JP2687452B2 - ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 ディスク装置のヘッド位置決め制御に関し、 ディスク装置がファイン制御中にディスク装置に与え
られる外力等の外乱によりヘッドがトラックを横切った
ことにより生ずるヘッドの暴走を検出することを目的と
し、 情報の記録及び／又は再生を行なうためのヘッドをディ
スクの所定のトラックに保持する位置保持制御を行うデ
ィスク装置において、位置保持制御中に、前記ヘッドが
トラックを横切ったことを検出する検出手段と、前記検
出手段が、位置保持制御中に前記ヘッドがトラックを横
切ったことを検出したことにより、前記ヘッドを予め定
められた初期位置に移動させる制御を行なう制御手段
と、前記ヘッドが前記初期位置に存在するか否かを検出
するヘッド位置検出手段とを設けて構成した。

〔発明の利用分野〕

本発明は、磁気ディスク装置や、光ディスク装置等の
ディスク装置に関し、特にディスク装置におけるヘッド
移動制御の改良に関するものである。

ディスク装置においては、ランダムアクセスを可能と
する関係より、ディスク上に設けられた同心円もしく
は、渦巻型のトラックを横断してヘッドを移動制御して
いる。

即ち、ディスク装置が接続された上位の処理制御装置
からのヘッド移動命令を受けると、その移動命令によっ
て支持された目標トラックにヘッドを移動制御するもの
である。

このようなディスク装置におていはヘッドの移動が完
了した後その位置にヘッドの位置付けたままその状態を
保持するように構成されているが、大きな外力が加わっ
た場合に、この外力によりヘッドが他のトラックへ移動
してしまう場合があり、その場合の移動を検出して、ヘ
ッドの暴走などを防止することが要望されている。

〔従来の技術〕

このようなディスク装置における従来のヘッド位置決
め制御方法を第５図を使用して説明する。

第５図は本発明に係るヘッド移動（シーク）制御の一
般的技術を説明するための図である。

第５図（１）はヘッドが移動したことにより発生する
位置信号であり、このアナログ信号のゼロクロス点がト
ラックの中心に対応する信号である。

このアナログ位置信号は、磁気ディスク装置において
は、ディスク上に記録されたサーボ信号を読み取って信
号処理することにより得られるか、もしくは、ヘッドの
移動機構の一部に設けられたエンコーダからの位置信号
を信号処理して得ることが出来る。また光ディスク装置
の場合も、同様で、ヘッドを移動させた時にディスク上
より得られるトラックエラー信号を処理して作成される
かヘッド位置決め機構の一部に設けられたエンコーダか
らの位置信号を信号処理して得ることが出来る。

第５図（２）はトラッククロス信号と称されるもの
で、第５図（１）の信号を信号処理することによりトラ
ックを横切る毎にパルス状の信号を得ることが出来る。

即ち、ヘッド移動中にトラックを横切ることにパルス
信号が発生し、このパルス信号をカウントすることによ
って現在のヘッドの位置を知ることが出来る。

第５図（３）はモード信号であって、ヘッド移動中に
おけるコース制御区間と、ファイン制御区間を示す信号
である。

次に具体的にヘッドの移動制御方法について説明す
る。

第５図の例では、現在のトラックより上位装置からの
シーク命令（ヘッド移動命令）によって４トラック先の
トラックにヘッドを移動位置決めする場合を例に説明す
る。

上位装置からシーク命令を受信すると、図示しないヘ
ッド位置決め制御回路は、モード信号（３）をコース制
御にモード設定して、目標速度をサーボ制御回路のうち
コース制御部に与える。

また、この与えられる目標速度は、ヘッドの移動に伴
い、時々刻々と変化し、目標位置において速度が零とな
るように所望の速度カーブを描くように制御される。

即ち、ヘッド位置決め制御回路は（２）のトラックク
ロス信号を受取り、移動中のヘッドの現在位置を常に監
視しており、移動すべき区間の各ヘッド位置において最
も最適な速度となるように目標速度をコース制御部に与
える。

コース制御部においては目標速度以外に実際のヘッド
の移動速度がフィードバックされており、目標速度と実
速度が位置するような電流をヘッド移動用モータに与え
るように制御される。

実速度については、色々な方法が考えられるが位置信
号を微分して得た速度と、モータ電流を積分して得た速
度の両方より作成されるのが一般的である。

このようにして、コース制御部は、ヘッドを所望の速
度カーブを描きながら制御する。

そして、目標とするトラックに来たことによりヘッド
位置決め制御回路は、モード信号をコース制御よりファ
イン制御に切替え、今度は、図示しないファイン制御部
によってヘッドの位置決めと位置保持制御に入る。

