JP2829190B2

JP2829190B2 - 磁界印加制御回路

Info

Publication number: JP2829190B2
Application number: JP12630092A
Authority: JP
Inventors: 正明岩崎
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-05-19
Filing date: 1992-05-19
Publication date: 1998-11-25
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JPH05325104A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスクなどの
記録媒体への情報の記録および消去の際に用いられるバ
イアス磁界印加装置において、印加するバイアス磁界の
極性の切り換えを制御する磁界印加制御回路に関するも
のである。

【０００２】光磁気記録は、記録媒体（光磁気ディス
ク）の書き込み箇所にレーザ光を照射するとともに、バ
イアス磁界印加装置によって記録する情報に対応する極
性のバイアス磁界を印加し、書き込み箇所を磁化させる
ことにより実現されている。また、記録媒体にレーザ光
を照射しながら、バイアス磁界印加装置が各書き込み箇
所に論理“０”に対応するバイアス磁界を印加すること
により、光磁気記録の消去が行われている。このため、
バイアス磁界印加装置は、論理“０”および論理“１”
に対応するバイアス磁界を切り換えるための切換機構と
この切換機構を制御するための磁界印加制御装置とを備
えて構成されている。

【０００３】一方、近年、パーソナルコンピュータやワ
ークステーションなどの小型の計算機システムの高機能
化が進んでおり、これに伴って、これらの小型の計算機
システムの補助記憶装置として、大容量の光磁気ディス
ク装置を利用することが要望されている。これに応じ
て、光磁気ディスクに対するアクセスを制御するドライ
ブ装置の小型化が必要とされており、小型のバイアス磁
界印加装置の実現が要望されている。

【０００４】

【従来の技術】図５に示すように、従来のバイアス磁界
印加装置においては、中心軸と垂直な方向に分極してい
る棒状の永久磁石５１１が、光磁気ディスク２０１の半
径方向に配置されている。また、モータ５１２が、上述
した永久磁石５１１をその軸を中心として回転させ、光
磁気ディスク２０１の記録箇所と記録する情報に対応す
る極とを相対させることにより、該当するバイアス磁界
を印加する構成となっている。

【０００５】この場合は、モータ制御回路５２１によ
り、モータ５１２に供給する駆動電流を制御して、上述
した永久磁石５１１を回転させることにより、光磁気デ
ィスク２０１の記録箇所に印加するバイアス磁界を切り
換えている。例えば、レーザ光を一定の光量で記録媒体
に照射させたままバイアス磁界の切り換えにより情報を
記録する場合、記録する情報が論理“０”から論理
“１”へあるいは論理“１”から論理“０”へと反転す
るごとに、モータ５１２を半回転させて光磁気ディスク
２０１に相対する永久磁石５１１の磁極を切り換えれば
よい。また、バイアス磁界を一定にしてレーザ光をパル
ス的に照射して書き込む場合においても、消去動作から
書き込み動作への切り換えに、バイアス磁界の迅速な切
り換えが必要となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、永久磁石５１１を回転させてバイアス磁界を切り
換える構成とした場合は、モータ５１２の設置スペース
を確保するために、光磁気ディスク２０１とこれらを収
める筺体との間に所定の空間が必要である。このため、
光磁気ディスクのドライブ装置の薄型化が妨げられてい
た。

【０００７】このような課題を解決するための技法とし
て、本出願人は、特願平３−４９７３２号『バイアス磁
界印加装置』を既に出願している。この技法は、図６に
示すように、一対の板バネ１０１によって永久磁石１０
２を光磁気ディスク２０１の面と平行に保持し、コイル
１０４に流す電流に応じたローレンツ力により、図６に
矢印で示した方向に上述した永久磁石１０２を移動さ
せ、記録箇所に印加するバイアス磁界の極性を切り換え
るものである。

【０００８】上述したコイル１０４としては、導線を平
面状に巻いたものを光磁気ディスク２０１の面と平行に
保持すればよい。したがって、図６に示した機構は、光
磁気ディスク２０１と筺体との間に極く狭いスペースが
あれば設置可能であり、モータ５１２を備えた構成（図
５参照）に比べて、ドライブ装置の大幅な薄型化を図る
ことができる。

