JPS60185203A - 磁気記録方法およびシステム - 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】 東脛傾１ この発明は磁気記録に関し、この磁気記録にＪ３いて、
磁化連続体は、記録された磁化のアクティブデユーティ
サイクルよりも低いアクティブデユーティサイクルを有
する電気信号電流にＪ：って駆動されるトランスデユー
サ（記録ヘッド）によって、またはそれらから町生可１
ｊシな相似形の？ば気侶号によって磁気記録媒体上に記
録される。この発明は、断続的な電力消費および低い放
熱のみを伴う連続的な記録をもたらし、その長所は、記
録ヘッドドライバとしての安価な回路の選択に関する。

この発明の他の長所は、以下の説明からより明白となる
であろう。

この発明は一般的に、種々の形式の磁気記録に適応可能
であるが、シバしここでは、例示の目的で、種々の媒体
、たとえば磁気ディスク、テープ、ドラムおよびカード
などの上のデジタル記録への応用例にＪ３いて説明され
ている。この発明はここでは、固定された、リングヘッ
ドの、磁気テープ上の長手方向の記録に最も適用可能な
形式について説明されているが、それに限定されないと
いうことが理解されるべきである。

この発明に従うと、テープのような磁気記録媒体は、磁
気記録ヘッドのレコードギャップを横切ってまたは通過
して連続的に駆動されてデータまたは情報の連続体をそ
の上に記録する。従来の磁気記録において、情報は、記
録ヘッドによって連続的に変換されてレコードギャップ
」−の連続的な磁気記録機能を実行づ−る電気信号の連
続体に８３いて具体化される。この発明によると、電気
信号の連続体はサンプリングされ、非常に短い持続時間
の、分離したかつ不連続なインパルスとして記録ヘッド
に与えられる。各々のインパルスの持続時間は、記録ヘ
ッドまたはトランスデユーサの有効なレコードギャップ
を通過するために記録媒体上のポイントに対して要求さ
れる時間間隔の数分の１である。また、連続覆る記録イ
ンパルス間の一定時間間隔は、前）ホの通過の時間間隔
にほぼ等しい。

この発明は、記録ヘッドに記録電流インパルスを与える
ときに、そのインパルスの値が直ちに、記録ヘッドの有
効なレコードギャップまたは有効な記録磁界を進む記録
媒体の全範囲にわたって記録されるという事実を利用し
ている。各々の連続する記録インパルスは、好ましくは
、各々の先行Ｊ“る記録されｌ〔インクリメントが有効
な記録磁界を横切るその通過を完了する瞬間に！ｊえら
れる。

したがって、電気記録インパルスは不連続に与えられる
が、磁気記録は実際は、実質的に連続であり、さらにプ
レイバックヘッドによって、記録インパルスがそこから
サンプリングされる元の電気信号連続体に対応する電気
連続体に変換されるであろう。

この発明の重要性と長所とを完全に評価するために、磁
気記録の原理と、先行技術の標準的な実施に従うそれら
の応用例とについての概略的説明および分析が与えられ
ている。

磁気記録の東理および　′−−の！ 磁気記録の原理と、先行技術の磁気記録の実際における
それらの応用例との、以下に続く概略的な説明は、添付
された図面の第１図ないし第１１図に関連して、以下の
説明において、順番に行なわれる。

デジタル記録および再生システムは、周知でありかつ先
行技術において広く用いられているが、２つの信号レベ
ル、たどえば正および負、によって、またはレベル間の
遷移シーケンスによって、２進値の情報を伝える出力電
気信号を供給する。

多くのデジタルコード化方法が実施され、そしてそれら
の選択は、デジタルシステムのデータの交換基準、ビッ
トパターン感度または周波数スペクトル制限に適合され
る必要がある応用例およびシステムの設計者の好みなど
の要因に依存する。

システム内のコード変換を有していないデジタル磁気記
録システムにおいて、再生された電気信号の連続体は、
媒体上に記録された磁束連続体に相似形である。出力電
気信号レベルは、記録された磁化の向き、すなわち方向
に対応し、出力電気信号レベルにおける遷移は一方の磁
化の向きから他方の向きへの遷移に対応づ゛る。記録を
行なう記録トランスデユーサ（記録ヘッド）信号電流連
続体は、同様の態様において磁束連続体に関連する。

媒体においてほぼ飽和した残留磁気を発生ずるのに十分
な記録電流レベルを用いることが通常行なわれており、
もしも消去サイクルを用いることなく、既に記録された
データ上に新しいデータを確実に記録すること（重ね書
ぎ）が必要ならば、より高い電流レベルが用いられる。

第１図は、背面媒体１２と磁気層１４とを有する典型的
な記録媒体１０を示している。磁気層における矢印１６
は、記録電流波形１８によって作４り出される残留磁気
磁化パターンを表わしている。

対応する再生システムの電圧波形２０もまた、第１図の
ピットセル（間隔または期間）２２とともに示されてい
る。磁化パターン１６は、簡単な平面（媒体の平面に平
行な）ベクトルモデルによって表わされている。この例
示は典型的には、非ゼロ復帰レベル（Ｎ　ＲＺ　−Ｌ　
）デジタルシステムである。平面ベクトルモデルは、媒
体における磁束遷移の領域に存在する磁化のどのような
垂直の（直交づ°る）成分をも無視する。

第２図は、ヘッドドライバ（発生器）からの記録信号電
流を、記録媒体１０の磁気層１４内に浸透する縞模様の
記録磁界２６に変換する典型的なリング記心ヘッド２４
を描いている。　現在の技術において広く適用されてい
る形式の記録ヘッドの構造は通常、第２図において描か
れた構造よりもより複雑であるが、本質的な原理は同じ
である。

づ゛なわち、記録信号電流発生器２７によって発生した
信号電流は、記録へラドコアの巻線２８を介して流れ、
さらにヘッドコア２５の材料内に磁束３０を発生し、そ
の中のいくらかは、非磁気レコードギャップ３２の領域
から発散して縞模様の記録磁界２６を形成する。

