JPS5812104A - 磁気再生装置 - 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】 本発明は、磁気記録媒体が形成する磁界の変化による磁
性・体の特性便化を利用して再生を行なう磁気再生装置
に関する。

磁気記録媒体に記録された信号を再生するための従来一
般の再生方式は、第１図に示すように、信号が記録され
た磁気記録媒体１上をリング型の磁気ヘッド２を相対的
に走らせて、電磁発電機同様の原理によシ磁気ヘッド２
に誘起する起電力に基く出力を取シ出すようにしたもの
であっ九、ところがこのような再生方式においては、十
分大きな再生出力を８Ｎ比良く得るためには十分大きな
磁束を必要とする丸めに、記録トラックのトラック幅を
大きくする必要があった。

第２図はこのようなトラック幅Ｗと再生出力の８Ｎ比の
関係を示したものである。この図から明らかなように、
トラック幅Ｗが例えば２００μｍ程度の大きいときには
再生出力の８Ｎ比も曳好であるが、トラック幅を２００
声重から徐々に小さくすると、ＩＮ比は約３　ｄｌｅ１
０Ｃ４で低下する。そして再生増幅器のノイズＮｏとテ
ープノイズＮＴが同程度となるトラック幅Ｗ１よりもさ
らにト２．り幅を小さくすると、Ｎｏ）ＮＴとな１３、
ａＮ托はトラック幅Ｗ１を境にして６ｄＢ１０ｃｔで低
下するようＫなる。すなわちこの関係は次式で示される
・ このようにトラック幅がＷ１以下になると８Ｎ比が急激
に劣化する。この８Ｎ比の劣化は、磁気ヘッド２０巻線
数を多くして再生出力の増加を図っても余り教善されな
い、なぜなら再生増幅器のノイ：１ｅＮｏは磁気へ、ド
２のインピーダンスに関係しておシ、上記のようにへ、
ドの巻線数を多くするとインピーダンスも大きくなシ、
ＮＯも大きくなる丸めである。従って、現在のＶＴＲや
磁気ディスク等では長時間記録再生が要求され、トラッ
ク幅を狭くする仁とが要求されているにもかかわらず、
現状で社トラック幅Ｗが２０μｍ１１度で８Ｎ比が４３
ｄＢ程度が最小の値となりている。このように、従来の
磁気記録再生方式ではトラック幅を狭くすることができ
ず、高密度記録再生に限界があった。

本発明は仁のような点に鑑みてなされたもので、その目
的は磁気記録媒体のトラ、り幅が狭くとも十分大きな再
生出力を８Ｎ比よく得ることができる磁気再生装置を提
供するととにある。

発明者は、磁気へ、Ｐとして磁性体にインダクタンス素
子を結合させたものを用い、ヒのインダクタンス素子を
同調素子とする同調回路を構成して、仁の同調回路に高
周波信号を供給するようにし、磁気記録媒体が形成する
磁界の変化による磁性体の透磁率や高周波損失等の特性
変化に伴う同調回路の出力の変化を検出して、磁気記録
媒体に記録された信号を再生する装置を既に提案してい
る。この方式によれば、磁気記録媒体が形成する磁界の
わずかな変化も磁性体の特性変化として検出され、しか
も再生比カニネルイーが高周波発振器から供給されるの
で、８Ｎ比のよい大きな再生出力を得る仁とができる。

従って、磁気記録媒体のトラック幅をと）狭くでき、高
密度記録が可能となる。

本発明はこの方式の磁気再生装置においで、磁気へ、Ｐ
を構成する磁性体の磁気記録媒体表面に垂直な方向の厚
さを０．５■以下とするとともに、磁気へ、ドを磁性体
と磁気記録媒体表面との間のギャップを１μｍ以下に保
りて磁気記録媒体上を相対的に走行させることによって
、磁気記録媒体が形成する磁界の変化に対する磁性体の
検出感度を向上させ、再生感度の一層の向上を図り九も
のである。

