JP2921085B2 - 光磁気ディスク装置 - Google Patents

光磁気ディスク装置

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JP2921085B2
JP2921085B2 JP27110290A JP27110290A JP2921085B2 JP 2921085 B2 JP2921085 B2 JP 2921085B2 JP 27110290 A JP27110290 A JP 27110290A JP 27110290 A JP27110290 A JP 27110290A JP 2921085 B2 JP2921085 B2 JP 2921085B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、コンピュータ等に接続されデータの記録・
再生を行うことができ、しかもそのデータを消去するこ
とも可能な光磁気ディスク装置に関するものである。
[従来の技術] 光ディスク装置は記録容量が大きいことが特長であ
る。しかし、光磁気ディスク装置のデータ記録方式は、
一旦前に書かれたデータを消去した後に改めて書き込む
方式が一般的であったため、データ記録時のデータ転送
時間が長い。しかしながら、消去しながらデータを書き
込むオーバーライト技術が研究され、データ転送時間も
短縮されつつある。
第4図(a),(b)は光磁気記録方式の記録原理説
明図である。まず同図(a)に示すように、界磁コイル
10を励磁し下向きのバイアス磁界102を発生させてお
き、対物レンズ3によってレーザ光を約1μmのスポッ
トに集束させ、このスポットの温度を光磁気ディスク盤
2(以下単にディスク盤という)の記録層201を構成し
ている磁性物質のキューリー点近傍まで上昇させる。キ
ューリー点近傍では磁性物質の保磁力はほぼ零となるの
で、記録層201はバイアス磁界102により容易に下向きに
磁化され、レーザ光による加熱をやめれば、磁性物質の
保磁力により下向きに磁化された状態が保持される。逆
に界磁コイル10の電流の極性を反転させ、上向きの磁界
を発生させれば、同様の手順で上向きに磁化された状態
が保持される。すなわち記録層201の磁界は同図(b)
に示すように、レーザー光が照射された部分のみが選択
的にバイアス磁界の向きに磁化される。この記録層201
の上または下向きの磁化された方向を、データの1また
は0に対応させることにより、デジタルデータを記録す
ることができる。
したがってデジタルデータを記録するには、たとえば
第5図(a),(b),(c)に示す光強度変調と呼ば
れる方法で記録することができる。まず同図(a)に示
すように、界磁コイル10を励磁し下向きのバイアス磁界
102を定常的に発生させておき、レーザー光を照射して
ディスク盤2を1回転させ、すべて下向きに磁化して記
録データを0に初期化する。次に同図(b)に示すよう
に、界磁コイル10の電流の極性を反転させて上向きのバ
イアス磁界103を定常的に発生させ、ディスク盤2をさ
らに1回転させながら、レーザー光出力を記録すべきデ
ータの1と0に従って高出力と低出力状態に変調する
と、前記スポットの温度は高出力時のみ磁性物質のキュ
ーリー点近傍まで上昇して、バイアス磁界103によって
上向きに磁化され、低出力時にはそのスポットの温度は
キューリー点付近までは上昇しないため、磁化の向きは
変化しない。従って同図(c)の最終状態で示すように
データが記録される。この方式が現在最も一般的な記録
方式であるが、データ記録時に初期化と記録の2つのプ
ロセスが必要なため、データの記録に時間を要する。
また、特開昭62−175948や、特開昭62−154347に見ら
れるような、記録データを初期化する必要のない光強度
変調による記録法も提案されている。しかし、いずれの
方式もディスクの記録膜に多層構造の特殊な構造になる
ことや、レーザ出力を多値に制御しなければならない、
等の問題点がある。
この光強度変調のほかに、磁界変調と呼ばれる記録法
がある。第6図(a),(b)は磁界変調による記録の
原理説明図である。まず同図(a)に示すようにレーザ
ー光を照射した状態でディスク盤2を回転させながら、
記録すべきデータの1または0に従って界磁コイル10の
電流の極性を反転させ、バイアス磁界101の向きを上向
きまたは下向きに切り替えて変調する。すると記録層20
1は旧データの如何に関わらず、レーザー光が照射され
たとき、即ちキューリー点近傍まで温度が上昇したとき
のバイアス磁界101の向きに磁化されるから、同図
(b)で示すようにデータが記録される。従って磁界変
調によって記録すれば、記録前に既に書き込まれていた
データを初期化することなく、一回のプロセスでデータ
を記録できるので、記録速度が向上する。また、現在広
く用いられている光強度変調用のディスクをそのまま用
いることができる。
第7図(a)は従来の光磁気ディスク装置における磁
界変調用光ピックアップ部の構成図、同図(b)は同図
(a)の紙面右側からみた側面図である。第7図におい
て、1は磁気ヘッドで、界磁コイル10を有する。2は光
磁気ディスク盤(以下単にディスク盤という)で、記録
膜201と基板202の二層から構成され、ディスクの記録膜
側表面には厚さ10μm程度の保護膜が設けられている。
磁気ヘッド1には通常、自己インダクタンスが小さい
(数μH)浮上型ヘッドが用いられ、ディスク盤の回転
によって生じるディスク表面近傍の空気の流れによって
揚力を得て浮上する。そして磁気ヘッド1とディスク盤
2の表面との間隙を10〜30μmの微小距離とすることに
より、記録膜21において記録に必要な磁束密度(通常0.
