JPH09219003A

JPH09219003A - ディスク記録再生装置及びそれに適用するマルチヘッド方式の磁気ヘッド装置

Info

Publication number: JPH09219003A
Application number: JP2561396A
Authority: JP
Inventors: Yuji Sakai; 裕児酒井; Tomoko Taguchi; 知子田口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-02-13
Filing date: 1996-02-13
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】マルチヘッド方式のディスク記録再生装置にお
いて、データの記録再生処理回路の複雑化やコスト増大
化を招くことなく、データ転送速度の高速化を実現する
ことにある。【解決手段】複数のデータトラック５，６それぞれに記
録データを同時に記録するための複数の記録素子３，４
を有する記録ヘッド１３と、構造的には単一の再生素子
を有する再生ヘッド７とからなる記録再生分離型であっ
て、かつマルチヘッド方式の磁気ヘッド装置を備えたデ
ィスク記録再生装置である。記録ヘッド１３は各記録素
子３，４がデータトラック５，６のトラック幅を組とし
て、１組以上の間隔を有するように構成されている。さ
らに、本装置は、再生ヘッド７からは、各データトラッ
クに対応する各再生信号の振幅比が例えば２のべき乗の
級数比（１：２：４：８：…：２^n-1 ）となるような合
成再生信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばハードディ
スク装置等に適用し、記録媒体であるディスクにデータ
を記録再生するヘッドとして、マルチヘッド方式の記録
再生分離型ヘッドを使用したディスク記録再生装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハードディスク装置（ＨＤＤ）や
光ディスク装置等のディスク記録再生装置は、マルチメ
ディア等に利用される大容量記憶装置としての要求が高
まっている。このため、各種の技術開発により記憶容量
の増大化が図られている。この記憶容量と比較して、デ
ータ転送速度については必ずしも向上していない。しか
し、マルチメディア等に大容量記憶装置として利用する
場合に、データ転送速度の高速化は必要不可欠な条件に
なりつつある。

【０００３】また、コンピュータシステムでは、ＣＰＵ
やＩＣメモリの性能が急速に向上しているため、システ
ムのトータルパフォーマンスとしても、外部記憶装置と
して使用されるディスク記録再生装置の高速化の要求は
必然的に強くなっている。

【０００４】以下、具体例としてＨＤＤについて説明す
る。ＨＤＤの装置単位で、データ転送速度を向上させる
方法としては、ディスクの回転速度をさらに高速化する
ことが考えられる。しかし、ＨＤＤではディスクの回転
速度はかなり高速化されており、これ以上の高速化はデ
ィスクやスピンドルモータの耐久性や、消費電力の増大
化などの問題により制限がある。

【０００５】また、別の方法として、ディスクの１面当
たりのヘッドを複数化して、複数のトラックに対して、
一度にデータを記録再生するマルチヘッド方式が提案さ
れている。このマルチヘッド方式は、各トラックに対し
て記録再生する複数のヘッド、および記録再生対象の各
トラック毎にデータの記録再生処理を行なう信号処理回
路が必要となる。従って、単にヘッドを複数化しただけ
では、データの記録再生処理回路が複雑化し、結果的に
コスト増大化を招く結果となる。

【０００６】また、ディスクアレイ（ＲＡＩＤ）のよう
な複数のＨＤＤを並列に駆動するシステムにより、結果
的にデータ転送速度を向上させることが可能である。し
かしながら、ＲＡＩＤのようなシステムは、本来の目的
が信頼性の向上にあるため、複数のＨＤＤの使用によ
り、データ転送速度の利点と比較して、記録データのビ
ットコストの増大という実用上の面で無視できない問題
がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】データ転送速度の向上
を図る方法として、前述の各種の方式が提案されている
が、実用上の観点からマルチヘッド方式が有効である。
しかし、前述したように、従来のマルチヘッド方式は、
データの記録再生処理回路が複雑化し、結果的にコスト
増大化を招く結果となる。

【０００８】本発明の目的は、マルチヘッド方式のディ
スク記録再生装置において、データの記録再生処理回路
の複雑化やコスト増大化を招くことなく、データ転送速
度の高速化を実現することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のデータ
トラックのそれぞれに記録データを同時に記録するため
の複数の磁気記録素子を有する記録ヘッドと、構造的に
は単一の磁気再生素子を有する再生ヘッドとからなる記
録再生分離型であって、かつマルチヘッド方式の磁気ヘ
ッド装置を備えたディスク記録再生装置である。記録ヘ
ッドは、各磁気記録素子が前記データトラックのトラッ
ク幅を単位として１トラック幅以上の間隔を有するよう
に構成されている。さらに、本装置は、再生ヘッドから
出力された合成再生信号から、各データトラックに対応
する各再生データを識別して生成するデータ再生処理回
路を有する。また、本装置は合成再生信号が、各データ
トラックに対応する各再生信号の振幅比が例えば２のべ
き乗の級数比（１：２：４：８：…：２^n-1 ）となるよ
うに構成されている。

