JPH06119602A - 磁気ヘッド駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気ヘッド巻線に流れる電流の向きを高速に
てスイッチングせしめることができる磁気ヘッド駆動回
路を提供する。 【構成】 スイッチング素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと
磁気ヘッド巻線１とからなるブリッジ回路の一方の接続
端子と＋極性の電源端子６とがインダクタ１０を介して
電気接続することにより、スイッチング制御器３の制御
によってスイッチング素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの導
通・非導通がそれぞれ制御されて磁気ヘッド巻線１の電
流の向きを反転する遷移過程の際、インダクタ１０に電
流の流れを維持する方向の誘起電圧が生じ、前記磁気ヘ
ッド巻線には供給電源電圧以上の電圧が印加されること
となり、消費電力を増やすことなく前記誘起電圧により
前記磁気ヘッド巻線には前記インダクタが無い場合に比
べて高い電圧を印加することとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気ヘッドにより磁性記
録媒体に情報を記録する磁気記憶装置や光磁気記憶装置
に用いられる磁気ヘッド駆動回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気ヘッドにより磁性記録媒体に
情報を記録する磁気記憶装置や光磁気記憶装置において
は情報の情報データの高速転送化の要望が市場において
高まり、その研究が盛んに行なわれている。その中で、
消去過程を経ることなく情報を直接重ね書きが可能な光
磁気記憶装置の方式の一例として磁界変調方式と呼ばれ
ているものがある。この磁界変調方式は光磁気媒体上に
昇温用レーザビームが照射されるとともに、この照射さ
れた照射部に対し前記光磁気媒体を挟んで対向させた磁
気ヘッドにより情報を記録している。その磁界変調方式
の光磁気記憶装置は情報データを正確に記録するため
に、磁気ヘッド駆動時における磁気ヘッド駆動回路の駆
動電流を高速反転化することが図られている。

【０００３】以下、前記磁界変調方式の光磁気記憶装置
に用いられている従来の磁気ヘッド駆動回路の一例につ
いて図６を用いて説明する。

【０００４】図６において、１はインダクタンスＬｃを
有する磁気ヘッド巻線であり、その磁気ヘッド巻線１は
磁気ヘッドの磁気コアに巻かれている。２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄはそれぞれスイッチング素子であり、そのスイ
チング素子２ａとスイッチング素子２ｃとを直列に電気
接続した第１の直列回路と、スイッチング素子２ａとス
イッチング素子２ｄとを直列に電気接続した第２の直列
回路とにより並列回路が形成されている。

【０００５】その並列回路は、スイチング素子２ａとス
イッチング素子２ｃとの第１の中間接続点には前記磁気
ヘッド巻線１の一方の端子７ａが電気的に接続され、ス
イッチング素子２ａとスイッチング素子２ｄとの第２の
中間接続点に磁気ヘッド巻線１の他方の端子７ｂが電気
的に接続されることにより、ブリッジ回路を形成するよ
うになっている。

【０００６】情報信号が入力される情報信号入力端子４
はスイッチング制御器３に電気的に接続されており、情
報信号はスイッチング制御器３により変調される。その
スイッチング制御器３には、一端側が各スイッチング素
子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにそれぞれ電気的に接続され
たスイッチング制御信号線８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの一
端側がそれぞれ電気的に接続されているので、前記スイ
ッチング制御器３により変調された各変調された情報信
号は、各スイッチング素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの制
御信号として各スイッチング素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２
ｄにそれぞれ入力されることとなる。

【０００７】その結果、スイッチング制御器３の出力に
よって各スイッチング素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのｏ
ｎ（閉路）／ｏｆｆ（開路）がそれぞれ制御されること
となる。

【０００８】６，９は定電圧源の電源端子であり、その
電源端子６には前記第１及び第２の直列回路の一方の接
続端子側、すなわち、スイッチング素子２ａ，２ｂ側の
接続端子が電気的にそれぞれ接続されるとともに、電源
端子９には磁気ヘッド巻線１の電流を制御せしめる電流
制御器５を介して前記第１及び第２の直列回路の他方の
接続端子側、すなわち、スイッチング素子２ｃ，２ｄ側
の接続端子が電気的にそれぞれ接続されている。

