JPH04228103A - 磁気記録システム - Google Patents

磁気記録システム

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JPH04228103A
JPH04228103A JP3103460A JP10346091A JPH04228103A JP H04228103 A JPH04228103 A JP H04228103A JP 3103460 A JP3103460 A JP 3103460A JP 10346091 A JP10346091 A JP 10346091A JP H04228103 A JPH04228103 A JP H04228103A
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JP
Japan
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magnetic recording
current
write
magnetic
recording system
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Application number
JP3103460A
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English (en)
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Klaas B Klaassen
クラス・ベレンド・クラッセン
Peppen Jacobus C L Van
ジャコブス・コーネリス・レオナードゥス・ヴァン・ペッパン
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
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    • G11B5/02Recording, reproducing, or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B5/022H-Bridge head driver circuit, the "H" configuration allowing to inverse the current direction in the head
    • GPHYSICS
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
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    • G11B5/55Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
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    • G11B5/5534Initialisation, calibration, e.g. cylinder "set-up"

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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】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、一般に磁気記録システ
ムに関するものであり、特にそのようなシステムに用い
られる磁気記録ヘッドの磁気緩和の制御に関するもので
ある。 【0002】 【従来の技術】最近の磁気記録技術の発展は、磁気記録
メディアの密度およびデータアクセス時間においてめざ
ましい改良が成されている。増大した密度およびより短
いアクセス時間を提供するために、磁気記録ヘッドは書
き込みおよび読み取りの機能を、サーボ信号読み取り機
能と同じように、すばやく実行することが要求されてい
る。このことは連続するデータ転送動作の間、または書
き込みサイクルと読み取りサイクル(データとサーボ位
置信号の両方)の間の、より短いタイミングを必要とし
、ひいては磁気記録ヘッドの急速な磁気緩和についての
厳格な要求に帰着する。 【0003】しかし、図1や図2に見られるような先行
