JPS592977B2 - パルスモ−タによる磁気ヘッド送り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は磁気媒体上の所定のトラック位置に磁気ヘッ
ドを移動して位置付けするパルスモータによる磁気ヘッ
ド送り装置に関する。

５ 磁気ドラムあるいは磁気ディスク等の記憶装置にお
いては、磁気媒体に対し磁気ヘッドを所定のトラック位
置に移動して書込みあるいは読出しを行なう必要がある
。

例えばフロッピーディスク装置では第１図に示すように
、磁気媒体として同心１０円状にトラックが並んだフロ
ッピーディスク１が用いられ、スピンドル２に挿入され
て回転する。磁気ヘッド３は図示していない書込み回路
又は読出し回路に接続されており、キャリッジ４に支持
されリードスクリュー５の回転運動によつて、１５フロ
ッピーディスク１上を半径方向に移動する。リードスク
リュー５はギアとジョイントから成る結合部６を介して
パルスモータ７によつて回転され、パルスモータ７はク
ロック発生回路８からの出力信号φ１、φ１、φ２、φ
２によつてドライブ■０ 回路９を介し励磁されステッ
プ駆動される。例えば２相励磁の場合、第２図に示した
タイミングチャートのように、クロック発生回路８にス
テップ命令として信号ａが入力すると、そのパルス１個
毎にｎ個（ｎは正の整数）のパルスを持つ信号２５φ、
、Ｔ、φ２、−Ｔが、信号ｂによつて定められた順位に
従つて切換えられて発生する。信号φ１に対し信号φ２
は９００位相が遅れており、信号φ１、φ２は信号φ１
、φ２のそれぞれ極性反転信号であるから、信号φ１は
信号φ１に対し１８００位３０相が遅れ、信号φ２は信
号φ１に対し２７００位相が遅れていることになる。信
号φ１、ｎ、φ２、φ２がφ１・７→φ１・Ｔ−φ１０
φ２−酊゜φ２→Ｔ−７の順序で切換えられ繰返して発
生されると、各信号のパルス１巡毎に１ステップとし３
５てパルスモータ７はｎステップ駆動され、結合部６を
介してリードスクリュー５を回転し、キャリッジ４を移
動して磁気ヘッド３をフロツピーデイーハウースク１上
を半径方向に１トラツク分送る。

信号ａのパルス数によつて所定数のトラツク分を送るこ
とができる。また、上記の場合が磁気ヘツドを内側へ送
る場合とすると、信号ｂの指令方向を変えることにより
、クロツク発生回路８から発生する信号φ１，釘，φ２
，？の発生順序を？・？→？・φ２→φ１・φ２→φピ
＝→？・Ｇとすれば、パルスモータ７の回転方向が逆に
なり、磁気ヘツド３はフロツピーデイスク１の外周方向
に移動させることができる。このように従来は磁気ヘツ
ドを磁気媒体の所定のトラツク上に位置付けするために
パルスモータを使用した場合、このパルスモータを１ト
ラツク当り複数ステツプ駆動することにより行ない、前
のトラツクから次のトラツクへ移動していた。

しかしながら、柔軟なマイラをベースにして作られてい
るフロツピーデイスク等のような磁気媒体は例えば、そ
の周囲温度や湿度等によつて磁気媒体が伸び縮みするに
もかかわらず、磁気ヘツドの移動量はその伸び縮みに無
関係に決めていたため、磁気ヘツドの停止位置が停止目
標位置すなわち所定のトラツク上からずれてしまう欠点
があつた。そのような位置ずれを補償するためにはトラ
ツク幅を広くとる必要があり、トラツク密度を上げるこ
とができず、記憶情報量が制約される要因となつていた
。この発明は以上のような点に鑑みてなされたものであ
つて、周囲温度や湿度等によつて、磁気媒体が膨脹した
ときは１トラツク間当りのパルスモータの駆動ステツプ
数を増し、逆に磁気媒体が収縮したときは駆動ステツプ
数を減することにより、目標位置に正しく位置付けが行
なわれるようにしたパルスモータによる磁気ヘツド送り
装置を提供するものである。

