JP3123819B2 - ディスク装置のアクセス方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録再生ヘッドをディ
スク上の移動目標のトラックの位置まで移動させるため
のディスク装置のアクセス方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４はディスク装置の一種である光ディ
スク装置の一般的構成を示す図で、（ａ）は全体の構成
を示すブロック図、（ｂ）は光ディスク媒体の詳細を示
す斜視図、図５は従来のディスク装置のアクセス方法の
一例を示すフローチャート、図６は図５のフローチャー
ト中のサブルーチンＢの詳細を示すフローチャート、図
７は光ディスク装置の一般的なアクセス走行目標曲線を
示す特性図、図８は従来のディスク装置の記録再生ヘッ
ドの走行速度を示す特性図、図９は従来のディスク装置
において、アクセス走行目標速度を早くした場合の記録
再生ヘッドの走行速度を示す特性図である。

【０００３】円盤状記録媒体（ディスク）を記憶媒体と
して使用するディスク装置において、記録再生ヘッドを
ディスク上の移動目標のトラック（目標トラック）の位
置まで移動させるに要する時間（アクセス時間）を短縮
することは、ディスクの記憶容量の大容量化や、データ
の転送速度の向上と共に重要な課題である。このため、
従来から、種々のアクセス時間短縮のための手段が提案
されている。例えば、ディスク装置の各種の状態を検出
し、その検出結果に基いて現代制御理論を活用したフィ
ードバック制御を行うようにしたものや、アクセス制御
の周波数帯域を拡大するため、機構系の不要な共振周波
数をできるだけ制御周波数帯域の高周波の領域に移動さ
せるように特殊な構造を採用したもの等がある。

【０００４】しかしながら、このような手段は、各種の
検出手段や特殊な構造を採用しなければならないため、
ディスク装置の価格が上昇するという欠点を有してい
る。

【０００５】一般の光ディスク装置においては、図４に
示すように、記録再生ヘッド２は、リニアモータ５によ
って駆動されて光ディスク媒体（光ディスク）１の半径
方向（トラッキング方向）に移動する。記録再生ヘッド
２は、光源および対物レンズ（図示省略）を有してお
り、光ビーム３を光ディスク１上のトラック４に照射し
て情報の記録再生を行う。

【０００６】記録再生ヘッド２の光ディスク１に対する
現在の位置および目標トラックまでの移動距離を知るた
めの手段として、リニアモータ５に付設したリニアスケ
ール６からのリニアスケール出力パルス１３、または記
録再生ヘッド２で検出したトラック横断信号１４をカウ
ントするトラック横断信号計数器７が設けてある。トラ
ック横断信号計数器７には、マイクロコンピュータで構
成した制御部８が接続してあり、制御部８は、光ディス
ク装置全体の動作の制御を行うと共に、トラック横断信
号計数器７からの位置情報１８や記録再生ヘッド２の移
動速度１５を検出する速度センサ９からの速度情報に基
いてアクセス走行目標速度１６を算出する。このアクセ
ス走行指示速度１６および上記の記録再生ヘッド２の移
動速度１５は、減算器１０に入力してそれらの差が求め
られる。減算器１０からの差信号１７は、増幅器１１を
介してドライバ１２に出力され、ドライバ１２は、その
信号に基いてリニアモータ５を駆動する。

【０００７】上記の速度センサ９および減算器１０およ
び増幅器１１およびドライバ１２およびリニアモータ５
によって、速度制御ループが形成され、この速度制御ル
ープによって、リニアモータ５の移動速度すなわち記録
再生ヘッド２の移動速度を、アクセス走行指示速度１６
に追従させるように制御する。

【０００８】このように構成された光ディスク装置の従
来のアクセス動作は、図５および図６に示す手順によっ
て行う。

【０００９】すなわち、まず、記録再生ヘッド２の光デ
ィスク１に対する現在のトラック位置（現在位置）Ｓ₀
とアクセス目標のトラック位置（目標位置）Ｓ₁ とか
ら、記録再生ヘッド２のアクセス距離ｘを求める（図５
のステップ６１・６２および図６のステップ７１）。

