JPS6369077A - 磁気デイスク装置のヘツド駆動回路 - 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】 上の　　ノ この発明は、磁気デーイスクに記録された信号を再生す
る磁気ヘッドを、ステッピングモータを使用して移動さ
せる磁気ディスク装置のヘッド駆動回路の改良に関する
ものである。

盗米勿艮笠 この種の磁気ディスク装置は、制御回路からの信号に従
ってモータ駆動回路が出力する励磁用電流によってステ
ッピングモータが回転駆動され、これによって磁気ヘッ
ドが磁気ディスクの半径方向に移動される構成となって
いる。

ところで、一般的に磁気ディスク装置では、再生時にお
ける磁気デ°イスクの磁気異方性、偏心、熱膨張等に起
因するトラッキング不良から、　Ｓ／Ｎ比の劣化や隣接
トラックからのクロストーク等といった不具合が生じて
いる。そこで、磁気ディスク装置では磁気ヘッドをトラ
ックの幅方向の中央で正確にトレースさせるため、磁気
ヘッドにトラッキングサーボをかけて上記トラッキング
不良を解消している。

トラッキングサーボ方式としては、例えば山登り方式と
呼ばれるものがある。この方式では、ステッピングモー
タを１ステツプづつ回転させ、磁気ヘッドをトラック幅
方向へステップ的に移動させる。そして磁気ヘッドの各
ステップ位置における再生信号からエンベロープを抽出
し、このエンベロープから再生信号が最大となる位置を
検知し、その位置へ磁気ヘッドを移動させる。

また、磁気ディスクの特定のトラックに記録された情報
を取り出したい時には、ステッピングモータを高速回転
させ、磁気ヘッドを他のトラックを横断させて移動し、
目的トラックまでアクセスした後、再生を開始する。

ところで、ステッピングモータに励磁用電流を供給する
モータ駆動回路としては、例えば第７図に示すようなユ
ニポーラ駆動方式が知られている。

この回路は、ダーリントン接続されたトランジスタＴｒ
１、Ｔｒ２をスイッチング素子として使用し、ステッピ
ングモータのコイルＬに励磁用電流を供給する構成とさ
れている。また、この回路には、トランジスタがＯＦＦ
する際にコイルＬに発生するサージ電圧からトランジス
タＴｒ１、Ｔｒ、を保護するため、ダイオードＤｉと抵
抗Ｒ工とが直列接続されて成るサージ電圧吸収回路Ａが
コイルＬと並列に設けられている。

明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のようにモータ駆動回路にサージ電
圧吸収回路を設けた場合には、抵抗Ｒ１の値の大小によ
り以下のような問題点がある。

まず、抵抗Ｒ１の値を比較的小さくしてサージ電圧吸収
率を高くすると、トランジスタがＯＦＦ　した時、コイ
ルＬには比較的大きな電流が流れる。

このため、コイルＬｉごはトランジスタがＯＦＦになっ
た後にもステッピングモータのローターを当該ステップ
位置で維持しようとする力、すなわち回転しようとする
ローターにブレーキをかける力が働くこととなる。

従って、ステッピングモータを高速回転させることがで
きず、上記アクセス時における磁気ヘッドの移動速度が
低く、アクセスに時間がかかるという問題がある。

逆に、抵抗Ｒ１の値を比較的大きくしてサージ電圧吸収
率を低く設定すると、トランジスタをＯＦＦ　した時に
コイルＬに流れる電流が比較的小さくなるので、上記の
ブレーキ力は弱くなりアクセス時の特性は改善される。

しかしながら、ブレーキ力が弱いためにステッピングモ
ータの１ステツプ応答が振動的になり、結果としてサー
ジ電圧の整定時間及びセットリングタイムが長くなる。

よって、トラッキングサーボ時における磁気ヘッドの１
ステツプ応答が振動的になり、トラック上の各ステップ
位置における再生信号が不正確になると共に、トラッキ
ングサーボが不安定になるという問題がある。

