1 歴史
1.1 発明と初期の技術
磁気テープの原理は、1898年にデンマークのバルデマール・ポールセンが発明した鋼線式磁気録音機にさかのぼる。しかし、実用的な磁気テープの開発は1930年代のドイツで進められた。フリッツ・プフロイマーが1934年にプラスチックフィルムを基材とした塗布型磁気テープの特許を取得し、AEG社とBASF社の協力により、1935年に最初の実用的な磁気テープレコーダー「マグネトフォンK1」が公開された。初期のテープは酢酸セルロースを基材とし、酸化鉄粉末を塗布していた。第二次世界大戦中、ドイツはこの技術をラジオ放送の録音に活用し、連合国側は戦後にその技術を入手して発展させた。
1.2 戦後の普及と規格戦争
戦後、磁気テープ技術はアメリカや日本に伝わり、1950年代から民生用・業務用として急速に普及した。1958年に登場したステレオ用オープンリールテープが音楽録音の標準となり、1963年にはフィリップスがコンパクトカセットを開発した。1970年代から1980年代にかけて、ビデオテープレコーダー（VTR）の分野ではVHSとBetamaxの規格戦争が勃発。VHSが家庭用市場で勝利したが、業務用ではUマチックやBetacamなど専門フォーマットが生き残った。
1.3 デジタル化と衰退
1990年代以降、CDやDVD、ハードディスクドライブ、半導体メモリの台頭により、民生用磁気テープの需要は急激に減少した。コンパクトカセットは2000年代初頭にほぼ生産終了となり、VHSも2010年代に衰退した。しかし、データストレージ分野ではLTO（Linear Tape-Open）などのデジタルテープ規格が発展し、大容量・低コストの特性からデータセンターや放送アーカイブで継続的に使用されている。
2 技術原理
2.1 磁性体と磁気ヘッド
磁気テープは、ポリエステルなどのプラスチックフィルム（ベースフィルム）に、酸化鉄（Fe₂O₃）や二酸化クロム（CrO₂）、あるいは金属磁性体（MPテープ）などの微粉末をバインダーで固着した磁性層を塗布した構造を持つ。磁気ヘッドは電磁石であり、記録時には信号電流により磁界を発生させ、テープ上の磁性体を磁化する。再生時には、磁化されたテープがヘッドのコイルに誘導電流を生じさせ、これを増幅して信号として取り出す。
2.2 記録方式
2.2.1 アナログ記録
アナログ記録では、音声や映像の信号を連続的な磁界の強弱としてテープ上に記録する。一般にバイアス磁界と呼ばれる高周波交流を記録信号に重畳することで、非線形な磁化特性を線形化し、歪みの少ない記録を実現する。再生時は磁化の強弱をそのまま電圧変化に変換するため、音質はテープやヘッドの品質に大きく依存する。
2.2.2 デジタル記録
デジタル記録では、アナログ信号をサンプリングし、パルス符号変調（PCM）などによりデジタルデータに変換した後、磁化の有無（0と1）として記録する。エラー訂正符号やインターリーブ処理を施すことで、ノイズや傷に対する耐性が向上する。LTOなどのデータテープでは、トラック密度を高めるため、ヘリカルスキャン方式やサーボ制御が採用される。
2.3 再生と消去の仕組み
再生時、磁気テープは磁気ヘッドのギャップ上を通過し、テープ上の残留磁化がヘッドコア内に磁束を生じさせる。この磁束の変化がコイルに誘導起電力を発生させ、再生信号となる。消去は、消去ヘッドに強い交流磁界を発生させてテープ上の磁性体をランダムな磁化状態に戻すことで行われる。業務用テープレコーダーでは、テープが消去ヘッドを通過した後、記録ヘッドで新たな信号を書き込む。
3 主な種類と規格
3.1 オーディオ用
3.1.1 コンパクトカセット
1963年にフィリップスが開発したコンパクトカセット（音楽カセット）は、2つのリールを1つのプラスチックケースに収めた双方向再生可能な規格である。ノーマルテープ（酸化鉄）、クロームテープ（二酸化クロム）、メタルテープ（金属磁性体）などの種類があり、それぞれバイアスとイコライザが異なる。1970年代から1990年代にかけて音楽ソフトの主要媒体となり、ウォークマンの登場で携帯音楽プレーヤーとしても普及した。
3.1.2 リール式オープンリール
