JP3753691B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置の情報記録技術に関するものであり、特に、記録ヘッドに通電される記録電流のオーバーシュートの大きさを制御する技術に属する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータの周辺機器であるハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤとも称する）などの磁気ディスク装置において、ディジタル情報はディスクの磁気記録媒体（メディアとも称する）の表面に磁気的に記録されている。近年、一般的に、メディアに記録された情報の再生にはＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）ヘッドが用いられる一方、記録にはインダクティブ・コイルで構成された記録ヘッドが用いられる。
【０００３】
記録ヘッドは、インダクティブ・コイルに通電される記録電流の通電方向に応じた磁場を形成する。そして、この磁場によってメディア表面の磁化反転の向きが決まり、ディジタル情報がメディアに書き込まれ、記録される。
【０００４】
図６は従来の一般的な磁気ディスク装置における記録電流駆動回路１の構成を示す。従来の磁気ディスク装置は、バイポーラ型のトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４から構成されるＨブリッジ回路１１によって、ＶＣＣ端子から、ヘッドコンタクトＨＤ１，ＨＤ２を介して接続された記録ヘッド（コイルＬ１）ならびに抵抗Ｒ１を通ってＧＮＤ端子へと流れる記録電流ＩＬの量および通電方向を制御する。この制御は、記録信号入力端子ＷＤに与えられる記録信号ＤＴ１、および記録信号入力端子ＷＤＮに与えられ、記録信号ＤＴ１の逆相である記録信号ＤＴ２に基づいて行われる。
【０００５】
Ｈブリッジ回路１１の上段におけるトランジスタＱ３，Ｑ４は、記録信号ＤＴ１，ＤＴ２によってそれぞれ駆動され、記録電流ＩＬの通電方向を制御する。一方、Ｈブリッジ回路１１の下段のトランジスタＱ１，Ｑ２は、定電圧源ＶＲＥＦ、抵抗Ｒ１，Ｒ２およびＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４から成る回路によってバイアス調整されて駆動され、記録電流ＩＬの量を制御する。
【０００６】
ＭＯＳトランジスタＭ１は、記録信号ＤＴ２に基づいて、定電圧源ＶＲＥＦおよび抵抗Ｒ２によって定められるバイアス電圧をトランジスタＱ１に印加する。また、ＭＯＳトランジスタＭ３は、記録信号ＤＴ１に基づいて、トランジスタＱ１に印加するバイアス電圧をＧＮＤレベルにする。同様に、ＭＯＳトランジスタＭ２は、記録信号ＤＴ１に基づいて、定電圧源ＶＲＥＦおよび抵抗Ｒ２によって定められるバイアス電圧をトランジスタＱ２に印加する。また、ＭＯＳトランジスタＭ４は、記録信号ＤＴ２に基づいて、トランジスタＱ２に印加するバイアス電圧をＧＮＤレベルにする。
【０００７】
記録電流ＩＬの量は、上記のバイアス調整により制御される。すなわち、抵抗Ｒ１の抵抗値が小さいほど、記録電流ＩＬの量は増大する。つまり、抵抗Ｒ１を流れる電流Ｉ３が大きいほど、記録電流ＩＬの量が増大する。また、定電圧源ＶＲＥＦの電圧が高いほど、記録電流ＩＬの量は増大する。
【０００８】
以上のように構成された従来の磁気ディスク装置によって磁気ヘッドに通電される記録電流について、図７のタイミングチャートを用いて説明する。
【０００９】
図７（ａ）は記録信号ＤＴ１、図７（ｂ）は記録信号ＤＴ２、図７（ｃ）はコイルＬ１に流れる記録電流ＩＬを示す。ここで、記録電流ＩＬについて、ヘッドコンタクトＨＤ１からヘッドコンタクトＨＤ２への向きを正方向とする（図６参照）。
【００１０】
記録信号ＤＴ１が“Ｈ”のとき、トランジスタＱ３，Ｑ２はオンし、記録電流駆動回路１には、ＶＣＣ端子から、トランジスタＱ３、コイルＬ１（正方向）、トランジスタＱ２、抵抗Ｒ１、そしてＧＮＤ端子の方向に記録電流Ｉ１が流れる。そして、記録信号ＤＴ１が“Ｌ”となり、逆に、記録信号ＤＴ２が“Ｈ”となると、トランジスタＱ３，Ｑ２はオフとなり、代わって、トランジスタＱ４，Ｑ１がオンとなる。そして、記録電流駆動回路１には、ＶＣＣ端子から、トランジスタＱ４、コイルＬ１（負方向）、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ１、そしてＧＮＤ端子の方向に記録電流Ｉ２が流れる。このように、記録信号ＤＴ１，ＤＴ２に応じてコイルＬ１への通電方向を反転させることにより、記録信号ＤＴ１，ＤＴ２のディジタル情報をメディアに記録することが可能となる。
【００１１】
磁気ディスク装置の信頼性は、メディア表面への情報の記録および再生に関する信頼性に大きく依存する。近年、メディアの記録密度が飛躍的に増加しているため、記録・再生の誤り率（ビット・エラー・レート）をさらに低下させて、信頼性を高めることが必須である。このうち、記録の信頼性を向上するための１つの重要な点は、記録電流のオーバーシュートに関するものである。
【００１２】
図７（ｃ）において、コイルＬ１に流れる記録電流ＩＬは、コイルＬ１への通電方向が反転した瞬間、定常値を超えた値をとり、しばらくしてから定常値に落ち着く。この定常値を過ぎた部分がオーバーシュート（図７中のＡ）である。このオーバーシュートを俊敏に高めて、俊敏に定常状態に戻すことにより、コイルＬ１に一時的に強い磁場を形成することができる。これにより、メディアを、短時間で、コイルＬ１によって形成された磁場に応じて磁化させることができ、高速レートでの情報記録が可能となる。
【００１３】
オーバーシュートは、定性的には、コイルＬ１およびそれに接続されているさまざまな寄生容量ならびに寄生抵抗との共振や振動によるものと推測することができる。コイルＬ１には、たとえば、コイルＬ１自体の寄生抵抗や容量、リードフレームとチップとを接続するワイヤの寄生インダクタンス、ヘッドコンタクトＨＤ１，ＨＤ２におけるパッドの寄生容量、チップ内のアルミニウム配線の寄生容量やインダクタンス、記録電流駆動回路１を構成するトランジスタＱ１〜Ｑ４の寄生容量などが付随している。特に、トランジスタＱ１〜Ｑ４は、大きな記録電流ＩＬを流す能力を確保するために、トランジスタ形状（ゲート幅や素子面積）を大きくするように設計されており、非常に大きな寄生容量を有する。
【００１４】
このように、コイルＬ１にはさまざまな寄生素子が複雑に付随しているため、オーバーシュートを正確な数式で定量的に書き表すのは複雑である。このため、オーバーシュートの量を制御することは、一般的に困難であった。
【００１５】
この問題を解決するために、Ｈブリッジコイル駆動回路に改良を施している従来技術がある（たとえば、特許文献１参照）。図８は、従来の改良されたＨブリッジコイル駆動回路の回路構成を示す。Ｈブリッジコイル駆動回路２０は、上記のトランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ相当するＭＯＳトランジスタ１３，１５のゲートにブーストコンデンサ回路４０，４１を設け、記録信号Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ低電位となるときに、当該ゲートの電圧を一時的に高めるようにしている。これにより、磁気ヘッドの磁性が反転するときに、記録電流のオーバーシュートを一時的に高めるようにしている。
【００１６】
また、上記とは別の改良を施している技術もある（たとえば、特許文献２参照）。図９は、上記とは別の構成の、従来の改良されたＨブリッジコイル駆動回路の回路構成を示す。Ｈブリッジコイル駆動回路４５は、上記のトランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ相当するＭＯＳトランジスタ４７，４９に並列にＭＯＳトランジスタ６０，６２をそれぞれ設けている。これらＭＯＳトランジスタ４７，４９，６０，６２のゲートと記録信号入力端子ＶＣＤＩ，／ＶＣＤＩとの間にはそれぞれブーストコンデンサが設けられている。そして、記録信号ＶＣＤＩ，／ＶＣＤＩがそれぞれ低電位となるときに、並列に設けられたＭＯＳトランジスタを２個同時に導通状態にすることによって、記録電流のオーバーシュートを一時的に高めるようにしている。