【００１０】本発明によれば、複数（ｎ個）の磁気記録
素子により、同時に記録される複数（ｎ個）のデータト
ラックにバイナリデータを記録する場合に、単位時間当
たり２^n-1 倍の情報を得ることができるため、２^n-1 倍
の高速データ転送化が実現される。また、再生ヘッドは
単一構造であるため、同時に記録再生するデータトラッ
ク数とは無関係に、データ再生処理回路も単一の回路構
成となる。さらに、例えば再生ヘッドとしてＭＲヘッド
を使用した場合に、複数の再生ヘッドを使用する方式と
比較して、再生特性のばらつきが発生するような事態を
防止することが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１は第１の実施形態に関係する磁
気ヘッド装置の構成を説明するための図である。本実施
形態はＨＤＤに適用し、記録ヘッドと再生ヘッドとから
なる記録再生分離型でかつ複数の記録ヘッドを有するマ
ルチヘッド方式の磁気ヘッド装置を使用したディスク記
録再生装置である。（磁気ヘッド装置の記録ヘッドの構造）本実施形態のヘ
ッド装置は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、ヘッド
本体（スライダ）１に記録ヘッド１３と再生ヘッド７と
が一体的に構成された記録再生分離型ヘッド構造をして
いる。記録ヘッド１３は、記録媒体であるディスク２上
にデータを記録して、そのヘッド幅に相当するトラック
幅（Ｔw1，Ｔw2）のデータトラック５，６を構成する。
本実施形態の記録ヘッド１３は、複数の磁気記録素子
（単に記録素子と称する）３，４を有し、同時に異なる
複数のデータトラック５，６にデータを記録する。

【００１２】各記録素子３，４はトラック幅（ヘッド
幅）が異なり、記録素子４のトラック幅Ｔw2が、記録素
子３のトラック幅Ｔw1のほぼ２倍に設定されている。即
ち、データ記録時に、ディスク２上には記録素子３によ
りトラック幅Ｔw1のデータトラック５が形成されて、記
録素子４によりデータトラック５のほぼ２倍のトラック
幅Ｔw2を有するデータトラック６が形成される。データ
記録動作は、記録素子３，４によりデータトラック５，
６に対して同時に実行される。

【００１３】さらに、各記録素子３，４は、図１（Ａ）
に示すように、データトラック５，６に記録磁界を発生
することによる記録素子間の相互干渉を避けるために、
一定の距離Ｌをもって配置されている。具体的には、デ
ィスク２上において、各記録素子３，４に対応するデー
タトラック５，６の間に、データトラック５，６を１組
とした場合に、１組以上が配置されるような間隔が設け
られている。但し、実際には、データトラック間にガー
ドバンドａ，ｂを設けるため、各記録素子３，４の中心
間の距離Ｌは、「（Ｔw1＋Ｔw2）／２＋ａ＋（Ｔw1＋Ｔ
w2＋ａ＋ｂ）×ｎ」となる。「ｎ」はデータトラック
５，６の組数である。

【００１４】ここで、記録素子間の相互干渉を避けるた
めには、各記録素子３，４の間には１トラック以上のデ
ータトラックが配置される構成でもよい。しかしなが
ら、記録素子３，４に対応するデータトラックのトラッ
ク幅Ｔw1，Ｔw2は異なるため、最適な記録効率のトラッ
クフォーマットを実現するには、データトラック５，６
の組が１組以上配置される構成が望ましい。さらに、デ
ータトラック５，６は交互に配置されるのがよい。（磁気ヘッド装置の再生ヘッドの構造）次に、図１
（Ｂ）に示すように、ヘッド本体１には、記録ヘッド１
３と共に、再生ヘッド７が実装されている。本実施形態
の再生ヘッド７は、磁気抵抗効果型のＭＲ（ｍａｇｎｅ
ｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッドを想定しており、マル
チヘッド構造である記録ヘッド１３に対して単一ヘッド
構造である。

【００１５】再生ヘッド７には、１組のデータトラック
５，６に対応する磁気信号検出部（以下センサ部と称す
る）７ａ，７ｂが不感帯８を介して設けられている。再
生ヘッド７は、各データトラック５，６からセンサ部７
ａ，７ｂにより読出された各再生信号を合成した合成再
生信号を出力する。ここで、合成再生信号から各データ
トラック５，６に対応する再生データを、後述するデー
タ再生処理回路（図４を参照）により弁別するために、
例えばデータトラック６から再生される信号振幅が、デ
ータトラック５から再生される信号振幅の２倍となるよ
うに設計する。このため、図１（Ｂ）に示すように、デ
ータトラック６から信号を検出するセンサ部７ｂの幅Ｔ
r2が、データトラック５から信号を検出するセンサ部７
ａの幅Ｔr1の２倍となるように形成する（Ｔr2＝２Ｔr
1）。なお、Ｔr1とＴw1、Ｔr2とＴw2は等しい必要はな
く、０≦Ｔr1≦Ｔw1、０≦Ｔr2≦Ｔw2でＴr2＝２Ｔr1を
満たせばよい。

【００１６】また、再生ヘッド７は、同時に記録された
１組のデータトラック５，６からの信号を再生するセン
サ部７ａ，７ｂ以外は、信号（記録磁界）を検出しない
（感応しない）不感帯８となっている。再生ヘッド７
は、図１（Ｃ）に示すように、記録ヘッド１３とは相互
に干渉しないように、シールド９により磁気的に遮蔽さ
れた構造である。図１（Ｃ）は、ヘッド１を下方向（デ
ィスク２の面に対向する側）から見た図である。各記録
素子３，４とセンサ部７ａ，７ｂとは、ディスク２上の
同一データトラック上に配置されるように構成されてい
る。

【００１７】再生ヘッド７は、具体的にはＭＲ素子から
なり、図２に示すように、各センサ部７ａ，７ｂがＭＲ
膜１１から構成されている。このＭＲ膜１１の不感帯８
に相当する表面部には、銅（Ｃｕ）膜１２が設けられ
て、ディスク２からの磁束をセンスしない領域を形成し
ている。ＭＲ膜１１の両端には、ＭＲ膜１１にセンス電
流を供給し、かつ記録信号を検出するための電極２０が
設けられている。即ち、再生ヘッド７は、ＭＲ膜１１に
より１組のデータトラック５，６からの磁束を検出し、
電極２０を介して合成された合成生信号を読出して出力
する。（第１の実施形態の変形例）図３（Ａ），（Ｂ）は、本
実施形態の変形例を示す図であり、記録ヘッドとして３
個の記録素子１４〜１６とそれに対応する単一構造の再
生ヘッド２２を有するヘッド本体２１を示す。

