JP2002032940A

JP2002032940A - 光磁気記録装置

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Publication number: JP2002032940A
Application number: JP2001178846A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Ishii; 和慶石井; Mitsuhiro Hasegawa; 光洋長谷川; Makoto Hiramatsu; 誠平松
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2018-05-19
Also published as: JP3408249B2

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気ヘッドの両端の浮遊容量が大きいと磁界
反転時間を短くできず、磁界反転時間を短くすると磁気
ヘッドの損失が増大する。【解決手段】磁界発生用の磁気ヘッド１の電流方向を
記録すべき情報信号に応じて切換制御することにより、
磁気ヘッド１の発生磁界を情報信号に応じて変調する光
磁気記録装置において、磁気ヘッド１を等価的にインダ
クタンスと抵抗の並列回路とした場合、記録すべき情報
信号の最高周波数でインダクタンス値Ｌ_Pを略０．２〜
２．０μＨ、抵抗値Ｒ_Pを略２００Ω以上とすることに
より、磁気ヘッド１の損失が増大することなく磁界反転
時間を高速化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、光磁気記録媒体に
情報を記録する光磁気記録装置、特に、磁気ヘッドを駆
動する磁気ヘッド駆動装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光磁気記録装置は次世代の大容量
補助メモリとして期待されており、製品化もされつつあ
る。また、高転送レート化の要求も強く、その実現のた
めに様々な技術が研究開発されている。その中の１つと
して、磁界変調オーバーライト技術がある。これは、記
録媒体上で焦点を結ぶレーザ光を照射すると同時に記録
データに対応した変調磁界を記録媒体に印加することに
よって、情報を記録する記録技術である。

【０００３】従来の光変調方式の光磁気記録装置では、
情報の記録動作時には、（１）前のデータの消去、
（２）現データの書き込みという２つのプロセスが必要
であったのに対して、この磁界変調オーバーライト技術
を採用すると、先の２つのプロセスが１つのプロセスで
完了するため、記録時の転送レートを大幅に向上するこ
とが可能である。

【０００４】ところで、磁界変調オーバーライト技術を
採用した光磁気記録装置で用いる磁気ヘッドは、大きな
インダクタンスを持っており、また大電流を流さなけれ
ば必要な発生磁界が得られないという点で、固定磁気記
録装置等の磁気ヘッドとは異なっている。これは、次の
理由による。第１に面内磁場ではなく垂直磁場を印加し
なければならず、また記録媒体に対して反対側には光学
ヘッドがあるために、閉磁路が形成できない。第２に磁
界印加位置とレーザスポットの位置の調整を容易にする
ため、磁界印加領域を広くする必要がある。第３に記録
媒体と磁気ヘッドの保護を考えると、磁気ヘッドと記録
媒体との距離を大きくしなければならない。これらの点
を考慮した大きなインダクタンスの磁気ヘッドに大電流
を流すための磁気ヘッド駆動回路の一例としては、特開
昭６３−９４４０６号公報に開示されたものがある。

【０００５】図７は上記公報の磁気ヘッド駆動回路を示
す回路図で、１は磁気ヘッド、Ｌ₁，Ｌ₂は補助コイル
である。磁気ヘッド１は、実際には図示しない磁芯とこ
れに巻回されたコイルＬから構成されている。Ｔ₁，Ｔ
₂はスイッチ素子であるが、１００ｍＡ以上の電流をき
わめて短い時間で切換えることが要求され、こうした要
求を満足するためには、一般には電界効果トランジスタ
が使用されている。なお以下の説明では電界効果トラン
ジスタＴ₁，Ｔ₂を単にトランジスタと略す。２及び３
はトランジスタＴ₁，Ｔ₂のゲートを駆動するための駆
動回路である。また、補助コイルＬ₁，Ｌ₂はトランジ
スタＴ₁，Ｔ₂の導通、遮断によらずに、常に電流が供
給される状態にあり、磁気ヘッド１へ供給される電流を
高速で反転させるよう作用するものである。

