JP4171158B2

JP4171158B2 - ライト電流の供給方法

Info

Publication number: JP4171158B2
Application number: JP2000105341A
Authority: JP
Inventors: 正弘池田
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2020-04-06
Also published as: JP2001291203A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気記録装置におけるライト電流の供給方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、低抗磁力カードに比べ大きなライト電流を必要とする高抗磁力カードに用いる磁気記録装置におけるライト電流の供給方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カードリーダ等の記録用磁気ヘッドに、書き込み用の電流（以下、本明細書ではライト電流とよぶ）を供給する方法として、例えば、図９から図１１に示す回路を用いたものがある。
【０００３】
図９に示す回路１０１は、磁気ヘッドを構成するコイル１０２と、電力を供給する単一な電圧を備えた電源１０３と、ライト電流Iｗの方向を切り替えるトランジスタ等のスイッチング素子１０４と、スイッチング素子１０４をコントロールするゲート１０５と、定電流源１０６とにより構成される。この回路１０１では、定電流源１０６により設定される一定のライト電流Ｉｗを供給させて、所定の記録情報に応じ、ゲート１０５により各スイッチング素子１０４を適宜オン・オフさせ、磁気ヘッドのコイル１０２に磁界を発生させ磁気カード等の記録媒体に情報を記録する。
【０００４】
また、図１０に示す回路１１１では、定電流源１０６ではなく電流制限抵抗１０７によりライト電流Ｉｗを設定し、供給するものである。
【０００５】
また、図１１に示す回路１１２のように、電流制御抵抗１０７によりライト電流Ｉｗを設定し、スイッチング素子１０４を４つ備えて、インバータ回路を構成するものもある。この回路１１２では、所定の記録情報に応じて、４つのスイッチング素子１０４をそれぞれ適宜オン・オフさせて、ライト電流Ｉｗを磁気ヘッドのコイル１０２に供給させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｌｏ−Ｃｏカード即ち低抗磁力カードに比べ大きなライト電流を必要とするＨｉ−Ｃｏカード即ち高抗磁力カード対応のカードリーダでは、カードの高抗磁化に伴ない磁気ヘッドのギャップ部へ多大な磁束を発生させる必要があるが、従来のライト電流の供給方法では、以下のような問題がある。
【０００７】
まず、多大な磁束を発生させるためコイル１０２の巻き線数を増やした場合、インダクタンスが大きくなり、ライト電流Ｉｗの立ち上がりが遅くなるという問題がある。これに対し、ライト電流Ｉｗの立ち上がりを速くするために供給する電圧を大きくすると、回路の電力損失が増して回路の発熱や装置の許容消費電力をオーバしたりする問題がある。一方、コイル１０２の巻き線数を抑えると、多大な磁束を発生させるために多大なライト電流を流す必要が生じ、やはり電力損失が増してしまう問題がある。
【０００８】
