JPH01166111A - サーボ装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はサーボ装置の駆動方法に係り、特にフロッピー
ディスク装置（以下ＦＤＤという）や光デイスク装置等
においてトラック追従するようにアクチュエータの駆動
を制御するサーボ装置の駆動方法に関する。

（従来の技術） 第９図はＦＤＤにおけるヘッド駆動機構の一例を示した
斜視図である。モータ１に連結されたピニオン２とラッ
ク３により、ヘッド７を備えたキャリッジ４がスライド
ガイド５にそって回転するディスク６の半径方向に移動
することにより、ディスク６上のデータトラックを検出
するように構成されている。

第１０図はこのようなヘッド７によって検出されるデー
タトラックの位置誤差電圧Ｖ　　とデーｅＳ タトラックとの関係を示した図で、第１０図（Ｂ）に示
すデータトラックの位置にヘッド７が位置したときに第
１０図（Ａ）に示す位置誤差電圧■　　が検出されるこ
とを示している。データトｐｅＳ ラックの変位点に対し、位置誤差電圧Ｖ　　は、ｅｓ 第１０図（Ａ）に示すように三角波として表われ、デー
タトラックの中心点では位置誤差電圧ｖｐＱｓは零とな
る。

第１１図はディスク７の偏心や膨張異方性により発生し
たサーボオフ時のオフトラックのディスク−周にわたる
分布を示したものである。第１１図（Ａ）は所定の角度
θに対するオフトラック量を示しており、また第１１図
（Ｂ）はオフトラック量のディスク−周にわたる分布を
説明したものである。通常オフトラック量を定量的に把
握するために楕円度（ＥＩＩｉｐｔｌｃｉｔｙ　）を用
い、この楕円度は楕円状のディスクの短径をａ１長径を
ｂとするとｂ／ａ　−１で定義される。

第１１図に示す状態にあるディスクにおいては楕円は、
０．０００１８であり、楕円中心はＹ軸上の回転中心か
ら上方に３２．９μｍだけ離れた位置に存在する。

第１２図はトラック追従サーボ系の構成を示すブロック
図である。トラックセンタＲを示す信号とヘッド変位を
示す信号Ｙとの誤差をオフトラックＷＥとして検出し、
このオフトラックｆｆ１Ｅを位置誤差検出回路１０に入
力し、オフトラック量Ｅを所定の値に引き下げるための
信号を出力する。

これを補償回路２０に入力することによりサーボ装置の
アクチュエータを駆動するためのアクチュエータ駆動信
号Ｕを得る。アクチュエータ駆動回路３０は、アクチュ
エータ駆動信号Ｕを所定倍してアクチュエータ駆動電流
を得る回路である。

このようにトラック追従サーボ系の構成は閉ループで構
成され、ここで、位置誤差検出回路１０と補償回路２０
とからなる回路をまとめてＤとして表わし、またアクチ
ュエータ駆動回路３０とアクチュエータ４０とで構成さ
れる回路をまとめてＧとして表す。

第１３図は絶対座標からみたトラックセンタＲの軌跡と
第１２図に示す従来のサーボ系によりトラックセンタＲ
に追従するように動作するヘッドの軌跡Ｙとの関係を示
した図である。第１３図（Ａ）に示すようにシークモー
ドからトラック追従モードに切換った状態でトラックセ
ンタＲの軌跡に追従するようヘッドＹが追従動作を行う
。第１３図（Ａ）から明らかなようにシークモードから
トラック追従モードへの切換時には、ヘッドはトラック
センタのトラックピッチＴＰの１／２だけ離れた点に位
置している。第１３図（Ｂ）は時間経過とともに残留オ
フトラック量Ｅ−Ｒ−Ｙがどのように変化していくかを
示した図で、トラックセンタＲの軌跡が絶対座標に対し
大きな振幅をもってゆれている時にヘッドはトラックセ
ンタＲに対して大きくオーバーシュートし、セトリング
タイムも長くなっていることがわかる。なおシークモー
ドからトラック追従モードへ切換わる位置において目的
トラックセンタから１／２　ＴＰだけ手前にヘッドが位
置するようになっているが、このようなタイミングはハ
ードディスク装置（ＨＤＤ）等では一般的なセツティン
グである。

