JPH09265304A

JPH09265304A - 制御装置および情報記録再生装置

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Publication number: JPH09265304A
Application number: JP8135562A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Takeuchi; 博明竹内; Toru Okuda; 徹奥田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 1997-10-07
Anticipated expiration: 2016-05-29
Also published as: JP3229204B2; US5880953A

Abstract

(57)【要約】【課題】安定性を保持したまま、追従精度の向上と広
帯域化との双方を満足させる制御装置を提供する。【解決手段】アクチュエータ２は、与えられた操作量
Ｓｄに基づいて、信号再生素子１を移動させる。誤差検
出器３は、所望のトラックと該信号再生素子１との相対
位置誤差を検出する。駆動回路４は、誤差検出器３の出
力から、アクチュエータ２への操作量を算出し、加算器
５へ伝える。一方、アクチュエータ２の特性を電気的に
模擬するアクチュエータ模擬回路６は、上記操作量Ｓｄ
から、アクチュエータ２の位置を推定する。さらに、追
従目標推定器７は、上記アクチュエータ模擬回路６およ
び誤差検出器３の出力から、トラック曲がりを推定し、
フィードフォワードゲイン８を介して、加算器５へフィ
ードフォワードする。加算器５は、この結果、算出され
た操作量Ｓｄをアクチュエータ２へ与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域で高精度な
制御を可能とする制御装置、および、例えば、磁気記録
再生装置など、この制御装置を備えた情報記録再生装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の情報記録再生装置においては、高
密度化が著しく、トラック幅の狭小化が進んでいる。狭
小化したトラックから信号を再生する場合、信号再生素
子の中心がトラックの中心からずれるトラッキングずれ
の影響が顕著に現れ、十分な再生出力が得られなくなる
虞れがある。このトラッキングずれの原因の一つとし
て、記録媒体上のトラックが、理想的な形状からずれて
いることが挙げられる。

【０００３】例えば、回転ヘッド型磁気テープ装置にお
いては、トラック幅の中心線は、理想的には、直線であ
るべきだが、信号記録時における回転ドラムの偏心、磁
気テープの走行状態、固定ドラムのリードの直線性など
の影響により、実際の中心線は、直線から、ずれた形状
をしている。また、セクタサーボ方式の磁気ディスク装
置においては、ディスク上の位置情報が予めサーボトラ
ックライタによって記録される。ところが、サーボトラ
ックライタの振動やディスクの振動などの影響によっ
て、実際には、ディスクに記録された位置情報は、正確
な円を描いていない。したがって、該位置情報に基づい
て記録されたトラックもトラック幅の中心線が真円か
ら、ずれた形状をしている。さらに、磁気信号や光信号
がプリフォーマットされたディスクを用いたディスク装
置では、装置へのディスクの取付けの影響により、トラ
ック幅の中心線は、偏心成分を持つ。以下では、記録媒
体の種類や形状に関わらず、理想的な形状に対するトラ
ック幅の中心線のずれをトラック曲がりと総称する。

【０００４】また、一般に、トラック曲がりは、通常基
本周波数ｆ_trを持っており、この周波数成分の寄与が最
も大きい。上記基本周波数ｆ_trは、例えば、回転ヘッド
型磁気テープ装置では、磁気テープへの磁気ヘッドの突
入から退出までの時間間隔に相当し、プリフォーマット
されたディスクを用いたディスク装置においては、ディ
スクの回転周波数に相当する。

【０００５】ここで、トラック曲がりの一例として、図
４７に、回転ヘッド型磁気テープ装置によって記録され
たトラックを示す。図中、一点鎖線で示すように、トラ
ックの中心線は、蛇行しており、図中、実線で示す理想
的な形状から外れている。したがって、磁気ヘッドのト
ラック走査時刻ｔ１からｔ５におけるトラック曲がりＴ
ｒは、図４８のように示される。

【０００６】トラック幅が狭くなるにつれて、許容され
るトラッキング誤差の範囲は狭くなるので、要求される
トラッキング精度を確保するために、信号再生素子をト
ラック幅方向に変位可能なアクチュエータに搭載し、信
号再生素子をトラックに追従させるダイナミックトラッ
キング技術が従来より用いられている。

【０００７】図４９の制御ブロック図に示すように、ダ
イナミックトラッキング技術を適用した従来の情報記録
再生装置において、誤差検出器１０１は、信号再生素子
１０２の再生信号から、該信号再生素子１０２の中心線
とトラックの中心線との相対位置誤差を検出し、誤差信
号Ｅｒｒとして出力する。

【０００８】この誤差検出器１０１は、等価的に、信号
再生素子１０２の位置Ｘとトラック曲がりＴｒとを比較
する比較器１０１ａと、比較結果である相対位置誤差Ｘ
ｅｒｒを電圧レベルに変換する誤差検出ゲイン１０１ｂ
とで表現できる。なお、実際には、上記誤差検出器１０
１は、両回路１０１ａ・１０１ｂを備えているわけでは
なく、例えば、ディスク装置におけるセクタサーボ方式
などを用いて、信号再生素子１０２の再生信号から上記
誤差信号Ｅｒｒを直接検出している。したがって、誤差
検出器１０１は、トラック曲がりＴｒおよび位置Ｘをそ
れぞれ単独には検出できない。

【０００９】さらに、駆動回路１０３は、上記誤差信号
Ｅｒｒに基づいて、操作信号Ｓｄ１をアクチュエータ１
０４へ指示し、アクチュエータ１０４は、信号再生素子
１０２をトラック幅方向へ変位させる。これにより、信
号再生素子１０２は、その中心線とトラックの中心線と
が一致する位置へと導かれる。

【００１０】また、図５０に示すように、特に回転ヘッ
ド型磁気テープ装置などでは、図４９に示す誤差検出器
１０１と駆動回路１０３との間に、スイッチ１０５が加
えられている。これにより、磁気ヘッドの走査／非走査
が切り換えられ、非走査期間においては、０レベルの信
号が駆動回路１０３へ入力される。

【００１１】図４９および図５０の構成は、走査期間中
においては、共通であるため、以下では、図４９に示す
情報記録再生装置を中心にして説明する。該情報記録再
生装置の制御装置は、図５１に示すような伝達関数のブ
ロックで表現される。

【００１２】したがって、制御装置の開ループ伝達関数
Ｇopenは、次式（１）のように、Ｇopen＝Ｋ_e・Ｇ₁(ｓ）・Ｇ_A（ｓ）・・・（１）で表される。なお、上式中、ｓは、ラプラス演算子であ
る。また、一般に、アクチュエータ１０４は、共振点を
有する２次遅れ要素であり、その伝達関数は、ｓの関数
Ｇ_A（ｓ）で表されるように、周波数に依存している。

【００１３】通常、共振点を有するアクチュエータ１０
４を用いた制御装置においては、ノッチフィルタなどに
より、共振点の影響を除去し、制御帯域（開ループ伝達
特性のゲイン交点周波数）を共振周波数ｆ_rより低く設
定するのが一般的である。

【００１４】ところが、近年の情報記録再生装置は、ト
ラック曲がりＴｒの基本周波数ｆ_trがかなり高く、ま
た、ダイナミックトラッキング制御の際には、この基本
周波数ｆ_tr成分、および、その高次成分に対しても、信
号再生素子１０２を高精度に追従させることが要求され
ている。したがって、上記共振周波数ｆ_rを十分に高く
設定する必要がある。しかし、アクチュエータ１０４の
バネ定数を高く設定して、共振周波数ｆ_rを上昇させた
場合、消費電力の増大につながるため、実現が困難であ
る。

【００１５】したがって、上記アクチュエータ１０４の
共振周波数ｆ_rは、トラック曲がりＴｒの基本周波数ｆ
_trよりも少し高い値に設定せざるを得ない。この結果、
ノッチフィルタなどによって共振点の影響を除去する場
合には、十分な制御帯域が得られない。

【００１６】そこで、上記課題を解決するために、制御
帯域をアクチュエータ１０４の共振周波数ｆ_rよりも高
く設定できる制御方式が知られており、この制御方式を
採用した制御装置が広く用いられている。以下では、こ
の制御方式を突き抜けサーボ方式と称する。この制御方
式は、図５２に示すように開ループ伝達関数のベクトル
軌跡において、位相が−１８０°付近であるときのゲイ
ンを十分に高く設定している。さらに、その後のベクト
ル軌跡においては、−１を左に見ながら、０に収束して
いく様に、制御装置を構成する各要素を設定する。制御
工学において、開ループ伝達関数のベクトル軌跡が−１
を左に見ながら通過する条件は、安定条件であるから、
上記突き抜けサーボ方式は、安定性を確保しながら、広
帯域化を図ることができる有効な制御方式といえる。

【００１７】図５１の制御装置では、駆動回路１０３を
構成するゲイン、位相補償回路、ローパスフィルタの定
数を調節して、突き抜けサーボ方式を適用している。な
お、このローパスフィルタは、アクチュエータ１０４の
高次の共振点の影響を除去するために設けられている。
この場合でも、制御装置の開ループ伝達関数Ｇopenは、
上述の式（１）より算出できる。

【００１８】ここで、突き抜けサーボ方式を適用した制
御装置の開ループ伝達特性Ｇopenの一例を図５３に示
す。この制御装置は、安定条件を満たしており、かつ、
ゲイン交点周波数ｆ_Cは、アクチュエータ１０４の共振
周波数ｆ_rよりもかなり高く設定される。したがって、
信号再生素子１０２は、トラック曲がりＴｒの高次成分
にも追従することができる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記突
き抜けサーボを適用した制御装置では、トラック曲がり
Ｔｒへの追従周波数帯域が広域化されている一方で、突
き抜けサーボの条件を満たす際に用いられる位相補償に
より、トラック曲がりＴｒの基本周波数ｆ_trにおける開
ループゲインが制限されるという問題を生じている。つ
まり、トラック曲がりＴｒの基本周波数ｆ_tr成分に対す
る信号再生素子１０２の追従精度が良くなかった。

【００２０】トラック曲がりＴｒは、基本周波数ｆ_tr成
分の寄与が最も大きいため、特にトラック幅が狭い場合
には、十分な再生出力を得ることが困難になり、情報記
録再生装置の仕様を満足できない虞れがある。

【００２１】したがって、制御可能な周波数帯域を保持
したまま、開ループゲインの向上が切望されている。な
お、突き抜けサーボは、アクチュエータ１０４の共振周
波数ｆ_r以上の周波数帯域において、位相進み補償の効
果によって、最低限の位相余裕を確保しているため、上
記課題を解決するために、何らかの開ループゲイン改善
手段を講じる場合においても、位相余裕が少なくなるこ
とは許されない。

【００２２】また、上記の情報記録再生装置において、
例えば、回転ヘッド型磁気テープ装置における誤差検出
器１０１は、誤差の検出方法として、２周波パイロット
信号方式や、４周波パイロット信号方式、ウォブリング
方式などを採用しており、ディスク装置においては、セ
クタサーボ方式、磁気信号プリフォーマットサーボ方
式、光信号プリフォーマットサーボ方式などを採用して
いる。これらの誤差検出方法は、いずれも、信号再生素
子１０２と所望のトラックとの相対位置誤差を示す誤差
信号Ｅｒｒを直接検出している。したがって、誤差検出
器１０１は、信号再生素子１０２の変位Ｘおよびトラッ
ク曲がりＴｒをそれぞれ単独には検出できない。

【００２３】上記問題点を解決するために、例えば、特
開平３−７１４１５号公報などには、制御ループ内に学
習制御部を備えた回転ヘッド型磁気テープ装置が記載さ
れている。該磁気テープ装置が採用した学習制御方式
は、目標値が周期的な繰り返し波形である場合に、残留
偏差を極めて小さくすることができる。上記磁気テープ
装置のトラック曲がりＴｒは、トラック毎に強い相関が
あるため、繰り返し学習制御を行うことによって、上記
磁気テープ装置における磁気ヘッドは、トラック曲がり
Ｔｒへ高精度に追従できる。

【００２４】しかしながら、学習制御部は、無駄時間要
素を含む正帰還ループで構成されており、無限の極が存
在する。この結果、学習制御部を導入すると、導入前に
比べて、制御装置が不安定になりやすい。一方、上述の
突き抜けサーボ方式を適用した制御装置では、最低限の
位相余裕しか確保していないため、該制御装置に、学習
制御部を導入することは困難である。さらに、学習制御
では、繰り返し周期以外の周期を持つ目標値に対して、
逆に残留偏差が大きくなるという問題も新たに生ずる。
したがって、学習制御部を導入しても、上記問題の解決
にはならない。

【００２５】また、上記問題を解決するための他の手段
として、特開平７−１１４７８１号公報では、予めトラ
ック曲がりＴｒを測定して記憶すると共に、信号再生時
に、これをフィードフォワードする方法が提案されてい
る。しかしながら、この方法では、トラック曲がりＴｒ
を測定するための特別な機構や時間が必要になるという
問題が、新たに生ずる。

【００２６】さらに、上記問題点の直接的な解決策では
ないが、特開平６−５２５６３号公報などには、外乱オ
ブザーバを適用して制御能力を向上した情報記録再生装
置が開示されている。上記情報記録再生装置には、図５
４に示すように、図４９に示す情報記録再生装置の構成
に加え、外乱オブザーバ１０６が設けられている。な
お、図において、Ｄは、アクチュエータ１０４に作用す
る外乱、１０６ｂは、信号再生素子１０２の位置Ｘを検
出する位置検出器である。

【００２７】この外乱オブザーバ１０６において、アク
チュエータ模擬回路１０６ａは、アクチュエータ１０４
の特性を電気的に模擬しており、アクチュエータ１０４
へ加えられる操作量Ｓｄから信号再生素子１０２の位置
Ｘを推定する。一方、位置検出器１０６ｂは、信号再生
素子１０２の位置Ｘを検出している。比較器１０６ｃ
は、アクチュエータ模擬回路１０６ａの出力と、位置検
出器１０６ｂの出力とを比較して外乱Ｄを推定する。こ
の推定外乱Ｄハットは、アクチュエータ１０４の逆特性
を模擬する逆特性模擬回路１０６ｄを介して、駆動信号
へフィードフォワードされる。これにより、上記外乱オ
ブザーバ１０６は、アクチュエータ１０４へ加えられた
外乱Ｄを打ち消している。

【００２８】したがって、従来の情報記録再生装置のよ
うに、トラック幅が比較的広いためにトラック曲がりＴ
ｒの影響が比較的小さく、ダイナミックトラッキング制
御の制御性阻害要因が主に外乱である場合、すなわち、
上記制御が定値制御と見なせる場合には、上記外乱オブ
ザーバ１０６は、非常に効果的である。

【００２９】しかしながら、近年の情報記録再生装置で
は、高密度化（狭トラック化）が進み、従来は問題にな
らなかったような微小なトラック曲がりＴｒに対しても
高精度かつ広帯域に信号再生素子１０２を追従させるこ
とが要求されている。ところが、上記外乱オブザーバ１
０６は、アクチュエータ１０４へ作用する外乱Ｄを抑制
するものであって、目標値に対する追従性を改善するも
のではない。したがって、このような場合には、外乱オ
ブザーバ１０６を用いても、効果が得られない。

【００３０】以上のように、いかなる従来技術を用いて
も、誤差検出器１０１により、トラックと信号再生素子
１０２との相対位置誤差のみを検出する情報記録再生装
置において、高精度かつ広帯域に信号再生素子１０２を
トラック曲がりＴｒへ追従させるという課題を解決する
に至っておらず、特に、突き抜けサーボを適用した制御
装置において、重要な問題となっている。

【００３１】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、安定性を保持したまま、追従
精度の向上や広帯域化を満足させる制御装置、および、
これを用いることにより、信号記録再生部素子の目標値
に対する追従性を向上させた情報記録再生装置を提供す
ることにある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る制
御装置は、上記課題を解決するために、指示された操作
量に基づいて、機械的動作を行う制御対象と、該制御対
象の制御量と目標値との相対誤差を検出する誤差検出手
段と、上記相対誤差に基づいて、上記制御対象に指示す
る操作量を調節する操作手段とを有する制御装置におい
て、以下の手段を講じたことを特徴としている。

【００３３】すなわち、上記制御対象の特性を模擬して
おり、上記操作量に基づいて、推定した制御量を示す、
制御量推定信号を出力する制御対象模擬手段と、上記相
対誤差および制御量推定信号に基づいて、推定した、制
御量の追従目標値を示す、追従目標推定信号を出力する
追従目標推定手段と、上記制御対象の逆特性を模擬する
逆特性模擬部およびゲイン部を含み、上記操作手段の入
力側または出力側へ上記追従目標推定信号をフィードフ
ォワードするフィードフォワードゲインとを備えてい
る。

【００３４】上記構成において、制御対象は、与えられ
た操作量に基づいて、機械的動作を行い、誤差検出手段
は、制御対象の制御量と目標値との相対誤差を検出す
る。操作手段は、この相対誤差に基づいて、制御対象の
操作量を調節する。

【００３５】一方、制御対象模擬手段は、制御対象へ与
えられる操作量から、例えば、位置などの制御量を推定
し、制御量推定信号を出力する。また、追従目標推定手
段は、上記相対誤差および制御量推定信号とから、制御
量の追従目標を推定し、追従目標推定信号を出力する。
なお、追従目標は、例えば、トラック曲がりなどに対応
する。さらに、上記追従目標推定信号は、逆特性模擬部
およびゲイン部からなるフィードフォワードゲインを介
して、操作手段の入力側、あるいは、出力側へフィード
フォワードされる。この結果、フィードフォワードルー
プにより補正された操作量が、制御対象へ与えられる。

【００３６】それゆえ、追従目標を単独に検出できない
場合であっても、上記追従目標推定手段が追従目標をリ
アルタイムに推定し、制御対象への操作量へ推定した結
果をリアルタイムにフィードフォワードできる。したが
って、従来の制御装置に比べて、安定性を保持したま
ま、高精度かつ広帯域に制御対象を目標値へ追従させる
ことができる。

【００３７】また、請求項２の発明に係る制御装置は、
請求項１記載の発明の構成において、上記ゲイン部は、
例えば、ローパスフィルタやバンドパスフィルタなどの
フィルタを備えていることを特徴としている。

【００３８】上記構成では、フィードフォワードループ
において、フィルタが、例えば、高周波数帯域など、所
定の帯域の周波数成分を除去する。したがって、低域側
など、特定の帯域において、制御装置の追従精度を向上
させると共に、高域側など、上記特定の帯域以外におい
て、制御装置の特性を従来と同様に保つことができる。
これにより、例えば、回路遅延などに起因する無駄時間
や制御対象の高次共振の影響などによって位相が変化し
た場合でも、制御装置は、制御対象を安定して制御でき
る。この結果、制御装置の安定性をさらに向上できる。

【００３９】一方、請求項３の発明に係る制御装置は、
請求項２記載の発明の構成において、上記フィルタは、
上記制御対象の追従目標の基本周波数と等しい周波数の
成分を通過させるバンドパスフィルタであることを特徴
としている。

【００４０】上記構成では、フィードフォワードループ
において、バンドパスフィルタが、上記追従目標の基本
周波数から離れた遮断帯域の周波数成分を除去する。し
たがって、上記基本周波数において、追従精度を向上さ
せると共に、上記遮断帯域における制御装置の特性を従
来と同様に保つことができる。この結果、例えば、突き
抜けサーボを適用した制御装置など、上記基本周波数か
ら離れた帯域で、位相余裕が少ない制御装置において
も、安定性を確保しながら追従精度を向上できる。

【００４１】加えて、上記遮断帯域では、フィードフォ
ワードループの特性が制御装置の特性に影響を及ぼさな
い。したがって、基本周波数における特性に基づいて、
フィードフォワードループを構成する各要素の特性を設
定できる。この結果、上記各要素の特性設定時の自由度
が増す。

【００４２】さらに、請求項４の発明に係る制御装置
は、請求項３記載の発明の構成において、上記制御対象
模擬手段あるいは逆特性模擬部の少なくとも一方は、上
記バンドパスフィルタの通過帯域における、上記制御対
象の特性、あるいは、その逆特性を模擬していることを
特徴としている。

