JPS601685B2 - 磁気記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、従来の交流バイアス方式の欠点である高城周
波数の記録レベル低下を改良した磁気記録方法に関する
ものである。

アナログ信号（以下、情報信号と言う）の磁気記録にお
いて、記録媒体が持つステリシス特性を緩和し、直線的
な記録を行わしめるための最も一股的かつ効果的方法と
して交流バイアス法（高周波バイアス法とも言う）があ
る。

この交流バイアス法は、記録する情報信号磁界に前記情
報信号の周波数よりも遥かに高い周波数のバイアス磁界
を車畳して記録する方法である。前記交流バイアス法に
おいて、前記バイアス磁界の大きさを適当な値にすれば
、飽和レベル附近を除いて直線性の良い磁化を行うこと
ができるので、音声用テープレコーダーのバイアス方式
として広く用いられている。しかし、このように優れた
特長を持つ交流バイアス方式にも欠点がある。

それは、前記情報信号の周波数によって最適バイアス値
が異なり、これがひずみの増大と記録レベルの低下をも
たらす原因になっている事である。例えば、音声信号の
基本周波数成分である中・低域周波数（長波長信号）を
重視したバイアス値に設定すると、高域周波数（短波長
信号）に対してはバイアス磁界が大きすぎるので、後述
の滅磁作用によって短波長信号の飽和記録レベルが長波
長信号の飽和記録レベルに比較して低くなってしまう。

また、短波長信号を重視したバイアス値に設定すると、
長波長信号に対してはバイアス磁界が小さすぎるので、
前記直線性の良い磁化を行うことができなくなり、長波
長信号の記録は短波長信号に比較してひずみが大きくな
ってしまう。

このように、テープレコーダーの記録特性は、バイアス
磁界の大きさに左右されるものである。一般には、長波
長信号におけるひずみを少なくするように、（短波長信
号における飽和記録レベルは低下する）バイアス設定が
行なわれている。

従って、カセットテープレコーダー等において、ＯＶＵ
（ＶＵメータの０レベル）で記録した時の高域周波数（
短波長信号）の記録レベルは、一１０ＶＵで記録した時
よりレベルの低下が著しい。本発明は、このような交流
バイアス方式の欠点を軽減し、短波長信号における記録
レベルの低下を軽減した磁気記録方法を提供するもので
ある。まず、本発明の内容を理解するために、前記交流
バイアス方式における３つの記録時減磁作用（特に、短
波長信号）について説明する。第１は、厚み損失として
知られる磁性層内の磁化の相互干渉によるもので、短波
長信号を長波長信号に通したバイアス磁界で記録する事
により発生する減磁作用である。

バイアス磁界を長波長信号に適するように設定（大きく
）すれば、第１図における磁性層１（磁気媒体）の磁性
粒子（不図示）を磁化反転させる臨界磁界（例えばｌａ
）も大きくなる。従って、大きな臨界磁界ｌａは小さな
臨界磁界ｌｂより磁気ヘッド２のギャップ２ａから遠く
離れる事になる。（第１図の円ｌａは長波長信号に通し
た臨界磁界、円ｌｂは短波長信号に通した臨界磁界であ
る。）一方、情報信号の磁界が記録される位置は前記臨
界磁界附近であり、この位置における情報信号の磁界は
減衰している。

つまり、第１図の曲線３は情報信号磁界の強さを表わし
、磁性層１の表面における前記臨界磁界ｌａ上の情報信
号磁界（曲線３上の点Ｌによって大きさが示されている
）は、前記臨界磁界ｌｂ上の情報信号磁界（曲線３上の
点Ｓ）より小さい。更に、短波長信号においては、テー
プ表面の磁化のみが有効に作用するものであるから、短
波長信号の記録レベルは長波長信号の記録レベルより低
下せＳＩるを得ない。これを第１の減磁作用と呼ぶこと
にする。第２は、臨界磁界附近において短波長信号磁界
の時間的変化に磁性層の磁化が追従できなくなる事によ
る減磁作用である。

短波長信号は長波長信号と比べて磁界の強さと方向が遠
く変化している。このため、前記磁性粒子の磁化は短波
長信号の時間的変化に追従できなくなり、前記磁性層１
の厚み方向（第１図の矢印４）および水平方向（第１図
の矢印５又は矢印５と逆）に、さまざまな強さの磁化が
行なわれる。また、前記臨界磁界（第１図ｌａ，ｌｂ・
）は、大略円状を成し、前記円上に記録された短波長信
号は前記磁性層１の厚み方向（矢印４）に対して位相差
を生ずる事になる。このように、記録された信号は互い
に打消し合う成分を有するので、有効な磁束として積分
されたものは情報信号磁界から想定される出力よりも遥
かに低下したものとなってしまう。これを第２の減磁作
用と呼ぶことにする。

