JPS614487A - 移動体の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、リニアモータで駆動される移動体の制御装置
に関するものである。更に詳しくは、本発明は、リニア
モータの磁石からの磁束のうち駆動力に寄与し人い磁束
（漏れ磁束）を利用して移動体の移動時の浮上りを防止
する様構成されたりニアモータ駆動の移動体の制御装置
に関するものである。ここで前記移動体とは例えば光デ
ィスク装置酸いは光磁気ディスク装置（以下単に光デイ
スク装置と称す）における光ヘッドであって該光ヘッド
をディスクの内周から外周もしくはその逆にディスク上
のトラックに追従しながら移動させ或いは指定された任
意のトラックにディスクの半径方向に高速移動させるも
のである。

〔発明の背景〕

光デイスク装置における光ヘッドの移動制陶装では、光
ヘッドの定速送シ制御の他に、ランダムアクセス時の高
速送り制御まで、幅広い速度制御が要求されると共に、
定速送りから、アクセス動作の切換え時の如く急激な速
度変化が要求てれている。

従、来、このような要求を満足する装置として、例えば
特開昭５７−６９３１８号で提案されているものがある
。

第６図はこの装置の一平面図、第７図は第６図の断面図
である。この装置は、ヨーク７０と、ヨーク７０に巻回
されたコイル７１と、ヨーク７０の両端に設置された磁
石７２とで構成されるＩＪ　ニアモータと、リニアモー
タで駆動される移動体７と、移動体７を支持しかつ移動
方向に案内するガイドローラ７６及びガイドレール７４
とで構成されており、磁石７２と対峙する移動体７０面
であって、かつコイル７１と交差しない磁石の磁束によ
る磁界内に高透磁率部材７５を固定配置したことを特徴
としている。

この様な構成によって、簡単な構造にて応答特性の良好
な安定した走行が可能な移動装置を実現している。

即ち、この装置においては、その構造的制約のために、
移動体７の重心と駆動力の中心とが一致していない。そ
れ故に、例えばランダム・アクセス時の移動体の高速走
行時に、移動体が走行レールから浮上してし１う事故が
発生しがちである。

これを防止する為に磁気吸引力を移動装置に作用させて
、この浮上を防止している。

つまシ第７図に於いて磁気回路には、矢印ａに示すよう
な漏れ磁束が発生しており、移動体７に高透磁率部材７
５を付加することによって第７図において移動体７Ｌ）
向きの力を受けてその走行安定性が増加する。しかし々
がら、高透磁率部材７５には、この構造の場合、ストロ
ーク中心へ向う力（以下これを中心力という）が作用し
、移動体７にこの力が働くことが実験的に確認された。

第２図は、移動体７に働く、この中心力の大き”さを示
したもので、ストローク中心では零であるが、両端にゆ
くに従って非線形に増大する特性となっていることも実
験的に確認された。

この様な中心力は、移動体７に常に作用するもので、こ
の為に移動体７の位置によって、移動体の駆動装置（リ
ニアモータ）のコイルに所定のｔ流を流しても、移動体
に作用する力は中心力の大きでと方向によって大きく影
響される。したかって、ランダム・アクセス時の前記移
動装置の送り　　　　。

膚 制御が不安定となったり、移動後の整定に時間がかかり
、アクセスタイムが長くなるというように、前記移動装
置の制御に不具合いを生じていた。まだ、前記移動装置
の構造を変更して移動体の重心と駆動力中心とを合致さ
せることが可能となれば、磁気吸引方式も不必要となっ
て中心力もなくなる。

しかしながら、この方策は現在でも小型・軽量化されて
いる例えば光学ヘッドに、さらにコンパクト化を強いる
ものであり、さらに移動装置の構造を複雑・高価なもの
にするという問題点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、この様な従来技術における問題点に鑑みてな
されたもので、その目的は、移動体の位置に応じた外乱
力が作用するものについてランタム・アクセス制御や、
送り制御が円滑かつ安定に行なうことのできる構造の簡
単な移動体の制御装置を実現しようとするものである。

〔発明の概要〕

この様な目的を達成する本発明の構成は、例えば可動コ
イル型のりニアモータで駆動される移動体の制御装置で
あって磁石の漏れ磁束を利用して移動体の浮上を防止す
る様構成したものにおいて、移動体の走行台上での移動
位置を検出する位置検出手段を設け、リニアモータのド
ライバ回路の出力信号を該位置検出手段からの信号に応
じて補正するようにしたことを特徴としている。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る装置の一例を示す構成図で、ここ
では、光デイスク装置に適用した場合を例示する、この
図において、１は情報を記録・再生あるいは消去したシ
するディスク、２はディスク１を回転させるスピンドル
モータで、その軸６はターンテーブル４に結合している
。なお、５はディスク１をターンテーブル４にクランプ
するためのディスク・クランプである。