【００１０】 ｘ＝Ｓ₁ −Ｓ₀ ……式（１） 次に、記録再生ヘッド２のアクセス距離ｘから算出され
る記録再生ヘッド２のアクセス補正距離Δｘを求める
（図６のステップ７２）。

【００１１】 Δｘ＝ｆ（ｘ） ……式（２） 次に、記録再生ヘッド２のアクセス距離ｘとアクセス補
正距離Δｘとから、記録再生ヘッド２の仮想アクセス距
離Ｘを求める（図６のステップ７３）。

【００１２】 Ｘ＝ｘ＋Δｘ ……式（３） これは、目標位置Ｓ₁ を仮想目標位置Ｓ₁₁としたことに
相当する。すなわち、 Ｓ₁₁＝Ｓ₁ ＋Δｘ この仮想目標位置Ｓ₁₁を用いてアクセス走行目標速度Ｖ
_ref を求める（図６のステップ７４）。

【００１３】 Ｖ_ref ＝ｇ（ｘ） ……式（４） このアクセス走行目標速度Ｖ_ref を図４のアクセス走行
指示速度１６として減算器１０に出力すると共に、トラ
ック横断信号計数器７を監視し（アクセス走行目標速度
Ｖ_ref を切替えるために）、仮想アクセス距離Ｘ（アク
セス走行目標速度Ｖ_ref ）が“０”となるまで、上記の
動作を繰返えしてアクセス走行目標速度Ｖ_ref を算出し
てそれを出力し続ける（即ち、あるアクセス走行目標速
度Ｖ_k で走行する時間をΔｔｋとすると、Ｘ＝Σ（Ｖ_k
・Δｔｋ）を求め、最終的にアクセス走行目標速度Ｖ
_ref ＝０に設定する）（図６のステップ７４〜７７）。

【００１４】なお、アクセス補正距離Δｘおよびアクセ
ス走行目標速度Ｖ_ref を求める方法としては、上記の式
（２）および式（４）のｆ（ｘ）およびｇ（ｘ）によっ
て算出する方法の他、ＲＯＭにテーブル形式によって予
めデータ保有している場合もある。

【００１５】次に、記録再生ヘッド２を光ディスク１の
トラック４に追従させるためのトラッキング動作を行
い、実際の記録再生ヘッド２のアクセス位置Ｓ_r 調べる
（図５のステップ６４・６５）。

【００１６】次に、実際の記録再生ヘッド２のアクセス
位置Ｓ_r と、記録再生ヘッド２の目標位置Ｓ₁ とから、
記録再生ヘッド２の再アクセスが必要であるか否かの判
定を行い、必要ならばトラックジャンプ等の精密アクセ
ス動作を行う（図５のステップ６６・６７）。これによ
り、記録再生ヘッド２は、目標位置Ｓ₁ に正しく到達さ
せて停止させることができる。

【００１７】このような光ディスク装置において、上記
のアクセス走行目標速度は、図７に示すように、時間軸
を横軸とし、アクセス走行速度を縦軸としたとき、前半
は一定速度であり、後半が減速するという目標速度折線
８１となるのが一般的である。そして、この目標速度折
線８１に追従して走行する記録再生ヘッド２の実際の走
行速度は、図８（ａ）に示すように、実線で示した目標
速度折線８２および８３に対して、それぞれ破線で示し
た三角形状の実際速度折線８２ａおよび８３ａとなる
か、または、図８（ｂ）に示すように、実線で示した目
標速度折線８４および８５に対して、それぞれ破線で示
した台形状の実際速度折線８４ａおよび８５ａとなる。
このとき、加減速の状態や加速度の大きさやアクセス距
離によって、二等辺三角形や等脚の台形になるとは限ら
ない。