【００１８】即ち、図３（Ａ）に示すように、ヘッド本
体２１には、記録ヘッドとして３個の記録素子１４，１
５，１６が設けられて、記録素子１４，１５，１６の各
トラック幅Ｔw1、Ｔw2、Ｔw4は、ほぼＴw4＝２Ｔw2＝４
Ｔw1の比率になっている。従って、ディスク２上には、
記録素子１４により、トラック幅Ｔw1のデータトラック
１７が形成される。また、記録素子１５により、データ
トラック１７のほぼ２倍のトラック幅Ｔw2のデータトラ
ック１８が形成される。さらに、記録素子１６により、
データトラック１８のほぼ２倍のトラック幅Ｔw4のデー
タトラック１９が形成される。データ記録動作は、記録
素子１４，１５，１６によりデータトラック１７，１
８，１９に対して同時に実行される。

【００１９】さらに、記録素子１４，１５が同時に記録
するデータトラック１７，１８の間には、データトラッ
ク１７，１８，１９の組が１組以上配置される。また、
記録素子１５，１６が同時に記録するデータトラック１
８，１９の間には、データトラック１７，１８，１９の
組が１組以上配置される。データトラック１７，１８，
１９は、順番に繰り返すように配置される。これは、前
述したように、記録素子の１４，１５，１６の各トラッ
ク幅が異なるため、最適な記録効率のトラックフォーマ
ットを実現するためである。

【００２０】ここで、記録素子１４の中心から記録素子
１５の中心までの間隔Ｌ１は、「（Ｔw1＋Ｔw2）／２＋
ａ＋［（Ｔw1＋Ｔw2＋Ｔw4）＋ａ＋ｂ＋ｃ］×ｍ」に設
定される。また、記録素子１５の中心から記録素子１６
の中心までの間隔Ｌ２は、「（Ｔw2＋Ｔw4）／２＋ｂ＋
［（Ｔw1＋Ｔw2＋Ｔw4）＋ａ＋ｂ＋ｃ］×ｎに設定され
る。なお、ｍ、ｎは１以上の整数である。また、ａ、
ｂ、ｃはデータトラック１７，１８，１９の間に設けら
れるガードバンドの幅であり、これは無くても良く、
ａ、ｂ、ｃ≧０である。

【００２１】また、図３（Ｂ）に示すように、ヘッド本
体２１には、記録ヘッドと共に、再生ヘッド２２が実装
されている。再生ヘッド２２は、１組のデータトラック
１７，１８，１９から、同時に記録データを読出すため
の単一構造のＭＲ膜からなるセンサ部２２ａ，２２ｂ，
２２ｃを有する。再生ヘッド２２は、１組のデータトラ
ック１７，１８，１９からセンサ部２２ａ，２２ｂ，２
２ｃにより読出された各再生信号を合成した合成再生信
号を出力する。

【００２２】さらに、第１の実施形態と同様に、合成再
生信号から各データトラック１７，１８，１９に対応す
る再生データを弁別するために、データトラック１７，
１８，１９から再生される各信号振幅の比が、１：２：
４となるように設計する。このため、図３（Ｂ）に示す
ように、データトラック１７から信号を検出するセンサ
部２２ｂの幅Ｔr1、データトラック１８から信号を検出
するセンサ部２２ｂの幅Ｔr2、データトラック１９から
信号を検出するセンサ部２２ｃの幅Ｔr4の比は、１：
２：４となるように形成する。なお、０≦Ｔr1≦Ｔw1、
０≦Ｔr2≦Ｔw2、０≦Ｔr4≦Ｔw4である。また、再生ヘ
ッド２２には、同時に記録された１組のデータトラック
１７，１８，１９からの信号を検出するセンサ部２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ以外の領域は、信号をセンスしない
不感帯２３が構成されている。（データ再生処理回路の構成）図４は、第１の実施形態
の磁気ヘッド装置（ヘッド本体１）を使用したＨＤＤ３
０の要部を示す図であり、特にデータ記録再生処理回路
を示すものである。

【００２３】ヘッド本体１は、前述したように、ここで
は２個の記録素子３，４および単一構造の再生ヘッド７
を実装しており、図示しないヘッドアクチュエータ機構
によりディスク２の半径方向にシークするように構成さ
れている。

【００２４】データ記録再生処理回路は、データ記録処
理回路を構成する記録回路３１，３２およびデータ再生
処理回路を構成するアンプ３３，等化器３４，弁別回路
３５に大別される。記録回路３１，３２は、ディスクコ
ントローラ（ＨＤＣ）から転送された各データトラック
５，６毎の記録データを所定の変調信号に変換して、対
応する記録素子３，４に供給する。また、データ再生系
は、後述するように、再生ヘッド７からの合成再生信号
をアンプ３３により増幅し、等化器３４により波形等化
し、さらに弁別回路３５により、各データトラック５，
６のデータに弁別した再生データＲＤをＨＤＣに出力す
る。

