JPH0519857A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位置検出装置において、連続的にスリットが
形成されたスリット板とスリット板に沿って移動させる
センサとを平行に保つように調整して制御系のゲイン交
点を安定にする。 【構成】 スリット板と、このスリット板に沿って移動
するセンサを設ける。またスリット板をセンサの移動経
路に対して平行になるようにスリット板を変位する変位
手段を設ける。変位手段として、スリット板を取付けた
回転可能な取付け板の一端を移動させるサラネジまたは
偏心ネジを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のスリットが形成
されたスリット板に沿って位置検出手段（例えば、発光
素子及び受光素子を持つセンサ）を相対移動させ、位置
検出手段により発生する信号により位置決めを行う位置
検出装置に関するのもである。

【０００２】

【従来の技術】この種の位置検出装置は、コンピュータ
の外部記憶装置等に用いられるフレキシブルな磁気ディ
スク、いわゆるフロッピーディスクに対して情報の記
録、再生を行うフロッピーディスクドライブ装置（以下
ＦＤＤと呼ぶ）などに利用されている。

【０００３】ＦＤＤは近年、急速に大容量化が進んでき
ており、これに応じて記録の高密度化が要求されてきて
いる。このため高密度の記録、再生を行うには、それに
応じた超精密なヘッド位置制御を行える機構が必要にな
る。

【０００４】ヘッドを位置決めするための駆動源にはモ
ータが用いられるが、最近では安価なボイスコイルモー
タ（以下ＶＣＭと呼ぶ）が用いられている。ＶＣＭをヘ
ッドの駆動源として用いる場合、ディスクとヘッドとの
相対位置を制御するために、センサと例えばリニアスケ
ールを組み合わせて構成したエンコーダを用いて、ヘッ
ド及びセンサが取付けられたキャリッジの移動量を検出
する構造が用いられている。

【０００５】このリニアスケールは、多数のスリットが
一定間隔で形成されたスリット板から成り、これらのス
リットの数及び配置は、例えば、フロッピーディスクな
どの媒体に形成されたトラックに対応している。

【０００６】エンコーダを使って精密な位置制御を行う
ためには、センサとリニアスケールが精度よく位置決め
されて取付けられることが必要である。

【０００７】従来の装置では、例えば、図８及び図９に
示すように、装置のシャーシ１１に直接リニアスケール
を取付けて、キャリッジ（図示せず）に取付けられたセ
ンサ２５の発光素子２５ａから照射される光を、スリッ
ト１５ａを介して受光素子２５ｂで受光し、その信号を
使って位置を検出する方法が採用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の装置の位置検出装置にあっては、キャリッジ及びセン
サ２５の取付け誤差、さらにリニアスケール１５の取付
け誤差により、センサ２５の受光素子２５ｂとリニアス
ケール１５のギャップ距離Ｘがセンサ２５の移動方向Ｓ
で一致しなくなる状態が発生し、図１０で示すように、
センサの出力振幅が、センサ２５の移動領域内で異なる
場合が生じる。このような振幅変動が生じると先行技術
で明白であるが、エンコーダを使った制御系のゲイン交
点が変化し、位置決め精度の劣化、キャリッジが目標ド
ラックに移動して停止するときのセトリング時間の遅
延、装置外部から加えられる衝撃に対する耐外乱特性の
変化等が生じ、信頼性の低い装置となってしまう欠点が
あった。

【０００９】したがって、本発明の目的は、たとえ前述
のような取付け誤差があったとしてもリニアスケール
（即ち、スリット板）とセンサ（位置検出手段）の移動
経路との間の平行度を精密に調整することができる構造
を備えて前述の欠点を解消した位置検出装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、連続的にスリットが形成されたスリッ
ト板と、該スリット板に沿って相対移動可能な位置検出
手段と、該位置検出手段の移動経路に対してスリット板
が平行になるようにスリット板を変位する変位手段とを
有することを特徴とする位置検出装置を採用するもので
ある。

【００１１】

【作用】本発明により、センサの受光素子とリニアスケ
ールとの間のギャップ距離がセンサの移動領域内でほぼ
一致するため、センサの出力振幅差をセンサの移動領域
内で極めて小さくすることができ、エンコーダを使った
制御系のゲイン交点が安定し、位置決め精度の向上等の
良好な位置検出を行うことができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明の位置検出装置を組み込んだ記録
再生装置の平面図であり、図２は、図１の要部の斜視図
である。

