JP2003151104A - 磁気記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気記録ヘッドのオープン状態、またはＧＮ
Ｄショート状態となる異常を検出できる磁気記録装置を
提供する。 【解決手段】 磁気ヘッドＬ１を駆動するＨブリッジ型
の記録電流駆動回路Ｑ４〜Ｑ７と、その回路を構成する
差動対のトランジスタＱ６，Ｑ７のベースにバイアス電
圧を与えるバイアス回路４と、バイアス回路４を構成す
るトランジスタＱ２のコレクタに接続された抵抗Ｒ３と
で構成する。そして、抵抗Ｒ３の端子間電圧の大きさを
比較器２で検出することにより、磁気ヘッドＬ１のオー
プン状態や、ショート状態を検出することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、書き込み用磁気ヘ
ッドのオープン状態を検出できるようにした磁気記録装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録装置では、磁気ヘッドにより電
気信号を磁気信号に変換して磁気媒体を磁化して、信号
を記録している。その磁気ヘッドには、機械的な振動が
加わることから、電気回路に接続された磁気ヘッドの接
続部がその振動によって外れることがあり、磁気記録装
置の回路動作の信頼性を低下させていた。そのような不
都合を排除するため、従来よりオープンヘッド検出回路
が採用されており、磁気ヘッドの接続がオープン状態に
なっているか否かを検出している。

【０００３】以下に、オープンヘッド検出回路を有した
従来の磁気記録装置について説明する。

【０００４】図３は従来の磁気記録装置、特に記録電流
駆動回路の周辺回路部を示す回路構成図である。図３に
おいて、１は記録電流駆動回路、３は電流源、４はバイ
アス回路、６はインバータ、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ４〜Ｑ７は
トランジスタ、７は差動増幅回路、８はコンダクタンス
増幅器（以下、ｇｍ増幅器という）、９はコンパレー
タ、１０はオープンヘッド検出回路、Ｌ１は磁気ヘッ
ド、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ６は抵抗、ＳＷ１〜ＳＷ４はスイッ
チ手段、Ｃ１はコンデンサ、Ｖ_{T H 2} ，Ｖ_{T H 3} は基準
電圧源である。

【０００５】まず、バイアス回路について説明する。バ
イアス回路４は、トランジスタＱ１，Ｑ２で構成され、
電流源３から供給される電流の殆どは抵抗Ｒ１に流れ、
抵抗Ｒ１の電圧降下分とトランジスタＱ１のベース・エ
ミッタ間電圧分を加算した所定のバイアス電圧をトラン
ジスタＱ２のエミッタより出力する。抵抗Ｒ２はトラン
ジスタＱ２に或る程度エミッタ電流を流して、トランジ
スタＱ２のエミッタ出力のインピーダンスを低インピー
ダンスにする為に設けられている。

【０００６】次に、記録電流駆動回路１は、曲型的なＨ
ブリッジ型出力回路で構成されており、そのＨブリッジ
型は、トランジスタＱ４，Ｑ６の直列回路と、トランジ
スタＱ５，Ｑ７の直列回路とから成り、トランジスタＱ
６，Ｑ７のエミッタを共通接続した差動対となるように
構成される。トランジスタＱ６およびＱ７のコレクタを
ヘッドコンタクトＡおよびＢとし、そのＡ点とＢ点との
間には磁気記録ヘッドＬ１が接続される。

【０００７】そして、スイッチＳＷ１とＳＷ４はデータ
入力ＤＡＴＡＩＮに応じて連動して動作し、スイッチＳ
Ｗ２とＳＷ３はインバータ６で反転した信号に連動して
動作する。スイッチＳＷ３或いはＳＷ４が動作して、ト
ランジスタＱ６又はＱ７の何れかのベースにバイアス回
路４から出力されるバイアス電圧が与えられると、選択
的にバイアス電圧が与えられたトランジスタＱ６又はＱ
７と、バイアス回路４内のトランジスタＱ１，Ｑ２とを
含めた構成によって等価的なカレントミラー回路を構成
し、抵抗Ｒ６の電圧降下が抵抗Ｒ１の電圧降下とほぼ等
しくなるように動作する。従って、トランジスタＱ６又
はＱ７のコレクタ電流が磁気記録ヘッドＬ１に流れる記
録電流となり、その記録電流は電流源３の電流の大きさ
によって設定され、抵抗Ｒ１とＲ６との抵抗比によって
も設定できる。