従来は、トランジスタの保護という前提条件を満たしつ
つ、ステッピングモータの高速特性の向上とセットリン
グタイムの短縮という相反する２つの要求の双方を満足
させるように抵抗Ｒ１の値を決定していた。そのため、
それぞれの駆動時における最適条件を蟻牲にすることに
なり、各最適条件でステッピングモータを回転駆動する
ことができなかった。

なお、アクセス時間を短縮するためには、従来からステ
ッピングモータを自起動領域で起動し、加速してスルー
領域で回転させ、減速して停止するといる加減速制御方
式があるが、この方式はハードウェアで構成してもソフ
トウェアで作動させても複雑で大規模となるという問題
があった。

１皿立亘煎 この発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであ
り、磁気ヘッドにトラッキングサーボをかける際にも、
また、磁気ヘッドを所望のトラックにアクセスする際１
こも、それぞれの最適条件でステッピングモータを回転
駆動することができ、しかも構成が簡単な磁気ディスク
装置のヘッド駆動回路を提供することを目的とする。

−也を　　するための手 この発明は、上記の目的を達成させるため、モータ駆動
回路が有するサージ電圧吸収回路に、磁気ヘッドにトラ
ッキングサーボをかける際と磁気ヘッドを所望のトラッ
クへアクセスする際とでサージ電圧吸収率を切り換える
切換手段を設けたことを特徴とするものである。

生理 この発明に係る磁気ディスク装置のヘッド駆動回路は上
記のような構成としたため、トラッキングサーボ時には
サージ電圧吸収率を高くしてステッピングモータの１ス
テツプ応答を安定させることができ、また、アクセス時
にはサージ電圧吸収率を低くしてステッピングモータの
高速特性を良好とすることができ、各作動時においてス
テッピングモータを最適条件で駆動することができる。

来夏■ 以下、この発明を図面に基づいて説明する。第１図〜第
６図はこの発明の一実施例を示したものである。図中、
従来と同一または均等な部位または部材には、同一符号
を付している。

図示された磁気ディスク装置は、一定回転数で回転する
スピンドルモータＭを有しており、その回転軸には信号
記録トラックが同心円状に設けられた磁気ディスクＤが
着脱自在に装着されている。

また、この磁気ディスクＤの信号記録トラックから信号
を読み取る磁気ヘッド１０は、ステッピングモータ２０
の回転に連動して磁気ディスクＤの半径方向Ｒへ往復動
される構成となっている。

このステッピングモータ２０は、制御手段３０によって
制御されるモータ駆動回路４０からの励磁用電涛によっ
て回転駆動される。

磁気ヘッド１０が再生した記録信号は、信号処理回路７
０とエンベロープ検波回路５０とに入力される。

この信号処理回路７０は磁気ディスクＤから検出された
信号を映像、音声、デジタルデータ等に再生するもので
あり、エンベロープ検波回路５ｏは、再生信号をエンベ
ロープ検波して包絡線を抽出し。

制御回路３０へ出力するものである。

また、６０は、磁気ヘッド１０を所望のトラックまで移
動させる際にそのトラックを特定するアクセス指令信号
を制御回路３０へ出力するアクセス指令回路である。

制御手段３０は、エンベロープ検波回路５ｏがら入力さ
れた信号から磁気ヘッドエ０の再生出力が最大となる位
置を判断し、それに基づいてモータ駆動回路４０ヘトラ
ツキングサーボ信号Ｓｔを出力し、また、アクセス電圧
発生回路６０から入力された信号に基づいてモータ駆動
回路４０ヘアクセス信号Ｓａを出力する。

第２図（ａ）に上述したモータ駆動回路４０の回路例を
示している。この回路ではダーリントン接続された２個
のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ、をスイッチング素子とし
て使用しており、このトランジスタのＯＮ％ＯＦＦによ
ってステッピングモータ２０のコイルＬに励磁用電流を
供給する構成とされている。またトランジスタをＯＦＦ
　ｔ、、た際、コイルＬに発生するサージ電圧からトラ
ンジスタを保護するため、ダイオードＤｉと抵抗Ｒ２と
を直列接続したサージ電圧吸収回路４１ａがコイルＬと
並列して設けられている。