以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。

鞘３図社本発明の一実施例に係る磁気再生装置の構成を
示したものである６図において、１ａは磁気ヘッドであ
シ、磁性体１１にインダクタンス素子１１を結合させえ
ものである。インダクタンス素子Ｊ２はこれに並列に接
続されたコンデンｆｌｌとともに同１１回路５４ｔ−構
成している・この同調回路Ｊ４の一端は接地され、他端
はコンデンｔａｘを介しそ例えば８０　ＭＨｍ〜１００
　Ｍｕｓ程度の高周波を発振する高周波発振器Ｊ＃ＫＩ
！続されていゐ、コンデンサＩＩは高周波発振器ｘｉを
等測的に電流源とみなし得るようにするためと、直流を
カットする丸めのもので、同調回路ｓ４に影響を与えな
い程度に小さな値に選ばれている。一方、同調回路Ｊ４
の他端はさらに直流力、ト用コンデンサｓｒの一端に接
続され、コンデンサｓ１の他端はチ璽−クコイルＳ＃を
介して接地されるとともに、ダイオードＪｉｌとコンデ
ンサ４０および抵抗４１からなるビータ検波回路４１Ｋ
ＩＩＩ絖されている。

このような構成において、信号が記録された磁気記録媒
体ＪＪＫ磁気へラドＪ＃を対向させて矢印のように相対
的に走行させると、磁気記録媒体４Ｊが形成するところ
（Ｄｌｅ鎌信号に応じて変化する磁界が磁性体ＪＪＫ加
わシ、これによｐａ性鉢体Ｓ１透磁率声が第４図に示す
如く最北する。ここで磁性体Ｊ１としてμの変化が大き
い材料、例えば薄膜化ｚ？−マロイ、センダスト・ＭＩ
Ｉ−Ｚｍ系７エライ）（単結晶ホットブレス）などを選
択すると、このμの変化によルインダクタンス素子Ｊ２
のインダクタンスが大きく変化し、ヒれによってインダ
クタンス素子Ｊ１とコンデンサＪＪとて構成される同調
回路３４の同調周波数が変化する６例えば、この同調回
路Ｊ４の初期の同調周波数を第５図（１）実線の特性曲
線で示す如（ｆｒｏと設定しておくと、インダクタンス
素子３２のインダクタンスが変化することＫより、その
同調周波数が第５図（ａ）の破線の特性−−で示す如（
ｆｒ・′に変化する。

このため、高周波発振器３ｄからこの同調回路Ｊ４に供
給畜れる高周波信号の周波数を第５図（ａ）のｆｒｌの
如く設定すると、同調回路１４ｃ）両端゛に発生する電
圧ａ　Ｖ　ｓからｖ富の如く変化する。従りて、高周波
発振器Ｊ−の出力は同調回路１４で第５図（ｂ）のよう
に磁気記録媒体４１の配録信号によシ振幅変調をうける
。こＯ変調をうけた高周波信号はピータ検波回路４７に
供給されてそのピーク値が検波される。その結果、第５
図（・）Ｋ示すような検波出力、即ち信号再生出力が得
られる。

なお、上記説明では磁性体Ｊ１のμの変化による同調周
波数の変化を利用して信号を再生したが、上記と同様表
構成により、磁性体Ｊ１の高周波損失の変化による同調
回路ｓ４のＱの変化を利用して信号再生を行うことも可
能である。

すなわち磁気記録媒体からの磁界が変化すると、磁性体
Ｊ１の磁化の状態に応じて高周波損失分が変化し、これ
により同調回路Ｊ４のＱが変化する。従って磁性体３１
として磁界の変化による高周波損失の変化が大きい材料
、例えば従来の賀イクロ波フェライト（Ｍｎ　−Ｍｇ系
フェライト、Ｎ１系Ｎｔ−Ａｊ系フェライト、ＹＩＧ系
とそのＡＩ−置換体など）高周波フェライトなどを用い
ると、Ｑの大きな変化が得られる。Ｑが変化すると、同
一回路３４０両端の電圧は第６図（ａ）に示すように変
化する。従りて高周波発振ｓＪ−の出力Ｆｉ第６図（ｂ
）に示すようＫＱの変化により振幅変ｇｔ受け、これを
ピーク検波囲路４１を通すことによシ、第６図（・）に
示すように再生出力を得ることができる。

上述したような２つの再生方式、即ち磁性体ｓ１のｓＯ
変化による同調周波数の変化を利用した再生方式、およ
び磁性体Ｓ１の高周波損失による同調回路ｊ４のＱの変
化を利用した再生方式は、どちらか一方のみを選択する
こともできるが、同調囲路１４の同調周波数の変化およ
びＱの変化という現象は同時に起こ〉得るので、この２
つの現象を同時に利用して再生を行っても良い。

