JPS59207009A - 磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気テープ、磁気ディスク、磁気ドラム等の
磁気記録媒体にディジタルデータをマルチトラック磁気
ヘッドにて書き込むマルチチャンネルディジタル式の磁
気記録再生装置に関する・従来例の構成とその問題点 ディジタルデータを磁気記録媒体に書き込むために従来
はディジタル波形と同一の記録電流波形で磁気ヘッドを
駆動していた。近年薄膜磁気ヘッドという高集積度のマ
ルチトラ・ツク磁気へ・ンドが開発され、実用化されつ
つあるが、この薄膜磁気ヘッドは従来のバルクヘッドに
比べてターン数が少ないので、記録電流を大きくする必
要がある。

また、集積度が大きいためにトラック間のクロストーク
が問題となる。更に、記録密度を高くする要望が高く、
変調方式によって磁束反転間隔が短かいものから長いも
のまで多くの種類を有す芥ようになり、情報の“１″や
“′０”を判断するための再生信号のピーク位置が磁束
反転の密度の高い部分から低い部分に向って押しやられ
るピークシフトを発生することになる。

前記、ピークシフトを抑圧するために従来は、記録ヘッ
ドを駆動する記録電流波形（書き込み電流波形）に補正
を加える方法が採用されていた。第１図（至）〜に）に
前記補正方法の第１の例を示す。

（Ａ）はディジタルデータであり、（Ｂ）はそのデータ
に対するＭＦＭ変調された変調波形である。ピークシフ
トは磁束反転の密度の高い部分から低い部分、つまり（
Ｂ）のレベル反転の短かい部分から長い部分に向って押
しやられる形で発生し、破線Ｄ１の波形で示されたもの
になる。そこで、書き込み電流の反転の後に１個の付加
反転を（Ｃ）に示すように設けると、結果実線Ｄ２で示
すようにピーク位置が以前に比べて補正され、ピークシ
フトがかなり抑圧されることになる。ピークシフトの抑
圧効果の程度は、（Ｃ’ｌに示す波高値Ｉ、、Ｉ。、お
よびパルス幅１１によって変化する。

第２図（７）〜に）に補正方法の第２の例を示す。

（Ｘ）はディジタルデータであり、（Ｆ）はそのデータ
に対するＭＦＭ変調された変調波形である。（Ｇ）のよ
うに、書き込み電流の反転の前後に１個の付加反転を設
けると、同様に実線Ｈ２で示すようにピーク位置が補正
されピークシフトがかなり抑圧される。この場合もピー
クシフトの抑圧効果の程度は（Ｇ）に示す、波高値Ｉ１
．　Ｉ、　、およびパルス幅β１．β２によって変化す
る。

以上で説明した記録電流の補正方法を用いて記録ヘッド
を駆動すれば、ピークシフトが抑圧されるが、薄膜磁気
ヘッドの場合、前記のように記録電流値を大きくする必
要がある。前記波形で記録電流値を犬きくするとヘッド
抵抗での消費電力が大きくなり、ヘッド部の温度上昇が
大きくなり、熱破壊に至る。そこで従来は、例えばＭＦ
Ｍ変調された変調波形に対して以下に示す方法で熱破壊
を生じさせないようにしていた。

第３図（７）〜（勾に薄膜磁気ヘッドによるデータの書
き込み方法を示す。

（Ｉ）はディジタルデータであわ、（Ｊ）はそのデータ
に対するＭＦＭ変調された変調波形である、従来の記録
方法では（Ｊ）の変調波形と同一の記録電流波形を用い
て記録媒体に書き込んでいたが、薄膜磁気ヘッドでは記
録電流の振幅が犬きくなければならないので、ヘッドで
消費される電力が大きくなり、ヘッドの発熱が問題とな
る。そこで、（Ｊ）の変調波形に対して（Ｋ）の記録電
流波形あるいは（Ｌ）の記録電流波形によりヘッドを駆
動し、記録媒体への警き込みを行なっている。（Ｋ）！
／ｉパルストンイン記録電流波形と呼ばれ、パルスの繰
り返し周期ｔに対してパルス幅ｔｐ、＞工狭ければ電力
量が少なくなり、ヘッドの発熱が低減される。（Ｌ）の
記録電流波形もパルス幅ｔ、を狭くすることにより同様
の効果が得られる。

