JP2000123500A - ディスク装置におけるヘッド制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＶＣＭなどによりヘッドが連続的に移動させ
られるディスク装置に、１トラックが１パルスに対応す
るシーク指令パルスを与えると、シーク指令パルス毎に
移動するヘッドの移動速度が遅くなり、最終目標トラッ
クセンターにオントラックさせるまで時間がかかる。 【解決手段】 シーク指令パルスが与えられると、１ト
ラック分だけヘッドが移動させられるが、ヘッドが隣接
するトラックセンターに至る前に、次のシーク指令パル
スが与えられると、前記隣接するトラックセンターまで
の距離に１トラック分の距離が加算され、この加算され
た距離に応じた速度でヘッドが加速される。よってヘッ
ドを最終目標トラックセンターへ迅速に移動させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フロッピーディス
ク（ＦＤ）その他のディスクからの情報の再生動作に関
して、ヘッドを目標トラックセンターへシークさせるた
めのヘッド制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のフロッピーディスクドライブ装置
では、ディスクの記録面に同心円上に記録されるトラッ
ク位置へヘッドを移動させるためのヘッド送り装置とし
て、ステッピングモータなど使用したステップ駆動機構
が用いられ、このヘッド送り装置の機械的なステップ動
作により、ヘッドがトラック位置へ位置決めされる。ま
た前記ステップ駆動機構の代わりに、リニアモータ（Ｖ
ＣＭ：ボイスコイルモータ）駆動のヘッド送り装置が設
けられ、このヘッド送り装置でヘッドが連続的に移動さ
せられるものもある。

【０００３】この種のディスク装置では、ヘッドが原点
位置に復帰したことが検出部により検出されてこれがホ
ストコンピュータ側に通知される。ヘッドをディスクの
目標トラックにシークさせる際、ホストコンピュータ側
からディスク装置に対して１トラックに対して１パルス
のＳＴＥＰパルスとシーク要求方向からなるシーク指令
パルスが与えられ、このシーク指令パルスに基づいて、
ディスク装置側ではヘッドを前記シーク指令パルス数に
応じたトラック数だけ移動させる制御が行われる。

【０００４】ここで、従来のフロッピーディスクドライ
ブ装置のように、ステッピングモータで駆動されるスク
リュー軸にヘッドベースが嵌合し、このスクリュー軸の
回転によりヘッド送りを行うものでは、ステッピングモ
ータの回転とヘッドの移動位置との関係が機械的な連結
で決まるため、ホストコンピュータからのシーク指令パ
ルスに応じてステッピングモータを駆動する制御を行う
だけで、ヘッドを目標トラックにオントラックさせるこ
とができる。

【０００５】これに対し、リニアモータ駆動のヘッド送
り装置を用いたものでは、ヘッド送り装置内でヘッドベ
ースに移動の自由度があるため、ヘッドの移動位置を常
に検出する検出部を設けることが必要である。

【０００６】このようなリニアモータ駆動のヘッド送り
装置が設けられるディスク装置としては、例えばディス
ク上にトラッキングのためのサーボ信号が記録された高
密度記録用のディスクと、容量が２Ｍバイトのフロッピ
ーディスク（ＦＤ）の双方が装填可能とされたものがあ
る。なお、この種のディスク装置に装填される高密度用
のディスクもフレキシブルなディスクであるが、以下に
おいては、容量が２Ｍバイトのフレキシブルディスクを
フロッピーディスクと呼び、前記高密度用のディスクと
区別して説明する。

【０００７】前記高密度記録用のディスクが装填された
ときには、リニアモータ駆動でヘッドが移動させられ、
ヘッドが前記サーボ信号を読み取ったときに、ヘッドが
各トラック位置に位置決めされたと判断される。一方、
フロッピーディスクが装填されたときには、前記検出部
からの検出出力に基づいて、ヘッドの送り位置が制御さ
れ、ヘッドが前記トラック位置に位置決めされる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図１１は、シーク動作
制御を示す線図である。図１１（ａ）は、ホストコンピ
ュータからディスク装置に与えらるシーク指令パルス、
図１１（ｂ）は従来のフロッピーディスクドライブ装置
のようにヘッドがステッピングモータとスクリュー軸を
用いたヘッド送り手段によって送られるときのヘッド移
動位置を示し、図１１（ｃ）は、前記高密度記録用のデ
ィスクとフロッピーディスクの双方を装填できるディス
ク装置にフロッピーディスクを装填したときに、ヘッド
がリニアモータ駆動部により送られるときのヘッド移動
位置を示している。図１１（ｂ）（ｃ）におけるＴＫは
１トラック間の距離（１トラックピッチ）を意味してい
る。