【００２５】ここで、記録データＷＤとしては、２値デ
ータ１、０の２ビットの組合わせからなる４値データ０
０、０１、１０、１１が使用される。最上位ビット（Ｍ
ＳＢ）、最下位ビット（ＬＳＢ）のそれぞれが記録素子
３，４によりデータトラック５，６に同時にＮＲＺＩ記
録される。即ち、図５に示すように、２値データ０、１
のうちの“１”はディスク２上に磁化の反転として記録
される。従って、記録回路３１，３２は、２値データ
“１”が来るたびに極性が反転する記録電流を生成し
て、記録ヘッドの記録素子３，４に供給する。

【００２６】次に、データ再生時には、再生ヘッド７の
各センサ部７ａ，７ｂにより、データトラック５，６に
記録されたデータが同時に読出されて、図５に示すよう
な合成再生信号をデータ再生処理回路に出力する。ここ
で、センサ部７ａによりデータトラック５に記録された
磁化反転を読出されると、その再生信号振幅を＋Ａ，−
Ａと想定すると、センサ部７ｂによりデータトラック６
からの再生信号振幅は＋２Ａ，−２Ａとなる（図５の合
成再生信号振幅を参照）。これは、前述したように、デ
ータトラック６のトラック幅Ｔw2が、データトラック５
のトラック幅Ｔw1の２倍のためである（Ｔw2＝２Ｔw
1）。

【００２７】即ち、図５に示す合成再生信号振幅は、４
値データのＭＳＢとＬＳＢとの組み合わせ（００）、
（０１）、（１０）、（１１）において、（００）では
センサ部７ａ，７ｂからの各再生信号振幅は“０”，
“０”であり、合成信号振幅は“０”となる。以下同様
に、（０１）ではセンサ部７ａ，７ｂからの各再生信号
振幅は“０”，“±２Ａ”であり、合成信号振幅は“±
２Ａ”となる。（１０）ではセンサ部７ａ，７ｂからの
各再生信号振幅は“±Ａ”，“０”であり、合成信号振
幅は“±Ａ”となる。（１１）ではセンサ部７ａ，７ｂ
からの各再生信号振幅は“±Ａ”，“±２Ａ”であり、
合成信号振幅は“±Ａ，±３Ａ”となる。

【００２８】ここで、合成信号振幅が＋Ａあるいは−Ａ
のとき、４値データ１０と１１のどちらか区別できずこ
のままではデータ弁別が不可能である。そこで、データ
弁別回路３５では、磁化の方向すなわち再生信号の極性
をデータ弁別に利用する。ＮＲＺＩ記録では、前述した
ように、データ“１”に対応して磁化反転記録されるた
め、そこから読み出される再生信号の極性は必ず交互と
なる。

【００２９】図６は、入力として４値の記録データを、
出力に再生信号振幅をとったときの入出力状態遷移図で
ある。図６に示すように、ある状態になる以前のデータ
トラック５，６から再生される信号の極性のそれぞれの
組合せ（４通り）を状態に持つ状態遷移が得られる。状
態遷移上の記載されているものは、図６に示すように、
データトラック５，６への記録データとそれらからの再
生信号の振幅値である。なお、検出されるのは、再生ヘ
ッド７による合成再生信号であり、データトラック５，
６に対向するセンサ部７ａ，７ｂから読出される信号や
その極性は、直接検出されるものではない。

【００３０】図６に示す状態遷移に従ってデータは記録
されるため、再生ヘッド７から読み出される合成信号の
振幅値に従って、遷移パス上をトレースすることにより
逆に記録されたデータを決定することができる。合成信
号振幅値が＋Ａの場合あるいは−Ａの場合であっても同
じ状態からは発生しないため、データの弁別が可能とな
る。あるいはまた、弁別回路３５として、最尤復号器で
あるビタビ復号器を適用することも可能である。ビタビ
復号器では、状態遷移図から展開されるトレリス線図に
従って復号処理を行なうものである。

【００３１】また、再生ヘッド７からの合成再生信号
は、１個のアンプ３３により増幅されて、１個の等化器
３４により所望の波形（ここでは符号間干渉のない波
形）へ等化される。各データトラック５，６から読出さ
れる再生信号の周波数特性は全く同一であり、振幅だけ
が異なるので、それらの合成再生信号を唯一の等化器で
等化すればよい。

【００３２】本実施形態では、記録ヘッドとして２個の
記録素子（ｎ＝２）の場合について説明したが、図３に
示すように、ｎ個の記録素子と単一構造の再生ヘッドと
を備えた磁気ヘッド装置の場合でも、同様の作用効果と
なる。但し、ｎ個の記録素子により、同時に記録される
ｎ本のデータトラックの各トラック幅の比が、ほぼ２の
べき乗の級数比（１：２：４：８：…：２^n-1 ）となる
ように、各記録素子のトラック幅を設定する。また、単
一構造の再生ヘッドにより、ｎ本のデータトラックから
読出される合成再生信号において、各データトラック当
たりから再生される再生信号の振幅の比はほぼ２のべき
乗の級数比（１：２：４：８：…：２^n-1 ）となる。従
って、図６に示す同様の状態遷移図が得られ、再生デー
タの弁別処理が可能となる。このとき、状態数は２ⁿ
個、各状態から出るパスの数（各状態に入るパスの数に
等しい）は２ⁿ 個である。

