JPH0346168A - 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］ 本発明は、固定磁気ディスク装置等のディスク装置に関
し、更に詳細には、ヘッドの移動制御回路の改良に関す
る。

［従来の技＃ｉ］ 固定磁気ディスク装置において、ヘッドを目的トラック
（シリンダ）に位置決めする時には、ヘッドの現在トラ
ック（シリンダ〉を知り、目的トラックと現在トラック
との差を解消するような速度信号を形成し、またボイス
コイルモータ等のヘッド移動用モータの速度を検出し、
速度信号と検出速度信号との誤差信号を形威し、この誤
差信号をローパスフィルタを通してモータ駆動増幅器に
与える。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、ローパスフィルタは、誤差信号の高域周波数
成分を除去する効果を有し、ヘッドの移動を滑らかにす
る。しかし、ローパスフィルタを設けると、フィードバ
ック制御における位相遅れが生じる。このため、ヘッド
が目的トラックで停止せずにオーバーシュートしたり、
逆戻りしたりすることがある。ローパスフィルタの遮断
周波数を高くすれば、この様な問題が少なくなるが、ヘ
ッドを高速送りしている時の速度変動が大きくなり、機
械的雑音が発生する。また、フィードバック制御系が不
安定になる。

そこで、本発明の目的は、機械的雑音が発生しないよう
にヘッドを滑らかに送り、且つ目的位置に安定的に停止
させることが可能なディスク装置を提供することにある
。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明は、情報が同心円状又
は螺旋状に記録されている記録媒体ディスクを回転させ
るためのディスク回転装置と、前記ディスクとの相対的
走査運動によって情報を変換するための信号変換ヘッド
と、前記ヘッドを前記ディスクのトラック交差方向に移
動させるためのヘッド移動用モータと、前記ヘッドの現
在位置と前記ヘッドの目的位置との差を解消するように
ヘッドを移動させるための速度信号を発生する速度信号
発生手段と、前記ヘッドの移動速度を検出するための速
度センサと、前記速度信号と前記速度センサから得られ
る速度検出信号との差に対応する出力を発生する誤差信
号形成回路と、前記誤差信号形成回路に接続されたロー
パスフィルタと、前記ローパスフィルタと前記モータと
の間に接続された駆動回路とを備えたディスク装置にお
いて、低い遮断周波数と高い３１［！７ｉ周波数とが選
択的に得られるように前記ローパスフィルタの遮断周波
数を切り換えるための遮断周波数切り換え手段を設け、
前記ヘッドが前記目的位置から所定距離以内に位置して
いる時には前記高い遮断周波数になるように前記遮断周
波数切り換え手段を制御する制御手段を設けたことを特
徴とするディスク装置に係わるものである。

［作　用］ 本発明においては、ヘッドが目的位置から所定距離の範
囲内に入るまでは、ローパスフィルタは低い遮断周波数
を有する。従って、ヘッドを滑らかに送ることができる
。ヘッドが所定範囲内に入ると、ローパスフィルタの遮
断周波数が高くなるので、誤差出力に小さな遅れを用し
てヘッド移動用モータが応答してヘッドが目的位置に正
確に位置決めされる。

［実施例］ 次に、第１図〜第８図を参照して本発明の実施例に係わ
る固定磁気ディスク装置を説明する。第１図において、
剛性の大きい記Ｉａ媒体磁気ディスク１はハブ２に固定
され、ハブ２はディスク回転装置としてのモータ３に結
合されている。なお、説明の都合上１枚のディスク１の
みが示されているが、実際には複数枚のディスクがハブ
２に固着され、各記録面に対応して複数のヘッドを有す
る。

モータ３は制御回路４にて速度制御され、ディスク１を
高速回転させる。

信号変換（リード／ライト）用磁気ヘッド５を先端で支
持しているアーム６は、軸７を中心に回動自在に支持さ
れ且つボイスコイル型モータ８に結合されている。ボイ
スコイルモータ８は、磁石とコイルとから成る公知のも
のであり、コイルに流す電流によってアーム６を円弧状
に運動させ、アーム６の先端のヘッド５をディスク１の
半径方向（トラック交差方向）に移動するものである。

