JPS63160041A - 光磁気記録装置のバイアス磁界発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電磁石を用いて磁界を発生する磁界発生装置に
係シ、特に高速に磁界の極性を切ｐ換えることのできる
磁界発生装置に関する。

（従来の技術） 一般に、テープレコーダー等における磁気テープに情報
を記録、再生又は消去するには、磁気ヘッドを磁気テー
プに接触させて行うことができるため、磁気ヘッドの近
傍においてのみ所定の磁束密度が得られれば十分である
。従って、比較的小凰の電磁石を用いて磁気ヘッドを構
成することができ、しかも電磁石の応答性は良好に得ら
れる。

又、磁気ヘッドの左右両極間のギャップ等を調整するこ
とによシ、磁束を集中させることができるので、装置を
小壁化しても大きな磁束密度を得ることができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、近年情報の記録再生のための装置として
多用されつつある光磁気ディスク装置におけるバイアス
磁界発生用の電磁石においては、電磁石から数鰭離れて
もなお数百〜数ｋｏａの磁束密度が必要とされている。

これは、磁化媒体が磁気ディスク表面から１．２　ｔｗ
ｓ程度内側にあシ、さらに該ディスクが回転する際、同
ディスクの面振れによシ、ディスク面が垂直方向に１ｍ
程度上下動するので、磁化媒体を電磁石から２ｍ程度以
内に近づけることは困難であるからである。

したがりて、光磁気ディスク装置の場合においては、所
要の磁束密度を得るために比較的大きなｔ＠石を用いざ
るを得ない。

又、光磁気ディスクでは情報の記録時と消去時でバイア
ス磁界の方向を切換える必要がちシ、この記録再生の切
換えを迅速に行なわなければ情報の授受スピードが低下
するという不都合が生じる。

このため、従来から、駆動段において電磁石のコイルに
流れる電流を帰還させることにより、磁界の変化時にお
いては大きな電圧を電磁石のコイルの両端に印加し、磁
界の立上がシ後においては電磁石のコイルに適尚な電圧
を印加するという電流駆動段が用いられていた。

このような電磁石において、磁界の切換えを高速に行う
には線径の太いコイルを用いて、しかも巻数を少なくし
、且つこれに大電流を流す必要がある。−力、大きな磁
束を保持するにはアンペアターンをかせじことが必要で
あるが、発熱量を抑えるために小さな電流を流すように
すれば巻数を多くせざるを得ない。ところが、前述の電
磁石においては、磁界の切換えと保持とを１つのコイル
で行う構成としているため、コイルの巻数を多くすれば
高電圧電源が必要となって駆動段での消費電力が増え、
これとは逆にコイルの巻数を少くすれば電磁石での消費
電力が増え発熱量も増加するという問題が生じる。

本発明は以上のような従来の問題点を解消すべく成され
たもので、磁化方向の切換えが高速にでき、且つ大きな
磁束の保持を可能とし、しかも消費電力に無駄がなく発
熱を最小限に抑えることをできる磁界発生装置を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述した従来の問題点け、本発明のほぼ同一空間に磁界
を発生する複数のコイルが設けられた磁界発生装置であ
って、前記複数のコイルに第１のコイルとその外側に前
記第１のコイルよ多巻数の多い第２のコイルを含み、前
記第２のコイルの開放時に前記第１のコイルに通電し、
磁束が所定レベルに達した後、第２のコイルに通電する
ことによシ一定磁界を発生及び保持せしめる磁界発生装
置により解決することができる。

（作用） 上述した本発明の磁界発生装置においては、磁界発生手
段として用いた電磁石が内側に巻数の少い第１のコイル
とこの外側に巻数の多い第２のコイルを用いて構成され
ているため、第１のコイルは第２のコイルよりインダク
タンスが小さり、シかも直流抵抗が小さい。従って、こ
の第１のコイルに通電すれば、該電磁石に発生する磁界
Ｆｉ急激に立上る。一方、第２のコイルは比較的巻数が
多いため、この第２のコイルに小電流を流した場合でも
アンペアターンＦｉｆｆｌ有される。かぐして、上述の
ようなスイッチング操作によシ、第１のコイルを磁界立
上げ時、又は磁界方向の変換時に駆動させれば、これら
の動作を高速に行うことができる。又、第１のコイルに
より磁束が一定レベルにまで達した後、第２のコイルを
駆動させれば、前記磁束を保持することができる。