【００３３】以上のように本実施形態によれば、複数の
記録素子を有するマルチヘッド構造の記録ヘッドによ
り、ディスク上の複数のデータトラックに同時にデータ
を記録する。一方、ｎ本のデータトラックに対して、単
一構造の再生ヘッド（ＭＲヘッド）により、各データト
ラックから同時にデータを読出し、合成再生信号を出力
する。この合成再生信号をデータ再生処理回路により弁
別することにより、各データトラックに対応する再生デ
ータを生成する。従って、従来のマルチヘッド方式と同
様に、高速データ転送を実現することができる。さら
に、従来のマルチヘッド方式とは異なり、再生ヘッドは
単一構造であり、データ再生処理回路も合成再生信号を
弁別する弁別回路を必要とするが、単一回路構成であ
る。このため、特に複雑な構成のデータ再生処理回路を
必要とすることなく、高速データ転送を実現できる。（第２の実施形態）第２の実施形態は、図７（Ａ）に示
すように、記録ヘッドの各記録素子７０のトラック幅が
同一であり、例えば１トラック幅の間隔を以て配置され
ている磁気ヘッド装置である。従って、ディスク２上に
おいて、各記録素子７０により同時に記録される各デー
タトラック８０は同一トラック幅となる。

【００３４】一方、図７（Ｂ）に示すように、ヘッド本
体には、単一構造の再生ヘッド７１が実装されており、
この再生ヘッド７１はｎ個（ここでは３個）の記録素子
７０により同時に記録されたデータトラック８０から、
同時にデータを読出し、単一の合成再生信号として出力
する。再生ヘッド７１は、各データトラックに対応する
センサ部７１ａ〜７１ｃを有し、各センサ部７１ａ〜７
１ｃが不感帯７２により隔離されている。再生ヘッド７
１はＭＲヘッドから構成されており、後述するように、
ｎ本のデータトラックに対応する再生信号の信号振幅の
比が２のべき乗の級数比（１：２：４：８：…：２
^n-1 ）になるように構成されている。（記録ヘッドの構造）本実施形態の記録ヘッドは、図８
に示すように、各記録素子毎に記録電流を印加するため
の巻線７０ｂと、磁路を形成するための記録コア７０ａ
と、記録磁界発生部を構成する記録ポール７０ｃと、シ
ールド膜７０ｄとを有する。ここでは、各記録素子７０
が、１個のデータトラックを挟んで隣接する３本のデー
タトラック８０に同時にデータを記録するように構成さ
れている。（再生ヘッドの構造）一方、再生ヘッドは、図９に示す
ように、単一構造のＭＲ膜１１が形成されており、その
両側にはＭＲ膜１１にセンス電流Ｉを供給し、かつ電位
差変化として再生信号を取り出すための電極２０を有す
る。ＭＲ膜１１は、各データトラック８０に対応するセ
ンサ部７１ａ〜７１ｃ以外の領域として、銅（Ｃｕ）膜
１２からなる不感帯７２が形成されて、ディスク２から
の磁束をセンスしない領域としている。なお、再生ヘッ
ド７１と記録ヘッド７０とは、図１０に示すように、２
枚のシールド膜７０ｄ，９０により磁気的にシールドさ
れた状態でヘッド本体に実装されている。シールド膜７
０ｄは記録素子の片側の記録ボールを兼用している。な
お、図１０は、ヘッド本体１をディスク２の接面の側か
ら見た図である（図１（Ｃ）に相当する）。

【００３５】さらに、再生ヘッドは、各センサ部７１ａ
〜７１ｃで再生される再生信号の信号振幅の比が２のべ
き乗の級数比（１：２：４：８：…：２^n-1 ）になるよ
うに構成されている。このような構成を実現するため
に、本実施形態は、図９に示すように、各センサ部７１
ａ〜７１ｃに対応するＭＲ膜１１のギャップ深さ方向の
面積の比率を、４：２：１に設定する。これにより、各
センサ部７１ａ〜７１ｃからの信号振幅の比率を、ほぼ
１：２：４に設定することができる。即ち、ＭＲヘッド
では、単位トラック幅当たりのＭＲ膜に流入する磁束が
同じであるとき、そのＭＲ膜断面に流れるセンス電流の
密度に抵抗変化率、即ち信号振幅は比例することが知ら
れている。従って、各データトラック幅およびＭＲ膜厚
が同一であると想定すると、センス電流密度は各センサ
部７１ａ〜７１ｃのＭＲ膜の高さ、即ち総面積に比例し
て小さくなる。このため、ＭＲ膜１１の各センサ部７１
ａ〜７１ｃに対応する面積の比率を４：２：１に設定す
ることにより、各センサ部７１ａ〜７１ｃからの信号振
幅の比率を、ほぼ１：２：４に設定することができる。
より厳密には、電流密度の分布のばらつきなどにより、
ＭＲ膜の各センサ部７１ａ〜７１ｃの再生感度分布など
が多少異なるため、その面積比は信号振幅がほぼ１：
２：４になるように調整する必要はある。（再生ヘッド構造の変形例）図１１は、各データトラッ
ク幅およびＭＲ膜厚が同一である条件を前提として、Ｍ
Ｒ膜１１の各センサ部７１ａ〜７１ｃに対応する面積
（即ち高さ）を同一した構造の再生ヘッドを示す図であ
る。

【００３６】この再生ヘッドは、各センサ部７１ａ〜７
１ｃを隔離するための不感帯１２に相当する部分を、導
電体からなる電極１０１，１０２を形成した構造であ
る。即ち、ＭＲ膜１１の両側の電極１００，１０３（電
極２０に相当）に、電極１０１，１０２を付加した構造
である。電極１０１，１０２は導電体であるため、磁気
信号を検知しない不感帯の機能も兼ねている。

【００３７】このような再生ヘッドにおいて、各センサ
部７１ａ〜７１ｃに対して、１：２：４比率からなる電
流量のセンス電流を供給することにより、各センサ部７
１ａ〜７１ｃからの信号振幅の比率を、ほぼ１：２：４
に設定することができる。

