JPS5870403A - 磁気記録再生装置 - 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】 本発明は磁気記録再生装置、特にビデオデープレコーダ
（以下ＶＴＲと略記する）に関するものである。

最近の家庭用ＶＴＲの普及ぶりには目ざましいものがあ
る。なかでもポータブルＶＴＲは従来の８ｍｍ映画をし
のぐ需要がある。しかしながら現状の１／２インチ方式
（ＶＨＳおよびベータ方式）てはＶＴＲ部の小型化とい
う点で限界があり、必ずしも８ｍｍカメラに充分に対抗
できる大きさとはいえない。そこでＶＴＲのより小型化
さらにはカメラとの一体化を目指した開発が続けられて
いる。

ＶＴＲを小型化するためにはビデオヘッドを内藏する回
転シリンダの径を小さくする必要があり、そのためには
記録波長を短かぐしなければならない。そのためには現
在より更に高密度記録の可能な磁気テープが必要となる
。

現在実用化されている磁気テープはＣｏ系酸化鉄テープ
（抗磁力Ｈｃが６７０エルステッド、残留磁束密度Ｂｒ
が１４００ガウス）が主であり、最短記録波長１μｍ程
度となっている。これに対し、前記のカメラとの一体型
ＶＴＲにおいては例えば最短記録波長０．６μｍ程度を
実用化する必要がある。

また記録面密度を上げるための狭トラック化も必要とな
り結局現状のテープでは前記の使用を満たすことができ
ない。これに対応するために新しい磁気テープとして合
金粉末テープの実用化が急がれている。この合金粉末テ
ープはＦｅ，Ｎｉ等の強磁性金属粉末をプラスチックフ
ィルムベース上に塗布したものである。この合金粉末テ
ープは通常抗磁力Ｈｃが１００〜１５００エルステッド
程度、残留磁束密度Ｂｒが２０００〜３５００ガウス程
度であるため超高密度記録が可能である。このような抗
磁力Ｈｃの高い合金粉末テープに対しては飽和磁束密度
Ｂｓの低いフェライトヘッドではコアの飽和が生じ充分
な記録ができないためセンダスト等の金属強磁性材をコ
ア材とするヘッドを使用しなければならないとされてい
た。しかし、金属強磁性材料をコア材とするヘッドは耐
摩耗性、製造のし易さ、コスト等の点からフェライトヘ
ッドに劣るのが現状である。

本発明は上記従来の問題点をふまえてなされたもので合
金粉末テープを使い、フェライトヘッドで記録再生を行
なう磁気記録再生装置で、短波長領域での特性が良好な
ものを捉供するものである。

磁気テープに情報信号を記録する場合には、まず記録ヘ
ット巻線に記録すべき情報が信号電流として与えられる
。この電流に応じてギャップ部から記録ヘッドコア外部
へ磁束が発生する。第１図はこの様子を等磁界線で示す
（松本光功著“磁気記録”ｐ２３　共立出版１９７７）
。すなわち、同図で円弧状の曲線はｘ方向の等磁界線を
示す。２ｇはギャップ長さ、斜線部は記録へッドコア部
を示す。Ｈｏはギャップ中の磁界であるが、コアを飽和
状態まで磁化した場合にはコア材料の飽和磁束密度に等
しくなる。飽和磁束密度は便宜上１０エルステッドの磁
界をかけたときの磁束密度Ｂ１０で代表する（以下磁束
密度Ｂ１０を便宜上、飽和磁束密度とよぶ）。フェライ
ト（Ｍｎ−Ｚｎ）の飽和磁束密度Ｂ１０は４０００〜５
０００、センダストの飽和磁束密度Ｂ１０は８０００〜
９０００ガウス程度である。したがって図でＨｘ／Ｈｏ
＝０．２の曲線は飽和磁束密度Ｂ１０＝５０００のフェ
ライトへッドを使った場合には１０００エルステツドの
等磁界線となる。

さて、このヘッドでテープを磁化する場合を考えよう。

第２図で１，２は磁気コア部、３は磁気ギャップ部、４
は磁気テープ磁性層部、５は磁気テープベース部、Ａは
ヘッド走行方向を示す。

２ｇはギャップ長さ、ｄはテープ磁性層厚とする。

ギャップ長さ２ｇ＝０．７５μｍ、テープ磁性層厚ｄ＝
２μｍ、テープ抗磁力Ｈｃ＝５００、Ｂｏ＝Ｈｏ＝５０
００とすれば第１図のＨｘ／Ｈｏ＝０．１の近傍に相当
する磁化決定領域Ｍ１部で磁化が決定される。第２図に
示す磁化決定領域Ｍ１部がテーパ長手方向に対して傾い
ている部分が多い場合には短波長の再生信号が位相ずれ
の影響を受け、減少する（前記文献第６３頁参照）。

