通常のＶ溝とは違う音溝についての内外特許

USP2310049(WEのAlbersheim氏発明)では横記録のピンチエフェクトの障害を軽減するために以下のような溝が提案されています。音溝の最大傾斜θにおいて実効溝幅がplain groove top width x cosθと狭くなりピンチエフェクトが発生するのですが、溝形を放射型（exponential)にすることで再生針の動きは図4/5のようになる。針がピンチエフェクトにより持ち上がっても溝の上部に接触（半周接触）することでＳＰ時代の重針圧下（30ｇ以上）でもレコード溝が磨耗しにくいという事が主眼でピンチエフェクトそのものを軽減するアイデアではない。ＳＰ時代の全周接触の再生針形状とは違い、軽針圧(6ｇ以下）のＬＰ時代の壁の中間部に2点接触する丸針は発想の原点そのものが違っているのです。LP時代のLine Contact(vertical oblong contacts)は横断面が●ではなく扁平な長楕円なのでピンチエフェクトから逃れられると考えられています。何故普通のＶ字溝に対して全周接触型ＳＰ針がピンチエフェクトによって溝を傷めやすいかを下に図解してみました。ピンチエフェクトによって針が持ち上げられるだけでなく、溝の上端部に点接触してしまうので音溝を削ってしまうのでした。現在の丸針は点接触ですが溝の中腹に接触しピンチエフェクトにより多少持ち上がっても溝の上端部には達しないように設計されています（溝幅と丸針の曲率との関係）。

USP3184242ではカッテングする時、音溝間の上部に発生しがちなHornを軽減するため上記と似た録音カッター針が提案されています。

上記と同様の趣旨のものは電気録音以前にも見受けられます。

In all of the record grooves with which I am familiar the walls of the groove terminate at the plane of the record surface in sharp angles and form sharp and consequently thin fragile edges. The sharp thin edges are, because of the nature of the material of which records are composed, more or less ragged or what is know in a cutting tools as "wire edged," and rough edges produce false vibrations even upon the first use of the record. The fact that the edges of the grooves are rugged causes them to crumble and disintegrate by reason of the friction of the reproducing stylus against them and in a comparatively short time the edges are broken down and the effect of false vibrations induced by them is greatly increased. The rough edges of the groove also act as grinding surfaces against which the stylus is held and consequently it is soon worm to such an extent that shoulders are formed, which shoulders rest upon the surface of the disk and further tend to produce discordant sounds. This grinding action on the stylus or needle is so rapid that in most cases, before the needle reaches the end of the record groove on its first reproduction the same is clearly noticeable and the nearer to the end of the groove the needle approaches the greater the wear on the needle and the record and the more apparent becomes the distortion of the sound reproduction

日本特開昭Ｓ51-123106（特許1194315）では針と音溝間の摩擦力がアームに働きインサイドフォースが発生し、それをキャンセルするためインサイドフォースキャンセラー装置などがあるが、「この装置は、アームが内側に進もうとする力を打ち消すだけであり、その形状が千変万化する音溝に対応して、つねに２つの音溝壁に定められた値、例えば、２ｘ１/√２（ｇ）の等価針圧をかけつづける効果を果たしていない」と述べ、音溝の方を工夫することを提案しました。リニアトラック機が普及する前夜、テクニクスの技師の一人がこんなことを考えていたのですね。同人による同時期申請され特許となった日本特許882816/882817/0946980/1051445では再生装置側のカートリッジやプレーヤをあらかじめ傾けて取り付けることで再生時の実効針圧を左右の音壁に対して等分する案が提示されていました。第１図はインサイドフォースキャンセラーをかけ過ぎたときの図ではなく、音溝の進行の力で曲がるというのです。「再生時に、再生針とその支持系統のカートリッジ、ヘッドシェル、アーム軸、カウンターウエイト等合計約３００gの質量を持つ支持系統を、水平の方向に、レコードなど録音盤の内側方向へ移動するために必要な力が、前記したこととは無関係に、音溝壁から常時再生針を介して上記支持系統にかかっているわけである。＜中略＞観測結果により、針先１’が音溝壁２’により、レコードの内側に押されて、レコード盤３に対して垂直にたたず、再生針１が、ほぼ８度から１２度レコード外側に傾いていることが確かめられた。」と述べられています。下の発明の第10図で示されるような結果は本当なのでしょうかー私は怪しんでいます。水平感度の悪いアームを使用したと勘ぐられます。それでテクニクスは後にボールベアリングではなくジンバルサポート（水平垂直感度共に10mg以下）を採用することになったのか？アームの総質量は300gでも針先から見た等価質量は普通10分の１以下です。アームは回転運動だが微小角なので並進運動に近似すると、等価質量30ｇ程度のピックアップを1.8秒の間に1mm移動させる力は平均1.9mgに過ぎません(1.8秒で1回転するLPの通常の音溝ピッチ100lines/cmを音溝進行に換算すると55micron/second程度)。ここまで書いてきて疑問が浮かびました：軸受けに摩擦が無ければ約２mgで動く筈のアームが実際には摩擦がありその水平初動感度が100mg以上あったら何が起こるか？溝は螺子のように力強く進みますが、アームは同時には回転し始めないのです。すると一時的にですが第1図に似た状態が出現します。溝の螺子の力（spiral tracing force)が針先に累積的に働いて100mg以上になり、カートリッジのダンパーを偏移させその反発力がアームの折々の摩擦抵抗力を超えたとき初めてアームは回転し始める。レコードをかけるたびに音が変わる理由の一つは、この蓄積・反発によりアームが動く時点が折々変わりカートリッジからの音も変わるからではないかー微視的な仮説です。又、別の疑問も浮かびました：第1図ではカンチレバーが偏移するのではなく針先が回転している＝カンチレバーも回転する？これは一時的な状態ではなく時間要素を入れた力積を表現しているのではないか？長い使用時間の後、針先はインサイドフォースが大きければ外側へ、アウトサイドフォースが大きければ図のように内側に回転し溝から針を上げてもその状態が固定されてしまうことがある。アームの軸受けだけでなくカートリッジのダンパーの材質及び構造の問題ともいえます。これらを考えるとコンプライアンスの小さいカートリッジの方が扱いやすい（問題が少ない）と感じます。そういえばstatic compliance 50cuを超えるカートリッジが廃れた理由の一つはその能書きにもかかわらず、当時軽針圧でまともにトレースするlow mass armがなかった。1970年以降カートリッジを含めてピックアップ全体を軽量化する理論の優位に基づいて新しいアーム製品も開発されたのですが、ハイコンプライアンスカートリッジの再登場とはならなかった。

一方日本コロムビアの技師の一人は日本特開昭Ｓ56-71805でやはり音溝の形を工夫することを提案しました。送りピッチが一定の場合音溝間のlandが広くなるので前後溝間のクロストーク（ゴースト）を改善するわけですが、その形は一昔前のＳＰ溝に似たＵ字溝でAlbersheimの提案した溝とは逆の形をしています。又この形だと溝の上部と平面が鋭角になるのでHornが発生しやすい。何か全てのアイデアが一巡してしまった感があります。