JPH0312875A - ヘッドキャリッジの振動除去方式 - 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】 ［概要］ 光デイスク装置等でヘッドを搭載したベツドキャリッジ
をステップモータにより移動するヘッドキャリッジの振
動除去方式に関し、 ヘッドキャリッジ停止時の慣性力による残留振動を最小
限に抑えることを目的とし、 目標トラック位置を越えてオーバーランした位置に移動
停止した後、逆位相の残留振動を発生できる待ち時間経
過タイミングでオーバーラン分逆方向に戻して停止する
ことにより残留振動を相殺除去するように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、光デイスク装置等の情報記録装置において、
ヘッドを搭載したヘッドキャリッジをステップモータに
より移動して停止した際の残留振動を除去するヘッドキ
ャリッジ残留振動除去方式多数の情報トラックを有する
記録密度の高い記憶媒体を用いた記憶装置として光デイ
スク装置、光磁気ディスク装置、磁気ディスク装置が広
く利用されている。

このような情報記録装置においては、通常、ヘッドを目
的トラックに移動するシーク動作にボイスコイルモータ
を使用しているが、近年にあっては磁気効率が高くオー
プンループ制御により装置構成を簡略化できるステップ
モータを使用するようになっている。

ところが、ステップモータによるヘッドシークにあって
は、断続的なステップ回転によりヘッドを搭載したヘッ
ドキャリッジを直線駆動して目標トラック位置で停止し
た際に、ヘッドキャリッジに残留振動が残っており、残
留振動が整定しなければヘッド光学系による安定したト
ラック追従動作（トラッキング制御）に入ることができ
ず、ステップモータ停止時のキャリッジ残留振動を可能
な限り抑えることがアクセスタイムの向上を図るために
望まれる。

［従来の技術］ 第７図は従来の光デイスク装置の説明図あり、スピンド
ルモータにより定速回転される複数枚の光ディスク２２
を備え、光ディスク２２の両側にヘッド２４が設けられ
ている。ヘッド２４はスライダ２６により矢印Ａ方向に
移動して光ディスク２２のいずかを選択し、またヘッド
２４の下側に位置するヘッドキャリッジに搭載され、プ
ーリ２８をステップモータで駆動することにより矢印Ｂ
で示す光ディスク２４の径方向に移動できるようにして
いる。

第８図は第７図の光デイスク装置に用いられるヘッドキ
ャリッジ１２を取出し示したもので、同図（ａ）に平面
図を、また同図（ｂ）に側面図を示す。

第８図において、ヘッドキャリッジ１０はＬ字型の部材
であり、右端にビス３０により一端を固定したスチール
ベルト３２をステップモータの出力軸に連結されたプー
リ２８に巻き回した後、スチールベルト３２の他端をヘ
ッドキャリッジ１０のコーナ部にビス３４で固定してお
り、同時にビス３４により板バネ３６を固着し、スチー
ルベルト３２のたわみを防止するために所定のテンショ
ンを加えている。

従って、ステップモータによりプーリ２８を回転するこ
とによりヘッドキャリッジ１０をプーリ回転方向に直線
移動することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来のステップモータによる
ヘッドキャリッジの移動にあっては、キャリッジの始動
及び停止時に板バネ３６に慣性加重がかかって振動を起
こし、キャリッジ停止後の残留振動の整定時間が長くな
るとアクセスタイムに悪影響を及すばかりではなく、安
定したシーク性能も得られない問題があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたて
もので、ステップモータにより移動したヘッドキャリッ
ジ停止時の慣性力による残留振動を最小限に抑えるヘッ
ドキャリッジの振動除去方式を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。