【０００８】記録データの磁気媒体への書き込み動作で
あるコイルＬ１を流れる記録電流の向きはスイッチＳＷ
１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４によって決定される。例え
ば、スイッチＳＷ１で電源Ｖｃｃが選択されるとＳＷ４
はカレントミラーのベースラインが選択され、ＳＷ２お
よびＳＷ３は共にＧＮＤが選択された時、トランジスタ
Ｑ４のベースは電源Ｖｃｃにつながり、トランジスタＱ
７のベースはカレントミラーのベースラインにつなが
り、トランジスタＱ５のベースおよびトランジスタＱ６
のベースはＧＮＤにつながる。このとき、記録電流値Ｉ
ＷＲＩＴＥはカレントミラー部における電流源３のＩ１
によって決定され、またミラー比はトランジスタＱ１と
Ｑ７および抵抗Ｒ１とＲ６の比によって任意に設定さ
れ、記録電流Ｉｗは図中Ａ点からＢ点の方向に電源Ｖｃ
ｃからトランジスタＱ４、コイルＬ１、トランジスタＱ
７を通して流れる。

【０００９】逆に、ＳＷ２が電源Ｖｃｃに選択されＳＷ
３はカレントミラーのベースラインが選択され、またＳ
Ｗ１およびＳＷ４は共にＧＮＤが選択された時、トラン
ジスタＱ５のベースは電源Ｖｃｃにつながり、トランジ
スタＱ６のベースはカレントミラーのベースラインにつ
ながり、トランジスタＱ４およびＱ７のベースは共にＧ
ＮＤにつながる。

【００１０】この時、記録電流Ｉｗは図中Ｂ点からＡ点
の方向に電源ＶｃｃからトランジスタＱ５、コイルＬ
１、トランジスタＱ３を通して流れる。コイルＬ１を流
れるヘッド電流は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、
ＳＷ４が切り替わっても−Ｉｗから＋Ｉｗへ直ぐには変
化せず、しばらく後に定常値である＋Ｉｗとなる。また
ヘッドコンタクトＡとＢの両端子間の電圧差はコイルＬ
１で発生するヘッド電流の時間微分に比例する逆起電力
であり、電流が切り替わった瞬間はヘッド電流の時間微
分が大きいため、ヘッドコンタクトＡとＢの両端子間の
電圧差は大きくなり、しばらく後に定常値に落ち着く。

【００１１】次に、オープン検出回路について説明す
る。オープンヘッド検出回路の一般的な構成を示すブロ
ック図である。このオープンヘッド検出回路１０は記録
電流駆動回路１にヘッドコンタクトＡとＢ部分において
電気的に接続された磁気記録ヘッドＬ１の両端の電圧差
をまずゲイン１倍の増幅回路７によって増幅する。この
増幅回路７の出力電圧と任意に設定された検出レベルＶ
ｔｈ２との電位差をｇｍ増幅器８によって電流変換しコ
ンデンサＣ１に充電または放電し、コンデンサＣ１の電
圧はＶ１とする。この電圧Ｖ１はコンパレータ９によっ
て任意に設定された検出レベルＶｔｈ３と比較され結果
がＶＯＵＴ２に出力される。

【００１２】以上のように構成されたオープンヘッド検
出回路について、図４を用いて以下その動作を説明す
る。図４は磁気記録媒体に情報を記録するデータレート
が低いときの記録ヘッドのオープン状態を検出するため
の従来のオープンヘッド検出回路のタイミング図を示
す。図４中の（ａ）〜（ｄ）波形は記録用ヘッドが正常
時の各部の波形を示し、（ｅ）〜（ｈ）波形は記録ヘッ
ドがオープン状態時の各部の波形を示す。波形（ａ）お
よび（ｅ）は記録電流駆動回路への入力データである。
波形（ｂ）はヘッドコンタクトＡ点とＢ点の電位差（Ｖ
ｄｉｆ）でありコイルＬ１に流れる電流の向きが反転す
る時に生じる逆起電圧により大きな電位差を生じてから
定常値へと落ち着く。波形（ｆ）は記録ヘッドがオープ
ン時のＶｄｉｆであり、正常ヘッド時のような逆起電圧
は発生せず常にスレッショルド電圧Ｖｔｈ２を超えた状
態となる。このＶｄｉｆとスレッショルド電圧Ｖｔｈ２
の差電圧が電流変換され容量Ｃ１によって積分されコン
パレータ９に入力される。波形（ｃ）と（ｄ）はそれぞ
れヘッド正常時のコンパレータ９の入力と出力を示す
が、波形（ｃ）では波形（ｂ）が容量Ｃ１で積分された
結果がコンパレータのスレッショルドレベルＶｔｈ３よ
り低くなり、コンパレータ出力ＶＯＵＴ２はＬｏｗレベ
ルを示す。一方波形（ｇ）と（ｈ）はそれぞれヘッドが
オープン時のコンパレータ９の入力と出力を示すが、波
形（ｇ）では波形（ｆ）が容量Ｃ１で積分された結果が
コンパレータのスレッショルドレベルＶｔｈ３より高く
なり、コンパレータ出力ＶＯＵＴ２はハイレベルとなり
異常状態を示す。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、磁気記録媒体に情報を記録するデータレー
トが高いとき、ヘッドがオープン状態でないにも関わら
ず、ヘッドをオープン状態として誤検出するという欠点
を有していた。以下にその誤検出について説明する。