なお、第１４図は第１２図に示したトラック追従サーボ
系のブロックをＤとＧに簡略化して示したブロック図で
あり、第１５図はこのサーボ系が定常状態になった時の
第１４図の各部に示す信号の大きさを示した波形図であ
る。第１５図（Ａ）はヘッド変位ＹとトラックセンタＲ
の時間変化を示し、第１５図（Ｂ）はヘッド変位Ｙとト
ラックセンタＲとの間の誤差として得られるオフトラッ
クＭＥの時間変化を示し、第１５図（Ｃ）はＤの出力信
号Ｕの時間変化を示したものである。それぞれディスク
１回転（５０ｍｓｅｃ）すなわち−周期当りの波形を示
している。これらの信号が時間とともに変化するのはデ
ィスクの偏心や膨張異方性が主な原因である。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように従来の閉ループを用いたサーボ装置の
駆動方法では、追従モード時のサーボ信号と系の追従信
号とが所定の誤差内で一致するセトリングタイムが長い
という問題があり、しかもシークモードから追従モード
に切換え時に発生するオーバーシュートが大きくなると
いう問題があった。

本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、
セトリングタイムが短＜、シかもオーバーシュート量が
比較的小さく押えられるサーボ装置の駆動方法を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的は、追従モード時にサーボ信号と系の追従信号
との間の誤差信号を検出し閉ループによってこの誤差信
号が所定の範囲になるようアクチュエータを駆動するサ
ーボ装置の駆動方法において、前記系がほぼ定常状態に
なった時の所定期間内の前記アクチュエータの駆動信号
を一周期にわたって記憶し、前記系がシークモードから
追従モードへ切換った時、前記記憶した駆動信号をフィ
ードフォワード信号として前記アクチュエータに加算し
て印加することを特徴とするサーボ装置の駆動方法によ
って達成される。

（作　用） 系がシークモードから追従モードへ切換った時点で予め
記憶された定常状態時におけるアクチュエータの駆動信
号をフィードフォワード信号として加算してアクチュエ
ータに加えると、仮想的に図１２のサーボ系定常状態で
の残留オフトラック信号を目標値信号とみなしてこれを
図１２の閉ループで制御している関係となり、セトリン
グタイムが短くしかもオーバーシュート量が小さく押え
られる。

（実施例） 本発明を図示の一実施例に基づいて詳細に説明する。な
お、説明の都合上サーボ装置としてＦＤＤのサーボ装置
を取り上げこれを制御する場合について説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。

第１図乃至第８図は本発明によるサーボ装置の駆動方法
を説明するための図である。従来の構成要素と同じ構成
要素には同じ符号を付しである。

本発明は第１２図に示す補償回路２０をディジタル処理
を行うＣＰＵで実現しており、位置誤差検出回路１０と
補償回路２０との間にはインターフェースとしてＡ／Ｄ
コンバータが設けられており、補償回路２０とアクチュ
エータ駆動回路３０との間にはインターフェイスとして
Ｄ／Ａコンバータが設けられている。

本発明では、第１図に示すようにＧの駆動に際して第１
４図の系がほぼ定常状態になった時の所定期間内のＧの
駆動信号Ｕをディスク−周期にわたって記憶し、これを
追従モードに切換ったさいにフィードフォワード信号Ｕ
として加算するようにする。いま、定常状態におけるア
クチュエータ駆動信号Ｕの波形は同一ディスクでカセッ
ト挿入後は全ての時間で全トラックにわたって同一であ
ると仮定する。

次に本発明を実施する場合には次のような手順で実行す
る。まずある時期（例えばカセット挿入直後）に第１４
図に示すようなサーボ系の定常状態でのアクチュエータ
駆動信号ＵをＣＰＵのメモリに記憶する。アクチュエー
タ駆動信号Ｕの記憶にさいしてはディスクの機械的位相
に対応してその時の駆動信号Ｕを記憶する必要がある。

ついで記憶したアクチュエータ駆動信号Ｕをディスクの
機械的位相にあわせながら第１図に示すように閉ループ
系に出力する。すなわちＧにはＤからの駆動信号と前述
したあらかじめ記憶された駆動信号Ｕとが加算されて加
えられることになる。

