JPH0817151A - 情報記録再生装置のモータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 光ピックアップを移動させるリニアモータ１
０の加速度を機械的に検出する加速度センサーユニット
１６からの信号と、リニアモータ１０の駆動信号とから
上記駆動信号を補償するための補償信号を出力する外乱
オブザーバ１７を設ける。加速度センサーユニット１６
の有する低域遮断周波数とほぼ等しい低域遮断周波数を
有するハイパスフィルタ１７ｇを、外乱オブザーバ１７
における駆動信号の入力から補償信号の生成までの経路
上に設ける。 【効果】 外部から与えられる駆動信号や振動・衝撃、
または加速度センサーユニット１６や回路中のノイズな
どに対してリニアモータ１０が外乱オブザーバ１７によ
り過敏あるいは過大に駆動されることをハイパスフィル
タ１７ｇによって回避できて、リニアモータ１０や光ピ
ックアップが損傷する虞れを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置等のサ
ーボ制御あるいはアクセス制御のため使用されるモータ
の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置や磁気ディスク装置にお
いては、ディスク媒体に情報を記録・再生するための光
ピックアップやヘッドをディスク上特定のトラック上に
位置決めするトラッキングサーボ制御や、或いは、光ピ
ックアップやヘッドを目的のトラックに素早く移動させ
るアクセス制御が広く行われている。このため、上記光
ヘッドやピックアップをディスクの半径方向に移動させ
るモータ機構が用いられる。

【０００３】従来の光ディスク装置では、例えば図２４
および図２５に示すように、情報の記録媒体である光デ
ィスク５１が、シャーシ５２に取り付けられたスピンド
ルモータ５３により回転するように設けられている。上
記光ディスク５１の下面側に、後述するように光ピック
アップ５４がシャーシ５２に光ディスク５１の半径方向
に移動可能な状態で取り付けられている。上記光ピック
アップ５４は、光ディスク５１上のトラック５１ａに対
物レンズ５５により集光されたレーザ光５４ａを照射し
て情報を書き込んだり読み出したりできるようになって
いる。

【０００４】一方、上記シャーシ５２には、永久磁石５
８とガイドレール５９等が設けられており、駆動コイル
５７に通電した電流で生じる磁界と、永久磁石５８の磁
界とで発生する駆動力により、上記光ピックアップ５４
を、ガイドレール５９に沿って、つまり光ディスク５１
の半径方向に移動させる、いわゆるリニアモータ６０と
呼ばれるモータ機構を構成している。

【０００５】また、光ピックアップ５４や駆動コイル５
７は，図示しない制御回路等の間で電源電流や検出信号
や制御信号を入出力するためのＦＰＣ(Flexible Printe
d Circuit)基板６１が設けられている。なお、光ピック
アップ５４、ベアリング部５６や駆動コイル５７等を含
め、シャーシ５２に対して相対的に移動させられる部分
をリニアモータ６０のモータ可動部６０ａと称し、これ
に対し、永久磁石５８とガイドレール５９等を含め、シ
ャーシ５２に対して相対的に移動しない部分をリニアモ
ータ６０のモータ固定部６０ｂと称する。

【０００６】ところで、コンピュータの記憶装置として
用いられる光ディスク装置のトラッキングサーボ制御
は、光ディスク５１の回転に伴い最大数十μｍ変位する
トラック５１ａに対してレーザー光５４ａをおよそ 0.1
μｍ以下の誤差・精度にて追従させなければならない。

【０００７】このため、トラック５１ａの変位の低周波
数大振幅の成分には上記のリニアモータ６０により光ピ
ックアップ５４全体を移動させ追従させると共に、トラ
ック５１ａの変位の高周波数小振幅の成分には光ピック
アップ５４内部のレンズアクチュエータ５４ｂと呼ばれ
る機構でレーザー光５４ａを絞る対物レンズ５５を移動
させ、高精度のトラッキングサーボ制御を行う２段サー
ボ方式が用いられることが多い。

【０００８】これにより、このような２段サーボ方式で
は、レーザー光５４ａと光ディスク５１上のトラック５
１ａとの位置のズレを検出し、トラッキング誤差信号Ｔ
ＥＳとして出力するＴＥＳ検出回路５４ｃが上記光ピッ
クアップ５４内部に組み込まれている。

【０００９】入力されたトラッキング誤差信号ＴＥＳに
対して必要な増幅度と周波数特性とを付与するための第
１位相補償回路６２および第２位相補償回路６３が設け
られ、さらに第１位相補償回路６２および第２位相補償
回路６３からの出力信号がそれぞれ入力されてレンズア
クチュエータ５４ｂとリニアモータ６０の駆動電流を発
生するための第１ドライバ６４および第２ドライバ６５
がそれぞれ設けられている。

【００１０】このような２段サーボ方式のサーボゲイン
カーブを例えば図２６に示す。レンズアクチュエータ５
４ｂでは、対物レンズ５５をバネにて支持する構造が用
いられることが多く、その場合、周波数ｆ_A に共振点を
有するバネ・マス系の特性を示す。

【００１１】また、カットオフ周波数（サーボゲインが
１となる周波数）ｆ_C 近傍でのサーボ系の安定性を確保
するために、図２５における第１位相補償回路６２にお
いて、ｆ₃ からｆ₄ までの周波数区間にて入力されたト
ラッキング誤差信号ＴＥＳに対して位相進み補償が施さ
れている。

【００１２】リニアモータ６０は、光ピックアップ５４
をベアリング部５６にて自在に移動できるように支持し
た構造であるから、原理的には共振特性を示さず、慣性
質量系の２階積分特性を示すものである。

【００１３】そして、レンズアクチュエータ５４ｂに比
べ、モータ可動部６０ａのサイズが大きくトラック５１
ａ変位の高周波数成分への追従が難しいこと、およびモ
ータ可動部６０ａのサイズが大きく不要な高次共振モー
ドが発生し易いことから、図２５に示す第２位相補償回
路６３にはｆ_LPF に折点を有するローパスフィルタが設
けられている。

【００１４】これにより、周波数ｆ_D に存在する上記の
不要な高次共振モードの影響が回避される。さらに、低
周波域でのサーボゲインをレンズアクチュエータ５４ｂ
より高めるため、周波数ｆ₁ に折点を有する１次のロー
パスフィルタが設けられている。

【００１５】このサーボゲインカーブより明らかに、リ
ニアモータ系とレンズアクチュエータ系のゲインカーブ
の交点周波数ｆ_X 以下ではリニアモータ系のゲインが高
く、リニアモータ６０が主としてサーボ追従を行う。ｆ
_X は数百Hz程度に設定される一方、光ディスク５１の回
転周波数は数十Hzであるから、トラック５１ａの低周波
成分にはリニアモータ６０が主として追従する。

【００１６】このような２段サーボ方式を用いる最大の
理由は、光ディスク装置において多用されるトラッキン
グ誤差信号の検出方法であるプッシュプル法の欠点が緩
和されるためである。

【００１７】例えば、ラジオ技術社刊：「光ディスク技
術」87ページ〜88ページに記述されているように、プッ
シュプル法にてトラッキング誤差信号を検出する場合、
レンズアクチュエータ５４ｂの変位量が大きいと、レー
ザー光５４ａとトラック５１ａとの位置が一致していて
も、トラッキング誤差信号がゼロとならない、いわゆる
ビームシフトによるトラッキングオフセットを生じて正
確なトラッキングサーボ制御が行えない。

【００１８】しかし、２段サーボ方式によれば、トラッ
ク５１ａの低周波大振幅の変位にはリニアモータ６０が
追従するため、レンズアクチュエータ５４ｂはトラック
５１ａの高周波小振幅の変位に追従すればよく、プッシ
ュプル法の欠点を大幅に緩和できる。

【００１９】さて、２段サーボ方式においては、リニア
モータ６０とレンズアクチュエータ５４ｂとが協調して
トラック５１ａの変位に追従することは既に述べたが、
リニアモータ６０とレンズアクチュエータ５４ｂとの双
方の特性が良好でなければ、この２段サーボ方式はうま
く機能しない。

【００２０】レンズアクチュエータ５４ｂは小型軽量の
部品を用いるため個々の部品や組み立ての剛性や精度が
比較的高く，これらの部品レベルでの不要な共振等に起
因する特性歪みは、仮に発生してもその周波数がサーボ
制御に要する周波数帯域（通常数ｋHz）より十分に高い
場合が多く、問題にはなり難い。

【００２１】これに比べて大型で重量のあるリニアモー
タ６０では、数百Hzあるいはそれ以下の周波数にて各種
の特性歪みが発生することもあり、特性を良好に保つこ
とが重要な問題となる。

【００２２】特性歪みとしては、図２６にて示した高次
共振モード（ｆ_D に存在）だけではなく、光ピックアッ
プ５４との電源や信号の入出力するためのＦＰＣ基板６
１やベアリング部５６のバネ性あるいは非線形性に起因
するものも考えられる。

【００２３】リニアモータ６０における駆動電流に対す
るモータ可動部６０ａの変位への伝達特性例を図２７に
示す。上記リニアモータ６０では、例えば転がり型ベア
リンングを用いた場合、転がり接触面で生じる微少な弾
性変形のために等価的なバネ性を有し、これとモータ可
動部６０ａの質量とで図２７中の破線のようにバネ・マ
ス系の共振特性を示すことがある。

【００２４】このようなバネ性がなければ実線で示した
ように、単に−40（dB/dec）のゲインカーブ勾配を有す
る慣性質量系の特性を示す筈であるが、上記のようにバ
ネ・マス系の共振特性を示す場合、その共振周波数ｆ_L
以下の周波数におけるリニアモータ６０の応答、すなわ
ちサーボゲインが低下する。このようなバネ性はＦＰＣ
基板６１のたわみによっても発生し、同様にサーボゲイ
ンの低下が発生する。

【００２５】通常はベアリング部５６やＦＰＣ基板６１
にて生じるバネ性は弱く、仮に共振特性が現れたとして
もその周波数ｆ_L は十分低く特に問題とはならない。し
かし、例えばベアリング部５６の機械的なガタつきを抑
えるためにベアリング部５６の与圧を高めたりした場合
にはｆ_L も高くなり、それ以下の周波数においてリニア
モータ６０はサーボ制御に余り関与しなくなる。

【００２６】また装置寸法の低減の面から、ベアリング
部５６に転がり型ではなく、フッ素樹脂等を用いた摺動
型のものが用いられることがあるが、この場合には変位
量の大小、あるいは環境中の温度や湿度によって、ベア
リング部５６の等価的なバネ性が大きく変化、つまり上
記バネ性の非線形性が強く現れ易い。

【００２７】上記摺動型のベアリング部５６をリニアモ
ータ６０に用いた場合における２段サーボ方式のサーボ
ゲインカーブの例を図２８に示す。モータ可動部６０ａ
の質量とベアリング部５６での等価的なバネ性とにて生
じる共振周波数は、変位量が大きい（すなわち、トラッ
ク５１ａの変位量が大きい）ときには十分低いｆ_L にあ
るが、変位量が小さいときにはｆ_L ' まで上昇し、
ｆ_L ' 以下におけるサーボゲインが低下する。