、また以上の説明では、低磁界におけるμの変化、高周
波損失分の変化を利用した場合を想定しているが、高磁
界において生じる共鳴吸収を利用することも可能である
。

第７図は成る高周波数におけるテンソル透磁率声′およ
びその損失項μｌが外部磁界により変化する様子を示し
ている。この図で外部磁界の正方向として杜、磁性体の
磁化ベクトルの１差運動の向き・回転数と、高周波の円
偏波の向き・回転数とが一致する共振の生ずる側をとっ
た。

この図かられかるように、一般に磁性体においては低磁
界において透磁率μ（テンソル透磁率μ′）や損失μｌ
が変化する特性りを示すほか、高磁界においては共鳴吸
収という現象を生じ、テンソル透磁率μ′や損失（共鳴
損失）が変化する特性Ｋを示す、従ってこの共鳴吸収部
を利用して前述と同様の再生を行うことができる。この
場合予め磁性体にバイアス磁界を加えておく必要がある
。／４イアス磁界のかけ方としては、永久磁石あるいは
電磁石によシ直流又は必要に応じ交流磁界を磁性体Ｋか
ければよい、この場合共鳴磁界Ｈａ（Ｚ方向）は、これ
に直交するｘ−ｙ平面に加える高周波磁界の周波数ｆと
すると、以下の関係になる。

ｒ：ノヤイロ！ダネティック比で通常２．８　Ｗａｓ／
エルステッド ＮＸ＋Ｆｅｌ！：共鳴磁界（外部磁界）の方向を２方向
とじ友場合の反磁界係数でＮｘ＋Ｎｙ＋Ｎｍ　−４πＭ
−＝飽和磁界 ここで、例えば針状の磁性体（Ｎｚ−Ｎｙｓｗ　２π。

Ｎｘ−０）の軸に沿って外部磁界を加える場合、上記の
弐社 ｆ　ｗ　ｒ　（Ｈｍ＋　２ｇＭ５　） となり、適轟な飽和磁化値を遺ぺは共鳴磁界Ｈａをテー
プの保磁力３００エルステ、ドル５００エルステツド以
下にして記録状態を保持することが容易である０例えば
ｆ　＝　５６０　ＭＨｚとすると、飽和磁化が３００ガ
ウスの磁性材料、例えばイツトリチウム鉄ガーネット（
ＹＩＧ）のアル建ニウム置換体の場合Ｈｚは５０エルス
テ、ドとなる。従って一！ｓＯエルステ、ド近傍にバイ
アス磁界を設定しておくと、共鳴現象によるテンソル透
磁率又はその損失分の変化がと〕出し易くなる。なお５
０エルステ、ドより低く、飽和状態に達しない保磁力を
下層るバイアス磁界（無ｚｆイアス磁界状態も含めて）
に設定すれば前述したように低磁界損失の変化をと〕出
すことが容易になる。

発明者らは上述したような磁気再生装置についてさらに
研究を進めた結果、磁性体ｊ１の磁気記録媒体４３表面
に垂直な方向の厚さｄを小さくする程、再生感度（再生
出力）、特に高周波域での再生感度が向上することを見
出したーこの理由は、磁気記録媒体４３が形成する磁界
はその表面に近い程強く、記録信号周波数が高い程その
傾向が強いためで、磁性体Ｊ１の厚さｄが大きくなると
その一部にしか磁気記録媒体４３が形成する磁界が及ば
ずこの磁界の変化による磁性体３１のμや高周波損失勢
の特性変化が相対的に小さくなるからである。

第８図は厚さｄｔ−Δラメータとし九再生出力の周波数
特性を示したもので、ｄを小さくするに従って再生出力
が上昇し、周波数特性も向上することがわかる。ζζで
、本発明では次の理由からｄの値を０．５震以下に設定
する。