【００４３】上記構成では、制御対象模擬手段あるいは
逆特性模擬部は、バンドパスフィルタの通過帯域におい
て、制御対象の特性あるいは逆特性を模擬する。また、
模擬する帯域が限定されているため、制御対象模擬手段
あるいは逆特性模擬部は、例えば、比例要素のゲインな
どの簡単な回路で実現できる。したがって、請求項３記
載の制御装置と略同様の効果を持ったまま、制御装置の
構成をさらに簡略にできる。

【００４４】また、請求項５の発明に係る制御装置は、
請求項１、２、または３記載の発明の構成において、上
記制御対象模擬手段および逆特性模擬部は、それぞれ、
上記制御対象の特性のうち、少なくとも最高次の積分特
性、および、少なくとも最高次の積分特性の逆特性を模
擬していることを特徴としている。

【００４５】上記構成では、制御対象模擬手段および逆
特性模擬部は、全ての特性を模擬しているわけではない
ので、制御対象模擬手段および逆特性模擬部の構成を簡
略にすることができる。したがって、請求項１、２、３
記載の制御装置と略同様の効果を持ったまま、制御装置
の構成をさらに簡略にできる。

【００４６】一方、請求項６の発明に係る制御装置は、
指示された操作量に基づいて、機械的動作を行う制御対
象と、該制御対象の制御量と目標値との相対誤差を検出
する誤差検出手段と、上記相対誤差に基づいて、上記制
御対象へ操作量を指示する操作手段とを有する制御装置
において、上記操作手段は、フィルタを介した正帰還ル
ープを備えていることを特徴としている。

【００４７】上記構成では、正帰還ループを備えた操作
手段は、誤差検出手段の検出した相対誤差に基づいて、
制御対象へ操作量を指示する。この結果、安定性を確保
したまま、制御装置の開ループゲインを向上できる。ま
た、上記正帰還ループは、請求項２記載のフィードフォ
ワードループに比べて、構成が簡単である。この結果、
請求項２記載の発明の構成に比べて簡単な構成でありな
がら、安定性を保ったまま、高精度に、制御対象を目標
に対して追従させることができる。

【００４８】さらに、請求項７の発明に係る制御装置
は、請求項６に記載の発明の構成において、上記フィル
タは、上記制御対象の追従目標の基本周波数と等しい周
波数の成分を通過させるバンドパスフィルタであること
を特徴としている。

【００４９】上記構成において、上記正帰還ループは、
基本周波数における開ループゲインを増大させる。ま
た、基本周波数から離れた帯域では、制御装置の特性
は、従来と同様に保たれる。したがって、例えば、突き
抜けサーボを適用した制御装置のように、位相余裕が少
ない制御装置であっても、制御装置の安定性を保ったま
ま、基本周波数における追従精度を向上できる。

【００５０】請求項８の発明に係る制御装置は、請求項
３、４または７記載の発明の構成において、上記制御対
象は、共振点を有する２次遅れ要素であり、上記操作手
段は、上記制御対象の共振周波数より高い周波数帯域に
て、位相進み補償を行う位相補償部を備えていることを
特徴としている。

【００５１】上記構成では、位相補償部が、制御対象の
共振周波数より高い周波数帯域において、位相進み補償
を行うため、制御対象の共振周波数を高く設定すること
なく、制御装置の制御帯域を広げることができる。

【００５２】それゆえ、従来の制御装置に比べて、制御
対象の消費電力を増加させることなく、広帯域かつ高精
度に、制御対象を目標値に追従させることができる。

【００５３】請求項９の発明に係る情報記録再生装置
は、請求項１、２、３、４、５、６、７、または８に記
載の制御装置を備え、上記制御装置の制御対象には、ト
ラックが設けられた記録媒体に対して、記録あるいは再
生のうち、少なくとも一方を行う信号記録再生部と、上
記信号記録再生部を移動させるアクチュエータとが設け
られていることを特徴としている。

【００５４】上記構成では、アクチュエータへ操作量が
指示される。これにより、アクチュエータは、例えば、
フォーカス制御、トラッキング制御などを行い、信号記
録再生部を移動させる。したがって、上記信号記録再生
部は、安定性を保ったまま、高精度かつ広帯域に追従目
標値へ追従できる。この結果、記録媒体の記録密度を向
上でき、記録容量を増大できる。

【００５５】請求項１０の発明に係る情報記録再生装置
では、請求項９記載の発明の構成において、上記アクチ
ュエータは、上記信号記録再生部をトラックの幅方向に
移動させ、上記誤差検出手段は、上記信号記録再生部と
所望のトラックとの相対位置誤差を検出することを特徴
としている。

【００５６】それゆえ、情報記録再生装置は、従来問題
にならなかったような微小なトラック曲がりに対して
も、信号記録再生部を、高精度かつ広帯域に追従させる
ことができる。したがって、記録媒体に設けられるトラ
ックの幅をさらに狭く設定できる。この結果、記録媒体
の記録密度と記録容量とをさらに向上できる。

【００５７】請求項１１の発明に係る情報記録再生装置
は、トラックが設けられた記録媒体に対して、記録ある
いは再生のうち、少なくとも一方を行う信号記録再生部
と、指示された操作量に基づいて、上記信号記録再生部
を移動させるアクチュエータと、上記アクチュエータに
指示する操作量を調節する操作手段とを有する情報記録
再生装置において、以下の手段を講じたことを特徴とし
ている。

【００５８】すなわち、上記アクチュエータの特性を模
擬しており、上記操作量に基づいて、上記信号記録再生
部の位置を推定し、推定位置信号を出力するアクチュエ
ータ模擬手段と、上記信号記録再生部の所望の位置を示
す目標値と上記の推定位置信号との差信号を、上記操作
手段へ入力する比較手段とを備えている。

【００５９】上記構成では、アクチュエータ模擬手段
は、アクチュエータの操作量に基づいて、信号記録再生
部の位置を推定する。さらに、比較手段は、目標値と推
定位置信号との差信号を操作手段へ入力する。

【００６０】したがって、目標値と推定位置信号との差
に応じて、アクチュエータは、信号記録再生部を移動で
きる。この結果、信号記録再生部の位置を検出すること
なく、情報記録再生装置は、信号記録再生部を所望の位
置へ案内できる。それゆえ、情報記録再生装置は、例え
ば、信号記録再生部の速度に応じた速度制御を行うこと
なく、該信号記録再生部を目標のトラックへ高速に案内
できる。

【００６１】また、請求項１２の発明に係る制御装置
は、上記課題を解決するために、指示された操作量に基
づいて、機械的動作を行う制御対象と、上記制御対象の
制御量と目標値との相対誤差を検出する誤差検出手段
と、与えられた入力に基づいて、上記制御対象へ指示す
る操作量を調節する操作手段とを有し、上記制御対象の
目標値は、間欠的に発生しており、目標値が発生してい
ると共に上記誤差検出手段が相対誤差を検出できる検出
期間と、目標値が発生していないため上記誤差検出手段
が相対誤差を検出できない非検出期間とが交互に設けら
れており、上記操作手段には、上記検出期間中、誤差検
出手段の検出した相対誤差が入力される制御装置におい
て、以下の手段を講じたことを特徴としている。

【００６２】すなわち、上記制御対象の特性を模擬して
おり、上記操作量に基づいて、推定した制御量を示す、
制御量推定信号を出力する制御対象模擬手段と、上記相
対誤差および上記制御量推定信号に基づいて、推定し
た、制御量の追従目標値を示す、追従目標推定信号を出
力する追従目標推定手段と、上記検出期間における上記
追従目標推定信号に基づいて、上記非検出期間における
制御量の追従目標を示す、待機目標信号を作成する待機
目標発生手段と、上記非検出期間中、上記待機目標信号
と上記制御量推定信号との差信号を、上記操作手段へ入
力する比較手段とを備えている。

【００６３】なお、上記目標値は、例えば、回転ヘッド
型の磁気テープ装置においては、磁気テープのトラック
曲がりなどである。この場合は、磁気ヘッドが磁気テー
プのトラックを走査しているトラック走査期間が検出期
間に対応し、回転により、磁気ヘッドが磁気テープを走
査していない期間が、非検出期間に対応する。

【００６４】上記構成では、検出期間中、操作手段は、
誤差検出手段が検出した相対誤差に基づいて、例えば、
磁気ヘッドを駆動するアクチュエータなど、制御対象に
指示する操作量を調整している。一方、制御対象模擬手
段は、制御対象へ与えられる操作量から、例えば、制御
対象の位置などの制御量を推定し、制御量推定信号を生
成する。さらに、追従目標推定手段は、当該制御量推定
信号および相対誤差から、追従目標推定信号を作成して
いる。

【００６５】一方、非検出期間中、制御対象模擬手段
は、検出期間と変わらず、制御量推定信号を生成してい
る。また、待機目標発生手段は、例えば、次の検出期間
の開始時における追従目標を推定するなどして、該期間
における制御量の追従目標を示す待機目標信号を生成す
る。比較手段は、制御量推定信号と待機目標信号との差
信号を操作手段へ入力する。さらに、操作手段は、制御
対象の操作量を調節して、待機目標信号が示す追従目標
へ制御対象を追従させる。

【００６６】ところで、従来は、非検出期間中、相対誤
差が検出できないため、不所望に振動するという問題が
発生している。したがって、検出期間の開始時には、相
対誤差が極めて大きくなる場合がある。この結果、検出
期間の開始時には、制御対象が目標値に追従するまでの
所要時間が長くなり、追従精度が低下する。

【００６７】ところが、上記構成では、制御装置は、非
検出期間において、誤差検出手段が相対誤差を検出でき
ない場合でも、制御対象を制御することができる。した
がって、非検出期間における上記振動を防止できる。こ
の結果、制御対象は、次の検出期間の開始時から即座に
目標値へ追従できる。これにより、検出期間の開始時に
おける追従精度を向上できる。

【００６８】また、請求項１３の発明に係る制御装置
は、請求項１２記載の発明の構成において、上記制御対
象の制御量の追従目標値が、上記検出期間の開始毎に、
互いに相関を有しており、上記待機目標発生手段は、上
記非検出期間の終了時において、その直前の検出期間の
開始時における追従目標推定信号の値と一致する、待機
目標信号を作成することを特徴としている。

【００６９】上記構成では、非検出期間の終了時におい
て、待機目標発生手段は、直前の検出期間の開始時にお
ける追従目標推定信号の値と等しい値の待機目標信号を
作成する。これにより、制御装置は、非検出期間の終了
時、すなわち、次の検出期間の開始時において、直前の
検出期間の開始時における追従目標へ制御対象を導くこ
とができる。一方、制御対象の制御量の追従目標値は、
検出期間の開始毎に、互いに相関を有している。この結
果、制御装置は、各検出期間の開始時において、追従目
標値近傍に制御対象を確実に案内できる。それゆえ、制
御対象は、各検出期間の開始時から、目標値へ即座に追
従でき、検出期間の開始時における追従精度をさらに向
上できる。

【００７０】さらに、請求項１４の発明に係る制御装置
は、請求項１３記載の発明の構成において、上記待機目
標発生手段は、上記検出期間の開始時における、上記追
従目標推定信号を保持すると共に、次の非検出期間中、
待機目標信号として、保持した値を出力する記憶手段を
備えていることを特徴としている。

【００７１】上記構成では、各検出期間の開始時におい
て、記憶手段は、追従目標推定信号を保持する。さら
に、記憶手段は、次の非検出期間中、保持した追従目標
推定信号を待機目標信号として出力する。これにより、
非検出期間中、制御装置は、当該追従目標推定信号が示
す追従目標へ制御対象を案内する。一方、非検出期間が
終了し、次の検出期間が始まると、記憶手段は、新た
に、開始時の追従目標推定信号を記憶する。上記各動作
を繰り返すことによって、制御装置は、各検出期間の開
始時において、前回の検出期間の開始時における追従目
標の近傍へ制御対象を案内できる。

【００７２】それゆえ、制御対象は、各検出期間の開始
時において、即座に目標値へ追従できる。この結果、検
出期間の開始時における追従精度を向上できる。加え
て、上記記憶手段は、例えば、サンプルホールド回路や
フリップフロップなどを用いることによって、簡単な構
成で実現できる。

【００７３】一方、請求項１５の発明に係る制御装置
は、請求項１３記載の発明の構成において、上記待機目
標発生手段は、上記非検出期間の終了時における信号の
値が、上記検出期間の開始時における追従目標推定信号
の値と一致し、かつ、その信号波形が直流成分を持たな
い待機目標信号を作成することを特徴としている。

【００７４】上記構成では、非検出期間中、制御装置
は、待機目標信号に制御量推定信号が一致するように、
制御対象の制御量を制御している。該期間中には、待機
目標信号が直流成分を持っていないため、制御対象の制
御量には、ＤＣオフセットが発生しない。ところで、非
検出期間において、制御対象の制御量がＤＣオフセット
を有していると、その後の検出期間において、誤差検出
手段が検出する相対誤差にオフセットが発生する。この
結果、制御装置の追従精度が不所望に低下する。ところ
が、上記構成では、非検出期間において、オフセットの
発生が防止できるので、検出期間における追従精度をさ
らに向上できる。

【００７５】一方、非検出期間の終了時には、制御装置
は、直前の検出期間の開始時における追従目標へ制御対
象を案内する。この結果、制御対象は、検出期間の開始
時において、即座に目標値へ追従できる。したがって、
制御装置において、各検出期間の開始時における追従精
度を向上できる。

【００７６】請求項１６の発明に係る制御装置は、請求
項１２、１３、１４、または１５に記載の発明の構成に
加えて、上記制御対象の逆特性を模擬する逆特性模擬部
およびゲイン部を含み、上記操作手段の入力側または出
力側へ上記追従目標推定信号をフィードフォワードする
フィードフォワードゲインを備えていることを特徴とし
ている。

【００７７】それゆえ、請求項１と同様に、検出期間に
おいて、安定性を保ったまま、高精度かつ広帯域に信号
記録再生部を目標値へ追従させることができる。また、
請求項１２ないし１５と同様に、検出期間の開始時にお
いて、信号記録再生部の追従精度を向上できる。さら
に、制御対象模擬手段および追従目標推定手段を共用で
きる。この結果、上記請求項１に記載の発明と、請求項
１２ないし１５に記載の発明との双方を、それぞれ別に
適用した場合に比べて、簡単な構成で、双方の効果を得
ることができる。

【００７８】請求項１７の発明に係る情報記録再生装置
は、請求項１２、１３、１４、１５、または１６に記載
の制御装置と、磁気テープが、予め定める巻付け角で外
周面に巻き付けられた回転ドラムとを含み、上記制御対
象には、回転ドラムの外周面に配置される磁気ヘッド
と、上記磁気テープに設けられた所望のトラックへ磁気
ヘッドを案内するアクチュエータとが設けられているこ
とを特徴としている。

【００７９】上記構成において、磁気テープに記録され
た信号を再生する際、該磁気テープは、回転するドラム
の外周面に、予め定める巻付け角で巻き付けられる。磁
気ヘッドは、この磁気テープの進行方向に対して、斜め
に走査する。また、１トラックを走査した後、次のトラ
ックの走査を開始するまでの期間、磁気ヘッドは、トラ
ックを走査していない。さらに、情報記録再生装置は、
少なくとも非走査期間の終了時において、直前のトラッ
ク走査開始時における追従目標位置に磁気ヘッドを待機
させる。したがって、磁気ヘッドは、次のトラック走査
開始時における追従目標位置の近傍で待機できる。

【００８０】この結果、トラック走査開始時において、
磁気ヘッドは、トラック曲がりへ即座に追従できる。し
たがって、従来に比べて、トラック走査開始時における
追従精度を向上させることができる。

【００８１】

【発明の実施の形態】

〔第１の実施形態〕本発明の一実施形態について図１な
いし図６に基づいて説明すると以下の通りである。

【００８２】本実施形態に係る制御装置は、例えば、回
転ヘッド型磁気テープ装置、磁気ディスク装置、あるい
は光ディスク装置などの情報記録再生装置に供され、例
えば、磁気ヘッドや光ピックアップなどの信号再生素子
をトラック幅方向に変位させるアクチュエータを制御対
象としている。

【００８３】図１に示すように、上記制御装置は、記録
媒体上に形成されたトラックから信号を再生する信号再
生素子（信号記録再生部）１と、該信号再生素子１を移
動させるアクチュエータ（制御対象）２と、トラック曲
がりＴｒと該信号再生素子１の位置Ｘとの相対位置誤差
Ｘｅｒｒに対応する相対位置誤差信号Ｅｒｒ（以下で
は、単に誤差信号Ｅｒｒと称する）を検出する誤差検出
器（誤差検出手段）３と、該誤差信号Ｅｒｒに基づい
て、アクチュエータ２に指示する操作量を調節する駆動
回路（操作手段）４とを備えている。

【００８４】ここで、上記情報記録再生装置の一例とし
て、特開平６−６８６２３号公報に記載の磁気ディスク
装置の要部構成について簡単に説明する。図２に示すよ
うに、上記磁気ディスク装置は、スピンドルシャフト２
１を軸として回転可能に設けられた複数のディスク２２
と、該ディスク２２へデータを読み書きする際、上記各
ディスク２２の信号記録再生面に配される複数の磁気ヘ
ッド（図示せず）を有するアクチュエータアーム組立体
（以下では、単に組立体と略称する）２３と、アクチュ
エータシャフト２３ａを介して、当該組立体２３を回動
可能に支持するハウジング２４とを備えている。

【００８５】上記組立体２３のディスク側の端部には、
複数のアーム２３ｂが設けられている。各アーム２３ｂ
の先端（ディスク側端部）には、ロードスプリング２３
ｃを介して、スライダ２３ｄが取り付けられる。さら
に、該スライダ２３ｄは、上記磁気ヘッドを担持してい
る。また、上記組立体２３の他端には、アクチュエータ
シャフト２３ａを中心にして、該組立体２３を回動させ
るボイスコイル２３ｅが設けられている。一方、ハウジ
ング２４には、永久磁石２４ａが配される。

【００８６】ボイスコイル２３ｅに通電すると、永久磁
石２４ａとの間に電磁力が発生し、組立体２３は、アク
チュエータシャフト２３ａの回りに回転する。この結
果、上記磁気ヘッドとディスク２２との位置関係は変化
する。したがって、ボイスコイル２３ｅに供給する電流
により、ディスク２２に対する磁気ヘッドの位置を制御
できる。

【００８７】なお、上記の例では、磁気ヘッドが、図１
に示す信号再生素子１に対応し、ボイスコイル２３ｅを
含む組立体２３がアクチュエータ２に対応している。ま
た、信号再生素子１およびアクチュエータ２は、図２に
示した構成に限定されるものではなく、他の構成であっ
てもよい。

【００８８】図３に示すように、図１を伝達関数で表記
した場合、上記アクチュエータ２は、駆動信号Ｓｄを駆
動力Ｔに変換する第１のブロック２ａと、駆動力Ｔに対
するアクチュエータ２の応答（変位Ｘ）を示す第２のブ
ロック２ｂとに分けて表され、アクチュエータ２の伝達
関数Ｇ_A（ｓ）は、双方の伝達関数の積となる。したが
って、アクチュエータ２において、可動部の質量をＭ、
逆起電力の影響込みの粘性定数をＣ、バネ定数をＫ、駆
動コイルの電気抵抗をＲ、力定数（駆動力／電流の係
数）をＫｔとすると、下式（２）のように、Ｇ_A（ｓ）＝（Ｋｔ／Ｒ）／（Ｍ・ｓ²＋Ｃ・ｓ＋Ｋ）・・・（２）で表される。上式（２）から判るように、本実施形態に
係るアクチュエータ２は、共振点を有する２次遅れ要素
である。なお、ｓは、ラプラス演算子であり、ｓで表現
される要素Ｇ_A（ｓ）は、周波数に依存する。

【００８９】例えば、図４に示すように、本実施形態に
係るアクチュエータ２は、消費電力等を考慮して、その
共振周波数ｆ_rを、トラック曲がりＴｒの基本周波数ｆ
_trより、やや高い程度に設定している。

