JPH04137273A - ディスク・アクセス装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、光デイスク装置や磁気ディスク装置等のディ
スク・アクセス装置に係わり、特にピックアップヘッド
のディスク半径方向に対する位置検出手段の改良をはか
ったディスク・アクセス装置に関する。

（従来の技術） 従来、大容量の情報を記録・再生する装置として、光学
的手法を利用した光デイスク装置が用いられている。こ
の光デイスク装置では、情報記録再生担体としての円盤
状のディスクを回転させ、ディスクの半径方向に移動可
能なピックアップヘッドにより、ディスクの同心円状或
いはスパイラル状のトラックに情報が記録され、さらに
このトラックに記録された情報かピックアップヘッドに
より再生される。また、ディスク上には予め情報の記録
、再生単位毎にアドレス情報が記録されており、情報を
記録、再生する場合、目的のトラックに対応する半径位
置にピックアップヘッドを移動する必要がある。このピ
ックアップヘッドの移動はシークと呼ばれている。

第７図を用いて、従来の光デイスク装置及びそのシーク
動作について説明する。ピックアップヘッド７０２には
、光ビームをディスク面上に集光する対物レンズ、光ビ
ームを反射し対物レンズに導くだめのミラー　対物レン
ズを上下に移動させ焦点を合わせるためのアクチュエー
タ、対物レンズを半径方向に移動させトラッキングする
ためのトラッキングアクチュエータ。

及びリニアモータ用のコイル等が搭載されている。さら
に、これら以外に半径方向に沿って外部に取り付けられ
た光学的なリニアスケール７０４に光ビームを照射する
光源７０６、リニアスケール７０４からの反射光或いは
透過光を受光する受光器７０５等が搭載されている。そ
して、ピックアップヘッド７０２はディスクの半径方向
に沿って取り付けられた複数本のガイドレール７０１に
より支持され、転がり玉軸受け７０３等により移動する
。

通常、シーク動作はピックアップヘッド７０２を目標の
トラック近傍まで高速に移動させるための粗シークと、
最終的に先ビームを目標のトラックに移動するための精
シークとを切り替えて行う。粗シークでは、リニアスケ
ール７０４に光ビームを照射し、反射光或いは透過光か
ら移動速度に比例した周波数のパルス列或いはそれに近
い信号を得る。この信号をカウント部７０７てカウント
することにより、位置情報変換部７０８から位置の情報
を得ることができる。

さらに、上記パルス列或いはそれに近い信号のパルス密
度を求めることにより、速度情報変換部７０９から速度
情報を得ることができる。

予め用意された基準速度信号にリニアスケール７０４に
よって得られた速度情報を追従させるようにリニアモー
タ等を速度制御する。リニアスケール７０４からの出力
信号をカウントし、予め設定されたカウント数と一致す
ると一旦位置制御系にてトラッキングした後、シーク動
作を精シークに切り替える。精シークでは、現在位置と
目標トラックの位置との差をディスク上に記録されたト
ラックアドレス信号を読み取ることにより算出し、レン
ズアクチュエータ等の小振幅のアクチュエータによるト
ラックジャンプで目標トラックまで移動する。

ところで、光デイスク装置としてのデータスループット
時間を決定する要因とじては、インターフェース及びデ
ィスク上でのデータ転送レト、エラー訂正等のデータコ
ントロール系で発生する処理時間、さらに上記のシーク
と目的の記録再生領域が光ビームの位置まで移動するだ
めの回転持ち時間を足したアクセス時間等がある。これ
らの中でもシーク時間は大きなウェイトを占めるため、
特にシーク動作の高速化が望まれる。また、パーソナル
コンピュータやワ−ドプロセソサなどの外部記憶装置と
しての需要の高まりから、装置本体を小型化する必要も
ある。また、ピックアップヘッドを高速で移動するため
に十分な加速度を得るために、ピックアップヘッドを大
きな駆動力、小さな重量となるように構成し、高精度で
高速の制御を行う必要がある。

しかしながら、従来の光デイスク装置では、粗シークを
行うために外部にリニアスケールを持ち、ピックアップ
ヘッド上にはリニアスケール用の光源、受光器等の部品
を必要とするため、ピックアップヘッドの構造が複雑で
大きく、しかも重くなってしまう。さらに、リニアスケ
ールから得られる信号は移動速度に比例した周波数のパ
ルス或いは正弦波に近い信号であり、位置情報を得るに
はその信号をカウントして積算しなければならず、速度
情報を得るには位置情報を微分又は周波数−電圧変換す
る必要がある。