【００３８】ここで、片側の電極１００、中間の各電極
１０１，１０２のそれぞれに、センス電流Ｉ１，Ｉ２，
Ｉ３を供給し、片側の電極１０３から流れ出る電流をＩ
４とした場合に、各電流は「Ｉ２＝Ｉ１，Ｉ３＝２×Ｉ
１，Ｉ４＝４×Ｉ１」と設定される。従って、各センサ
部７１ａ〜７１ｃには、１：２：４比率からなる電流量
のセンス電流が供給される。従って、各センサ部７１ａ
〜７１ｃからの信号振幅の比率を、ほぼ１：２：４に設
定することができる。なお、前記と同様に、より厳密に
は、電流密度の分布のばらつきなどにより、ＭＲ膜の各
センサ部７１ａ〜７１ｃの再生感度分布などが多少異な
るため、そのセンス電流は信号振幅がほぼ１：２：４に
なるように調整する必要はある。

【００３９】また、図１２に示すように、前述の図９と
図１１に示す構造を組み合わせた再生ヘッドの構造でも
よい。この再生ヘッドは、各データトラック８０に対応
するＭＲ膜１１の各センサ部７１ａ〜７１ｃの面積を変
化させて、この各面積で除算した各センス電流Ｉ１，Ｉ
２，Ｉ３の各電流密度を、１：２：４の比率になるよう
に設定する。具体的には、各データトラック幅およびＭ
Ｒ膜厚が同一である条件を前提として、ＭＲ膜１１の各
センサ部７１ａ〜７１ｃの面積をＳ１，Ｓ２，Ｓ３とし
た場合に、各センサ部７１ａ〜７１ｃの電流密度を、
「Ｉ１／Ｓ１：（Ｉ１＋Ｉ２）／Ｓ２：（Ｉ１＋Ｉ２＋
Ｉ３）／Ｓ３＝１：２：４」になるように設定する。こ
れにより、各センサ部７１ａ〜７１ｃからの信号振幅の
比率を、ほぼ１：２：４に設定することができる。

【００４０】さらに、図１３に示すように、ＭＲ膜１１
の各センサ部７１ａ〜７１ｃからの再生信号Ｖ１，Ｖ
２，Ｖ３の信号振幅が同一の再生ヘッドを使用して、別
に付加したアンプ１３１ａ〜１３１ｃと加算器１３０に
より、前述の合成再生信号を生成する構成でもよい。

【００４１】即ち、各センサ部７１ａ〜７１ｃからの再
生信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、それぞれ対応するアンプ１
３１ａ〜１３１ｃのゲインｇ１〜ｇ３により、各振幅比
が「１：２：４」の比率になるように増幅される。加算
器１３０は、各振幅比が異なる再生信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ
３を加算して、合成再生信号Ｖ４を出力する。従って、
結果的には単一構造の再生ヘッドにより、各データトラ
ック毎に振幅比が異なる信号を合成した合成再生信号を
得ることができる。なお、この構造の再生ヘッドでは、
中間の各電極１０１，１０２は信号電圧を取り出すため
のみに使用されるセンス電流の流出または流入はない
が、センス電流の印加に利用してもよい。

【００４２】なお、本実施形態では、各センサ部７１ａ
〜７１ｃからの再生信号の信号振幅比が順番に「１：
２：４」のように２のべき乗の級数比になる場合につい
て説明したが、順番についてはランダムでもよい。さら
に、本実施形態の再生ヘッド７１から出力された合成再
生信号は、前述の第１の実施形態と同様に、図４に示す
ような弁別回路３５を有するデータ再生処理回路によ
り、各データトラック８０毎の再生データに弁別されて
出力される。データ再生処理の原理については、前述の
第１の実施形態と同様である（図５と図６を参照）。

【００４３】さらに、本実施形態では、図７（Ａ），
（Ｂ）に示すように、複数の記録素子７０およびそれに
対応する再生ヘッドの各センサ部７１ａ〜７１ｃは、デ
ータトラック８０の１トラック幅に相当する間隔をもっ
て配置されている場合について説明した。しかし、隣接
する各データトラック８０で相互干渉を阻止できる程度
の間隔があれば、図１４（Ａ），（Ｂ）に示すように、
１トラック幅に相当する間隔を設けることなく、隣接す
る各データトラック（ここでは３個のトラック）８０に
対してデータの記録再生を行なうように、記録ヘッドの
各記録素子７０と再生ヘッドの各センサ部７１ａ〜７１
ｃを配置させた構造でもよい。

【００４４】以上のように第２の本実施形態によれば、
前述の第１の実施形態と同様に、複数の記録素子を有す
るマルチヘッド構造の記録ヘッドにより、ディスク上の
複数のデータトラックに同時にデータを記録する。ま
た、単一構造の再生ヘッド（ＭＲヘッド）により、各デ
ータトラックから同時にデータを読出して生成した合成
再生信号から各データトラックに対応する再生データを
生成する。従って、特に複雑な構成のデータ再生処理回
路を必要とすることなく、高速データ転送を実現でき
る。