このようなアクチュエータ駆動信号Ｕを加算して印加す
るための構成は、第２図乃至第４図：と示すように等価
変換して表すことができる。このようにあらかじめ記憶
したアクチュエータ駆動信号Ｕを加えることにより各部
の波形はオフトラック量がＥ　ｔ、ヘッド変位量がＹ′
となる。このオフトラックＪＩＥ’　は第４図かられか
るように、クローズトループ系の目標値信号を第１４図
に示すオフトラックＲＥとして得られる残留エラーとい
うことができる。また、第１図のように信号Ｕを加算し
て加えるということは、第１４図での定常信号Ｙを座標
の基準にすること、すなわちヘッド変位Ｙを座標の基準
にすることを意味するということもできる。

第５図乃至第７図は第１図に示すように信号Ｕをフィー
ドフォワード信号として加算してアクチュエータに印加
した場合の各部にあられれる変位信号の大きさを時間経
過に従って示したものである。

第５図は第１４図の系の定常運転時のトラック追従動作
を、第６図は第１図に示す信号Ｕの印加を行った時のセ
トリング状態の挙動を、第７図はセトリング時の残留オ
フトラック量をそれぞれ示したものである。なお、上述
した説明において信号波形Ｕの、時間やヘッドの位置（
内周、外周）による変動を無視したが、実際にはこれら
の変動は予測可能である。これらの変動を見込んで本発
明を実施する際には、特定の時間間隔でディスク上のデ
ータ領域を半径方向に適当に分割してそれぞれの領域に
ついてあらかじめ記憶する一周期を決めておくことで実
現できる。

第８図は本発明のさらに他の実施例を説明するためのブ
ロック図である。追従動作時にある１回転の間に信号Ｕ
を加えることによって得られたＵ′を次の１回転では新
たに信号Ｕとして用い再びクローズトループに加えこの
動作を何回転か繰り返すことによって高精度のトラック
追従サーボ系を実現することができる。

なお、本発明はサーボ装置としてＦＤＤ以外にも、変換
型のハードディスク装置（ＨＤＤ）やビデオディスク装
置および光デイスク装置等の互換型ディスクシステムに
も適用することができる。

（発明の効果） 以上実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明で
は系がほぼ定常状態になった時の所定期間内のアクチュ
エータ駆動信号をディスク回転−周期にわたって記憶し
くキャリブレーション動作）、系がシークモードから追
従モードへ切換った時にこのキャリブレーション時に得
られた駆動信号をフィードフォワード信号としてアクチ
ュエータに加算して印加するようにしたため、セトリン
グタイムの短縮やオーバーシュートの抑制が計れるだけ
でなく、トラック追従精度の向上を比較的簡単な方法に
より実現できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するためのトラック追
従サーボ系のブロック図、第２図〜第４図は第１図のブ
ロック図を等価変換して書き直したブロック図、第５図
〜第７図は本発明を用いた時のセトリング状態を説明す
るための波形図、第８図は本発明の他の実施例を説明す
るためのブロック図、第９図はＦＤＤのヘッド駆動機構
部を示す斜視図、第１０図は位置誤差電圧とデータトラ
ックとの関係を示す図、第１１図はサーボオフ時のオフ
トラックのディスク−周にわたる変位分布図、第１２図
は従来のトラック追従サーボ系のブロック構成図、第１
３図は従来の駆動方法によるトラック追従動作を説明す
るための波形図、第１４図は第１２図のブロック図を簡
略化して示したブロック図、第１５図は第１４図の各部
に表われる変位量を示す波形図である。 出願人代理人　　佐　　藤　　−離 地２図 地４図 鵬８図 党１０図 第１４図 第１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 追従モード時にサーボ信号と系の追従信号との間の誤差
   信号を検出し閉ループによってこの誤差信号が所定の範
   囲になるようアクチュエータを駆動するサーボ装置の駆
   動方法において、 前記系がほぼ定常状態になった時の所定期間内の前記ア
   クチュエータの駆動信号を一周期にわたって記憶し、前
   記系がシークモードから追従モードへ切換った時、前記
   記憶した駆動信号をフィードフォワード信号として前記
   アクチュエータに加算して印加することを特徴とするサ
   ーボ装置の駆動方法。