【００１７】
【特許文献１】
特開平１１−１４９６０４号公報（第４−５頁、第２図）
【００１８】
【特許文献２】
特開平１１−１４９６０５号公報（第６頁、第２図）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の磁気ディスク装置において、記録電流ＩＬの立ち上がり（または立ち下がり）エッジから立ち下がり（または立ち上がり）エッジまでの最小時間間隔は数ns程度であり、立ち上がり時間および立ち下がり時間は１ns以下といった短いものである。したがって、オーバーシュートを数１００ps程度といったごく短い時間幅で終了させなければならない。磁気ディスク装置における記録信号の周波数は年々増加しており、今後さらに短時間でオーバーシュートを制御する必要がある。すなわち、より高速なオーバーシュート制御が必要となる。
【００２０】
上記従来のＨブリッジコイル駆動回路によると、確かにオーバーシュートを一時的に高めることができる。しかし、図８に示したＨブリッジコイル駆動回路において、ブーストコンデンサ回路４０，４１を設けるのみでは、オーバーシュート制御のための時定数が一定せずにばらつきが多く、その分、動作マージンを多めに設定しなければならない。したがって、オーバーシュート制御の高速化には限界がある。
【００２１】
また、図９に示したＨブリッジコイル駆動回路において、ＭＯＳトランジスタ４７，６０およびＭＯＳトランジスタ４９，６２をそれぞれ並列に設けているため、磁気ヘッド５０に繋がる寄生容量が増大し、高速なスイッチング動作を妨げる要因となる。したがって、この従来技術についても、オーバーシュート制御の高速化には限界がある。
【００２２】
上記の問題に鑑み、本発明は、磁気ヘッドに通電される記録電流のオーバーシュートを、俊敏に高めて俊敏に定常状態に戻すように制御することができ、かつ、より高周波特性に優れた磁気ディスク装置の提供を目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明が講じた手段は、直列に接続された一対のトランジスタの接続点間に磁気ヘッドを接続して構成されたＨブリッジ回路を有し、与えられた第１の記録信号およびその逆相である第２の記録信号に基づいて、前記Ｈブリッジ回路を構成するトランジスタをスイッチング制御して、前記磁気ヘッドに通電される記録電流の通電方向を制御する磁気ディスク装置に、前記Ｈブリッジ回路とグランドとの間に設けられ、前記記録電流の量を定める第１の抵抗性素子と、所定のバイアス電圧を生成する定電圧源と、前記記録電流の通電方向が反転する際に生じる当該記録電流のオーバーシュートの大きさを制御するオーバーシュート制御部とを備えたものとする。ここで、前記オーバーシュート制御部は、前記Ｈブリッジ回路において前記記録電流の量を制御するトランジスタのうち前記第１の記録信号に基づいてターンオンする第１のトランジスタのベースまたはゲートと前記第１の記録信号の入力端子との間に設けられた第１の容量性素子と、前記Ｈブリッジ回路において前記記録電流の量を制御するトランジスタのうち前記第２の記録信号に基づいてターンオンする第２のトランジスタのベースまたはゲートと前記第２の記録信号の入力端子との間に設けられた第２の容量性素子と、前記第１および第２のトランジスタのベースまたはゲートに、前記定電圧源によって生成される所定のバイアス電圧を与える第２の抵抗性素子と、前記定電圧源が内部抵抗として有する抵抗性素子と、前記第２の抵抗性素子と前記第１のトランジスタのベースまたはゲートとの間に接続され、前記第１の記録信号に基づいてターンオンする第３のトランジスタと、前記第２の抵抗性素子と前記第２のトランジスタのベースまたはゲートとの間に接続され、前記第２の記録信号に基づいてターンオンする第４のトランジスタと、前記第１のトランジスタのベースまたはゲートとグランドとの間に接続され、前記第２の記録信号に基づいてターンオンする第５のトランジスタと、前記第２のトランジスタのベースまたはゲートとグランドとの間に接続され、前記第１の記録信号に基づいてターンオンする第６のトランジスタとを有するものとする。そして、前記第１および第２の容量性素子は、前記第２の抵抗性素子を共有し、前記第３および第４のトランジスタがスイッチングされることによって、交互に第１および第２の微分パルス生成部を構成するものとする。
【００２４】
本発明によると、第５および第６のトランジスタがそれぞれターンオンしたときに第１および第２の容量性素子と第２の抵抗性素子とからそれぞれ構成される第１および第２の微分パルス生成部によって、第１および第２の記録信号が微分され、この微分電圧が第１および第２のトランジスタのバイアス電圧にそれぞれ重畳される。これにより、磁気ヘッドへの通電極性が反転する過渡期に一時的に記録電流の量が増し、記録電流のオーバーシュートが強調される。したがって、メディアを磁化するための実質的な記録電流が増大されて情報記録のための磁場が強化され、より高速レートでの記録が可能となる。
【００２５】
また、本発明によると、第１および第２の微分パルス生成部が一の抵抗性素子（第２の抵抗性素子）を共有しているため、それぞれの時定数を同程度に調整し易くなる。このため、第１および第２のトランジスタにそれぞれ与えられるバイアス電圧に重畳される微分電圧のばらつきを抑えることができ、Ｈブリッジ回路の動作マージンをより少なくすることができる。これにより、磁気ディスク装置の高周波特性をより優れたものとすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る磁気ディスク装置における記録電流駆動回路１およびオーバーシュート制御部２を示す。本実施形態に係る記録電流駆動回路１は、従来のものと同様の構成であるため説明を省略し、オーバーシュート制御部２について説明する。
【００２８】
オーバーシュート制御部２は、微分パルス生成部２１，２２と、ＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６とから成る。ＭＯＳトランジスタＭ５のソースはＧＮＤ端子に接続され、ドレインはＨブリッジ回路１１の下段のトランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタに接続される。つまり、ＭＯＳトランジスタＭ５のソースおよびドレインは、抵抗Ｒ１に並列に接続される。同様に、ＭＯＳトランジスタＭ６についても、ソースおよびドレインが抵抗Ｒ１に並列に接続される。
【００２９】
微分パルス生成部２１におけるコンデンサＣ１および抵抗Ｒ３はＭＯＳトランジスタＭ５のゲートに接続される。そして、コンデンサＣ１の他端は記録信号入力端子ＷＤに、また、抵抗Ｒ３の他端はＧＮＤ端子に接続される。すなわち、微分パルス生成部２１は、記録信号ＤＴ１を微分して、微分パルス信号ＤＴ１Ａを生成する微分回路である。なお、抵抗Ｒ３はポリシリコン抵抗である。
【００３０】
微分パルス生成部２２におけるコンデンサＣ２および抵抗Ｒ４はＭＯＳトランジスタＭ６のゲートに接続される。そして、コンデンサＣ２の他端は記録信号入力端子ＷＤＮに、また、抵抗Ｒ４の他端はＧＮＤ端子に接続される。すなわち、微分パルス生成部２２は、記録信号ＤＴ２を微分して、微分パルス信号ＤＴ２Ａを生成する微分回路である。なお、抵抗Ｒ４はポリシリコン抵抗である。
【００３１】
以上のように構成されたオーバーシュート制御部２を備えた磁気ディスク装置の動作について、以下、図２のタイミングチャートを用いて説明する。
【００３２】
記録信号ＤＴ１（図２（ａ））は微分パルス生成部２１によって微分され、立ち上がりおよび立ち下がりエッジが一定時間、強調される微分パルスとなる。そして、微分パルス信号ＤＴ１ＡとしてＭＯＳトランジスタＭ５のゲートに出力される（図２（ｃ））。記録信号ＤＴ１が“Ｈ”となり、微分パルス信号ＤＴ１Ａが所定の閾値Ｖｔｈを超えると、ＭＯＳトランジスタＭ５のゲートがオンして、ドレインからソースに微分電流Ｉ４（図１参照）が流れるようになる（図２（ｅ））。