このサージ電圧吸収回路４１ａには、サージ電圧吸収率
を切り換えるための切換手段として、抵抗Ｒ８を短絡さ
せるスイッチＳｖが設けられている。

このスイッチＳｖは、制御回路３０からの切換信号によ
ってＯＮ、　ＯＦＦされる構成となっており、これによ
ってサージ電圧吸収率を高低２段に切り換えることがで
きる。

なお、抵抗Ｒ１は、第２図（ｂ）に示したように定電圧
ダイオードＤｚで代用することもできる。

上記のスイッチＳｗをＯＮにして抵抗Ｒ２を短絡し、サ
ージ電圧吸収率を高く設定した場合には、トランジスタ
をＯＦＦ　した際にコイルＬに比較的大きな電流が流れ
るため、コイルＬにはステッピングモータ２０のロータ
ーを当該ステップ位置で維持しようとするブレーキ力が
強く働く。

また、第２図中Ｃ°点（トランジスタＴｒ８．Ｔｒ、の
コレクタの接続点）におけるサージ電圧は、モータ駆動
電圧ｖ１１とダイオードＤｉの順方向電圧降下との和よ
り大きな値をとることはない。

そのため、６点におけるサージ電圧は第３図に実線で示
したように比較的早く整定され、ステッピングモータ２
０のセットリングタイムＴ１も第４図に実線で示したよ
うに短縮することができる。

従うて、ステッピングモータ２０の１ステツプ応答、す
なわち磁気ヘッド１０のトラッキングサーボ時の応答を
良好とすることができる。

スイッチＳｖ＆　ＯＦＦにしてサージ電圧吸収率を低、
く設定した場合には、トランジスタをＯＦＦ　した際コ
イルＬに流れる電流が比較的小さく、上記のブレーキ力
が弱い。

そのため、６点におけるサージ電圧は第３図に破線で示
したように整定するまでに長い時間を要し、ステッピン
グモータ２０のセットリングタイムＴ２は第４図に破線
で示したように長くなる。

しかし、コイルＬに発生した比較的高い電圧がコイルＬ
の次に励磁される相のコイルに励磁電圧ｖ１１と合せて
印加されることになるので、そのコイルに流れる励磁用
電流も大きくなり、ブレーキ力が弱く働くことと合せて
ステッピングモータ２０の高速特性を第４図に示したよ
うに良好とすることができる。

従って、スイッチＳｗをＯＦＦにした時には、磁気ヘッ
ドｌＯを所望のトラックにアクセスさせる際の所要時間
をより短くすることができる。

なお、トラッキングサーボ時には上記のようにスイッチ
をＯＮにすれば抵抗Ｒ２の値如何によらず応答を良好に
することができるので、抵抗Ｒ２の値を決定する際には
、ステ、ツピングモータ２０を高速回転させる際の特性
の向上とトランジスタＴｒ工、Ｔｒ、の耐圧とを考慮す
れば足りることとなる。

次に上述した磁気ディスク装置のヘッド駆動回路の作動
を説明する。

まず、トラッキングサーボをかける場合には、制御回路
３０からの切換信号に従って上記スイッチＳｖをＯＮに
してサージ電圧吸収率を高く設定する。

そして、モータ駆動回路４０から出力される励磁用電流
によってステッピングモータ２０を１ステツプづつ回転
させ、磁気ヘッドｌＯをトラック幅方向にステップ的に
移動させる。エンベロープ検波回路５０は、このとき磁
気ヘッド１ｏが各ステップで再生した記録信号を検波し
て包絡線を抽出し、制御回路３０へ出力する。

制御回路３０はこの包絡線がら磁気ヘッド１ｏの再生出
力が最大となる位置を検出すると共に、この検出結果に
基づいてモータ駆動回路４ｏヘトラツキングサーボ信号
Ｓｔを出力する。