即ち、ファイン制御部においてはヘッドのアナログ位
置信号が入力され、この位置信号が常に零クロス点とな
るようにモータの電流を制御してヘッドを所望のトラッ
クに位置保持制御するものである。

これによりヘッドの位置決めが完了し、位置付けられ
たトラックにおいて記録／再生が行なわれる。

ここで注意しなければならないのは、ファイン制御部
における制御方法である。

即ち上述したようにファイン制御においては、アナロ
グ位置信号がゼロクロス点に常に位置するようにヘッド
の移動を制御するように構成されている点である。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように従来のヘッド位置決め制御においては、特
にファイン制御においては、単にアナログ位置信号のゼ
ロクロス点になるようにヘッドを位置制御している。こ
のため、第６図に示すような外力がディスク装置に加わ
り、ファイン制御における位置保持能力を越える力が加
わっ場合、隣接するトラックへヘッドが移動することに
なる。この場合、第６図に示すようにアナログ位置信号
は、一つトラックを横切る信号を発するが、先にも述べ
たようにファイン制御中は、このアナログ位置信号のゼ
ロクロス点に位置制御するように働くため、外力で移動
したトラックにおけるアナログ位置信号のゼロクロス点
に位置付けようと位置制御することになる。

従って、外力によって１トラック以上ずれた場合に
は、ファイン制御においては元のトラックに戻す制御は
出来ない。

このような状態において、さらにヘッドの移動制御を
行なおうとした場合、ヘッド位置決め制御回路は、もと
もと位置付けた位置しか記憶していないため、実際のヘ
ッドの位置とは異なる点から移動制御を行なうことにな
るため、次にシーク命令を受信してヘッドの移動制御を
行なっても目標のトラックには移動できないばかりでな
く、ヘッドが大きくずれた点からヘッドの移動を開始し
た場合には、ヘッドがディスクより外れるような点を目
標位置として与えることになり、その結果ヘッドがディ
スク上より外れないように設けられているヘッド位置決
め機構のストッバに衝突するという状態が発生して、ヘ
ッドがおよびディスクを損傷する可能性があるという問
題があった。

従って本発明では、ディスク装置がファイン制御中に
ディスク装置に与えられる外力等の外乱によりヘッドが
トラックを横切ったことにより生ずるヘッドの暴走を検
出することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、情報の記録及
び／又は再生を行なうためのヘッドをディスクの所定の
トラックに保持する位置保持制御を行うディスク装置に
おいて、位置保持制御中に、前記ヘッドがトラックを横
切ったことを検出する検出手段と、前記検出手段が、位
置保持制御中に前記ヘッドがトラックを横切ったことを
検出したことにより、前記ヘッドを予め定められた初期
位置に移動させる制御を行なう制御手段と、前記ヘッド
が前記初期位置に存在するか否かを検出するヘッド位置
検出手段とを備えてなることを特徴とする。

また、本発明では、ヘッド移動命令を受領したことに
より前記検出手段の検出結果を参照し、トラックを横切
りが検出されている場合は、前記制御手段は、前記ヘッ
ドを前記初期位置に移動させる制御を行なった後、前記
移動命令に基づくヘッド移動制御を行なうことを特徴と
する。

〔作 用〕

このように本発明においては、ファイン制御中におい
てヘッドがトラックを横切ったことを検出するようにし
たものである。

このようにしておけば、次にシーク命令が来た時にこ
の検出状態を見れば、ディスク装置が記憶しているヘッ
ドの現在位置と、実際位置に差が生じているかを容易に
判断することが出来るため、ヘッドが暴走状態となり、
位置決め機構がストッパに衝突するようなことは未然に
防止することが出来る。

また、検出手段によりファイン制御中にヘッドがトラ
ックを横切ったことが検出されれば、既に記憶位置と現
在位置が変化しているため、初期化する必要があり、ト
ラック零などの位置へリターンツーゼロ動作を行なうこ
とにより、記憶しているヘッドの現在位置と実際のヘッ
ドの実際の位置を一致させることが出来るので、その後
のヘッドのアクセスを正常に行なうことが出来る。

また、この検出手段の検出を、シーク命令受信と同期
して行なうことにより、特にマイクロプロセッサにヘッ
ド位置決め制御回路が構成され、且つこのマイクロプロ
セッサが他の処理を行なう場合には、マイクロプロセッ
サが常に検出手段を監視する必要もなく、プロセッサの
負担が軽減出来るという効果もある。

〔実施例〕

第１図は、本発明の実施例ハードウエア構成図であ
る。

図において、１はマイクロプロセッサで、上位装置か
らのシーク命令を受信し、ヘッドの移動を制御する。

２はコース制御回路で、マイクロプロセッサ１から目
標速度と、実際のヘッドの移動速度が入力され、ヘッド
の実際の速度との差からモータの電流を制御するための
信号を出力する。

