JPH05307782A - ヘッド位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光磁気ディスク等の媒体とヘッド（被駆動
体）間の距離を一定に保つ様なヘッド位置制御装置で、
該媒体の記録済領域と未記録領域間に発光素子からの照
射光を入射させてもサーボが安定に掛るものを得る。 【構成】 被駆動体（ヘッド）１１に配設した一対の発
光及び受光素子５及び７をウォーブリング信号発生回路
１８のウォーブリング信号で微小振動させ、該受光素子
７から得られた出力信号を同期検波した出力でサーボを
行って、光磁気ディスク３と被駆動体１１との間を一定
に保つ様にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば光磁気ディスク
装置に用いて好適なヘッド位置制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気ディスク装置においては、磁界変
調方式及び光変調方式に拘らず光磁気ディスクに対して
情報信号の良好な書き込み及び消去を行うために、磁界
コイル（磁気ヘッド）を配設した被駆動体と光磁気ディ
スクとの相対距離を一定に保つように構成されたサーボ
制御機構が設けられている。かかるサーボ制御機構とし
ては、本願出願人により先に提案した、例えば実願平１
−４６２０６号明細書に記載されたもの等がある。

【０００３】この制御機構は図７に示すように、光磁気
ディスク３に磁界を印加する磁界コイル４が埋め込まれ
たボビン２に、その光磁気ディスク３に磁界コイル４と
の対向面３ａを出射光にて照射する発光素子５と、対向
面３ａにて反射した発光素子５からの反射光を受光し、
その受光量に応じた出力を生成する一対の受光素子６，
７とからなるセンサが埋め込まれていんる。

【０００４】そして、これら受光素子６，７には、各受
光素子６，７からの出力電圧のレベル差を検出する差動
増幅器８が接続され、この差動増幅器８からの出力電圧
に応じた制御電流が、駆動回路９を介してボビン２の外
周に設けられた駆動コイル１０に与えられて磁界コイル
４を含む被駆動手段１１が光磁気ディスク３に対して接
離方向（図中矢印Ｔ方向）に駆動されるように構成され
ている。

【０００５】すなわち、制御機構では、各受光素子６，
７からの出力電圧が等しくなるときの磁界コイル４と光
磁気ディスク３との相対距離、つまりこれら各受光素子
６，７からの出力電圧のレベル差が零となるときの磁界
コイル４と光磁気ディスク３との相対距離を基準とし
て、各受光素子６，７からの出力電圧のレベル差が常に
零となるようにサーボをかけることにより、磁界コイル
４と光磁気ディスク３との相対距離ｄを一定に保持する
ようになされている。

【０００６】ところが、発光素子５と受光素子６，７を
光磁気ディスク３の径方向に沿って並べた場合には、サ
ーボがかけられなくなる場合がある。すなわち図７に示
すように、２つの受光素子６，７のうち一方の受光素子
７の出射光がピット列１２等が形成された記録済領域に
対向する位置にあり、他方の受光素子６の出射光がデー
タ記録領域に対向する位置にある場合には、記録済領域
における反射率がデータ記録領域における反射率に比べ
極端に低下するため、相対距離が変化しないにも拘ら
ず、これら受光素子６，７からの出力電圧のレベル差が
急激に増大し、出力電圧の零クロス点が移動し、このレ
ベル差零を目標とするサーボがかけられなくなってしま
う問題があった。

【０００７】そこで本願出願人は、これを防止するた
め、出力電圧のレベルの低い方の受光素子７と差動増幅
器８との間に利得変換用の増幅器を設け、その受光素子
７からの出力電圧のレベルを高めることによって、これ
ら各受光素子６，７からの出力電圧のレベルのバランス
を補正し、出力電圧のレベル差零を目標としたサーボを
かけるようるすることを先に提案した。

【０００８】然しこの場合は一方の出力電圧レベルを高
めた増幅器でオフセットが発生した場合にオフセット量
も、そのレベルが高められてしまいエラー検出信号に対
するオフセット量が無視出来なくなる問題があった。

【０００９】そこで、本出願人は更に、特願平３−７３
９３１号明細書に示す技術を提案した。

【００１０】この例では図８に示す様に発光素子５を挟
んで両側に配した被駆動体１１のボビン２上の受光素子
６及び７を光磁気ディスク３の対向面３ａに対して距離
を変えるための段差（段差量ｘを有する）を設けて配設
する様にしている。

