JPS6248293A

JPS6248293A - ステツプモ−タ制御方法

Info

Publication number: JPS6248293A
Application number: JP18660785A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yuasa; 湯浅　正弘; Masaji Kobayashi; 正次小林; Noburo Fukaya; 深谷　信郎
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1985-08-27
Filing date: 1985-08-27
Publication date: 1987-03-02

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】（産業上の利用分野）本発明は、ステップモータ制御方法に関し、更に詳ＭＫ
は磁気ディスク駆動装置、特にフロッピーディスク駆動
装置（以下、ＦＤＤと略す）における磁気ヘッドの駆動
に使用されるステップモータの制御方法に関する。

（従来の技術）従来、ＦＤＤにおいて、磁気ヘッドを所望のトラックへ
位置づけるアクセス制御の駆動源としてはステップモー
タが使用されている。このステップモータとしては回転
型″またはリニヤ型の４相ステクプモータが一般的であ
り、このステップモータの１ステツプまたは２ステツプ
の移動で磁気ヘッドが１トラック分移動するようになっ
ている。以下、このような動作を行なうＦＤＤの構成を
図面に基づいて説明する。

第６図はＦＤＤの構成を示す断面図である。同図におい
て、１は媒体、２はリニヤステップモーフ、３はへラド
キャリッジ、４ａ　、４ｂはヘッド、５　ａ　ｇ５ｂは
コイル、６はスピンドルモータ、７はクラッチプレート
、８はスピンドルカップ、９は固定子、１０は移動子、
１１はシャフト、１２はローターである。

次に、このような構成を有する装置の動作を説明する。

媒体１はスピンドルモータ６によジ回転する。

媒体１には同心円状にトラックと呼ばれる記録部が設け
られており、このトラック毎にヘッド４ａ。

４ｂが図中の矢印の方向に移動する。ヘッド４ａ＋４ｂ
を移動させるためにはヘッド４ａ　、４ｂと連結シてい
るヘッドキャリソノ３及び移動子１０がコイル５ａ　、
５ｂに図示されていない駆動回路からの駆動信号によっ
てステップ移動する。

さらに、　ＦＤＤにおいては、インターフェースが互換
性上はぼ標準化されており、アクセスの制御は第７図に
示す如く、インターフェイスの５ＴＥＰ信号、Ｄ　Ｉ　
ＲＥＣＴ　Ｉ　ＯＮ信号の両信号によって指令されて実
行されている。５ＴＥＰ信号は１トラツクの移動指令、
ｐＩＲＥｃＴＩＯＮ信号は磁気ヘッドの移動の方向（内
周側か外周側か）を指令するものである。この両信号は
論理回路部２０でφ１〜φ４の４相のコントローフ信号
に変換されて、ドライバ２１を通してステップモータ２
２を駆動する。

駆動のタイミングは第８図の如くとなっている。

第８図の例は１相励磁力式であシ、１つのＳ　ＴＥＰ信
号でステップモータの相は２相分切替っている。

そして、アクセスが完了した時は１相のみが励磁され保
持される。

アクセス時の磁気ヘッドの移動のようすを第９図に示す
。同図において磁気ヘッド１４は媒体上のトラック１５
間を移動することになる。ところで、４８　ＴＰＩ　（
インチ当りのトランク数）のＦＤＤでは図中のトラック
ピッチｐはｐ＝０．５２９Ｍとなっている。よって、フ
ロッピーディスク媒体の互換性を保つためには磁気ヘッ
ドのトラック位置への位置決めはトラック中心値に対し
±２５μｍの精度が要求される。一般に、ステップモー
タの停止点附近における発生トルク曲線は第１０図に示
すごとくであり、２点を中心に正負のトルクが発生しｐ
点が安定点となｐそこで停止する。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記のようなＦＤＤに用いられているス
テップモータでは第６図に示したシャフト１１とロータ
１２の間、さらにはヘッド４ａ、４ｂと媒体１の間に発
生する摩擦による負荷トルクが生じるので、実際のステ
ップモータの停止点は第１０図に示した不感帯Ｐａの範
囲内でばらつくことになる。また、一般的には停止前の
移動方向により第１０図のａ点またはｂ点となる場合が
多い。

そのため、磁気ヘッドのＦＯＲＷＡＲＤ方向（外周側→
内周側）と、ＲＥＶＥＲ８Ｅ方向（内周側→外周側）と
で位置ずれ（以下、バックラッシュと称する）が発生し
、例えば第１１図の測定例のβに示すように、方向によ
り停止時の位置に差が出てしまう。

