JP3166739B2 - 複合型ヘッドの再生回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、誘導型（インダ
クティブ型）ヘッドとＭＲ（磁気抵抗効果）型ヘッドと
備える複合型ヘッドの再生回路に係り、詳しくは、ＭＲ
型ヘッドの出力信号に信号処理を施した信号と誘導型ヘ
ッドの出力信号とを合成することで、大きな再生出力を
得るようにした複合型ヘッドの再生回路に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年のコンピュータの演算処理能力の飛
躍的発展とマルチメディア情報処理アプリケーションの
進展に伴い、これに供する情報蓄積装置である磁気記録
装置（例えば、ハードディスク装置、磁気テープ装置）
の記憶容量の大幅な増大がなされてきた。それを実現す
る最大の技術進展は記録密度の上昇である。近年の磁気
記録密度の増大率は年率６０％に及んでいる。記録密度
を高めるために記録トラック幅と記録ビット長を小さく
すると、ヘッドの再生出力が減少する。この減少を抑え
るために、記録媒体と磁気ヘッドのスペーシング（磁気
スペーシング）を低減することも行われている。

【０００３】再生出力の減少をリカバーするために、磁
気ヘッドの再生出力、感度を高めることのできるＭＲヘ
ッドが開発され、実用化が始まった。現在のＭＲヘッド
の主流は、例えば特開昭６３−２０５５８４号公報に記
載されているシールド型ＭＲヘッドである。しかし、シ
ールド型ＭＲヘッドは、記録密度の向上に伴う磁気スペ
ーシングの低下により、媒体とヘッドの瞬間的接触によ
る衝突熱のためにサーマルアスペリティノイズが発生し
て、これを用いた磁気記録装置の信頼性を低下する問題
点を内在している。

【０００４】これを解決する方法として、感磁素子であ
る磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を磁気記録媒体から遠
ざけて配置するヨーク型ＭＲヘッドが一方では開発され
ている。このヨーク型ＭＲヘッドの一例は、特開平３−
６６０１５号公報に記載されている。

【０００５】ＭＲヘッドとインダクティブヘッドの再生
出力を同時に使用することでエラーレートの低減を図る
ようにした磁気記録再生装置が特開平８−３３５３０１
号公報に記載されている。一般にシールド型ＭＲヘッド
は、記録ヘッドを構成する励磁コイルを持つインダクテ
ィブ部と再生ヘッドを構成するＭＲ部を積層した複合型
ヘッドである。このインダクティブ部を再生ヘッドとし
て兼用し、インダクティブヘッドのデータ再生回路とＭ
Ｒヘッドのデータ再生回路の２系統を有するデータ再生
回路を用い、サーマルアスペリティの発生しないインダ
クティブヘッドのデータ再生を併用することで、ＭＲヘ
ッドでサーマルアスペリティノイズが発生したときの再
生出力異常をリカバーすることが提案されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、ヨー
ク型ＭＲヘッドにおいても、シールド型ＭＲヘッドの２
系統データ再生回路の採用においても、サーマルアスペ
リティノイズの低減に対しては効果が見られる。しかし
ながら、前記の従来例は、記録密度の向上に対して必要
な再生出力の増大に対しては、何らの改善の手段を与え
てはいない。

【０００７】一般にヨーク型ＭＲヘッドは、前述のよう
にサーマルアスペリティノイズを発生しない利点もある
が、シールド型ＭＲヘッドに比べて、信号磁束がＭＲ素
子に達するまでに、ヘッドポールを形成するヨーク部を
通過するために磁束漏洩が若干生じて再生感度を低下さ
せる欠点を有している。

【０００８】

【発明の目的】この発明はこのような課題を解決するた
めなされたもので、ＭＲ型ヘッドの出力信号に信号処理
を施した信号と誘導（インダクティブ）型ヘッドの出力
信号とを合成することで、大きな再生出力を得るように
した複合型ヘッドの再生回路を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
請求項１に係る複合型ヘッドの再生回路は、再生ギャッ
プと記録ギャップとを共用するヨーク型のＭＲ型ヘッド
及び誘導型ヘッドを備えた複合型ヘッドと、ＭＲ型ヘッ
ドの出力信号波形を微分し極性反転し位相調整する微分
・位相補正回路と、この微分・位相補正回路の補正出力
波形と誘導型ヘッドの出力信号波形とを加算する合成回
路とを備えて構成される。

【００１０】誘導型ヘッド（インダクティブヘッド）の
出力電圧は、ヘッドコアを通過する信号磁束量の微分の
逆極性に比例する。一方、ＭＲ型ヘッドの出力電圧は、
信号磁束量そのものに比例する。そこで、ＭＲ型ヘッド
の出力信号に微分・極性反転・位相調整の信号処理を施
して得た補正信号と誘導型ヘッドの出力信号とを加算す
ることで、各ヘッドの出力を有効に合成することがで
き、大きな再生出力を得ることができる。これにより、
磁気記録媒体に高密度で記録された情報を確実に再生す
ることができる。