【００９０】また、誤差検出器３は、信号再生素子１の
位置Ｘと、追従目標であるトラック曲がりＴｒとの相対
位置誤差に対応する信号を出力するものであり、等価的
には、信号再生素子１の位置Ｘとトラック曲がりＴｒと
を比較する比較器３１と、比較結果である相対位置誤差
Ｘｅｒｒを電圧レベルに変換する誤差検出ゲイン３２と
で表される。誤差検出ゲイン３２の係数Ｋｅは、信号再
生素子１の再生感度に依存している。なお、本実施形態
に係る誤差検出器３は、上記トラック曲がりＴｒおよび
位置Ｘをそれぞれ単独で検出せず、例えば、セクタサー
ボ方式などを用いて、信号再生素子１の再生結果から、
両者の相対位置誤差Ｘｅｒｒに対応する誤差信号Ｅｒｒ
を直接検出している。この誤差信号Ｅｒｒは、下式
（３）で示すように、Ｅｒｒ＝Ｋ_e・（Ｔｒ−Ｘ）・・・（３）で表される。

【００９１】なお、検出方法は、例えば、回転ヘッド型
磁気テープ装置においては、２周波パイロット信号方式
や、４周波パイロット信号方式、ウォブリング方式など
が採用されており、ディスク装置においては、セクタサ
ーボ方式、磁気信号プリフォーマットサーボ方式、光信
号プリフォーマットサーボ方式などが採用されている。
信号再生素子１の位置Ｘとトラック曲がりＴｒとの相対
位置誤差を検出できるのであれば、上記の例に限らず、
種々の検出方法を適用することができる。

【００９２】また、上記駆動回路４は、ゲイン、位相補
償、および、ローパスフィルタなどを備えており、これ
ら各要素は、前に述べた突き抜けサーボの条件に適合す
るように設定されている。なお、当該駆動回路４全体の
伝達関数は、Ｇ₁(ｓ）で表現される。

【００９３】加えて、図１および図３に示すように、本
実施形態に係る制御装置には、駆動回路４とアクチュエ
ータ２との間に設けられた加算器５と、アクチュエータ
２へ与えられる操作量Ｓｄから信号再生素子１の位置Ｘ
を推定し、推定位置信号Ｘハットを出力するアクチュエ
ータ模擬回路６（伝達関数：Ｇ_A0（ｓ））と、誤差検出
器３およびアクチュエータ模擬回路６の出力から、信号
再生素子１の追従目標であるトラック曲がりＴｒを推定
する追従目標推定器７と、当該追従目標推定器７が出力
した追従目標推定信号Ｔｒハットを所定のゲイン（伝達
関数：Ｆ（ｓ））で上記加算器５へフィードフォワード
するフィードフォワードゲイン８とが設けられており、
これらによって、フィードフォワードループが形成され
ている。この結果、アクチュエータ２が受け取る操作量
Ｓｄは、駆動回路４が指定する操作量Ｓｄ１に、追従目
標推定信号Ｔｒハットをフィードフォワード加算した値
となる。なお、上記アクチュエータ模擬回路６、およ
び、追従目標推定器７は、特許請求の範囲に記載の制御
対象模擬手段、および、追従目標推定手段にそれぞれ対
応している。

【００９４】上記追従目標推定器７は、加算器７１と、
係数Ｋ_e0の第１ゲイン７２と、係数１／Ｋ_e0の第２ゲイ
ン７３とを備えており、アクチュエータ模擬回路６から
の推定位置信号Ｘハットを第１ゲイン７２を介して受け
取り、加算器７１が誤差検出器３からの誤差信号Ｅｒｒ
に加算した後、第２ゲイン７３を介して、フィードフォ
ワードゲイン８へ出力する構成である。上記係数Ｋ
_e0は、好ましくは、誤差検出ゲイン３２の係数Ｋ_eと等
しくなるように設定される。

【００９５】ここで、上記構成の制御装置における信号
再生素子１の変位Ｘおよび開ループ伝達関数Ｇopen１
は、以下のようにして求められる。

【００９６】すなわち、アクチュエータ２は、操作量Ｓ
ｄに基づき信号再生素子１を変位させる。したがって、
信号再生素子１の実際の位置Ｘは、下式（４）のよう
に、Ｘ＝Ｇ_A（ｓ）・Ｓｄ・・・（４）となる。

【００９７】一方、フィードフォワードループにおい
て、アクチュエータ模擬回路６が出力する推定位置信号
Ｘハットは、下式（５）のように、Ｘハット＝Ｇ_A0（ｓ）・Ｓｄ・・・（５）となる。さらに、追従目標推定器７は、推定位置信号Ｘ
ハットと誤差信号Ｅｒｒとから、次式（６）に示すよう
に表現される追従目標推定信号Ｔｒハットを出力する。Ｔｒハット＝（Ｅｒｒ＋Ｋ_e0・Ｘハット）／Ｋ_e0 ・・・（６）この式（６）は、上式（３）によって、下式（７）のよ
うに表せる。Ｔｒハット＝（Ｋ_e／Ｋ_e0）・Ｔｒ＋（Ｋ_e0・Ｘハット−Ｋ_e・Ｘ）／Ｋ_e0 ・・・（７）このＴｒハットは、フィードフォワードゲイン８を介し
て、加算器５へ伝えられる。

【００９８】加算器５は、駆動回路４の出力Ｓｄ１に、
該Ｔｒハットをフィードフォワード加算するので、出力
する操作量Ｓｄは、次式（８）のように、Ｓｄ＝Ｇ₁(ｓ）・Ｅｒｒ＋Ｆ（ｓ）・Ｔｒハット・・・（８）となる。さらに、上式（５）、（６）、（８）式より、Ｓｄ＝〔｛Ｇ₁(ｓ）＋Ｆ（ｓ）／Ｋ_e0｝／｛１−Ｇ_A0（ｓ）・Ｆ（ｓ）｝〕・Ｅｒｒ・・・（９）となる。

【００９９】したがって、上式（３）、（４）および
（８）から、信号再生素子１の変位Ｘは、下式（１０）
のように、Ｘ＝〔Ｋ_e・Ｇ₁(ｓ）・Ｇ_A（ｓ）・Ｔｒ＋Ｇ_A（ｓ）・Ｆ（ｓ）・Ｔｒハット〕／（１＋Ｋ_e・Ｇ₁(ｓ）・Ｇ_A（ｓ））・・・（１０）で表される。

【０１００】また、誤差信号Ｅｒｒに対する操作量Ｓｄ
の応答は、上式（９）で与えられるから、本実施形態に
係る制御装置の開ループ伝達関数Ｇopen１は、下式のよ
うに、Ｇopen１＝Ｋ_e・Ｇ_A（ｓ）・〔（Ｇ₁(ｓ）＋Ｆ（ｓ）／Ｋ_e0）／（１−Ｇ_A0（ｓ）・Ｆ（ｓ））〕＝〔Ｇopen＋（Ｋ_e／Ｋ_e0）・Ｇ_A（ｓ）・Ｆ（ｓ）〕／〔１−Ｇ_A0（ｓ）・Ｆ（ｓ）〕・・・（１１）となる。なお、Ｇopenは、上述した式（１）に示す従来
の構成の開ループ伝達関数、すなわち、フィードフォワ
ードループを加える前の開ループ伝達関数である。

【０１０１】以下では、本実施形態に係るアクチュエー
タ模擬回路６（伝達関数：Ｇ_A0（ｓ））は、図５に示す
ように、特に参照符号６ａを付し、その伝達関数は、Ｇ
_A01（ｓ）で表す。

【０１０２】さらに、本実施形態に係るフィードフォワ
ードゲイン８は、アクチュエータ２の逆特性を電気的に
模擬する逆特性模擬回路８１ａ（伝達関数：１／Ｇ_A01
（ｓ））と、フィードフォワードゲイン部８２（伝達関
数：Ｇ_F（ｓ））とを備えている。なお、上記逆特性模
擬回路８１ａおよびフィードフォワードゲイン部８２
が、特許請求の範囲に記載の逆特性模擬部およびゲイン
部に対応する。

【０１０３】したがって、フィードフォワードゲイン８
の伝達関数Ｆ（ｓ）は、Ｆ（ｓ）＝Ｇ_F（ｓ）／Ｇ_A01（ｓ）・・・（１２）となり、上式（１１）へ代入して、Ｇopen１＝〔Ｇopen ＋Ｇ_F（ｓ）・（Ｋ_e・Ｇ_A（ｓ））／（Ｋ_e0・Ｇ_A01（ｓ））〕／（１−Ｇ_F（ｓ））・・・（１３）を得る。

【０１０４】一方、本実施形態に係るアクチュエータ模
擬回路６ａは、その伝達関数Ｇ_A01（ｓ）が次式（１
４）のように設定されている。Ｇ_A01（ｓ）＝（Ｋｔ₀／Ｒ₀）／（Ｍ₀・ｓ²＋Ｃ₀・ｓ＋Ｋ₀）・・・（１４）なお、Ｋｔ₀、Ｒ₀、Ｍ₀、Ｃ₀、および、Ｋ₀は、ア
クチュエータ２の各要素Ｋｔ、Ｒ、Ｍ、Ｃ、およびＫを
それぞれ模擬しており、好ましくは、アクチュエータ２
の各要素と等しくなるように設定される。したがって、
この場合には、以下に示すように、Ｇ_A01（ｓ）＝Ｇ_A（ｓ）・・・（１５）が成立する。また、第１ゲイン７２（係数：Ｋ_e0）およ
び第２ゲイン７３（係数：１／Ｋ_e0）において、好まし
くは、下式（１６）のように、Ｋ_e0＝Ｋ_e ・・・（１６）となるように設定される。

【０１０５】したがって、上述の式（４）および（５）
から、Ｘハット＝Ｘ・・・（１７）となる。また、上述の式（７）および（１７）より、Ｔｒハット＝Ｔｒ・・・（１８）が成立する。

【０１０６】これにより、追従目標推定器７は、信号再
生素子１の追従目標であるトラック曲がりＴｒを略完全
に推定することができる。なお、当然のことであるが、
Ｘ、Ｔｒの単位は〔ｍ〕であり、ＸハットおよびＴｒハ
ットの単位は、〔Ｖ〕である。

【０１０７】この場合、式（１０）、（１２）および
（１８）より、Ｘ＝〔（Ｋ_e・Ｇ₁(ｓ）・Ｇ_A（ｓ）＋Ｇ_F（ｓ））／（Ｋ_e・Ｇ₁(ｓ）・Ｇ_A（ｓ）＋１）〕・Ｔｒ・・・（１９）が導かれる。

【０１０８】また、制御装置の開ループ伝達関数Ｇopen
１は、式（１１）および（１２）より、次式のように、Ｇopen１＝〔Ｇopen＋Ｇ_F（ｓ）〕／〔１−Ｇ_F（ｓ）〕・・・（２０）となる。

【０１０９】この結果、必要な周波数帯域において、フ
ィードフォワードゲイン部８２の伝達関数Ｇ_F（ｓ）
を、次式（２１）に示すように、Ｇ_F（ｓ）≒１・・・（２１）に設定すれば、Ｘ≒Ｔｒ、かつ、Ｇopen１≒∞となり、
信号再生素子１は、トラック曲がりＴｒに、完全に追従
することができる。

【０１１０】なお、上式（２０）から次式（２２）、
（２３）に示すように、｜Ｇopen｜＞＞｜Ｇ_F（ｓ）｜
のとき、Ｇopen１≒Ｇopen／〔１−Ｇ_F（ｓ）〕・・・（２２）｜Ｇopen｜＜＜｜Ｇ_F（ｓ）｜のとき、Ｇopen１≒Ｇ_F（ｓ）／〔１−Ｇ_F（ｓ）〕・・・（２３）が得られる。

【０１１１】本実施形態に係るフィードフォワードゲイ
ン部８２ａは、係数Ｋ_Fの比例要素から構成される。し
たがって、上記Ｇ_F（ｓ）は、次式のように、Ｇ_F（ｓ）＝Ｋ_F ・・・（２４）となる。

【０１１２】図６は、例えば、Ｋ_F＝０．８に設定した
場合における制御装置の開ループ伝達特性Ｇopen１ａ
を、従来の開ループ伝達特性Ｇopenと共に示した図であ
る。図６、および、上式（２２）、（２３）から明らか
なように、本実施形態の開ループゲインは、低域側で、
従来の１／（１−Ｋ_F）倍となっており、１４ｄＢ増加
している。また、高域側では、開ループゲインは、Ｋ_F
／（１−Ｋ_F）となり、１２ｄＢに保たれている。一
方、位相遅れは、高域側で０°となるため、制御装置
は、安定である。

【０１１３】これにより、本実施形態に係る制御装置で
は、安定性を確保したまま、全周波数帯域において、開
ループゲインを増大できる。この結果、信号再生素子１
のトラック曲がりＴｒに対する追従精度が向上すると共
に、その追従周波数を高くすることができる。

【０１１４】したがって、上記制御装置は、従来の制御
装置に比べて、より微小なトラック曲がりＴｒに対して
も、信号再生素子１を高精度、広帯域に安定して追従さ
せることができる。この結果、本実施形態に係る情報記
録再生装置において、記録媒体のトラック幅をさらに狭
くできる。したがって、記録媒体の記録密度をより向上
でき、記録媒体の記録容量を向上できる。

【０１１５】〔第２の実施形態〕上記第１の実施形態で
は、図６に示すように、開ループゲインが高域において
も、０ｄＢ以上となっている。したがって、回路遅延な
どに起因する無駄時間や、アクチュエータ２の高次共振
などの影響によって、位相変化が発生した場合、制御系
が不安定になる虞れがある。

【０１１６】そこで、本実施形態では、図５に示すフィ
ードフォワードゲイン部８２を、ローパスフィルタで構
成することによって、安定性を確保している。

【０１１７】すなわち、本実施形態に係るフィードフォ
ワードゲイン部８２ｂの伝達係数Ｇ_F（ｓ）は、次式に
示すように、Ｇ_F（ｓ）＝Ｇ_LPF１（ｓ）・・・（２５）となる。

【０１１８】上記フィードフォワードゲイン部８２ｂ
は、例えば、図７に示すように、ＤＣゲインが−２ｄＢ
の２次のローパスフィルタから構成されている。また、
上記Ｇ_LPF１（ｓ）の遮断周波数ｆ_Lは、従来技術の開
ループ伝達特性（Ｇopen）のゲイン交点周波数ｆ_Cより
高く設定されている。なお、その他の部分は、第１の実
施形態と同様であるため、説明を省略する。

【０１１９】これにより、図８に示すように、本実施形
態に係る制御装置の開ループ伝達関数Ｇopen１ｂは、｜
Ｇopen｜＞＞｜Ｇ_LPF１（ｓ）｜、すなわち、周波数ｆ
が、ｆ＜＜ｆ_Cの場合、上式（２２）の特性の影響を強
く受ける。また、｜Ｇopen｜＜＜｜Ｇ_LPF１（ｓ）｜、
すなわち、ｆ＞＞ｆ_Cの場合、Ｇopen１ｂには、上述の
式（２３）の特性が現れる。

【０１２０】したがって、図９に示すように、本実施形
態に係るＧopen１ｂのゲインは、従来のＧopenに比べ、
ｆ＜＜ｆ_Cにおいて、１／｛１−Ｇ_LPF１（ｓ）｝倍増
加する。さらに、ｆ＞＞ｆ_CにおけるＧopen１ｂは、概
ね、Ｇ_LPF１（ｓ）／（１−Ｇ_LPF１（ｓ））となって
おり、上記制御装置では、ゲイン交点周波数ｆ_C1は、従
来のゲイン交点周波数ｆ_Cに比べてかなり高く、かつ、
十分な位相余裕を確保している。これにより、安定して
制御可能な帯域が、さらに広くなっている。

【０１２１】また、第１の実施形態におけるＧopen１ａ
（図６参照）と比較した場合、本実施形態におけるＧop
en１ｂのゲインは、低域側で同等のゲイン増大効果を得
ながら、高域側で０ｄＢ以下となっている。これによ
り、例えば、回路遅延や、アクチュエータ２の高次共振
の影響などによる位相変化が発生した場合でも、制御装
置は、第１の実施形態に比べ、信号再生素子１を安定し
て制御できる。

【０１２２】この結果、本実施形態に係る情報記録再生
装置において、記録媒体のトラック幅をさらに狭くでき
る。したがって、記録媒体の記録密度をより向上でき、
記録媒体の記録容量を向上できる。

【０１２３】〔第３の実施形態〕上記第２の実施形態で
は、ゲイン交点周波数ｆ_C1は、従来のゲイン交点周波数
ｆ_Cに比べ、かなり高くなっている。これは、制御装置
の広帯域化の面で非常に有効である。一方、回路遅延や
アクチュエータ２の高次共振などの影響による位相変化
が、第２の実施形態で想定したよりも低域側に存在し、
この影響を避けるために、従来と同等の制御帯域（ゲイ
ン交点周波数）のままで開ループゲインを増大する必要
がある場合も考えられる。

【０１２４】このような場合に備えて、本実施形態で
は、図５に示すフィードフォワードゲイン部８２を、第
２の実施形態とは異なる特性を持つローパスフィルタ
（伝達関数：Ｇ_LPF２（ｓ））で構成している。

【０１２５】上記フィードフォワードゲイン部８２ｃ
は、図１０に示すように、その遮断周波数ｆ_Lが、従来
技術の開ループ伝達特性（Ｇopen）のゲイン交点周波数
ｆ_Cよりも低く設定されている。なお、その他の構成
は、第２の実施形態と同様であるため、説明を省略す
る。

【０１２６】上記構成では、フィードフォワードゲイン
部８２ｃの遮断周波数ｆ_Lは、Ｇopenのゲイン交点周波
数ｆ_Cよりも低く設定されているので、かなり高域を除
いて、｜Ｇopen｜＞＞｜Ｇ_LPF２（ｓ）｜となってい
る。したがって、本実施形態における開ループ伝達特性
Ｇopen１ｃは、略全域に渡って、上述の式（２２）の特
性を持っている。

【０１２７】これにより、本実施形態に係る制御装置で
は、図１１に示すように、低域側において、第１および
第２の実施形態と略同等の開ループゲイン増大効果を得
ながら、高域側において、従来技術と略同等の開ループ
特性を備えている。また、上記Ｇopen１ｃは、従来技術
のＧopenよりも大きな位相変化を伴っているが、ローパ
スフィルタの周波数特性の選定によって、従来技術と同
等の安定性を確保することができる。この結果、本実施
形態では、従来と同等のゲイン余裕および位相余裕を確
保している。

【０１２８】したがって、本実施形態に係る制御装置で
は、十分な安定性を確保しながら、信号再生素子１のト
ラック曲がり追従精度を向上できる。さらに、制御装置
の制御帯域が変化しないので、回路遅延やアクチュエー
タ２の高次共振などが、第２の実施形態よりも低域側で
生じた場合でも、安定して信号再生素子１を制御でき
る。

【０１２９】この結果、本実施形態に係る情報記録再生
装置において、記録媒体のトラック幅をさらに狭くでき
る。したがって、記録媒体の記録密度をより向上でき、
記録媒体の記録容量を向上できる。

【０１３０】〔第４の実施形態〕上記第３の実施形態で
は、従来技術と同等の制御帯域において、安定性を確保
するために、上記フィードフォワードゲイン部８２ｃを
構成するローパスフィルタの周波数特性は、制限を受け
る。したがって、トラック曲がりＴｒの基本周波数ｆ_tr
において、第３の実施形態の開ループゲイン｜Ｇopen１
ｃ｜は、従来技術の｜Ｇopen｜よりは大きく改善されて
いるが、第１および第２の実施形態の開ループゲインよ
りは小さくなっている。

【０１３１】これに対して、第４の実施形態に係るフィ
ードフォワードゲイン部８２ｄは、中心周波数が上記基
本周波数ｆ_trに設定されたバンドパスフィルタを備えて
いる。したがって、上記フィードフォワードゲイン部８
２ｄのＧ_F（ｓ）は、次式のように、Ｇ_F（ｓ）＝Ｇ_BPF（ｓ）・・・（２６）となる。

【０１３２】本実施形態では、上記バンドパスフィルタ
の一例として、図１２に示すように、中心周波数におけ
るゲインが−２ｄＢの２次のバンドパスフィルタが用い
られている。なお、その他の構成は、第３の実施形態と
同様であるため、説明を省略する。