【００３３】
記録信号ＤＴ１が“Ｈ”となる期間は、ＶＣＣ端子から、トランジスタＱ３、コイルＬ１（正方向）、トランジスタＱ２、抵抗Ｒ１、そしてＧＮＤ端子の方向に記録電流Ｉ１が流れる。上述したように、ＭＯＳトランジスタＭ５のソースおよびドレインは抵抗Ｒ１に並列に接続されるため、記録電流Ｉ１は電流Ｉ３と微分電流Ｉ４とを合わせたものである。したがって、ＭＯＳトランジスタＭ５のゲートがオンし、ドレインとソース間に大量の微分電流Ｉ４が流れる結果、記録電流Ｉ１が増加し、オーバーシュートが従来のもの（図２（ｇ）中の正極性側のＡ）よりも強調される（図２（ｇ）中の正極性側のＡ´）。
【００３４】
記録信号ＤＴ２（図２（ｂ））についても、上記と同様の動作となる。記録信号ＤＴ２は微分パルス生成部２２によって微分され、立ち上がりおよび立ち下がりエッジが一定時間、強調される微分パルスとなる。そして、微分パルス信号ＤＴ２ＡとしてＭＯＳトランジスタＭ６のゲートに出力される（図２（ｄ））。記録信号ＤＴ２が“Ｈ”となり、微分パルス信号ＤＴ２Ａが所定の閾値Ｖｔｈを超えると、ＭＯＳトランジスタＭ６のゲートがオンして、ドレインからソースに微分電流Ｉ５（図１参照）が流れるようになる（図２（ｆ））。
【００３５】
記録信号ＤＴ２が“Ｈ”となる期間は、ＶＣＣ端子から、トランジスタＱ４、コイルＬ１（負方向）、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ１、そしてＧＮＤ端子の方向に記録電流Ｉ２が流れる。上述したように、ＭＯＳトランジスタＭ６のソースおよびドレインは抵抗Ｒ１に並列に接続されるため、記録電流Ｉ２は電流Ｉ３と微分電流Ｉ５とを合わせたものである。したがって、ＭＯＳトランジスタＭ６のゲートがオンし、ドレインとソース間に大量の微分電流Ｉ５が流れる結果、記録電流Ｉ２が増加し、オーバーシュートが従来のもの（図２（ｇ）中の負極性側のＡ）より強調される（図２（ｇ）中の負極性側のＡ´）。
【００３６】
上記のオーバーシュートの発生量を決定するのは、ＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６のゲート電圧に対するドレイン電流の大きさを決定する相互コンダクタンスｇｍである。この相互コンダクタンスｇｍは、ＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６のゲート幅を変更することにより調整することができる。したがって、オーバーシュートの期間および量を調整することは容易である。また、コンデンサＣ１，Ｃ２および抵抗Ｒ３，Ｒ４を調整することによってもオーバーシュートの量を調整することが可能である。
【００３７】
以上、本実施形態によると、オーバーシュート制御部２によってコイルＬ１に通電される記録電流ＩＬのオーバーシュートの発生期間を調節し、発生量を増やすことができる。これにより、磁気ディスク装置の情報記録の信頼性を向上することが可能となる。
【００３８】
また、ＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６をＨブリッジ回路１１に直列に設けることにより、ＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６の寄生容量が、Ｈブリッジ回路１１を構成するトランジスタＱ１，Ｑ２の寄生容量に直列に接続される。したがって、ＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６を設けても、磁気ヘッドＬ１とグランドとの間の寄生容量が大幅に増加することはない。すなわち、磁気ディスク装置の高周波特性を損なうことなく、微分パルス信号ＤＴ１Ａ，ＤＴ２Ａに基づいて、記録電流ＩＬのオーバーシュートを強調することができる。
【００３９】
なお、微分パルス生成部２１，２２は、抵抗Ｒ３，Ｒ４とコンデンサＣ１，Ｃ２とからそれぞれ構成されているとしたが、記録信号ＤＴ１，ＤＴ２に同期し、ある一定期間、パルスを発生することができれば、これとは別の構成であってもよい。また、ＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６の代わりに、これらと同等な効果を示すバイポーラトランジスタでオーバーシュート制御部２を構成してもよい。また、トランジスタＱ１〜Ｑ４はバイポーラトランジスタであるとしたが、ＭＯＳトランジスタなどであってもよい。
【００４０】
（第２の実施形態）
図３は第２の実施形態に係る磁気ディスク装置における記録電流駆動回路１およびオーバーシュート制御部２Ａを示す。本実施形態に係る記録電流駆動回路１は、従来のものと同様の構成であるため説明を省略し、オーバーシュート制御部２Ａについて説明する。
【００４１】
オーバーシュート制御部２Ａは、微分パルス生成部２３，２４と、抵抗Ｒ２（第２の抵抗性素子に相当）とを備えている。図４は、本実施形態に係る微分パルス生成部２３，２４の構成を示す。これは、図３の一部を抜粋したものである。
【００４２】
微分パルス生成部２３は、コンデンサＣ３（第２の容量性素子に相当）、記録電流駆動回路１におけるＭＯＳトランジスタＭ１（第４のトランジスタに相当）および抵抗Ｒ２から構成される。コンデンサＣ３は、ＭＯＳトランジスタＭ１のゲートとソースとの間に並列に、すなわち、Ｈブリッジ回路１１を構成するトランジスタＱ１（第２のトランジスタに相当）と記録信号入力端子ＷＤＮ（第２の記録信号の入力端子に相当）との間に接続される。そして、微分パルス生成部２３は、ＭＯＳトランジスタＭ１がオンとなることによって微分回路として動作する。なお、抵抗Ｒ２はポリシリコン抵抗である。
【００４３】
同様に、微分パルス生成部２４は、コンデンサＣ４（第１の容量性素子に相当）、記録電流駆動回路１におけるＭＯＳトランジスタＭ２（第３のトランジスタに相当）および抵抗Ｒ２から構成される。コンデンサＣ４は、ＭＯＳトランジスタＭ２のゲートとソースとの間に並列に、すなわち、Ｈブリッジ回路１１を構成するトランジスタＱ２（第１のトランジスタに相当）と記録信号入力端子ＷＤ（第１の記録信号の入力端子に相当）との間に接続される。そして、微分パルス生成部２４は、ＭＯＳトランジスタＭ２がオンとなることによって微分回路として動作する。
【００４４】
また、一般に、バイポーラトランジスタでは、オンしているときにベースに蓄積された電荷により、バイアス電圧がオフしてからコレクタ電流がオフ（ターンオフ）するまでに遅延が生じる。この遅延を低減するには、ベースに蓄積された電荷を放電させる必要がある。本実施形態におけるコンデンサＣ３（またはＣ４）は、トランジスタＱ１（またはＱ２）のベースに蓄積された電荷を放電するためのスピード・アップ・コンデンサとしても機能し、トランジスタＱ１（またはＱ２）のスイッチング速度を向上させる。
【００４５】
以上のように構成されたオーバーシュート制御部２Ａを備えた磁気ディスク装置の動作について、以下、図５のタイミングチャートを用いて説明する。
【００４６】
記録信号ＤＴ１（図５（ａ））が“Ｈ”となる期間は、ＶＣＣ端子から、トランジスタＱ３、コイルＬ１（正方向）、トランジスタＱ２、抵抗Ｒ１（第１の抵抗性素子に相当）、そしてＧＮＤ端子の方向に記録電流Ｉ１が流れる。記録信号ＤＴ１は微分パルス生成部２４によって微分され、立ち上がりエッジ近傍の電位が一定時間、持ち上がる微分パルスとなる。この微分パルスは定電圧源ＶＲＥＦによるバイアス電圧に重畳されて合成パルス信号ＤＴ１Ｂとなり、トランジスタＱ２のベースに印加される（図５（ｃ））。なお、図５（ｃ）において、ハッチングした部分が重畳された微分パルスを示す。
【００４７】
上記の微分パルスが発生している期間は、トランジスタＱ２に対するバイアス電圧が一時的に高くなり、エミッタ電流が増加する。さらに、トランジスタＱ１のベースに蓄積されている電荷はコンデンサＣ３を通して急速に放電されるため、トランジスタＱ１は素早くターンオフする。そして、トランジスタＱ１のターンオフを速めて、トランジスタＱ１およびＱ２が同時にオンとなる状態を回避することにより、トランジスタＱ２のエミッタ電流が増加する速度を速めることができる。したがって、トランジスタＱ２の上記のエミッタ電流の増加が記録電流Ｉ１の増加となり、オーバーシュートが従来のもの（図５（ｅ）中の正極性側のＡ）よりも強調される（図５（ｅ）中の正極性側のＡ´´）。
