JP2523358B2 - 磁気デイスク駆動装置に於けるシ―ク動作制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はステッピングモータを使用してサーボトラッ
キングを行う磁気ディスク装置のシーク動作制御方式に
関するものである。

〔従来技術とその問題点〕 ステッピングモータを使用してサーボトラッキング及
び台形シークを行う磁気ディスク装置は、サーボトラッ
キングによってヘッドを移動させる事によるヘッド位置
と、シーク時のステッピングモータのステップによる位
置との間に第１図に示すように偏差Δｌが生じる。この
偏差を残したまま台形シークを行うと、偏差に応じてス
テッピングモータのトルク特性が変化するため、トルク
余裕の低下が起こり、最悪の場合、脱調する。

従来はこの偏差Δｌを台形シーク動作の前に第2a図
（＋Δｌの場合）又は第2b図（−Δｌの場合）に示すよ
うに一旦ヘッドを基本ステップ位置、つまり偏差を０に
してから台形シークを行っている。

なお第2a図及び第2b図において t_a:マイクロステップ移動時間 t_b:マイクロステップの整定時間 t_c:nステップ移動時間 t_c′:nステップの移動時間とｎ＋１ステップ移動時間と
の差 t_d:基本ステップの整定時間 t_e:マイクロステップ移動及び整定時間 である。

しかし、この従来法では偏差を０にするための移動時
間t_aと整定時間t_bが必要となり、特に整定時間t_bが長い
ため、アクセス時間が長くなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記問題点の説明で述べた様に、偏差を持ったままの
シーク動作は、トルク余裕の低下を起こす。また、偏差
を零に戻してから台形シーク動作を行ったのでは、偏差
移動の整定時間を待たなければならない。

そこで本発明は、偏差０にするための移動時間t_aと整
定時間t_bを無くすことのできるシーク動作制御方式、つ
まりアクセス時間の短縮を図ることのできるシーク動作
制御方式を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の課題を解決するためになされたもの
で、外形シーク動作中に徐々に偏差を零に戻すことによ
り、トルク余裕の低下を無視できるようにし、偏差移動
の整定時間を必要でないものとしたものである。

即ち、第１の発明は偏差が正の場合のもので、ステッ
ピングモータをシーク動作の動力源とする磁気ディスク
駆動装置に於いて、トラッキングの手段としてステッピ
ングモータの基本ステップ歩進粗送り手段と、マイクロ
ステップ駆動による微細送り手段とを具備し、ディスク
上の情報を記録再生する為マイクロステップ送りによる
オントラッキング状態から、他トラックへシークする
際、マイクロステップ駆動による微細偏差を徐々に原点
にもどす動作と、基本ステップによるシーク動作を合わ
せて行うことを特徴とする磁気ディスク駆動装置に於け
るシーク動作制御方式である。

また、第２の発明は偏差が負の場合で、ステッピング
モータをシーク動作の動力源とする磁気ディスク装置に
於いて、トラッキングの手段として、ステッピングモー
タの基本ステップ歩進粗送り手段と、マイクロステップ
駆動により微細送り手段と、シーク時における、ステッ
ピングモータの粗送りで決まるステップ位置と、オント
ラッキングの為マイクロステップ送りしている現位置と
の方向が、他のトラックへシークする方向と同じか否か
を判定する手段とを具備し、上記マイクロステップによ
る偏差がシーク方向と異なる場合、粗送りステップ数を
１以上加算してシークすると同時に、マイクロステップ
による微細偏差を徐々に、粗送り軌跡に戻すことを特徴
とする磁気ディスク駆動装置に於けるシーク動作制御方
式である。

〔作用〕

本発明は第１図に示すような、ディスク偏心、サーマ
ルオフトラック等の要因により刻々と変化するディスク
上のトラックをサーボトラッキングする事によるヘッド
移動軌跡と、シーク時のステップ動作によるヘッド位置
との偏差Δｌをシーク時にマイクロステップ駆動を同時
に行う事により、トルク余裕に影響なく、偏差の修正の
時間の必要ない、つまりアクセス時間の短縮化を実現し
たものである。

〔実施例〕

第４図は本発明の実施例のブロック図で、CPU 1はD/A
コンバータ２に対し、移動指令を与えることにより、ス
テッピングモータ励磁回路３を介してステッピングモー
タ４がヘッド５を移動させる。

この磁気ディスク装置がサーボトラッキングを行う
時、ステッピングモータ４のステップ時のヘッド位置
と、トラッキングの為のマイクロステップ指令によるヘ
ッド移動位置との間に偏差Δｌが生じる。

本発明装置では磁気ディスク装置外部からの命令によ
り、他トラックへシーク動作を行う時、CPU 1は偏差Δ
ｌを減少させる様に一定量Δｘだけ、基本ステップ量か
ら、マイクロステップ指令値を減少させる。そしてこの
動作を偏差が零となるまで繰り返す。

偏差が零になれば、後は通常の台形シーク動作と同じ
に駆動する。この時のヘッドの移動の様子を第3a図に、
また速度の変化を第５図に示す。

一方偏差Δｌがシーク移動量を増加させる場合、即ち
偏差とシーク方向が逆の場合（負の場合）には、基本ス
テップ移動量を１ステップ分（基本１ステップ量）加算
して（通常の１ステップ移動量−Δｌ）を新たな偏差と
して、上記同様の駆動を行う。

