JPS63318610A - ディスクドライブ用サーボ装置およびサーボ制御装置により制御される加工物に作用する力を平衡させる方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ディスクドライブ内に装置されているディス
ク上のトラックからトラックへ読取り／書込みヘッドを
動かすために用いることができる種類のサーボ機構の改
良に関するものである。この動作は、ディスクドライブ
工業の用語では「ヘッド・シーク」と通常呼ばれている
。その理由は、読取り／書込みヘッドが「シーク指令」
に応じて新しいトラックをシークすなわち探させられる
からである。ディスクドライブ内に設けられているディ
スクは常時組込まれているディスク（この場合にはディ
スクは「ハードディスク」と呼ばれる）または着脱でき
るディスク（この場合には「フロッピーディスク」とし
ばしば呼ばれる。もっとも、着脱できるハードディスク
も知られている）、のいずれかとすることができる。　
　　　−ディスクに記録されるデータは典型的には同心
トラックに記録され、前記シーク指令により読取り／書
込みヘッドがトラックの間を動かされる。

ディスクの基体の表面に被覆された媒体にデータが格納
される。その媒体は通常はデータを磁気的に格納するが
、データを格納する光学的手段も知られている。

（従来の技術） 従来、読取り／書込みヘッドをトラックの間で動かすた
めに、サーボ装置により制御されるステッピングモータ
と直流モータが用いられている。

ステッピングモータは比較的安価で、制御が容易である
から従来用いられていた。直流モータおよびサーボ装置
も用いられているが、それらは高速動作するからステッ
ピングモータよりも構成が複雑となる傾向がある。すな
わち、サーボ装置はステッピングモータ装置より高性能
であるから、驚くことではないが、ステッピングモータ
装置よりサーボモータ装置の方が間両である。

従来、ディスクドライブは机の表面のような平らな水平
面の上で使用されるのが普通であった。

時にはディスクドライブ自体を垂直に動作させることが
あったが、水平にして動作させることがはるかに多い。

いずれにしても、サーボ装置を重力に抗して動作させる
必要がないように、読取り／書込みヘッドをのせるキャ
リッジが机の水平面に対して水平に配置されている。最
近、携帯用のパーソナルコンピュータ装置が用いられる
ようになってきたが、そのようなパーソナルコンピュー
タ装置は水平位置で用いられることもあれば、水平に対
して傾けた状態で用いられることもある。典型的には、
それらの携帯用パーソナルコンピュータ装置を水平に対
して１０〜１５度回すように選択的に引き下げることが
できる脚が、装置の前縁部に沿って取付けられている。

それらの携帯用パーソナルコンピュータ装置にはディス
クドライブと表示部が組込まれるのが普通で、表示部を
上向きにすれば使用者が表示部を見やす（なる。

（発明が解決しようとする問題点） それらの携帯用パーソナルコンピュータは小型であるか
ら、コンピュータ本体と表示部を納めているケースに対
して表示部を傾けさせることよりも、表示部を含めたコ
ンピュータ装置全体を傾ける方が好ましい。パーソナル
コンピュータ装置を回すと、それに組込まれているディ
スクドライブも回される。ディスクドライブが高性能デ
ィスクドライブであると、サーボ制御装置がディスクド
ライブに通常組込まれ、ディスクドライブを回すとサー
ボ制御装置は重力に従って、または重力に逆って（読取
り／書込みヘットがどのようにして動かされるかに応じ
て）動作させられるものとすると、サーボ制御装置の性
能が低下して、ディスクドライブの動作が損われること
になる。

また、従来のサーボ制御装置においては、零に等しいと
仮定されているばね定数を持つたわみケーブルが読取り
／！Ｆ込みヘッドに作用が加えられる。実際にはたわみ
ケーブルは理想的なばねではないから、それのばね「定
数」は、実際にはトラック位置の関数として（０から）
変化する変量である。しかし、従来のサーボ装置はその
変量を一定であると仮定しているから、それらのサーボ
装置の性能は達成できるものよりも低い。

その結果、水平位置においてばかりでなく、水平に対し
て種々の角度をなす位置においてもディスクドライブを
動作できるようにする必要が生じてきた。ステッピング
モータを使用するディスクドライブは水平位置、および
水平に対して種々の角度をなす位置で動作させるのにほ
とんど困難がないが、読取り／書込みへ多ドの位置を制
御するサーボ機構を用いるディスクドライブは正常の水
平位置では非常に良く動作するが、水平に対して傾ける
と性能が下り、十分に大きく傾けると動作できなくなる
ことがある。パーソナルコンピュータの性能が向上する
につれて、読取り／書込みヘッドを制御するサーボ機構
を用いるディスクドライブのような高性能のディスクド
ライブをパーソナルコンピュータに組込むことが望まれ
るようになつてきた。その結果、水平位置および水平に
対して傾斜した位置で使用できるディスクドライブに使
用できるヘッド位置ぎめサーボ機構が求められている。