以下、添付図面を参照して、この発明をフロツピーデイ
スクに対する磁気ヘツド送り位置に適用した実施例につ
いて説明する。第３図はフロツピーデイスク１上のトラ
ツクのずれの説明図であつて、点Ａを基準にして、ある
状態でパルスモータをｎステツプ駆動して磁気ヘツド３
を１トラック分送つたとき、その移動量がＤ１で、点Ｂ
なる位置にデータが書かれたとする。次にフロツピーデ
イスク１が膨脹して点Ｂは点ｗに即ち点ＡからＤ２の距
離に移動するが、磁気ヘツド３の移動量は相変らずＤ１
であるので、１トラツク当りＤ２−Ｄ１のずれが生じ、
ｍトラツク間（ｍは正の整数）ではｍ（Ｄ２−Ｄ１）の
ずれが生ずる。一般的なフロツピーデイスクのトラツク
ピツチは約５００μｍｌで、いろいろの要因により最大
約８０μｍのトラツクずれがあり、このずれの要因のう
ち最も大きいのがフロツビーデイスクの伸び縮みによる
もので約５０μｍである。第４図はフロツピーデイスク
１の上面図であつて、トラツク１０が等ピツチで同心円
状に並んでおり、一般のフロツピーデイスクではトラツ
ク数７７であり、トラツク番号Ｎとして最外周トラツク
がＯ、最内周トラツクが７６と命名されている。フロツ
ピーデイスク１は矢示Ｒのように温度や湿度等の変化に
よつて半径方向に伸び縮みして、各トラツクは中心Ｃか
らの距離に比例して半径方向のずれを生ずるが、中心Ｃ
の位置は変らない。したがつてトラツク位置Ｍとして中
心Ｃから何トラツク分の距離にあるかを示せば、トラツ
クの位置決めが容易になる。いま中心Ｃから最内周トラ
ックまでの距離ｋをトラツクピツチを単位として換算し
た整数とすれば、トラツク番号Ｎに対するトラツク位置
Ｍは、Ｍ＝ｋ＋７６−Ｎとなり、また１トラツク分のパ
ルスモータ７の駆動ステツプ数Ｄをフロツピーデイスク
の伸び縮みに応じて変化せしめるようにすれば、パルス
モータ７をステツプ数ＤＭだけ駆動して、磁気ヘツド３
を中心Ｃの位置から移動すると、正確にトラツク位置Ｍ
上に位置付けされることになる。表１はトラツク番号Ｎ
とトラツク位置Ｍ及びフロツピーデイスク１の伸び縮み
に応じて磁気へツド３を中心Ｃからトラツク位置Ｍまで
移動したとしたときのパルスモータ７の駆動ステツプ数
ＭＸＤとの関係を示す。第５図はこの発明の一実施例を
示すプロツク構成図であつて、第１図と同一部分には同
一符号を付してある。第５図中、１１は磁気媒体１上の
外周に近いところに光学的に検出できるマーク２８をつ
け、このマーク２８に対向して設けた伸縮検出器として
のイメージセンサであつて、例えばｎビツトの受光素子
が１列に並べられたＣＣＤのような電荷転送素子を用い
、その列の方向はフロツピーデイスク１の半径方向に一
致させる。このイメージセンサ１１の低ビツト側をフロ
ツピーデイスク１の内側にすると、膨脹によつてマーク
２８が外側方向にずれるので、このマーク２８はイメー
ジセンサ１１の高ビツト側から検出される。この伸縮検
出器であるイメージセンサ１１の検出値に応じて、変換
手段である変換器１２がパルスモータ７の１トラツク当
りの駆動ステツプ数を、基準状態における駆動ステツプ
数から磁気媒体であるフロツピデイスク１が膨張した時
は増し、収縮した時は減じるように非整数を含む値に変
換して出力する。１３は書込みあるいは読出しのために
磁気ヘツドを位置付けすべきトラツク番号Ｎが入力され
るとトラツク位置Ｍに変換して出力するトラツク位置メ
モリであつて、Ｐ−ＲＯＭ又はｋ＋７６−Ｎの計算を行
なう演算器等で構成される。

１４は基準状態におけるフロツピーデイスク１の１トラ
ツク当りのパルスモータ７の駆動ステツプ数Ｄ。

を設定され記憶する不揮発性の基準ステツプメモリ、１
５はトラツク位置メモリ１３の出力Ｍに、変換器１２の
出力Ｄあるいは基準１駆動ステツプメモリ１４の記憶値
Ｄ。を乗じて出力する乗算器であつて、基準駆動ステツ
プメモリ１４の記憶値Ｄ。はアンドゲート１６を介しイ
ニシヤライズ信号１によつて、また変換器１２の出力Ｄ
はアンドゲート１７を介しヘツド位置付け命令即ちシー
ク命令のスタート信号ＳＴによつてそれぞれ乗算器１５
に与えられる。１８はオアゲート１９を介し入力するイ
ニシャライズ信号１又はシークスタート信号ＳＴによつ
て乗算器１５の出力がセツトされるトラツク位置レジス
タ、２０はアンドゲート２１を介し、イニシャライズ信
号１によつてトラツク位置レジスタ１８の内容がセツト
されるヘツド位置カウンタであつて、アツプダウンカウ
ント機能を備えており、シーク信号ＳＳによつてゲート
されるアンドゲート２２を介して入力するクロツク発生
回路８から発生される信号φ１，φ１，φ２，φ２のい
ずれか例えば信号φ１のパルス毎に信号ｂ′の極性に従
いその値をアツプ又はダウンされる。