７は移動体であるところの光ヘッドで、図示されていな
いレーザ等の光源から、光デイスク１上に光ビーム６が
照射され、フォーカス及びトラック追従制御がなされる
。また、光ヘッド７は、光ビーム６によってディスク１
の情報を読みとったり、ディスク１上に信号を記録した
り、あるいは消去するものであって、可動コイル型のリ
ニア・モータで構成されるヘッド移動装置に取り付けら
れていて、ディスク半径方向へ移動することができる。

す々わち、前記光ヘツド移動装置によって光ヘッド７は
低速の送り制御から高速のランダム・アクセス制御まで
が行なわれる。８は前記光ヘッド７の位置検出手段であ
って、本実施例においてはリニア・スケールが用いられ
ている。また、９は光ヘッド７の走行台である。

リニア・スケールを位置検出手段として用いる一実施例
の場合について、本発明のヘッド移動装置の制御装置の
動作説明を行なう。通常光ディスク装置においては、リ
ニア・スケールは、ランダム・アクセス動作における粗
検索時にディスク半径方向の位置を検出する為或いはリ
ニア・スケール上のアドレスを目標に前記光ヘツド移動
装置を移動させる場合の位置基準として備えられる。光
ティスフ装置等ではリニア・スケールは通常スケールと
、ヘッド−移動装置に設置されるところのスｆ　　　　
　　ケール上の位置を読めとる光源と検出器と前置増幅
器とよりなる。上記前置増幅器の出力信号（イ）には例
えば位相の９０°ずれた２つの正弦波信号とりニア・ス
ケール上の原点を示す信号とが含まれ、該出力信号（イ
）が第６図のヘッド移動装置の制御回路へ入力される。

第６図においてリニア・スケールの一部を構成する前記
前置増幅回路の出力信号（イ）は、公知のスケール信号
処理回路１０へ入力されてリニア・スクール上の位置に
対応したデジタル情報に変換される。かつ上記デジタル
信号はスケール上のアドレスとみなすことができる。前
記光ヘツド移動装置へ作用する中心力と前記スケール上
のアドレスは、１対１の対応を示し、前記中心力の大き
さとその方向はあらかじめわかっている。したがって、
前記スケールのアドレスをメモリ装置１ｔ１２のアドレ
スと対応させて、さらに上記メモリ装置１２のテークを
前記中心力の大きさと方向に対応させた量子化テークと
しておくことによって、前記ヘッド移動装置の現在位置
において作用する中心力に相当する信号が常にデジタル
値として得られる。　　　　　　′第６図において、Ｎ
は前記スケール信号処理回路１０の出力であって、前記
リニア・スケール上のアドレスを示すＮビットのデジタ
ル情報である。

そして、必要ならばこのＮビットのアドレスチータラ前
記メモリ装飯１２のアドレス信号ｎに変換するコード変
換回路１１へ入力される。このコード変換回路の出力は
ｎビットのデジタル信号である。ここで、Ｎは使用する
スケールのピッチ及び前記ヘッド移動装置のストローク
により定まる。

また、ｎは中心力をどの程度まで精度よく補償する必要
があるかという前記光ヘツド移動装置に要求される性能
との兼合いから決定される。

前記メモリ装置１２より出力されるデジタル化された中
心力のテークＤｎは、Ｄ／Ａ変換回路１３へ入力されて
アナログ′電圧信号に変換されて、その出力（ロ）は加
算器１４へ入力される。

第６図において、（・）は従来の制御回路の出力であっ
て、前記ヘッド移動装置へのアクセス指令やヘッド送り
指令等のディスク装置制御命令信号及び制御入力信号を
受けて、前記移動装置の可動コイル１６を駆動するドラ
イバ回路１５へ入力すれて通常のアクセス制御・ヘッド
送り制御がなされる。

したがって、本実施例の如く加算器１４を新たに設置し
て前記信号（ロ）、（ハ）を入力することによって、前
記ヘッド移動装置には通常の制御入力（ハ）が供給され
ていてもいなくとも、前記信号（ロ）によって常に中心
力と大きさが等しく、その方向が中心力と反対となるよ
うな力を発生することになり、あたかも中心力のないヘ
ッド移動装置を制御することと等価となるために、円滑
なヘッド移動装置の制御装置が達成される。

なお、本実施例においては位置検出手段としてリニア・
スケールを用いているが、リニア・スケールと同等の機
能を有するマーカ・パターン等であってもかまわないこ
とは勿論であるっまた、前記加算回路１４を省略して従
来のドライバ回路１５を加算増幅駆動回路へ変更しても
上記ヘッド移動装置の制御回路が同一の作用をすること
は明白である。

