に亘り鋭意検討を重ねてきた。
その結果、次のような知見を得るに至った。すなわち、
Ｃｏ−Ｏ系垂直磁気記録媒体では、ＣｏにＮｉを少量添
加することにより、その特性が変化する。例えば、スチ
ル特性はＮｉの添加量が増えるにしたがって改善され、
信頼性が向上する。逆に、垂直磁気異方性エネルギーは
Ｎｉの添加量が増えるにしたがって低下し、垂直磁気記
録媒体としての優れた電磁変換特性は著しく失われてし
まう。したがって、これまではＮｉを添加しない１００
％ＣｏのＣｏ−Ｏ系垂直磁気記録媒体が最も特性が優れ
ていると考えられてきた。

【０００８】ところが、Ｎｉの添加は、カッピングにも
影響を与え、カッピングを改善することに役立つことが
わかってきた。特に、Ｎｉの添加量を３〜１０原子％に
限定すると、カッピングの改善効果により、媒体−ヘッ
ド間のインターフェイスが改善され、回転ドラムを用い
た磁気記録システムでは、むしろＣｏ１００％のＣｏ−
Ｏ系垂直磁気記録媒体よりも優れた電磁変換特性を示す
ことが判明した。

【０００９】本発明の垂直磁気記録媒体は、このような
知見に基づいて完成されたものであって、（Ｃｏ_1-xＮ
ｉ_x）_1-mＯ_m（ただし、０．０３≦ｘ≦０．１０，
０．１０≦ｍ≦０．３０）なる組成を有するＣｏ−Ｏ系
垂直磁化膜を磁性層とし、全体の膜厚が１０μｍ以下で
あり、カッピング量が−０．２０〜＋０．０５であるこ
とを特徴とするものである。

【００１０】本発明において用いる垂直磁気記録媒体
は、主に真空蒸着法によって成膜されるＣｏ−Ｏ系垂直
磁気記録媒体であり、テープ幅８ｍｍ以下を想定したも
のである。ここで、磁性層となるＣｏ−Ｏ系蒸着膜の金
属成分は、Ｃｏ１００％ではなく、磁気ヘッドとの当た
り特性を改善するためにＮｉを少量添加してなるもので
ある。Ｎｉの添加は、いわゆるカッピングに影響を与
え、カッピングの改善に役立つ。特に、Ｎｉの添加量を
３〜１０原子％とすると、カッピングの改善効果により
媒体ヘッド間のインターフェイスが改善され、回転ドラ
ムを用いた磁気記録システムにおいて優れた電磁変換特
性を示す。

【００１１】したがって、上記Ｃｏ−Ｏ系蒸着膜は、（Ｃｏ_1-xＮｉ_x）_1-mＯ_m ・・・（１）〔ただし、０．０３≦ｘ≦０．１０、０．１≦ｍ≦０．
３〕なる組成とすることが好ましい。

【００１２】前述の組成を有するＣｏ−Ｏ系蒸着膜をヤ
ング率が６００〜１３００kg／mm²の範囲で膜厚９μｍ
以下の長尺状高分子フィルム上に成膜することで、カッ
ピング量を−０．２０〜＋０．０５とすることができ
る。なお、前記カッピング量は、図１に示すように、幅
方向に湾曲変形した媒体Ｍの幅ａと湾曲高さｂとの比ｂ
／ａで表される値であり、図２Ａに示すように磁性層
（Ｃｏ−Ｏ系蒸着膜）１０１が内側、ベースフィルム１
０２が外側となった場合を正（＋）、図２Ｂに示すよう
に磁性層１０１が外側、ベースフィルム１０２が内側と
なった場合を負（−）と定義する。

