JPS5930229A - 磁気ヘツド - 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】 本発明は幅走査形磁気テープ記録装置のサーボ信号記録
ヘッドに関するもので、さらに詳しくいえば、上記記録
装置のトラック位置ずれ検出用サーボ信号の記録ヘッド
に関するものである。

従来の磁気ヘッドを用いたこの種装置は、第１図に示す
放送用２インチ４ヘツドＶＴＲに代表される如く、回転
へラドロータ１に搭載された情報記録再生用磁気ヘッド
（以下、回転ヘッドと略称する）２とは独立に設けられ
たコントロールヘッド３でコントロールパルスを磁気テ
ープ４に記録・再生することにより情報トラック５への
回転ヘッド位置決めを行なっていた。

すなわち、装置の記録動作においては、回転ヘッドロー
タ１上の回転ヘッド２が情報トラック５の始端を通過す
る時刻に同期してコントロールヘッド３が磁化反転をコ
ントロールトラック６に記録し、また、装置の再生動作
においては、コントロールヘッド３の再生パルス発生時
刻と回転ヘッド２が情報トラック５の始端を通過する時
刻が一致するようキャプスタンモータＴを制御すること
により、情報トラック５の中心へ回転へラドロータ１上
の回転ヘッド２を位置決めしていた。なお、図において
、８はキャプスタンである。

しかしながら、このような装置においては、同−装置で
同一の磁気テープに記録０再生する場合においても、テ
ープ上のコントロールパルス記録位置から情報トラック
までの距離がテープの伸縮により変化することが回転ヘ
ッドの位置決め誤差を生じさせ、また、記録装置と再生
装置が異る場合においては、回転ヘッドとコントロール
ヘッド間距離の装置間バラツキが同様の誤差を生じさせ
て、再生情報信号のＳＡを悪化させるという欠点がちっ
た。さらに、回転ヘッドとコントロールヘッドを磁気テ
ープ上の同一場所には原理的に設置し得ないことにより
、位置決め対象から検知器までの距離を零（０）にでき
ないことが磁気テープの高速起動轡停止を困難にしてい
た。

一方、他の従来形装置においては、再生時のトラック位
置決めをより精密に行なうことを狙いに前記コントロー
ルヘッドを用いる方法と、テープの走行速度を故意に１
０Ｈｚ程度で振動させた結果得られる回転ヘッド再生信
号の振幅変調を利用してトラック位置ずれ量を検知する
方法を併用していた。

しかしながら、この方法においては、少量ながらトラッ
ク位置ずれを常時発生させているので、再生信号の８／
′Ｎ低下やジッタの増加が避けられないという欠点があ
った。

一方、情報処理装置用大容量記憶装置（以下、大容量記
憶装置と略称する）に幅走査回転ヘッド機構を適用する
には、情報トラック中心を示しかつ回転ヘッドで再生可
能なサーボ信号を情報の記録に先立って記録しておくこ
とが重要である。これを従来技術で実現するには、サー
ボ信号記録専用の回転ヘッド記録装置を用いて従来の幅
走査膨大容量記録装置用サーボ信号の説明図である第２
図に示す如き奇偶トラックにまたがってｆｉ　を偶奇ト
ラックにまたがって１２なる周波数のサーボ信号を記録
しておき、情報の記録または再生のときには再生サーボ
信号を周波数フィルタで周波数ｆ１と周波数ｆ２に分離
したのちその大小関係から情報トラック中心を検知する
方法があった。なお、この第２図において、２は回転ヘ
ッドを示し、４は磁気テープ、５は情報トラックを示す
。

しかしながら、このような方法においては、磁気テープ
製造業者等が設備すべきサーボ信号記録装置に回転ヘッ
ドを具備するための装置が複雑となシ、まだ、長さ２０
ｍの磁気テープ１巻のサーボ信号記録に約４分を要し、
磁気テープの製造単価を高価にするという欠点があった
。