なお、第２のコイルは第１のコイルに比べてインダクタ
ンスが大きくなるおそれがあるが、この第２のコイルは
磁界を保持するために作用すれば十分であシ、特に不都
合は生じない。又、このように第１のコイルの外側に第
２のコイルを形成するという構成にすれば、複数のコイ
ルを並列的に配設したものに比べて装置全体の小型化に
有益である。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明するにあたり、第２
図及び第３図を参照して本発明の概念について説明する
。

第２図はその概念を示す構成例（以下概念例と称す）の
概略図であり、第３図は第２図に示すものの変更例であ
る。

第２図において、１は電磁石、ＬＡは第１のコイル、ｌ
ｂは第２のコイル、３はヨークである。

第１のコイルｌａは磁界立上げ時に用いられるものであ
り、第２のコイルｉｂよシ少い巻数でヨーク３に巻回さ
れている。又、第１のコイル１ａと第２のコイル１ｂは
、夫々第１スイツチ２ａ及び第２スイツチ２ｂを介して
相互に接続されており、さらにその一端はアースされ、
他端は電圧＋Ｖを印加できるようにされている。

このような構成において、磁界を発生するには、まず第
１スイツチ２ａをＯＮにして第１のコイル１ａに１！流
を流す。この第１のコイル１＆は、第２のコイル１ｂに
比ベインダクタンスが小さく、又直流抵抗が小さいので
、電圧＋Ｖを印加すると急激に電流が流れ、それに伴い
電磁石ｌに発生する磁界も急激に立上る。そして、一定
時間後、すなわち第１のコイル１ａによりて発生する磁
界或いは該コイルに流れる電流が規定レベルになったこ
とを検知した後に、第２スイツチ２ｂをＯＮにして第１
スイツチ２ａをＯＦＦ　Ｋすれば、俄２のコイル１ｂに
のみ電流が流れ電磁石ｌから発生す２ろ磁界が保持され
る。なお、保持すべき磁界の強さＫよシ第１のコイルＩ
ＩＬ及び第２のコイル１ｂの巻数、直流抵抗或いは電圧
＋Ｖを設定すればよい。

なお、上述のような構成は、第３図に示す構成に変更し
ても同様の作用を有する。第３図に示すものは第２図に
示すものをより簡単化したものであシ、第１のコイル１
ａ及び第２のコイル１ｂは連続的に電磁石１に巻回され
ておシ、第１のコイル１＆に相当するコイルの巻数が少
なくなるような位置で第１スイツチ２ａが接続されてい
る。そして、第１スイツチ２ａは第２のコイルＩｂ側の
端部に接続された第２スイツチ２ｂＫ連結され電圧＋Ｖ
を印加できるようにされている。又、第１のコイルＩｂ
側の端部はアースされている。

この変更例における作用は前記構成のものと同様である
が、前述の説明中第２スイッチ２ｂをＯＮにした後第１
スイツチ２ａを切ることにより、この変更例においては
第２のコイル１ｂと第１のコイルｌａに電流が流れて電
磁石ｌに発生する磁界が保持される。

なお上記２種の概念例においてはいずれも２つのコイル
か或いは２つに分離されたコイルが用いられているが、
巻回数或いは線径の様々異なるコイルを複数設け、これ
らコイルから適宜選択して磁界の立上げ速度を調整する
ことが可能である。

以下、上述のようなスイッチング動作の具体例としてト
ランジスタを使用したスイッチング回路について説明す
る。第４図はその概略図である。

第４図において、１は電磁石、１ａは第１のコイル、１
ｂは第２のコイルであり、第１のコイルｌａは第２のコ
イル１ｂよシ少なく巻回されてお９、従って前記と同様
の作用を有している。Ｔｒｉ！Ｌ＋Ｔｒ　　ｌｂ　　、
　　Ｔｒ２ａ　　　、　　Ｔｒ２ｂ　　　、　　Ｔｒ３
ａ　　、　　Ｔｒ３ｂ　　ｉよ　ト　ランジスタであり
、夫々スイッチング動作をすることができる。３はダイ
オードである。