【００１３】磁性層であるＣｏ−Ｏ系蒸着膜は、磁化容
易軸の方向を膜面に対して完全な垂直方向とするのでは
なく、図３に示すように、形状磁気異方性を取り除い
た，いわゆるイントリンシック(intrinsic）な磁化容易
軸方向Ｅが、磁性層１０１の法線方向Ｙに対して１０°
〜４０°傾くように設定することが好ましい。すなわ
ち、磁化容易軸方向Ｅと法線方向Ｙのなす角θ_Eを１０
°≦θ_E≦４０°の範囲に設定することが好ましい。こ
れは、θ_Eが１０°未満であるとダイパルス比が大きく
なり、逆にθ_Eが４０°を越えると垂直磁気記録の利点
が失われることによる。このようにＣｏ−Ｏ系蒸着膜の
磁化容易軸方向Ｅを法線方向Ｙに対して傾けるには、例
えばＣｏ−Ｏ系蒸着膜を蒸着する際に蒸気流の入射角の
範囲を入射角制限マスク等によって調節すればよい。

【００１４】一方、上記垂直磁気記録媒体に対して記録
再生する際に使用する磁気ヘッドとしては、磁気ギャッ
プのギャップ長Ｌｇが０．１８μｍ以下であるリング型
磁気ヘッドが好ましい。前記リング型磁気ヘッドの飽和
磁束密度Ｂｓは、１３ｋＧ以上とすることが好ましく、
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、この軟磁性金属薄膜間に磁気
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。

【００１５】さらに、この記録システムの記録密度を８
×１０⁵ｂｉｔ／mm²以上とするためには、前記リング
型磁気ヘッドの磁気ギャップのトラック幅は７μｍ以下
にする必要がある。記録再生に際しては、図３に示すよ
うに、回転ドラムの表面に沿って走行する垂直磁気記録
媒体に対して、リング型磁気ヘッドＨを磁性層１０１の
磁化容易軸の傾斜方向に沿って、すなわち図中矢印Ｘ方
向に走行させるようにする。

【００１６】

【作用】Ｃｏ−Ｏ系垂直磁気記録媒体では、ＣｏにＮｉ
を少量添加することにより、その特性が変化する。例え
ば、スチル特性はＮｉの添加量が増えるにしたがって改
善され、信頼性が向上する。さらには、カッピングにも
影響を与え、カッピングが大幅に改善される。逆に、垂
直磁気異方性エネルギーはＮｉの添加量が増えるにした
がって低下し、垂直磁気記録媒体としての優れた電磁変
換特性は著しく失われてしまう。

【００１７】ここで、Ｎｉの添加量を３〜１０原子％に
限定すると、カッピングの改善効果により媒体−ヘッド
間のインターフェイスが改善され、直径３０ｍｍ以下の
回転ドラムを用いた磁気記録システムでは、むしろＣｏ
１００％のＣｏ−Ｏ系垂直磁気記録媒体よりも優れた電
磁変換特性を示す。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を適用した実施例について、図
面や実験結果を参照しながら詳細に説明する。

【００１９】Ａ．記録再生装置の構成カラービデオ信号をディジタル化して磁気テープ等の記
録媒体に記録するディジタル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ィジタルＶＴ
Ｒ及びＤ２フォーマットのコンポジット形ディジタルＶ
ＴＲが実用化されている。

【００２０】前者のＤ１フォーマットディジタル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方式とも称されている。一方、後者のＤ２フォーマッ
トディジタルＶＴＲ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。

【００２１】いずれにしても、これらのディジタルＶＴ
Ｒ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、画質最優先とされ、１サンプルが例えば
８ビットにＡ／Ｄ変換されたディ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。したがって、例えばＤ１フォーマットのディジ
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。

【００２２】そこで本実施例においては、例えば５μｍ
のトラック幅に対して最短波長０．５μｍの信号を記録
するようにし、記録密度４×１０⁵ｂｉｔ／mm²以上、
あるいは８×１０⁵ｂｉｔ／mm²以上を実現するととも
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あるいはそ
れ以下の幅狭の磁気テープを使用しても長時間の記録・
再生が可能なディジタルＶＴＲに適用するものとする。
以下、このディジタルＶＴＲの構成について説明する。