【０００９】以上のように構成された磁気ヘッド駆動回
路の動作を以下に説明する。情報信号入力端子４より出
力された情報信号はスイッチング制御器３により変調を
受けるとともに、その変調された情報信号は制御信号と
して各スイッチング制御信号線８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ
をそれぞれ通って各スイッチング素子２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄにそれぞれ導かれる。

【００１０】その時、スイッチング素子２ａ，２ｄが同
じ動作が行なわれる第１のスイッチ群となり、スイッチ
ング素子２ｂ，２ｃとが同じ動作が行われる第２のスイ
ッチ群となることにより、前記第１のスイッチ群と第２
のスイッチ群は差動的に動作されるようになっている。

【００１１】すなわち、前記変調された情報信号によっ
てスイッチング素子２ａ，２ｄがｏｎの状態となり、か
つ、スイッチング素子２ｂ，２ｃはｏｆｆの状態となる
ことにより、定電圧源の電圧が印加された電源端子６と
電源端子９間では、スイッチング素子２ａ，磁気ヘッド
巻線１，スイッチング素子２ｄ，電流制御器５の順に電
流が流れていく第１の導通状態となる。

【００１２】逆に、スイッチング素子２ａ，２ｄがｏｆ
ｆの状態となり、スイッチング素子２ｂ，２ｃはｏｎの
状態となることにより 、前記定電圧源の電圧が印加さ
れた電源端子６と電源端子９との間では、スイッチング
素子２ｂ，磁気ヘッド巻線１，スイッチング素子２ｄ，
電流制御器５の順に電流が流れていく第２の導通状態と
なる。

【００１３】したがって、前記第１の導通状態と第２の
導通状態においては、磁気ヘッドの磁気ヘッド巻線１に
流れる電流の向きは互いに反対方向となり、前記磁気ヘ
ッドに発生する磁界の極性も互いに反対方向となるの
で、前記磁気ヘッドによって磁化される磁性記録媒体
は、互いに磁化方向が反対方向に磁化されることとな
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような磁気ヘッド駆動回路の構成では、磁気ヘッド巻線
１に流れる電流のスイッチング時間は、磁気ヘッド巻線
１のインダクタンスと、電源端子６と電源端子９との間
の電圧によって制限されることとなり、磁気ヘッド巻線
に流れる電流を更に高速にスイッチング制御することは
困難となっていた。

【００１５】すなわち、インダクタンスＬｃを有する磁
気ヘッド巻線１に流れる電流値が定常電流値−Ｉｗから
極性の異なる定常電流値＋Ｉｗまで変化する為のスイッ
チング所要時間をΔｔとすると、ヘッド巻線１の両端に
印加される所要電圧Ｅｃは、Ｅｃ＝２Ｌｃ・Ｉｗ／Δｔ
で与えられる。

【００１６】その場合、Ｌｃ＝２μＨ，Ｉｗ＝１５０ｍ
Ａ，Δｔ＝２０ｎｓｅｃの条件では、磁気ヘッド巻線１
に印加される所要電圧ＥｃはＥｃ＝３０Ｖにもなるとと
もに、実際の磁気ヘッド駆動回路の磁気ヘッド巻線１に
発生する逆起電力・巻線抵抗による損失・電流制御器５
にそれぞれ印加される電圧等を考慮に入れる必要性があ
り、磁気ヘッド駆動回路における定電圧源の所要電圧と
してはさらに高くなるものとなっている。

【００１７】したがって、磁気ヘッド巻線１に印加でき
る電圧が限られている時、スイッチング時間をより高速
にすることは困難となる。磁気ヘッド巻線１の巻線抵抗
による損失分や電流制御器５に印加される電圧分を４．
５Ｖとした場合、定電圧源の電圧が１２Ｖ，Ｌｃ＝２μ
Ｈ，Ｉｗ＝１５０ｍＡの時には、スイッチング時間Δｔ
は８０ｎｓｅｃ程度しか得ることができない。

