(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光磁気ディスク装置に用いられる磁界変調用の磁気ヘッド駆動回路であって、光磁気ディスクに記録するピットの間隔に応じて、光パルスを照射するタイミングに合わせたパルス状の駆動電流を発生するスイッチング回路と、前記パルス状の駆動電流を光パルスの照射タイミングで最大磁界が得られるような正弦波電流であって、前記光パルスを照射するタイミングでの最大磁界の極性が逐次反転しているときと連続しているときの平均電流が略同一となるように周波数を変調した正弦波電流に変換する変換回路とを備えていることを特徴とする光磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動回路。
【請求項２】
前記変換回路の前記駆動電流に対する前記磁気ヘッドに流れる電流の伝達関数が位相直線型フィルタを形成することを特徴とする
請求項１記載の光磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動回路。
【請求項３】
前記パルス状の駆動電流のパルス幅がパルス発生周期の６０〜８０％であることを特徴とする
請求項１記載の光磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動回路。
【請求項４】
前記スイッチング回路が、複数の定電流スイッチング回路を並列接続した構成を有し、それぞれの定電流スイッチング回路から得られるパルス電流の合成電流を前記駆動電流とすることを特徴とする
請求項１記載の光磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、光磁気ディスク装置に用いられる磁界変調用の磁気ヘッド駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気ディスクは磁界変調記録による大容量化が可能で転送速度が比較的高速であり、信頼性（保存性）にも優れていることから、将来の主要な記憶装置と目されている。近年の大容量化に伴い、それに見合った高速データ転送のために、表面記録型の光磁気ディスク装置の研究開発が精力的に行われている。
【０００３】
表面記録型の光磁気ディスク装置は、光の照射側から磁界を印加する方式を用い、レンズとコイルを一体化することができる。このため、コイルの小型化が可能であり、コイルのインダクタンスを小さくすることができる。その結果、磁気ヘッドの磁化反転速度、ひいてはデータ転送速度の高速化が可能となる。
【０００４】
しかしながら、表面記録型の光磁気ディスク装置の磁気ヘッドは、めっき技術等の薄膜技術を用いて直径数百μｍ程度の大きさに作られることから、直流抵抗が大きくなり、発熱が大きくなる欠点を有する。記録媒体と磁気ヘッドとの間に流れる空気流によって磁気ヘッドが冷却されるが、それでも磁気ヘッドの温度は１００度以上になり、記録媒体に無用の熱を与えたり、レンズ等の光学系に歪を与えたりする問題が発生する。したがって、この発熱をいかに抑えるかが需要な課題である。
【０００５】
従来の光磁気ディスク装置では、磁気ヘッドに矩形パルス電圧を印加してインダクタンスに強制的に電流を流す駆動方法が一般的であった。これに対して、例えば特開昭５４−２５７１５号公報に記載されているように、磁気ディスクや磁気テープ等の磁気記録では、磁気ヘッドの消費電力を下げるためにパルス状の（間欠的な）電流を磁気ヘッドに供給する駆動方法が採用されてきた。
【０００６】
光磁気ディスクの記録方法においても、例えば特許２８０３８４１号に開示されているように、パルス磁界を用いた記録方法がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、可換（リムーバブル）記録媒体である光磁気ディスクは外気との交流によって塵埃が記録面に付着する可能性がある。塵埃による記録面の損傷を防ぐためには、磁気ヘッド（及び光学レンズ等）を光磁気ディスクの記録面から数１０μｍ程度離した状態で光磁気ディスクを回転させることが好ましい。この場合は、スライダを用いた浮上方法に比べて光ビームの広がりが大きくなり、それに応じて磁気ヘッドのコイルが大きくなる。その結果、全発生磁束量に比例するコイルのインダクタンスが大きくなるので、パルス状の電流を磁気ヘッドに供給する駆動方法が難しくなる。
【０００８】