【００２３】ａ．信号処理部先ず、本実施例において用いたディジタルＶＴＲの信号
処理部について説明する。図４は記録側の構成全体を示
すものであり、１Ｙ、１Ｕ、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から形成されたディジタル輝度信号Ｙ、ディジタ
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。すなわち、それぞれのサン
プリング周波数が１３．５ＭＨｚ、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。したがって、入力端子１Ｙ、１Ｕ、１
Ｖに供給される信号のデータ量としては、約２１６Ｍｂ
ｐｓ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２によってデータ量が約１６７Ｍｂｐｓに圧縮され
る。

【００２４】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３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３としては、例えば間引きフィ
ルタが使用され、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３の出力信号は、ブロック
化回路５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５は、後段に設けられ
たブロック符号化回路８のために設けられている。

【００２５】図６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。なお、図６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。

【００２６】また、有効情報抽出回路２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
ン回路４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
ィ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。したがって、このサブサ
ンプリング及びサブライン回路４からは線順次化された
ディジタル色差信号が得られる。このサブサンプリング
及びサブライン回路４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７に示す。図７中、○
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の色素信号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。

【００２７】上記サブサンプリング及びサブライン回路
４からの線順次化出力信号は、ブロック化回路６に供給
される。ブロック化回路６では一方のブロック化回路５
と同様に、テレビジョン信号の走査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６は、一方のブロック化回路５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５及びブロ
ック化回路６の出力信号が合成回路７に供給される。

【００２８】合成回路７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７の出力信号がブロック符号化回
路８に供給される。ブロック符号化回路８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（Ｄｉｓ
ｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ）回路
等が適用できる。前記ブロック符号化回路８からの出力
信号は、さらにフレーム化回路９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９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。

【００２９】次いで、フレーム化回路９の出力信号がエ
ラー訂正符号のパリティ発生回路１０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
１０の出力信号はチャンネルエンコーダ１１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１２Ａ，１２Ｂと回転トランス
（図示は省略する。）を介して一対の磁気ヘッド１３
Ａ，１３Ｂに供給され、磁気テープに記録される。な
お、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１１に供給される。

【００３０】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によって
約１６７Ｍｂｐｓに低減され、さら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３１．５６Ｍｂｐｓとな
る。

【００３１】次に、再生側の構成について図５を参照し
ながら説明する。再生の際には、図５に示すように、先
ず磁気ヘッド１３Ａ，１３Ｂからの再生データが回転ト
ランス及び再生アンプ１４Ａ，１４Ｂを介してチャンネ
ルデコーダ１５に供給される。チャンネルデコーダ１５
において、チャンネルコーディングの復調がされ、チャ
ンネルデコーダ１５の出力信号がＴＢＣ回路（時間軸補
正回路）１６に供給される。このＴＢＣ回路１６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１６からの再生データがＥＣＣ回路１７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１７の出力信号がフレーム分解回路
１８に供給される。

【００３２】フレーム分解回路１８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ともに、
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１８で分離された各データ
がブロック複号回路１９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複号され、複号データ
が分配回路２０に供給される。この分配回路２０で複号
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２１，２２にそれぞれ供
給される。ブロック分解回路２１，２２は、送信側のブ
ロック化回路５，６とは逆に、ブロックの順序の複号デ
ータをラスター走査の順に変換する。

【００３３】ブロック分解回路２１からの複号輝度信号
が補間フィルタ２３に供給される。補間フィルタ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２３からのディジタル輝度信号Ｙは出力端子２６Ｙに
取り出される。

【００３４】一方、ブロック分解回路２２からのディジ
タル色差信号が分配回路２４に供給され、線順次化され
たディジタル色差信号Ｕ，Ｖがディジタル色差信号Ｕ及
びＶにそれぞれ分離される。分配回路２４からのディジ
タル色差信号Ｕ，Ｖが補間回路２５に供給され、それぞ
れ補間される。補間回路２５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２５からはサンプリングレートが２ｆ
ｓのディジタル色差信号Ｕ及びＶが得られ、出力端子２
６Ｕ，２６Ｖにそれぞれ取り出される。

