磁気記録媒体、磁気記録再生装置、磁気記録方法
【課題】磁性層と下層との界面の変動に起因するエラーが少ない磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】入力される長波長データを複数の短波長データに変調可能な波形等価処理部を備えた磁気記録再生装置に使用可能な、非磁性層１の上に磁性層２が配されている磁気記録媒体であって、磁性層２の厚さは、波形等価処理部から出力されるデータの最短記録波長の１／２倍より大きく、４倍より小さく構成されている。
【解決手段】入力される長波長データを複数の短波長データに変調可能な波形等価処理部を備えた磁気記録再生装置に使用可能な、非磁性層１の上に磁性層２が配されている磁気記録媒体であって、磁性層２の厚さは、波形等価処理部から出力されるデータの最短記録波長の１／２倍より大きく、４倍より小さく構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種信号やデータが記録される磁気記録媒体に関する。また、磁気記録媒体にデータを記録再生する磁気記録再生装置、磁気記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
汎用コンピュータにおいて各種データが記録される磁気テープは、さらなる高密度記録化と薄型化が望まれている。磁気テープを薄くするのに伴い、磁気テープにおける磁性層の厚みむらによる悪影響が大きくなる。特に、コンピューターテープにおいては、マイグレーションとともにトラッキングサーボやＰＲＭＬ方式（ＰＲＭＬ：Pertial Response Maximum Likelihood）など、磁性層の厚みむらに影響を受けやすい技術が採用され、ますます厚みむらの管理が重要になっていきている。
【０００３】
まず、磁性層の厚さと再生出力との関係について説明する。
【０００４】
磁気テープは、ベースフィルム上に、非磁性材料から構成される下層が形成され、下層の上に各種信号やデータが記録される磁性層が形成されて、構成されている。なお、下層と磁性層は、例えば特開昭６３−１９１３１５号公報に開示されているような同時重層塗布方式によって形成される。
【０００５】
上記したように、近年の磁気テープは高密度記録化に伴う薄型化が要望されている。磁気テープを薄くするには、磁性層の厚さを薄くする必要があるが、薄くし過ぎると再生出力が低下する。
【０００６】
図１２は、磁性層の膜厚と再生出力電圧との関係を示す特性図である。図１２においてＸ軸は、記録波長λに対する磁性層の膜厚δの割合ｒ＝δ／λを示し、Ｙ軸は再生出力電圧［ｄＢ］を示している。図１２に示すように、ｒ＝０．３未満の場合は、磁性層の膜厚と再生出力電圧とはほぼ比例しているため、磁性層を薄くし過ぎると再生出力が低下する。
【０００７】
また、ｒ＝０．３以上の場合は、磁性層の膜厚を厚くしても再生出力は飽和状態となる。これは、磁性層において、磁気ヘッドから離れている所はいくら磁化されていても、磁気ヘッドまで磁束を到達させることができないためである。また、磁性層を必要以上に厚くし過ぎると、磁性材料が無駄になってしまう。
【０００８】
よって、磁性層の厚さを最適化する必要がある。例えば、特許文献１には、分解能やオーバーライト特性確保の観点から、磁性層の厚みは、最短記録波長もしくは最頻（２Ｔ）波長の１／３〜１／５に設定することが開示されている。特許文献１に開示されている磁気テープよりもさらに薄型化を実現するには、さらに磁性層を薄くする必要がある。
【０００９】
図１３は、磁気テープの構造を示す断面図である。説明の便宜上、下層と磁性層のみ図示した。図１３に示すように、下層１１の上に磁性層１２が形成されている。磁性層１２の表面（磁気ヘッドに対向する面）は、鏡面仕上げによって平坦に処理されているが、下層１１と磁性層１２との界面１３は、凹凸に形成されている。したがって、磁性層１２の厚さが、磁気テープの長手方向（紙面左右方向）に対して一定ではなくなり、厚い部分と薄い部分とが生じる。界面１３の振れ幅は、下層１１や磁性層１２の厚さに対して、相対的に変化するものではないため、磁性層１２を薄くし過ぎると、磁性層１２の厚さがデータの記録深さよりも浅い部分が生じる。
【００１０】
このような磁気テープに記録されたデータを再生すると、図１４に示すように不安定な特性になってしまう。図１４は、再生出力の一例を示す波形図であり、磁性層の厚さが０．１５μｍの磁気テープに、記録波長λ＝２０μｍで記録されたデータを再生した時の特性である。本来、波形の振幅は、時間軸方向にほぼ一定にならないといけないが、図１４に示す特性では時間軸方向の振幅が一定ではない。これは、記録されるデータの記録深さに対して磁性層が薄いため、データが磁性層と下層との界面に達しているからである。
【００１１】
次に、ＰＲＭＬ処理について説明する。
【００１２】
図１５は、ＰＲＭＬ処理を説明するための波形図であり、図１５（ａ）は基準クロック、図１５（ｂ）は再生出力波形である。なお、ＰＲＭＬ処理には、ＰＲ４（Pertial Response class4）やＥＰＲ４（Extended PR4）などの種類が存在するが、ＰＲ４を一例に挙げて説明する。
【００１３】
ＰＲＭＬ処理は、図１５（ａ）に示す基準クロックに基づいて、再生出力信号を１、０、−１の３値（正規値）にサンプリングする処理である。図１５（ｂ）に示すように波形の変動が少ない特性では、ほとんどのサンプリング位置において、３値のうちのいずれかの値が出力される。
