JP2519339B2

JP2519339B2 - 位置決め装置

Info

Publication number: JP2519339B2
Application number: JP2115313A
Authority: JP
Inventors: ウイリアム・ワイ‐チユング・チヨー; アレン・オウガスト・フエネーマ; ベンジヤミン・カーメル・フイオリノ; イアン・エドワード・ヘンダーソン; ロナルド・ジエームズ・カドレツク; スペンサー・ドナルド・ロバーツ
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1989-05-05
Filing date: 1990-05-02
Publication date: 1996-07-31
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JPH0368004A; EP0401973A2; CA2012800C; EP0401973B1; DE69016269D1; US5038333A; EP0401973A3; CA2012800A1; DE69016269T2

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野本発明は位置制御システムに関し、より具体的には、
高信頼性トラック・カウント装置及び方法を備えた位置
制御システムに関する。

B.従来の技術磁気型または光学型のディスク・レコーダはいずれも
変換器位置決めシステムを採用している。このような位
置決めシステムはしばしば、シークと呼ばれる、長距離
の変換器移動用にいわゆる速度サーボ・ループを使用し
ている。このような長距離の変換器移動によって、感知
変換器は、ディスク記録部材上の多数の同心円状記録ト
ラックを横切る。速度位置決めサーボ・ループは、目標
トラックから1/4トラック・ピッチの距離の所でトラッ
ク追従位置サーボ・モードに切り換えるのが最良であ
る。このようなトラック追従制御は、他のサーボ位置決
め応用例における「ストップ・ロック」位置決め制御と
比較して有利なことがある。目標トラックに達すると、
トラック追従位置サーボは、目標トラックを忠実に走査
または追従するように変換器を位置決めする。以後のシ
ーク動作では、トラック追従位置ループは中断されて、
速度ループ、第２位置決めループ、またはその他の形の
シーク位置決めサーボ制御に戻る。トラック間隔を小さ
くしてより高いトラック密度を得る場合、速度シーク中
のトラック・カウント動作が信頼性のあることがより切
実になってくることが認められている。具体的には、い
わゆるランアウトすなわち光ディスクの回転の偏心によ
って、間違った方向指示、及び間違ったトラック・カウ
ント動作が起こって、目標トラックに忠実に達しないよ
うなことがあり得る。したがって、変換器が複数のトラ
ックを横切るシーク動作中、速度サーボのより信頼性の
高いカウント動作及び制御を提供することが望まれる。

シーク動作では、高いトラック密度のために、記録媒
体表面の凹凸によってトラックがカウントされないこと
があり得る。したがって、円滑なトラック・シーク動作
を妨げる媒体表面の凹凸を回避するシステムを提供する
ことが望まれる。

多くの光学式レコーダは、低価格で高性能という目標
をもっている。これらの高性能光学式レコーダのあるも
のでは、いわゆる精密サーボまたは微動アクチュエータ
（２次ヘッド・アームとも呼ばれる）が、いわゆる粗動
アクチュエータによって半径方向に移動される１次変換
器支持アーム上に担持されている。典型的には、微動ア
クチュエータは、高周波応答特性をもち、追従されるト
ラックに対する変換器の高速かつ短距離の位置決め、す
なわち１つのトラックから第２のまたは目標トラックへ
の移動を行なう。粗動サーボは相対的に質量の大きい１
次ヘッド・アームすなわちヘッド支持ヘッド・アームを
位置決めし、典型的には、より長距離の移動を取り扱う
ため低周波数特性をもつ。微動アクチュエータと粗動ア
クチュエータの間の位置関係を性能が最高となるように
最適化するため、サーボ・システムはまた、中心位置ま
たは基準位置に向う際の粗動アクチュエータに対する微
動アクチュエータの相対的位置決めを行なう。このよう
な配置構成は、俗に「ピギーバック」キャリッジ・サー
ボ・システムと呼ばれている。

このようなピギーパック・キャリッジ・システムの応
用は、ディスク・レコーダだけに限られない。実際に、
この概念は、パターン追従用のまたはテンプレート制御
式の精粗位置決めサーボ機構に対して何年も前に確立さ
れたものである。ガードナー（Gardiner）の米国特許第
2717979号明細書を参照されたい。このような配置構成
によって、溶接機や切断機などのパターン制御式機械の
生産速度が上がった。取り付けられた微動アクチュエー
タまたは２次アクチュエータは、パターンの鋭い変化に
高速応答するので、溶接動作または切断動作は、パター
ン制御機械の諸機構の最小の慣性のみを克服しながら、
案内用パターン・テンプレートに忠実に追従する。上記
の特許では、ガードナーがトッピング・サーボと名付け
ている微動アクチュエータを、パターン・テンプレート
の絶対的位置決めによって制御し、粗動サーボ（ガード
ナーの主サーボ）を、トッピング（微動）サーボの位置
決め運動に常に追従させることを教示している。このよ
うな配置構成は、高速で応答するトッピング（微動）サ
ーボがパターン制御機械を制御し、主（粗動）サーボは
トッピング（微動）サーボの運動に追従して、トッピン
グ（微動）サーボを主（粗動）サーボ制御キャリッジに
対して最適の位置に維持することを意味している。この
配置構成は、トッピング（微動）サーボの動作範囲を最
大にすることができる。このタイプのサーボ構成は、米
国特許第4627029号にも開示されている。

米国特許第3924268号、及び米国特許第4513332号明細
書は、ピギーバック式ヘッド位置決め配置を備えた磁気
ディスク・レコーダを開示している。このレコーダは、
微動アクチュエータの粗動アクチュエータに対する相対
位置が最適化されるようにサーボ位置制御される。米国
特許第3924063号明細書は、粗動アクチュエータ動作が
起動される前に、微動アクチュエータが所定の最小距離
を移動できるという、さらに別の精粗制御を開示してい
る。米国特許第4191981号明細書は、低速サーボ機構が
高速サーボ機構に従属するという、多重磁気ディスク・
レコーダにおける高速及び低速サーボ位置決め機構を開
示している。後者の配置構成は、本当の意味でのピギー
バック配置ではない。

トラック・シーク動作における別の問題は、第１回目
の試行で目標トラックに確実にアクセスするため、シー
ク中のトラック・カウント動作の信頼性を高くすること
である。欠陥の対処または回避が、磁気ディスク・レコ
ーダで以前から実施されている。たとえば、米国特許第
4406000号及び第4414655号明細書は、トラック追従動作
中の欠陥対策を示している。このどちらの引用特許も、
トラック内の欠陥を横切る間にトラック追従関係を維持
するため、トラック追従制御信号の現在値を使用してい
る。実際には、タイム・アウト・タイマを使用して、欠
陥のサイズに対応した最大時間を決定する。この対策
は、高速トラック・シーク動作中のトラック・カウント
の喪失にどう対処するかは示唆していない。米国特許第
4587644号明細書は、走査されているトラックの欠陥発
生中にトラック追従サーボ・ループ利得を減少させるこ
とを開示している。

トラック・シーク動作における別の問題は、偏心また
はランアウトの問題である。トラック・シーク動作が、
交差するトラックの回転速度または直線速度に対して相
対的に低速の時は、半径方向の移動が１トラック幅未満
である場合にランアウトが起こり得る。このようなラン
アウトに対処するために、偏心率を測定して表に記憶
し、この記憶された値を位置決めサーボに供給して、位
置決めサーボがが偏心率に従うようにする。このような
ランアウト補償機構は米国特許第4135217号明細書に開
示されている。ランアウト状態に対処するための別の技
法は、米国特許第3458785号明細書に開示されている。
この特許は、ディスク上に記録されたパターン内で直角
位相信号を発生すると、方向指示情報が得られることを
教示している。たとえば、シーク速度に従って交番する
第１の信号を発生する。ディスク表面上の第２の信号部
分を走査する第２の変換器から発生される第２の信号
は、90゜の位相変化すなわち直角位相を備えた第２の交
番信号を生成する。この第２信号は明白に方向指示を提
供する。上記特許の技法は満足のいくシステムを提供す
るが、実施が高価である。実際には、このシステムは、
専用サーボ面をもつディスク・レコーダで実施される。
専用サーボ面に記録した直角位相信号を使って、複数の
共同回転ディスク上でデータの記録及び読出し用のいわ
ゆるコーム・ヘッド支持変換器を案内する。記録表面上
での複数の独立した直角位相パターンを避けることが望
まれている。

