JPH0636203A - 非線形磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】再生波形の非対称性を有する非線形再生ヘッド
の記録再生回路に関するものであり、記録再生周波数の
高速化、回路規模の小形化を提供することにある。 【構成】書き込み電流発生手段を再生波形の非対称性に
合わせ二つ設け、該書き込み電流発生手段のどちらか一
方の書き込み電流値を制御する書き込み電流制御手段を
設けた。また、残留磁化による再生誤り低減のため、記
録媒体の磁気信号の消去手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク、磁気テ
ープ装置等のデータ記録再生装置における非線形再生ヘ
ッド（例えば、磁気抵抗効果形磁気ヘッド）の記録再生
回路に関し、とくに、記録周波数の高速化に適した記録
再生回路を提供することにある。

【０００２】

【従来の技術】代表的な非線形再生ヘッドとして、磁気
効果形磁気ヘッド（以下、ＭＲヘッドと略す）が挙げら
れる。ＭＲヘッドは、強磁性薄膜の磁気抵抗効果を使っ
た再生ヘッドであり、記録媒体との速度に依存せず、高
密度記録された信号も安定に再生できることから、近
年、磁気ディスク等のデータ再生装置として、数多くの
検討がなされている。

【０００３】ＭＲヘッドは、図７に示すように、磁界Ｈ
に対して抵抗値Ｒが変化する素子である。このＭＲヘッ
ドを使った磁気信号−電気信号の変換方法は、外部から
加えられるバイアス磁界Ｈｂと記録媒体上の磁気信号を
ＭＲヘッドに通過させ、バイアス磁界によって決められ
る抵抗値を中心に記録媒体上の磁気信号の変化を抵抗値
の変化として信号の変換を行う。この抵抗値の変化は、
ＭＲヘッドに一定電流を流すことによって、電圧の変化
に変換され、以降、電気信号として記録されたデータの
再生を行う。この際、バイアス磁界を中心とした抵抗値
の変化は上下非対称であることから、得られる電気信号
も上下非対称な電圧波形となり信号再生時の障害となっ
ている。このようなＭＲヘッドの上下非対称特性を補正
する従来の信号再生回路は、特開昭６１−５４００５に
開示されているように、磁界−抵抗値変換特性の左右対
称性を使って、２つのバイアス磁界Ｈｂ、−Ｈｂから得
られる電気信号の差分をとる構成となっていた。この従
来の信号再生回路を図８を使って説明する。図中、６は
読み出しヘッド、７はバイアス導体、８はＭＲヘッド、
４１は矩形波発生回路、４２はバイアス電流回路、１０
はセンス電流回路、４３は差動アンプ、４４はスイッ
チ、４５はローパスフィルタ（ＬＰＦと略す）である。
矩形波発生回路４１で発生する矩形波信号は、バイアス
電流回路４２とスイッチ４４に加えられ、バイアス電流
回路４２では、ＭＲヘッド８にバイアス磁界を加えるた
めバイアス導体７に矩形波電流を流す。ここで、矩形波
信号は、再生する信号周波数に比べ十分高い周波数で発
振し、再生信号に影響を与えないものとする。バイアス
導体７で発生するバイアス磁界は、矩形波信号の反転ご
とに交互にＨｂ、−Ｈｂとなる。このため、バイアス磁
界と磁気媒体上の磁気信号Ｈｓを加えた磁界の変化は、
図９(ａ)のようになる。また、ＭＲヘッド８の抵抗値
は、この磁界変動を受け、図９(ｂ)のように矩形波信号
と同じ周波数で切り刻まれた波形となる。磁気信号Ｈｓ
による抵抗値の変化は、センス電流回路１０によって流
される一定電流Ｉｓによって、電圧に変換される。この
読み出し波形の包絡線Ａは、バイアス磁界が正の時、ま
た、包絡線Ｂは、バイアス磁界が負の時のものであっ
て、包絡線Ａと、包絡線Ｂの反転信号とを加算し、平均
化することで、図９（ｃ）の様な上下対称の再生波形を
得ることができる。スイッチ４４では、差動アンプ４３
で生成された読み出し電圧波形の正転信号、および、逆
転の信号を、矩形波信号の極性によって選択し、ＬＰＦ
４５に出力する。ＬＰＦ４５では、図９（ｃ）の点線の
ような波形を実線の様な波形に変換するため、矩形波の
周波数成分を減衰し、波形の平均化を行う。このように
して、ＭＲヘッドの上下非対称波形を補正し、上下対称
の再生波形を得ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術による
と、比較的簡単な回路でＭＲヘッドの上下非対称性を補
正でき、安定したデータの再生が可能であるが、記録周
波数が高速化されると、矩形波信号周波数と記録信号周
波数とが近接してしまい、ＬＰＦで矩形波信号と記録信
号とが分離できなくなり、再生信号中に矩形波信号が混
入してしまう。この結果、再生信号の劣化が生じ、信号
再生誤りの原因となる。これに対処するため、矩形波信
号の高周波化も考えられるが、バイアス磁界の反転が高
速にできないため、磁界−抵抗特性の左右対称な点でバ
イアスされなくなる。これにより、再生波形の上下非対
称性を、包絡線の平均化で補正することができず、同様
に、再生波形の劣化が生じる。

