JPH01285818A - ヘッドキャリッジ移動装置 - 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］ 本発明は位置検出装置に係り、さらに詳しくは複数のス
ケール目盛が形成されたスケール板と、このスケール板
に対して相対的に８動可能でスケールの目盛を検知する
センサーを有する位置検出装置に関する。

［従来の技術］ このような位置検出装置には、例えば光学的または磁気
的エンコーダがあり、コンピュータ等の電子機器に用い
られ、情報の記録及び再生を行なうディスク装置、例え
ば磁気ディスク装置等に利用されている。磁気ディスク
装置では現在１メガタイプのディスクが主流であるか、
２メガタイプ、１０メガタイプあるいはそれ以上の高密
度のディスクが用いられ始めている。５〜１０メガタイ
ブという超高密度の記録再生を行なうには、それに応し
また超精密にへ・ノド位置を制御する機構か必要になる
。

このようなディスク装置において、最近では安価なこと
からボイスコイルモータがヘッドの駆動源として用いら
れている。ボイスコイルモータをヘッドの駆動源とし゛
〔用いる場合には、ディスクとヘッドとの相対位置を制
御するために、ボイスコイルモータによって移動される
ヘットキャリッジの移動量を例えば上述した位置検出装
置を用いて検出している。

従来、複数のスリットが形成されたスリット板及び発光
素子と受光素子とからなるエンコーダによって構成され
る位置検出装置を使用する場合、メディアとしてのディ
スクのトラック位置と正確に対応した位置にヘッドを位
置決めするために複数、例えば２対の発光、受光素子か
らなるフォトインタラプタが使用されている。このフォ
トインタラプタの２つの受光素子は、所定のスリット周
期位相、例えば互いに位相が９０’ずれた信号を複数の
受光素子からの擬似正弦波の信号な例λばコンパレータ
を用いて方形波に整形１−・、その位相を判別し・て、
可逆カウンタを正逆にカウノ１し、カラン１−内容を所
定の値にするまてホイスコイルモータを駆動し、ディス
クのトラック位置と正確に対応した位置にヘットの送り
制御が行なわれている。

［発明か解決しようとする課題］ しかし、このような従来の位置検出装置では、受光素子
からの出力パルスに従って正逆カウントするカウンタは
、そのクロックか１つの受光素子から得られるパルスの
一方の端部に同期したクロックであったため、スリット
１周期につき１力ウント動作しかてぎず、精密な位置情
報を得られなかった。また、エンコーダの出力に移動方
向が変化する時に生するグリッチ等のノイズか発生ずる
と、そのグリッチまでカウントしてしまい、カウント数
が狂ってしまうという欠点があった。

本発明は以上のような従来の欠点を除去するためになさ
れたもので、外乱に影響されることなくヘッドを正確に
位置決めすることのできる位置検出装置を提供すること
を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題を解決するために、本発明はスケール目盛を
検知する第１のセンサーと、このセンサーより所定の周
期位相ずらして配置された第２のセンサーの双方から可
逆カウンタを作動させるカウント用クロック信号を各２
個形成する構成を採用した。

［作　用］ このような構成では、スリット１周期につき複数のクロ
ック信号を形成することができ、精密なぞ３号決め制御
が可能になる。特に各受光素子からの出力の立ち上り端
及び立ち下り端に同期してクロックを得ると、スリット
１周期に当り可逆カウンタを４カウントでき、精密な位
置情報が得られる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