まず本発明は、回転記憶媒体の情報トラックにヘッドキ
ャリッジ１０らに搭載されたヘッドをステップモーター
２によって移動する情報記憶装置を対象とする。

このような情報記憶装置につき本発明のヘッドキャリッ
ジの振動除去方式にあっては、シーク命令を受けた際に
現在位置から命令トラック位置までヘッドを移動するた
めのステップモータ１２の送りステップ量Ｓａを演算す
る送りステップ量演算手段１４と；演算された送りステ
ップ量Ｓａに基づいてオーバーラン量ｓｂを決定するオ
バーラン量決定手段１６と；演算された送りステップ量
Ｓａに基づいて待ち時間Ｔｗを決定する待ち時間決定手
段１８と；送りステップ量Ｓａにオーバーラン量ｓｂを
加えたステップ量（Ｓａ＋Ｓｂ）だけステップモータ１
２を駆動した後に待ち時間ＴＷのあいだ停止し、待ち時
間Ｔｗの経過後にオーバーラン量ｓｂ分だけステップモ
ータ１２を戻し駆動する制御手段２０と；を設けるよう
にしたものである。

［作用］ このような構成を備えた本発明によるヘッドキャリッジ
の振動除去方式によれば、現在位置から目標位置にへラ
ドシークする際に、移動ステップ量に応じて決定された
オーバーラン量分だけ余計に移動させ、オーバーラン位
置での停止による残留振動に対し逆位相の振動を発生す
るタイミングとなる待ち時間後に逆方向にオーバーラン
分だけ戻して目標位置に停止させ、逆方向に戻って停止
した際の残留振動により既にオーバーラン停止位置で発
生している残留振動を相殺して目標位置に停止したベツ
ドキャリッジの振動を速かに減衰除去する。

［実施例］ 第２図は本発明の一実施例を示した実施例構成図である
。

第２図において、１０はヘッドキャリッジであり、第８
図に示したようにプーリ２８に巻き回したスチールベル
ト３２の両端を固着することにより、プーリ２８の回転
で直線移動自在に設けられている。プーリ２８はステッ
プモータ１２の出力軸に固定される。ステップモータ１
２はＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相及びＥ相の５相モータを例
にとっており、ステップモータ１２の４−５相励磁によ
り１ステップ回転当り０．４５度の分解能が得られる。

ステップモーター２に対しては、Ａ相駆動回路４０−１
．Ｂ相駆動回路４０−２．Ｃ相駆動回路４０−３．Ｄ相
駆動回路４０−４及びＥ相駆動回路４０−５が設けられ
る。Ａ相駆動退路４０−１〜Ｅ相駆動回路４０−５のそ
れぞれは制御手段としてのＭＰＵ２０からの制御信号Ｌ
ａｌ　、Ｌａ２　。

Ｐａ−Ｌｅｌ　、Ｌｅ２　、Ｐｅの各々により制御され
る。更に、Ａ相〜Ｅ相駆動回路４０−１〜４〇−５の各
々に対してはトランジスタ４２．抵抗Ｒ１、Ｒ２，Ｒ３
を備えた電圧切換回路を介して基準電圧■１が供給され
ており、トランジスタ４２がオフのとき電源電圧＋５ボ
ルトが基準電圧■１として供給されるが、トランジスタ
４２をオンすると抵抗Ｒ１とＲ２の分圧電圧に低下した
基準電圧ＶＲが供給される。

ＭＰＵ２０は上位装置よりシーク命令を受けた際にヘッ
ドの現在位置を示す現在位置アドレスと、シーク命令に
より与えられた目標トラック位置を示す命令トラックア
ドレスとの差分を演算すると共に、そのアドレス差分を
ステップモータ１２の送りステップ量Ｓａに換算し、こ
の算出された送りステップ量Ｓａに従ってＡ相〜Ｅ相駆
動回路４０−１〜４０−５によりステップモータ１２を
駆動し、ヘッドキャリッジ１０のプーリ２８による直線
駆動でヘッドを目標トラック位置に移動させる。このよ
うな命令アドレスに基づいて算出された目標トラックへ
の送りステップ量Ｓａに基づくステップモータ１２の駆
動は従来方式と同じであるが、本発明にあっては、送り
ステップ量Ｓａに対するオーバーラン量ｓｂを求め、ま
ず送りステップ量Ｓａにオーバーラン量ｓｂを加えた（
Ｓａ＋Ｓｂ）分だけステップモータ１２を駆動する。

