JPH03207063A - ディスク装置 - 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（よ　情報を記緻　再生するディスク装置に関し
　特に改良されたヘッドの位置決め制御装置を備えたデ
ィスク装置に関すも 従来の技術 ディスク装置は円盤状の情報記録媒体であるディスクに
情報を高速に記録再生するために　情報を記録再生する
ヘッドを所望のトラックへ高速に移動させる必要があん
　このためヘッドを保持するキャリッジに対し大きな力
を与丸　ヘッドを移動させなければならない力交　この
力の反作用力で前記キャリッジを収容している匡体が振
動しシーク後の整定に時間がかかるようになん このたべ　従来のこの種のディスク装置は　特開昭６４
−７３５７９号公報に記載されているように　匡体の振
動を検出するためにシー夕方向の加速度を検出する加速
度検出装置を備えており、これによりシーク終了後の残
留振動に追従させる指令信号を求吹　位置制御信号に加
えることによって整定時間を短縮出来るように構戊して
いも第６図は従来の磁気ディスク装置の構或を示してい
も　第６図において、　１は情報記憶媒体である磁気デ
ィス久　２は前記磁気ディスクを回転させるスピンドル
モータであム　３は前記磁気ディスク】に情報を記録再
生する磁気ヘッドで、　７は罰記磁気ヘッドを保持する
キャリッジ４と前記キャリッジを移動させる力を発生す
るコイル５、および磁石６から戒るヘッド送り手比　８
は前記磁気ディスク１およびスピンドルモータ２、ヘッ
ド送り手段７を収容する匡体であも　また９は前記匡体
８に対して外部振動を抑制する防振ゴｋｌ９は匡体の加
速度を検出する加速度検出装置で、１０は位置検出器で
あり、磁気ヘッド３から取り出されるサーボ信号により
磁気ヘッド３の位置信号Ｘを発生するものであも　１１
は目標トラック位置ｘ　ｒｅｒを発生する目標位置発生
器　１２は位置制御補償器で、目標トラック位置Ｘ・●
ｆと位置信号Ｘとの差である誤差信号△Ｘに対してたと
えばＰＩＤ（比仇　積分、微分）処理し目標位置で安定
した位置制御が行える位置制御信号を発生ずん　１３は
目標トラックまで磁気ヘッドを速度制御により移動させ
るための移動指令信号を発生する速度指令発生器であ７
Ｉ０　１４は加速度検出装置１９の検出出力から振動追
従信号を発生する振動追従制御器であ，Ｌ１５ｉＬ　　
前記位置制御信号と前記振動追従信号を合或する信号合
戒手段、　ｌ６（よ　前記信号合或手段の出力と前記移
動指令信号とを位置制御時とシーク時で切り換えるスイ
ッチ、１７は前記スイッチ１６の出力に応じコイル５に
電流を送り込む駆動回路である。