以下に述べる実施例では位置検出装置は光学式エンコー
ダとして構成されており、例えばディスク装置のヘット
位置の検出に利用されている。

第１図及び第２図に示すディスク装置は、駆動源として
ボイスコイルそ一タ（ＶＣＭ）１０を有し、ボイスコイ
ルモータ１０のヨーク１２内にはマグネット１４とコイ
ル１６ａを有する移動子１６が設りられている。移動子
１６にはへットキャリッジ１８が一体的に取り付けらね
ており、コイル１６ａに電流が流されるとマグネット１
４の磁界との相互作用によって移動子１６が移動さねて
、それと一体にヘッドキャリッジ１８が移動される。ヘ
ットキャリッジ１８にはへラドアーム２０が一体的に取
り付けられている。ヘッドアーム２０はキャリッジ１８
をキャリッジの移動方向に貫通し装置に固定されている
一対のガイドバー２２．２２に案内されて、ディスク２
４の中心に接近する方向及びこれから離れる方向ヘシー
クし１、ヘット２６を所定のトラック位置に移動させる
ことができる。へ・・ノドアーム２０には一対の記録再
生ヘット２６が設けられており、周知のよう（ζこの一
’ｘ　−）　Ｆ　２６によってディスクの両面に情報か
記ｔ１さね、読み１１４されあるいは消去される。

更に、前記ガイドバー２２と平行に位置検出装置、例え
ばエンコータ２８が設けられＣおり、このエンコーダ２
８はへットキャリッシ１８に形成された案内用の切欠部
１８ａに挿通され、かつ仲性部材を介して装置に固定さ
れている。エンコーダ２８にはスリッ）−２８ａが等間
隔で形成されており、ヘットキャリッジ１８内に配置さ
れた後述のフ＋１１−インタラプタの発光素子から発射
される光をスリットを介して受光素ｆで受光し、通過し
たスリットの数を記数することによって移動子１６及び
それと一体のへットキャリッジ１８の移動量、すなわち
ヘット２６の移動量を検出することかできる。

さらに、ヘッド２６の移動中心線Ｍに関してボイスコイ
ルモータ１０と反対の側（第１，２図中右側）に、速度
検出器６４が設けられている。この速度検出器６４はキ
ャリッジ１８に一体に固定された移動子４２と、この移
動子に巻回されたコイル４２ａと、移動子のコイルを貫
通して配置され、かつ一部を装置に固定された鉄ヨーク
４４と、この鉄ヨーク４４に設番づられたマグネット４
６とから構成されている。

この速度検出器６４は、ヘッドキャリッジ１８の移動に
伴って移動子４２が移動されると、この移動子４２に巻
回されたコイル４２ａと鉄ヨーク４４に設けられたマグ
ネット４６の磁界との相互作用によって電流か発生し、
この電流をコイル４２ａを介して取り出すことによって
速度の検出かなされる。

本実施例の場合にはエンコーダ２８は、ヘッドキャリッ
ジ１８のほぼ中央で、ヘッド２６の移動中心線Ｍ近傍に
ヘット移動方向に沿って配置されている。そしてエンコ
ーダ２８をまたぐ形でヘラ１ヘキヤリツシ１８にフォト
インタラプタ３０が取リイ寸けられている。このフォト
インタラプタ３０には、第３図に図示したように１個の
発光素子１３０とこれに対応する３個の受光素子１３２
゜１３４．１３６が設けられており、ヘットキャリッジ
１８の移動に伴って通過したエンコーダのスリットを検
出することによってヘットキャリッジの移動量すなわち
ヘッド２６の移動量か検出される。ここで、一番下の受
光素子１３６はヘット２６の１−ラックＯＯ位置を検出
するものでエンコーダ２８に設けられたトラックＯＯ用
のスリット２８ａと関連して配置されている。

２つの受光素子１３２．１３４は、スリット周期に対し
、所定の位相、例えば９０゛ずらして配置されており、
第６図に図示したように互いに９０゛の位相ずれた信号
φＡ、φＢを発生し、コンパレータ５６．５Ｂを介して
可逆カウンタを含む信号処理回路６０に入力される。

この信号処理回路６０は、第５図に図示されたように、
２つのシフトレジスタ８０．８１、アンドケート８２〜
８５、オアケート８６〜９０、Ｄフリップフロップ回路
９１〜９４、オアケート９５、遅延回路９６並びに可逆
カウンタ９７から構成されている。

この信号処理回路６０の出力信号は、ヘッドの実際位置
を示す信号となっており、第４図のマイクロコンピュー
タ６２に人力され、目標値との偏差信号か差動アンプ５
２並びに位相補償回路６７からの出力とともに加算回路
５４で加算されて、パワーアンプ５０を介してボイスコ
イルモータ（ＶＣＭ）１０に入力される。また速度検出
器６４からの信号は、アンプ６６で増幅されて微分回路
６８、コンパレータ７０に入力され、後述するように大
きな衝撃による加速度を検出して書き込みを禁止する。

