JPS62212902A - 磁気再生装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気再生装置に係り、特に再生ヘッドとして１
ｉｔ１気抵抗効果を利用したＭＲヘッドを搭載した磁気
ディスク装置や磁気テープ装置において、再生出力の歪
を低減し、高仁頼匪を実現号るのに好適な磁気再生装置
に関する。

〔発明の背景〕

磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッド）は磁束検出型ヘッ
ドで、記録媒体とヘッドとの相対迷電に依存せず、低速
疾でも一定の出力が得られること、及び単位トラック幅
あたりの出力が大さいこととから、従来のインダクテイ
ブ型ヘッドに代って高記録密度用再生ヘッドに採用され
始めている。このＭＲヘッドはＭＲ膜の電気抵抗が外部
磁束により変化するＭＲ効県を利用したちのであるから
、外部磁束に対して最も感度が高く、かつ、直線性良く
歪の少ない点を動作点に位買付けるｌ、：めに、バイア
ス磁界が印加される。

ＭＲ膜の電気抵抗は外部磁界Ｈｓによつで第６図（Ａ）
に実線■で示す如く変化する。この電気抵抗変化ΔＲは
、ｃｏｓ２ｘの関数で近似される。

従って、バイアス磁界の大きさによって、外部磁界１−
１ｓが同じでも、第６図（Ｂ）に（ａ）、（ｂ）又【、
１（Ｃ）に示す如く、再生出力が変化する。従って、第
６図（Ａ）に示す特ヤ１曲線■の勾配が最も大で、かつ
、直線ｆ１の良い動ｆ１点に設定するために１−ＩＢな
るバイアス磁界を与えることにより、第６図（Ｂ）に（
ｂ）で示す如く歪のない再生出力が得られる。しかし、
上記のバイアス磁界トＩＢの値が偏位したり、変動する
ど、再９−出ノノ波形は第６図（Ｂ）に（ａ）又は（Ｃ
）で示す如くになり、波形の正負が非対称となったり、
第２８調波歪が人どなる。

上記のバイアス磁界の印加法は従来より種々の方法が知
られており、例えば特公昭５３−２５６４６号公報のＪ
：うに、ＭＲ膜に隣接した導体膜に直流電流を流づこと
により、電流が作る磁界を発生させ、この磁界をバイア
ス磁界として印加するシャントバイアス方式や、特開昭
５０−１７１２号公報に記載のように、ＭＲ膜に隣接し
た永久磁石膜から生ずる磁界によりバイアスを印加する
永久磁石バイアス６式等が挙げられる。

このうち、前者のシャントバイアス方式は正り波形非対
称ｖ１や第２８調波↑が最小になるＪ、うにバイアス電
流を増減して最適バイアス点に調整することができる。

しかし、磁気ツーｌ装置のようにヘッドと記録媒体との
接触走行にＪ、り摩耗が進行づ−る装置においては、摩
耗が進むにつれＣ最適バイアス点が偏位し、歪が大きく
なっていく。そこで、バイアス点を装置稼動中に一台−
・ｆ３常に監視して最適点に維持する必要があるが、そ
れは現実には実現が容易では＜７い。また、磁気テープ
装置には通常９−１８トラツクの記録再１−素子が搭載
されるが、最適バイアス点は各トラックの素子毎に一致
させるのは困難で、局部的な構造、材料パラメータ等の
ばらつぎから各トラックの素子毎に変動１−る。このと
き素子毎に最適調整機構を設けて個々に微調整ターるこ
とは作業時間や油１格の上昇原因どなり好ましくない。

一方、後者の永久磁石バイアス方式の場合はＭＲ膜に隣
接する永久磁石薄膜の磁性によってバイアス磁界が変Ｉ
Ｊ」Ｌ、、所望の最適バイアス点を実現するのは困難で
、通常成る程度の偏位をｎ容ゼざるをｍない。これは永
久磁石薄膜の躾磁性やｖＡ厚。

膜形状等が製造ブ［１セスにＪ、って成るばらつき幅を
有しているためであり、−■ヘッドとして完成した後は
前記シャントバイアス方式のような微調整は不可能であ
った。