【０００９】図１１（ａ）に示すように、ホストコンピ
ュータからディスク装置には１トラックに対して１パル
ス分のシーク指令パルスが与えられる。このシーク指定
パルスは一定の周期Ｐで与えられ、この周期Ｐは３〜１
２ｍｓの任意の値である。またフロッピーディスクに対
するヘッドのシーク動作では、前記シーク指令パルスの
最終パルス（目標トラックに至るまでの複数のパルスの
うちの最終パルス）が与えられた後の所定時間（例えば
１５ｍｓ）以内に、ヘッドが目標トラックセンターにオ
ントラックして整定していることが仕様上の要求値であ
る。

【００１０】図１１（ｂ）に示すように、ステッピング
モータとスクリュー軸とを用いたヘッド送り手段を使用
するものでは、ヘッドベースが前記スクリュー軸に機械
的に掛止され且つステッピングモータの起動トルクが十
分に高いので、前記シーク指令パルスが与えられステッ
ピングモータが始動したときのヘッドの移動の追従性が
良い。よって、シーク指令パルスが与えられた後に次の
シーク指定パルスが与えられるまでの間にヘッドを隣の
トラックセンターまで移動させ、ステッピングモータの
ホールディングトルクによりヘッドを整定させることが
可能である。

【００１１】すなわち、図１１（ｂ）に示すように、シ
ーク指令パルスが１パルス与えられると、ただちにヘッ
ドが移動して隣接するトラックセンターに整定し、さら
に１パルス与えられると、再びヘッドが移動し始めて隣
のトラックセンターに整定するというステップ動作を繰
り返す。したがって、シークの最終目標を指令する最終
パルスＰｘが与えられた後の短時間後にヘッドが目標ト
ラックセンターに整定される。

【００１２】これに対し、ヘッドをリニアモータ駆動部
で移動させるものでは、図１１（ｃ）に示すように、ヘ
ッドが停止している状態でシーク指令パルスが与えら
れ、リニアモータ駆動部のボイスコイルに電流が流れ始
めてからヘッドベースが始動するまでに起動トルクの不
足のために時間がかかり、次のシーク指令パルスが与え
られるまでの間（パルス周期Ｐの間）にヘッドを隣のト
ラックセンターに整定させることが難しい。

【００１３】そのため、シーク指令パルスが与えられる
毎にヘッドを１トラック（１ＴＫ）分だけ移動させてト
ラックセンターに整定させ、次のシーク指令パルスで再
びヘッドを始動するという制御を繰り返していると、シ
ーク指令パルスに対してヘッドのトラック更新が徐々に
遅れ、その遅れ量が累積していく。その結果、最終パル
スＰｘが与えられてから、ヘッドが目標トラックセンタ
ーにオントラックして整定されるまでの時間がきわめて
長く必要になり、仕様上要求される前記所定時間（例え
ば１５ｍｓ）の整定要求時間内にヘッドを整定させるこ
とができないこともあり得る。

【００１４】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、ヘッドをリニアモータ駆動部（ＶＣＭ）などで送
るもので且つシーク指令パルスに応じてトラックを更新
する動作を行うものにおいて、最終シーク指令パルスが
与えられた後の短時間のうちにヘッドを目標トラックセ
ンターに整定させることができ、且つ１トラック未満の
残り距離に対してもヘッドの移動制御をすることが可能
なディスク装置におけるヘッド制御装置を提供すること
を目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ディスクを回
転させる回転駆動部と、前記ディスクの記録面に対向す
るヘッドと、前記ヘッドをディスクのトラックを横断す
る方向へ送るヘッド送り手段と、前記ヘッドの移動に応
じて検出出力が変化する検出部と、前記検出部で得られ
た検出出力に基づいて前記ヘッド送り手段を制御する制
御部とが設けられたディスク装置において、前記制御部
では、ヘッドがディスク上の目標位置に向けて移動して
いる途中で、外部から新たなシーク指令信号が与えられ
たときに、直ちに現在のヘッドの到達位置から前記シー
ク指令信号により与えられた新たな目標位置までの残り
距離を演算し、前記ヘッドが前記の残り距離だけ移動す
るための移動制御が、前記シーク指令信号が与えられる
前のシーク動作の終了を待つことなく行われることを特
徴とするものである。

【００１６】例えば、前記制御部においては、前記検出
部から得られるヘッド位置検出信号から目標位置までの
位置偏差が求められ、この位置偏差に対応する目標速度
と、前記検出部から得られるヘッドの検出速度との差に
より速度差が求められて、この速度差に基づく速度制御
信号が前記ヘッド送り手段に与えられ、ヘッドが目標位
置へ向けて移動している途中で新たな前記シーク指令信
号が与えられたときに、直ちに前記目標位置までの残り
距離に新たなシーク指令信号の移動距離を加算した距離
が前記位置偏差とされるとともに、前記加算後の位置偏
差に基づく目標速度とヘッドの前記検出速度とから前記
速度差が得られるものとなる。