C.発明が解決しようとする課題より忠実なシーク動作を可能にするため、より忠実な
トラッキング・カウント動作を行なうことが望まれてい
る。

本発明の目的は、トラック・シーク動作中のトラック
・カウント動作の機能向上、及び欠陥の対処を実現する
ことである。

D.課題を解決するための手段光学式ディスク・レコーダやその他の位置決め機構に
おいては、互いに近接した、位置を示す機械感知可能な
標識を感知しカウントする。相対運動は、第１及び第２
の所定部分に分割される。これらの部分は、後で明らか
になるように相互にインタリーブできる。第１の所定部
分の間に、感知した標識から直接誘導された信号が、相
対運動を制御するための標識信号としてモータ手段に供
給される。

可変周波数発振器（VFO）、位相ロック・ループ（PL
L）、その他の共振回路、または無安定マルチバイブレ
ータを含む発振回路などのタイミング発生回路を標識信
号に位相同期させて、タイミング信号を発生させる。相
対運動の第２の所定部分の間、このタイミング信号を標
識信号の代りに使ってモータ手段を制御する。

本発明の別の態様では、相対運動中の速度が所定の基
準値を超えるとき、第２の所定部分が宣言される。この
第２の所定部分の間は、感知された標識信号ではなくタ
イミング信号を使ってモータ手段を制御する。

E.実施例添付の図面で、同じ番号は同じ構造部分及び機能を示
す。トラッキング誤差信号（TES）生成回路10は、後で
説明するように、線63を介して供給される感知されたTE
S信号、及びバス12を介して受け取ったトラック位置回
路11から供給されるトラック距離カウントに共同で応答
して、線13を介して訂正された、すなわち有効なTES信
号を供給する。有効TES信号は、標識信号よりも忠実に
トラック交差を示す。線13上の有効TES信号は、高信頼
性のトラック・カウント動作を行なうため、トラック位
置回路11に送られる。１組の速度回路14が線13上の有効
TES信号に応答して、後で説明するように、モータ手段
制御用のサーボ回路のために線15上に真の速度信号を発
生する。有効TES信号をより有効に発生するため、線15
上の速度信号も、TES生成回路10に送られる。実際のト
ラック・カウントは、ケーブル12だけでなくケーブル12
A上にも供給され、サーボ回路の他の部分で使用され
る。各シークの開始時に、バス59Aを介して受け取った
値が、所定のトラック数を表すトラック位置回路11に記
憶される（この値は、トラック数の２倍になりうる）。

TES生成回路10は、有効TES信号を発生するためのタイ
ミング発生電気回路を含む。この有効TES信号は、位置
決めシステムによって制御される相対運動の所定部分の
間、使用される。その他のときは、線63を介して供給さ
れる感知TES信号が、標識信号としてTES生成回路10を通
過し、線13上で有効TES信号になる。

本発明と共に使用すると好都合な光学式レコーダを第
２図に示す。磁気光学式記録ディスク30が、モータ32に
よって回転されるようにスピンドル31上に乗っている。
ヘッド・アーム・キャリッジ34上の光学式ヘッド支持ア
ーム33は、ディスク30の半径方向に移動する。レコーダ
のフレーム35は、半径方向に往復運動できるように適切
にキャリッジ34を乗せている。キャリッジ34が半径方向
に移動することにより、ディスク上にデータを記録し、
ディスクからデータを回復するため、複数の同心円状ト
ラックまたはラセン状トラックのどの一本にもアクセス
できるようになる。フレーム35上に適切に乗った線形ア
クチュエータ36が、キャリッジ34を半径方向に移動させ
て、トラックへのアクセスを可能にする。レコーダは、
１つまたは複数のホスト・プロセッサ37に適切に接続さ
れている。このホスト・プロセッサは、制御装置、パー
ソナル・コンピュータ、大型システム・コンピュータ、
通信システム、画像処理プロセッサなどでよい。接続回
路38が、光学式レコーダと接続ホスト・プロセッサ37の
間の論理的及び電気的接続を行なう。

マイクロプロセッサ40は、ホスト・プロセッサ37への
接続を含めてレコーダを制御する。制御データ、状況デ
ータ、コマンドなどが、双方向バス43を介して、接続回
路38とマイクロプロセッサ40の間で交換される。マイク
ロプロセッサ40には、プログラムまたはマイクロコード
を記憶する読取り専用メモリ（ROM）41、及びデータと
制御信号を記憶するランダム・アクセス・メモリ（RA
M）42が含まれている。

レコーダの光学系には、対物レンズまたは集束レンズ
45が含まれ、このレンズ45は、ヘッド・アーム33上で集
束及びトラッキング動作ができるように微動アクチュエ
ータ46に乗っている。このアクチュエータ46は、集束及
びキャリッジ34の移動に平行な半径方向の移動のため、
レンズ45をディスク30に近付けたりそれから離したりす
るための機構を含んでいる。たとえば、現在アクセスさ
れているトラックの隣のトラックにアクセスするたびに
キャリッジ34を作動しないですむように、100本のトラ
ックの範囲内でトラックを変更する。番号47は、レンズ
45とディスク30の間の往復光路を表す。

磁気光学式記録では、磁石48（実際に作成した実施例
では、磁石48は電磁石）が、レンズ45からのレーザ光で
照射されたディスク30上の小さなスポットの残留磁化方
向を方向づけるための弱い方向制御用磁界をもたらす。
レーザ光が、記録ディスク上の照射スポットを、磁気光
学層のキュリー点より高い温度にまで加熱する（この磁
気光学層は図示しないが、米国特許第3949387号明細書
に教示されているように希土類金属と遷移金属の合金で
よい）。この加熱によって、照射スポットがキュリー点
より低い温度に冷えたとき、磁石48は、残留磁気を所望
の磁化方向に方向づけることができる。磁石48は、「書
込み」方向に向いているように図示されている。すなわ
ち、ディスク30上に記録された２進情報は、通常、「Ｎ
極残留磁化」である。ディスク30を消去する場合、磁石
48は、Ｓ極がディスク30に隣接するように回転する。磁
石48の制御装置49は、破線50で示すように回転磁石48に
機械的に結合され、書込み方向及び消去方向を制御す
る。マイクロプロセッサ40は、記録方向の反転を行なう
ための制御信号を、線51を介して制御装置49に供給す
る。

トラックに忠実に追従し、所望のトラックに高速かつ
正確にアクセスするには、経路47をたどるビームの半径
方向位置を制御する必要がある。このために、集束／ト
ラッキング回路54が、粗動アクチュエータ36及び微動ア
クチュエータ46の両方を制御する。アクチュエータ36に
よるキャリッジ34の位置決めは、回路54から線55を介し
てアクチュエータ36に供給される制御信号によって精密
に制御される。それに加えて、微動アクチュエータ46の
集束及び精密トラッキング及びスイッチング動作のた
め、回路54の制御信号が、それぞれ線57及び58を介して
送られる。線57、58は、回路54から位置制御信号をアク
チュエータ46に運ぶ。センサ56は、微動アクチュエータ
46のヘッド・アーム・キャリッジ33に対する相対的位置
を感知する。