このような欠点を除去するため、この発明の出願人は最
近、高精度でかつ高信頼なトラック位置決め制御を可能
にするサーボ信号記録方法を提供している。

このサーボ信号記録方法の一例を第３図に示し説明する
と、第３図において第１図と同一符号のものは相当部分
を示し、９は直流磁化ヘッド、１０は多ギャップヘッド
（マルチギャップヘッド）、１１はパターン形成ヘッド
である。ｔ２はサーボトラック予定部、１３は磁化反転
部分、１４はサーボ信号用磁化パターンを示し、矢印ａ
はテープ走行方向を示す。そして、キャプスタンモータ
Ｔとキャプスタン８は磁気テープ４がマルチギャップヘ
ッド１０を通過した後にパターン形式ヘッド１−１を通
過するよう（構成された磁気テープ走行手段を構成して
いる。

つぎにこの第３図に示すサーボ信号記・録方法の動作を
説明する。まず、記録動作を行なうにはキャブ−タン８
で磁気テープ４を定速走行させつつ、直流磁化ヘッド９
でサーボトラック予定部１２をテープ幅方向に直流磁イ
ヒした後、マルチギャップヘッド１０でサーボトラック
予定部１２の一部分を１すだれ状に反転磁化する。そし
て、これにより回転ヘッド２で再生し得る磁化反転部分
１３が記録さずＬだので、さらに、パターン形成ヘッド
１１でサーボ信号用磁化パターン１４を形成する。

しかしながら、このような磁気ヘッドを用いたサーボ信
号記録方法においては、信号品質が悪いので、高い位置
検出精度が得られないという欠点がおり、また、再生し
たときの出力が小さいという欠点があシ、さらに、記録
磁化ベクトルの向きに影響を受けるという欠点があった
。

本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解決すると
共に、かかる欠点を除去すべくなされたもので、千の目
的は信号品質がよく、高い位置検出￥￥ｔｉ、がイ得ら
れ、かつ再生したときの出力が大きく、さらに記録磁化
ベクトルの向きに影響しない磁気−、ラドを捉供するこ
とにある。

この上う々目的を達成するため、本発明はギャップ長２
ｇなるギャップを保って対面する幅Ｗなる単数またはｔ
ｙ数の磁極対の、ギャップラインに沿った食い違い距離
１が上記ギャップ長２ｇより大なるようにしたもので、
以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。

第４図は本発明による磁気ヘッドの一実施例を示す構成
図で、第３図の矢印すの方向から見た磁気テープ４と直
流磁化ヘッド９、本発明による磁気ヘッドの一例である
マルチギャップヘッド１０およびパターン形成ヘッド１
１などに係る部分を抽出して示したもので、説明に必要
な部分のみを示す。

そして、直流磁化ヘッド９はそのギャップラインが矢印
ａで示すテープ走行方向に対し約１０°傾けであるのて
、サーボトラック予定部１２に残留する磁化はほぼ幅方
向である。その後通過するマルチギャップヘッド１０は
分割されたギャップ１５を有し、かつ中央部に位置する
ギャップのみはギャップラインの長さを他のギャップに
比較して顕著に狭めである。

ここ゛Ｃ１本発明による磁気−・ラドの一例であるマル
チギャップヘッド１０は、幅走査回転ヘッド記録機構用
磁気テープ４に対面して、その矢印ａて示す磁気テープ
走行方向とのなず角度１１１が０くｍ≦９０波であるよ
うな直線上に間隔を保持して配置され７Ｅ例えば複数ギ
ャップ１５をイ］−ノ゛る磁気ヘッドである。そしで、
そのギャップ形状は第４図（ｂ）に示すよう’／ｉ構造
である。なお、第４図（ａ）では説明を開学化するため
省略の目的でギャップ数が５”の場合を示したが、第４
図（ｂ）ではギャップ数が°゛１０°′の場合を示して
いる。

すなわち、例えば複数のギャップを構成すべき磁極コア
を相互に距１ｔ７１１Ｊの食い違いを与えて接合したも
ので、その食い違いの向きは第４図（ａ）に示すように
、ギャップラインよりも磁気テープ走行の上流に位置す
る磁極コアを下流側に移動させた構造である。そして、
Ｗはギャップ長２ｇなるギャップを保って対面する幅を
示し、Ｌは隣り合うイーヤツブ間の距離を示す。