【特許文献１】特開平８−３３９５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１に開示されている構成では、磁気テープを薄型化するために、磁性層の厚さを最短記録波長もしくは最頻（２Ｔ）波長の１／３〜１／５に設定しているため、磁性層と下層との界面の変動が原因で、再生信号のエラーレートが悪化してしまうという課題があった。
【００１５】
すなわち、図１４に示すように再生出力波形が変動すると、図１６に示すように読み出しエラーが頻発する。図１６は、波形変動が大きな再生出力信号に対してＰＲＭＬ処理を行う動作を説明するための特性図である。図１６に示すように、ＰＲＭＬ処理における各サンプリング位置において、正規値（１、０、−１）以外のサンプリング値（例えば、０．５や１．１など）を出力してしまう。このような構成では、サンプリング値と正規値との差が大きくなり、読み出しエラーの確率が非常に高くなってしまう。
【００１６】
本発明は、上記課題に鑑み、磁性層と下層との界面の変動に起因するエラーが少ない磁気記録媒体を提供する。また、そのような磁気記録媒体に信号を記録再生可能な磁気記録再生装置、磁気記録方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために本発明の磁気記録媒体は、入力される長波長データを複数の短波長データに変調可能な波形等価処理部を備えた磁気記録再生装置に使用可能な、非磁性層の上に磁性層が配されている磁気記録媒体であって、前記磁性層の厚さは、前記波形等価処理部から出力されるデータの最短記録波長の１／２倍以上、４倍以下である。
【００１８】
また、本発明の磁気記録再生装置は、入力される長波長データを複数の短波長データに変調可能な波形等価処理部を備えた磁気記録再生装置であって、前記波形等価処理部で変調される短波長データの波長は、磁気記録媒体の厚さの１／４倍以上、２倍以下である。
【００１９】
また、本発明の磁気記録再生方法は、入力される長波長データを複数の短波長データに変調可能な波形等価処理を行い、前記短波長データを磁気記録媒体の磁性層へ記録する磁気記録方法であって、前記波形等価処理は、入力される長波長データを、前記磁気記録媒体の厚さの１／４倍以上、２倍以下の短波長データに変調するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、磁性層と下層との界面の変動に起因する、再生出力信号のエラーレートを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の磁気記録再生装置は、前記磁気記録媒体から再生されるデータをＰＲＭＬ処理するＰＲＭＬ処理部を、さらに備えた構成としてもよい。
【００２２】
（実施の形態１）
本実施の形態は、薄い磁性層を備えた磁気テープにデータを記録する際、入力データを書込等価処理して記録することを、主な特徴としている。なお、書込等価処理とは、長波長の入力データを、複数の短波長データに変調する処理のことであり、詳しくは後述する。
【００２３】
図１（ａ）は、書込等価処理を説明するためのタイミング図である。図１（ｂ）は、書込等価処理を行ったデータが記録された磁気テープを、模式的に示した断面図である。図２は、書込等価処理を行わない場合のデータのタイミング図と、磁気テープの断面図を示している。なお、書込等価処理は、別称「書込補償処理」や「ライト・イコライゼーション（Write Equalization）処理」とも呼ばれている。
【００２４】
図１及び図２において、磁気テープは、下層１の上に磁性層２が形成されて構成されている。下層１と磁性層２との界面３は、平坦ではなく凹凸に形成される（図１３参照）。このような磁気テープにデータを記録する場合は、磁気ヘッド（不図示）で磁性層２の一部が所定の磁化方向に磁化されることによって、記録することができる。データ部４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ（図中点線にて囲まれ、ハッチングが付与されていない部分）は、データ記録時に磁気ヘッドによって磁化されようとしている部分であり、図中の矢印は磁化方向を示している。データ部４ａと４ｂ、５ａと５ｂは、それぞれ互いに相反する方向の磁化方向を備えている。
【００２５】
次に、書込等価処理を行わない場合の動作について説明する。
【００２６】
例えば、磁気テープに波長８Ｔのデータを記録する場合、図２（ａ）に示すように８Ｔのデータが連続的に磁性層２へ記録しようとすると、図２（ｂ）に示すように磁性層２には矢印Ａに示す磁化方向を有するデータ部５ａが形成される。次に、データ部５ａの磁化方向に対して磁化反転（矢印Ｂ方向）したデータ部５ｂが記録される。以降、同様の手順にてデータが記録される。なお、図２（ｂ）において、下層１は非磁性材料で構成されているため、データは磁性層２にのみ記録される。したがって、下層１へ及んで記録されうようとしているデータは、何処にも記録されない。
【００２７】
図２に示すように磁気テープに記録されたデータ部５ａ及び５ｂは、界面３に及んで記録されている。よって、データ部５ａ及び５ｂに基づいて再生されるデータは、界面３における凹凸の影響を受けて、図１６に示すように乱れた波形になってしまい、エラーレートが悪化してしまう。エラーレートが悪化する原因については、前述したので省略する。
【００２８】
このような問題を解消するために、本実施の形態では書込等価処理を行っている。
【００２９】