縞８１様の磁界２６と、深いギトツブの磁界３４とを含
む、記録へラドギャップ３２の領域における磁界のより
詳細な説明が第３図において与えられている。

媒体１０が記録されているときに、その粒子または領域
の各々の瞬時磁化は、粒子の磁化率と、粒子の位置にお
ける記録磁界の強度および方向とによって決定される。

粒子の磁化率は、その配向によって変化する。典型的な
商業用の記録媒体の粒子は、記録磁界における３ナノ秒
の変化のうちに新しい状態の磁化に切換えられることが
できる。

記録期間中において、粒子がレコードギャップ領域全体
を介して移動する間に、粒子の磁化は、位置の変化また
【よ記録信号の変化に起因する磁界の方向および強度の
関数として変化する。しかし、残留磁気の磁化の最終的
な決定要因は、レコードギャップの後縁近くの磁界の方
向Ｊ３よび強度である。それゆえに、ヘッドの記録帯は
一般“的に、磁界の強度が媒体の保磁力にほぼ等しい後
縁−から始まる輪郭に沿って存在りるように考えられて
いる。

第４図は、そのような記録帯３６（影がイ」（プられた
部分）を示している。矢印３８は、ヘッド２４に対する
媒体の移動の方向を示している。レコードギャップ３２
のエツジ／１．　Ｏがレコードギャップブの後縁である
ということを見ることができる。示された等高線は、磁
界の進路に対して一定の磁界強度の輪郭を描いている。

番＠１　＋’　ｏ、９，０゜８などは、深いギャップの
磁界３４の中心における強度に対する磁界の強度を示し
ている。記録ヘッドのギャップの長さは通常、媒体への
所望の記録帯浸透深さを発生Ｊるように設泪されている
。

記録されるべき最小波長の１ないし２倍の範囲の値のギ
ャップの長さが典型的である。

残留磁気に影響を及ぼす他の要因は消磁である。

磁化から発散覆る磁界が隣接覆る磁化の方向に対向する
ように戻るときに消磁が起こる。もしも、磁化された領
域の形状が、その磁界が一般的に外部から発散しかつ外
部に戻るようなものであれば、消磁率は低く、もしもそ
の磁界が一般的に磁化の領域を介して内部に戻るならば
、消磁率は高くなるであろう。

第５図は、その長さおよび幅の寸法がその厚さに対して
非常に大きい、薄くて平坦な板４２に対する消磁効果を
描いている。磁界４４のほとんどが、第５Ａ図に示すよ
うに外部から戻るときには、消磁率はぽばＯであり、残
留磁気は高く、磁界４６の（Ｊと／υどが、第５Ｂ図に
示すように内部に戻るときには、消磁率はほば１であり
、残留磁気は低い。

同様に、記録された平面の磁化の連続体に対して、それ
らの深さく磁気層の厚さ）と比較して長いならば、消磁
率は低い。そのような平面の磁化の記録された波長が減
少するにつれて、消磁率は増大し、すなわち純粋に平面
の磁化に対しては、残留磁気は記録された波長とともに
減少する。

もしも、同じ向きの垂直な磁化の長い配列が記録される
と、その状況は、第５Ｂ図にＪｊうかれたものと同様で
あり、さらに、消磁率は高い。しかしながら、もしも垂
直な磁化が、短い波長の記録において起こるＪ：うに、
接近して配置された各間隔にわたってその向きを変える
ならば、そのとぎはそれらの磁界は相互に支え合って、
そして消磁率は低い。磁化の純粋に垂直な成分に対して
、記録された波長が減少するにつれて残留磁気は増大す
る。

表１は、第６Δ図として与えられており、声らに、この
表は、長いおよび短い波長の平面および垂直な磁化に対
づる消磁効果を定性的に要約している。

媒体の領域が活性化した記録帯を介して移動するときに
、その記録帯の形状（第４図）（、ｉ、その瞬間ごとに
平面的および垂直な磁化成分の双方を発生し、これらの
成分はその後、消磁効果による変更を受ける。。

第６Ｂ図は、記録電′ａ、遷移と、消磁の前後にもたら
された磁化パターンのベクトルモデル（磁気層１４にお
ける矢印によって表わされている）とを示している。矢
印３８は、ヘッド２４に対する媒体１０の移動の方向を
示している。ムク１−ル５０および５２によって領域４
８において表示された磁気パターンは、消磁前に記録ヘ
ッドによって作り出されたパターンを示している。ベク
トル５６おＪ：′び５８によって領域５４において表示
された磁気パターンは、消磁後の磁気層１４における磁
気パターンを示している。領１４６０内に位置するベク
トル６２は、時間〈「）がＯに等しいときに遷移にＪ３
いて作り出されたパターンを示している。ベクトル５０
おＪ：び５６によって表わされた、長い平面的な成分の
配列は、消磁によっては本質的には不変である。しかし
ながら、ベクトル５２および５８によって表わされた垂
直な成分は、消磁によって減少されるｉ（１シかしなが
ら、遷移領域６０内に位置するベクトル６２は影響を受
けない。これらの遷移領域の垂直な成分は、それらが終
了する平面的な連続体からの支持磁界のために、消磁に
よって受ける影響はより少ない。

一般に、デジタルデータ信号連続体の長手方向の記録は
、平面的な成分によって支持される（磁束リンクされる
）領域をマークする垂直な成分の磁化パターンを発生す
る。記録された半波長が長くなるにつれて、すなわち記
録信号が一方の極性によい長く留まるにつれて、平面的
な成分の連続体はより艮くなり、媒体へのその浸透はよ
り深くなり、かつ隣接して終了し、対向する向きの、半
波長の垂直な成分間の可能な相互作用領域はより長くな
る。そのような相互作用は、パターンの感度の一因とな
るピークシフトの原因である。第７図は、種々の単一極
性の時間間隔を有Ｊ゛る記録電流波長に関連する簡略化
された平面および垂直な成分のモデルを示−している。

記録電流曲線の遷移点に対応する相互作用領域６４が示
されている。

記録電流遷移を進めまたは遅らせることによる補償パタ
ーン感度が先行技術において知られている。パターン感
度の一因となるいくつかの効果は、薄い磁気媒体コーテ
ィングの、縞模様の磁束の浸透を制限しかつ記録磁界の
グラディエンドを改善するための短いギャップの長さを
有Ｊ°る記録ヘッドによって、および磁束の浸透を制限
しかつ磁界のグラディエンドを改善するための減少され
た記録電流によって最小限にされ得る。後者の手段はも
ちろん、重ね書機能を含んでいる。

