JP2785216B2 - サーボ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光磁気記録を行うための磁気ヘッドとデ
ィスク面とのギャップを一定に制御するためのサーボ回
路、特に、サーボ回路のオン又はオフ時の制御に関す
る。

〔発明の概要〕

この発明は、磁界変調方式の光磁気記録を行うための
磁気ヘッドとディスク面とのギャップを一定に制御する
ためのサーボ回路において、 ギャップの長さに応じた検出信号を発生するセンサー
と、検出信号に応じてギャップを可変するためのアクチ
ュエータに対する駆動信号を形成する回路と、パルス幅
が徐々に変わるパルス信号により、サーボループをオン
又はオフする手段とを備えることにより、サーボループ
のオン又はオフ時に、位置変化にオーバーシュートが発
生することが防止できる。

〔従来の技術〕

光磁気効果を利用した書き替え可能な光磁気ディスク
が知られている。光磁気ディスクの記録方式としては、
磁界変調方式及び光変調方式がある。磁界変調方式で
は、ディスク面に上方から信号磁界が印加され、同一場
所に下方からレーザスポットが照射される。記録磁界
は、記録媒体上で充分に強力なことが必要とされる。ギ
ャップは、ロスを少なくし、不要幅射を生じないように
するために、極めて小とされる。ディスクの面振れ、デ
ィスクの厚みのばらつき、ディスクテーブルの傾き等に
より、磁気記録ヘッドとディスク面とのギャップが変動
すると、磁界の強さが変動し、C/Nの劣化、エラーレー
トの劣化が生じ、最悪な場合には、ヘッドとディスクと
が衝突したり、記録が不可能となる。

かかる問題を解決するために、磁気記録ヘッドとディ
スク面とのギャップを一定に保つためのサーボ回路が提
案されている。このサーボ回路は、磁気記録ヘッドをデ
ィスク面に対して垂直方向に変位させるアクチュエータ
とギャップセンサーを設け、ギャップセンサーの出力信
号をフィードバックしてアクチュエータに供給する構成
とされている。

このサーボ回路は、記録時にオンとされ、記録以外の
動作モード、ディスクのローディング或いはアンローデ
ィングの時、ディスクのチャッキング時においては、磁
気記録ヘッドとディスクとの接触を防ぐためにオフとさ
れ、充分な大きさのギャップが確保される。従来のサー
ボ回路では、フィードバックループ中にスイッチング素
子を設け、スイッチング素子のオン、オフによりサーボ
回路のオン、オフを制御していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のサーボ回路の動作について、第４図を参照して
説明する。第４図Ａは、記録動作を行う時（t1〜t3）で
ハイレベルとなるモード信号RECである。この記録時
に、サーボ回路がオンとされる。第４図Ｂは、磁気記録
ヘッドのディスク面に対する位置を示し、タイミングt1
より以前のサーボ回路がオフの状態で初期（スタンバ
イ）位置にヘッドが位置し、（t1〜t3）の記録時に目標
位置にヘッドが位置する。例えば初期位置では、ギャッ
プが３ミリであり、目標位置では、ギャップが0.1ミリ
である。タイミングt1でサーボ回路がオンすると、目標
位置に到達した時に不足制動により（t1〜t2）の期間で
オーバーシュートが発生する。同様に、タイミングt3で
サーボ回路がオフしても、初期値に戻った時にオーバー
シュートが生じる。過制動とすれば、オーバーシュート
が生じない。しかし、サーボ動作時に必要な帯域を確保
できないために、過制動は好ましくない。

オン時のオーバーシュートにより、磁気記録ヘッドと
ディスクとが衝突し、フォーカスが外れ、フォーカスサ
ーボでフォーカスが正しい状態に引き込まれる迄に時間
がかかる問題が生じる。また、オフ時のオーバーシュー
トにより機械的な共振周波数で磁気記録ヘッドが微小振
動し、ディスクと磁気記録ヘッドが衝突するおそれがあ
る。