このため、高速のシーク動作は困難であった。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の光デイスク装置では、リニアスケール
を用いて粗シークを行うために、ピックアップヘッドか
複雑で重くなってしまい、高速のシーク動作は困難であ
った。また、この問題は光デイスク装置に限らず、シー
ク動作を必要とする磁気ディスク装置においても同様に
いえることである。

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、ピックアップヘッドを小型且つ軽量
に形成することができ、高速なシーク動作を可能とした
ディスク・アクセス装置を提供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の骨子は、ピックアップヘッドのディスク半径方
向位置を求めるために、ガイドレールとピックアップヘ
ッドとの接触点位置を電気的に検出することにある。

即ち本発明は、情報記録担体としての円盤状のディスク
に情報を記録又は該ディスクから情報を再生するディス
ク・アクセス装置において、前記ディスクの半径方向に
沿って設けられ、少なくとも一部か抵抗体から形成され
たガイドレールと、このガイドレールの抵抗体部分に接
する第１及び第２の導電性の転がり球軸受けを有し、該
ガイドレールで案内支持されてディスクの半径方向に移
動するピックアップヘッドと、前記ガイドレールの抵抗
体部分の両端間に一定の電流を流す定電流源と、前記ガ
イドレールの抵抗体部分の一端と第１の転がり玉軸受け
の間の電圧を検出する第１の電圧検出手段と、前記ガイ
ドレールの抵抗体部分の他端と第２の転がり玉軸受けの
間の電圧を検出する第２の電圧検出手段と、第１及び第
２の電圧検出手段で得られた各電圧を加算する加算手段
と、第１及び第２の電圧検出手段で得られた各電圧を減
算する減算手段と、減算手段により得られた電圧を加算
手段により得られた電圧で除算する除算手段と、この除
算手段により得られた値を前記ピックアップヘッドの半
径方向の位置情報に変換する位置変換手段とを具備して
なることを特徴としている。

（作用） 本発明によれば、ガイドレールの抵抗体部分の一端と第
１の転がり球軸受けの間の電圧は、ピックアップヘッド
のガイドレールの抵抗体部分の一端からの距離に比例し
、ガイドレールの抵抗体部分の他端と第２の転がり球軸
受けの間の電圧は上記距離に反比例する。従って、これ
らの電圧値からピックアップヘッドの半径方向位置を検
出することができる。そしてこの場合、従来必要であっ
てリニアスケール　リニアスケール用の光源、受光器か
不要となり、ピックアップヘッドの小型、軽量化を実現
することが可能となる。

また本発明によれば、上記２つの電圧値に基づき、各電
圧値の差を和で除算しているので、得られた値はピック
アップヘッドのガイドレールの抵抗体部分の第１の端点
からの距離に比例した連続するアナログ値となる。この
ため、カウンタを用いなくとも即座に位置の情報に変換
でき、さらに微分することにより速度の情報となる。ま
た、上記演算処理はいわゆる正規化処理であり、環境温
度の変化に伴う抵抗体の抵抗値変動も排除することがで
き、これにより精度の高い位置情報を得ることができる
。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例に係わる光デイス
ク装置の要部構成を説明するためのもので、第１図は回
路構成図、第２図は機構部構成図である。

第２図において、ベース２０２上には、情報記録担体で
あるディスク２０１を回転させるためのスピンドルモー
タ２ｏ９、記録再生用の光源、受光器、光ビーム成形用
光学素子を収納した固定光学系２０４、リニアモータの
磁気回路２０３、ガイドレール２０８などが固定されて
いる。ガイドレール２０８には、ピックアップヘッド２
０５が転がり球軸受け２０７によってディスク半径方向
に移動可能な状態で取り付けられている。駆動コイル２
０６は、磁気回路２０３の磁界に直交するように取り付
けられてリニアモータを構成し、ピックアップヘッド２
０５を駆動する。ガイドレール２０８は一定の抵抗率・
温度係数を持つ抵抗体で形成されており、２つの転がり
球軸受け２０７は距離Ｏｃ［ｍ］離れた位置に設置され
、共に導電性の材料で構成されている。また、それぞれ
は絶縁されている。

第１図において、抵抗体からなるガイドレール］０１の
両端には定電流源１０５か接続され、ピックアップヘッ
ド１０２の転がり球軸受け１０３．１０４はガイドレー
ル１０１に接触している。ガイドレール１０１の一端（
端点Ａ）と第１の転がり球軸受け１０３との間の電圧は
第１の電圧検出部１０６により検出され、ガイドレール
１０１の他端（端点Ｂ）と転がり球軸受け１０４との間
の電圧は、第２の電圧検出部１０７により検出される。