３はファイン制御回路で、ヘッドのアナログ位置信号
が入力され、アナログ信号の零クロス点となるようにヘ
ッドの位置制御するためのモータの電流を制御するため
の信号を出力する。

４はモード切替スイッチであり、マイクロプロセッサ
１からのモード選択信号によってモータを制御するため
の信号をコース制御回路２またはファイン制御回路３の
何れから得るかを制御するためのものである。

即ち、ヘッドの移動制御中は、コース制御としてコー
ス制御回路２の出力を許容し、ヘッド位置保持制御中は
ファイン制御としファイン制御回路３の出力を許容する
ようにモード選択信号によって制御される。

５は増幅回路で、モータを制御するための制御信号よ
り実際にモータに流す電流を生成する。

６はボイスコイールモータ（VCM）で、ヘッドを移動
させるためのDCモータである。

７はエンコーダで、ヘッド位置を検出するためのもの
である。

８はディスクで、情報を記録するためのものであり、
１または複数枚のディスクをスピンドル部に搭載され
る。

９はヘッドであり、ディスクに対して情報の記録／再
生を行なうものである。

10は通常スピンドルモータと称されるもので、ディス
クを所望の一定の回転数で回転させるためのDCモータで
ある。

11は速度信号作成回路であり、ヘッド位置決め用モー
タに流れる電流と、ヘッド位置信号が入力されモータ電
流の積分と、ヘッド位置信号の微分とで得られた速度信
号を合成して出力するためのものである。

12は位置信号作成回路であり、通常はエンコーダ７よ
り得られる信号は互いに90度位相の異なる２位相の信号
より構成されているため、これらの位置信号を選択出力
するとともに、位置信号の極性を一致させて出力するた
めのものである。

13はトラッククロスパルス作成回路であり、エンコー
ダより得られる各位置信号のゼロクロス点においてトラ
ッククロスパルスを出力するものである。

また、リターンツーゼロ命令を発行した時に初期位置
を検出するために、位置信号とは別にエンコーダのコー
ドスリットに刻まれた原点位置の信号を出力する。

14はフリップフロップでり、トラッククロスパルスが
入力されることによりセットされ、マイクロプロセッサ
１からのリセット信号によりリセットされる。

次に第１図の動作を第２図の本発明の実施例動作処理
フローチャートを使用して説明する。

尚、本発明においては、情報の記録／再生に関して
は、特に関係が無いので説明を省略してある。

ステップ100 マイクロプロセッサ１は、上位処理装置からのシーク
コマンドが到来するかを監視する。

そして、マイクロプロッサ１は、シークコマンドを受
信したことにより次のステップに進む。

ステップ101 マイクロプロセッサ１は、シーク命令を実行するに当
たって、フロップフロップ14がセットされているかをチ
ェックする。

即ち、シーク命令を受領前においては、ヘッド位置決
め制御系は、ファイン制御中であるため、このファイン
制御中には、正常状態においてはトラッククロスパルス
が出ることは無いが、前述した装置に対する外部からの
衝撃などにより、ヘッド位置保持の制御範囲を越えてヘ
ッドが移動している可能性があるため、これをこのフリ
ップフロップ14がセットされているかどうかで判定す
る。

即ち、このフリップフロップ14は、ファイン制御に入
ったことによりマイクロプロセッサ１によりリセットさ
れるため、ファイン制御中にトラッククロスパルスが出
力されることによりセットされることになるため、この
異常状態を検出することが出来る。

従って、本ステップにおいてこのフリップフロップ14
がセットされていれば、マイクロプロッセサが記憶して
いるヘッドの現在位置と、実際のヘッド位置が異なるた
め、ヘッドを目標位置に移動位置決め出来ないこととな
るため、ヘッドの位置の初期化のためのリターンツーゼ
ロ動作を実行するためにステップ102に進む。

またフリップフロップ14がセットされていなければ正
常状態ということでシーク命令に対する動作を実行する
ようにステップ103に進む。

ステップ103 本ステップにおいては、実際にシーク命令によって移
動すべきトラックにヘッドの移動させるために、ヘッド
の現在位置と目標位置の差を計算で求め、その結果実際
に移動させなければならないトラック数を算出する。

そして、この移動すべきトラック数が算出されたなら
ば、図示しないマイクロプロセッサ１内のROMテーブル
から初期の速度情報を索引し、コース制御回路２に対し
て目標速度を出力する。