書込等価処理は、長波長データ（例えば図１（ａ）に示す８Ｔの入力データ）を、複数の短波長データに変調する処理のことである。このように変調されたデータを磁性層２へ記録すると、図１（ｂ）に示すように、磁性層２には矢印Ａに示す磁化方向を有するデータ部４ａが形成される。なお、図１（ｂ）において、データ部４ａは、短波長データであるため磁性層２における記録深さは浅い。よって、データ部４ａは、界面３に及ぶことなく磁性層２にのみ記録されるため、界面３における凹凸の影響を受けにくい。このように記録されたデータを再生すると、図１５に示すように安定した波形になり、エラーレートが向上する。
【００３０】
次に、データ部４ａの磁化方向に対して磁化反転（矢印Ｂ方向）したデータ部４ｂが記録される。データ４ｂもデータ４ａと同様、入力データが複数の短波長データに変調されて、磁性層２へ記録される。この場合も、データ部４ｂの記録深さは浅く、界面３に及ぶことなく磁性層２にのみ記録されるため、界面３における凹凸の影響を受けにくい。このように記録されたデータを再生すると、図１５に示すように安定した波形になり、エラーレートが向上する。
【００３１】
以降、同様の手順にて、入力データが変調されて磁性層２に記録されることで、磁気テープにエラーレートが低いデータを記録することができる。
【００３２】
次に、書込等価処理を使ったデータ記録方法について説明する。
【００３３】
図３は、磁気記録再生装置における書込等価処理及びデータ記録を行う構成を示すブロック図である。図３において、入力端子２１には、例えば１桁のデジタルデータが入力される。入力されたデータは、書込等価部（ＷＥＱ部）２２に入力される。書込等価部２２では、制御部２３からの制御により、所定の条件に基づいて例えば５桁のデータを出力する。出力されたデータは、磁気ヘッド２４を介して磁気テープ２５に記録される。また、入力端子２１から入力されるデータは、制御部２３にも入力される。制御部２３は、入力されるデータと状態情報とに基づき、書込等価部２２の出力データを制御する。
【００３４】
制御部２３における具体的な制御を、（表１）を参照しながら説明する。
【００３５】
【表１】
【００３６】
（表１）は書込等価処理における変調処理に使用するエンコーダー・テーブルである。（表１）において、「Data in」は、入力端子２１から入力されるデータである。「Data Out」は、５桁の出力データである。「Current State」（以下「ＣＳ」と称する）は機器の状態を示す情報である。「Next State」（以下「ＮＳ」と称する）はデータを出力すると同時に設定される状態情報である。
【００３７】
例えば、現在ＣＳ＝０の時に、データ「１」が入力されると、書込等価部２２からは「11111」のデータが出力される。この時、ＣＳは「ＮＳ＝１」に基づき「１」に変更される。次に、データ「０」が入力されると、現在は「ＣＳ＝１」であるため、書込等価部２２からは「11100」が出力される。この時、ＣＳは、「ＮＳ＝１」であるため変更されない。次に、データ「１」が入力されると、現在は「ＣＳ＝１」であるため、書込等価部２２からは「00000」が出力される。この時、ＣＳは、「ＮＳ＝０」であるため「０」に変更される。以降、同様に処理が行われる。
【００３８】
図４は、入出力データなどのデータ列を示す図である。図５（ａ）は、書込等価処理を行わない場合の出力データのタイミング図である。図５（ｂ）は、書込等価処理を行った場合の出力データを示すタイミング図である。
【００３９】
まず、書込等価処理を行わない場合は、図４の「without Write EQ」に示すように、データ「１」が入力されるタイミングで磁化方向が反転するように、データが出力される。よって、図５（ａ）に示すように、８Ｔのサイクルで磁化方向が反転するようなデータが出力され、磁気テープに記録される。この時、長波長データは、磁気テープの磁性層と下層との界面に到達するまで深く記録されるため、データ再生時に、磁気テープの界面変動の悪影響を受けて、不安定な再生出力（例えば図１６参照）になってしまう。
【００４０】
一方、書込等価処理を行った場合は、（表１）の条件に基づいて、図４の「with Write EQ」に示すデータが出力される。よって、図５（ｂ）に示すように、複数の短波長データに変調されたデータが、磁気テープに記録される。この時、短波長データは、磁気テープの磁性層のみに浅く記録されるため、データ再生時に、磁気テープの界面変動の悪影響を受けにくく、安定した再生出力（例えば図１５参照）を得ることができる。
【００４１】
なお、上記説明では、波長が８Ｔのデータを磁気テープに記録する方法について説明したが、他の波長を有するデータが入力されても、（表１）の条件に基づいて同様にデータを記録することができる。波長が１Ｔの場合のデータ列及びタイミング図を、図６及び図７に示す。また、波長が２Ｔの場合のデータ列及びタイミング図を、図８及び図９に示す。また、波長が４Ｔの場合のデータ列及びタイミング図を、図１０及び図１１に示す。
【００４２】
図１０及び図１１に示すように波長が４Ｔの場合は、前述の８Ｔデータ記録時と同様、短波長データへの変調処理が行われてから、磁性層２へデータが記録される。また、図６〜図９に示すように、入力データの波長が１Ｔあるいは２Ｔの場合は、入力データがもともと短波長であるため、変調処理を行わなくても、磁性層の浅層部分に記録される。このように、入力されるデータの長さが１Ｔ、２Ｔ、４Ｔの場合であっても、データは界面３に及ばないように記録されるため、再生データは界面変動の影響を受けない。
【００４３】
なお、（表１）に示すエンコーダー・テーブルは一例である。
【００４４】