リール式オープンリールテープは、テープをリールに巻き取り、露出した状態で使用する業務用・高音質向けの規格である。テープ幅は主に6.3mm（1/4インチ）で、速度は19cm/sや38cm/sが一般的だった。1950年代から1970年代にかけて、スタジオ録音の標準として使用され、アナログテープ特有の暖かみのある音質が現在でも評価されている。
3.2 ビデオ用
3.2.1 VHS
1976年に日本ビクターが開発したVHS（Video Home System）は、家庭用ビデオテープレコーダーの標準規格となった。テープ幅12.7mm、カセット内に供給リールと巻き取りリールを配置し、ヘリカルスキャン方式で映像信号を記録する。録画時間は標準モードで最長3時間（NTSC）に及び、Betamaxとの規格競争に勝利した。1980年代から2000年代にかけて、映画レンタルやテレビ番組の録画に広く使われた。
3.2.2 Betamax
1975年にソニーが開発したBetamaxは、VHSより小型のカセットと高画質を特徴とした。テープ幅12.7mmだが、カセットサイズが小さく、記録時間は初期モデルで1時間だった。高画質と編集機能の優位性から業務用として生き残ったが、家庭用市場ではVHSに敗れ、2002年にソニーが生産終了を発表した。
3.2.3 業務用フォーマット
業務用ビデオテープフォーマットには、ソニーのBetacam系列（Betacam SP、Digital Betacam）、パナソニックのDVCPRO、ソニーのHDCAMなどがある。これらは放送局や制作会社で標準的に使用され、高画質・高信頼性を実現した。テープ幅は1/2インチ（12.7mm）や8mmなど様々で、ヘリカルスキャン方式を採用している。
3.3 データストレージ用
3.3.1 オープンリール式
1952年にIBMが開発したIBM 726テープドライブに始まるオープンリール式データテープは、1960年代から1990年代にかけてコンピュータの主要な外部記憶装置だった。テープ幅は1/2インチ（12.7mm）が標準で、ブロック単位でデータを記録し、9トラックのパラレル記録方式が一般的だった。大型コンピュータやメインフレームのバックアップに使用された。
3.3.2 LTO（Linear Tape-Open）
2000年に発表されたLTOは、ヒューレット・パッカード、IBM、セイゲートの共同開発によるオープン規格のデータテープである。リニア・サーボ追従方式を採用し、テープ幅12.7mmのカートリッジ内に8mmテープを収納する。世代を重ねるごとに容量と転送速度が向上し、LTO-9では非圧縮で18TB、圧縮時45TBの容量を実現。データセンターのバックアップやアーカイブに広く使われている。
3.3.3 その他の規格（DDS、DLTなど）
DDS（Digital Data Storage）は、1989年に登場したDAT（Digital Audio Tape）をベースにしたデータストレージ規格で、主にPCサーバーのバックアップに使用された。DLT（Digital Linear Tape）は、量子社が開発した高速データテープ規格で、1990年代に中規模サーバー向けとして普及した。これらの規格は2000年代以降、LTOの台頭により徐々に置き換えられた。
4 製造と特性
4.1 材料と構造
4.1.1 ベースフィルム
ベースフィルムはテープの機械的強度と寸法安定性を担う。初期の酢酸セルロースに代わり、1960年代以降はポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、PET）が主流となった。PETは引張強度に優れ、温度や湿度の変化による伸縮が少ない。さらに高密度記録用として、ポリエチレンナフタレート（PEN）やアラミド繊維などの素材も使用される。ベースフィルムの厚さは用途により異なり、一般に4μmから20μmである。
4.1.2 磁性層とバインダー
磁性層は、磁性体粉末を樹脂バインダーでベースフィルム上に固着した層である。磁性体には、γ-酸化鉄（γ-Fe₂O₃）、二酸化クロム（CrO₂）、コバルト添加酸化鉄、金属磁性体（鉄、コバルト）などが用いられる。バインダーにはポリウレタン樹脂や塩化ビニル系樹脂が使われ、潤滑剤としてグラファイトや脂肪酸エステルを添加する。表面にはカーボンブラックを塗布し、帯電防止や熱放散の効果を持たせる。
4.2 寸法と収納方式
