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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Zusatz-Magnetfeld-Positionierungsgerät für ein optisches Magnetplattengerät.
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Bisher ist zuweilen ein Schrittschaltmotor, der so aufgebaut
ist, daß er mehrere ihm innewohnende stabile Rotationsstellungen
des Motors selbst hat, als Antriebsmotor für ein
Zusatz-Magnetfeld-Positionierungsgerät bei optischen Magnetplattengeräten
verwendet worden. Ein Zusatz-Magnetfeld-Positionierungsgerät,
das einen solchen Schrittschaltmotor verwendet, erreicht ein
Positionieren dieses zusätzlichen Magnetfeldes durch Anhalten
des Schrittschaltmotors an seinen stabilen Rotationsstellungen.
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Da jedoch der Dämpfungsfaktor des für diesen Antrieb verwendeten
Schrittschaltmotors dürftig ist, ist eine längere Stellzeit für
das Positionieren erforderlich, und die Positioniergenauigkeit
ist wegen einer Schwankung des Magnetfeldes dieses
Schrittschaltmotors an den entsprechenden stabilen Rotationsstellungen
gering. Darüberhinaus ist es sehr schwierig, den
Schrittschaltmotor an einem gewünschten Winkel zwischen diesen stabilen
Rotationsstellungen anzuhalten, weil diese stabilen
Rotationsstellungen des Schrittschaltmotors vorgegeben sind und einen
regelmäßigen Abstand voneinander haben.
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FR 2049349 offenbart eine Dreheinrichtung, bei welcher eine
Scheibe mittels eines Motors in Umdrehungen versetzt wird, wobei
der Motor durch eine Spannung angetrieben wird, die zu messen
ist, so daß der Betrag, um welchen sich die Scheibe dreht, für
diese Spannung repräsentativ ist. Wenn die Scheibe in ihre
Ausgangsstellung zurückkehrt, dann wird eine Reihe von Löchern in
ihrer Oberfläche gezählt.
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, für ein Rotations-
Positionierungsgerät zu sorgen, welches einen vereinfachten
Aufbau hat, ein Betreiben bei hoher Drehzahl mit hoher
Genauigkeit gewährleistet und einen Positionierfehler beseitigt.
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Dementsprechend sorgt die vorliegende Erfindung für ein Zusatz-
Magnetfeld-Positionierungsgerät, bei welchem ein Elektromotor
mit einem Element gekoppelt ist, um dieses Element an einer aus
einer Vielzahl verschiedener Rotationsstellungen zu
positionieren und bei welchem ein Rotationspositions-Kodiermittel so
angeordnet ist, daß es Signale in Übereinstimmung mit der
Rotationsposition der bei einer Positionierungsoperation zu
verwendenden Motorwelle liefert, wobei der Motor so konstruiert ist,
daß er sich kontinuierlich dreht, wenn eine Gleichspannung an
den Motor angelegt wird und das Kodiermittel ein erstes Mittel
für das Feststellen der Winkelverschiebung der Motorwelle
gegenüber einer Ausgangsstellung während einer Bewegung in Richtung
auf eine Ziel-Rotationsstellung hin und ein zweites Mittel
umfaßt, das funktioniert, um die Ankunft der Motorwelle an dieser
Zielstellung festzustellen und um zu überprüfen, ob die
Motorwelle stabil an dieser Zielstellung zum Stillstand kommt,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuermittel vorgesehen ist, das
das zweite Mittel während der Bewegung in Richtung auf die
Zielstellung hin außer Funktion setzt, wobei dieses Steuermittel auf
den Ausgang aus dem ersten Mittel anspricht, um einen Zeitpunkt
festzulegen, um das zweite Mittel unmittelbar bevor die
Zielstellung erreicht ist, wieder in Funktion zu setzen.