【０００９】また、この場合は、コイル１０４に流す電
流を制御することにより、永久磁石１０２に作用するロ
ーレンツ力の方向および大きさを制御して、バイアス磁
界の切り換え動作を制御することができる。

【００１０】本発明は、上述した機構を備えたバイアス
磁界印加装置において、高速かつ安定にバイアス磁界の
切り換えを制御する磁界印加制御回路を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理ブ
ロック図である。請求項１の発明は、一対の板バネ１０
１によって永久磁石１０２を記録媒体１０３の表面に平
行に保持し、コイル１０４に供給される駆動電流に応じ
たローレンツ力により永久磁石１０２を一対のストッパ
１０５の一方の位置まで移動させ、記録媒体１０３の所
定の位置に印加する磁界の方向を切り換えるバイアス磁
界印加装置の磁界印加制御回路において、永久磁石１０
２が移動を開始した旨の移動開始通知に応じて動作を開
始し、移動開始からの経過時間を計測するタイマ１１１
と、タイマ１１１で得られた経過時間に応じて、コイル
１０４に供給する駆動電流の電流レベルを決定し、該当
する電流レベルの駆動電流を生成する電流制御手段１１
２と、記録媒体１０３の所定の位置に印加する磁界の方
向を示す極性指示信号に応じて、電流制御手段１１２で
得られた駆動電流の極性を変換してコイル１０４に供給
する駆動電流供給手段１１３とを備えたことを特徴とす
る。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の磁界印加制
御回路において、電流制御手段１１２は、タイマ１１１
で得られた経過時間に応じて、電流レベルが少なくとも
３段階を有するステップ状に変化する駆動電流を生成す
る構成であることを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１の磁界印加制
御回路において、電流制御手段１１２は、タイマ１１１
で得られた経過時間に応じて、駆動電流のデューティー
比の異なるパルス状の駆動電流を生成する構成であるこ
とを特徴とする。

【００１４】

【作用】請求項１の発明は、電流制御手段１１２によ
り、タイマ１１１で得られた経過時間に応じた電流レベ
ルの駆動電流を生成し、駆動電流供給手段１１３を介し
てコイル１０４に供給することにより、永久磁石１０２
とストッパ１０５との位置関係に応じて、永久磁石１０
２に作用するローレンツ力の大きさを変化させることが
できる。これにより、永久磁石１０２をストッパ１０５
間を高速に移動させるとともに、永久磁石１０２がスト
ッパ１０５に衝突した際の反発力や板バネ１０１の反発
力を考慮して過不足ない力を加えて永久磁石１０２の位
置を安定化することができる。すなわち、記録媒体１０
３の所定の位置に印加するバイアス磁界の切り換え動作
を高速かつ安定に制御することが可能となる。

【００１５】請求項２の発明は、電流制御手段１１２に
より、タイマ１１１で得られた経過時間に応じて電流レ
ベルがステップ状に変化する駆動電流を生成し、駆動電
流供給手段１１１を介してコイル１０４に供給するもの
である。したがって、永久磁石１０２とストッパ１０５
との位置関係をいくつかに分類し、各分類に対応する期
間ごとに永久磁石１０２に作用するローレンツ力の大き
さをステップ状に変化させることができる。これによ
り、各期間に永久磁石１０２に作用させるべき力を考慮
して、過不足ない力を加えることができ、記録媒体１０
３の所定の位置に印加するバイアス磁界の切り換え動作
を高速かつ安定に制御することが可能となる。

【００１６】請求項３の発明は、電流制御手段１１２
が、タイマ１１１で得られた経過時間に応じたデューテ
ィー比を有する駆動電流を生成し、駆動電流供給手段１
１３を介してコイル１０４に供給することにより、いわ
ゆるパルス幅変調（ＰＷＭ）技術を利用して、永久磁石
１０２に作用するローレンツ力の大きさを変化させるこ
とができる。これにより、小電力かつ安定に駆動電流を
制御して、記録媒体１０３の所定の位置に印加するバイ
アス磁界の切り換え動作を高速かつ安定に制御すること
が可能となる。