ここで、図１２及び図１３に示すように、電源電圧の切り替え手段を用いて、ライト電流Ｉｗを流し始めた一定時間Ｔ１だけ電源電圧を高くしてライト電流Ｉｗの立ち上がりを速くするようにし、その後低い電源電圧に切り替えて消費電力を抑えるようにする方法が考えられる。しかしながら、実際には、磁気ヘッド等の生産上のばらつきや特性、または使用環境による温度変化等でインピーダンスが変動するため、この方法では適正に電源電圧の切り替えを行うことは困難である。例えば、図１２に示すように、想定したものよりインピーダンスが大きい場合は電源電圧の切り替えのタイミングが早すぎて、低電圧によりライト電流Ｉｗを立ち上げるようになり、立ち上がり時間が長くなってしまう。一方、図１３に示すように、想定したものよりインピーダンスが小さいと電源電圧の切り替えのタイミングが遅すぎて、回路に高電圧がかかることになり、回路の電力損失が増す問題や、ノイズが発生する等の問題が生じる。
【０００９】
そこで、本発明は、回路の電力損失を抑えて、かつ立ち上がり時間が早く、安定したライト電流の供給方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明は、低抗磁力カードに比べ大きなライト電流を必要とする高抗磁力カードに用いる磁気記録装置の磁気ヘッドの駆動回路に流れ、記録情報に応じて駆動回路に組み込まれたトランジスタスイッチをオン・オフさせることによる電流の方向の切り替え時に立ち上がりが生じるライト電流の供給方法であって、高抗磁力カードへの書き込み用の電流をライト電流の目標電流値とすると共に、駆動回路に流れるライト電流を定電流回路に流してライト電流が目標電流値に達し始めるときに急激に降下電圧が上昇するようにし、ライト電流とライト電流が目標電流値に達し始めるときに急激に上昇する降下電圧との関係に基づいてライト電流が立ち上がった状態での降下電圧を基準電圧とし、降下電圧が基準電圧よりも高くなったときに駆動回路に電力を供給する電源電圧を切り替えることで、ライト電流の立ち上がり期間のみ高い電源電圧で、立ち上がり期間外では低い電源電圧で磁気ヘッドのコイルにライト電流を供給するようにしている。
【００１１】
したがって、ライト電流の立ち上がり期間は高い電源電圧を供給することによりライト電流を迅速に立ち上げ、一方ライト電流の立ち上がりに対応して変化する電流検出回路の電圧を検出し、ライト電流が十分に立ち上がった状態に対応する電流検出回路の電圧を検知することで、最適のタイミングで低い電源電圧に切り替えて、ライト電流の立ち上がり期間外では、ライト電流を設定された目標値に安定させることができる。
【００１２】
また、高抗磁力カードへの書き込み用の電流をライト電流の目標電流値とすると共に、ライト電流とライト電流が目標電流値に達し始めるときに急激に上昇する降下電圧との関係に基づいてライト電流が立ち上がった状態での降下電圧を基準電圧とし、降下電圧が基準電圧よりも高くなったときに駆動回路に電力を供給する電源電圧を切り替えるようにしている。
【００１３】
したがって、電流制限抵抗等を設けずに所定のライト電流の目標値を設定することで、迅速にライト電流を立ち上げることが可能となり、ライト電流の立ち上がりに対応して変化する定電流回路の降下電圧を検出することで、最適のタイミングでライト電流を供給する電源電圧を切り替えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１に、本発明のライト電流の供給方法を適用した回路を示す。この回路１は、Ｌｏ−Ｃｏカード即ち低抗磁力カードに比べ大きなライト電流を必要とするＨｉ−Ｃｏカード即ち高抗磁力カードに用いる磁気記録装置における書き込み用磁気ヘッドの駆動回路を構成するもので、磁気ヘッドを構成するコイル２と、ライト電流Ｉｗの方向を切り替えるスイッチング素子４と、スイッチング素子４をコントロールするゲート５と、電源電圧の切り替えが可能な電力供給手段６と、電流検出回路７を組み合わせて構成される。そして、電流検出回路７の電圧Ｖ１を検出し、ライト電流Ｉｗが立ち上がったことを検知して、そのタイミングで電源電圧を切り替えることで、ライト電流Ｉｗの立ち上がり期間のみ高い電源電圧Ｖｂで、立ち上がり期間外では低い電源電圧Ｖａでライト電流Ｉｗを供給するようにしている。