以上のような記録電流により、ヘッド発熱を低減できる
が、複数のヘッドが一体化されたマルチトラック薄膜磁
気ヘッドの場合、複数のヘッドに同時に記録電流が流れ
ることになり、ヘッド個数倍の記録電流が必要となる。

また、複数のヘッドが同時に動作するため記録時のトラ
・ツク間クロスト・−りが特に隣接トラック間で大きな
ものとなる。

同時に記録電流が流れることを避けるために、（Ｌ）の
記録電流波形を用い、変調信号をトランクごとにパルス
幅だけ位相をずらせて（Ｌ）の記録電流を流すことが提
案されている。この場合のパルス幅ｔ、はトラック数を
Ｎとし、復調時のデータ判別つる。第３図に示したＭＦ
Ｍ変調の場合はＴｗ　＝　０．５　Ｔである。また異な
るトラックの磁気ヘッドには異なった時刻に電流が流れ
るので、クロストークの発生も避けられる。

ところが、前記の方法ではトラック数が多くなった場合
、すなわちＮが犬きくなった場合にはパルス幅ｔ、が狭
くなり、変調波形に対応した記録ができなくなる恐れが
ある。そのために、トラＩり数Ｎが制限されたり、クロ
ストークが生じたりして高密度記録には不適当である。

そして、すべてのトラックにわたって位相を異ならせる
にはその各トラックで異なったタイミング設定をする回
路が必要となり、回路構成上複雑になる。クロスト−ク
は隣接トラック間が大きな問題であり、すべてのトラン
クにわたって記録電流の流れるタイミングをずらす必要
はない。

発明の目的 本発明は、記録に必要な電源容量の低減と、隣接トラッ
ク間のクロストークの低減と、ピークシフトの抑圧を実
現することを目的とする。

発明の構成 本発明は、ディジタルデータの変調を行なう複数の変調
回路と、各変調回路からの各変調信号を所定巾、所定の
波高値のパルス電流から成る書き込み信号に変換する複
数の書き込み回路と、各書き込み信号の記録媒体への書
き込みを行なう複数のトラックを有する薄膜磁気ヘッド
とを有し、複数のトラックを複数のグループに分け、そ
のグループ数だけの異なった位相を有する書き込み信号
作成用パルス波を発生する回路を備え、同一グループの
トラ・ンクのヘッドには同一位相の書き込み信号作成用
パルス波を用いて作られた書き込み信号を与え、異なる
グループのトラックのヘッドには異なった位相の書き込
み信号作成用パルス波を用いて異なる位相の書き込み信
号を与えることにより、異なるグループのトラックのヘ
ッドの書き込み信号のパルス電流を同時に発生させない
ようにしたことを特徴とするものである。

実施例の説明 以下本発明の一実施例についてその磁気記録再生装置の
記録系のブロック図を示す第４図およびその各部の波形
図である第６図を用いて説明する。

磁気ヘッド３−１から３−ＮのＮ個をＭ　（Ｍ＜Ｎ）個
のグループに分ける。このグループ分けに際しては同一
グループの磁気ヘッドが隣り合わないように分ける。つ
まり、それぞれのグループのヘッドはｓ−（Ｍｘ（ｉ　
−１）＋１　）　、３−（ＭＸ（ｉ−１）＋２）、３−
（Ｍｘ（ｉ−１）＋３）。

・・・・・・３−（Ｍｘ（ｉｌ−１）−１−’）で表現
されるＭ個のグループに分割する（但しｉは正整数）。

Ｎ個の各磁気ヘッドに対応するデータは変調用クロック
とデータを入力とする１−１，１−２，・・・・・・１
−Ｈの変調回路において記録媒体に記録するのに必要な
変調信号に変換される。本実施例ではＭＦＭ変調を用い
ているので、例えば第５図の５−１、．５−２に示した
データに対しては変調信号は６−１．６−２に示したよ
うになる。従来はこの変調信号波形を増幅し、磁気ヘッ
ドに書き込み電流を流していたが、従来例で示したよう
に、ヘッドの発熱、クロストークの発生が重大な問題と
なる。そこで、変調信号波形を書き込み回路でパルス位
相の異なったパルストレイン書き込み電流波形に変換す
る。