さらに、前記光ヘツド移動装置に作用する中心力の特性
に依存することであるが、たとえば中心力′の′特性曲
線が第２図で示されるような特性であるとする。第２図
において、グラフの縦軸は中心力の大きさを表わし、グ
ラフの横軸は前記ヘッド移動装置のヘッド走行台上での
位置を示すものであって、点Ｏはストロークの中心、＋
Ｌから−Ｌが前記移動装置の可動範囲を各々示している
。このトキ、゛スト−ローフ範囲のうちのストローク中
心何針３即ちＡ　−Ａ’領領域中心力はほとんど零に近
い域＋Ｌ’−’Ａ、−Ｌ’〜Ａ′と比較するとはるかに
小さくなっている点に着目して、Ａ−Ａ’間においてハ
本来のスケール上のアドレスではなく、制御に支障のな
い徨度に間引かれたアドレスによってメモリ装置の中心
力のデータを用意してお゛き、一方他の領域では従来通
りのアドレスの細か−さでメモリ装置１２の前記中心力
のデータを用意しておけば前記ヘッド移動装置の全スト
ロークにおいてア？　　　　　　ドレスを間引く操作を
しない場合と比較しても前記ヘッド移動装置の制御性能
は劣化することなく、メモリ容量の低減がはかれる。以
上のように、中心力の特性によっては第６図の前記コー
ド変換回路１１にアドレスを間引く機能を付加させても
制御回路の作用に何等変りがない。

第４図は本発明の第２の実施例を示す要部の構成ブロッ
ク図である。第４図において１７は前記光ヘッド７のヘ
ッド走行台上の位置検出手段であって、ここでは直線型
摺動抵抗体が用いられ、上記摺動抵抗１７０両端には基
準電圧１８が印加されており、摺動子１９は第１図に図
示していない機構によって前記光ヘツド移動装置と連動
して前記抵抗体１７を摺動するようになっている。した
かって、端子１９か゛らは前記ヘッド移動装置の位置に
対応した電圧（ホ）が発生する。この電圧（ホ）は摺動
ノイズ成分を除去する低域フィルタと必要ならばレベル
調整用の増幅器とによって構成される回路２０に入力さ
れる。この回路２０の出力はＡ／Ｄ変換回路２１へ入力
されて、第１の実施例と同様な前記−ラド移動装置の現
在位置を示すＮ・ビット　　　　　ゝのアドレス情報に
変換される。したがって、上記Ｎ′ピットの信号を第１
の実施例のＮビットの情報の代りに、第１の実施例のコ
ード変換回路１１へ入力することによって第１の実施例
と同一の制御作用が得られる。

阿５図は第３の実施例を示す要部の構成ブロック図であ
る。本実施例においては第１図における前記光ヘツド移
動装置の位置検出手段８を省略して、前記位置検出手段
としてディスク１にトラック・アドレス信号が記録され
ている場合、これを用いる実施例である。前述の如く、
前記光ヘツド移動装置は前記光学ヘッド７がディスク１
上のトラックを追従しながら半径方向に進むとき、−緒
に前記移動装置も半径方向に移動するように送り制御が
々されているから、送り制御性能とか機械的構造による
一定の位置オフセットをもって位置が検出されるかもし
れないが、いずれにしてもディスク１に記録されたトラ
ック・アドレス情報によって前記光ヘツド移動装置の必
要な現在位置を検知することができる。第５図において
、ディスク１で反射された光ビーム６は、信号再生用光
検出器２２に入射し、前置増幅器２３によって再生信１
号電圧（へ）に変換される。この信号電圧（へ）は信号
処理回路２４に入力されてアドレス信号とデータ信号の
中からアドレス信号（ト）が抽出される。このアドレス
信号（トンは一般に変調されているためアトｖｅｘ、・
テコーダ２５にて復調されてデジタル信号Ｎ１″に変換
されて、アドレス・カウンタ２６とマルチ・フレクザ２
７へ入力される。上記デジタル化されたディスク１のト
ラック・アドレス信号がＮ“ビットの情報で表わせると
すると、上記Ｎ〃ビットの情報をやはり第１の実施例の
Ｎビットのアドレスの代りに第６図のコード変換回路１
１へ入力する仁とによって、前記コード変換回路にて必
要ならばメモリ装置のアドレスに適した信号に変換され
てメモリ装置１２より中心力に対応したデータが読み出
される。ここで、ディスク１のトラック・ピッチは各デ
ィスクによって様々であるが−１一般に１．６〜２．５
μｍと非常に密なっているので、第１の実施例で述べた
ように本実施例のトラック番号についてもそのアドレス
をストローク中心付近の領域について間引いても前述同
様の効果が得られる。また一般に、ディスク１のトラッ
クは偏心のために、ディスク１の回転にともなって偏心
のない理想的なディスクの取付は状態と比較して最大１
００μｍ半径方向に変動するがこのトラック変動に追従
するように送り制御を行う様にすれば、偏心によるトラ
ック振れという動的変動のあるトラックのアドレス信号
を前記ヘッド移動装置の位置検出手段として用いても問
題はない。