【００４８】
記録信号ＤＴ２（図５（ｂ））についても、上記と同様の動作となる。記録信号ＤＴ２（図５（ｂ））が“Ｈ”となる期間は、ＶＣＣ端子から、トランジスタＱ４、コイルＬ１（負方向）、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ１、そしてＧＮＤ端子の方向に記録電流Ｉ２が流れる。記録信号ＤＴ２は微分パルス生成部２３によって微分され、立ち上がりエッジ近傍の電位が一定時間、持ち上がる微分パルスとなる。この微分パルスは定電圧源ＶＲＥＦによるバイアス電圧に重畳されて合成パルス信号ＤＴ２Ｂとなり、トランジスタＱ１のベースに印加される（図５（ｄ））。なお、図５（ｄ）において、ハッチングした部分が重畳された微分パルスを示す。
【００４９】
上記の微分パルスが発生している期間は、トランジスタＱ１に対するバイアス電圧が一時的に高くなり、エミッタ電流が増加する。さらに、トランジスタＱ２のベースに蓄積されている電荷はコンデンサＣ４を通して急速に放電されるため、トランジスタＱ２は素早くターンオフする。そして、トランジスタＱ２のターンオフを速めて、トランジスタＱ１およびＱ２が同時にオンとなる状態を回避することにより、トランジスタＱ１のエミッタ電流が増加する速度を速めることができる。したがって、トランジスタＱ１の上記のエミッタ電流の増加が記録電流Ｉ２の増加となり、オーバーシュートが従来のもの（図５（ｅ）中の負極性側のＡ）よりも強調される（図５（ｅ）中の負極性側のＡ´´）。
【００５０】
なお、上記のオーバーシュートの量および期間については、コンデンサＣ３，Ｃ４および抵抗Ｒ２を変更することによって調整することが可能である。
【００５１】
また、抵抗Ｒ２は、その抵抗値が小さい場合には、定電圧源ＶＲＥＦの内部抵抗、たとえば定電圧源の出力回路部を構成するトランジスタのエミッタ抵抗、のような抵抗体ではない抵抗性素子を活用してもよいし、その抵抗値が大きい場合には、半導体基板上に形成されたポリシリコン抵抗のような抵抗体の抵抗性素子を活用してもよい。
【００５２】
以上、本実施形態によると、記録電流駆動回路１にコンデンサＣ３，Ｃ４を追加することにより、オーバーシュート制御部２Ａが構成される。そして、このオーバーシュート制御部２Ａによって、コイルＬ１に通電される記録電流ＩＬのオーバーシュートを強調することができ、磁気ディスク装置の情報記録の信頼性を高めることが可能となる。
【００５３】
また、微分パルス生成部２３，２４は、抵抗Ｒ２を共用しているため、時定数を同程度に調整し易い。このため、トランジスタＱ１，Ｑ２に与えられるバイアス電圧に重畳される微分電圧のばらつきを抑えることができ、Ｈブリッジ回路１１の動作マージンをより少なくすることができる。これにより、より高い周波数の記録信号でＨブリッジ回路１１を駆動させることができる。すなわち、より高周波特性に優れた磁気ディスク装置を実現することができる。
【００５４】
なお、記録電流駆動回路１に追加されるのはコンデンサＣ３，Ｃ４に限られず、記録信号ＤＴ１，ＤＴ２に同期してある一定期間、パルスを発生するようなものであればよい。また、トランジスタＱ１〜Ｑ４はバイポーラトランジスタであるとしたが、ＭＯＳトランジスタなどであってもよい。
【００５５】
また、上記説明において、抵抗Ｒ３，Ｒ４は、ポリシリコン抵抗であるとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、拡散抵抗であってもよい。しかし、ポリシリコン抵抗は寄生容量が小さく、より高周波特性に優れているため、ポリシリコン抵抗を用いる方が好ましい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、磁気ディスク装置がメディアに情報を記録するとき、磁気ヘッドに通電される記録電流のオーバーシュートを俊敏に高め、そして、俊敏に定常状態に戻すことができるようになり、磁気ヘッドが形成する磁場を強化することができる。これにより、高速レートでの記録において信頼性の高い記録が可能となり、ビット・エラー・レートを低下させることができる。また、本発明の磁気ディスク装置は、従来のものよりも高周波特性に優れているため、より高速なデータ転送レートでの情報の記録が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施形態に係る磁気ディスク装置の構成図である。
【図２】 図１の磁気ディスク装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】 第２の実施形態に係る磁気ディスク装置の構成図である。
【図４】 図３の磁気ディスク装置における微分パルス生成部の構成図である。
【図５】 図３の磁気ディスク装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】 従来の磁気ディスク装置の構成図である。
【図７】 図６の磁気ディスク装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】 従来の改良されたＨブリッジコイル駆動回路の回路図である。
【図９】 従来の改良されたＨブリッジコイル駆動回路の回路図である。
【符号の説明】
１１ Ｈブリッジ回路
２，２Ａ オーバーシュート制御部
２１，２４ 微分パルス生成部（第１の微分パルス生成部）
２２，２３ 微分パルス生成部（第２の微分パルス生成部）
Ｌ１ コイル（磁気ヘッド）
Ｑ１ トランジスタ（第２の記録信号に基づいてターンオンする第２のトランジスタ）
Ｑ２ トランジスタ（第１の記録信号に基づいてターンオンする第１のトランジスタ）
Ｑ３，Ｑ４ トランジスタ
Ｍ１ ＭＯＳトランジスタ（第４のトランジスタ）
Ｍ２ ＭＯＳトランジスタ（第３のトランジスタ）
Ｍ３ ＭＯＳトランジスタ（第６のトランジスタ）
Ｍ４ ＭＯＳトランジスタ（第５のトランジスタ）
Ｍ５ ＭＯＳトランジスタ（第１のトランジスタ）
Ｍ６ ＭＯＳトランジスタ（第２のトランジスタ）
Ｒ１ 抵抗（抵抗性素子、第１の抵抗性素子）
Ｒ２ 抵抗（第２の抵抗性素子）
Ｒ３，Ｒ４ 抵抗（抵抗性素子）
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ（容量性素子）
Ｃ３ コンデンサ（第２の容量性素子）
Ｃ４ コンデンサ（第１の容量性素子）
ＩＬ，Ｉ１，Ｉ２ 記録電流
ＶＲＥＦ 定電圧源
ＤＴ１ 記録信号（第１の記録信号）
ＤＴ２ 記録信号（第２の記録信号）
ＤＴ１Ａ 微分パルス信号（第１の微分パルス信号）
ＤＴ２Ａ 微分パルス信号（第２の微分パルス信号）
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置の情報記録技術に関するものであり、特に、記録ヘッドに通電される記録電流のオーバーシュートの大きさを制御する技術に属する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータの周辺機器であるハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤとも称する）などの磁気ディスク装置において、ディジタル情報はディスクの磁気記録媒体（メディアとも称する）の表面に磁気的に記録されている。近年、一般的に、メディアに記録された情報の再生にはＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）ヘッドが用いられる一方、記録にはインダクティブ・コイルで構成された記録ヘッドが用いられる。
【０００３】
記録ヘッドは、インダクティブ・コイルに通電される記録電流の通電方向に応じた磁場を形成する。そして、この磁場によってメディア表面の磁化反転の向きが決まり、ディジタル情報がメディアに書き込まれ、記録される。
【０００４】