次に前記従来例の動作について説明すも　第６図におい
て、まず　シーク時には目標トラックの位置が目標位置
発生器１１により速度指令発生器ｌ３に送られる。また
　位置検出器ｌＯからは磁気ヘッド３の位置を示す位置
信号が速度指令発生器１３に送られ（図示せず）、現在
位置と目標位置の差に対応した速度が求められ　この速
度に対応した移動指令信号が出力されも　この時、スイ
ッチ１６は移動指令信号が駆動回路１７に送られるよう
ｂ側に切り換えられていも　そのため駆動回路１７の出
力によりコイル５に電流を流しキャリッジ４を移動させ
、磁気ヘッド３を目的トラックまで移動させることがで
きも　磁気ヘッド３が目的トラックまで到達すると、ス
イッチ１６は信号合戒手段１５の出力を駆動回路１７に
伝えるようａ側に切り換えられ　シークから位置制御に
移行すも　位置制御時にζよ　位置検出器１０により検
出された位置信号Ｘと目標トラックの位置Ｘ、．ｆとの
差である誤差信号△Ｘを、例え＋；ＬＰＩＤ処理をする
位置制御補償器１２に通し　その出力を駆動回路に送る
ことにより磁気ヘッド３を目標トラックに位置決めする
ことができも　しかしなが転　例えば　高速シークを行
うに（友　シーク時にコイル５に大電流を流さねばなら
ずミ　この電流によりキャリッジ４が移動すると、その
反作用力が磁石６にかかり、その力で匡体８が振動レ　
シーク終了後も残留振動として匡体８及び匡体８に固定
されている磁気ディスク１も振動すも　この振動は匡体
８を支える防振ゴム９と磁気ディスク及びスピンドルモ
ー久　キャリッジを含む匡体内部全体の質量により決ま
る固有振動周波数と減衰特性を示す。この防振ゴムは外
部振動を抑制するためのもので、固有振動周波数は前記
位置制御補償器の補償特性の弱い周波数領域に対して十
分低く設定されも　また防振ゴムの減衰比は０．３〜０
．５程度のものが一般的であるた歇　磁気ディスク装置
内部にオフトラックを起こす方向に力が加わると前記固
有振動周波数で匡体が振動を起こす。また　この時、磁
気ヘッド３を保持するキャリッジ４も同様に振動すれば
問題はない力曳　一般に　キャリッジ４と匡体８の間は
若干の摩擦程度があるのみで、振動的に干渉し合わない
か板　匡体８が振動してもキャリッジ４は振動しな（１
　したがって、この残留振動が大きいと位置制御たけで
は磁気ヘッド３のオフトラックが発生すム　そこでシー
ク後の残留振動を匡体８に取り付けた加速度検出装置１
９により加速度として取り出しその検出加速度の高城を
カットするなど振動追従制御器１４により振動追従信号
を作りだレ　これを前記位置制御信号と合威し　駆動回
路ｌ７に送ることにより、磁気ヘッド３のオフトラック
を防止することができる。

このよう！へ　前記従来のディスク装置は加速度検出装
置を用いることにより高速シーク後の残留振動に対して
オフトラックを防止することができるよう構或されてい
る。

発明が解決しようとする課題 しかしなが収　前記従来のディスク装置では高価な加速
度検出装置が必要となり構或が複雑化するなど問題があ
った　本発明はこのような従来の問題を解決するもので
あり、加速度検出器を用いない簡単な構戊で優れたディ
スク装置を提供することを目的とするものであａ 課題を解決するための手段 本発明は前記目的を達或するために円盤状の情報記憶媒
体上に情報を記録再生するヘッドを所望のトラックへ移
動させるヘッド送り手段と、前記ヘッド位置を検出する
位置検出手段と、前記ヘッドを所望のトラックに移動す
るに必要な移動指令信号を送り出すヘッド移動信号発生
手段と、前記ヘッド移動信号発生手段の移動指令信号か
転　前記情報記憶媒体とヘッド送り手段を収容する匡体
の振動に対しヘッドを追従させる信号を演算により推定
する振動追従発生手段を備えたものであム作用 本発明は前記のような構或により次のような作用効果を
有すも　すなわちヘッドが所望のトラックへ移動する際
に受ける力の反作用力による匡体の機械的な振動を、匡
体に加わる力を発生する電気信号を基に演算より推定す
るような振動追従信号発生手段を’ａＬ　　これにより
ヘッドを匡体の振動に追従させる振動追従信号を発生さ
せ、これをフィードフォワード的に位置決め制御に加え
ることにより匡体の振動に対し　オフトラックのない安
定した位置決め動作が行えも 実施例 以下本発明の一実施例の磁気ディスク装置について、図
面を参照しながら説明すも 第１図は本発明の一実施例を示すものであも第１図にお
いて、第６図で示したものと同一のものは同一の記号で
示してあム　１０は位置検出手段である位置検出徴　１
２は位置制御手段である位置制御補償徴　１３はヘッド
移動信号を発生する手段である速度指令発生凰　ｌ８は
コイル５に流れる電流を検出し　その量により匡体８の
残留振動を推定し　ヘッド３を前記匡体８の残留振動に
追従させる追従信号を発生する手段である振動追従発生
器であも 次に前記実施例の動作について第１＠　第２＠第３＠　
第４図を用いて説明すも　第１図において、まず、シー
ク時に高速にヘッド３を移動させようとするとコイル５
に大きな電流を流す必要があり、この電流によりキャリ
ツジ４が移動すると、その反作用力が磁石６に加わり、
その力で匡体が振動レ　シーク終了後も残留振動として
匡体８及び匡体８に固定されている磁気ディスク１も振
動すも　この振動は匡体８を支える防振ゴム９と磁気デ
ィスク及びスピンドルモータ２、キャリッジ４等を含む
匡体内部全体の質量により決まる固有振動周波数と減衰
特性を示す。第２図に前記匡体８の振動を簡単なモデル
で示した振動ブロック図を示す。第２図において、　２
１はヘッド３と、コイル５及びキャリッジ４を含むヘッ
ド可動敵　２２はヘッド可動部２１と匡体８間の機械的
なバネ戊分、　２３はヘッド可動部２１と匡体８間の機
械的なダンパ威分、　２４は磁気ディスク１、スピンド
ルモータ２、磁石６等匡体８に固定された匡体内部全体
を示Ｌ−　２５は匡体を支える防振ゴムのバネ戊分、　
２６は前記防振ゴムのダンバ戊分であも　シーク時にお
いて（よ　ヘッドを所望のトラ・ンクへ移動させるため
コイル５に大電流を流すとヘッド可動部２１に力Ｆ．が
かかも　この時、磁石６も反作用力を受け匡体全体とし
てＦＯと方向が逆で大きさが同じＦｒが加わム　この時
のヘッド可動部２ｌの質量をＭ．、変位をＸＯ、速度を
■６、加速度をα０、ヘッド可動部２】と匡体８間のダ
ンバ定数をＤ．、バネ定数をＫ．とレ　匡体内部全体の
質量をＭ？，　　変位をｚｔ、速度をＶ，、加速度をα
ｔ、防振ゴムのダンバ定数をＤ，、バネ定数をＫｔ　と
すると、以下の運動方程式が戒り立つ。