03T以上)を得ている。また記録膜201はTbFeCo等の垂直
磁化膜が用いられ、基板202にはガラスやポリカーボネ
ートが一般に用いられる。3はレーザー光をディスク盤
2上に集束する対物レンズ、4はレンズアクチュエータ
で、対物レンズ3を上下およびディスクの半径方向に駆
動し、光スポットが記録膜201のトラック上に形成され
るようにする。5は半導体レーザ、記録信号を検出する
RFセンサ、光スポットを記録膜のトラック上に形成する
ためのサーボセンサ、およびプリズム等の光学部品から
なる光学ブロックである。6はキャリッジで、光学ブロ
ック5、対物レンズ3およびレンズアクチュエータ4を
搭載し、ディスク1の半径方向に移動自在に摺動保持さ
れている。7は対物レンズ3およびレンズアクチュエー
タ4をキャリッジ6に対して支持する板バネである。8
はボイスコイル形のリニアモータで、キャリッジ6はデ
ィスク盤2の半径方向に駆動する。61はアームで、キャ
リッジ6と磁気ヘッド1とを連結している。91はヨーク
で、ヨーク間に磁界を形成してリニアモータの界磁を作
るとともに、ガイドシャフト92、軸受93とともにキャリ
ッジ6を支持する。80はスピンドルモータで、ディスク
盤2を回転させる。
次に動作を説明する。光スポットをあるトラック上か
ら他のトラック上へ移動し、オフトラックを起こさない
ように目的のトラックに追従させるトラックアクセス動
作時には、キャリッジ6をリニアモータ8によって移動
させ、対物レンズ3をレンズアクチュエータ4によって
細かく変位させる。一方、データ書き込み時には磁気ヘ
ッド1の界磁コイル10が記録面201上の光スポットの真
上にある必要があるが、磁気ヘッド1はアーム61により
キャリッジ6に連結されているので、キャリッジ6の動
きに追従して移動し、磁気ヘッドの界磁コイル10が常に
記録面21上の光スポットの真上にくる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら上記の従来の構成では、アームの可動範
囲を確保するため、第7図(a)の紙面に向かって右側
に広い空間を必要とするため、装置を小型化することが
困難であるという問題点を有していた。
[課題を解決するための手段] 本発明は以上のような問題点を解決するため、対物レ
ンズと、対物レンズの移動軌跡に対向する軌跡上を移動
させられる界磁コイルと、界磁コイルを移動させる界磁
コイルアクチュエータと、界磁コイルの磁界を検出する
磁界検出手段と、磁界検出手段の出力に基づいて界磁コ
イルアクチュエータを制御し、対物レンズと界磁コイル
とを対向させる制御手段とを備え、磁界検出手段からの
信号が制御手段に入力されるまでの経路に設けられ、界
磁コイルによる磁界によって磁界検出手段に発生した起
電圧成分をほとんど透過し、界磁コイル以外の外部磁界
によって磁界検出手段に発生した起電圧成分をほとんど
遮断するろ波器を設けた構成を有している。さらに磁界
検出手段として第1の磁界検出手段と第2の磁界検出手
段とを設け、第1の磁界検出手段と第2の磁界検出手段
とを対物レンズを挟んで対称に光磁気ディスク盤の半径
方向に配置する構成を有している。
[作用] 本発明は上記した構成により、磁気センサの出力に応
じて界磁コイルがディスク盤の半径方向に駆動されるの
で、磁気ヘッドを常に対物レンズ、すなわちディスクの
記録膜上に形成されさ光スポットの直上に保持すること
ができる。また界磁コイルによる磁界によって磁界検出
手段に発生した起電圧成分をほとんど透過し、界磁コイ
ル以外の外部磁界によって磁界検出手段に発生した起電
圧成分をほとんど遮断するろ波器を設けることにより、
外部磁界の影響で磁界検出手段に発生するノイズの制御
手段への侵入を最小限に抑制できる。さらに、磁界検出
手段として第1の磁界検出手段と第2の磁界検出手段と
を設け、第1の磁界検出手段と第2の磁界検出手段とを