方形波の記録時に記録電流がその極性を急速に変えると
きに、後続のサイクルの部分的な消去が行なわれる。第
８図は、この効果を示している。

第８図において、記録媒体１０は、矢印３８の方向に、
ヘッド２４とレコードギャップ３２とに対して移動する
。記録電流の極性が変化するにつれて、予め記録された
磁化６６（現在記録されている方向とは逆の磁界の方向
を有する）は、記録帯に、ベクトル７０によって示され
る方向を有する反対向きのより弱い磁界６８による影響
を受けさせる。より弱い反対方向の磁界６８によって引
き起こされる消磁による部分的な消去のために、磁気パ
ターンの矢印７２はわずかに短いものとして示されてい
る。したがって、出力レベルは、接近して一定間隔を保
って反転した極性を有する信号に対して減少されている
。

レコードギャップの復縁からの距離に従って磁界の強さ
がより急速に減少するに従って、すなわち、記録磁界の
グラディエンドがより高くなるにつれて、後続のサイク
ルの消去の効果はより少なくなる。一般に、記録電流の
増大は、デジタルシステムにおいて十分な重ね書きレベ
ルを保証するためになされるが、記録磁界グラディエン
ドを減少させかつ後続のサイクルの消去の効果を増大す
る。

非常に接近した対向する向きの垂直磁化は、再生ヘッド
回路によってサンプリングされているそれらの磁束の関
与を排除Ｊ゛るような低い磁気抵抗の相互磁束回路７４
を有している。これは、第９図において示されており、
ここでは記録媒体１４は、読取ヘッドギャップ９２を有
する読取ヘッド９０と接触して示されている。読取ヘッ
ド９ｏのコアを介して通過する矢印７６は、読取ヘッド
回路磁束を表わしている。７８において示されているよ
うに、読取ヘッド回路磁束７６に対して外側のいくつか
の相互磁束が存在し得る。この近接した相互磁束の゛損
失″は、信号出力を減少させ、かつ再生回路によって媒
体において遷移が感知されるポイントをシフトすること
ができる。

第１０図は、典型的なデジタルデータ記録電流の波形を
描いている。電流は、記録ヘッドの巻線を介して一方の
方向または他方の方向に維持される。ヘッドおよびヘッ
ドドライバによって発散された熱エネルギは、示された
波形の影が付りられた面積の関数である。いくつかのデ
ジタルシステムにおいて要求される比較的高い電流の持
続した加熱効果は、マルチトラックシステムにおいて特
に、ヘッドドライバ回路における低い出力定格のおよび
安価な部品の使用を妨げる。

記録ヘッドを介する持続された電流ににって光生丈る残
留磁気磁束は、ヘッドと媒体との接触における変化によ
って媒体が記録されているときはいつでも変調されるこ
とができ、それによって雑音を発生する。この雑音変調
は、媒体の表面の質に８３けるランダムな不規則さによ
って引き起こされる。

いくつかのデジタル記録システムは、褐込後読出プロ小
コルを利用し、さらに、それを調整するために、非常に
接近、して一定間隔で配置された書込（記録）お４；び
読出（再生）ヘッドのギャップ、たとえば１５０インヂ
を利用する。そのようなシステムにおいて、横送り（ｃ
ｒｏｓｓｔ’ｅｅｄ　）　、りなわち書込ヘッドのエネ
ルギの読出回路への１〜ランス結合は、設計時に考慮す
べき主要な事柄である。

横送りは、記録媒体から再生されているデータと干渉し
得る。書込エネルギの１−ランス結合は一般的に周波数
とどもに増大Ｊ−るが、しかしながら、最も高いデータ
速度の基本周波数よりも高い周波数は、再生ヘッド回路
がそれらを排除ザるための低域フィルタ素子を含んでい
るため、あまり関与していない。

第１１図は、デジタル記録／再生システムの最も高いデ
ータ速度の記録電流波形を表わす方形波を示している。

基本周波数と、３次高調波と、この波形の周波数スペク
トルの一部を含む５次高調波との相対的な振幅もまた示
されている。高調波は、もちろ／νこのシステムによっ
てろ波され智るが、しかし、記録波長よりも高いピーク
値の基本周波数は再生回路に横送りされ（ｑる。読取／
書込ヘッドアヒンブリの設「４素子と、そのシールドは
、横送り性能対費用の考慮によって決定される。

１１匹ｌ」 この発明は、磁気記録ヘッドと、記録表面を有づ゛る磁
気記録媒体とによる電気波形の磁気記録方法を提供する
ことによって磁気記録の先行技術に実質的な進歩をもた
らづものであり、この発明においては、連続的な相対通
過が前記ヘッドと前記媒体との間で一定の速度で実行さ
れ、前記ヘッドは、前記通過の進路に沿って定められた
長さの有効な記録磁界を提供し、前記記録ヘッドに一連
の電気インパルスを与えて前記媒体においてその対応す
る一連の記録されたインクリメン１〜を実行Ｊ゛るステ
ップを含み、前記インクリメントの各々の長さは、前記
インクリメントの各々を発生する電気インパルスを与え
る期間中に前記通過の速度によって決定される距離だけ
延ばされる前記有効な記録磁界の長さを含み、各々の電
気インパルスの振幅および方向は、前記波形のサンプル
の振幅および方向を表わし、連続する電気インパルスを
与える時間間隔は、前記インクリメントを一定間隔を保
って配置しまたは重複させて、前記波形と相似形の電気
信号に変操可能な記録の連続体を実質的に発生し、各々
のインパルスの持続時間は、インパルスの振幅を決定す
る振幅に元の信号が留まる期間よりも短く、時間の関数
としての記録電流は不連続な関数であり、このため、こ
の電流は、記録されているインクリメントが前記有効な
記録磁界の領域内にある期間の一部分の間に効果的にＯ
である。