さらにヘッド２６には記録アンプ７５を介して記録か行
なわれ、また再生アンプ７２を介して再生か行なわれる
。トラックにサーボ情報が１かれている場合は、そのサ
ーボ情報が位置誤差検出回路７４に入力さね、それがマ
イクロコンピュータ６２に人力され、精密なサーボ位置
制御が行なわねる。

次にこのように構成された装置の動作を説明する。

不図示のホストシステムからのステップ命令を受けるこ
とによりヘット２６の移動先か決定されて、信号線ａか
ら移動命令が送出され、加算回路５４、パワーアンプ５
０を介してボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１０か駆動さ
れる。ボイスコイルモータ１０が駆動されるとコイル１
６ａに流わる電流とマグネット１４との相互作用によっ
て移動子１６及びこれと一体に固定されたヘッドキャリ
ッジ１８がガイドバー２２に沿フて移動される。

ヘッドキャリッジ１８が移動されると、このヘットキャ
リッジと一体的に設はられたフォトインタラプタ３００
発光素子１３０から発射された光線か受光素子１３２，
１３４．１３６で受光される。そして、受光素子１３２
．１３４からはそれぞれ互いに所定量位相のすわた）疑
似正弦源の信号ΦＡ、ΦＢが出力されこれをコンパレー
タ５６．５８で方形波に整形すると第６図のφＡ。

φＢか得らＪ］る。これらの信号ΦＡ、ΦＢは後段の差
動アンプ５２に人力されて信号ΦＡとΦｒ３の交点、す
なわち差七口の６、が求めら」する。この壱かへ：、　
Ｆ　２６をディスク２４上のトラックｊ、二付１首決め
する点である・ 信号φＡ、φＢは第５図のシフトレシスク８０．８１に
人力さ、１１、アントゲート・８２〜８５からは、そイ
〕それ第６図に図示したよ）に信号φＡのゲち−にり端
Ａ１．立ち上り端Ａ２、信号φＢの立ち上り端Ｂ１．立
ち下り端Ｂ２に同期しまた信号が発生する７Ｄフリツプ
フロツプ９１は、アントケート８２の出力によりクロッ
クされ、またアントゲ−Ｉ・８３〜８５の出力のいずれ
かによりリセットされるので、正進の場合は、信号φＡ
の立ち上り端で発生し７、信号φＢの立ち上り端で終ｆ
するペルスを発生する。同様にＤフリップフロップ９２
は、信号φＡの立ち下り瑞で発生し、信−号φＢの立ち
下り端で終了するパルスを、Ｄフリップフロップ９３は
１２号φＢのηち−１−り瑞で発生し、信号φＡの立ち
下り端で終了するパルスを、またＤフリップフロップ９
４は信号φＢの立ち下り端で発生し、信号φＡの立ち上
り端で終了するパルスを発生する。

一方逆進の場合は、各Ｄフリップフロップは信号を発生
しない。従って、オアゲート９５からの出力は正進のと
きは「１」が、また逆進のときは「Ｏ」が可逆カウンタ
９７の端子Ｕ／Ｄに人力され、それぞれ正、逆にカウン
トする。

また、この可逆カウンタ９７のクロックは、オアゲート
９０の出力を少し遅延回路９６で遅延さゼたパルスとな
り、オアゲート９０には各信号の立ち上り端及び立ち下
り端の信号が人力されるので、第６図の最下端に図示し
たようにスリット周期Ｔに対して４個のカウント用クロ
ックの信号か得られる。

ここで正進から逆進時のように移動方向が変換してノイ
ズ（グリッチ）Ｇが発生しても、それが所定のスリット
位相範囲内であればカウント値Ｃ１〜Ｃ１ｌが示すよう
に、誤カウントすることなく正確な位置情報を得ること
かできる。

例えは、従来ては、１３号φＡからの立ち上り端にのみ
同期した信号によフて１つのクロ・ンクを得ていたので
、第７図に図示しように正逆反転時、誤カウントが生じ
正確な信号情報を得ることかできなかった。