【００１３】図１及び図２において、ディスクカセット
（図示せず）がシャーシ１１内に配置されたカセットホ
ルダ１２によってガイドされ、その内部に装着される。
なお、ディスクカセットの内部には記録媒体１０が回転
可能に支持さている。カセットホルダ１２のコーナー部
には、記録媒体１０に対するカセットホルダの開口を覆
うシャッタの開閉及びディスクカセットのローディング
／排出を行うためのシャッタ開閉レバー１６が設けられ
ている。磁気ヘッド８、９を記録媒体１０に接触あるい
は離間させるために、ヘッドロードアセンブリ１７がボ
イスコイルモータ（以下ＶＣＭと呼ぶ）１３に隣接して
配置されている。ヘッドロードアセンブリ１７は、ソレ
ノイド（図示せず）を備え、このソレノイドを通電する
と、磁気ヘッド８、９が記録媒体の記録面に接触し、通
電をオフすると、磁気ヘッド８、９が記録媒体１０の記
録面から離れる。

【００１４】次に、磁気ヘッドシーク機構について説明
すると、磁気ヘッドシーク機構は駆動源としてＶＣＭ１
３を有し、このＶＣＭのヨーク１８の内部にはマグネッ
ト１９が設けられており、また、キャリッジ１に取付け
られたコイル２０がマグネット１９と対向するように配
置されている。コイル２０に電流が流れると、コイルに
発生される磁界とマグネット１９で発生している磁界と
の相互作用によってキャリッジ１は直線的に移動され
る。即ち、コイル２０とマグネット１９はリニアモータ
を構成しており、このリニアモータによりキャリッジ１
が移動させられる。キャリッジ１にはまたヘッドアーム
３が取付けられている。

【００１５】また、キャリッジ１には複数個のローラ２
１が任意の角度で取付けられており、プリロード２２
が、ローラ２２ａと、このローラ２２ａを第１のガイド
バー２３、第２のガイドバー２４に押圧するためのロー
ドバネ２２ｂとから構成されており、キャリッジ１は、
ガイドバー２３とガイドバー２４との間にローラ２１を
介して弾性的に支持されており、ガイドバー２３、２４
に案内されて、記録媒体１０の中心に接近する方向及び
離れる方向へシークし、所定のトラック位置に移動させ
ることができる。

【００１６】前述の磁気ヘッド８、９は、具体的にいう
と、キャリッジ１及びヘッドアーム３に取付けられてお
り、周知のように、この磁気ヘッド８、９によって記録
媒体の両面に情報が記録、再生される。

【００１７】さらに、前記カイドバー２３、２４と平行
に、例えばエッチングで製作された薄板のリニアスケー
ル（スリット板）１５が設けられており、このリニアス
ケール１５は、取付板（取付け部材）５０に後述する方
法で取付けられた後、シャーシ１１に固定されており、
またリニアスケール１５にはスリット１５ａが等間隔で
形成されており、キャリッジ１に取付けられたセンサ
（位置検出手段）２５（なお、このセンサ２５とリニア
スケール１５でエンコーダ２６を構成している）は、キ
ャリッジ１が直線的に移動するとき、リニアスケール１
５に沿って移動する。センサ２５は、従来例と同様に、
発光素子及び受光素子（図示せず）を有し、この発光素
子から照射される光はリニアスケール１５のスリット１
５ａを介して受光素子で受光され、センサ２５の移動中
に受光素子で受光されるときに発生される信号の数によ
りリニアスケールに対するセンサ（位置検出手段）の位
置決め、したがって、記録媒体１０のトラックに対する
記録ヘッド８、９の位置決めが行われる。

【００１８】次に、図３及び図４を参照してリニアスケ
ール（スリット板）の取付け方法を説明すると、図３及
び図４において、リニアスケール１５は、その両端部が
ネジ５７によって取付板５０に固定されており、片端は
テンションバネ５８によって張力が与えられている。ま
た、第１の押さえバネ５１と第２の押さえバネ５２によ
ってリニアスケールの両端部は取付板５０に圧接されて
おり、これによりリニアスケール１５はゆがみ等がなく
張力がかけられた状態で取付板５０に取付けられてい
る。