２３はトラツク位置レジスタ１８の値がヘツド位置カウ
ンタ２０の値に比べて、大きいとぎ＋１―小さいとき“
−１″、一致したとぎＯ゛を信号ｂ′として出力する比
較器であつて、信号ｂ′はヘツド位置カウンタ２０と、
オアゲート２４を介しクロツク発生回路８に供給され、
ヘツド位置カウンタ２０は信号ｂ！が゛＋１”のときア
ツプカウント動作、１−１”のときダウンカウント動作
となり、クロツク発生回路８はその信号φ１，Ｔ薔φ２
，？を、信号ｖが゛＋１”のとき磁気ヘツド３がフロツ
ピーデイスク１の内周へ向う方向に、６１−１゛のとき
外周へ向う方向にパルスモータ７を励磁する発生順序と
する。

また信号ｂ′はそれぞれシーク信号ＳＳによつてゲート
されるアンドゲート２５，２６に直接及びインバータ２
７を介し供給され、シーク信号ＳＳの存在中信号ｂ′が
“＋１１あるいば−１゛のとき、それらの出力によつて
クロツク発生回路８のゲートを開き信号φ１，φ１，φ
２，φ２を発生せしめ、信号ｂ′が゛Ｏ゛のとき又はシ
ーク信号ＳＳがないときはクロツク発生回路８のゲート
を閉じ信号φ１，φ１，φ２，φ２の発生を停止せしめ
る。これらのトラツク位置メモリ１３、基準駆動ステツ
プメモリ１４、乗算器１５、トラツク位置レジスタ１８
、ヘツド位置カウンタ２０、比較器２３、及び各種ゲー
トによつて駆動ステツプ数決定手段を構成している。

この駆動ステツプ数決定手段の具体的動作例については
後述するが、要するに変換器１２の出力Ｄに、磁気ヘツ
ドを位置付けすべきトラック位置のフロツピデイスク１
の伸び縮みしない基準点（第４図の中心Ｃ）からの距離
をトラツク数に換算した数値Ｍを乗算した結果ＭＸＤを
整数化した値によつて、磁気ヘツド位置付け時（シーク
時）のパルスモータ７の駆動ステツプ数を決定する。

まず、電源投入時にイニシヤライズして、磁気ヘッド３
を基準点に位置付けする。基準点としてフロツピーデイ
スク１の伸び縮みしない中心Ｃを設定して、ここから表
１に従つて磁気ヘツド３を所定トラツク上に移動すれば
良いが、実際上リードスクリユ一５はほぼトラツク１０
上を移動する範囲に限られるので、所謂座標変換による
平行移動の理によつてフロツピーデイスク１の伸縮に関
係なく中心Ｃから一定距離に磁気へツド３を移動して位
置付けして第２の基準点とするため、リードスクリユ一
５にストツパを設けて磁気ヘツド３がトラツク１０上の
どの位置にあつてもどちらか一方向に移動させ、トラツ
ク１０の最外周又は最内周付近で静止させ、そのときの
距離をパルスモータ７の駆動ステツプ数に換算すれば良
い。この場合リードスクリユ一５の伸縮は無視し、基準
状態におけるフロツピーデイスク１上の１トラツク当り
の駆動ステツプ数Ｄ。は整数に選ぶものとする。このと
きの磁気ヘツド３の静止位置は、フロッピーデイスク１
が伸縮するため、必ずしも所定のトラツク位置と一致し
ないがここでは、説明の便宜上基準状態における最外周
トラツク位置、すなわち、トラツク番号０の位置に磁気
ヘツド３が停止するようにリードスクリユ一５にストツ
パが設置してあるものとする。電源投入時、トラツク位
置メモリ１３にＮ−０が入力され、ＭＯ＝ｋ＋７６−Ｎ
−ｋ＋７６が出力して乗算器１５の一方の入力となり、
イニシャライズ信号１によつてアンドゲート１６を介し
て供給される基準駆動ステツプメモリ１４のメモリ値Ｄ
。