技術においては、書き込みサイクルの後の磁気記録ヘッ
ドの緩和は非常にヒステレティク(履歴現象的)で、磁
気的に不可逆な過程である。というのは、書き込みイネ
ーブル入力が書き込みドライバを非活動化して磁気記録
ヘッドから急速に書き込み電流を除去すると、準安定な
磁区図形(すなわち限界的に安定なパターン)がヘッド
に生じ、そしてこれらの磁区図形(Domain  P
attern)は書き込み処理の終了後のランダムな時
点でより低いエネルギー状態に転移することができるた
めである。この磁気記録ヘッドの磁化に関連する急速な
転移は、磁気記録ヘッドを貫く磁束の変化を生じさせ、
それによってヘッド出力に電圧グリッチを生じさせてし
まう。これらの磁化グリッチは、バルクハウゼン(Ba
rkhausen)ノイズとして知られており、書き込
みサイクルに続いて数百マイクロ秒の間に生じうるため
、その間に読み取られるデータまたはサーボ信号にエラ
ーを引き起こす。 【0004】さらに磁区図形間の境界を定める磁壁は、
異なった場所に形成され、書き込み電流が磁気記録ヘッ
ドから除去されるごとに異なった、ゼロでない、ヘッド
の最終的な残留磁気を導く。このように書き込みサイク
ルが変われば、再現できないような最終的な微小−磁区
図形が、与えられるばかりでなく、最終的な磁気記録ヘ
ッドの残留磁気状態もゼロにはならない。その結果、従
来技術の磁気記録システムは、最終的な微小−磁区図形
のランダム性のために再現不能なデータとサーボ読み取
り特性を呈し、ゼロでない最終残留磁気のために書き込
みサイクルに続いて弱められた読み取り感度を呈し、さ
らには書き込みサイクル直後のデータおよびサーボ読み
取りサイクルにおいてエラーを生ぜしめるような書き込
み後ノイズ(noise−after−WRITE)を
呈することになる。 【0005】前述の望ましくない磁気緩和効果の全ては
、フェライト誘導ヘッド、薄膜誘導ヘッドおよび薄膜誘
導磁気抵抗ヘッドに生じる。さらに、この問題は標準の
二重エレメント式読み取り/書き込み磁気ヘッドでも認
められるが、増加した記憶密度に付随する正確な位置合
わせを達成するために用いなければならないような単一
エレメント式読み取り/書き込み磁気ヘッドにおいては
、特に厳しくなる。かくして、前述の磁気緩和効果は、
これまで読み取り/書き込み磁気ヘッドの性能を低下さ
せていたし、書き込みおよび読み取りサイクルの間の転
移時間を減少させるのに障害となっていた。 【000
6】 【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的は
、磁気記録システムにおける磁気記録ヘッドの磁気緩和
を制御することにある。本発明の他の目的は、磁気記録
システムにおける書き込みサイクル後の、書き込み/読
み取り磁気記録ヘッドのノイズを減ずることにある。 本発明の他の目的は、磁気記録システムにおける書き込
みサイクル後の、最終的な微小−磁区状態を再生するこ
とにある。本発明の他の目的は、磁気記録システムにお
ける磁気記録ヘッドにおいて、最終的にゼロの残留磁気
を得ることにある。本発明の他の目的は、単一エレメン
ト式および二重エレメント式書き込み/読み取り磁気記
録システムの両方において、磁気記録ヘッドの磁気緩和
を制御することにある。本発明の他の目的は、フェライ
ト誘導ヘッド、薄膜誘導ヘッドおよび薄膜誘導磁気抵抗
ヘッドで生じる、磁気記録ヘッドの磁気緩和を制御する
ことにある。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明に従って、磁気記
録システムは磁気記録ヘッドにおける書き込み電流を徐
々にゼロに減らしてゆく電流漸減(tapering)
回路を含み、該回路は急速に(おおよそ1−10ns)
というよりもむしろ磁気記録ヘッドにおける磁壁の特性
緩和時間と同じオーダの時間間隔をかけて書き込み電流
をゼロに減らしてゆくようなものである。磁壁の”特性
緩和時間”とは、磁気記録ヘッドにおける磁区図形が、
それらの最終(最下位の)エネルギー状態に達するため
に、要求される時間である。この時間は、磁気記録ヘッ
ドの設計と関連する物理的特性(材料、幾何形状等)に
依存し、特定の磁気記録ヘッドごとに実験に基づいて測
定することができる。 【0008】この準静的な、磁気記録ヘッドにおける制
御された緩和の1つの効果は、当該ヘッドが(制御しな
い場合に比較して)より短い期間で十分に緩和された状