ステッピングモータ２ｏは、このトラッキングサーボ信
号Ｓｔに基づいてモータ駆動回路４ｏがら出方された励
磁用電流によって所定ステップ回転し、磁気ヘッド１０
をトラックの幅方向中央位置に移動させる。

ここで示したのは、山登り方式と呼ばれるサーボ方式で
あり、磁気ヘッドｌＯがトラック幅方向の中央に位置す
る時に再生出力のレベルが最大となり、中央からずれる
に従って徐々に減少してゆくことを利用したものである
。

次に３、磁気ヘッドｌＯを所望のトラックにアクセスす
る場合には、スイッチｓｖをＯＦＦにしてサージ電圧吸
収率を低く設定する。そして、所望のトラックを特定す
る信号をアクセス電圧発生回路６ｏに発生させ、制御回
路３ｏに入力する。

ｘ−ｒッピングモータ２ｏは、制御回路３ｏがらのアク
セス信号Ｓａに基づいてモータ駆動回路４ｏがら出力さ
れた励磁用電流によって高速回転し、磁気ヘッド１０を
指゛定されたトラックまで素早く移動させる。

なお、第５図はステッピングモータ２０の駆動パターン
の一例である。

すなわち、磁気ヘッド１０が所望のトラックに到達する
まではスイッチＳｖをＯＦＦとして、ステッピングモー
タ２０を加速し、所定の時間一定速度で回転させ減速し
て停止させる０次にスイッチＳｗをＯＮにしてステッピ
ングモータ２０を１ステツプづつ回転させ、トラッキン
グサーボをかけて磁気ヘッド１０を再生出力が最大とな
るように移動させる。

ランダム・アクセス動作における平均呼び出し時間を最
短にするためには、同図のようなパターンとするのが有
効である。

急呈 以上、説明してきたようにこの発明は、モータ駆動回路
が有するサージ電圧吸収回路に、制御回路がトラッキン
グサーボ信号を出方する際とアクセス信号を出力する際
とで、サージ電圧吸収率を切り換える切換手段を設けた
ため、磁気ヘッドにトラッキングサーボをかける際にも
、磁気ヘッドを所望のトラックにアクセスする際にも、
ステッピングモータをそれぞれに適する状態で回転駆動
することができ、比較的簡単な構成で双方の特性を同時
に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る磁気ディスク装置のヘッド駆動
回路の一実施例を示すブロック図、第また回路のはサー
ジ電圧の減衰を示すグラフ、第４図はステッピングモー
タの１ステツプ応答を示すグラフ、第５図はステッピン
グモータの周波数−トルク曲線、第６図はステッピング
モータの駆動パターンを示すグラフ、第７図は従来のモ
ータ駆動回路の一例を示す回路図である。 Ｄ・・・磁気ディスク Ｒ・・・半径方向 １０・・・磁気ヘッド ２０・・・ステッピングモータ Ｌ・・・コイル ３０・・・制御手段 ４０・・・モータ駆動回路 ４１・・・サージ電圧吸収回路 Ｓす・・・スイッチ（切換手段） Ｓｔ・・・トラッキングサーボ信号 Ｓａ・・・アクセス信号 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁気ヘッドを磁気ディスクのトラックを横切る方向に移
   動させるステッピングモータと、該ステッピングモータ
   のコイルに発生するサージ電圧を吸収するサージ電圧吸
   収回路を有して前記コイルに励磁用電流を供給するモー
   タ駆動回路と、前記磁気ヘッドにトラッキングサーボを
   かけるため、及び前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの
   所望のトラックへアクセスさせるために前記モータ駆動
   回路を制御する制御回路とを有する磁気ディスク装置の
   ヘッド駆動回路において、 前記サージ電圧吸収回路に、前記磁気ヘッドにトラッキ
   ングサーボをかける際と前記磁気ヘッドをアクセスさせ
   る際とでサージ電圧吸収率を切り換える切換手段を設け
   たことを特徴とする磁気ディスク装置のヘッド駆動回路
   。