JPH04195873A - 記録再生装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は円盤状記録再生装置に係り、特に高速検索する
記録再生装置に関する。

従来の技術 一般に高速検索可能な記録再生装置としては、ハードデ
ィスク装置、フロッピディスク装置などの磁気記録装置
、あるいはＣＤ、追記型光デイスク装置、光磁気ディス
ク装置など光デイスク装置があげられるが、ここでは光
デイスク装置を例にして説明する。

光デイスク装置は大容量記録が可能であるが、トラック
ピッチが非常に小さいため（１〜２μｍ）、記録、再生
中は微小力光スポットを回転しているディスクの目標ト
ラックに高精度に追従させる必要があり、また、ディス
ク内の所定のトラックにデータを記録、再生するために
、光スポットを目標トラックまで移動させる動作が必要
である。

これらを実現するに、一般には半導体レーザ光源の出射
光を光学プリズムなどを介してアクチュエータと一体化
した対物レンズに入射し、ディスり上にて微小な光スポ
ットに絞り込み、このアクチュエータをディスクのラジ
アル方向に移動することによって光スポットをディスク
の目標トラックに移動させる。

ここで、光ディスクをコンピュータの外部記憶装置とし
て用いる場合、システム全体のスループットを向上させ
るために、光ディスクの処理動作をより高速に行う必要
があり、このためには、光スポットの移動動作（以下ア
クセスと記す）が高速である必要がある。

アクセスの高速化を図るためには、可動部である対物レ
ンズアクチュエータの軽量化、速度制御が重要である。

軽量アクチュエータとしては、半導体レーザ光源や光学
プリズム、光検出器などを固定部分とし、対物レンズと
反射ミラーのみを電磁コイルからなるアクチュエータと
一体化可動部とした方式（以下分離型光ヘッドと記す）
が提案されている。以下この分離型光ヘッドを例として
制御方法を説明する。

第７図において２４は光ディスク、１０は光ヘッドで、
可動部であるスイングアーム部１１上に対物レンズ１２
及び反射ミラー１３ａ、１３ｂのみを設け、半導体レー
ザ光源、プリズム、レンズ。

光検出器などの光学系はこれらと分離して固定部１４内
に設置しである。スイングアーム部１１はアクチュエー
タ部２５にて可動コイル（図示せず）と一体化されてお
り、電磁力によって中空軸１５を軸に上下移動または回
動し、これによって対物レンズ１２からの出射スポット
光の位置制御を行う。すなわち、スイングアーム部１１
を上下させディスク２４上への光スポットの焦点調整を
行い、またスイングアーム部１１の回動により光スポッ
トをディスクのラジアル方向に移動させる。固定部１４
からの光はプリズムなどによって光整形された後に中空
軸１５に導かれ、スイングアーム部１１内に入る。

次にこれらの構成要素をもつ光ディスクのアクセス制御
を説明する。スイングアーム部１１０回動により光スポ
ットがディスクのラジアル方向に移動しトラックを横切
るときには、光ヘッドの固定部内の光検出器の出力を介
して第８図に示すようなトラック横断信号を得ることが
できる。同図６点は光スポットがトラックのランド上に
ある場合で、ｂ点が溝に照射されているときに相当する
。

すなわち同図に示す正弦波の１周期が、トラック１本分
を横切ることに相当し、この波の数をカウントすれば光
スポットのトラック横切９本数を知ることができ、また
この周波数や周期計測によシ光スポットの移動速度を測
定でき、アクセス時の光スポツト移動制御に利用するこ
とができる。

このためアクセス制御方法としては、目標トラックまで
の距離、すなわち目標トラックまでのトラック数を第７
図における指令信号２６としてトラックカウンタ１６に
セットし、これに応じて目標速度発生部１７で基準速度
を設定し、この設定値を光ヘツド移動の速度指令値とし
て与え、かつトラック横断信号検出部２３のトラック横
断信号にて実際の移動速度を速度検出部１８で検出し、
比較器１９にて逐次比較制御するサーボ制御によって光
ヘッドの移動速度を制御し、最適速度制御によるアクセ
スを行う。速度検出部１８は光ヘッドからのトラック横
断信号をＦＶ変換部２０にて筒波数／電圧変換し、速度
検出部２１にて速度検出し、この検出値と目標速度発生
部１７からの基準速度を比較器１９で比較し差がゼロに
なるようにフィードバック制御する。この比較信号をア
クチュエータ駆動部２２にて増幅し、アクチュエータ駆
動信号２４を送出し、スイングアーム部１１の移動制御
を行う。