また、たわみケーブルが理想的なばねではなく、０から
変化するばね「定数」を持つという事実を補償できる、
改良したサーボ制御装置も求められている。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 簡単にいえば、本発明はディスクドライブの読取り／書
込みヘッドのような動作体を制御するサーボ装置を提供
するものである。そのサーボ装置は、読取り／書込みヘ
ッドを制御するボイスコイルに電流を流させる回路を含
む。読取り／書込みヘッドは所定のトラックを探させら
れ、ボイスコイルにより発生される力が、ボイスコイル
に作用する周囲の力と少なくともほぼ平衡して、ヘッド
が前記所定のトラックから所定以上は動かないように、
ボイスコイルに与えられる電流が調節される。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明を使用できる種類のデジタルサーボ装
置のブロック図である。このブロック図は、そのサーボ
装置がそれの速度モードにおいてどのように動作するか
を示すものである。このサーボ機構は、シーク指令に対
するそれの応答の終り近くでサーボ機構が移行する位置
動作モードも有するのが普通である。すなわち、現在の
トラックから指令されたトラックまでヘッドを動かすた
めにこのサーボ機構は速度モードで動作し、指令された
トラックの近くにヘッドが達すると、サーボ機構は位置
モード動作へ移る。位置モード動作と速度モード動作が
、１９８６年１１月２６日付の米国特許出願第９３５，
６８７号明細書に詳しく記載されている。

速度モードサーボは、適当にプログラムされたマイクロ
プロセッサ６０を用いて実現することが好ましい。マイ
クロプロセッサ６０は指令されたトラック位置データ信
号２０に応答して、速度誤差信号すなわち希望の加速度
信号２２を出力する。

希望の加速度信号はデジタル−アナログ（Ｄ−Ａ）変換
器２４へ与えられる。そのＤ−Ａ変換器はマイクロプロ
セッサ６０により出力されたデジタル信号をアナログ信
号２６に変換する。最終的にはそのアナログ信号２６は
（前記米国特許出願第９３５．６８７号明細書に記載さ
れている付加電子装置を介して）電力増幅器４０へ与え
られる。

電力増幅器４０はボイスコイル４４を駆動し、そのボイ
スコイルは、ヘッド５０が取付けられている電機子４６
を機械的に動かす。ボイスコイルは一種の直流モータで
ある。

ヘッド５０の感知面は動いているデータ格納媒体の近く
に配置される。そのデータ格納媒体はディスク１０の態
様が好ましい。ディスク１０はフロッピィディスクまた
はハードディスクのいずれにもできる。いずれの場合に
も、ヘッド５０により書込まれるデータを格納できる高
密度磁気媒体をディスクに被覆することが好ましい。本
発明に用いられる媒体の種類は設計上の選択の問題であ
ることが当業者はわかるであろう。たとえば、本発明は
磁気記憶装置はもちろん、光学的記憶装置も使用できる
。周知のように、ディスクはディスクドライブに用いら
れているモータ（図示せず）により回転させられる。

データはディスクの同心トラック１３に書込むことが好
ましい。各トラックはいくつかのデータセクタ１８と識
別セクタ１２に分割される。図示を容易にするために、
第１図に示されているデータセクタ１８の数と識別セク
タ１２の数はトラック当りたった６個にしである。しか
し、実際の商用例ではより多くのデータセクタと識別セ
クタが用いられ、本発明の好適な実施例に従って、各ト
ラックには７８個のデータセクタおよび識別セクタが認
められる。同様に、図示を容易にするために僅かに数本
のトラックが第１図に示されている。

本発明の好適な実施例に従って、ディスクの各面に３０
１本のトラックを使用することが好ましい。

もちろん、トラック当りのセクタ数と、面当りのトラッ
ク数は、ディスクの一面または両面に記録するか、およ
び１枚または複数のディスク１０が一緒に回転させられ
るかとは無関係に設計上の選択の問題である。ディスク
１０の両面に記録する。

か、２枚以上のディスク１０を用いるものとすると、各
ディスクの各面に１個ずつヘッドを用いて、２個以上の
ディスク１０を用いることが好ましい。

ある時刻に動作しているヘッド５０を制御するために適
切なスイッチング機構を用いる。全てのヘッド５０は１
つのサーボ機構で制御でき、または各ヘッド５０を自身
のサーボ機構またはそれらのある組合わせで制御できる
。

読取り／！ｉＦ込みヘッド５０は、ディスク１０の表面
に記録されているセクタ識別情報１２と、デ−タ１８と
、その他の情報を読取り、その他の物事のうちからその
情報をセクタＩＤサンプラ５２へ与える。そのセクタＩ
Ｄサンプラはあるデータをマイクロプロセッサ６０へ供
給する。サンプラ５２により供給されるデータの種類が
前記米国特許出願第９３５，６８７号明細書に記載され
ている。

速度サーボとして機能するために、マイクロプロセッサ
６０はファームウェアでプログラムすることが好ましい
。マイクロプロセッサ６０はアドレス復号器６１を構成
する。このアドレス復号器６１はセクタサンプラ５２に
応答して、復号されたデジタルトラックとセクタアドレ
ス情報をデジタル回転速度計６２と加算結合点６３へ与
える。

その加算結合点６３は、指令されたトラックと復号され
たトラックの差であるカウントをデジタルカーブ探索表
６４へ与える。指令された速度項が探索表６４から加算
結合点６５へ出力される。加算結合点６５はデジタル回
転速度計６２の出力にも応答して速度誤差信号（または
加速度信号）２２を発生して、その信号をＤ−Ａ変換器
２４へ与える。