第３は、前記第２の減磁作用において、入力信号磁界が
大きくなり或る値を越えた時、既に記録されている記録
信号に及ぼす減磁作用である。

普通、前記臨界磁界で磁化が行なわれると、前記磁化さ
れた部分はテープの進行と共に前記臨界磁界の外側に脱
して磁化が確定するものである。しかし、情報信号磁界
が非常に大きい場合は前記臨界磁界も大きくなるので、
一度確定した小さな磁化がその後到来した大きな磁界に
よって大幅に滅磁され或いは書替えられる事になる。（
第１図において磁性層１が矢印５の方向に走行すると、
ｌｂで記録された情報は１′ｂに移動し、１′ｂの情報
はｌａの情報によって大幅に滅磁される。）これを第３
の減磁作用と呼ぶことにする。第２図は情報信号磁界対
記録レベルを表わし、曲線６は長波長信号の特性を、曲
線７は短波長信号の特性を表わす。

短波長信号は、まず前記第１及び第２の減磁作用によっ
て曲線７′のように滅滋される。これに、情報信号磁界
の増加に伴って大きく作用する前記第３の減磁作用が加
わるため、記録レベルは早く頭打ちになると共に急激な
しベル低下を生ずる。その結果、短波長信号の特性は曲
線７を呈する。この第３の減磁作用は補償困難な現象と
してアナログ記録では放置されて来た。本発明は、主と
して前記第３の減磁作用を改善するもので、前記情報信
号磁界で変調されたバイアス磁界の大きさを入力の増加
と無関係な一定値で制限すると共に、前記直線的な磁化
を維持するものである。

従って、高レベルの短波浸入力信号に対する記録レベル
の低下を軽減する事が出来る。ここで、交流バイアス方
式による情報信号磁界の記録原理を考察する。３図ａに
示した波長の長い正弦波８は情報信号磁界を表わし、上
下方向に磁界の強弱を、矢印１０の方向に時間の経過を
表わす。

波長の短い正弦波９はバイアス磁界を表わし、上下方向
に磁界の強弱を、矢印１０の方向に時間の経過を表わす
。（以下同機）。情報信号磁界８でバイアス磁界９を変
調すると、従来の交流バイアス磁界１１〔第３図ｂ〕を
得る事が出来る。前記交流バイアス磁界１１は、情報信
号磁界８の大きさだけ正又は負（図の破線８ａ又は８ｂ
）へ偏俺すると共にギャップ２ａ（第１図）から遠ざか
るに従って減少し、前記臨界磁界に到達した時から所定
の磁化レベル（変調されたバイアス磁界１ １における
上下機部の中点から成る記録磁界１２）に収束する。

従って、前記磁性層には記録磁界１２（情報信号磁界８
による偏碕成分）が記録される。しかし、バイアス磁界
９の上端９ａと下端９ｂは、情報信号磁界８によって変
調され、上端９ａの上に破線で示した信号磁界８ａを、
下端９ｂの下に破線で示した信号磁界８ｂを有するから
、前記信号磁界８ａ，８ｂの部分は結果的に大きなバイ
アス磁界を加えた事になる。これによって、前記第３の
減磁作用を生じる。

このように、信号磁界８ａ，８ｂは磯磁作用を有するの
で好ましくない。そこで、交流バイアス方式の無信号時
における振幅（第３図ｂの９ａから９ｂまで〕を基準と
し、前記バイアス磁界１１から信号磁界８ａ，８ｂを除
去（振幅制限）する事によって第３図ｃの如きバイアス
磁界１３（本発明の磁気記録方法）を得ることができる
。第４図は、第３図ｃのバイアス磁界１３を得るための
回路構成図である。第４図において、バイアス発生器９
一１によって発生しコンデンサ１５を通過したバイアス
信号〔第３図ａのバイアス磁界９を生ずるための信号を
言い、以下バイアス信号９′と言う〕は、情報源８−１
から送られた情報信号〔第３図ａの情報信号磁界８を生
ずるための信号を言う〕によって変調される。