パルス発生回路４において、Ｍ個の位相の異なったパル
ス信号７−１　、７−２　、７−３　、・・・・・・７
−Ｍを発生させる。ここで各パルス信号の繰り返し周期
は復調時のデータウィンド巾Ｔｗの整数分の１に設定す
る。第５図の実施例ではパルス信号のルス巾１ＰはＭ個
が重なり合わないように設定する。

にｔ、を設定する。パルス発生回路４において、作成さ
れた７−１、７−２、７−３、、−０，、−７−Ｍのパ
ルス信号はそれぞれグループ分けしたヘッドに書き込み
電流を供給する書き込み回路２’−（ＭＸ（１−１）−
１−１）、２７（ＭＸ（１−１）−１−２）。

２−（ＭＸ（ｌ−１）＋３）、・・・・・・２−（ＭＸ
（ｉ−１）＋Ｍ）に入力される。ここで書き込み回路は
ｉを変数とする一般式で表わしている。例えばＭ＝３の
場合には、パルス信号７−１は書き込み回路２−１．２
−４．・・・・・・に、パルス信号７−２は２−２　、
２−５　、・・・・・・に加えられることになる。

書き込み回路においては入力された変調信号波形とパル
ス信号とによシ磁気ヘッドを駆動するパルストレイン書
き込み電流を作成し、磁気ヘッドに供給する。例えば第
１図の変調回路１−１に入力データ５−１が供給され、
その出力としてＭＦＭ変調信号６−１が作成され、書き
込み回路２−１に供給され、パルス発生回路４よりのパ
ルス信号７−１により磁気ヘヅド３−１には第６図（ア
）に７一体）で示す書き込み電流が書き込み回路２−１
より供給されるζ。磁気ヘッド３−１に隣接する磁気ヘ
ッド３−２には入力データ５−２に対応する変調信号６
−２と磁気ヘッド３−１とはグループが異なるので位相
が異なったパルス信号７−２とにより書き込み回路２−
２で作成されだ７−（ｂ）で示す書き込み電流が供給さ
れる。

次に、変調信号のレベル反転の前後のパルストレイン書
き込み電流の波高値を変化させることにより、ピークシ
フトを抑圧する書き込み回路の具体的実施例を第６図に
示し、第７図（２）〜（コ）の波形図を用いて説明する
。８および９はフリップフロップ回路、１０は排他的Ｏ
Ｒゲート、１１から１８はナントゲート、１９から２２
はスイッチング用トランジスタ、２３はノンインバータ
回路、２４はインバータ回路、２５．２６は書き込み電
流ドライブ用のトランジスタである。本実施例では、Ｍ
ＦＭ変調を用いているので、第７図の２７−１に示した
データに対して変調信号は、２７−２に示したようにな
る。また、第４図、第５図において説明したように、書
き込み回路に入力されるパルス信号として２７−３の波
形を与える。まず、２７−２の変調信号はクロワクに同
期してフリップフロップ回路８に入力され、さらにその
出力はフリップ７０・ツブ回路９に入力され、それらの
入出力信号により排他的ＯＲゲー）１０では一変調信号
のレベル反転位置を検出する。その信号は、ナントゲー
ト１１および１２に入力され、出力信号として２７−４
および２了−５に示す波形が得られる。２Ｔ−４および
２７−５の信号は−書き込み電流の電流波高値を変化さ
せる位置を示す信号となっている。ナントゲート１１の
出力は、ナントゲート１３およびナントゲート１４に入
力され、さらにナントゲート１４の出力はナントゲート
１５に入力される。ナントゲート１３およびナントゲー
ト１６のもう一方の入力端子には２７−３のパルス信号
が入力され、結果、ナントゲート１３の出力信号として
２７−６の波形がえられ、ナントゲート１５の出力信号
として２７−７の波形かえられる。同様にナントゲート
１６および１８の出力信号として２７−８．２７−９の
波形かえられる。ナントゲート１３および１５の出力は
それぞれトランジスタ１９．２０のベース入力され、ベ
ース電圧がＬ”レベルの時トランジスタを駆動する。同
様にナントゲート１６．１８の出力もそれぞれトランジ
スタ２１．２２のベースに入力される。トランジスタ１
９，２０，２１および２２は書き込み電流を制限し、パ
ルスの波高値を変化させる抵抗Ｒ，，Ｒ２の導通、非導
通のスイ・７チングの働きをする。たとえば、波形２７
−６において、Ｔ＋Ｌ”の区間だけトランジスタ１９が
導通し、Ｒ１の抵抗を電流は流れないことになる（２８
の波高値工＋）。Ｒ１に電流が流れると、その区間だけ
書き込み電流が低下する（２８０波高値工２）ので、上
記トランジスタのスイッチングにより書き込み電流の波
高値を制御することができる。またフリップフロップ８
の出力は、ノンインバータ回路２３、インバータ回路２
４に入力され、出力信号が°゛Ｈ”の区間だけ、トラン
ジスタ２５および２６を導通させ、書き込み電流をえる
ことができる。以上の説明によって、パルストレイン書
き込み電流は２８に示す波形となる。

