JPS6019041B2 - 多層磁気記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の磁性届を有する磁気記録媒体を用いた多
層磁気記録再生装置に関する。

従来から磁気テープを用いた信号の記録再生は音響、画
像、電子計算機等の分丹野で幅広く利用されている。

また、磁気カードによる現金自動支払機などのシステム
も普及しつ）ある。これは簡易なる記録および消去、特
に葺き換えが容易にできること、並びに高密度記録がで
きること等の種々の利点によるものと考えられる。した
がって、音響機器、画像機器、電子計算機器等の発達に
伴ない、その用途は益々拡大するものと思われるが今後
はさらに一層の高密度化と取扱いの容易さが期待される
であろう。本発明はか）る事情に鑑みてなされたもので
記録媒体の磁性層を２トラックに分割して成る磁気記録
媒体を用い、分割された２つのトラックに互いに反転さ
せた同一情報の信号を記録することにより偽造の防止を
することができる多層磁気記録再生装置を提供しようと
するものである。

本発明の大きな特徴は前述のように磁気記録煤０体の磁
性層を２トラックに分けるとともに２つの記録トラック
に互いに反転させた同一の信号を記録することによって
高密度の記録ができるとともに再生時には各層の信号が
効率よく再生分離できるという効果が得られるものであ
る。

タ 以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明で使用する磁気記録媒体の１例を示す断
面図である。図示のようにこの磁気記録媒体２１は基板
１に厚さ６０‘こして保持力Ｈｃｏなる磁性層ロ２、非
磁性材料の中間層３、厚さ６１０にして保持力Ｈｃｌ（
Ｈｃｌ＜Ｈｃロ）なる磁性層１４、表面保護層５を順次
積層して構成される。すなわち、磁性届１４および磁性
層０２の間に非磁性体材料の中間層３を形成することに
よって磁性層１，ロ間の相互の影響を防止するものであ
る。夕それ故、中間層３の厚さには所定の条件が必要と
なる。すなわち、その厚さが薄過ぎると中間層を入れた
効果が減少し、反対に寝過ぎると内部の磁性層を充分に
磁化することが難かしくなるばかりでなく、さらにこの
内部の磁性届に記録されている情報を再生するときに分
離損失が増加するということになる。したがって、必要
最小限の厚さを設定する必要がある。第２図は本発明の
多層磁気記録再生菱鷹を説明するためのブロック図であ
る。

情報発生手段１０１は論理回路１０２により情報Ａおよ
びＢに分割される。Ａは記憶回路１０３に一時保存され
、まずＢのみが増幅器１０４，１０６により増幅されて
磁気ヘッド２２，２３に供給される。このとき、磁気ヘ
ッド２３には情報反転手段としての逆相回路２８により
逆相情報が送られる。そして、トラック２６，２７に１
通りの責込み記録が終ると２回目の走行で情報Ａを増幅
器１０５，１０５を介して記録する。図に示されるよう
な矢印の方向に走行する前述の二層式記録媒体２１の記
録面に対して２組の記録ヘッド２２および２３は各々第
１および第２の記録トラック２６および２７を形成する
ように、またギャップの位置が一直線上にあるように記
録媒体２１の幅方向に並べて配燈されている。記録ヘッ
ド２２および２３には記録信号として、たとえばデジタ
ル信号がそれぞれ供給される。なお、この記録ヘッド２
２，２３はともに内部磁性層０２までを充分に磁化する
ことのできる程度のギャップ幅ｇを有しているものとす
る。磁力の強さと各層への記録については後に詳述する
。

なお、上記記憶回路１０３は記録信号Ａが記録信号Ｂと
同時に与えられたとき前述の記録ヘッド２２，２３によ
る記録媒体２１上の記録の位置と上記の記録ヘッド２２
．２３による記録の位置とが等しくなるように設けられ
ている。すなわち、記録媒体２１が矢印方向に１回走行
すると、まず記録ヘッド２２，２３によって記録媒体２
１には磁性層１，０全体にわたって第１の記録トラック
２６には記録信号８が、また第２の記録トラック２７に
は逆極性記録信号一Ｂが記録される。つぎに、第２回目
にこの記録媒体２１が記録ヘッド２２，２３上を通過す
ると磁性層１４の第１の記録トラック２６に記録されて
いる信号Ｂおよび第２の記録トラック２７に記録されて
いる信号−Ｂはともに記録信号Ａによって書き換えられ
、その結果第３図に示すように磁性層０２の第１および
第２のトラック２６，２７には信号Ｂおよび−Ｂが、ま
た磁性層１４には第１および第２の記録タトラツク２６
，２７ともに信号Ａが記録されたことになる。なお、上
記の説明においては磁性層０２の第１の記録トラック２
６に信号Ｂ、第２の記録トラック２７に信号−Ｂを記録
したが第１のトラック２０６に信号−Ｂを、第２のトラ
ック２７に信号Ｂを記録してもよい。