この発明の他の見地によると、連続するインパルスの開
始の間の時間間隔に対する各々のインパルスの持続時間
の比率は、１／２またはそれ以下である。

この発明の他の見地によると、連続す゛るインパルスの
開始の間の時間間隔に対する各々のインパルスの持続時
間の比率は、１／１０またはそれ以下である。

好ましい実施例の簡−な旺 この発明に従うと、デジタル情報信号に相似の磁束連続
体は、その端と端とが並置されて磁化されたインクリメ
ントの列として記録される。磁化されたインクリメント
の列は、媒体が一定の速度で記録１〜ランスデユーサ（
ヘッド）に対して移動するにつれて、記録媒体のトラッ
クに沿って記録される。磁束連続体を含む各々の磁化さ
れたインクリメントは、瞬時記録磁界によって発生ずる
。

この瞬時記録磁界は、電流インパルスによって駆ｒｔ’
ｔｔされている記録ヘッドからもたらされる。電流イン
パルスは、それが発生ずる記録磁界の長さを通過するの
にトラック上のポイントに要求される時間と比較して短
い持続時間を有している。そのように発生した各々の磁
化されたインクリメントの長さは、記録磁界によって浸
透されたトラックに沿った長さを含み、リングヘッドに
対して、この長さは、記録効果を生ずる十分な強度のす
べての輪郭を含む、磁界の長さを貫通す゛るギャップの
前縁からギャップの後縁への全体の長さである。

各々の磁化されたインクリメン１−の長さはまた、電流
インパルスを与える期間中トラック上のポイントによっ
て通過される比較的小さな距離を含んでいる。磁化され
たインクリメントの列を発生する電流インパルスの列の
タイミングは、媒体上の一方の磁化されたインクリメン
トの一端が、トラックに沿って順番に、次の磁化された
インクリメントの初めとほぼ一致するようにされている
。もちろん、そのタイミングは、記録ヘッドに対する記
録媒体の速度の関数である。

したがって、磁束連続体は、低いアクティブデユーディ
サイクルを有する電流インパルスの列によって発生する
。

この発明の一実施例において、前述の磁化されたインク
リメントの長さく部分的に記録ヘッドギャップの長さに
よって決定される）は、磁気テープ上に記録されたＮＲ
Ｚ−Ｌビットセルの長さと一致する。したがって、均一
に時間分離された、短い持続時間の、適当な方向の電流
インパルスによって、ビットの列はテープ上に記録され
、１つの電流インパルスが記録されたビットに対応し、
そしてこのように発生した磁化パターンが、一方の方向
または他の方向で記録ヘッドに連続的に電流を与えるシ
ステム（連続電流システム）によって発生したパターン
に類似しており、さらにヘッドドライバ電子部品におけ
るそのような電流インパルスの加熱効果（平均電力消費
）は低く、媒体表面の変調ノイズが、活性電流インパル
スの短い持続時間によって記録中に実質的に制限され得
るということが評価されるであろう。

連続する電流インパルス波形は、連続的な電流システム
波形なので、曲線の瞬時的な反転によっては特徴づけら
れない。それゆえに、最小の後続サイクルの消去効果お
よび近接した相互磁束損失効果とが存在する。それゆえ
に、ピーク記録電流は、高い遷移速度の信号に対重る重
大な出力の損失を起こすことな（、かつ少なくとも１つ
の遷移シフｈ　８１ｔａを生じることなく、比較的高く
されて良好な重ね書き機能を達成する。

評価されるべき付加的な要因は、連続する電流インパル
ス波形のスペクトルが、インパルス自体よりも低いピー
ク値の基本周波数を含み、連続Ｊる電流インパルス記録
の使用が、基本周波数成分による低い横送り干渉をもた
らすことができるということである。

それゆえに、この発明の目的は、先行技術において周知
でありかつ用いられている連続電流記録システムの再生
手法と適合１′る態様で、磁気媒体上に情報の連続する
′インパルス磁気記録を提供することである。

この発明の他の目的は、連続的な記録システムよりも少
ないエネルギを必要としかつ少ない熱を発散する態様で
、磁気２録情報を提供することである。

この発明の他の目的は、媒体表面変調ノイズによってそ
れほど影響を受けない態様で磁気記録情報を提供するこ
とである。

この発明の他の目的は、連続的な電流記録システムによ
って同時に達成され得るより少ない重ね円ぎされたデー
タからの干渉と、高い遷移速度のデータ信号のより高い
出力と、より少ない遷移シフト機構とを同時に達成する
ことができる態様で、磁気記録情報を提供することであ
る。

この発明の他の目的は、連続的な電流記録システムによ
って発生ずるよりも少ない基本周波数の横送り干渉エネ
ルギを発生り′ることかできる態様で、磁気記録デジタ
ル情報を提供することである。

この発明の他の目的および長所は、前述のこの発明の詳
細な説明から、およびこの発明の好ましい実施例の以下
の説明から、当業者にとって明白となるであろう。これ
らの実施例は、当業者によるその完全な理解を促進し、
彼等がこの発明を製造しかつ使用するこ、とを促進する
ために、この発明の単なる例示として与えられたもので
ある。

−しい　の詳細な説明 以下の説明は、添付された図面の主に第１２図ないし第
１７図に関連して行なわれ、ここでは、同一の参照符号
は同一または対応する部分を示している。

この発明の１つの単一チ１７ネル（トラック）の実施例
において、デジタル情報は、連続する記録電流インパル
スによって磁気テープ上に記録される。この実施例にＪ
二つて磁気テープ上に作り出される磁化パターンは、先
行技術において知られかつ連続的な電流レコーダに関連
して広く用いられている再生システムによって電気信号
として再生可能であるそれらにとって本質的なすべての
特性において、連続的な電流記録システムによって作り
出されるパターンに類似している。

第１２図は、この発明の好ましい実施例の機能ブロック
図を示している。用いられるＮ　ＲＺ　＝　Ｌコードと
関連Ｊ−る波形もまた示されている。

記録されるべき各々のビット（レベル）を伝えるデータ
信号と、各々のピッ１〜期間（セル）を規定づ：るクロ
ック信号とが、それらの各々の記録論理回路人力１０１
および１０２に与えられる。記録論理回路１０３は、ク
ロックおよびデータを処理して双極性の電圧インパルス
を発生ずる。この７は圧インパルスは、入力レベル制御
回路１１３を有するヘッドドライバ１０４によって適当
な振幅および方向の電流パルスに変換される。ざらに、
ヘッドドライバは、記録ヘッド１０５を駆動する。

