JPH06349212A - ヘッドの位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正確かつ高精度な位置決め制御が行えるよう
にする。 【構成】 読取ヘッドの移動先である目標位置および所
定の位置検知部１０２で検知した読取ヘッドの現在位置
に基づいて，速度プロフィールから目標速度を求める目
標速度設定部１０６と，目標速度設定部１０６で求めた
目標速度および所定の速度検知部１０３で検知した読取
ヘッドの移動速度に基づいて，読取ヘッド駆動モータの
制御量を演算する制御演算部１１０とを備えたヘッドの
位置決め装置において，速度検知部１０３で検知した移
動速度と目標速度設定部１０６で求めた目標速度との差
に基づいて，制御演算部１１０の演算に使用するゲイン
を変更するゲイン変更部１０９を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，ＯＤＤ（光ディスク装
置），ＨＤＤ（ハードディスク装置）における読取ヘッ
ド，あるいはロボットにおける駆動部の高速かつ高精度
な位置決め制御を行うヘッドの位置決め装置に関し，よ
り詳細には，速度および位置を検出し，制御演算を行う
フィードバック制御方式の位置決め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＯＤＤ（光ディスク装置），ＨＤＤ（ハ
ードディスク装置）において，ディスクの目標トラック
へアクセスする場合，読取ヘッドを，目標トラックへ高
速に，かつ正確に移動させる必要がある。この場合，読
取ヘッドの移動制御の方法としては，読取ヘッドの現在
位置および移動速度を検出し，現在位置と目標位置との
差（残差距離）を入力し，予め設定された目標速度プロ
フィールに応じて，目標速度を求め，求めた目標速度と
検出した移動速度との差を入力し，予め設定された制御
演算用のゲインに応じて，制御演算を行い，制御量を算
出し，移動速度が目標速度に等しくなるように追従制御
を行っている。なお，目標トラックの近傍では，それ迄
の目標速度プロフィールによる速度制御から，目標トラ
ック位置への位置制御に切り換える，あるいは，目標速
度プロフィールを変更することにより，高速かつ高精度
な位置決め制御を行うようにしている。

【０００３】上記制御により読取ヘッドの位置決めを行
うことにより，高速かつ高精度な位置決め制御を図って
いるものの，実際には，温度等の環境要因，経時劣化，
コイル自身の自己発熱による定数の変化，または接続ケ
ーブル等の機械的外乱等によって起こる駆動機構の摩擦
等の機械的特性の変動等に影響されて追従精度が落ちる
という不都合があった。すなわち，各種誤差要因によ
り，位置決め制御における各種最適値が変化するので，
同じ制御演算を行っていると，位置決め制御の精度が低
下する恐れがあった。

【０００４】従来，これを解決するものとして，例え
ば，特開平５−２０６９５号公報「光ピックアップの移
動制御装置」が提案されている。この装置は，光スポッ
ト（読取ヘッド）が所定位置に達したところで速度制御
信号を検出し，検出値に基づいて速度制御信号のゲイン
を変更するものであり，このゲインの変更により前述し
た各種誤差要因による各種最適値の変化を防止して位置
決め制御の精度の向上を図っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，特開平
５−２０６９５号公報によれば，光スポット（読取ヘッ
ド）が所定位置に達したところで速度制御信号を検出
し，検出値に基づいて速度制御信号のゲインを変更し，
位置決め制御の精度の向上を図っているものの，この方
法では，所定位置に達するまでゲインが修正されず，所
定位置に達するまでは最適な制御演算がなされないた
め，目標速度に対する追従精度が低下し，必ずしも十分
に正確かつ高精度な位置決め制御が行えない恐れがある
という問題点があった。

【０００６】本発明は上記に鑑みてなされたものであ
り，正確かつ高精度な位置決め制御が行えるようにする
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために，読取ヘッドの移動先である目標位置およ
び所定の位置検知手段で検知した読取ヘッドの現在位置
に基づいて，速度プロフィールから目標速度を求める目
標速度設定手段と，目標速度設定手段で求めた目標速度
および所定の速度検知手段で検知した読取ヘッドの移動
速度に基づいて，読取ヘッド駆動モータの制御量を演算
する制御量演算手段とを備えたヘッドの位置決め装置に
おいて，速度検知手段で検知した移動速度と目標速度設
定手段で求めた目標速度との差に基づいて，制御量演算
手段の演算に使用するゲインを変更するゲイン変更手段
を具備したヘッドの位置決め装置を提供するものであ
る。