【００４５】また、第２の実施形態では、前述の第１の
実施形態とは異なり、同時に記録するｎ本のデータトラ
ック８０のトラック幅を全て同一にすることができる。
従って、記録ヘッドの各記録素子のトラック幅を同一に
設定することができる。また、再生ヘッドの各センサ部
についても同様である。さらに、データトラック８０の
トラック幅を全て同一にできるため、前述の第１の実施
形態の場合と比較して、ディスク２上のトラックフォー
マットの効率を向上することができる。従って、前述の
第１の実施形態の場合と比較すると、相対的にディスク
２のトラック密度を高密度化することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ｎ
個の記録素子からなるマルチヘッド方式の記録ヘッドに
よりｎ本のデータトラックに同時にデータを記録し、単
一構造の再生ヘッドにより同時にデータを再生すること
ができる。従って、データ転送速度の高速化を実現する
ことができる。具体的には、ｎ本のデータトラックにバ
イナリデータを記録する場合に、単位時間当たり２^n-1
倍の情報を得ることができるため、２^n-1 倍の高速デー
タ転送化を実現することが可能となる。さらに、ディス
ク上の記録データから再生データを復号化するための再
生ヘッドとデータ再生処理回路は、データトラックのト
ラック数とは関係なく単一である。従って、データ再生
処理回路の回路規模の増大化（複雑化）やそれに伴うコ
ストの増大化を招くことはなく、実際の製品化の上で有
効である。また、バイナリデータの単一再生チャネルで
高速データ転送化しようとした場合、回路の動作周波数
制約や、回路およびメカ系の消費電力制約を受けること
があるが、本発明ではそのようなことは全くない。さら
に、再生ヘッドを単一構造のＭＲ素子等により構成でき
るため、製造が容易である上に、複数の再生素子を使用
する場合と比較して、再生信号のばらつきが発生するよ
うな事態も防止することができる。

【００４７】本発明によれば、複数（ｎ個）の磁気記録
素子により、同時に記録される複数（ｎ個）のデータト
ラックにバイナリデータを記録する場合に、単位時間当
たり２^n-1 倍の情報を得ることができるため、２^n-1 倍
の高速データ転送化が実現される。また、再生ヘッドは
単一構造であるため、同時に記録再生するデータトラッ
ク数とは無関係に、データ再生処理回路も単一の回路構
成となる。さらに、例えば再生ヘッドとしてＭＲヘッド
を使用した場合に、複数の再生ヘッドを使用する方式と
比較して、再生特性のばらつきが発生するような事態を
防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に関係する磁気ヘッド
装置の構成を説明するための図。