【０００５】本発明の目的は、記録周波数の高速化に対
応可能な非線形再生ヘッド、とくに、ＭＲヘッド用の記
録再生回路を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、一方向のバイアス磁界で再生を行う波形再生手
段と記録信号を上下非対称な信号とする非対称書き込み
手段と、非対称書き込み手段の書き込み電流値を、ＭＲ
ヘッドからの読み出し信号が上下対称になるように制御
する書き込み電流制御手段を設けた。また、非対称記録
波形の残留磁界を消去する消去手段を設けた。

【０００７】

【作用】波形再生手段は、ＭＲヘッドを１方向のバイア
ス磁界で動作させる。これにより、従来のようなバイア
ス磁界の高速反転によるバイアス点のずれといった問題
を解決できる。しかし、このままでは、再生波形が上下
非対称になってしまうため、書き込まれている磁気信号
をＭＲヘッドの上下非対称を補正する方向に上下非対称
にする。そこで、非対称書き込み手段は、書き込みヘッ
ドに流す電流を正側、負側でかえ、記録媒体上の磁化反
転量を正側、負側で異なるようにする。例えば、再生波
形が上に凸の場合、磁気信号を下に凸となるように、書
き込みヘッドに流す負側の電流を正側に比べて大きくす
る。これにより、磁気信号とＭＲヘッドとの上下非対称
性をそれぞれ加えることで、再生波形を上下対称とす
る。書き込み電流制御手段は、この書き込み電流量を決
定するものであって、ＭＲヘッドからの読み出し信号の
直流成分が ”０”になるように制御量を決める。また
消去手段は、書き込み電流値の非対称制御による残留磁
界の発生を軽減するため記録データを書き込む前に記録
媒体の消去を行う。以上のような手段によって、再生波
形を上下対称とし、さらに、バイアス磁界の高速反転を
行わないため、上述の問題を回避でき、記録周波数の高
速化が達成される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の第一の実施例を図１を用いて
詳述する。図中、前述のものには同一の番号を付した。
１はデータ変換回路、２、３は書き込み電流回路、４は
選択回路、５は書き込みヘッド、９はバイアス電流回
路、１１は増幅器、１２は書き込み電流制御回路を示し
ている。書き込みデータは、ホストコンピュータ等から
送られてくるものであって、記録媒体に記録したいデー
タ列である。データ変換回路１は、書き込みデータが
”０”の時出力を保持し、”１”の時出力を反転する
ものである。選択回路４は、データ変換回路１の出力が
”０”の時書き込み電流回路２を、”１”の時書き込
み電流回路３を選択し、書き込みヘッド５に電流を流
す。書き込みヘッド５に流れる電流値が大きければ、記
録媒体上には、大きな磁界Ｈｓが記録される。例えば、
図２に示すように電流値Ｉｗ１、Ｉｗ２をＭＲヘッドの
磁界−抵抗値変換特性にあわせて設定した場合、バイア
ス導体７、バイアス電流回路９で発生するバイアス磁界
で決められる動作点に対して、上下の振幅値が等しい抵
抗値の変化が生じる。これをセンス電流回路１０の定電
流Ｉｓを読み出しヘッド６に流すことによって、電圧信
号として増幅器１１に入力する。増幅器１１では、電圧
信号を増幅し再生波形を得る。このように書き込み電流
値Ｉｗ１、Ｉｗ２を最適な電流値に設定することで、従
来のようなバイアス電流の高速反転による再生回路を必
要としない。