従って、この発明の目的は、ギャップを一定に保持す
るサーボ回路のオン又はオフ時に、磁気記録ヘッドとデ
ィスクとが衝突するおそれがないように、改良されたサ
ーボ回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、磁界変調方式の光磁気記録を行うための
磁気ヘッドとディスク面とのギャップを一定に制御する
ためのサーボ回路において、 ギャップの長さに応じた検出信号を発生するセンサー
２と、 検出信号に応じてギャップを可変するためのアクチュ
エータ１に対する駆動信号を形成する回路３、４、６
と、 パルス幅が徐々に変わるパルス信号Pcにより、サーボ
ループをオン又はオフする手段７と からなるサーボ回路である。

〔作用〕

サーボ回路のオン時に、パルス幅がステップ的に大き
くなるパルス信号Pcで実質的にサーボゲインが徐々に大
きくされる。また、サーボ回路のオフ時に、パルス幅が
ステップ的に小となるパルス信号Pcで実質的にサーボゲ
インが徐々に小さくされる。この制御により、臨界制動
を実現でき、オーバーシュートの発生を防止できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について、図面を参照して
説明する。第１図において、１が磁気記録ヘッドを光磁
気ディスクの面と垂直な方向で変位させるアクチュエー
タを示し、２が磁気記録ヘッドとディスク面との間のギ
ャップの長さに応じた検出信号を発生するギャップセン
サーを示す。

第２図は、光ピックアップの構成の一例を示す。第２
図Ａに示すように、光磁気ディスク21の上方に微小なギ
ャップを隔てて磁気記録ヘッド22が位置し、下方に光ヘ
ッド23が位置する。光磁気ディスク21の記録媒体の同一
位置に対して、磁気記録ヘッド22からの信号磁界と光ヘ
ッド23からのレーザスポットとが作用し、記録がなされ
る。これらの磁気記録ヘッド21と光ヘッド23とがコ字状
のアーム24で連結され、送り機構25によりディスク21の
径方向に移動可能とされる。

磁気記録ヘッド22と近接して第２図Ｂに示すように、
ギャップセンサー２が設けられる。磁気記録ヘッド22
は、ケースの底面26を摺動自在に貫通し、その一端がタ
ンパー27で支持されたシャフト28の他端に取りつけられ
ている。また、シャフト28には、コイル29が固着され、
その周囲に固定のリング状のマグネット30が配されてい
る。31は、磁気回路を構成するヨークである。磁気記録
ヘッド22は、コイル29に流れる電流の極性に応じた方向
に変位する。従って、コイル29が第１図におけるアクチ
ュエータ１に相当する。

ギャップセンサー２は、より具体的には、ディスク21
の蒸着面とセンサー２との間に形成される静電容量の変
化により発振周波数が変わる発振器を設け、この発振周
波数をPLLで検出する構成のものである。ギャップセン
サー２からの検出信号は、ギャップの大きさに応じたレ
ベルを有している。静電容量の変化に限らず、光学的に
ギャップを検出するギャップセンサーを使用しても良
い。

ギャップセンサー２からの検出信号がアンプ３、位相
補償回路４及び抵抗５を介してドライブ回路６に供給さ
れる。このドライブ回路６の出力信号がアクチュエータ
１に供給される。かかるサーボループにより、ギャップ
が一定に保たれる。抵抗５とドライブ回路６の入力側と
の間に、スイッチングトランジスタ７のコレクタが接続
される。スイッチングトランジスタ７のエミッタが接地
される。スイッチングトランジスタ７がオフの時には、
サーボループがオンし、これがオンの時には、サーボル
ープがオフする。

スイッチングトランジスタ７のベースには、コントロ
ールパルス発生回路９からのコントロールパルスPcがバ
ッファとしてのインバータ８を介して供給される。コン
トロールパルス発生回路９には、端子10及び11から記録
モードを示すモード信号RECとクロックCKとが夫々供給
される。