【０００６】図８は以上の磁気ヘッド駆動回路の各部の
信号波形を示したタイムチャートである。図８（ａ）は
記録すべき情報信号、図８（ｂ）は駆動回路２へ入力さ
れる駆動信号Ｓ₁、図８（ｃ）は駆動回路３へ入力され
る駆動信号Ｓ₂である。駆動信号Ｓ₁は情報信号と同
相、駆動信号Ｓ₂は情報信号と位相が反転した信号であ
る。

【０００７】情報を記録する場合、即ち旧情報の上から
オーバライトを行う場合は、以上のような駆動信号
Ｓ₁，Ｓ₂が駆動回路２，３へそれぞれ入力され、駆動
回路２，３では各々駆動信号と同相の駆動電圧を発生し
てトランジスタＴ₁，Ｔ₂のゲートへ印加する。これに
より、トランジスタＴ₁，Ｔ₂は交互にオンし磁気ヘッ
ド１には図８（ｆ）に示すように±Ｉ_LCなる交番電流が
供給される。このときのトランジスタＴ₁，Ｔ₂の電流
Ｉ_T1及びＩ_T2は、図８（ｄ），（ｅ）に示すように磁気
ヘッド電流Ｉ_LCに対してそれぞれ２倍の２Ｉ_LCとなる。

【０００８】以上により、磁気ヘッド１は図８（ｇ）に
示すように情報信号に応じて変調された磁界±Ｈ_Bを発
生する。情報を記録する場合は、光磁気記録媒体に光ヘ
ッドから一定強度の光ビームを照射しながら磁気ヘッド
から前述のような変調磁界が印加され、この結果記録媒
体上に情報信号に対応した磁化が情報ピットとして記録
される。なお、図７においては磁界変調によるオーバー
ライトの他に光変調を行った場合の消去、記録時の各部
の信号波形を示す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁界変調オ
ーバーライト技術を採用した磁界変調型光磁気記録装置
では大きなインダクタンスの磁気ヘッドに大電流を流
し、また高転送レートを実現するためには磁界反転時間
を短くして、繰り返しの周波数を高くしなければならな
い。一般に、数ＭＨｚの繰り返し周波数の記録データを
記録するには、磁界反転時間は２０ｎｓより短くする必
要がある。

【００１０】しかしながら、磁気ヘッドのインダクタン
スが大きいため、磁気ヘッドの両端に接続されている回
路の浮遊容量が大きいと磁界反転時間が短くならないと
いう問題があった。磁界反転時間はどの様な回路構成を
とっても磁気ヘッドのインダクタンスとその両端に接続
されている回路の浮遊容量によって決まる最低値より短
くならない。図７に示す磁気ヘッド駆動回路を用いた場
合、磁気ヘッドのインダクタンスが１μＨ、浮遊容量が
１ｎＦ程度であると、磁界反転時間は１００ｎｓ程度に
なってしまう。

【００１１】また、磁界反転時間を短くすると、磁気ヘ
ッド内部での損失が大きくなるという問題があった。即
ち、高周波での磁気ヘッドの損失は等価回路をインダク
タンスＬ_pと抵抗Ｒ_Pの並列回路とした時の抵抗Ｒ_Pに
流れる電流による損失と考えてよいが、磁界反転時間を
短くするとその記録時の使用周波数の最高周波数が上が
り、その結果Ｒ_Pに流れる電流が増大して磁気ヘッドで
の損失が大きくなる。そのため、磁気ヘッドにおいてか
なりの温度上昇が起こり、場合によっては磁気ヘッドの
コアがキュリー点を超えて磁性材料の透磁率が小さくな
り、それに伴い発生磁界が小さくなって情報の記録が行
われなくなる恐れがあった。