この記録ヘッドは、テープ１０６がヘッド１０５を通過
して矢印１１４の方向に移動するときに各々の断続的な
電流インパルスに対して、瞬時記録磁界と、テープ１０
６における磁気記録されたインクリメントとを作り出づ
−０このｊ：うにして記録された各々のインクリメント
の長さは、記録ヘッドのギャップ長さに比例Ｊ−る。こ
れらの記録されたインクリメントの一定間隔は、電流イ
ンパルスのタイミングと、磁気テープの速度とによって
規定され、その速度は先行技術における公知の手段によ
って良好に規制されている。

この実施例に対して、記録ヘッドのギャップの長さ、電
流インパルスのタイミング、およびテープ速度などのよ
うな設計上のパラメータは、テープ上に非常に接近して
一定間隔を保って記録されたインクリメン１−を発生づ
−るように選択され、そのインクリメン１への各々はビ
ットセルに対応している。このようにして作られたテー
プはその後、第１２図に示されたものと機能的に等しく
かつ例示の目的で一般的な形でここに開示されたシステ
ムによって再生され得る。

再生ヘッド１０７は、テープ１０６が矢印１１４の方向
に均一なスピードでその上を介して移動するとぎに、そ
のギャップを横切って感知された磁束の変化の速度に比
例した電圧を発生する。再生ヘッド信号は、前置増幅器
１０８によって増幅され、その後、１０９において等化
されて速度応答性の再生ヘッドの一定ではない振幅対周
波数（データレベル変化率）転送特性を補供する。振幅
等化によって誘起される記録位相誤差または位相誤差を
補償するための位相等化もまた用いられる。等化された
再生信号はその後、再生論理回路１１０によって処理さ
れ、この回路１１０は、出カデーク信号を検出しかつ形
成し、安定したクロック信号を合成し、かつ出力端子１
１１および１１２においてデータ信号をクロック信号に
正確に同期さＵる。

主要な実施例による１”−０ビツトシーケンスの記録の
ためのタイミング図とベクトル磁化モデルとが第１３図
に示されている。そのシーケンスのための再生波形のタ
イミングもまた示されている。

７１／２インチ／秒（ＩＰＳ）のテープ速度で記録され
た（および再生された）、この実施例のデータ速度は、
２５０，０００ビット／秒（ＢＰＳ）であり、テープ上
に３３，３３３ビット／インチ（ＢＰＩ）のビットバッ
キング密度を発生する。用いられたＮＲＺ−１−コード
に対して、３３．３３３はまた、インチあたりの磁束変
化（「Ｃ１）の最大数、すなわら、１インチのテープあ
たりに記録さ些だ、反転された向きの、隣接するインク
リメント（１／２サイクル）の最大数である。各々のビ
ットセルは、４マイクロ秒の時間間隔と、３０マイクロ
インチの記録されたテープ長さとに対応している。記録
／再生チャネルの通過帯域の上限の周波数は、２ビツト
／Ｈｚのナイキスト速度において２５０，０ＯＯＢＰＳ
に対して１２５．０ＯＯＨｚであることだけを必要とす
る。

示されたようにビットセルの各々の初めにおいて正の方
向に進む電圧遷移をもたらすためのクロック期間は４マ
イクロ秒である。５０％のデユーティサイクルクロック
波形もまた、各々のビットセルの中央において負の方向
に進む遷移をもたらす。クロックの各々の負の方向に進
む遷移は、記録電流インパルスをトリガするために用い
られる。

各々の電流インパルスの持続時間は４００ナノ秒であり
、さらに、その方向は、それが対応するセルのデータレ
ベルによって決定される。

第１３図は、背面層２１２および磁気記録層２１４を有
する磁気テープ１０６を描いている。磁気記録層は、た
とえば酸化鉄コーティングである。

テープ１０’６は、記録へラドギャップ２３２を伴う記
録ヘッド１０５に隣接して配置されている。

矢印１１４は、記録ヘッド１０５に対するテープの移動
方向を示している。

第１３図のベクトル磁化モデルにおいて　１１１１＋と
してマークされたベクトルは、電流インパルスの前縁に
おいて記録された成分を表わしでおり、”ｔ”としてマ
ークされたベク］−ルは、電流インパルスの後縁におい
て４００ナノ秒後に記録された成分を表わしている。長
さＬＡは、活性電流インパルス（３マイクロインチ〉期
間中にテープによって移動された距離である。第１３図
の影が付けられた領域１１５は、テープに浸透する有効
な記録磁界を表わしており、長さし仁は、その浸透の長
さを表わしている。各々の記録されたインクリメント、
し【の長さは、３０マイクロインチであり、これは、２
７マイクロインチの磁界の浸透の長さくＬＥ）に、その
記録電流インパルス期間中に移動した３マイクロインチ
を加えた合計である。所望の浸透長さを発生する記録ヘ
ッドのギャップの長さ＋ＬＧは、はぼ２０マイクロイン
チである。

第１４図は、この主要な実施例とランダムなビットの列
とに関連する波形およ□び平面／垂直のベクトル磁化モ
デルを描いている。同一ビットの長い列、たとえば０−
０−０は、対向する向きの成分１１６の隣接する端部を
有する同一のインクリメン１〜として記録される。第１
４図において丸で囲んで示されるように、これらの成分
１１６は、エネルギが安定し、接近し、再生回路によっ
ては感知され得ない相互磁界を有している。それゆえに
、有効な成分のパターンは、連続的な電流記録によって
生じたパターンに類似している。

第１５図は、この主要な実施例に用いられる記録回路の
概略図である。双極性の、正の論理が用いられ、すなわ
ち、正の電圧は論理１１１１１を意味し、負の電圧は論
理“０″を意味する。ＵｌおよびＵ２は、各々クロック
およびデータ信号に対する非反転バッファである。クロ
ックバッファＵ１は、単安定マルチバイブレータＵ３の
反転トリガ入力を駆動する。Ｕ３は、各々の負の方向に
進むクロック遷移に対してそのＱ出力において正のパル
スを発生ずる。Ｒ１およびＣ１は、各々の正のパルスの
持続時間（４００ナノ秒）を決定するタイミング素子で
ある。Ｕ３のＱ出力は、双方向スイッチＵ４の制御人力
Ｃに与えられる。Ｕ２の出力はＵ４のデータ人力■に接
続される。Ｕ４の制御入力が負のときに、それは高イン
ピーダンス状態となり、０におけるその出力は、Ｒ２に
よってアース電位（Ｏｖ）に保たれる。制御入力が正の
ときに、４００ナノ秒のパルス期間中に、Ｕ４の出力は
、データ信号と同じ極性である。このようにして得られ
た双極性電圧のインパルスは、レベル制御ポテンショメ
ータＲ２によって分割される。