第２図は、水平に対しである角度αを成して配置されて
いるディスクドライブに設けられているボイスコイル４
４の略図である。ヘッドと、ヘッドのキャリッジ（ボイ
スコイルにより制御される）と、ボイスコイル自体はあ
る質ｆｆ１Ｍを有する。ディスクドライブの回転角度が
、ボイスコイル４４を水平に対しである角度で位置させ
るようなものであるとすると、ヘッドとキャリッジおよ
びボイスコイルの動く部分の質量により下向きの力ＦＭ
が生ずる。ボイスコイル４４にある電流が流されると力
Ｆｃが発生される。その力はボイスコイルと、ボイスコ
イルにより支持されている質量（Ｍ）を動かす。たわみ
ケーブルがそれ自身の力Ｆｃをヘッドに加える。ヘッド
が動かされる向きと、たわみケーブルが動作する向きと
に応じて、質ｍＭに加えられる全体の力はＦＣプラスマ
イナスＦＭプラスマイナスＦＦｃである。その結果、ボ
イスコイル４４と、ヘッド５０と、それに関連するキャ
リッジとの動く質ｆｆ１Ｍは、上方へ動く時は加速度が
高いために速く動く傾向があり、下方へ動く時は加速度
が低いために遅く動く傾向がある。このような種類のサ
ーボ機構においては、動く質量は、所定の速さ対行くべ
きトラック（現在のトラックから指令されたトラックま
での距離）輪郭を追従することを意図するものである。

その輪郭はデジタルカーブ６４として格納される。

たわみケーブル（図示せず）は零に等しい一定の力Ｆ。

を動く質ｆｆ１Ｍに理想的に与える。しかし、実際の場
合には、たわみケーブルにより与えられる力は零でも、
一定でもなく、トラック位置の関数となる傾向を有する
。第３図は３０１本のトラックを有するディスクドライ
ブに対するこの関数のグラフである。本発明に実際に用
いられているたわみケーブルの場合には、その力は実線
で表されており、トラック数が増すにつれて大きくなる
傾向がある。

他のたわみケーブルは、下位の番号のトラック、または
上位と下位の番号のトラックに力を加えることにより、
理想的な劣力の場合から変り得る。

加えられる力はいずれかの向きまたは両方の向きに作用
することがあり、それらの異なる可能な力が第３図に破
線で示されている。したがって、たわみケーブルはばね
として機能できず、または機能しない。本発明は、それ
らのたわみケーブルにより加えられる力を補償できる。

ディスクドライブを水平に対して種々の角度で使用でき
るようにするために、サーボ機構を適応させるものであ
る。本発明は、質量Ｍをそれの電機子Ａの上にほぼ静止
状態に維持するために、サーボ装置により加えることを
必要がある力Ｆ。を４−１定することにより、サーボ機
構の適応を行なうものである。その力Ｆｃは、ディスク
ドライブがある角度で置かれている時に質ＪｉＭにより
加えられる力ＦＭ、プラスマイナスたわみケーブルによ
り加えられた力ＦＦＣを平衡させる力に等しくなければ
ならない。たわみケーブルにより加えられる力がディス
ク１０の幅全体にわたって（すなわち、全てのトラック
にわたって）正確に一定でないとすると、力ＦＦＣとＦ
。を平衡させるために必要な力Ｆは複数のトラック場所
で測定することが好ましく、好適な実施例においては、
その力Ｆｃは３種類の場所、すなわち、トラック５０，
１５０゜２８０において測定することが好ましい。この
好適な実施例で用いられるたわみケーブルの性質が与え
られると、それらの場所は上位番号のトラックに集中す
る。その結果として、第３図に示されている力対トラッ
ク位置輪郭は近似的なものとなるだけであることが当業
者はわかるであろう。もちろん、４個所以上のデータ点
を用いることにより、より高い近似の輪郭を得ることが
でき、本発明の実施に際して実際に用いられるたわみケ
ーブルの性質に応じて、種々のトラック場所のセットが
選択されるようである。一般的にいえば、ＦＦｃカーブ
（第３図）中で最大の変化が起ると予測されるテストお
よび集中されたトラック場所を有することが望ましいで
あろう。

本発明の方法を実施するためには非常に短い時間を要す
るだけであるが、それでもある有限の時間がかかるから
、本発明の方法を実施するために標本化されるトラック
が増加すると、本発明の方法を実施するために要する総
時間が長くなる。ディスクドライブが結合されているコ
ンピュータがブートされるたびに本発明を用いることが
好ましい。しかし、どれ位頻繁に本発明が用いられるか
は選択の問題である。たとえば、本発明は、コンピュー
タに電力が供給される時のようにほんのたまにしか用い
られないこともあれば、ディスクを交換またはリセット
するたびのように頻繁に用いられる。本発明の実施に際
しては、確度を高く（低く）するためにより多くの（少
ない）データ点を使用するかどうかについての選択も行
わなければならないが、そうすると本発明を実施するた
めに要する時間は長く（短く）なる。