【００１７】また、前記検出部から得られるヘッド位置
検出信号から目標位置までの位置偏差の分解能が、１ト
ラック距離未満であることが好ましい。なお、前記目標
位置は、例えばシーク指令信号で要求されるトラックの
トラックセンターである。

【００１８】本発明では、ヘッド送り手段がリニアモー
タ駆動部（ＶＣＭ）により駆動されるものにおいて、シ
ーク指令パルスが与えられてヘッドが目標位置に移動し
ている途中で新たなシーク指令パルスが与えられたとき
に、ヘッドを現在の到達位置からさらに前記シーク制御
パルスで指令されたトラック（例えば１パルスで１トラ
ック）だけ移動させるのに必要なヘッドの速度制御が行
われる。さらに、前記速度制御は、１トラック未満の分
解能に対応した残り距離を移動させるための制御として
行われる。そのため、シーク指令パルスに対するヘッド
の移動追従性が良くなり、シーク指令パルスの最終パル
スが与えられた後の短時間後にヘッドを目標トラックセ
ンターに確実に整定させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図1は本発明のディスク装置を示
すブロック図である。このディスク装置には、高密度記
録用のディスクと、従来と同様の規格の容量が２Ｍバイ
トのフロッピーディスク（ＦＤ）と双方が装填される。

【００２０】ディスク装置は、前記両ディスクの中心部
が装填されるターンテーブルすなわち回転駆動部１を有
しており、この回転駆動部１はスピンドルモータ２によ
り回転駆動される。回転駆動部１にフロッピーディスク
（ＦＤ）が装填されると、ディスクの一方の記録面にサ
イド０の磁気ヘッドＨ０が接触し、他方の記録面にサイ
ド１の磁気ヘッドＨ１が接触する。

【００２１】磁気ヘッドＨ１は支持アーム３ａに支持さ
れ、磁気ヘッドＨ０は支持アーム３ｂに支持されてい
る。両支持アーム３ａと３ｂは、ヘッドベース４に支持
されている。このヘッドベース４は、リニアモータ駆動
部（ＶＣＭ）５を有するヘッド送り手段により、ディス
クＤの半径方向へ連続送りすることが可能となってい
る。

【００２２】磁気ヘッドＨ０とＨ１は、リード・ライト
アンプ６を介してＦＤＤ用の入出力インターフェース
（ＩＦ）に接続されている。ホストコンピュータ側から
前記入出力インターフェースに対して、フロッピーディ
スクドライブを制御するための制御信号が与えられる。

【００２３】前記フロッピーディスク（ＦＤ）に対する
記録または再生が行われるときには、ヘッドベース４の
移動が検出部であるリニアセンサ８により検出され、こ
の検出出力は制御部となるＣＰＵ７に与えられる。また
このＣＰＵ７により前記リニアモータ駆動部５およびス
ピンドルモータ２が駆動制御される。

【００２４】また、前記支持アーム３ａと３ｂには、高
密度記録用の磁気ディスクが装填されたときに使用され
る他の磁気ヘッドＨ０ｈと磁気Ｈ１ｈが設けられてお
り、高密度記録用のディスクが回転駆動部１に装填され
たときには、前記磁気ヘッドＨ０ｈとＨ１ｈを使用して
記録・再生動作が行われる。

【００２５】高密度記録用のディスクでは、記録面にト
ラッキング用のサーボ信号が記録されており、ＣＰＵ７
では、前記磁気ヘッドＨ０ｈおよびＨ１ｈからの再生出
力により前記サーボ信号が検出され、このサーボ信号に
よりリニアモータ駆動部５が制御され、これによりヘッ
ドのシーク動作およびオントラック制御が行われる。し
たがって、高密度記録用のディスクが装填されたときに
は、リニアセンサ８からの出力はシーク制御などに使用
されない。また、高密度記録用のディスクの記録・再生
動作を行うための入出力インターフェースは図１に示す
ＦＤＤ入出力インターフェースとは別に設けられている
（図示せず）。

【００２６】フロッピーディスク（ＦＤ）が装填された
ときのヘッドの位置検出を行うための前記検出部すなわ
ちリニアセンサ８は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、
リニアスケール１２と光学検出手段１３とから構成され
ている。リニアスケール１２と光学検出手段１３の一方
がヘッドベース４に固定され、他方がシャーシに固定さ
れる。

【００２７】前記リニアスケール１２は、長尺状の板に
一定のピッチで複数の検知窓（スリット）１２ａが開口
している。光学検出手段１３は、リニアスケール１２を
挟んで互いに対向して固定設置された光源１３ａと受光
変換部１３ｂとから構成されている。受光変換部１３ｂ
には、受光素子１４ａと受光素子１４ｂが設けられてい
る。前記リニアスケール１２に開口する検知窓１２ａの
ピッチをｐとすると、受光素子１４ａと受光素子１４ｂ
との配置距離（ピッチ）は、（３／４）・ｐである。

