JPH0312877A - 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ヘッドキャリッジ
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残留振動を最小限に抑えるこ
とを目的とし、 ステップモータ停止時に停止保持のために流す停止電流
値をより低い電流値に所定時間のあいだ切換え、キャリ
ッジの残留振動をステップモータ側でも吸収できるよう
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に関する。

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であり、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２
２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により矢印入方向
に移動して光ディスク２２のいずかを選択する。またヘ
ッド２４は下側に位置するヘッドキャリッジに搭載され
ており、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１゜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板バネ３６によ
り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１ｏ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に慣性荷重が加わることで振動
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
ステップモーター２の駆動によりヘッドを命令トラック
位置まで移動する制御手段１４と；制御手段１４により
ステップモーター２を停止した際に停止ロックのために
流している停止電流の値をより低い電流値に切換える停
止電流切換手段１６と；を設けるようにしたものである
。

また停止切換手段１６は、ステップモーター２の停止時
に停止電流をより低い電流値に切換えると同時に、ヘッ
ドキャリッジ１２の残留振動の整定時間に対応した所定
時間経過後に元の停止電流値に戻してヘッドキャリッジ
１２を停止ロックする。

［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、ヘッドキャリッジの移動停止
時にステップモータを完全にロックしてしまうことでヘ
ッドキャリッジ部の振動を全てキャリッジのみで受けな
ければならなかったものが、ステップモータの停止電流
値をより低い電流値に切換えることでステップモータが
完全にロック状態とならず、キャリッジ部の振動をステ
ップモータ側でも受けて吸収減衰させることができ、ダ
ンパ効果をより高めることでキャリッジ部の残留振動を
速かに減衰除去することができる。

［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はヘッドが搭載されるヘッドキャ
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で支持
されており、スチールベルト３２の片側に撓み防止のた
めに板バネ３６が設けられている。スチールベルト３２
を介してへ・シトキャリッジ１０を支持したプーリ２８
はステップモータ１２の出力軸に固着される。

ステップモータ１２は、この実施例においてＡ相、Ｂ相
、Ｃ相、Ｄ相及びＥ相の５つのコイルを備えたステップ
モータを使用しており、１ステップ当り０．９度の分解
能を持ち、ヘッドキャリッジ１０の全ストロークをステ
ップモータ１２の２５６ステツプに対応させている。

ステップモータ１２に対しては、Ａ相駆動回路１８−１
．Ｂ相駆動回路１８−２．Ｃ相駆動回路１８−３．Ｄ相
駆動回路１８−４及びＥ相駆動回路１８−５が設けられ
ている。Ａ相〜Ｅ相駆動回路１８−１〜１８−５は制御
手段としてのＭＰＵ１４からの制御信号により駆動され
る。例えば、Ａ相駆動回路１８−１を例にとると、ＭＰ
Ｕ１４からはＡ相コイルに流れる電流方向を決める位相
信号Ｐａと、Ａ相コイルに流れる電流の大きさを指定す
る電流制御信号Ｌａｌ、Ｌａ２を受けている。この点は
残りＢ相駆動回路１８−２〜Ｅ相駆動回路１８−５につ
いても同様である。

更にＡ相〜Ｅ相駆動回路１８−１〜１８−５に対しては
基準電圧■１が共通に供給されている。

ここでＭＰＵからの電流制御信号Ｌａｌ　、Ｌａ２〜Ｌ
ｅｌ、Ｌｅ２はＡ相〜Ｅ相駆動回路１８−１〜１８−５
毎に個別にコイル電流値を制御できるものであるが、基
準電圧■１を変えることによりＡ相〜Ｅ相駆動回路１８
−１〜１８−５によるコイル駆動電流を一斉に切り換え
ることができる。

基準電圧■１はトランジスタ２０．抵抗Ｒ１゜Ｒ２，Ｒ
３を備えた基準電圧切換回路、即ち本発明にあっては停
止電流切換回路１６により切り換えられる。即ち、トラ
ンジスタ２０がオフのときには電源電圧＋５ボルトがそ
のまま基準電圧■１として供給されるが、トランジスタ
２０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の供給に切り換わる。

制御手段としてのＭＰＵ１４はシーク命令を受けた際に
現在トラックアドレスとシーク命令によるトラックアド
レスとのアドレス差分を算出し、このアドレス差分をス
テップモータ１２のステップ数に換算してＡ相〜Ｅ相駆
動回路１８−１〜１８−５によるステップモータ１２の
４−５相励磁による駆動でヘッドキャリッジ１０を直線
移動し、ヘッドキャリッジ１０に搭載されたヘッドをシ
ーク命令による命令トラックアドレスに移動させるよう
になる。