図６は従来の一般的な磁気ディスク装置における記録電流駆動回路１の構成を示す。従来の磁気ディスク装置は、バイポーラ型のトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４から構成されるＨブリッジ回路１１によって、ＶＣＣ端子から、ヘッドコンタクトＨＤ１，ＨＤ２を介して接続された記録ヘッド（コイルＬ１）ならびに抵抗Ｒ１を通ってＧＮＤ端子へと流れる記録電流ＩＬの量および通電方向を制御する。この制御は、記録信号入力端子ＷＤに与えられる記録信号ＤＴ１、および記録信号入力端子ＷＤＮに与えられ、記録信号ＤＴ１の逆相である記録信号ＤＴ２に基づいて行われる。
【０００５】
Ｈブリッジ回路１１の上段におけるトランジスタＱ３，Ｑ４は、記録信号ＤＴ１，ＤＴ２によってそれぞれ駆動され、記録電流ＩＬの通電方向を制御する。一方、Ｈブリッジ回路１１の下段のトランジスタＱ１，Ｑ２は、定電圧源ＶＲＥＦ、抵抗Ｒ１，Ｒ２およびＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４から成る回路によってバイアス調整されて駆動され、記録電流ＩＬの量を制御する。
【０００６】
ＭＯＳトランジスタＭ１は、記録信号ＤＴ２に基づいて、定電圧源ＶＲＥＦおよび抵抗Ｒ２によって定められるバイアス電圧をトランジスタＱ１に印加する。また、ＭＯＳトランジスタＭ３は、記録信号ＤＴ１に基づいて、トランジスタＱ１に印加するバイアス電圧をＧＮＤレベルにする。同様に、ＭＯＳトランジスタＭ２は、記録信号ＤＴ１に基づいて、定電圧源ＶＲＥＦおよび抵抗Ｒ２によって定められるバイアス電圧をトランジスタＱ２に印加する。また、ＭＯＳトランジスタＭ４は、記録信号ＤＴ２に基づいて、トランジスタＱ２に印加するバイアス電圧をＧＮＤレベルにする。
【０００７】
記録電流ＩＬの量は、上記のバイアス調整により制御される。すなわち、抵抗Ｒ１の抵抗値が小さいほど、記録電流ＩＬの量は増大する。つまり、抵抗Ｒ１を流れる電流Ｉ３が大きいほど、記録電流ＩＬの量が増大する。また、定電圧源ＶＲＥＦの電圧が高いほど、記録電流ＩＬの量は増大する。
【０００８】
以上のように構成された従来の磁気ディスク装置によって磁気ヘッドに通電される記録電流について、図７のタイミングチャートを用いて説明する。
【０００９】
図７（ａ）は記録信号ＤＴ１、図７（ｂ）は記録信号ＤＴ２、図７（ｃ）はコイルＬ１に流れる記録電流ＩＬを示す。ここで、記録電流ＩＬについて、ヘッドコンタクトＨＤ１からヘッドコンタクトＨＤ２への向きを正方向とする（図６参照）。
【００１０】
記録信号ＤＴ１が“Ｈ”のとき、トランジスタＱ３，Ｑ２はオンし、記録電流駆動回路１には、ＶＣＣ端子から、トランジスタＱ３、コイルＬ１（正方向）、トランジスタＱ２、抵抗Ｒ１、そしてＧＮＤ端子の方向に記録電流Ｉ１が流れる。そして、記録信号ＤＴ１が“Ｌ”となり、逆に、記録信号ＤＴ２が“Ｈ”となると、トランジスタＱ３，Ｑ２はオフとなり、代わって、トランジスタＱ４，Ｑ１がオンとなる。そして、記録電流駆動回路１には、ＶＣＣ端子から、トランジスタＱ４、コイルＬ１（負方向）、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ１、そしてＧＮＤ端子の方向に記録電流Ｉ２が流れる。このように、記録信号ＤＴ１，ＤＴ２に応じてコイルＬ１への通電方向を反転させることにより、記録信号ＤＴ１，ＤＴ２のディジタル情報をメディアに記録することが可能となる。
【００１１】
磁気ディスク装置の信頼性は、メディア表面への情報の記録および再生に関する信頼性に大きく依存する。近年、メディアの記録密度が飛躍的に増加しているため、記録・再生の誤り率（ビット・エラー・レート）をさらに低下させて、信頼性を高めることが必須である。このうち、記録の信頼性を向上するための１つの重要な点は、記録電流のオーバーシュートに関するものである。
【００１２】
図７（ｃ）において、コイルＬ１に流れる記録電流ＩＬは、コイルＬ１への通電方向が反転した瞬間、定常値を超えた値をとり、しばらくしてから定常値に落ち着く。この定常値を過ぎた部分がオーバーシュート（図７中のＡ）である。このオーバーシュートを俊敏に高めて、俊敏に定常状態に戻すことにより、コイルＬ１に一時的に強い磁場を形成することができる。これにより、メディアを、短時間で、コイルＬ１によって形成された磁場に応じて磁化させることができ、高速レートでの情報記録が可能となる。
【００１３】
オーバーシュートは、定性的には、コイルＬ１およびそれに接続されているさまざまな寄生容量ならびに寄生抵抗との共振や振動によるものと推測することができる。コイルＬ１には、たとえば、コイルＬ１自体の寄生抵抗や容量、リードフレームとチップとを接続するワイヤの寄生インダクタンス、ヘッドコンタクトＨＤ１，ＨＤ２におけるパッドの寄生容量、チップ内のアルミニウム配線の寄生容量やインダクタンス、記録電流駆動回路１を構成するトランジスタＱ１〜Ｑ４の寄生容量などが付随している。特に、トランジスタＱ１〜Ｑ４は、大きな記録電流ＩＬを流す能力を確保するために、トランジスタ形状（ゲート幅や素子面積）を大きくするように設計されており、非常に大きな寄生容量を有する。
【００１４】
このように、コイルＬ１にはさまざまな寄生素子が複雑に付随しているため、オーバーシュートを正確な数式で定量的に書き表すのは複雑である。このため、オーバーシュートの量を制御することは、一般的に困難であった。
【００１５】
この問題を解決するために、Ｈブリッジコイル駆動回路に改良を施している従来技術がある（たとえば、特許文献１参照）。図８は、従来の改良されたＨブリッジコイル駆動回路の回路構成を示す。Ｈブリッジコイル駆動回路２０は、上記のトランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ相当するＭＯＳトランジスタ１３，１５のゲートにブーストコンデンサ回路４０，４１を設け、記録信号Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ低電位となるときに、当該ゲートの電圧を一時的に高めるようにしている。これにより、磁気ヘッドの磁性が反転するときに、記録電流のオーバーシュートを一時的に高めるようにしている。
【００１６】
また、上記とは別の改良を施している技術もある（たとえば、特許文献２参照）。図９は、上記とは別の構成の、従来の改良されたＨブリッジコイル駆動回路の回路構成を示す。Ｈブリッジコイル駆動回路４５は、上記のトランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ相当するＭＯＳトランジスタ４７，４９に並列にＭＯＳトランジスタ６０，６２をそれぞれ設けている。これらＭＯＳトランジスタ４７，４９，６０，６２のゲートと記録信号入力端子ＶＣＤＩ，／ＶＣＤＩとの間にはそれぞれブーストコンデンサが設けられている。そして、記録信号ＶＣＤＩ，／ＶＣＤＩがそれぞれ低電位となるときに、並列に設けられたＭＯＳトランジスタを２個同時に導通状態にすることによって、記録電流のオーバーシュートを一時的に高めるようにしている。
【００１７】
【特許文献１】
特開平１１−１４９６０４号公報（第４−５頁、第２図）
【００１８】
【特許文献２】
特開平１１−１４９６０５号公報（第６頁、第２図）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の磁気ディスク装置において、記録電流ＩＬの立ち上がり（または立ち下がり）エッジから立ち下がり（または立ち上がり）エッジまでの最小時間間隔は数ns程度であり、立ち上がり時間および立ち下がり時間は１ns以下といった短いものである。したがって、オーバーシュートを数１００ps程度といったごく短い時間幅で終了させなければならない。磁気ディスク装置における記録信号の周波数は年々増加しており、今後さらに短時間でオーバーシュートを制御する必要がある。すなわち、より高速なオーバーシュート制御が必要となる。
【００２０】