4.2.1 リールとカートリッジ
リール式（オープンリール）は、テープを円盤状のリールに巻き取り、露出した状態で使用する。リールの直径は業務用で10.5インチが標準で、テープ長は最大約2400mに達する。カートリッジ式は、テープを保護ケースに収めた方式で、コンピュータ用の3480カートリッジやLTOカートリッジが代表的。カートリッジ内には供給リールと巻き取りリールが内蔵され、外部との接触を防ぐシャッター機構を持つ。
4.2.2 カセットの内部機構
コンパクトカセットやVHSカセットでは、内部に2つのリール（供給リールと巻き取りリール）を収納し、カセット底部にテープを引き出すための開口部を設けている。コンパクトカセットでは、リール間のテープ経路をガイドピンで規制し、再生時にはレコーダー側のピンチローラーとキャプスタンがテープを送り出す。VHSカセットでは、カセット内にテープローディング機構を内蔵しない代わりに、レコーダー側のローディングメカニズムがカセットからテープを引き出し、ドラムに巻き付ける方式を採用している。
5 用途と文化的影響
5.1 音楽業界
5.1.1 アルバム販売とミックステープ文化
コンパクトカセットは、1980年代から1990年代にかけてLPレコードに代わる音楽配信媒体として普及した。特にウォークマンの登場により、携帯音楽プレーヤーとして爆発的に広まった。アルバム販売では、CDへの移行期にあたる1980年代後半から1990年代初頭にかけて、カセットとCDが併売された。また、ラジオ録音や既存のアルバムからの編集による「ミックステープ」文化が生まれ、手書きのジャケットやプレイリストが個人間で交換される独自のカルチャーを形成した。
5.2 放送と映像制作
5.2.1 番組収録とアーカイブ
放送局では、1950年代からビデオテープが番組収録に使用された。初期は2インチクワッド方式が標準で、後にUマチック、Betacam、DVCPROなどが採用された。ニュース取材では小型のベータカムSPが広く使われ、テープのまま編集・放送が行われた。アーカイブでは、重要な番組が大量のビデオテープとして保存されたが、経年劣化によるテープの劣化や再生機器の老朽化が問題となり、デジタルファイルへの移行が進んでいる。
5.3 コンピュータとデータ保存
5.3.1 バックアップと長期保管
1970年代以降、磁気テープはコンピュータのデータバックアップに不可欠な媒体だった。ハードディスクドライブよりも単位容量あたりのコストが低く、大規模なデータをオフラインで保管できる利点がある。LTOテープは現在でもエンタープライズ向けバックアップソリューションとして使用され、半年から1年に一度のフルバックアップや長期アーカイブに適している。光ディスクやHDDに比べて寿命が長く（適切な保存環境で30年以上）、ビットコストが低いことが評価されている。
6 現代における位置づけ
6.1 アナログ復活とノスタルジー
2020年代に入り、アナログメディア回帰の流れの中で磁気テープへの関心が再燃している。コンパクトカセットの生産が一部のメーカーで再開され、インディーズアーティストがカセットを限定販売するケースが見られる。また、オープンリールテープの音質を評価するオーディオ愛好家が存在し、中古機器の取引が活発である。ただし、これは趣味の範囲にとどまり、市場規模は限定的である。
6.2 業務用・アーカイブでの継続利用
データセンターや放送アーカイブでは、磁気テープが主流の長期保存媒体として使われ続けている。LTOテープの容量は世代ごとに倍増し、クラウドストレージに比べて運用コストが低いため、大規模データ（数十PBからEB規模）のバックアップに適している。また、放送アーカイブでは、オリジナル素材の保存と将来的な再編集に備えて、デジタルテープやファイルベースのシステムが併用される。
6.3 環境問題とリサイクル
磁気テープはプラスチックと金属の複合材であり、廃棄物としての処理が課題となっている。テープそのもののリサイクルは困難で、多くは焼却処分される。一方、LTOカートリッジのケースはプラスチックとしてリサイクル可能な場合もある。また、データ消去が確実なテープは、中古市場で再使用されるケースもある。環境負荷低減のため、テープレス運用が進むクラウドストレージとの比較が進められている。