次に、磁性層の厚さについて説明する。
【００４５】
上記のように、書込等価処理を使って長波長データを短波長データに変調して、磁気テープにデータを記録する方法では、書込等価処理の過程においてシステム上で短波長データの長さが決められるため、磁気テープに対する記録深さも理論的に算出される。したがって、磁性層厚さを、記録深さよりも大きくなるように決定すれば、図１に示すようにデータ部４ａ及び４ｂが、磁性層２のみに形成され、データを界面３に到達させないように記録することができる。
【００４６】
そこで、本実施の形態の磁気記録媒体は、磁性層２の厚さｄを、最短記録波長λminに対して、
１／２λmin ≦ ｄ ≦ ４λmin
の関係になるように形成している。すなわち、磁性層２において最も薄い場所が、波長の１／２より厚くなるように、平均磁性層厚を設定している。このような条件に当てはまるように磁性層２を形成することで、書込等価処理を行ったデータを磁気テープに記録した際、データ部４ａ及び４ｂが界面３に到達せず記録される。
【００４７】
なお、上式において、下限値の１／２λminは、現状の、薄い磁性層を塗る時の塗布精度の技術的限界と、磁性層の厚み変動を吸収するために最低限必要な磁性層の厚さとを考慮して決定した値である。また、上限値の４λminは、少なくとも磁性層における磁束を磁気ヘッドに到達させることができ、磁性材料が過剰量にならない程度の値である。
【００４８】
以上のように本実施の形態によれば、磁気記録媒体の磁性層２の厚さを、最短記録波長の１／２倍〜４倍に設定することで、記録されるデータが下層１と磁性層２との界面３に到達しないので、界面変動に起因する再生出力の変動を防ぐことができる。すなわち、磁性層２は、界面３で発生する変動の影響を受けない程度に、最大記録深さよりも少し厚めに形成することで、上記効果を発揮する。
【００４９】
また、磁性層２の厚さを従来より厚くすることで、磁性層２の表面の平坦度を向上させたり、磁性層２の充填度を高くすることができる。
【００５０】
また、本実施の形態の磁気記録再生装置は、磁気記録媒体に記録するデータの記録波長λを、磁気記録媒体の磁性層２の厚さｄに対して、
１／４ｄ ≦ λ ≦ ２ｄ
の関係が成り立つように設定されているため、上記と同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ＰＲＭＬ処理と波形等価処理とを併用してデータが記録される磁気記録媒体に有用である。また、そのような磁気記録媒体にデータを記録再生可能な記録再生システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ） 実施の形態１における波形等価処理を説明するためのタイミング図 （ｂ） 波形等価処理されたデータが記録された磁気記録媒体の断面図
【図２】（ａ） 波形等価処理が行われていないデータを示すタイミング図 （ｂ） 波形等価処理が行われていないデータが記録された磁気記録媒体の断面図
【図３】実施の形態１における記録システムの構成を示すブロック図
【図４】８Ｔの入力データを波形等価処理する際のデータ列を示す図
【図５】（ａ） 波形等価処理されていない８Ｔのデータを示すタイミング図 （ｂ） 波形等価処理された８Ｔのデータを示すタイミング図
【図６】１Ｔの入力データを波形等価処理する際のデータ列を示す図
【図７】（ａ） 波形等価処理されていない１Ｔのデータを示すタイミング図 （ｂ） 波形等価処理された１Ｔのデータを示すタイミング図
【図８】２Ｔの入力データを波形等価処理する際のデータ列を示す図
【図９】（ａ） 波形等価処理されていない２Ｔのデータを示すタイミング図 （ｂ） 波形等価処理された２Ｔのデータを示すタイミング図
【図１０】４Ｔの入力データを波形等価処理する際のデータ列を示す図
【図１１】（ａ） 波形等価処理されていない４Ｔのデータを示すタイミング図 （ｂ） 波形等価処理された４Ｔのデータを示すタイミング図
【図１２】磁性層の厚さと再生出力との関係を示す特性図
【図１３】磁気テープの模式断面図
【図１４】磁気テープに記録されているデータの再生出力の波形図
【図１５】ＰＲＭＬ処理を説明するための波形図（波形変動がない再生データの場合）
【図１６】ＰＲＭＬ処理を説明するための波形図（波形が変動している再生データの場合）
【符号の説明】
【００５３】
１ 下層
２ 磁性層
３ 界面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種信号やデータが記録される磁気記録媒体に関する。また、磁気記録媒体にデータを記録再生する磁気記録再生装置、磁気記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
汎用コンピュータにおいて各種データが記録される磁気テープは、さらなる高密度記録化と薄型化が望まれている。磁気テープを薄くするのに伴い、磁気テープにおける磁性層の厚みむらによる悪影響が大きくなる。特に、コンピューターテープにおいては、マイグレーションとともにトラッキングサーボやＰＲＭＬ方式（ＰＲＭＬ：Pertial Response Maximum Likelihood）など、磁性層の厚みむらに影響を受けやすい技術が採用され、ますます厚みむらの管理が重要になっていきている。
【０００３】
まず、磁性層の厚さと再生出力との関係について説明する。
【０００４】
磁気テープは、ベースフィルム上に、非磁性材料から構成される下層が形成され、下層の上に各種信号やデータが記録される磁性層が形成されて、構成されている。なお、下層と磁性層は、例えば特開昭６３−１９１３１５号公報に開示されているような同時重層塗布方式によって形成される。