本発明は適当なマイクロプロセッサを用いて実現するこ
とが好ましい。第４図は、本発明の実施についての全体
的な概念を与える非常に簡単な流れ図である。ブロック
１００において読取り／書込みヘッドが所定のトラック
を探させ本発明の実施においては、その所定のトラック
はたとえば最初はトラック５０が選択された。その後で
、マイクロプロセッサがそれのＤ−Ａ変換器２４に所定
のデジタル値ＩＮＵＬＬを出力する。ＩＮＵＬＬの最初
の値は零または他の予め選択された値とすることができ
る。サーボ機構が所定のトラックに追従しようとする（
位置モード動作にあるから）ことがないように、マイク
ロプロセッサが値ＩＮＵＬＬを発生するのとほぼ同時に
、サーボ機溝は速度モード動作へ切換えられる。たわみ
ケーブルにより与えられた力ＦＦｃと、ヘッドの質量に
より加えられた力Ｆ　とにより平衡される力Ｆ。

補 を、ＩＮＵＬＬの最初に選択された値が発生しないとす
ると、ブロック１０２における遅延時間中にヘッドは所
定のトラックから離れる。ブロック１０２の所定の遅延
時間が経過した後で行われる次のステップは、ヘッドが
その時に位置しているトラックの番号を読取ることであ
る（ブロック１０３）。もちろん、ブロック１０３にお
いて読取られたトラック番号が、ブロック１００におい
て探された所定のトラックの番号とは異なると、ＩＮＵ
ＬＬの値を調節する必要があることがある。

本発明を実施するために、ブロック１０３において読取
られたトラックの番号と、ブロック１００において探さ
れたトラックの番号との差が１つのトラック以上ではな
いとすると、ＩＮＵＬＬの値は所定のトラックに対する
ＩＮＵＬＬの理想的な値に十分に近く、シたがってＩＮ
ＵＬＬの現在の値を、後で使用するために、ブロック１
０５において格納できる。

ブロック１０４で判定した差が１トラツクをこえたとす
ると、ＩＮＵＬＬの値を調節する必要がある。ブロック
１０６において判定された向きが内向きであれば、ブロ
ック１０７においてＩＮＵＬＬの値が増加される。一方
、向きが外向きであれば、ブロック１０８においてＩＮ
ＵＬＬの値が減少される。ＩＮＵＬＬの値を調整した後
で、試験のために選択される所定のトラックが再び探さ
れ（ブロック１００）、試験されているトラックに対し
てＩＮＵＬＬの適切な値が見出されるまでその操作が繰
返され、その値はブロック１０５において格納される。

前記したように、この試験は３個所のトラック場所にお
いて行うことが好ましく、したがって１５番のトラック
について第４図に示す試験が最初に行われるものとする
と、次には試験は１５０番のトラックに対して行われる
。もちろん、１５０番のトラックに対する正しい値とし
てＩＮＵＬＬの新しい値が決定され、第４図に示す操作
が２８０番のトラックに対して再び繰返される。先に述
べたように、第４図に示す試験が行われる場合に特定の
数のトラックが選択されるのと同様に、試験されるトラ
ックの数は設計の選択の問題である。

ＩＮＩＪＬＬの値は、Ｄ−Ａ変換器２４とボイスコイル
４４へ与えられた時に、速度モードにおいてボイスコイ
ルをほぼ静止させるような値である。

新に指令されたトラックを探している時は、Ｄ−Ａ変換
器２４とボイスコイル４４へ与えられる値は、マイクロ
プロセッサ６０を制御するファームウェアに格納するこ
とが好ましいデジタル探索表またはデジタルカーブ６４
から得られる。探索表は行くべきトラック信号を受けて
、指令された速度信号を出力する。それからその指令さ
れた速度信号は現在のトラック位置に対するＩＮＵＬＬ
の値により修正されるから、Ｄ−Ａ変換器２４を介して
ボイスコイル４４へ与えられる。もちろん、シーク指令
中にヘッドを指令されたトラックまで更に動かさなけれ
ばならないと、行くべきトラックの数が増えるから、指
令される速度が高くなる。

格納されているデジタルカーブの詳細については、前記
米国特許出願節９３５．６８７号添付の第４図、および
その図についての説明を参照されたい。

第５Ａ〜５Ｃ図は、ザイログ（ｚｌｌｏｇ）製の２８マ
イクロプロセツサチツプを用いて実施される本発明の一
実施例の詳しい流れ図である。第６Ａ図および第６Ｂ図
は、第５Ａ〜５０図の流れ図により呼出されるサブルー
チンｒＩＮＴＧＲＴＪの詳しい流れ図である。付録Ｉは
、本発明に使用することが好ましい２８マイクロプロセ
ツサ６０を制御するために使用できるソフトウェアまた
はファームウェアを示すアセンブラ言語である。もちろ
ん、本発明の実施には他の多くのマイクロプロセッサま
たは状態マシンも使用でき、したがって選択された特定
のマイクロプロセッサ（または状態マシン）に適合する
ように、または当業者が自然にわかるであろう変更に適
合するように、流れ図およびアセンブラ言語のリストを
修正しなければならない。

第５Ａ〜５０図と第６Ａ図および第６Ｂ図におけるブロ
ックの番号は、付録Ｉのアセンブラ言語リストの左の列
の行番号に対応する。アセンブラ言語のリストと流れ図
はまもなく説明するいくつかの変数を用いる。ＩＮＵＬ
ＬはＤ−Ａ変換器２４を介してボイスコイルへ出力され
る値である。