【０００９】ここで、最適な書き込み電流値を求める書
き込み電流制御回路１２について説明する。書き込み電
流制御回路１２は、データ書き込み時に再生波形の上下
振幅値が一致するように、書き込み電流回路３の電流値
を制御するものである。書き込み電流制御回路１２の一
実施例を図３に示す。図中、２１、２２は積分回路、２
３は電圧−電流変換回路を表している。積分回路２１
は、再生波形の上下振幅電圧が非対称になることによっ
て生じる直流電圧を検出するものである。さらに積分回
路２２は、積分回路２１の直流電圧、つまり、上下振幅
値の誤差電圧を積分し、再生波形の上下非対称性を補正
する電流制御量を生成する。例えば、図４（ａ）のよう
に再生波形が上下対称の場合、積分回路２１で積分した
電圧値ΔＶは、零となり、その結果、積分回路２２の出
力Ｖｗは変化せず、現在の電圧値Ｖｗによって決められ
る電圧−電流変換回路２３の書き込み電流値が保持され
る。一方、図４(ｂ)のように、再生波形の上側電圧値が
高い場合、積分回路２１は、再生波形の最大振幅電圧値
Ｖａと最小振幅電圧値Ｖｂとの差で求まる積分電圧値△
Ｖを出力する。これを積分回路２２で積分し、出力Ｖｗ
を上昇させる。電圧−電流変換回路２３は、積分回路２
２で求められる電圧値を電流値に変換し、書き込み電流
Ｉｗ２を上げるように制御する。このような書き込み電
流制御回路１２によって再生波形の上下振幅値が一致し
た書き込み電流値Ｉｗ１、Ｉｗ２を求めることができ
る。

【００１０】最適な書き込み電流値による記録データの
書き込み方法は、次のようなものが考えられる。第一の
方法は、データの書き込みに先立って特定のテスト信号
を書き込みながら書き込み電流制御回路１２によって最
適値を求め、その後、求められた書き込み電流値でデー
タを書き込むものである。この方法では、テスト信号、
および、記録データを同一記録媒体上に書き込むため、
最低でも書き込み回数は２回かかる。これにより、書き
込み時間の増加があるものの、確実に最適な書き込み電
流値で記録データの書き込みが可能である。次に、第二
の方法を説明する。この方法は、最適な書き込み電流値
を工場出荷時に設定するものである。このデータ再生回
路の構成図を図５に示す。図中、３１は調整用抵抗で、
その他、図１と同じものには同符号を付した。図１の構
成図に比べ、書き込み電流制御回路１２の替わりに調整
用抵抗３１を設け、最適な書き込み電流値を工場出荷時
に設定するものである。その設定方法については、種々
考えられるが、一つの方法として、特定のテスト信号を
調整に先立って記録し、その後、記録データを読み出し
バイアス電流回路９の出力である再生波形を波形観測装
置で観測し、再生波形の最大／最小振幅電圧が一致する
ように、調整用抵抗３１の調整を繰り返し行う。この方
法によれば、出荷時の調整時間が増加するものの、書き
込み電流制御回路１２がとくに必要としない点で回路の
削減に効果がある。

