JPH0515102U - 磁界変調オーバライト方式における磁気ヘツド駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘導性リアクタンスの定電流効果を利用した
磁界変調オーバライト方式の磁気ヘッド駆動回路におい
て、磁気ヘッドへの過渡電流を抑制する。 【構成】 光磁気ディスクに印加する磁界を形成する磁
気ヘッドコイル８を設け、この磁気ヘッドコイル８にス
イッチング素子４，５および誘導子２，３を接続し、こ
のスイッチング素子４，５を交互にオン・オフして磁気
ヘッドコイル８に変調磁界を発生させるようにした磁界
変調オーバライト方式における磁気ヘッド駆動回路にお
いて、磁気ヘッドコイル８、誘導子２，３またはスイッ
チング素子４，５に並列にダンピング用の抵抗６，７あ
るいは抵抗分を含む素子を接続したことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は磁界変調オーバライト方式における磁気ヘッド駆動回路の改良に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

磁気ヘッドを定電圧駆動する場合、磁気ヘッドコイルのインダクタンス分によ り駆動する周波数に比例してインピーダンスが増加する。したがって、磁気ヘッ ドを高速に駆動するほど高電圧かつ高電力が必要となる。

【０００３】 この問題を解決する駆動方式として、誘導性リアクタンスの定電流効果を利用 する磁界変調オーバライト方式における磁気ヘッド駆動回路がテレビジョン学会 技報ＶＩＲ９０−１４で報告されている。

【０００４】 図２３はこの磁界変調オーバライト方式における磁気ヘッド駆動回路の回路図 であり、図２４はその駆動回路各部の動作波形図である。

【０００５】 この回路１００は誘導子１０１，１０２、スイッチング素子１０３，１０４、 および磁気ヘッドコイル１０５を備える。

【０００６】 誘導子１０１，１０２の一端は電源（電圧＋Ｖ）に共通に接続されている。誘 導子１０１の他端はスイッチング素子１０３を介して接地され、誘導子１０２の 他端はスイッチング素子１０４を介して接地されている。

【０００７】 また、誘導子１０１，１０２の他端同士は磁気ヘッドコイル１０５を介して相 互接続されている。

【０００８】 この回路構成において、スイッチング素子１０３がオン、スイッチング素子１ ０４がオフの状態からスイッチング素子１０３がオフ、スイッチング素子１０４ がオンの状態になったときには、誘導子１０１には電源からの電流の伝達がなく なり逆起電力が発生する（図２４ｄ）。

【０００９】 誘導子１０１からスイッチング素子１０３を通って流れていた電流は、誘導子 １０１の誘導性リアクタンスの定電流効果により誘導子１０１から磁気ヘッドコ イル１０５とスイッチング素子１０４を通って流れ続ける（図２４ｃ）。

【００１０】 一方、誘導子１０２を流れる電流はスイッチング素子１０４を通って流れる（ 図２４ｂ）。

【００１１】 次に、上述したスイッチング素子１０３がオフ、スイッチング素子１０４がオ ンの状態からスイッチング素子１０３がオン、スイッチング素子１０４がオフの 状態になったときには、誘導子１０２には電源からの電流の伝達がなくなり逆起 電力が発生する（図２４ｅ）。

【００１２】 誘導子１０２からスイッチング素子１０４を通って流れていた電流は、誘導子 １０２の誘導性リアクタンスの定電流効果により誘導子１０２から磁気ヘッドコ イル１０５とスイッチング素子１０３を通って流れ続ける（図２４ｃ）。

【００１３】 一方、誘導子１０１から磁気ヘッドコイル１０５とスイッチング素子１０４を 通って流れていた電流は、誘導子１０１からスイッチング素子１０３を通って流 れ続ける（図２４ａ）。

【００１４】 このように、各スイッチング素子１０３，１０４を交互に高速でオン、オフす ることにより磁気ヘッドコイル１０５を流れる電流の向きを高速で切換える（反 転する）ことができる。

【００１５】 ここで、誘導子１０１，１０２のインダクタンス値を磁気ヘッドコイル１０５ のインダクタンス値より十分大きくなるように選ぶと、駆動電流値は電源電圧と 誘導子１０１，１０２の内部抵抗と磁気ヘッドコイル１０５の内部抵抗およびス イッチング素子１０３，１０４のオン時の抵抗で決り、磁気ヘッドコイル１０５ のインダクタンスの影響を受けなくなる。