【００１９】さらに、取付板５０は、シャーシ１１から
突出した基準ピン５３に回転可能に支持されており、ま
た押圧部材（押圧手段）５４も基準ピン５３に回転可能
に支持されており、バネ部５４ａが取付板５０を矢印Ｌ
の方向に押している。サラネジ５４がシャーシ１１にね
じ込まれており、このサラネジ５６の斜面部５６ａが取
付板５０の端部５０ａに押圧部材５４のバネ部５４ａに
よって圧接されている。

【００２０】次に、前述の構成の動作を説明すると、サ
ラネジ５６を時計（ＣＷ）方向に回転させると、斜面部
５０ａの作用により、取付板５０は、基準ピン５３を中
心に回転し、その一端は矢印Ｒの方向に移動する。ま
た、反時計（ＣＣＷ）方向に回転させると、取付板５０
は押圧部材５４に押され矢印Ｌの方向に移動することに
なる。

【００２１】このようにして、リニアスケール１５の角
度が変えられることになり、この角度をセンサ２５の出
力信号の振幅を見ながら調整して、固定ネジ５５によっ
て取付板をシャーシに対して固定することによってセン
サの出力信号の振幅を一定にすることができる。

【００２２】次に、本発明の位置測定装置を組み込んだ
記録再生装置の制御について図５を参照して説明する。
図５において、キーボード等の入力手段（図示せず）あ
るいはマイクロプロセッサ（図示せず）のメモリを介し
て磁気ヘッド８、９の移動先が決定され、信号線ａから
移動命令が送出され、加算回路１０１、パワーアンプ１
０２を介してＶＣＭ１３が駆動される。ＶＣＭ１３が駆
動されると、コイル２０に流れる電流とマグネット１９
との相互作用によってキャリッジ１がガイドバー２３、
２４に沿って移動される。キャリッジ１が移動される
と、このキャリッジ１と一体に設けられたセンサ２５と
シャーシ１１に固定されているリニアスケール１５の作
用によってキャリッジ１の移動に関する情報が、例えば
９０°位相をずらせた２つの信号φＡ、φＢとしてエン
コーダ２６から出力される。エンコーダ２６の出力信号
は、まず後段の作動アンプ１０３に入力されて、両信号
波形の交点、即ち位相差ゼロの点を基準としてヘッド位
置の粗い位置決めが行われ、作動アンプ１０３の出力が
粗い位置信号ｂとして後段の加算回路１０１へ入力され
る。

【００２３】また、前記エンコーダ２６の出力信号は後
段のコンパレータ１０４、１０５にそれぞれ入力されて
所定の値と比較された後にその出力が後段のトラックカ
ウンタ１０６へ入力されて正方向あるいは逆方向にカウ
ントが行われ、その出力が現在ヘッドがトラックのどの
位置にあるかを示す現在位置信号ｃとしてマイコン１０
０に入力される。

【００２４】また、電子タコメータ１５０で検出された
キャリッジの移動速度に関する情報が位相補償回路１０
８へ入力され、位相補償された信号ｄが加算回路１０１
へ入力されて、位相の狂いによる発振が生じるのを防止
する。また信号ｆは速度制御するためにマイコン１００
に入力される。

【００２５】さらに、電子タコメータ１５０で検出され
たキャリッジの移動速度に関する信号は、微分回路１０
９に入力されて後段のコンパレータ１１０において所定
の値と比較される。このコンパレータ１１０の基準値を
越える速度変動が生じた場合にはコンパレータからの出
力信号ｅがマイコン１００に印加されて、例えば書込み
を禁止するなどして、衝撃によるデータ破壊を防止す
る。

【００２６】さらに、磁気ヘッド８、９自体によって記
録媒体１０上に記録されているトラックのサーボ情報が
検出されて後段のアンプ１１１で増幅され、位置誤差検
出回路１１２に入力されて、トラック追従の位置誤差信
号ｇがマイコン１００に入力される。