【００２８】単に変位量が小さいときにこのような共振
周波数の上昇が発生するのであれば、追従すべきトラッ
ク５１ａの変位量が小さいのであるから、これに伴いサ
ーボゲインが低下しても特に問題を生じない。

【００２９】しかし、温度や湿度によって摺動型のベア
リング部５６の動きが悪くなり、極端なときには上記ベ
アリング部５６が吸着されることがある。この場合には
ｆ_L' は極めて高くなり、数百Hzから数ｋHzのオーダー
にまで達することがある。こうなるとトラック５１ａの
変位の大きさにかかわらずサーボゲインの低下が著しく
なる。

【００３０】あるいは、リニアモータ６０に推力を発生
させるための永久磁石や駆動コイルの着磁力の差や僅か
な形状のずれにより、リニアモータ６０の駆動電流に対
する応答、すなわち感度は変化するが、この感度変化に
よってもサーボゲインは影響を受ける。感度が低い場合
にはサーボゲインが低下してトラック５１ａへの追従性
能が劣化するという問題を生じる。一方、上記の感度が
高くなっても別の問題が生じる。

【００３１】上記のような感度が高くなったリニアモー
タ６０を用いた場合における２段サーボ方式のサーボゲ
インカーブの例を図２９に示す。このように感度の上昇
に伴って、ゲインカーブは図中破線で示すように上昇す
る。

【００３２】このとき、上記リニアモータ６０における
ｆ_D に存在する高次の共振モードの影響も増大して、レ
ンズアクチュエータ系を含めたサーボ系全体が不安定に
なる虞がある。これらの感度変動は永久磁石の磁束分布
の不均一などによるモータ可動部６０ａのモータ固定部
６０ｂに対する相対的な位置によっても現れる。

【００３３】さらに、これらのような特性歪みやパラメ
ータの変動とは異なる別の問題として、装置に振動や衝
撃などの外乱が加わった場合、従来の光ディスク装置等
におけるリニアモータ６０はその影響を直接受けてしま
い、サーボ制御精度の劣化を生じてしまう。

【００３４】これらモータ機構に生じる問題点、すなわ
ち共振特性の発生を含む特性歪みや感度の変動、あるい
は振動・衝撃等の外乱による悪影響が発生するという問
題点に対しては、従来幾つかの研究が行われている。

【００３５】例えば、大西公平著「電動機およびロボッ
トの制御」（電気学会雑誌第１１０巻８号、1990、p.65
7-660 ）において、ロボットの関節の制御を目的とし、
上記問題点に対処しようとした研究が報告されている。

【００３６】この報告では、特性歪みやパラメータの変
動あるいは振動・衝撃によるモータの特性・応答の理想
からのズレを、全てモータに外乱トルクが加わったため
に生じたものと考え、この外乱トルクを一括して推定
し、モータにフィードバックする、いわゆる外乱オブザ
ーバの手法について示している。

【００３７】上記外乱オブザーバを用いたシステムをブ
ロック図で示すと図３０のようになり、上記システムを
等価変換して書き直すと図３１に示したシステムのブロ
ック図となる。

【００３８】図３１に示したシステムにおける外乱オブ
ザーバでは、上記外乱オブザーバ右半分は、センサーに
より検出されたモータの回転速度（角速度）ωを角周波
数ｇまでの帯域で近似微分して回転の角加速度に変換し
た後、近似微分でのゲイン低下分ｇと慣性モーメントの
ノミナル値Ｊ_n を乗じ、駆動トルクＴ_m および外乱トル
クＴ_dis を含めた、モータに加わる全トルクＴ₁ を求め
る一方、外乱オブザーバ左半分は、モータの駆動電流Ｉ
にトルク定数のノミナル値Ｋτn を乗じて駆動トルクの
ノミナル値Ｔ₂ を求めている。

【００３９】そして、上記外乱オブザーバでは、外乱ト
ルク推定値Ｔ_dis ' を両者の差（Ｔ₂ −Ｔ₁ ）で求め、
上記の差にトルク定数のノミナル値Ｋτn の逆数を乗じ
て、上記の差を打ち消すための補償電流Ｉ_cmp を求めて
いる。

【００４０】このような外乱オブザーバを有するシステ
ムでは、上記補償電流Ｉ_cmp を、モータへの駆動電流基
準値Ｉ_a ^ref に加えてモータの駆動電流実際値を求め、
その駆動電流実際値をモータに加えることで、モータに
おける各種の特性歪み、パラメータ変動や、外部からの
振動・衝撃等の影響を抑圧できるようになっている。

【００４１】なお、外乱オブザーバ左半分の中のローパ
スフィルタ〔ｇ／（ｓ＋ｇ）〕は、等価変換によって生
じたものであり、近似微分が行われる帯域ｇ以下の周波
数では影響を与えず、それ以上の周波数での帯域制限を
行う働きをしている。

【００４２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
外乱オブザーバを情報記録再生装置のモータ制御装置に
適用した場合、以下のような大きな問題を生じている。
すなわち、まず、モータの動きを検出するためのセンサ
ーについて言えば、先の研究では回転型のモータを対象
としていたので、回転速度（角速度）を検出するタコジ
ェネレータが簡便に利用できる。

【００４３】同様な速度を検出するセンサーを、例えば
図３２に示すように、直動型のモータであるリニアモー
タ６０に付加しようとすると、シャーシ５２に磁石６６
を取り付ける一方、モータ可動部６０ａに検出コイル６
７を取り付けたセンサー構造が考えられた。

【００４４】他の構造として、図３３のように、位置検
出用のフォトディテクタ６８をシャーシ５２に取り付け
る一方、発光ダイオード６９をモータ可動部６０ａに取
り付け、フォトディテクタ６８で検出した変位出力を微
分して速度成分として出力する微分器７０を設けたセン
サー構造が考えられた。

【００４５】しかしながら、上記各センサー構造は、い
ずれもモータ固定部６０ｂとモータ可動部６０ａとの双
方にまたがる大きな構造であり、センサーとしての所定
の精度を確保するために、モータ固定部６０ｂとモータ
可動部６０ａとの双方に取り付ける素子の位置精度が重
要となる。

【００４６】よって、上記各センサー構造では、構造が
複雑となり、取り付けにも手間取ることから、コストア
ップを招来するという問題を生じると共に、上記各セン
サー構造が大きな構造であることから、その取り付けに
より新たに不要な共振モードを発生する危険性も高いと
いう問題も生じている。

【００４７】さらに、制御対象を回転型のモータからリ
ニアモータに置き換え、速度センサーを用いた場合の外
乱オブザーバを用いたシステムの例を図３４に示す。な
お、図３４では変数などはリニアモータ６０に合わせて
書き直されている。また、図３４には速度の検出に必要
なセンサーがＣｓで示されるブロックとして書きこまれ
ており、図中の変数等の意味は以下の通りである。

【００４８】Ｋ_f ：リニアモータの推力定数 Ｍ ：リニアモータの可動部質量 Ｋ_fn ：Ｋ_f のノミナル値（標準値） Ｍ_n ：Ｍのノミナル値（標準値） Ｃ ：速度センサーの感度 Ｆ_m ：リニアモータの推力 Ｆ_dis ：外乱力（パラメータ変動分等を含む） Ｆ_dis ’：外乱力推定値（パラメータ変動分等を含む） Ｉ_a ^ref ：リニアモータへの駆動電流基準値 Ｉ ：リニアモータの駆動電流実際値 Ｉ_cmp ：外乱力補償用電流 ｘ ：リニアモータ変位 ｓ ：ラプラス演算子 ｇ ：オブザーバの外乱推定帯域（角周波数） 上記システムでは、ゲイン項として（ｇ・Ｍ_n ／Ｃ）の
増幅度を有するブロックが存在しており、近似微分器の
帯域ｇを高める程、上記（ｇ・Ｍ_n ／Ｃ）のブロックに
は大きな増幅度が要求される。

【００４９】例えば、光ディスク装置のリニアモータに
て、およそ２ｋHzまで良好な特性を得ようとすると、ｇ
＝２π×2000≒12600 となるが、このような高いゲイン
のアンプを作製することは容易でない。上記アンプとし
てＯＰアンプを用いるとしても２ｋHzで 12600倍のゲイ
ンを得るには約25ＭHz以上の帯域を有するものを用いる
か、あるいは数段に分割して構成しなければならない。

【００５０】これにより、高帯域のものを用いた場合は
高価なものとなり、数段に分割した場合でも構造が複雑
になって高価なものとなる。その上、上記のような高い
ゲインを実現した構成では、そのアンプ自体や、その入
力に加わるノイズは大きく増幅されるので、不都合を生
じる。

【００５１】また、余程、（Ｍ_n ／Ｃ）が小さければ、
（ｇ・Ｍ_n ／Ｃ）のブロックをゲインの低いアンプで構
成することができるが、光ディスク装置のリニアモータ
では、モータ可動部６０ａの質量Ｍ（通常Ｍ_n とあまり
掛け離れていない）が最低でも0.01ｋｇ程度、速度セン
サーの感度が高々0.01Ｖ／ｍｓ^-1オーダーであることを
勘案すると、（ｇ・Ｍ_n ／Ｃ）がｇより小さくなること
は期待できない。

【００５２】次に検出した速度情報を元に外乱トルクを
推定する際に、帯域ｇまでの近似微分〔ｓ／（ｓ＋
ｇ）〕を施しているが、微分操作はセンサー、回路ある
いは外来性のノイズを強調してしまうため、これに基づ
いてモータを制御するとドライバやモータ自体の無駄な
電力消費や発熱を招く他、モータに不要な振動や騒音を
生じさせてしまう。

【００５３】この微分操作の行われる帯域ｇまでは特性
歪みやパラメータ変動あるいは振動・衝撃等を吸収し補
償できるが、その帯域ｇを拡大しようとするとノイズの
影響はそれに伴って大きくなる。

【００５４】光ディスク装置において、図２６に示すよ
うに、リニアモータ系とレンズアクチュエータ系のゲイ
ンカーブの交点周波数ｆ_x に対して、リニアモータ６０
にはｆ_x の３倍から４倍程度の周波数帯域まで良好な特
性が要求される。例えば、ｆ_x を 500Hzとした場合、お
よそ２ｋHzまでは特性歪み等の発生を抑え、上記特性歪
み等の悪影響を吸収できることが望ましい。しかしなが
ら、このような周波数帯域までノイズの少ない速度セン
サー、あるいは微分器を含む周辺回路を作製することは
困難である。

【００５５】そして、先に述べたように（ｇ・Ｍ_n ／
Ｃ）という大きなゲインを有するブロックが必要なこと
を考えると、上記速度センサーや微分器のノイズの問題
はさらに深刻なものとなっている。