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Wenn ein solcher Gleichstrommotor, welcher keine ihm
innewohnenden stabilen Punkte hat, als Antriebsquelle für ein Zusatz-
Magnetfeld-Positionierungsgerät verwendet wird, um das Zusatz-
Magnetfeld zu ändern, dann dreht sich die mit diesem Motor
gekoppelte Kodiereinrichtung ebenfalls, und es werden
Informationen, die die Rotationsstellung des sich drehenden Kodiergeräts
angeben, durch die Sensoren abgenommen. Diese Informationen
werden beispielsweise in eine Rückkopplungsschaltung eingegeben,
und das Zusatz-Magnetfeld kann bei hoher Geschwindigkeit mit
hoher Genauigkeit positioniert werden.
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Damit die vorliegende Erfindung besser verstanden werden kann,
wird, nur in Form eines Beispiels, unter Verweis auf die
beigefügten Zeichnungen eine detaillierte Beschreibung einer
Ausführungsform derselben gegeben, wobei:
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Fig. 1 ein skizzenhaftes Schema des Aufbaus eines
Zusatz-Magnetfeld-Positionierungsgeräts entsprechend der Erfindung ist;
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Fig. 2 eine Positionsbeziehung zwischen der Kodiereinrichtung
und den Fotosensoren zeigt; und
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Fig. 3 eine detaillierte Ansicht eines wesentlichen Teils der
Positioniereinrichtung von Fig. 1 ist.
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In Fig. 1 ist 1 ein Antriebsmotor für ein Zusatz-Magnetfeld-
Positionierungsgerät bei einem optischen Magnetplattengerät; ist
2 eine Kodiereinrichtung, welche an der sich drehenden Welle
dieses Antriebsmotors befestigt ist und sich dreht; und sind 3a
und 3b Fotosensoren. Das Positionieren des Antriebsmotors 1 kann
man durch Einspeisen der Verschiebungsinformation dieses
Antriebsmotors, die man von der Kodiereinrichtung 2 und den
Fotosensoren 3a, 3b erhalten hat, zurück zu dem Motor 1 erhalten.
Hier wird als Antriebsmotor 1 ein Gleichstrommotor, welcher
keinen Schrittschaltmotoraufbau und demzufolge keine ihm
innewohnenden stabilen Rotationsstellungen hat, verwendet. 4a und 4b
sind Permanentmagnete, die eine entgegengesetzte Polarität
haben. Diese beiden Permanentmagnetflächen 4a, 4b sind
entsprechend auf den Rückseiten der rotierenden Welle eines Halters 5
in einer solchen Art und Weise angeordnet, daß sie infolge des
Halteelements eine entgegengesetzte Polarität haben. Die
rotierende Welle von Halter 5, die für diese Permanentmagnete 4a, 4b
sorgt, ist an der Welle des Antriebsmotors 1 befestigt, und wenn
sich dieser Motor um 1800 dreht, dann sind die Permanentmagnete
4a, 4b, welche eine entgegengesetzte Polarität haben, umgekehrt
untergebracht, wodurch sich die Polarität des Zusatz-Magnetfelds
ändert.
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Fig. 2 ist eine stärker detaillierte Ansicht, welche die
Positionsbeziehungen zwischen der Kodiereinrichtung 2 und den
Fotosensoren 3a, 3b zeigt. Diese Fotosensoren 3a, 3b stehen beide
in Richtung auf den Drehmittelpunkt der Kodiereinrichtung 2 auf
beiden Seiten der Platte der rotierenden Kodiereinrichtung 2 vor
(Fig. 1). Ein Licht aussendendes Teil ist an dem vorstehenden
Teil auf einer Seite der Kodiereinrichtung 2 vorgesehen und
sendet Licht in Richtung auf den entsprechenden Teil von
Kodiereinrichtung 2. Dieses Licht wird dann von dem Licht empfangenden
Teil des Fotosensors empfangen, welcher an der anderen Seite der
Kodiereinrichtung 2 vorgesehen ist. Dadurch werden
Positionsinformationen dieser Kodiereinrichtung 2 aus der Feststellung
des reflektierten Lichts abgeleitet. Die festzustellenden an der
Kodiereinrichtung 2 für die Fotosensoren 3a, 3b registrierten
Informationen sind aus einem abgestuften Teil 6 am äußeren
Umfang von Kodiereinrichtung 2, welcher die Rotationsverschiebung
das Gleichstrommotors 1 für den Fotosensor 3a anzeigt und
Fensterteilen 7 zusammengesetzt, welche in gleichem Abstand
voneinander über den Umfang von Kodiereinrichtung 2 vorgesehen sind.