【００１７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図２は、本発明の磁界印加制御回路
を適用したバイアス磁界印加装置の実施例構成を示す。

【００１８】図２において、棒状の永久磁石１０２はそ
の軸に垂直な方向に分極しており、一対の板バネ１０１
ａ，１０１ｂを介して筺体（図示せず）に保持され、記
録媒体１０３に相当する光磁気ディスク２０１の表面と
平行な平面内に配置されている。ここで、永久磁石１０
２は、光磁気ディスク２０１の半径に相当する長さを有
しており、永久磁石１０２の軸と光磁気ディスク２０１
の半径方向とがほぼ一致するように配置されている。

【００１９】また、上述した一対の板バネ１０１ａ，１
０１ｂが、光磁気ディスク２０１の表面と平行な平面内
で撓むことにより、永久磁石１０２は、上述した平面内
で移動可能となっている。

【００２０】この永久磁石１０２の両側からそれぞれ所
定の距離だけ離れた位置に、一対のストッパ１０５ａ，
１０５ｂが設けられており、永久磁石１０２の移動範囲
を制限する構成となっている。このストッパ１０５ａ，
１０５ｂとしては、例えば、ゴムなどの弾性体を永久磁
石１０２に対応する長さの棒状としたものを筺体に取り
付けておけばよい。

【００２１】また、上述した永久磁石１０２に対向して
コイル１０４が配置されており、このコイル１０４に流
れる電流に応じたローレンツ力が永久磁石１０２に作用
し、これに応じて板バネ１０１が撓むことにより、永久
磁石１０２が、図２に矢印で示した方向に移動する構成
となっている。

【００２２】この場合は、磁界印加制御回路により、コ
イル１０４に正の極性の電流を流すことにより、永久磁
石１０２をストッパ１０５ａ側に移動させて、永久磁石
１０２のＮ極を記録位置に相対させ、逆に、負の極性の
電流を流して永久磁石１０２をストッパ１０５ｂ側に移
動させることにより、永久磁石１０２のＳ極を記録位置
に相対させることができる。

【００２３】ここで、永久磁石１０２をストッパ１０５
ａ，１０５ｂのいずれかに押しつけた状態に保持するた
めに必要な力は、撓められた板バネ１０１による弾性力
に相当する大きさで充分である。一方、光磁気ディスク
２０１に高速かつ高密度で情報を記録するためには、移
動開始時に、永久磁石１０２に比較的大きな力を作用さ
せて大きな加速度を与え、永久磁石１０２を高速で移動
させる必要がある。このため、永久磁石１０２はストッ
パ１０５に高速で衝突し、ストッパ１０５として配置さ
れたゴムなどの弾性体を押し縮めるので、衝突直後に
は、板バネ１０１の弾性力に加えてストッパ１０５の反
発力が、永久磁石１０２をストッパ１０５から引き離す
方向に作用する。

【００２４】したがって、永久磁石１０２がストッパ１
０５に衝突した直後は、ストッパ１０５の反発力に抗し
て、永久磁石１０２をストッパ１０５に押しつけておく
ために、板バネ１０１の弾性力とストッパ１０５の反発
力との和に相当する力を永久磁石１０２に作用させる必
要がある。

【００２５】すなわち、磁界印加制御回路は、ストッパ
１０５間を移動している期間と衝突直後の所定の期間と
静止している期間とのそれぞれに対応して、電流レベル
Ｉ_H，Ｉ_M，Ｉ_Lの駆動電流をコイル１０４に供給し、
それぞれ対応する大きさのローレンツ力を永久磁石１０
２に作用させる構成とすればよい。

【００２６】図２において、ドライバ回路２１０は、駆
動電流供給手段１１３に相当するものであり、極性指示
信号Sa，Sbに応じた極性の駆動電流をコイル１０４に供
給する構成となっている。また、パルス幅制御部２２０
およびタイミング制御部２３０は、電流制御手段１１２
およびタイマ１１１に相当するものであり、タイミング
制御部２３０からの指示に応じて、パルス幅制御部２２
０が、デューティー比の異なるパルス状の駆動電流を生
成し、ドライバ回路２１０に供給する構成となってい
る。