ところで、ディスク１は同心円状に多数のトラック（シ
リンダ）を有する０図示の都合上、第１図では最外周ト
ラックＴＯと最内周トラックＴｎとが示されているが、
これ等の間にもトラックを有する。各トラックＴＯ〜Ｔ
ｎには所定のトラックツオーマットでデータが記録され
ている。トラックフォーマットは多数（この例では１６
個〉のデータセクタ９と斜線を付して示す位置に１６個
のサーボセクタ１０とを有する。なお、各トラ・ｙりＴ
Ｏ〜Ｔｎのサーボセクタ１０はディスク１の放射状に延
びる同一角度位置に配置されている。

データセクタ９はＩＤフィールドとデータフィールドと
から成る。サーボセクタ１０にはトラック番号（シリン
ダ番号〉、同期信号、トラッキング制御用信号が書き込
まれている。なお、磁気ディスクの分野では、一般に、
シリンダ（ｃｙｌｉｎｄｅｒ）という考え方が導入され
、複数のヘッドによって同時に走査される複数トラック
に対して同一のシリンダ番号が付され、１つの記録面に
おける複数のトラックは、トラック番号によって区別さ
れずにシリンダ番号によって区別される。また、複数の
記録面の同一のシリンダの複数のトラックはトラック番
号によって区別される。しかし、本願においては、説明
の都合上、同一記録面の複数トラックの区別をシリンダ
番号によって行わずにトラック番号によって行う。

ヘッド５にはライト（記録）回路１１及びリード（再生
）回路１２が接続されている。ライト回Ｆ＃Ｉｌｌはラ
イトモード時に例えばＭＦＭ方式又はＦＭ方式のライト
データに対応した電流をヘッド５に供給するものである
。リード回路１２はリードモード時にトラックＴＯ〜Ｔ
ｎからヘッド５で再生した信号の増幅、微分、波形整形
してリードデータを出力するものである。なお、リード
回路１２は、データセクタ９の主データのみならず、サ
ーボセクタ１０に書き込まれているトラック番号データ
等も出力する。

マイクロコンピュータ１３はライン１４によって与えら
れるトラック指令信号で指定された目的トラックにヘッ
ド５を位置決めするための制御を司る。このため、マイ
クロコンピュータ１３はライン１５にシークデータ（シ
ーク速度データ）を送出する。なお、マイクロコンピュ
ータ１３からシータ方向信号（ヘッド移動方向を示す信
号）も送出されるが、この信号系の図示は省略されてい
るゆシークデータライン１５はＤ／Ａ変換器１６を介し
て誤差増幅器１７に接続されている。

誤差信号形成手段としての誤差増幅器１７は、ボイスコ
イルモータ８の速度センサ１８から得られる検出速度信
号とＤ／Ａ変換器１６から与えられるシーク速度信号と
を比較し、肉入力の差に対応した出力即ち誤差信号を出
力する。

速度センサ１８はボイスコイルモータ８のコイルと共に
磁界中を移動し、ヘッド５の移動速度及び移動方向に対
応する電圧を発生する速度検出コイルから成る。

誤差増幅器１７とボイスコイルモータ８との間にはロー
パスフィルタ（ＬＰＦ）１９とボイスコイルモータ８の
駆動回路即ち駆動増幅器８ａとが順に設けられている。

ローパスフィルタ１９には遮断周波数切り換えスイッチ
２０が設けられている。このスイッチ２０は、マイクロ
コンピュータ１３によって制御される。なお、トラッキ
ング制御系の図示は省略されている。