対物レンズを挟んで対称に光磁気ディスク盤の半径方向
に配置することによって、対物レンズを支持する電磁コ
イルアクチュエータからの漏洩磁界に起因して第1の磁
界検出手段および第2の磁界検出手段とにほぼ均等に発
生する起電力を制御手段で効率よく相殺することができ
る。
[実施例] 以下、本発明の一実施例における光磁気ディスク装置
について詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例における光磁気ディスク装
置の磁界変調用光ピックアップ部の構成図、第2図は第
1図の紙面右側からみた側面図である。第1図、第2図
において1は磁気ヘッドで、界磁コイル10を有する従来
の技術で述べた浮上型ヘッドである。2は光磁気ディス
ク盤で、記録膜201と基板202の二層から構成され、従来
の技術で述べた光磁気ディスク盤と同一のものである。
3はレーザー光をディスク盤2上に集束する対物レン
ズ、4はレンズアクチュエータで、対物レンズ3を上下
およびディスクの半径方向に駆動し、光スポットが記録
膜201のトラック上に形成されるようにする。5は半導
体レーザ、記録信号を検出するRFセンサ、光スポットを
記録膜のトラック上に形成するためのサーボセンサ、お
よびプリズム等の光学部品からなる光学ブロックであ
る。6はキャリッジで、光学ブロック5、対物レンズ3
およびレンズアクチュエータ4を搭載し、ディスク1の
半径方向に移動自在に摺動保持されている。7は対物レ
ンズ3を搭載したレンズアクチュエータ4をキャリッジ
6に対して支持する板バネである。8はボイスコイル形
のリニアモータで、キャリッジ6をディスク1の半径方
向に駆動する。80はスピンドルモータで、ディスク盤2
を回転させる。81はボイスコイル形のリニアモータで、
磁気ヘッド1をディスク盤2の半径方向に駆動する。11
はアームで磁気ヘッド1とリニアモータ81を連結してい
る。91はヨークで、ヨーク間に磁界を形成してリニアモ
ータ8の界磁を作るとともに、ガイドシャフト92、軸受
93とともにキャリッジ6を摺動保持する。94はヨーク
で、ヨーク間に磁界を形成してリニアモータ81の界磁を
作るとともに、キャリッジ6を摺動保持する。12、13は
ピックアップコイルで、鎖交する磁束の変化率、即ち鎖
交磁束の変流成分の大きさと周波数に比例した電圧が発
生し、対物レンズ3に対して対称かつディスク盤2の半
径方向の直線上に配置される。14、15は前置増幅器で、
それぞれピックアップコイル12および13の出力を増幅す
る。16、17は交流電圧検出回路で、入力された光流信号
の電圧、即ち実効値または平均値を出力し、例えば第1
図の破線で示したような簡単な半波整流回路によって実
現される。18は電圧比較器で、入力端子181、182、およ
び出力端子183を有し、入力端子181の電圧が同182の電
圧よりも大であるときには出力端子183に正の出力を出
力し、入力端子182の電圧が同181の電圧よりも大である
ときには出力端子183に負の出力を出力するもので、例
えば演算増幅器による減算回路によって実現できる。19
はサーボ制御器であり、位相補償器およびモータドライ
ブ回路から構成され、入力信号が正の時にはリニアモー
タ81をディスク盤2の中心方向へ駆動し、入力信号が負
の時にはリニアモータ81をディスク盤2の外周方向へ駆
動する。20は交流信号発生回路であり、一定周波数の交
流信号を発生する。21は切り替えスイッチで、入力端子
211および212、出力端子213を有する。23は磁気ヘッド
ドライブ回路であり、ディスク盤2への書き込みデータ
信号または交流信号発生回路20からの交流信号を、磁気
ヘッド1が十分な強さの磁界を発生し得る強さにまで増
幅する。
次に動作を説明する。まずデータ記録時においては、
切り替えスイッチ21は212側に接続され、記録すべき書
き込みデータ信号が、磁気ヘッドドライブ回路23を介し
