JP2663574B2

JP2663574B2 - 位置決め制御装置

Info

Publication number: JP2663574B2
Application number: JP28076988A
Authority: JP
Inventors: 茂下生
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-11-07
Filing date: 1988-11-07
Publication date: 1997-10-15
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JPH02128377A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、移動部材を目標位置に移動させる際の位置
決め制御装置に係り、とくに光ディスク装置や磁気ディ
スク装置などのディスクファイル装置の位置決め制御装
置に関する。

〔従来の技術〕

光ディスク装置や磁気ディスク装置等のディスクファ
イル装置において、同心円状のトラックに情報を記録し
たりトラックから情報を読み出したりするいわゆるアク
セス時には、目標のトラック位置にヘッド（トランスジ
ューサ）を移動する必要がある。この移動は目標位置ま
での距離に対し、ヘッドの移動量を減算して得られる位
置誤差信号をもとに、これを小さくする方向にヘッドを
移動させることによって行われる。そして、一般にヘッ
ドの移動距離はトラック横断回数を計数することによっ
て測定されている。

また、単位データのアクセス時間）は、「（ヘッドの
位置決め時間）＋（回転待ち時間）＋（データ転送時
間）」で示され、ヘッドの位置決め制御はディスク装置
の性能を左右する。

第４図に従来例を示す。この第４図の従来例は、光デ
ィスク装置における例を示す。光ディスク20上に情報を
記録したり，光ディスク20上の情報を読み出したりする
ための光ヘッド30と、光ヘッド30からのトラッキング信
号301と目標位置までの距離を示す目標移動量信号410と
からヘッド位置誤差信号403を生成する位置誤差信号生
成手段40と、ヘッド位置誤差信号403から規準速度信号5
01を生成する規準速度信号生成手段50と、光ヘッド30を
移動させるヘッド駆動モータ70と、ヘッド駆動モータ70
からヘッドの移動速度を検出する速度検出手段80と、速
度検出手段から得られる速度信号801と規準速度信号501
とからヘッド駆動モータ70のモータ電流信号601を出力
するヘッド駆動回路60を有している。

位置誤差信号生成手段40は、光ヘッド30からのトラッ
キング信号301を差動増幅し、トラック誤差信号401を生
成するトラック誤差増幅器41と、トラック誤差信号401
によりトラック横断パルス402を生成するトラック横断
検出回路42と、目標移動量信号410とトラック横断パル
ス402とからヘッド位置誤差信号403を生成する位置誤差
計算回路43とを有している。

次に、上記従来例の動作について説明すると、まず、
光ヘッド30から集光されたレーザ光が光ディスク20表面
に照射されると、その反射光の強度は光ディスク20表面
上の案内溝の有無によって変化する。この反射光の強度
変化を光ヘッド30で検出し、トラッキング信号301に変
換する。そして、このトラッキング信号301はトラック
誤差増幅器41で差動増幅され、トラック誤差信号401と
なる。トラック誤差信号401はトラック横断検出回路42
でゼロクロス検出され、トラック横断パルス402とな
る。位置誤差計算回路43では光ヘッド30の所要移動量を
示す目標移動量信号410からトラック横断パルス402が減
算され、目標位置までの位置誤差を示すヘッド位置誤差
信号403が生成される。規準速度信号生成手段50ではヘ
ッド位置誤差信号403に応じて値の変化する規準速度信
号501が生成される。例えば、ヘッド位置誤差信号403の
値をＸとすると、Ｖ＝（２αＸ）^1/2（αは減速度）で
近似される規準速度信号501の値Ｖが生成される。

一方、光ヘッド30の移動速度は速度検出手段80にて検
出され、速度信号801として出力される。ヘッド駆動回
路60では規準速度信号501と速度信号801が差動増幅さ
れ、ヘッド駆動モータ70を駆動させるためのモータ電流
信号601が出力される。ヘッド駆動モータ70はこのモー
タ電流信号601により駆動し、光ヘッド30を目標位置に
到達させる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来例において、規準速度信号50
1は目標までの距離（位置誤差）が大きいほど大きくな
っているから、第５図（Ａ）に示されるように、移動の
開始時点で規準速度信号501は最大となる。従って、第
５図（Ｂ）に示されるように、移動の開始時点ではモー
タ電流信号601が急激に増加することによりヘッド駆動
モータ70はその発生できる最大加速度で光ヘッド30を加
速することになり、精密な部品であるとともにディスク
に対して正確な位置関係を保っていることが要求される
磁気ディスク装置や光ディスク装置のヘッドが過度の加
速度のため特性劣化や動作不安定を引き起こすという不
都合があった。