そのＩＮＵＬＬは、オフセットが７Ｆである（ｉ６進数
で）８ビツトの２の補数の数とすることが好ましい。し
たがって、ＩＮＵＬＬが値ＦＦ（ｉ６進数で）を有する
と、ボイスコイルは外向きの最大電流を受ける。ＩＮＵ
ＬＬが００に等しいと、ボイスコイルモータは内向きの
全電流を受ける。ＩＮＵＬＬの値が７Ｆに等しいとボイ
スコイルは電流を受けない。本発明の実施においては、
修正の前にＩＮＵＬＬに値７Ｃ（ｉ６進数で）を受ける
ことが好ましい。

ＩＮＴＧはＩＮＵＬＬと同じ値であるが７Ｆオフセツト
は持たない。すなわち、ＩＮＴＧは真の２の補数である
。ＩＮＴＧはマイクロプロセッサにより行われる計算に
おいて実際に処理される値であって、その後でそれから
７Ｆ　（ｉ６進数で）を引くことによりＩＮＵＬＬへ変
えられる。ＩＮＴＯの値はトラック０−１５０，１５１
〜２５１．２５１〜３０１に対して計算される。それら
３種類の範囲に対してはＩＮＴＧはＩＮＴＧＯ。

ＩＮＴＧＩ、ＩＮＴＧ２として特に示される。変数ＩＴ
ＥＭＰが第６Ａ図と第６Ｂ図に示すサブルーチンでとく
に見られる。それは ＩＮＵＬＬに等しいが、計算に用いられる一時的な変数
である。

第５Ａ図を参照する。ブロック３７８〜３９８（および
付録Ｉのアセンブラ言語の対応する行番号）を含む流れ
図は、読取り／書込みヘッドが最初に置かれているトラ
ックを初期化中にサーボ装置が識別できないとすると、
そのヘッドを外側ガートバンドまたは内側ガートバンド
から動かすように、ＩＮＵＬＬを修正するものである。

ヘッドが外側ガートバンドまたは内側ガートバンドのい
ずれにもないとすると、ブロック３９３において、ヘッ
ドが「データ」トラックにある、ということを意味する
ｒＡＴＤＡＴＡＪルーチンへ分岐が行われる。その後で
、ブロック４１９〜４２２において、トラック５０が探
され、そのシークが正しく行われたとすると、ブロック
４２５においてサブルーチンＩＮＴＣＲＴが呼出される
。ヘッドがトラック５０を見つけられないとすると、そ
の理由は、ディスクドライブが置かれている角度が非常
に大きいためにトラックを見つけることができないか、
克服できないある種の機械的または電気的な障害が存在
することである。その角度が非常に大きいとすると、ｅ
ｓｃ図に示されている１０ＲＴＲＹルーチンがＩＮＵＬ
ＬとＩＮＴＧの初期値を調整し、所定の再試行カウント
をこえなければ、再スタートしてＲＬＯＡＤへ分岐する
（ブロック４０９）。その場合にはディスクドライブは
自身で停止し、そのディスクドライブが克服できない障
害を起したと仮定する。

ディスクドライブが最初は５０番のトラックを見つける
ことができたと仮定すると（すなわち、ＩＮＵＬＬの最
初に仮定した値、または１０ＲＴＲＹルーチンにより調
整された後の値が、ディスクドライブを完全に駄目にす
るほど悪くはない）、ＩＮＵＬＬの値を微：Ｊ８整する
ためにＩＮＴＣＲＴサブルーチンがブロック４２５にお
いて呼出され、そのルーチンが正しく機能するものとす
ると、ＩＮＤＬＬの微：Ｊ８！ｌｉされた値はＩＮＴＧ
Ｏとして格納さ゛れる（ブロック４２８）。

この操作が１５０番のトラックに対して再び行われ、そ
のトラックに対するＩＮＵＬＬの微調整された値がＩＮ
ＴＧ２として格納される（ブロック４４８）。この点に
おいて、デジタルサーボ装置が後で使用するために値Ｉ
ＮＴＧＯ，ＩＮＴＧＩ。

ＩＮＴＧ２が格納されたから、サーボ装置は動作を続け
１．前記米国特許出願節９３５，６８７号明細書に開示
されている速度モード動作の初期化を行う。

ＩＮＴＣＲＴサブルーチンの流れ図を第６Ａ図および第
６Ｂ図に示す。また、ブロックを示す番号は、対応する
ｚ８アセンブラ言語コードについての付録■における行
番号に対応する。