【００１４】まず、図５は記録のデータレートが高いと
きの記録ヘッドのオープン状態を検出するための従来の
オープンヘッド検出回路のタイミング図を示す。図５中
の（ａ）〜（ｄ）波形は記録用ヘッドが正常時の各部の
波形を示し、（ｅ）〜（ｈ）波形は記録ヘッドがオープ
ン状態時の各部の波形を示す。波形（ａ）および波形
（ｅ）は記録電流駆動回路への入力データである。波形
（ｂ）はヘッドコンタクトＡ点とＢ点の電位差（Ｖｄｉ
ｆ）でありコイルＬ１に流れる電流の向きが反転する時
に生じる逆起電圧により大きな電位差を生じてから定常
値へと落ち着く前にデータ反転が起きるという現象が発
生するためにＶｄｉｆ電圧はほとんどの区間もしくは全
区間スレッショルド電圧Ｖｔｈ２を越えてしまうことに
なり、容量Ｃ１によって積分された電圧は波形（ｃ）で
示すようにコンパレータ９のスレッショルド電圧Ｖｔｈ
３を超えてしまい、ヘッドは正常であるにもかかわらず
ヘッドに異常があるという結果を出力してしまう。

【００１５】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、磁気ヘッドにおけるオープンヘッド状態をデータレ
ートが高いときでも、正確に検出するオープンヘッド検
出回路および他のヘッド異常状態も同時に検出する回路
を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の磁気記録装置は、電源端子と接地点との間に
第１，第２のトランジスタを直列接続して、前記電源端
子と接地点との間に第３，第４のトランジスタを直列接
続し、且つ前記第２と第４のトランジスタのエミッタ共
通接続点と接地点との間に第１の電流源を接続した記録
電流駆動回路と、前記第２と第４のトランジスタのコレ
クタ間に接続された磁気ヘッドと、自らを構成する第５
のトランジスタのエミッタ出力から所定のバイアス電圧
を出力するバイアス回路と、前記第５のトランジスタの
コレクタに接続された第２の抵抗とを具備し、前記第２
のトランジスタのベース入力と前記第４のトランジスタ
のベース入力とに前記バイアス電圧を交互に与えて前記
磁気ヘッドをスイッチング制御し、前記第２の抵抗の電
圧降下を検出する構成である。

【００１７】上記の構成により、もし磁気ヘッドの接続
が外れた時には、第２，第４のトランジスタが交互に飽
和状態となって、ベース電流が大きくなり、ベース電流
の大きさが電流源の電流値とほぼ同じになる。そして、
第５のトランジスタのエミッタ電流が増大して、第２の
抵抗の電圧降下が大きくなるので、第２の抵抗の電圧降
下をモニターすることでオープンヘッド状態を検知でき
る。また、通常動作時には、差動対のトランジスタ（第
２，第４のトランジスタ）が磁気ヘッドを交互にスイッ
チング制御し、磁気ヘッドへ供給される記録電流の大き
さは第１の電流源の電流値で定まる。

【００１８】また、別の発明の磁気記録装置は、電源端
子と接地点との間に第１，第２のトランジスタを直列接
続して、前記電源端子と接地点との間に第３，第４のト
ランジスタを直列接続し、且つ前記第２と第４のトラン
ジスタのエミッタ共通接続点と接地点との間に第１の抵
抗を接続した記録電流駆動回路と、前記第２と第４のト
ランジスタのコレクタ間に接続された磁気ヘッドと、自
らを構成する第５のトランジスタのエミッタ出力から所
定のバイアス電圧を出力するバイアス回路と、前記第５
のトランジスタのコレクタに接続された第２の抵抗とを
具備し、前記第２のトランジスタのベース入力と前記第
４のトランジスタのベース入力とに前記バイアス電圧を
交互に与えて前記磁気ヘッドをスイッチング制御し、前
記第２の抵抗の電圧降下を検出する構成である。