以上のような構成から成るスイッチング回路の動作につ
いて第５図に示すタイミングチャートを合せて用い説明
すＳｏ 時刻ｔ０においては全てのトランジスタがＯＦＦの状態
になりておシ、コイルに電流が流れず磁界は発生しない
。次に時刻ｔｌで正磁界（第４図中上方向に発生する磁
界）を発生させるには、トランジスタＴｒｌａ、Ｔｒ２
ｂをＯＮにし、第１のコイル１ａに電圧を印加する。所
定の磁束密度が発生した時刻ｔ２においてトランジスタ
Ｔｒ　３　ｂをＯＮにし次いでトランジスタＴｒ　２　
ｂをＯＦＦにすることにより第２コイル１ｂを有効にし
磁界を保持する。時刻ｔ３においてトランジスタＴｒ　
３　ｂをＯＦＦにすることによシ磁界は消滅する。

一方、時刻ｔ４において逆方向の磁界を発生させるには
トランジスタＴｒｌｂ、Ｔｒ２ａをＯＮにし、第２コイ
ルｌｂに逆方向の電圧を印加して逆磁界を立上げ、その
後時刻１ｓにおいて、トランジスタＴｒ　３　ａをＯＮ
にし、次いでトランジスタＴｒ　２　ａをＯＮにして逆
方向の一定磁界を得る。時刻ｔ６でトランジスタをＯＦ
Ｆにすることにょシ磁界が消滅する。

なお、第４図中のダイオード３は電磁石１の磁界の変化
に伴って発生する誘起電圧を阻止するために設けられた
ものである。

又、トランジスタを完全なスイッチング動作とすると磁
界の消滅時において非常圧大きな誘起電圧が発生するの
で、これを防止するには磁界の消滅時のスイッチング時
間を長くする構成とすればよい。正逆両方向の磁束密度
に差異を持たせるためには、トランジスタの出力側に適
轟な抵抗を挿入することによりなし得る。

次に、本発明の具体的実施例について説明する。

第１図はその概略斜視図である。

同図において、５は主ヨークであり、この主ヨークの両
側にはサイドヨーク６．７が設けられており、これら主
ヨーク５及びサイドヨーク６．７の一端は板ヨーク４に
連結されている。主ヨーク５には、まず磁界立上げ用の
内側コイル９が巻回され、この外側には磁界保持用の外
側コイル１０が巻回されている。この内側コイル９及び
外側コイル１０は、前述した本発明の概念を示す構成例
（以下、概念例と称す）においてそれぞれ第１のコイル
及び第２のコイルに相当するものであシ、外側コイル１
ＯＶｉ内側コイル９より巻数が多く形成されている。主
ヨーク５は、図示のようにＴ字型に形成されており、こ
のような形状により、内側及び外側コイル９，１０の巻
回が容易になる。

上述の本実施例において内側コイル９１−を前記概念例
における第１のコイルに相当し、又外側コイルｌＯは第
２のコイルに相当する。従って、これら内側及び外側コ
イル９．ｔｏに前記概念例で用いたスイッチング回路を
接続することにより前記概念例同様、磁界の高速の立上
げ及び保持を行うことができる。又、他のスイッチング
素子としてＶＦＥＴ　、　ＧＴＯサイリスタ等を使用す
ることもできる。

しかして、本実施例においては巻数の少い内側コイル９
が主ヨーク５に対してより近接し、この内側コイル９の
外側に外側コイル１０が設けられている。このような構
成の利点とする所は、該内側コイル９が外側コイルＩＯ
Ｋ比べよシ直流抵抗が小さく、インダクタンスが低い点
にある。かくして、内側コイル９は高加速度的に磁界を
立上げるのに有効に作用し得る。なお、外側コイル１０
は所定の磁界を保持するよう作用すれば良いから、消費
電力の低減及び発熱量を抑えることを考慮して１巻数を
多くすると共に該コイルに流す電流を小さくすることに
よシ、アンペアターンをかせじようにすれば良い。

ちなみに、複数のコイルを磁界方向に並列的に配設した
場合と磁界立上げ用コイルを内側に設けその外側圧磁界
保持用コイルを設けた場合との比較例を第６図に示す。

図中、横軸は磁界の立上がシ時間を示し、縦軸は磁界の
強さを示し、Ａは本実施例装置、Ｂは従来装置を示す。

図に示されるように、例えばＰガウスの磁界は本実施例
装置においては従来装置に比べ略半分の時間で得られる
ことが理解される。

なお本実施例装置は光磁気ディスク等の記録媒体を介し
て対物レンズ等の収束用レンズに対向するよう設置され
る。よシ詳細には、主ヨーク５の磁極面の長手方向が光
磁気ディスクの半径方向に対応するよう設置される。従
って、本実施例装置は光磁気ディスク面の垂直方向に対
して装置の小型化が容易となる。