Ｒ２信号は、ＱｌないしＣ４およびＲ３ないしＲ７から
なる相互コンダクタンスヘッドドライバに接続される。

ヘッドドライバは、電圧インパルスを電流インパルスに
変換し、そして記録ヘッドＬ１に高インピーダンス源を
提供する。ドライバは、電流源として機能するが、記録
へラドインダクタンスに関連して小さなＬ／Ｒ時定数を
与え、短い持続時間の電流インパルスによって駆動され
るように設計された記録ｌ＼ラッドおいて可能な広い範
囲のインダクタンスをもたらづ。ＱｌおよびＱ２のベー
スへの入力が接地されているときく静止状態）、Ｑｌな
いしＱ４は導通しておらず、ヘッドには電流が供給され
ない。入力が正のときに、Ｑ２およびＱ４は導通してい
ないが、Ｑｌは導通する。Ｑｌの電流は、Ｒ５の値と、
入力電圧とによって決定される。Ｑｌの電流は、Ｑ１コ
レクタ抵抗Ｒ３を介して電圧降下を引き起こす。Ｒ３電
圧と、Ｒ６の値とは、Ｑ３のコレクタ電流を決定づる。

Ｑ３のコレクタ電流は、正の向きのインパルスの期間中
に記録ヘッドを駆動覆る。ＱｌおよびＱ２のベースへの
入力が負のときに、ＱｌおよびＱ３は導通しておらず、
一方で、Ｑ２は、入力電圧とＲ５の値とによって決定さ
れる開だけ電流を通過させる。Ｑ２の電流はその後、Ｒ
４を介して電圧降下を引き起こすが、このＲ４は、Ｒ７
の値に関連して、Ｑ４のコレクタ電流を決定する。Ｑ４
のコレクタは、負の向きのインパルスの期間中に記録ヘ
ッドを駆動づる。

したがって、データ信号とクロック信号と（ま処理され
て記録のための双方向の４００ナノ秒の電流インパルス
を供給する。

その概要において、その主要な実施例は、テープ上に３
０マイクロインチの磁化されたインクリメントとしてビ
ットを記録する：各々のインクリメントの長さは大きく
は、テープの動きではなく、ヘッドの設計によって決定
される；そして各々のインクリメン１〜の磁界のエネル
ギは、テープの動きに関連する、わずか３マイクインチ
、すなわち記録されたインクリメントの長さの１／１０
の半波長を有Ｊる電流インパルスから得られる。周波数
の形で表わすと、４００ナノ秒の記録電流インパルスは
、この主要な実施例のデータチャネルに要求される通過
帯域よりも１０倍高い周波数である、１．２５Ｍ１−１
ｚの信号の半波期間に関連している。比較覆ることがで
きる連続電流ヘッドドライバの素子（たとえば、トラン
ジスタ接合）による放熱に比較して、この実施例のイン
パルス電流ヘッドドライバによる放熱は９０％減少され
るという点で、有意義である。さらに、９０％の熱の減
少は、４００ナノ秒の電流インパルス（１０％のデユー
ティサイクル）を４０ナノ秒（１％のデユーティサイク
ル）に減少することにＪ：つて容易に達成され、現実の
値は、磁気テープの粒子を切換えるために３ナノ秒以下
が必要とされ、少なくとも３ナノ秒の電流インパルスを
含む活性記録電流デユーティサイクルが理論上は十分で
あるということを考慮している。現実の問題として、任
意の応用例に対して受入れ可能な最小限の活性記録電流
デユーティサイクルは、費用ような他の考慮づ゛べき事
項のために選択された要素の能力を取扱う最小のパルス
幅によって決定されるであろう。

一方で、任意の応用例に対して受入れ可能な最大のデユ
ーティサイクルを決定することは、増大したデユーティ
が種々の期待される利益に与える影響のより複雑な分析
を必要とする。実際に、連続酌愈電流記録に及ぼす連続
的な電流インパルス記録の実質的な利益は、５０％また
はそれ以下の活性記録電流デユー乎イザイクルを用いて
得られるということが見い出されている。この主要な実
施例からもたらされるベクトル磁化は、その連続的な電
流の等高部分から得られるものと同じであるが、しかし
、磁化は、連続的な記録と、これによる虫ね棗ぎ記録ヘ
ッドの前縁の要素とを必要とせずに発生し、実際、その
ようにすることは、非常に効率が悪い。

ここに説明された磁気テープレコーダの実施例において
、最も短い記録された半波長は、データ速度と、テープ
速度とによって決定されたが、これらは双方ともに一定
であった。しかしながら、典型的な磁気ディスクの応用
例においては、データ速度と、角速度とは一定であり、
ト・ラック（シリンダ）速度は、ピッ１〜バッキング密
度と記録された半波長と同様に円周によって変化する。

もしも、この発明のディスクの実施例にＪ３いて、外側
のトラック上に記録されるべき最小の半波長に対応する
記録インクリメン１〜長さを発生り−るように設計パラ
メータが選択されれば、そのときは、これらの記録イン
クリメントは内部のトラック上で重複するであろう。重
複されたインクリメントを伴うインパルス記録は、第１
６図においてモデル化されている。磁気層３１４を有す
る第１６図の磁気媒体３１０は、矢印３３８の方向に、
記録ヘッド３２４と記録ヘッドギャップ３３２とに対し
て移動する。太く書かれたベクトル３１７．３１８は、
予め記録された半波長の″過剰長さ″成分３１９．３２
０（’破線で示されている）が重ね書きされたことを示
している。このインクリメントの重複は、電流インパル
ス記録技術の利益が維持され、その利益は一般的に記録
波形の特性に関連しているということを除いて、連続的
な電流記録システムにおいて発生する重ね書きに類似し
ている。