【０１３３】上記構成では、かなり高域を除いて、｜Ｇ
open｜＞＞｜Ｇ_BPF（ｓ）｜となり、本実施形態におけ
る開ループ伝達特性Ｇopen１ｄには、前述の式（２２）
の特性が強く現れる。したがって、このＧopen１ｄは、
図１３に示すように、トラック曲がりＴｒの基本周波数
ｆ_tr付近において、第１および第２の実施形態と同等の
開ループゲイン増大効果を有すると共に、高域側におい
て、従来技術と略同等の開ループ特性を備えている。な
お、本実施形態に係る制御装置の位相特性は、バンドパ
スフィルタの中心周波数ｆ_tr付近を除いては、従来技術
と略同様である。

【０１３４】この結果、本実施形態に係る制御装置で
は、従来の制御装置に比べて、トラック曲がりＴｒの基
本周波数ｆ_trの成分に対し、開ループゲインを増加でき
る。したがって、十分な安定性を確保しながら、信号再
生素子１のトラック曲がりＴｒに対する追従精度を向上
できる。また、上記第３の実施形態に係る制御装置に比
べても、トラック曲がりＴｒの基本周波数ｆ_tr成分に対
する追従精度は向上している。

【０１３５】この結果、本実施形態に係る情報記録再生
装置において、記録媒体のトラック幅をさらに狭くでき
る。したがって、記録媒体の記録密度をより向上でき、
記録媒体の記録容量を向上できる。

【０１３６】加えて、本実施形態に係る制御装置の開ル
ープ特性は、トラック曲がりＴｒの基本周波数ｆ_trから
離れた周波数に対しては、従来と略同様である。したが
って、突き抜けサーボを適用した制御装置のように、ア
クチュエータ２の共振周波数ｆ_r以上の周波数帯域にお
いて、最低限の位相余裕しか確保していない場合でも、
位相余裕を維持しながら、信号再生素子１を高精度に安
定して制御できる。したがって、制御装置の安定性の確
保と、信号再生素子１の追従精度の向上との双方を実現
できる。

【０１３７】〔第５の実施形態〕上記第１ないし第４の
実施形態では、図５に示すように、アクチュエータ模擬
回路６ａは、アクチュエータ２の特性（Ｇ_A（ｓ））を
全て模擬している。したがって、当該アクチュエータ模
擬回路６ａおよび逆特性模擬回路８１ａの構成が複雑に
なりがちである。これに対して、図１４に示すように、
本実施形態に係るアクチュエータ模擬回路６ｂは、アク
チュエータ２の特性（Ｇ_A（ｓ））のうち、２回積分の
特性のみを模擬している。したがって、アクチュエータ
模擬回路６ｂの伝達関数Ｇ_A02（ｓ）は、次式のよう
に、Ｇ_A02（ｓ）＝（Ｋ_t0／Ｒ₀）／（Ｍ₀・ｓ²）・・・（２７）となる。また、逆特性模擬回路８１ｂは、アクチュエー
タ模擬回路６ｂの逆特性を持つように設定されており、
伝達関数は、１／Ｇ_A02（ｓ）である。なお、アクチュ
エータ模擬回路６ｂおよび逆特性模擬回路８１ｂ以外の
構成は、上述の第１ないし第４の実施形態と同様である
ため、説明を省略する。

【０１３８】この場合の開ループ伝達関数Ｇopen２も上
述の式（１３）と同様に導出され、次式のように、Ｇopen２＝〔Ｇopen ＋Ｇ_F（ｓ）・（Ｋ_e・Ｇ_A（ｓ））／（Ｋ_e0・Ｇ_A02（ｓ））〕／（１−Ｇ_F（ｓ））・・・（２８）となる。なお、上式におけるＧ_A02（ｓ）は、式（１
３）のＧ_A01（ｓ）に比べて、簡略になっている。

【０１３９】ここで、第１ないし第４の実施形態と同様
に、Ｋ_e0＝Ｋ_eなる設定を行うと、Ｇopen２＝〔Ｇopen＋Ｇ_F（ｓ）・｛Ｇ_A（ｓ）／Ｇ_A02（ｓ）｝〕／〔１−Ｇ_F（ｓ）〕・・・（２９）となる。

【０１４０】本実施形態では、アクチュエータ模擬回路
６ｂがアクチュエータ２を完全には模擬していないた
め、第１ないし第４の実施形態の場合（式（２０）参
照）とは異なり、Ｇ_A（ｓ）／Ｇ_A02（ｓ）の項が残っ
ている。

【０１４１】ここで、上式（２９）中に現れるＧ
_A（ｓ）／Ｇ_A02（ｓ）の項とＧopenの項との特性を図
１５に示す。したがって、以下に示すように、（ａ）｜
Ｇopen｜＞＞１のとき、｜Ｇ_A（ｓ）／Ｇ_A02（ｓ）｜＜＜｜Ｇopen｜・・・（３０）（ｂ）上記（ａ）以外のとき、｜Ｇ_A（ｓ）／Ｇ_A02（ｓ）｜≒１・・・（３１）が、概ね成立する。

【０１４２】さらに、Ｇ_F（ｓ）は、第１ないし第４の
実施形態に示したように、そのゲインの最大値｜Ｇ
_F（ｓ）｜_maxが略１となるように設定されているか
ら、上式（３０）は、（ａ）｜Ｇopen｜＞＞｜Ｇ
_F（ｓ）｜のとき、｜Ｇ_F（ｓ）・Ｇ_A（ｓ）／Ｇ_A02（ｓ）｜＜＜｜Ｇopen｜・・・（３２）となり、さらに、式（２９）より、Ｇopen２≒Ｇopen／〔１−Ｇ_F（ｓ）〕・・・（３３）となる。

【０１４３】一方、上式（２９）と式（３１）とより、
（ｂ）上記（ａ）以外のとき、Ｇopen２≒〔Ｇopen＋Ｇ_F（ｓ）〕／〔１−Ｇ_F（ｓ）〕・・・（３４）となる。

【０１４４】ここで、式（３４）へ（ａ）の条件を適用
すると上式（３３）になることから、概ね、以下の式
（３５）が常に成立する。

【０１４５】Ｇopen２≒〔Ｇopen＋Ｇ_F（ｓ）〕／〔１−Ｇ_F（ｓ）〕・・・（３５）したがって、本実施形態における開ループ伝達関数Ｇop
en２は、第１ないし第４実施形態の開ループ伝達関数Ｇ
open１（式（２０）参照）と略一致する。

【０１４６】ここで、本実施形態の開ループ伝達関数Ｇ
open２の一例を図１６に示す。なお、アクチュエータ模
擬回路６ｂおよび逆特性模擬回路８１ｂ以外の構成は、
第２の実施形態と同一に設定している。図９と図１６と
を比較しても判るように、本実施形態に係る制御装置で
は、第２の実施形態と略同等の効果が得られている。

【０１４７】なお、図１６では、第２の実施形態と同様
の構成の場合についてのみ図示しているが、これに限る
ものではない。上式（３５）から判るように、本実施形
態に係る制御装置は、フィードフォワードゲイン部８２
の構成を第１ないし第４の実施形態と同様に設定した場
合においても、対応する実施形態と同様の開ループ伝達
関数を持つ。これにより、対応する実施形態と同様に、
信号再生素子１のトラック曲がり追従精度および追従周
波数を向上できる。

【０１４８】さらに、本実施形態に係るアクチュエータ
模擬回路６ｂは、アクチュエータ２の特性のうち２回積
分の特性のみを模擬している。したがって、特性を完全
に模擬する前述の実施形態に比べて、アクチュエータ模
擬回路６および逆特性模擬回路８１の回路構成を簡略に
でき、その調整も容易になる。この結果、制御装置に要
するコストを低減できる。

【０１４９】なお、本実施形態では、アクチュエータ模
擬回路６ｂがアクチュエータ２の２回積分特性のみを模
擬している場合について説明しているが、これに限るも
のではない。例えば、アクチュエータ模擬回路６ｂは、
２次のローパスフィルタを備えていてもよい。アクチュ
エータ模擬回路６ｂが少なくとも２回積分特性を模擬し
ていれば、本実施形態と同様の効果が得られる。

【０１５０】〔第６の実施形態〕上記第５の実施形態で
は、図１に示すアクチュエータ模擬回路６がアクチュエ
ータ２の２回積分特性を模擬することによって、アクチ
ュエータ模擬回路６および逆特性模擬回路８１を簡略化
している。これに対して、本実施形態では、特定の周波
数帯域におけるアクチュエータ２の特性を模擬すること
によって、両模擬回路６・８１の構成を簡略にする。

【０１５１】図１７に示すように、本実施形態に係る制
御装置は、第４の実施形態（図５参照）に係るアクチュ
エータ模擬回路６ａに代えて、トラック曲がりＴｒの基
本周波数ｆ_tr付近におけるアクチュエータ２の特性を模
擬するアクチュエータ模擬回路６ｃを備えている。この
アクチュエータ模擬回路６ｃは、例えば、比例要素のゲ
インなどから構成されている。

【０１５２】これに合わせて、逆特性模擬回路８１ｃ
は、アクチュエータ模擬回路６ｃの逆特性を持つように
設定される。また、フィードフォワードゲイン部８２ｄ
は、第４の実施形態と同様に、伝達関数がＧ_BPF（ｓ）
のバンドパスフィルタを備えている。なお、アクチュエ
ータ模擬回路６ｃおよび逆特性模擬回路８１ｃ以外の構
成は、上記第４の実施形態と同様であるため、説明の便
宜上、同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記
してその説明を省略する。

【０１５３】本実施形態に係るアクチュエータ模擬回路
６ｃは、トラック曲がりＴｒの基本周波数ｆ_trでのゲイ
ンを模擬している。したがって、本実施形態に係るアク
チュエータ模擬回路６ｃの伝達関数Ｇ_A03（ｓ）は、Ｇ_A03（ｓ）＝ｇ_tr＝｜Ｇ_A（ｊ・（２π・ｆ_tr））｜・・・（３６）となる。また、これに伴い、逆特性模擬回路８１ｃの伝
達特性は、１／ｇ_trに設定される。なお、上式（３６）
において、ｊは虚数である。

【０１５４】ここで、図１８に、本実施形態に係る開ル
ープ伝達関数Ｇopen３の一例を示す。なお、アクチュエ
ータ模擬回路６ｃおよび逆特性模擬回路８１ｃの特性を
除く他の構成は、上記第４の実施形態（図５参照）と同
一に設定している。図１３と図１８とを比較すると判る
ように、本実施形態の開ループ伝達特性Ｇopen３は、か
なり高域を除いて、第４の実施形態の開ループ伝達特性
Ｇopen１ｄと同等である。

【０１５５】したがって、本実施形態に係る制御装置
は、第４の実施形態と略同様に、従来技術と同等の安定
性を確保しながら、信号再生素子１のトラック曲がりＴ
ｒに対する追従精度を向上できる。さらに、アクチュエ
ータ模擬回路６ｃおよび逆特性模擬回路８１ｃは、アク
チュエータ２の特性および逆特性を完全には模擬してい
ない。例えば、両模擬回路６ｃ・８１ｃを比例要素のゲ
インなどで構成することができる。この結果、これらの
回路構成を大幅に簡略化できると共に、その調整は、さ
らに容易になる。この結果、制御装置に要するコストを
低減できる。

【０１５６】なお、上記の説明では、両模擬回路６・８
１の双方が、例えば、ゲインによって構成されている
が、これに限るものではない。例えば、図１９に示すよ
うに、逆特性模擬回路８１のみがゲインにより構成され
た逆特性模擬回路８１ｃであってもよい。いずれか一方
がゲインにより構成されていれば、本実施形態と略同様
の効果が得られる。

【０１５７】〔変形例１〕上記第１ないし第６の実施形
態では、図１に示すように、追従目標推定信号Ｔｒハッ
トを操作量Ｓｄへフィードフォワードする場合につい
て、説明しているが、これに限るものではない。図２０
に示すように、駆動回路４の入力側へフィードフォワー
ドしても、同じ効果が得られる。この場合は、図１に示
す加算器５に代えて、加算器５ａが駆動回路４の前段に
設けられる。これに伴って、図２１におけるフィードフ
ォワードゲイン８ａの伝達関数Ｆ（ｓ）は、フィードフ
ォワード加算の箇所が異なる分だけ、図３に示すＦ
（ｓ）とは、異なる特性に設定され、フィードフォワー
ドゲイン８ａには、逆特性模擬回路８１およびフィード
フォワードゲイン部８２に加えて、例えば、駆動回路４
の逆特性を模擬する回路などが加えられる。

【０１５８】以上で説明したように、第１ないし第６の
実施形態に係る制御装置は、記録媒体に設けられたトラ
ックへ案内される信号再生素子１と、該信号再生素子１
を移動させるアクチュエータ２と、信号再生素子１とト
ラックとの相対位置誤差を検出する誤差検出器３と、誤
差検出器３の出力に基づいて、アクチュエータ２に指示
する操作量を調節する駆動回路４とを備えている。さら
に、アクチュエータ模擬回路６、追従目標推定器７、逆
特性模擬回路８１およびフィードフォワードゲイン部８
２からなるフィードフォワードゲイン８によって、フィ
ードフォワードループが形成されており、駆動回路４の
出力側あるいは入力側へフィードフォワードする構成で
ある。

【０１５９】上記構成では、アクチュエータ２は、与え
られた操作量Ｓｄに基づいて、信号再生素子１を移動さ
せる。誤差検出器３は、トラックと信号再生素子１との
相対位置誤差を検出して、誤差信号Ｅｒｒを出力する。
駆動回路４は、誤差信号Ｅｒｒに基づいて、アクチュエ
ータ２の操作量Ｓｄ１を出力する。

【０１６０】一方、アクチュエータ模擬回路６は、アク
チュエータ２に与えられる操作量Ｓｄから、信号再生素
子１の位置Ｘを推定する。また、追従目標推定器７は、
誤差検出器３およびアクチュエータ模擬回路６の出力か
ら、信号再生素子１の追従目標であるトラック曲がりＴ
ｒを推定する。さらに、追従目標推定器７が出力した追
従目標推定信号Ｔｒハットは、フィードフォワードゲイ
ン８を介して加算器５へ伝えられ、駆動回路４の出力側
あるいは入力側へフィードフォワード加算される。これ
により、トラック曲がりＴｒの推定信号を用いて補正し
た操作量Ｓｄがアクチュエータ２へ与えられる。

【０１６１】なお、特許請求の範囲に記載の操作量は、
アクチュエータ２へ加えられる操作量Ｓｄに対応してお
り、図１に記載の制御装置では、駆動回路４が、誤差信
号Ｅｒｒに基づいて操作量Ｓｄ１を出力して、上記操作
量Ｓｄを調節する。

【０１６２】上記のように、第１ないし第６の実施形態
に係る制御装置は、単独に検出することのできないトラ
ック曲がりＴｒをリアルタイムに推定し、フィードフォ
ワードゲイン８を介して、この推定信号をリアルタイム
にフィードフォワードしているので、従来の制御装置に
比べて、安定性を保持したまま、高精度かつ広帯域に信
号再生素子１をトラック曲がりＴｒへ追従させることが
できる。

【０１６３】上記フィードフォワードゲイン８を、アク
チュエータ２の逆特性を模擬する逆特性模擬回路８１と
フィードフォワードゲイン部８２とに分けて考えた場
合、フィードフォワードゲイン部８２には、種々の構成
を適用することができる。

【０１６４】例えば、第１の実施形態では、上記フィー
ドフォワードゲイン部８２は、伝達関数Ｇ_F（ｓ）が一
定のゲインを備えている。この構成によると、全ての周
波数帯域において、開ループゲインを向上できる。この
結果、従来の制御装置に比べて、安定性を保持したま
ま、高精度かつ広帯域に信号再生素子１をトラック曲が
りＴｒへ追従させることができる。

【０１６５】また、第２および第３の実施形態では、上
記フィードフォワードゲイン部８２は、ローパスフィル
タを備えている。この構成によると、フィードフォワー
ドループにおいて、ローパスフィルタによって、高周波
成分が除去される。したがって、制御装置の開ループゲ
インは、高域において０ｄＢ以下に抑えられる。この結
果、回路遅延などに起因する無駄時間やアクチュエータ
２の高次共振の影響などによって、高域において位相変
化が発生しても、制御装置は、トラック曲がりＴｒに対
して、信号再生素子１を安定して高精度に追従させるこ
とができる。

【０１６６】さらに、第３の実施形態に示すように、上
記ローパスフィルタの遮断周波数ｆ_Lは、フィードフォ
ワードループを付加する前のゲイン交点周波数ｆ_Cより
低く設定されていてもよい。この場合は、ローパスフィ
ルタの通過帯域である低域側において、制御装置の開ル
ープゲインは、増大する。また、上記ゲイン交点周波数
ｆ_C付近において、制御装置の開ループ特性は、従来と
略同じである。これにより、従来の制御装置に比べて、
制御帯域を変化させることなく、開ループゲインを増大
させることができる。したがって、回路遅延やアクチュ
エータ２の高次共振の影響などによって、制御帯域を変
更できない制御装置においても、追従精度の向上を実現
できる。

【０１６７】また、第４の実施形態に示すように、上記
フィードフォワードゲイン部８２は、バンドパスフィル
タを備えていてもよい。このバンドパスフィルタの中心
周波数は、トラック曲がりＴｒの基本周波数ｆ_trに設定
される。

【０１６８】この構成では、フィードフォワードループ
において、上記中心周波数付近の成分のみが、フィード
フォワード加算される。したがって、従来の制御装置に
比べて、中心周波数付近における開ループゲインが増大
する。したがって、トラック曲がりＴｒの基本周波数ｆ
_tr付近において、制御装置は、トラック曲がりＴｒに対
する追従精度を著しく向上できる。さらに、中心周波数
から離れた帯域において、開ループ伝達特性は、従来の
制御装置と略同等である。したがって、従来の制御装置
と同様の安定性を確保できる。この結果、例えば、突き
抜けサーボ方式を採用した制御装置のように、フィード
フォワードループを付加する前の制御装置において、最
低限の位相余裕しか確保していない場合であっても、そ
の安定性を確保したまま、その開ループゲインを増大で
きる。

【０１６９】加えて、中心周波数から離れた帯域では、
アクチュエータ模擬回路６などからなるフィードフォワ
ードループの特性が制御装置の開ループ伝達特性に影響
しない。したがって、上記中心周波数付近の特性に基づ
いて、フィードフォワードの特性を設定できる。この結
果、特性設定時の自由度が向上する。

【０１７０】一方、上記アクチュエータ模擬回路６およ
び逆特性模擬回路８１に対しても、種々の構成を適用で
きる。第１ないし第４の実施形態では、両模擬回路６ａ
・８１ａが、アクチュエータ２の特性および逆特性を全
て模擬している。したがって、追従目標推定器７は、ト
ラック曲がりＴｒを正確に推定できるので、トラック曲
がり追従精度や制御帯域の面から、最も効果が大きい。

【０１７１】これに対して、第５の実施形態では、アク
チュエータ２の特性のうち、少なくとも、最も高次の積
分特性、および、その逆特性を模擬している。なお、上
述の実施形態では、アクチュエータ２が共振点を有する
２次遅れ要素で表現されているので、両模擬回路６ｂ・
８１ｂは、２回積分、および、その逆特性のみを模擬し
ている。したがって、この実施形態では、全ての特性を
模擬する第１ないし第４の実施形態に比べて、両模擬回
路６ｂ・８１ｂの構成を簡略にできる。この結果、上記
第１ないし第４の実施形態と同等の効果を、より簡単な
構成で実現できる。したがって、両模擬回路６ｂ・８１
ｂを有する制御装置の製造コストを削減できる。加え
て、構成が容易なため、その調整も容易である。

【０１７２】さらに、第６の実施形態では、フィードフ
ォワードゲイン部８２に、トラック曲がりＴｒの基本周
波数ｆ_tr付近の成分を通過させるバンドパスフィルタが
設けられると共に、両模擬回路６ｃ・８１ｃが、少なく
とも通過帯域において、アクチュエータ２の特性、およ
び、その逆特性と略同一の特性を持つ要素により構成さ
れている。