さて合金粉末テープにはセンダスト記録ヘッドが必要で
あるとの論拠は以下のようなものである。

合金粉末テープの抗磁力Ｈｃは前記のように１０００〜
１４００と高い。したがってシャープな強磁界を発生さ
せるには飽和磁束密度Ｂ１０の大きいセンダストを使う
必要があるというものである。第２図と同一スケールで
このようすを第３図に示す。但しギャップ長さは約半分
（０，３３μｍ）である。飽和磁束密度Ｂ１０＝９００
０、抗磁力Ｈｃ＝１２００とすると、磁化力決定領域Ｍ
２で磁化が決定されシャープで比較的大きな磁化領域が
生ずる。これに対し同一ギャップ長さで飽和磁束密度Ｂ
１０＝５０００のフェライトヘッドを用いた場合には領
域Ｍ３のようなごく小さな領域しか磁化できないことに
なり、再生信号も充分なものが得らえない。

一方、フェライトヘッドでギャップ長を第３図の２倍に
した場合、第１図の等磁界線でＨｘ／Ｈｏ＝０．０２４
の近傍が磁化決定領域となる。静的にみればこれは上記
のセンダストヘッドの場合に匹敵する磁化領域が得られ
ることになるはずであるが従来の常識ではへッドギャッ
プ長と記録波長が近くなると、媒体上の記録点がヘッド
の磁化領域を通過中に極性が反転し減磁される（前記文
献第５６頁参照）ため記録減磁が生じる。記録波長とギ
ャップ長が等しい時で３ｄＢの減磁が起きる（テレビジ
ョン学会誌Ｖｏｌ　３４　Ｎｏ．１１　１９８０　Ｐ．
１０１１）ということになっている。

これに対し我々の実験により得られた結果を第４図（ａ
）に示す。これは再生ヘッドをＧＬ（＝２ｇ）（ギャッ
プ長）＝０．２５μｍのフェライトヘッドとし、センダ
ストヘッドＡ（ＧＬ＝０．３３μｍ）フェライトヘッド
Ｂ（ＧＬ＝０．７μｍ）フェライトヘッドＣ（ＧＬ＝０
．４μｍ）フェライトヘッドＤ（ＧＬ＝０．３μｍ）で
記録した場合の再生出力を記録波長との関係で示したも
のである。なお再生ヘッドのギャップ長０．２５μｍは
最短波長０．６μｍに対してギャップ損失があまり問題
にならないように選んだ。

第４図（ｂ）に記録波長０．６μｍに対する再生へッド
ギャップ長とギャップ損失の関係を示す（理論値）。

これからギャップ長が０．３μｍ程度であれば波長０．
６μｍでは第４図（ａ）のデータより２ｄＢ程度低下す
ることがわかる。従来よりＶＴＲの技術では、この程度
までのギャップ損失は回路的に補償できるものとして許
容されている。なお、テープは合金粉末テープ（Ｈｃ＝
１３００）である。

この結果、従来の常識に反し、短波長では、ギャップ長
の大きいフェライトヘッドで記録した場合の方が、セン
ダストヘッドによる記録よりも再生出力が太き込という
従来の常識と異なる結果を得た。

これは定性的には次のように理解できる。

飽和磁束密度Ｂ１０の大きいヘッドで記録する場合、記
録媒体のごく表層では、記録したい信号とは極性が逆の
記録減磁の原因となる強い磁界がかかる。

したがってあらかじま強く逆方向に磁化された後、望ま
しい方向に磁化されるわけである。記録媒体にはヒステ
リシスが存在するための逆方向に強く磁化されたものを
その反対方向に磁化するには強い磁界が必要である。一
方飽和磁束密度Ｂ１０の小さいヘッドで記録する場合、
ヘッド近傍の最も強い磁界が発生しているところでも前
者はどではないため、あらかじめかかる逆方向磁界もそ
れほど強くはない。したがって前者よりも記録減磁は少
なく、再生出力がむしろ大きい。このようすを媒体のヒ
ステリシスループ上で模式的に第５図（ａ），（ｂ）に
示す。

第５図（ａ）は前者の場合である。記録媒体中のある適
当な一点に注目すると消磁状態からＰ点にまで逆方内磁
化された後、第３図のＭ２に相当する磁化決定領域でＱ
を経てＲの残留磁化が得られる。

ここで正方向側がＰと同じ振幅まで達していないのは磁
界が反転する間にヘッドと媒体の相対位置がかわってい
るためである。これに対し、第５図（ｂ）は後者の場合
で同様に媒体上のある適当な一点に注目すると０→Ｐ→
Ｑ→Ｒの残留磁化が得られる。これは第５図（ａ）の場
合よりも高い値である。

したがって第５図（ｂ）の方がより大きい再生出力が得
られるという事が言える。上述の模式的説明は、媒体上
のどの点に関してもあてはまることではなく、ヘッドと
媒体の相対位置と、記録ヘッドの発生する磁束の反転す
るタイミングにより以上のような条件にあてはまる部分
があるということである。

なお第４図（ａ）のデータは抗磁力Ｈｃ＝８００〜１８
００の範囲では大差ないものが得られたが、短波長では
抗磁力Ｈｃ＝１０００以下では曲線ＤはＡ〜Ｃに近づき
従ってギャップ長を大きくする必要性はなくなる。また
抗磁力Ｈｃ＝１６００以上では曲線ＡとＢ〜Ｄが離れる
傾向になる。従って、センダストヘッドでなければ充分
な記録ができないということになる。