また、磁性層１４の第１、第２のトラックに互いに逆極
性の信号Ａおよび一Ａを記録し磁性層Ｄ２の第１および
第２のトラックにはともに同極性の信号Ｂを記録しても
よい。ま夕た、前記実施例の磁性層１４のように２トラ
ックにわたって同犠牲の同一信号を記録する場合は記録
媒体２１の幅に相当するトラック幅を有する１つの記録
ヘッドで同時に記録することは全く差支えない。０ つ
ぎに各磁性層への書込みの磁力の強さなどについて詳細
に説明する。

分割された個々の情報は内部の磁性層から順に表面の磁
性層へと記録されて行く。すなわち、たとえば二層の磁
性層の場合、まず内部の磁性層に２分された１つの情報
をタ記録し、つぎに表面の磁性層に他の１つの情報を記
録するという如くである。そのために、つぎのような問
題点が当然指摘される。その１つは先に記録された磁性
層（内部磁性層）の磁化が、つぎの磁性層（表面磁性層
）への記録に際し、この表面層の記録磁界によって乱さ
れる危険性があることであり、他の１つは表面層の磁化
自身も内部の層の磁気によって乱される危険性があると
いうことである。つぎに、前記中間層の厚さの条件につ
いて説明する。

まず、磁気ヘッドによる磁化について一般的に説明する
と、第４図に示されるように磁気ヘッド１２０の巻線１
２１に電流が通じると高透磁率材料から成る磁心１２２
が励磁され空隙１２３に磁界が生じる。また、その磁束
の一部は磁気ヘッド１２０の外部にも漏れ、空隙１２３
近傍に磁界を生じる。この磁界のうち、記録媒体の長さ
方向成分（ｘ成分）が記録に関係があるのでこれをＨｋ
と表わすとその分布は第５図に示すような曲線となる。
なお、図中ｙは記録媒体の厚み方向を表わしている。こ
の曲線から明らかなようにＨｘの最大値はｘ＝０、すな
わち空隙１２，３中心面で得られる。（この面でのｙの
値を仇とする。）さらに、空隙１２３中心面でのＨｋの
分布を求めると第６図のようになり、ヘッドの表面から
遼ざかるにつれて減衰することがわかる。，この額向は
舷を空隙内の磁界Ｈｏで、またｙｏをＩＥ流値ｇで基準
化すれば全てに適用できる。たとえば、Ｈｏ＝６００び
ｅのとき、Ｈｋ：１２０び８で飽和ョＥで磁化される媒
体はｙｏ／ｇ〒１．５以下、すらわちヘッド表面から１
．５夕までの距離にある部分が飽和記録できる。したが
って、ｇ＝２山のときはヘッドの表面から３仏まで、ｇ
＝８ムのときは１２，一までの距離にある部分が飽和記
録できることに１なる。このように、弱い電流では媒体
の表面や浅い部分のみが磁化され、強い電流では同じ空
隙間磁界比を与えたときは深い部分まで磁化される，こ
とがわかる。第７図は第１図で示した本発明の溝迭気記
録媒体に強い電流と弱い電流の２つの電流で情報の記録
を行なった場合の磁界分布を示すものである。

図中、比（ｇＷ）は強い電流を通したときのヘッドの磁
界分布を示し、Ｈｋ（ｇＮ）は弱い１軍流を通したとき
のヘッドの磁界分布を示している。磁界分布Ｈｋ（ｇＷ
）上の点Ａは一般に磁性層１４に比べて保磁力の値が大
きい材料で形成されている磁性層ロ２が強い電流の流れ
たヘッドで充分に磁化される条件を示している。すなわ
ち、ヘッドの表面からの距離ｙ３は記録媒体の各層の厚
みを総合した値（６ｃ＋６１十６ｉ＋６０）であり、磁
界日３は磁性層０２が充分に磁化される磁界−、たとえ
ば斑ｃＤ（ただし、ＨｃＤ‘ま磁性層０の保持力）であ
る。この条件が満されるＨｘ（ｇＷ）によって、まず記
録媒体表面から磁性層ロまでの全てが磁化される。そし
て、つぎに表面にある磁性層１４に別の情報が弱い電流
を流された記録へッド‘こより書き込まれる。