ＩＮＴＣＲＴサブルーチンが呼出されると、デジタル制
御装置は、ブロック４１９〜４２２において５０番のト
ラック、ブロック４２９〜４３２において１５０番のト
ラック、第５Ａ図と第５Ｂ図のブロック４３９〜４４２
において２８０番のトラックのように、デジタル制御装
置が所定のトラックを既に探している。ブロック４７８
において、このサーボ制御装置はそれの速度モード動作
へ移行させられ、ブロック４７８，４８０において４０
ミリ秒の遅延が行われる。その後で、現在のトラック場
所が読取られ、初めに探されたトラック場所がその現在
のトラック場所が差し引かれ、その結果が負であるとそ
の値は正に変えられ（ブロック４８６）、向きフラッグ
が「外向き」にセットされる（ブロック４８７）。前記
結果が正であれば、向きフラッグはブロック４７７で先
にセットされた「内向き」のままにされる。いずれの場
合にも差が１またはそれより小さいとサブルーチンを出
る（ブロック４９２〜４９４）。差が１より大きいと、
ＩＮＵＬＬＯ値は第６Ｂ図に示されている流れ図により
：Ａａされる。ブロック４９６において、再試行カウン
タに数３がロードされ、ブロック４９７，４９８におけ
る向きフラッグの状態に応じて値ＩＴＥＭＰが増加され
（ブロック５０２）、または減少され（ブロック４９９
．５００）、値ＩＴＥＭＰがＩＮＵＬＬにロードされる
（ブロック５０３）。ブロック５０６と５０７において
、初めに探されたトラックが再び探され、探す動作が正
しく行われたとすると、ｒＳＥＮＤＪへの分岐が行われ
る（ブロック４７４）。さもないと、ブロック４９６に
おいて初めにセットされたカウンタがブロック５］０に
おいてカウントを減少され、カウントが零に等しくなる
と、ブロック５１１においてこのルーチンを出て、終了
できないフラッグがセットされる。

ブロック５０８と５０９におけるトラック探しか終った
と仮定すると、ＩＴＥＭＰの新しい値がブロック４７６
においてＤ−Ａ変換器にロードされ、向きフラッグがブ
ロック４７７においてセットされ、ブロック４７８にお
いてサーボ装置は速度モード動作へ切換えられ、ブロッ
ク４７９，４８０において再び遅延が行われる。ＩＴＥ
ＭＰの更新された値で、ヘッドがそれの初めに指令され
たトラック位置に対してあまり多く動かないとすると、
このプロセスはブロック４９４において出る。さもない
と、ＩＴＥＭＰの値が再び調整され、値が見つかる時ま
でその値は常に再調整され、値が見つかった時に、ボイ
スコイルに供給された電流が、ヘッドに作用する重力お
よびたわみケーブルによる力を実効的に零にする。

前記米国特許出願第９３５，６８７号明細書の開示はそ
れの第５Ａ〜５Ｃに示されている流れ図を含む。本発明
が上記米国特許出願の開示技術に用いられると、ＩＮＴ
ＧＯ，ＩＮＴＧＩ。

ＩＮＴＯ２の値を、その米国特許出願の第５Ｅ図におけ
るブロック２５４の直前に計算された誤差に加えること
が好ましい。用いられる特定の値ＩＮＴＧＯ，ＩＮＴＧ
Ｉ、ＩＮＴＧ２はターゲットトラックの位置に依存する
。ターゲットトラック位置が、０番と１５０番のトラッ
クの間とすると、ＩＮＴＧＯが用いられ、１５１番と２
５０番のトラックの間とするとＩＮＴＧＩが用いられ、
２５１番と３００番のトラックの間とするとＩＮＴＧ２
が用いられる。また、前記米国特許出願第９３５，６８
７号明細書に開示されているサーボ装置が位置モード動
作へ移ると、ＩＮＵＬＬ値がマイクロプロセッサから出
力され、それのＤ−Ａ変換器２４を介してボイスコイル
モータ４４へ与えられる。したがって、速度モード動作
と位置モード動作の両方において、それが重力による力
とたわみケーブルによる力の少なくとも一方の力であっ
ても、読取り／書込みヘッド５ｏに加えられる力をＩＮ
ＵＬＬ値は実効的に零にする。更に、Ｉ　ＮＵＬＬの値
はトラック位置の関数として変化して、トラック位置の
関数としてのたわみケーブルのばね定数の変化を補償す
る。

第７図は、本発明のサーボ機構の速度モード動作が終っ
た時に位置モード動作を呼出すために用いられる回路の
ブロック図である。

速度モード動作においてはスイッチ３４Ａが閉じられ、
スイッチ３４Ｂが開かれるがら、Ｄ−Ａ変換器２４の出
力はたとえば利得段３２を介して電力増幅器４０へ与え
られる。

位置モード動作に入るとスイッチ３４Ｂが閉じられ、ス
イッチ３４Ａは閉じられたままである。

線２８上のアナログ位置誤差信号が利得段３０と補償回
路３６を介して電力増幅器４０へ与えられる。

位置モード動作と速度モード動作においてスイッチ３４
Ａは閉じられたままであるから、両方のモードでの動作
においてヘッド５０に作用するカはＩＮＵＬＬ値により
零にされる。ディスクドライブの初期化の初めの段階、
すなわち、ＩＮＵＬＬに対して初めに仮定された値をマ
イクロプロセッサ６０がＤ−Ａ変換器２４に少なくとも
挿入する機会を持つ前に、Ｄ−Ａ変換器２４からの出力
を電力増幅器４０を与えることができないように、スイ
ッチ３４Ａを設けることが好ましい。

前記未決の米国特許出願第９３５．６８７号明細書に記
載されているように、サーボ装置が速度モード動作から
位置モード動作へ移った時にある大きさの運動量を有す
る。実際に、ヘッドはターゲットトラックをオーバーシ
ュートする傾向を有し、ヘッドの動的制動を増大させる
ある技術が前記米国特許出願明細書に記載されている。