【００２７】図３に、本発明の磁界印加制御回路の詳細
な実施例構成を示す。図３において、極性指示信号Sa，
Sbは、コイル１０４に供給する電流の極性を指示するた
めの信号であり、いずれか一方を論理“１”とすること
により、駆動電流供給手段１１３に相当するドライバ回
路２１０に該当する極性の電流を供給する旨を示す構成
となっている。

【００２８】このドライバ回路２１０は、２つのアンド
ゲート２１１ａ，２１１ｂと、Ｈブリッジ２１２とから
構成されている。これらのアンドゲート２１１ａ，２１
１ｂの入力端子の一方には、上述した極性指示信号Sa，
Sbがそれぞれ入力され、入力端子の他方には、後述する
パルス幅制御部２２０の出力が入力されている。また、
Ｈブリッジ２１２は、４つのトランジスタ２１３ａ〜２
１３ｄから形成されており、トランジスタ２１３ａ，２
１３ｂのドレイン端子に、電源電圧Vcc が供給されてお
り、トランジスタ２１３ｃ，２１３ｄのソース端子は、
抵抗２１４を介して接地されている。また、トランジス
タ２１３ａ，２１３ｄのゲート端子に上述したアンドゲ
ート２１１ａの出力が入力され、トランジスタ２１３
ｂ，２１３ｃのゲート端子にはアンドゲート２１１ｂの
出力が入力されている。

【００２９】すなわち、これらのトランジスタ２１３ａ
〜２１３ｄのオン／オフを制御することにより、コイル
１０４に２つの極性指示信号Sa，Sbで指定された極性の
電流を供給する構成となっている。

【００３０】パルス幅制御部２２０において、３つの比
較器２２１ａ〜２２１ｃは、それぞれに設定された閾値
Tha ，Thb ，Thc と上述した抵抗２１４による電圧降下
Vdとを比較して、コイル１０４に流れる電流がこれらの
閾値Tha ，Thb ，Thc に対応する電流以上となっている
期間を検出し、セレクタ２２２に入力する構成となって
いる。このセレクタ２２２は、後述するタイミング制御
部２３０からの指示に応じて３つの比較器２２１ａ〜２
２１ｃのいずれかの出力を選択し、パルス生成回路２２
３は、このセレクタ２２２の出力の立ち上がりに同期し
て、タイミング制御部２３０からの指示に対応する時間
だけ論理“０”となるパルス信号Spを生成する構成とな
っている。

【００３１】ここで、上述した閾値Tha ，Thb ，Thc と
しては、それぞれ上述した電流レベルＩ_H，Ｉ_M，Ｉ_L
に対応する値を設定すればよい。また、パルス生成回路
２２３には、比較器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃそれ
ぞれに対応して、時間τa ，τb ，τc を設定しておけ
ばよい。

【００３２】また、タイミング制御部２３０は、上述し
た永久磁石１０２の移動開始に応じて、それぞれ異なる
タイミングで論理“１”となる３種類のパルス状の信号
を生成し、比較器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃそれぞ
れの選択を示す選択信号Pa，Pb，Pcとして、セレクタ２
２２およびパルス生成回路２２３に入力する構成となっ
ている。

【００３３】例えば、図３に示すように、反転検出部２
３１とパルス発生器２３２とセット−リセット型フリッ
プフロップ（以下、フリップフロップと略称する）２３
３とからタイミング制御部２３０を形成し、上述した極
性指示信号Sa，Sbから、パルス状の選択信号Pa，Pb，Pc
を生成する構成とすればよい。

【００３４】この場合は、反転検出部２３１が、極性指
示信号Saの論理レベルの反転を検出し、その論理レベル
の反転に同期して、比較器２２１ａの選択を指示する正
論理の選択信号Paを生成し、パルス発生器２３２が、こ
の選択信号Paの立ち下がりに同期して、比較器２２１ｂ
の選択を指示する正論理の選択信号Pbを生成すればよ
い。また、この選択信号Pbをフリップフロップ２３３の
セット端子に反転入力し、上述した選択信号Paをリセッ
ト端子に入力して、このフリップフロップ２３３の出力
として選択信号Pcを得る構成とすればよい。