本実施例では、トランジスタ用の電源を別電源どして供
給しているので、パルス電流波形の波高値のうち第１の
波高値（波形２８ではＩｔ）は電源の出力電圧とともに
変えることができ、前記のように第２の波高値（波形２
８ではＩ２）は前記抵抗Ｒ，，Ｒ２の犬きを変えること
によって変化できる。

なお、本実施例では第１の波高値を有する・くルスの個
数をレベル反転の前後に１個ずつ設けているが、レベル
反転の後あるいは前後に数個設けてもかまわない。捷だ
、書き込み電流の波高値は記録素子、記録媒体の性能に
応じ最適な値に調整することもできる。

このような構成により、当該磁気へ・ノドの両側の（Ｍ
−１）個の磁気へ・ノドは同時に書き込み電流が流れる
ことがなくなるので、書き込み電流がＮ個が同時に動作
する時に比べて、−倍となる。

そして隣接トラックが同時に動作しないので、クロスト
ークは（Ｍ−１）個離れたトラック間のみのものだけと
なるが、クロストークはヘッド間距離が大きくなると小
さくなるので、クロストークが低減されることになる。

また、各トランクの位相をずらすことを実施せずに書き
込み電流作成用パルス信号の位相を異ならせたものを作
成し、書き込み電流の位相を異ならせているために、各
磁気ヘッドごとにタイミング設定をするだめの遅延回路
を設ける必要がなく、回路構成が簡単となる。

寸だ、書き込み電流波形を補正することによりピークシ
フトを抑圧することが可能となる。

次に本発明の実用的な第２実施例の記録系について第８
図、第９図を用いて説明する。磁気ヘッド３−１から３
−ＮのＮ個を偶数番目と奇数番目の２つのグループに分
ける。各磁気へノドに対応するデータは前記と同様に変
調回路１−１．・・・・・１−Ｎにおいて変調され、書
き込み回路２−１゜・・・・・・３〜Ｎに供給される。

書き込み回路は第６図で示した実施例が使用できる。本
実施例もＭＦＭ変調を用いている。パルストレイン書き
込み電流波形を作成するだめのパルス信号をパルス発生
回路２９において発生させる。パルス信号は周期がチー
タウインド巾Ｔｗの２分の１（ＴＶ／２　）でパルスデ
ューティが５０％のものである。ノ＜ルス発生回路２９
からのパルス信号３２−１は奇数番目の磁気へ・・・ド
に対応する書き込み回路に供給されこのパルス信号３２
−１を反転させたノ（ルス信号３２−２は偶数番目の磁
気ヘッドに対応する書き込み回路に供給される。その結
果、磁気ヘッド３−１には書き込み回路２−１により３
３−１で示した書き込み電流が流れ、磁気へ・ノド３−
２には隣接する磁気へノド３−１．３−３に電流が流れ
ていないときに書き込み電流が流れる３３−２で示すよ
うな書き込み電流となる。磁気ヘッド３−１．・・・・
３−Ｎで記録された記録トラ・ツクば、いずれの実施例
の場合も、制御トラ・ツクを除き第１０図のような既知
のフレーム構成として記録される。