そのため、このバックラッシュにより媒体の互換性のマ
ージンが損われてしまうという問題点があった０本発明はこれらの問題点を解決するためのもので、ステ
ップモータの移動方向におけるｉＺツクラッシュを防止
し、精度の良い磁気ヘッドの位置決めを可能とするステ
ップモータ制御方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明は前記問題点を解決するために磁気ディスク駆動
装置の磁気ヘッドを手動するステップモータのコイルの
各相を切替えることによりステップモータのステップ動
作を制御するステップモータ制御方法において、ステッ
プモータのステップ動作の進行方向に移動させる第一の
相と該進行方向と逆方向に移動させる第二の相とを、前
記コ・イルの各相の組合せまたは単相によシ設定したこ
とに特徴がある。

（作用）以上のような構成を有する本発明によれば、ステップモ
ータのステップ動作を所定の位置で停止させるために、
ステップモータのコイルの相のうち停止させるための相
を励磁する。その後、停止させるための相を励磁した状
態を保持したままで。

前記第一の相と前記第二の相とを所定の時間毎夜数回交
互に繰返して励磁する。そのようにすることにより、ス
テップモータのローターに微小振動を与え所望の停止位
置に停止させる。

したがって、本発明は前記問題点を解決することができ
、ステップモータの移動方向におけるバックラッシュを
防止し、精度の良い磁気ヘッドの位置決めを可能とする
ステップモータ制御方法を提供できる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図（ａ）　、　（ｂ）は、本発明の一実施例を示す
回路図である。同図において、インターフェイスおよび
ステップモータ２２の制御はマイクロコンピュータ（以
下、μＣＰＵと略す）２３によって遂行される。インタ
ーフェイス入力の５ＴＥＰ信号およびＤＩＲＥＣＴＩＯ
Ｎ信号はμＣＰＵ　２３の入力デートに入力される。ス
テップモータ２２はμＣＰＵの出力ポートＰ１４〜Ｐ１
７から出力されるφ１〜φ４の各出力ｉｌによってコン
トロールされ、ドライバー２４を通して各相に電流が流
される。φ１〜φ４はステップモータの１〜４相に対応
する０又、トラック上の信号は磁気ヘッド２５で読取ら
れ、増幅器２６で増１昌されて出力される（　ＲＥＡＤ
　ＯＵＴ　）。

第３図は本実施例によるタイミングチャートを・示す図
でちる。ステップモータの停止時は１相励磁であり、同
図では移動前にはφ１がオンになっている。５ＴＥＰ信
号の入力でＤ　Ｉ　ＲＥＣＴ　Ｔ　ＯＮ信号の方向に応
じてステップモータの励磁を開始する。

本実施例ではステップモータの駆動方式としては高速駆
動に適した１−２相励磁方式を採用している。そのため
第４図に示すように従い順次φ１〜φ４の各相を切替え
てゆく。１つの５ＴＥＰ信号で２相分移動させると、丁
度１トラック分移動するようになっておシ、第４図のａ
欄の相電合せが停止相となる。第３図において、５ＴＥ
Ｐ信号の周期Ｔ。

は４　ｍｓである。ステップモータの起動時は起動のた
めの時間を要するので、特にＴＰ、！：　、り長いＴｒ
の時間をかげて緩始動をさせている。５ＴＥＰ信号の入
力がなくなると、第３図のｅ点において相の切替えは完
了する。終了後、ステップモータの整定時の振動を防ぐ
ため、まず第３図の如（、ｅ点よシＴａ時間後に停止相
のφ３を保持したままで進行方向とは逆の相であるφ２
をＴｂ時間オンにする（ノクルス波ＰＡ）。これにより
、ステップモータにブレーキが掛ることになり行き過ぎ
が抑えられる。

次に、このブレーキを補正するために進行方向と同一の
相φ４をＴｃ時間オンにする（パルス波ＰＲ）。このＴ
ａ、Ｔｂ、Ｔｃの各時間を最適に選択することにより第
３図のリード波形に示すように磁気ヘッドの整定時の振
動が抑えられる。’ｒａ、’ｒｂ、’ｒ。

時間はステップモータの停止前のスピードにより最適値
が異なるため、５ＴＥＰ信号の入力数によって異なる。

次に、・ぐルスへ、ＰＢの駆動後、本実施例では第３図
に示すパルスＰＤにおける処理動作を行う。これにより
ステップモータのローターに微小振動を与えんとするも
のである。即ち、進行方向とは逆の相であるφ２と進行
方向とは同一方向の相であるφ４とを交互に複数回繰り
返す・第３図では２サイクル繰り返しており、各々の時
間はＴ４．　Ｔ２゜Ｔ３．　Ｔ４である。Ｔ１〜Ｔ４の
時間は、その間の和室！づ；帛す値の２〜３宙］１．Ｉ
−なる様に設宗されている。

この値がバックラッシュ防止の効果が大きい。又、一般
にＴ１．Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４の順に時間が短くなる方が良
い結果を樽られる。