【０００８】なお，前述した構成に加えて，あらかじめ
所定の目標位置と速度プロフィールとに基づいてヘッド
の位置決め制御を行い，その時に検出された移動速度と
速度プロフィールとの差から求められたゲインの変更量
を記憶したゲイン記憶手段を備え，前記ゲイン変更手段
は，速度検知手段で検知した移動速度と目標速度設定手
段で求めた目標速度との差に基づいて，ゲイン記憶手段
から該当するゲインの変更量を求め，変更量を用いて制
御量演算手段のゲインを変更するものとする。

【０００９】また，本発明は上記の目的を達成するため
に，読取ヘッドの移動先である目標位置および所定の位
置検知手段で検知した読取ヘッドの現在位置に基づい
て，速度プロフィールから目標速度を求める目標速度設
定手段と，目標速度設定手段で求めた目標速度および所
定の速度検知手段で検知した読取ヘッドの移動速度に基
づいて，読取ヘッド駆動モータの制御量を演算する制御
量演算手段とを備えたヘッドの位置決め装置において，
速度検知手段で検知した移動速度と目標速度設定手段で
求めた目標速度との差に基づいて補正量を求め，補正量
を用いて制御量演算手段から出力される制御量を補正す
る制御量補正手段を具備したヘッドの位置決め装置を提
供するものである。

【００１０】また，前述した構成に加えて，あらかじめ
所定の目標位置と速度プロフィールとに基づいてヘッド
の位置決め制御を行い，その時に検出された移動速度と
速度プロフィールとの差から求められた補正量を記憶し
た補正量記憶手段を備え，前記制御量補正手段は，速度
検知手段で検知した移動速度と目標速度設定手段で求め
た目標速度との差に基づいて，補正量記憶手段から該当
する補正量を求め，補正量を用いて制御量演算手段から
出力される制御量を補正するものとする。

【００１１】

【作用】本発明のヘッドの位置決め装置は，移動速度と
目標速度との差を入力し，読取ヘッド駆動モータの制御
量を算出する際に参照するゲインを変更する。また，あ
らかじめ所定の目標位置と速度プロフィールとに基づい
てヘッドの位置決め制御を行い，その時に検出された移
動速度と速度プロフィールとの差から求められたゲイン
の変更量を所定のメモリに記憶させておき，移動速度と
目標速度との差に基づいて，前記メモリを参照すること
によりゲインの変更量を求め，変更量に従ってゲインを
変更する。

【００１２】また，本発明のヘッドの位置決め装置は，
移動速度と目標速度との差に基づいて補正量を求め，補
正量を用いて読取ヘッド駆動モータの制御量を補正す
る。また，あらかじめ所定の目標位置と速度プロフィー
ルとに基づいてヘッドの位置決め制御を行い，その時に
検出された移動速度と速度プロフィールとの差から求め
られた補正量を所定のメモリに記憶させておき，移動速
度と目標速度との差に基づいて，前記メモリを参照する
ことにより補正量を求め，補正量に従って前記制御量を
補正する。

【００１３】

【実施例】以下，本発明のヘッドの位置決め装置につい
て，〔実施例１〕，〔実施例２〕の順で，図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１４】〔実施例１〕図１は，実施例１のヘッドの
位置決め装置の構成を示すブロック図であり，読取ヘッ
ド（図示せず）を駆動するための読取ヘッド駆動モータ
１０１と，読取ヘッドの現在位置を検知する位置検知部
１０２と，読取ヘッドの移動速度（実速度）を検知する
速度検知部１０３と，読取ヘッドの移動先である目標位
置と位置検知部１０２の検知した現在位置とを比較し
て，現在位置と目標位置との差（以降，残差距離と記載
する）を求める比較器１０４と，あらかじめ残差距離と
目標速度との関係を示す速度プロフィールを記憶した速
度プロフィール記憶部１０５と，残差距離に基づいて，
速度プロフィール記憶部１０５に記憶してある速度プロ
フィールを参照して目標速度を設定する目標速度設定部
１０６と，速度検知部１０３で検知した移動速度と目標
速度設定部１０６で設定した目標速度とを比較して，移
動速度と目標速度との差（以降，速度差と記載する）を
求める比較器１０７と，あらかじめ速度差とゲインの変
更量との対応テーブルを記憶させたゲイン記憶部１０８
と，比較器１０７から出力される速度差に基づいて，ゲ
イン記憶部１０８に記憶してある対応テーブルを参照し
て，ゲインの変更量を求め，後述する制御演算部１１０
で使用するゲインを変更するゲイン変更部１０９と，比
較器１０７により求めた速度差を入力し，ゲイン変更部
１０９によって変更されたゲインを使用して，読取ヘッ
ド駆動モータ１０１の制御量を演算する制御演算部１１
０とから構成されている。