基準速度は第９図に示す台形波、または三角波状の速度
プロフィールが一般に用いられている。

図では移動トラック数の多い場合（図中６１）と移動ト
ラック数の少ない場合（図中６２）との例を示している
。６１の場合を説明すると、目標トラックへの到達をｄ
点としたとき、まずアクチュエータはａ点までフル加速
され、続いてｂ点まで定速走行させる。その後す点から
目標点ｄまでは減速走行される。これらの速度切り替え
点や減速速度は先に述べたようにすべて目標トラックま
での残余トラック数により制御される。同図６２の場合
も同様であるが、移動トラック数の多い６１の場合の定
速速度制御区間（図中ａ　−ｂ　）が省略されている。

第９図に示した速度制御が不適切であると、光スポット
が目標位置Ｃまだはｄ点に手前にて停止したυ、あるい
は行き過ぎたりして、再び目標トラックへ移動補正しな
ければならなくなり、アクセス速度を低下させることに
なってしまう。そのため、目標位置までの速度制御の最
適化はアクセヌの高速化を図る重要な要因となる。

発明が解決しようとする課題 ところでヌイングアームアクチュエータは回動軸のいか
なる位置においても同様の特性を有する必要があり、ま
た制御系もこれを前提にして設計される。しかし、実際
には回動部軸の摩擦の不均一性や遊びおよびアクチュエ
ータ磁気回路の不均等性などがあり、またヌイングアー
ム部の重量バランスが回動軸に対して不均一の場合、傾
きの影響ヲ受け、ヌイングアーム７クチュエータの駆動
特性に変動が生じる。

しかし、制御部にはこれらの情報が伝達されていないの
で、先に説明した方法により残余トラック数に応じた一
定の移動制御を行うため、アクセス速度が変動し、また
安定性を損なうなど問題が生じる。特に高速なアクセス
動作を行う場合、これらの外乱要素は重要であり、これ
がアクセヌの高速化を阻害してしまう要因になる。

課題を解決するだめの手段 本発明は、記録媒体に対して信号を記録、再生する光ヘ
ッドなどの変換手段と、記録媒体上のトランクを変換手
段が演切るよう変換手段を移動させる移動手段と、移動
手段の移動速度を制御する速度制御手段と、移動の開始
または移動途上の所定のトラックを通過する時間を初期
値として移動経過時間を計測する計時手段と、あらかじ
め準備され移動トラック数と移動経過時間の参照値を記
憶した参照手段と、計時手段の出力値と参照手段の参照
値との差分を検出する比較手段とを有し、比較手段の比
較結果の大小に応じて移動手段の移動速度を補正制御す
るよう速度制御手段の出力値を補正する加減算手段を有
する。

作　　用 本発明は上記した構成によυ、あらかじめ移動トラック
数に応じたか照アクセヌ時間を記憶しておくことにより
、外乱の影響があってアクセス途上の経過時間に変動が
生じても、参照時間との違いを逐次検出して、移動手段
の速度制御に加減速のフィードバンクをかける。すなわ
ち、参照時間よシもおそければ加速、速ければ減速制御
がかかるように制御する。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の実施例の制御ブロック図である。ヘッ
ド移動手段６５で駆動される光ヘツド部５ｏの光検出器
出力を受けてトラック横断信号検出部６１によりトラッ
ク横断に対応したパルス５７が検出される。この信号は
速度検出部５２と残余トラックカウンタ５３に入力され
る。速度検出部６２における速度検出はＦＶ変換による
トラック横断信号の周波数検出やトラック横断信号のパ
ルス周期（時間）計測などによって行われ、アナログ速
度信号として比較器５４に送られる。

アップグランカウンタなどで構成される残余トラックカ
ウンタ５３にはアクセス開始時にアクセス指令部６５に
て目標トラックまでの移動トラック数が初期セットされ
ており、トラック横断信号６７の入力により減算されて
いく。目標速度発生器５６には残余トランク数に応じた
最適速度が用意されており、残余トラックカウンタ６３
のカウンタ値に応じた基準速度を出力する。この目標速
度発生器５６はメモリ量や回路の複雑化の制約から光ヘ
ッドの外乱の影響などの要因は考慮されておらず、あく
までアクチュエータの標準的な特性から算出された理想
速度指令値を発生する。