【００３５】ｂ．ブロック符号化図４におけるブロック符号化回路８としては、ＡＤＲＣ
（ＡｄａｐｔｉｖｅＤｙｎａｍｉｃＲａｎｇｅＣｏ
ｄｉｎｇ）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を検出し、これら最大値ＭＡ
Ｘ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８の他の例としては、各ブロックの画素データ
をＤＣＴ（ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎ
ｓｆｏｒｍ）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。

【００３６】ここでは、ＡＤＲＣエンコーダを用い、さ
らにマルチダビングした時にも画質劣化が生じないエン
コーダの例を図８を参照しながら説明する。図８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
化されたディジタルビデオ信号（或いはディジタル色差
信号）が図４の合成回路７より入力される。入力端子２
７からのブロック化データが最大値，最小値検出回路２
９及び遅延回路３０に供給される。最大値，最小値検出
回路２９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及び比較
回路３２に供給される。

【００３７】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（△＝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−△）のし
きい値が得られ、加算回路３４からは（ＭＩＮ＋△）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。なお、このしきい値を規定する値△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。

【００３８】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ＡＮＤゲート
３７には、遅延回路３０からの入力データが供給され
る。比較回路３１の出力信号は、入力データがしきい値
より大きい時にハイレベルとなり、したがってＡＮＤゲ
ート３６の出力端子には、（ＭＡＸ〜ＭＡＸ−△）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時にハイレベルとなり、したがっ
てＡＮＤゲート３７の出力端子には、（ＭＩＮ〜ＭＩＮ
＋△）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。

【００３９】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−△）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＋△）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。

【００４０】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。

【００４１】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。すなわち、ビット数ｎを決
定する際のしきい値をＴ１〜Ｔ４（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜
Ｔ４）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。

【００４２】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。したがって、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この発明のディジタルビデオテー
プレコーダのような伝送路に対しても可変長ＡＤＲＣを
適用できる。

【００４３】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Ｐｉ（ｉ＝０、１、２・・・・３１）により区
別される。パラメータコードＰｉ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。ただし、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。

【００４４】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
ＰＤＩ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。

【００４５】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、さらにコード信号ＤＴとしきい値の組を示すパ
ラメータコードＰｉ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時の画像劣化は少ないものとされ
る。

【００４６】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４のチャンネルエンコーダ１１及びチャンネル
デコーダ１５について説明する。チャンネルエンコーダ
１１においては、図９に示すように、パリティ発生回路
１０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。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５２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１２Ａ，１３Ａを介して磁気ヘッド１
３Ａ，１３Ｂにより、記録再生し、再生出力を再生アン
プ１４Ａ，１４Ｂによって増幅するようになされてい
る。

【００４７】一方、チャンネルデコーダ１５において
は、図１０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１４Ａ，１４Ｂの出力に対して行われる。ま
た、いわゆるビタビ複号回路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複号が行わ
れる。このビタビ複号回路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によ
って並び変えられたデータが元の系列に戻されて原デー
タが復元される。この実施例において用いられるビタビ
複号回路５４によって、ビット毎の複号を行う場合より
も、再生Ｃ／Ｎ換算が３ｄＢで改良が得られる。

【００４８】ｄ．走行系磁気ヘッド１３Ａ及び磁気ヘッド１３Ｂは、図１１に示
すように、一体構造とされた形でドラム７６に取付けら
れる。ドラム７６の周面には、１８０°よりやや大きい
か、ある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おり、磁気ヘッド１３
Ａ及び磁気ヘッド１３Ｂが同時に磁気テープを走査する
ように構成される。

【００４９】また、前記磁気ヘッド１３Ａ及び磁気ヘッ
ド１３Ｂのギャップの向きは、互いに反対側に傾くよう
に（例えば磁気ヘッド１３Ａはトラック幅方向に対して
＋２０°、磁気ヘッド１３Ｂは−２０°傾斜するよう
に）設定されており、再生時にいわゆるアジマス損失に
よって隣接トラック間のクロストーク量を低減するよう
になされている。