【００２８】光源１３ａから発せられる光は、リニアス
ケール１２に形成された検知窓１２ａを透過して、受光
素子１４ａと１４ｂにより検知される。リニアスケール
１２と光学検出手段１３との相対的な移動により、受光
素子１４ａと１４ｂとからは、その受光光量に応じて三
角関数または三角関数に近似した強度変化の２相の検出
出力が得られる。また、リニアスケール１２の検知窓１
２ａのピッチｐとの関係から、受光素子１４ａから得ら
れる受光出力と受光素子１４ｂから得られる受光出力と
の位相は１／４周期（９０°）だけずれている。

【００２９】また、図示省略しているが、磁気ヘッドＨ
０とＨ１がディスクの最外周のトラック（トラック番
号：０）にオントラック状態のときにヘッドベース位置
を検出する第３の検出手段が設けられている。

【００３０】このディスク装置にフロッピーディスク
（ＦＤ）が装填されたときには、ホストコンピュータは
ＦＤＤ用の入出力インターフェースを介して従来のフロ
ッピーディスクドライブ装置と同様の制御が行われる。
すなわち、前記第３の検出手段により磁気ヘッドＨ０と
Ｈ１が前記最外周のトラック（トラック盤号：０）に移
動したときには、ＣＰＵ７がこれを認識してホストコン
ピュータに通知される。またシーク制御では、ホストコ
ンピュータからディスク装置のＣＰＵ７に対し、１トラ
ックに対して１パルスのシーク指令パルスが与えられ
る。

【００３１】以下、ディスク装置にフロッピーディスク
（ＦＤ）が装填されているときのシーク制御動作につい
て説明する。 （ヘッド位置偏差の算出）図３（ａ）は、磁気ヘッドＨ
０およびＨ１がディスクのトラック横断方向へ移動する
ときに前記リニアセンサー８から得られる検出出力を示
し、図４は、図３（ａ）の一部を横方向のスケールを拡
張して示している。

【００３２】受光変換部１３ｂの受光素子１４ａが受光
した結果得られる検出出力をＡ相とし、受光素子１４ｂ
が受光した結果得られる検出出力をＢ相としている。図
３（ａ）、図４の横軸はディスクの半径方向を意味し前
記Ｂ相の出力の位相に対応させて示している。設計値で
は、Ａ相はＢ相に対して１／４周期（９０°）だけ位相
がずれている。縦軸は検出出力の強度（光電変換で電圧
に変換された値）である。各相の検出出力のピーク点を
＋Ｐおよび−Ｐで示している。

【００３３】Ｂ相が検出出力の中心値（０Ｖ点）となる
位相は、０°、１８０°、３６０°、５４０°、７２０
°…であるが、３６０°×Ｎ（Ｎは整数）となる位相の
ときに磁気ヘッドＨ０およびＨ１がディスクの各トラッ
クセンターＴｃに一致するように、リニアセンサー８の
取付け位置が調整されている。Ｂ相の出力の１周期（３
６０°）は１トラックピッチ（１ＴＫ：例えば１８７．
５μｍ）に相当している。また前記トラックセンターＴ
ｃを中心とした前後１８０°の範囲が１トラック領域で
ある。また以下においては、ｎトラック領域のトラック
センターＴｃを便宜上、シーク動作の目標トラックとし
ている。

【００３４】また、図３（ａ）と図４では、Ａ相が設計
値通りの出力となっているとき、すなわちＢ相に対して
正確に９０°位相がずれている出力を実線で示し、Ａ相
が前記設計値に対して所定の公差を有している場合に、
その想定される公差範囲を前記実線の前後にて破線で示
している。この公差は、リニアスケール１２の加工誤差
や、受光素子１４ａと受光素子１４ｂとの相対的な取付
け位置の誤差などにより生じる。図３（ａ）と図４とで
は、Ｂ相に対するＡ相の位相差の誤差範囲を±３０°と
している。

【００３５】ヘッドの現在位置および、ヘッドの現在位
置から目標トラックセンターまでの位置偏差を検出する
ために、Ａ相の極性とＢ相の極性との組み合わせを演算
している。この演算値から、トラック領域内のどの区域
にヘッドが位置しているのかが検出される。またＢ相の
出力値により、１トラック領域内でのヘッドの現在位置
とそのトラック領域でのトラックセンターＴｃとの位置
偏差が検出される。

【００３６】図４には、Ａ相の極性とＢ相の極性が示さ
れている。Ａ相の出力とＢ相の出力は三角関数またはこ
れに近似した変化を示すため、これら各相の出力は、１
８０°（１／２周期）ごとに極性が変化する。

【００３７】前記Ａ相の極性とＢ相の極性との組み合わ
せは、１トラック領域内に４通り存在する。Ｂ相の極性
が（−）でＡ相の極性が（＋）のときが、１トラック領
域内での区域１、Ｂ相の極性とＡ相の極性が共に（−）
のときは区域２、Ｂ相の極性が（＋）でＡ相の極性が
（−）のときが区域３、Ｂ相の極性とＡ相の極性がとも
に（＋）のときが区域４である。