変調されたバイアス信号〔第３図ｂのバイアス磁界１１
を生ずるための信号であり、以下バイアス信号１１′と
言う〕は、リミツタ１７によって本発明の磁気記録方法
を実現するバイアス信号〔第３図ｃのバイアス磁界１３
を生ずるための信号であり、以下バイアス信号１３′と
言う）に変換された後、増幅器１８に入力される。増幅
器１８で増幅されたバイアス信号１３′は磁気ヘッド１
９に供給され、テープ２０の前記磁性層に記録磁界１４
〔第３図ｃのバイアス磁界１３における上下織部の中点
から成る〕を記録する。第５図ａは前記リミッタ１７（
第４図）の回路構成を示したものである。第５図ａの入
力端子２１，２１′間に入力電圧Ｖ■が印加された場合
、前記入力電圧Ｖｈと、電池Ｂの電圧ＶＢ，と、電池Ｂ
の電圧ＶＢ２との大小関係によって出力電圧Ｖｏｕｔは
次に示す３つの状態を呈する。即ち、入力端子２１が（
十）極でＶ−＞ＶＢ，の時、ダイオードＤ，は順方向に
バイアスされるので不図示の入力電流は端子２１から抵
抗Ｒ，ダイオードＤ，，電池Ｂ，，端子２１′を経て流
れる。このため出力電圧Ｖｏｕｔは電池Ｂの電圧ＶＢ，
より大きくなる事が出来ず、Ｖｏ山母ＶＢ，となる。こ
れとは逆に、入力端子２１′が（十）極でＶｈ＞ＶＢ２
の時、ダイオードＤ２は順万向にバイアスされるので
不図示の入力電流は端子２１′から電池＆，ダイオード
Ｄ２，抵抗Ｒ，端子２１を経て流れる。

このため出力電圧Ｖｏｕｔは電池鷲の電圧ＶＢ２ より
大きくなる事が出来ず、Ｖｏ山母ＶＢ２となる。前記電
池Ｂ，とＢ２は入力端子２１，２１′に対して互に逆向
きに接続されているから、前記Ｖｉｎ＞ＶＢ，を正の向
きとすると前記Ｖｉｎ＞ＶＢ２ は負の向きとなり、前
記Ｖｉｎ＞ＶＢ２ は絶対値を表わしている事になる。

従って、入力端子２１を十極として考えた場合、前記Ｖ
ｍ＞ＶＢ２はＶｉｎ＜ＶＢ２（負）になる事が分かる。
よってＶｊｎくＶＢ２（負）とＶｉｎ〉ＶＢ，（正）の
時、出力電圧Ｖｏ山は」それぞれＶＢ２（負）；ＶＢ，
と大略等しくなる。ＶＢ２（負）≦Ｖｊｎ≦ＶＢ，（正
）の時、ダイオードＤ，，Ｄ２は共に逆方向にバイアス
されて導通しないから、入力端子２１，２１′に印加さ
れた入力電圧Ｖｈ‘ま抵抗Ｒを経て出力端子２２，２２
′に出力電圧Ｖｏｕｔとして現われる。

この場合、入力篭圧Ｖｈと出力電圧Ｖｏｕｔとは正比例
する。第５図ｂは第５図ａの回路の作動説明図である。
横軸に入力電圧Ｖｉｎを、縦軸に出力電圧Ｖｏｕｔを表
わすと、前記Ｖｉｎ＜ＶＢ２（負）のときＶｏｕｔらＶ
Ｂ２，前記ＶＢ２（負）≦Ｖｈ≦ＶＢ，（正）のときＶ
ｏ山のＶｉｎ，前記Ｖｍ＞ＶＢ，（正）のときＶｏ山母
ＶＢ，を満足する線は２３で表わされる。第５図ｂにお
いて、前記バイアス信号９′の右側部９′ａを前記電圧
ＶＢ，（正）に、左端部９′ｂを前記電圧ＶＢ２（負）
に設定すれば、前記線２３のＶｈ＜ＶＢ２（負），Ｖｉ
ｎ＞ＶＢ，の部分において出力信号Ｖｏ山の振幅を制限
する作用を有する。