【００１６】
また、本実施形態の回路１は定電流回路８を電流検出回路７に組み合わせており、電流検出回路７は、定電流回路８の降下電圧Ｖ１を検出し、ライト電流Ｉｗが立ち上がったことを検知するようにしている。定電流回路８は、回路１を流れるライト電流Ｉｗが設定された一定値となるように構成されるものであり、図１では省略記号を用いている。以下、本実施形態では、単に定電流源８という。
【００１７】
本実施形態での電力供給手段６では、電源電圧として高い電源電圧Ｖｂと低い電源電圧Ｖａとを備え、高い電源電圧Ｖｂはトランジスタスイッチ９を介してオン・オフ可能に回路１に接続し、低い電源電圧Ｖａはダイオード１０を介して回路１に接続するようにしている。この構成により、トランジスタスイッチ９がオンである場合、回路１には高い電源電圧Ｖｂにより電力が供給され、この間低い電源電圧Ｖａはダイオード１０で仕切られて電力供給を行わない。一方、トランジスタスイッチ９がオフとなると、高い電源電圧Ｖｂによる電力供給が断たれ、低い電源電圧Ｖａによる電力供給が始まる。
【００１８】
ここで、回路１の電力損失を抑えるためには、電源電圧はできるだけ低いものとすることが望ましい。このために、低い電源電圧Ｖａは、定電流源８によりライト電流Ｉｗが一定の目標電流値Ｉ’になった場合に、回路に十分な電力を供給できる程度のできるだけ低い電圧としている。一方、高い電源電圧Ｖｂは、ライト電流Ｉｗを十分早く立ち上げることができる最低限の高い電圧としている。
【００１９】
電流検出回路７は、基準電圧Ｖ１’とコンパレタ１１とで構成され、定電流源８とトランジスタスイッチ９との間に接続される。コンパレタ１１は入力される降下電圧Ｖ１と基準電圧Ｖ１’とを比較して、降下電圧Ｖ１が基準電圧Ｖ１’より小さい場合はＬｏｗ信号を出力する。これによりトランジスタスイッチ９がオンとなる。一方、降下電圧Ｖ１が基準電圧Ｖ１’より大きい場合は、コンパレタ１１がＨｉ信号を出力する。これにより、トランジスタスイッチ９がオフとなる。
【００２０】
次に、ライト電流Ｉｗの立ち上がりを検知し電源電圧を切り替える方法について説明する。
【００２１】
図２に、ライト電流Ｉｗと定電流源８の降下電圧Ｖ１との関係を示す。なお、横軸Ｔは時間軸を示す。
【００２２】
ライト電流Ｉｗは、図２（Ａ）に示すように、回路１に所定の電源電圧が供給されると定電流源８により設定される目標電流値Ｉ’へ向かって立ち上がる。一方、図２（Ｂ）に示すように、定電流源８の降下電圧Ｖ１は、ライト電流Ｉｗが目標電流値Ｉ’に達するまでは、殆どショート状態即ち降下電圧Ｖ１が低い状態となっている。そして、ライト電流Ｉｗが目標電流値Ｉ’に達し始めるころから急激に電圧降下が始まり、降下電圧Ｖ１が上昇する。やがて、ライト電流Ｉｗが目標電流値Ｉ’に達すると、降下電圧Ｖ１は目標電流値Ｉ’に応じた降下電圧Ｖ１”へ収束する。
【００２３】
つまり、降下電圧Ｖ１が低い期間は、ライト電流Ｉｗの立ち上がり期に相当し、一方、電圧降下が始まって降下電圧Ｖ１が低い状態から上昇を始めるときには、ライト電流Ｉｗが十分に立ち上がっている状態と判断できる。したがって、定電流源８の降下電圧Ｖ１が変化するタイミングで電源電圧を切り替えることにより、ライト電流Ｉｗの立ち上がり期間は高い電源電圧Ｖｂで、立ち上がり期間後は低い電源電圧Ｖａで、ライト電流Ｉｗを供給することが可能となる。本実施形態の電流検出回路７の基準電圧Ｖ１’は、上記のライト電流Ｉｗと降下電圧Ｖ１の関係から、ライト電流Ｉｗが十分に立ち上がった状態での降下電圧Ｖ１の値を設定する（図２（Ｂ））。
【００２４】
上述のように構成された回路１において、本発明のライト電流の供給方法によれば、次のようにして、迅速に安定したライト電流Ｉｗが供給される。