なお、この食い違い距離Ｊは大きいほど効果が高く、理
論的には無限大まで延長したときが最良効果を力えると
考えられるが、この第４図（ｂ）に示す４１ｑ成から明
らかなように、Ｗ−＝Ｌ／３であるから、食い違い圧部
ノの大きさには限界があり、食い違い距離１は隣り合う
ギャップ間の距離りに較べて１／１０程度にすることが
必要であるが、ギャップ長２ｇより大なることが必要で
ある。そして、実験の結果によれば、Ｌ　＝　１５４Ｉ
１ｍ　、　Ｗ＝　４５μｍ。

！＝１３μｍのとき、再生振１Ｎおよび１波形毎の振幅
変動率（再生振幅変動率）が最良であった。

マタ、パターン形成ヘッド１１は矢印ａで示す磁気テー
プ走行方向とのなす角度ＳがＯ＜　ｓ　＜９０度である
ような直線上に単一ギャップを有する磁気ヘッドである
。

そして、本発明による磁気ヘッドの一例であるマルチギ
ャップヘッド１０は上記のように構成されているので、
マルチギャップヘッド１０を通過した後の磁化反転部分
１３はマルチギャップヘッド１０の分割数の２倍の磁化
反転を有し、かつその磁化方向はテープの幅方向である
から、幅走査形回転ヘッド２で再生することができる。

さらに、磁気テープ４が最後に通過するパターン形成ヘ
ッド１１を設け、そのギャップラインを、ｔＡｎ　Ｓ　
＝　ＷＴ／２　ｐ ただし、ＷＴはサーボトラック幅、ｐは情報トラックピ
ッチ。

なる角度８だけ、矢印ａで示す磁気テープ走行方向から
傾けて設置し、前述の第３図に示すキャプスクンモータ
７に同期する同期回路１６を介して、２トラツクピツチ
につき１トラックピッチ相当部分を消去してサーボ信号
磁化パターン１４を得る。

１７は同期回路１６の出力によって制御されるスイッチ
である。そして、矢印Ｃは回転ヘッド走行方向を示す。

以上のようにして記録されたサーボ信号磁化パターン１
４は従来の回転ヘッドで再生され、以下に述べる回路を
用いてトラック位置ずれ信号を発生する。

第５図はその回路の一例を示すブロック図である。第５
図において第４図と同一部分には同一符号を何して説明
を省略する。

第５図において、２１は回転ヘッド２の出力信号を増幅
する増幅器、２２は増幅器２１の出力を整流する全波整
流回路、２３は全波整流回路２２の出力によって駆動さ
れる比較回路、２４は比較回路２３の出力を入力とし後
述するオア回路２Ｔの出力によって制御される両方向計
数回路、２５は比較回路２３の出力を入力とするパルス
間隔判定回路、２６は全波整流回路２２の出力を入力と
するパルス不連続検出回路で、このパルス不連続検出回
路２６の出力および上記パルス間隔判定回路２５の出力
はオア回路２７を介して両方向計数回路２４を制御する
ように構成されている。

つぎにこの第５図に示す回路の動作を、横軸に時間１Ｓ
縦軸に振＠Ａをとって表わした動作説明図である第６図
（ａ）　、　（ｂ）を参照して説明する。

まず、第４図（ａ）に示す情報トラックチッチｐと同じ
コア幅の回転−＼ラド２がトラック２Ｎに先立ち、サー
ボ信号磁化パターン１４の中心を走査すると、第６図（
ａ）に示す実線の波形を全波整流回路２２の出力である
線２０に発生する。この線２０の信号は比較回路２３を
駆動し、第６図（ａ）の破線で示すレベルより振幅の犬
なるパルスのみを両方向計数回路２４へ供給する。そし
て、比較回路２３の出力である線２９はまた、パルス間
隔判定回路２５を駆動し、サーボパターン中央にある小
間隔パルスを検出して両方向計数回路２４を増引数から
減打１数に転じさせ、両方向計数回路２４の最終値は零
（０）を示す。