【０１７３】これにより、上記通過帯域において、追従
目標推定器７は、トラック曲がりＴｒを正確に推定でき
る。したがって、従来の制御装置に比べて、上記帯域に
おける追従精度を向上できる。また、模擬する帯域が限
定されているため、両模擬回路６ｃ・８１ｃは、例え
ば、周波数特性を持たないゲインなど、アクチュエータ
２の特性および逆特性を全ての周波数帯域において模擬
する場合に比べて、簡単な構成で実現できる。この結
果、両模擬回路６ｃ・８１ｃの構成をさらに簡略にでき
る。したがって、上記第４の実施形態と同様の効果をよ
り簡単な構成で実現できる。なお、バンドパスフィルタ
が設けられているので、上記通過帯域から外れた帯域に
おいて、両模擬回路６ｃ・８１ｃの特性と、アクチュエ
ータ２の特性あるいは逆特性とが異なっていても、何ら
支障を生じない。

【０１７４】なお、第４および第６の実施形態に示すよ
うに、フィードフォワードゲイン部８２として、２次の
バンドパスフィルタ（Ｇ_BPF（ｓ））を用いた場合に
は、特に、逆特性模擬回路８１ａとフィードフォワード
ゲイン部８２ｄとからなるフィードフォワードゲイン８
の伝達関数Ｆ（ｓ）において、分子のｓの次数が分母よ
りも大きくなり、高域ノイズに対して、当該フィードフ
ォワードゲイン８の出力が飽和してしまう可能性があ
る。このような場合には、フィードフォワードゲイン部
８２に、さらに高域ノイズを遮断するローパスフィルタ
を備えればよい。すなわち、このローパスフィルタの伝
達特性をＧ_LPF5（ｓ）とすれば、フィードフォワードゲ
イン部８２の伝達関数Ｇ_F（ｓ）は、下式（３７）のよ
うに、Ｇ_F（ｓ）＝Ｇ_BPF（ｓ）・Ｇ_LPF5（ｓ）・・・（３７）となるように設定すればよい。

【０１７５】例えば、このローパスフィルタを２次のロ
ーパスフィルタとすれば、フィードフォワードゲイン８
の伝達関数におけるｓの次数は、分子の方が分母よりも
小さくなり、高域ノイズが混入しても、制御装置は、安
定して動作する。

【０１７６】なお、該ローパスフィルタは、高域ノイズ
を遮断するために、その遮断周波数は、トラック曲がり
Ｔｒの基本周波数ｆ_trよりもかなり高く設定される。し
たがって、このローパスフィルタを用いても、制御装置
の動作は、これを用いない上記実施形態と同等である。
また、この高域ノイズ遮断のためのローパスフィルタ
は、上記第４および第６の実施形態のみならず、他の実
施形態に適用してもよい。いずれの場合でも、制御装置
の動作を同等に保ったまま、高域ノイズを遮断できる。

【０１７７】〔第７の実施形態〕上記第３および第４の
実施形態では、図１０および図１２に示すように、かな
り高域を除いて、｜Ｇopen｜＞＞｜Ｇ_F（ｓ）｜・・・（３８）が成立することから、かなり高域を除いては、概ね、次
式（３９）に示すように、Ｇopen１≒Ｇopen／｛１−Ｇ_F（ｓ）｝・・・（３９）なる特性を得ている。これにより、低域側または特定周
波数帯域におけるＧopen１を増大させている。

【０１７８】これに対して、本実施形態に係る制御装置
では、図１に示す加算器５、アクチュエータ模擬回路
６、追従目標推定器７、フィードフォワードゲイン８か
らなるフィードフォワードループに代えて、図２２およ
び図２３に示すように、駆動回路４とアクチュエータ２
との間に設けられた加算器９と、アクチュエータ２への
操作量Ｓｄを正帰還させるフィルタ１０（伝達関数：Ｇ
_F（ｓ））とを備えている。したがって、この正帰還ル
ープの伝達関数Ｇ_L（ｓ）は、Ｇ_L（ｓ）＝１／｛１−Ｇ_F（ｓ）｝・・・（４０）となる。

【０１７９】この結果、この制御装置の開ループ伝達関
数Ｇopen４は、Ｇopen４＝Ｋ_e・Ｇ₁(ｓ）・Ｇ_L（ｓ）・Ｇ_A（ｓ）＝Ｇopen／｛１−Ｇ_F（ｓ）｝・・・（４１）となる。上式（４１）は、上述の式（３９）と略一致す
る。

【０１８０】本実施形態に係るフィルタ１０ａは、第３
の実施形態と同一のローパスフィルタ（Ｇ_LPF２
（ｓ））を使用している（図１０参照）。本実施形態に
係る正帰還ループの伝達特性Ｇ_L（ｓ）は、図２４に示
すように、正帰還ループを付加する前のゲイン交点周波
数ｆ_C（従来技術のゲイン交点周波数ｆ_C）以上の帯域
において、ゲインが０ｄＢであり、位相遅れは０°であ
る。また、低域側において、１４ｄＢと高いゲインが得
られている。

【０１８１】この結果、本実施形態に係る開ループ伝達
特性Ｇopen４ａは、図２５に示すように、上記ゲイン交
点周波数ｆ_Cにおける位相余裕が、従来に比べて減少し
ていない。また、低域側の開ループゲインは、増大して
いる。これは、第３の実施形態の開ループ特性（図１１
参照）と略同等である。ただし、ゲイン交点周波数ｆ_C
に比べて、かなり高域の特性は、若干異なっている。し
たがって、本実施形態に係る制御装置では、第３の実施
形態と同様に、十分な安定性を確保しながら、信号再生
素子１のトラック曲がりＴｒに対する追従精度を向上で
きる。

【０１８２】さらに、上記本実施形態に係る正帰還ルー
プは、フィルタ１０などによって構成されており、第３
の実施形態の制御装置におけるフィードフォワードルー
プに比べて、構成が大幅に簡単になっている。したがっ
て、回路構成を大幅に簡略化でき、制御装置に要するコ
ストを低減できる。

【０１８３】〔第８の実施形態〕上記第７の実施形態で
は、第３の実施形態と同じように、従来技術と同等の安
定性を得るためにローパスフィルタの周波数特性が制限
を受ける。したがって、トラック曲がりＴｒの基本周波
数ｆ_trにおける開ループゲインをあまり高くできない。

【０１８４】これに対して、第８の実施形態では、図２
２および図２３に示すフィルタ１０として、トラック曲
がりＴｒの基本周波数ｆ_trを中心周波数とするバンドパ
スフィルタを用いている。なお、フィルタ１０以外の構
成は、第７の実施形態と同じであるので、説明を省略す
る。

【０１８５】ここで、本実施形態における正帰還ループ
の伝達特性Ｇ_L（ｓ）の一例を図２６に示す。なお、こ
こで用いたフィルタ１０ｂは、第４の実施形態と同一の
バンドパスフィルタ（Ｇ_BPF（ｓ）：図１２参照）であ
る。

【０１８６】同図に示すように、上記正帰還ループの伝
達特性Ｇ_L（ｓ）は、トラック曲がりＴｒの基本周波数
ｆ_trにおいて、１４ｄＢと高いゲインが得られている。
また、その位相特性は、バンドパスフィルタの中心周波
数ｆ_tr付近を除いて、０°となっている。

【０１８７】したがって、本実施形態における開ループ
伝達特性Ｇopen４ｂのゲインは、図２７に示すように、
トラック曲がりＴｒの基本周波数ｆ_trにおいて、従来の
開ループ伝達特性Ｇopenに比べて、１４ｄＢ高くなって
いる。また、位相特性は、バンドパスフィルタの中心周
波数ｆ_tr付近を除いて、従来の開ループ伝達特性Ｇopen
と同等である。これは、第４の実施形態の開ループ特性
（図１３参照）と略同等である。ただし、ゲイン交点周
波数ｆ_Cに比べて、かなり高域の特性は、若干異なって
いる。

【０１８８】この結果、第４の実施形態と同様に、本実
施形態に係る制御装置では、十分な安定性を確保しなが
ら、信号再生素子１のトラック曲がりＴｒに対する追従
精度を向上できる。したがって、突き抜けサーボ方式を
採用した制御装置においても、安定性を損なうことな
く、トラック曲がりＴｒに対して、信号再生素子１を高
精度に追従させることができる。

【０１８９】さらに、本実施形態に係る制御装置は、第
４の実施形態に係る制御装置に比べて、構成を大幅に簡
略にできる。この結果、回路構成を簡略化でき、製造コ
ストを低減できる。

【０１９０】〔第９の実施形態〕上記第１ないし第８の
実施形態は、上述したように、磁気テープ装置、磁気デ
ィスク装置、光ディスク装置などの情報記録再生装置に
おいて、信号再生素子１を目標トラックのトラック曲が
りＴｒに追従させるものであった。これに対して、本実
施形態に係る制御装置は、例えば、回転ヘッド型磁気テ
ープ装置など、信号再生素子１がトラックを走査しない
非走査期間が設けられており、かつ、信号再生素子１が
ダイナミックトラッキング動作に入る前に、適正な位置
で待機する必要がある装置に供されている。以下では、
情報記録再生装置が回転ヘッド型磁気テープ装置である
場合について説明する。この場合、信号再生素子１は、
磁気ヘッドとなる。

【０１９１】図２８に示すように、本実施形態に係る制
御装置は、図１に示す第１の実施形態の構成に加えて、
フィードフォワードゲイン８の出力Ｓｔｒを加算器５へ
伝えるか否かを選択する第１スイッチ１１を備えてい
る。また、追従目標推定器７ａが出力する追従目標推定
信号Ｔｒハットを入力として、待機時の追従目標信号を
示す待機目標信号Ｓｒｅｆを出力する待機目標発生回路
（待機目標発生手段）１２と、該待機目標信号Ｓｒｅｆ
とアクチュエータ模擬回路６の出力とを比較する比較器
（比較手段）１３とを備えている。さらに、誤差検出器
３と駆動回路４との間には、上記比較器１３が出力する
ヘッド待機信号Ｓａ、あるいは、誤差検出器３の出力す
る誤差信号Ｅｒｒの何れか一方を選択して、駆動回路４
および追従目標推定器７ａへ供給する第２スイッチ１４
が設けられている。

【０１９２】また、本実施形態に係る追従目標推定器７
ａには、図１に示す追従目標推定器７の構成に加えて、
フィードフォワードゲイン８および上記待機目標発生回
路１２へ、第２ゲイン７３の出力を伝えるか否かを選択
する第３スイッチ７４が設けられている。なお、該第３
スイッチ７４が、どちらを選択している場合であって
も、第３スイッチ７４の出力、すなわち、追従目標推定
器７ａの出力を追従目標推定信号Ｔｒハットと称する。

【０１９３】なお、説明の便宜上、第１の実施形態の図
面に記載した部材と同一の機能を有する部材には、同一
の参照記号を付して説明を省略する。また、本実施形態
では、第１ないし第４の実施形態と同様に、上述の式
（１５）および式（１６）が成立するように、各部材の
伝達関数が設定されているのが好ましい。

【０１９４】上記第１ないし第３スイッチ１１・１４・
７４は、磁気ヘッド（信号再生素子１）が磁気テープ走
査期間中か否かを示すヘッド切替え信号ＨＳＷによって
制御される。当該ヘッド切替え信号ＨＳＷに基づいて、
第１スイッチ１１は、走査期間中、フィードフォワード
ゲイン８の出力を加算器５へ伝えると共に、非走査期間
中には、０レベルの信号を出力する。また、第２スイッ
チ１４は、走査期間中、誤差信号Ｅｒｒを出力してい
る。一方、非走査期間には、該第２スイッチ１４は、ヘ
ッド待機信号Ｓａを駆動回路４などへ伝えている。さら
に、第３スイッチ７４は、走査期間中、第２ゲイン７３
の出力を追従目標推定信号Ｔｒハットとして、フィード
フォワードゲイン８および待機目標発生回路１２へ伝え
ると共に、非走査期間中には、０レベルの信号を出力す
る。

【０１９５】また、本実施形態に係る待機目標発生回路
１２（１２ａで示す）は、具体的には、図２９に示すよ
うに、走査期間開始時を示すタイミングパルスＴＰに基
づいて、追従目標推定信号Ｔｒハットをサンプルホール
ドするサンプルホールド回路（記憶手段）９１と、サン
プルホールド回路９１の出力信号Ｔｒｔハットを比較器
１３へ伝えるか否かを選択する第４スイッチ９２とを備
えている。この第４スイッチ９２は、上記各スイッチ１
１・１４・７４と同様に、ヘッド切替え信号ＨＳＷによ
って制御され、走査期間中には、０レベルの信号を出力
すると共に、非走査期間中には、サンプルホールド回路
９１の出力信号Ｔｒｔハットを比較器１３へ伝えること
ができる。なお、図２８以降の各図では、上記各スイッ
チ１１・１４・７４・９２において、走査期間中に選択
する側をＴ、非走査期間中に選択する側をＵで示してい
る。また、図中では、サンプルホールド回路９１をＳ・
Ｈと表記している。

【０１９６】ここで、本実施形態に係る信号再生素子１
（磁気ヘッド２６）およびアクチュエータ２の構成例と
して、特公平５−８４８６などに記載されている型式の
回転ヘッド型磁気テープ装置のドラム装置について、簡
単に説明する。このドラム装置は、ムービングマグネッ
ト方式のダイナミックトラッキング機構を搭載してい
る。

【０１９７】図３０および図３１に示すように、上記ド
ラム装置は、回転軸２５ａと一体に回転する回転ドラム
２５と、磁気ヘッド２６と、可動部２７と、高さ方向
（軸方向）Ｘへ変位可能に該可動部２７を回転ドラム２
５へ支持する平行板バネ機構２８と、上記回転軸２５ａ
を回転可能に支持する固定ドラム２９とを備えている。

【０１９８】上記平行板バネ機構２８は、リング状の２
枚の板バネ２８ａ・２８ａと、固定部材２８ｂとを備え
ており、両板バネ２８ａ・２８ａは、固定部材２８ｂに
よって、回転ドラム２５へ固定される。また、上記両板
バネ２８ａ・２８ａは、可動部２７を挟持している。こ
れにより、可動部２７は、高さ方向Ｘへ変位可能に支持
される。

【０１９９】また、上記磁気ヘッド２６は、２つの磁気
ヘッド２６ａ・２６ｂを備えており、両磁気ヘッド２６
ａ・２６ｂは、高さ方向Ｘに１トラックピッチ分の段差
を持つように配されている。両磁気ヘッド２６ａ・２６
ｂは、同一のヘッドベースを介して、可動部２７へ取り
付けられる。

【０２００】さらに、上記可動部２７は、永久磁石２７
ａを備えており、固定ドラム２９には、駆動コイル２９
ａが巻装された固定子２９ｂが固定されている。上記永
久磁石２７ａによる磁束は、駆動コイル２９ａと鎖交す
る。

【０２０１】これにより、駆動コイル２９ａに通電する
と、フレミングの左手の法則によって、永久磁石２７ａ
へ高さ方向Ｘの駆動力が発生する。したがって、可動部
２７は、該駆動力と平行板バネ機構２８の反力とが釣り
合う位置まで移動する。この結果、駆動コイル２９ａへ
制御電流を与えることによって、可動部２７へ取り付け
られた磁気ヘッド２６の高さを制御できる。

【０２０２】上記の構成例では、磁気ヘッド２６が信号
再生素子１に対応し、可動部２７、平行板バネ機構２
８、および駆動コイル２９ａが、アクチュエータ２に対
応している。この場合、アクチュエータ２の入力部は、
駆動コイル２９ａの入力部に相当する。すなわち、アク
チュエータ２へ駆動電圧を印加することによって、信号
再生素子１は変位する。

【０２０３】信号の記録再生時には、図示しない磁気テ
ープが、上記ドラム装置の外周面に１８０°巻き付けら
れる。したがって、磁気ヘッド２６を高さ方向Ｘに変位
させると、磁気ヘッド２６は、磁気テープ上に形成され
たトラックの幅方向Ｘへ変位できる。

【０２０４】図３２に示すように、磁気テープには、テ
ープの進行方向に対して斜めに複数のトラックが形成さ
れている。上記のように、ドラム装置への磁気テープの
巻付け角は、１８０°であるから、磁気ヘッド２６が回
転して、磁気ヘッド２６ａ・２６ｂが同時に、それぞれ
のトラックを１トラック分走査した後、次のトラックを
走査するまでの間、すなわち、磁気ヘッド２６と磁気テ
ープとが再び接触するまでの間、磁気ヘッド２６は、待
機している。なお、以下では、磁気ヘッド２６が磁気テ
ープ上を走査する期間を走査期間、磁気ヘッド２６が磁
気テープ上を走査せず、待機している期間を非走査期間
と称する。

【０２０５】続いて、誤差検出器３が行っている相対位
置誤差の検出方法の一例として、上記の回転ヘッド型磁
気テープ装置が採用した２周波パイロット信号方式につ
いて、簡単に説明する。

【０２０６】２周波パイロット信号方式では、互いに異
なる周波数のパイロット信号ｆ１、ｆ２が主信号に重畳
された形で、記録されている。パイロット信号ｆ１を記
録したトラックと、パイロット信号ｆ２を記録したトラ
ックとは、パイロット信号が記録されていないトラック
（図中では、ｆ０と表記）を間に挟んで、交互に配置さ
れる。磁気ヘッド２６ａが、パイロット信号が記録され
ていないトラックＡ上を走査している場合、磁気ヘッド
２６ａは、上記パイロット信号ｆ１・ｆ２を、隣接した
トラックＢ０およびＢから、クロストーク成分として再
生する。再生した両パイロット信号ｆ１・ｆ２のレベル
は、磁気ヘッド２６ａとトラックＡとの相対位置関係に
よって変化する。したがって、両者のレベルを比較する
ことにより、磁気ヘッド２６ａとトラックＡとの相対位
置誤差を検出できる。なお、本実施形態に係る磁気ヘッ
ド２６ａ・２６ｂは、トラック幅の方向に、１トラック
ピッチ分の距離を置いて配されている。また、両磁気ヘ
ッド２６ａ・２６ｂは、同一のアクチュエータ２に搭載
されており、両磁気ヘッド２６ａ・２６ｂの位置関係
は、変化しない。したがって、検出した相対位置誤差に
基づいて、磁気ヘッド２６ａをあるトラックへ追従させ
ると、磁気ヘッド２６ｂは、自動的に隣接するトラック
へ追従する。

【０２０７】なお、信号再生素子１およびアクチュエー
タ２は、上記構成に限定されず、他の構成を取ってもよ
い。さらに、以下では、磁気ヘッド２６の場合を例にし
て説明しているが、当然のことながら、光ヘッドなど他
の構成の信号再生素子１にも適用可能である。また、誤
差検出器３における相対位置誤差の検出方法も様々な方
法を適用できる。

【０２０８】次に、上記構成の制御装置において、走査
期間および非走査期間における各部の動作について、図
３３ないし図３６に示すタイミングチャートを参照して
説明すると以下の通りである。

【０２０９】図３３に示すように、図２８に示す第１な
いし第３スイッチ１１・１４・７４および図２９に示す
第４スイッチ９２には、走査期間と非走査期間とでレベ
ルの異なるヘッド切替え信号ＨＳＷが印加されている。
また、サンプルホールド回路９１（図２９参照）には、
走査期間の開始毎に信号レベルが立ち上がるタイミング
パルスＴＰが供給されている。

【０２１０】上記磁気ヘッド２６による磁気テープの走
査期間、すなわち、ヘッド切替え信号ＨＳＷがＴのレベ
ルにある期間には、上記各スイッチ１１・１４・７４・
９２は、Ｔ側を選択している。したがって、本実施形態
に係る制御装置は、第１ないし第４の実施形態と同様に
動作しており、図３４に示すように、トラック曲がりＴ
ｒに対して、追従目標推定信号Ｔｒハットを出力してい
る（Ｔ_u1からＴ_d1までの期間）。これにより、図３５に
示すように、本実施形態に係る磁気ヘッド２６は、トラ
ック曲がりＴｒに追従している。なお、この期間中、上
記制御装置において、第１ないし第４の実施形態と異な
る部分は、該スイッチ１１・１４・７４・９２によって
切り離されている。したがって、当該制御装置の動作
は、上記各実施形態に記載の通りとなるため説明を省略
する。