従って、情報信号によって変調されたバイアス信号１１
′はバイアス信号１３′に変換される。よって、第５図
ａの入力端子２１，２１′に入力されたバイアス信号１
１′は、出力端子２２，２２′においてバイアス信号１
３′の如き波形となる。第６図のグラフは、ギャップ幅
１．秋ｍの磁気ヘッドを使用し、枠２４の内部に記入し
た条件で測定した入力レベル（機軸）対出力レベル（縦
軸）、若しくは前記入力レベル対第３次高調波歪率（縦
軸）を示しものである。

第６図において、曲線２５，５６は本発明の磁気記録方
法に係る入力レベル対出力レベル特性、曲線２７は本発
明の磁気記録方法に係る入力レベル対第３次高調波歪率
、曲線２５ａ，２６ｂは従来の交流バイアス方式に係る
入力レベル対出力レベル特性、曲線２７ａは従来の交流
バイアス方式に係る入力レベル対第３次高調波歪率、曲
線２５，２５ａ，２７，２７ａにおける入力信号周波数
は３３３Ｈｚ，曲線２６，２６ａにおける入力信号周波
数は１岬ｚである。これによって、本発明の磁気記録方
法は入力レベル対出力レベル特性において前記第３の織
滋作用が軽減され（曲線２６の出力レベルが曲線２６ａ
の出力レベルよりも高入力レベルにおいて高い）、ひず
みも少ない（曲線２７のひずみ率が曲線２７ａのひずみ
率よりも全体にわたって低い）事が分かる。なお、第３
図ｃにおけるバイアス磁界１３は、前述の如くバイアス
磁界１１から信号磁界８ａ，８ｂを除去して得られるが
、バイアス磁界１３における１時点を一点鎖線ＡＢで分
割した場合、前記ＡＢを境にして前記変調の状態を異に
すると解釈できる。

第３図ａに示した情報信号磁界８の任意の点を８′〔情
報信号磁界８を一般の正弦波交流信号に見立てた場合、
山と谷との大略中央部を「０電位Ｊとして、仮に上をプ
ラス側（Ｎ極側）、下をマイナス側（Ｓ極側）とするこ
とができる。実際には、点８′は前記「０電位」に相当
する部分に設定する方が良い」とすれば、バイアス磁界
１３の上端において、前記一点鎖線ＡＢの左側を糠変調
と成し、前記ＡＢの右側を情報信号磁界８の点８′より
右側の信号で変調したものである。更に、バイアス磁界
１３の下端において、前記−点鎖線ＡＢの左側を情報信
号磁界８の点８′より左側の信号で変調し、前記ＡＢの
右側を無変調と成したものである。従って、情報信号磁
界８の点８′より左側の成分と、点８′より右側の成分
はバイアス磁界１３の上端における点８′と下端におけ
る点８′で連続するものである。よってバイアス磁界１
３における一点鎖線ＡＢの部分でひずみを発生する事は
ない。これにより、前記バイアス磁界１３は前記磁性層
にひずみのない記録磁界１４を記録せしめる事ができる
。また、前記記録磁界１４は、前記記録磁界１２と比較
して振幅が異なる（小さい）だけであるから、記録磁界
１４は情報信号磁界８を忠実に再現する事ができる。従
って、本発明の磁気記録方法に用いるバイアス磁界を前
述の如く構成すれば、ひずみの少ない記録を行なう事が
出来る。以上の如く、本発明の磁気記録方法を使用すれ
ば、前記第３の滅磁作用を軽減するので、前記情報信号
を前記磁性層に対して忠実に記録する事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁性層における臨界磁界と情報信号磁界を表わ
した説明図、第２図は情報信号磁界対記録レベルの特性
図、第３図ａは情報信号磁界波形とバイアス磁界波形、
第３図ｂは変調された従来の交流バイアス磁界波形、第
３図ｃは変調された本発明の磁気記録方法によるバイア
ス磁界波形、第４図は本発明の磁気記録方法を実現する
ための回路構成図、第５図ａはリミツタの回路構成図、
第５図ｂはリミッタの作動説明図、第６図は本発明と従
来の交流バイアスによる入力レベル対出力レベル若しく
は第３次高調波歪率特性図、である。 なお、図において、８は情報信号磁界、９はバイアス磁
界、８−１は情報源、９一１はバイアス発生器、１３は
変調されたバイアス磁界、１４は記録磁界、１７はリミ
ッタ、である。 弟了図 努ｚ図 第５図 第４図 第５図 葬る図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 情報信号によって変調されたバイアス磁界の振幅を
   正負両方向に夫々振幅制限した磁界で磁気媒体へ記録を
   行うことを特徴とした磁気記録方法。