【０００５】
上記したように、近年の磁気テープは高密度記録化に伴う薄型化が要望されている。磁気テープを薄くするには、磁性層の厚さを薄くする必要があるが、薄くし過ぎると再生出力が低下する。
【０００６】
図１２は、磁性層の膜厚と再生出力電圧との関係を示す特性図である。図１２においてＸ軸は、記録波長λに対する磁性層の膜厚δの割合ｒ＝δ／λを示し、Ｙ軸は再生出力電圧［ｄＢ］を示している。図１２に示すように、ｒ＝０．３未満の場合は、磁性層の膜厚と再生出力電圧とはほぼ比例しているため、磁性層を薄くし過ぎると再生出力が低下する。
【０００７】
また、ｒ＝０．３以上の場合は、磁性層の膜厚を厚くしても再生出力は飽和状態となる。これは、磁性層において、磁気ヘッドから離れている所はいくら磁化されていても、磁気ヘッドまで磁束を到達させることができないためである。また、磁性層を必要以上に厚くし過ぎると、磁性材料が無駄になってしまう。
【０００８】
よって、磁性層の厚さを最適化する必要がある。例えば、特許文献１には、分解能やオーバーライト特性確保の観点から、磁性層の厚みは、最短記録波長もしくは最頻（２Ｔ）波長の１／３〜１／５に設定することが開示されている。特許文献１に開示されている磁気テープよりもさらに薄型化を実現するには、さらに磁性層を薄くする必要がある。
【０００９】
図１３は、磁気テープの構造を示す断面図である。説明の便宜上、下層と磁性層のみ図示した。図１３に示すように、下層１１の上に磁性層１２が形成されている。磁性層１２の表面（磁気ヘッドに対向する面）は、鏡面仕上げによって平坦に処理されているが、下層１１と磁性層１２との界面１３は、凹凸に形成されている。したがって、磁性層１２の厚さが、磁気テープの長手方向（紙面左右方向）に対して一定ではなくなり、厚い部分と薄い部分とが生じる。界面１３の振れ幅は、下層１１や磁性層１２の厚さに対して、相対的に変化するものではないため、磁性層１２を薄くし過ぎると、磁性層１２の厚さがデータの記録深さよりも浅い部分が生じる。
【００１０】
このような磁気テープに記録されたデータを再生すると、図１４に示すように不安定な特性になってしまう。図１４は、再生出力の一例を示す波形図であり、磁性層の厚さが０．１５μｍの磁気テープに、記録波長λ＝２０μｍで記録されたデータを再生した時の特性である。本来、波形の振幅は、時間軸方向にほぼ一定にならないといけないが、図１４に示す特性では時間軸方向の振幅が一定ではない。これは、記録されるデータの記録深さに対して磁性層が薄いため、データが磁性層と下層との界面に達しているからである。
【００１１】
次に、ＰＲＭＬ処理について説明する。
【００１２】
図１５は、ＰＲＭＬ処理を説明するための波形図であり、図１５（ａ）は基準クロック、図１５（ｂ）は再生出力波形である。なお、ＰＲＭＬ処理には、ＰＲ４（Pertial Response class4）やＥＰＲ４（Extended PR4）などの種類が存在するが、ＰＲ４を一例に挙げて説明する。
【００１３】
ＰＲＭＬ処理は、図１５（ａ）に示す基準クロックに基づいて、再生出力信号を１、０、−１の３値（正規値）にサンプリングする処理である。図１５（ｂ）に示すように波形の変動が少ない特性では、ほとんどのサンプリング位置において、３値のうちのいずれかの値が出力される。
【特許文献１】特開平８−３３９５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１に開示されている構成では、磁気テープを薄型化するために、磁性層の厚さを最短記録波長もしくは最頻（２Ｔ）波長の１／３〜１／５に設定しているため、磁性層と下層との界面の変動が原因で、再生信号のエラーレートが悪化してしまうという課題があった。
【００１５】
すなわち、図１４に示すように再生出力波形が変動すると、図１６に示すように読み出しエラーが頻発する。図１６は、波形変動が大きな再生出力信号に対してＰＲＭＬ処理を行う動作を説明するための特性図である。図１６に示すように、ＰＲＭＬ処理における各サンプリング位置において、正規値（１、０、−１）以外のサンプリング値（例えば、０．５や１．１など）を出力してしまう。このような構成では、サンプリング値と正規値との差が大きくなり、読み出しエラーの確率が非常に高くなってしまう。
【００１６】
本発明は、上記課題に鑑み、磁性層と下層との界面の変動に起因するエラーが少ない磁気記録媒体を提供する。また、そのような磁気記録媒体に信号を記録再生可能な磁気記録再生装置、磁気記録方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために本発明の磁気記録媒体は、入力される長波長データを複数の短波長データに変調可能な波形等価処理部を備えた磁気記録再生装置に使用可能な、非磁性層の上に磁性層が配されている磁気記録媒体であって、前記磁性層の厚さは、前記波形等価処理部から出力されるデータの最短記録波長の１／２倍以上、４倍以下である。
【００１８】
また、本発明の磁気記録再生装置は、入力される長波長データを複数の短波長データに変調可能な波形等価処理部を備えた磁気記録再生装置であって、前記波形等価処理部で変調される短波長データの波長は、磁気記録媒体の厚さの１／４倍以上、２倍以下である。
【００１９】