態に戻ることである。制御された緩和の2番目の効果は
、書き込み電流がゼロに減じられた後は、磁気記録ヘッ
ドは(制御しない場合に比較して)極めて小さいバルク
ハウゼン・ノイズ・グリッチしか生ぜず、このため書き
込みサイクルの直後に読み取られるデータ・サーボ情報
にエラーをほとんど生じさせない、ということである。 制御された緩和の3番目の効果は、磁気記録ヘッドが最
終的な微小−磁区状態に緩和するも、これが特定の書き
込みサイクルに限らず次の書き込みサイクルでも再現可
能であり、このため連続的な書き込みサイクルの間に一
定のデータ読み取り特性を提供する、ということである
。制御された緩和の4番目の効果は、磁気記録ヘッドが
最終的にゼロの残留磁気状態に緩和し、従って書き込み
サイクル直後の読み取り感度を改善する、ということで
ある。 【0009】電流漸減回路は滑らかに減衰する関数に従
って磁気記録ヘッドを通る書き込み電流の降下時間を引
き伸ばす。第一の実施例は、下方傾斜の勾配と減衰する
指数関数のような単調に減衰する関数を含む。第2の実
施例は、振幅が滑らかに減衰する矩形波バーストまたは
正弦波バーストのような高周波(すなわち記録周波数バ
ンドより上位の周波数)バースト関数を含んでいる。バ
ーストの高周波は、書き込み電流が次第に下がる間に、
磁気記録ヘッドが磁気記録メディアに書き込みを行うこ
とを防止する。 【0010】 【実施例】図1ないし図3は、従来技術の典型的な磁気
記録ヘッドと書き込みドライバに関連する構成図、回路
およびタイミング図を示しており、ここでは書き込みサ
イクルの完了時に書き込み電流が急速に終了され、その
結果、従来の技術の項で述べたような好ましくない磁気
緩和効果をもたらす。 【0011】図4は本発明を具体化した磁気記録システ
ムの構成図を示す。図示のように、このシステムは磁気
記録ヘッド140、書き込みドライバ120、電流漸減
回路100、および読み取りアンプ160から成ってい
る。典型的なデータ転送シーケンスは、外部電気回路が
書き込みイネーブル入力101を論理状態0から1に立
ち上げるときに開始する。電流漸減回路100は書き込
みイネーブル入力101を僅かな遅延を伴って書き込み
ドライバ120に通過させる。次に外部電気回路は、2
進数データを表す論理レベルを、書き込みドライバ12
0の入力D+とD−(それぞれ121と122)へ供給
する。書き込みドライバ120は、D+およびD−論理
状態を磁気記録ヘッド140を通して電流パルスに変え
る。磁気記録ヘッド140を通る電流は磁場を作り、こ
れは磁気記録ヘッド140に隣接した磁気記録メディア
(図示せず)の適切な部分を磁化する。次いで、書き込
みイネーブル入力101を論理状態1に保ちつつ書き込
みサイクルが進行し、適切な磁気記録ヘッド電流や関連
する磁場を生じさせるようにD+とD−の入力でトグル
することにより、磁気記憶メディアに何百万ビットもの
データが書き込まれる。 【0012】データ転送シーケンスの書き込みサイクル
部分が完了した時、外部電気回路は書き込み動作が完了
したことを示す完了信号を発生する。これは書き込みイ
ネーブル入力101を論理状態1から論理状態0に下降
させる。しかし、電流漸減回路100はかかる急速な転
換を書き込みドライバー120に通過させない。その代
わりに書き込みドライバ120へ加わるその出力は滑ら
かな勾配関数であって、これは磁気記録ヘッドの磁壁と
関連する特性緩和時間に等しいオーダの時間間隔にわた
ってゼロに減衰する。書き込みドライバ120への書き
込みイネーブル入力101が滑らかにゼロに減衰するの
で、書き込みドライバ120から磁気記録ヘッド140
へ与えられる電流も同様に同じ時間間隔にわたって滑ら
かにゼロになる。この時間間隔は磁気記録ヘッドにおけ
る磁壁の特性緩和時間を測定することにより前以て導か
れるものであり、結果としてバルクハウゼン・ノイズを
大幅に減じ、再現可能な微小−磁区状態へ緩和し、また
最終的に残留磁気状態をゼロにする。 【0013】書き込みサイクルが完了すると、データ転
送シーケンスも完了するか、またはその後の書き込みサ
イクルもしくは読み取りサイクルの形をとって続く。完
了したばかりの書き込みサイクルに読み取りサイクルが
続く場合、かかるデータ転送シーケンスを続行するため
に外部電気回路は読み取りアンプ160のデータ出力を
ゲートすることにより、適切な磁気記憶メディアからの
データの読み取りを開始させる。データの完全性はこの