【００５６】そこで、本発明の目的は、高次共振モード
等の特性歪みやパラメータ変動、外部からの振動や衝撃
を外乱オブザーバによって抑制することができ、その
上、小型、軽量で高い取り付け精度が不要で、かつ外乱
オブザーバにおいて微分操作を伴わずノイズ面でも優
れ、回路等の実現性にも優れた情報記録再生装置のモー
タ制御装置を提供することである。

【００５７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
情報記録再生装置のモータ制御装置は、以上の課題を解
決するために、ディスク状記録媒体から情報を読み出す
再生手段が設けられ、上記再生手段を上記ディスク状記
録媒体の記録面に沿って移動させるモータが設けられて
いる情報記録再生装置のモータ制御装置において、上記
モータによって移動する上記再生手段の加速度を検出す
る加速度検出手段が設けられ、上記モータの駆動電流と
上記加速度検出手段からの加速度信号とから、上記モー
タに加わる外乱力や特性変動を補償する補償信号を生成
し、上記補償信号に基づき、上記モータの駆動電流を補
正する外乱オブザーバが設けられていることを特徴とし
ている。

【００５８】本発明の請求項２記載の情報記録再生装置
のモータ制御装置は、請求項１記載の情報記録再生装置
のモータ制御装置において、上記加速度検出手段は、上
記モータにおける上記再生手段と一体的に移動する可動
部と、上記モータの固定部との相対加速度を検出するも
のであることを特徴としている。

【００５９】本発明の請求項３記載の情報記録再生装置
のモータ制御装置は、請求項１または２記載の情報記録
再生装置のモータ制御装置において、モータはリニアモ
ータであることを特徴としている。

【００６０】本発明の請求項４記載の情報記録再生装置
のモータ制御装置は、請求項１または２記載の情報記録
再生装置のモータ制御装置において、モータは回動する
スイングモータであることを特徴としている。

【００６１】本発明の請求項５記載の情報記録再生装置
のモータ制御装置は、請求項１、２、３または４記載の
情報記録再生装置のモータ制御装置において、加速度検
出手段は、加速度により変形して上記変形量を電気量に
変換する圧電素子を有することを特徴としている。

【００６２】本発明の請求項６記載の情報記録再生装置
のモータ制御装置は、ディスク状記録媒体に情報の記録
あるいは再生を行うための記録再生手段が上記記録再生
手段を制御するための制御信号を出力するように設けら
れ、上記制御信号に基づいた駆動信号によって上記記録
再生手段を上記ディスク状記録媒体の記録面に沿って移
動させるモータが設けられ、上記モータによって移動す
る記録再生手段の加速度を検出する加速度検出手段が設
けられ、上記駆動信号と上記加速度検出手段で検出した
加速度信号とからモータに加わる外乱力や上記モータの
特性変動を補償する補償信号を推定し出力する外乱オブ
ザーバが、駆動信号から補償信号の生成までの第１経路
と、加速度信号から補償信号の生成までの第２経路とを
有するように設けられ、上記外乱オブザーバの補償信号
に基づき前記制御信号を補正して上記駆動信号を出力す
る加算手段が設けられ、前記加速度検出手段が有する低
域遮断特性とほぼ等しくなるように設定されたハイパス
フィルタ等の低域遮断特性を有する調整手段が上記第１
経路上に設けられていることを特徴としている。

【００６３】

【作用】上記請求項１、３および４記載の構成によれ
ば、ディスク状記録媒体の記録面に沿って移動した再生
手段の加速度を加速度検出手段によって直接検出し、こ
の加速度検出手段からの加速度信号と、上記モータの駆
動電流とから、外乱等を推定する外乱オブザーバが設け
られているので、従来のように外乱オブザーバにて微分
操作を省くことができる。これにより、従来のような速
度センサーや周辺回路からのノイズの影響を軽減でき
る。

【００６４】さらに、上記の微分操作を省くことができ
るので、微分操作の行われる帯域に比例した高いゲイン
のアンプも不要であり、回路の実現も容易にすることが
できる。

【００６５】さらに、上記請求項２記載の構成によれ
ば、加速度検出手段が相対的な加速度を検出するので、
モータを駆動するときに、モータの可動部に対してモー
タの固定部が受ける反作用や、あるいは振動・衝撃等が
加わったときのモータの固定部に対する可動部の加速度
を正確に検出できる。

【００６６】これにより、可動部と一体的に移動する再
生手段をディスク状記録媒体に対してより正確に移動さ
せることができて、上記再生手段の動作特性を向上させ
ることができる。

【００６７】さらに、上記請求項５記載の構成によれ
ば、加速度検出手段は圧電素子を用いることにより小型
・堅牢で単一の素子として構成できるので、速度や変位
等を検出する従来の検出手段と比べて加速度検出手段の
構成や取り付け方あるいは取り付け精度の制約が少ない
上、構成を簡素化できて加速度検出手段を含めたモータ
周辺のサイズを小型にできる。

【００６８】さらに、前記請求項６記載の構成によれ
ば、外乱オブザーバにおいて、モータの駆動信号から補
償信号を生成するまでの第１経路上に、調整手段の低域
遮断周波数を、加速度検出手段（センサー系等）の低域
遮断周波数とほぼ等しくなるように設定しているので、
駆動信号に基づく信号が通る第１経路に対して、外部か
ら与えられる振動・衝撃やノイズ等に起因する上記低域
遮断周波数より低い周波数の信号が加わった場合、調整
手段により上記信号を除去できる。

【００６９】これにより、外乱オブザーバにおける上記
信号による誤動作を調整手段によって回避できることか
ら、モータが上記信号によって記録再生手段に対し過敏
あるいは過大に駆動されることを防止できる。よって、
モータあるいは上記モータにより移動させられる光ピッ
クアップやヘッド等の記録再生手段が損傷する虞れを調
整手段によって回避できる。

【００７０】

【実施例】

〔第１実施例〕本発明の一実施例を第１実施例として図
１ないし図１２に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。情報記録再生装置のモータ制御装置では、図１に示
すように、情報の記録媒体である光ディスク（ディスク
状記録媒体）１を回転するスピンドルモータ３が、シャ
ーシ２に取り付けられて設けられている。上記光ディス
ク１の下面側に、光ピックアップ（記録再生手段）４
が、後述するようにシャーシ２に対し、光ディスク１の
半径方向に移動可能な状態で取り付けられている。

【００７１】光ピックアップ４は、光ディスク１上のト
ラック１ａに対物レンズ５により集光されたレーザ光４
ａを照射して情報を書き込んだり、読み出したりするも
のであって、情報の記録と再生との双方に用いられるも
のである。

【００７２】一方、上記シャーシ２には、永久磁石８と
ガイドレール（図示せず）等が設けられており、駆動コ
イル７に通電した電流で生じる磁界と、永久磁石８の磁
界とで発生する駆動力により、光ピックアップ４を上記
ガイドレールに沿って、つまり光ディスク１の記録面に
沿うように上記光ディスク１の半径方向に移動させるリ
ニアモータ１０が形成されている。リニアモータ１０
は、電磁力を利用した直流リニアモータである。

【００７３】また、光ピックアップ４や駆動コイル７と
図示しない制御回路等との間で電源電流や検出信号や制
御信号を入出力するためのＦＰＣ基板１１が設けられて
いる。なお、光ピックアップ４、ベアリング部６や駆動
コイル７等を含め、シャーシ２に対して相対的に移動さ
せられる部分をリニアモータ１０のモータ可動部１０ａ
と称し、これに対し、永久磁石８とガイドレール等を含
め、シャーシ２に対して相対的に移動しない部分をリニ
アモータ１０のモータ固定部１０ｂと称する。

【００７４】ところで、コンピュータの記憶装置として
用いられる光ディスク装置のトラッキングサーボ制御で
は、光ディスク１の回転に伴い最大数十μｍ変位するト
ラック１ａに対してレーザー光４ａをおよそ 0.1μｍ以
下の誤差・精度にて追従させなければならない。

【００７５】このため、トラック１ａの変位の低周波数
大振幅の成分に対しては上記のリニアモータ１０により
光ピックアップ４全体を移動させ追従させると共に、ト
ラック１ａの変位の高周波数小振幅の成分に対してはレ
ーザー光４ａを絞る対物レンズ５を光ピックアップ４内
部のレンズアクチュエータ４ｂと呼ばれる機構により移
動させ追従させる２段サーボ方式が高精度のトラッキン
グサーボ制御を行うために用いられている。

【００７６】このような２段サーボ方式では、レーザー
光４ａと光ディスク１上のトラック１ａとの位置のズレ
を検出し、トラッキング誤差信号ＴＥＳとして出力する
ＴＥＳ検出回路４ｃが上記光ピックアップ４内部に組み
込まれている。

【００７７】また、上記トラッキング誤差信号ＴＥＳが
入力されて必要な増幅度と周波数特性とを付与するため
の第１位相補償回路１２および第２位相補償回路１３が
設けられている。

【００７８】さらに、第１位相補償回路１２から出力さ
れた信号を、上記レンズアクチュエータ４ｂを駆動する
ように変換してレンズ制御信号を発生するアクチュエー
タドライバ１４が設けられており、上記レンズ制御信号
は上記レンズアクチュエータ４ｂに出力される。

【００７９】なお、図示しないが、ＴＥＳ検出回路４ｃ
から各補償回路１２・１３へのトラッキング誤差信号Ｔ
ＥＳの伝達や、アクチュエータドライバ１４からレンズ
アクチュエータ４ｂへの制御信号の伝達も前記ＦＰＣ基
板１１を介して行われる。

【００８０】そして、前記モータ可動部１０ａには、そ
の加速度を機械的に検出するための加速度センサー１６
ａが取り付けられ、また、上記加速度センサー１６ａの
出力インピーダンスを低くする、すなわち緩衝増幅する
ためのバッファアンプ１６ｂが上記加速度センサー１６
ａに近接して設けられている。

【００８１】バッファアンプ１６ｂは、例えば図２に示
すように、演算増幅器（以下、ＯＰアンプと称する）を
用いたボルテージフォロワと、そのバイアス電流の経路
となる入力抵抗とで構成できる。以下、加速度センサー
１６ａとバッファアンプ１６ｂとを含めて加速度センサ
ーユニット（加速度検出手段）１６と呼称し、参照す
る。

【００８２】さらに、図１に示すように、トラッキング
誤差信号ＴＥＳに基づく前記第２位相補償回路１３から
の出力信号を上記加速度センサーユニット１６からの信
号に基づいて補正するための外乱オブザーバ１７が設け
られている。

【００８３】その上、上記外乱オブザーバ１７からの補
償信号Ｖ_cmp と、上記第２位相補償回路１３からの出力
信号である駆動電圧基準値Ｖ_a ^ref とを加算して補正さ
れた駆動電圧Ｖを出力する加算器（加算手段）１８が設
けられ、上記加算器１８からの駆動電圧Ｖを駆動電流Ｉ
に変換するモータドライバ１５が設けられている。