【００１５】以上の構成により，その動作を説明する。
先ず，位置検知部１０２により，読取ヘッド駆動モータ
１０１の現在位置を検知し，速度検知部１０３により，
読取ヘッド駆動モータ１０１の移動速度を検知する。次
に，比較器１０４により，現在位置と目標位置との差
（残差距離）を求める。目標速度設定部１０６は，残差
距離に基づいて速度プロフィール記憶部１０５に記憶し
てある速度プロフィールを参照し，該当する残差距離に
対応する速度を目標速度として設定する。

【００１６】続いて，比較器１０７により，目標速度設
定部１０６により設定された目標速度と速度検知部１０
３で検知した移動速度との差（速度差）を求める。ゲイ
ン変更部１０９は，速度差に基づいてゲイン記憶部１０
８の対応テーブルを参照し，該当する速度差に対応する
変更量を用いて，制御演算部１１０で使用するゲインを
変更する。一方，制御演算部１１０は，速度差を入力デ
ータとして，ゲイン変更部１０９によって変更されたゲ
インを用いて読取ヘッド駆動モータ１０１の制御量を演
算する。

【００１７】次に，図２を参照して，ゲイン記憶部１０
８に記憶させる速度差とゲインの変更量との対応テーブ
ルについて説明する。この対応テーブルは，あらかじめ
所定の目標位置と速度プロフィールとに基づいてヘッド
の位置決め制御を行い，その時に検出された移動速度と
速度プロフィールとの差から求められたゲインの変更量
を，速度差に対応させて記憶したものである。

【００１８】先ず，補正用の目標位置と速度プロフィー
ルを設定し（Ｓ２０１），擬似的にヘッド位置決め制御
を行ない制御量を求め，求めた制御量から読取ヘッド駆
動モータ１０１を制御して，読取ヘッドの速度を検知す
る（Ｓ２０２）。続いて，位置決め制御処理において，
検知した読取ヘッドの位置から設定される目標速度とＳ
２０２で検知した速度との差からゲインの変更量を決定
する（Ｓ２０３）。

【００１９】なお，図２の処理は，ヘッドの位置決め装
置が搭載された装置本体の電源投入時あるいはリセット
時に自動的に行うようにしていも良い。また，所定のタ
イミングで行うようにしても良い。

【００２０】また，温度変化に注目し，温度センサー
（図示せず）を搭載し，温度センサーの検知した温度
（温度変化）に基づいて，上記ゲインの変更量を決定し
ても良い。

【００２１】前述したように実施例１によれば，制御演
算部１１０の演算で使用するゲインが，ゲイン変更部１
０９により常に適切なゲインに変更されるため，温度等
の環境要因，経時劣化，コイル自身の自己発熱による定
数の変化，または接続ケーブル等の機械的外乱等によっ
て起こる駆動機構の摩擦等の機械的特性の変動等によ
り，位置決め制御における各種最適値が変化しても，変
化に対して早期に対応でき，高速かつ正確な位置決め制
御を行なうことができる。

【００２２】〔実施例２〕実施例２のヘッドの位置決め
装置は，制御演算部１１０の演算結果（制御量）を補正
することにより，実施例１と同様の効果を得るものであ
る。図３は，実施例２のヘッドの位置決め装置の構成を
示すブロック図を示し，図において，３０１は制御演算
部１１０の演算結果（制御量）を適正な制御量に補正す
るための補正量の演算を行なう制御補正演算部，３０２
はあらかじめ速度差と補正量との対応テーブルを記憶さ
せた補正量記憶部，３０３は制御演算部１１０の演算結
果（制御量）と制御補正演算部３０１の演算結果（補正
量）とを加算して制御演算部１１０の演算結果（制御
量）を適正な制御量に補正する加算器である。なお，図
１と同符号のものは実施例１と同様に付，説明を省略す
る。