【００１２】図９にその抵抗Ｒ_Pに流れる電流の様子を
示している。例えば、インダクタンスＬ_Pが１μＨ前後
でＲ_Pが２００Ω程度の磁気ヘッドを用いて磁界反転時
間を１０ｎｓ程度、繰り返し周波数６ＭＨｚ程度で変調
駆動すると、この抵抗Ｒ_Pでの損失は０．５Ｗほどにな
る。しかし、一般に磁気ヘッド自体の昇温を考えると、
磁気ヘッド内での損失は０．２Ｗ以下にする必要があ
る。即ち、磁気ヘッドの両端に接続されている浮遊容量
が大きいと磁界反転時間が短くできず、また磁界反転時
間を短くすると磁気ヘッドの損失が増大し、情報の記録
が行われなくなる恐れがあった。

【００１３】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たもので、その目的は、磁気ヘッドの損失が増加するこ
となく、磁界反転時間を高速化することができる光磁気
記録装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、磁界発
生用の磁気ヘッドの電流方向を記録すべき情報信号に応
じて切換制御することにより、前記磁気ヘッドの発生磁
界を情報信号に応じて変調する光磁気記録装置におい
て、前記磁気ヘッドを等価的にインダクタンスと抵抗の
並列回路とした場合に、記録すべき情報信号の最高周波
数で、前記インダクタンス値Ｌ_Pを略０．２〜２．０μ
Ｈ、前記抵抗値Ｒ_Pを略２００Ω以上としたことを特徴
とする光磁気記録装置によって達成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の光磁
気記録装置の全体構成を示す概略構成図である。後述す
る実施形態の磁気ヘッド駆動装置は図１の光磁気記録装
置に搭載される。図１において、１は情報信号に応じた
変調磁界を発生する磁気ヘッド、７は磁気ヘッド１を制
御する磁気ヘッド制御回路である。また、１００は光磁
気記録媒体である光磁気ディスク、１００ａは保護膜、
１００ｂは磁性膜、１００ｃは基板、１０１はレーザ光
源、１０２はレーザ光源１０１を制御する制御回路、１
０３はレーザ光を磁性膜１００ｂ上に集光する光学系で
ある。

【００１６】次に、図１の光磁気記録装置による磁界変
調記録方式の記録動作について説明する。レーザ光源１
０１は制御回路１０２により供給される直流電流により
連続点灯され、そのレーザ光は光学系１０３により磁性
膜１００ｂ上に集光される。レーザ光の照射された部分
（スポット）の温度が上昇し、キュリー温度以上となる
と磁化反転が容易になる。磁気ヘッド１は磁気ヘッド制
御回路７より電流供給を受け、情報信号に応じて発生磁
界の方向が反転される。高速度での情報信号記録におい
ては、磁気ヘッドを小型化し、ディスクに十分に接近さ
せる必要があるために、磁界変調方式の記録は光変調方
式とは異り、磁気ヘッドを浮上スライダー上に設ける構
成が望ましい。

【００１７】磁性膜１００ｂ中には、レーザ光の照射位
置のみ温度が上昇し、磁気ヘッド１の発生する磁界の向
きと同じ向きの磁化が形成される。そして、ディスク１
００の回転により、レーザ光の照射位置を通過後は急激
に温度が低下し、磁化が保存されるのである。このよう
に磁界の反転により磁性膜１００ｂ中には、レーザスポ
ットと同じ大きさ（１μｍ程度）の磁化領域のパターン
により情報信号が記録される。この方式では、情報信号
の内容を書き換える際に、磁化の向きを一度一様にそろ
える消去動作は不要であり、上記の動作を繰り返すこと
により何度でも直接重ね書きが可能である。