ＭＰＵ２０で算出される目標トラック位置までの送りス
テップ量Ｓａに基づくオーバーラン量ｓｂを決定するた
め、ＭＰＵ２０に対して設けられたメモリ６０内にはオ
ーバーランテーブル６２が格納されている。オーバーラ
ンテーブル６２に０ はステップモータ１２によるヘッドキャリッジ１０のス
テップに対応したオーバーラン量が格納されている。そ
のオーバーラン量ｓｂの決め方は、所定の送りステップ
量Ｓａに従ってステップモータ１２を駆動して停止した
際に生ずるヘッドキャリッジ１０の残留振動の振幅に対
応して決められる。例えば、送りステップｆｉｔｓａが
１０ステツプ以下と小さいときにはオーバーラン駆動に
よる時間遅れが問題にならないことから送りステップ量
Ｓａに等しいオーバーラン量ｓｂを設定する。

方、送りステップ量Ｓａが所定値、例えば１０ステツプ
を超えた場合には、最大オーバーラン量（Ｓｂ）ｍａｘ
を例えば２５ステツプに決めておき、送りステップ量の
増加に直線的に比例した最大オーバーラン量２５ステツ
プ以内となるオーバーラン量を使用する。勿論、ヘッド
キャリッジ１０を最外周または最内周に近い目標トラッ
ク位置に移動する場合には、オーバーランテーブル６２
で決定されたオーバーラン量ｓｂによるオーバーラン駆
動ができないことから、この場合には１ 目標トラック位置に対する最外周または最内周トラック
とのトラック差に対応したオーバーラン量とするリミッ
タ処理を行なうようになる。

更に、メモリ６０には待ち時間テーブル６４が設けられ
、待ち時間テーブル６４にはＭＰＵ２０によりステップ
モータ１２をオーバーラン駆動して停止した後、逆方向
にオーバーラン分だけ戻す駆動開始タイミングを決める
待ち時間Ｔｗが目標トラック位置に対する送りステップ
量に対応して格納されている。この待ち時間Ｔｗはオー
バーラン停止した状態でヘッドキャリッジ１０に生じて
いる残留振動に対しオーバーラン分逆方向に戻したとき
の残留振動が逆位相となるタイミングを設定するもので
、実験的に求められた最適値が使用される。

第３図は第２図の実施例に示したＡ相〜Ｅ相駆動回路４
０−１〜４０−５の実施例を示したステップモータ駆動
回路構成図であり、Ａ相駆動回路４０−１を代表して示
している。

第３図において、４４は出力回路部であり、Ａ２ 相コイル４６−１に対する電流制御を行なう。

４８はロジック入力部であり、ＭＰＵ２０からの位相信
号Ｐａ、電流制御信号Ｌａｌ、Ｌａ２が入力される。５
０は電流検出部であり、ＭＰＵ２０からの電流制御信号
Ｌａｌ　、Ｌａ２に応じて電流制御信号を出力する。５
２はパルス発生部であり、電流検出部５０からの電流検
出信号に応じてオンデユーテイが制御されたパルス信号
を出力回路部４２に出力する。

更に詳細に説明するならば、出力回路部４４には４つの
トランジスタＴＲＩ　、ＴＲ２、ＴＲ３。

ＴＲ４がＨ型ブリッジ接続により設けられ、Ａ相コイル
４６−１の励磁回路を構成している。トランジスタＴＲ
Ｉ〜ＴＲ４の各々には並列にスパイク抑制用のダイオー
ドＤｉ−Ｄ４が接続され、トランジスタＴＲＩ、ＴＲ２
のベースにはインバータＩＩ、１２が設けられ、またト
ランジスタＴＲ３、ＴＲ４のベースには３人力のＮＯＲ
回路Ｎｌ。

Ｎ２が設けられている。更に、トランジスタＴＲ］、Ｔ
Ｒ２のコレクタ側には駆動電圧Ｖｍが供給３ され、トランジスタＴＲ３、ＴＲ４のエミッタは共通接
続されて電流検出抵抗ｒｄに接続される。

ロジック入力部４８にはＭＰＵ２０からの位相信号Ｐａ
のノイズを除去するためのシュミットトリガ回路ＳＴ、
出力回路部４４のトランジスタＴＲＩ〜ＴＲ４の位相切
換えの際の短絡状態を防止する遅延回路ＤＬ、遅延回路
ＤＬの出力を反転して出力回路部４４のインバータ■１
とＮＯＲ回路Ｎ２に出力するインバータ■５が設けられ
る。