また、本発明の磁気記録再生方法は、入力される長波長データを複数の短波長データに変調可能な波形等価処理を行い、前記短波長データを磁気記録媒体の磁性層へ記録する磁気記録方法であって、前記波形等価処理は、入力される長波長データを、前記磁気記録媒体の厚さの１／４倍以上、２倍以下の短波長データに変調するものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、磁性層と下層との界面の変動に起因する、再生出力信号のエラーレートを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の磁気記録再生装置は、前記磁気記録媒体から再生されるデータをＰＲＭＬ処理するＰＲＭＬ処理部を、さらに備えた構成としてもよい。
【００２２】
（実施の形態１）
本実施の形態は、薄い磁性層を備えた磁気テープにデータを記録する際、入力データを書込等価処理して記録することを、主な特徴としている。なお、書込等価処理とは、長波長の入力データを、複数の短波長データに変調する処理のことであり、詳しくは後述する。
【００２３】
図１（ａ）は、書込等価処理を説明するためのタイミング図である。図１（ｂ）は、書込等価処理を行ったデータが記録された磁気テープを、模式的に示した断面図である。図２は、書込等価処理を行わない場合のデータのタイミング図と、磁気テープの断面図を示している。なお、書込等価処理は、別称「書込補償処理」や「ライト・イコライゼーション（Write Equalization）処理」とも呼ばれている。
【００２４】
図１及び図２において、磁気テープは、下層１の上に磁性層２が形成されて構成されている。下層１と磁性層２との界面３は、平坦ではなく凹凸に形成される（図１３参照）。このような磁気テープにデータを記録する場合は、磁気ヘッド（不図示）で磁性層２の一部が所定の磁化方向に磁化されることによって、記録することができる。データ部４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ（図中点線にて囲まれ、ハッチングが付与されていない部分）は、データ記録時に磁気ヘッドによって磁化されようとしている部分であり、図中の矢印は磁化方向を示している。データ部４ａと４ｂ、５ａと５ｂは、それぞれ互いに相反する方向の磁化方向を備えている。
【００２５】
次に、書込等価処理を行わない場合の動作について説明する。
【００２６】
例えば、磁気テープに波長８Ｔのデータを記録する場合、図２（ａ）に示すように８Ｔのデータが連続的に磁性層２へ記録しようとすると、図２（ｂ）に示すように磁性層２には矢印Ａに示す磁化方向を有するデータ部５ａが形成される。次に、データ部５ａの磁化方向に対して磁化反転（矢印Ｂ方向）したデータ部５ｂが記録される。以降、同様の手順にてデータが記録される。なお、図２（ｂ）において、下層１は非磁性材料で構成されているため、データは磁性層２にのみ記録される。したがって、下層１へ及んで記録されうようとしているデータは、何処にも記録されない。
【００２７】
図２に示すように磁気テープに記録されたデータ部５ａ及び５ｂは、界面３に及んで記録されている。よって、データ部５ａ及び５ｂに基づいて再生されるデータは、界面３における凹凸の影響を受けて、図１６に示すように乱れた波形になってしまい、エラーレートが悪化してしまう。エラーレートが悪化する原因については、前述したので省略する。
【００２８】
このような問題を解消するために、本実施の形態では書込等価処理を行っている。
【００２９】
書込等価処理は、長波長データ（例えば図１（ａ）に示す８Ｔの入力データ）を、複数の短波長データに変調する処理のことである。このように変調されたデータを磁性層２へ記録すると、図１（ｂ）に示すように、磁性層２には矢印Ａに示す磁化方向を有するデータ部４ａが形成される。なお、図１（ｂ）において、データ部４ａは、短波長データであるため磁性層２における記録深さは浅い。よって、データ部４ａは、界面３に及ぶことなく磁性層２にのみ記録されるため、界面３における凹凸の影響を受けにくい。このように記録されたデータを再生すると、図１５に示すように安定した波形になり、エラーレートが向上する。
【００３０】
次に、データ部４ａの磁化方向に対して磁化反転（矢印Ｂ方向）したデータ部４ｂが記録される。データ４ｂもデータ４ａと同様、入力データが複数の短波長データに変調されて、磁性層２へ記録される。この場合も、データ部４ｂの記録深さは浅く、界面３に及ぶことなく磁性層２にのみ記録されるため、界面３における凹凸の影響を受けにくい。このように記録されたデータを再生すると、図１５に示すように安定した波形になり、エラーレートが向上する。
【００３１】
以降、同様の手順にて、入力データが変調されて磁性層２に記録されることで、磁気テープにエラーレートが低いデータを記録することができる。
【００３２】
次に、書込等価処理を使ったデータ記録方法について説明する。
【００３３】
図３は、磁気記録再生装置における書込等価処理及びデータ記録を行う構成を示すブロック図である。図３において、入力端子２１には、例えば１桁のデジタルデータが入力される。入力されたデータは、書込等価部（ＷＥＱ部）２２に入力される。書込等価部２２では、制御部２３からの制御により、所定の条件に基づいて例えば５桁のデータを出力する。出力されたデータは、磁気ヘッド２４を介して磁気テープ２５に記録される。また、入力端子２１から入力されるデータは、制御部２３にも入力される。制御部２３は、入力されるデータと状態情報とに基づき、書込等価部２２の出力データを制御する。
【００３４】
制御部２３における具体的な制御を、（表１）を参照しながら説明する。
【００３５】
【表１】