ディスク１の回転速度の検出及びセクタ検出のために、
一般に周波数発生器（ＦＧ）と呼ばれているパルス発生
器２１が設けられている。このパルス発生器２１はディ
スク１の１トラツクの複数のセクタの配列に対応する複
数の凹凸を有する磁性体回転板２２とこの凹凸を磁気的
に検出するための磁気ピックアップ即ち磁気センサ２４
とから成る０回転板２２はモータ３に結合されているの
で、センサ゛２４からディスク１のセクタに対応したパ
ルスを得ることができる。即ち、この実施例では１トラ
ツクに１６セクタが設けられているので、ディスク１の
１回転に対応してセンサ２４から１６個のパルスが出力
する。センサ２４の出力ラインは、波形整形回路２５を
介してモータ制御回路４に接続されていると共に、マイ
クロコンピュータ１３にｉＩ＃続されている。センサ２
４から得られるパルスの繰返し周波数はディスク１の回
転速度に比例しているので、モータ制御回路４において
モータの定速度制御に利用される。また、センサ２４の
出力パルスはセクタを示すので、シーク時におけるサー
ボセクタのトラック番号の読み取りタイミングに利用さ
れる。

マイクロコンピュータ１３は、シークを実行するための
プログラムを内蔵している。第２図はマイクロコンピュ
ータ１３の等価回路（Ｉｌｌ能ブロック図）を示す、第
２図のトラックデータ検出回路２６は、サーボセクタ１
０に含まれてトラックデータ（トラック番号）を第１図
の波形整形回路２５から得られるセクタ情報に同期して
抽出する。

このトラックデータ検出回Ｗ１２６で得られたトラック
データは、シークデータ発生回路２７に送られる。シー
クデータ発生回路２７は、ライン１４で与えられたトラ
ック指令信号く目的トラック）とトラックデータ（現在
トラック）との差を零にするためのシークデータを形成
する。このシークデータは現在トラックと目的トラック
との差を迅速に解消するために最適と思われる速度情報
を含むデータである。このシークデータは新しい現在ト
ラックの情報が与えられる毎に更新される。トラックデ
ータ検出回路２７に接続されているスイッチ制御信号発
生回路２８は、ライン１４で与えられた目的トラックと
トラックデータ検出回路２６から与えられた現在トラッ
クとの差を求め、この差が所定範囲内に入ったか否かを
判定し、所定範囲内の時にローパスフィルタ１９のスイ
ッチ２０をオン制御する信号をライン２９に出力する。

第３図は第１図のローパスフィルタ１９とスイッチ２０
との関係を示す、ローパスフィルタ１９は演算増幅器３
０と、２つの抵抗３１．３２と、２つのコンデンサ３３
．３４とから成るアクティブフィルタである。演算増幅
器３０の一方の入力端子は抵抗３１を介して第１図の誤
差増幅器１７に接続され、他方の入力端子はグランドに
接続されている。抵抗３２及び２つのコンデンサ３３．
３４は演算増幅器の入力端子と出力端子との間に接続さ
れている。遮断周波数切り換え用スイッチ２０はコンデ
ンサ３４に並列に接続されている。

コンデンサ３３．３４の静電容量をＣＩ　、Ｃ２、抵抗
３２の値をＲとすれば、スイッチ２０がオンの時の遮断
周波数ｆ１は、１　／　２　ｙｒｃＩ　Ｒ（Ｈｚ）であ
り、スイッチ２０がオフの時の３１！断周波数ｆ２は、 １／（２π（ＣＩ　Ｃ２）／　（ｃｌ　　＋−Ｃ２）　
　・Ｒ］である。従って、ｆｌはｆｌよりも低くなる。

第４図（Ａ）はローパスフィルタ１９を含むフィールド
バック制御系の周波数−ゲイン特性を示し、第４図（Ｂ
）は周波数−位相特性を示す、第４図（Ａ）（Ｂ）の実
線で示す特性線ａはスイッチ２０のオン時の特性を示し
、点線で示す特性線すはスイッチ２０のオフ時の特性を
示す、これから明らかなようにスイッチ２０をオフにし
ても遮断周波数を高くすることによって位相遅れを小さ
くすることができる。

［動　作］ マイクロコンピュータ１３における１セクタ期間におけ
る動作は第５図のフローチャートの通りであり、まず、
ブロック４０でシーク動作を開始させると、マイクロコ
ンピュータ１３は、ブロック４１に示すように過去の１
セクタでのヘッド５の移動量を求める。これは次の１セ
クタでのヘッドの移動速度を適切に決定するために利用
される。