また、遅延回路ＤＬの他方の出力は直接出力回路部４２
のインバータＩ２とＮＯＲ回路Ｎ１に接続される。

更に、ロジック入力部４８には電流制御信号Ｌａｌ、Ｌ
ａ２を入力した４つのアンドゲートＡｌ。

Ａ２．Ａ３．Ａ４が設けられる。アンドゲートＡ１は高
電流レベル信号Ｈ８を出力し、アンドゲートＡ２は中電
流レベル信号ＭＳを出力し、アンドゲートＡ３は低電流
レベル信号ＬＳを出力し、更にアンドゲートＡ４はゼロ
電流レベル信号ＺＳを出力する。この４つのアンドゲー
トＡ１〜Ａ４４ に対するＭＰＵ２０からの電流制御信号Ｌａｌ。

Ｌａ２の電流レベルに対する出力は次表のようになる。

表−１ 電流検出部５０には３つのコンパレータＣ１゜Ｃ２，Ｃ
３が設けられる。コンパレータＣ１〜Ｃ３のプラス入力
端子には直列接続された抵抗ｒｌ、ｒ２．ｒ３．ｒ４の
分圧電圧としての基準電圧Ｖｒｌ　、Ｖｒ２　、Ｖｒ３
が各々入力される。

コンパレータＣ１はアンドゲートＡ１から高電流レベル
信号Ｈ８が出力されたときにのみ動作状態となる。また
、コンパレータＣ２はアンドゲートＡ２から中電流レベ
ル信号ＭＳが出力されたときにのみ動作状態となる。更
に、コンパレータＣ３はアンドゲートＡ３より低電流レ
ベル信号５ ＬＳが出力されたときにのみ動作状態となる。このコン
パレータＣ１〜Ｃ３のマイナス入力には出力回路部４４
に設けた電流検出抵抗ｒｄの検出電圧Ｖｓが入力されて
いる。従って、コンパレータＣ１〜３はアンドゲートＡ
ｌ−Ａ３の出力に基づくいずれか１つの動作状態で電流
検出抵抗ｒｄによる検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｒｌ〜Ｖ
ｒ３を超えたときにパルス発生部５０の単安定マルチバ
イブレータＭＭＢに対しトリガパルスを出力する。

パルス発生回路５２に設けられた単安定マルチバイブレ
ータＭＭＢはコンパレータＣ１〜Ｃ３のいずれかからト
リガパルスを受けると、その時定数で決まる一定時間に
亘るパルス出力を生じ、出力回路部４４に設けられたＮ
ＯＲ回路Ｎｌ、Ｎ２を介してトランジスタＴＲ３、ＴＲ
４をオンする。

即ち、コンパレータＣ１〜Ｃ３のいずれかのトリガパル
スによる単安定マルチバイブレータＭＭＢからのパルス
駆動によりトランジスタＴＲ３。

ＴＲ４のオンデユーテイを制御することで、スイッチン
グレギュレータとしての機能によりＡ相コロ イル４４−１に流れる駆動電流の制御と定電流制御を行
なうようになる。結果的にはコンパレータＣ１〜Ｃ３に
対する基準電圧Ｖｒｌ〜Ｖｒ３の大きさに応じた一定電
流をＡ相コイル４６−１に流すことになる。

次に、第４図のステップモータ駆動波形図を参照して、
第２図の実施例におけるステップモータ１２の４−５相
励磁による駆動制御を説明する。

第４図において、ＭＰＵ２０は、例えばＡ相を例にとる
と、Ａ相信号Ｐａを１０クロツク毎に０゜１となるよう
に繰り返しており、次の位相信号ｐｂの位相を、位相信
号Ｐａに対し２クロツクずつずらしている。一方、電流
制御信号Ｌａｌ。