【００３８】ＣＰＵ７では、前記極性の組み合わせの演
算により、磁気ヘッドが区域４から区域１に移動したと
認識したときに、ヘッドが隣接トラックに移動したもの
として、トラックカウンタに１が加算され、また磁気ヘ
ッドが区域１から区域４に移動したと認識したときにト
ラックカウンタで１が減算される。なお、トラックカウ
ンタはＣＰＵ７に内蔵されている。

【００３９】次に、ヘッドの現在位置から目標トラック
センターまでの位置偏差は、前記トラックカウンタで認
識している現在のトラック番号と、Ｂ相の出力値とから
求めるが、この演算は、前記それぞれの区域に対応した
３通りの演算で足りる。

【００４０】磁気ヘッドが各区域にあるときのこの磁気
ヘッドの現在位置から目標トラックセンターまでの位置
偏差を演算する式は以下の通りである。 ・区域１での演算式は、 位置偏差＝−｛（目標トラック番号−現在トラック番
号）・ＴＫ＋０．５ＴＫ｝・Ｋｔ−（Ｂ相出力−Ｂ相セ
ンター）・Ｋｓ である。前記ＴＫは１トラックピッチに対応する距離で
ある。またＫｔとＫｓは係数である。 ・区域２と区域３での演算式は、 位置偏差＝−（目標トラック番号−現在トラック番号）
・ＴＫ・Ｋｔ＋（Ｂ相出力−Ｂ相センター）・Ｋｓ ・区域４での演算式は、 位置偏差＝−｛（目標トラック番号−現在トラック番
号）・ＴＫ−０．５ＴＫ｝・Ｋｔ−（Ｂ相出力−Ｂ相セ
ンター）・Ｋｓ である。

【００４１】前記の区域１と区域４では、演算式の第１
項で０．５ＴＫ分の補正が行われている。これは区域１
では、ヘッドがトラックセンターに近づくときに、位置
偏差がマイナス側へ増大してしまいヘッドがトラックセ
ンターから離れるかのような出力値となり、区域４では
ヘッドがトラックセンターから離れるにしたがって位置
偏差がプラス側で減少し、ヘッドがトラックセンターへ
近づいているような出力値となる。これを補正するため
に０．５ＴＫを加算しまたは減算している。次に前記係
数ＫｔおよびＫｓについて説明する。

【００４２】前記係数Ｋｔは、例えば、１トラック分の
移動距離：ＴＫ（１８７．５μｍ）が１０２４ステップ
の分解能をもつように設定される。すなわちＣＰＵ７に
おいて、位置偏差の演算値が−１０２４となったとき
が、目標トラックセンターに対してヘッドがディスク外
周側へ１８７．５μｍだけ離れて位置していると認識さ
れる（図３（ｂ）参照）。

【００４３】次に、この実施の形態では、Ｂ相とＡ相と
の位相差（９０°）にさらに±３０°の誤差が発生する
ことを加味して、（Ｐ−Ｐ値）×Ｃｏｓ６０°が５１２
分解能となるように前記係数Ｋｓを決めている。

【００４４】その結果、図３（ａ）および図４に示すよ
うに、Ａ相の位相に±３０°の誤差があることを想定し
た場合に、この±３０度の範囲で、Ｂ相の出力値が＋２
５６、または−２５６ステップに固定される。すなわ
ち、Ａ相の位相に誤差が生じる可能性のある範囲内で
は、Ｂ相の出力値が±２５６ステップの一定値となるよ
うにリミットを与えている。前記±３０°の範囲でのＢ
相の出力が不感帯２５である。

【００４５】したがって、前記区域１から区域４の各区
域に基づく位置偏差の演算結果としては、図３（ｂ）に
示すように、ヘッドの位置にかかわらず演算値が一定値
となる領域２５ａが存在する。

【００４６】図３（ａ）と図４に示すように、Ｂ相の出
力に±３０°の範囲で不感帯２５を設けると、Ａ相の位
相が±３０°の範囲でずれて区域１と区域２との境界、
および区域３と区域４との境界が変化したとしても、演
算値は±２５６でリミットされるので、この一定値２５
ａの領域ではヘッドが移動していないと判断し、ＣＰＵ
７では、一定値２５ａを得ているときにはヘッドを本来
の進行方向へ移動させるような制御が行われる。したが
って、Ａ相の位相に誤差があっても、ヘッドは必ず、目
標トラック方向へ向って移動できることになる。（シー
ク動作での速度制御）シーク動作において、ヘッドが目
標トラックに接近するまでは、ＣＰＵ７では、ヘッドの
速度制御の演算が行われ、その結果に基づいてリニアモ
ータ駆動部５が制御される。