【００１８】また、記録された情報信号の再生は、磁化
の方向の変化で磁性膜１００ｂに記録された情報信号を
磁気力−効果とよばれる光と磁気の相互作用を利用し、
一定強度のレーザ光を入射して反射レーザ光の偏光面の
回転を検出することによって行う。磁気力−効果とは、
直線偏光のレーザ光を垂直磁化膜に入射すると、反射光
の偏光面が磁化の向きに従って左または右に回転する現
象である。この回転を検光子によって光量変化に変換し
て情報信号の再生を行う。

【００１９】図２は本発明の一実施形態を示す回路図で
ある。なお、図２では光磁気記録装置の磁気ヘッドを駆
動する磁気ヘッド駆動装置を示している。また、図２で
は図７に示す従来装置と同一部分は同一符号を付してあ
る。即ち、１は変調磁界発生用の磁気ヘッド、Ｌ₁，Ｌ
₂は補助コイル、Ｔ₁，Ｔ₂はトランジスタである。ま
た、２、３はトランジスタＴ₁，Ｔ₂を駆動する駆動回
路で、駆動回路２は記録データを同相でトランジスタＴ
₁のゲートに印加するバッファゲート、駆動回路３は記
録データを反転させてトランジスタＴ₂のゲートに印加
するインバータゲートである。７は駆動回路２、３の制
御回路である。

【００２０】本実施形態では、磁気ヘッド１を等価的に
インダクタンスＬ_Pと抵抗Ｒ_Pの並列回路で示してあ
り、ここではインダクタンスＬ_Pが１μＨ、抵抗Ｒ_Pが
５００Ωに設定されている。また、図１に示すＣ_Fは磁
気ヘッド１の両端の浮遊容量を示しており、ここでは浮
遊容量Ｃ_Fは３０ｐＦとする。浮遊容量Ｃ_Fは主にトラ
ンジスタＴ₁とＴ₂のドレイン−ソース間容量や配線基
板のパターンの容量、あるいは補助コイルＬ₁，Ｌ₂の
巻線間容量などである。

【００２１】情報信号を記録する場合、駆動回路２、３
から各々トランジスタＴ₁，Ｔ₂のゲートに記録データ
の同相、逆相のデータが供給され、記録データに応じて
トランジスタＴ₁，Ｔ₂のスイッチング動作を制御する
ことによって、磁気ヘッド１は情報信号に応じて変調さ
れた磁界を発生する。

【００２２】図３は上記実施形態の各部の信号を示す図
で、図３（ａ）は記録データ、図３（ｂ）はトランジス
タＴ₁のゲート電圧、図３（ｃ）はトランジスタＴ₂の
ゲート電圧、図３（ｄ）は磁気ヘッド１の電流である。
この磁気ヘッド１の電流は、後述するように回路内の定
数設定によって反転時間が高速化された電流である。な
お、図３（ｅ）は抵抗Ｒ_Pに流れる電流を示す。

【００２３】ここで、磁気ヘッド１の磁界反転時間ｔ_SW
は略々磁気ヘッドのインダクタンスＬ_Pとその両端にそ
れぞれ接続されている回路の浮遊容量Ｃ_Fとで決まる。
そこで、時間反転時間ｔ_SWを磁界振幅の１０％〜９０％
を横切るのに要する時間とすると、ｔ_SW≒〔Ｓ_in ^-1（０．８）−Ｓ_in ^-1（−０．８）〕×√
Ｌ_P・Ｃ_F となる。

【００２４】本実施形態においては、Ｌ_P＝１μＨ，Ｃ
_F＝３０ｐＦであるから、上記式よりｔ_SW≒１０ｎｓと
なり、十分に速い磁界反転が実現される。また、磁気ヘ
ッドのインダクタンスが２．０μＨと大きなヘッドを使
用する場合を考えると、磁界反転時間を２０ｎｓ以下に
するためには、浮遊容量Ｃ_Fは少なくとも５８ｐＦ以下
でなければならない。図３（ｄ）はこうして反転時間が
高速化された磁気ヘッド１の電流を示している。なお、
同図に破線で示す波形は従来の磁気ヘッド電流である。