連続的な電流レコーダの再生システムとの適合性の利益
は、連続的な電流記録が重複の無限の列としてみなされ
得るので、重複の程度（または重複によって引き起こさ
れる活性記録電流デユーティサイクルの増大）にかかわ
らず明らかに維持される。減少した変調ノイズと、減少
した放熱の利益は、連続的な電流インパルス記録波形の
活性デユーティサイクルに逆比例する。高い遷移速度の
信号に対する出力の損失を伴わない改善された重ね書き
機能の利益は、反対の向きの記録電流のインパルスの発
生を分離する距離に関連する記録媒体の移動の維持に依
存するが、この距離は、記録ヘッドギャップ（第８図参
照）の後縁において位置する記録帯の長さに少なくとも
等しい。もちろん、記録帯の長さは、ピーク記録電流に
従って増大するが、しかし、反対向きの記録インパルス
の分離の状態は一般的に、インパルスの持続時間と重複
との組合わせがこの距離をヘッドに通過させるインパル
ス間の不活性な時間間隔をもたらす限り一致する。減少
した横送り干渉の利益は、連続的な記録電流波形のエネ
ルギに比較した、インパルス電流波形の基本周波数エネ
ルギの減少の程度に依存している。要約すると、連続的
な電流インパルス記録の全体的な利益は、適度に重複し
たインクリメン１−に対して実質的に保たれる。この事
実は、すべての応用例に対する電流インパルス記録ヘッ
ドの製造における合理的なギャップ長さの許容誤差を与
える。重複した記録インクリメントを伴う動作はまた、
最小の半波長インクリメントの整数倍によって規定され
た以外の位置における可能な遷移を有するコードを伴う
電流インパルス記録方法の使用をも許容する。

垂直の磁気記録を利用づ゛るこの発明の実施例において
、有効な磁界領域の長さくしε）は、記録へラドギャッ
プの長さよりもむしろヘッドのポールの形状によって決
定される。第１７図は、記録システムのこの形式の一例
を示している。媒体背面層４１２と磁気記録層４１４と
を有する記録媒体４１０は、ヘッドボール４９０とヘッ
ドポール４９２との間を通過する。ヘッドボール４９０
および４９２に対する媒体４１０の移動は、矢印４３８
の方向に行なわれる。垂直な記録磁界４４は、ヘッドが
付勢されるときに、ヘッドポール４９０と４９２との間
で作り出される。一方の方向の純粋に垂直な磁化成分は
、第１７図に示されるように各々のインクリメント長さ
ごとに記録される。

各々の記録されたインクリメントは、長手方向の記録の
実施例についてここで説明された態様と類似の態様で、
単一の、低いデユーティサイクルの、適当な向きの電流
インパルスによって発生する。

磁気記録媒体の表面に対して磁気記録ヘッドの直線的な
通過を利用するこの実施例を参照して、前述の説明およ
び分析を考慮してこの発明について再度述べると、以下
の事項が定義されている；ＬＥは、記録ヘッド（第１３
図参照）の有効な記録磁界の前記通過の進路に沿った長
さである；ＬＡは、前記記録ヘッド（第１３図参照）に
活性記録電流インパルスを与える期間中の前記直線的な
通過の長さである： Ｌ＋は、前記記録ヘッド（第１３図参照）に記録電流イ
ンパルスを与えることからもたらされる記録されたイン
クリメントの長さである：ＳＴは前記通過の速度である
； ■Ａは、活性記録電流インパルス（第１３図参照）の期
間である： ■Ｒは、連続する記録電流インパルス（第１３図参照）
の開始の間の期間である。

この発明に従うと、上述のように定義された用語の間の
関係は、以下の方程式によって表わされる。

１、　ＬＡ＝Ｓ□ｘＴ＊； ２、１＋＝Ｌε＋１Ａ　； ３、ＬＡ　＜ＬＥ この発明の好ましい実施例において、ＴＡ／丁Ｒは、活
性記録電流デユーティサイクルであり、それは、通常的
１／２または１／１０に等しく、または、記録回路のた
めに選択された要素の最小のパルス幅能力に対して現実
的である限り小さくすることができる。もちろん、Ｒ己
録電流インパルスは、磁気粒子のスイッグーングを完了
づ−るのに充分な持続時間のものでなければならない。

また、理想的には、Ｌｅ　＝ＳＴ　（ＴＲ−ｒＡ）であ
り、かつＴＲ＝Ｌｌ／Ｓ丁であり、これは、記録磁界の
有効な長さく記録ヘッドの形状と、記録電流の大きさと
によって決定されるＬＥ）が、連続する、活性記録電流
インパルスの間の不活性な時間間隔中の磁気媒体の通過
の長さに正確に一致しており、したがって、記録の連続
的なインクリメントの重複または分離なしに連続的な磁
気記録がもたらされるということを意味している。しか
しながら、この発明の長所は、記録の）■続的なインク
リメントの重複または分離のｉｌｌ！Ｉ定によっても得
られる。