又、内側コイル９及び外側コイル１０に、夫々別々の電
圧電源を用いれば各コイルの巻数の比を大きくとらなく
てすむので誘起電圧を低くすることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の磁界発生装置によれば、
電磁石より数■離れた位置で大きな磁界を発生・保持し
得るにもかかわらず、極性の切換えを高速に行うことが
できる。このような装置は光磁気ディスクのように磁気
媒体に対して否接触で情報の記録・再生及び消去を行な
う場合に有益である。又、本発明は消費電力に無駄がな
く発熱を最小限に抑えることができる磁界発生装置を提
供し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気発生装置の実施例を示す概略斜視
図、第２図は本発明の概念を示す構成例の回路図、第３
図は第２図に示す構成例の変更例を示す回路図、第４図
はトランジスタを用いたスイッチング回路を示す図、第
５図は第４図におけるスイッチング動作のタイミングチ
ャート、第６図は複数のコイルを並列的に設けた場合と
磁界立上げ用のコイルの外側に磁界保持用のコイルを設
けた場合との磁界の立上り速度に関する比較を示す図で
ある。 ５・・・主ヨーク、９・・・内側ヨーク、１０・・・外
側ヨーク。 代理人　弁理士　山　下　積　平 第２図 第３図 第４図 苧 第５図 第６図 手続補正歯 昭和６２年　５月２９日 特許庁長官　　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 特願昭６１−３０６２２１号 ２、発明の名称 磁界発生装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 名　　　　称　　（ｔｏｏ）キャノン株式会社４、代理
人 住所　東京都港区虎ノ門五丁目１３番１号虎ノ門４０森
ビル氏名　（６５３８）　　弁理士　　山　　下　　穣
　　千ロ′−側５、補正の対象　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　−一明細書の特許請求の範囲及び
発明の詳細な説明の欄、−一 ６、補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 （２）　　明細書第５頁２〜１０行目の「ほぼ同一空間
に・・・磁界発生装置」を 「第１のコイルと、該第１のコイルの外側に巻回された
第１のコイルより巻数の多い第２のコイルと、前記第１
のコイルにまず通電し、この第１のコイルによる磁界の
立ち上りの後、前記第２のコイルに通電して一定の磁界
を保持するように動作する駆動手段とから成る磁界発生
装置」と訂正する。 （３）明細書筒５頁１２行目〜第６頁第１５行目の磁界
発生手段・・・小型化に有益である。」を「第１のコイ
ルは磁界立上げ時に用いられる。即ち、第１のコイルは
、第２のコイルよりコイルの巻数が少いため、第１のコ
イルは第２のコイルよりもインダクタンスが小さく、又
直流抵抗が小さいので、急激に電流が流れ、これによる
磁界も急激に立上る。 そして、第１のコイルに通電して磁界の立ち上り後、第
２のコイルに通電することにより、該第２のコイルにて
一定の磁界が保持せしめられる。 又・第１のコイルに通電した後、第２のコイルに通電す
る動作は上記駆動手段によって行なうことができる。 従って、上記構成の磁界発生装置においては、大磁界の
立ち上げを小さい電流にて、しかも高速に行なうことが
でき、立ち上り後の電流は確実に保持せしめられる。又
、このような構成によって、極性の切換を高速に行うこ
とが可能となる。」と訂正する。 特許請求の範囲 第１のコイルと、該第１のコイルの外側に巻回された第
１のコイルより’１８１の多い第２のコイルと、前記第
１のコイルにまず通電し、この第１のコイルによる磁界
の立ち上りの後、前記第２のコイルに通電して一定の磁
界を保持するように動作する駆動手段とから成る磁界発
生装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ほぼ同一空間に磁界を発生する複数のコイルが設けら
   れた磁界発生装置であって、 前記複数のコイルに第１のコイルとその外側に前記第１
   のコイルより巻数の多い第２のコイルを含み、前記第２
   のコイルの開放時に前記第１のコイルに通電し、磁束が
   所定レベルに達した後、第２のコイルに通電することに
   より一定磁界を発生及び保持せしめる磁界発生装置。