【００３５】上述した反転検出部２３１とパルス発生器
２３２とには、それぞれ選択信号Paおよび選択信号Pbの
パルス幅として、永久磁石１０２が移動を開始してから
ストッパ１０５に衝突するまでの時間に対応する時間ｔ
₁と衝突直後の期間に対応する時間ｔ₂を設定しておけ
ばよい。

【００３６】ここで、極性指示信号Sa（あるいは極性指
示信号Sb）の論理レベルの反転は、コイル１０４に流す
電流の極性の反転を指示しており、これに応じて、上述
したドライバ回路２１０により、コイル１０４に供給さ
れる電流の極性が反転され、永久磁石１０２が一方のス
トッパ１０５から他方のストッパ１０５へ移動を開始す
る。したがって、上述したようにして、タイミング制御
部２３０とパルス幅制御部２２０とが動作することによ
り、永久磁石１０２の移動開始からの経過時間に応じ
て、電流レベルＩ_H，Ｉ_M，Ｉ_Lに対応するパルス幅を
有するパルス信号Spをドライバ回路２１０に入力するこ
とができる。

【００３７】図４に、上述した磁界印加制御回路の動作
を表すタイミング図を示す。図４(a) に示す極性指示信
号Saの立ち上がりに応じて、タイミング制御部２３０の
各部が動作し、図４(b),(c),(d) に示すような選択信号
Pa，Pb，Pcが生成される。また、図４(e),(f),(g) に、
比較器２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃの出力を示す。

【００３８】上述したように、パルス生成回路２２３
は、入力信号の立ち上がりに同期して、負論理のパルス
信号Spを生成する構成となっているので、図４(h) に示
すように、初期状態では論理“１”がドライバ回路２１
０に入力される。したがって、上述した極性指示信号Sa
の立ち上がりに応じて、Ｈブリッジ２１２を介してコイ
ル１０４への電流の供給が開始される（図４(i) 参
照）。

【００３９】以降は、上述した選択信号Pa，Pb，Pcに応
じて、セレクタ２２２とパルス生成回路２２３とが動作
することにより、ドライバ２１０に入力されるパルス信
号Spのパルス幅が切り換えられ（図４(h) 参照）、これ
に応じて、図４(i) に点線で示したように、コイル１０
４に供給される電流の平均値が切り換えられる。

【００４０】また、極性指示信号Sbの立ち上がりに応じ
て、パルス幅制御部２２０およびタイミング制御部２３
０は同様に動作し、ドライバ２１０のＨブリッジ２１２
を介してコイル１０４に供給される逆極性の電流の電流
レベルは、３段階を有するステップ状に切り換えられ
る。

【００４１】ここで、比較器２２１ａ，２２１ｂ，２２
１ｃに設定する閾値Tha, Thb，Thcの値と、パルス生成
回路２２３に設定する時間パルス幅τa ，τb ，τc と
を適切に調整すれば、上述したコイル１０４に供給され
る電流の平均値として、電流レベルＩ_H，Ｉ_M，Ｉ_Lが
得られる。したがって、上述したようにして、コイル１
０４を駆動することにより、永久磁石１０２を高速に移
動させるとともに、ストッパ１０５と衝突した際の振動
を抑えて、安定にストッパ１０５の位置に永久磁石１０
２を保持することができる。これにより、バイアス磁界
の切り換えを高速かつ安定に制御することが可能とな
る。

【００４２】特に、永久磁石１０２がストッパ１０５に
衝突してから時間τだけ経過した時点で電流レベルＩ_H
から電流レベルＩ_Mに切り換えた場合は、永久磁石１０
２を衝突の直前まで高速に移動させることができ、しか
も、速やかにストッパ１０５の弾性力による振動を抑え
ることができる。

【００４３】また、上述したように、パルス幅変調技術
を利用して、電流レベルの切り換えを制御する構成とす
ることにより、小電力で安定に電流を制御可能な磁界印
加制御回路を実現することができる。