このようなＭＰＵ１４による基本的なシーク動作の制御
機能に加え、本発明にあっては、ＭＰＵ１４にステップ
モータ１２を移動停止した際に停止電流切換回路１６の
トランジスタ２００オンによりＡ相〜Ｅ相駆動回路１８
−１〜１８−５に対する基準電圧■１を下げることによ
り、ステップ０ モータ１２を停止ロックするために流している停止電流
をより低い電流値に下げる停止電流切換機能が設けられ
る。この停止電流の切換えはヘッドキャリッジ部の残留
振動の整定時間に基づく所定時間行なわれた後、停止電
流切換回路１６のトランジスタ２０を再びオフすること
で元の停止電流に戻してステップモータ１２を停止ロッ
クさせるようになる。即ち、ステップモータ１２の停止
時にステップモータ１２を完全なロック状態とせずにヘ
ッドキャリッジ部で生じた残留振動をヘッドキャリッジ
１０のみならずステップモータ１２側でも受けて吸収す
ることにより減衰振動の整定時間を短縮するものである
。

第３図は第２図の実施例に示したＡ相〜Ｅ相駆動回路１
８−１〜１８−５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１８−１を代表して示
している。

第３図において、４２は出力回路部であり、Ａ相コイル
４４−１に対する電流制御を行なう。

４６はロジック入力部であり、ＭＰＵ１．４からの１ 位相信号Ｐａ、電流制御信号Ｌａｌ　、Ｌａ２が入力さ
れる。４８は電流検出部であり、ＭＰＵ１４からの電流
制御信号Ｌａ１．Ｌａ２に応じた電流制御信号を出力す
る。５０はパルス発生部であり、電流検出部４８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４２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
４４−１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Ｄ１〜Ｄ４が接続され、トランジスタＴＲＩ　、ＴＲ
２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ＮＯ
Ｒ回路Ｎｌ、Ｎ２が設けられている。更に、トランジス
タＴＲＩ　、ＴＲ２のコレクタ側には駆動電圧Ｖｍが供
給され、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２ れる。

ロジック入力部４６にはＭＰＵ１４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４２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４２のインバータ■１
とＮＯＲ回路Ｎ２に出力するインバータＩ５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■２とＮＯＲ回路Ｎ１に接続される。

更に、ロジック入力部４６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Ａｌは高
電流レベル信号Ｈ８を出力し、アントゲ−１Ａ２は中電
流レベル信号ＭＳを出力し、アンドゲートＡ３は定電流
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〜Ａ４に対するＭＰＵ１４からの電流制御信号Ｌ
ａｌ　。

３ 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４８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ｒ１、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、基準電圧Ｖｒｌ〜Ｖｒ３は第２図に示
した停止電流切換回路１６からの基準電圧■１により決
められる。

コンパレータＣ１はアンドゲートＡｌ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Ｃ３４ はアンドゲートＡ３より低電流レベル信号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４２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〜Ｃ３はアンドゲートＡ１〜Ａ３の
出力に基づくいずれかの１の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〜Ｖｒ３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５０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４２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。

即チ、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５ チングレギュレータとしての機能によりＡ相コイル４４
−１に流れる駆動電流の制御と低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４４−１に流すことになる。従って、基準電圧切
換回路１６からの基準電圧ｖＲを変えれば基準電圧Ｖｒ
ｌ〜Ｖｒ３も下がることから、この基準電圧Ｖｒｌ〜Ｖ
ｒ３の低下に応じてＡ相コイル４４−１に流す駆動電流
も低下させることができる。

第４図は第３図のステップモータ駆動回路を備えた第２
図のＡ相駆動回路１８−１〜Ｅ相駆動回路１８−５によ
るステップモータ１２の４−５相励磁駆動を示したステ
ップモータ駆動波形図である。

第４図において、まずＡ相駆動を見ると、クロックＣＬ
Ｋの１０クロツク毎に駆動電流の方向を決める位相信号
Ｐａが帆　１を繰り返しており、この位相信号Ｐａが変
化する時刻ｔＯ，ｔｌＯ。

ｔ２０のタイミングで電流制御信号Ｌａｌ、Ｌａ２６ が１クロック分に与えられる。この場合、（Ｌａ］、Ｌ
ａ２）　−（１，１）であることから高電流Ｉｈを指定
していることになる。

この結果、Ａ相コイルには時刻ｔｏまで＋Ｉａ。

時刻ｔＯ〜ｔ１で０、時刻ｔ１〜ｔ１０で−Ｉａ。

時刻ｔ１０〜ｔ１１で０、時刻ｔｌｌ〜ｔ２０で＋Ｉａ
となるように交互に正負の駆動電流Ｉａが流れる。

これに対しＢ相についてはＡ相の位相信号Ｐａに対し２
クロック分ずれた位相信号Ｐｂが与えられ、この位相信
号ｐｂの立上がり及び立下がりに同期して１クロッ分の
電流制御信号Ｌｂｌ、Ｌｂ２が与えられ、図示のＢ相駆
動電流Ｉｂを流す。

以下、Ｃ相、Ｄ相及びＥ相についても同様であり、これ
らについては駆動電流Ｉｃ、　　Ｉｄ、　　Ｉｅのみを
示す。その結果、例えば時刻ｔＯ〜ｔ１で４相励磁、ｔ
１〜ｔ２で５相励磁となるように４相励磁と５相励磁と
を交互に繰り返して１ステツプずつヘッド位置を移動さ
せる４−５相励磁による駆動が行なわれる。