【００８４】上記外乱オブザーバ１７では、加速度セン
サーユニット１６からの加速度信号Ｖ_a と上記駆動電圧
Ｖとが入力され、上記加速度信号Ｖ_a と上記駆動電圧Ｖ
とによって外乱（Ｆdis ）を推定し、その外乱を補償す
るための補償信号Ｖ_cmp が生成されて加算器１８に出力
される。

【００８５】上記モータドライバ１５としては、各種の
ものが考えられるが、リニアモータ１０を駆動するため
に、入力された駆動電圧Ｖ（単位ボルト）を、それに相
当する駆動電流Ｉ（単位アンペア）に変換してリニアモ
ータ１０に供給するもの、言い換えると伝達ゲインが１
で、入力された信号を電圧次元から電流次元に変換して
出力するものを挙げることができる。

【００８６】なお、上記モータドライバ１５では、その
伝達ゲインを上記の通り１としており、電圧次元から電
流次元への変換を行っているだけと考えられるので、以
下特に必要のない限り、外乱オブザーバ１７に入力され
る駆動電圧Ｖ、外乱オブザーバ１７から加算器１８に入
力される補償信号Ｖ_cmp 、前記第２位相補償回路１３か
ら加算器１８に入力される駆動電圧基準値Ｖ_a ^ref は、
それぞれ電流次元の信号Ｉ、Ｉ_cmp 、Ｉ_a ^ref として考
える。

【００８７】上記モータ制御装置における主要部分をブ
ロック図で示すと図３となる。図３にて示した変数等は
以下のものを示している。

【００８８】Ｋ_f ：リニアモータの推力定数 Ｍ ：リニアモータの可動部質量 Ｋ_fn ：Ｋ_f のノミナル値（標準値） Ｍ_n ：Ｍのノミナル値（標準値） Ｂ ：加速度センサーの感度 Ｆ_m ：リニアモータの推力 Ｆ_dis ：外乱力（パラメータ変動分等を含む） Ｆ_dis ’：外乱力推定値（パラメータ変動分等を含む） Ｉ_a ^ref ：リニアモータへの駆動電流基準値 Ｉ ：リニアモータの駆動電流実際値 Ｉ_cmp ：外乱力補償用電流 ｘ ：リニアモータ変位 ｓ ：ラプラス演算子 図３では、リニアモータ１０の伝達特性が、推力定数Ｋ
_f とモータ可動部１０ａの質量Ｍとを有する２階積分系
として表されている。

【００８９】また、加速度検出手段としての加速度セン
サーユニット１６は、感度Ｂを有するものとし、リニア
モータ１０の変位ｘから加速度を検出するので、２階の
微分操作を意味するｓ² が掛けられてＢｓ² にて表され
ている。なお、上記加速度センサーユニット１６は実際
に微分操作を行うものではなく、変位の２階微分である
加速度を検出するという意味でｓ² が付与されて表され
ている。

【００９０】外乱オブザーバ１７では、駆動電流Ｉが入
力され、駆動電流Ｉから駆動力ノミナル値Ｆ_n までの目
的とする特性、推力定数のノミナル値Ｋ_fnに相当するゲ
インを有するアンプを電子回路で作製した第１ブロック
１７ａが設けられている。上記第１ブロック１７ａは、
例えば図４に示すように、ＯＰアンプを用いた非反転増
幅回路で構成することができる。

【００９１】一方、加速度センサーユニット１６からの
加速度信号Ｖ_a が入力され、リニアモータ１０の駆動力
である推力Ｆ_m から加速度（ｓ² ・ｘ）までの理想とす
る特性、すなわち（１／Ｍ_n ）の逆数であるＭ_n のゲイ
ンを有するアンプ１７ｂが設けられている。

【００９２】さらに、上記アンプ１７ｂの出力が入力さ
れ、加速度センサーユニット１６の感度Ｂの逆数（１／
Ｂ）のゲインを有するアンプ１７ｃが設けられている。
上記各アンプ１７ｂ・１７ｃとによって第２ブロック１
７ｄが形成されている。

【００９３】上記第２ブロック１７ｄは、加速度センサ
ーユニット１６で検出した加速度信号Ｖ_a に基づいて、
リニアモータ１０のパラメータがノミナル値であった場
合、リニアモータ１０に加わる力を外乱力Ｆ_dis を含め
て推定するものであり、例えば図５に示すように、反転
増幅回路を２段直列に接続し、各段のゲインをそれぞれ
Ｍ_n および（１／Ｂ）と等しくなるように設定すること
で構成できるものである。

【００９４】第１ブロック１７ａと第２ブロック１７ｄ
との各出力がそれぞれ入力され、上記両者の出力を比較
して差を検出して出力する比較器１７ｅが設けられてお
り、上記比較器１７ｅでは、リニアモータ１０のパラメ
ータの変動分を含めた推定外乱力Ｆ_dis ' が推定されて
出力される。比較器１７ｅは、例えば図６のように、Ｏ
Ｐアンプを用いた差動増幅回路として構成できるもので
ある。

【００９５】上記比較器１７ｅからの出力が入力される
第３ブロック１７ｆが設けられている。上記第３ブロッ
ク１７ｆは、上記第１ブロック１７ａの逆特性、すなわ
ち推力定数のノミナル値の逆数（１／Ｋ_fn）のゲインを
有するアンプであり、推定外乱力Ｆ_dis ' を打ち消すよ
うに、前記リニアモータへの駆動電流基準値Ｉ_a ^refを
補償するための外乱力補償用電流Ｉ_cmp を推定外乱力Ｆ
_dis ' に基づいて発生して出力するものである。

【００９６】上記第３ブロック１７ｆは、例えば図７に
示すように、ＯＰアンプを用いた反転増幅回路の２段接
続として構成できるものである。なお、図７の反転増幅
回路の２段目のフィードバック抵抗Ｒ_f に、図中破線で
示すように、並列に接続されるように示されているコン
デンサＣ_f は、後述するＬＰＦ２０の特性をこの第３ブ
ロック１７ｆ内に形成するときに、図に示すように並列
に接続されて用いられるものである。

【００９７】前記加算器１８は、前記第２位相補償回路
１３からの駆動電流基準値Ｉ_a ^refに、パラメータ変動
を含めた外乱力を補償するために必要な電流Ｉ_cmp を加
算した駆動電流Ｉを、リニアモータ１０および外乱オブ
ザーバ１７における第１ブロック１７ａに供給するもの
である。上記加算器１８は、例えば図８に示すように、
ＯＰアンプを用いた反転加算増幅回路に、反転増幅回路
を接続して構成することができるものである。

【００９８】なお、上記第３ブロック１７ｆと加算器１
８との間に、必要に応じてＬＰＦ（ローパスフィルタ）
２０を付加してもよい。このようなＬＰＦ２０によっ
て、後述するように外乱オブザーバ１７の帯域を制限す
ることが必要に応じて可能となる。

【００９９】上記ＬＰＦ２０としては、例えば図９に示
すように、ＯＰアンプによるボルテージフォロアの入力
に抵抗とコンデンサからなる１次のローパスフィルタを
接続して構成することもできる。しかしながら、先の図
７にて示したように、第３ブロック１７ｆにおいて、反
転増幅回路の２段目のフィードバック抵抗Ｒ_f に破線で
示すようにコンデンサＣ_f を並列に接続して、このＬＰ
Ｆ２０にＬＰＦの特性を含ませてもよい。この場合、図
９の回路は不要となる。

【０１００】次に、上記第１実施例の動作原理を確認す
るため、各部の変数に注目して以下の（１）〜（４）の
式を立てる。 Ｆ_dis ’＝Ｋ_fn・Ｉ−（Ｍ_n ／Ｂ）・Ｂｓ² ・ｘ …（１） Ｉ ＝Ｉ_a ^ref ＋Ｉ_cmp …（２） Ｉ_cmp ＝（１／Ｋ_fn ）・Ｆ_dis ’ …（３） ｘ ＝〔１／（Ｍ・ｓ² ）〕×（Ｋ_f ・Ｉ−Ｆ_dis ） …（４） （１）式を（３）式に代入して、 Ｉ_cmp ＝Ｉ−（Ｍ_n ／Ｋ_fn）・ｓ² ・ｘ …（５） （４）式を（５）式に代入して、 Ｉ_cmp ＝Ｉ−〔（Ｋ_f ・Ｍ_n ）／（Ｋ_fn・Ｍ）〕・Ｉ ＋〔Ｍ_n ／（Ｋ_fn・Ｍ）〕・Ｆ_dis …（６） （６）式を（２）式に代入して整理すると Ｉ＝〔（Ｋ_fn／Ｍ_n ）／（Ｋ_f ／Ｍ）〕・Ｉ_a ^ref ＋（１／Ｋ_f ）・Ｆ_dis …（７） （７）式を（４）式に代入すると ｘ＝〔Ｋ_f ／（Ｍ・ｓ² ・Ｋ_f ）〕・Ｆ_dis −〔１／（Ｍ・ｓ² ）〕・Ｆ_dis ＋〔Ｋ_f ／（Ｍ・ｓ² ）〕×〔（Ｋ_fn／Ｍ_n ）／（Ｋ_f ／Ｍ）〕・Ｉ_a ^ref ＝〔（Ｋ_fn／（Ｍ_n ・ｓ² ）〕・Ｉ_a ^ref …（８） この（８）式から示されるように、外部からの駆動電流
基準値Ｉ_a ^ref に対するリニアモータ１０の変位ｘは完
全に推力定数とモータ可動部１０ａの質量のノミナル値
であるＫ_fnとＭ_n とにより明らかに規定され、実物のリ
ニアモータ１０が有するパラメータＫ_f やＭは無関係と
なる。

【０１０１】これは、言い換えれば実物のパラメータ変
動の影響を全く受けないことを示している。これによ
り、ベアリング部６やＦＰＣ基板１１のバネ性等の影響
は抑圧されることになる。

【０１０２】例えば、リニアモータ１０が実際にはバネ
・マス系の特性を有している場合を想定して、先の
（４）式を次の（４）’式と入れ換えて計算しても同様
の結果が得られ、最終的には等価的に生じる粘性やバネ
性による悪影響は抑圧されて現れない。

【０１０３】 ｘ＝〔１／（Ｍ・ｓ² ＋Ｄ・ｓ＋Ｋ）〕×（Ｋ_f ・Ｉ−Ｆ_dis ） …（４）’ Ｄ ：ベアリング部６やＦＰＣ基板１１等にて生じる
等価的な粘性定数 Ｋ ：ベアリング部６やＦＰＣ基板１１等にて生じる
等価的なバネ定数 また、（８）式には外乱力Ｆ_dis の関与する項はなく、
振動・衝撃や非線形性などを含め一切の外乱の影響も受
けないことも前記（８）式は示している。

【０１０４】第１実施例において設けられた外乱オブザ
ーバ１７では、加速度センサー１６ａを用いたが、上記
加速度センサー１６ａとしては、加速度の大きさに伴っ
て機械的に変形、つまり歪みの度合いを電気信号に変換
して出力するものであればよい。