一方、この不都合を防止するために、加速時の規準速
度信号501を位置信号の減少に応じて増加させる、いわ
ゆる加速プロファイルを発生させればよい。しかしなが
ら、位置誤差の変化速度が大きくなると規準速度信号50
1の増加速度も大きくなり、正帰還特性を有するため暴
走の危険があり、加速度を安定して抑えるのは困難であ
るという欠点がある。

また、第５図（Ｂ）に示されるように加速・減速の切
替点において、急激なモータ電流信号601の変化が必要
であるが、モータコイルのインダクタンスにより駆動電
流は急激に変化できず、これがモータの応答遅れとなっ
て速度制御動作が不安定となるという不都合もあった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善
し、とくに部材の移動開始時における速度変化をゆるや
かにするとともに、速度・減速切替時のモータ電流信号
変化を駆動モータが追従できるようにゆるやかにし、部
材の安定した位置決めが可能な位置決め制御装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明では、ディスク上に情報を記録した
り，情報が記録されているディスク上の情報を読み出す
ためのヘッドと、ヘッドを移動させるためのヘッド駆動
モータと、ヘッド駆動モータにモータ電流信号を出力す
るヘッド駆動回路と、ヘッド駆動モータからヘッドの移
動速度を検出しヘッド駆動回路へ出力する速度検出手段
と、光ヘッドからのトラッキング信号と目標移動量信号
とからヘッド位置誤差信号を生成する位置誤差信号生成
手段と、ヘッド位置誤差信号から規準速度信号を生成す
る規準速度信号生成手段を有し、さらにヘッド駆動モー
タのモータ電流信号と規準速度信号とから修正規準速度
信号を前記ヘッド駆動回路に出力するスルーレート制限
手段を具備するという構成を採っている。これによって
前述した目的を達成しようとするものである。

〔作用〕

規準速度信号の時間変化量（スルーレート）を、駆動
モータに流れている電流値に対応した値以下に制限する
ことによって、移動部材の移動時の加速度および減速度
を一定量以下に抑える。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づ
いて説明する。

ここで、前述した従来例と同等の構成要素については
同一符号を用いることとする。

第１図は、光ディスク装置における実施例を示す。光
ディスク２上に情報を記録したり光ディスク２上の情報
を読み出したりするための光ヘッド１と、光ヘッド１か
らのトラッキング信号301と目標位置までの距離を示す
目標移動信号410とからヘッド位置誤差信号403を生成す
る位置誤差信号生成手段40と、ヘッド位置誤差信号403
から規準速度信号501を生成する規準速度信号発生器50
と、光ヘッド１を移動させるヘッド駆動モータ70と、ヘ
ッド駆動モータ70の駆動電流信号121と規準速度信号501
とから修正規準速度信号101を出力するスルーレート制
限回路10と、ヘッド駆動モータ70から光ヘッド１の移動
速度を検出する速度検出器80と、速度検出器80から得ら
れる速度信号801と修正規準速度信号101とからヘッド駆
動モータ70のモータ電流信号601を出力するヘッド駆動
回路60を有している。位置誤差信号生成手段40は、光ヘ
ッド１からのトラッキング信号301を差動増幅し、トラ
ック誤差信号401を生成するトラック誤差増幅器41と、
トラック誤差信号401によりトラック横断パルス402を生
成するトラック横断検出回路42と、目標移動量信号410
とトラック横断パルス402とからヘッド位置誤差信号403
を生成する位置誤差計算回路43とを有している。スルー
レート制限手段10は、ヘッド駆動モータ70のモータ電流
信号601を検出・増幅する電流検出増幅器12と、この増
幅された駆動電流信号121と規準速度信号501とから修正
規準速度信号101を出力するスルーレート制限回路10を
有している。