一般に磁気記録においては、記録波長λ、磁気記録媒体
と磁気ヘッドとの相対速度！および記録信号周波数１０
間にλ’−ｖ／１の関係があシ、λＯ値としてはｌ■以
下が要求される０例えばオーディオ用カセットテーデレ
コー〆を例にとれば、ｖ　ｗｍ　４．７５ｆｆｉ／Ｈ＠
　、／の最低値が５０　Ｈｚであシ、１ｗｍ　ｌ　ｌ＠
以下となる。一方、磁気記録媒体が形成する磁界の強さ
は、磁気記録媒体の厚さ方向においては表面からλ力の
距離以上離れると急激に減少する。すなわち、スは１■
が上限であるから、第３図において磁性体ｊ１が磁気記
録媒体４１０表面から０．５■より遠くの位置にまで存
在すること、換言すれば磁性体１１の厚さｄが０．５　
ｍを越えることは、磁気記録媒体４１が形成する磁界の
変化を検出する上でほとんど効果がなく、前述し丸よう
に高周波域での再生感度の点からみればむしろ逆効果と
なる。従って、本発明のように櫨を０．５ｍ以下に選べ
ば、高周波域での再生感度を効果的に上げることができ
る。なお、ｄは小さければ小さいほどよく、特に５０μ
鳳以下が好ましい。

とζろで、上述のように磁性体３１の厚さｄを薄くした
場合には、磁性体３１の磁気記録媒体４３との摩擦によ
る摩耗、そしてその摩耗による再生特性の劣化、および
磁気へ、ドＳＯとしての寿命の短縮が従来とは比較にな
らない程大きな問題となる。この点を解決する九めＫは
、磁気ディスクや磁気シートにおける記録再生で行なわ
れているように、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間に４
Ｐヤ、ｆを持たせればよい、しかし、本発明においては
磁気記録媒体４Ｊが形成する磁界の変化を磁性体Ｊ１の
特性の変化として検出する関係上、このギヤ、ｆが従来
のように数μｍ〜士数μＩもあると、特に高周波域にお
ける再生感度がかなシ低下し、磁性体Ｊ１の厚さｄを薄
くすることの意味がなくなってしまう。

発明者らは、この点についても研究し九結果、磁性体Ｊ
１と磁気記録媒体４１との間のギャッ！ｔ１μ■以下、
好ましくは０．５〜０．１μｍの範囲にすることにより
、高周波域まで十分に再生感度を向上させることを見出
した。

？ 第１図は第３図において磁気へ、ドＳＯが磁気記録媒体
４１上を相対的に走行する様子を示ハ磁気ディスクであ
）、磁気ヘッド５ｅＢｙａ−ティンダヘッド構造となっ
ている。すなわち、磁気ヘッドＪＯを構成する磁性体Ｊ
１およびインダクタンス素子Ｊ２＃′ｉ、磁気へ、ドＪ
　ｏｌｃ比べて十分底面積の大きい７Ｃ”　−ト４４の
底部に装着されている。仁の例では磁性体ｊ１は帯状の
薄膜により形成され、インダクタンス素子Ｊ２は磁性体
Ｊ１を囲むように同じく薄膜にょシ形成されて、ワンタ
ーンコイルとして作用するようになりている。この、よ
うな構造であれば、磁性体１１の厚さｄ、を０．５１１
１１以下にすることは容易であシ、磁気記録媒体４Ｊと
しての磁気ディスクの高速回転走行によりフロート４４
と磁気記録媒体４１０表面との間に空気流が発生するこ
とにより、磁性体Ｊ１と磁気記録媒体４ｓの表面との間
に１μｍ以下のギヤ、グＧを生じせしめることは容易で
あるから、本発明の効果を十分に達成することができる
。

なお、上記例では磁気記録媒体として磁気ディスクを用
いたが、磁気シートを用いてもよいが磁気シートの場合
は、例えば磁気シートを基板上て高速回転させることに
ょシシートと基板との間に空気流を発生させるようにし
、上記基板上に磁気ヘッドを設けるととＫよって同様な
ギャップを持たせることが可能である。

また、磁性体Ｊ１と磁気記録媒体４ｊの表面との間のギ
ヤ、ｆを１μｍ以下に保つ手段としては、空気流を用い
る代りに磁気記録媒体４ｓの表面にシリコーンオイル等
の絶縁性の油膜を形成してもよい。