磁界分布日は（ｇＮ）上の点Ｂは磁性層１４が弱い電流
へッＮこよる磁界Ｈｘ（ｇＮ）で充分に磁化される点を
示している。すなわち、ヘッドの表面からの距離ｙ，は
記録媒体の表面保護層５と磁性届１４のそれぞれの厚み
を加えた値（８ｃ＋６１）であり、磁界日２は磁性層１
４が充分磁化される磁界、たとえば餌ｃｌ（た）し、Ｈ
ｃｌは磁性層１の保持力）である。このとき、同様に磁
界日２（ｇＮ）上の点ｃは磁性層ロ２の表面での弱電流
ヘッドからの磁界Ｈｋ（ｇＮ）の値日，を示している。
すなわち、この値が大きいと前述のようにこの磁界日，
によって磁性層０２の磁化が乱されることになる。した
がって、これを防ぐためには中間層３の厚み６ｉを増し
て磁界日，の値を低下させ、磁性層０２に殆んど磁化反
転を与えない。値、たとえば妻ＨＣｎ以下にする必要が
ある。すなわち、このように磁性層Ｄ２の表面の磁界日
，が、たとえば磁性層０を充分に磁化させる値がｃ肌藷
、すなわち傘Ｃ似下‘こなるよ化欄タ層３の厚み６ｉを
設定することが中間層に与えられる第１の条件である。

しかしながら、前述のように中間層の厚み６ｉを大きく
しすぎると磁性層０２を充分に磁化することが難しくな
るため中間届の厚み６ｉは磁性層０ ０２が充分磁化さ
れる状態を最大限とする。

これが第２の条件である。これを、さらにわかり易く説
明すると磁性層ロ２の底面における磁界日３が、たとえ
ば比＞２日ｃロであり、かつ表面におけ夕る磁界日・が
、たとえば日・＜妻ＨＣｎとなるように中間層３の厚み
６ｉを設定することが必要条件である。第８図は磁性層
１と磁性層０の保磁力の比による必要な中間層６ｉの値
を示す図である。

図示の０ように磁性層１，０の保磁力の比が小さいとき
は６ｉは大きくとる必要がある。また、表面保護層と磁
性届１の厚さが厚いほど大きくする必要がある。−方、
器２３で‘ま中胴体要と偽５しかしながら、一般に表面
層の保磁力をあまり低くとることができないため磁性層
１，０の比（Ｈｃｏ／Ｈｃｌ）を３倍以上に選ぶことは
難しく、また中間層は磁性粉末の入らないバィンダ材な
どで良いことから容易に挿入できることから磁性間相互
の悪影響を防止するに所定の厚さの非磁性体中間層を設
けることは有効な手段である。

第９図は上記のようにして記録された信号を再生分離す
る方式を説明するためのブロック図である。図に示すよ
うに記録媒体２１の記録面に対して再生ヘッド５１およ
び５２がそのギャップの位置が一直線上にあるように並
べて配遣されている。再生ヘッド５１は第１の記録トラ
ック２６に記録されている信号の再生を行なうための磁
気ヘッドであり、また再生ヘッド５２は第２の記録トラ
ック２７に記録されている信号の再生を行なうため磁気
ヘッドである。なお、これら再生ヘッド５１，５２とし
ては前記の表面の表面磁性層１用の記録ヘッド２２，２
３を兼用することもできる。さて、記録媒体２１が走行
すると記録媒体２１の内部の磁性層０２および表面磁性
届１４のそれぞれ第１の記録トラック２６に記録されて
いる信号ＢおよびＡは再生ヘッド５１によって同時に再
生され、一方磁性層０および１の第２の記録トラック２
７に記録されている信号−ＢおよびＡは再生ヘッド５２
によって同時に再生され、その結果再生ヘッド５１およ
び５２にはつぎのような再生＊＊信号ＸおよびＹが得ら
れる。