Diese zeigen die Rotationsstellung des Gleichstrommotors 1 für
den Fotosensor 3b an. Diese Fotosensoren sind symmetrisch auf
beiden Seiten der Mitte von Kodiereinrichtung 2 vorgesehen und
können gleichzeitig arbeiten, um die Position von
Kodiereinrichtung 2 festzustellen.
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Das Zusatz-Magnetfeld-Positionierungsgerät mit dem vorstehend
beschriebenen Aufbau bestimmt die Stopp-Stellung und die
Rotationsstellung
des Gleichstrommotors 1 unter Verwendung des
abgestuften Teils 6 am Umfang der Kodiereinrichtung, welcher
äquivalent einer stabilen Position ist, an welcher der
Gleichstrommotor 1 stoppt.
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Die Stopp-Stellung wird wie vorstehend erklärt bestimmt. Fig. 3
zeigt den Feststellbereich 8a des Fotosensors 3a, welcher den
abgestuften Teil 6 am Außenumfang dieser Kodiereinrichtung 2
feststellt. Bei dieser Figur wird dann, wenn der abgestufte Teil
6 am Außenumfang in den Feststellbereich 8a des Fotosensors 3a
eintritt, die Stopp-Position des Gleichstrommotors 12 als
erreicht bestimmt. Die Kodiereinrichtung 2 dreht sich danach ein
wenig in der Richtung von Pfeil A als Folge einer Störung bis zu
der durch die gestrichelte Linie angegebenen Stellung. Der
abgestufte Teil 6a der Kodiereinrichtung 2 im Feststellbereich 8a
des Fotosensors 3a dreht sich nur um den Winkel B und erreicht
die Stellung 6b. In diesem Fall fällt, wenn die Fläche, die den
Feststellbereich 8a einschließt, zunimmt, der Ausgangspegel des
Fotosensors 3a ein wenig gegenüber dem anfänglichen Wert ab.
Wenn sich der Gleichstrommotor 1 dann in einer Richtung
entgegengesetzt der des Pfeils A dreht, nämlich in der Richtung,
welche eine Schwankung durch die Störung unterdrückt, so daß die
Kodiereinrichtung 2 in ihren Anfangszustand 6a zurückkehrt. Wenn
eine Verschiebung in der umgekehrten Richtung durch die Störung
erzeugt wird, dann steigt der Ausgangspegel des Fotosensors 3a
ein wenig gegenüber seinem anfänglichen Wert an, und deshalb
dreht sich der Gleichstrommotor 1 wieder in einer solchen
Richtung, um eine Schwankung durch die Störung zu unterdrücken und
kehrt zum Ausgangszustand 6a zurück. Die Kodiereinrichtung
stoppt deshalb stabil an der Stopp-Position.
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Wie vorstehend erklärt kann für einen Gleichstrommotor 1,
welcher keine ihm innewohnenden stabilen Stellungen hat, für eine
stabile Position gesorgt werden, und diese stabile Position
absorbiert kleine Störungen. Deshalb kann eine sehr genaue
Positionierung realisiert werden. Zusätzlich kann der mit der
Kodiereinrichtung 2 gekoppelte Gleichstrommotor 1 an einer
gewünschten Position einfach dadurch gestoppt werden, daß die
Position des abgestuften Teils 6 von Kodiereinrichtung 2
geändert wird. Gleichzeitig kann durch Begrenzung solcher Stopp-
Punkte lediglich auf die erforderlichen Positionen der Servo-
Mitnahmebereich erweitert und ein Positionierfehler eliminiert
werden.