【００４７】図５はＣＰＵ７にて実行される速度制御プ
ログラムの動作ブロック図である。磁気ヘッドが目標ト
ラックセンターに向って移動しているとき、例えば前記
リニアセンサ８から得られるいずれかの相の周波数など
により現在の速度が検出される。これが図５における検
出速度３１である。一方、前記演算により図３（ｂ）に
示すヘッドの現在位置の目標トラックセンターに対する
位置偏差３２が求められる。

【００４８】ＣＰＵ７では、位置偏差３２に対する目標
速度３３のテーブルが記憶されており、位置偏差３２に
対応した目標速度３３が得られる。この目標速度３３と
現在の検出速度３１との差が検出速度差３４である。

【００４９】ＣＰＵ７では、前記の検出速度差３４に、
位置偏差によって設定されるシーク補正ゲイン３５が乗
じられて、これがリニアモータ駆動部５に与えられて、
リニアモータ駆動部５が加速されまたは制動がかけられ
る。前記シーク補正ゲイン３５は、目標トラック内のト
ラックセンターに近い不感帯２５領域を越えた点で大き
な値に切り替えられる。この処理により、不感帯２５で
目標速度以上に増速させてもトラックセンターへ至るま
でに減速することが可能になる。なお、目標トラックに
一致していなくても、不感帯２５領域においてゲインを
下げ、不感帯を脱してトラックセンターに接近した位置
検出可能な領域でゲインを上げるという処理を行っても
よい。

【００５０】図７は、目標トラックセンターまでの距離
に対する目標速度３３の記憶テーブルを示している。前
記のようにこの目標速度テーブルはＣＰＵ７内のＲＡＭ
などに記憶されている。

【００５１】例えば目標トラックセンターに対して２ト
ラック前のトラックセンターを通過するまでは、最高速
度（例えば０．８５ＴＫ／ｍｓ）の一定速度であり、そ
の後は目標トラックセンターに接近するまで速度が一次
関数的に低下するように前記目標速度３３が設定され
る。図５に示した速度制御ではヘッドの移動速度が前記
目標速度３３に一致するようにサーボがかけられる。

【００５２】図１０は、シーク動作のためにＣＰＵ７で
実行される速度制御の動作フローチャートである。この
フローチャートに示すようにステップ１（ＳＴ１）で
は、シーク指令パルスが与えられるかを監視する。シー
ク指令パルスが与えられないときには、ＳＴ２において
ヘッドの移動処理を行わない。

【００５３】シーク指令パルスが与えられると、図５に
示す速度制御において位置偏差を「＋１」とし（ＳＴ
３）、この位置偏差に基づく目標速度３３を設定する
（ＳＴ４）。そして図５に示すように目標速度３３と検
出速度３１との速度差３４に基づいて、リニアモータ駆
動部５が制御されて、ヘッドが移動させられる（ＳＴ
５）。この移動の途中で新たなシーク指令パルスが与え
られると（ＳＴ１）、ＳＴ３で、現在の位置偏差に
「１」が加算される。

【００５４】そしてＳＴ４では加算された新たな位置偏
差に基づく目標速度３３が設定され、速度制御が行われ
る。これがシーク指令パルスの最終パルスまで繰り返さ
れ、ヘッドが目標トラックセンターにオントラックさせ
られる。この際、目標までの残り距離を、１トラック未
満の分解能で検出している。そしてヘッドを前記残り距
離だけ移動させるために、前記残り距離に対応した目標
速度３３が設定されて速度制御が行われる。よって、前
記最終パルスで設定される残り距離が１トラック未満で
あっても、この１トラック未満の分解能を有する速度制
御が可能となり、ヘッドを目標トラックセンターに確実
に整定させることができる。

【００５５】図８は、ホストコンピュータから与えられ
るシーク指令パルスと、ヘッドの前記速度制御との関係
を示している。横軸は時間であり、この時間中に各トラ
ックセンターＴｃへの到達予定時刻を記している。縦軸
は、ヘッドの位置からそれぞれの直近のトラックセンタ
ーＴｃまでの距離（位置偏差）をトラック移動量（Ｔ
Ｋ）で示している。また図８では、ヘッドがトラック番
号「０」に位置している状態から、シーク指令パルスが
５パルス与えられて、ヘッドがトラック番号「５」のト
ラックセンターへシークさせられる場合を一例として示
している。

【００５６】図１０に示す速度制御フローを図８との関
係で説明する。今、ヘッドがトラック番号「０」のトラ
ックセンターに位置しているとする。このときはまだシ
ーク動作が開始していないので、位置偏差３２は「０」
である。シーク指令パルスの第１パルスが与えられる
と、ヘッドをこのときのシーク要求目標位置である隣の
トラック番号「１」のトラックセンターＴｃへ移動させ
る制御が行われる。このとき、図１０のＳＴ３で示した
ように、位置偏差３２に「１」が加算される。この位置
偏差「１」に基づいて図７に示したテーブルから目標速
度３３が設定され、速度差３４が算出されて速度制御が
かけられる。その結果、リニアモータ駆動部５によって
ヘッドが加速され、ヘッドがトラック番号「１」のトラ
ックセンターに近づくと減速させられる。この速度プロ
フィールが図８に示す２６である。シーク指令パルスが
第１パルスのみであるならば、図８で破線２６ａで示す
ように、ヘッドがトラック番号「１」のトラックセンタ
ーに近づいていく。