Ｌａ２は共に１，１であることからＡ相駆動電流Ｉａ＝
Ｉｈとした場合を例にとっている。

この点はＢ相〜Ｅ相についても同様である。なお、Ｃ相
〜Ｅ相については駆動電流１ｃｍＩｅのみを示している
。

この結果、クロックＣＬＫのｔＯ〜ｔ１ではＡ相電流Ｉ
ａのみが零となる４相励磁が行なわれ、７ 次のクロックタイミングｔ１〜ｔ２では全ての駆動電流
が高電流Ｉｈとなる５相励磁となり、以下同様に、４相
励磁と５相励磁をクロック毎に繰り返す４−５相励磁が
行なわれる。

次に、第５図の動作フロー図を参照して第２図による本
発明の振動除去方式の制御処理を説明する。

第５図において、まずステップＳ１においてＭＰＵ２０
に対しシーク命令が与えられると、ＭＰＵ２０はステッ
プＳ２で現在アドレスを確認し、続いてステップＳ３で
現在アドレスとシーク命令によるアドレスとの差分を演
算し、このアドレス差分だけ次のステップＳ４でステッ
プモータ１２の送りステップ量Ｓａを算出する。ステッ
プｓ４で目標トラックに対するステップモータ１２の送
りステップ量Ｓａが算出させると、破線で示すようにＭ
ＰＵ２０はメモリ６０のオーバーランテーブル６２をス
テップ８１００に示すように割込み等ノサフルーチンを
使用してアクセスし、オーバーランテーブル６２よりス
テップＳ４で算出された８ 送りステップ量Ｓａに対応するオーバーラン量ｓｂを呼
び出してレジスタ毎に格納する。また、ステップ５２０
０に示すようにメモリ６０の待ち時間テーブル６４がア
クセスされ、ステップＳ４で算出された送りステップ量
Ｓａに対応する待ち時間Ｔｗが呼び出されてレジスタ側
に格納される。

ステップＳ４で目標トラック位置に対する送りステップ
量Ｓａの算出が終了するとステップＳ５に進み、オーバ
ーランテーブル６２よりステップ５１００で呼び出され
たオーバーラン量ｓｂを算出された送りステップ量Ｓａ
に加算し、（Ｓａ＋Ｓｂ）に従ってステップＳ６でステ
ップモータ１２を駆動する。このステップＳ６によるス
テップ駆動でヘッドキャリッジ１０は搭載しているヘッ
ドをシーク命令による目標トラックよりオーバーラン量
ｓｂ分だけオーバーランした位置に移動して停止するよ
うになる。

ステップＳ６のオーバーラン駆動が終了するとステップ
Ｓ７に進んで待ち時間テーブル６４から読み出された待
ち時間Ｔｗとオーバーラン停止か９ らの経過時間との比較が行なわれ、待ち時間Ｔｗを経過
するとステップＳ８に進み、ステップモータ１２の駆動
方向を反転する。続いてステ・ンブ５１００で呼び出さ
れているオーバーランｆｆ１ｓｂをステップＳ９で設定
し、次のステップＳＩＯでオーバーラン量ｓｂ分だけス
テップモータ１２を逆方向に駆動する。続いてステップ
Ｓｌｌで現在アドレスがシーク命令による命令アドレス
に一致したか否か確認し、一致していればステップＳ１
２で一連のシーク動作を終了する。

第６図は第５図の動作フロー図に従った本発明の振動除
去制御によるヘッドキャリッジの振動減衰状態を示した
説明図である。

第６図（ａ）はヘッドキャリッジ１０を正方向に１０ス
テツプだけ送ったときの駆動パルス数［Ｐ　Ｐ　Ｓ］と
残留振動の振幅［μｍ］を示す。

また、第６図（ｂ）はヘッドキャリッジ１０を負方向に
５ステツプだけ送ったときの駆動パルス数と残留振動の
振幅を示す。

本発明は、この第６図（ａ）（ｂ）に示す２つ０ の残留振動を同図（Ｃ）に示すように合成することで、
最終的な残留振動を減衰除去するものである。

即ち、第６図（Ｃ）に示すように、まず同図（ａ）に示
したと同様に１０ステツプだけ正方向に送った後、待ち
時間Ｔｗだけ停止し、待ち時間７ｗ経過後に第６図（ｂ
）に示したと同様に負方向に５ステツプだけ送る。ここ
で、待ち時間Ｔｗは第６図（ａ）に示す１０ステップ送
って停止したときの残留振動の２サイクル目の開始位置
Ｐ点に、第６図（ｂ）に示すように負方向に５ステップ
送った際の残留振動の開始点、即ち逆位相となる開始点
Ｑを一致させるための時間となる。