【００１１】この場合に二つの受光素子６及び７から出
力される電圧信号Ｓ₁ 及びＳ₂ は図９に示す様に、ｘ／
２の距離だけずれた位置でピーク値を示す相似形となる
ので、前記した様に増幅器が不要で且つ、差動増幅器８
の出力信号として得られるエラー信号はＳ₁ −Ｓ₂ とな
り、このエラー信号に基づいて、光磁気ディスク３と磁
界コイル４間の距離ｄを一定に保つ様なサーボ制御信号
としていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記した段差を設け
て、サーボ制御用のエラー信号を取り出す場合には余分
な増幅器を設けないためにオフセットの問題は解決され
るが、小さなボビン２上でフォトダイオードとなる受光
素子６及び７に光学系路の距離の段差量ｘをつけて配設
することは極めて困難であると共に二つの受光素子６と
７並に発光素子５を一体化してＩＣ化する場合等ではリ
ードフレームに特別のものを用意し、且つ、段差がある
ためにワイヤボンディングが困難で工程が煩雑になる問
題があった。

【００１３】更に発光素子５の他に二つの受光素子６及
び７を必要としリードフレーム等の管理も複雑になる等
の問題があった。

【００１４】本発明は叙上の問題点を解消したもので一
対の発光及び受光素子を光磁気ディスク３の対向面３ａ
に対して、等しい距離に配設し、光磁気ディスク３上の
反射率が変化してもエラー検出信号に誤りのないヘッド
位置制御装置を提供するにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のヘッド位置制御
装置は、その例が図１に示されている様に、磁界コイル
を有するヘッド等の被駆動手段１１のディスク３との対
向面に設けられた発光手段５を介して、ディスク３に照
射した反射光を受光手段７で受光し、受光量に応じた出
力を生成する受光手段７からの出力を検出して、被駆動
手段１１を制御して成る位置制御装置に於いて、被駆動
手段１１にウォーブルリング信号を供給し、被駆動手段
１１に設けた発光手段５と受光手段７をディスク３面に
対し離接させる様に振動させて、受光手段７よりピーク
点を検出し、検出出力により被駆動手段１１とディスク
３間の距離を一定に保つ様にサーボして成るものであ
る。

【００１６】

【作用】本発明のヘッド位置制御装置によると、一対の
発光素子５と受光素子７だけを用いて、被駆動体１１を
構成する磁界コイル４を配設したボビン２を光磁気ディ
スク３の対向面３ａに対しウォブリングさせて、揺動さ
せる様にしたので、反射率の異なる２つの位置に発光素
子５からの照射光が達することなく一つのピーク点を有
する信号レベルからサーボ信号を得ることが出来る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明のヘッド位置制御装置の一実施
例を図面を用いて説明する。

【００１８】本実施例のヘッド位置制御装置は、図２に
示すように、外周に被駆動体１１の駆動手段である駆動
コイル１０が設けられたボビン２に、光磁気ディスク３
の情報信号に応じた磁界（時間変調方式の場合）または
所定のバイアス磁界（光変調方式の場合）を印加する磁
界コイル４と、この磁界コイル４と光磁気ディスク３の
相対距離ｄを検出するセンサを構成する発光素子５（発
光手段）と受光素子７（受光手段）が設けられている。

【００１９】磁界コイル４は、磁界変調方式の場合、光
磁気ディスク３に情報信号に応じた向きの磁界を（図２
の実施例の場合、光磁気ディスク３の上から）印加し、
対物レンズを介して（図２の実施例の場合、光磁気ディ
スク３の下から）照射されるレーザビームと共働して、
光磁気ディスク３のディスク記録領域上の垂直磁化膜の
磁化の向きを反転させて情報信号の書込みまたは消去を
行うものである。なお、光変調方式の場合には、磁界コ
イル４は光磁気ディスク３に対して一定強度の磁界を印
加する。

【００２０】この磁界コイル４は、光磁気ディスク３と
の相対距離、すなわち図２中矢印ｄで示す距離を常に一
定に保つため、外周に駆動コイル１０が設けられたボビ
ン２の一端縁近傍部に埋め込まれている。なお、磁界コ
イル４の光磁気ディスク３との対向面４ａは、ボビン２
の光磁気ディスク３との対向面３ａに対向露出するよう
になされている。

【００２１】発光素子５は、光磁気ディスク３の磁界コ
イル４との対向面３ａを出射光にて照射するもので、例
えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等よりなっている。この
発光素子５は、ボビン２に埋め込まれ、そのボビン２の
対向面２ａにその一部が突出するようになされている。
なお、この発光素子５は図示しない外部電源からの電源
供給を受けて発光する。

【００２２】一方、本例では受光素子７は一つのみでよ
く光磁気ディスク３の対向面３ａにて反射した発光素子
５からの反射光を受光し、この反射光の受光量に応じた
出力電圧を生成するもので、例えばフォトダイオード等
からなっている。図３の実施例の場合、この受光素子７
は発光素子５の後側に配され、その一部がボビン２の対
向面２ａから突出するようにボビン２に埋め込まれてい
る。