【００５０】図１２及び図１３は、磁気ヘッド１３Ａ，
１３Ｂ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もので、例えば高速
で回転される上ドラム７６に一体構造の磁気ヘッド１３
Ａ，１３Ｂが取り付けられ、下ドラム７７が固定とされ
ている。ここで、磁気テープ７８の巻き付け角θは１６
６°、ドラム径φは１６．５mmである。したがって、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、トラックの
直線性に起因するエラーを小さくすることができる。

【００５１】上述のように、ダブルアジマスヘッドで同
時記録を行うようにすることで、１８０°の対向角度で
一対の磁気ヘッドが配置されたものと比較して直線性に
起因するエラー量を小さくすることができ、またヘッド
間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。したがって、このような走行系により、幅
狭のトラックで記録・再生を行うことができる。

【００５２】Ｂ．記録再生特性の検討次に、Ｎｉ添加量の異なる４種類のＣｏ−Ｏ系垂直磁気
記録媒体を作製し、リング型磁気ヘッドを用いて記録再
生特性を調べた。

【００５３】先ず、Ｃｏ−Ｏ系垂直磁気記録媒体は、図
１４に示す真空蒸着装置を用い後述の作製法により試作
した。この真空蒸着装置は、排気系８１によって高真空
に保たれる真空チャンバ８２内の略中央部に冷却キャン
８３を配置するとともに、この冷却キャン８３よりも上
方位置に巻き出しロール８４及び巻き取りロール８５を
配置してなるものである。したがって、ベースフィルム
Ｂは、巻き出しロール８４から冷却キャン８３へと送り
出され、冷却キャン８３に沿って走行することによって
Ｃｏ−Ｏ系垂直磁化膜が成膜された後、巻き取りロール
８５に巻き取られる。

【００５４】一方、冷却キャン８３の下方位置には、Ｃ
ｏあるいはＣｏ−Ｎｉ合金等からなる蒸発源８６が対向
配置されるとともに、蒸発源８６の斜め上方には電子銃
８７が設置され、前記蒸発源８６を電子銃８７からの電
子ビームの照射により加熱して蒸発せしめるように構成
されている。また、前記蒸発源８６と冷却キャン８３の
間には、蒸気流中に酸素を混入し膜中に酸素を導入する
ための酸素導入管８８が配置されており、任意に酸素導
入ガス量を制御してベースフィルムＢ上に噴射し、蒸着
されたＣｏ−Ｏ系垂直磁化膜中の酸素濃度を制御できる
ようになされている。

【００５５】冷却キャン８３近傍には、蒸発源８６から
飛来する蒸気流の入射角度を規制するための一対の入射
角制限マスク８９，９０が設置されている。したがっ
て、成膜の際の最高入射角θ₁及び最低入射角θ₂は、
これら入射角制限マスク８９，９０間の開口位置によっ
て決まる。

【００５６】上述の連続巻き取り式蒸着装置を使用し
て、電磁銃加熱蒸発源よりＣｏＮｉ合金を蒸発させ、蒸
着中真空チャンバ内に酸素ガスを導入しながら連続的に
長尺状高分子フィルム上に部分的に酸化されたＣｏＮｉ
合金膜を形成し、金属薄膜型磁気テープを作製した。Ｃ
ｏＮｉ合金の蒸着入射ビームは、入射角制限マスクを設
置することにより任意に蒸着入射角の範囲を設定するこ
とができ、ここではθ₁＝４５°、θ₂＝１５°とし
た。