さらに、磁気記録媒体としては磁気ディスクや磁気シー
トのような回転磁気紀―媒体に代えて、磁気チーブを用
いてもよい。

以上説明し丸ように、本発明によれば磁気記録媒体が形
成する磁界の変化を厚さｏ、　ｓ　ｍ以下で、かつ磁気
記録媒体表面との間に１μｍ以下のギヤ、デを持つよう
にコント日−ルされ良磁性体により感度よく検出し、こ
の磁性体に結合し九インダクタンス素子を同調素子とす
る同調回路に供給される高周波信号の変化を検出する仁
とＫよ）、従来のりンダ型磁気へ、ドを用いた場合に比
べ飛躍的に再生感度を上げることができ、大ｍｅ再生出
力を８Ｎ比よく得ることができる。これＫよつて記録媒
体のトラ、り幅を２０ｐｍ以下Ｋｔで狭くする仁とが可
能となり、極めて高密度な磁気記録再生を行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁気再生方式を示す図、第２図は従来の
磁気再生におけるトラック幅と再生出力の８Ｎ比の関係
を示す図、第３図は本発明の一実施例を示す図、第４図
は磁界の変化に対する磁性体の透磁率μの変化を示す図
、第５図（１）は同一回路の同調周波数の変化により同
調回路の両端の電圧が変化する様子を示す図、第５図（
ｂ）は記録媒体に記録され良信号によシ振幅変調を受け
た高周波発振信号波形を示す図、第５図（りはそのピー
ク検波波形図、第６図（＆）は同調回路の尖鋭度ＱＯ変
化によ〕同調回路の両端の電圧、が便化する様子を示す
図、第６図（ｂ）は記録媒体に配録された信号により振
幅変調を受けた高周波発振信号波形を示す図、第６図（
・）はそのピーク検波波形図、第７図は磁界の大きさに
対するテンノン透磁率μＩおよび損失分μＩの関係を示
す図、第８図は同実施例における再生出力の周波数特性
を磁性体の厚さを・母うメータとして示す図、第９図（
ａ）　、　（ｂ）　ｔｊ同実施例において磁気ヘッドが
磁気配録媒体、上を相対的に走行する様子を示す図であ
る。 ３０・・・磁気へ、ド、ｊ　Ｊ−・・磁性体、３２・・
・インダクタンス素子、３１・・・コンデンサ、３４・
・・同調回路、３６・・・高周波発振器、４２・・・ピ
ーク検波回路、４３・・・磁気記録媒体、４４・・・フ
ロート　。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１　図 １Ｉｚ図 篇３１ｉ ｌＩ４図 −Ｈｏ　　　　　９ ５ｌ （ａ） 中 ６ｍ （ａ） 篇７１１ 第８ｇ ＷＩ波数 ９１１ ３９−

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気記録媒体が形成する磁界の変化を検出する磁
   性体および仁の磁性体に結合されたインダクタンス素子
   を含む磁気ヘッドと、前記インダクタンス素子を同調素
   子として構成された同一回路と、ヒの□同調回路に高周
   波信号を供給する手段と、前記磁界の変化による前記磁
   性体の特性変化に伴う前記同調回路の出力の変化を検出
   して前記磁気記録媒体に記帰された信号を再生する手段
   と前記磁性体の前記磁気記録媒体表面に垂直な方向の厚
   さを０．５−以下に設定するとともに、前記磁気へ、ド
   を前記磁性体と前記磁気記録媒体表面との間のギヤ、ｆ
   を１μｍ以下に保って前記磁気記録媒体上を相対的に走
   行させるようにしたヒとを特徴とする磁気再生・装置・
   　　　　　　　　−
2. （２）磁気記録媒体として゛回転磁気、記銀媒体を用い
   、この回転に伴い磁気へ、ドとの間に発生する空気流に
   よって磁性体と磁気記録媒体表面との間・のギャッｌを
   １　　ｐｍ以下に保っことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の磁気再生装置。
3. （３）回転磁気記ＩＩｋ媒体として磁気ディスクを用い
   、かつ磁気ヘッドをフロートに装着して７０−テインダ
   ヘツド構造としたことを特徴とする特許請求の・範５ｆ
   ＩＩＫ２項記載の磁気再生装置。
4. （４）　　回転磁気記＃に媒体として磁気シートを用い
   るヒとを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の磁気再
   生装置。
5. （５）　　磁気記録媒体表面に油膜を形成して磁性体と
   磁気記録媒体表面との間のギヤ、ｆを１ｓ以下に保つこ
   とを特徴とする特許請求の範８第１項記虻０＠′気再生
   装置・。