【０１０５】加速度センサー１６ａの構造としては、例
えば図１０に示すように、厚さ 0.2mm程度で数mm長の略
長方形板状の圧電素子２１の小片を用い、上記圧電素子
２１を支持する略長方形板状の支持手段であるサポータ
２２が、その一面上に上記圧電素子２１の長手方向一端
部が取り付けられて設けられている。上記圧電素子２１
は上記サポータ２２に対してほぼ垂直となるように支持
されている。

【０１０６】上記サポータ２２の他面には、上記圧電素
子２１の両端面にそれぞれ形成された電極面にそれぞれ
接続された一対の端子２３がそれぞれ設けられている。
また、圧電素子２１を保護するためのパッケージ２４が
上記圧電素子２１を覆うようにサポータ２２に取り付け
られている。

【０１０７】上記加速度センサー１６ａは、その圧電素
子２１の厚さ方向がモータ可動部１０ａの移動方向に沿
うように上記モータ可動部１０ａに取り付けられてい
る。また、このように上記加速度センサー１６ａは、小
片である圧電素子２１を用いたことによりモータ可動部
１０ａの加速度を機械的に検出でき、かつ小型・軽量な
ものとすることができる。

【０１０８】このような加速度センサー１６ａは、加わ
った加速度により圧電素子２１に生じる機械的な歪みを
電気信号に変換して出力するものであるが、先に図３２
および図３３にて示した速度センサーのようにモータ可
動部とモータ固定部との双方に設けた部品や素子を組み
合わせる必要がなく、それ単独にてセンサーとして作動
する。

【０１０９】そのため、加速度センサー１６ａでは、速
度センサーのようにモータ可動部とモータ固定部との双
方に設けた部品や素子の位置決めの精度についての考慮
は不要であり、機械系設計の自由度が増す他、小型・軽
量であるから、上記加速度センサー１６ａを取り付ける
ことによるモータ可動部１０ａの不要な共振モード発生
の危険も軽減できる。

【０１１０】次に、既に述べたように、速度センサーを
用いた場合と比べて、ノイズの点で本発明の加速度セン
サー１６ａを用いた外乱オブザーバ１７は有利である
が、その理由について図１１および図１２を主に用いて
以下に説明する。

【０１１１】まず、速度センサーを用いた外乱オブザー
バーを有するモータ制御装置に対して上記速度センサー
にて生じるノイズｎの影響を加わった場合のブロック図
を、図１１に示す。なお、速度センサーは感度Ｃを有す
る１階微分素子として考え、その後に帯域ｇまでの近似
微分器を設けて加速度に変換している。

【０１１２】図１１において外部からの駆動電流基準値
Ｉ_a ^ref ＝０、外乱力Ｆ_dis ＝０として、ｇより低い帯
域（ｓ＜ｇ）におけるｎからｘまでの伝達特性を求める
と、〔ｇ／（ｓ＋ｇ）〕≒１、〔ｓ／（ｓ＋ｇ）〕≒
（ｓ／ｇ）であることに注意すれば、 Ｉ＝Ｋ_fn・（１／Ｋ_fn）・Ｉ −（ｓ／ｇ）・（ｇ・Ｍ_n ／Ｃ）・（１／Ｋ_fn）・Ｃ・ｓ・ｘ ＋（ｓ／ｇ）・（ｇ・Ｍ_n ／Ｃ）・（１／Ｋ_fn）・ｎ …（９） であるから、 ｘ＝〔１／（Ｃ・ｓ）〕・ｎ …（10） となる。しかしながら、このときの駆動電流Ｉは、先の
（４）式で外乱力Ｆ_dis＝０として得られる次の（11）
式と、上記の（10）式とを用いると、（12）式のように
求められる。

【０１１３】 ｘ＝〔Ｋ_f ／（Ｍ・ｓ² ）〕・Ｉ …（11） ∴ Ｉ＝〔Ｍ・ｓ／（Ｋ_f ・Ｃ）〕・ｎ …（12） （12）式において、ラプラス演算子ｓが角周波数を表す
ことに留意すれば、ノイズｎによる駆動電流Ｉは周波数
に比例して増大することになり、ドライバあるいはリニ
アモータにおける無駄な電力消費や発熱あるいは振動や
騒音等を招く。

【０１１４】一方、図３に示したブロック図に対して、
加速度センサーユニット１６のノイズｎが加わった場合
のブロック図を図１２に示す。同様にｎからｘまでの伝
達特性を求めると、 Ｉ＝Ｋ_fn・（１／Ｋ_fn）・Ｉ −（Ｍ_n ／Ｂ）・（１／Ｋ_fn）・Ｂ・ｓ² ・ｘ ＋（Ｍ_n ／Ｂ）・（１／Ｋ_fn）・ｎ …（13） であるから、 ｘ＝〔１／（Ｂ・ｓ² ）〕・ｎ …（14） となる。このときの駆動電流Ｉは、先の（11）式と（1
4）式とより（15）式のように求められる。

【０１１５】 ∴ Ｉ＝〔Ｍ／（Ｋ_f ・Ｂ）〕・ｎ …（15） （15）式には角周波数に関する項は含まれておらず、本
願発明の外乱オブザーバは速度センサーを用いる外乱オ
ブザーバよりノイズｎの高周波成分による影響が遙に少
ないことが判る。

【０１１６】さらに、図１１にて示される速度センサー
を用いる外乱オブザーバでは、ゲイン項として微分操作
が行われる帯域の上限値ｇが掛かった（ｇ・Ｍ_n ／Ｃ）
の増幅度を有するブロックが必要である。

【０１１７】前述したように、上記のｇを高めるほどこ
のブロックの増幅度は大きなものが要求され、実現が困
難であったが、加速度センサー１６ａを用いた外乱オブ
ザーバ１７では、ｇの掛かった増幅度の大きなブロッ
ク、つまり増幅度の大きな電気回路を必要としないの
で、より実現が容易となる。

【０１１８】なお、加速度センサー１６ａを用いる本発
明の外乱オブザーバ１７では、加速度センサーユニット
１６や回路のノイズｎに対して鈍感であり影響を受け難
いが、よりノイズｎの影響を少なくしたい場合など必要
であれば，図３や図１２に破線で示したようにＬＰＦ２
０を第３ブロック１７ｆと加算器１８との間に挿入し、
帯域制限を行ってもよい。

【０１１９】〔第２実施例〕次に、本発明の他の実施例
を第２実施例として図１３ないし図１６に基づき説明す
る。なお、上記第１実施例と同様の機能を有する各部材
に対しては、同一の部材番号を付与してそれらの説明を
省いた。

【０１２０】情報記録再生装置のモータ制御装置では、
上記第１実施例における加速度センサー１６ａに代え
て、図１３に示すように、上記加速度センサー１６ａと
同様の機能を有する２個の第１加速度センサー３１ａお
よび第２加速度センサー３２ａが設けられている。

【０１２１】また、第１実施例と同様、これら第１加速
度センサー３１ａおよび第２加速度センサー３２ａに
も、第１バッファアンプ３１ｂおよび第２バッファアン
プ３２ｂがそれぞれ設けられている。これら第１バッフ
ァアンプ３１ｂおよび第２バッファアンプ３２ｂは、例
えば先の図２に示した回路で実現できるものである。

【０１２２】第１加速度センサー３１ａおよび第１バッ
ファアンプ３１ｂはリニアモータ１０のモータ可動部１
０ａに取り付けられる一方、第２加速度センサー３２ａ
および第２バッファアンプ３２ｂはモータ固定部１０ｂ
の取り付けられているシャーシ２に取り付けられてい
る。

【０１２３】そして、第１加速度センサー３１ａの第１
バッファアンプ３１ｂ、および第２加速度センサー３２
ａの第２バッファアンプ３２ｂの各出力がそれぞれ入力
され、上記各出力の差を算出して出力する減算器３３が
設けられている。上記減算器３３の出力が加速度信号Ｖ
_a として外乱オブザーバ１７に入力される。

【０１２４】したがって、第１加速度センサー３１ａお
よび第２加速度センサー３２ａは、それらの第１バッフ
ァアンプ３１ｂおよび第２バッファアンプ３２ｂの各出
力が、モータ可動部１０ａと、モータ固定部１０ｂの取
り付けられたシャーシ２との双方に同一方向の加速度が
加わったときに上記減算器３３にて互いに打ち消される
ようにそれぞれ取り付けられている。

【０１２５】あるいは、第１バッファアンプ３１ｂおよ
び第２バッファアンプ３２ｂの各出力が、モータ可動部
１０ａと、モータ固定部１０ｂの取り付けられたシャー
シ２との双方に同一方向の加速度が加わったときに上記
減算器３３にて互いに打ち消される極性となるように接
続されている。

【０１２６】ところで、各種のモータを用いる装置にお
いては、モータの動きの制御は絶対的なものが求められ
るのでなく、上記装置におけるいずれかの部位に対する
相対的なものが求められる。

【０１２７】すなわち、図１に示すスピンドルモータ３
の上で回転する光ディスク１の上にあるトラック１ａ
は、シャーシ２に対して変位する。したがって、レーザ
光４ａをトラック１ａに正確に追従させるためには、リ
ニアモータ１０は、モータ可動部１０ａに取り付けられ
た光ピックアップ４を、モータ固定部１０ｂが固定され
たシャーシ２に対する相対的な移動を示す相対的な加速
度に基づいて制御するように設定される必要がある。

【０１２８】そこで、第２実施例の構成によれば、モー
タ可動部１０ａと、モータ固定部１０ｂが固定されたシ
ャーシ２とに生じた各加速度の差を検出するようになっ
ているので、モータ可動部１０ａの動きによるモータ固
定部１０ｂへの反作用が無視できない場合においても、
その反作用の加速度を含めたモータ可動部１０ａにおけ
るモータ固定部１０ｂに対する相対的な加速度を検出し
て、レーザ光４ａをトラック１ａに正確に追従させるこ
とができ、リニアモータ１０のより正確な制御が可能と
なる。

【０１２９】また、シャーシ２に対して外部から加速度
α_D の振動や衝撃が加わったとき、リニアモータ１０の
ベアリング部６の滑りが非常に良好な場合には、図１４
に示すように、モータ可動部１０ａでの検出加速度α₁
＝０、モータ固定部１０ｂでの検出加速度α₂ ＝α_D と
なることも考えられる。

【０１３０】つまり、モータ可動部１０ａにのみ加速度
センサー１６ａを設けた第１実施例の場合では、上記加
速度センサー１６ａにおける検出加速度は０となって、
外乱オブザーバ１７は上記振動や衝撃を抑圧しないこと
がある。

【０１３１】しかし、第２実施例の構成では、第１加速
度センサー３１ａおよび第２加速度センサー３２ａをモ
ータ可動部１０ａとモータ固定部１０ｂとの双方にそれ
ぞれ設けたことから、相対的な加速度（α₁ −α₂ ＝−
α_D ）を検出することができる。