Ｘ＝Ａ＋Ｂ Ｙ＝Ａ−Ｂ 再生信号ＸおよびＹはそれぞれつぎの加算回路５３およ
び減算回略５４に供孫給される。

これは、得られた再生信号×，Ｙから記録信号Ａ，Ｂ信
号を分離して取り出すためであり、加算回路５３におい
て（×＋Ｙ）、そして減算回路５４において（Ｘ一Ｙ）
なる演算がなされる。その結果、加算回路５３の出力端
子５５からは記録信号Ａの２倍の大きさの信号２Ａが、
また減算回路５４の出力端子５６からは記録信号Ｂの２
倍の大きさの信号２８がそれぞれ分離され取り出される
ことになる。なお、逆極性信号の記録の態様に応じて上
記の演算処理には若干の相異があるのでこれをつぎの表
にまとめる。

表 １以上の説明から明らかなようにこのように多層磁
気記録再生装置によると、演算処理した後の再生信号出
力は第１、第２の記録トラックの合計の出力、すなわち
それぞれ２Ａまたは２Ｂとなる。

これらの信号の大きさは第１および第２の記録トラック
の合計のトラック幅を有する１つの磁気ヘッドで通常の
一層の記録媒体に信号ＡまたはＢを記録したときに得ら
れる再生信号の大きさと同じではあるが、本発明の装置
では一定の幅を有する１つの記録面（第１、第２のトラ
ックの合計のトラック幅）で互いに反転した同一情報を
効率よく記録再生できる点で従来にない効果を有してい
る。さらに、これまでに本出願人の提案していたものは
各層ごとにギャップの異なるヘッドを別に設けたのでカ
ードの反りなどにより当りが変り分離損失のばらつきな
どの不具合があった。

そこで、第１層および第２層について同一の磁気ヘッド
で書き込むようにしたので磁気カードなど比較的硬い磁
性媒体に対する書込みでもヘッドごとに当りが変わった
りせず、安定した書込みが期待できる。さらにまた本発
明の装置は単に高密度記録再生に有効であるというだけ
でなく、記録面が２トラックに分割され互いに極性の異
なる同一信号が記録されていること等、本発明の記録再
生装置の実体を知らずして正規の信号を得ることはでき
ない。

以上説明したように本発明によれば情報発生手段からの
情報を第１ヘッド部により章官１のトラックに記録する
一方、上記情織発生手段からの情報を反転して第２ヘッ
ド部により第２のトラックに記録するようにしたため模
造を困難にすることができるとともに用途に応じて高密
度化と取扱いの容易さが計れるなどの優れた効果を委す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多層磁気記録再生装置に用いられる記
録媒体の一例を示す断面図、第２図は本発明の一実施例
を示す多層磁気記録装置のブロック図、第３図は各磁性
層における記録パターン図、第４図は磁気ヘッドの概略
図と座標を示す図、第５図は空隙近傍の磁界Ｈｘの特性
を表わす図、第６図は空隙中心面の磁界Ｈｘの分布を表
わす図、第７図は二層形記録媒体の磁イリ機構を説明す
るための図、第８図は中間層６ｉの磁性層１，０の比に
対する値を表わす図、第９図は本発明の一実施例を示す
再生装置のブロック図である。 ２・・…・第１の磁性層、４・・・・・・第２の磁性層
、２１・・・・・・記録媒体、２２・…・・磁気ヘッド
（第１ヘッド部）、２３……磁気ヘッド（第２ヘッド部
）、２６……第１のトラック、２７……第２のトラック
、２８・・・…逆相回路（情報反転手段）、５１，５２
・・・・・・再生ヘッド、５３，５４・・・・・・情報
検出手段、１０１・・・・・・情報発生手段。 第１図 第４図 第２図 第３図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも第１、第２の磁性層を積層してなる記録
   媒体と、この記録媒体に対し複数のトラツクで情報を記
   録するためのそれぞれ１個の磁気ヘツドと、これらの磁
   気ヘツドに第１の情報を提供した第１の磁性層に情報を
   書き込ませるための手段と、上記磁気ヘツドに第２の情
   報を提供して第２の磁性層に情報を書き込ませるための
   手段と、前記各トラツクに対応して設けられた複数の磁
   気ヘツドで第１、第２の重畳された信号を再生する手段
   と、この再生された信号を演算して元の記録情報を検出
   する手段とを備えたことを特徴とする多層磁気記録再生
   装置。