このような正方向に１０ステップ送った後に待ち時間Ｔ
ｗを待って負方向に５ステップ送ることで、第６図（Ｃ
）に示すようにヘッドキャリッジ１０の残留振動を正方
向停止時の残留振動と逆方向停止時の残留振動との逆位
相関係による相殺で除去し、極く短時間で残留振動を整
定させることができる。即ち、第６図（ｄ）に示すよう
に、単１− に正方向に５ステップ送って停止したときの残留振動に
対し、同図（Ｃ）に示す本発明による残留振動の整定時
間は極く短時間に抑えることができる。

本願発明者等の実験によれば、第６図（Ｃ）に示す従来
の残留振動の整定時間が６２ｍ５であったものが、本発
明により約３　Ｑ　ｍ　ｓと半分以下に短縮できること
が確認された。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、ステップモー
タ停止時に生ずるヘッドキャリッジの残留振動を短時間
で整定することができるため、アクセスタイムを短縮し
シーク性能を向上することができる。

また、経年変化による整定時間の変化も防ぐことができ
、長時間に亘って安定したヘッドシークを実現できる。

【図面の簡単な説明】

２ 第１図は本発明の原理説明図： 第２図は本発明の実施例構成図； 第３図は本発明のステップモータ駆動回路構成図；第４
図はステップモータ駆動波形図； 第５図は本発明の動作フロー図； 第６図は本発明による振動減衰の説明図；第７図は従来
の光デイスク装置説明図；第８図は光デイスク装置のキ
ャリッジ説明図である。 図中、 １０・ヘッドキャリッジ １２ニステツプモータ １４：送りステップ量演算手段 １６：オーバラン量決定手段 １８　待ち時間決定手段 ２０：制御手段（ＭＰＵ） ２２：光ディスク ２４：ヘッド ２６：スライダ ２８：プーリ ３２ニスチールベルト ３６：板バネ ４０−１〜４０−５ ４４：出力回路部 ４６−１：Ａ相コイル ４８：ロジック入力部 ５０：電流検出部 ５２：パルス発生部 ６０：メモリ ６２ニオ−バーランテーブル ６４：待ち時間テーブル ：Ａ−Ｅ相駆動回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転記憶媒体の情報トラックにヘッドキャリッジ
   （１０）に搭載したヘッドをステップモータ（１２）に
   よって移動する情報記憶装置に於いて、シーク命令を受
   けた際に現在位置から命令トラック位置までヘッドを移
   動するための前記ステップモータ（１２）の送りステッ
   プ量（Ｓａ）を演算する送りステップ量演算手段（１４
   ）と； 該送りステップ量演算手段（１４）による送りステップ
   量（Ｓａ）に基づいてオーバーラン量（Ｓｂ）を決定す
   るオーバーラン量決定手段（１６）と； 前記送りステップ量演算手段（１４）による送りステッ
   プ量（Ｓａ）に基づいて待ち時間（Ｔｗ）を決定する待
   ち時間決定手段（１８）と、 前記送りステップ量（Ｓａ）にオーバーラン量（Ｓｂ）
   を加えたステップ量（Ｂａ＋Ｓｂ）だけ前記ステップモ
   ータ（１２）を駆動した後に前記待ち時間（Ｔｗ）のあ
   いだ停止し、該待ち時間（Ｔｗ）の経過後に前記オーバ
   ーラン量（Ｓｂ）分だけ前記ステップモータ（１２）を
   戻して駆動して停止する制御手段（２０）と；を設け、
   ステップモータ停止時の前記ヘッドキャリッジ（１０）
   の残留振動を除去して整定時間を最小限に抑えたことを
   特徴とする情報記憶装置のヘッドキャリッジ振動除去方
   式。