集束／トラッキング位置の感知は、ディスク30から反
射され、経路47、レンズ45、ハーフ・ミラー60を通り、
ハーフ・ミラー61で反射されて、いわゆる「カド検出
器」62に至るレーザ光を分析することにより行なわれ
る。カド検出器62は、４つの光素子をもっており、各素
子は番号63で一括して示した４本の線のそれぞれを介し
て、集束／トラッキング回路54に信号を供給する。検出
器62の１本の軸をトラックの中心線に合わせると、トラ
ッキング追従動作が可能となる。集束動作は、カド検出
器62の４個の光素子によって検出された光強度を比較す
ることにより行なわれる。集束／トラッキング回路54
は、線63上の信号を分析して、集束及びトラッキングを
制御する。

次に、ディスク30へのデータの記録、すなわち書込み
について説明する。磁石48は、データ記録のため所望の
位置まで回転されているものと仮定する。マイクロプロ
セッサ40は、記録動作をこれから行なうことを示す制御
信号を、線65を介してレーザ制御装置66に供給する。こ
れは、レーザ67が制御装置66により励起され、記録用の
高強度レーザ光線を放出することを意味する。これとは
対照的に、読取り動作のときは、レーザ67から放出され
るレーザ光線は、ディスク30上のレーザ照射スポットを
キュリー点以上に加熱しないように低強度である。制御
装置66は、その制御信号を線68を介してレーザ67に供給
し、レーザ67から放出される光の強度を示すフィードバ
ック信号を線69を介して受け取る。制御装置66は、レー
ザ光強度を所望の値に調整する。ガリウムヒ素ダイオー
ド・レーザなどの半導体レーザ67は、放出された光線が
強度変調によって記録されるデータを表すように、デー
タ信号で変調することができる。この点に関連して、デ
ータ回路75（後述）は、線78を介してデータ指示信号を
レーザ67に供給して、このような変調を実現する。この
変調光線は、偏光器70（ビームを直線偏光する）を通
り、次にコリメータ・レンズ71を通って、ハーフ・ミラ
ー60に向かい、そこで反射されてレンズ45を通りディス
ク30に向う。データ回路75は、線76を介してマイクロプ
ロセッサ40から供給された制御信号による記録ができる
ように準備される。回路75を準備するときに、マイクロ
プロセッサ40は、ホスト・プロセッサ37から接続回路38
を介して受け取った記録コマンドに応答する。データ回
路75の準備ができると、データは、接続回路38を介して
ホスト・プロセッサとデータ回路75の間で直接転送され
る。データ回路75はまた、ディスク30書式信号、エラー
検出・訂正などに関係する補助回路（図示せず）を含
む。回路75は、読取りまたは回復動作中、読み戻し信号
から補助信号を剥ぎ取り、その後に、訂正済みデータ信
号がバス77と接続回路38を介してホスト・プロセッサ37
に供給される。

ホスト・プロセッサに送るべきデータをディスク30か
ら読み取りまたは回復するには、ディスク30からのレー
ザ光線の光学的及び電気的処理が必要である。反射光の
（カー効果を使ってディスク30の記録によって回転され
た偏光器70からの直線偏光を有する）部分は、往復光路
47を進み、レンズ45、及びハーフ・ミラー60と61を通
り、ヘッド・アーム33光学系のデータ検出部分79に至
る。ハーフ・ミラーまたはビーム・スプリッタ80は、反
射ビームを、同じ反射回転直線偏光をもつ２つの等しい
強度のビームに分割する。ハーフ・ミラー80からの反射
光は、第１の偏光器81を通る。この第１偏光器81は、ア
クセスされているディスク30のスポット上の残留磁化が
Ｎ、すなわち２進１の指示をもつ時に回転された反射光
のみを通過させるように設定されている。この通過光が
光電セル82に当たって、差動増幅器85に適切な指示信号
を供給する。反射光がＳ、すなわり消去極方向の残留磁
化によって回転された時は、偏光器81は全くあるいはほ
とんと光を通過させず、その結果、光電セル82から活動
信号が供給されない。偏光器83はＳ回転レーザ光線のみ
を光電セル84に通過させ、これと逆の動作を行なう。光
電セル84は、受け取ったレーザ光を示す信号を差動増幅
器85の第２入力として供給する。増幅器85は、（データ
を表す）差動信号を検出のためデータ回路75に供給す
る。検出された信号は、記録されるデータだけでなく、
いわゆる補助信号もすべて含んでいる。ここで使用する
「データ」という言葉は、すべての情報保持信号、好ま
しくはディジタル型または離散値型の信号を含むもので
ある。

スピンドル31の回転位置及び回転速度は、適切なタコ
メータまたはエミッタ・センサ90で感知される。センサ
90、好ましくはスピンドル31のタコメータ・ホイール
（図示せず）上の明暗スポットを感知する光学感知式セ
ンサが、“tach"信号（ディジタル信号）をPRS回路91に
供給する。RSP回路91は、スピンドル31の回転位置を検
出し、回転情報保持信号をマイクロプロセッサ40に供給
する。マイクロプロセッサ40は、磁気データ記憶ディス
クで広く実施されているように、こうした回転信号を用
いてディスク30上のデータ記憶セグメントに対するアク
セスを制御する。さらに、センサ90信号はまた、制御モ
ータ32にスピンドル31を一定回転速度で回転させるた
め、スピンドル速度制御回路93に送られる。スピンドル
制御回路93は周知のように、モータ32の速度制御のため
の水晶制御発振器を含むことができる。マイクロプロセ
ッサ40は、通常のように、制御信号を線94を介しスピン
ドル制御装置に供給する。

第３図は、集束／トラッキング回路54のシーク及びト
ラック追従部分を示している。トラッキング及びシーク
動作部分には、微動アクチュエータ46の位置決め回路11
0及び粗動アクチュエータ36のサーボ回路111が含まれ
る。粗動位置決め回路111は、粗動アクチュエータ36が
常にヘッド・アームを、微動アクチュエータ46の運動に
追従するように移動させる働きをする。微動位置決め回
路110は、アクチュエータ46を作動させて、対物レンズ4
5を動かし、光路47を通るレーザ・ビームが、トラック
追従動作中は単一トラックを走査し、トラック・シーク
動作中はディスク30上を半径方向に移動して、トラック
を横切るようにする。トラック追従動作では、トラック
追従回路112は、デコーダ113から線63を介して感知され
たトラッキング誤差信号を受け取り、トラック追従制御
信号を線114上に供給する。線114上の制御信号は次に、
電子スイッチ115を通り、トラック追従端子116に入っ
て、パワー出力増幅器117を制御する。パワー増幅器117
は、作動信号を、線57Dを介して微動アクチュエータ46
のアクチュエータ・コイル46Aに供給する。線57D上の駆
動電流が、アクチュエータ46をヘッド・アーム33に沿っ
て半径方向に移動させて、光線47の位置を単一トラック
上に維持させる。

カド検出器は、方形アレイに配列された独立した光応
答素子Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤをもち、トラッキング誤差を
指示する光素子信号を復号回路113に供給する。光素子
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの間にあるカド検出器62の方形の軸は、
追従されるトラックの軸と整列する。復号回路113は、
４つの光素子信号に応答して、周知のように、また後述
するように、トラッキング誤差信号を供給する。トラッ
ク追従回路112中で、トラッキング誤差信号は、周知の
ようにサーボ回路を作動させる。トラック追従回路112
の動作は、線118を介して受け取った半径方向ランアウ
ト入力によって変更される。期待される半径方向ランア
ウトを示す、ディスク30のディスク・プロファルが生成
される。トラック追従回路112は、半径方向ランアウト
信号に応答して、半径方向ランアウトが予期されるよう
にトラッキング誤差信号を変更し、それによって、より
忠実なトラック追従動作をもたらす。さらに、キャリッ
ジ34のヘッド・アーム33上に乗った相対位置誤差センサ
56が、アクチュエータ46とヘッド・アーム33の相対変位
を感知する。センサ56は、相対変位誤差信号RPEを線58
E、次に線119を介してトラック追従回路112に供給し、T
ESオフセットの変更を補償する。このようなオフセット
は、キャリッジ34と微動アクチュエータ46の間の相対的
移動によって生ずるものである。この相対移動がセンサ
56によって検出され、RPE信号として示され、このRPE信
号がトラック追従回路112に送られる。速度サーボ・ル
ープ回路123は、シーク追従スイッチ115のシーク入力端
子124に信号を供給するすべての電子回路から構成され
る。マイクロプロセッサ40によってシークが開始される
とき、電子スイッチ115は、端子116から端子124に移っ
て、トラック追従回路112を増幅器117から切断し、速度
サーボ・ループ回路123を増幅器117に接続する。