【００４４】なお、磁界印加制御回路は、上述したよう
に、３つの電流レベルを切り換える構成に限らず、永久
磁石１０２の移動開始からの経過時間に応じて、４種類
以上のパルス幅を有するパルス信号Psを生成することに
より、４つ以上の電流レベルを切り換える構成としても
よい。また、永久磁石１０２の移動開始からの経過時間
に応じて、パルス信号Psのパルス幅を連続的に変化させ
る構成として、電流レベルを連続的に変化させてもよ
い。

【００４５】また、各電流レベルの電流を供給する電流
源をそれぞれ設け、永久磁石１０２の移動開始からの経
過時間に応じて、これらの電流源を切り換えることによ
り、コイル１０４に供給する電流レベルを切り換える構
成としてもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、永久磁石
の移動開始からの経過時間に応じて、コイルに供給する
駆動電流の電流レベルを変更することにより、永久磁石
とストッパとの位置関係に対応して、過不足ないローレ
ンツ力を永久磁石に作用させることができる。したがっ
て、板バネで保持された永久磁石を移動させてバイアス
磁界を切り換える動作を高速にかつ安定に制御すること
が可能となり、小型で高性能のバイアス磁界印加装置を
実現することができる。

【００４７】また、パルス幅変調技術を利用して駆動電
流の電流レベルを制御する構成とすることにより、小電
力で安定にバイアス磁界の切換動作を制御することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の磁界印加制御回路を適用したバイアス
磁界印加装置の実施例構成図である。

【図３】磁界印加制御回路の詳細な実施例構成図であ
る。

【図４】磁界印加制御回路の動作を表すタイミング図で
ある。

【図５】従来のバイアス磁界印加装置の構成図である。

【図６】別のバイアス磁界印加装置の構成図である。

【符号の説明】

１０１板バネ１０２永久磁石１０３記録媒体１０４コイル１０５ストッパ１１１タイマ１１２電流制御手段１１３駆動電流供給手段２０１光磁気ディスク２１０ドライバ回路２１１アンドゲート２１２Ｈブリッジ２１３トランジスタ２２０パルス幅制御部２２１比較器２２２セレクタ２２３パルス生成回路２３０タイミング制御部２３１反転検出部２３２パルス発生器２３３セット−リセット型フリップフロップ（フリッ
プフロップ）５１１永久磁石５１２モータ５２１モータ制御回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の板バネ（１０１）によって永久磁
石（１０２）を記録媒体（１０３）の表面に平行に保持
し、コイル（１０４）に供給される駆動電流に応じたロ
ーレンツ力により前記永久磁石（１０２）を一対のスト
ッパ（１０５）の一方の位置まで移動させ、前記記録媒
体（１０３）の所定の位置に印加する磁界の方向を切り
換えるバイアス磁界印加装置の磁界印加制御回路におい
て、前記永久磁石（１０２）が移動を開始した旨の移動開始
通知に応じて動作を開始し、移動開始からの経過時間を
計測するタイマ（１１１）と、前記タイマ（１１１）で得られた経過時間に応じて、前
記コイル（１０４）に供給する駆動電流の電流レベルを
決定し、該当する電流レベルの駆動電流を生成する電流
制御手段（１１２）と、前記記録媒体（１０３）の所定の位置に印加する磁界の
方向を示す極性指示信号に応じて、前記電流制御手段
（１１２）で得られた駆動電流の極性を変換して前記コ
イル（１０４）に供給する駆動電流供給手段（１１３）
とを備えたことを特徴とする磁界印加制御回路。
【請求項２】請求項１の磁界印加制御回路において、電流制御手段（１１２）は、タイマ（１１１）で得られ
た経過時間に応じて、電流レベルが少なくとも３段階を
有するステップ状に変化する駆動電流を生成する構成で
あることを特徴とする磁界印加制御回路。
【請求項３】請求項１の磁界印加制御回路において、電流制御手段（１１２）は、タイマ（１１１）で得られ
た経過時間に応じて、駆動電流のデューティー比の異な
るパルス状の駆動電流を生成する構成であることを特徴
とする磁界印加制御回路。