そして、この動作においては、回転ヘッド２が外乱等に
より２′の位置にあって走査を開始すると、第６図（ａ
）の２点鎖線に示す如き信号を線２０に発生し、両方向
計数回路２４は負数の計数値をもって位置ずれ量をｆｉ
１３０上に表示する。

一方、回転ヘッド２が第５図の奇数トラックを走査しよ
うとするときは、第６図（ｂ）に示す波形を絆２０に発
生し、パルス不連続検出回路２６はその中央付近にある
パルス不連続部を検知して両方向計数回路２４を増計数
から減計数に転じさせることにより、上記偶数トラック
走査の場合と同様にトラック位置ずれ量を線３０上に表
示する。なお、２８はオア回路２Ｔの出力である線を示
す。

このようにして、線３０上の信号は、回転ヘッドと情報
トラックの相対変位を正確に表示しているから、高速か
つ高精度な閉ループ方式の磁気テープ送り制御に使用す
ることができる。

以上はＶＴＲに本発明を実施しだ場合を例にとって説明
したが、以下に、大容量記憶装置用サーボ信号記録装置
に適用した場合の実施例について説明する。

大容量記憶装置においては、情報記録時に先立ち、予め
サーボ信号が記憶されている必要があるから、磁気テー
プ製造業者等は出荷すべきすべての磁気テープについて
出荷前にサーボ信号を記録しなければならない。

このような場合においては、磁気テープ製造業者等は前
述のサーボ信号説明図である第２図に示す装置から回転
ヘッド２を除去するのみでその目的を達成することがで
きる。ただし、サーボ信号の品質検査、あるいは他の信
号の記録を同時に行なおうとするときは、回転ヘッドを
併せ持つことができるのは言うまでもない。

以上の方法で記録された後に再生されたサーボ信号は、
以下に説明する理由により食い違いのないマルチギャッ
プヘッドで記録された場合に比して信号品質が良いので
、高い位置検出精度が得られる。

第７図は従来のサーボ信号記録ヘッドの動作原理説明図
で、従来のマル≠ギャップヘッドの１個のギャップによ
る記録磁化の原理説明図である。

第７図（８）において、ＷＯは単一のコア幅、Ｄ２は一
定磁化領域、ＤｌとＤ３は磁化遷移領域である。

第７図（ｂ）　、　（ｅ）は第７図（ａ）のギャップ両
端の一部を拡大して示したもので、多数の矢印は媒体に
記録された磁気ベクトルを表示している。そして、ＭＦ
はヘッド磁界、ＭＧは磁化態様を示し、また、矢印りは
ヘッド移動方向、矢印Ｅは回転ヘッド走査方向を、示す
。

すなわち、従来のマルチギャップヘッドの１個のギャッ
プにより記録される磁化領域はギャップ長２ｇの通過幅
よりも拡大され、かつ磁化反転が緩セかになるので、磁
化の回転ヘッド走査方向（矢印Ｅ参照）に関する微分に
比例する再生信号に振幅低下をきたすという欠点がある
。まだ、第７図（→の２点鎖線の如き欠けを生じると、
磁化遷移領域Ｄ１の磁化方向はさらに傾き、再生出力の
急激な低下をもたらすという欠点がある。

このような欠点をもつ従来のマルチギャップヘッドに対
し、本発明にえる磁気ヘッドの−・例であるマルチギャ
ップヘッドにおいては、前述の第４図（ｂ）に示すよう
な構造をもつもので、従来例と本発明の磁気ヘッドの動
作対比図である第８図（ｂ）に示す磁界を発生する。な
お、第８図（ａ）は比較のために従来のマルチギャップ
ヘッドのギャップの一端における磁界ベクトルを示しだ
ものである。