【００１６】 したがって、電源電圧を低電圧としたとき、オン抵抗が小さなスイッチング素 子を使用することによって小電力で磁気ヘッドを高速駆動できるようになる。

【００１７】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、一般にスイッチング素子には静電容量が存在するため、スイッチング 素子がオンからオフに切換わる際にはスイッチング素子の静電容量と磁気ヘッド コイルのインダクタンスの相互作用により駆動電流には図２４ｃに示すように過 大なオーバシュートのある過渡電流が発生し反転時間特性を損う。

【００１８】 さらに、スイッチング素子を変調信号で制御する場合には各スイッチング素子 のオンからオフおよびオフからオンまでの時間間隔に応じて駆動電流の最大値は 変動する。

【００１９】 光磁気ディスクの磁界変調オーバライトにおいては、過大なオーバシュートの ある過渡電流の発生および磁気ヘッドコイルの駆動電流の最大値の変動はそのま ま磁界強度に反映されるため、記録特性を劣化させる原因となる。

【００２０】 さらに、磁気ヘッドコイルおよびスイッチング素子の温度を上昇させ、磁気ヘ ッドコイルの磁界発生効率の低下およびスイッチング素子の特性を劣化させ、消 費電力も増加させる。

【００２１】 この考案はこのような課題を解決するためなされたもので、駆動電流の最大値 を変動させずかつ駆動電流のオーバシュートを適正な量に制御する手段を有する 磁界変調オーバライト方式における磁気ヘッド駆動回路を提供することを目的と する。

【００２２】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するためこの考案に係る磁界変調オーバライト方式における磁 気ヘッド駆動回路は、磁気ヘッドコイル、誘導子、またはスイッチング素子に抵 抗あるいは抵抗分を含む素子を並列に接続した。

【００２３】

【作用】

磁気ヘッドコイルのインダクタンス値に応じて抵抗値を選定することで、駆動 電流のオーバシュートを適正な量に抑え、かつ駆動電流の最大値を一定にする。

【００２４】

【実施例】

以下この考案の実施例を図面に基いて説明する。 図１はこの考案の第１実施例に係る磁界変調オーバライト方式における磁気ヘ ッド駆動回路の回路図、図２はその駆動回路各部の動作波形図である。

【００２５】 この磁界変調オーバライト方式における磁気ヘッド駆動回路（以下、磁気ヘッ ド駆動回路と称する）１は誘導子２，３、スイッチング素子４，５、抵抗６，７ および磁気ヘッドコイル８を備える。

【００２６】 誘導子２，３の一端は電源に共通に接続している。誘導子２の他端はスイッチ ング素子４を介して接地し、誘導子３の他端はスイッチング素子５を介して接地 している。

【００２７】 また、誘導子２，３の他端同士は磁気ヘッドコイル８を介して相互接続してい る。

【００２８】 これまでは従来の回路構成と同様であるが、この図１に示す回路においては抵 抗６，７を前記誘導子２，３に各々並列に接続して構成する。

【００２９】 これらの抵抗６，７は磁気ヘッドコイル８の駆動電流のオーバシュートを抑制 するためものであり、以後この抵抗６，７をダンピング抵抗と呼ぶこととする。

【００３０】 すなわち、磁気ヘッドコイル８のインダクタンス値に応じて適正なダンピング 抵抗の値を選定することにより駆動電流の高速な反転時間特性を損うことなくオ ーバシュートを適正な量に抑えることができると共に駆動電流の最大値を一定に することができる（図２ｃ）。

【００３１】 例えば、磁気ヘッドコイル８のインダクタンス値が２．５μＨのときにはダン ピング抵抗の値は１００Ω前後が適正である。

【００３２】 また、このダンピング抵抗６，７はスイッチング素子４あるいは５がオンから オフになるとき発生する逆起電力の一部を吸収し、磁気ヘッドコイルのインダク タンスとスイッチング素子との静電容量との相互作用を打消す働きをする（図２ ｆ，ｇ）。