【００１１】なお、複合型ヘッドは、上ポールまたは下
ポールの一部に間隙を有し、この間隙の近傍にＭＲ素子
が設けたものを用いることができる。また、複合型ヘッ
ドは、ＭＲ素子を介して上ポールと下ポールとを磁気的
に橋絡する構造のものを用いることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。

【００１３】図１は請求項１に係る複合型ヘッドの再生
回路のブロック構成図である。請求項１に係る複合型ヘ
ッドの再生回路１は、複合型ヘッド２と、誘導ヘッドプ
リアンプ３と、ＭＲヘッドプリアンプ４と、微分・位相
補正回路５と、合成回路６と、データ再生回路７とから
なる。複合型ヘッド２は、誘導型ヘッドとＭＲ型ヘッド
とを備える。誘導型ヘッドは、ヘッドコア２ａとコイル
２ｂとからなる。ＭＲ型ヘッドは、ヘッドコア２ａとＭ
Ｒ素子（磁気抵抗効果素子）２ｃとからなる。ヘッドコ
ア２ａは、記録再生用の磁気ギャップ２ｄを備える。誘
導型ヘッドの出力（コイル２ｂの出力）は、誘導ヘッド
プリアンプ３へ供給される。ＭＲ型ヘッドの出力（ＭＲ
素子２ｃの出力）はＭＲヘッドプリアンプ４へ供給され
る。

【００１４】誘導ヘッドプリアンプ３は、誘導型ヘッド
の出力をＡＧＣ増幅する。誘導ヘッドプリアンプ３の増
幅出力は、合成回路６へ供給される。ＭＲヘッドプリア
ンプ４は、ＭＲ型ヘッドの出力をＡＧＣ増幅する。ＭＲ
ヘッドプリアンプ４の増幅出力は微分・位相補正回路５
へ供給される。

【００１５】微分・位相補正回路５は、ＭＲヘッドプリ
アンプ４の増幅出力に微分・極性反転・位相調整の信号
処理を施して補正信号を出力する。補正信号は合成回路
６へ供給される。合成回路６は、ＭＲヘッドプリアンプ
４の増幅出力と補正信号とを加算合成する。合成出力は
データ再生回路７へ供給される。データ再生回路７は、
合成出力に基づいて読み出しデータを再生し、デジタル
の再生信号を出力する。

【００１６】誘導型ヘッド（インダクティブヘッド）の
出力電圧は、ヘッドコア２ａを通過する信号磁束量の微
分の逆極性に比例する。ＭＲ型ヘッドの出力電圧は、信
号磁束量そのものに比例する。そこで、ＭＲ型ヘッドの
出力信号に微分・極性反転・位相調整の信号処理を施し
て得た補正信号と誘導型ヘッドの出力信号とを加算する
ことで、各ヘッドの出力を有効に合成することができ、
大きな再生出力を得ることができる。また、信号対雑音
比（Ｓ／Ｎ）の改善が図れる。

【００１７】図２はヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す断
面図である。ヨーク型ＭＲヘッド２０１は、下ポール２
０２と、上ポール前部２０３と、上ポール後部２０４
と、ＭＲパタン（磁気抵抗効果素子）２０５と、コイル
パタン２０６とからなる。符号２０７は酸化物等の非磁
性材料からなるギャップ層であり、このギャップ層２０
７によって下ポール２０１と上ポール前部２０３との間
にギャップが形成されている。上ポール後部２０４と下
ポール２０２とは、後端側（ヘッド浮上面とは反対側）
で磁気的に結合されている。符号２０８は、上ポール前
部２０３と上ポール後部２０４との間に設けられた間隙
部である。この間隙部２０８の近傍にＭＲパタン２０５
が配設されている。符号２０９は非磁性材料からなる段
差解消層である。

【００１８】図２に示したヨーク型ＭＲヘッド２０１
は、下ポール２０２と上ポール後部２０４と上ポール前
部２０３とからなる記録ポールが、再生ポールとして共
用される構造である。励磁用のコイルパターン２０６
は、各上ポール２０３，２０４および下ポール２０２を
巻くように設けられている。ヘッド浮上面（ＡＢＳ面）
に面した図示しない記録媒体から発生した信号磁束Φ
は、下ポール２０２、上ポール後部２０４、ＭＲパタン
２０５、上ポール前部２０３を直列に通過する。この信
号磁束Φの通過によって、コイルパタン２０６には電磁
誘導効果によって電圧が誘起される。また、ＭＲパタン
２０５には抵抗変化が生じて、一定のセンス電流を供給
しておくと、ＭＲパタン２０５の両端の電圧が変化す
る。