回路123は、複数の入力信号に応答して、速度制御さ
れたシークを行なう。トラック交差回路125は、ビーム4
7がディスク30上のトラックをいつ横切るかを検出する
ため、線63を介して感知されたTES信号を受けとる。ト
ラック交差が回路125によって検出されるたびに、出力
減分パルスがトラック・カウント126に供給され、たど
るべきトラックの数を１ずつ減分する。ある実施例で
は、単一のトラック交差が、線63上のトラッキング誤差
信号の２回のゼロ交差で表されることに留意されたい。
ある実施例では、単一のトラック交差を示すため、２個
のパルスがトラック・カウンタに供給される。マイクロ
プロセッサがシークを行なうために回路123を作動させ
る時、マイクロプロセッサ40は、バス59A（第２図の線5
9の一部分）上に横切るべきトラック数を供給し、トラ
ック・カウンタ126を以後のシーク動作のためにプリセ
ットする。トラック・カウンタ126は、横切るべきトラ
ック数をバス127を介して速度回路130ならびにトラック
交差回路125に連続的に出力する。トラック交差回路125
は、トラック・カウントを使って、カウントされたトラ
ック数の精度を検証する。速度回路130は、シーク動作
用の速度プロファイルに応答して、基準信号及び測定速
度指示信号を発生する。線132を介して供給される速度
基準信号は、シーク動作及び横切るべき距離にとって望
ましい速度プロファイルに基づいている。測定速度信号
は、線133を介して供給され、加算回路131によって線13
2上の基準信号から差し引かれる。その結果生じた、加
算回路131から供給される速度誤差信号が、微動アクチ
ュエータ46の動作を、速度プロファイルにぴったり追従
するように変更する。速度回路130の動作については後
述する。

回路123はまた、利得制御スイッチ135を含む利得制御
回路を含んでいる。利得制御スイッチ135は、スイッチ1
15のシーク端子124に接続された出力端子を有する。ス
イッチ135は、マイクロプロセッサ40が線136上にSEEK信
号を供給するとき、加速位置139に作動される（線136
は、第３図では、図面を簡単にするため、２つの異なる
線部分として示されている）。SEEK信号は、フリップ・
フロップFF137を非活動状態にセットして、FF137にスイ
ッチ作動信号を線138上に供給させ、もってスイッチ135
を移動させて加速端子139をスイッチ115のシーク端子12
4に接続する。加速回路ACCEL140は、加算回路131誤差信
号に高利得を与える。すなわち、この誤差信号は、アク
チュエータ46に対する駆動力が最初に最大になるように
ACCEL回路140によって増幅される。この加速度の高利得
部分により、ビーム47を移動させる微動アクチュエータ
が所望の速度プロファイルに対応する速度になる時間が
最小になる。速度プロファイルと実際の速度が同じにな
ると、検出回路141は、加算回路131から供給される小さ
な誤差信号を検出する。このとき、検出回路141は、FF1
37を活動状態にリセットして、活動化信号を線138上に
供給させ、もってスイッチ135を端子139から切り換え
て、今度はシーク補償回路COMP142から信号を受け取れ
るようにする。補償回路142は、基準速度プロファイル
及び測定速度が小さな誤差状態をもつ時は、速度サーボ
動作が最大になるように設計されている。補償回路142
は、目標トラックから1/4トラック・ピッチで起きるシ
ーク終了まで、加算回路131をスイッチ135を介して微動
アクチュエータ46に結合し続ける。シークが終了する
と、トラック追従回路112は再び付勢され、速度サーボ
・ループ回路123がアクチュエータ46から切断される。

トラック捕捉、すなわちトラック・シークから目標ト
ラック上でのトラック追従への切り換えは、線145上に
供給されるトラック・カウンタ126の1/4トラック・パル
スによって指示され、それによりシーク始動フリップ・
フロップ146がリセット状態にリセットされる。最初、
マイクロプロセッサ40から線136上に供給されるSEEK信
号が、FF146を活動状態にセットして、スイッチ115を追
従端子116からシーク端子124に移動させる。FF146が目
標トラックから1/4トラック・ピッチ先にリセットされ
ると、信号が線147上に供給されて、スイッチ115をシー
ク端子124から追従端子116に戻す。

トラック捕捉を支援するために、パワー増幅器117の
ダイナミック・レンジが瞬間的に増大して最大制御信号
を線57Dを介してアクチュエータ・コイル46Aに供給す
る。この追加の制御電流によって高速捕捉が保証される
が、これは忠実なトラック追従動作には望ましくない。
したがって、線145上の1/4トラック・ピッチ信号が、単
安定マルチバイブレータまたは他の時間遅延回路MONO14
8を作動させて、作動信号を線149を介して増幅器117に
供給する。この作動信号は、増幅器117のダイナミック
・レンジを電子的に変化させて増大させる。これは周知
のことなので、これ以上は説明しない。

トラック・カウンタ126がトラックを忠実にカウント
したかどうかを検証することが望ましい場合がある。特
に、トラック交差１回当たり２個のパルスを使用する時
がそうである。このために、復号回路113は、検出器62
の各素子からのすべての光電流の合計である信号を、線
152を介してトラック・カウンタ126に供給する。この合
計信号は、線63上のTES信号に対して直角位相にある。
線152上の合計信号が最大の正の振幅をもつときは、ビ
ーム47は、横切るべきトラックの中心にある。トラック
交差１回当たり２個のパルスを使用する場合、これは、
トラック・カウンタ126の数値内容が偶数でなければな
らないことを意味する。トラック・カウンタが奇数の場
合には、トラック・カウンタを実際のトラック交差と同
期させるため、トラック・カウンタを１だけ変える。こ
れで、回路123の説明を終わる。

粗動位置決め回路111は、検出器56から線58Eを介して
相対位置誤差信号RPEを受け取る。補償器／積分器COMP/
INT155は、誤差信号に応答して、平滑化された積分誤差
信号を加算回路156に供給する。加算回路156は、補償器
／積分器155からの誤差信号を基準信号と比較して、ヘ
ッド・アームをアクチュエータ46の移動に追従するよう
に移動させる。制御信号を増幅器157を介して供給する
このような追従動作により、ヘッド・アーム33（キャリ
ッジ34）とヘッド・アーム33（図示せず）上の基準位置
から離れたアクチュエータ46とが相対移動するときに検
出器56によって感知される誤差信号が低減する。シーク
動作中、微動アクチュエータと粗動アクチュエータの間
の相対位置誤差を制限するために、移動中のヘッド・ア
ーム33からより素早く粗動アクチュエータ36を作動させ
ることが望まれる。このために、増幅器117に供給され
る、微動アクチュエータ46を駆動するための駆動信号
が、線159を介してフィードフォワード回路158にも供給
される。フィードフォワード回路158は、基本的には、
任意の設計の利得制御／信号平滑回路である。フィード
フォワード回路158は、その出力信号を加算回路156に供
給する。フィードフォワード回路158の出力信号は、加
算回路156によって素子155からの信号に加算されて、特
に、加速モード中、アクチュエータ36を最大動作に作動
させる。このように、加速段階中、微動サーボ・ループ
は、回路140の効果を粗動サーボ・ループに伝える。し
たがって、微動アクチュエータ46及び粗動アクチュエー
タ36は加速段階中に強調された駆動信号を受け取るの
で、共に所望の速度プロファイルに従って、最小時間で
加速されることになる。