【００３３】 なお、図１においては抵抗６，７のそれぞれの一端を電源側に接続したが、図 ３に示すように接地するようにしてもよい。

【００３４】 図４はこの磁気ヘッド駆動回路を使用した駆動装置の具体例を示し、図５はそ の駆動装置によって駆動される磁気ヘッドと光磁気ディスクの関係を示す。

【００３５】 この駆動装置９は波形整形回路１０と、逆相信号発生回路１１と、レベルシフ ト信号発生回路１２と、磁気ヘッド駆動回路１をこの順に接続して構成する。

【００３６】 波形整形回路１０はシュミットトリガ回路等を用い、その特性にヒステリシス を持たせたものを使用している。

【００３７】 この波形整形回路１０は入力端子１０ａから入力した変調信号を終端抵抗１３ を基準としてパルス列信号、すなわちデジタル信号として波形整形するために用 いられる。

【００３８】 逆相信号発生回路１１は１つの入力端子１１ａと２つの出力端子１１ｂ，１１ ｃを有し、前記波形整形回路１０から入力端子１１ａに加えられた信号の状態に 対し非反転および反転信号をそれぞれ出力端子１１ｂおよび１１ｃから出力する ために用いられる。

【００３９】 レベルシフト信号発生回路１２は逆相信号発生回路１１の出力論理電圧範囲（ ０〜５Ｖ）を異なる論理電圧範囲に変換するものである。

【００４０】 この実施例では２入力型のナンド回路１２ａ，１２ｂの一方の入力端子１２ｃ ，１２ｄに加える信号をＨレベルに固定し、他方の入力端子１２ｅ，１２ｆに加 える信号に応じたを反転出力を出力端子１２ｇ，１２ｈから得る出力反転型のレ ベルシフト信号発生回路を示したが、非反転型のレベルシフト信号発生回路とし てもよい。

【００４１】 なお、端子１２ｉは論理動作用の電源印加端子、端子１２ｊは出力電圧印加端 子、１２ｋは接地端子である。

【００４２】 また、レベルシフト信号発生回路としてはゲート回路等を用いずにＦＥＴやト ランジスタスイッチを用いて構成してもよい。

【００４３】 また、磁気ヘッド駆動回路１のスイッチング素子４，５としてはソースＳを共 通端子としたＦＥＴ（Ｑ１，Ｑ２）を使用する。

【００４４】 スイッチング素子４であるＦＥＴ（Ｑ１）のドレインＤは並列に接続した誘導 子２および抵抗６を介して電源＋Ｖに接続し、そのゲートＧには前記ナンド回路 １２ａの出力信号を印加し、そのソースＳは接地している。

【００４５】 同様に、スイッチング素子５であるＦＥＴ（Ｑ２）のドレインＤは並列に接続 した誘導子３および抵抗７を介して電源＋Ｖに接続し、そのゲートＧには前記ナ ンド回路１２ｂの出力信号を印加し、そのソースＳは接地している。

【００４６】 以上述べた構成によりこの駆動装置９は変調信号入力が加わるとその入力パル スの時間間隔に応じたタイミングでＦＥＴ（Ｑ１，Ｑ２）をオン・オフして変調 磁界を発生する。

【００４７】 磁界変調オーバライト方式は、図５に示すように構成し常に一定の強さのレー ザ光１４を照射し前記変調磁界に応じて光磁気ディスク１５の記録面の磁化を反 転させてオーバライトを行う。

【００４８】 なお、この図５で１６はレーザピックアップ、１７はスピンドルモータを示し 、磁気ヘッドと光磁気ディスクの距離は１００μｍ以上としている。

【００４９】 図６は磁気ヘッド駆動回路１を構成する誘導子２，３のインダクタンス値を１ ００μＨ、ダンピング抵抗６，７の抵抗値を１００Ω、磁気ヘッドコイル８のイ ンダクタンス値を２．５μＨとし、スイッチング素子４，５としてＦＥＴ（型名 ２ＳＫ３１０）Ｑ１，Ｑ２を使用したときの磁気ヘッドコイル８のインダクタン ス値を１．２μＨとしたときと比較して示した磁界反転速度特性を表わしたグラ フである。

【００５０】 ここで、縦軸は磁気ヘッド駆動電流反転速度、横軸は駆動電流を示している。

【００５１】 インダクタンス値ガ２．５μＨのコイルを用いた磁気ヘッドを±０．８Ａで駆 動した場合、立上がりおよび立ち下がり時間が約３７ｎｓの良好な特性が得られ ることがわかる。