【００２３】以上の構成により，その動作を説明する。
実施例２の動作は基本的には実施例１と同様に付，異な
る部分の動作についてのみ説明する。比較器１０７は，
目標速度設定部１０６で設定した目標速度と速度検知部
１０３で検知した移動速度とを入力して，目標速度と移
動速度との速度差を求める。続いて，制御演算部１１０
は，速度差を入力データとして読取ヘッド駆動モータ１
０１の制御量を演算する。

【００２４】一方，制御補正演算部３０１は，比較器１
０７から速度差を入力し，速度差に基づいて，補正量記
憶部３０２の対応テーブルを参照し，該当する補正量を
求める。加算器３０３は，制御演算部１１０の演算処理
後，制御演算部１１０の演算結果（制御量）と前記補正
量とを加算し，制御演算部１１０の演算結果（制御量）
を適正な制御量に補正する。

【００２５】従って，読取ヘッド駆動モータ１０１は，
補正された制御量に基づいて駆動することになる。な
お，制御量の補正における補正量は，実施例１と同様に
図２に示すフローチャートの処理によって行なう。ただ
し，実施例２の場合には，図２のＳ２０３の処理におい
て，移動速度と目標速度との差から補正量を決定するも
のである。

【００２６】ここで，補正量記憶部３０２の対応テーブ
ルに記憶させる補正量の決定方法について詳細に説明す
る。温度等の環境要因，経時劣化，コイル自身の自己発
熱による定数の変化，または接続ケーブル等の機械的外
乱等によって起こる駆動機構の摩擦等の機械的特性の変
動等により，位置決め制御における各種最適値が変化す
ると，各種最適値の変化に対応して摩擦力が変化する。
この摩擦力を相殺するための値が補正量である。従っ
て，制御補正演算部３０１により，摩擦力に対応した補
正量（Ｕｓ）求め，加算器３０３により，求めた補正量
（Ｕｓ）を加算することで，各種最適値の変化による制
御量（読取ヘッド駆動モータ１０１の制御量）の過不足
を補うようにするものである。

【００２７】式（１）は，読取ヘッド駆動モータ１０１
のモータ電圧Ｖを求める式，式（２）は読取ヘッド駆動
モータ１０１の発生トルクＴを求める式，式（３）は発
生トルクＴによる運動方程式である。

【００２８】

【数１】

【００２９】先ず，上記の式（３）において，読取ヘッ
ド駆動モータ１０１が定常状態（回転数一定）では，ｄ
ω／ｄｔ＝０となり，また粘性係数Ｄは無視できる程度
に小さいので，式（４）のように書き換えることができ
る。 Ｔ ＝ Ｔ_f ‥‥‥‥‥（４）

【００３０】換言すれば，発生トルクＴを摩擦トルク
（摩擦力）として近似することができる。一方，式
（２）より，発生トルクＴはモータ電流Ｉに比例する。
さらに，モータ電流Ｉは，式（１）の第１の項（ＲＩ）
であるので，この第１の項を摩擦の項として見なすこと
ができる。

【００３１】実施例２では，補正量Ｕｓをこの第１の項
（ＲＩ）を摩擦の項とした場合の摩擦力に対応させて求
めている。すなわち，この摩擦力の変化分を加算するこ
とで特性の変化による制御量の不足分を過不足なく補う
ことができる。

【００３２】また，実施例２でも，実施例１と同様に，
温度変化に注目し，温度センサー（図示せず）を搭載
し，温度センサーの検知した温度（温度変化）に基づい
て，上記補正量を決定しても良い。

【００３３】前述したように実施例２によれば，制御演
算部１１０の演算結果（制御量）を補正する手段（制御
補正演算部３０１および加算器３０３）を有しているた
め，制御量を最適な値に補正することができ，実施例１
と同様の効果を得ることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上より明らかなように本発明のヘッド
の位置決め装置によれば，読取ヘッドの移動先である目
標位置および所定の位置検知手段で検知した読取ヘッド
の現在位置に基づいて，速度プロフィールから目標速度
を求める目標速度設定手段と，目標速度設定手段で求め
た目標速度および所定の速度検知手段で検知した読取ヘ
ッドの移動速度に基づいて，読取ヘッド駆動モータの制
御量を演算する制御量演算手段とを備えたヘッドの位置
決め装置において，速度検知手段で検知した移動速度と
目標速度設定手段で求めた目標速度との差に基づいて，
制御量演算手段の演算に使用するゲインを変更するゲイ
ン変更手段を具備したため，正確かつ高精度な位置決め
制御が行える。