【００２３】又、上記した特願平３−７３９３１号明細
書に開示されたものでは一つの発光素子５に対し、二つ
の受光素子６及び７を用いるため、発光素子５と受光素
子６，７とを光磁気ディスク３の記録トラック方向に沿
って（磁界コイル４が移動する半径と垂直な方向に）配
列するようにしている。つまり、発光素子５と受光素子
６，７を光磁気ディスク３の記録トラック方向に沿って
配列すれば、例えば図３に示すようなピット列１２を有
する記録済領域と、ピット列を有しないデータ記録領域
を有する光磁気ディスク３に情報信号を記録消去する場
合でも、これら受光素子６と７が対向する各領域の割合
は常に等しくなる様になされていた。

【００２４】然し、本発明では一対の発光素子５と受光
素子７だけを用いているので光磁気ディスク３の記録済
領域及びデータ記録領域に対してボビン２の取付方向を
考慮する必要がなく、図３で破線で示す様にピット列１
２の方向と直交する様に取り付けるとも出来て、ヘッド
組立時の自由度を増加させることが出来る。

【００２５】上述の如きヘッド位置制御装置の駆動制御
の系統図を図１で説明する。図１で発光素子５からの出
射光５ａは光磁気ディスク３の対向面３ａで反射し、反
射光５ｂが受光素子７に受光される。

【００２６】受光素子のフォトダイオードは反射光５ｂ
の光量に比例した出力信号７ａを出力し、スイッチング
手段１４の固定接続ｂ→可動接片ａを介して位相補償回
路１５に供給されると共に抵抗Ｒ₁ を介して演算増幅器
１３の反転入力端子に供給する。

【００２７】演算増幅器１３の非反転端子は接地され、
出力端子と反転入力端子間には帰還抵抗Ｒ₂ が接続され
て反転アンプを構成し、この演算増幅器１３の出力はス
イッチング手段１４の固定接点ｃに接続される。

【００２８】このスイッチング手段１４の可動接片ａは
後述する比較器１９からの制御信号で切換えられ、位相
補償回路１５に受光素子７の出力信号が供給される。

【００２９】位相補償回路１５では所望の位相補償が成
されてエラー信号として次段の加算器１６に供給され
る。

【００３０】加算器１６にはウォーブリング信号発生回
路１８からのウォーブリング信号が加算されると共に比
較器１９の一方の入力端子に供給される。この比較器１
９の他方の入力端子は接地され、接地電位と比較された
比較器出力の制御信号１９ａでスイッチング手段１４は
オン、オフ制御される。

【００３１】加算器１６のウォーブリング信号の加算さ
れた出力は駆動用アンプ１７で増幅され、被駆動体１１
のボビン２の周辺に配設した駆動コイル１０に供給さ
れ、被駆動体１１をウォーブリングする様に揺動させる
ことで被駆動体１１内に配設された発光素子５並に受光
素子７は図２でＡ方向に離接すると共に一定位置ｄに収
倹する様にサーボされている。

【００３２】上述の構成に於ける動作を図４乃至図６を
用いて説明する。

【００３３】今、ウォーブリング信号発生器１８で被駆
動体１１の共振周波数ｆ_O よりも高い周波数、例えばｆ
_W ＝５００〜６００Ｈｚ程度でボビン２を含む発光素子
５と受光素子７を機械的に揺動する様にウォーブリング
させた場合に、受光素子７から出力される出力信号７ａ
（７ａ′）は図４に示す様に出力される。

【００３４】図４で縦軸は受光素子７の出力、横軸をウ
ォーブリングの振れ量を表す距離ｄ ₁ としアクチェータ
を揺動させたとき曲線２０のピーク値２１を境に出力信
号が互に逆方向に変化することを利用し、同期検波する
様にすれば信号のレベルと極性が検出可能となる。

【００３５】即ち、図１でウォーブリング信号発生回路
１８からの例えば５００Ｈｚ〜６００Ｈｚ程度の図６Ａ
に示すウォーブリング信号１８ａを加算器１６と駆動ア
ンプ１７を介して被駆動体１１の駆動コイル１０に供給
して、ウォーブリングさせる。この場合の被駆動体１１
のアクチェータは極めて軽量でマス等も極めて軽く構成
されている。