読み取りサイクルを通して保証される。なぜなら、通常
は書き込みサイクルの完了時に磁気記録ヘッドによって
生じられるような好ましくない磁気緩和効果は、書き込
みドライバ120の電流を勾配を付けて終了させること
で矯正されているからである。一旦所望のデータが読み
取られると、読み取りサイクルは完了し、データ転送シ
ーケンスも同じように終了される。前述のプロセスは、
別のデータ転送シーケンスについても同じように繰り返
される。 【0014】図5、図6、図7は本発明を具体化した書
き込みドライバの構成図および回路図を示す。図示のよ
うに、当該システムは電流漸減回路を組み込まれている
書き込みドライバ120から成る。この電流漸減回路は
、磁気記録ヘッド140の電流を指数的に減衰する関数
に従って減少させる手段(例えば、図7の指数漸減回路
105)、または磁気記録ヘッドの電流を線形勾配関数
に従って減少させる手段(例えば、図6の勾配漸減回路
112)のいずれかを含んでいる。 【0015】書き込みイネーブル入力101が論理状態
0から論理状態1に変わると、書き込みサイクルが開始
する。勾配漸減回路112または指数漸減回路105に
おいて、ダイオード(114または107)が導通を開
始し、すみやかにキャパシタ(116または110)を
充電し、トランジスタ(113または106)をオンに
する。この時点で、書き込みドライバ120がイネーブ
ルにされ、かくてD+及びD−(121と122)入力
は磁気記録ヘッド140に加えられる書き込み電流の制
御を開始する。D+が論理1である(それゆえD−が論
理0)の時は、トランジスタ126と127はオンであ
り、トランジスタ136と137はオフである。書き込
み電流IWは(−)から(+)への方向へ磁気記録ヘッ
ド140を流れる。D−が論理1である(それゆえD+
が論理0)の時は、トランジスタ136と137はオン
であり、トランジスタ126と127はオフである。書
き込み電流IWは(+)から(−)の方向へ磁気記録ヘ
ッド140を流れる。トランジスタ125と135は一
定レール電流によってバイアスをかけられたエミッタ・
フォロワであり、それ自体は常にオンになっている。そ
れぞれのエミッタ・フォロワの出力は、ベース・エミッ
タ電圧に等しいオフセットを伴って入力信号(D+また
はD−)に追従する。 【0016】書き込みサイクルの完了時に、書き込みイ
ネーブル入力101は書き込み動作の完了を示す外部的
に発生された完了信号に応答して、論理状態1から論理
状態0に急速にドロップする。本発明の好ましい実施例
では、図6の勾配漸減回路112が書き込みドライバに
組み込まれていて、そのダイオード114が導通を中止
する。キャパシタ116は定電流源117を通して放電
を開始する。トランジスタ113のベース電圧はキャパ
シタ116と定電流源117の値によって決まる時定数
に従って、線形的に(勾配をもって)ゼロに減少する。 この時定数は、書き込みドライバ120において用いら
れる磁気記録ヘッド140の磁壁に関連する特性緩和時
間にほぼ等しい時間に、ゼロ電位に達する勾配を生じる
ように設定される。トランジスタ113のベースに接続
されたキャパシタ116が放電するので、トランジスタ
113を通る書き込み電流IWも同様に線形的にゼロに
減少し、それによって磁気記録ヘッド140の制御され
た緩和を与える。 【0017】本発明の別の好ましい実施例では、図7の
指数漸減回路105が書き込みドライバ120に組み込
まれており、書き込みサイクルは前述の内容と実質的に
同じ態様で完了する。しかし、この実施例ではキャパシ
タ110はレジスタ109を通り時定数に従って減衰指
数曲線に沿って放電する。この時定数は書き込みドライ
バ120で用いられている磁気記録ヘッド140の磁壁
と関連する特性緩和時間にほぼ等しい時間に、ほとんど
ゼロの電位に減衰する指数関数を生じるように決定され
る。 【0018】図8は本発明を具体化した書き込みドライ
バにおける入力と出力の相互作用をタイミング図の形で
示している。前述のように、磁気緩和に関する臨界的な
期間は、書き込みイネーブルが論理状態1から論理状態
0に移行する時に生じる。書き込みサイクルのそういう
時点で、本発明の電流漸減回路100は、磁気記録ヘッ
ド140を流れる書き込み電流に、滑らかで延長された
降下時間を生じさせる。図示のように、電流は線形勾配
関数または減衰指数関数のどちらかに従って漸減される
。 【0019】図9、図10、図11はそれぞれ、構成図