ここで本実施例においてはトラック番号を前記ヘッド移
動装置の現在位置を示すアドレスとしているために、ア
クセス動作時またはトランク・ジャンプ動作時のように
アドレス情報が再生できない場合がある。このようなと
きでも、前記光ヘッド７はディスク１の面振れに追従し
て光ビーム６をディスク１にフォーカスを合せて正規の
スポットを結んでいるとともにトラック追従動作全前記
アクセス動作期間中は停止してトラック振れの方Ｃ向に
光ビーム６がディスク１上を移動しないようにされてい
る。したがって、前記光ヘッド７がディスク１上のトラ
ックを何本横切って、トラックのアドレスで（”Ｉ　１
ｔ’を目のトラックを前記光ビーム６が横切っている〃
・を判定することにより前記ヘッド移動装部の現在位置
を検知できる。第５図において前記信号処理回路２４の
もう一方の出力（７）はトラック計数のだめの信号であ
って、ブリ七ツタプル・アップタウンカウンタによって
構成されるアドレス・カウンタ２６へ入力されて、その
出力Ｎ２″が前記マルチプレクサ回路２７へ入力される
。動作としては次のようになる。通常の動作では前記光
ビーム６はトラックを正確になぞっているから、前記説
明の通り現在のアドレス信号Ｎ、″がテジタル情報とし
て得られ、このとき前記マルチプレクサ回路２７はンス
テム制御信号（１刀によってＮ１〃を選択するようにな
っている。次に、アクセス動作時となると前記ンステム
制御信号（す）の指令によって、直前のアドレス信号Ｎ
１′がアドレス・カウ７タ回路２６のアップ・ダウンカ
ウンタにロードされるとともにマルチプレクサ回路２７
はＮ２〃を選択するように々る。このとき、前記ヘッド
移動装置がディスク１の内周または外周へ移動すると、
前記光ビーム６はディースフ１のトラックを横切って（
１）のイｇ号がアドレス・カラ／り回路２６へ入力され
る。これによって前記アップ・ダウンカウンタはカウン
トＮ２″をインクリメント捷たはチクリメントする。ぞ
してこのカウンタの値がＮ　／／となる。このようにア
ドレス情報が直接解読できない場合でもアドレス信号の
代りに上記アドレス・カラ／りの内容を前記光ヘツド移
動装置の現在位置の情報とすることによって、前記中心
力の補償が可能となる。そして、アクセス動作終了後は
再度ディスク１上のアドレス値が判読できるから、上記
説明の如く通常のへ、ソド移動装置の制御方法に戻る。

以上のようにすれば、ディスク１上のアドレス情報を用
いてもアクセス動作時にディスク上のアドレスが読み取
れないときがあっても、前記ヘッド移動装置の中心力補
償制御が切れ目なくかつ有効に行なうことができる。

なお、上記の説明では、移動体が光ヘッドの場合につい
て例をとって説明したが、これに限定されるものではな
いっさらに、上記説明では可動コイル型のりニアモータ
について述べたが、本発明は勿論これＫ　１（Ｊｉｌる
ものでなく、移動体に作用する外乱力が移動体の位置に
応じて予め定唸る様なものであればどの様な型式のりニ
アモータでもか１わない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、あらかじめ移動
体の位置に応じた外乱力が働くことがわかっているリニ
アモータを用いる移動体の制御に於いて、該外乱力を打
ち消すことができる為、ランタムアクセス制御や、送り
制御が円滑かつ安全に行うことのできる構成の簡単な移
動体の制御装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の一例を示す構成図、第２図
は移動体の位置と中心力の関係を示す線図第６図〜第５
図は制御回路の一例を示す要部構成ブロック図、第６図
及び第７図は従来装置の乎面図及び断面図である。 ７　・・・移動体（光ヘッド） ８・・・・・・スケール ９・−・・・走行台 １２・・・・・・メモリ装置 １４・・・・・・加算器 １５・・・・・ドライバ回路 代理人　弁理士　木　村　三　朗 ζ 移中カイ末のＩ立、ｙ［ 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）走行台上をリニアモータで駆動され、かつ該リニ
   アモータを構成する磁石からの磁束のうち駆動力に寄与
   しない磁束による吸引力にて前記走行台から浮き上がり
   を防止する様構成された移動体の制御装置において、 前記移動体の走行台上での移動装置を検出する位置検出
   手段を設け、前記リニア・モータのドライバ回路の出力
   信号を前記位置検出手段からの信号に関連して補正する
   ようにしたことを特徴とする移動体の制御装置。