との乗算結果Ｍ。ＸＤＯがトラツク位着レジスタ１８に
オテゲート１９を介して供給されるイニシヤライズ信号
１によつてセツトされ、この値はヘツド位置カウンタ２
０にアンドゲート２１を介し同じくイニシヤライズ信号
によつてセツトされる。したがつて比較器２３の出力信
号ｂ′は゛Ｏ”となつてクロツク発生回路８は信号を発
生しない状態であるが、クロツク発生回路８には別にイ
ニシャライズ信号１と磁気ヘツド３のイニシヤライズ位
置が外周か内周かによつて予め設定される信号ｂ（この
場合゛＋１゛）が供給されて、磁気ヘツド３が最外周位
置付近のリードスクリュ一５のストツパに到達するまで
信号φ１，Ｔ１，φ２，Ｔ２を発生し続ける。しかし、
この間信号φ１はアンドゲート２２のためヘツド位置カ
ウンタ２０には供給されず、ヘツド位置カウンタ２０は
Ｄ。ＸＭＯにセツトされたままである。例えば、ｋが２
０で基準状態におけるＤ。を２０に設定したとすると？
×ＤＯ−（２０＋７６）×２０一１９２０である。つぎ
に例えばトラツク番号７５へのシーク命令がきたとする
と、シーク命令と同時に転送されるシークトラツク番号
Ｎ＝７５がトラツク位置メモリ１３によつてＭ−ｋ＋１
−２１に変換され、そのときのフロツピーデイスク１の
伸縮によるマーク２８の位置がイメージセンサ１１によ
つて検出され、その検出量により変換器１２によつてそ
の状態における１トラツク当りの駆動ステツプ数、例え
ば、Ｄ−２０．１に変換されてシークスタート信号ＳＴ
によつてアンドゲート１７を介し乗算器１５に供給され
るため、その乗算結果ＭＸＤ一２０．１×２１＝４２２
．１となり、小数点以下を切捨てて整数値４２２がオア
ゲート１９を介し供給されるシークスタート信号ＳＴに
よつてトラツク位置レジスタ１８にセツトされる。

ヘツド位置カウンタ２０には既に磁気ヘツド３の現在位
置を示す数値、すなわち１９２０がセツトされているの
で、比較器２３の出力ｂ′ば−１”となり、シーク信号
ＳＳでアンドゲート２６が開かれ、クロツク発生回路８
から信号φ１，？，，φ２，？２が発生する。この発生
順序は信号ｂ′一 −１゛で決まり、磁気ヘツド３はフ
ロツピーデイスク１の内周に向つて移動する。

シーク信号ＳＳはアンドゲート２２にも供給されており
、信号φ１がヘツド位置カウンタ２０に加わり、信号ｂ
′が゛−１゛なのでそのパルス毎に、言い換えれば、パ
ルスモータ７を１ステツプ駆動するたびにカウントダウ
ンされ、やがてトラツク位置レジスタ１８の数値４２２
と一致すると比較器２３の出力ばＯ゛となり、クロツク
発生回路８のゲートが閉じられ、磁気ヘツド３は停止す
る。その位置は、その時のフロツピーデイスク１におけ
るトラツク番号７５の位置に一致することになる。電源
をオフするとトラツク位置レジスタ１８及びヘツド位置
カウンタ２０の値は消滅し、磁気ヘツド３の位置も変化
するおそれがあり、再び電源投入時にイニシャライズの
必要があるが、電源オン状態が続いておれば、磁気ヘツ
ド３の停止位置はヘツド位置カウンタ２０の値で確定し
ているので、この位置を次の基準点として差支えない。

したがつて次に新しくシーク命令がくると、そのトラツ
ク番号Ｎと、そのときのイメージセンサ１１によるフロ
ツピーデイスク１の伸び縮みの検出量に応じたステツプ
数Ｄとの積によつてトラツク位置レジスタ１８の値が更
新してセツトされ、あとは先に述べたと同様に動作し、
比較器２３の出力信号ｂの極性に応じて磁気ヘツド３が
どちらかの方向に移動されると同時に、ヘツド位置カウ
ンタ２０の値も増減されてトラツク位置レジスタ１８の
更新値と等しくなつたときいずれも動作を停止する。勿
論、この時磁気ヘツド３は新しく指定されたトラツク番
号の位置にあり、同時に、またこの位置が中心Ｃを座標
変換した次の基準点となり、以下同様にシーク命令時の
イメージセンサ１１による伸び縮み検出量に応じてパル
スモータ７の１トラツク当りの駆動ステツプ数Ｄが変え
られて磁気ヘツド３が指定トラツク番号位置に移動され
る。なお、第５図に示した実施例はイメージセンサ１１
を設けてフロツピーデイスク１の伸縮を検出してパルス
モータ７の１トラツク当りの駆動ステップ数が変えられ
るようにした回路の一例であつて、特にこの回路に限る
ものではない。