次に、ブロック４２に示すようにシークすべき残りのト
ラック（シリンダ）数を求める。即ち、現在トラックと
目的トラックとの差を求める０次に、ブロック４３で残
りのトラック数が零かを判定する。この判定結果がＹＥ
Ｓであれば、ブロック４７で示すようにシーク終了のフ
ラグをセットする。

これにより、ブロック４８で速度零を示す速度信号出力
が発生し、ブロック４８に示すようにこのセクタ期間で
の動作が終了する。ブロック４３の判定結果がＮｏの場
合には、ブロック４４に示すように残りのトラック（シ
リンダ）数がＮ（所定値）以下かが判定される。この所
定値Ｎは、比較的小さい値に設定されている。この判定
結果がＮＯであればブロック４５に示すようにスイッチ
２０をオンになし、次のブロック４８で残りのトラック
を零にするために最適な速度信号（シークデータ）を出
力し、ブロック４９で−１セクタ期間の動作を終了させ
る。しかる後、波形整形回路２５から次のセクタを示す
信号が得られると、これがマイクロコンピュータ１３に
割込み信号として入力し、再び第５図の動作が開始する
。ブロック４４の判定結果がＹＥＳであれば、ブロック
４６に示すようにスイッチ２０がオフ制御され、しかる
後、ブロック４８で速度信号が出力される。

マイクロコンピュータ１３から発生するシークデータは
、本実施例の場合、第６図又は第７図の特性又は微小送
り特性に従うように決定される。

第６図は現在トラックと目的トラックとの差が大きい場
合の制御特性図であって、加速領域５０と定速領域５１
と減速領域５２とを有する。第７図は現在トラックと目
的トラックとの差が中程度の場合の制御特性図であって
、加速領域５３と減速領域５４とを有する。なお、現在
トラックと目的トラックとが極めて接近している場合は
、ヘッド５を１トラツクずつ移動するように制御する。

第８図はヘッド５を移動させる場合の第１図の各部の状
態を原理的に示す、目的トラック近傍の減速領域におい
ては、第８図（Ａ）の実線で示す速度信号Ｖ１がＤ／Ａ
変換器１６から出力する。

即ち、ディスク１の１セクタの回転時間毎に新しいシー
クデータ（速度データ）がＤ／Ａ変換器１６に与えられ
、これに対応した速度信号Ｖ１が階段状に発生する。一
方、速度センサ１８から得られるヘッド５の速度■２は
、第８図（Ａ）の点線で示すように変化する。この結果
、誤差増幅器１７からは第８図（Ｂ）に示す誤差信号Ｅ
が得られる。この誤差信号ＥはＶｌ−Ｖ２に対応してい
る。

第８図（Ｂ）の誤差信号Ｅがローパスフィルタ１９で平
滑化されると、第８図（Ｃ）に示す平滑後の誤差信号ｅ
が得られる。第８図ではｔ１時点でスイッチ２０がオフ
制御されている。従って、ｔ１以後においては第８図（
Ｂ）の誤差信号Ｅに対して遅れの少ない平滑後誤差信号
ｅが得られている。従って、目的トラック近傍ではボイ
スコイルモータ８に対する遅れの少ない減速制御が可能
になり、ヘッド５を目的トラックに正確に停止させるこ
とが可能になる。

なお、スイッチ２０がオンの期間には制御系における位
相遅れが大きいが、目的トラックから大幅に離れている
ために、目的トラックに対するへラド５の位置決め精度
と無間係である。

［変形例］ 本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。

（１）　ローパスフィルタ１９を第９図に示すように構
成することができる。第９図はコンデンサを２つ設ける
代りに、２つの抵抗３２ａ、３２ｂが演算増幅器３０の
入力端子と出力端子との間に接続され、抵抗３２ｂに並
列にスイッチ２０が接続されている。コンデンサ３３の
値をＣ１抵抗３２ａ、３２ｂの値をＲ１、Ｒ２とすれば
、スイッチ２０がオンの時の遮断周波数は １／２πＲＩ　Ｃであり、スイッチ２０がオフの時の遮
断周波数は１／２π（Ｒ１＋Ｒ２）Ｃである。