さらにスルーレート制限回路10は第２図に示されるよ
うに、駆動電流信号121のレベルが＋側の場合に動作す
るトランジスタ13と駆動電流信号121のレベルが−側の
場合に動作するトランジスタ14のベース同士をダイオー
ドを介して接続し、その中間に駆動電流信号121が入力
されている。そして、トランジスタ13のエミッタとトラ
ンジスタ14のコレクタが接続され、その中間で接地され
ている。トランジスタ13のコレクタは増幅用トランジス
タ15のベース入力となっている。トランジスタ14のエミ
ッタは増幅用トランジスタ16のベース入力となってい
る。そして、トランジスタ15のエミッタとトランジスタ
16のコレクタはダイオードゲート回路17を介して接続さ
れている。ダイオードゲート回路17は互いに反対方向に
接続された２個のダイオードが２組並列に接続されてい
る。そして、ダイオードゲート回路17には規準速度信号
501が入力されており、出力側ではコンデンサ18を介し
て接地されるとともにオペアンプ19で増幅され修正規準
速度信号101を出力する。

次に、上記実施例の動作について説明する。

光ヘッド１から集光されたレーザ光が光ディスク２の
表面に照射されると、その反射光の強度は光ディスク２
表面の案内溝の有無によって変化する。この反射光の強
度変化を光ヘッド１で検出し、トラッキング信号301に
変換する。そして、このトラッキング信号301はトラッ
ク誤差増幅器41で差動増幅され、トラック誤差信号401
となる。トラック誤差信号401はトラック横断検出回路4
2でゼロクロス検出され、トラック横断パルス402が生成
される。位置誤差計算回路43では光ヘッド１の所要移動
量を示す目標移動量信号410からトラック横断パルス402
が減算され、目標位置までの位置誤差を示すヘッド位置
誤差信号403が生成される。規準速度信号発生器50で
は、ヘッド位置誤差信号403に応じて値の変化する規準
速度信号501が生成される。例えば、ヘッド位置誤差信
号403の値をＸとすると、Ｖ＝（２αＸ）^1/2（αは減速
度）で近似される規準速度信号501の値Ｖが生成され
る。第３図（Ａ）に示されるように、光ヘッド１の移動
開始時（Ｓ）ではヘッド位置誤差信号403の値が大きい
ので規準速度信号501はいきなり最大値V_Hとなる。

電流検出増幅器12ではヘッド駆動モータ70に流れてい
るモータ電流信号601が検出・増幅され、スルーレート
制限回路10の制限値を変化させるための駆動電流信号12
1がスルーレート制限回路10に入力される。

スルーレート制限回路10では、駆動電流信号121のレ
ベルが＋側に大きくなるとトランジスタ13に流れる電流
が多くなり、反対に−側に大きくなるとトランジスタ14
に流れる電流が多くなる。トランジスタ15とトランジス
タ16のベース電圧は、それぞれライン112および113に流
れる電流値に比例して変化するから、トランジスタ15と
トランジスタ16は、それぞれのコレクタ電流として駆動
電流信号121に対応した電流を流すことになり、この電
流がそれぞれライン114および115を介してダイオードゲ
ート回路17に供給される。ダイオードゲート回路17はそ
の出力端に流れる電流をライン114および115より供給さ
れる電流値の範囲内に制限する働きをする。ダイオード
ゲート回路17の出力端にはコンデンサ18が接続されてい
るため出力端の電圧はライン114および115に流れる電流
値で規定される以上の速さでは変化しない。コンデンサ
18の容量をＣ、ライン114の電流を＋I_C1、ライン115の
電流を−I_C2とするとダイオードゲート回路17の出力端
の変化速度dE/dTは−I_C2/Cから＋I_C1/Cの範囲に制限さ
れる。従って、これ以上の変化速度で規準速度信号501
が変化しても修正規準速度信号101は上記の範囲内での
ゆっくりした変化しかしないことになる。ライン114の
電流値およびライン115の電流値は駆動電流信号121の値
に応じて増減するが、スルーレートの制限範囲は駆動電
流信号121によって変化する。つまり、ヘッド駆動モー
タ70に流れている電流信号601は０に近いか駆動方向と
逆極性の場合は、スルーレート制限回路10は修正規準速
度信号101の変化量を小さく押え、電流信号601が駆動方
向と同極性で大きなレベルになったときは比較的大きな
変化を許容する。従って、加速開始時のモータ電流信号
601が立ち上がっていない状態では修正規準速度信号101
はゆっくりした速度変化（小さな加速度）で徐々に立ち
上がり、モータ電流信号601が十分大きくなったところ
ではほぼ一定の比較的大きな速度変化で立ち上がること
になる。また加速から減速に切り替わる際もはじめはゆ
るやかな減速度を示し、減速電流がヘッド駆動モータ70
に十分流れるようになったところで規準速度信号発生器
50で規定される減速度での減速が行われる。つまり第３
図（Ｂ）に示されるように、加速開始点P1および減速開
始点P2ではモータ電流信号601が立ち上がっていないた
め、修正規準速度信号101は点線で示される一定加速度
および一定減速度の場合の傾きよりもゆるい傾きで変化
する。