第４図は、トラック・シーク動作中、欠陥またはその
他のエラー状態に対処する、トラック交差回路125を示
すブロック・ダイグラムである。電子スイッチ160は、
線161を介してスイッチ160が受け取った。ゼロ軸交差に
よって発生した処理済みの感知トラッキング誤差信号、
または線162を介して受けとった代替ゼロ軸交差パルス
のいずれかを選択する。ある種の動作条件の下では、線
162上のパルスは、処理済みTES信号パルスより信頼性の
高いトラック交差の指示を与える。代替ゼロ軸交差パル
スは、フェーズ・ロック・ループ（PLL）171から供給さ
れる。PLL171は、処理済みTESパルスに位相同期され、
ディスク30を横切るビーム47の現速度に応じて周波数制
御される。

線63上で受け取ったTES信号を処理してゼロ交差パル
スにする方法についてまず説明する。複数帯域フィルタ
166は、ディスク30を横切るビームの現速度に応じて、
線TES信号207（第６図）の通過帯域をフィルタする。実
際に実施したこの実施例では、現速度は、シークの速度
プロファイルである。このような速度プロファイルは、
速度プロファイルEPROMに値の表としてディジタル的に
記憶される。トラック・カウンタ126は、横切るべきト
ラック数の指示をバス128を介してEROM164及び速度回路
130に供給する。横切るべき距離の値により、EPROM164
が作動して、複数帯域フィルタ166の通過帯域を選択す
る制御信号をバス上に出す。たとえば、フィルタ166は
８つの通過帯域をもつことができ、その１つが所与の瞬
間に選択される。速度が速くなるほど、線63上のTES信
号を処理するために選択される周波数が高くなり、通過
帯域の幅が広くなる。実際の帯域の値と数は実験で決定
するのが最もよい。通過帯域フィルタされたTES信号
は、線168を介して、ゼロ軸交差検出回路167に送られ
る。検出器167は、TES信号207のゼロ軸交差に対応する
一連のパルス231（第８図）を、線161を介してスイッチ
160に送る。パルス231の周波数が低いときは、スイッチ
160は、線161上のパルスを有効TESゼロ軸交差パルスと
して線172上に送って、トラック・カウンタ126を減分さ
せ、また速度回路130に対する入力として送る。

線162上の代替ゼロ軸交差パルスは、PLL171の出力パ
ルスである。PLL171は、低周波数応答特性をもつので、
後で明らかになるように、線161上の失われた感知TESパ
ルスに応答して欠陥に対処することはない。PLL171は、
線162上のパルスと位相比較するために雑音排除回路230
の出力パルスを受け取る、通常の構成のディジタル位相
比較部分175を有する。位相比較部分175によって生成さ
れる位相誤差信号は、電圧制御式発振器（VCO）177を位
相制御するため、通常の転送機能176中に送られる。VCO
177の周波数は、ディスク30を横切るビーム47の現速度
を表すように制御される。試験的実施例では、現速度
は、線133上の測定速度信号、またはEPROM164からの速
度信号から誘導した。これらの速度指示信号（測定値、
または基準値）はともに、周波数制御装置VCO177にフィ
ードフォワードした。線133上の測定速度信号は正と負
の極性をもつので、絶対値回路178が、２極性速度信号
を単極性（絶対値）信号に変換し、それが線179を介し
て周波数制御装置VCO177に送られて現速度を与える。こ
の試験的実施例では、バス165上を運ばれる基準速度信
号が、周波数制御装置VCO177に交互に供給された。商用
の実施例では、２つの速度指示信号のどちらを使用して
もよいし、２つの信号を平均してVCO177の共同周波数制
御に使用してもよい。

スイッチ制御装置回路163は、ビーム47の半径方向速
度が線180上の基準信号で示される所定のしきい値を超
えたとき、スイッチ160を作動させて、PLL171を線172に
結合する。この周波数定義域では、そのしきい値はトラ
ック交差周波数である。比較回路181は、線179上の測定
速度信号を線180上の基準信号と比較する。測定速度信
号の振幅が基準信号の振幅を超えるとき、比較回路181
は、高速指示信号を線182を介してスイッチ制御回路163
に供給する。スイッチ制御回路163は、前記高速指示信
号に応答してスイッチ160を作動させて、線161を線172
から切り離し、線162を線172に結合する。線179上の測
定速度信号が、線180上の基準信号より低くなった場
合、比較回路181のスイッチ制御回路163は、比較回路18
1に応答してスイッチ160を作動させ、線161を線172に再
結合して、処理済みの感知TESパルスを有効TESパルスと
して渡す。

ディジタル位相比較部分175によって発生される位相
誤差信号は、感知TESパルスとPLL171の出力パルスの間
の位相同期の喪失を示すことができる。スイッチ制御回
路163は、シークの高速部分の間、同期喪失を示すよう
に動作する位相誤差検出器（図示せず）を含む。スイッ
チ制御回路163は、スイッチ160を作動させて、線162を
線172から切り離し、線161を線172に再結合して、やは
り処理済みの感知TESパルスを有効TESパルスとして渡
す。いったん位相同期の喪失が検出されると、PLL171の
出力パルスは現シーク中は使用されなくなる。

PLL171により、比較的多数のトラック上に広がる媒体
欠陥上でも正確にシーク動作が継続できることが判明し
ている。TESパルスが検出されないかぎり、ディジタル
位相比較部分175は、位相周期の喪失を指示しなかっ
た。フィードフォワードされた現速度信号は、感知され
たTESパルスが再び生成されたとき、PLL171の動作が速
やかに位相同期を回復して、その制御下でシーク動作が
継続できるように、PLL171に速度プロファイルを速度ト
ラックさせる。位相同期が回復されない場合は、線161
上の感知TESパルスを使って、シーク動作が完了され
る。シーク中に大きな欠陥に出会ったときでも、PLL171
は目標トラックへの直接シークを可能にすることが判明
している。

各トラック交差が、トラッキング誤差信号の２つのゼ
ロ交差で示されることは周知である。トラック・カウン
タ126は、各トラック交差ごとにそのような２つのゼロ
交差をカウントする。トラックの中心は、トラック・カ
ウンタ126の数値内容が偶数であることによって示され
る。この偶数または奇数のカウント（カウンタの最後の
桁、すなわち最下位の桁）が、線190を介してカウント
検査回路191に供給される。カウント検査回路191は、ト
ラック・カウンタ126の偶奇カウントと比較するため
に、軸192上合計（直角位相）信号を受け取る。カウン
トが奇数の場合、カウント検査回路191から線1192を介
して供給される信号により、トラック・カウンタ126か
ら１が差し引かれる。このをわずかな変化によって、ト
ラック・カウンタ部分126の数値内容が、ビーム47の実
際位置に同期される。

第５図は、TES信号とカド信号をそれぞれ線63と線192
上に発生するための回路の単純化した図である。ディス
ク30から反射された光線は、焦点が合っているとき、破
線の円204で示すように検出器62の中心に当たる。この
ような円は、真のトラック追従及び真の集束を示す。ビ
ーム47が追従されているトラックの中心からずれると、
ビーム47の衝突により円204が検出器62の軸205に沿って
移動する。軸205は、トラックの中心線206と整列してい
る（第６図）。復号器113のすべての動作はアナログ信
号の形で行なわれる。線63上のTES信号207は、２つの加
算回路210、211、及び差動増幅器212によって発生され
る。加算回路210は、（それぞれ線63Aと63Dを介して）
光検出素子ＡとＤの電流を受け取り、追従されているト
ラックの半径方向のビーム47の物理的位置に対応する軸
205の片側で受け取った光全体を表すその合計を出す。
同様に、加算回路211は、光素子ＢとＣからそれぞれ線6
3Bと63Cを介して光電流を受け取り、追従されているト
ラックに関して受光した光を表す第２の合計信号を供給
する。差動増幅器212は、回路210と211からの合計信号
を比較して、線63上に感知TES信号207を発生する。線63
は、２本の信号線が差分の形でTES信号を運ぶ差分型の
ものでよい。単端回路を使用してもよい。線192上のカ
ド信号は、第６図に関して下記で説明するように感知TE
S信号と直角位相であり、加算回路213によって発生され
る。加算回路213は、検出器62の４つの素子Ａ、Ｂ、
Ｃ、及びＤのすべてから光電流を受け取り、受光した光
全体を示す信号を供給する。