【００１９】図３は複合ヘッドの出力波形を示す説明図
である。図３において符号Ｄは記録媒体を示す。記録媒
体Ｄに記録された記録磁化（＋），記録磁化（−）で情
報が示されている。記録媒体Ｄの直上に、コイルパタン
とＭＲパタンと上下ポール等とからなる複合型ヘッドを
置き、両者に相対運動をさせる。磁化分布は（ａ）に示
すように、正負に磁化が飽和した飽和記録パタンとなっ
ている。

【００２０】この飽和記録パタンから発生し、上下ポー
ルを通過する信号磁束量Φは、（ｂ）に示すように変化
する。この変化の様子は、記録する磁化反転長、ヘッド
ギャップ、記録媒体とヘッドの磁気スペーシングにより
変化するものである。ＭＲパタンからの電圧変化は、原
理的にこの磁束量に比例した値となる。一方、コイルパ
タンの誘起電圧は、コイルに鎖交する磁束量の微分の逆
極性になるため、（ｃ）に示す波形となる。

【００２１】したがって、ＭＲパタンの信号出力を微分
し、極性を変換した信号波形は、微分過程および信号磁
束の位相ずれを補正すると、振幅の絶対値を除けば、コ
イルパタンの誘起電圧と同じ波形となる。したがって、
この両者の電圧を加算することによって、大きな信号出
力が得られることになる。

【００２２】次にヨーク型ＭＲヘッドの他の構造例を説
明する。図４は他のヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す斜
視図、図５は他のヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す断面
図である。図４に示すように、他のヨーク型ＭＲヘッド
３００は、下ポール３０１と上ポール３０６との間に絶
縁材料からなるメサ型パタン３０２を設け、このメサ型
パタン３０２の前方側の斜面３０２ａにＭＲパタン（磁
気抵抗効果素子）３０３を設けてなる。このＭＲパタン
３０３の端部と図示しない電極とを接続するためのＭＲ
リードパタン３０３ａは、前方側の斜面３０２ａからこ
の斜面３０２ａに直交する側方側の斜面３０２ｂまで延
長され、側方側の斜面３０２ｂを介して図示しない電極
に接続される。

【００２３】下ポール３０１と上ポール３０６とは後端
側でそれぞれ磁気的に結合されている。下ポール３０１
と上ポール３０６とのそれぞれ先端側には記録・再生用
の記録ギャップ３７０が形成されている。なお、図４に
おいては、記録ギャップ３７０を形成するためのギャッ
プ絶縁層３７１ならびにメサ型パタン３０２上に形成さ
れるコイルパタン３０４の図示を省略して、基本構造の
みを示している。さらに、ＭＲパタン３０３ならびにＭ
Ｒリードパタン３０３ａは断面形状を示すものではない
が、ＭＲパタン３０３ならびにＭＲリードパタン３０３
ａの領域を明確にするためにハッチングを施している。

【００２４】図５に示すように、下ポール３０１の上に
ギャップ絶縁層３７１を形成し、このギャップ絶縁層３
７１の上にメサ型パタン３０２を形成している。メサ型
パタン３０２は、その前方の斜面３０２ａが記録ギャッ
プのスロートハイト３０８よりも奥側になるよう配置し
ている。メサ型パタン３０２の前方側の斜面にＭＲパタ
ン３０３を形成している。そして、ＭＲパタン３０３を
形成したメサ型パタン３０２の上にＭＲ絶縁層３７２を
形成し、このＭＲ絶縁層３７２の上にコイルパタン３０
４を形成している。次に、第１の段差解消層３７３およ
び第２の段差解消層３７４を形成し、それらの上に上ポ
ール３０６を形成している。

【００２５】ＭＲパタン３０３の上端部と上ポール３０
６との間隔、ならびに、ＭＲパタン３０３の下端部と下
ポール３０１との間隔は、ＭＲパタン３０３の高さ（セ
ンサ電流方向に垂直な方向な方向のパタン幅）よりも充
分に小さくしている。

【００２６】図６は他のヨーク型ＭＲヘッドの動作原理
を示す説明図である。このヨーク型ＭＲヘッド３００の
特徴は、通常の薄膜型磁気ヘッドにおける上ポール３０
６と下ポール３０１との間にＭＲパタン（磁気抵抗効果
素子）３０３を設け、このＭＲパタン３０３を介して上
ポール３０６と下ポール３０１とを磁気的に橋絡してい
ることにある。

【００２７】このため、ポール先端から流入する信号磁
束３８１の一部はＭＲパタン３０３を通過する信号磁束
３８３となり、他の一部は下ポールを通過する並列信号
磁束３８１ｂ、上ポールを通過する並列信号磁束３８６
ｂとなる。そして、ＭＲパタン３０３を通過した信号磁
束３８３と上下のポール３０１，３０６を経由した並列
信号磁束３８１ｂ，３８６ｂとは、上ポール３０６の先
端で合流し信号磁束３８６となって還流する。