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Wie nachstehend erklärt, kann die Annäherung an eine
Ziel-Rotationsposition ebenfalls bestimmt werden. Wenn es
beispielsweise erforderlich ist, die Position der Magnete 4a, 4b um 90º
zu verschieben, dann ist es ausreichend, wenn der abgestufte
Teil 6a am Außenumfang von Kodiereinrichtung 2 bis zu der
Position des Fotosensors 3a in Fig. 2 gedreht wird. Wenn jedoch
der Gleichstrommotor 1 kontinuierlich gedreht wird, dann
versucht auch die Kodiereinrichtung 2, sich zu drehen, wird die
Positionierungsoperation in der vorstehend erklärten Weise
beeinflußt und wird deshalb der Gleichstrommotor 1 bei
Feststellen des abgestuften Teils 6 stoppen und kann nicht länger
gedreht werden. Deshalb wird in Fällen, in denen sich die
Kodiereinrichtung von einer stabilen Position zu einer anderen bewegen
soll (nämlich der abgestufte Teil 6 des Außenumfangs von
Kodiereinrichtung 2) die Rückkopplungsschaltung zum Gleichstrommotor
1 von der Kodiereinrichtung 2 abgeschaltet, damit sich der
Gleichstrommotor 1 drehen kann. Wenn die Kodiereinrichtung 2
ihre Drehung bis zu dem Zielwinkel fast vollendet hat, dann wird
diese Rückkopplungsschaltung an einer angemessenen Position
gerade bevor der abgestufte Teil 6 des Außenumfangs von
Kodiereinrichtung 2 in den Feststellbereich 8a des Fotosensors 3a
eintritt, wieder zugeschaltet. Die Positionierungsoperation
funktioniert dann wieder so, daß der abgestufte Teil 6 des
Außenumfangs in den Feststellbereich Ba eintritt und die
Kodiereinrichtung 2 und der Gleichstrommotor 1 an der Zielposition
stoppen.
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In diesem Fall wird der Zeitpunkt des Wiederzuschaltens der
Rückkopplungsschaltung durch Zählen der Anzahl von Fensterteilen
7, die den Detektor 3b passiert haben, bestimmt. Die laufende
Position der Kodiereinrichtung 2 kann immer durch Zählen der
Gesamtanzahl von EIN-Signalen bestimmt werden, die erzeugt
werden, wenn die Fensterteile, die in gleichem Abstand voneinander
in der Umfangsrichtung der Kodiereinrichtung 2 angeordnet sind,
den Fotosensor 3b passieren, der vorgesehen ist, um sie
festzustellen. Deshalb kann der Zeitpunkt für das Zuschalten der
Rückkopplungsschaltung dadurch entnommen werden, daß man die Anzahl
der Fensterteile 7 unter Verwendung von Fotosensor 3b während
des Zeitraums vom Beginn des Drehens des Gleichstrommotors 1 bis
unmittelbar vor dem Zeitpunkt zählt, zu dem der abgestufte Teil
des Außenumfangs 6 der Kodiereinrichtung in den Feststellbereich
8a eintritt. In diesem Fall muß, da ja die Fotosensoren 3a und
3b symmetrisch zum Rotationszentrum vorgesehen sind, der
abgestufte Teil 6 des Außenumfangs von Kodiereinrichtung 2, welcher
das Signal für den Fotosensor 3a ist, gegenüber dem Fensterteil
7 am Umfang liegen, welcher das Signal für den Fotosensor 3b zum
gleichen Zeitpunkt ist. Diese Operation gestattet, daß ein
Festsetzen schnell und dadurch bei hoher Drehzahl vorgenommen wird,
und ein Festsetzen bei hoher Drehzahl kann auch durch
Bereitstellung von ausreichend Verstärkung für die
Rückkopplungsoperation realisiert werden.
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Nur eine bestimmte Ausführung der vorliegenden Erfindung wurde
beschrieben.