一方、速度検出器６４で検出さねたベッドキへ・リッジ
の移動速度に関する情報が後段のアンプ６６で増幅さノ
１て、位相補償回路６７へ入力され、位相補償された信
号ｄが加算回路５４へ入力さねて、制御性を向上させて
いる。またアンプ６６からの信号ｆは速度制御するため
にマイコン６２に人力される。

更に速度検出器６４て検出され、アンプ６６で増幅され
たベツドキャリッジの移動速度に関する信号は、微分回
路６８へ人力されて後段のコンパレータ７０において所
定の値と比較される。このコンパレータ７０の基準値を
越える速度変動が生した場合には、コンパレータからの
出力信号ｅがマイコン６２に印加されて、例えは書き込
みを禁止するなどして、衝撃によるデータ破壊が肪止さ
ね　る。

更に、ヘット２６自体によってフロッピーディスク２４
＋に記録されているトラックのサーボ情報が検出さねで
後段のアンプ７２て増幅され、位置誤差検出回路７４に
入力されて、トラック追従の位１Ｎ誤差信号ｇかマイコ
ン６２に人力される。

このようにして直接加算回路５４へ人力される粗い位置
信号ｌ）と位相補償された速度信号ｄ並びにマイコン６
２へ入力される現在位置信号Ｃ１速度信号ｆ、速度変動
による書き込み時の衝撃防止信号ｅ及びトラック追従の
サーボ信号ｇに従ってヘツトキャリンジ１８及びそれと
一体に移動されるへ・ソト２６の正確な移動制御か行な
われ、例えばマイコン６２内の目標位置のカウント値と
、エンコーダ２８の移動に伴って可逆カウンタ９７によ
っ゛〔得られたカウント値が一致すると、信号ａが「０
」となり、差動アンプ５２が「ＯＪのとぎ、すなわち所
定のスリット位置に対応したトラ・・ノタイ装置て・＼
ラドが停止することになる。この後井−ボ信号を用いた
トラッキング制御に移行すなお、以十の説明においては
、位置検出装置をディスク装置に用いる例を示したか、
本発明はこれに限定されすに広い範囲に利用てぎること
は勿論である。また受光素子等のセンサーは３個以上あ
ってもよく、さらに１周期のカラン１へ数を増すことが
てぎる。さらにスケール板はスリッｉ・だζづでなく所
定の目盛を備えたスケール板であってもよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、スケ
ール目盛の１周期につき複数のクロック信号を形成し、
このクロック信号に同期して可逆カウンタを作動させて
いるので、正方向から逆方向への方向変換時に外乱か発
生しても、正確な位置情報を得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明か用いられるディスク装置の
上面図及び斜視図、第３図はフォトインタラプタの一実
施例の斜視図、第４図はヘラ］・位置制御回路のブロッ
ク帥路図、第５図は信号処理回路の詳細な回路図、第６
図は第５図回路の動作を示す信号波形図、第７図は従来
の動作を示す信号波形図である。 ３０．３０′・・・フォトインタラプタ９７・・・可逆
カウンタ １３０・・・発光素子 １３２．１３４・・・受光素子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数の目盛が形成されたスケール板と、スケールの
   目盛を検知するセンサーを有し、センサーからの出力信
   号をカウンタで計数することによりスケール板とセンサ
   ーの相対位置を検出する位置検出装置において、 スケールの目盛を検知する第１のセンサーと、この第１
   のセンサーより所定の周期位相ずらして配置された第２
   のセンサーと、 第１と第２のセンサーからの信号の位相ずれ方向に従っ
   て正逆カウントする可逆カウンタとを設け、 前記第１と第２のセンサーの信号からカウント用のクロ
   ック信号を形成しスケール１周期につき複数のクロック
   で前記可逆カウンタを作動させるようにしたことを特徴
   とする位置検出装置。 ２）前記第１と第２のスケールからの信号の立ち上り端
   及び立ち下り端に同期してスケール１周期につき４つの
   カウント用のクロック信号を形成するようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の位置検出装置
   。