次に第６図を参照すると、ディスク30の情報保持面の
一部分が図示されている。ディスク30は、２組の同心リ
ングをもち、１組はメサ215であり、第２組は溝216であ
る。ビーム47は、インタリーブされた溝216とサメ215と
からなる外面に当たる。第６図に示した３本のトラック
の中心線206は溝の中に沿っている。ディスク30のいず
れかのトラックに光線が当たるとき、軸205は、当該の
トラック中心線206に平行である。ビーム47が１つの溝
に集束された場合、トラッキング誤差信号はゼロ交差位
置220にある。すなわち、正確に中心にきたときは、感
知されるTES信号は０でなければならない。ビームがト
ラック中心線から半径方向（横断方向）に移動すると
き、TES信号207の振幅は、トラッキング誤差の方向を示
す変化方向をもつ正弦波形として変化する。ビーム47が
溝すなわちトラックを横切って（半径方向に）走査する
とき、TES信号は正弦波形をとる。その場合、第１方向
のゼロ軸交差は、寸法線220で示すように、交差するト
ラック中心線206を意味する。同様に、ビームがメサを
横切る場合には、TES信号207のゼロ・アクセス交差は、
点221におけるように逆方向になる。線192上のカド信号
224は、TES信号207から90゜変位している。各トラック
の中心では、カド信号224は正の最大振幅をもつが（こ
のことはこの実施例にしか当てはまらない）、この信号
の極性は他の実施例では逆になる場合がある。一方、メ
サの中心では、集束状態が変わるため負の最大電位にな
るが、正と負の大きさは異なることがある。第６図を調
べてみると、感知されたTES信号207とカド（合計）信号
224の間には90゜すなわち直角位相の関係があることが
容易にわかる。

再び第４図を参照すると、雑音排除回路230を、線161
とディジタル位相比較部分175の間に配置することがで
きる。第７図及び第８図に、そのような雑音排除回路及
びその動作を示す。シーク動作中、線161上を伝わる感
知TESゼロ交差パルス231（第８図）が、ランプ生成機構
241を作動させる。シーク動作は、線136上で受け取られ
るシーク信号によって指示される。ランプ生成機構241
は、ランプ信号243を線245を介して１対の比較機構247
及び248に出力する。ケーブル165を介して供給される所
望の速度プロファイルを示すディジタル信号が、DAC250
によりアナログ信号に変換される。ランプ243の傾斜を
示す所望のプロファイルが、生成機構241に供給され
る。比較機構247が、ランプ信号243の振幅を線255上に
供給される基準信号と比較する。ランプ信号の振幅が線
255上の基準信号の振幅に等しい場合には、チェック・
ラッチ260を活動状態にセットするセット・パルスまた
は始動パルス257が比較機構247により供給される。同時
に、比較機構247からのセット・パルスＳが、生成機構2
41がトリガして放電を開始させ、それにより頂点252を
識別する。

次の感知TESパルス231が、点274でランプ生成機構241
をリセットして、ランプ信号243を基準振幅に戻す。続
いて新しいランプ・サイクルが開始する。感知TESパル
ス231が高い信頼性で発生されているとき、この動作は
通常動作である。

ラッチ260は、検出画定ウィンドウ信号Ｂ及びをそ
れぞれ線262及び263上に供給する。ラッチ260がリセッ
ト状態にある場合、AND回路265が使用可能となって、線
16上の感知TESパルスを雑音として線266上を介して渡
す。他方、ラッチ260が活動状態にセットされている場
合には、AND回路265は使用禁止にされ、AND回路268が使
用可能となって、ドロップ・アウト信号を線269上で指
示する。ANDゲート268への他方の入力は、比較機構248
により発生される。比較機構248は、ランプ信号振幅243
の放電がいつ線275を介して受け取った基準信号値より
低くなるか、すなわちランプ信号を再開するための感知
TESパルス231がランプ生成機構241を再活動化しなくな
ったかを決定する。たとえば、感知TESパルスのドロッ
プ・アウトが、感知TESパルスの点272で発生した。その
結果、ランプ信号243は、ランプ信号243上の点273でリ
セットされない。その代り、ランプ生成機構241は、線2
75上の信号で示されるしきい値に達する（276に示す）
まで、放電を続ける。この点は、比較機構248がラッチ2
60をリセットするドロップ・アウト・パルス280を線281
上に供給するのに対応している。ドロップ・アウト・パ
ルス280はまた、AND回路268を通過して線269上に達す
る。線266及び269は、位相比較部分175に通じ、その動
作を阻害する。

スイッチ制御回路163も部分的に示されている。現速
度プロファイルが、トラックを横切るビーム47の所定の
速度を超えるときは、PLL171パルスが有効TESパルスと
して選択される。すなわち、スイッチ160が線169上の信
号によって作動される。DAC250は、比較回路181の比較
機構285及び286の速度プロファイル・アナログ信号を供
給する。

第７図はまた、スイッチ制御回路163の一部分及び比
較回路181をも示している。比較機構286は、ビームの速
度がいつ所定の値より低くなるかを示すため、速度プロ
ファイルを、DAC250から供給される基準信号と比較す
る。比較機構286の出力信号は、線288を介してAND回路2
90に伝わる。線172を介して供給された有効TESパルス
は、スイッチ160の制御ラッチ291の設定のタイミングを
決める。ラッチ291がセットされている限り、使用可能
信号は線169を介してスイッチ160に供給されず、線161
は線172に結合されたままとなる。他方、速度プロファ
イルが所定の値より大きい速度を示す場合は、比較機構
285は、DAC250からのプロファイル値信号が線293上の基
準値信号より大きいと判定する。そのとき、比較機構28
5は、AND回路295を使用可能にして、線172上の有効TES
パルスをリセット・ラッチ291に渡し、それにより、線1
69上にPLL線162連続選択信号を提供して、スイッチ160
を例示した設定に保つ。プロファイルが所定の値より下
がるとすぐ、ラッチ291は比較機構286により再び不活動
状態にリセットされる。PLL171の部分175からの連続位
相同期喪失信号を線295上で受け取った場合、ラッチ291
は、そのシークの残り部分の間、リセット状態のままに
なる。

第９図及び第10図はトラック交差指示回路を示してい
る。この回路は、カウント検査回路191の機能を実行
し、カウント入力をトラック・カウンタ126内のカウン
タに供給する。光信号が、第５図に示すように、「カ
ド」検出器62から取り出される。線63上の差動トラッキ
ング誤差信号（TES）は、＋TES信号A1（第６図）、及び
−TES信号270（第９図）をもつ。一方の信号は、他方の
信号の補信号である。検出器62の４つの光ダイオードＡ
〜Ｄすべての出力信号が走査されて、TES信号A1及びC1
に対して直角位相をもつ合計信号、すなわち「カド」信
号224（第10図）を生成する。カド信号とTES信号は、ト
ラック交差を高い信頼性で検出するために組み合わさ
れ、ディスク30に対するビーム47の半径方向移動の相対
方向を示す。