これらバイアス最の変動や最適バイアス点からの偏位の
影響を軽減する方式として、特公昭５３−２５６４５号
公報に記載の感知ｆｉ置が提案されている。このものは
、前記シャントバイアス方式のＭＲ膜のトラック幅の中
央部にセンタータップを設置）で、トラック中火から左
右半分ずつのＭＲヘッド出力を差動増幅器に接続しで、
若干の動作点の偏位の影響を軽減するものである。この
方式は確かに前記問題点の有効な解決策となり得る。

しかるに、トラック幅中央部のセンタータップの部分は
再生出力に寄与しないので、この分だ番ノ実効１〜ラッ
ク幅が減って再生出力が減少することになる。この再生
出力の減少は、１−ラック合皮が高くなり、トラック幅
が狭小になるほど大となる。

また、１−ラック幅が小ざくなってくるど、ＭＲ索子の
１−ラック幅方面長さど奥行き幅の比が小さくなって、
ＭＲ膜の内部磁化のｈ向が不均一になる傾向が現われ、
これがセンタータップのｗ　ｎ　ｔ’　一層署しくなり
、↑１能劣化につながるという問題点があった。更に、
９〜１８トラックと多ＭＦを搭載するマルチトラックヘ
ッドにＪ３いては、センタータップを外部回路と接続づ
゛る引出線が必要になり、これを各素子毎に取り出す場
合には全部で２７〜５４本の配線を処理する必要があり
、実装スペースや配線作業上の問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、簡便で、容易に、精度良くバイアス設
定し、正負波形非対称や第２Ｂ調波歪などの再生出力歪
を改善するＭＲヘッドを備えた磁気再生装置を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

上記目的達成のため、本発明はＭＲ膜に平行して隣接す
るバイアス導体に信号の最高周波数の２倍以上の高周波
パルスを通電し、この高周波パルスでＭＲ膜に交流バイ
アス磁界を印加することに特徴を右−４る。

ＭＲヘッドに交流信号を印加する方式自体は既に幾つか
提案されている。例えば、特開昭５２−２４１４号公報
には、ＭＲ膜自体に超高周波電流を印加することｔこよ
ってＭＲ膜内に表皮効果を生じざぜ、ＭＲ膜の奥行き方
向の実効幅を狭くし、性能向上を図った発明が開示され
ている。また、特開昭５３−５２４１０号公報にはＭＲ
膜のトラック幅方向前後に磁性ヨークを配設し、この！
ｉ竹テ１−りに巻回されたコイルに交流励磁電流を流す
ことにより、ＭＲ膜の容易磁化方向を反転させ、これと
同期させてＭｌｌ！に通電するセンス電流も同相で反転
させる発明が記載されている。ＭＲ膜の最適バイアス印
加手段は、特開昭５（’）−１３４６２４号公報に記載
されであるＪ、うに、ＭＲ膜に４５°の角度で多数条形
成した金ストリップによ−）で、ＭＲ膜の容易磁化軸と
４５°の角度を８するセンス電流を流すことによって実
用させている。

この特開昭５３−５２４１Ｃ１公報記載のヘッドによれ
ば、ＭＲ膜内に（１−する熱雑音を低減させるだめに交
流信号が用いられており、ＭＲＩ！励磁磁界とレンス電
流とが同一周波数で同相で変化りるため、正規の信号磁
束に対しては信号周波数帯域内の出力変化を与えるが、
熱Ｍ音にλ・１しＣは励磁交流周波数帯域の信号になる
ので、１戸波器で両者を分離することにより、Ｓ／Ｎ比
を向にできる。

しかし、これら２つの公開公報記載の発明はＭＲヘッド
に交流信号を用いてはいるが、前者の発明は表皮効果を
ＭＲＩＭ内に発生さゼてＭＲ膜の奥行き方面の実効幅を
狭くするために用いられでおり、また後者の発明ではＭ
Ｒ膜の磁化容易軸方向を１〜ラック幅方向にＯ’／１８
０°と交互に反転させて不規則な熱雑音分をＰ波器で除
去できるようにするために用いられているものであり、
いずれの公報においても本発明の目的とするＭＲヘッド
の再生波形非対称や第２高調波歪を改善するために交流
信号を用いた点についての記載は全くない。