次に、本発明による磁気記録再生装置の再生の構成例を
示す。再生へ・ノドからの再生信号は、増幅回路、波形
整形回路によりディジタル変調波形に変換され、前記波
形より復調回路に祷り再生データと再生クロックを得る
。前記再生データ、再生クロックをメモリ回路に供給し
、再生データのゾノタ吸収、タイミング揃えを行なう。

前記タイミング揃えのためのメモリ回路の構成例を第１
１図に示す。この第１１図は各トラックより得られる再
生信号に対応してそれぞれ設けられたメモリ構成を示し
、第１２図の３６−ａ　、　３６−ｂ　。

３６−Ｃで示すＨｉｇｈレベルの期間に供給される書き
込みクロックおよび３７−ａ　、　３７−ｂ　。

３７−Ｃで示すＨｉｇｈレベルの期間に供給される読み
出しクロックによって駆動される。ここで第１２図には
書き込みパルスの基準位相（零）のトラックのみ示され
ている。

各トラックからの再生データは第１ｏ図に示す各フレー
ム毎ニフレームメモ１Ｊ３４−Ａ、３４−Ｂ、３４−Ｃ
Ｖｃ順次再生クロックにより書き適寸れていく。書き込
みのタイミングは第１２図に示すようにフレームメモリ
３４−Ａ　、　３４−Ｂ　。

３４−Ｃに対して３６−ａ　、’３６−ｂ　、　３６−
ｃとする。フレームメモリからのデータの読み出しは書
き込みタイミング３６−ａ　、　３６−ｂ　’＋　３６
−−ｃに対して３７−ａ　、　３７−ｂ　、　３７−ｃ
とする。読み出しと書き込みのタイミング制御は制御回
路３５で行なわれる。

記録ヘッド、再生ヘッドの各トラ、りの各ヘッドがイン
ラインに構成されている場合、前記の方法において記録
された信号を再生すると、各トラックの再生信号はパル
ス位相の位相差分だけ隣接トランク間で位相差を有する
ものとなる。したがって、隣接トラック間では各フレー
ムメモリへの書き込みタイミングはこのパルス位相差分
だけずれている。前述の第２の実施例ではこの位相差は
Ｔｗ／２である。全トラリ・りを通しての位相差は隣接
トラック間の位相差のＭ倍以下、すなわち１デ一タ期間
を越えない。

各トラック間のデータの位相を合わせる方法としては、
各トラックの位相ずれを補正するためにそれぞれ異なる
ビット数（Ｍ−１）個のシフトレジスタを設けてもよい
が、第１１図およヒ第１２図に示すように通常ジッター
補正等に用いるフレームメモリで位相合わせを行なうこ
とができる。

本構成においてはフレームメモ１Ｊ３４−　Ａ　。

３４−Ｂおよび３４−Ｃの書き込みクロックは、再生ク
ロックから生成されるためＭグループのヘッドで記録さ
れたトラ・ンク間ではずれているが、読み出しクロック
は全トラック共通の位相で加えられ、同一タイミングの
並列データが得られる。

このため、読み出しクロックの開始タイミングは少なく
とも全トラック間の位相ずれ量（Ｍ−１）・τ（τ：隣
接トラ、ンク間での位相ずれ量）以上書き込みクロック
の終了タイミングから離す必要がある。一般に１フレー
ムを構成するビット数は２００〜４００程度が妥当であ
るから、本構成のように位相ずれのない基準トラックか
らの再生信号列において７１７−ムメモリへの書き込み
終了から１フレ一ム期間の差だけ後に全トラック共通の
読み出しクロックを印加するように設計すれば何ら問題
は生じない。