【００２８】このヨーク型ＭＲヘッド３００では、信号
磁束３８１は、ＭＲパタン３０３を通過する信号磁束３
８３と、ＭＲパタン３０３の位置よりも後方側の上下ポ
ール３０１，３０６を通過する並列信号磁束３８１ｂ，
３８６ｂとに分流する。ＭＲパタン３０３と上下ポール
３０１，３０６のリラクタンスがほぼ等しいとすると、
図２に示したヨーク型ＭＲヘッド２００と比べて、磁気
回路のリラクタンスは１／４になり、ＭＲパタン３０３
およびコイルパタン３０４に鎖交する信号磁束量ははぼ
２倍になる。

【００２９】したがって、図４〜図６に示した他のヨー
ク型ＭＲヘッド３００を図１に示した再生回路１に用い
ることで、図２に示したヨーク型ＭＲヘッド２００を用
いる場合の２倍の出力を得ることができ、高密度記録の
再生にさらに好適となる。

【００３０】なお、本発明に係る複合型ヘッドの再生回
路を磁気ディスク装置に適用することで、高密度記録に
対応できる信頼性の高い磁気記録装置を得ることができ
る。例えば、ヨーク型磁気抵抗効果複合薄膜ヘッドをス
ライダー基体に設け、このスライダー基体を円盤状磁気
記録媒体上に保持し、磁気記録媒体を回転させることに
より磁気記録再生を行うとともに、ＭＲ型ヘッドの出力
信号に微分・極性反転・位相調整の信号処理を施す微分
・位相補正回路と、この微分・位相補正回路の補正出力
と誘導型ヘッドの出力信号とを合成する合成回路とを備
えてなる磁気記録装置は、次の作用・効果を発揮するこ
とができる。

【００３１】ＭＲ型ヘッドの出力信号に微分・極性反転
・位相調整の信号処理を施して得た補正信号と誘導型ヘ
ッドの出力信号とを加算することで、各ヘッドの出力を
有効に合成することができ、大きな再生出力を得ること
ができる。再生出力が増加することで、狭トラック・高
密度の再生が可能となる。よって、高密度記録に対応で
きる信頼性の高い磁気記録装置を得ることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る複合型
ヘッドの再生回路は、ＭＲ型ヘッドの出力信号に微分・
極性反転・位相調整の信号処理を施して得た補正信号と
誘導型ヘッドの出力信号とを加算する構成としたので、
各ヘッドの出力を有効に合成することができ、大きな再
生出力を得ることができる。

【００３３】よって、この発明に係る複合型ヘッドの再
生回路を用いることで、サーマルアスペリティノイズの
無い高密度記録に適した磁気記録装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に係る複合型ヘッドの再生回路のブロ
ック構成図である。

【図２】ヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す断面図であ
る。

【図３】複合ヘッドの出力波形を示す説明図である。

【図４】他のヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す斜視図で
ある。

【図５】他のヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す断面図で
ある。

【図６】他のヨーク型ＭＲヘッドの動作原理を示す説明
図である。

【符号の説明】

１，１１ 複合型ヘッドの再生回路 ２，１２ 複合型ヘッド ２ａ ヘッドコア ２ｂ コイル ２ｃ ＭＲ素子 ２ｄ 磁気ギャップ ５ 微分・位相補正回路 ６ 合成回路 ２０１，３００ ヨーク型ＭＲヘッド ２０２，３０１ 下ポール ２０３，２０４，３０６ 上ポール ２０５，３０３ ＭＲパタン（ＭＲ素子） ２０８ 間隙部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/02 G11B 5/09 321 G11B 5/31 G11B 5/39

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 再生ギャップと記録ギャップとを共用す
   るヨーク型のＭＲ型ヘッド及び誘導型ヘッドを備えた複
   合型ヘッドと、前記ＭＲ型ヘッドの出力信号波形を微分
   し極性反転し位相調整する微分・位相補正回路と、この
   微分・位相補正回路の補正出力波形と前記誘導型ヘッド
   の出力信号波形とを加算する合成回路とを備えたことを
   特徴とする複合型ヘッドの再生回路。
2. 【請求項２】 前記複合型ヘッドは、上ポールまたは下
   ポールの一部に間隙を有し、この間隙の近傍にＭＲ素子
   が設けられていることを特徴とする請求項１記載の複合
   型ヘッドの再生回路。
3. 【請求項３】 前記複合型ヘッドは、ＭＲ素子が上ポー
   ルと下ポールとを磁気的に橋絡するように設けられてい
   ることを特徴とする請求項１記載の複合型ヘッドの再生
   回路。