【００２５】
まず、回路１に高い電源電圧Ｖｂが供給されて（図６中ステップ１）、これによりライト電流Ｉｗが立ち上がり始める。ライト電流Ｉｗが十分に立ち上がるまでは、定電流源の降下電圧Ｖ１は殆どショート状態であり基準電圧Ｖ１’よりも低い（ステップ２；Ｎｏ）。これにより、コンパレタ１１の出力はＬｏｗ（ステップ３、ステップ５；Ｙｅｓ）、トランジスタスイッチ９はオンの状態を維持して（ステップ６）、回路１には高い電源電圧Ｖｂにより電力が供給され続ける。この間、低い電源電圧Ｖａはダイオード１０で仕切られて電力供給を行わない。ここで、高い電源電圧Ｖｂは、ライト電流Ｉｗを十分速く立ち上げることができるように設定されたものであるから、ライト電流Ｉｗは迅速に目標値電流値Ｉ’に向かって立ち上がっていく。そして、ライト電流Ｉｗが十分に立ち上がってくると、降下電圧Ｖ１の電圧降下が急激に始まる。このため、降下電圧Ｖ１は基準電圧Ｖ１’よりも高くなり（ステップ２；Ｙｅｓ）、この結果コンパレタ１１の出力がＨｉとなり（ステップ４）、トランジスタスイッチ９がオフとなる（ステップ７）。これにより、高い電源電圧Ｖｂによる電力供給が断たれ（ステップ７）、低い電源電圧Ｖａによる電力供給が始まる（ステップ８）。十分に立ち上がって目標電流値Ｉ’に近づいているライト電流Ｉｗは、低い電源電圧Ｖａによって滑らかに安定して目標電流値Ｉ’に達する。
【００２６】
図３は、上記のライト電流Ｉｗの立ち上がりの様子を時間軸Ｔに沿って示したものである。また、図４は高い電源電圧Ｖｂによるライト電流Ｉｗの立ち上がりの様子を、図５は低い電源電圧Ｖａによるライト電流Ｉｗの立ち上がりの様子を示している。なお、図中Ｔ１は電圧の切り替えが行われた時点を示す。
【００２７】
このように、ライト電流Ｉｗの立ち上がり期間は高い電源電圧Ｖｂにより、ライト電流Ｉｗの安定期では低い電源電圧Ｖａにより、ライト電流Ｉｗを供給するようにして、回路の電力損失を抑えて装置の消費電力を低減し、かつ立ち上がりが速く安定したライト電流Ｉｗの供給を可能としている。
【００２８】
また、本発明のライト電流Ｉｗの供給方法では、電源電圧の切り替えを固定時間で行うことをせず、上述のように降下電圧Ｖ１を検出して、電源電圧の切り替えのタイミングを判断するフィードバックを構成し、ライト電流Ｉｗの立ち上りに応じた最適のタイミングで電源電圧の切り替えを実現している。したがって、磁気ヘッド等の生産上のばらつきや特性、または使用環境による温度変化等によるインピーダンスの変動により、切り替えのタイミングが速すぎてライト電流Ｉｗの立ち上がり時間が長くなる、または、切り替えのタイミングが遅すぎて回路１の電力損失やノイズの発生を招く等の問題を回避することができる。すなわち、回路１の電力損失を抑え、かつライト電流Ｉｗの立ち上がりを速くするための、電源電圧切り替えのタイミング（図３中Ｔ１）の最適化を行うことを可能としている。
【００２９】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【００３０】
例えば、図７に示す様に、ダンピング及び電流制限用抵抗１２によりライト電流Ｉｗの目標電流値を設定するものとして、降下電圧Ｖ２を検出し、ライト電流Ｉｗが立ち上がったことを検知するようにしても良い。ただし、この場合は、抵抗１２を接続するため、上述の定電流源８を利用した場合に比べて立ち上がりが遅くなる。
【００３１】