【００３５】また，本発明のヘッドの位置決め装置によ
れば，読取ヘッドの移動先である目標位置および所定の
位置検知手段で検知した読取ヘッドの現在位置に基づい
て，速度プロフィールから目標速度を求める目標速度設
定手段と，目標速度設定手段で求めた目標速度および所
定の速度検知手段で検知した読取ヘッドの移動速度に基
づいて，読取ヘッド駆動モータの制御量を演算する制御
量演算手段とを備えたヘッドの位置決め装置において，
速度検知手段で検知した移動速度と目標速度設定手段で
求めた目標速度との差に基づいて補正量を求め，補正量
を用いて制御量演算手段から出力される制御量を補正す
る制御量補正手段を具備したため，正確かつ高精度な位
置決め制御が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のヘッドの位置決め装置の構成を示す
ブロック図である。

【図２】実施例２のヘッドの位置決め装置の構成を示す
ブロック図である。

【図３】制御演算部の参照するゲインおよび制御補正演
算部の演算に用いる補正量を求めるための処理を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】 １０１ 読取ヘッド駆動モータ １０２ 位置検
知部 １０３ 速度検知部 １０６ 目標速
度設定部 １０８ ゲイン記憶部 １０９ ゲイン
変更部 １１０ 制御演算部 ３０１ 制御補
正演算部 ３０２ 補正量記憶部 ３０３ 加算器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読取ヘッドの移動先である目標位置およ
   び所定の位置検知手段で検知した読取ヘッドの現在位置
   に基づいて，速度プロフィールから目標速度を求める目
   標速度設定手段と，前記目標速度設定手段で求めた目標
   速度および所定の速度検知手段で検知した読取ヘッドの
   移動速度に基づいて，読取ヘッド駆動モータの制御量を
   演算する制御量演算手段とを備えたヘッドの位置決め装
   置において，前記速度検知手段で検知した移動速度と前
   記目標速度設定手段で求めた目標速度との差に基づい
   て，前記制御量演算手段の演算に使用するゲインを変更
   するゲイン変更手段を具備したことを特徴とするヘッド
   の位置決め装置。
2. 【請求項２】 あらかじめ所定の目標位置と前記速度プ
   ロフィールとに基づいてヘッドの位置決め制御を行い，
   その時に検出された移動速度と速度プロフィールとの差
   から求められたゲインの変更量を記憶したゲイン記憶手
   段を備え，前記ゲイン変更手段は，前記速度検知手段で
   検知した移動速度と前記目標速度設定手段で求めた目標
   速度との差に基づいて，前記ゲイン記憶手段から該当す
   るゲインの変更量を求め，前記変更量を用いて制御量演
   算手段のゲインを変更することを特徴とする請求項１記
   載のヘッドの位置決め装置。
3. 【請求項３】 読取ヘッドの移動先である目標位置およ
   び所定の位置検知手段で検知した読取ヘッドの現在位置
   に基づいて，速度プロフィールから目標速度を求める目
   標速度設定手段と，前記目標速度設定手段で求めた目標
   速度および所定の速度検知手段で検知した読取ヘッドの
   移動速度に基づいて，読取ヘッド駆動モータの制御量を
   演算する制御量演算手段とを備えたヘッドの位置決め装
   置において，前記速度検知手段で検知した移動速度と前
   記目標速度設定手段で求めた目標速度との差に基づいて
   補正量を求め，前記補正量を用いて前記制御量演算手段
   から出力される制御量を補正する制御量補正手段を具備
   したことを特徴とするヘッドの位置決め装置。
4. 【請求項４】 あらかじめ所定の目標位置と前記速度プ
   ロフィールとに基づいてヘッドの位置決め制御を行い，
   その時に検出された移動速度と速度プロフィールとの差
   から求められた補正量を記憶した補正量記憶手段を備
   え，前記制御量補正手段は，前記速度検知手段で検知し
   た移動速度と前記目標速度設定手段で求めた目標速度と
   の差に基づいて，前記補正量記憶手段から該当する補正
   量を求め，前記補正量を用いて制御量演算手段から出力
   される制御量を補正することを特徴とする請求項３記載
   のヘッドの位置決め装置。