Ｍ＋　　・　　ａ＋＝Ｆｒ−Ｄｒ　　−　　Ｖｒ−Ｋｒ
　　●　　Ｘ＋−Ｄｏ　　（ｖｒ　−　■ｃ）　　一Ｋ
６　　（ｘｒ　−ｘｏ）　　−　　・　（　１）Ｍｏ・
　ａｏ＝Ｆｏ−Ｄ−　　（ｖｏ　−　ｖｒ）−Ｋ−　　
（ｘ−−ｘ＋）　　・　・　（２）ここで、一般に　ヘ
ッド可動部２１の質量Ｍ．は小さく、小さな力で変位す
るが残留振動は起こりにくく、また匡体内部全体の質量
Ｍ，は大きく、変位量は小さい力叉　防振ゴムのため残
留振動を起こしやすｕ％　　そこで、匡体とヘッド可動
部２１の相互作用は小さいので、前記（１）、　（２）
式は以下のようになん Ｍ＋−　　ａｔ＝Ｆ＋−Ｄｒ　　−　　ｖｒ−Ｋ＋　　
・　　ｘｔ　　　　−　　　−　　　　（３）Ｍ．゜α
ｏ＝ｆ’ｏ　　ｐｏ−　Ｖｏ　　Ｋｏ’　　Ｘｏ　　・
　一　（４）前記（３）式｛よ　匡体がシーク時の反作
用力により振動する場合の変位Ｘｒ，　　速度Ｖｔ，　
　加速度αｔの関係を示Ｌ，，　　（４）式はヘッド可
動部の変位Ｘｏ，　　速度Ｖｅ，　　加速度α・の関係
を示していも　例えば　シーク時に第３図（ａ）に示す
ような電流をコイル５に流すと、ヘッド可動部は第３図
（ｂ）に示すような力Ｆｏを受（ナ、ヘッド３は第３図
（Ｃ）に示すように変位する。また　匡体は第３図（ｄ
）に示すような力ｐｒを受１ナ、したがって、匡体８に
取り付けられた磁気ディスク１は第３図（ｅ）に示す変
位を起こす。この変位は位置制御における位置外乱とな
り、位置制御特性を悪化し　オフトラックの要因となる
。

したがって、　シーク終了眞　匡体の残留振動に対して
ヘッド可動部を追従させるよう信号を与えれば良１，Ｘ
ｏ　　ヘッド可動部が匡体の変位ＸＩに追従するに必要
な力Ｆ．Ｍ；Ｌ　　（４）式において、αＣ＝Ｃｌｊ　
，　　Ｖｏ　＝Ｖｔ　，　　Ｘｏ　＝Ｘｔ　と置き換え
た下記（５）式により求まる。