【００１９】上記の構成により、もし磁気ヘッドの接続
が外れた時には、第２，第４のトランジスタが交互に飽
和状態となって、ベース電流が大きくなる。そして、第
５のトランジスタのエミッタ電流が増大して、第２の抵
抗の電圧降下が大きくなるので、第２の抵抗の電圧降下
をモニターすることでオープンヘッド状態を検知でき
る。また、通常動作時には、差動対のトランジスタ（第
２，第４のトランジスタ）が磁気ヘッドを交互にスイッ
チング制御する。その時の磁気ヘッドへ供給される記録
電流の大きさは、第２，第４のトランジスタのベース・
エミッタ間電圧、バイアス電圧および第１の抵抗の抵抗
値によって定まる。

【００２０】更に、別の発明の磁気記録装置は、上記の
構成に加えてバイアス回路を、第５のトランジスタのエ
ミッタにベースを接続した第６のトランジスタのエミッ
タと接地点との間に第３の抵抗を接続し、前記第５のト
ランジスタのベースと前記第６のトランジスタのコレク
タとの接続点に電流を供給して、前記第５のトランジス
タのエミッタ出力よりバイアス電圧を出力する構成であ
る。

【００２１】これにより、記録電流の大きさは、第１の
抵抗と第３の抵抗との抵抗比で可変設定することが可能
であり、第２の電流源の電流値とその抵抗比により設定
できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００２３】図１は本発明の第１の実施形態における磁
気ヘッドの異常状態を検出する異常検出回路を示すもの
である。図１において、１は記録電流駆動回路、４はカ
レントミラー回路、５は異常検出回路、６はインバータ
である。

【００２４】カレントミラー回路４において記録電流を
決定する為の電流源３がカレントミラーのソース電流と
してトランジスタＱ１のコレクタに入力され記録電流駆
動回路１のトランジスタＱ６またはＱ７によってミラー
され記録電流となる。カレントミラー回路のベース電流
をモニターする為にバイアス回路を構成するトランジス
タＱ２のコレクタと電源Ｖｃｃ間に抵抗Ｒ３が挿入さ
れ、トランジスタＱ２のコレクタは２のコンパレータに
接続され、コンパレータのもう一方の入力は電圧Ｖｃｃ
−Ｖｔｈ１のスレッショルドレベルに接続され、両入力
がコンパレータ２によって比較され出力される。

【００２５】以上のように構成されたヘッド異常検出回
路について、図２の動作波形図を参照しながら回路動作
を以下に説明する。図２は、図１に示す一実施形態の動
作波形図を示す。

【００２６】記録電流駆動回路１において、スイッチＳ
Ｗ３またはＳＷ４のどちらか一方はカレントミラーのベ
ースラインにスイッチしている。すなわちトタンジスタ
Ｑ６またはＱ７のどちらか一方が導通状態にあり、カレ
ントミラーのベースライン電圧をＶＢとすると、トラン
ジスタＱ２のコレクタ電流Ｉ２は式Ｉ１／ＨＦＥ＋ＶＢ
／Ｒ２＋ＩＷＲＩＴＥ／ＨＦＥで表される。

【００２７】図２中の波形（ａ）〜（ｄ）はヘッドが正
常状態における波形であり、波形（ａ）は記録電流駆動
回路１のスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４を駆
動し記録ヘッドＬ１に流す電流の向きを決定する為の入
力データであり、またトランジスタＱ６またはＱ７のど
ちらか一方は必ず導通状態にありベース電流はＩＷＲＩ
ＴＥ／ＨＦＥである。

【００２８】これに対してヘッドの異常の一つであるオ
ープンヘッド状態すなわち記録ヘッドＬ１が無い状態を
考えると、記録電流駆動回路１のトランジスタＱ５とＱ
６およびＱ４とＱ７がそれぞれペアであり、仮にＱ５お
よびＱ６が導通状態にある時Ｑ４およびＱ７は非導通状
態となっているため、ヘッドがオープンの時トランジス
タＱ６のコレクタへの電流供給源がなくなりトランジス
タＱ６は飽和状態に入る。逆に、トランジスタＱ４およ
びＱ７が導通状態にある時Ｑ５およびＱ６は非導通状態
となっており、ヘッドがオープンの時トランジスタＱ７
のコレクタへの電流供給源がなくなりトランジスタＱ７
は飽和状態に入る。従って常にトランジスタＱ６または
Ｑ７のどちらか一方が飽和状態にあり、エミッタ電流Ｉ
ＷＲＩＴＥの電流はベースから供給されることになりＨ
ＦＥが非常に小さくなるためトランジスタＱ２に流れる
電流Ｉ２は非常に大きな電流値となり抵抗Ｒ３における
電圧効果は波形（ｇ）のように大きくなりコンパレータ
出力ＶＯＵＴは異常を示すハイレベルを出力する。