電圧検出部１０６゜１０７により検出された各電圧値は
、加算部１０８により加算され、また減算部１０９によ
り減算されて除算部１１０に供給される。除算部１１０
では減算値を加算値で除算して正規化処理が行われる。

そして、除算部１１０の除算結果が位置情報変換部１１
１により位置情報に変換されて位置情報として出力され
るものとなっている。また、この位置情報は速度情報変
換部１１２により速度情報に変換されて出力されるもの
となっている。

次に、第１図を用いて本発明に係わる位置検出動作を説
明する。ガイドレール１０１の両端には定電流源１０５
が接続され、常に一定の電流を流している。いま、ガイ
ドレール１０１の全長をＬ　［ｍ］　とし、ピックアッ
プヘッド１０２の転がり球軸受け１０３が端点Ａからｇ
だけ離れた位置にあるものとする。このとき、第１の電
圧検出部１０６で検出される電圧ａは、ガイドレール１
０１を形成する抵抗体の抵抗率をρ［Ωｍコ、抵抗体の
断面積をＡ［ｍ２］、抵抗体の温度係数をα、抵抗体の
温度をＴ１電流を１　　［Ａ］　とすると、 ａ−−Ｎ　　　（１＋αＴ）・Ｉ・・・　（１）同様に
、第２の電圧検出部１０７で検出される電圧すは ｂ　−−ｉＬ　−（Ω＋ｆｆｃ）　Ｉ （１＋αＴ）　　Ｉ　　・・・　（２）となる。ここで
、 ’　　−に、　　　（１＋αＴ）−Ｊ とすると、 ａ−ＫＪＩ、Ｑ　　　　　　　　　　　　　　　　・・
・　（３〉ｂ−−ＫＪ　　ＩＩ　　＋ＫＪ　　Ｉ（Ｌ　
−Ｒｃ）−（４）となる。ここで、電圧加算部１０８、
電圧減算部１０９を用いて電圧ａと電圧すを加算、減算
する。

ａ＋ｂ＝ＫＪ　Ｉ　　（Ｌ　−Ｄ　ｃ）　　　　　−（
５）ａ−ｂ＝２ＫＪＩｌ−ＫＪＩ　（Ｌ　−，１ｌｌｃ
）−（６）以上の　（３）〜（６）式はＪという係数を
含んており、環境温度により結果が変動することを示し
ている。これらの関係を、第３図及び第４図に示す。第
３図から、ａは距離Ωか長くなるに伴って大きくなり、
且つ温度Ｔが高いほど大きくなる。さらに、ｂは距離ｇ
が長くなるに伴って小さくなり、且つ温度Ｔが高いほど
大きくなることが分かる。第４図から、ａ＋ｂは距離Ω
には依存せず、温度Ｔが高いほど大きくなる。

さらに、ａ−ｂは距ＦＩＮか長くなるに伴って大きくな
り、且つ温度Ｔか高いほど大きくなることか分かる。

次に、除算部１１０により　（６）式を　（５）式で除
算すると、 となり、Ｊが消え環境温度による影響を無視てきること
が分かる。また、（７）式はρに比例する。つまり、ガ
イドレール１０１の端点Ａとピックアップヘッド１０２
の転かり球軸受け１０３との距離に比例した値となる。

Ωは最小が０１最大Ｌ−１）ｃであるから　（７）式は
−１から１まて変化する。この関係を、第５図に示す。

ここで、位置情報変換部１１１にオイて（ア）式の値を
距離に変換することにより現在のピックアップヘッド１
０２の端点Ａからの距離を知ることができる。さらに、
位置情報変換部１１１から得られた位置情報の時間的変
化を速度変換部１１２て微分回路などの手段を用いて速
度情報を求める二とができる。

例えば、ピックアップヘッド１０２がＬｌからＬ２へ移
動したのちＬ３へ移動した場合、位置情報変換部１１１
からの出力は第６図（ａ）に示すように時刻ｔ１からｔ
２の間加速し、ｔ３からｔ４の間減速し、再びｔ５から
ｔ６の間加速し、ｔ６からｔ７の間減速する時間の関数
となる。この関数を速度変換部１１２て微分した信号は
、第６図（ｂ）に示すような速度信号となる。