【００１１】ここでＭＲヘッド再生特性の非対称性が大
きい場合、書き込み電流値が異常に増加してしまう場合
がある。この様な状態で記録された記録媒体上に、再度
別なデータを記録した場合、前データの磁気記録信号が
完全に消去されないことによる残留磁気によって、現記
録データ ”０”の点で再生信号に不要な波形変動が生
じてしまう。通常、この波形変動は、記録データ ”
０”を ”１”に読み誤る可能性があり、磁気記録装置
の信頼性に大きく影響を与える。これを回避する書き込
み再生回路を図６に示す。図中、３２は消去ヘッドで、
他の符号は図１と同一である。消去ヘッド３２は、デー
タ書き込みの際、データの書き込みに先立って磁気媒体
上の磁気信号を消去するものである。消去方法は、種々
のものがあるが一方法として、交流信号を消去ヘッドに
流して磁気媒体上の磁気信号を消去するものなどがあげ
られる。この実施例によれば、ＭＲヘッド再生特性の非
対称性が大きい場合に生じる残留磁化の影響を書き込み
時に排除でき、データ再生時の再生誤りを低減できる。

【００１２】本実施例では、ＭＲヘッドを使った非線形
記録再生回路の構成図とその動作を説明したが、ＭＲヘ
ッドだけでなく再生特性が非対称性を持った再生ヘッド
に対しても同様の構成で実現できる。

【００１３】さらに、磁気ディスクなどでは複数の再生
ヘッドのうち一つを選択して記録データの再生を行う
が、ここの再生ヘッドの特性ばらつきに対処するため書
き込み電流値の異なる複数の書き込み電流回路３を設
け、再生ヘッドに対応した書き込み電流回路を選択し
て、安定した記録再生回路を構成可能である。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、非線形再生ヘッド、と
くに、ＭＲヘッドの再生特性の非対称性を書き込み電流
の制御によって低減できる。この結果、ＭＲヘッドの再
生回路は、従来のようにバイアス電流を高速に切り替え
る必要がないので、高速な記録信号でも安定した再生が
可能で、また、再生回路の簡単化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の構成図である。

【図２】本発明のＭＲヘッド記録再生特性図である。

【図３】書き込み電流制御回路の一構成図である。

【図４】書き込み電流制御回路の動作波形図である。

【図５】本発明の第二の構成図である。

【図６】記録、再生、消去ヘッド部の構成図である。

【図７】ＭＲヘッド再生特性図である。

【図８】従来のＭＲヘッド再生装置を示す図である。

【図９】従来のＭＲヘッド再生方式の説明図である。

【符号の説明】

２、３…書き込み電流回路、４…選択回路、５…書き込
みヘッド、７…バイアス導体、９…バイアス回路、８…
ＭＲヘッド、１０…センス電流、１２…書き込み電流制
御回路、２１、２２…積分回路、２３…電圧−電流回
路、３１…書き込み電流調整用抵抗器、３２…消去ヘッ
ド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山川 秀之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マイクロエレクトロニクス 機器開発研究所内 (72)発明者 石田 嘉輝 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マイクロエレクトロニクス 機器開発研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非線形な再生特性を有する再生ヘッドを有
   するデータ記録再生装置において、少なくとも２つの異
   なる電流値を有する書き込み電流生成手段と、記録デー
   タによって該書き込み電流生成手段のうち１つを選択し
   て記録ヘッドに書き込み電流を与える選択手段を設けた
   ことを特徴とする非線形磁気記録再生装置。
2. 【請求項２】情報を磁化極性の変化によって記憶する磁
   気記憶装置において、該磁化極性の反転時の磁界強度が
   異なることを特徴とした磁気記憶装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載のデータ記録再生装置にお
   いて、上記再生ヘッドの再生波形のピーク振幅を一致さ
   せる書き込み電流値を求める書き込み電流制御手段を設
   けたことを特徴とする非線形磁気記録再生装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載のデータ記録再生装置にお
   いて、上記書き込み電流生成手段の電流値を記憶する記
   憶手段を設け、さらに、記憶手段の情報を変更できる変
   更手段を設けたことを特徴とする非線形磁気記録再生装
   置。
5. 【請求項５】請求項１に記載のデータ記録再生装置にお
   いて、記録データの記録に先だって記録媒体上の磁気情
   報を消去する消去手段を設けたことを特徴とする非線形
   磁気記録再生装置。