本発明は、上記のような従来の問題点に鑑み、磁気ヘッドの駆動電流供給回路を工夫することにより、インダクタンスの大きい磁気ヘッドでも消費電力の低減を可能にすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による光磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動回路は、光磁気ディスク装置に用いられる磁界変調用の磁気ヘッド駆動回路であって、光磁気ディスクに記録するピットの間隔に応じて、光パルスを照射するタイミングに合わせたパルス状の駆動電流を発生するスイッチング回路と、前記パルス状の駆動電流を光パルスの照射タイミングで最大磁界が得られるような正弦波電流であって、前記光パルスを照射するタイミングでの最大磁界の極性が逐次反転しているときと連続しているときの平均電流が略同一となるように周波数を変調した正弦波電流に変換する変換回路とを備えていることを特徴とする。このような駆動回路を用いることにより、十分な磁界が必要な光パルス照射タイミングにおいて最大磁界となり、それ以外の磁界が不要な期間では駆動電流を小さく抑えることにより、全体として磁気ヘッドの消費電力を低減することができる。
【００１１】
好ましくは、前記変換回路の前記駆動電流に対する前記磁気ヘッドに流れる電流の伝達関数が位相直線型フィルタを形成する。位相直線型フィルタは遅延時間が周波数に対して略一定、言い換えれば、位相が周波数に対して直線的に変化するフィルタである。このような伝達関数を有する変換回路を用いることにより、正弦波電流のピークを光パルスの照射タイミングに合わせる制御が容易になる。
【００１２】
また、前記パルス状の駆動電流のパルス幅がパルス発生周期の６０〜８０％であることが好ましい。パルス幅をパルス発生周期の例えば７０％に設定すれば、連続的な駆動電流を供給する場合に比べて磁気ヘッドの消費電力は約半分になる。
【００１３】
更に、前記スイッチング回路が、定電流スイッチング回路を並列接続した構成を有し、それぞれの定電流スイッチング回路から得られるパルス電流の合成電流を前記駆動電流とすることが好ましい。このような構成によれば、２つの定電流スイッチング回路に流れるパルス電流をライトクロック信号によって切り替えることにより、容易に磁気ヘッドの駆動電流を発生することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の磁気ヘッド駆動方法における磁気ヘッドに流れる電流（以下、ヘッド電流という）を従来の駆動方法におけるヘッド電流と比較して示す図である。従来の矩形パルス駆動にあっても、図１（ａ）に示すように、ヘッド電流は正弦波状になっていた。磁気ヘッドのインダクタンス成分により高周波成分が流れないためである。
【００１５】
しかし、データパターンによって直流電流が連続する部分１１があった。この部分における磁気ヘッドの消費電力Ｐｈ（Ｗ）は、ヘッド電流をＩｈ（Ａ）、ヘッド抵抗をＲｈ（Ω）とすると、Ｐｈ＝Ｉｈ×Ｉｈ×Ｒｈとなる。これに対して、正弦波電流が流れる部分１２における磁気ヘッドの消費電力Ｐｈ（Ｗ）は、Ｐｈ＝（Ｉｈ／√２）×（Ｉｈ／√２）×Ｒｈ＝Ｉｈ×Ｉｈ×Ｒｈ／２となり、直流電流が連続する部分１１における消費電力の半分になる。
【００１６】
図１（ｂ）に示す本発明の磁気ヘッド駆動方法におけるヘッド電流は、（ｃ）に示す光パルスと同期して最大磁界が得られるように変化する。つまり、（ａ）に示した従来の駆動方法のように直流電流が連続する部分１１が無く、データパターンにかかわらず平均電流が７０％に抑えられている。したがって、磁気ヘッドの消費電力、すなわち発熱量は半分になる。
【００１７】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る磁気ヘッド駆動回路を示す回路図である。磁気ヘッド２１は、インダクタンス成分ＬＨと直流抵抗成分ＲＨとの直列回路として示されている。磁気ヘッド駆動回路は、第１及び第２の定電流スイッチング回路２２及び２３を並列接続してなるスイッチング回路と、その出力電流であるパルス状の駆動電流を正弦波電流に変換する変換回路２４とを備えている。
【００１８】
図３は、図２の磁気ヘッド駆動回路における各部の電圧又は電流の波形を示す図である。この波形図を参照しながら、図２の磁気ヘッド駆動回路の動作を説明する。
【００１９】
図２において、第１の定電流スイッチング回路２２は一対のトランジスタＴｒ１及びＴｒ２を有し、これらのトランジスタのエミッタとグランドとの間に第１の定電流源（定電流Ｉ０）が接続されていると共に、コレクタは抵抗ＲＬを介して電源電圧ＶＨに接続されている。一対のトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のベースには、ライトデータ信号ＷＤＴ及びライトクロック信号ＷＣＬＫから第１のＡＮＤ（論理積）ゲートで生成された互いに逆極性のスイッチングパルスが与えられる。その結果、一対のトランジスタＴｒ１及びＴｒ２には、図３に示す互いに逆極性のコレクタ電流Ｉ１ａ及びＩ２ａが流れる。