【００１８】ここで、アクセス時間（図８（ａ）のＴ₁
または図８（ｂ）のＴ₂ ）を短縮するための手段とし
て、アクセス走行速度Ｖ_r1をＶ_r11 に大きくするか、ま
たは加速度を大きくする（勾配を急にする）という手段
を採用する。これによって、アクセス時間Ｔ₁ およびＴ
₂ は、それぞれｔ₁ およびｔ₂ に短縮される。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うにアクセス走行速度の勾配を急にすると、それに含ま
れる周波数成分が高周波の帯域に拡大することとなり、
既述の速度制御ループもそれに相当した周波数帯域で応
答することが必要となる。従って、充分な周波数帯域を
有していない速度制御ループに対して勾配の急なアクセ
ス走行速度を与えても、実際の記録再生ヘッドは、それ
に追従して的確に移動することができず、図９（ａ）お
よび（ｂ）に示すように、実線で示した目標速度折線９
１または９２に対して、記録再生ヘッド２の実際の走行
速度は、破線で示した実際速度折線９１ａまたは９２ａ
となってそれらの間に誤差が生ずる。すなわち、図９
（ａ）および（ｂ）にハッチングで示した誤差距離Δｘ
₁ またはΔｘ₂ が生ずる。このため、記録再生ヘッド２
が実際に停止するまでの時間も、Δｔ₁ またはΔｔ₂ だ
け余分にかかる。

【００２０】このため、その後の動作のトラッキング動
作において、記録再生ヘッド２の突入速度が速くなり、
トラッキング動作に支障をきたす。すなわち、トラッキ
ング動作のエラーが発生し、その回復処理のために多く
の時間が必要となる。従って、アクセス動作の信頼性が
低下し、アクセス時間の短縮にも支障をきたすこととな
る。

【００２１】また、上記のことを配慮してアクセス走行
速度の勾配を緩かにすると、光ディスク装置において経
時変化や環境条件の変化があったとき、または光ディス
クの光学的特性の差異や汚れ等により、記録再生ヘッド
の速度追従性や最高速度のばらつきが発生して誤差距離
Δｘ₁ またはΔｘ₂ の値が大きく変動するため、アクセ
ス時間の短縮に支障をきたす。

【００２２】このため、光ディスク装置には、上述の誤
差距離の吸収するため、アクセス動作のときのスピンド
ルモータの回転の補正や惰性走行分の距離を配慮して、
誤差距離Δｘをあらかじめ固定テーブル等の形式によっ
て保有しているが、そのような固定的な補正量だけでは
吸収しきれないため、やはりアクセス時間の短縮に支障
をきたすという欠点を有している。

【００２３】速度制御ループが充分な周波数帯域を有し
ているときは、リニアモータや速度センサ等の構成部品
の高次の共振周波数や特性の歪の周波数がその周波数帯
域よりも充分に高くなければならないため、リニアモー
タ５や速度センサ９等は、高性能のもの（すなわち特別
な構造や材料を採用したもの）を使用するか、または特
別な補償装置を設ける必要がある。また、同じ理由によ
り、リニアモータや記録再生ヘッドは、軽量のものを使
用する必要がある。従って装置の価格が上昇するという
欠点を有している。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明のディスク装置の
アクセス方法は、ディスク上のアクセス目標位置と前記
ディスク上の現在位置との関係から指定されるアクセス
走行指定速度に基いて記録再生ヘッドを前記アクセス目
標位置まで移動させるディスク装置のアクセス方法にお
いて、アクセス動作完了前の数トラックの横断時間を調
べ、前記横断時間から決定される待時間を設定し、前記
横断時間から予測される前記記録再生ヘッドのアクセス
最終速度を所定の目標値に設定することによって前記記
録再生ヘッドのトラッキング動作開始し、前記横断時間
から予測される前記記録再生ヘッドのアクセス補正距離
を更新することにより次回のアクセス動作を行うことを
特徴とする。