第９図のブロック・ダイアグラムを、第10図に示した
信号に関して説明する。入力A1、C1は、差動振幅器212
（第５図）からのTES信号207である。これらの入力は、
それぞれシュミット・トリガST1 300及びST2 301に入
る。シュミット・トリガは、切替え可能なヒステリシス
・レベルをもつ。この切替え可能なヒステリシス・レベ
ルにより、低い半径方向速度（ヒステリシスは増加）で
のトラック・シーク時の「ピック・アップ」誤差、及び
高い速度（ヒステリシスは減少）でのシーク時のドロッ
プ・アウトが除去される。基線トラッキング回路303
は、第１シュミット・トリガ300及び301の基準レベルを
変化させる。回路303は、高いシーク速度でのみ動作す
る。速度検出器304は、線219（第７図のDAC250）上の所
望速度プロファイル信号（現速度）を線305上の基準値
信号と比較して、シュミット・トリガのさまざまのヒス
テリシス・レベルを可変基準レベルとの間でいつ切り替
わるかを判定する。

カド信号224は、シーク動作中の後退運動の検出に使
用される。後退運動は、ディスク・ランアウトが高い場
合、または振動が起きた場合に起こり得る。カド信号
は、半径方向内側へのシーク時にはTES信号207に比べて
90゜位相が遅れ、半径方向外側へのシーク時には90゜位
相が進む。それぞれAND311及びAND312からの出力信号30
8及び309は、シーク中のビームとトラックの相対移動方
向の変化によって生ずるような、それぞれ反対向きの半
径方向でのトラック交差を示す。方向が変化すると、１
つの出力スイッチに現れたパルスが、他方の出力スイッ
チに現れる。後退運動の発生を検出するために使用され
るカド信号224は、低速でのシーク時にのみ使用され
る。トラック交差周波数が高くなれば、この回路経路は
ゲート・オフされる。

基線トラッキング回路303及び313は、それぞれTES信
号及びカド信号に対する基線基準電圧を復元する。TES
信号207の正ピーク振幅レベルは、シュミット・トリガS
T1 300またはST2 301の１つを活動状態にする。トリ
ガST1及びST2はそれぞれ、相補的接続によってもたらさ
れる非対称性をもつ。各ピークが記憶される接続時間
は、速度（トラック交差周波数）の関数として変化す
る。基線基準電圧は、比較機構315（TES経路中のシュミ
ット・トリガ）の１本の脚に接続されている。比較機構
315の他方の脚は、カド信号224を受け取る。比較機構31
5の出力は、方形波及びＢである。

第10図は、後退運動を有する２つの異なるランアウト
状態を示している。実線は一方の例であり、破線は他方
の例である。“A1"で表した信号はTES信号207であり、
“B1"で表した信号はカド信号224である。“AP"は、TES
の各正傾斜ゼロ交差で発生するA1パルスとして定義さ
れ、“AN"は負のゼロ交差が起きるごとにパルスをも
つ。B2及びは、同位相及び位相外れのディジタル・
トラック合計信号である。AP＋のANDがAN＋B2のAND
とORされて、ビームの半径方向外側への移動を示すトラ
ック交差パルスを出力AND回路311で発生する。AN＋
のANDでORされたAP＋B2のANDは、ビームの半径方向内側
への移動を示すトラック交差パルスを出力AND回路312で
発生する。

第９図で、ゲート論理回路320は、マイクロプロセッ
サ40から線321を介して方向信号を受け取る。この信号
は、命令されたシーク方向が半径方向に内側へか、それ
とも半径方向に外側へかを示す。線321上の方向信号が
半径方向内側への移動を示す場合、AND回路311からの半
径方向パルスが、横切るべき距離を示すトラックカウン
ター126の数値内容から差し引かれる。一方、AND回路31
2からの半径方向外側パルスは、トラックカウンタ126の
内容に加算される。同様にして、線321上の方向信号が
半径方向外側への移動を示す場合は、AND回路312からの
パルスが、トラックカウンタ126の内容から差し引か
れ、一方、AND回路311からの出力パルスはトラックカウ
ンタ126に加算される。この単純な配置構成を実現する
ための図の論理回路の読取り方は周知のとおりである。
AND回路311及び312の出力は、トラック交差回路125の出
力信号を表す。この回路は、図のNAND回路、シュミット
・トリガ、及び基線回路を含む。NAND回路の動作は周知
であり、動作の論理は第９図を検討すれば決定できる。

次に第11図を参照すると、図の速度状態推定回路は、
速度回路130の好ましい構成である。この構成は、測定
速度信号を平滑化し、後で明らかになるように、サーボ
・システム・パラメータを使って、欠陥を横切っている
（TES信号207が発生しない）ときにこの測定速度信号を
変化させることができる。この平滑化により、シーク動
作全体を通じて、たとえ大きな欠陥があっても連続した
アナログ型の速度信号が得られる。このような平滑化に
は、微動アクチュエータ及び相対位置誤差センサ56の機
械的動的特性のモデル化が含まれる。シーク中、トラッ
ク交差周波数（高速の半径方向速度）が所定のしきい値
を超えた場合、ディジタル速度回路330を使って、線133
上に測定速度信号を発生する。一方、トラック交差周波
数しきい値より低い速度のときは、線63上のTES信号を
使って、半径方向速度を測定する。第11図に示した回路
は、測定速度信号または線63上のTES信号を選択的に変
更して、連続アナログ型速度指示信号を線133上に供給
する。

第11図で、加算回路400は、加算されて測定速度信号
を線133に供給する３つの入力を受け取る。第１の入力
信号は、線57D上の微動アクチュエータ駆動信号（線118
（第３図）を介して供給される半径方向ランアウト補償
効果のない駆動信号）から受け取る。線57D上の微動ア
クチュエータ46駆動電流は、回路401中で微動アクチュ
エータの入力定数のモデルによって修正される。第２の
入力は、回路402によって修正された線58E上のPRE信号
である。回路402で、RPE信号は、微動アクチュエータ46
のバネ定数及び粘性減衰定数のモデルによって修正され
る。加算回路400に対するRPEの効果は、他の２つの入力
を引算する、すなわち打ち消すことである。実際の実施
例では、回路402の各部分がそれぞれバネ定数及び粘性
減衰定数をモデル化するため、加算回路400への加算入
力が別々のものになることがある。線403を介する加算
回路400への第３の入力は、後で明らかになるように、
トラック交差周波数に応じて、速度回路330からまたは
線63上のTES信号207からタイミングが調整された速度再
較正入力を供給する。回路402からのRPE誤差信号が、
（それぞれの回路401と403からの）第１入力と第３入力
の合計から差し引かれる。加算回路400は、補償回路404
を介してその合計信号を供給する。補償回路404は、微
動アクチュエータ46の質量値のモデルの逆数で加算回路
を修正する。補償回路404は、その補償済みの信号を低
域フィルタLP405を介して線133上に供給する。

線133上の平滑化された測定速度信号の実測定速度較
正変化は、当該の速度測定周期の終了と一致するように
タイミングが調整される。スイッチ410は、シーク動作
中、推定測定速度の修正のタイミングをとる。このタイ
ミングは、回路411中の“HOLD"という言葉で示されてい
る単安定マルチバイブレータなど、所定の期間、電子ス
イッチ410を閉じた状態に保つ回路411によって制御され
る。回路411は、２つのAND回路部分A1及びA2に入る４つ
の入力をもつ。ディジタル速度測定回路330が実施され
ているとき、すなわちトラック交差周波数しきい値より
高いとき、回路A1はスイッチ410のタイミングを調整す
る。トラック交差周波数のしきい値より低いとき、すな
わち線63上のTES信号を使って速度信号が発生されると
き、AND回路A2はスイッチ410のタイミングを制御する。
OR回路“OR"は、AND回路A1及びA2の出力を論理OR式にパ
スして、回路411のHOLD部分を作動させる。