この発明は、その精神または本質的な特性から離れるこ
となく、他の特定の形態で具体化されてもよい。それゆ
えに、この実施例は、すべての点で、例示的なものであ
りかつ限定的なものではないと考えられるべきであり、
この発明の範囲は、前述の説明よりもむしろ添付された
特許請求の範囲によって示され、この発明と等しい意味
および範囲内のすべての変化はそれゆえにその中に含ま
れるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、背面媒体と磁気層とを有するす匂型的な記録
媒体を示す図である。 第２図は、典型的なリング記録ヘッドを示す図である。 第３図は、記録ヘッドギャップの領域における磁界の詳
細を示す図である。 第４図は、ヘッドの記録帯を示す図である。 第５Ａ図、第５Ｂ図は、傳い平１１な板に対する消磁効
果を示す図である。 第６Ａ図は、長いおよび短い波長の平面および垂直な磁
化に対する消磁効果を定性的に要約した表を示す図であ
る。 第６Ｂ図は、記録電流遷移と、磁化パターンのベクトル
モデルとを示す図である。 第７図は、記録電流波形に関連づ゛る簡略化された平面
および垂直成分のモデルを示す図である。 第８図は、記録電流がその極性を急）朱に変えるときの
後続のサイクルの部分的な消去を示す図である。 第９図は、相互磁束回路を有ザる反対方向の垂直磁化を
示す図である。 第１０図は、典型的なデジタルデータ記録電流波形を示
す図である。 第１１図は、デジタル記録／再生システムの最も高いデ
ータ速度の記録電流波形を示す方形波を表わす図である
。 第１２図は、動作を説明ザるための関３１！　”）−る
概略的な波形図とともに、この発明を実施するための記
録システムを示すブロック図である。 第１３図および第１４図は、この発明によるインパルス
記録の詳細を示す時間、波形、および磁気ベクトルを示
す図である。 第１５図は、この発明の実施例において用いられる記録
回路の概略図である。 第１６図は、記録インクリメントにお（プる小さな重複
を伴ってこの発明が実施される、磁気ベクトル成分を示
す−図である。 第１７図は、垂直磁気記録を伴ってこの発明が実施され
る、磁気ムク１−ル成分を示す図である。 図において、１０は記録媒体、１２は背面媒体、１４は
磁気層、２４はリング記録ヘッド、２５はへラドコア、
２７は記録信号電流発生器、２８はへラドコアの巻線、
３２はレコードギャップ、３６は記録帯、４２は薄板、
１０３は記録論理回路、１０４は記録ヘッドドライバ、
１０５（ま記録ヘッド、１０６は磁気テープ、１０７は
再生ヘッド、１０８は前置増幅器、１０９は等止器、１
１０は再生論理回路、１１３は入力レベル制御回路、２
１２は背面層、２１４は磁気記録層、２３２は記録ヘッ
ドギャップを示す。 特許出願人　ローランド・ケント・ホワイト図面の浄書
（内容に変更なし） ＦＩＧ、　１ ｍ？６４ ζ 第８ ＦＩ６．１３ ！ （べ ＋−ζ　噌　リ へ　ベ　気 疲　・１シ 手続補正間（方式） ％式％ ２、発明の名称 磁気記録方法およびシステム ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　アメリカ合衆国、メリーランド州、フォート・
ワシント：キスコンコ・ターン、４．２０ 氏　名　ローランド・ケント・ホワイト４、代理人 住　所　大阪市北区天神橋２丁目３番９号　八千代第一
ビル１１ｉｊｌｊｌｊ（Ｊ年３月２６日 ６．２ｉｌｉ正の対象 図面全図 ７、補正の内容 ′ｃＪ墨で描いた図面全図を別紙の通り提出致しまず。 なお、内容についての変更はありません。 以上 ／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　磁気記録ヘッドと、記録表面を存する磁気記録
   媒体とによる。電気波形の磁気記録方法であって、連続
   的な相対通過が前記ヘッドと前記媒体との間で一定の速
   度で実行され、前記ヘッドは、前記通過の進路に沿って
   決められた長さの有効な記録磁界を提供し、前記方法は
   、 前記記録ヘッドに一連の電気インパルスを与えて前記媒
   体においてその対応づ゛る一連の記録されたインクリメ
   ントを実行覆るステップを含み、前記インクリメントの
   各々の長さは、前記インクリメン１−の各々を発生する
   電気インパルスを与える期間中に前記通過の速度ににつ
   で決定される距離だけ延ばされる前記有効な記録磁界の
   長さを含み、各々の電気インパルスの振幅および方向は
   、前記波形のサンプルの振幅および方向を表わし、連続
   する電気インパルスを与える時間間隔は、前記インクリ
   メントを一定間隔を保って配置させまたは重複させて前
   記線形と相似形の電気信号に変換可能な記録の連続体を
   実質的に発生し、各々のインパルスの持続時間は、イン
   パルスの振幅を決定覆る振幅に元の信号が留まる時間よ
   りも短く、時間の関数としての記録電流は不連続な関数
   であり、このため、この電流は、記録されているインク
   リメン］−が前記有効な記録磁界の領域内にある期間の
   一部分の間に効果、的にＯである、磁気記録方法。 （２）　連続するインパルスの開始の間の開開間隔に対
   する各々のインパルスの持続時間の比率は、１／２また
   はそれ以下である、特許請求の範囲第１項記載の方法。 （３）　連続するインパルスの開始の間の時間間隔に対
   する各々のインパルスの持続時間の比率は、１／１０ま
   たはそれ以下である、特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 （４）　磁気記録、へ、ラドと、記録表面を右りる磁気
   記録媒体と、前記ヘッドと前記媒体との間で一定の速度
   で連続的な相対通過をもたらす装置とを備えた、電気波
   形の磁気記録のためのシステムであって、前記ヘッドは
   、前記通過の進路に沿って決められた長さの有効な記録
   磁界を提供し、前記システムは、 前記記録ヘッドに一連の電気インパルスを与え−Ｃ前記
   媒体においてその対応する一連の記録されたインクリメ
   ントを実行する回路をさらに備え、前記インクリメント
   の各々の長さは、前記インクリメントの各々を発生ずる
   電気インパルスを与える期間中に前記通過の速Ｉ哀にに
   つて決定される距離だけ延ばされる前記有効な記録磁界
   の長さを含み、各々の電気インパルスの振幅および方向
   は、前記波形のサンプルの振幅および方向を表わし、連
   続する電気インパルスを与える時間間隔は、前記インク
   リメントを一定間隔を保って配置させまたは重複させて
   、前記波形と相似形の電気信号に変換可能な記録の連続
   体を実質的に発生し、各々のインパルスの持続時間は、
   インパルスの振幅を決定する振幅に元の信号が留まるＪ
   ｔ１間よりも短く、時間の関数とじての記録電流は不連
   続な関数であり、このため、この電流は、記録されてい
   るインクリメントが前記有効な記録磁界の領域内にある
   期間の一部分の間に効果的にＯである、磁気記録のため
   のシステム。 （５〉　連続づ−るインパルスのＩｔｉｌ始の間の時間
   間隔に対する各々のインパルスの持続時間の比率は、１
   ／２またはそれ以下である、特許請求の範囲第４項記載
   のシステム。 （６）　連続リ−るインパルスの開始の間の時間間隔に
   対Ｊる各々のインパルスの持続時間の比率は、１／１０
   またはそれ以下である、特許請求の範囲第４項記載のシ
   ステム。