【０２１１】また、本実施形態に係るサンプルホールド
回路９１は、タイミングパルスＴＰの立ち上がり毎に、
追従目標推定信号Ｔｒハットをサンプルホールドしてい
る（Ｔ_u1の時点）。したがって、次の走査期間の開始時
までの期間（Ｔ_u1からＴ_u2までの期間）、サンプルホー
ルド回路９１の出力信号Ｔｒｔハットは、磁気テープ走
査開始時（Ｔ_u1の時点）における磁気ヘッド２６の追従
目標推定信号Ｔｒハットとなる。ただし、走査期間中、
第４スイッチ９２がＴ側を選択しているため、図３４に
示すように、待機目標発生回路１２ａは、待機目標信号
Ｓｒｅｆとして、０レベルの信号を出力している（Ｔ_u1
からＴ_d1までの期間）。

【０２１２】非走査期間（Ｔ_d1からＴ_u2までの期間）に
なると、上記各スイッチ１１・１４・７４・９２は、ヘ
ッド切替え信号ＨＳＷに基づいて、Ｕ側を選択する。し
たがって、第４スイッチ９２は、待機目標信号Ｓｒｅｆ
として、上記出力信号Ｔｒｔハットを比較器１３へ出力
している。この期間中、サンプルホールド回路９１は、
これまでの出力信号Ｔｒｔハットを保持しているので、
待機目標信号Ｓｒｅｆは、直前の走査期間開始時におけ
る追従目標推定信号Ｔｒハットである。なお、図３４以
降の図では、サンプルする時点を、追従目標推定信号Ｔ
ｒハットの波形上に黒点で表記しており、各サンプルと
待機目標信号Ｓｒｅｆとの関係を矢印で示している。

【０２１３】該待機目標信号Ｓｒｅｆは、比較器１３に
よって、アクチュエータ模擬回路６が出力する推定位置
信号Ｘハットと比較される。そして、両者の差信号であ
るヘッド待機信号Ｓａが第２スイッチ１４から出力され
る。一方、当該期間中、第１スイッチ１１は、０レベル
の信号を出力している。したがって、ヘッド待機信号Ｓ
ａを入力として、駆動回路４が出力した駆動信号Ｓｄ１
は、そのまま、操作量Ｓｄとして、アクチュエータ２へ
与えられる。また、アクチュエータ模擬回路６は、該操
作量Ｓｄに基づいて、推定位置信号Ｘハットを生成し、
比較器１３にて、新たに生成した推定位置信号Ｘハット
と、待機目標信号Ｓｒｅｆ（保持された追従目標推定信
号Ｔｒハット）とは、再び比較される。

【０２１４】これにより、本実施形態に係る制御装置
は、推定位置信号Ｘハットが待機目標信号Ｓｒｅｆと一
致するように閉ループ制御される。したがって、本実施
形態に係る非走査期間（Ｔ_d1からＴ_u2までの期間）にお
ける磁気ヘッド２６は、上述した式（１７）および（１
８）の関係により、図３５に示すように、その直前の走
査期間の開始時（Ｔ_u1の時点）における追従目標位置に
導かれる。

【０２１５】一般に、回転ヘッド型磁気テープ装置にお
いて、トラック曲がりＴｒは、その近傍のトラック曲が
りＴｒと略同等であることが知られている。したがっ
て、直前の走査期間の開始時と次の走査期間の開始時と
では、磁気ヘッド２６の追従目標位置が略同等である。
本実施形態に係る磁気ヘッド２６は、非走査期間におい
て、直前の走査開始時における追従目標位置で待機する
ことによって、次の走査開始時における追従目標位置近
傍で待機できる。

【０２１６】続いて、次の走査期間が開始されると（Ｔ
_u2の時点）、サンプルホールド回路９１は、新たに、追
従目標推定信号Ｔｒハットをサンプルホールドし、出力
信号Ｔｒｔハットを更新する。また、走査期間中は、第
４スイッチ９２がＴ側を選択するので、待機目標信号Ｓ
ｒｅｆは、０レベルとなる（図３４に示すＴ_u2からＴ_d2
までの期間）。

【０２１７】以後は、同様の動作が繰り返され、制御装
置は、走査期間中、トラック曲がりＴｒに磁気ヘッド２
６を追従させると共に、非走査期間中において、磁気ヘ
ッド２６は、その直前の走査期間の開始時における追従
目標位置、すなわち、次の走査期間開始時における追従
目標位置近傍で待機できる。

【０２１８】これにより、本実施形態に係る磁気ヘッド
２６は、図３５に示すように、従来技術のように振動す
ることなく適正な位置で待機し、トラック走査開始時か
ら即座にトラック曲がりＴｒに追従できる。また、図３
６に示すように、トラック走査開始時において、本実施
形態に係る誤差信号Ｅｒｒ₉は、従来の誤差信号Ｅｒｒ
₀に比べて、その絶対値が非常に小さい値となってい
る。なお、図３５および図３６では、従来技術として、
図５０に示す構成の制御装置を用いている。

【０２１９】〔変形例１〕ところで、図２８に示す待機
目標発生回路１２が、図２９に示す構成の待機目標発生
回路１２ａである場合、図２８に示す第３スイッチ７
４、および、図２９に示す第４スイッチ９２は必ずしも
必要ではない。すなわち、非走査期間中は、タイミング
パルスＴＰが立ち上がらないので、サンプルホールド回
路９１の出力は、追従目標推定信号Ｔｒハットが、どの
様に変化しても影響を受けない。また、走査期間中、第
２スイッチ１４が、比較器１３側を選択していない。し
たがって、待機目標発生回路１２が出力する待機目標信
号Ｓｒｅｆに基づいて、比較器１３の出力するヘッド待
機信号Ｓａが、どのように変化しても、その後の信号に
影響を与えない。したがって、図３７に示すように、図
２８に示す追従目標推定器７ａに代えて、第３スイッチ
７４を省いた追従目標推定器７を用いると共に、図２９
に示す待機目標発生回路１２ａに代えて、第４スイッチ
９２を省いた待機目標発生回路１２ｂを用いてもよい。
この変形例１では、図２８および図２９に示す制御装置
と同様の効果を、より簡単な構成で得ることができる。

【０２２０】〔変形例２〕上述の第９の実施形態、およ
び、その変形例１では、第１ないし第４の実施形態に、
第１スイッチ１１などを追加して待機処理を行う場合に
ついて説明しているが、これに限るものではない。例え
ば、図３８に示すように、第７および第８の実施形態
へ、待機処理を行う構成を付加してもよい。なお、ここ
では、待機処理用の部材として、例えば、図３７に示す
待機目標発生回路１２ｂ（サンプルホールド回路９１）
などを付加した場合について説明する。

【０２２１】上記第７および第８の実施形態では、第１
ないし第４の実施形態とは異なり、アクチュエータ模擬
回路６および追従目標推定器７を備えたフィードフォワ
ードループが形成されていない。したがって、該変形例
２では、第７あるいは第８の実施形態の構成にアクチュ
エータ模擬回路６および追従目標推定器７を付加してい
る。さらに、図３７と同様に、待機目標発生回路１２
ｂ、比較器１３、および第２スイッチ１４が追加されて
いる。なお、該変形例２では、フィードフォワードルー
プが存在しないために、フィードフォワード加算するか
否かを選択する第１スイッチ１１は付加されていない。
また、該変形例２に用いている部材は、いずれも、第
７、第８、あるいは第９の実施形態（変形例１）に示し
た部材であるため、同じ機能を有する部材には、同じ参
照符号を付して、説明を省略する。

【０２２２】該変形例２においても、上記第９の実施形
態と同様に、非走査期間において、信号再生素子１（磁
気ヘッド２６）は、次のトラック走査開始時における追
従目標位置付近で待機できる。したがって、信号再生素
子１は、トラック走査開始時から即座に、トラック曲が
りＴｒへ追従できる。

【０２２３】なお、当該変形例２の構成に限らず、他の
構成の制御装置に対しても、アクチュエータ模擬回路
６、追従目標推定器７を追加すると共に、待機目標発生
回路１２、および比較器１３などを付加することによっ
て、本実施形態と同様の効果が得られる。ただし、図２
８、図２９あるいは図３７に示すように、第１ないし第
４の実施形態に係る制御装置に上記各部材を付加して待
機処理を行った場合は、走査期間における追従制御と、
非走査期間における待機処理とで、アクチュエータ模擬
回路６および追従目標推定器７を共用できる。なお、追
従目標推定器７ａを用いた場合でも、第１ゲイン７２な
ど、追従目標推定器７中で、第３スイッチ７４以外の部
材を共用できる。したがって、簡単な構成で、走査期間
の開始時および走査期間中の双方で、制御装置の追従精
度を向上できる。

【０２２４】〔第１０の実施形態〕上記第９の実施形態
は、非走査期間中の磁気ヘッド２６（信号再生素子１）
が振動することなく、適正な位置で待機できるため、非
常に有効である。ところが、図３６に示すように、誤差
信号Ｅｒｒ₉の絶対値は、走査開始時において、非常に
小さい値となっている一方で、走査期間中には、従来の
誤差信号Ｅｒｒ₀よりも大きくなっている部分が存在す
る。したがって、第１ないし第４の実施形態で得られた
トラッキング精度を向上する効果（誤差信号Ｅｒｒの絶
対値を小さくする効果）は、一部阻害されている。

【０２２５】この問題は、非走査期間中の待機目標信号
Ｓｒｅｆが、直流（ＤＣ）信号であることに起因してい
る。すなわち、磁気ヘッド２６（信号再生素子１）が、
非走査期間中において、略一定の位置で待機するため、
その後の走査期間において、トラック曲がりＴｒが等価
的にＤＣオフセットを持ってしまう。この結果、走査期
間中の誤差信号ＥｒｒもＤＣオフセットを持ち、その絶
対値が部分的に大きくなる。

【０２２６】本実施形態に係る制御装置は、走査期間に
おいて、第１ないし第４の実施形態と同様のトラッキン
グ精度を持ちながら、非走査期間において、適切な待機
処理を行うために、図２８に示す待機目標発生回路１２
として、非走査期間中、以下の２つの条件を満たす待機
目標信号Ｓｒｅｆを出力する待機目標発生回路１２ｃを
備えている。

【０２２７】２つの条件のうち、第１の条件は、直流成
分を持たない信号波形であることである。また、第２の
条件は、非走査期間の終了時における信号レベルが、そ
の直前の走査開始時における追従目標推定信号Ｔｒハッ
トのレベルと等しいことである。

【０２２８】なお、以下では、上記両条件を満足させる
代表的な信号波形として、ｃｏｓ波形を例にして説明す
る。また、待機目標発生回路１２ｃ以外の構成は、第９
の実施形態と同様であるため、本実施形態においても、
全体の構成は、図２８を参照して説明する。

【０２２９】続いて、上記信号波形を発生させる待機目
標発生回路１２ｃの構成例について、図３９に基づいて
詳細に説明すると以下の通りである。すなわち、待機目
標発生回路１２ｃは、所定の振幅のｃｏｓ波形を生成す
る基準波形生成部９３と、追従目標推定信号Ｔｒハット
のレベルに基づいて、該ｃｏｓ波形の振幅を変更するレ
ベル変更部９４とを備えている。さらに、待機目標信号
Ｓｒｅｆとして、レベル変更部９４の出力を出力するか
否かを選択する第４スイッチ９２が設けられている。

【０２３０】上記基準波形生成部９３は、１に規格化さ
れたｃｏｓ波形のデータ列を記憶したＲＯＭ（ Read-On
ly Memory ）９３ａと、所定の周期のクロック信号ＣＫ
に同期して、ＲＯＭ９３ａへ、現在読み出すデータを指
示するカウンタ９３ｂとを備えている。また、当該基準
波形生成部９３が生成するｃｏｓ波形の周期は、本実施
形態に係る制御装置の非走査期間の長さに併せて設定さ
れている。さらに、上記カウンタ９３ｂは、非走査期間
の開始を示すタイミングパルスＴＰ２の立ち上がりタイ
ミングでリセットされる。これにより、基準波形生成部
９３は、非走査期間の開始タイミングに同期し、１周期
が非走査期間の時間間隔と同じで、かつ、振幅が１のｃ
ｏｓ波形を示すデータ列を、クロック信号ＣＫに同期し
て、順次出力できる。

【０２３１】また、レベル変更部９４は、図２８に示す
追従目標推定器７ａより与えられる追従目標推定信号Ｔ
ｒハットをデジタル信号に変換するアナログ−デジタル
変換器（ＡＤＣ）９４ａと、タイミングパルスＴＰに基
づいて、走査期間開始時のデジタル信号を保持するＤ型
フリップフロップ（Ｄ−ＦＦ）９４ｂと、上記基準波形
生成部９３から順次与えられるｃｏｓ波形のデータ列
に、保持したデジタル信号を乗ずる乗算器９４ｃと、乗
算器９４ｃが出力するデジタル信号をアナログ信号に変
換するデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）９４ｄとを
備えている。これにより、レベル変更部９４は、基準波
形生成部９３からのｃｏｓ波形の振幅を、直前の走査期
間開始時における追従目標推定信号Ｔｒハットのレベル
へと変換できる。

【０２３２】また、レベル変更部９４の出力は、第４ス
イッチ９２を介して、待機目標信号Ｓｒｅｆとして出力
される。なお、本実施形態に係る第４スイッチ９２は、
図２９に示す第４スイッチ９２と同様の機能および構成
を有するため、説明を省略する。

【０２３３】ここで、本実施形態に係る制御装置全体の
動作を説明する前に、上述の構成の待機目標発生回路１
２ｃの動作について説明する。すなわち、図４０に示す
ように、第４スイッチ９２およびＤ−ＦＦ９４ｂには、
上述の第９の実施形態と同様の、ヘッド切替え信号ＨＳ
ＷおよびタイミングパルスＴＰが、それぞれ与えられて
いる。また、カウンタ９３ｂには、非走査期間の開始毎
に立ち上がるタイミングパルスＴＰ２、および、所定の
周期のクロック信号ＣＫが加えられている。さらに、Ａ
ＤＣ９４ａは、図２８に示す追従目標推定器７ａから与
えられる追従目標推定信号Ｔｒハットをデジタル信号に
変換し、順次、Ｄ−ＦＦ９４ｂへ与えている。

【０２３４】走査期間の開始時（図中、Ｔ_u1の時点）に
は、タイミングパルスＴＰが立ち上がる。Ｄ−ＦＦ９４
ｂは、これに基づいて、ＡＤＣ９４ａから該時点に与え
られているデジタル信号を記憶し、次にタイミングパル
スＴＰが立ち上がるまで（Ｔ_u2になるまで）保持する。
また、走査期間中、第９の実施形態と同様に、第４スイ
ッチ９２は、Ｔ側を選択している。この結果、待機目標
発生回路１２ｃは、基準波形生成部９３およびレベル変
更部９４の状態に関わらず、待機目標信号Ｓｒｅｆとし
て、０レベルの信号を出力している（図４１に示すＴ_u1
からＴ_d1までの期間）。

【０２３５】図４０に示すように、非走査期間になると
（Ｔ_d1の時点）、ヘッド切替え信号ＨＳＷのレベルが変
化し、第４スイッチ９２は、Ｕ側を選択する。これによ
り、待機目標信号Ｓｒｅｆは、レベル変更部９４の出力
となる。また、この時点には、タイミングパルスＴＰ２
が立ち上がる。カウンタ９３ｂは、これに基づいて、カ
ウント値を０クリアし、その後、周期的に入力されるク
ロック信号ＣＫに同期して、カウントを始める。ＲＯＭ
９３ａは、カウンタ９３ｂから順次与えられるカウント
値に応じて、ｃｏｓ波形を示すデータ列を順次読み出
す。乗算器９４ｃは、データ列を構成する各デジタル信
号に、Ｄ−ＦＦ９４ｂが保持している値を乗ずる。さら
に、ＤＡＣ９４ｄは、乗算器９４ｃから順次与えられる
デジタル信号をアナログ信号に変換し、第４スイッチ９
２を介して出力する。これにより、図４１に示すよう
に、非走査期間中（Ｔ_d1からＴ_u2までの期間）、待機目
標発生回路１２ｃは、待機目標信号Ｓｒｅｆとして、ｃ
ｏｓ波形を出力する。該ｃｏｓ波形の周期、位相、およ
び振幅は、上述のように設定されているため、先に説明
した２つの条件を満たしている。すなわち、非走査期間
の開始時（Ｔ_d1の時点）および終了時（Ｔ_u2の時点）に
おいて、待機目標信号Ｓｒｅｆのレベルは、直前の走査
期間の開始時（Ｔ_u1の時点）における追従目標推定信号
Ｔｒハットのレベルと等しい。同時に、非走査期間中、
待機目標信号Ｓｒｅｆは、ＤＣ成分を有していない。

【０２３６】続いて、走査期間になると（Ｔ_u2の時
点）、第４スイッチ９２がＴ側を選択するので、待機目
標信号Ｓｒｅｆは、０レベルとなる。また、この時点に
は、タイミングパルスＴＰが立ち上がるので、Ｄ−ＦＦ
９４ｂは、新たに、該時点における追従目標推定信号Ｔ
ｒハットのレベルを保持する。

【０２３７】待機目標発生回路１２ｃは、これ以降は、
上述の動作を繰り返し、走査期間中は、０レベルの待機
目標信号Ｓｒｅｆを出力し、かつ、非走査期間の終了時
には、直前の走査期間の開始時における追従目標推定信
号Ｔｒハットのレベルと同じレベルとなるｃｏｓ波形を
出力する。なお、図４２に示すように、トラック曲がり
Ｔｒが図４１と異なっている場合であっても、図４１と
同様に、待機目標発生回路１２ｃは、上述の２つの条件
を満たす待機目標信号Ｓｒｅｆを作成できる。

【０２３８】両図４１・４２では、上記両レベルの対応
を矢印で示している。

【０２３９】なお、待機目標発生回路１２ｃの構成は、
図３９の構成に限定されるものではなく、例えば、基準
波形生成部９３あるいはレベル変更部９４をアナログ回
路で構成するなど、他の構成を用いてもよい。また、待
機目標発生回路１２ｃが生成する波形もｃｏｓ波形に限
るものではない。待機目標発生回路１２ｃが上述した２
つの条件を満たす波形を生成するものであれば、本実施
形態と同様の効果が得られる。

【０２４０】次に、上記待機目標発生回路１２ｃを備え
た制御装置全体（図２８参照）の動作について、図４３
に基づいて説明する。すなわち、走査期間（例えば、Ｔ
_u1からＴ_d1までの期間）において、第１ないし第３スイ
ッチ１１・１４・７４は、第９の実施形態と同様に、い
ずれもＴ側を選択している。したがって、走査期間中、
本実施形態に係る制御装置は、第１ないし第４の実施形
態と同様に、図３０に示す磁気ヘッド２６（信号再生素
子１）を、トラック曲がりＴｒに追従させている。

【０２４１】非走査期間になると（Ｔ_d1の時点）、上記
各スイッチ１１・１４・７４は、Ｕ側を選択する。ま
た、待機目標発生回路１２ｃは、例えば、図４１に示す
ように、非走査期間の終了時（Ｔ_u2の時点）において、
直前の走査期間の開始時（Ｔ_u1の時点）における追従目
標推定信号Ｔｒハットのレベルと同じレベルを持ち、か
つ、ＤＣ成分を持たない待機目標信号Ｓｒｅｆを生成す
る。これにより、非走査期間中（Ｔ_d1からＴ_u2までの期
間）、上記磁気ヘッド２６は、第９の実施形態と同様に
して、推定位置信号Ｘハットが待機目標信号Ｓｒｅｆに
一致するように制御される。この結果、当該期間中、上
記磁気ヘッド２６の変位Ｘは、図４３に示すようにな
る。ただし、本実施形態では、上述したように待機目標
信号Ｓｒｅｆが設定されている。これにより、上記磁気
ヘッド２６は、従来技術と異なり、非走査期間の終了時
（Ｔ_u2の時点）において、その直前の走査期間の開始時
（Ｔ_u1の時点）における追従目標位置、すなわち、次の
走査期間の開始時（Ｔ_u2の時点）における追従目標位置
付近に導かれる。