【００５７】また、長尺状高分子フィルムとしては、こ
こでは膜厚９．０μｍ、ヤング率１２００ｋｇ／mm²の
ポリアミドフィルムを用い、その走行速度を１６ｍ／分
に設定し、成膜速度約２５００Å／秒でＣｏＮｉ合金を
蒸着し、磁性層厚が２０００Åとなるように設定した。
蒸着中、長尺状高分子フィルムを支持する冷却キャン
は、冷媒によって冷却しキャン表面温度が０℃以下とな
るように制御した。酸素ガス導入量は、３５０〜４５０
cc／分、蒸着中の真空チャンバ内の雰囲気ガス圧は１．
５×１０^-4〜１．８×１０^-4Torrとした。

【００５８】このようにして作製された長尺状媒体は、
磁性層表面にフッ素系潤滑剤を塗布した後、これを８mm
幅にスリットし、テープ状のサンプルとした。これらの
サンプル（実施例１，２及び比較例１，２）について、
飽和磁束密度Ｂｓ、垂直方向の保磁力Ｈｃ(V) 並びに有
効異方性磁界Ｈｋ(eff) を振動試料型磁力計（ＶＳＭ）
により測定した。

【００５９】また、膜の形状磁気異方性を取り除いたイ
ントリンシックな磁気異方性定数Ｋ ₀とその方向（磁化
容易軸方向）θ_Eを磁気トルクメータを用いて測定し
た。測定方法は下記の通りである。すなわち、図１５に
示すように同一形状の２枚のサンプルＳ，Ｔを用意し、
これらを膜面が直交するように配置して回動軸Ｗに固定
する。なお、このときサンプルＳ，Ｔの膜面の向きは、
それぞれの磁化容易軸が同一象限に存在するように設定
する。次いで、印加磁界の方向をサンプルＳあるいはサ
ンプルＴの膜面内方向にとり、この状態で印加磁界の大
きさを変化させ、回動軸Ｗに固定されたこれら２枚のサ
ンプルＳ，Ｔ全体に発生するトルクの印加磁界依存性を
求め、宮島等のトルクデータ解析法〔J.Appl.Phys. 47,
4669, (1976)〕に従って磁気異方性定数を求める。す
なわち、各磁界ＨでのトルクＬと（Ｌ／Ｈ）²の関係を
グラフにプロットし、印加磁界を無限大に外挿してグラ
フの直線部の傾きより磁気異方性定数Ｋ _Nを決定する。

【００６０】ここで求められる磁気異方性定数Ｋ_Nは、
直交した２枚のサンプルＳ，Ｔの合成された見かけの磁
気異方性定数である。一方、サンプルＳ，Ｔの真の磁気
異方性定数Ｋ₀と見かけの磁気異方性定数Ｋ_Nの間に
は、次の関係が成り立つ。Ｋ₀＝Ｋ_N／sin ２θ_E ・・・（２）したがって、先に求めた見かけの磁気異方性定数Ｋ_Nを
前記関係式（２）に代入することで、真の磁気異方性定
数Ｋ₀を算出することができる。

【００６１】各サンプルの作製条件を表１に、またそれ
らの磁気特性〔Ｂｓ，Ｈｃ(V) ，Ｈｋ(eff) ，Ｋ₀，θ
_E〕を表２に示す。なお、磁化容易軸方向θ_Eは、膜面
の法線方向を０°とし、それからの傾き角として表示し
てある。

【００６２】

【表１】

【００６３】

【表２】

【００６４】上述の各サンプルに対し、図１６に示すよ
うな基本構造を有する複合型の磁気ヘッドを用いて記録
再生を行い、その特性を評価した。この複合型の磁気ヘ
ッドは、一対のフェライトコア９１Ａ，９１Ｂの突き合
わせ面を斜めに削り、それぞれＦｅ−Ｇａ−Ｓｉ−Ｒｕ
合金（飽和磁束密度Ｂｓ＝１４ｋＧ）からなる軟磁性金
属薄膜９２Ａ，９２Ｂを成膜するとともに、これら軟磁
性金属薄膜９２Ａ，９２Ｂの端面間にギャップ材を挟み
込み、磁気ギャップｇを形成してなるものである。磁気
ギャップｇの両サイドには、非磁性のガラス９３が充填
され、磁気テープに対する当たりを確保するようになさ
れており、また一方のフェライトコア９１Ｂには巻き線
溝９４が設けられている。