第３図を参照して、この一実施例の動作を説明する。
第３図Ａに示すモード信号RECは、タイミングt1からハ
イレベルとなり、タイミングt3でローレベルになる。こ
の（t1〜t3）の期間に光磁気ディスク21に対する記録が
行われる。従って、第３図Ｂに示すように、t1までは、
ディスク面とのギャップが大きい初期位置に磁気記録ヘ
ッド22が位置しており、t1からギャップが所定の値とな
る目標位置まで、磁気記録ヘッド22がアクチュエータ１
により下方に動かされる。t3のタイミングからは、目標
位置から初期位置まで、磁気記録ヘッド22がアクチュエ
ータ１により上方に動かされる。

第３図Ｃに拡大して示すように、タイミングt1の直後
からタイミングt2の間で、コントロールパルスPcのパル
ス幅がステップ的に大きくされ、タイミングt2以降で
は、ハイレベルに固定される。また、タイミングt3の直
後からタイミングt4の間で、コントロールパルスPcのパ
ルス幅がステップ的に小さくされ、タイミングt4以降で
は、ローレベルに固定される。タイミングt2は、磁気記
録ヘッド22が目標位置に到達するタイミングと略々一致
し、タイミングt4は、磁気記録ヘッド22が初期位置に到
達するタイミングと略々一致するように選定される。

コントロールパルスPcの繰り返し周波数は、アクチュ
エータ１が応答でき、且つ音が聴き取れない程度の値例
えば５〜10kHzの範囲に選定されてる。コントロールパ
ルスPcは、一定の繰り返し周波数で、デューティレシオ
の変化として制御される。

スイッチングトランジスタ７は、インバータ８が設け
られているので、コントロールパルスPcがハイレベルの
期間でオフし、これがローレベルの期間でオンする。従
って、コントロールパルスPcのデューティレシオは、サ
ーボループのゲインと対応関係を有している。上述のよ
うに、デューティレシオにより遷移状態のサーボループ
のゲインをステップ的に増加又は減少させることで、実
質的に臨界制動の状態を実現でき、位置変化においてオ
ーバーシュートが発生することを防止できる。

コントローパルス発生回路９は、例えばPWM変調回
路、或いはクロック発振器、シフトレジスタを使用した
ディジタル回路の構成で発生することができる。勿論、
ディジタル回路のようなハードウエアの構成に限らず、
マイクロコンピュータを使用したソフトウエアによりコ
ントロールパルスPcを形成するようにしても良い。ま
た、コントロールパルスPcのデューティレシオの変化の
ステップ数、デューティレシオの可変の期間の長さは、
使用する光ピックアップの重量、タンパーの係数等の機
械的な特性、駆動電源の違いに応じて最適なものに選ば
れる。特に、ソフトウエアでコントロールパルスPcを発
生する時には、光ピックアップの機械的な特性、電源の
違いに対応することが容易で、また、ハードウエアに比
して最適な制御が容易である。更に、デューティレシオ
の変化がステップ的である必要はなく連続的な変化でも
良い。

〔発明の効果〕

この発明は、キャップを一定に保持するためのサーボ
回路をオン又はオフする時に、磁気記録ヘッドの位置変
化にオーバーシュートが発生することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はこ
の発明を適用できる光ピックアップの一例を示す略線
図、第３図はこの発明の一実施例の動作説明に用いるタ
イミングチャート、第４図は従来のサーボ回路の問題点
の説明に用いるタイミングチャートである。 図面における主要な符号の説明 1:アクチュエータ、2:ギャップセンサー、7:スイッチン
グトランジスタ、9:コントロールパルス発生回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 21/21 G11B 11/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁界変調方式の光磁気記録を行うための磁
   気ヘッドとディスク面とのギャップを一定に制御するた
   めのサーボ回路において、 上記ギャップの長さに応じた検出信号を発生するセンサ
   ーと、 上記検出信号に応じて上記ギャップを可変するためのア
   クチュエータに対する駆動信号を形成する回路と、 パルス幅が徐々に変わるパルス信号により、サーボルー
   プをオン又はオフする手段と からなるサーボ回路。