本発明は以上の結果を利用したもので合金粉末テープを
利用し、フェライトヘッドで記録再生を行なうＶＴＲを
提供するものである。以下にその実施例を説明する。第
６図（ａ）はフェライトヘッドを内蔵した回転シリンダ
を示す図で、６は磁気テープ、７は回転シリンダ、８ａ
，８ｂは記録用フェライトヘッド、９ａ，９ｂは再生用
フェライトヘッドである。矢印はそれぞれシリンダ回転
方向およびテープ走行方向である。磁気ヘッドとテープ
の相対速度は３．７６ｍ／ｓである。第６図（ｂ）は磁
気テープ上の記録パターンを示す。１０が記録トラック
である。第７図にＶＴＲの大まかなブロック図を示す。

同図で、１１はＹ−Ｃ分離回路、１２はＦＭ変調器、１
３は周波数変換回路、１４はミキサーである。

１５は高域フィルタ（ＨＰＦ）、１６は低域フィルタ（
ＬＰＦ）、１７はＦＭ復調器、１８は周波数変換回路、
１９はミキサーである。以下に動作を説明する。入力信
号はＹＣ分離回路１１で輝度信号Ｙと色信号Ｃに分けら
れる。輝度信号ＹはＦＭ変調器１２により搬送波４．５
ＭＨｚをＦＭ変調する。

一方色信号Ｃは３．５８ＭＨｚから７５０ＫＨｚへ周波
数変換される。この２つの信号はミキサー１４により重
畳され、配録ヘッド８ａ，８ｂにより磁気テープに記録
される。再生ヘッド９ａ，９ｂにより磁気テープから再
生された信号は高域フィルタ１５と低域フィルタ１６に
より分離され、前者の出力はＦＭ復調器１７を経て輝度
信号Ｙとなり、後者は周波数変換回路１８を経て３．５
８ＭＨｚの色信号Ｃとなり両者がミキサー１９により重
畳され、出力信号となる。磁気テープとして合金粉末テ
ープ（抗磁力Ｈｃ＝１３００）を使い、記録用フェライ
トヘッドのギャップ長をＧＬ＝０．７μｍ、再生フェラ
イトヘッドをＧＬ＝０．２５μｍとし、上記のように磁
気ヘッドとテープの相対速度を３．７５ｍ／ｓとすれば
第４図のＢの特性が得られる。これは、最初に述べたカ
メラ一体型のＶＴＲに適用可能な性能である。しかも短
波長領域においてはセンダストヘッドと同等あるいはそ
の以上の性能を持つ。

なお上記実施例では記録ヘッドと再生ヘツドを別のコア
を用いて構成したが、いわゆるコンビネーションヘッド
として両者が一体化されたものを用いることができる。

以上詳述したように、本発明によれば従来の常識に反し
て抗磁力の高い合金テープを用い、記録ヘットとして適
当なギャップ長のフェライトヘッドを用いれば、短波長
領域で記録ヘッドとしてセンダストヘッドを使った場合
と同等もしくは、それ以上の性能が得られる。しかもセ
ンダストビデオヘッドが前述のように耐摩耗性，製造の
し易さ，コスト等の点で問題があるため、超小型ＶＴＲ
を実用化する手段として本発明の磁気記録再生装置は有
用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気ヘツドギャップ部の等磁界線を示す図、第
２図は磁気ヘッドでテープを磁化する場合に、磁化が決
定される領域を示す図、第３図はセンダストヘッドとフ
ェライトヘッドにおける磁化決定領域と比較して示した
図、第４図（ａ），（ｂ）は、メタルテープとセンダス
ト，フェライトヘッドの詔録特性を示す図、第５図（ａ
），（ｂ）はセンダストヘッドとフェライトヘッドを用
いた場合、媒体上の一点かたどるヒステリシスループを
比較して示した図、第６図（ａ）はビデオテープレコー
ダの回転シリンダの構成を示す図、第６図（ｂ）は同ビ
デオテープレコーダによるテープ上の記録状態を示す図
、第７図（ａ），（ｂ）はビデオテープにおける信号処
理の状態を示すブロック図である。 １，２・・・・・・磁気コア部、３・・・・・・磁気ギ
ャップ部、４・・・・・・磁気テープ磁性層部、５・・
・・・・磁気テープベース部、６・・・・・・磁気テー
プ、７・・・・・・回転シリンダ、８ａ，８ｂ・・・・
・・記録用フェライトヘッド、９ａ，９ｂ・・・・・・
再生用フェライトヘッド、１０・・・・・・記録トラッ
ク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ギャップ長さが０．４μｍ以上であるフェライト記録ヘ
   ッドと、ギャップ長さが０．３μｍ以下であるフェライ
   トを再生ヘッドとを具備し、記録媒体として抗磁力が１
   ０００〜１６００エルスデット、磁性層厚みが１μｍ以
   上である磁気テープを用いることを特徴とする磁気記録
   再生装置。