すなわち、第８図（ｂ）においてｋＪｌ、磁極対の最外
線付近の磁界ベクトル（同図破線円内）の２方向（磁気
テープ走行方向ａ）成分が小さく、第８図（ａ）に比し
てよりｘ方向（回転ヘッド走査方向Ｅ）に近いと言える
。したがって、この磁界を発生する本発明の磁気ヘッド
を用いて記録した磁化は、再生したときの出力が大きい
という利点を有する。

まだ、第８図（ｂ）の２点鎖線で示す“欠け°′を生じ
た場合にも、゛欠け“°付近のベクトルが２方向を向く
にもかかわらず、その大きさが十分率さいので、記録磁
化のベクトルの向きに影響しないという利点がある。一
方、３点鎖線の如き゛欠け″を生じた場合には、本発明
による磁気ヘッドの適用如何にかかわらず、記録磁化へ
の影響はないことは明らかである。

以上の利点を一実施例について測定したものが第９図で
、この第９図は効果を明らかにするため実測した結果を
示す説明図である。

この実施例に用いた媒体の抗磁力は６００エルステツド
、残留磁束密度は８５０ガウス、媒体厚さ２．０μｍ、
記録波長２０μｍ、θ＝７°、ギャップ長２ｇ＝２．０
μｍ　である。

そして、横軸に示す食い違い距離Ｊ、の増加とともに、
縦軸に示す平均再生振幅刃が向上し、かつ１波形毎の振
幅の変動率（再生振幅変動率Δ１シ噛（イ））も小さく
なっていることがわかる。

なお、前述したように、この食い違い距＃２ｅ、は大き
いほど効果が高く、理論的には無限大まで延長したとき
が最良効果を与えると考えられるが、前述の第４図（ｂ
）の構造から明らかなように、Ｗ＝Ｌ／３であるから、
２の大きさには限界がある。そして、このギャップライ
ンに沿った食い違い距離夕は隣り合うギャップ間の距離
りに較べて１／１０程度に小さいことが必要であるが、
ギャップ長２ｇより大なることが必要である。

本実施例ではＬ＝１５４μｍ　＋　Ｗ＝＝　４５１１ｍ
　＋　１１　＝１３７ｔｍのとき再生振幅および１波長
毎の振幅変動が最良であった。

なお、以上の説明においては、第７図（ａ）の磁化遷移
領域Ｄｌの磁化遷移が改善される場合を例にとって説明
したが、磁化遷移領域Ｄ３についても領域Ｄ１と類似の
磁化過程により磁化遷移が改善されることは言うまでも
ない。

また、マルチギャップの形式として第４図（ｂ）を挙げ
たが、その他の類似形式、例えば、マルチギャップヘッ
ドのヘッド表面に複数の溝を有する形状の表面ミゾ形式
の磁気ヘッドを用いても、ギャップ長２ｇなるギャップ
を保って対面する幅Ｗを有する単数もしくは複数の磁極
対の、ギャップラインに沿った食い違いの距離１をギャ
ップ長２ｇよυ大なるようにすることにより前述と同等
の効果を得ることは明らかである。

以上本発明を第４図に示す単−巻線型のマルチギャップ
ヘッドを用いる場合を例にとって説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、本発明の他の実施例を
示す構成図である第１０図に示す複数巻線型のマルチギ
ャップヘッドを用いても第４図の磁化反転部分１３に相
当する磁化帯を得ることができ、かつ第４図に示す直流
磁化へラド９を必要とせずに同等の再生［１％を得るこ
とができる。

この本発明の他の実施例を示す構成図である第１０図は
第４図の直流磁化ヘッド９を取り去り、マルチキャップ
ヘッド１ｏを第１０図（ａ）のマルチギャップヘッド１
０′に置き換えたものである。第１０図において第４図
と同一・符号のものは和尚部分を示し、３１はセラミッ
クの基材、３２は磁極、３３は正磁極、３４は負磁極で
ある。そして、ｍはギャップ線の傾き角度を示し、ａは
図示されていない磁気テープの走行方向を示す。