【００２５】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２６】図１は本発明の一実施例を示すフローチャ
ート、図２は図１のフローチャート中のサブルーチンＡ
の詳細を示すフローチャート、図３は図１の実施例を適
用したときのディスク装置の記録再生ヘッドの走行速度
を示す特性図である。

【００２７】本実施例は、図１に示すように、従来例と
同様に記録再生ヘッド２（図４参照）の光ディスク１に
対する現在位置Ｓ₀ （ステップ２１）と目標位置Ｓ
₁ （ステップ２２）とを調べ、ループカウンタをクリア
し（ステップ２３）、サブルーチンＡ（ステップ２４）
に移行する。

【００２８】サブルーチンＡにおいては、図２に示すよ
うに、記録再生ヘッド２の光ディスク１に対する現在位
置Ｓ₀ と目標位置Ｓ₁ とから、記録再生ヘッド２のアク
セス距離ｘを求める（ステップ３１）。

【００２９】 ｘ＝Ｓ₁ −Ｓ₀ ……式（１） 次に、記録再生ヘッド２のアクセス距離ｘから算出され
る記録再生ヘッド２のアクセス補正距離Δｘを求める
（ステップ３２）。

【００３０】 Δｘ＝ｆ（ｘ） ……式（２） 次に、記録再生ヘッド２のアクセス距離ｘとアクセス補
正距離Δｘとから、記録再生ヘッド２の仮想アクセス距
離Ｘ（Ｘ＝ｘ＋Δｘ）を求め（ステップ３３）、粗シー
ク動作を行う。このとき、仮想アクセス距離Ｘを用いて
アクセス走行目標速度Ｖ_ref を求める（ステップ３
４）。

【００３１】 Ｖ_ref ＝ｇ（ｘ） ……式（４） このアクセス走行目標速度Ｖ_ref を図４のアクセス走行
指示速度１６として減算器１０に出力すると共に、トラ
ック横断信号計数器７を監視し（アクセス走行目標速度
Ｖ_ref を切替えるために）、アクセス走行移動量が残り
の数トラックになるまで上記の動作を繰返えしてアクセ
ス走行目標速度Ｖ_ref を算出してそれを出力し続ける
（ステップ３５〜３７）。アクセス補正距離Δｘおよび
アクセス走行目標速度Ｖ_ref を求める方法としては、従
来例の場合と同様に、上記の式（２）および式（４）の
ｆ（ｘ）およびｇ（ｘ）によって算出する方法の他、Ｒ
ＯＭにテーブル形式によって予めデータ保有している場
合もある。

【００３２】アクセス走行移動量が残りの数トラックに
なった時点から、アクセス走行目標速度Ｖ_ref をアクセ
ス走行指示速度１６として減算器１０に出力すると共
に、トラック横断信号計数器７を監視する度にループカ
ウンタを計数し、アクセス走行目標速度Ｖ_ref を切替
え、アクセス走行移動量の残りが０トラックになるまで
上記の動作を繰返えしてアクセス走行目標速度Ｖ_ref を
算出してそれを出力し続ける（ステップ３８〜４２）。

【００３３】残りの数トラックとは、アクセス走行目標
速度を設定するときのトラック横断信号の分周値に依存
し、かつ制御部８の処理速度によって設定される適当な
数値である。

【００３４】アクセス走行が終了した時点でループカウ
ンタを検証し（ステップ３９→４０→４１→３９の１回
あたりの時間は、マイクロプロセッサの処理時間であ
る）、アクセス終了前の数トラックの移動距離に対する
所要時間を求め、アクセス終了時点における記録再生ヘ
ッド２の速度を求める。

【００３５】ここで、トラッキング動作時の記録再生ヘ
ッド２の目標速度がＶ_trとなるように算出して設定し、
それを出力して待時間Δｔとアクセス補正距離Δｘとを
導く（ステップ４３〜４５）。