ここで、アクセフ開始時に残余トラックカウンタ５３に
移動トラック数を初期セットするが、これと同時に経過
時間を測定するタイマ６８をスタートさせる。このタイ
マ６８はアクセス開始後の経過時間の絶対値、あるいは
回路内の所定クロソりに比例した計数値をカウントして
いくものであ、す、このカウント値が基準時間参照部６
９の入力信号となる。基準時間参照部５９はアクセス距
離に応じて経過時間に対する移動トラック数の参照値が
複数準備されており、このうちの一つ一つが、第２図に
示すようにアクセス距離から目標トラック突入までの理
想経過時間が経過時間：移動トラック数の関数として断
続的、あるいは連続的に記憶されている。すなわち、目
標トラックまでの移動トラック数を図中ａ１１とした時
、目標トラックに到達するまでの移動トランク数に対し
た経過時間を示しており、残余トラック数○に向けて時
間が経過していくのを示している。なお、ディスク内の
トラック数は１万トラック以上あり、メモリの制約から
これらすべてを参照値として準備できない場合は複数ト
ランクごとに参照値を用いてもよい。

アクセス開始後、ある時間での基準時間参照部６９のト
ラック数出力は残余トラックカウンタ５３と比較器６０
で比較される。この差が経過時間に対する理想移動距離
（トラック数）との差をあられしてお・シ、基準時間参
照値出力が大きいときは実際の移動速度が遅くなってお
り、小さい時は加速ぎみになっていることになる。

比較器６０の出力は変換器６１にてＤＡ変換され、補正
部６２の補正係数の制御を行う。補正部の特性は第３図
に示すように実線で示した基準速度特性の傾きを同図破
線で示すような特性に変換させるように働き、ゲイン可
変のアンプなどで構成することができる。すなわち先に
述べたような外乱の影響でアクセス距離に遅れがあると
同図３ａのように速度を速めるように働き、逆に早めの
場合は３ｂのように速度を下げ制御系の安定化を図る。

基準時間参照部５９には移動トラック数に応じた時間参
照特性が参照テーブルとして準備されておシ、アクセス
距離に応じて移動トラック数選択部６３で所定の参照テ
ーブルが選択される。

加速時は一般にフル加速する場合が多く、この制御は第
９図ａ点、ｂ点に示した加速から定速まだは減速への変
換点以降の速度補正のみに用いても有効である。この場
合は第４図に示すように残余カウンタ８０の出力を受け
てコンパレータなどから構成される減速（定速）開始検
出部８１によりタイマ８２を始動する。この出力を受け
て先の例と同じように基準時間参照部８３から比較部８
４を介して補正値を出力する方法である。この場合は指
令アクセス距離がいかなる値であっても減速開始時点で
の残余トラック数は一定であるため、基準時間参照部５
９の参照テーブルは１種準備しておけばよく、基準時間
参照部のメモリ数や回路構成を大幅に縮小化できる。

第６図にさらに別の速度制御方法の例を示す。

この方式はパンパン（Ｂａｎｇ　−Ｂａｎｇ　）制御と
よばれる方法で、同図（ａ＞に示すように加速のみ々ら
ず減速をもフル減速を行って速度制御を行うものである
。この方式では加速から減速の切シ替えタイミングＴ１
が目標トラックに安定に着地させるだめのポイントとな
る。このタイミングが大きくずれると目標トラックから
大きくずれた位置に光ヌボソトが停止し、目標トラック
まで細かな補正移動を行わなければならず、結果的にア
クセスに時間を要する結果になってしまう。

そこでこの切り替えタイミングを決定するのに残余トラ
ック数と経過時間を比較することによってこれを行う。

第６図にこの制御のブロック図を示す。９Ｑは光ヘッド
で９１がトランク横断信号検出部、９２が移動したトラ
ック数をカウントする移動トラックカウンタである。９
３は第５図に示した加減速切り替えのタイミングや光ヘ
ッドを含む装置全体のシーケンヌを制御するコントロー
ラ部を示しており、マイクロプロセッサなどから構成さ
れている。切り替え制御に関してはこれまでの方法では
、コントローラ９３はあらかじめ決められた加減速の切
り替えタイミングＴ１をアクチュエータ駆動回路９７に
送出する方法となっていた。