【０１３２】このことから、上記構成では、外部からの
駆動電圧基準値Ｖ_a ^ref （あるいはＩ_a ^ref ）によらな
い上記の振動や衝撃等の動きに対して外乱オブザーバ１
７は相対的な加速度が０となるようにモータ可動部１０
ａを駆動制御し、結果的に上記の振動や衝撃等の動き等
の悪影響を抑圧できるようになっている。

【０１３３】なお、図１３においては、相対的な加速度
を検出するため、第１加速度センサー３１ａの第１バッ
ファアンプ３１ｂ、および第２加速度センサー３２ａの
第２バッファアンプ３２ｂの各出力の差を、減算器３３
を用いて算出しているが、上記減算器３３を用いずに、
図１５に示すように、第１加速度センサー３１ａおよび
第２加速度センサー３２ａの各出力を逆直列に接続し、
その出力にバッファアンプ４１を設けてもよい。

【０１３４】また、図１６に示すように、上記各出力を
逆並列に接続し、その出力にバッファアンプ４２を設け
てもよい。なお、上記各バッファアンプ４１・４２とし
ては、先に図２にて示したバッファアンプ１６ｂと同等
のものを用いることが可能である。

【０１３５】ただし、第１加速度センサー３１ａと第２
加速度センサー３２ａとに付した＋−の符号は、両方の
センサー３１ａ・３２ａに同一方向の加速度を加えたと
きに発生する電圧あるいは電流の極性を示している。

【０１３６】〔第３実施例〕次に、本発明のさらに他の
実施例を第３実施例として図１７に基づいて説明する。
なお、上記第１および第２実施例と同様の機能を有する
各部材に対しては、同一の部材番号を付与してそれらの
説明を省いた。

【０１３７】第３実施例の構成は、本発明の第２実施例
のモータ制御装置を、情報記録再生装置としての磁気デ
ィスク装置のスイングモータに適用したものである。図
１７に示すように、図示しないスピンドルモータにより
回転駆動される磁気ディスク（ディスク状記録媒体）３
４上の半径方向への位置決めを、ヘッド３５をスイング
アーム３６によって回転軸３７を中心に回動させること
で行っている。

【０１３８】スイングアーム３６の駆動には、これに取
り付けられた駆動コイル３８に通電することにより、シ
ャーシ２に取り付けられた永久磁石３９との間で発生す
る電磁力を利用したスイングモータと呼ばれる機構が用
いられている。

【０１３９】スイングモータの可動部であるスイングア
ーム３６に第１加速度センサー３１ａが、固定部である
シャーシ２に第２加速度センサー３２ａがそれぞれ取り
付けられており、それぞれの出力は先の第２実施例と同
様に、バッファアンプ３１ｂ・３２ｂにてバッファ（緩
衝増幅）され、減算器３３にて上記各出力の差を求めた
後に外乱オブザーバ１７に入力される。

【０１４０】ただし、加速度センサー３１ａ・３２ａの
バッファアンプ３１ｂ・３２ｂの各出力の少なくともど
ちらか一方はアンプやアッテネータ等からなるゲイン調
整器４０を通してから減算器３３に入力される。これに
より、後述するように正確な相対加速度が求められる。

【０１４１】スイングモータは、回動型のモータである
が、この磁気ディスク装置のように回転角が限定されて
いる場合には、その回転角の範囲内でほぼ直動型のリニ
アモータと同様の動作を行うものと考えることができ
る。したがって、前述した各加速度センサー１６ａ・３
１ａ・３２ａを用いた外乱オブザーバ１７を第３実施例
の構成に適用することが可能となる。

【０１４２】しかしながら、回動型のスイングモータに
おいては、モータ可動部となるスイングアーム３６の回
転軸３７に対するバランスのズレの程度によって、スイ
ングアーム３６のシャーシ２に対する反作用や、外部か
らの振動・衝撃によるスイングアーム３６のシャーシ２
に対する相対加速度が異なる場合がある。

【０１４３】そのような場合に対処するため、第３実施
例の構成では、ゲイン調整器４０を設けており、ゲイン
調整器４０によって正確な相対加速度が求められるよう
になっている。また、ゲイン調整器４０を設けたことに
より、第１加速度センサー３１ａと第２加速度センサー
３２ａとが同一の規格のものである必要がなくなる。

【０１４４】このことから、スイングアーム３６に取り
付けられた第１加速度センサー３１ａに対してより小型
なものを用いることができる。したがって、上記スイン
グアーム３６の慣性質量を軽減して、上記スイングアー
ム３６の動作をより円滑化できる。

【０１４５】また、第１加速度センサー３１ａの第１バ
ッファアンプ３１ｂは、図１７のように、必ずしもスイ
ングアーム３６上に取り付ける必要がなく、固定部であ
るシャーシ２上に取り付けても構わない。このとき、ス
イングアーム３６の慣性質量をさらに軽減することがで
きる。

【０１４６】〔第４実施例〕本発明の第４実施例につい
て、以下、図１８ないし図２３を参照して説明する。な
お、本第４実施例において、前記各第１〜第３実施例と
同一の機能を有する部材については、各第１〜第３実施
例と同一の部材番号を付与して、その説明を省いた。

【０１４７】本発明の第４実施例のモータ制御装置で
は、光ディスク装置のリニアモータ１０等のモータ機構
の制御に際して、外乱オブザーバ１７と加速度センサー
１６ａとを組み合わせる場合に、加速度センサー１６ａ
を含む加速度センサー系に起因する低域遮断特性によっ
て外乱オブザーバ１７がモータ機構を、過敏に、かつ、
過大に駆動することを防ぎ、モータ機構自体やそれによ
り移動させられる光ピックアップ、あるいはヘッドの損
傷を防止できるようになっている。

【０１４８】まず、前記の第１〜第３実施例にて説明し
たように、外乱オブザーバ１７は、モータ機構のパラメ
ータ、すなわち、特性をノミナル値に固定することがで
きる上、外乱の影響も抑圧できるものである。

【０１４９】さらに、外乱オブザーバ１７をリニアモー
タ１０や回動範囲の限られた磁気ディスク装置の回動型
モータのスイングアーム３６に適用する場合、前述の各
第１〜第３実施例においては圧電素子による加速度セン
サー１６ａ・３１ａ・３２ａと組み合わせることで、従
来回転型モータの制御における速度センサーとの組み合
わせに比べてメリットが得られることを示している。そ
の中で、特に以下の点は重要である。

【０１５０】ａ．微分器を省けるため、高域のノイズの
影響が小さく、外乱オブザーバの高域側の制御帯域を拡
大しやすい。この帯域拡大に際して微分器に要求される
高いゲインのアンプが不要であり、回路の実現も容易で
ある。

【０１５１】ｂ．センサーが小型・軽量であるので、取
り付け方の制約が少ない。また、モータ周辺のサイズを
小型化できる。

【０１５２】ところで、加速度センサー１６ａ等と組み
合わせた外乱オブザーバ１７は、上記のように、リニア
モータ等の制御に好適であり、制御帯域も高域まで延ば
しやすい。しかしながら、逆に、低域、つまり、低周波
数側へ制御帯域を拡大するためには、加速度センサー１
６ａ等を使用する際には回避し難い低域遮断特性に注意
を払う必要がある。

【０１５３】通常、加速度センサー１６ａ等は圧電素子
の小片に加速度（或いは、これにより生じる力）が加わ
り、機械的な歪みが生じた時、圧電素子に発生する電荷
Ｑを利用して加速度を検出する。この電荷は、圧電素子
自体の静電容量Ｃに応じて、電圧Ｖ＝Ｑ／Ｃとして現れ
る。

【０１５４】圧電素子２１を用いた加速度センサー１６
ａはインピーダンスが極めて高く、この電圧信号をその
まま配線で引き回すことは難しいので、通常は、図１８
や図１９に示すように、ＦＥＴ、あるいはＯＰアンプＡ
によるバッファアンプ１６ｂをセンサーの近くに配置し
て、低インピーダンスの信号に変換する。図１８および
図１９の抵抗Ｒ_i は、ＦＥＴやＯＰアンプのバイアス電
圧・電流の経路として働く。

【０１５５】このように、バッファアンプ１６ｂを設け
たときの加速度センサー１６ａの等価回路は図２０のよ
うに示される。コンデンサＣは圧電素子の静電容量、抵
抗Ｒはセンサーたる圧電素子自体の漏れ（絶縁）抵抗
と、ＦＥＴやＯＰアンプによるバッファアンプの入力抵
抗との並列合成抵抗値である。もっとも、圧電素子２１
自体の漏れ抵抗や、バッファアンプ１６ｂのＦＥＴやＯ
Ｐアンプ単体の入力抵抗は、共に１０⁹ 〔Ω〕〜１０¹²
〔Ω〕オーダーと極めて高いため、Ｒはバッファアンプ
１６ｂの入力に設ける抵抗Ｒ_i とほぼ等しくなることが
多い。

【０１５６】Ｑは加速度により圧電素子に発生する電荷
であって、圧電素子の静電容量Ｃの両端に発生すると考
える。Ｖ_S はＣとＲからなる回路網の両端の電圧であ
る。出力側の電圧源Ｖ_a は、このＶ_S がバッファアンプ
１６ｂでインピーダンス変換され出力されるときの電圧
を表わしている。

【０１５７】なお、バッファアンプ１６ｂが、先の図１
９で示したＯＰアンプのボルテージフォロワであれば、
バッファアンプ１６ｂの増幅度は１であるから、このＶ
_a ＝Ｖ_S であり、また極性も等しいが、バッファアンプ
１６ｂが図１８で示したＦＥＴのソース接地アンプによ
るものである場合には、バッファアンプ１６ｂの増幅度
は普通１とはならず、Ｖ_a ≠Ｖ_S であり、Ｖ_a の極性も
Ｖ_S とは反転する。

【０１５８】さて、図２０の等価回路の周波数特性を考
えるため、ステップ状の加速度αが加速度センサー１６
ａに加わり、電荷Ｑ₀ が圧電素子の両端に発生した場合
を想定する。ＣとＲの両端の電圧Ｖ_S は電圧Ｖ₀ （＝Ｑ
₀ ／Ｃ）を初期値として時刻ｔの経過に伴い、 Ｖ_S ＝Ｖ₀ ・ｅｘｐ（−ｔ／ＲＣ） …（９） のように変化する。これは、１次の不完全微分特性を示
しており、加速度αから電圧Ｖ_S への伝達特性をラプラ
ス変換した伝達関数で表現すれば、 （Ｖ_S ／α）＝ｓ／（ｓ＋ω_c ） …（１０） 但し、ω_c ＝１／（ＲＣ） と、角周波数ω_c 以下を遮断する低域遮断特性、或い
は、ハイパスフィルタの特性を有することになる。