て磁気ヘッド1の界磁コイル10を励磁し、書き込みデー
タ信号の1または0に応じてそれぞれ上または下向きの
磁界が界磁コイル10の直下に発生する。この書き込みデ
ータ信号は、光ディスク装置においては通常、RLL2,7変
調、あるいは4,15変調と呼ばれる方式で変調されてい
る。何れの方式においても変調後のデータ列は、0また
は1が連続する個数が有限であり、例えばRLL2,7変調に
よれば、1が連続することなく、0は2個以上7個以下
で連続する規則になっている。従ってRLL2,7変調を用い
た場合の磁気ヘッド1が発生させる磁界変化の基本波周
波数は、100100100100‥‥の時最も高く、データクロッ
クの2/3となり、1000000010000000‥‥の時最も低く、
データクロックの1/8となる。つまり磁気ヘッド1が発
生させる磁界は必ず交流成分を有し、その基本波周波数
は変調方式によって決まる範囲に限定される。そして磁
気ヘッド1による磁界の一部は、第1図のディスク盤2
の下側にも達し、ピックアップコイル12、13に起電力を
生じる。次にデータの非書き込み時、即ちデータ読み込
み時及びトラックアクセス時には切り替えスイッチ21は
211側に接続され、周波数一定の交流信号が、磁気ヘッ
ドドライブ回路23を介して磁気ヘッド1の介磁コイル10
を励磁し、交流磁界が界磁コイル10の直下に発生する。
そして磁気ヘッド1による磁界の一部は、第1図のディ
スク盤2の下側にも達し、ピックアップコイル12、13に
起電力を生じる。また、交流信号発生回路の周波数は、
データ記録時の磁気ヘッドの磁界の基本周波数変化の範
囲内の適当な値に選ばれる。従って、データの記録、読
みだし、トラックアクセスの何れの場合においても、以
下のような動作を行う。つまり、磁気ヘッド1の界磁コ
イル10が対物レンズのディスク盤2をはさんで直上にあ
れば、ピックアップコイル12、13の誘起電圧は等しくな
り、電圧比較器18の出力は0となり、サーボ制御器19の
出力も0となるので、リニアモータ81は駆動されない。
そしてトラックアクセス動作のためリニアモータ8がデ
ィスク盤2の中心方向へ移動すると、界磁コイル10とピ
ックアップコイル12との距離よりピックアップコイル13
との距離の方が近くなる。よってピックアップコイル12
の誘起電圧よりピックアップコイル13の誘起電圧の方が
高くなり、電圧比較器18の出力端子183には正の出力を
生じる。よってサーボ増幅器19によってリニアモータ81
はディスク盤2の中心方向へ駆動され、磁気ヘッド1も
同中心方向へ移動する。また、リニアモータ8がディス
ク盤2の外周方向へ移動すると、今度は界磁コイル10と
ピックアップコイル13との距離よりピックアップコイル
12との距離の方が近くなる。よってピックアップコイル
13の誘起電圧よりピックアップコイル12の誘起電圧の方
が高くなり、電圧比較器18の出力端子183には負の出力
を生じる。よってサーボ増幅器19によってリニアモータ
81はディスク盤2の外周方向へ駆動され、磁気ヘッド1
も同外周方向へ移動する。つまり、界磁コイル10の位置
が、対物レンズ3に対して相対的にディスク盤2の中心
側にずれた場合にはリニアモータ81は同中心側に駆動さ
れ、界磁コイル10の位置が、対物レンズ3に対して相対
的にディスク盤2の外周側にずれた場合にはリニアモー
タ81は同外周側に駆動され、界磁コイル10が常に対物レ
ンズの直上にくるように制御される。
なお、本実施例では交流電圧検出回路14および15に半
波整流回路を用いたが、第3図(a)のように自乗回路
140、低域ろ波器141、平方根回路142の組合せ、あるい
は同図(b)のように絶対値回路143、低域ろ波器141、
を組み合わせた回路によっても実現できる。この場合、
より正確な交流の実効値あるいは平均値電圧が得られ、
制御性能が向上する。なお、低域ろ波器141のカットオ