上記従来のＨブリッジコイル駆動回路によると、確かにオーバーシュートを一時的に高めることができる。しかし、図８に示したＨブリッジコイル駆動回路において、ブーストコンデンサ回路４０，４１を設けるのみでは、オーバーシュート制御のための時定数が一定せずにばらつきが多く、その分、動作マージンを多めに設定しなければならない。したがって、オーバーシュート制御の高速化には限界がある。
【００２１】
また、図９に示したＨブリッジコイル駆動回路において、ＭＯＳトランジスタ４７，６０およびＭＯＳトランジスタ４９，６２をそれぞれ並列に設けているため、磁気ヘッド５０に繋がる寄生容量が増大し、高速なスイッチング動作を妨げる要因となる。したがって、この従来技術についても、オーバーシュート制御の高速化には限界がある。
【００２２】
上記の問題に鑑み、本発明は、磁気ヘッドに通電される記録電流のオーバーシュートを、俊敏に高めて俊敏に定常状態に戻すように制御することができ、かつ、より高周波特性に優れた磁気ディスク装置の提供を目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明が講じた手段は、直列に接続された一対のトランジスタの接続点間に磁気ヘッドを接続して構成されたＨブリッジ回路を有し、与えられた第１の記録信号およびその逆相である第２の記録信号に基づいて、前記Ｈブリッジ回路を構成するトランジスタをスイッチング制御して、前記磁気ヘッドに通電される記録電流の通電方向を制御する磁気ディスク装置に、前記Ｈブリッジ回路とグランドとの間に設けられ、前記記録電流の量を定める第１の抵抗性素子と、所定のバイアス電圧を生成する定電圧源と、前記記録電流の通電方向が反転する際に生じる当該記録電流のオーバーシュートの大きさを制御するオーバーシュート制御部とを備えたものとする。ここで、前記オーバーシュート制御部は、前記Ｈブリッジ回路において前記記録電流の量を制御するトランジスタのうち前記第１の記録信号に基づいてターンオンする第１のトランジスタのベースまたはゲートと前記第１の記録信号の入力端子との間に設けられた第１の容量性素子と、前記Ｈブリッジ回路において前記記録電流の量を制御するトランジスタのうち前記第２の記録信号に基づいてターンオンする第２のトランジスタのベースまたはゲートと前記第２の記録信号の入力端子との間に設けられた第２の容量性素子と、前記第１および第２のトランジスタのベースまたはゲートに、前記定電圧源によって生成される所定のバイアス電圧を与える第２の抵抗性素子と、前記定電圧源が内部抵抗として有する抵抗性素子と、前記第２の抵抗性素子と前記第１のトランジスタのベースまたはゲートとの間に接続され、前記第１の記録信号に基づいてターンオンする第３のトランジスタと、前記第２の抵抗性素子と前記第２のトランジスタのベースまたはゲートとの間に接続され、前記第２の記録信号に基づいてターンオンする第４のトランジスタと、前記第１のトランジスタのベースまたはゲートとグランドとの間に接続され、前記第２の記録信号に基づいてターンオンする第５のトランジスタと、前記第２のトランジスタのベースまたはゲートとグランドとの間に接続され、前記第１の記録信号に基づいてターンオンする第６のトランジスタとを有するものとする。そして、前記第１および第２の容量性素子は、前記第２の抵抗性素子を共有し、前記第３および第４のトランジスタがスイッチングされることによって、交互に第１および第２の微分パルス生成部を構成するものとする。
【００２４】
本発明によると、第５および第６のトランジスタがそれぞれターンオンしたときに第１および第２の容量性素子と第２の抵抗性素子とからそれぞれ構成される第１および第２の微分パルス生成部によって、第１および第２の記録信号が微分され、この微分電圧が第１および第２のトランジスタのバイアス電圧にそれぞれ重畳される。これにより、磁気ヘッドへの通電極性が反転する過渡期に一時的に記録電流の量が増し、記録電流のオーバーシュートが強調される。したがって、メディアを磁化するための実質的な記録電流が増大されて情報記録のための磁場が強化され、より高速レートでの記録が可能となる。
【００２５】
また、本発明によると、第１および第２の微分パルス生成部が一の抵抗性素子（第２の抵抗性素子）を共有しているため、それぞれの時定数を同程度に調整し易くなる。このため、第１および第２のトランジスタにそれぞれ与えられるバイアス電圧に重畳される微分電圧のばらつきを抑えることができ、Ｈブリッジ回路の動作マージンをより少なくすることができる。これにより、磁気ディスク装置の高周波特性をより優れたものとすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る磁気ディスク装置における記録電流駆動回路１およびオーバーシュート制御部２を示す。本実施形態に係る記録電流駆動回路１は、従来のものと同様の構成であるため説明を省略し、オーバーシュート制御部２について説明する。
【００２８】
オーバーシュート制御部２は、微分パルス生成部２１，２２と、ＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６とから成る。ＭＯＳトランジスタＭ５のソースはＧＮＤ端子に接続され、ドレインはＨブリッジ回路１１の下段のトランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタに接続される。つまり、ＭＯＳトランジスタＭ５のソースおよびドレインは、抵抗Ｒ１に並列に接続される。同様に、ＭＯＳトランジスタＭ６についても、ソースおよびドレインが抵抗Ｒ１に並列に接続される。
【００２９】
微分パルス生成部２１におけるコンデンサＣ１および抵抗Ｒ３はＭＯＳトランジスタＭ５のゲートに接続される。そして、コンデンサＣ１の他端は記録信号入力端子ＷＤに、また、抵抗Ｒ３の他端はＧＮＤ端子に接続される。すなわち、微分パルス生成部２１は、記録信号ＤＴ１を微分して、微分パルス信号ＤＴ１Ａを生成する微分回路である。なお、抵抗Ｒ３はポリシリコン抵抗である。
【００３０】
微分パルス生成部２２におけるコンデンサＣ２および抵抗Ｒ４はＭＯＳトランジスタＭ６のゲートに接続される。そして、コンデンサＣ２の他端は記録信号入力端子ＷＤＮに、また、抵抗Ｒ４の他端はＧＮＤ端子に接続される。すなわち、微分パルス生成部２２は、記録信号ＤＴ２を微分して、微分パルス信号ＤＴ２Ａを生成する微分回路である。なお、抵抗Ｒ４はポリシリコン抵抗である。
【００３１】
以上のように構成されたオーバーシュート制御部２を備えた磁気ディスク装置の動作について、以下、図２のタイミングチャートを用いて説明する。
【００３２】
記録信号ＤＴ１（図２（ａ））は微分パルス生成部２１によって微分され、立ち上がりおよび立ち下がりエッジが一定時間、強調される微分パルスとなる。そして、微分パルス信号ＤＴ１ＡとしてＭＯＳトランジスタＭ５のゲートに出力される（図２（ｃ））。記録信号ＤＴ１が“Ｈ”となり、微分パルス信号ＤＴ１Ａが所定の閾値Ｖｔｈを超えると、ＭＯＳトランジスタＭ５のゲートがオンして、ドレインからソースに微分電流Ｉ４（図１参照）が流れるようになる（図２（ｅ））。
【００３３】
記録信号ＤＴ１が“Ｈ”となる期間は、ＶＣＣ端子から、トランジスタＱ３、コイルＬ１（正方向）、トランジスタＱ２、抵抗Ｒ１、そしてＧＮＤ端子の方向に記録電流Ｉ１が流れる。上述したように、ＭＯＳトランジスタＭ５のソースおよびドレインは抵抗Ｒ１に並列に接続されるため、記録電流Ｉ１は電流Ｉ３と微分電流Ｉ４とを合わせたものである。したがって、ＭＯＳトランジスタＭ５のゲートがオンし、ドレインとソース間に大量の微分電流Ｉ４が流れる結果、記録電流Ｉ１が増加し、オーバーシュートが従来のもの（図２（ｇ）中の正極性側のＡ）よりも強調される（図２（ｇ）中の正極性側のＡ´）。
【００３４】
記録信号ＤＴ２（図２（ｂ））についても、上記と同様の動作となる。記録信号ＤＴ２は微分パルス生成部２２によって微分され、立ち上がりおよび立ち下がりエッジが一定時間、強調される微分パルスとなる。そして、微分パルス信号ＤＴ２ＡとしてＭＯＳトランジスタＭ６のゲートに出力される（図２（ｄ））。記録信号ＤＴ２が“Ｈ”となり、微分パルス信号ＤＴ２Ａが所定の閾値Ｖｔｈを超えると、ＭＯＳトランジスタＭ６のゲートがオンして、ドレインからソースに微分電流Ｉ５（図１参照）が流れるようになる（図２（ｆ））。