【００５２】 図７は上記と同様の構成においてＦＥＴ（型名２ＳＫ３１０）Ｑ１，Ｑ２の出 力容量を１００ｐＦとしてシミュレーションおよび実験により求めた適正なダン ピング抵抗値を示すグラフを示す。

【００５３】 ここで、縦軸はダンピング抵抗値、横軸は磁気ヘッドコイルのインダクタンス を示している。

【００５４】 図８および図９は磁気ヘッドの電流波形図（駆動周波数約４２０ｋＨｚ、デュ ーティ５０％）である。

【００５５】 図８は磁気ヘッドコイルのインダクタンス値２．５μＨ、誘導子のインダクタ ンス値１００μＨ、ダンピング抵抗の抵抗値１００Ωの条件における波形を示し 、図９は図８と同じ条件でダンピング抵抗がない従来の構成における波形を示す 。

【００５６】 これらの図からダンピング抵抗を接続することでエッジ部のオーバシュートや アンダシュートが改善されていることがわかる。

【００５７】 図１０および図１１はコンパクトディスク（ＣＤ）で用いられているＥＦＭ信 号で磁気ヘッドを駆動した場合（ＣＤ転送レートと称する）の磁気ヘッド駆動電 流の波形図であり、図１０はダンピング抵抗あり、図１１はダンピング抵抗なし の場合を示す。

【００５８】 これらの図からＥＦＭ信号のパルス周期（約７００ｎｓ〜２．５ｍｓ）に対し てもダンピング抵抗を設けることで過渡電流が抑制されることがわかる。

【００５９】 なお、ここで磁気ヘッドコイルのインダクタンス値、誘導子のインダクタンス 値、ダンピング抵抗の抵抗値は図８の場合と同じである。

【００６０】 図１２はこの考案の第３実施例に係る磁界変調オーバライト方式における磁気ヘ ッド駆動回路の回路図であり、第１実施例および第２実施例と同一部分には同一 符号を付す。

【００６１】 この第３実施例は第１実施例のように誘導子２，３に並列にダンピング抵抗６ ，７を設ける代りに磁気ヘッドコイル８に並列にダンピング抵抗１８を設けたも のである。

【００６２】 図１３〜図１８は、磁気ヘッドコイルをバイファイラ巻きを用いて２系統とす るとともに、誘導子とダンピング抵抗を付加した駆動回路であり、上記実施例と 同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

【００６３】 光磁気ディスクの記録面に印加するＮまたはＳ極の磁界を得るため、上述した １系統の磁気ヘッドコイルで構成した回路ではスイッチング素子４，５を交互に オン・オフすることで磁気ヘッドコイル８に流す電流の向きを切替えるようにし ているのに対し、バイファイラ巻きを用いた回路ではスイッチング素子４，５を 交互にオン・オフすることでおのおのの磁気ヘッドコイル８−１，８−２の一方 にのみ電流を流すことによって行う。

【００６４】 したがって、バイファイラ巻きを用いた回路においては駆動電流の向きは同一 方向でよく、磁界の極性の反転はスイッチング素子のオン・オフ制御のみで行う ことができるから、駆動回路を簡素化し、消費電力を半分程度に低減することが できる。

【００６５】 さらに、この駆動回路には誘導子とダンピング抵抗を付加しているので、これ らによって図２１に示すように磁気ヘッド駆動回路の反転時間特性を損うことな く過度電流を抑制でき、磁気ヘッド駆動電流の過度特性を改善することができる 。

【００６６】 なお、図１９は誘導子、ダンピング抵抗がない従来の回路における磁気ヘッド 駆動電流特性図、図２０はこの従来の回路に誘導子を追加したときの磁気ヘッド 駆動電流特性図である。

【００６７】 このときの磁気ヘッドコイルのインダクタンス値は２．５μＨ、誘導子のイン ダクタンス値は１００μＨ、ダンピング抵抗の抵抗値は１５０Ωである。

【００６８】 さらに、図２２（ａ）〜（ｆ）に示すように前記ダンピング抵抗の代替として 抵抗（Ｒｄ）とコンデンサ（Ｃ）の直列接続、抵抗（Ｒｄ）とコイル（Ｌ）の直 列接続あるいは抵抗（Ｒｄ）とダイオード（Ｄ）の直列接続したもの等を用いて もよい。