また、図８に示すように、定電流回路８のコントロール電圧Ｖ３を検出し、ライト電流Ｉｗが立ち上がったことを検知するようにしても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明のライト電流の供給方法では、ライト電流の立ち上がり期間は高い電源電圧を供給してライト電流を迅速に立ち上げ、一方ライト電流の立ち上がりに対応して変化する電流検出回路の電圧を検出し、ライト電流が十分に立ち上がった状態に対応する電流検出回路の電圧を検知することで、最適のタイミングで低い電源電圧に切り替えて、ライト電流の立ち上がり期間外では、ライト電流を設定された目標値に安定させることができる。これにより、高抗磁力カードに対応するインダクタンスの大きい磁気ヘッドにおいても、電力を浪費することを抑え必要最低限の電力で、ライト電流の立ち上がり時間を迅速なものとし、さらに、安定したライト電流を供給をすることができる。
【００３３】
また、電流制限抵抗等を設けずに所定のライト電流の目標値を設定することで、迅速にライト電流を立ち上げることができる。また、ライト電流の立ち上がりに対応して変化する定電流回路の降下電圧を検出することで、最適のタイミングでライト電流を供給する電源電圧を切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のライト電流の供給方法を適用した回路の一例を示す概略回路図である。
【図２】同回路におけるライト電流と定電流源の降下電圧との関係を示す図であり、（Ａ）はライト電流の変化を時間軸Ｔに沿って示し、（Ｂ）は降下電圧の変化を時間軸Ｔに沿って示したものである。
【図３】同回路におけるライト電流の立ち上がりの様子を時間軸Ｔに沿って示した図である。
【図４】同回路において高い電源電圧により供給されるライト電流の立ち上がりの様子を時間軸Ｔに沿って示した図である。
【図５】同回路において低い電源電圧により供給されるライト電流の立ち上がりの様子を時間軸Ｔに沿って示した図である。
【図６】同回路において高い電源電圧から低い電源電圧へ切り替える方法を示したフローチャートである。
【図７】本発明のライト電流の供給方法を適用した他の例を示し、電流制限抵抗を用いた例を示す概略回路図である。
【図８】本発明のライト電流の供給方法を適用した他の例を示し、定電流回路のコントロール電圧を検出する例を示す概略回路図である。
【図９】従来のライト電流の供給方法を用いた回路の一例を示す図である。
【図１０】従来のライト電流の供給方法を用いた他の回路を示す図である。
【図１１】従来のライト電流の供給方法を用いた他の回路を示す図である。
【図１２】電源電圧を一定時間で切り替えた場合のライト電流の立ち上がりの様子を示し、切り替えのタイミングが早い状態を示す図である。
【図１３】電源電圧を一定時間で切り替えた場合のライト電流の立ち上がりの様子を示し、切り替えのタイミングが遅い状態を示す図である。
【符号の説明】
７電流検出回路
８定電流源（定電流回路）
Ｉｗライト電流
Ｖｂ高い電源電圧
Ｖａ低い電源電圧

Claims

低抗磁力カードに比べ大きなライト電流を必要とする高抗磁力カードに用いる磁気記録装置の磁気ヘッドの駆動回路に流れ、記録情報に応じて前記駆動回路に組み込まれたトランジスタスイッチをオン・オフさせることによる電流の方向の切り替え時に立ち上がりが生じる前記ライト電流の供給方法であって、前記高抗磁力カードへの書き込み用の電流を前記ライト電流の目標電流値とすると共に、前記駆動回路に流れる前記ライト電流を定電流回路に流して前記ライト電流が前記目標電流値に達し始めるときに急激に降下電圧が上昇するようにし、前記ライト電流と前記ライト電流が前記目標電流値に達し始めるときに急激に上昇する前記降下電圧との関係に基づいて前記ライト電流が立ち上がった状態での前記降下電圧を基準電圧とし、前記降下電圧が前記基準電圧よりも高くなったときに前記駆動回路に電力を供給する電源電圧を切り替えることで、前記ライト電流の立ち上がり期間のみ高い電源電圧で、立ち上がり期間外では低い電源電圧で前記磁気ヘッドのコイルに前記ライト電流を供給するようにしたことを特徴とするライト電流の供給方法。