【００１８】このような磁気ヘッド駆動回路を用いて、
磁性記録媒体を磁化した場合、その磁性記録媒体の磁化
は磁気ヘッド巻線１に流れる電流の向きと対応するが、
スイッチング時間Δｔが大きいと磁性記録媒体の磁化の
向きが互いに反対となる境界部分での磁化があいまいと
なり、記録情報を読み出したときの雑音が大きくなるた
め、高速に磁気記憶媒体に記録することができない。

【００１９】本発明はこのような従来技術の問題点を解
決し、磁気ヘッド駆動回路に供給される定電圧源の電圧
が低い場合においても、磁気ヘッド巻線に流れる電流の
高速スイッチングが可能な磁気ヘッド駆動回路を提供す
ることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気ヘッド駆動
回路は、インダクタを介して定電圧源に磁気ヘッド巻線
を電気接続し、その磁気ヘッド巻線に流れる電流の方向
を記録すべき信号に応じてスイッチング手段により異な
る方向に切り換えられるものである。

【００２１】

【作用】本発明の磁気ヘッド駆動回路は上記構成によ
り、インダクタを介して定電圧源に磁気ヘッド巻線を電
気接続されているので、前記磁気ヘッド巻線に流れる電
流の向きが反転する遷移過程の際、インダクタには電流
の流れを維持する方向の誘起電圧が生じ、前記磁気ヘッ
ド巻線には供給電源電圧以上の電圧が印加されることと
なる。その結果、消費電力を増やすことなく、前記誘起
電圧により前記磁気ヘッド巻線には前記インダクタが無
い場合に比べて高い電圧を印加することができ、前記磁
気ヘッド巻線に流れる電流を高速でスイッチングするこ
とができる。

【００２２】

【実施例】以下本発明の一実施例の磁気ヘッド駆動回路
について、図１〜図５を参照しながら説明する。尚、図
中、図６に示す従来例と同様な部分には同符号を付して
説明を省略する。

【００２３】図１は本実施例における磁気ヘッド駆動回
路の回路図であり、図６に示す従来例と異なる点は、各
スイッチング素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び磁気ヘッ
ド巻線により構成されたブリッジ回路のスイッチング素
子２ａ，２ｂ側の接続端子と電源端子６との間にインダ
クタンスＬを有するインダクタ１０が配設された点であ
る。

【００２４】又、本実施例の磁気ヘッド駆動回路におい
ては、ダイオード１２が前記インダクタ１０に対して並
列に電気接続されている。すなわち、全てｏｆｆ状態と
なっていたスイッチング２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが前記
第１あるいは第２の導通状態に立ち上がった際、このダ
イオード１２が設けられていないと、磁気ヘッド駆動回
路の電流が定常電流Ｉｗに達するまでの立ち上がり期間
が長くなり、磁気ヘッド巻線１による充分な磁性記録媒
体の磁化が出来るまでに時間がかかると言う問題が生じ
ていたが、ダイオード１２が設けられることにより、前
記定常電流Ｉｗに達するまでの立ち上がり期間が非常に
短くなり、磁気ヘッド巻線１による充分な磁性記録媒体
の磁化が迅速に出来るようになった。

【００２５】以上のように構成された磁気ヘッド駆動回
路の動作・作用を図１〜図５を参照しながら説明する
と、図１において、情報信号入力端子４の情報信号はス
イッチング制御器３により変調を受けるとともに、その
変調された情報信号は各スイッチング制御信号線８ａ，
８ｂ，８ｃ，８ｄをそれぞれ通って各スイッチング素子
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにそれぞれ導かれる。