同図９５は基準時間参照部であらかじめ算出した加減速
切り替え時間における移動トラック数が参照値として準
備されており、各アクセス距離におうじて複数個準備さ
れている。まずアクセヌ開始指令がコントローラ９３か
ら送出され、光ヘッドのアクチュエータ駆動回路９７か
ら加速パルスが出力される。このときタイマ９４も同時
に時間カウントを開始する。所定時間Ｔ１になるとその
ときの移動トラック数９９８と基準トラック数９９ｂを
比較器９６で比較し、この差をコントローラ９３に誤差
情報として送出する。コントローラ９３は移動トラック
数が少ないときは減速指令をださずに、所定時間だけ加
速を延長させるかあるいは比較器９６の信号がゼロにな
るまでこれを引続き継続させる。また、Ｔ１において移
動トラック数が多いときは第５図における減速パルス印
加時間（Ｔ２−Ｔ１）を短くするなどの補正を行う。

これによって、パンパン制御の加減速切り替えタイミン
グを制御し、外乱時の目標トラック突入の安定化をはか
ることができ、結果的にアクセスの高速化を図ることが
可能となる。

このように本発明の実施例の記録再生装置によれば、移
動トラック数に応じた参照アクセス動作を記憶しておき
、外乱によってアクセス動作の変動が生じた場合、差違
を検出して速度制御を加速。

減速するように配しであるから、安定で高速なアクセス
動作ができる。

なおこれ寸での例ではアクチュエータの速度指令部から
アクチュエータにかけてはアナログ信号にて制御する方
法を用いたが、これらをデジタル信号で行ってもよい。

また計時手段や比較手段をマイクロ１０セツサによるソ
フトウェア処理で行ってもよい。

発明の効果 前記実施例の説明よシ明らかなように、本発明によれば
、アクチュエータの構造に起因する摩擦。

がたや感度むらおよび重量バランヌむらによる装置傾き
の影響などがあっても、これらの影響による移動時間の
変化を検出し、補正を行うためにより高精度で安定な速
度制御が可能であり、アクセスの高速化、安定化をはか
ることができる。また、各構成部品の不均一性や温度変
動、経時変動による特性変化の補正効果もあるためより
高信頼の記録再生装置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の記録再生装置のブロック図
、第２図は同基準時間参照部の特性図、第３図は同補正
の説明図、第４図は向合−つの実施例のブロック図、第
５図はパンパン制御の説明図、第６図は本発明のパンパ
ン制御ブロック図、第７図は従来の記録再生装置のブロ
ック図、第８図はトラック移動検出原理図、第９図は従
来のアクセヌ速度制御説明図である。 ５０．９０・・・・・・光ヘッド、６１．９１・・・・
・トラック横断信号検出部、６２・・・・・・速度検出
部、６３゜８ｏ・・・・・・残余トラックカウンタ、５
４，６０，８４゜９６・・・・・・比較器、５５・・・
・・・アクセヌ指令部、５６・・・・・・目標速度発生
器、５Ｂ、８１．９４・・・・・・タイマ、５９，８３
．９５・・・・・・基準時間参照部、ｅ３・・・・・・
移動トラック数選択部、６６・・・・・・移動手段、９
３・・・・・・コントローラｓ、９７”””アクチュエ
ータ駆動回路。 Ｓθ−光へ・ンド ５１−トラック樺「侶号沖出帥 ５２−３を屋坤已酔 ｓ３　　　＾４ｒ：）ラックカウンタ ｊ４．　ＡＤ・　Ｉｔ較舞 ご−７７マス１咋帥 ５ｔ　　−目　譚！ｙ鞘！、五 ｎ−・りＡマ ｓ９　湊￥時間、Ｓ−Ｍ坪 訂−・蜂動斗投 第　１１′！′ （θ 第　２　区 移チカトラプク 第　　４　　ロ 第　５Ｉ： 第　６　Ｌ 第　７　［“ ／ ＷＬ　８　毛 ７／ラーＹ 篤９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録媒体上のトラック検索機能を有する記録再生装置で
   あって、前記記録媒体に対して信号を記録、再生する交
   換手段と、前記記録媒体上のトラックを前記変換手段が
   横切るように変換手段を移動させる移動手段と、前記移
   動手段の移動速度を制御する速度制御手段と、移動の開
   始または移動途上の所定のトラックを通過する時間を初
   期値として移動経過時間を計測する計時手段と、あらか
   じめ準備され移動トラック数と移動経過時間の参照値を
   記憶した参照手段と、前記計時手段の出力値と前記参記
   手段の参照値との差を比較する比較手段とを有し、前記
   比較手段の比較結果の大小に応じて前記移動手段の移動
   速度を補正制御するよう速度制御手段の出力値を加減す
   るようにしてなる記録再生装置。