Ｆｏ’：Ｍｅ”　　ａｔ＋　　Ｄ　ｏ　　Ｎ　　ｖｒ　
　＋　｝（ｅ　　●　　Ｘｔ　　・　　＋　　　（５）
したがって、前記（５）式で求めた力を発生する振動追
従信号を、フィドフォワード的に位置決め制御に加えれ
ばオフトラックのない安定した位置決め動作が行えも ここで、シーク時に匡体が受ける力Ｆｒ、即ちヘッド可
動部が受ける力Ｆ・の反作用力は　シーク時に駆動回路
１７から出力される電流にほぼ比例するたＷ），Ｆｔ　
＝　　ａｏ　　　Ｉｓ　　（ａｏは比例定敗　■・は電
流値）で求ま氏　また　駆動回路１７の電流電圧変換定
数をｂ　［Ａ／ｖ］とすると、Ｆｏ゛を発生させる信号
Ｓｖ　ｌ戴ＳＶ　＝Ｆｏ’／　（ａ・ｂ）で求まも　従
って、シーク時の振動を抑制する信号を発生する振動追
従発生器は　第４図に示す構戊で実現できも 第４図において、　４１〜４８は乗算豫４９、５０は加
算器５１、　５２は積分器であａ　シーク時の電流値で
ある■．を乗算器４１の比例定数（−ａｃ）倍すること
により匡体が受ける力Ｆｆを求＆　　ｐｒに乗算器４３
、　４４の出力を足したものに（１／Ｍ？）を掛けるこ
とにより匡体の加速度αｆが求められる。この加速度α
ｔを積分器５１により積分し　速度ｖｔが求められ　速
度Ｖｆを積分器５２により積分することにより匡体の変
位Ｘｔを求めることができも　また速度ｖｔおよび変位
Ｘｆは４３、　４４の乗算器の比例定数である（−Ｄｆ
）倍および（−Ｋｔ）倍され加算器４９により力Ｆｒ　
と足し合わされも　また加速度αｔ、速度ｖｔおよび変
位Ｘｔは乗算器４５、４６、　４７の比例定数であるＭ
．，Ｄ．およびＫ０倍され　それらを加算器５０により
足し合わせることにより、キャリッジ４を匡体８の振動
に追従させる力Ｆ　ｏ＋を求歇　この力Ｆ．“を乗算器
４８の比例常数（１／ａｏ−ｂ）倍することにより、振
動追従力Ｆ．”を発生させる信号Ｓ・を求めることがで
きる。

以上のことか技　ヘッドが所望のトラックへ移動する際
に受ける力の反作用力による匡体の機械的な振動を匡体
に加わる力を発生する電気信号を基に　演算により求△
　これにより、ヘッドを匡体の振動に追従させる振動追
従信号を発生することができ、この振動追従信号は　第
４図に示したように２つの積分器と、乗算器と加算器で
構成できるためマイクロコンピュータによるディジタル
演算により容易に実現することができも第５図はアナロ
グ回路で、第４図に示した振動追従信号発生器を構戊し
たものであも　５３〜５６はオペアンプで、　５７はシ
ーク時だけ短絡するスイッチであも　スイッチ５７がシ
ーク時だけ短絡するたべ　速度指令発生器で出力された
移動指令信号に応じた電流値■―に相当する信号ｖ■．
だけが振動追従信号発生器内に送られも　この信号Ｖ１
−こ対してオペアンプ５３と抵抗Ｒ１，Ｒ２から戊る乗
算器により　（−ａ−／Ｍ＋）倍することにより加速度
αｆが求められ　オペアンプ５４及び抵抗Ｒ３、コンデ
ンサＣ１から或る積分器により速度（−ｖｆ）力叉　ま
たオペアンプ５５及び抵抗Ｒ４、コンデンサＣ２から或
る積分器により匡体の変位Ｘが求められる。また　速度
（−Ｖｉは抵抗Ｒｓ，Ｒｔ及びオペアンプ５３から戊る
乗算器により（Ｄ，／Ｍ，）倍され加速度αｆに帰還さ
れ　まな変位Ｘｔは抵抗Ｒｓ，Ｒｔ及びオペアンプ５３
から威る乗算器により　（−Ｋｔ／Ｍｔ＞倍され加速度
αに帰還され　足し合わされる。これにより匡体の加速
度αｆ，速度（−ｖｆ），　　変位Ｘｆが求められる。