なお、図には示していないが、シーク制御回路では以上
のようにして得られた位置情報から常に目標トラックま
での距離を算出し、現在位置での速度基準信号を生成す
る。この速度基準信号と速度情報とを比較することによ
る制御を行って、目標トラックの近傍まで粗シークを行
う。その後、−旦位置制御系においてトラッキングしピ
ックアップヘッドでディスク上のアドレス情報を読み取
り、これに基づいてトラックジャンプを行い、完全に目
標トラックまで移動する。

このように本実施例によれば、ガイドレールの端点から
ピックアップヘッドの転がり球軸受けまでの距離に比例
した値を直接得ることができるので、光デイスク装置の
シーク制御に必要な位置情報、速度情報を簡単に生成で
きる。さらに、２つの転がり軸受けの両側の抵抗体で発
生する電圧降下を検出し演算することにより、環境温度
の変化による抵抗値の変動をキャンセルでき、高精度の
位置検出を可能となる。また、従来用いていた外部スケ
ール用光源・受光器などか不要となり、小型・軽量のピ
ックアップヘッドを構成することができ、光デイスク装
置のシーク動作を高速にすることができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。実施例では、リニアスケール全体を抵抗体で形成し
たが、ころがり球軸受けと接する範囲のみを抵抗体で形
成するようにしてもよい。また、実施例では光デイスク
装置に適用した例を説明したが、本発明は光デイスク装
置に限らずシーク動作を必要とする磁気ディスク装置に
適用することも可能である。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、ガイドレールとピ
ックアップヘッドとの接触点位置を電気的に検出するこ
とにより、ピックアップヘッドのディスク半径方向位置
を求めているので、ピックアップヘッドを小型且つ軽量
に形成することかでき、高速なシーク動作を可能とした
ディスク・アクセス装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例に係わる光デイス
ク装置の要部構成を説明するためのもので、第１図は回
路構成図、第２図は機構部の端部と転がり球軸受けとの
間に発生する電圧を示す特性図、第４図は上記電圧を加
算、減算したときの結果を示す特性図、第５図は減算結
果を加算結果により除算した時の結果を示す特性図、第
６図はピックアップヘッドを移動したときのガイドレー
ルの端点からの距離及び速度を表わす模式図、第７図は
従来の光デイスク装置を示す概略構成図である。 １０１　２０８・・・ガイドレール、 １０２　２０５・・・ピックアップヘッド、１０３　１
０４．２０７・・・転かり球軸受け、１０５・・定電流
源、 １０６．１０７・・電圧検出部、 ］０８・・・加算部、 ０９・・・減算部、 １０・・・除算部、 １１・・・位置情報変換部、 １２・・・速度情報変換部、 ０１・・・ディスク、 ０２・・・ベース、 ０３・・・磁気回路、 ０４・・固定光学系、 ０６・・・駆動コイル、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報記録担体としての円盤状のディスクの半径方
   向に沿って設けられ、少なくとも一部が抵抗体で形成さ
   れたガイドレールと、 このガイドレールの抵抗体部分に接する第１及び第２の
   導電性の転がり球軸受けを持ち該ガイドレールで案内支
   持されて前記ディスクの半径方向に移動し、該ディスク
   に情報を記録又は該ディスクから情報を再生するピック
   アップヘッドと、 前記ガイドレールの抵抗体部分の両端間に一定の電流を
   流す定電流源と、 前記ガイドレールの抵抗体部分の一端と第１の転がり玉
   軸受けとの間の電圧を検出する第１の電圧検出手段と、 前記ガイドレールの抵抗体部分の他端と第２の転がり玉
   軸受けとの間の電圧を検出する第２の電圧検出手段と、 第１及び第２の電圧検出手段で得られた各電圧を加算す
   る加算手段と、 第１及び第２の電圧検出手段で得られた各電圧を減算す
   る減算手段と、 減算手段により得られた電圧値を加算手段により得られ
   た電圧値で除算する除算手段と、この除算手段により得
   られた値を前記ピックアップヘッドの半径方向の位置情
   報に変換する位置情報変換手段とを具備してなることを
   特徴とするディスク・アクセス装置。
2. （２）前記位置情報変換手段により得られた位置情報を
   前記ピックアップヘッドの速度情報に変換する速度情報
   変換手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のディ
   スク・アクセス装置。
3. （３）前記ディスクを交換した際に、前記ピックアップ
   ヘッドを該ディスクの使用領域最内周部及び最外周部に
   移動し、このとき得られる値を前記位置変換手段により
   ディスク固有の始点、終点の位置として対応付け、ディ
   スク使用中はこれらの始点、終点を基準点として用いる
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク・アクセス装
   置。