【００５７】しかし、さらに続くシーク指令パルスが与
えれ、しかもシーク指令パルスの周期Ｐが短いと、リニ
アモータ駆動部５でのシークの立ち上がり速度が遅いた
め、ヘッドがトラック番号「１」のトラックセンターよ
りもΔＴＫだけ手前に位置しているときに、シーク指令
パルスの第２パルスが与えられる。このときには、図１
０にＳＴ３において現在の位置偏差ΔＴＫに１ＴＫの偏
差が加算され、図５における現在の位置偏差３２が「Δ
ＴＫ＋１ＴＫ」となる。そしてこの加算された位置偏差
に基づいて目標速度３３が設定され、速度差３４に基づ
いてヘッドの速度が決められる。このとき、ヘッドから
トラック番号「２」のトラックセンターまでの偏差が大
きく、設定される目標速度が大きいため、ヘッドは毎度
加速されて進むことになる。

【００５８】そしてヘッドがトラック番号「２」のトラ
ックセンターに接近しているときに、シーク指令パルス
の第３パルスが与えられると、さらに偏差が１ＴＫだけ
加算され、ヘッドが加速される。

【００５９】図９は、シーク指令パルスと、ヘッドの移
動総トラックとの関係を示しており、横軸が時間、縦軸
がヘッドの総移動距離である。図９に示すように、前記
の速度制御を実行すると、シーク指令パルスが与えられ
るたびに、ヘッドが加速される。すなわち、ヘッドと目
標のトラックセンターとの位置偏差が大きければ大きい
ほど、設定される目標速度が大きくなってヘッドが加速
される。したがって、最終目標トラックセンターに対し
て、ヘッドの移動の遅れを取り戻す増速が行われる。

【００６０】その結果、最終パルス（第５パルス）が与
えられた時点で、ヘッドは目標トラックであるトラック
番号「５」のトラックセンターにかなり接近することに
なり、この最終パルスの後の短時間のうちに最終目標ト
ラックのトラックセンターにオントラックさせて整定さ
せることができる。

【００６１】例えばシーク指令パルスの周期が３ｍｓ程
度と短い場合であっても、シーク指令パルスの最終パル
スが与えられてから５ｍｓ程度の時間で、次に説明する
オントラック制御への切換を含めてヘッドを最終目標ト
ラックのトラックセンターに整定させることが可能であ
る。

【００６２】なお、前記の実施の形態では、ヘッドが隣
のトラックセンターを目標として移動しているときに、
シーク指令パルスが与えられると、隣のトラックセンタ
ーまでの距離に１トラック距離だけ加算されて新たな目
標速度が設定されるものとして説明した。しかし、例え
ばシークを開始して複数のシーク指令パルスが与えられ
て、現在の目標位置が、現在のトラック位置から２トラ
ック、３トラックあるいは数トラック先となっており、
この目標位置を目指して目標速度が設定されているとき
に、さらにシーク指令パルスが与えられたときには、前
記目標位置までの距離にさらに１トラックが加算されて
その距離に対応した目標速度に更新されてもよい。

【００６３】また目標位置は、特にトラックセンターに
限定されるものではなく、例えば製造工程や検査工程に
おいて必要な場合、もしくは特殊な処理を行うなどの場
合に、必要に応じて前記目標位置をトラックセンターか
ら１／２トラック、あるいは１／３トラックずれた位置
に設定することもできる。（オントラック制御）磁気ヘ
ッドが目標トラックセンターにきわめて接近したとき
（例えばトラックセンターから０．０５ＴＫ程度接近し
たとき）、および磁気ヘッドが目標トラックセンターに
オントラックのときには、ＣＰＵ７では前記速度制御か
らオントラック制御に切り換えられ、リニア駆動部５に
対してはこのオントラック制御によるサーボがかけられ
る。

【００６４】図６はＣＰＵ７で実行されるオントラック
制御の動作ブロック図である。オントラック制御では、
Ａ相とＢ相の検出出力から得られる位置偏差３２から、
微分演算による速度情報算出、及び目標から偏差の積分
を演算する。各々得られた、微分、比例、積分情報に対
し、速度補償ゲイン４２、比例ゲイン４１、積分補償ゲ
イン４３を乗じ、これを加算４４し、その加算結果に補
正ゲイン４５を乗じて、リニアモータ駆動部５に出力さ
れる。ここで比例ゲイン４１は、目標までの位置偏差を
無くす方向へ補正出力を発生し、速度補償ゲイン４２
は、比例ゲインによる補償の結果、急激な位置変動が発
生するのを抑制する方向への補正を行う。また積分補償
ゲイン４３は、摩擦のような力により定常的に発生する
オフセットを吸収する方向への補正を行う。このオント
ラック制御は、ヘッドをオントラック位置に安定させる
よう、リニアモータ駆動部５にサーボがかけられる。