これらは　抵抗Ｒ＄〜Ｒ●及びオペアンプ５６から戒る
乗算器によりそれぞれ（Ｍ−／ａ．・ｂ）　像　（−Ｄ
。／ａ−・ｂ）　像　（Ｋ−　／ａｅｂ）倍し足し合わ
すことにより、ヘッド可動部を匡体の振動に追従させる
力Ｆ・゛を発生させる信号Ｓｖを求められも このように　前記実施例によれば　ヘッドが所望のトラ
ックへ移動する際に受ける力の反作用力による匡体の機
械的な振動を匡体に加わる力を発生する電気信号を基に
　演算より推定レ　これにより、ヘッドを匡体の振動に
追従させる振動追従信号を発生する振動追従信号発生手
段を備丸　前記振動追従信号をフィードフォワード的に
位置決め制御に加えることにより匡体の振動に対し　オ
フトラックのない安定した位置決め動作が行えムまた　
これにより従来の磁気ディスク装置のような高価な加速
度検出装置が必要で構戒も複雑化するということもなく
、簡単な構戒で実現できるという利点もあも 発明の効果 本発明は前記実施例より明かなように円盤状の情報記憶
媒体上に情報を記録再生するヘッドと、前記ヘッドを所
望のトラックに移動させるヘッド送り手段と、前記情報
記憶媒体とヘッド送り手段を収容する匡体と、情報記録
媒体からヘッドにより読み出されたサーボ情報に基づい
てヘッド位置に対応する位置信号を作或する位置検出手
段と、前記位置信号により所望のトラックにヘッドを位
置決めする位置制御手段と、ヘッドを所望のトラックに
移動するに必要な移動指令信号を送り出すヘッド移動信
号発生手段と、前記ヘッド移動信号発生手段の移動指令
信号から前記匡体の振動を演算により推定し　匡体の振
動にヘッドを追従させる信号を発生する前記振動追従信
号発生手段と、前記位置制御手段と振動追従信号発生手
段の出力を合或する信号合戒手段とを備えることにより
従来のディスク装置のような高価な加速度検出装置が必
要で構或も複雑化することもなく、簡単な構或で実現で
きるという効果を有すも

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における磁気ディスク装置の
概略構或＠　第２図は匡体の振動をモデル化した振動ブ
ロック＠　第３図は磁気ディスク装置のシーク時と位置
制御時におけるヘッドと匡体の動きを説明した振動説明
＠　第４図は振動追従信号発生器の構或ブロックは　第
５図＆よ　振動追従信号発生手段をアナログ回路で実現
する一例を示した振動追従信号発生器の回路阻　第６図
は従来の同装置の概略構戒図であム １・・・磁気ディス久　３・・・磁気ヘッド，４・・・
キャリッジ，　８・・・匡体　９・・・防振ゴ４　　１
０・・・位置検出器　１８・・・振動追従信号発生昆

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円盤状の情報記憶媒体と、前記情報記憶媒体上に
   情報を記録もしくは再生するヘッドと、前記ヘッドを所
   望のトラックに移動させるヘッド送り手段と、前記情報
   記憶媒体とヘッド送り手段を収容する匡体と、前記情報
   記録媒体から前記ヘッドにより読み出されたサーボ情報
   に基づいて前記ヘッド位置に対応する位置信号を形成す
   る位置検出手段と、前記位置信号により所望のトラック
   に前記ヘッドを位置決めする位置制御手段と、前記ヘッ
   ドを所望のトラックに移動するに必要な移動指令信号を
   送り出すヘッド移動信号発生手段と、前記ヘッド移動信
   号発生手段の移動指令信号から前記匡体の振動を演算に
   より推定し、前記匡体の振動にヘッドを追従させる信号
   を発生する振動追従信号発生手段と、前記位置制御手段
   と前記振動追従信号発生手段の出力を合成する信号合成
   手段とを備えたディスク装置。
2. （２）振動追従信号発生手段は、少なくとも２つ以上の
   積分器と、乗算器と加算器から成ることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のディスク装置。