【００２６】その各スイッチング素子２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄは、図６に示す従来例と同様に、スイッチング
素子２ａ，２ｄがｏｎの状態となり、かつ、スイッチン
グ素子２ｂ，２ｃはｏｆｆの状態となってインダクタ１
０，スイッチング素子２ａ，磁気ヘッド巻線１，スイッ
チング素子２ｄ，電流制御器５の順に電流が流れていく
前記第１の導通状態、あるいは、スイッチング素子２
ａ，２ｄがｏｆｆの状態となり、かつ、スイッチング素
子２ｂ，２ｃはｏｎの状態となってインダクタ１０，ス
イッチング素子２ｂ，磁気ヘッド巻線１，スイッチング
素子２ｄ，電流制御器５の順に電流が流れていく前記第
２の導通状態となる。尚、電流制限器５は単に抵抗であ
っても構わないし、ＦＥＴやトランジスタ等の能動素子
を用いた定電流回路のように従来公知の技術で構成され
て良いことは言うまでもない。

【００２７】次に、前記インダクタ１０の詳細な動作・
作用を図２〜図５を用いて説明する。

【００２８】図２は、各スイッチング素子２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄが第１の導通状態となっている磁気ヘッド駆
動回路のを示すものである。

【００２９】その磁気ヘッド駆動回路において、Ｌはイ
ンダクタ１０のインダクタンス、Ｌｃは磁気ヘッド巻線
１のインダクタンス、Ｒは磁気ヘッド巻線１の抵抗値と
電流制御器５の抵抗値を含む抵抗値、Ｅは磁気ヘッド駆
動回路に供給される定電圧源の電圧、ｉ(ｔ)は磁気ヘッ
ド巻線１に流れる電流に等しく、かつ、時間ｔの関数と
して表わす磁気ヘッド駆動回路の電流とそれぞれする
と、その磁気ヘッド駆動回路の対する回路方程式は、

【００３０】

【数１】

【００３１】のようになる。その（数１）を、さらに過
渡応答を考えるためにラプラス変換した場合において、
ｓは虚数単位ｊと角周波数ωによるｓ＝ｊωの関係とな
るラプラス演算子、Ｉ(ｓ)はｉ(t)に対するプラスス変
換、Ｉ(＋０)はＩ(ｓ)の初期値とそれぞれすると、

【００３２】

【数２】

【００３３】が得られ、その（数２）における等価回路
図は図３となる。その（数２）に初期値としてＩ(＋０)
＝Ｅ/Ｒを代入して変形すると、

【００３４】

【数３】

【００３５】が得られる。さらに、その（数３）を、過
渡応答を考えるために逆変換した場合において、ｋは磁
気ヘッド巻線１のンダクタンスＬｃに対するインダクタ
１０のインダクタンスＬの倍率を表わすパラメータ、時
定数τ≡Ｌｃ/Ｒ、Ｌ＝ｋＬｃとすると、

【００３６】

【数４】

【００３７】が得られる。（数４）において、ｋ＞＞１
すなわちＬ＞＞Ｌｃとすると、

【００３８】

【数５】

【００３９】が得られる。一方、図６に示された従来例
における磁気ヘッド駆動回路の電流スイッチングに対す
る過渡応答は、（数４）において、ｋ＝０すなわちＬ＝
０とすることにより、

【００４０】

【数６】

【００４１】が得られる。図４において、図中の縦軸は
磁気ヘッド巻線の電流ｉ(ｔ)、横軸はｔ／τとしてそれ
ぞれ表わされたヘッド巻線電流反転時の過渡応答を示め
す特性図あり、図中の５１はｋ＝９を（数４）に代入し
たときの特性線であり、又、図中の５２は図６に示す従
来例としてｋ＝０を（数４）に代入したときの特性線、
すなわち、（数６）による特性線を示す。

【００４２】さらに、特性線５１における磁気ヘッド巻
線の電流ｉ(ｔ)は、（数４）に代入するｋの値が大きく
なる程矢印Ａ方向に近づき、ｋ＞＞１では（数５）に表
わされたように時間的に一定値Ｅ／Ｒとなる特性線５３
を示す。

【００４３】すなわち、ｋの値を大きくするほど、ヘッ
ド巻線電流ｉ(ｔ)はインダクタを付加するとによって磁
気ヘッド巻線１のインダクタンスＬｃの影響が小さくな
るとともに、スイッチング所要時間Δｔがゼロに近づ
く。現実には、スイッチング時間Δｔがゼロになること
はなく、種々の損失による有限の値を持つ。