【０２４２】以降は、同様の動作を繰り返し、制御装置
は、走査期間中、磁気ヘッド２６をトラック曲がりＴｒ
へ追従させると共に、非走査期間の終了時には、適正な
位置で待機できる。

【０２４３】図中に比較例として記載しているように、
従来では、磁気ヘッド２６の変位Ｘは、非走査期間の長
さなどとは無関係に固有振動している。したがって、ト
ラック走査開始時において、磁気ヘッド２６の位置Ｘ
が、その追従目標位置から不所望に離れている場合があ
る。ところが、本実施形態に係る制御装置は、非走査期
間の終了時において、上記磁気ヘッド２６の位置を適正
に設定できる。したがって、図４４に示すように、トラ
ック走査開始時において、本実施形態に係る制御装置の
誤差信号Ｅｒｒ₁₀は、従来の誤差信号Ｅｒｒ₀に比べ
て、絶対値が非常に小さい値になる。この結果、当該磁
気ヘッド２６は、トラック走査開始時から即座にトラッ
ク曲がりＴｒに追従できる。これにより、従来に比べ
て、走査期間開始時における追従精度を著しく向上でき
る。なお、図４３および図４４、並びに、後述する図４
５中に記載の従来技術は、図３５と同様に、図５０に示
す構成の制御装置である。

【０２４４】さらに、本実施形態では、図４３に示すよ
うに、図３５に示す第９の実施形態とは異なり、非走査
期間中、磁気ヘッド２６の変位Ｘは、ＤＣ的なオフセッ
トを持たない。したがって、その後の走査期間におい
て、第９の実施形態にて、トラック曲がりＴｒに付加さ
れていた等価的なＤＣオフセットを防止できる。この結
果、図４４に示すように、本実施形態に係る誤差信号Ｅ
ｒｒ₁₀は、第９の実施形態に係る誤差信号Ｅｒｒ₉とは
異なり、走査期間中の全てに渡って、従来の誤差信号Ｅ
ｒｒ₀に比べて、その絶対値が非常に小さい値になる。
これにより、走査期間全体において、制御装置は、磁気
ヘッド２６の追従精度を従来に比べて著しく向上でき
る。

【０２４５】また、図４２に示すように、図４３と異な
るトラック曲がりＴｒに磁気ヘッド２６を追従させる場
合であっても、図４５に示すように、制御装置は、非走
査期間の終了時において、磁気ヘッド２６を適正な位置
に導くことができる。したがって、この例においても、
磁気ヘッド２６は、図４３と同様に、トラック走査開始
時から良好にトラック曲がりＴｒへ追従できる。

【０２４６】この結果、本実施形態に係る制御装置は、
走査期間中、第１ないし第４の実施形態と同様のトラッ
キング精度を得ながら、同時に、非走査期間中の磁気ヘ
ッド２６を適正な位置へと待機させることができる。な
お、以上の説明では、図２８に示す待機目標発生回路１
２として、図３９に示す構成の待機目標発生回路１２ｃ
を用いた場合について説明しているが、これに限るもの
ではない。例えば、第９の実施形態の変形例１（図３
７）に示すように、第３スイッチ７４、あるいは、第４
スイッチ９２を省略してもよい。また、第９の実施形態
の変形例２（図３８）と同様に、第７および第８の実施
形態など、図２８とは異なる構成の制御装置へ、本実施
形態と同様の待機処理を行う部材を追加しても、本実施
形態と同様の効果が得られる。

【０２４７】上述したように、第９および第１０の実施
形態に係る制御装置は、第１ないし第８の実施形態と同
様の信号再生素子１、アクチュエータ２、誤差検出器３
および駆動回路４を備えている。また、上記両実施形態
には、アクチュエータ２へ与えられる操作量Ｓｄに基づ
いて、信号再生素子１の位置Ｘを推定するアクチュエー
タ模擬回路６と、誤差検出器３およびアクチュエータ模
擬回路６の出力に基づいて、信号再生素子１の追従目標
であるトラック曲がりＴｒを推定する追従目標推定器７
（７ａ）とが設けられている。

【０２４８】さらに、両実施形態に係る制御装置は、走
査期間における追従目標推定器７の出力に基づいて、非
走査期間における信号再生素子１の追従目標を指示する
待機目標発生回路１２と、非走査期間において、アクチ
ュエータ模擬回路６が生成した推定位置信号Ｘハット、
および、待機目標発生回路１２が出力する待機目標信号
Ｓｒｅｆを比較して、両者の差信号を駆動回路４へ入力
する比較器１３とを備えている。

【０２４９】走査期間中は、第１ないし第８の実施形態
と同様に、駆動回路４は、アクチュエータ２へ与える操
作量Ｓｄを調節している。これにより、信号再生素子１
は、トラック曲がりＴｒに追従している。

【０２５０】一方、非走査期間中、アクチュエータ模擬
回路６は、走査期間中と変わらず、推定位置信号Ｘハッ
トを生成している。また、待機目標発生回路１２は、例
えば、次の検出期間の開始時における追従目標を推定す
るなどして、非走査期間中における追従目標を示す待機
目標信号Ｓｒｅｆを生成する。さらに、比較器１３は、
待機目標信号Ｓｒｅｆと推定位置信号Ｘハットとの差信
号を駆動回路４へ入力する。これにより、信号再生素子
１は、推定位置信号Ｘハットが待機目標信号Ｓｒｅｆと
一致するように制御される。

【０２５１】この結果、信号再生素子１は、非走査期間
において、従来のように不所望に振動することなく、待
機目標信号Ｓｒｅｆが示す待機目標に追従する。この結
果、信号再生素子１は、次の検出期間の開始時から即座
に目標値に追従できる。したがって、検出期間の開始時
における追従精度を向上できる。

【０２５２】待機目標発生回路１２において、待機目標
信号Ｓｒｅｆの生成方法は、種々のものが考えられる。
例えば、一般的な回転ヘッド型磁気テープ装置のよう
に、各走査期間の開始時における追従目標が互いに相関
を有している場合は、上記両実施形態に示すように、各
非走査期間の終了時における待機目標信号Ｓｒｅｆが、
直前の走査期間の開始時における追従目標推定信号Ｔｒ
ハットの値と一致するように、待機目標信号Ｓｒｅｆを
生成する。

【０２５３】これにより、制御装置は、各走査期間の開
始時において、追従目標近傍へ信号再生素子１を確実に
案内できる。この結果、信号再生素子１は、各走査期間
の開始時から、トラック曲がりＴｒに即座に追従でき、
走査期間開始時における追従精度を、さらに向上でき
る。

【０２５４】上記の方法で待機目標信号Ｓｒｅｆを生成
するために、待機目標発生回路１２は、第９の実施形態
に示すように、各走査期間の開始時に、追従目標推定信
号Ｔｒハットをサンプルホールドするサンプルホールド
回路９１を備えていることが好ましい。これにより、第
９の実施形態に係る待機目標発生回路１２（１２ａ、１
２ｂ）は、簡単な構成で、非走査期間の終了時におい
て、所望の値を持つ待機目標信号Ｓｒｅｆを生成でき
る。この結果、走査期間開始時における追従精度の向上
した制御装置を簡単な構成で実現できる。

【０２５５】ところで、上記構成の待機目標発生回路１
２（１２ａ、１２ｂ）を用いた場合、非走査期間におい
て、待機目標信号ＳｒｅｆがＤＣオフセットを有してい
るため、信号再生素子１は、略ＤＣ的なオフセットを持
った位置で待機する。したがって、その後の走査期間に
おいて、トラック曲がりＴｒには、等価的なオフセット
が現れる。この結果、走査期間中の一部において、相対
誤差が大きくなり、追従精度が低下する虞れがある。

【０２５６】そこで、第１０の実施形態に示すように、
待機目標発生回路１２ｃは、非走査期間中において、直
流成分を持たない待機目標信号Ｓｒｅｆを生成する方が
よい。

【０２５７】上記構成では、制御装置は、非走査期間に
おいて、第９の実施形態と同様に、待機目標信号Ｓｒｅ
ｆに推定位置信号Ｘハットが一致するように、信号再生
素子１を案内している。ただし、上記待機目標信号Ｓｒ
ｅｆが直流成分を有していないため、制御装置は、上記
ＤＣオフセットを持つことなく、信号再生素子１を案内
できる。この結果、上記第９の実施形態に比べて、走査
期間における追従精度を、さらに向上できる。また、非
走査期間終了時には、上記第９の実施形態と同様に、待
機目標信号Ｓｒｅｆの値は、直前の走査期間開始時の追
従目標推定信号Ｔｒハットと同じ値に設定される。した
がって、従来に比べて、走査期間の開始時の追従精度を
向上できる。これらの結果、走査期間と非走査期間とが
交互に設けられている制御装置において、走査期間全般
に渡り、追従精度を向上できる。

【０２５８】〔第１１の実施形態〕上述の第１ないし第
１０の実施形態は、いずれの場合も、信号再生素子１と
トラック曲がりＴｒとの相対位置誤差を示す誤差信号Ｅ
ｒｒに基づいて、高精度かつ高い周波数帯域まで信号再
生素子１をトラック曲がりＴｒに追従させるものであっ
た。これに対し、本実施形態では、アクセス目標に信号
再生素子１を高速に追従させる。

【０２５９】本実施形態に係る情報記録再生装置は、図
４６に示すように、信号再生素子１と、アクチュエータ
２と、アクセス目標に基づいて、該アクチュエータ２へ
操作量Ｓｄ１を指示する駆動回路（操作手段）４ａと、
操作量Ｓｄ１に対する信号再生素子１の位置Ｘを推定す
るアクチュエータ模擬回路（アクチュエータ模擬手段）
６と、駆動回路４ａの前段に設けられ、このアクチュエ
ータ模擬回路６が推定した推定位置信号Ｘハットをアク
セス目標と比較する比較器（比較手段）１５とを備えて
いる。なお、図４６において、上記各実施形態の図と同
様の構成を持つ部材には、説明の便宜上、同じ番号を付
して説明を省略する。

【０２６０】上記構成では、比較器１５は、推定位置信
号Ｘハットをアクセス目標と比較し、駆動回路４ａは、
その比較結果を入力として、アクチュエータ２およびア
クチュエータ模擬回路６へ、駆動信号Ｓｄ１を出力す
る。そして、比較器１５にて、アクチュエータ模擬回路
６の出力Ｘハットと、アクセス目標とは、再び比較され
る。これにより、信号再生素子１は、推定位置信号Ｘハ
ットがアクセス目標と一致するように制御され、高速に
所望の位置へ到達する。この結果、本実施形態では、速
度検出器を用いることなく、目標トラックに高速にアク
セスできる。

【０２６１】ところで、信号再生素子１が目標トラック
へ高速にアクセスしようとすると、移動速度を上げる必
要がある。一方、移動速度の上昇に伴い、信号再生素子
１の質量の影響によって、目標トラックにて正確に停止
させることが困難になる。したがって、従来の情報記録
再生装置では、速度検出器を設け、信号再生素子１の移
動速度が目標トラック近傍で低下するように、速度制御
を行っている。

【０２６２】ところが、本実施形態に係る情報記録再生
装置では、速度検出器を設けて速度制御することなく、
目標トラックへ高速にアクセスできる。この結果、情報
記録再生装置の構成を従来に比べて簡略化できる。

【０２６３】なお、上記第１ないし第１１の実施形態で
は、例えば、突き抜けサーボ方式を採用した情報記録再
生装置のように、共振点を有する２次遅れ要素として表
現できるアクチュエータ２を制御対象とすると共に、駆
動回路４が、該アクチュエータ２の共振周波数ｆ_rより
高い帯域において、位相進み補償を行っている場合につ
いて説明したが、これに限るものではない。上記各実施
形態は、突き抜けサーボ方式を採用していない制御装置
に対しても適用できる。

【０２６４】ただし、上記各実施形態の制御装置は、安
定性を保ったまま、追従精度を向上できるため、突き抜
けサーボ方式を採用した制御装置に適用しても、十分な
安定性を確保できる。したがって、アクチュエータ２の
共振周波数ｆ_rを低く設定したままで、信号再生素子１
の追従精度および追従周波数を向上できる。この結果、
情報記録再生装置において、消費電力の低減と、トラッ
ク曲がりＴｒに対する信号再生素子１の追従精度の向上
による記録密度の向上との双方を実現でき、特に効果が
大きい。なお、この効果は、第４、第６、および第８の
実施形態に示すように、トラック曲がりＴｒの基本周波
数ｆ_trを中心とするバンドパスフィルタを用いたとき
に、特に顕著である。

【０２６５】また、上記第１ないし第１１の実施形態で
は、ディスク装置や回転ヘッド型磁気テープなどの情報
記録再生装置に制御装置を用いた場合について説明した
が、これに限るものではない。例えば、カメラやロボッ
トなどに供し、レンズの軸や腕の位置、速度、加速度な
どを所望の目標値に追従させるものでもよい。目標値に
合わせて、制御対象を制御するものであれば、様々な装
置に適用できる。なお、制御対象が情報記録再生装置で
はないとき、すなわち、トラックを持たない場合には、
トラック曲がりＴｒは、各装置における所望の目標値に
相当する。

【０２６６】ただし、情報記録再生装置において、記録
媒体の記録密度および記録容量を向上させる場合、信号
再生素子１に対して、トラッキング制御やフォーカス制
御などを高精度かつ広帯域に行う必要がある。一方、ト
ラック曲がりＴｒやディスクの反りなどによって、トラ
ッキング制御およびフォーカス制御などの目標値は、時
間的に変化する。さらに、通常、情報記録再生装置にお
ける上記各制御において、誤差検出器３は、信号再生素
子１と目標値との相対誤差のみを検出する。したがっ
て、トラック曲がりＴｒやディスクの反りなどの追従目
標を直接測定することができない。

【０２６７】ところが、上記各実施形態に係る制御装置
を情報記録再生装置に用いることによって、追従目標値
を直接測定することなく、該追従目標に対して、信号再
生素子１を、高精度かつ広帯域に安定して追従させるこ
とができる。この結果、情報記録再生装置において、記
録媒体の記録密度および記録容量を向上できる。

【０２６８】さらに、情報記録再生装置のトラッキング
制御に上記制御装置を用いることによって、従来のよう
にトラック幅が広い場合には問題にならなかった様な微
小なトラック曲がりＴｒに対しても、信号再生素子１を
高精度に追従させることができる。この結果、記録媒体
に形成するトラックの間隔を狭くしても、信号再生素子
１は、隣接するトラックの影響を受けることなく、所望
のトラックへ記録あるいは再生できる。これにより、ト
ラック幅を従来より狭く設定できる。したがって、記録
媒体の記録密度を向上させ、記録容量を増加できる。

【０２６９】

【発明の効果】請求項１の発明に係る制御装置は、以上
のように、制御対象の特性を模擬しており、制御対象の
操作量に基づいて、推定した制御量を示す、制御量推定
信号を出力する制御対象模擬手段と、相対誤差および制
御量推定信号に基づいて、推定した、制御量の追従目標
値を示す、追従目標推定信号を出力する追従目標推定手
段と、上記制御対象の逆特性を模擬する逆特性模擬部お
よびゲイン部を含み、上記操作手段の入力側または出力
側へ上記追従目標推定信号をフィードフォワードするフ
ィードフォワードゲインとを備えている構成である。

【０２７０】それゆえ、上記追従目標推定手段が追従目
標をリアルタイムに推定し、制御対象への操作量へ、推
定した結果をリアルタイムにフィードフォワードでき
る。したがって、従来の制御装置に比べて、安定性を保
持したまま、制御対象の目標値に対する追従精度を向上
させると共に追従周波数帯域を広げることができるとい
う効果を奏する。

【０２７１】請求項２の発明に係る制御装置は、以上の
ように、請求項１記載の発明の構成において、上記ゲイ
ン部は、フィルタを備えている構成である。

【０２７２】それゆえ、特定の帯域における制御装置の
追従精度を向上させると共に、上記特定の帯域以外にお
いて、制御装置の特性を従来と同様に保つことができ
る。この結果、制御装置の安定性をさらに向上できると
いう効果を奏する。

【０２７３】請求項３の発明に係る制御装置は、以上の
ように、請求項２記載の発明の構成において、上記フィ
ルタが、上記制御対象の追従目標の基本周波数と等しい
周波数の成分を通過させるバンドパスフィルタである構
成である。

【０２７４】それゆえ、上記追従目標の基本周波数にお
いて、追従精度を向上させると共に、該基本周波数から
離れた帯域において、制御装置の特性を従来と同様に保
つことができる。加えて、フィードフォワードループを
構成する各要素の特性設定時の自由度が増す。この結
果、制御装置の安定性と、上記基本周波数における制御
対象の追従精度とを、さらに向上できるという効果を奏
する。

【０２７５】請求項４の発明に係る制御装置は、以上の
ように、請求項３記載の発明の構成において、上記制御
対象模擬手段あるいは逆特性模擬部の少なくとも一方
は、上記バンドパスフィルタの通過帯域における、上記
制御対象の特性、あるいは、その逆特性を模擬している
構成である。

【０２７６】上記構成では、模擬する帯域が限定されて
いるため、制御対象模擬手段あるいは逆特性模擬部は、
例えば、比例要素のゲインなどの簡単な回路で実現でき
る。したがって、請求項３記載の制御装置と略同様の効
果を持ったまま、制御装置の構成をさらに簡略にできる
という効果を奏する。

【０２７７】請求項５の発明に係る制御装置は、以上の
ように、請求項１、２、または３記載の発明の構成にお
いて、上記制御対象模擬手段および逆特性模擬部は、そ
れぞれ、上記制御対象の特性のうち、少なくとも最高次
の積分特性、および、少なくとも最高次の積分特性の逆
特性を模擬している構成である。

【０２７８】上記構成では、制御対象模擬手段および逆
特性模擬部は、全ての特性を模擬しないため、制御対象
模擬手段および逆特性模擬部の構成を簡略にすることが
できる。したがって、請求項１、２、３記載の制御装置
と略同様の効果を持ったまま、制御装置の構成をさらに
簡略にできるという効果を奏する。

【０２７９】請求項６の発明に係る制御装置は、以上の
ように、制御対象へ操作量を指示する操作手段は、フィ
ルタを介した正帰還ループを備えている構成である。

【０２８０】それゆえ、安定性を確保したまま、制御装
置の開ループゲインを向上できる。この結果、請求項２
記載の発明の構成に比べて簡単な構成でありながら、安
定性を保ったまま、制御対象の目標値に対する追従精度
を向上できるという効果を奏する。

【０２８１】請求項７の発明に係る制御装置は、以上の
ように、請求項６に記載の発明の構成において、上記フ
ィルタは、上記制御対象の追従目標の基本周波数と等し
い周波数の成分を通過させるバンドパスフィルタである
構成である。

【０２８２】上記構成において、上記正帰還ループは、
基本周波数における開ループゲインを増大させる。ま
た、基本周波数から離れた帯域では、制御装置の特性
は、従来と同様に保たれる。この結果、制御装置の安定
性を保ったまま、基本周波数における追従精度を向上で
きるという効果を奏する。

【０２８３】請求項８の発明に係る制御装置は、以上の
ように、請求項３、４または７記載の発明の構成におい
て、上記制御対象は、共振点を有する２次遅れ要素であ
り、上記操作手段は、上記制御対象の共振周波数より高
い周波数帯域にて、位相進み補償を行う位相補償部を備
えている構成である。

【０２８４】上記構成では、位相補償部が、制御対象の
共振周波数より高い周波数帯域において、位相進み補償
を行うため、制御対象の共振周波数を高く設定すること
なく、制御装置の制御帯域を広げることができる。それ
ゆえ、従来の制御装置に比べて、制御対象の消費電力を
増加させることなく、制御対象の目標値に対する追従精
度を向上させると共に、その追従周波数帯域を広げるこ
とができるという効果を奏する。

【０２８５】請求項９の発明に係る情報記録再生装置
は、以上のように、請求項１、２、３、４、５、６、
７、または８に記載の制御装置を備え、上記制御装置の
制御対象には、トラックが設けられた記録媒体に対し
て、記録あるいは再生のうち、少なくとも一方を行う信
号記録再生部と、上記信号記録再生部を移動させるアク
チュエータとが設けられている構成である。