【００２５】具体的に浮遊容量を小さくする方法として
は、磁気ヘッド１の両端にそれぞれつながる回路パター
ンを他の回路パターンと１ｍｍ以上離し、かつそこに接
続される素子、即ちスイッチ素子や補助コイルも浮遊容
量の小さなものを選ぶなどの方法がある。また、補助コ
イルＬ₁，Ｌ₂の巻線間容量を小さくすることも重要で
ある。ところが、補助コイルＬ₁，Ｌ₂は従来より知ら
れているように磁気ヘッド１よりも十分に大きい少なく
とも１０倍以上のインダクタンスを有することが必要で
ある。

【００２６】一般に、コイルの巻回数を多くする程イン
ダクタンスは大きくなるのであるが、同時に巻線間容量
も大きくなってしまう。従って、補助コイルのインダク
タンスを大きくするためにコイルの巻回数を不必要に多
くするのは好ましくはなく、補助コイルＬ₁，Ｌ₂のイ
ンダクタンスは、磁気ヘッド１のインダクタンスの１０
倍以上、１００倍以下とするのがよい。更に、前述した
ように巻線間容量は磁気ヘッドの磁界反転時間を短縮す
るために十分小さくする必要があるが、本願発明者の実
験によると、補助コイルＬ₁，Ｌ₂のインダクタンス値
をＬ_A，補助コイルの巻線間容量値をＣ_Aとした時、略
々次式ｆ_O＝１／（２π√Ｌ_A・Ｃ_A）で表わされる補助コイルＬ₁，Ｌ₂の自己共振周波数
は、記録されるべき情報信号の最高周波数よりも高くす
るのが、特に有効であることが確認された。一例とし
て、補助コイルのインダクタンス値Ｌ_Aを５０μＨとし
た場合、記録されるべき情報信号の最高周波数が５ＭＨ
ｚであれば、Ｃ_A＜２０ｐＦ、また記録されるべき情報
信号の最高周波数が１０ＭＨｚであれば、Ｃ_A＜５ｐＦ
とすればよいのである。

【００２７】そこで、巻線間容量を小さくする方法につ
いて具体的に説明する。図４から図６はいずれも巻線間
容量を小さくするコイルの巻回方法を示したものであ
る。まず、図４に示すようにコイルは磁芯に一層にして
巻回する方が、積層して巻回するよりも巻線間容量を小
さくすることができる。また、図５に示すようにコイル
を適当な間隔をあけて巻回した方が、密着して巻回する
よりも線間容量は小さくなる。更に、図６に示すように
巻回数の少ないいくつかのコイルを直列に接続すること
によっても全体の巻線間容量を低減することができる。

【００２８】また、先に述べてきたように変調磁界の磁
界反転時間を短くすると、記録時に使用する最高周波数
が上がり、磁気ヘッド１での損失が大きくなる。具体的
には上記の磁気ヘッド１及び駆動回路を用いて、繰り返
し周波数６．０ＭＨｚで変調駆動した場合、磁気ヘッド
での損失は０．２Ｗになる。このことから考えると、少
なくともＲ_Pが５００Ω程度であれば、磁気ヘッド１の
損失を０．２Ｗ以下にすることができる。また、具体的
にＲ_Pを大きくする方法としては、磁気ヘッドに用いら
れるコアをできるだけ小さくして巻き線をすきまなく巻
くなどの方法がある。