【００２０】
また、第２の定電流スイッチング回路２３は一対のトランジスタＴｒ３及びＴｒ４を有し、これらのトランジスタのエミッタとグランドとの間に第２の定電流源（定電流Ｉ０）が接続されている。一方のトランジスタＴｒ３のコレクタは第１の定電流スイッチング回路２２のトランジスタＴｒ１のコレクタに接続され、他方のトランジスタＴｒ４のコレクタは第１の定電流スイッチング回路２２のトランジスタＴｒ２のコレクタに接続されている。一対のトランジスタＴｒ３及びＴｒ４のベースには、ライトデータ信号の反転信号＊ＷＤＴ及びライトクロック信号ＷＣＬＫから第２のＡＮＤゲートで生成された互いに逆極性のスイッチングパルスが与えられる。その結果、一対のトランジスタＴｒ３及びＴｒ４には、図３に示す互いに逆極性のコレクタ電流Ｉ１ｂ及びＩ２ｂが流れる。
【００２１】
図２に示すように、第１の定電流スイッチング回路２２のトランジスタＴｒ１のコレクタ電流Ｉ１ａと第２の定電流スイッチング回路２３のトランジスタＴｒ３のコレクタ電流Ｉ１ｂとの合成電流がＩ１となる。同様に、第１の定電流スイッチング回路２２のトランジスタＴｒ２のコレクタ電流Ｉ２ａと第２の定電流スイッチング回路２３のトランジスタＴｒ４のコレクタ電流Ｉ２ｂとの合成電流がＩ２となる。そして、第１及び第２の定電流スイッチング回路２２及び２３の合成電流であるＩ１及びＩ２の差電流ＩＨが磁気ヘッド２１の駆動電流となる。
【００２２】
これらの電流Ｉ１ａ、Ｉ１ｂ、Ｉ１、Ｉ２ａ、Ｉ２ｂ、Ｉ２及びＩＨの関係は、図３に示すとおりである。ライトクロック信号ＷＣＬＫが低（Ｌ）レベルのときは、第１及び第２の定電流スイッチング回路２２及び２３の定電流源はＩ１、Ｉ２として均等に電流を供給している。ライトクロック信号ＷＣＬＫが高（Ｈ）レベルのときは、ライトデータ信号ＷＤＴの極性に応じて、一方の定電流スイッチング回路の定電流源のみから電流が供給される。
【００２３】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る磁気ヘッド駆動回路を示す回路図である。また、図４の磁気ヘッド駆動回路における各部の電圧及び電流の波形を図５に示す。図２に示した第１の実施形態では、ライトクロック信号ＷＣＬＫが高（Ｈ）レベルのときに、第１及び第２の定電流スイッチング回路２２及び２３の一方のトランジスタのみに負担がかかり、電力消費が分散されない欠点があった。トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４は、通常数ワットの電力を消費している。例えばＩ０＝１００ｍＡ、Ｖｃｅ＝２０Ｖのとき、消費電力は２Ｗとなる。
【００２４】
図４に示す第２の実施形態の回路構成では、第１及び第２の定電流スイッチング回路２２及び２３の各トランジスタに駆動電流が略均等に流れるように構成されている。具体的には、ライトデータ信号ＷＤＴ及びライトクロック信号ＷＣＬＫからＥＯＲ（排他的論理和）ゲートで生成された互いに逆極性のスイッチングパルスが第１の定電流スイッチング回路２２の一対のトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のベースに与えられている。また、ライトデータ信号ＷＤＴからバッファゲート（ＢＵＦ）で生成された互いに逆極性のスイッチングパルスが第２の定電流スイッチング回路２３の一対のトランジスタＴｒ３及びＴｒ４のベースに与えられている。
【００２５】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る磁気ヘッド駆動回路を示す回路図である。この回路構成では、一段の電流切替回路を設け、ライトクロック信号ＷＣＬＫがＬレベルのときに電流をバイパスする構成としたものである。この場合、トランジスタＴｒ５のコレクタ電流Ｉ３は電源電圧ＶＨより低い電源電圧ＶＬから供給することができるので、回路全体として消費電力の低減に寄与する。しかし、定電流スイッチング回路２２の一対のトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のコレクタ電流Ｉ１及びＩ２の合成電流は一定でないため、不要輻射（ＥＭＩ）防止用のコモンモードチョークを挿入できないという問題が生ずる。この問題を解決するために、電源電圧ＶＬから供給されるトランジスタＴｒ５のコレクタ電流Ｉ３をライトクロック信号ＷＣＬＫで制御することにより、コモンモードチョーク２５に流れる電流を一定としている。