第５図は第２図の実施例においてステップモー７ り１２の停止時にＭＰＵ１４により停止電流切換回路１
６のトランジスタ２０をオンして停止電流をより低い電
流値に切り換えたときのステップモータ駆動波形図であ
る。

第５図において、時刻ｔｎまでは第４図の駆動波形図と
同様にしてステップモータ１２の４−５相励磁による駆
動が行なわれている。時刻ｔｎで目標トラックアドレス
に達してステップ駆動を停止すると、従来方式にあって
はそのときのＡ相〜Ｅ相電流に保持して回転ロックを掛
けるようになるが、本発明にあってはＭＰＵ１４が停止
電流切換回路１６のトランジスタ２０をオンし、トラン
ジスタ２０のオンによりＡ相〜Ｅ相駆動回路１８１〜１
８−５に対する基準電圧ｖＲを低い電圧に下げ、例えば
第５図に示すように停止電流を半分に下げるようになる
。このため、停止状態に置かれたステップモータ１２は
完全に回転ロックが掛かった状態とならず、ヘッドキャ
リッジ部の残留振動をヘッドキャリッジ１０．スチール
ベルト３２、プーリ２８を介してステップモータ１２の
８ ロータで受け、慣性振動をステップモータ１２側で吸収
することでキャリッジ部の残留振動を速やかに減衰し、
減衰振動が無くなるまでの整定時間を短縮することがで
きる。

時刻ｔｎから所定時間Ｔを経過するとＭＰＵ１４が停止
電流切換回路１６のトランジスタ２０を再びオフに戻し
、これによりＡ相〜Ｅ相駆動回路１８−１〜１８−５に
対する基準電圧■１は元の電圧に回復し、ステップモー
タ１２に対するＡ相〜Ｅ相の駆動電流がそれぞれ定常電
流値に回復して、ステップモータ１２を停止ロック状態
に固定保持する。

第６図は第２図に示した本発明の実施例による制御処理
を示した動作フロー図である。

第６図において、まずＭＰＵ１４に対しシーク命令が与
えられるとステップＳ２でヘッドが現在位置している現
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命令アドレスとの差分を算出し、
このアドレス差分に基づきステップＳ４で対応するステ
ップモータ９ １２の送りステップ数を算出する。

続いてステップＳ５で送り量、送り方向、及び駆動電流
を設定し、ステップＳ６でステップモータ１２の４−５
相励磁による駆動を開始する。ステップＳ７でステップ
モータ１２の送り量が設定送り量に達するとステップＳ
８に進んで駆動停止し、続いてステップＳ９で停止電流
値をより低い電流値に下げる。

続いてステップＳＩＯで駆動停止から所定時間Ｔを経過
したか否かチエツクしており、設定時間Ｔの経過により
タイムアツプが判別されるとステップＳｌｌに進んで停
止電流を通常の電流値に回復し、ステップＳ１２でシー
ク動作を終了する。

このような本発明のステップモータ駆動停止時に電流値
を下げてステップモータ側で残留振動を吸収除去する方
式によれば、本願発明者による実験の結果、従来の駆動
停止にあっては５０〜１８Ｑｍｓ程度であった整定時間
を、本発明によれば５〜５０　ｍ　ｓ程度に短縮できる
ことが確認された。

なお、上記の実施例にあっては、ステップモー０ り１２の４−５相励磁による駆動を例にとるものであっ
たが、本発明にこれに限定されず、適宜のコイル総数に
つきそのまま適用することができる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、ヘッドキャリ
ッジの停止時の残留振動を短時間で整定することができ
、整定時間の短縮によりアクセスタイムを短縮してシー
ク性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

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図は停止時のステップモータ駆動波形図；第６図は
本発明の動作フロー図； 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；１ 第９図は残留振動説明図である。 図中、 １０：ヘッドキャリッジ １２ニステツプモータ １４；制御手段（ＭＰＵ） １６：停止電流切換手段（回路） １８−１〜１８−５：Ａ相〜Ｄ相駆動回路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 ４２：出力回路部 ４４−１：Ａ相コイル ４６二ロジツク入力部 ４８：電流検出部 ５０：パルス発生部 ２ −５７３− 叩蘇―樅

Claims (2)

【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
   けた際に前記ステップモータ（１２）の駆動によりヘッ
   ドを命令トラック位置まで移動する制御手段（１４）と
   ： 該制御手段（１４）により前記ステップモータ（１２）
   の停止した際に停止ロックのために流している停止電流
   の値をより低い電流値に切換える停止電流切換手段（１
   ６）と； を備えたことを特徴とするヘッドキャリッジの振動除去
   方式。
2. （２）前記停止電流切換手段（１６）は、ステップモー
   タ（１２）の駆動停止から所定時間経過後に、低下させ
   た停止電流を元の電流値に戻して停止ロック状態とする
   特徴とする請求項１記載記載のヘッドキャリッジの振動
   除去方式。