発明の効果 本発明によれば薄膜磁気ヘッドを用いた記録再生装置に
おいて、マルチチャンネルにてディジタルデータを書き
込むに際して、高密度化によりチャンネル数が多くなり
書き込みを行う磁気ヘッドの数が多くなった場合でも、
正しい書き込みを保証し、かつ書き込みに必要な電流を
低減することができ、また隣接トラックが同時に動作し
ないのでクロストークも低減できる。さらにタイミング
設定はパルス信号発生回路で設定されているので一各磁
気ヘッドに対応してタイミング譚定する遅延回路を設け
る必要がないので、回路構成が非常に簡単となり、その
効果は大である。

また、変調信号のレベル反転の前後に相当するパルスト
レイン書き込み電流の電流波高値を制御することにより
、ピークシフトの抑圧効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（支）〜に）は、ピークシフト抑圧の第１の方法
を示す波形図、第２図（７）〜に）はピークシフト抑圧
の第２の方法を示す波形図、第３図（７）〜に）は、薄
膜磁気ヘッドの書き込み動さを説明するための波形図、
第４図は本発明による磁気記録再生装置の一実施例の記
録系のプロ・ツク図、第５図（７）〜（ケは同実施例の
動作を説明するだめの波形図、第６図は本発明による書
き込み回路の奨施例の回路図、第７図（７）〜（コ）は
同実施例の動作を説明するだめの波形図、第８図は本発
明の他の実施例の記録系のブロック図、第９図（７）〜
（り）は同実施例の動作を説明するだめの波形図、第１
Ｑ図は本発明におけるディジタルデータの記録信号構成
を示す図、第１１図は本発明の実施例の再生系における
再生データ列の位相合わせのためのフレームメモリ構成
のブロック図、第１２図（支）〜（力）は同図書き込み
および読み出しクロックのタイミングを示す波形図であ
る。 １〜１．１−２．・・・・・・１−Ｎ・川・・変調回路
、２−１．２−２．・・川・２−Ｎ・・・・・書き込み
回路、３−１．３−２．・・・・・・３−Ｎ・山・・薄
膜磁気ヘッド、４・・・・・・パルス信号発生回路、８
，９・・団・フリノプフロンブ回路、１ｏ・・・・・・
排他的ＯＲゲーｈ、１１゜１２．１３，１４，１５，１
．６，１７．１８・・・・・ナントゲート、ｊ９，２０
，２１．２２，２３゜２４．２５．２６・川・・トラン
ジスタ、２９・・・・・・パルス信号発生回路、３４−
Ａ　、　３４−Ｅ　、３４−Ｃ・・・・・・フレームメ
モリ、３５・・川・ｍ＋Ｊ　仰向Ｋ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名媚〆
（邦Ｊ −ミ　ξ　性　亡　包　呪　ら　ε　　ら第　８　図 ＋　、へ　１　ヘ　ヘ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディジタルデータの変調を行う複数の変調回路と、前記
   各変調回路からの各変調信号を所定幅のパルス電流から
   成る書き込み信号に変換する複数の書き込み回路と、前
   記各書き込み信号の磁気記録媒体への書き込みを行う複
   数の磁気ヘッドを有し、前記磁気ヘッドをＭ（２以上の
   正整数）個のグループに分割して同一グループ内の磁気
   ヘッドは隣り合わないように配置し、位相が互いに異な
   りパルス期間が重畳しないＭ個のパルス信号を発生する
   回路を備え、同一グループ内は同一位相のパルス信号で
   、かつそれぞれのグループ毎に異なるパルス信号で磁気
   ヘッドを駆動するに際して、変調信号のレベル反転間隔
   内のパルス電流からなる前記書き込み信号のうち、レベ
   ル反転の前あるいは後の少なくとも１個のパルス信号を
   第１の波高値とし、他を第２の波高値とすることを特徴
   とす、る磁気記録再生装置。