例えば伸縮検出器として他の手段を用いてもよいし、ま
た、基準駆動ステツプメモリ１４に１トラツク当りの基
準ステツプ数Ｄ。を設定する代りに、イニシヤラィズ時
の磁気ヘッド３の停止位置に相当する中心Ｃからの駆動
ステツプ数Ｍ。ＸＤＯを設定しておき、乗算器１５を通
せず直接トラツク位置レジスタ１８又はヘツド位置カウ
ンタ２０にイニシャライズ時にセツトするようにしても
良い。また比較器２３の代りに（ＤＯＸＭＯ）一（Ｍ＞
＜Ｄ）を求める減算器を設けこの結果の値のステツプ数
だけパルスモータ７を駆動する等公知の技術により異な
つた回路を用い、この発明を実施することができるもの
である。

また磁気媒体としてフロツピーデイスクの場合につき述
べたが、他の形状の磁気媒体、例えば磁気ドラム、磁気
テープ、磁気ベルト等による書き込み読出し装置又はそ
のいずれか一方のみを行なう装置に対してもこの発明を
適用することができる。

以上述べたようにこの発明によれば、磁気媒体の伸びを
縮みを検出して、パルスモータの１トラツク当りの駆動
ステツプ数を、磁気媒体の僅かな伸縮量に応じて基準状
態における駆動ステツプ数（整数）から増減して非整数
を含む値に変換し、それに基準位置から磁気ヘツドを位
置付けすべきトラツク位置までのトラツクは数を乗算し
た結果を整数化した値によつて、磁気ヘツド位置付け時
のパルスモータの駆動ステツプ数を決定するようにした
ので、磁気媒体の伸び縮みによる磁気へツドのトラツク
位置ずれ量は、リードスクリユ一の伸縮、磁気デイスク
等の中心位置のずれ、乗算後の小数点以下切捨て等の誤
差を考慮しても従来の約１／３となり、位置付け精度が
格段と向上するばかりでなく、トラツク密度を約２乃至
３倍にすることができ、記憶情報量を飛躍的に増加させ
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパルスモータによる磁気ヘツド送り装置
の一例に示すプロツク構成図、第２図はパルスモータを
ステツプ駆動するために発生させる２相クロツク信号波
形図、第３図は磁気媒体上のトラツクのずれの説明図、
第４図はフロツピーデイスクの上面図、第５図はこの発
明の一実施例を示すプロツク構成図である。 １・・・・・・フロツピーデイスク、３・・・・・・磁
気へツド、５・・・・・・リードスクリユ一、７・・・
・・・パルスモータ、８・・・・・・クロツク発生回路
、９・・・・・・ドライブ回路、１０・・・・・・トラ
ツク、１１・・・・・・イメージセンサ（伸縮検出器）
、１２・・・・・・変換器、１３・・・・・・トラツク
位置メモリ、１４・・・・・・基準駆動ステツプメモリ
、１５・・・・・・乗算器、１８・・・・・・トラツク
位置レジスタ、２０・・・・・・ヘツド位置カウンタ、
２３・・・・・゜比較器、２８・・・・・・マーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ パルスモータを１トラック当り複数ステップ駆動す
   ることにより磁気ヘッドの送りが行なわれ、磁気媒体上
   を移動させて所定のトラック位置に位置付けする磁気ヘ
   ッド送り装置において、前記磁気媒体の伸び縮みを検出
   する伸縮検出器と、この伸縮検出器の検出値に応じて前
   記パルスモータの１トラック当りの駆動ステップ数を基
   準状態における駆動ステップ数Ｄ＿０から前記磁気媒体
   が膨張した時は増し、収縮した時は減じて非整数を含む
   値Ｄに変換する変換手段と、該変換手段の出力に、前記
   磁気ヘッドを位置付けすべきトラック位置の前記磁気媒
   体の伸び縮みしない基準点からの距離をトラック数に換
   算した数値Ｍを乗算した結果Ｍ×Ｄを整数化した値によ
   つて、磁気ヘッド位置付け時の前記パルスモータの駆動
   ステップ数を決定する駆動ステップ数決定手段とを設け
   たことを特徴とするパルスモータによる磁気ヘッド送り
   装置。