、回路図、タイミング図であり、本発明の代替的な実施
例を構成する磁気記録システムを示している。図9及び
図10に示すように、この実施例では書き込みドライバ
120と、図6または図7で前に説明したいずれかの電
流漸減回路100を含んでいる。さらにこの実施例は時
間的に制御されたイネーブリング回路190とゲーティ
ング回路180を有する。最終的なイネーブリング回路
190は書き込みイネーブル入力101の負の方向遷移
によってトリガされて、予定の期間中ゲーティング回路
180にイネーブル信号を与える。イネーブルされると
、ゲーティング回路は、D+とD−入力(121と12
2)を介して、高周波のデータ終了バースト信号を書き
込みドライバ120に与える。 【0020】図10は時間的に制御されたイネーブリン
グ回路190とゲーティング回路180の詳細を示す。 書き込みイネーブル入力101が論理状態1から論理状
態0に移行すると、時間的に制御されたイネーブリング
回路190(例えば単安定マルチバイブレータ)はゲー
ティング回路180を制御してデータ入力181をデゲ
ートさせるとともに、高周波クロック183を書き込み
ドライバ120のD+とD−入力(121と122)に
ゲートさせる。高周波クロック183からのバースト信
号は、イネーブリング回路190によって決定される期
間中D+とD−入力121と122において保持される
。この期間は、書き込み電流IWがゼロに減衰するのと
同じ期間の間、高周波バースト信号が書き込みドライバ
120へゲートされるように設定される。設定された期
間が終わると、時間的に制御されたイネーブリング回路
190はゲーティング回路180を制御して、高周波ク
ロック183をデゲートさせるとともに、データ入力1
81を書き込みドライバ120のD+とD−入力121
と122に再びゲートさせる。 【0021】図11に示すように高周波のデータ終了バ
ースト信号は、電流漸減回路の滑らかな勾配(または指
数的に減衰する曲線)と協力して、線形的に(または指
数的に)終了する高周波の磁気記録ヘッドの書き込み電
流を与える。 【0022】前述の代替的実施例には、多くの変形が存
在することに注意すべきである。例えば、時間的に制御
されたイネーブリング回路190は単安定のマルチバイ
ブレータで構成するか、またはバースト信号におけるパ
ルスの数をカウントし、与えられたカウントに達した後
には高周波クロックをデゲートするようなカウンタで構
成してもよい。高周波クロック183は高周波正弦波で
置き換えることができる。またかかる高周波クロックま
たは高周波正弦波は、低周波から高周波に至る方形波ま
たは正弦波で置き換えられることができる。これらの機
能を、磁壁の特性緩和時間と少なくとも同じであるよう
な時定数で単調に(線形にまたは指数的に)減衰する漸
減回路と組み合わせて使用すれば、書き込みサイクルの
完了時に磁気記録ヘッドによって生ぜられる好ましくな
い磁気緩和効果を著しく改善することができるであろう
。 【0023】さらに本発明は広範囲の磁気記録システム
に簡単に適用できる。例えば、フェライト誘導ヘッドを
持つシステム、薄膜誘導ヘッドを持つシステム、また薄
膜誘導磁気抵抗ヘッドを使用して単一エレメント式読み
取り/書き取りヘッドや二重エレメント式読み取り/書
き取りヘッドを実現したシステムなどに使用することが
できる。 【0024】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明は磁気記録
システムにおける磁気記録ヘッド緩和を制御することが
できる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】先行技術の磁気記録システムを示す構成図であ
る。
【図2】先行技術の書き込みドライバの回路図である。
【図3】先行技術の書き込みドライバにおける入力と出
力の相互作用を示すタイミング図である。
【図4】本発明を具体化した磁気記録システムを示す構
成図である。
【図5】本発明を具体化した書き込みドライバの回路図
である。
【図6】図5の書き込みドライバに組み込まれる電流漸
減回路の回路図である。
【図7】図5の書き込みドライバに組み込まれる電流漸
減回路の回路図である。
【図8】本発明を具体化した書き込みドライバにおける
入力と出力の相互作用を示すタイミング図である。
【図9】本発明の代替的実施例を包含する磁気記録シス