本発明においては、再生されるべき信号の最高周波数の
２倍以上の繰り返し周波数で一定振幅の高周波パルスを
バイアス導体に印加りるもので、その高周波パルスの第
１図（Ａ）に１で示す正極性パルス部分の振幅１４８と
、同図（Ａ）に２で示す負極性パルス部分の振幅Ｈｓ’
　とは大ぎさが等しく反対の極付を有している。ＭＲヘ
ッドの電気抵抗変化へＲは印加磁界に対して第１図（Ａ
）に１で示す如く偶関数になっているので、Ｈ８とＨａ
’　とは同一のΔＲとなる。従って、外部信号磁界が加
わらないとぎには、正負の振幅がそれぞれＨｅ、Ｈｅ’
の高周波パルス磁界が印加されているＭＲヘッドの出力
は、第１図（Ｂ）に破線で示づように一定値となる。

このようなパルス磁界が印加されているＭＲヘッドに、
第１図（Ａ）に３で示す如き外部信号が入来したものと
すると、上記のパルス磁界とこの外部信号による磁界と
が加締されるので、ＭＲヘッドには第１図（Ａ）に４で
示す第１の動作点近傍での磁界変化と、同図（Ａ）に５
で示す第２の動伯点近傍での磁界変化とが交Ｈに繰り返
されることになる。このような合成磁界の印加により、
ＭＲヘッドの出力は第１図（Ｂ）に示づ如く、パルス磁
界の反転に同期して交ｎに極性の反転した出力信号が得
られる。この出力信号をパルス反転の１回おきに抜き出
して極性を反転して加算することにより、第１図（Ｃ）
に示す出力信号が得られる。ここで、第１図（Ｃ）中、
斜線を＋Ｊ　した波形部分は第１図（Ｂ）に示した出力
信号を極性反転した波形部分を示す。なお、この出力信
号を得るにあたって、切換部前後の波形やその勾配が不
連続になる場合もあるので、これを避けるために積分回
路などの平滑回路を通すことが望ましい。

次に、本発明によって動作点がずれでいても歪の少ない
波形が得られる唾由について説明する。

説明の簡単のために、入力信号は大きさ−Ｉｓの直流磁
界とする。この信号磁界Ｉｓに第１図（Ａ＞と共に説明
したバイアス磁界としての逆極性のパルス磁界ｆｌｅ、
Ｈａ’が交互に重畳されτＭＲヘッドに印加される。こ
の結果、前記したようにＭＲヘッドの電気抵抗変化ΔＲ
は第２図（Δ）に■で示り゛如く、印加磁界に対して偶
ｙ１数で、か゛つ、１１８どＨｅ’　とは絶対値が等し
いので、ｌ−１ｓどｔ−（ｅ’はｎいに等しい電気抵抗
変化へＲを与えることどなる。よって、共に第１象限に
−（動作点を表示１−ることができ、第２図（Ａ＞に示
すように、上記の磁界の印加によってＭＲヘッドの動作
点は磁界］−１８印加時のＰ点を中心に、大きさｆ−Ｉ
ｅ十１−１８の磁界印加時のＱ点ど、人ぎさｔｌ　ｓ　
−１−１ｓの磁界印加時のＱ′点どを、バイアス磁界［
１日。

Ｈｅ’の周期と同一周期で交互に反転することと等価に
なる。この結果、ＭＲヘッドの出力信号は第２図（Ｂ）
に示Ｊ如くに変化し、Ｑ点に対応する出力レベル■とＱ
′点に対応する出力レベル１１′　とが１゛記周期で交
互に現われる。

