JPS5830669B2 - ヘッド位置決め速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は磁気ディスク装置におけるヘッド位置決め速
度制御装置に関する。

磁気ディスク装置におけるヘッド位置決め方式はりニア
モータ等を用いた閉ループサーボ方式が主流になってき
ている。

このサーボ方式では、へラド位置決めの際に、現在、ヘ
ッドのあるトラックと、目標のトラックの差を検出して
その差に相当した速度で駆動する速度制御と、目標のト
ラックに達した後に正確にそのトラックに追従するよう
に制御する位置制御を併用している。

従来のサーボ方式では位置を検出する機構、例えばディ
スクパックにサーボトラックを持つタイプではサーボヘ
ッド、サーボトラックを有しないタイプではモアレ縞等
を使用した位置検出器等と速度検出器を用いてフィード
バックを行っていた。

ところが従来の速度検出器は直線性が悪く、またモータ
に流れる電流の影響を受ける等の欠点があった。

さらに、最近ではこの速度検出器を取付けること自体が
困難な構造の磁気ディスク装置を製作する必要が生じて
きており、この速度検出器を使用せずに速度制御が行え
る方式の開発が要求されていた。

この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、磁気ディ
スク装置のヘッド位置決め方式において、位置を検出す
る機構から速度に比例した信号を取出し、この信号を用
いて速度制御を行い速度検出器を用いないで速度制御を
行うようにしたので、サーボが正確になるとともに速度
検出器を必要としないため磁気ディスクの構成上におい
て種々の利点を有するヘッド位置決め速度制御装置を提
供することを目的とする。

以下この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、１０は位置検出器である。この位置検
出器１０としては、例えば特公昭４９−４２０５４号に
記載されているものを用いればよい。

即ち、一対の平面板上にそれぞれ同一の基本形状を有し
長さの異なる矩形波状の導体パターンを設けて、−次側
パターン、二次側パターンとする。

この両パターンを非常に狭いギャップをもって対向せし
め、−次側パターンを交流電源にて励磁すると、二次側
パターンの出力端子には一次側ノくクーンと二次側パタ
ーンの相対的位置に応じた第２図に示すようなくり返し
形の出力波形を得る。

−次側パターンを基板上に固定し、二次側パターンを磁
気ヘッドに取付けるものとする。

１１は微分回路で、この微分回路１１は位置検出器１０
からの位置信号が供給され、それを微分して出力するも
のである。

１２はこの微分回路１１からの微分波形を整流する全波
整流回路、１３は全波整流回路１２からの整流波形のピ
ークをサンプリングしてその他の時はそのサンプリング
電圧を保持するサンプルホールド回路、１４は積分回路
でモータＭに流れる電流を積分するものである。

１５は上記サンプルホールド回路１３の出力と積分回路
１４の出力とを計算する加算回路である。

ここで、上記モータとして、永久磁石を用いたＤＣモー
タを用いる。

この型のモータは、Ｆ＝Ｋｉ（Ｆ：力、ｉ：電流、に：
定数）の関係が成立し、流した電流に比例した力を発生
する。

また、モータに発生した力が全て加速度になるように摩
擦をｖ 少なくしておけば、Ｆ＝Ｍ□、（Ｍ：モータ等ヘッドと
一体に動く質量、ｖ：速度）との関係が或に 立する。

従って、ｖ＝Ｍ−ｆｉｄｔとなるためモータに流れる電
流を積分すると速度が得られる。

次に上記のように横取されたこの発明の詳細な説明する
。

位置信号が完全に位置に比例するものであれば、この位
置信号を微分することにより速度信号を得ることができ
る。

しかし実際にはサーボトラックを使用したものでもサー
ボトラックを使用しないものでも第２図より分かるよう
に位置信号はヘッドがほぼトラック上にあるときは位置
に比例しているがヘッドがトラック上にないときには位
置に比例しているとは言えない。

すなわち、ａ点とＣ点の近傍ではトラック位置を０とし
たとき、正の方向に位置ずれすると位置信号は正となり
、負の方向に位置ずれすると位置信号は負となるように
、位置と位置信号は比例する。