【００３５】
記録信号ＤＴ２が“Ｈ”となる期間は、ＶＣＣ端子から、トランジスタＱ４、コイルＬ１（負方向）、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ１、そしてＧＮＤ端子の方向に記録電流Ｉ２が流れる。上述したように、ＭＯＳトランジスタＭ６のソースおよびドレインは抵抗Ｒ１に並列に接続されるため、記録電流Ｉ２は電流Ｉ３と微分電流Ｉ５とを合わせたものである。したがって、ＭＯＳトランジスタＭ６のゲートがオンし、ドレインとソース間に大量の微分電流Ｉ５が流れる結果、記録電流Ｉ２が増加し、オーバーシュートが従来のもの（図２（ｇ）中の負極性側のＡ）より強調される（図２（ｇ）中の負極性側のＡ´）。
【００３６】
上記のオーバーシュートの発生量を決定するのは、ＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６のゲート電圧に対するドレイン電流の大きさを決定する相互コンダクタンスｇｍである。この相互コンダクタンスｇｍは、ＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６のゲート幅を変更することにより調整することができる。したがって、オーバーシュートの期間および量を調整することは容易である。また、コンデンサＣ１，Ｃ２および抵抗Ｒ３，Ｒ４を調整することによってもオーバーシュートの量を調整することが可能である。
【００３７】
以上、本実施形態によると、オーバーシュート制御部２によってコイルＬ１に通電される記録電流ＩＬのオーバーシュートの発生期間を調節し、発生量を増やすことができる。これにより、磁気ディスク装置の情報記録の信頼性を向上することが可能となる。
【００３８】
また、ＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６をＨブリッジ回路１１に直列に設けることにより、ＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６の寄生容量が、Ｈブリッジ回路１１を構成するトランジスタＱ１，Ｑ２の寄生容量に直列に接続される。したがって、ＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６を設けても、磁気ヘッドＬ１とグランドとの間の寄生容量が大幅に増加することはない。すなわち、磁気ディスク装置の高周波特性を損なうことなく、微分パルス信号ＤＴ１Ａ，ＤＴ２Ａに基づいて、記録電流ＩＬのオーバーシュートを強調することができる。
【００３９】
なお、微分パルス生成部２１，２２は、抵抗Ｒ３，Ｒ４とコンデンサＣ１，Ｃ２とからそれぞれ構成されているとしたが、記録信号ＤＴ１，ＤＴ２に同期し、ある一定期間、パルスを発生することができれば、これとは別の構成であってもよい。また、ＭＯＳトランジスタＭ５，Ｍ６の代わりに、これらと同等な効果を示すバイポーラトランジスタでオーバーシュート制御部２を構成してもよい。また、トランジスタＱ１〜Ｑ４はバイポーラトランジスタであるとしたが、ＭＯＳトランジスタなどであってもよい。
【００４０】
（第２の実施形態）
図３は第２の実施形態に係る磁気ディスク装置における記録電流駆動回路１およびオーバーシュート制御部２Ａを示す。本実施形態に係る記録電流駆動回路１は、従来のものと同様の構成であるため説明を省略し、オーバーシュート制御部２Ａについて説明する。
【００４１】
オーバーシュート制御部２Ａは、微分パルス生成部２３，２４と、抵抗Ｒ２（第２の抵抗性素子に相当）とを備えている。図４は、本実施形態に係る微分パルス生成部２３，２４の構成を示す。これは、図３の一部を抜粋したものである。
【００４２】
微分パルス生成部２３は、コンデンサＣ３（第２の容量性素子に相当）、記録電流駆動回路１におけるＭＯＳトランジスタＭ１（第４のトランジスタに相当）および抵抗Ｒ２から構成される。コンデンサＣ３は、ＭＯＳトランジスタＭ１のゲートとソースとの間に並列に、すなわち、Ｈブリッジ回路１１を構成するトランジスタＱ１（第２のトランジスタに相当）と記録信号入力端子ＷＤＮ（第２の記録信号の入力端子に相当）との間に接続される。そして、微分パルス生成部２３は、ＭＯＳトランジスタＭ１がオンとなることによって微分回路として動作する。なお、抵抗Ｒ２はポリシリコン抵抗である。
【００４３】
同様に、微分パルス生成部２４は、コンデンサＣ４（第１の容量性素子に相当）、記録電流駆動回路１におけるＭＯＳトランジスタＭ２（第３のトランジスタに相当）および抵抗Ｒ２から構成される。コンデンサＣ４は、ＭＯＳトランジスタＭ２のゲートとソースとの間に並列に、すなわち、Ｈブリッジ回路１１を構成するトランジスタＱ２（第１のトランジスタに相当）と記録信号入力端子ＷＤ（第１の記録信号の入力端子に相当）との間に接続される。そして、微分パルス生成部２４は、ＭＯＳトランジスタＭ２がオンとなることによって微分回路として動作する。
【００４４】
また、一般に、バイポーラトランジスタでは、オンしているときにベースに蓄積された電荷により、バイアス電圧がオフしてからコレクタ電流がオフ（ターンオフ）するまでに遅延が生じる。この遅延を低減するには、ベースに蓄積された電荷を放電させる必要がある。本実施形態におけるコンデンサＣ３（またはＣ４）は、トランジスタＱ１（またはＱ２）のベースに蓄積された電荷を放電するためのスピード・アップ・コンデンサとしても機能し、トランジスタＱ１（またはＱ２）のスイッチング速度を向上させる。
【００４５】
以上のように構成されたオーバーシュート制御部２Ａを備えた磁気ディスク装置の動作について、以下、図５のタイミングチャートを用いて説明する。
【００４６】
記録信号ＤＴ１（図５（ａ））が“Ｈ”となる期間は、ＶＣＣ端子から、トランジスタＱ３、コイルＬ１（正方向）、トランジスタＱ２、抵抗Ｒ１（第１の抵抗性素子に相当）、そしてＧＮＤ端子の方向に記録電流Ｉ１が流れる。記録信号ＤＴ１は微分パルス生成部２４によって微分され、立ち上がりエッジ近傍の電位が一定時間、持ち上がる微分パルスとなる。この微分パルスは定電圧源ＶＲＥＦによるバイアス電圧に重畳されて合成パルス信号ＤＴ１Ｂとなり、トランジスタＱ２のベースに印加される（図５（ｃ））。なお、図５（ｃ）において、ハッチングした部分が重畳された微分パルスを示す。
【００４７】
上記の微分パルスが発生している期間は、トランジスタＱ２に対するバイアス電圧が一時的に高くなり、エミッタ電流が増加する。さらに、トランジスタＱ１のベースに蓄積されている電荷はコンデンサＣ３を通して急速に放電されるため、トランジスタＱ１は素早くターンオフする。そして、トランジスタＱ１のターンオフを速めて、トランジスタＱ１およびＱ２が同時にオンとなる状態を回避することにより、トランジスタＱ２のエミッタ電流が増加する速度を速めることができる。したがって、トランジスタＱ２の上記のエミッタ電流の増加が記録電流Ｉ１の増加となり、オーバーシュートが従来のもの（図５（ｅ）中の正極性側のＡ）よりも強調される（図５（ｅ）中の正極性側のＡ´´）。
【００４８】
記録信号ＤＴ２（図５（ｂ））についても、上記と同様の動作となる。記録信号ＤＴ２（図５（ｂ））が“Ｈ”となる期間は、ＶＣＣ端子から、トランジスタＱ４、コイルＬ１（負方向）、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ１、そしてＧＮＤ端子の方向に記録電流Ｉ２が流れる。記録信号ＤＴ２は微分パルス生成部２３によって微分され、立ち上がりエッジ近傍の電位が一定時間、持ち上がる微分パルスとなる。この微分パルスは定電圧源ＶＲＥＦによるバイアス電圧に重畳されて合成パルス信号ＤＴ２Ｂとなり、トランジスタＱ１のベースに印加される（図５（ｄ））。なお、図５（ｄ）において、ハッチングした部分が重畳された微分パルスを示す。
【００４９】