このレベル■′をＰ点に関して極性を反転するど、第２
図（Ｃ）に示１ように出力レベル■の斜線部分の信号波
形が得られ、Ｑ点に対応する出力レベル■との間で微小
な出力差が生ずる。この出力差はバイアス点Ｐｈ＜最適
動作点に一致しているとぎはＱ、Ｑ’　はＰ点に対して
対称になるのでＯとなるが、現実には前記した理由で０
となるように設定し、又はこの値を維持し続【ノるのは
難がしい。ところが、第２図（Ｃ）に示づレベル■及び
ＩＶが交ｎに取り出される出力信号を平滑回路に通１と
、平滑回路の出ノｊ信号レベルは同図（Ｃ）に破線Ｖで
示す如くに平均化される。これは、バイアス点ＰがＱ′
点よりもＱ点側にずれていたものが、Ｑ′点側に引き戻
されるように補１−されたことと等価になる。このよう
に、本発明によれば、バイアス点Ｐが最適動作点から大
きく変動しても、変動の影響を大幅に軽減でき、第１図
（△）に３で示した任意の入力信号磁界に対しても同様
の効果を奏することができる。

〔発明の実施例〕

以下、上記の本発明の特徴及び原理を実現りるための一
実施例について説明する。

第３図は本発明の一実施例の回路系統図を示づ。

同図中、破線で囲んだ部分がＭＲヘッド１ｏで、第４図
（Ａ）〜（Ｃ）に示す如く、ＭＲ膜１１゜バイアス導体
１２．電極１３．１４．１５及び１６等より構成されて
いる。Ｍ　Ｒ膜１１には抵抗変化を検出するための直流
電流がレンズ電流Ｔｓとして第３図に承り如く流される
。また、ＭＲ膜１１に隣接するバイアス導体１２にはパ
ルス駆動回路１７から正極性部分と負極１１部分の振幅
が等しいバイアスパルスが印加され、パルス状バイアス
電流ＩＢが流される。このバイアスパルスの繰り返し周
波数は再生されるべき入力信号の最高周波数の２倍以上
、望ましくは５倍以上の繰り返し周波数に選定されてあ
り、またこのバイアスパルスの振幅は大略最適バイアス
磁界を与える値を目安に決められるが、前記した通り、
本発明においてはこの値について厳密な精度を要しない
。

このＪ：うにして得られたパルス状の再生信号は再生増
幅器１８に供給され、ここで所要レベルに増幅された後
同期検波器１９に供給される。一方、抵抗２０の両端よ
り取り出された、バイアスパルスと同−繰り返し周波数
で同一位相のパルス電圧は同期検波器１９に基準搬送波
として供給される。

これにより、同期検波器１９は通信機器の分野で公知の
ように、再生増幅器１８よりの、信号成分でバイアスパ
ルスを平衡変調した第１図（Ｂ）に示す如ぎ被変調波を
復調検波して、第１図（Ｃ）に示す如き信号成分のみを
出力端子２１．２１’へ出力する。

第５図は本発明の他の実施例の要部のブ［１ツク系統図
を示（。同図中、入力端子３０を介しでＭＲヘッドより
第１図（Ｂ）に示した如ぎ波形の再生信号がゲート回路
３１に供給される。また、ＭＲヘッドに印加されるバイ
アスパルスの一部が分岐されて入力端子３２を介してゲ
ート回路３１に供給される。これにより、ゲート回路３
１はバイアスパルスの正極性パルス部分に対応した再生
信号を加算回路３３へ供給し、バイアスパルスの負極性
パルス部分に対応した再生信りを極性反転回路３４へ供
給する。極性反転回路３４で基準レベルに対して極性反
転された再生信号は加算回路３３に供給される。この結
果、加算回路３３からは第１図（Ｃ）に示す如き波形の
復調された再生信号が取り出される。この再生信号は低
域フィルタ（１−ＰＦ）３５により不要なバイアス周波
数成分を除去された後出力端子３６へ出力される。