【００６９】

【考案の効果】

この考案に係る磁界変調オーバライト方式における磁気ヘッド駆動回路は、上 記のような構成であるのでインダクタンス値に応じて適正な値の抵抗を選定する ことにより次のような効果を奏する。

【００７０】 （１）磁気ヘッドのオーバシュートを適正な量に抑制することができる。また、 オーバシュート量を任意に設定することもできる。

【００７１】 （２）磁気ヘッドコイルの駆動電流の最大値を一定にすることができ、過渡特性 を大幅に改善する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る磁界変調オーバライト方式に
おける磁気ヘッド駆動回路の回路図

【図２】第１実施例に係る磁界変調オーバライト方式に
おける磁気ヘッド駆動回路の各部の動作波形図

【図３】第１実施例に係る磁界変調オーバライト方式に
おける磁気ヘッド駆動回路の回路図

【図４】磁界変調オーバライト方式における磁気ヘッド
駆動回路を使用した具体例

【図５】磁気ヘッドと光磁気ディスクの関係を示す図

【図６】磁界反転速度特性を表わしたグラフ

【図７】適正なダンピング抵抗値を示すグラフ

【図８】第１実施例の磁気ヘッドの電流波形図

【図９】従来の磁気ヘッドの電流波形図

【図１０】第１実施例のＣＤ転送レートの波形図

【図１１】従来のＣＤ転送レートの波形図

【図１２】第３実施例に係る磁界変調オーバライト方式
における磁気ヘッド駆動回路の回路図

【図１３】磁気ヘッドコイルをバイファイラ巻きとした
ときの磁気ヘッド駆動回路の回路図

【図１４】磁気ヘッドコイルをバイファイラ巻きとした
ときの磁気ヘッド駆動回路の回路図

【図１５】磁気ヘッドコイルをバイファイラ巻きとした
ときの磁気ヘッド駆動回路の回路図

【図１６】磁気ヘッドコイルをバイファイラ巻きとした
ときの磁気ヘッド駆動回路の回路図

【図１７】磁気ヘッドコイルをバイファイラ巻きとした
ときの磁気ヘッド駆動回路の回路図

【図１８】磁気ヘッドコイルをバイファイラ巻きとした
ときの磁気ヘッド駆動回路の回路図

【図１９】誘導子、ダンピング抵抗がないときの磁気ヘ
ッド駆動電流特性図

【図２０】誘導子を追加したときの磁気ヘッド駆動電流
特性図

【図２１】誘導子とダンピング抵抗を追加したときの磁
気ヘッド駆動電流特性図

【図２２】ダンピング抵抗の代替例

【図２３】従来の磁界変調オーバライト方式における磁
気ヘッド駆動回路の回路図

【図２４】従来の磁界変調オーバライト方式における磁
気ヘッド駆動回路の各部の動作波形図

【符号の説明】

１…磁気ヘッド駆動回路、２，３…誘導子、４，５…ス
イッチング素子、６，７，１３，１８…抵抗、８…磁気
ヘッド、９…駆動回路、１０…波形整形回路、１０ａ，
１１ａ…入力端子、１１…位相差信号発生回路、１１
ｂ，１１ｃ，１２ｇ，１２ｈ…出力端子、１２…タイミ
ング信号発生回路、１４…レーザ光、１５…光磁気ディ
スク、１６…レーザピックアップ、１７…スピンドルモ
ータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光磁気ディスクの記録面に近接して配置
   した磁気ヘッドと、一端が電源に接続され他端が前記磁
   気ヘッドのコイルに接続されている誘導子と、前記磁気
   ヘッドのコイルにそれぞれ接続されている一対のスイッ
   チング素子から構成され、前記一対のスイッチング素子
   を交互にオン・オフして変調磁界を発生するようにした
   磁界変調オーバライト方式における磁気ヘッド駆動回路
   において、前記磁気ヘッドコイル、前記誘導子、または
   前記スイッチング素子に抵抗あるいは抵抗分を含む素子
   を並列に接続したことを特徴とする磁界変調オーバライ
   ト方式における磁気ヘッド駆動回路。