テムの構成図である。
【図10】本発明の代替的実施例を含む書き込みドライ
バの回路図である。
【図11】本発明の代替的実施例を含む書き込みドライ
バにおける入力と出力の相互作用を示すタイミング図で
ある。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】書き込みサイクルが完了する際に磁気記録
    ヘッドの磁気緩和を制御するようにした磁気記録システ
    ムであって、磁気記憶メディアへの書き込みに用いる電
    流を受取り且つ特性緩和時間をもつ磁区図形を有する磁
    気記録ヘッドと、前記磁気記録ヘッドに結合された書き
    込みドライバとを備え、該書き込みドライバに、前記書
    き込みサイクルの完了に応答して、前記磁気記録ヘッド
    を流れる前記電流が前記磁区図形の前記特性緩和時間に
    等しいオーダの期間にわたって漸次降下するように前記
    電流の降下時間を増加させる電流漸減手段を設けたこと
    を特徴とする、磁気記録システム。
  2. 【請求項2】前記電流漸減手段が、時間的に単調に減衰
    する関数に従った降下時間を与える、請求項1の磁気記
    録システム。
  3. 【請求項3】前記電流が、前記磁区図形の前記特性緩和
    時間にほぼ等しい期間にわたって漸次に降下する、請求
    項1の磁気記録システム。
  4. 【請求項4】書き込みサイクルが完了する際に、磁気記
    録ヘッドの磁気緩和を制御するようにした磁気記録シス
    テムであって、磁気記憶メディアに書き込みに用いる電
    流を受取り且つ特性緩和時間をもつ磁区図形を有する磁
    気記録ヘッドと、前記磁気記録ヘッドに結合された書き
    込みドライバと、前記書き込みドライバに結合された出
    力および書き込みイネーブル入力を有する電流漸減回路
    とを備え、該電流漸減回路に、前記書き込みイネーブル
    入力の論理状態の遷移に応答して、前記磁気記録ヘッド
    を流れる前記電流が、前記磁区図形の前記特性緩和時間
    に等しいオーダの期間にわたって漸次に減少させる電流
    漸減手段を設けたことを特徴とする、磁気記録システム
  5. 【請求項5】前記電流減少手段が、指数的に減衰する関
    数に従って前記電流を減少させる手段である、請求項4
    の磁気記録システム。
  6. 【請求項6】前記電流減少手段が線形的な勾配関数に従
    って前記電流を減少させる手段である、請求項4の磁気
    記録システム。
  7. 【請求項7】前記電流減少手段が、時間的に単調に減衰
    する高周波の正弦波バーストに従って前記電流を減少さ
    せる手段である、請求項4の磁気記録システム。
  8. 【請求項8】前記電流減少手段が、線形関数または指数
    関数のいずれかに従って時間内に減衰する高周波方形波
    バーストに従って前記電流を減少させる手段である、請
    求項4の磁気記録システム。
  9. 【請求項9】前記電流減少手段がスイープ・バースト関
    数に従い前記電流を減少する手段であり、該スイープ・
    バースト関数は低周波から高周波に変化する、請求項4
    の磁気記録システム。
  10. 【請求項10】前記電流漸減回路が、前記電流を前記磁
    区図形の前記特性緩和時間にほぼ等しい期間にわたって
    漸次に減少させる、請求項4の磁気記録システム。
  11. 【請求項11】書き込みサイクルが完了する際に磁気記
    録ヘッドの磁気緩和を制御するようにした磁気記録シス
    テムであって、磁気記憶メディアへの書き込みに用いる
    電流を受取り且つ特性緩和時間をもつ磁区図形を有する
    磁気記録ヘッドと、書き込み動作を実行するために、書
    き込み電流を前記磁気記録ヘッドに印加するための書き
    込みドライバと、書き込み動作の完了を示す外部的に発
    生された完了信号を受け取るための書き込みイネーブル
    入力と、前記完了信号を受け取る前記書き込みイネーブ
    ル入力に応答して、前記磁区図形の前記緩和時間に等し
    いオーダの大きさの期間にわたって前記磁気記録ヘッド
    における前記書き込み電流を漸次に減少させる電流漸減
    回路とを備えて成る、磁気記録システム。
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