【００２６】
図７は、パルス状の駆動電流波形と正弦波基本成分との関係を示す図である。（ａ）は直流成分がゼロの場合を示し、（ｂ）は直流成分が重畳されている場合を示している。駆動電流がプラスからマイナスに変化する場合（パターン１）、及び、マイナスからプラスに電流が変化する場合（パターン２）のいずれのパターンにおいても、パルスの振幅よりも基本波のピークが２０％程度大きくなっている範囲がある。このことは、磁界を一定期間のみ必要とする光磁気記録にとって都合がよく、ヘッド電流を更に低減することができる。例えば８０％の電流で済めば、消費電力を６４％に低減することができる。
【００２７】
線形理論から、どのようなランダム波形であっても上記の２つのパターンを考慮すれば十分であり、この場合、パルス発生間隔の７０〜８０％程度の範囲（図７ではｄ／Ｔ＝０．３５）が２つのパターンにおいて同等の振幅を有する。ただし、パターン２の基本波はパターン１の基本波の２倍の周波数であるので、変換回路２４のフィルタの減衰特性の影響を受けて振幅が減少する。したがってフィルタ特性にもよるが、パルス幅はパルス発生間隔の６０〜８０％程度の範囲が実用的である。
【００２８】
図２、４又は６において、スイッチング回路から供給されるパルス状の駆動電流は、変換回路２４によって正弦波電流に変換され、磁気ヘッド２１に流れる電流となる。変換回路２４は、一対のインダクタンスＬａ及びＬａ’と一対の静電容量Ｃａ及びＣｂからなるＬＣフィルタ回路である。インダクタンスＬａ及びＬａ’は、配線用のＦＰＣ（フレキシブルプリント回路基板）の配線インダクタンスを含む。駆動回路側の静電容量ＣｂはトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４の出力容量を含む。磁気ヘッド２１側の静電容量ＣａはＦＰＣ等の配線容量を含む。この変換回路２４の設計方法について以下に説明する。
【００２９】
図８は、磁気ヘッド２１と変換回路２４を含む駆動回路に関する実際の回路と理論値に基づく設計回路とを示している。（ａ）は実際の回路であり、（ｂ）は理論値に基づく設計回路である。
【００３０】
ピーク電流となる位置を変動させずに制御するためには、変換回路２４が位相直線型の（遅延時間が一定で波形歪が少ない）ＬＣフィルタであることが好ましい。そのＬＣ値は多くの形式が理論的に計算されている。例えば、マグロウヒル社刊「電子フィルタ」回路設計ハンドブックの５４６ページ及び５４７ページには、０．０５度位相リップルフィルタ（Ｆｃ＝１／２／π）の定数例が図９に示すように記載されている。
【００３１】
図９から分かるように、同一のカットオフ周波数において、４次では磁気ヘッドのインダクタンス成分ＬＨとして若干大きい値（８．６％）が許容され、更にＣ５は約２倍（図９中の（ｂ）／（ａ））の静電容量が許容される。Ｃ５は磁気ヘッドと駆動回路との間のＦＰＣ等の配線容量（分布容量）に引き当てることができるので、この許容値が大きいことは実装面で大きなメリットとなる。なお、６次になると、Ｃ１が非常に小さくなるので、駆動回路（スイッチング回路）のトランジスタの出力容量等の条件が厳しくなる。したがって、４次に設定することが適切である。なお、Ｒｓ／Ｒｔ比は２でもよいが、その場合はヘッド電流Ｉｈの電流分配効率が悪くなる。
【００３２】
図１０は、実際の回路構成の例と実験結果を示す図である。（ａ）に示す実際の回路構成において、磁気ヘッド２１及び接続用ＦＰＣを含む回路３１とドライブ回路（等価回路）３３との間に補正用回路３２が挿入されている。補正用回路３２は、ドライブ回路３３のトランジスタの出力容量やＦＰＣの配線容量容量等と共に前述の変換回路２４を構成する。
【００３３】
図１０（ａ）に示すように、ドライブ回路３３のトランジスタの出力容量として１３ｐＦが直列接続されたものを含めて、計６．６ｐＦの静電容量が前述の変換回路２４の駆動回路側の静電容量Ｃｂとなる。また、補正用回路３２の静電容量１６ｐＦと磁気ヘッド２１の接続用ＦＰＣの配線容量等７ｐＦとの計２３ｐＦの静電容量が変換回路２４の磁気ヘッド側の静電容量Ｃａとなる。
【００３４】
上記のような実際の回路において、磁気ヘッド２１に流れるヘッド電流の波形を測定したものが図１０（ｂ）に示す波形図である。ヘッド電流の平均値（実効値）は約７０ｍＡであり、磁気ヘッド２１の消費電力は約７４ｍＷであった（直流電流の場合は１５０ｍＷ）。
【００３５】