【００３６】上記した被駆動体１１の位相特性は２次の
伝達関数を示すため、図５の如き周波数−位相特性２２
を示す。即ち、ウォーブリング周波数ｆ_W を被駆動体１
１のマス等で定まる共振周波数ｆ_o より高い５００Ｈｚ
程度に選択し、且つその位相をウォーブリング駆動信号
の位相に比べて１８０度ずれた、図５のｆ_O 位置近傍に
選択する様にすることで、被駆動体１１は図６Ｃに示す
様な駆動波形１１ａで駆動される。

【００３７】更にウォーブリング信号１８ａは比較器１
９に供給され、図６Ｂに示す様にウォーブリング信号１
８ａと同相の矩形波から成るスイッチ切換用の制御信号
１９ａを出力し、スイッチング手段１４の可動接片ａを
固定接片ｂ又はｃに交互に切換えることで全波整流す
る。この様なウォーブリング周波数ｆ_W でウォーブリン
グされた被駆動体１１の受光素子７からの出力信号は同
期検波器を構成する演算増幅器１３で図６Ｄ，Ｅ及び図
４に示す様に曲線２０のピーク値２１を対称に互に１８
０度の位相差を有する出力信号７ａ及び７ａ′を出力
し、この出力はピーク値に収倹する様に順次サーボされ
る。

【００３８】出力信号７ａ及び７ａ′は互に位相が反対
でピーク値２１に近づくに従って、振幅は小さくなるこ
とは明らかである。

【００３９】この出力信号７ａ及び７ａ′はスイッチン
グ手段１４の固定接点ｂ，ｃに図６Ｆ，Ｇの様に可動接
片ａを制御することで全波整流され、同期検波され且つ
全波整流されたエラー信号１４ａ及び１４ａ′が得られ
る。

【００４０】このエラー信号１４ａ及び１４ａ′は位相
補償回路１５で位相補償が行われ、加算器１６に供給さ
れているウォーブリング信号１８ａに付加されて、駆動
アンプ１７を介して被駆動体１１の駆動コイル１０に供
給され、エラー信号に応じたサーボが行われ、例えば被
駆動体１１のウォーブリング信号振幅はピーク値２１に
収倹し、光磁気ディスク３と被駆動体１１の磁界コイル
４間の距離ｄを一定とする様に成される。

【００４１】本発明は叙上の如く構成し、且つ動作させ
たので被駆動体１１のアクチェータへ取付ける発光及び
受光素子が一対で済み、その取付時の自由度も大で、デ
ィスク記録領域と記録済領域にまたがってもスパイク状
のノイズ等の発生がなく、安定にサーボを行うことが出
来るものが得られる。

【００４２】

【発明の効果】本発明のヘッド位置制御装置によればア
クチェータへ取り付ける発光及び受光素子は一対で済
み、ディスクの反射率が急激に変化する場合でもピーク
値の検出が安定に行えて、安定なサーボを行うことが出
来るものが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヘッド位置制御装置の一実施例を示す
系統図である。

【図２】本発明のヘッド位置制御装置に用いられる被駆
動体の要部略線図である。

【図３】本発明のヘッド位置制御装置に用いる被駆動体
の光磁気ディスクとの取付状態説明図である。

【図４】本発明のヘッド位置制御装置のウォーブリング
検出波形説明図である。

【図５】本発明のヘッド位置制御装置の被駆動体の位相
特性説明図である。

【図６】本発明のヘッド位置制御装置の波形説明図であ
る。

【図７】従来のヘッド位置制御装置の被駆動体の要部説
明図である。

【図８】従来のヘッド位置制御装置の被駆動体の他の例
を示す要部説明図である。

【図９】従来のヘッド位置制御装置のサーボ信号波形図
である。

【符号の説明】

３ 光磁気ディスク ５ 発光素子 ７ 受光素子 １０ 駆動コイル １１ 被駆動体（アクチェータ） １８ ウォーブリング信号発生回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁界コイルを有するヘッド等の被駆動手
   段のディスクの対向面に設けられた発光手段を介して、
   該ディスクに照射した反射光を受光手段で受光し、受光
   量に応じた出力を生成する該受光手段からの出力を検出
   して、該被駆動手動を制御して成る位置制御装置に於い
   て、 上記被駆動手段にウォーブリング信号を供給し、該被駆
   動手段に設けた上記発光手段と受光手段を上記ディスク
   面に対し離接させる様に振動させて、該受光手段よりピ
   ーク点を検出し、該検出出力により該被駆動手段とディ
   スク間の距離を一定に保つ様にサーボして成ることを特
   徴とするヘッド位置制御装置。
2. 【請求項２】 前記ウォーブリング信号を前記被駆動手
   段の共振周波数より高く選択し、位相を駆動信号より１
   ８０度位相をずらす様にして成ることを特徴とする請求
   項１記載のヘッド位置制御装置。