つぎにこの第１０図に示す実施例の動作を説明する。

まず、この正磁極３３．負磁極３４に図示のように、１
個おきに逆向きの励磁を与えると、第１０図（ｂ）に示
すように、ギヤツブ各々には逆向きの磁界が発生する。

したがって、磁気テープをａ方向に走行させると、磁化
反転部分１３に示す両方向磁化帯を磁気テープ上に形成
することができる。

このとき、最上流に位置する第１のギャップ（同図色）
の左端）による記録磁化領域りのうち、磁化遷移が緩や
かであるため、記録品質の悪い磁化遷移領域Ｄ１部は、
第２のギャップ（同図（ｂ）の左端から２番目）により
重ね宵きされる。以下、同様に重ね書きされて磁化遷移
領域Ｄ１は最下流に位置するギャップ付近のみとなる。

一方、ギャップの分割数と同数形成される磁化遷移領域
Ｄ３の各々は、前記第９図に示す実施例と同様の動作に
よりその磁化のＸ方向成分が増大し、良好な再生信号品
質を呈する。

なお、この第１０図に示す実施例においては、第１０図
に示す如き機械加工形式のヘッドで説明したが、第１０
図の磁極３２．正磁極３３．負磁極３４は材料に何らの
制限を必要とせず、例えば、蒸着によるパーマロイなど
の磁性金属を用いて七よく、いわゆる薄膜ヘッドで構成
した場合も本発明の効果を得ることができることは自明
である。

以上本発明による磁気ヘッドを複数のギャップを有する
マルチギャップヘッドどした場合を例にとって説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、単一のギ
ャップを有する磁気ヘッドにも適用されることは勿論で
ある。

以上説明したように、本発明によれば、複雑な手段を用
いることなくギャップ長２ｇなるギャップを保って対面
する幅Ｗなる単数もしくは複数の磁極対の、ギャップラ
インに沿った食い違い距離ｅ、がギャップ長２ｇより大
なるように設定するという簡単な構成によって、信号品
質が良いので高い位置検出精度を得ることができ、また
、再生したときの出力が大きいという利点を有すると共
に、記録磁化ベクトルの向きに影響しないという利点が
あり、さらに、食い違い距離の増加と共に平均再生振幅
が向上し１波形毎の振幅の変動率を小さくすることがで
き、また、良好な再生信号品質を呈することができるの
で、実用上の効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁気ヘッドを説明するだめの４ヘッド２
インチＶＴＲ装置の一例を示す構成図、第２図は従来の
幅走査膨大容量記録装置用サーボ信号の説明図、第３図
は従来の磁気ヘッドを用いたサーボ信号記録方法の一例
を説明するための構成図、第４図は本発明による磁気ヘ
ッドの一実施例を示す構成図、第５図は本発明の実施例
に基づき記録されたサーボ信号の処理回路例を示すブロ
ック図、第６図は第５図の動作説明図、第７図は従来の
ザーボ信号記録ヘッドの動作原理説明図、第８図は本発
明の効果を明らかにするため従来例と比較して示した動
作対比図、第９図は第４図に示す実施例の効果を明らか
にするだめの実験結果を示す説明図、ｉｌＯ図は本発明
の他の実施例を示す構成図である。 ４・・＠φ磁気テープ、１０．１０’φ・拳・マルチギ
ャップヘッド、２ｇ＠・・嗜ギャップ長、Ｗ壷・・・幅
、夕・・・・食い違い距離。 特許出願人　　　日本電信電話公社 代理人　山川　政樹 第７１゛１ （Ｃ） 第　７　図 第８図　　〜 第９図 くい這い即％＊　１　（７，＋ｍ　）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 幅走査回転ヘッド記録機構用磁気テープに対面して、該
   磁気テープの走行方向とのなす角度ｍが０（ｍ≦９０度
   であるような直線上に間隔を保持して配置されたギャッ
   プを有する磁気ヘッドにおいて、ギャップ長２ｇなるギ
   ャップを保って対面する幅Ｗなる単数もしくは複数の磁
   極対の、ギャップライン方向に沿った食い違い距離１が
   前記ギャップ長２ｇより大きい ｊン、２ｇ なる関係を満足するように設定してなることを特徴とす
   る磁気ヘッド。