これを第3b図に参照し乍ら説明すると、第3b図の時間
０の時点では磁気ヘッド位置は０からΔ１離れた場所に
ある。

つまり、位置０からのシークとすると、偏差Δ１は移
動距離を加算する方向であり、トルク余裕を減少させる
方向となる。

この時にｎステップシークする開始トラック位置は０
であるが、仮想的に−１位置からスタートするシークと
考えると、磁気ヘッドの−１位置からの偏差は絶対値が
（１ステップ移動量−Δ１）で方向が逆となり、移動ス
テップ数はｎ＋１となる。

第3b図中では位置０からの仮想シークラインは書かれ
ていないが、このシーク時間tcで完了する。同じ時間tc
で偏差Δ１を含むシークを実効すると、実際のシークラ
インでは時間当たりの移動量が多くなる（図中での傾斜
がきつくなる）。

そうして、ゴール位置を変えずにシーク移動距離を１
ステップ長いと仮定すると−１位置からのシークとな
り、シーク時間はtc＋tc′となり、シークラインの傾斜
は位置−１からの偏差の０のシークライン（点線図示の
ライン）よりも時間当たりの移動量は少なくなり、トル
ク余裕を増加させる事となる（図中でのライン傾斜が点
線で示した第2a図のラインよりも緩やかとなる）。

このように、１ステップ分の移動距離を仮想により加
算する事によりシーク時間も１ステップ分増加させて、
トルク余裕を減少させる事無くシークさせる。これによ
り偏差Δ１もシークに組み込み、従来の方法よりも時間
を短縮する事ができる。

以上の制御を行うようにすると、従来例よりもアクセ
ス時間の短縮が可能となる。

即ち、偏差とシーク方向が同じ場合（正の場合）は第
2a図と第3a図を比較すればわかるよに本方式の法がt_a＋
t_bだけアクセス時間が短縮されることになる。そして、
偏差とシーク方向が異なる場合（負の場合）は、第2b図
と第3b図を比較すればわかるように、本方式の方がt_a＋
t_b−t_c′だけアクセス時間が短縮されることになる。

第3c図はこの相違をわかり易く示すため第2a図と第3a
図を１ステップ上下方向にずらし且つｎステップ移動す
る時間tcが重なるように両図を重ねた図である。

この第3c図からわかるように、第2b図と同じ移動を表
す線が−１ステップからｎ−１ステップ位置に移動して
いるのに対し、第3b図と同じ移動を表す線は０ステップ
からｎステップ位置に移動しているので、トータルの移
動距離はどちらの場合も変らない。

この図でtc及びtd,teは同じ時間量を示しており、従
来方式との相違は、ta,tdとtc′であり、本発明方式が
有効であるのはta＋tbよりもtc′が小さい場合である。

通常は高速で移動できるようにステッピングモータの
トルクで加速できる最高速まで加速するため、慣性の影
響で１ステップ移動距離が増える事よりも、最高速から
停止する事の方が時間がかかることになる。

以上の実施例におけるフローチャートを示すと第７図
の通りである。

以上の実施例においてはマイクロステップ駆動とステ
ップ動作を併用してステップの移動距離のみを操作した
が、同時にステップ間の待ち時間も操作することによ
り、トルク余裕への影響をより小さくできる。

この待ち時間も操作する場合の実施例をフローチャー
トで示すと第８図の通りであり、その場合の速度の変化
は第９図に示すようになる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、偏差の移動に関する時間t_aと整定時
間t_bまたはt_aとt_bからt_c′を減算した時間が省略できる
ので、その時間だけ従来よりアクセス時間の短い磁気デ
ィスク装置を作ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は偏差の説明図、第2a図及び第2b図は従来方式の
問題点を説明するためのタイムチャート、第3a図〜第3c
図は本発明方式の効果を示すタイムチャート、第４図は
本発明の実施例のブロック図、第５図は本発明による実
施例装置の速度特性図、第６図は１ステップ動作に対応
する偏差減少量を示す図、第７図及び第８図はそれぞれ
本発明実施例におけるフローチャート、第９図は待ち時
間のある場合のフローチャート、第10図はステップ動作
毎に減少する偏差量と、トルク余裕との関係を示す図で
ある。 １……CPU ２……D/Aコンバータ ３……ステッピングモータ励磁回路 ４……ステッピングモータ ５……磁気ヘッド ６……ディスク

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステッピングモータをシーク動作の動力の
   動力源とする磁気ディスク駆動装置に於いて、トラッキ
   ングの手段として、ステッピングモータの基本ステップ
   歩進粗送り手段と、マイクロステップ駆動による微細送
   り手段とを具備し、ディスク上の情報を、記録、再生す
   る為マイクロステップ送りによるオントラッキング状態
   から、他トラックへシークする際、マイクロステップ駆
   動による微細偏差を徐々に原点に戻す動作と、基本ステ
   ップによるシーク動作を合わせて行うことを特徴とする
   磁気ディスク駆動装置に於けるシーク動作制御方式。
2. 【請求項２】ステッピングモータをシーク動作の動力源
   とする磁気ディスク駆動装置に於いて、トラッキングの
   手段として、ステッピングモータの基本ステップ歩進粗
   送り手段とマイクロステップ駆動により微細送り手段
   と、シーク時におけるステッピングモータの粗送りで決
   まるステップ位置と、オントラッキングの為マイクロス
   テップ送りしている現位置との方向が、他トラックへシ
   ークする方向と同じか否かを判定する手段を具備し、上
   記マイクロステップによる偏差がシーク方向と異なる場
   合、粗送りステップ数を１以上加算して、シークすると
   同時に、マイクロステップによる微細偏差を、徐々に粗
   送りステップ軌跡に戻すことを特徴とする磁気ディスク
   駆動装置に於けるシーク動作制御方式。