【００３６】
（表１）は書込等価処理における変調処理に使用するエンコーダー・テーブルである。（表１）において、「Data in」は、入力端子２１から入力されるデータである。「Data Out」は、５桁の出力データである。「Current State」（以下「ＣＳ」と称する）は機器の状態を示す情報である。「Next State」（以下「ＮＳ」と称する）はデータを出力すると同時に設定される状態情報である。
【００３７】
例えば、現在ＣＳ＝０の時に、データ「１」が入力されると、書込等価部２２からは「11111」のデータが出力される。この時、ＣＳは「ＮＳ＝１」に基づき「１」に変更される。次に、データ「０」が入力されると、現在は「ＣＳ＝１」であるため、書込等価部２２からは「11100」が出力される。この時、ＣＳは、「ＮＳ＝１」であるため変更されない。次に、データ「１」が入力されると、現在は「ＣＳ＝１」であるため、書込等価部２２からは「00000」が出力される。この時、ＣＳは、「ＮＳ＝０」であるため「０」に変更される。以降、同様に処理が行われる。
【００３８】
図４は、入出力データなどのデータ列を示す図である。図５（ａ）は、書込等価処理を行わない場合の出力データのタイミング図である。図５（ｂ）は、書込等価処理を行った場合の出力データを示すタイミング図である。
【００３９】
まず、書込等価処理を行わない場合は、図４の「without Write EQ」に示すように、データ「１」が入力されるタイミングで磁化方向が反転するように、データが出力される。よって、図５（ａ）に示すように、８Ｔのサイクルで磁化方向が反転するようなデータが出力され、磁気テープに記録される。この時、長波長データは、磁気テープの磁性層と下層との界面に到達するまで深く記録されるため、データ再生時に、磁気テープの界面変動の悪影響を受けて、不安定な再生出力（例えば図１６参照）になってしまう。
【００４０】
一方、書込等価処理を行った場合は、（表１）の条件に基づいて、図４の「with Write EQ」に示すデータが出力される。よって、図５（ｂ）に示すように、複数の短波長データに変調されたデータが、磁気テープに記録される。この時、短波長データは、磁気テープの磁性層のみに浅く記録されるため、データ再生時に、磁気テープの界面変動の悪影響を受けにくく、安定した再生出力（例えば図１５参照）を得ることができる。
【００４１】
なお、上記説明では、波長が８Ｔのデータを磁気テープに記録する方法について説明したが、他の波長を有するデータが入力されても、（表１）の条件に基づいて同様にデータを記録することができる。波長が１Ｔの場合のデータ列及びタイミング図を、図６及び図７に示す。また、波長が２Ｔの場合のデータ列及びタイミング図を、図８及び図９に示す。また、波長が４Ｔの場合のデータ列及びタイミング図を、図１０及び図１１に示す。
【００４２】
図１０及び図１１に示すように波長が４Ｔの場合は、前述の８Ｔデータ記録時と同様、短波長データへの変調処理が行われてから、磁性層２へデータが記録される。また、図６〜図９に示すように、入力データの波長が１Ｔあるいは２Ｔの場合は、入力データがもともと短波長であるため、変調処理を行わなくても、磁性層の浅層部分に記録される。このように、入力されるデータの長さが１Ｔ、２Ｔ、４Ｔの場合であっても、データは界面３に及ばないように記録されるため、再生データは界面変動の影響を受けない。
【００４３】
なお、（表１）に示すエンコーダー・テーブルは一例である。
【００４４】
次に、磁性層の厚さについて説明する。
【００４５】
上記のように、書込等価処理を使って長波長データを短波長データに変調して、磁気テープにデータを記録する方法では、書込等価処理の過程においてシステム上で短波長データの長さが決められるため、磁気テープに対する記録深さも理論的に算出される。したがって、磁性層厚さを、記録深さよりも大きくなるように決定すれば、図１に示すようにデータ部４ａ及び４ｂが、磁性層２のみに形成され、データを界面３に到達させないように記録することができる。
【００４６】
そこで、本実施の形態の磁気記録媒体は、磁性層２の厚さｄを、最短記録波長λminに対して、
１／２λmin ≦ ｄ ≦ ４λmin
の関係になるように形成している。すなわち、磁性層２において最も薄い場所が、波長の１／２より厚くなるように、平均磁性層厚を設定している。このような条件に当てはまるように磁性層２を形成することで、書込等価処理を行ったデータを磁気テープに記録した際、データ部４ａ及び４ｂが界面３に到達せず記録される。
【００４７】
なお、上式において、下限値の１／２λminは、現状の、薄い磁性層を塗る時の塗布精度の技術的限界と、磁性層の厚み変動を吸収するために最低限必要な磁性層の厚さとを考慮して決定した値である。また、上限値の４λminは、少なくとも磁性層における磁束を磁気ヘッドに到達させることができ、磁性材料が過剰量にならない程度の値である。
【００４８】
以上のように本実施の形態によれば、磁気記録媒体の磁性層２の厚さを、最短記録波長の１／２倍〜４倍に設定することで、記録されるデータが下層１と磁性層２との界面３に到達しないので、界面変動に起因する再生出力の変動を防ぐことができる。すなわち、磁性層２は、界面３で発生する変動の影響を受けない程度に、最大記録深さよりも少し厚めに形成することで、上記効果を発揮する。
【００４９】
また、磁性層２の厚さを従来より厚くすることで、磁性層２の表面の平坦度を向上させたり、磁性層２の充填度を高くすることができる。
【００５０】