回路411は、比較回路412により制御される。比較回路
412は、線413から受け取ったトラック交差周波数しきい
値と比較するための基準速度信号を線132（第３図）上
で受け取る。線413上のしきい値信号は一定なので、電
圧分割器またはその他の適切な電圧源または電流源から
供給することができる。比較回路412は、線132上の基準
速度が線413上のしきい値信号より小さい場合は、作動
信号が比較回路412から線414上にのみ供給され、線132
上の基準速度信号が線413上のしきい値信号を超えた場
合は、作動信号が線415上に供給されるような、スイッ
チ式のものである。線132上の基準速度信号はトラック
交差周波数を表す。線414上の作動信号は、AND回路A2に
供給されて、線63から受け取ったトラック交差信号をパ
スさせ、回路411の“HOLD"部分を作動させてスイッチ41
0を閉じる。AND回路A1は、線415上の信号によって使用
可能にされて、測定周期終了信号を線331を介してパス
する。線331上の信号は、回路遅延を補償するため、回
路416によって遅延される。ディジタル速度回路330が測
定速度信号を線322上に供給している場合、AND回路A1
は、各周期測定の終りで作動されて、較正スイッチ410
の閉鎖のタイミングを調整する。

アナログ加算回路420は、較正信号をアナログ加算回
路400用の第３加算入力として、スイッチ410を介して線
403上に供給する。線421は、補償回路404の出力を減算
入力として加算回路420に結合する。実測定信号は、そ
れぞれスイッチ422または425を介して加算回路420に供
給される。スイッチ422は、線415上の動作信号によって
閉じて、線332上のディジタル測定速度信号を正の加算
信号として加算回路420にパスする。したがって、シー
ク速度が線413上のしきい値より大きい場合、加算回路4
00に対する訂正信号は、ディジタル測定回路からの線32
2上の測定信号と、線421上のフィードバック信号との差
である。

シーク速度が、線413上のしきい値より小さい場合
は、速度測定は次のようになる。利得制御ブロック回路
426を介して供給された線63上のTES信号207は、スイッ
チ427に、さらにサンプル／ホールド回路Ｓ＆H428に送
られる。サンプル／ホールド回路428は、各TES信号207
のゼロ交差（トラック交差当たり２つのゼロ交差）ごと
に、線161上で入力TESパルスを受け取る。比較機構412
が作動信号を線414上に供給するとき、電子スイッチ425
は閉じたままである。スイッチ410は、線133上の測定速
度信号の較正のためのタイミング制御を行なう。

線63上のTES信号207から計算された速度信号に対する
極性訂正を行なわなければならない。次に第６図を参照
すると、溝付き媒体30の一部分が図示されている。トラ
ック中心線206が溝内にあり、溝間のメサ215上にはトラ
ックはない。トラッキング誤差信号207（線63上のTES信
号）は、溝付き媒体30に対する空間的位置関係で示され
ている。実際のトラック交差信号は垂直線220で表さ
れ、メサ上のTES信号207のゼロ交差は番号221で表され
ている。溝交差すなわちトラック交差206に対する相対
的移動方向に応じて、スイッチ427に供給される信号の
極性が変化する。したがって、ビーム47がトラック206
を横切る際のビームの実際の相対方向の極性を反転しな
ければならない。これを実行するために、利得調整回路
426の出力信号が、線435を介して方向回路436に供給さ
れる。方向回路436は、線437を介して方向指示信号を受
け取る。線437上の方向指示信号は、直角位相信号とTES
信号（第９図）の比較によって決定される実際の方向で
ある。回路436は、基本的に、スイッチ427の制御によっ
て常に適切な位相の信号が回路Ｓ＆H428に供給されるよ
うな、位相比較回路である。線439は、回路426から極性
反転信号を生じさせて、反転信号をスイッチ427の端子4
40に供給させる。この回路の動作は、ビームが第６図で
見るように左から右にトラックを横切って相対的に移動
する際、すべての信号交差が正になるようなものであ
る。すなわち、点221での信号交差は、極性が逆にな
り、Ｓ＆H428中の速度指示信号と同じ極性にならない。
他方、ビーム移動が右から左の場合は、指示信号は逆に
なる。

F.発明の効果本発明により、トラック・シーク動作中のトラックを
感知する機能が向上し、またトラック内の欠陥に対処で
きる優れた位置決め装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って作成された位置／速度検出回
路の簡略図である。第２図は、第１図に図示したサーボ・システムと共に使
用すると好都合な光学式ディスク記録／再生装置の単純
化したブロック・ダイアグラムである。第３図は、第２図の追跡／集束回路のトラック位置決め
部分を示す図である。第４図は、第３図に図示した速度回路の一部分を示す第
１図の詳細図である。第５図は、トラッキング誤差信号（標識信号及び直角位
相信号）の発生を示す簡略図である。第６図は、トラックと第５図で発生される信号の関係を
空間的に示す図である。第７図は、第４図の回路中で雑音排除回路として使用可
能な検出ウィンドウ生成回路を示す図である。第８図は、第７図の回路の動作を記述するために使用さ
れる単純化し理想化した１組の信号波形を示す図であ
る。第９図は、トラック・カウントの検査を含む、第１図の
システム中でトラックをカウントするための前進／後退
カウント制御を示す図である。第10図は、第９図の動作の記述に関連して使用される理
想化した１組の信号波形を示す図である。第11図は、図のシステムの動作を向上する速度信号平滑
回路を示す図である。 10……TES（トラッキング誤差信号）発生回路、11……
トラック位置回路、14……速度回路、36……粗動アクチ
ュエータ、46……微動アクチュエータ、54……集束／ト
ラッキング回路、62……カド検出器、66……レーザ制御
装置、75……データ回路、91……RPS回路、93……スピ
ンドル速度制御回路、110……微動位置決め回路、111…
…サーボ（粗動位置決め）回路、112……トラック追従
回路、115、160……電子スイッチ、123……速度シーク
・ループ回路、125……トラック交差回路、126……トラ
ック・カウンタ、130……速度回路、142……シーク補償
（COMP）回路、158……フィードフォワード回路、163…
…スイッチ制御回路、167……ゼロ軸交差検出回路、171
……PLL、191……カウント検査回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ベンジヤミン・カーメル・フイオリノアメリカ合衆国アリゾナ州ツーソン、イースト・バーバリイ・コースト・ロード 12261番地 (72)発明者イアン・エドワード・ヘンダーソンアメリカ合衆国アリゾナ州ツーソン、ノース・カミノ・パドレ・イジイドー6540 番地 (72)発明者ロナルド・ジエームズ・カドレツクアメリカ合衆国アリゾナ州ツーソン、イースト・リンドン4150番地 (72)発明者スペンサー・ドナルド・ロバーツアメリカ合衆国アリゾナ州ツーソン、イースト・バーバリイ・コースト・ロード 12518番地 (56)参考文献特開昭62−136164（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】相対的に移動可能な第１及び第２の部材を
有する位置決め装置であって、前記第１部材は、ほぼ平
行に且つ離隔して配置された複数の溝によって識別され
る細長いトラックを備えた記録部材であり、前記第２部
材上の光学式変換器が前記記録部材及びその溝と光学的
に連絡しており、前記両部材は前記トラックを横断する
方向で相対移動ができるように構成されており、トラッ
キング回路手段は、前記方向に沿った前記溝の１つに対
する前記光学式変換器の現相対位置を示す標識信号を受
け取るように前記光学式変換器に結合され、移動手段
は、速度サーボ・ループ回路を含んでいて前記方向に沿
って前記両部材を相対的に移動させて、前記光学式変換
器を前記記録部材上のある記録トラックから別の記録ト
ラックに移動させるように前記両部材に結合された位置
決め装置において、前記トラッキング回路手段は前記標識信号を受け取るべく前記変換器に接続され、前
記標識信号に位相同期するタイミング信号を発生させる
タイミング発生回路と、前記相対移動の速度と基準速度とを比較する比較手段
と、前記比較手段による比較の結果、前記相対移動の速度が
前記基準速度よりも遅いときは、前記標識信号を前記移
動手段に供給し、また前記比較手段による比較の結果、
前記相対移動の速度が前記基準速度よりも速いときは、
前記タイミング信号を前記移動手段に供給し、前記標識
信号及び前記タイミング信号を切り換えて前記移動手段
に供給するようスイッチ制御するスイッチ制御手段と、を備えることを特徴とする位置決め装置。