なお、上記の各実施形態の説明で用いた具体的な数値は一例に過ぎない。本発明は上記の実施形態に限らず、種々の形態で実施することができる。
（付記１）光磁気ディスク装置に用いられる磁界変調用の磁気ヘッド駆動方法であって、光磁気ディスクに記録するピットの間隔に応じて、光パルスを照射するタイミングに合わせて最大磁界が得られるような正弦波電流を磁気ヘッドに供給することを特徴とする光磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動方法。
（付記２）光磁気ディスク装置に用いられる磁界変調用の磁気ヘッド駆動回路であって、光磁気ディスクに記録するピットの間隔に応じて、光パルスを照射するタイミングに合わせたパルス状の駆動電流を発生するスイッチング回路と、前記パルス状の駆動電流を光パルスの照射タイミングで最大磁界が得られるような正弦波電流に変換する変換回路とを備えていることを特徴とする光磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動回路。
（付記３）前記駆動電流に対する前記磁気ヘッドに流れる電流の伝達関数が位相直線型フィルタを形成することを特徴とする付記２記載の光磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動回路。
（付記４）前記パルス状の駆動電流のパルス幅がパルス発生周期の６０〜８０％であることを特徴とする付記２記載の光磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動回路。
（付記５）前記スイッチング回路が、複数の定電流スイッチング回路を並列接続した構成を有し、それぞれの定電流スイッチング回路から得られるパルス電流の合成電流を前記駆動電流とすることを特徴とする付記２記載の光磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動回路。
（付記６）前記駆動電流が、前記並列接続された複数の定電流スイッチング回路の各トランジスタに略均等に流れるように構成されていることを特徴とする付記５記載の光磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動回路。
（付記７）前記スイッチング回路が、コモンモードチョークを含むことを特徴とする付記５記載の光磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動回路。
【００３６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の光磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動方法及び駆動回路によれば、光パルスを照射するタイミングに合わせて最大磁界が得られるような正弦波電流を磁気ヘッドに供給するので、インダクタンスの大きい磁気ヘッドでも消費電力の低減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気ヘッド駆動方法におけるヘッド電流を従来の駆動方法におけるヘッド電流と比較して示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る磁気ヘッド駆動回路を示す回路図である。
【図３】図２の磁気ヘッド駆動回路における各部の電圧又は電流の波形を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る磁気ヘッド駆動回路を示す回路図である。
【図５】図４の磁気ヘッド駆動回路における各部の電圧及び電流の波形を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る磁気ヘッド駆動回路を示す回路図である。
【図７】パルス状駆動電流波形と正弦波基本成分との関係を示す図である。
【図８】磁気ヘッドと変換回路を含む駆動回路に関する実際の回路と理論値に基づく設計回路とを示す図である。
【図９】０．０５度位相リップルフィルタの定数例を示す図表である。
【図１０】実際の回路構成の例と実験結果を示す図である。
【符号の説明】
２１  磁気ヘッド
２２  第１の定電流スイッチング回路
２３  第２の定電流スイッチング回路
２４  変換回路
２５  コモンモードチョーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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