また、本実施の形態の磁気記録再生装置は、磁気記録媒体に記録するデータの記録波長λを、磁気記録媒体の磁性層２の厚さｄに対して、
１／４ｄ ≦ λ ≦ ２ｄ
の関係が成り立つように設定されているため、上記と同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ＰＲＭＬ処理と波形等価処理とを併用してデータが記録される磁気記録媒体に有用である。また、そのような磁気記録媒体にデータを記録再生可能な記録再生システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ） 実施の形態１における波形等価処理を説明するためのタイミング図 （ｂ） 波形等価処理されたデータが記録された磁気記録媒体の断面図
【図２】（ａ） 波形等価処理が行われていないデータを示すタイミング図 （ｂ） 波形等価処理が行われていないデータが記録された磁気記録媒体の断面図
【図３】実施の形態１における記録システムの構成を示すブロック図
【図４】８Ｔの入力データを波形等価処理する際のデータ列を示す図
【図５】（ａ） 波形等価処理されていない８Ｔのデータを示すタイミング図 （ｂ） 波形等価処理された８Ｔのデータを示すタイミング図
【図６】１Ｔの入力データを波形等価処理する際のデータ列を示す図
【図７】（ａ） 波形等価処理されていない１Ｔのデータを示すタイミング図 （ｂ） 波形等価処理された１Ｔのデータを示すタイミング図
【図８】２Ｔの入力データを波形等価処理する際のデータ列を示す図
【図９】（ａ） 波形等価処理されていない２Ｔのデータを示すタイミング図 （ｂ） 波形等価処理された２Ｔのデータを示すタイミング図
【図１０】４Ｔの入力データを波形等価処理する際のデータ列を示す図
【図１１】（ａ） 波形等価処理されていない４Ｔのデータを示すタイミング図 （ｂ） 波形等価処理された４Ｔのデータを示すタイミング図
【図１２】磁性層の厚さと再生出力との関係を示す特性図
【図１３】磁気テープの模式断面図
【図１４】磁気テープに記録されているデータの再生出力の波形図
【図１５】ＰＲＭＬ処理を説明するための波形図（波形変動がない再生データの場合）
【図１６】ＰＲＭＬ処理を説明するための波形図（波形が変動している再生データの場合）
【符号の説明】
【００５３】
１ 下層
２ 磁性層
３ 界面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される長波長データを複数の短波長データに変調可能な波形等価処理部を備えた磁気記録再生装置に使用可能な、非磁性層の上に磁性層が配されている磁気記録媒体において、
前記磁性層の厚さは、前記波形等価処理部から出力されるデータの最短記録波長の１／２倍以上、４倍以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
入力される長波長データを複数の短波長データに変調可能な波形等価処理部を備えた磁気記録再生装置であって、
前記波形等価処理部で変調される短波長データの波長は、磁気記録媒体の厚さの１／４倍以上、２倍以下であることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項３】
前記磁気記録媒体から再生されるデータをＰＲＭＬ処理するＰＲＭＬ処理部を、さらに備えた請求項２記載の磁気記録再生装置。
【請求項４】
入力される長波長データを複数の短波長データに変調可能な波形等価処理を行い、前記短波長データを磁気記録媒体の磁性層へ記録する磁気記録方法であって、
前記波形等価処理は、入力される長波長データを、前記磁気記録媒体の厚さの１／４倍以上、２倍以下の短波長データに変調することを特徴とする磁気記録方法。
【請求項１】
入力される長波長データを複数の短波長データに変調可能な波形等価処理部を備えた磁気記録再生装置に使用可能な、非磁性層の上に磁性層が配されている磁気記録媒体において、
前記磁性層の厚さは、前記波形等価処理部から出力されるデータの最短記録波長の１／２倍以上、４倍以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
入力される長波長データを複数の短波長データに変調可能な波形等価処理部を備えた磁気記録再生装置であって、
前記波形等価処理部で変調される短波長データの波長は、磁気記録媒体の厚さの１／４倍以上、２倍以下であることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項３】
前記磁気記録媒体から再生されるデータをＰＲＭＬ処理するＰＲＭＬ処理部を、さらに備えた請求項２記載の磁気記録再生装置。
【請求項４】
入力される長波長データを複数の短波長データに変調可能な波形等価処理を行い、前記短波長データを磁気記録媒体の磁性層へ記録する磁気記録方法であって、
前記波形等価処理は、入力される長波長データを、前記磁気記録媒体の厚さの１／４倍以上、２倍以下の短波長データに変調することを特徴とする磁気記録方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−２５０１１９（Ｐ２００７−２５０１１９Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７４３６５（Ｐ２００６−７４３６５）
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
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