従って、残りのトラック数がＮ以下になったらスイッチ
２０をオン制御する。これにより、実施例と同一の作用
効果が得られる。

〈２）　サーボセクタ１０に記録するトラックデータ（
トラック番号）は、最外周トラックＴＯから最内周トラ
ックＴｎに向った通し番号であってもよいし、特開平１
−１４３０８５号公報（特願昭６２−３０１９９９号）
に開示されているように、多数のトラック群に分割し、
各群内のトラックを識別するコードを付けるようにして
もよい。

（３）　トラックデータをサーボセクタに記録せずに、
データセクタにおけるＩＤフィールドに記録してもよい
。

（４）　ボイスコイルモータ８を使用する代りに、直流
モータ、リニアモータ等を使用することができる。

〈５）　ヘッド５をアーム６によって回動させることに
よってディスク半径方向の位置を変える代りに、ヘッド
を直線的にディスク半径方向に移動するように構成して
もよい。

（６）　第１図では波形整形回路２５の出力ラインがマ
イクロコンピュータ１３に直接に接続されているが、両
者間にタイミング信号形成回路を設け、ここから割込み
信号をマイクロコンピュータ１３に与え、この割込み信
号に応答してシークデータ形成のためのプログラムが動
作するようにしてもよい、また、波形整形回路２５の出
力とは別に、セクタ周期でパルスを発生する独立回路を
設け、これによってマイクロコンピュータ１３に割込み
信号を与え、シークデータを形成してもよい （７〉　マイクロコンピュータ１３の代りに、第２図に
示すような個別回路構成にすることができる。

（８）　パルス発生器２１を光学スリットを有する回転
板と光源と光センサとから成る光学式に構成してもよい
。

［発明の効果］ 上述から明らかなように本発明によれば、ヘッドが目的
位置近傍から離れている時には、機械的雑音の発生の少
ない滑らかなヘッド移動が可能であり、目的位置近傍で
は行き過ぎや逆戻りのない安定したヘッド移動が可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のディスク装置を示すブロック
図、 第２図は第１図のマイクロコンピュータを等測的に示す
機能ブロック図、 第３図は第１図のローパスフィルタを示す回路図、 第４図は第１図の制御系の周波数−ゲイン及び周波数−
位相特性を示す図・、 第５図は第１図のマイクロコンピュータの１セクタ期間
の動作を示す流れ図、 第６図及び第７図は速度制御特性線を概略的に示す図、 第８図は第１図の各部の状態を原理的に示す図、第９図
は変形例のローパスフィルタを示す回路図である。 ５・・・ヘッド、８・・・ボイスコイルモータ、１３・
・・マイクロコンピュータ、１６・・・Ｄ／Ａ変換器、
１７・・・誤差増幅器、１８・・・遠度センサ、１９・
・・ローパスフィルタ、２０・・・遮断周波数切り換え
スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 情報が同心円状又は螺旋状に記録されている記録媒体デ
   ィスクを回転するためのディスク回転装置と、 前記ディスクとの相対的走査運動によって情報を変換す
   るための信号変換ヘッドと、 前記ヘッドを前記ディスクのトラック交差方向に移動さ
   せるためのヘッド移動用モータと、前記ヘッドの現在位
   置と前記ヘッドの目的位置との差を解消するように前記
   ヘッドを移動させるための速度信号を発生する速度信号
   発生手段と、前記ヘッドの移動速度を検出するための速
   度センサと、 前記速度信号と前記速度センサから得られる速度検出信
   号との差に対応する出力を発生する誤差信号形成回路と
   、 前記誤差信号形成回路に接続されたローパスフィルタと
   、 前記ローパスフィルタと前記モータとの間に接続された
   駆動回路と を備えたディスク装置において、低い遮断周波数と高い
   遮断周波数とが選択的に得られるように前記ローパスフ
   ィルタの遮断周波数を切り換えるための遮断周波数切り
   換え手段を設け、前記ヘッドが前記目的位置から所定距
   離以内に位置している時には前記高い遮断周波数になる
   ように前記遮断周波数切り換え手段を制御する制御手段
   を設けたことを特徴とするディスク装置。