本願の第７図を再び参照して、マイクロプロセッサ６０
は負と正のクォータートラック信号に再び応答し、ター
ゲットトラックの極性（奇数または偶数）およびクォー
タートラック信号（正または負）の極性を基にして、Ｄ
−Ａ変換器２４へ供給されるＩＮＵＬＬの値を増加また
は減少する。

ＩＮＵＬＬを減少または増加することによりＰＯＳＥＲ
Ｒアナログ信号が補充され、付加電流をボイスコイル４
４へ与えて一層迅速に減速し、ヘッド５０を指令された
トラックの中心線へ向ってヘッド５０を一層迅速に戻す
。ヘッドが、前記米国特許出願明細書に記載されている
しきい値２１のような、あるしきい値より大きくターゲ
ットトラックの中心線から離れている時のみ、マイクロ
プロセッサ６０はＩＮＵＬＬ値を調整する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を使用できる種類のデジタルサーボ装置
のブロック図、第２図は水平に対しである角度で配置さ
れているボイスコイルの略図、第３図はたわみケーブル
により加えられる力とトラック位置の関係を示すグラフ
、第４図は本発明の一実施例の簡略化した流れ図、第５
Ａ〜５Ｃ図は本発明の実施例のより詳しい流れ図、第６
Ａ図および第６Ｂ図は第５Ａ〜５０図に示す流れ図によ
り呼出されたサブルーチンの流れ図、第７図は位置モー
ドで動作するサーボのブロック図である。 ２４・・・デジタル−アナログ変換器、４０・・・電力
増幅器、４４・・・ボイスコイル、５２・・・セクタサ
ンプラ、５６・・・補償回路、６０・・・マイクロプロ
セッサ、６２・・・デジタル回転速度計。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 ＦＩＧ、　３ ＦＣ ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、５日へつつ゛く ＦＩＧ、５Ａ力）つゴく ＡＬ１８ ＦＩＧ、５Ａへつブく ＩＮＴＧＲＴルーテノ 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６２年　特許願第２９６２９５号 ２、発明の名称 ディスクドライブ用サーボ装置およびサーボ制御装置に
より制御される加工物に作用する力を平衡させる方法３
ｏ補正をする者 事件との関係　　特許出願人 データ、テクノロジー、コーポレーション４、代　理　
人　（郵便番号１００） 昭和６３年２月３日 （発送日　昭和６３年２月２３日） ６、補正の対象 願書の出願人の欄、委任状、図面。 ７、補正の内容 （ｉ）　　別紙の通り。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）読取り／書込みヘッドを制御するボイスコイ
   ルに電流を流させる手段と、 （ｂ）前記読取り／書込みヘッドに所定の トラックを探させる手段と、 （ｃ）ボイスコイルにより発生された力が ボイスコイルに作用する周囲の力を少なくともほぼ平衡
   させて、読取り／書込みヘッドが前記所定のトラックか
   ら所定量以上は動かないように、ボイスコイルに与えら
   れた電流を調節する手段とを備えたことを特徴とするデ
   ィスクドライブ用のサーボ装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のにおいて、前記ボイス
   コイルの現在のトラック位置から指令されたトラック位
   置へ動かすために前記ボイスコイルへ指令信号を与える
   手段を更に備え、前記指令信号は格納されている速度プ
   ロファイルから得られ、前記調節手段により調節された
   前記電流の大きさを基にして前記指令を修正することを
   特徴とするサーボ制御装置。 ３、（ａ）サーボ装置の制御の下に加工物を所定の場所
   へ動かす過程と、 （ｂ）加工物を制御する直流モータを、値 ０を含むことができる所定の値の電流で動作させる過程
   と、 （ｃ）所定の時間中に、環境の作用の下に 前記加工物の位置を変えることができるようにする過程
   と、 （ｄ）所定の時間中に加工物が動いた距離 を測定する過程と、 （ｅ）所定の時間中に加工物が所定の距離 以上に動いたときに、直流モータへ与えられる所定の電
   流を調節する過程とを有し、 所定の時間中に加工物が動いた距離が前記所定の距離よ
   り短くなるまで前記過程（ａ）〜（ｅ）を繰返すことを
   特徴とする、サーボ制御装置により制御される加工物に
   作用する力を平衡させる方法。 ４、特許請求の範囲第３項記載の方法において、前記サ
   ーボ装置は速度モード動作と位置モード動作を有し、前
   記サーボ装置を過程（ａ）の間に速度モードから位置モ
   ードへ切換える過程と、過程（ｃ）の前に前記サーボ装
   置を速度モード動作へ戻す過程とを含むことを特徴とす
   る方法。 ５、特許請求の範囲第４項記載の方法において、前記速
   度モード動作中に、探索表と、前記所定の電流の初期値
   、または前記過程（ｅ）により調節された場合には調節
   された値、の大きさおよび向きとを基にした指令された
   速度信号を発生することを特徴とする方法。 ６、特許請求の範囲第５項記載の方法において、前記位
   置モード動作中に、前記所定の電流の初期値、または前
   記過程（ｅ）により調節された場合には調節された値、
   の大きさおよび向きを基にした指令された速度信号を発