【００３６】図３は、上述の動作のときの速度プロファ
イル曲線を示した特性図である。

【００３７】図３（ａ）の場合は、記録再生ヘッド２の
トラッキング動作への突入速度が理想的な状態（Ｖ＝Ｖ
_tr）の場合の図であり、トラッキング動作への突入速度
を維持するように出力することにより、トラッキング動
作は信頼性の高い状態で行うことができる。なぜなら、
記録再生ヘッド２の速度が０の場合、トラッキング動作
においては、光ディスク１のトラック４のランド部４ａ
（図４（ｂ）参照）を検出した後にトラッキング動作を
行うため、上記のように記録再生ヘッド２の速度が０の
場合は、トラッキング動作は、光ディスク１の偏心に追
従して行わなければならないため、最悪のときは、光デ
ィスク１の半回転分の待時間が必要であるためである。
この場合は、待時間Δｔを充分小さく設定し、アクセス
補正距離Δｘも、横断するトラック数が変るためにそれ
に準じて設定し直すことにより、次回のアクセス動作の
とき、前回よりも正確なアクセス動作を行うことが可能
となる。

【００３８】図３（ｂ）の場合は、記録再生ヘッド２の
トラッキング動作への突入速度が理想的な状態よりも速
い（Ｖ＞Ｖ_tr）の場合の図であり、この状態でトラッキ
ング動作を行うと、通常のトラッキング動作のときより
も長い時間を必要とするばかりでなく、トラック横断の
速度に追従できない場合（即ち、トラッキング動作にお
ける限界速度を大きく超えた状態）は、エラー（暴走）
を引起してその処理に多大の時間を必要とする。この場
合は、アクセス走行指示速度１６を最小値（＝０）とし
て出力し、記録再生ヘッド２の目標速度Ｖ_trが減速する
のに充分な待時間Δｔを設定し、アクセス補正距離Δｘ
も、速度が落切るまでの時間内に横断するトラック数が
変るため、それに準じて設定し直すことにより、次回の
アクセス動作のとき、記録再生ヘッド２のトラッキング
動作への突入速度を標準的な突入速度することが可能と
なると共に、正確なアクセス動作を行うことが可能とな
る。

【００３９】図３（ｃ）の場合は、記録再生ヘッド２の
トラッキング動作への突入速度が殆ど停止状態（Ｖ＜Ｖ
_tr）の場合の図であり、この状態におけるトラッキング
動作は、エラーに対しては信頼性が高い状態で行うこと
ができるが、処理時間が長くかかって芳しくない状態で
ある。なぜなら、トラッキング動作においては、光ディ
スク１のトラック４のランド部４ａ（図４（ｂ）参照）
を検出した後にトラッキング動作を行うため、記録再生
ヘッド２の速度が０の場合は、トラッキング動作は、光
ディスク１の偏心に追従して行わなければならないた
め、最悪のときは、光ディスク１の半回転分の待時間が
必要であるためである。この場合は、記録再生ヘッド２
のトラッキング動作のとき、アクセス走行指示速度１６
がＶ_trになるように目標速度を出力し続けると共に、待
時間Δｔも小さな値に設定し、アクセス補正距離Δｘ
も、横断するトラック数が変るためにそれに準じて設定
し直すことにより、次回のアクセス動作のとき、迅速な
アクセス動作を行うことが可能となる。

【００４０】このような動作を行うことにより、記録再
生ヘッド２のトラッキング動作への突入速度が、設計の
許容範囲である待時間Δｔ内に納めることができるた
め、信頼性の上でも待時間についても、トラッキング動
作を最適な状態とすることが可能となる。