【００４４】図５は磁気ヘッド駆動回路におけるタイミ
ング図であり、１３，１４はスイッチング制御器よりス
イッチング制御信号線８ａ，８ｄをそれぞれ介してスイ
ッチング素子２ａ，２ｄへ出力される第１及び第２の制
御信号であり、１５，１６はスイッチング制御器よりス
イッチング制御信号線８ａ，８ｄをそれぞれ介してスイ
ッチング素子２ｂ，２ｃへの第３及び第４の制御信号で
ある。１７は電源端子６における電圧波形であり、各ス
イッチング素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの遷移ごとに、
インダクタ１０により生じた誘起電圧に起因する定電圧
源の電圧Ｅよりも高い電圧Ｖｐが電源端子６に印加され
ている。

【００４５】１８は磁気ヘッド巻線１に流れる電流ｉ
(ｔ)の電流波形であり、この電流波形は、前記第１の導
通状態における電流ｉ(ｔ)＋と前記第２の導通状態にお
ける電流ｉ(ｔ)−との差で得られる。電流ｉ(ｔ)に添字
として付した＋は前記第１の導通状態における磁気ヘッ
ド巻線１の電流ｉ(ｔ)の向きを示し、電流ｉ(ｔ)に添字
として付した−はその逆向きである前記第２の導通状態
における電流ｉ(ｔ)の向きを示したものである。

【００４６】本実施例における一例として、定電圧源の
電圧Ｅ＝１２Ｖ、インダクタ１０のインダクタンスＬ＝
５．６μＨ、磁気ヘッド巻線１のインダクタンスＬｃ＝
１.８μＨ、電流ｉ(ｔ)の電流値Ｉｗ＝１５０ｍＡの場
合、スイッチング時間Δｔ＝２０ｎｓｅｃを得た。ま
た、この時、電源端子６には定電圧源の電圧Ｅのおよそ
３倍の３６Ｖのピーク電圧Ｖｐ（図５に示す）を有する
電圧が発生しているので、磁気ヘッド巻線１に流れる電
流ｉ(ｔ)を高速でスイッチングすることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明の磁気ヘッド駆動回
路は、インダクタを介して定電圧源に磁気ヘッド巻線を
電気接続し、その磁気ヘッド巻線に流れる電流の方向を
記録すべき信号に応じてスイッチング手段により異なる
方向に切り換えられるものであるので、磁気ヘッド巻線
に流れる電流の向きを反転する遷移過程の際、前記イン
ダクタには電流の流れを維持する方向の誘起電圧が生
じ、前記磁気ヘッド巻線には供給電源電圧以上の電圧が
印加されることとなる。その結果、消費電力を増やすこ
となく、前記誘起電圧により前記磁気ヘッド巻線には前
記インダクタが無い場合に比べて高い電圧を印加するこ
とができるので、前記磁気ヘッド巻線に流れる電流を高
速にスイッチングするできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における磁気ヘッド駆動回路
の回路図

【図２】本発明の一実施例における磁気ヘッド駆動回路
の基本回路図

【図３】本発明の一実施例における磁気ヘッド駆動回路
の等価回路図

【図４】本発明の一実施例における磁気ヘッド駆動回路
の特性図

【図５】本発明の一実施例における磁気ヘッド駆動回路
のタイミング図

【図６】従来のヘッド駆動回路の回路図

【符合の説明】

１ 磁気ヘッド巻線 ２ａ スイッチング素子 ２ｂ スイッチング素子 ２ｃ スイッチング素子 ２ｄ スイッチング素子 ３ スイッチング制御器 ４ 情報信号入力端子 ６ 電源端子 ７ａ 端子 ７ｂ 端子 ９ 電源端子 １０ インダクタ １２ ダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インダクタを介して定電圧源に磁気ヘッド
   巻線を電気接続し、その磁気ヘッド巻線に流れる電流の
   方向を記録すべき信号に応じてスイッチング手段により
   異なる方向に切り換えられることを特徴とした磁気ヘッ
   ド駆動回路。