４１お、切換前後の波形やその勾配の不連続を避（」る
ために、前記したように積分回路等を用いて平滑化ある
いは平均化すると更に良好な波形が得られる。

本発明の適用されるＭＲヘッドとしては、第４図（Ａ）
〜（Ｃ）に示す如く、ＭＲ膜１１のセンス電流とバイア
ス導体１２のバイアス電流とを互いに独立に制御できる
ように、ＭＲ膜１１とバイアス導体１２との間に８！０
２やＡｅｚＯａ等の絶縁体膜２３が形成配置される。第
４図（Ｂ）は同図（Ａ）に示すＭＲヘッド１０をＢｈ向
から見た側面図で、同図（Ｃ）はＭ　Ｒヘッド１０を同
図（Ａ）中、Ｃ方向から見た底面図を示す。なお、第４
図（Ｂ）、（Ｃ）中、２４及び２５は磁気シールドのた
めの磁性体膜であり、また磁性体膜２４とＭＲ膜１１と
の間、及び磁性体膜２５とバイアス導体１２との間には
夫々絶縁体１！２６゜２７が配される。

このようなＭＲヘッドが、磁気テープ装置のよ−１只　
　　　〜 うにテープ長手方向に沿って９〜１８本の１〜ラツクの
既記録信号を同時に再生するマル１１へラックヘッドど
される場合は、バイアス導体１２は全ての１−ラックに
共通の単一の導体膜を用いてもよい。

このことは、本発明によってバイアス点の変動の影響を
軽減できるので、マルチトラックヘッドにおいて特に有
効である。

また、通常、高記録密度の再生ヘッドとして用いられる
ＭＲ素子はＭＲ膜１１の両側にシールドと呼ばれるＦｅ
−Ｎｉ合金などの磁性体膜２４゜２５を配置して、不要
な外来磁束を遮蔽する構造が広く用いられている。そこ
で、バイアス導体膜１２を形成することなく、バイアス
導体ＩＩ！１２とシールド磁性体膜２５とを兼用したシ
ールド磁性体膜を絶縁体膜２３を介してＭＲＩＩｕｌ　
１上に設【ノ、そのシールド磁性体膜にパルス電流を流
してＭＲ膜１１をバイアスする構造をとることもできる
。

このような構造によっても前記したと同様の本発明の所
期の効果を得ることができる。

なお、本発明は記録系と再生糸とをｂつ記録再生装ｒｌ
！Ｉの再生用ＭＲヘッドに適用することができることは
勿論のこと、再生専用装置のＭＲヘッドに適用すること
もできる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、ＭＲ素子にヒンクータッ
プを用いることなく、またＭＲ素子のバイアス点を厳密
に一定値に設定・紺持しなくても、烏好なバイアス点に
動作点を設定したのと同様に、正負波形非苅称竹や第２
高調波歪などの再生出力歪を低減でき、高記録Ｗ５瓜可
能で、高信頼度、かつ、バイアス点の調整が容易で、保
守性が良い等の数々の優れた特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の動作原理を説明する図、第２図は本発
明において動作点がずれていても歪の少ない波形が得ら
れることを説明する図、第３図は本発明の一実施例を示
す回路系統図、第４図は本発明に適用されるＭＲヘッド
の一実施例の構造を示す図、第５図は本発明の要部の他
の実施例を示１ブＩコック系統図、第６図は従来のＭＲ
ヘッドにお【ノるバイアス磁界と出力との関係を説明す
る図である。 １．２・・・高周波パルス部分、１０・・・ＭＲヘッド
、１１・・・ＭＲ躾、１２・・・バイアス導体、１７・
・・パルス駆動回路、１９・・・同期検波器、３０・・
・再生信号入力端子、３１・・・ゲート回路、３３・・
・加紳回路、３４・・・極性反転回路、３５・・・低域
フィルタ（ＬＰＦ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁気記録媒体の既記録信号を磁気抵抗効果型ヘッドによ
   り再生する磁気再生装置において、再生されるべき既記
   録信号の最高周波数の２倍以上の繰り返し周波数で一定
   振幅の高周波パルスにより、該高周波パルスのセンター
   レベルにおけるバイアス磁界印加時は前記磁気抵抗効果
   型ヘッドよりの出力のセンターレベルが得られようなバ
   イアス磁界を発生せしめ、該バイアス磁界を前記磁気抵
   抗効果型ヘッドに印加する手段と、該磁気抵抗効果型ヘ
   ッドより取り出された信号から前記既記録信号を復調す
   る手段とよりなることを特徴とする磁気再生装置。