【００２９】以上のことから、情報の記録周波数の最大
周波数付近で、磁気ヘッド１のインダクタンスＬ_Pを
０．２〜２μＨ、抵抗Ｒ_Pを２００Ω程度以上とし、ま
た磁気ヘッド１の両端の浮遊容量（磁気ヘッドの端部と
グランド間の浮遊容量）Ｃ_Fと上記インダクタンスＬ_P
をＬ_P・Ｃ_F＜２００μＨ・ｐＦの関係とすれば、磁気
ヘッド１の磁界反転時間を効果的に高速化することがで
きる。特に、磁界反転時間ｔ_SWを２０ｎｓ以下とするた
めには、Ｌ_P・Ｃ_F＜１００〔μＨ・ｐＦ〕とするのが
より望ましい。また、磁界反転時間が高速化しても磁気
ヘッド１の損失が増大することはないため、従来相反す
る関係であった磁界の高速反転と損失の低減化を同時に
実現でき、磁気ヘッドの性能を著しく向上することがで
きる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、磁
気ヘッドの等価的なインダクタンス値と抵抗値を記録周
波数の略最大周波数付近で、０．２〜２．０μＨ、２０
０Ω以上とすることにより、磁気ヘッドの損失が増加す
ることなく、磁界反転時間を高速化することができる。
また、磁気ヘッドのインダクタンス値をＬ_P、磁気ヘッ
ド端部とグランド間の容量をＣ_Fとした時に、Ｌ_P・Ｃ
_F＜２００（μＨ・ｐＦ）とすることにより更に磁界反
転を高速化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光磁気記録装置の全体構成を示す概略
構成図である。

【図２】本発明の一実施形態を示す回路図である。

【図３】図２の実施形態の各部の信号波形を示すタイム
チャートである。

【図４】図２の実施形態に使用される補助コイルの巻回
方法の一例を示す図である。

【図５】補助コイルの巻回方法の他の例を示す図であ
る。

【図６】補助コイルの巻回方法の更に他の例を示す図で
ある。

【図７】従来例の磁気ヘッド駆動回路を示す回路図であ
る。

【図８】図７の駆動回路を用いて磁界変調によるオーバ
ライトを行ったときの各部の信号波形を示すタイムチャ
ートである。

【図９】図７の駆動回路の磁気ヘッドを等価的にインダ
クタンスと抵抗に置き換えた場合の抵抗に流れる電流を
示す波形図である。

【符号の説明】

１磁気ヘッド２，３駆動回路７制御回路Ｔ₁〜Ｔ₂ 電界効果トランジスタＬ₁，Ｌ₂ 補助コイルＣ_F 浮遊容量１００光磁気ディスク１０１レーザ光源１０２制御回路１０３光学系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平松誠東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5D075 AA03 CF03 5D091 CC18 HH20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁界発生用の磁気ヘッドの電流方向を記
録すべき情報信号に応じて切換制御することにより、前
記磁気ヘッドの発生磁界を情報信号に応じて変調する光
磁気記録装置において、前記磁気ヘッドを等価的にイン
ダクタンスと抵抗の並列回路とした場合に、記録すべき
情報信号の最高周波数で、前記インダクタンス値Ｌ_Pを
略０．２〜２．０μＨ、前記抵抗値Ｒ_Pを略２００Ω以
上としたことを特徴とする光磁気記録装置。
【請求項２】前記インダクタンス値Ｌ_Pと、磁気ヘッ
ドの端部とグランド間の浮遊容量Ｃ_Fとの関係が、Ｌ_P
・Ｃ_F＜２００（μＨ・ｐＦ）であることを特徴とする
請求項１記載の光磁気記録装置。
【請求項３】一対のスイッチ素子と、該一対のスイッ
チ素子の各々に直列に接続された補助コイルとを有し、
前記一対のスイッチ素子と補助コイルとの両接続点間に
前記磁気ヘッドが接続され、前記スイッチ素子を記録す
べき情報信号に応じて交互に開閉することにより、前記
磁気ヘッドの電流方向を情報信号に応じて切り換えるよ
うに構成され、前記補助コイルのインダクタンス値を前
記磁気ヘッドのインダクタンス値の１０倍以上、１００
倍以下とすると共に、前記補助コイルの自己共振周波数
を記録すべき情報信号の最高周波数よりも高くなるよう
に設定した請求項１記載の光磁気記録装置。