【００６５】

【発明の効果】以上のように本発明では、リニアモータ
駆動部（ＶＣＭ）などを用いてヘッドのシーク動作を実
行するものにおいて、ホストコンピュータ側から与えら
れるシーク指令パルスにヘッドを迅速に追従させること
ができる。よってシーク指令パルスの最終パルスが与え
られてから、短時間でヘッドを目標位置へ移動させるこ
とができる。またヘッドと目標位置との残り距離が１ト
ラック未満のときに、１トラック未満の分解能の速度制
御が可能であるため、ヘッドを目標位置に確実に整定さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヘッド制御装置を示すブロック図、

【図２】検出部の構成の一例を示し、（ａ）はリニアス
ケールの側面図、（ｂ）は光学検出部とリニアスケール
との関係を示す部分平面図、

【図３】（ａ）はＡ相とＢ相の検出出力を示す波形図、
（ｂ）は演算したヘッドの位置偏差を示す波形図、

【図４】図３（ａ）を時間方向へ拡大した波形説明図、

【図５】シーク動作での速度制御プログラムの動作ブロ
ック図、

【図６】オントラック制御プログラムの動作ブロック
図、

【図７】シーク動作での目標速度のプロフィールの一例
を示す線図、

【図８】シーク指令パルスとヘッド位置との関係を示す
線図、

【図９】シーク指令パルスとヘッドの総移動距離との関
係を示す線図、

【図１０】シーク指令パルスに対応した速度制御を示す
フローチャート、

【図１１】（ａ）（ｂ）（ｃ）はシーク指令パルスとヘ
ッドの移動制御との関係で従来技術の問題点を説明する
説明図、

【符号の説明】

１ 回転駆動部 ２ スピンドルモータ ３ａ、３ｂ 支持アーム ４ ヘッドベース ５ リニアモータ駆動部 ６ リード・ライトアンプ ７ 制御部（ＣＰＵ） ８ リニアセンサ（検出部） １２ リニアスケール １２ａ 検出窓 １３ 光学検出手段 １４ａ、１４ｂ 受光素子 ２５ 不感帯 ３１ 検出速度 ３２ 位置偏差 ３３ 目標速度 ３４ 検出速度差 ３５ 補正ゲイン設定 ４１ 比例ゲイン ４２、４３ 速度補償ゲイン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三谷 暁 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5D088 NN25 QQ06 SS01 TT03 UU01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクを回転させる回転駆動部と、前
   記ディスクの記録面に対向するヘッドと、前記ヘッドを
   ディスクのトラックを横断する方向へ送るヘッド送り手
   段と、前記ヘッドの移動に応じて検出出力が変化する検
   出部と、前記検出部で得られた検出出力に基づいて前記
   ヘッド送り手段を制御する制御部とが設けられたディス
   ク装置において、 前記制御部では、ヘッドがディスク上の目標位置に向け
   て移動している途中で、外部から新たなシーク指令信号
   が与えられたときに、直ちに現在のヘッドの到達位置か
   ら前記シーク指令信号により与えられた新たな目標位置
   までの残り距離を演算し、前記ヘッドが前記の残り距離
   だけ移動するための移動制御が、前記シーク指令信号が
   与えられる前のシーク動作の終了を待つことなく行われ
   ることを特徴とするヘッド制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御部においては、前記検出部から
   得られるヘッド位置検出信号から目標位置までの位置偏
   差が求められ、この位置偏差に対応する目標速度と、前
   記検出部から得られるヘッドの検出速度との差により速
   度差が求められて、この速度差に基づく速度制御信号が
   前記ヘッド送り手段に与えられ、ヘッドが目標位置へ向
   けて移動している途中で新たな前記シーク指令信号が与
   えられたときに、直ちに前記目標位置までの残り距離に
   新たなシーク指令信号の移動距離を加算した距離が前記
   位置偏差とされるとともに、前記加算後の位置偏差に基
   づく目標速度とヘッドの前記検出速度とから前記速度差
   が得られる請求項１記載のヘッド制御装置。
3. 【請求項３】 前記検出部から得られるヘッド位置検出
   信号から目標位置までの位置偏差の分解能が、１トラッ
   ク距離未満である請求１または２記載のヘッド制御装
   置。
4. 【請求項４】 前記目標位置が、シーク指令信号で要求
   されるトラックのトラックセンターである請求項１ない
   し３のいずれかに記載のヘッド制御装置。