この第３図のタイムチャートに従った制御はμＣＰＵ　
２３によって第１図に示す本発明の一実施例のフローチ
ャートの如く遂行される。Ｓ３からＳＩＯまでのＳ２０
はステップモータのロークーを振動なく整定させるまで
のフローでちり、ＳｌｌからＳ１９までのＳ２１は、そ
れに続くローターに微小振動を与える為のフローである
。

まず、相の移動の終了を判別して（ＳＬ）ＹＥＳならμ
ＣＰＵ内のｒｔＯＭ　（リードオンリーメモリ）内に格
納しであるＴａ、Ｔｂ、Ｔｃのタイムテーブルを参照し
てＴａの時間を読み出し、これをμＣＰＵ内のタイマー
にセントしてＴａ時間待つ（Ｓ４）。Ｔａ待時間後４図
に示す組合せで進行方向とは逆の方向に進めた所の相電
合せをセットする（Ｓ５）。この状態をタイムテーブル
から読取ったＴｂ時間保持する（Ｓ６゜Ｓ７）。次に、
第４図で進行方向と同一方向に進めた所の相電合せをセ
ットしくＳ８）、更にタイムテーブルを読んでＴＣ時間
保持して（Ｓ９，５ＩＯ）整定は終了する。

次に、逆方向の相にセットしく５ｌｌ）Ｔ１時間保持（
Ｓ１２）した後、同一方向に相をセットしく５１３）１
２時間保持する（　Ｓ　１４．　）。これを時間をＴ３
．　Ｔ４に変えてもう１サイクル３１５〜３１８で繰り
返して３１９で終了する。

本実施例によるバックラッシュの防止効果を示す測定例
を第５図に示す。第５図は磁気ヘッドの停止位置の誤差
をレーザー測長器で測定したものであり、第１１図と比
べてＯＯ〜３９の各トランクにおいてアクセス方向の違
いによるパンクラッシュがなくなっていることが分る。

（発明の効果）以上説明したように１本発明によれば、アクセスの移動
方向の差によるステップ七ワタのバックラッシュを防止
してトラック位置精度の良い磁気ヘッドの位置決めを可
能にし、媒体の互換性マージンが向上した信頼性の高い
ステップモータ制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すフローチャー・ト、第
２図は本実施例の構成を示す回路図、第３図は本実施例
におけるタイミングチャートラ示す図、第４図は本実施
例におけるステップモータの相切替え順序を示す図、第
５図は本実施例におけるトラック毎の誤差を示す図、第
６図はＦｌ）Ｄの構成を示す断面図、第７図はステップ
モータ駆動回路を示す回路図、第８図はステップモータ
の各相のタイミングチャートを示す図、第９図はＦＤＤ
の磁気′ヘッドの移動を示す図、第１０図はステップモ
ータの停止点附近における発生トルク特性を示す図、第
１１図はＦＤＤの磁気ヘッドのトラック毎の誤差を示す
図である。１・・・媒体、２・・・リニヤステップモータ、３・・
・ヘッドキャリッソ、４ａ、４ｂ・・・ヘッド、５ａ　
、　５ｂ・・・コイル、６・・・スピンドルモータ、７
・・・クラッチプレート、８・・・スピンドルカップ、
９・・・固定子、１０・・・移動子、１１・・・シャフ
ト、１２・・・ローター、１４．２５・・・磁気ヘッド
、１５・・・トラック、１６・・・リード／ライトコア
、１７・・・リード／ライトギャップ、１８・・・イレ
ーズコア、２ｏ・・・論理回路、２１．２４・・・ドラ
イバー、２２・・・ステップモ〜り。２３・・・マイクロコンピュータ、２６・・・増幅器。特許出願人　沖電気工業株式会社特許出願代理人　　辞運丁　ム本也・−Ｖ幕ｌ　閏第３１１２１木実ヤ己謁１１の又テ１．プモ、−７め１ヤ万署元戸市
浄纂４図トラー／７値１水ｆ結ニゲ１いてあ・１すり　トウー７７；トのｙＬ表
ギＶ・ヒＬフ第５回 ψ４１４：Ｊａｌｌｉ氏へ、臂１８　；イレーズファＰ　；　トラ、７　ビーノナＹルフＰα；不５％；トラ、フイ１２ＦＤＤの８組にへ郊のにう、、７毎の邸」Ｉ耳・注口秦
１１凹

Claims

【特許請求の範囲】磁気ディスク駆動装置の磁気ヘッドを駆動するステップ
モータのコイルの各相を切替えることによりステップモ
ータのステップ動作を制御するステップモータ制御方法
において、ステップモータのステップ動作の進行方向に移動させる
第一の相と該進行方向と逆方向に移動させる第二の相と
を、前記コイルの各相の組合せまたは単相により設定し
、ステップモータのステップ動作が停止した後、ステップ
モータのステップ動作を停止させる相を励磁した状態を
保持し、前記第一の相と前記第二の相とを複数回交互に
繰返して励磁することを特徴とするステップモータ制御
方法。