【図２】第１の実施形態に関係する再生ヘッドの構成を
説明するための図。

【図３】第１の実施形態の変形例を説明するための図。

【図４】第１の実施形態に関係するデータ記録再生処理
回路の構成を説明するための図。

【図５】第１の実施形態に関係する記録データと合成再
生信号を説明するための図。

【図６】第１の実施形態に関係する記録データと再生信
号振幅の入出力状態遷移図。

【図７】本発明の第２の実施形態に関係する磁気ヘッド
装置の構成を説明するための図。

【図８】第２の実施形態に関係する記録ヘッドの構造を
説明するための図。

【図９】第２の実施形態に関係する再生ヘッドの構造を
説明するための図。

【図１０】第２の実施形態に関係する記録ヘッドと再生
ヘッドの位置関係を示す図。

【図１１】第２の実施形態の変形例に関係する再生ヘッ
ドの構造を説明するための図。

【図１２】第２の実施形態の変形例に関係する再生ヘッ
ドの構造を説明するための図。

【図１３】第２の実施形態の変形例に関係する再生ヘッ
ドの構造を説明するための図。

【図１４】第２の実施形態の変形例に関係する磁気ヘッ
ド装置の構成を説明するための図。

【符号の説明】

１…ヘッド本体２…ディスク（記録媒体）３…記録素子４…記録素子５…データトラック６…データトラック７…再生ヘッド７ａ…センサ部７ｂ…センサ部８…不感帯９…シールド膜１１…ＭＲ膜１２…銅（Ｃｕ）膜１３…記録ヘッド１４…記録素子１５…記録素子１６…記録素子１７…データトラック１８…データトラック１９…データトラック２０…電極２１…ヘッド本体２２…再生ヘッド３１…記録回路３２…記録回路３３…アンプ３４…等化器３５…弁別回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体であるディスクに対してデータ
の記録再生を行なうヘッドとして記録再生分離型ヘッド
を使用したディスク記録再生装置であって、前記ディスクに構成される同心円状の複数のデータトラ
ックのそれぞれに記録データを同時に記録するための複
数の磁気記録素子を有し、前記各磁気記録素子が前記デ
ータトラックのトラック幅を単位として１トラック幅以
上の間隔を有するように構成された記録ヘッド手段と、前記記録ヘッド手段により同時に記録された複数のデー
タトラックから各データを同時に読出して、各データを
含む合成再生信号を出力する再生ヘッド手段と、前記記録ヘッド手段の前記各磁気記録素子に対して、前
記各データトラックに記録すべき各記録データを供給す
るデータ記録処理手段と、前記再生ヘッドから出力された前記合成再生信号から前
記各データトラックに対応する各再生データを弁別して
生成するデータ再生処理手段とを具備したことを特徴と
するディスク記録再生装置。
【請求項２】記録媒体であるディスクに構成される同
心円状の多数のデータトラックに対してデータの記録再
生を行なうディスク記録再生装置に適用する記録再生分
離型ヘッド装置であって、複数のデータトラックのそれぞれに、再生したときの信
号振幅比が異なるように各記録データを同時に記録する
ための複数の磁気記録素子を有し、前記各磁気記録素子
が前記データトラックのトラック幅を単位として１トラ
ック幅以上の間隔を有するように構成された記録ヘッド
と、前記記録ヘッド手段により同時に記録された複数のデー
タトラックから各データを同時に読出し、前記信号振幅
比が異なる前記各データを含む合成再生信号を出力する
再生ヘッドとを具備したことを特徴とする磁気ヘッド装
置。
【請求項３】前記記録ヘッド手段の各磁気記録素子
は、前記データトラック幅に相当する各トラック幅の比
が、ほぼ２のべき乗の級数比（１：２：４：８：…：２
^n-1 ）であることを特徴とする請求項１記載のディスク
記録再生装置。
【請求項４】前記記録ヘッド手段の各磁気記録素子
は、同時にデータを記録する各データトラックの組を単
位として、１組以上の間隔を有するように隔離して配置
されたことを特徴とする請求項１記載のディスク記録再
生装置。
【請求項５】前記再生ヘッド手段は、前記各データト
ラックから読出した再生信号を合成した前記合成再生信
号を出力する単一構造の磁気再生素子であって、前記各
データトラックに対応する磁気記録の各検出部を有し、
前記各検出部がデータトラックのトラック幅以上の不感
帯からなる間隔を介して配置されて構成されることを特
徴とする請求項１記載のディスク記録再生装置。
【請求項６】前記再生ヘッドは、前記各データトラッ
クから読出した再生信号を合成した前記合成再生信号を
出力する単一構造の磁気再生素子であって、前記各デー
タトラックに対応する磁気記録の各検出部を有し、前記
各検出部はデータトラックのトラック幅以上の不感帯か
らなる間隔を介して配置されて、前記各データトラック
に対応する再生信号の信号振幅比が２のべき乗の級数比
（１：２：４：８：…：２^n-1 ）となるような特性を備
えていることを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド装
置。
【請求項７】記録媒体であるディスクに対してデータ
の記録再生を行なうヘッドとして記録再生分離型ヘッド
を使用したディスク記録再生装置であって、前記ディスクに構成される同心円状で、同一トラック幅
の複数のデータトラックのそれぞれに記録データを同時
に記録するための複数の磁気記録素子を有し、前記各磁
気記録素子が前記データトラックのトラック幅を単位と
して１トラック幅以上の間隔を有するように構成された
記録ヘッド手段と、前記記録ヘッド手段により同時に記録された複数のデー
タトラックから各データを同時に読出して、各データを
含む合成再生信号を出力する再生ヘッド手段と、前記記録ヘッド手段の前記各磁気記録素子に対して、前
記各データトラックに記録すべき各記録データを供給す
るデータ記録処理手段と、前記再生ヘッドから出力された前記合成再生信号から前
記各データトラックに対応する各再生データを弁別して
生成するデータ再生処理手段とを具備したことを特徴と
するディスク記録再生装置。
【請求項８】前記再生ヘッド手段は、前記各データト
ラックから読出した再生信号を合成した前記合成再生信
号を出力する単一構造のＭＲヘッドであって、前記各デ
ータトラックに対応する磁気記録の検出部を構成する各
ＭＲ膜部を有し、前記各データトラックに対応する再生信号の信号振幅比
が２のべき乗の級数比（１：２：４：８：…：２^n-1 ）
となるように、前記ＭＲヘッドのギャップ深さ方向であ
って前記各ＭＲ膜部の面積が設定されることを特徴とす
る請求項７記載のディスク記録再生装置。
【請求項９】前記再生ヘッド手段は、前記各データト
ラックから読出した再生信号を合成した前記合成再生信
号を出力する単一構造のＭＲヘッドであって、前記各デ
ータトラックに対応する磁気記録の検出部を構成する各
ＭＲ膜部を有し、前記各データトラックに対応する再生信号の信号振幅比
が２のべき乗の級数比（１：２：４：８：…：２^n-1 ）
となるように、前記ＭＲヘッドに供給するセンス電流で
あって前記各ＭＲ膜部に供給するセンス電流値が設定さ
れることを特徴とする請求項７記載のディスク記録再生
装置。
【請求項１０】前記再生ヘッド手段は、前記各データ
トラックから読出した再生信号を合成した前記合成再生
信号を出力する単一構造のＭＲヘッドであって、前記各
データトラックに対応する磁気記録の検出部を構成する
各ＭＲ膜部を有し、各ＭＲ膜部がデータトラックのトラ
ック幅以上の不感帯からなる間隔を介して配置されて構
成されることを特徴とする請求項７記載のディスク記録
再生装置。
【請求項１１】記録媒体であるディスクに対してデー
タの記録再生を行なうヘッドとして記録再生分離型ヘッ
ドを使用したディスク記録再生装置であって、前記ディスクに構成される同心円状で、同一トラック幅
のｎ本のデータトラックのそれぞれに記録データを同時
に記録するためのｎ個の磁気記録素子を有し、前記各磁
気記録素子が前記データトラックのトラック幅を単位と
して１トラック幅以上の間隔を有するように構成された
記録ヘッド手段と、前記記録ヘッド手段により同時に記録されたｎ本のデー
タトラックから各データを同時に読出す単一ＭＲヘッド
構造であって、ｎ本のデータトラックから各データを読
出すためのｎ＋１本の電極を有する再生ヘッド手段と、前記記録ヘッド手段の前記各磁気記録素子に対して、前
記各データトラックに記録すべき各記録データを供給す
るデータ記録処理手段と、前記再生ヘッドの前記各電極から出力された再生信号を
増幅する手段であって前記各データトラックから再生さ
れる再生信号の信号振幅比が２のべき乗の級数比（１：
２：４：８：…：２^n-1 ）となるように調整するための
ｎ個の増幅器を有する増幅手段と、前記ｎ個の増幅器の出力を加算して単一の合成再生信号
を生成し、前記合成再生信号から前記各データトラック
に対応する各再生データを弁別する機能を備えたデータ
再生処理手段とを具備したことを特徴とするディスク記
録再生装置。