【００２９】次に他のヘッド異常であるヘッドＧＮＤシ
ョートを考えると、仮にＱ５およびＱ６が導通状態にあ
る時Ｑ４およびＱ７は非導通状態となっており、トラン
ジスタＱ６のコレクタがＧＮＤにショートした異常時は
ベースとコレクタ間に順方向バイアスがかかりベースか
らコレクタに向けて過大電流が流れるという現象が起
る。逆にトランジスタＱ４およびＱ７が導通状態にある
時Ｑ５およびＱ６は非導通状態となっておりトランジス
タＱ７のコレクタがＧＮＤにショートした異常時はベー
スとコレクタ間に順方向バイアスがかかりベースからコ
レクタに向けて過大電流が流れるという現象が起る。従
ってオープン時と同様にトランジスタＱ２に流れる電流
は非常に大きな値となり抵抗Ｒ３における電圧効果は波
形（ｇ）のように大きくなりコンパレータ出力ＶＯＵＴ
は異常を示すハイレベルを出力する。

【００３０】以上のように本実施形態によれば、入力周
波数に依存することなくヘッドの異常を検出することが
可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明においては、バイア
ス回路を構成するトランジスタのコレクタ電流の変化を
検出することにより、記録電流駆動回路を構成するトラ
ンジスタが飽和状態にあることを検出して、磁気ヘッド
のオープン状態を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における記録ヘッドの
異常検出器の回路構成図

【図２】本発明の実施形態を説明する動作波形図

【図３】従来の異常検出器の回路構成図

【図４】従来の実施形態を説明する動作波形図

【図５】従来の実施形態を説明する動作波形図

【符号の説明】

１ 記録電流駆動回路 ２、９ コンパレータ ４ バイアス回路 ６ インバータ ７ 増幅器 ８ ｇｍ増幅器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千木良 篤志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D031 CC05 EE10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源端子と接地点との間に第１，第２の
   トランジスタを直列接続して、前記電源端子と接地点と
   の間に第３，第４のトランジスタを直列接続し、且つ前
   記第２と第４のトランジスタのエミッタ共通接続点と接
   地点との間に第１の電流源を接続した記録電流駆動回路
   と、 前記第２と第４のトランジスタのコレクタ間に接続され
   た磁気ヘッドと、 自らを構成する第５のトランジスタのエミッタ出力から
   所定のバイアス電圧を出力するバイアス回路と、 前記第５のトランジスタのコレクタに接続された第２の
   抵抗とを具備し、 前記第２と第４のトランジスタのベース入力に前記バイ
   アス回路のバイアス電圧を交互に与えて前記磁気ヘッド
   をスイッチング制御し、前記第２の抵抗の電圧降下を検
   出することを特徴とする磁気記録装置。
2. 【請求項２】 電源端子と接地点との間に第１，第２の
   トランジスタを直列接続して、前記電源端子と接地点と
   の間に第３，第４のトランジスタを直列接続し、且つ前
   記第２と第４のトランジスタのエミッタ共通接続点と接
   地点との間に第１の抵抗を接続した記録電流駆動回路
   と、 前記第２と第４のトランジスタのコレクタ間に接続され
   た磁気ヘッドと、 自らを構成する第５のトランジスタのエミッタ出力から
   所定のバイアス電圧を出力するバイアス回路と、 前記第５のトランジスタのコレクタに接続された第２の
   抵抗とを具備し、 前記第２と第４のトランジスタのベース入力に前記バイ
   アス回路のバイアス電圧を交互に与えて前記磁気ヘッド
   をスイッチング制御し、前記第２の抵抗の電圧降下を検
   出することを特徴とする磁気記録装置。
3. 【請求項３】 バイアス回路は、 第５のトランジスタのエミッタにベースを接続した第６
   のトランジスタのエミッタと接地点との間に第３の抵抗
   を接続し、前記第５のトランジスタのベースと前記第６
   のトランジスタのコレクタとの接続点に第２の電流源の
   電流を供給して、前記第５のトランジスタのエミッタ出
   力よりバイアス電圧を出力することを特徴とする請求項
   ２記載の磁気記録装置。