【００６５】評価したのは、再生出力（記録波長λ＝
０．５μｍ）、スチル耐久時間であり、各サンプルのカ
ッピッグ量及び電磁変換特性とスチル耐久性の双方を考
慮した総合評価と併せて表３に示す。また、ディジタル
信号の記録再生特性の指標として、Ｄ₅₀並びにエラーレ
ートの測定結果を表４に示す。なお、表３の総合評価の
欄において、◎は「非常に良好」、○は「良好」、△は
「やや劣る」を表す。

【００６６】

【表３】

【００６７】

【表４】

【００６８】表３より、回転ドラムを用いた磁気記録シ
ステムに用いた場合、Ｎｉ添加量を３〜１０原子％の範
囲に限定することにより、電磁変換特性とスチル耐久性
の双方を考慮した総合特性的に優れた垂直磁気記録媒体
が得られることがわかる。また、表４より、ディジタル
画像信号を記録した場合に、高密度記録が可能でエラー
レートも小さいことがわかる。したがって、本発明の垂
直磁気記録媒体は、回転ドラムを用いたディジタル画像
信号の記録再生方法に適したものであると言える。

【００６９】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、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能
であることは言うまでもない。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、Ｃｏ−Ｏ系垂直磁化膜にＮｉを３〜１０
原子％添加し、カッピング量を抑制しているので、スペ
ーシング量を低減することができ、特に回転ドラムを用
いた磁気記録システムにおいて優れた電磁変換特性を発
現せしめることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】カッピング量を説明するための模式図である。

【図２】カッピング量の正負を説明するための概略断面
図である。

【図３】磁性層の磁化容易軸方向θ_Eと磁気ヘッドの走
行方向を説明するための模式図である。

【図４】ディジタル画像信号を再生歪みが少ないような
形で圧縮して記録するディジタルＶＴＲの信号処理部の
記録側の構成を示すブロック図である。

【図５】信号処理部の再生側の構成を示すブロック図で
ある。

【図６】ブロック符号化のためのブロックの一例を示す
略線図である。

【図７】サブサンプリング及びサブラインの説明のため
の略線図である。

【図８】ブロック符号化回路の一例を示すブロック図で
ある。

【図９】チャンネルエンコーダの一例の概略を示すブロ
ック図である。

【図１０】チャンネルデコーダの一例の概略を示すブロ
ック図である。

【図１１】磁気ヘッドの配置の一例を模式的に示す平面
図である。

【図１２】回転ドラムの構成例及び磁気テープの巻き付
け状態を示す平面図である。

【図１３】回転ドラムの構成例及び磁気テープの巻き付
け状態を示す正面図である。

【図１４】真空蒸着装置の構成例を示す模式図である。

【図１５】磁気トルクメータによる磁気異方性定数の測
定方法を説明するための模式図である。

【図１６】評価に使用した磁気ヘッドの構造を示す概略
斜視図である。

【符号の説明】

１Ｙ，１Ｕ，１Ｖ・・・コンポーネント信号の入力端子５，６・・・・ブロック化回路８・・・・・ブロック符号化回路１１・・・・チャンネルエンコーダ１３Ａ，１３Ｂ・・・・磁気ヘッド２２・・・・チャンネルデコーダ２６・・・・ブロック復号回路２８，２９・・・・ブロック分解回路１０１・・・・磁性層（Ｃｏ−Ｏ系蒸着膜）１０２・・・・ベースフィルム

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】（Ｃｏ_1-xＮｉ_x）_1-mＯ_m（ただし、
０．０３≦ｘ≦０．１０，０．１０≦ｍ≦０．３０）な
る組成を有するＣｏ−Ｏ系垂直磁化膜を磁性層とし、全
体の膜厚が１０μｍ以下であり、カッピング量が−０．
２０〜＋０．０５であることを特徴とする垂直磁気記録
媒体。