一方、光ヘッド１の移動速度は加速検出器80にて検出
され速度信号801として出力される。なお、光ヘッド１
の移動速度の検出は特別な速度検出手段を用いずにトラ
ック誤差信号401を電気的に処理することによって得る
こともできる。ヘッド駆動回路60では修正規準速度信号
101と速度信号801が差動増幅され、ヘッド駆動モータ70
を駆動させるためのモータ電流信号601が生成される。
ヘッド駆動モータ70はこのモータ電流信号601により光
ヘッド１を移動させ目標位置に到達させる。第３図
（Ｃ）に示されるように、加速開始点P1および減速開始
点P2近傍では、修正規準速度信号101の傾きが小さく抑
えられているため、点線で示される従来の変化に比べて
モータ電流信号601の変化はゆるやかになりモータコイ
ルのインダクタンス等により電流応答に遅れが生じても
十分に追従でき、光ヘッドは安定した動作が可能とな
る。

〔発明の効果〕

本発明は、以上のように構成され機能するので、これ
によると、スルーレート制限手段の作用により移動部材
の移動時の加速度および減速度を一定量以下に抑えるこ
とが出来る。これがため、移動部材の特性劣化や移動速
度の制御不安定等を有効に減少せしめることが出来ると
いう従来にない優れた位置決め制御装置を提供すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図のスルーレート制限回路の一例を示す回路図、第
３図は第１図の信号波形の一例を示す波形図、第４図は
従来例を示すブロック図、第５図は第４図の信号波形の
一例を示す波形図である。 10……スルーレート制限手段としてのスルーレート制限
回路、２……光ディスク、１……光ヘッド、40……位置
誤差信号生成手段、50……規準速度信号生成手段として
の規準速度信号発生器、60……ヘッド駆動回路、70……
ヘッド駆動モータ、80……速度検出手段としての速度検
出器、101……修正規準速度信号、301……トラッキング
信号、403……ヘッド位置誤差信号、410……目標移動量
信号、501……規準速度信号、601……モータ電流信号、
801……速度信号。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスクに対し書き込み、読み出しを行う
ヘッドと、ヘッドを移動させるためのヘッド駆動モータ
と、ヘッド駆動モータを駆動するためのモータ電流信号
を出力するヘッド駆動回路と、ヘッド駆動モータからヘ
ッドの移動速度を検出しヘッド駆動回路へ出力する速度
検出手段と、ヘッドからのトラッキング信号と目標位置
までの距離を示す目標移動量信号とからヘッド位置誤差
信号を生成する位置誤差信号生成手段と、ヘッド位置誤
差信号から規準速度信号を生成する規準速度信号生成手
段を有する位置決め制御装置において、前記ヘッド駆動モータのモータ電流信号と規準速度信号
とから修正規準速度信号を生成し前記ヘッド駆動回路に
出力するスルーレート制限手段を具備したことを特徴と
する位置決め制御装置。