   生し、前記指令された速度信号を、前記直流モータへ与
   える前に、アナログ位置誤差信号により修正することを
   特徴とする方法。 ７、特許請求の範囲第３項記載の方法において、前記過
   程（ｄ）は前記所定の場所からの動く向きを決定する過
   程を含み、前記過程（ｅ）は１つの動く向きでは前記電
   流を増加し、別の動く向きでは前記電流を減少させるこ
   とを含むことを特徴とする方法。 ８、ディスクドライブ内に配置されているディスクに記
   録されている現在のトラック位置データを復号する手段
   と、ディスクドライブのヘッドを現在のトラック位置か
   ら指令されたトラック位置へ動かす制御信号を発生する
   手段とを備え、指令されたトラック位置データを示すデ
   ジタル信号に応答するディスクドライブ用サーボ制御装
   置において、 （ａ）周囲の力を実効的に零にする前記制御信号の零値
   を発生することにより前記サーボ装置を周囲の力に適応
   させる手段を備え、 （ｂ）前記制御信号発生手段は前記速度信号発生手段と
   前記適応手段に応答することを特徴とするディスクドラ
   イブ用サーボ制御装置。 ９、特許請求の範囲第８項記載の装置において、前記サ
   ーボ装置は速度モード位置と位置モード動作を有し、前
   記適応手段は前記サーボ装置を速度モード動作へ切換え
   る手段を含むことを特徴とする装置。 １０、特許請求の範囲第９項記載の装置において、前記
   適応手段は、まず前記ヘッドを所定のトラックへ動かす
   ことを指令し、次に、サーボ装置を速度モード動作に置
   いた後で、所定時間だけ遅らせ、ヘッドの現在のトラッ
   ク位置を所定のトラック位置と比較し、現在のトラック
   位置と所定のトラック位置の差が所定の限度をこえた時
   に、適応手段は零値を変えることを特徴とする装置。 １１、特許請求の範囲第１０項記載の装置において、前
   記所定の限度をこえた時に、前記適応手段は前記ヘッド
   を前記所定のトラックへ動かすことを前記ヘッドに再び
   指令し、前記所定の限度をこえなかった時に前記ヘッド
   を新しい異なるトラックへ動かすことを選択的に指令す
   る手段を前記適応手段は備えたことを特徴とする装置。 １２、特許請求の範囲第９項記載の装置において、前記
   ヘッドを速度モード動作と位置モード動作で動かすため
   に前記制御信号はモータへ結合されることを特徴とする
   装置。 １３、（ａ）加工物を１つの場所から新しい場所へ動か
   すモータと、 （ｂ）このモータを動作させる手段とを 備え、この手段は、 （ｉ）前記１つの場所と前記新しい場 所の間の距離の関数である大きさを有し、前記モータへ
   与えられる電力を発生する手段と、 （ｉｉ）前記加工物に作用する周囲の力 に応答して前記電力発生手段により発生される電力の大
   きさを修正し、前記加工物に作用する前記周囲の力をオ
   フセットする手段と、 を含むことを特徴とする、周囲の力に応答して自己を修
   正する適応サーボ装置。 １４、特許請求の範囲第１３項記載の適応サーボ装置に
   おいて、前記加工物はディスクドライブのヘッドであり
   、サーボ装置は、ディスクドライブ内に設けられている
   ディスクに記録されているトラック位置情報に応答して
   前記発生手段を制御する手段を備え、前記周囲の力は前
   記ヘッドに作用する重力を含むことを特徴とする適応サ
   ーボ装置。 １５、特許請求の範囲第１４項記載の適応サーボ装置に
   おいて、前記ディスクドライブは前記ヘッドに作用する
   ばね手段を含み、重力に応答する前記手段は前記ばねに
   より加えられる力にも応答して、前記電力発生手段によ
   り発生される電力の大きさを変えて、前記読取り／書込
   みヘッドに作用する重力と、前記ばね手段により前記読
   取り／書込みヘッドへ加えられる力を相殺することを特
   徴とする適応サーボ装置。 １６、（ａ）直流モータを有するサーボ制御装置の制御
   の下に加工物を所定の場所へ動かす手段と、 （ｂ）零電流で直流モータを付勢し、あ る時間中に加工物に作用する周囲の力の作用の下に前記
   加工物が位置を変えられるようにする手段と、 （ｃ）その時間中に加工部が所定の距離 以上に動くかどうかを判定し、その判定結果が真であれ
   ば、（ｉ）直流モータへ与えられる所定の電流を調節し
   、（ｉｉ）加工物を再び動かし、直流モータを付勢し、
   加工物が前記所定距離以上を動くかどうかを判定する手
   段と を備えたことを特徴とする、直流モータを有するサーボ
   制御装置により制御される加工物に作用する力を平衡さ
   せる装置。 １７、特許請求の範囲第１６項記載の装置において、前
   記サーボ装置は速度モード動作と位置モード動作を有し
   、初期値または前記判定手段により調節された場合はそ
   の調節された値を有する前記所定の電流が、前記速度モ
   ード動作中および前記位置モード動作中に、前記付勢手
   段により前記直流モータへ与えられることを特徴とする
   装置。 １８、特許請求の範囲第１７項記載の装置において、前
   記判定手段は、前記所定の電流を前記加工物の種々の動
   く範囲に対して調節することを特徴とする装置。 １９、特許請求の範囲第１６項記載の装置において、前
   記判定手段は、前記所定の電流を前記加工物の種々の動
   く範囲に対して調節することを特徴とする装置。