フ周波数は、磁気ヘッド1が発生させる磁界の最低基本
周波数より十分低く、かつ必要とされるサーボ帯域より
十分高い、適当な周波数に選ぶとよい。例えば、ディス
ク回転数40rps、1トラック当り18125バイトのフォーマ
ットのディスクに、RLL(2,7)変調により記録する場
合、最低基本波周波数は1.45MHz、トラックアクセスサ
ーボのサーボ帯域は通常数KHzもあれば十分であるか
ら、100kHz前後に設定すると良い。
また、第3図(c)のように交流電圧検出回路14、1
5、電圧比較器18をデジタル化し、これらの処理を全て
デジタル演算によって行うことも可能である。同図にお
いて、144、145はそれぞれ第1図の前置増幅器14および
15によって増幅された、ピックアップコイル12及び13の
誘起電圧をデジタル信号に変換するA/D変換器、146はデ
ジタル演算を行うCPU、147はデジタル信号をアナログ信
号に変換し、第1図におけるサーボ制御器19に出力する
D/A変換器である。CPU146では、例えば第3図(b)の
回路動作に相当する処理、つまり各々の入力信号の絶対
値演算を行った後、適当な時間Tの間の平均値を各々求
め、該平均値の差を求める演算を行い、演算結果をD/A
変換器147に出力する。該平均時間Tは、低域ろ波器141
のカットオフ周波数と同様に決定することができ、前記
フォーマットのディスクを用いるならば100kHz即ち10μ
s前後に設定すると良い。このようにデジタル化、ソフ
トウェア化することにより、調整箇所の削減や制御性能
のバラツキを抑えることができる。
ところで、レンズアクチュエータ4は一般にキャリッ
ジ6側に固定された永久磁石と対物レンズ側の可動コイ
ルとの組合せによる電磁コイルアクチュエータが一般的
である。従ってピックアップコイル12および13には磁気
ヘッド1からの磁束だけでなく、該電磁コイルアクチュ
エータの可動コイルによる磁束も鎖交し、起電圧を生じ
る。しかしピックアップコイル12および13に生じる該可
動コイルの磁束による起電圧は、対物レンズに対し互い
に等距離に設置されるため、ほぼ同位相、かつ同電圧で
ある。したがって該可動コイルの磁束による電圧成分は
電圧比較器18によって相殺され、出力端子183にはその
影響は生じない。しかし、該可動コイルの磁束による起
電圧が大きく、前置増幅器14および15が同電圧により飽
和した時や、ピックアップコイル12および13の取り付け
位置誤差により、同電圧成分が電圧比較器18によって完
全には相殺されないことも考えられる。このようなとき
は前置増幅器14および15の各々の入力に低域ろ波器を挿
入し、磁気ヘッド1の磁界による起電圧成分のみを前置
増幅器14および15に入力する構成にすればよい。この場
合、同ろ波器のカットオフ周波数は、磁気ヘッド1が発
生させる磁界の最低基本周波数より低く、かつ必要とさ
れるサーボ帯域より十分高い周波数とする。あるいは、
ピックアップコイル12および13を互いにその巻線の中心
軸が平行な状態を保ったまま傾け、該可動コイルによる
磁束鎖交数が少なくなるように設置するとよい。この場
合は電気回路の部品点数を増加させることなく、該可動
コイルによる影響を除去することができる。
[発明の効果] 上記のように、本発明によれば、キャリッジ上の対物
レッズに界磁コイルの磁界を検出する磁界検出手段を設
け、磁界検出手段からの出力によって磁気ヘッドの位置
を制御して対物レッズの直上へ保持するため、従来磁気
ヘッドとキャリッジを連結していたアームが不用とな
る。従って従来アームの可動範囲を確保するために必要
であった空間が不用となり、装置の小型化が可能となる
だけでなく、可動部質量が小さくなるため、キャリッジ
駆動用モータの小型化、あるいはトラックアクセス速度
の向上が可能となる。特に、界磁コイルによる磁界によ
って磁界検出手段に発生した起電圧成分をほとんど透過