【００２７】このようにして、直接、加算回路１０１へ
入力される粗い位置信号ｂと位相補償された速度信号
ｄ、並びにマイコン１００に入力される現在位置信号
ｃ、速度信号ｆ、速度変動による書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に従ってキャリッ
ジ１及びそれと一体に移動される磁気ヘッド８、９の正
確な位置制御が行われ、例えばマイコン１００内の目標
位置のカウント値と、センサ２５の移動に伴ってトラッ
クカウンタ１０６によって得られたカウント値が一致す
ると、信号ａがゼロとなり、作動アンプ１０３がゼロの
とき、即ち所定のスリット位置に対応したトラック位置
でヘッドを停止することになる。

【００２８】このようにして、ヘッド位置制御を行うこ
とができる。この際前述した本発明の位置検出装置によ
れば、センサの受光素子とリニアスケール（スリット
板）とのギャップ距離がセンサの移動領域内でほぼ一致
するため、センサの出力振幅差をセンサの移動領域で極
めて小さくすることができる。

【００２９】なお、前述の実施例では、磁気ディスクを
用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、光ディスクを用いる装置にも適用す
ることができるものである。

【００３０】次に、図６及び図７を参照して、本発明の
位置検出装置の他の実施例を説明する。前述の実施例で
は、押圧部材５４に板バネを用い、調整ネジにサラネジ
５６を用いたが、図６及び図７に示すように、引張りバ
ネ６０（圧縮バネ、ネジリコイルバネでもよい）と偏心
ネジ６１を用いても、同様に取付板５０を矢印Ｒ、Ｌの
方向に移動することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の位
置検出装置によれば、センサの受光素子とリニアスケー
ルとのギャップ距離がセンサの移動領域でほぼ一致する
ため、センサの出力振幅差をセンサの移動領域で極めて
小さくすることができ、エンコーダを使った制御系のゲ
イン交点が安定し、位置決めの精度の向上等の良好な位
置検出を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の位置検出装置を組み込んだ記
録再生装置の平面図である。

【図２】図２は、図１で示す記録再生装置の要部の拡大
斜視図である。

【図３】図３は、リニアスケールの拡大斜視図である。

【図４】図４は、サラネジの拡大図である。

【図５】図５は、ヘッド位置制御回路のブロック図であ
る。

【図６】図６は、他の実施例のリニアスケールの斜視図
である。

【図７】図７は、他の実施例の偏心ネジの拡大図であ
る。

【図８】図８は、従来の位置検出装置の斜視図である。

【図９】図９は、センサの拡大図である。

【図１０】図１０は、従来の位置検出装置のセンサによ
り発生される出力信号を示す図である。

【符号の説明】 １ キャリッジ ５４ 押圧部材 ５６ サラネジ ５３ 基準ピン １５ リニアスケール（スリット板） ２５ センサ（位置検出手段） ５０ 取付板（取付け部材）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続的にスリットが形成されたスリット
   板と、該スリット板に沿って相対移動可能な位置検出手
   段と、該位置検出手段の移動経路に対してスリット板が
   平行になるようにスリット板を変位する変位手段とを有
   することを特徴とする位置検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の位置検出装置において、
   前記位置検出手段が発光素子と受光素子を有し、前記発
   光素子からの光を前記スリットを介して受光素子に受光
   させたときに発生される信号により該スリット板に対す
   る前記位置検出手段の位置決めを行うことを特徴とする
   位置検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のいずれか１つに記載の
   位置検出装置において、前記変位手段が、スリット板の
   両端部を支持しかつ回転可能に支持された取付け部材
   と、取付け部材を回転させるように取付け部材の一端を
   移動させる移動手段とを有することを特徴とする位置検
   出装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の位置検出装置において、
   前記移動手段がサラネジであり、該サラネジを回すこと
   により取付け部材の一端を移動させることを特徴とする
   位置検出装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の位置検出装置において、
   前記移動手段が偏心ネジであり、該偏心ネジを回すこと
   により取付け部材の一端を移動させることを特徴とする
   位置検出装置。
6. 【請求項６】 請求項３記載の位置検出装置において、
   前記取付け部材を前記移動手段に押し付けておく押圧手
   段をさらに有することを特徴とする位置検出装置。