また、ヘッド位置決め制御をコース制御に設定するた
めにモード選択信号を出力し、スイッチ４をコース制御
回路２側とする。

尚、図示されていないがヘッドの移動方向についても
図示しない制御線によってマイクロプロセッサ１からコ
ース制御回路２に指示される。

このように移動を開始すると、移動にともないトラッ
ククロスパルス作成回路13よりマイクロプロセッサ１に
対してトラッククロスパルスが入力され、このパルスに
対応して、前記ROMテーブルより順次索引して、目標位
置まで進む間の各位置における目標速度を得て、コース
制御回路２に与える目標速度を時々刻々と変化させなが
ら順次目標位置まで動作させる。

目標位置に到達すると、当然目標速度は零になるよう
に制御されている。目標位置に到達したことおよびその
過程は、上述したトラッククロスパルスをマイクロプロ
セッサ１によりカウントすることにより検出される。

そして、目標位置に到達すると、マイクロプロセッサ
１はモード切替信号によりスイッチ４を制御してファイ
ン制御回路３による制御に移る。

即ち、位置信号反転回路12からのアナログ位置信号が
ファイン制御回路３に入力され、このアナログ位置信号
のゼロクロスポイントに位置するように位置保持制御に
入り、シーク制御が完了する。

ステップ104 本ステップにおいては、ファイン制御に入ったことに
よりコース制御においてトラックを移動したことにより
発生したトラッククロスパルスによってセットされてい
るフリップフロップ14をマイクロプロセッサ１からのリ
セット信号によってリセットされる。

ステッフ105 そして、シークが完了したことにより上位処理装置に
対してシーク完了を示すシークコンプリート信号をマイ
クロプロセッサより出力する。

ステップ102 本ステップは、リターントゥゼロ命令であり、ヘッド
の実際の位置が不定若しくはその可能性が高いと判断さ
れた場合に実行される。

マイクロプロッセサ１は、モード切替信号によってス
イッチ４をコース制御回路２側にモード設定する。

そして、マイクロプロッセサ１は、目標速度としてす
ぐにヘッドの移動を停止出来るような比較的低速の目標
速度をコース制御回路２に与えて、VCM6を所定のある一
定方向へ動作を開始させる。

そして、エンコーダ７から得られる原点位置信号が出
力されるのを待つ。

そして、この原点位置信号が検出されたことにより目
標速度を零指令して、モード選択信号によりファイン制
御回路３側にスイッチ４を制御して一旦トラック零に位
置付ける。

この状態で、マイクロプロセッサ１は、自己の内部に
記憶しているヘッドの現在位置をトラック零に位置する
ことを記憶することによりヘッド位置の初期化が完了す
るともに、ここで、フリップフロップ14をリセットす
る。

第４図は、第２図の処理をタイムチャートで表したも
のである。

以上のように本実施例においては、ファイン制御中の
トラッククロス信号によってセットされるフリップフロ
ップを設けたことにより、ファイン制御中における外乱
によるヘッドのトラック横断を検出することが出来る。

第３図は本発明の他の実施例である。

即ち、第１図におけるフリップフロップ14の代わりに
カウンタ15で構成することを示すものである。

このように構成しても、同様に本願は実施出来る。

〔効 果〕

以上のように本発明においては、ファイン制御中にお
けるヘッドのトラック横断を検出することが可能となる
ため、誤ったヘッドの移動によるヘッドディスクの損傷
等を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例ハードウエア構成図、 第２図は本発明の実施例動作処理フローチャート、 第３図は本発明の他の実施例、 第４図は本発明の実施例動作タイムチャート、 第５図は本発明に係るシーク制御の一般的技術を説明す
る図、 第６図は本発明に係る問題点を説明する図、 をそれぞれ示す。 さらに図において、 １はマイクロプロセッサ、 ２はコース制御回路、 ３はファイン制御回路、 14はフリップフロップ、 15はカウンタ、 をそれぞれ示す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報の記録及び／又は再生を行なうための
   ヘッドをディスクの所定のトラックに保持する位置保持
   制御を行うディスク装置において、 位置保持制御中に、前記ヘッドがトラックを横切ったこ
   とを検出する検出手段と、 前記検出手段が、位置保持制御中に前記ヘッドがトラッ
   クを横切ったことを検出したことにより、前記ヘッドを
   予め定められた初期位置に移動させる制御を行なう制御
   手段と、 前記ヘッドが前記初期位置に存在するか否かを検出する
   ヘッド位置検出手段と、 を備えてなることを特徴とするディスク装置。
2. 【請求項２】ヘッド移動命令を受領したことにより前記
   検出手段の検出結果を参照し、トラックを横切りが検出
   されている場合は、前記制御手段は、前記ヘッドを前記
   初期位置に移動させる制御を行なった後、前記移動命令
   に基づくヘッド移動制御を行なうことを特徴とする請求
   項１記載のディスク装置。