【０２８６】それゆえ、上記信号記録再生部は、安定性
を保ったまま、高精度かつ広帯域に追従目標値へ追従で
きる。この結果、記録媒体の記録密度を向上でき、記録
容量を増大できるという効果を奏する。

【０２８７】請求項１０の発明に係る情報記録再生装置
では、以上のように、請求項９記載の発明の構成におい
て、上記アクチュエータは、上記信号記録再生部をトラ
ックの幅方向に移動させ、上記誤差検出手段は、上記信
号記録再生部と所望のトラックとの相対位置誤差を検出
する構成である。

【０２８８】それゆえ、情報記録再生装置は、従来問題
にならなかった様な微小なトラック曲がりに対しても、
信号記録再生部を、高精度かつ広帯域に追従させること
ができる。したがって、記録媒体に設けられるトラック
の幅をさらに狭く設定できる。この結果、記録媒体の記
録密度と記録容量とをさらに向上できるという効果を奏
する。

【０２８９】請求項１１の発明に係る情報記録再生装置
は、信号記録再生部を移動させるアクチュエータの特性
を模擬しており、アクチュエータの操作量に基づいて、
上記信号記録再生部の位置を推定し、推定位置信号を出
力するアクチュエータ模擬手段と、上記信号記録再生部
の所望の位置を示す目標値と上記の推定位置信号との差
信号を、上記操作手段へ入力する比較手段とを備えてい
る構成である。

【０２９０】それゆえ、目標値と推定位置信号との差に
応じて、アクチュエータは、信号記録再生部を移動させ
ることができる。したがって、従来のように、例えば、
速度センサなどを用いて信号記録再生部の速度に応じた
速度制御を行うことなく、例えば、目標のトラック位置
などの目標位置へ、信号再生部を高速に案内または保持
できる。この結果、目標位置へ信号再生部を高速に案内
または保持でき、かつ簡略な構成の情報記録再生装置を
実現できるという効果を奏する。

【０２９１】請求項１２の発明に係る制御装置は、以上
のように、制御対象の特性を模擬しており、制御対象の
操作量に基づいて、推定した制御量を示す、制御量推定
信号を出力する制御対象模擬手段と、制御対象の制御量
と目標値との相対誤差および上記制御量推定信号に基づ
いて、推定した、制御量の追従目標値を示す、追従目標
推定信号を出力する追従目標推定手段と、検出期間にお
ける上記追従目標推定信号に基づいて、非検出期間にお
ける制御量の追従目標を示す、待機目標信号を作成する
待機目標発生手段と、非検出期間中、上記待機目標信号
と上記制御量推定信号との差信号を、上記制御対象の操
作量を調整する操作手段へ入力する比較手段とを備えて
いる構成である。

【０２９２】上記構成では、制御装置は、非検出期間に
おいて、誤差検出手段が相対誤差を検出できない場合で
も、制御対象を制御することができる。したがって、非
検出期間における不所望な振動を防止できる。この結
果、制御対象は、次の検出期間の開始時から即座に目標
値へ追従できる。これにより、検出期間の開始時におけ
る追従精度を向上できるという効果を奏する。

【０２９３】請求項１３の発明に係る制御装置は、以上
のように、請求項１２記載の発明の構成において、上記
制御対象の制御量の追従目標値が、上記検出期間の開始
毎に、互いに相関を有しており、上記待機目標発生手段
は、上記非検出期間の終了時において、その直前の検出
期間の開始時における追従目標推定信号の値と一致す
る、待機目標信号を作成する構成である。

【０２９４】上記構成では、制御装置は、各検出期間の
開始時において、前回の検出期間の開始時における追従
目標値、すなわち、該検出期間開始時における追従目標
値近傍へ制御対象を確実に案内できる。それゆえ、検出
期間の開始時における追従精度をさらに向上できるとい
う効果を奏する。

【０２９５】請求項１４の発明に係る制御装置は、以上
のように、請求項１３記載の発明の構成において、上記
待機目標発生手段は、上記検出期間の開始時における、
上記追従目標推定信号を保持すると共に、次の非検出期
間中、待機目標信号として、保持した値を出力する記憶
手段を備えている構成である。

【０２９６】上記構成では、各非検出期間中、制御装置
は、次の検出期間の開始時における追従目標位置近傍で
制御対象を待機させる。この結果、制御対象は、各検出
期間の開始時において、即座に目標値へ追従できる。ま
た、記憶手段は、例えば、サンプルホールド回路などで
実現できる。それゆえ、各検出期間の開始時における追
従精度が向上した制御装置を簡単な構成で実現できると
いう効果を奏する。

【０２９７】請求項１５の発明に係る制御装置は、以上
のように、請求項１３記載の発明の構成において、上記
待機目標発生手段は、上記非検出期間の終了時における
信号の値が、上記検出期間の開始時における追従目標推
定信号の値と一致し、かつ、その信号波形が直流成分を
持たない待機目標信号を作成する構成である。

【０２９８】上記構成では、待機目標信号が直流成分を
持っていないため、非検出期間において、制御対象のＤ
Ｃ的なオフセットを削減できる。この結果、検出期間に
おける追従精度をさらに向上できる。一方、非検出期間
の終了時には、制御装置は、直前の検出期間の開始時に
おける追従目標へ制御対象を案内する。したがって、検
出期間の開始時および検出期間中、双方において、制御
対象の追従精度をさらに向上できるという効果を奏す
る。

【０２９９】請求項１６の発明に係る制御装置は、以上
のように、請求項１２、１３、１４、または１５に記載
の発明の構成に加えて、上記制御対象の逆特性を模擬す
る逆特性模擬部およびゲイン部を含み、上記操作手段の
入力側または出力側へ上記追従目標推定信号をフィード
フォワードするフィードフォワードゲインを備えている
構成である。

【０３００】それゆえ、上記請求項１、および、請求項
１２ないし１５に記載の発明をそれぞれ別に適用した場
合とは異なり、制御対象模擬手段および追従目標推定手
段を共用できる。この結果、請求項１と、請求項１２な
いし１５との双方の効果に加えて、制御装置の構成を簡
略にできるという効果を奏する。

【０３０１】請求項１７の発明に係る情報記録再生装置
は、以上のように、請求項１２、１３、１４、１５、ま
たは１６に記載の制御装置と、磁気テープが、予め定め
る巻付け角で外周面に巻き付けられた回転ドラムとを含
み、上記制御対象には、回転ドラムの外周面に配置され
る磁気ヘッドと、上記磁気テープに設けられた所望のト
ラックへ磁気ヘッドを案内するアクチュエータとが設け
られている構成である。

【０３０２】上記構成では、情報記録再生装置は、少な
くとも非走査期間の終了時において、直前のトラック走
査開始時における追従目標位置に磁気ヘッドを待機させ
る。したがって、トラック走査開始時において、磁気ヘ
ッドは、トラック曲がりへ即座に追従できる。この結
果、従来に比べて、トラック走査開始時における追従精
度を向上できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１ないし第６の実施形態に係る情報
記録再生装置において、制御装置の要部を示すブロック
図である。

【図２】上記情報記録再生装置の構成例を示すものであ
り、ディスク装置の要部を示す斜視図である。

【図３】上記制御装置において、上記図１を伝達関数表
記した制御ブロック図である。

【図４】上記制御装置において、アクチュエータの特性
を示すボード線図である。

【図５】上記図３を、さらに詳細に示したものであり、
第１ないし第４の実施形態に係る情報記録再生装置にお
いて、制御装置の要部を示す制御ブロック図である。

【図６】本発明の第１の実施形態に係る情報記録再生装
置において、制御装置の開ループ伝達特性を示すボード
線図である。

【図７】本発明の第２の実施形態に係る情報記録再生装
置において、制御装置に設けられたローパスフィルタの
伝達特性を示すボード線図である。

【図８】上記制御装置において、各要素の伝達特性と開
ループ伝達特性との関係を示すボード線図である。

【図９】上記制御装置において、開ループ伝達特性を示
すボード線図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態に係る情報記録再生
装置において、制御装置に設けられたローパスフィルタ
の伝達特性を示すボード線図である。

【図１１】上記制御装置において、開ループ伝達特性を
示すボード線図である。

【図１２】本発明の第４の実施形態に係る情報記録再生
装置において、制御装置に設けられたバンドパスフィル
タの伝達特性を示すボード線図である。

【図１３】上記制御装置において、開ループ伝達特性を
示すボード線図である。

【図１４】上記図３を、さらに詳細に示したものであ
り、第５の実施形態に係る情報記録再生装置において、
制御装置の要部を示す制御ブロック図である。

【図１５】上記制御装置において、アクチュエータの伝
達関数とアクチュエータ模擬回路の伝達関数との比を示
すボード線図である。

【図１６】上記制御装置において、開ループ伝達特性を
示すボード線図である。

【図１７】上記図３を、さらに詳細に示したものであ
り、第６の実施形態に係る情報記録再生装置において、
制御装置の要部を示す制御ブロック図である。

【図１８】上記制御装置において、開ループ伝達特性を
示すボード線図である。

【図１９】上記図３を、さらに詳細に示したものであ
り、第６の実施形態に係る制御情報記録再生装置におい
て、制御装置の変形例を示す制御ブロック図である。

【図２０】本発明の第１ないし第６の実施形態に係る情
報記録再生装置において、制御装置の一変形例を示すも
のであり、制御装置の要部構成を示すブロック図であ
る。

【図２１】上記制御装置において、上記図２０を伝達関
数表記した制御ブロック図である。

【図２２】本発明の第７および第８の実施形態に係る情
報記録再生装置において、制御装置の要部構成を示すブ
ロック図である。

【図２３】上記制御装置において、上記図２２を伝達関
数表記した制御ブロック図である。

【図２４】本発明の第７の実施形態に係る情報記録再生
装置において、制御装置に設けられた正帰還ループの伝
達特性を示すボード線図である。

【図２５】上記制御装置において、開ループ伝達特性を
示すボード線図である。

【図２６】本発明の第８の実施形態に係る情報記録再生
装置において、制御装置に設けられた正帰還ループの伝
達特性を示すボード線図である。

【図２７】上記制御装置において、開ループ伝達特性を
示すボード線図である。

【図２８】本発明の第９および第１０の実施形態に係る
情報記録再生装置において、制御装置の要部構成を示す
ブロック図である。

【図２９】上記制御装置において、第９の実施形態に係
る待機目標発生回路の要部構成を示すブロック図であ
る。

【図３０】上記情報記録再生装置の構成例を示すもので
あり、回転ヘッド型磁気テープ装置のドラム装置の要部
を示す断面図である。

【図３１】上記ドラム装置の要部を示す斜視図である。

【図３２】上記回転ヘッド型磁気テープ装置におけるト
ラックパターンを説明する説明図である。

【図３３】上記制御装置に印加される各信号を示すタイ
ミングチャートである。

【図３４】本発明の第９の実施形態に係る制御装置にお
いて、待機目標信号の一例を示すタイミングチャートで
ある。

【図３５】上記制御装置において、磁気ヘッドの変位の
一例を示すタイミングチャートである。

【図３６】上記制御装置において、誤差信号の一例を示
すタイミングチャートである。

【図３７】上記制御装置の一変形例を示すものであり、
制御装置の要部構成を示すブロック図である。

【図３８】上記制御装置の他の変形例を示すものであ
り、制御装置の要部構成を示すブロック図である。

【図３９】本発明の第１０の実施形態に係る情報記録再
生装置において、制御装置の待機目標発生回路の要部構
成を示すブロック図である。

【図４０】上記待機目標発生回路に供給される各信号を
示すタイミングチャートである。

【図４１】上記制御装置において、待機目標信号の一例
を示すタイミングチャートである。

【図４２】上記制御装置において、待機目標信号の他の
例を示すタイミングチャートである。

【図４３】上記制御装置において、磁気ヘッドの変位の
一例を示すタイミングチャートである。

【図４４】上記制御装置において、誤差信号の一例を示
すタイミングチャートである。

【図４５】上記制御装置において、磁気ヘッド変位の他
の例を示すタイミングチャートである。

【図４６】本発明の第１１の実施形態に係る情報記録再
生装置において、制御装置の要部構成を示すブロック図
である。

【図４７】トラック曲がりを説明する説明図である。

【図４８】上記図４７に示すように磁気ヘッドが移動し
た場合、時間の変化とトラック曲がりとの関係を示すグ
ラフである。

【図４９】従来例を示すものであり、情報記録再生装置
における制御装置の要部構成を示すブロック図である。

【図５０】他の従来例を示すものであり、情報記録再生
装置における制御装置の要部構成を示すブロック図であ
る。

【図５１】上記図４９を伝達関数表記したものであり、
制御装置の要部を示す制御ブロック図である。

【図５２】上記制御装置が突き抜けサーボ方式を採用し
た場合において、開ループ伝達特性を示すベクトル軌跡
である。

【図５３】上記制御装置において、開ループ伝達特性を
示すボード線図である。

【図５４】さらに他の従来例を示すものであり、情報記
録再生装置における制御装置の要部構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１信号再生素子（信号記録再生部）２アクチュエータ（制御対象）３誤差検出器（誤差検出手段）４駆動回路（操作手段、位相進み補償部）４ａ駆動回路（操作手段）６アクチュエータ模擬回路（制御対象模擬手段）７追従目標推定器（追従目標推定手段）８フィードフォワードゲイン１０フィルタ１２待機目標発生回路（待機目標発生手段）１３比較器（比較手段）１５比較器（比較手段）２５回転ドラム２６磁気ヘッド８１逆特性模擬回路（逆特性模擬部）８２フィードフォワードゲイン部（ゲイン部、フィ
ルタ）９１サンプルホールド回路（記憶手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】指示された操作量に基づいて、機械的動作
を行う制御対象と、該制御対象の制御量と目標値との相対誤差を検出する誤
差検出手段と、上記相対誤差に基づいて、上記制御対象に指示する操作
量を調節する操作手段とを有する制御装置において、上記制御対象の特性を模擬しており、上記操作量に基づ
いて、推定した制御量を示す、制御量推定信号を出力す
る制御対象模擬手段と、上記相対誤差および制御量推定信号に基づいて、推定し
た、制御量の追従目標値を示す、追従目標推定信号を出
力する追従目標推定手段と、上記制御対象の逆特性を模擬する逆特性模擬部およびゲ
イン部を含み、上記操作手段の入力側または出力側へ上
記追従目標推定信号をフィードフォワードするフィード
フォワードゲインとを備えていることを特徴とする制御
装置。
【請求項２】上記ゲイン部は、フィルタを備えているこ
とを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】上記フィルタは、上記制御対象の追従目標
の基本周波数と等しい周波数の成分を通過させるバンド
パスフィルタであることを特徴とする請求項２記載の制
御装置。
【請求項４】上記制御対象模擬手段あるいは逆特性模擬
部の少なくとも一方は、上記バンドパスフィルタの通過
帯域における、上記制御対象の特性、あるいは、その逆
特性を模擬していることを特徴とする請求項３記載の制
御装置。
【請求項５】上記制御対象模擬手段および逆特性模擬部
は、それぞれ、上記制御対象の特性のうち、少なくとも
最高次の積分特性、および、少なくとも最高次の積分特
性の逆特性を模擬していることを特徴とする請求項１、
２、または３記載の制御装置。
【請求項６】指示された操作量に基づいて、機械的動作
を行う制御対象と、該制御対象の制御量と目標値との相対誤差を検出する誤
差検出手段と、上記相対誤差に基づいて、上記制御対象へ操作量を指示
する操作手段とを有する制御装置において、上記操作手段は、フィルタを介した正帰還ループを備え
ていることを特徴とする制御装置。
【請求項７】上記フィルタは、上記制御対象の追従目標
の基本周波数と等しい周波数の成分を通過させるバンド
パスフィルタであることを特徴とする請求項６記載の制
御装置。
【請求項８】上記制御対象は、共振点を有する２次遅れ
要素であり、上記操作手段は、上記制御対象の共振周波数より高い周
波数帯域にて、位相進み補償を行う位相補償部を備えて
いることを特徴とする請求項３、４または７記載の制御
装置。
【請求項９】請求項１、２、３、４、５、６、７、また
は８に記載の制御装置を備え、上記制御装置の制御対象には、トラックが設けられた記
録媒体に対して、記録あるいは再生のうち、少なくとも
一方を行う信号記録再生部と、上記信号記録再生部を移動させるアクチュエータとが設
けられていることを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項１０】上記アクチュエータは、上記信号記録再
生部をトラックの幅方向に移動させ、上記誤差検出手段は、上記信号記録再生部と所望のトラ
ックとの相対位置誤差を検出することを特徴とする請求
項９記載の情報記録再生装置。
【請求項１１】トラックが設けられた記録媒体に対し
て、記録あるいは再生のうち、少なくとも一方を行う信
号記録再生部と、指示された操作量に基づいて、上記信号記録再生部を移
動させるアクチュエータと、上記アクチュエータに指示する操作量を調節する操作手
段とを有する情報記録再生装置において、上記アクチュエータの特性を模擬しており、上記操作量
に基づいて、上記信号記録再生部の位置を推定し、推定
位置信号を出力するアクチュエータ模擬手段と、上記信号記録再生部の所望の位置を示す目標値と上記の
推定位置信号との差信号を、上記操作手段へ入力する比
較手段とを備えていることを特徴とする情報記録再生装
置。
【請求項１２】指示された操作量に基づいて、機械的動
作を行う制御対象と、上記制御対象の制御量と目標値との相対誤差を検出する
誤差検出手段と、与えられた入力に基づいて、上記制御対象へ指示する操
作量を調節する操作手段とを有し、上記制御対象の目標値は、間欠的に発生しており、目標
値が発生していると共に上記誤差検出手段が相対誤差を
検出できる検出期間と、目標値が発生していないため上
記誤差検出手段が相対誤差を検出できない非検出期間と
が交互に設けられており、上記操作手段には、上記検出期間中、誤差検出手段の検
出した相対誤差が入力される制御装置において、上記制御対象の特性を模擬しており、上記操作量に基づ
いて、推定した制御量を示す、制御量推定信号を出力す
る制御対象模擬手段と、上記相対誤差および上記制御量推定信号に基づいて、推
定した、制御量の追従目標値を示す、追従目標推定信号
を出力する追従目標推定手段と、上記検出期間における上記追従目標推定信号に基づい
て、上記非検出期間における制御量の追従目標を示す、
待機目標信号を作成する待機目標発生手段と、上記非検出期間中、上記待機目標信号と上記制御量推定
信号との差信号を、上記操作手段へ入力する比較手段と
を備えていることを特徴とする制御装置。
【請求項１３】上記制御対象の制御量の追従目標値が、
上記検出期間の開始毎に、互いに相関を有しており、上記待機目標発生手段は、上記非検出期間の終了時にお
いて、その直前の検出期間の開始時における追従目標推
定信号の値と一致する、待機目標信号を作成することを
特徴とする請求項１２記載の制御装置。
【請求項１４】上記待機目標発生手段は、上記検出期間
の開始時における、上記追従目標推定信号を保持すると
共に、次の非検出期間中、待機目標信号として、保持し
た値を出力する記憶手段を備えていることを特徴とする
請求項１３記載の制御装置。
【請求項１５】上記待機目標発生手段は、上記非検出期
間の終了時における信号の値が、上記検出期間の開始時
における追従目標推定信号の値と一致し、かつ、その信
号波形が直流成分を持たない待機目標信号を作成するこ
とを特徴とする請求項１３記載の制御装置。
【請求項１６】上記制御対象の逆特性を模擬する逆特性
模擬部およびゲイン部を含み、上記操作手段の入力側ま
たは出力側へ上記追従目標推定信号をフィードフォワー
ドするフィードフォワードゲインを備えていることを特
徴とする請求項１２、１３、１４、または１５記載の制
御装置。
【請求項１７】請求項１２、１３、１４、１５、または
１６に記載の制御装置と、磁気テープが、予め定める巻
付け角で外周面に巻き付けられた回転ドラムとを含み、上記制御対象には、回転ドラムの外周面に配置される磁
気ヘッドと、上記磁気テープに設けられた所望のトラッ
クへ磁気ヘッドを案内するアクチュエータとが設けられ
ていることを特徴とする情報記録再生装置。