【０１５９】言い換えれば、圧電素子２１を用いる加速
度センサー１６ａでは、その静電容量Ｃとバッファアン
プ１６ｂの入力抵抗等で定まる抵抗Ｒから求まる低域遮
断角周波数ω_c （或いは、これを２πで除した低域遮断
周波数、以下同様。）以下の加速度成分は検出できな
い。

【０１６０】ところで、外乱オブザーバ１７のブロック
図である先の図３を再度見ると、推力定数のノミナル値
Ｋ_fnのゲインを有するブロック（アンプ）１７ａはその
まま比較器１７ｅに接続されている。また、加速度を検
出する加速度センサーユニット１６は、圧電素子の加速
度センサー１６ａとバッファアンプ１６ｂとから構成さ
れている。

【０１６１】そのため、加速度センサーユニット１６か
らブロック（アンプ）１７ｂ・１７ｃを経て比較器１７
ｅに至る経路（第２経路）には、図２１に示すように、
上記の加速度センサー１６ａとバッファアンプ１６ｂと
に起因する必然的かつ不可分な低域遮断特性、すなわ
ち、ハイパスフィルタ特性を有するブロック１６ｃが実
際には存在することになる。

【０１６２】ここで、外部からの駆動電流基準値Ｉ_a
^ref として、上記の低域遮断角周波数ω_c より低い周波
数成分、例えば直流成分が与えられた場合を想定する。
簡単のため、初期条件として補償電流Ｉ_cmp ＝０とすれ
ば、リニアモータの駆動電流の実際値Ｉ＝Ｉ_a ^ref であ
り、第１ブロック１７ａの出力にはＦ₂ ＝Ｋ_fn・Ｉが現
れる。

【０１６３】ところが、駆動電流Ｉの直流成分によるリ
ニアモータ１０の動きの直流成分を加速度センサーユニ
ット１６は検出できず、第２ブロック１７ｄの出力Ｆ₁
は０である。そのため、比較器１７ｅの出力には
Ｆ_dis ’＝Ｆ₂ −Ｆ₁ ≠０が現れ、直流成分の補償電流
Ｉ_cmp が生成される。これは加算器１８によってＩ_a
^ref に加えられ、リニアモータ１０および外乱オブザー
バ１７に駆動電流Ｉとして再度与えられる。

【０１６４】しかし、この補償電流Ｉ_cmp により増強さ
れた駆動電流Ｉはやはり直流成分であり、第１ブロック
１７ａの出力Ｆ₂ はこれに従い増大するものの、加速度
センサーユニット１６はリニアモータ１０の動きの直流
成分を依然検出できず、第２ブロック１７ｄの出力Ｆ₁
は０のままである。すると、比較器１７ｅの出力
Ｆ_{di s} ’＝Ｆ₂ −Ｆ₁ はさらに増大し、フィードバック
される補償電流Ｉ_cmp も増大することになる。

【０１６５】このようなことを繰り返すうちに、外乱オ
ブザーバの第１ブロック１７ａ、第３ブロック１７ｆお
よび加算器１８からなる経路は、例えばそれを構成する
ＯＰアンプ等の電子回路の出力し得る最大電圧・電流の
振幅一杯で飽和する。リニアモータ１０には、その飽和
した最大振幅に相当する電流が加え続けられるので、機
械的な可動範囲一杯まで駆動され、ついには駆動範囲の
端に激突することがある。

【０１６６】このような現象は、外乱オブザーバ１７の
動作原理を、駆動電流Ｉから求めたＦ₂ と加速度センサ
ーユニット１６の出力から求めたＦ₁ とが等しくなるよ
うに、補償電流Ｉ_cmp をもってリニアモータ１０を駆動
しようとするものである、と考えれば容易に納得でき
る。外乱オブザーバ１７は、この場合、加速度センサー
ユニット１６からそれ相応の直流成分の加速度信号が送
られてくるまで、リニアモータ１０を駆動し続け、つい
には激突させてしまう。

【０１６７】駆動電流基準値Ｉ_a ^ref が直流成分でな
く、交流成分であったとしても、その周波数が加速度セ
ンサーユニット１６の低域遮断周波数より低ければ、類
似の現象が生じる。もっともこの場合、外乱オブザーバ
１７の上記経路が飽和する前に、Ｉ_a ^ref の極性が反転
すればリニアモータ１０の激突は回避できる可能性もあ
るが、加速度センサーユニット１６がリニアモータ１０
の動きを充分検出できない以上、外乱オブザーバ１７は
その周波数成分の加速度信号が充分送られてくるまで、
リニアモータ１０を過大な振幅で駆動する。

【０１６８】ここまでは、駆動電流基準値Ｉ_a ^ref が引
き金となって問題が生じる場合を説明したが、振動や衝
撃が外乱力Ｆ_dis として加わったり、あるいは回路や加
速度センサーユニット１６のノイズが存在する場合でも
やはり同様な問題が生じる。

【０１６９】原因によらず、加速度センサーユニット１
６の低域遮断周波数より低い周波数成分の信号がＦ₁ あ
るいはＦ₂ に現れて両者の差Ｆ_dis ’≠０となりさえす
れば、後はこれに基づく補償電流Ｉ_cmp が発生し、それ
により生じるＦ₁ とＦ₂ とにまたさらに差が生じ、この
差に基づいたＩ_cmp が生成されて……という繰り返しの
結果、リニアモータ１０は異常な振幅で駆動されること
になる。

【０１７０】以上のような外乱オブザーバ１７がリニア
モータ１０を過大に駆動する現象は、リニアモータ１０
の激突や過大な振動を招き、リニアモータ１０自体、或
いは、これにより移動させられる光ピックアップ４の損
傷などの問題を引き起こすおそれがある。

【０１７１】そこで、上記問題を回避するために、本発
明に係る第４実施例の情報記録再生装置のモータ制御装
置では、図２２に示すように、外乱オブザーバ１７内に
おいて、駆動電流Ｉの入力側から比較器１７ｅまでの経
路（第１経路）上となる第１ブロック１７ａと比較器１
７ｅとの間にハイパスフィルタ１７ｇが設けられてい
る。

【０１７２】ハイパスフィルタ１７ｇは、低域遮断角周
波数ω_F を有するハイパスフィルタであり、ω_F は加速
度センサー１６ａとバッファアンプ１６ｂの入力抵抗と
で定まる後述の低域遮断角周波数ω_C とほぼ等しくなる
ように設定されている。また、ハイパスフィルタ１７ｇ
におけるω_F より高い角周波数におけるゲインは１とす
る。ハイパスフィルタ１７ｇは、例えば図２３のよう
に、ＯＰアンプを用いた反転増幅回路を２段接続し、そ
の入力にコンデンサを接続して構成できるものである。

【０１７３】図２２に示すように、圧電素子を用いた加
速度センサー１６ａとバッファアンプ１６ｂとからなる
加速度センサーユニット１６は、これらを総合して感度
Ｂを有するものであり、上記両者１６ａ・１６ｂの組み
合わせで生じる低域遮断特性（ハイパスフィルタ特性）
を有する第４ブロック１６ｃを備えるものとして想定さ
れるものである。

【０１７４】第４ブロック１６ｃは、低域遮断角周波数
ω_C を有する低域遮断特性をハイパスフィルタの伝達関
数｛ｓ／（ｓ＋ω_C ）｝として表したものである。上記
の低域遮断角周波数ω_C とは、上記バッファアンプ１６
ｂの入力抵抗と加速度センサー１６ａの静電容量とで定
まるものである。

【０１７５】次に、上記ハイパスフィルタ１７ｇの効
果、およびその低域遮断角周波数ω_Fと、加速度センサ
ーユニット１６とで生じる低域遮断角周波数ω_C との関
係について説明する。

【０１７６】まず、ω_F がω_C に比べて大幅に低い場合
を考える。駆動電流基準値Ｉ_a ^refに基づきリニアモー
タ１０と外乱オブザーバ１７に駆動電流Ｉが与えられ
る。これにより、第１ブロック１７ａの出力にはそのゲ
インＫ_fnと駆動電流Ｉとの積であるＦ₂ ＝Ｋ_fn・Ｉが現
れ、ハイパスフィルタ１７ｇは、そのω_F 以上の周波数
成分を通過させて比較器１７ｅに与える。

【０１７７】一方、駆動電流Ｉによるリニアモータ１０
の動きは加速度センサー１６ａにて検出されるが、加速
度センサー１６ａとバッファアンプ１６ｂとで定まるω
_C 以下の周波数成分は検出できず、これから求められる
ブロック１７ｄの出力Ｆ₁ にも、ω_C 以下の成分は含ま
れない。

【０１７８】すでに前述した通り、外乱オブザーバ１７
は駆動電流Ｉから求めたＦ₂ と加速度センサー１６ａの
出力から求めたＦ₁ とが等しくなるようにリニアモータ
１０を駆動するので、リニアモータ１０はω_C 以下の周
波数成分で過大に駆動され、衝突などの危険性がある。

【０１７９】あるいは、これは、駆動電流基準値Ｉ_a
^ref のうち、ω_C 以下の周波数成分に対して過敏に応答
すると言うことであるから、リニアモータ１０をサーボ
制御系の要素として見た場合、ω_C 以下でその伝達関数
ゲインが急激に上昇すると考えることもできる。機械的
な共振特性と同様、伝達特性の急変はサーボ制御系の設
計や安定性の上から好ましいものではない。

【０１８０】さて、今度は逆に、ハイパスフィルタ１７
ｇの低域遮断角周波数ω_F が加速度センサー１６ａとバ
ッファアンプ１６ｂとで定まる低域遮断角周波数ω_C よ
り大幅に高い場合を考える。同じ駆動電流基準値Ｉ_a
^ref 、および、それに基づく駆動電流Ｉが与えられたと
しても、駆動電流から求めたＦ₂ にはω_F 以下の周波数
成分が存在しないが、加速度センサーの出力から求めた
Ｆ₁ には、それより低いω_C の周波数成分まで存在す
る。

【０１８１】これらＦ₁ とＦ₂ とが等しくなるようリニ
アモータ１０を駆動する、という外乱オブザーバ１７の
動作を顧みれば、このときリニアモータ１０の動きはω
_F 以下の周波数において抑圧されることになる。事実、
比較器１７ｅの出力Ｆ_dis '（＝Ｆ₂ −Ｆ₁ ）はマイナ
スとなり、これが最終的にブレーキを掛ける補償電流と
なってリニアモータ１０に与えられる。

【０１８２】この場合は、先程の場合と異なり、リニア
モータ１０が過大に駆動される危険性はないものの、リ
ニアモータ１０をサーボ制御系の要素として同様に見る
と、この場合には、ω_F 以下の周波数でリニアモータ１
０の伝達関数ゲインが急激に低下することになり、やは
り、サーボ制御系の設計上、あるいは安定性の上から好
ましくない。

【０１８３】前記のハイパスフィルタ１７ｇを省いた場
合、外乱オブザーバ１７がリニアモータ１０を過大に駆
動してしまう危険性については既に述べた。また、ハイ
パスフィルタ１７ｇを有しても、その低域遮断角周波数
ω_F が加速度センサー１６ａとバッファアンプ１６ｂと
で定まる低域遮断角周波数ω_C と大きく離れていては、
上記のように問題が生じ無意味である。