【００４１】上述のアクセス補正距離Δｘは、アクセス
の距離やスピンドルの回転数等のパラメータを含む計算
式を用いる場合や、アクセス距離を分割したテーブルを
用いる場合があるが、何れの場合も一般性は失われな
い。また、待時間Δｔは、記録再生ヘッド２のアクセス
終了時点における速度やトラッキング動作時の記録再生
ヘッド２のアクセス走行目標速度Ｖ_trや目標速度出力値
等を用いた計算式を用いる場合の他、実験値に基いたテ
ーブルを用いる場合があるが、何れの場合も一般性は失
われない。

【００４２】次に、実際の記録再生ヘッド２のアクセス
位置Ｓ_r を調べ（ステップ２８）、それと記録再生ヘッ
ド２の目標位置Ｓ₁ とから、記録再生ヘッド２の再アク
セスが必要であるか否かの判定を行い（ステップ２
９）、必要ならばトラックジャンプ等の精密アクセス動
作を行う（ステップ３０）。これにより、記録再生ヘッ
ド２は、目標位置Ｓ₁ に正しく到達して停止させること
ができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のディスク
装置のアクセス方法は、記録再生ヘッドのディスク上の
アクセス目標位置と現在位置との関係から指定されるア
クセス走行指定速度に基いて記録再生ヘッドをアクセス
目標位置まで移動させるディスク装置のアクセス方法に
おいて、アクセス完了前の数トラックの横断時間を検証
し、その横断時間から決定される待時間を設定して記録
再生ヘッドのトラッキング動作を行うことにより、アク
セス時間を短縮し、しかも信頼性の高い動作を行わせる
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すフローチャートであ
る。

【図２】図１のフローチャート中のサブルーチンＡの詳
細を示すフローチャートである。

【図３】図１の実施例を適用したときのディスク装置の
記録再生ヘッドの走行速度を示す特性図である。

【図４】光ディスク装置の一般的構成を示す図で、
（ａ）は全体の構成を示すブロック図、（ｂ）は光ディ
スク媒体の詳細を示す斜視図である。

【図５】従来のディスク装置のアクセス方法の一例を示
すフローチャートである。図である。

【図６】図５のフローチャート中のサブルーチンＢの詳
細を示すフローチャートである。

【図７】光ディスク装置の一般的なアクセス走行目標曲
線を示す特性図である。

【図８】従来のディスク装置の記録再生ヘッドの走行速
度を示す特性図である。

【図９】従来のディスク装置において、アクセス走行目
標速度を早くした場合の記録再生ヘッドの走行速度を示
す特性図である。

【符号の説明】

１ 光ディスク媒体（光ディスク） ２ 記録再生ヘッド ３ 光ビーム ４ トラック ４ａ ランド部 ５ リニアモータ ６ リニアスケール ７ トラック横断信号計数器 ８ 制御部 ９ 速度センサ １０ 減算器 １１ 増幅器 １２ ドライバ １３ リニアスケール出力パルス １４ トラック横断信号 １５ 移動速度 １６ アクセス走行目標速度 １７ 差信号 １８ 位置情報 ２１〜４５・６１〜６７・７１〜７７ ステップ ８１〜８５・９１・９２ 目標速度折線 ８２ａ〜８５ａ・９１ａ・９２ａ 実際速度折線

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク上のアクセス目標位置と前記デ
   ィスク上の現在位置との関係から指定されるアクセス走
   行指定速度に基いて記録再生ヘッドを前記アクセス目標
   位置まで移動させるディスク装置のアクセス方法におい
   て、アクセス動作完了前の数トラックの横断時間を調
   べ、前記横断時間から決定される待時間を設定し、前記
   横断時間から予測される前記記録再生ヘッドのアクセス
   最終速度を所定の目標値に設定することによって前記記
   録再生ヘッドのトラッキング動作開始し、前記横断時間
   から予測される前記記録再生ヘッドのアクセス補正距離
   を更新することにより次回のアクセス動作を行うことを
   特徴とするディスク装置のアクセス方法。