上記の微分パルスが発生している期間は、トランジスタＱ１に対するバイアス電圧が一時的に高くなり、エミッタ電流が増加する。さらに、トランジスタＱ２のベースに蓄積されている電荷はコンデンサＣ４を通して急速に放電されるため、トランジスタＱ２は素早くターンオフする。そして、トランジスタＱ２のターンオフを速めて、トランジスタＱ１およびＱ２が同時にオンとなる状態を回避することにより、トランジスタＱ１のエミッタ電流が増加する速度を速めることができる。したがって、トランジスタＱ１の上記のエミッタ電流の増加が記録電流Ｉ２の増加となり、オーバーシュートが従来のもの（図５（ｅ）中の負極性側のＡ）よりも強調される（図５（ｅ）中の負極性側のＡ´´）。
【００５０】
なお、上記のオーバーシュートの量および期間については、コンデンサＣ３，Ｃ４および抵抗Ｒ２を変更することによって調整することが可能である。
【００５１】
また、抵抗Ｒ２は、その抵抗値が小さい場合には、定電圧源ＶＲＥＦの内部抵抗、たとえば定電圧源の出力回路部を構成するトランジスタのエミッタ抵抗、のような抵抗体ではない抵抗性素子を活用してもよいし、その抵抗値が大きい場合には、半導体基板上に形成されたポリシリコン抵抗のような抵抗体の抵抗性素子を活用してもよい。
【００５２】
以上、本実施形態によると、記録電流駆動回路１にコンデンサＣ３，Ｃ４を追加することにより、オーバーシュート制御部２Ａが構成される。そして、このオーバーシュート制御部２Ａによって、コイルＬ１に通電される記録電流ＩＬのオーバーシュートを強調することができ、磁気ディスク装置の情報記録の信頼性を高めることが可能となる。
【００５３】
また、微分パルス生成部２３，２４は、抵抗Ｒ２を共用しているため、時定数を同程度に調整し易い。このため、トランジスタＱ１，Ｑ２に与えられるバイアス電圧に重畳される微分電圧のばらつきを抑えることができ、Ｈブリッジ回路１１の動作マージンをより少なくすることができる。これにより、より高い周波数の記録信号でＨブリッジ回路１１を駆動させることができる。すなわち、より高周波特性に優れた磁気ディスク装置を実現することができる。
【００５４】
なお、記録電流駆動回路１に追加されるのはコンデンサＣ３，Ｃ４に限られず、記録信号ＤＴ１，ＤＴ２に同期してある一定期間、パルスを発生するようなものであればよい。また、トランジスタＱ１〜Ｑ４はバイポーラトランジスタであるとしたが、ＭＯＳトランジスタなどであってもよい。
【００５５】
また、上記説明において、抵抗Ｒ３，Ｒ４は、ポリシリコン抵抗であるとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、拡散抵抗であってもよい。しかし、ポリシリコン抵抗は寄生容量が小さく、より高周波特性に優れているため、ポリシリコン抵抗を用いる方が好ましい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、磁気ディスク装置がメディアに情報を記録するとき、磁気ヘッドに通電される記録電流のオーバーシュートを俊敏に高め、そして、俊敏に定常状態に戻すことができるようになり、磁気ヘッドが形成する磁場を強化することができる。これにより、高速レートでの記録において信頼性の高い記録が可能となり、ビット・エラー・レートを低下させることができる。また、本発明の磁気ディスク装置は、従来のものよりも高周波特性に優れているため、より高速なデータ転送レートでの情報の記録が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施形態に係る磁気ディスク装置の構成図である。
【図２】 図１の磁気ディスク装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】 第２の実施形態に係る磁気ディスク装置の構成図である。
【図４】 図３の磁気ディスク装置における微分パルス生成部の構成図である。
【図５】 図３の磁気ディスク装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】 従来の磁気ディスク装置の構成図である。
【図７】 図６の磁気ディスク装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】 従来の改良されたＨブリッジコイル駆動回路の回路図である。
【図９】 従来の改良されたＨブリッジコイル駆動回路の回路図である。
【符号の説明】
１１ Ｈブリッジ回路
２，２Ａ オーバーシュート制御部
２１，２４ 微分パルス生成部（第１の微分パルス生成部）
２２，２３ 微分パルス生成部（第２の微分パルス生成部）
Ｌ１ コイル（磁気ヘッド）
Ｑ１ トランジスタ（第２の記録信号に基づいてターンオンする第２のトランジスタ）
Ｑ２ トランジスタ（第１の記録信号に基づいてターンオンする第１のトランジスタ）
Ｑ３，Ｑ４ トランジスタ
Ｍ１ ＭＯＳトランジスタ（第４のトランジスタ）
Ｍ２ ＭＯＳトランジスタ（第３のトランジスタ）
Ｍ３ ＭＯＳトランジスタ（第６のトランジスタ）
Ｍ４ ＭＯＳトランジスタ（第５のトランジスタ）
Ｍ５ ＭＯＳトランジスタ（第１のトランジスタ）
Ｍ６ ＭＯＳトランジスタ（第２のトランジスタ）
Ｒ１ 抵抗（抵抗性素子、第１の抵抗性素子）
Ｒ２ 抵抗（第２の抵抗性素子）
Ｒ３，Ｒ４ 抵抗（抵抗性素子）
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ（容量性素子）
Ｃ３ コンデンサ（第２の容量性素子）
Ｃ４ コンデンサ（第１の容量性素子）
ＩＬ，Ｉ１，Ｉ２ 記録電流
ＶＲＥＦ 定電圧源
ＤＴ１ 記録信号（第１の記録信号）
ＤＴ２ 記録信号（第２の記録信号）
ＤＴ１Ａ 微分パルス信号（第１の微分パルス信号）
ＤＴ２Ａ 微分パルス信号（第２の微分パルス信号）
Claims (1)
- 直列に接続された一対のトランジスタの接続点間に磁気ヘッドを接続して構成されたＨブリッジ回路を有し、与えられた第１の記録信号およびその逆相である第２の記録信号に基づいて、前記Ｈブリッジ回路を構成するトランジスタをスイッチング制御して、前記磁気ヘッドに通電される記録電流の通電方向を制御する磁気ディスク装置であって、
前記Ｈブリッジ回路とグランドとの間に設けられ、前記記録電流の量を定める第１の抵抗性素子と、
所定のバイアス電圧を生成する定電圧源と、
前記記録電流の通電方向が反転する際に生じる当該記録電流のオーバーシュートの大きさを制御するオーバーシュート制御部とを備え、
前記オーバーシュート制御部は、
前記Ｈブリッジ回路において前記記録電流の量を制御するトランジスタのうち前記第１の記録信号に基づいてターンオンする第１のトランジスタのベースまたはゲートと前記第１の記録信号の入力端子との間に設けられた第１の容量性素子と、
前記Ｈブリッジ回路において前記記録電流の量を制御するトランジスタのうち前記第２の記録信号に基づいてターンオンする第２のトランジスタのベースまたはゲートと前記第２の記録信号の入力端子との間に設けられた第２の容量性素子と、
前記第１および第２のトランジスタのベースまたはゲートに、前記定電圧源によって生成される所定のバイアス電圧を与える第２の抵抗性素子と、
前記第２の抵抗性素子と前記第１のトランジスタのベースまたはゲートとの間に接続され、前記第１の記録信号に基づいてターンオンする第３のトランジスタと、
前記第２の抵抗性素子と前記第２のトランジスタのベースまたはゲートとの間に接続され、前記第２の記録信号に基づいてターンオンする第４のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのベースまたはゲートとグランドとの間に接続され、前記第２の記録信号に基づいてターンオンする第５のトランジスタと、
前記第２のトランジスタのベースまたはゲートとグランドとの間に接続され、前記第１の記録信号に基づいてターンオンする第６のトランジスタとを有するものであり、
前記第１および第２の容量性素子は、前記第２の抵抗性素子を共有し、前記第３および第４のトランジスタがスイッチングされることによって、交互に第１および第２の微分パルス生成部を構成するものである
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
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