し、界磁コイル以外の外部磁界によって磁界検出手段に
発生した起電圧成分をほとんど遮断するろ波器を磁界検
出手段からの信号が制御手段に入力されるまでの経路に
設けることにより、外部磁界の影響で磁界検出手段に発
生するノイズの制御手段への侵入を最小限に抑制できる
ので、対物レンズと界磁コイルとの間の位置合わせを精
度よく行うことができる。また第1の磁界検出手段と第
2の磁界検出手段とを対物レンズを挟んで対称に光磁気
ディスク盤の半径方向に配置することにより、特に対物
レンズを支持する電磁コイルアクチュエータからの漏洩
磁界に起因して第1の磁界検出手段および第2の磁界検
出手段とにほぼ均等に発生する起電力を制御手段で効率
よく相殺することができるので、制御手段が電磁コイル
アクチュエータからのノイズの影響を受けることをさら
に効率よく抑制でき、対物レンズと界磁コイルとの間の
位置合わせをより精度よく行うことができる、等の優れ
た効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における光磁気ディスク装置
の磁界変調用光ピックアップ部の構成図、第2図は第1
図の光磁気ディスク装置の側面図、第3図(a),
(b),(c)は同制御回路説明図、第4図(a),
(b)は光磁気記録方式の記録原理説明図、第5図
(a),(b),(c)は光磁気記録方式の記録原理説
明図、第6図(a),(b)は磁界変調による記録の原
理説明図、第7図(a),(b)は従来の光磁気ディス
ク装置における磁界変調用光ピックアップ部の構成図で
ある。 1……磁気ヘッド、2……光磁気ディスク盤、3……対
物レンズ、5……光学ブロック、6……キャリッジ、
8、81……リニアモータ、12、13……ピックアップコイ
ル、16、17……交流電圧検出回路、18……電圧比較器、
19……サーボ制御器、20……交流信号発生回路、21……
切り替えスイッチ、22……磁気ヘッドドライブ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−193346(JP,A) 特開 昭59−48803(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 11/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光磁気ディスク盤の一方の面に対向して、
    前記光磁気ディスク盤の半径方向に移動させられる対物
    レンズと、光磁気ディスク盤の他方の面に対向して、前
    記対物レンズの移動軌跡に対向する軌跡上を移動させら
    れる界磁コイルと、前記界磁コイルをその移動軌跡に沿
    って移動させる界磁コイルアクチュエータと、前記界磁
    コイルの磁界を検出する磁界検出手段と、前記磁界検出
    手段の出力に基づいて前記界磁コイルアクチュエータを
    制御し、前記対物レンズと前記界磁コイルとを対向させ
    る制御手段と、を備えた光磁気ディスク装置であって、
    前記磁界検出手段からの信号が前記制御手段に入力され
    るまでの経路に設けられ、前記界磁コイルによる磁界に
    よって前記磁界検出手段に発生した起電圧成分をほとん
    ど透過し、前記界磁コイル以外の外部磁界によって前記
    磁界検出手段に発生した起電圧成分をほとんど遮断する
    ろ波器を設けたことを特徴とする光磁気ディスク装置。
  2. 【請求項2】第1の磁界検出手段及び第2の磁界検出手
    段とを設け、前記第1の磁界検出手段と前記第2の磁界
    検出手段とを前記対物レンズを挟んで対称に光磁気ディ
    スク盤の半径方向に配置したことを特徴とする請求項1
    記載の光磁気ディスク装置。
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