また、ｂ点の近傍では、位置信号を反転した信号と位置
とが比例することがわかる。

しかし、ａ点とｂ点の中間、ｂ点とＣ点の中間では、位
置信号及び位置信号を反転した信号も位置とは比例する
とは言えない。

第２図において、ａ点、ｂ点、Ｃ点はそれぞれヘッドが
トラック上にあるときを示している。

このためヘッドがほぼトラック上にあるときは位置信号
を微分して速度信号を作り、ヘッドがトラック上にない
ときはモータに流れる電流を積分して速度信号を作るよ
うにする。

しかしながらモータに流れる電流は全て加速力になるわ
けではなく、摩擦力として消費される成分もあるため、
長い時間積分すると累積誤差が大きくなる。

これを防ぐためにヘッドがトラック上に来る度に積分回
路１４をクリヤする。

次に以上の動作を第３図ａ〜ｇのタイムチャートを参照
して説明する。

第３図ｇは位置検出器の出力信号であり、モータを一定
の加速度、すなわち定電流で駆動する場合を考えると、
速度は時間とともに直線的に増加するため、位置検出器
１０が第２図に示す様な特性を持っていると、その位置
検出器１０の出力は第３図ｇのようになる。

この位置検出器出力（第３図ｇ）がＯ■を切るとき（Ｏ
ｖ点と交差するとき）がヘッドがトラック上にあるとき
であり、これにより第３図ｆのパルス信号を作り出す。

このＯ■と交差する時にパルスを作る方法は周知の方法
で容易に得られる。

第３図すは微分回路１１の出力であり、位置検出器出力
（第３図ｇ）を微分して得られる。

この微分出力電圧はヘッドがトラック上にあるときは速
度に比例している。

この微分出力（第３図ｂ）を全波整流回路１２で全波整
流したのち、サンプルホールド回路１３で第３図ｆのパ
ルスのタイミングでサンプルし、それ以外の時間ではホ
ールドして第３図ｇの様な出力波形を得る。

サンプルホールド回路１３の出力（第３図ｇ）はモータ
の速度を折線で近似したものとなっている。

また第３図ｇはモータに流れる電流を示す波形であり、
この電流波形を積分回路１４で積分して、第３図ｆのパ
ルスのタイミングで、積分回路１４をクリヤすると第３
図ｇの様な波形が得られる。

この積分回路１４の出力はヘッドがトラック上にないと
きの相対速度に比例しているため、上記サンプルホール
ド回路１３の出力（第３図ｇ）と加算回路１５で加算し
た信号（第３図ｇ）は速度に比例することになる。

この速度に比例した信号を速度信号として用いれば速度
制御が行えるものである。

なお上記実施例では磁気ディスク装置のサーボ方式につ
いて説明したが、この発明方式はクローズトループ制御
の数値制御装置にも適用し得るものである。

以上述べた様にこの発明によれば、直線性が悪くモータ
に流れる電流の影響を受ける等の欠点を持った速度検出
器を用いる必要がなくなるので、サーボが正確になると
ともにディスク装置のサーボ機構の構造に融通性が増し
、今まで困難であった構造をも実現可能となるなど、種
々の利点を有するヘッド位置決め速度制御装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示すブロック図、第２図は位
置検出器の特性を示す図、第３図ａ−ｇは同実施例の動
作を説明するためのタイムチャートである。 １０・・・・・・位置検出器、１１・・・・・・微分回
路、１２・・・・・・全波整流回路、１３・・・・・・
サンプルホールド回路、１４・・・・・・積分回路、１
５・・・・・・加算回路、Ｍ・・・・・・モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 磁気ディスク装置において、磁気ヘッドの位置検出
   器と、この位置検出器の出力を微分する微分回路と、こ
   の微分回路の出力を整流する全波整流回路と、この全波
   整流回路の出力を磁気ヘッドがトラック上に位置すると
   きにサンプルホールドするサンプルホールド回路と、Ｄ
   Ｃモータに流れる電流を積分するとともに磁気ヘッドが
   トラック上に位置するときにクリヤする積分回路と、こ
   の積分回路の出力と上記サンプルホールド回路の出力と
   を加算する加算回路とを具備し、上記微分回路にて磁気
   ヘッドがトラック上に位置するときの速度信号を作り、
   上記積分回路にて磁気ヘッドがトラック上に位置しない
   ときの速度信号を作り、これらの速度信号を上記加算回
   路にて加算することにより磁気ヘッドの速度に比例した
   速度信号を得ることを特徴とするヘッド位置決め速度制
   御装置。