【０１８４】しかし、これらは余り厳密に合わせる必要
はなく、ω_F はω_C を基準としておよそプラスマイナス
２０％以下、最大でもプラスマイナス５０％以下程度に
収まっていれば、実際上は充分である。

【０１８５】なお、上記の第４実施例の構成を、前記の
第２実施例および第３実施例の構成に適用することも可
能である。

【０１８６】

【発明の効果】本発明の請求項１、３および４記載の情
報記録再生装置のモータ制御装置は、以上のように、モ
ータによってディスク状記録媒体の記録面に沿って移動
して情報を読み出す再生手段の加速度を検出する加速度
検出手段が設けられ、上記モータの駆動電流と上記加速
度検出手段からの加速度信号とから、上記モータに加わ
る外乱力や特性変動を補償する補償信号を生成し、上記
補償信号に基づき、上記モータの駆動電流を補正する補
正手段が設けられている構成である。

【０１８７】それゆえ、上記構成は、再生手段の加速度
を加速度検出手段によって直接検出するので、従来のよ
うに外乱オブザーバにて微分操作を省くことができる。
よって、従来のような速度センサーや周辺回路からのノ
イズの影響を軽減できる。

【０１８８】さらに、上記の微分操作を省くことができ
るので、微分操作の行われる帯域に比例した高いゲイン
のアンプも不要であり、回路の実現も容易とすることが
できる。

【０１８９】これにより、上記構成は、加速度検出手段
を設けたことにより、上記補正手段を、上記のノイズの
影響を受け難く、また、特別に大きな増幅度を有するア
ンプを要しない、実現性に優れたものとすることができ
る。

【０１９０】この結果、上記構成は、モータの伝達特性
における広い周波数帯域にわたって、モータの特性歪み
やパラメータ変動、あるいは外部からの振動や衝撃等の
影響を抑圧できるという優れた特性を簡便に得ることが
できるという効果を奏する。

【０１９１】請求項２記載の情報記録再生装置のモータ
制御装置は、さらに、加速度検出手段は、上記モータに
おける上記再生手段と一体的に移動する可動部と、上記
モータの固定部との相対加速度を検出する構成である。

【０１９２】それゆえ、上記構成は、加速度検出手段が
相対的な加速度を検出するので、モータを駆動するとき
に、モータの可動部に対してモータの固定部が受ける反
作用や、あるいは振動・衝撃等が加わったときのモータ
の固定部に対する可動部の加速度を正確に検出できる。

【０１９３】これにより、可動部と一体的に移動する再
生手段をディスク状記録媒体に対してより正確に移動さ
せることができて、上記再生手段の動作特性を向上させ
ることができるという効果を奏する。

【０１９４】請求項５記載の情報記録再生装置のモータ
制御装置は、さらに、加速度検出手段は、加速度により
変形して上記変形量を電気量に変換する圧電素子を有す
る構成である。

【０１９５】それゆえ、上記構成は、モータの可動部に
のみ圧電素子を取り付けて加速度検出手段とすることが
でき、また、圧電素子を小型、軽量とすることが容易に
できて、上記加速度検出手段を小型、軽量化できる。

【０１９６】これにより、上記構成は、従来のようにモ
ータの可動部と固定部との双方に検出手段の各部品をそ
れぞれ取り付けて速度や変位を検出する場合と比べて、
上記圧電素子の取り付け位置や取り付け精度に関する制
限が大幅に緩和できるので、取り付けの手間を軽減で
き、かつ、モータの設計自由度が増す他、上記圧電素子
の取り付けによる共振モード等の発生を軽減できる。

【０１９７】この結果、上記構成は、上記制限の緩和や
手間の軽減によってコストダウンを図ることができ、そ
の上、共振モード等の発生の軽減によってモータにより
移動する再生手段の動作特性を向上できるという効果を
奏する。

【０１９８】請求項６記載の情報記録再生装置のモータ
制御装置は、モータの駆動信号から補償信号の生成まで
の第１経路と、加速度信号から補償信号の生成までの第
２経路とからの各信号によって上記駆動信号を補償する
補償信号を生成する外乱オブザーバに対して、加速度検
出手段が有する低域遮断特性とほぼ等しくなるように設
定された低域遮断特性を有する調整手段が上記第１経路
上に設けられている構成である。

【０１９９】それゆえ、上記構成では、外部から与えら
れる駆動信号や、振動・衝撃あるいは加速度検出手段や
回路中のノイズ等における前記低域遮断特性以下の信号
により、モータが外乱オブザーバによって過敏あるいは
過大に駆動されることが、上記信号を除去する調整手段
によって防止できるので、モータあるいはそれにより移
動させられる光ピックアップやヘッド等の記録再生手段
を損傷する虞れを回避できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の情報記録再生装置のモータ制御装置に
おける第１実施例を示す構成図である。

【図２】上記モータ制御装置における加速度センサー用
のバッファアンプの構成例である。

【図３】上記モータ制御装置における制御機構を示すブ
ロック図である。

【図４】上記制御機構における外乱オブザーバの第１ブ
ロックの電子回路による構成例である。

【図５】上記外乱オブザーバの第２ブロックの電子回路
による構成例である。

【図６】上記外乱オブザーバの比較器の電子回路による
構成例である。

【図７】上記外乱オブザーバの第３ブロックの電子回路
による構成例である。

【図８】上記モータ制御装置における加算器の電子回路
による構成例である。

【図９】上記外乱オブザーバにおけるＬＰＦの電子回路
による構成例である。

【図１０】上記モータ制御装置における加速度センサー
の分解斜視図である。

【図１１】比較のために示され、ノイズｎを有する速度
センサーを用いた外乱オブザーバのブロック図である。

【図１２】上記モータ制御装置における加速度センサー
ユニットにノイズｎを有する場合のブロック図である。

【図１３】本発明の情報記録再生装置のモータ制御装置
における第２実施例を示す構成図である。

【図１４】上記モータ制御装置に対して振動や衝撃が加
わったときの説明図である。

【図１５】上記モータ制御装置における各加速度センサ
ーユニットの他の接続方法を示す説明図である。

【図１６】上記モータ制御装置における各加速度センサ
ーユニットのさらに他の接続方法を示す説明図である。

【図１７】本発明の情報記録再生装置のモータ制御装置
における第３実施例を示す構成図である。

【図１８】上記加速度センサー用のバッファアンプの構
成図である。

【図１９】上記加速度センサー用のバッファアンプの別
の構成図である。

【図２０】上記加速度センサーとバッファアンプとを組
合わせたときの等価回路である。

【図２１】前記の図３のブロック部を書き換えたブロッ
ク図である。

【図２２】本発明の情報記録再生装置のモータ制御装置
における第４実施例を示すブロック図である。

【図２３】上記モータ制御装置における外乱オブザーバ
のハイパスフィルタの電子回路による構成例である。

【図２４】従来の光ディスク装置の構成図であって、
（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

【図２５】上記光ディスク装置のモータ制御装置におけ
る２段サーボ方式によるトラッキングサーボ系の構成図
である。

【図２６】上記トラッキングサーボ系におけるリニアモ
ータとレンズアクチュエータとの各サーボゲインカーブ
を示すグラフである。

【図２７】上記リニアモータに特性変動が生じた場合に
おける上記リニアモータのサーボゲインカーブの変動例
を示すグラフである。

【図２８】上記リニアモータに特性変動が生じた場合の
２段サーボ方式における上記リニアモータのサーボゲイ
ンカーブの他の変動例を示すグラフである。

【図２９】上記リニアモータに感度上昇が生じた場合の
２段サーボ方式における上記リニアモータのサーボゲイ
ンカーブの変動例を示すグラフである。

【図３０】回動型のモータを用いた従来の外乱オブザー
バのブロック図である。

【図３１】図３０に示した外乱オブザーバを等価変換し
て書き直したときのブロック図である。

【図３２】上記モータ制御装置に速度センサーを設けた
ときの構成図である。

【図３３】上記モータ制御装置に他の速度センサーを設
けたときの構成図である。

【図３４】上記モータ制御装置における制御機構を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１ 光ディスク（ディスク状記録媒体） ４ 光ピックアップ（再生手段） １０ リニアモータ（モータ） １６ 加速度センサーユニット（加速度検出手段） １７ 外乱オブザーバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺島 重男 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスク状記録媒体から情報を読み出す再
   生手段が設けられ、上記再生手段を上記ディスク状記録
   媒体の記録面に沿って移動させるモータが設けられてい
   る情報記録再生装置のモータ制御装置において、 上記モータによって移動する上記再生手段の加速度を検
   出する加速度検出手段が設けられ、 上記モータの駆動電流と上記加速度検出手段からの加速
   度信号とから、上記モータに加わる外乱力や特性変動を
   補償する補償信号を生成し、上記補償信号に基づき、上
   記モータの駆動電流を補正する外乱オブザーバが設けら
   れていることを特徴とする情報記録再生装置のモータ制
   御装置。
2. 【請求項２】加速度検出手段は、上記モータにおける上
   記再生手段と一体的に移動する可動部と、上記モータの
   固定部との相対加速度を検出するものであることを特徴
   とする請求項１記載の情報記録再生装置のモータ制御装
   置。
3. 【請求項３】モータはリニアモータであることを特徴と
   する請求項１または２記載の情報記録再生装置のモータ
   制御装置。
4. 【請求項４】モータは回動するスイングモータであるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の情報記録再生装
   置のモータ制御装置。
5. 【請求項５】加速度検出手段は、加速度により機械的に
   変形した変形量を電気量に変換する圧電素子を有するこ
   とを特徴とする請求項１、２、３または４記載の情報記
   録再生装置のモータ制御装置。
6. 【請求項６】ディスク状記録媒体に情報の記録あるいは
   再生を行うための記録再生手段が上記記録再生手段を制
   御するための制御信号を出力するように設けられ、 上記制御信号に基づいた駆動信号によって上記記録再生
   手段を上記ディスク状記録媒体の記録面に沿って移動さ
   せるモータが設けられ、 上記モータによって移動する記録再生手段の加速度を検
   出する加速度検出手段が設けられ、 上記駆動信号と上記加速度検出手段で検出した加速度信
   号とからモータに加わる外乱力や上記モータの特性変動
   を補償する補償信号を推定し出力する外乱オブザーバ
   が、駆動信号から補償信号の生成までの第１経路と、加
   速度信号から補償信号の生成までの第２経路とを有する
   ように設けられ、 上記外乱オブザーバの補償信号に基づき前記制御信号を
   補正して上記駆動信号を出力する加算手段が設けられ、 前記加速度検出手段が有する低域遮断特性とほぼ等しく
   なるように設定された低域遮断特性を有する調整手段が
   上記第１経路上に設けられていることを特徴とする情報
   記録再生装置のモータ制御装置。