JPS5864678A - Disk device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To perform stable track access by allowing a track follow-up control circuit to include a nonlinear element which improves transient settling in case of determination of phase from track access to a desired track. CONSTITUTION:A track follow-up control circuit consists of a block 21 which generates a feedback voltage regarding a position, a block 22 which generates the differentiation of the positin, i.e. a speed voltage, a block 23 which supplies a nonlinear element for the speed voltage, and an addition block 24. The gain of this block 23 is 1 in a low-speed area, but exceeds 1 at a specified speed or above. Therefore, when a head starts access at an outer track and proceeds to a desied track, the speed is high in switching from speed control over the access to track follow-up control, so the influence of the nonlinear element is exerted or increasing the gain of speed damping.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転記録媒体を使用したディスク装置。[Detailed description of the invention] The present invention is a disk device using a rotating recording medium.

特に記録再生−、ラドの位置制御を効果的に行なわすよ
うにしたディスク装置に関するものである。In particular, the present invention relates to a disk device that effectively controls the position of recording, playback, and RAD.

従来よりヘッドのポジショナとしてのアクチュエータを
閉ループサーボ方式によ−）で制御し、ヘッド群のトラ
ック位置決めを行う方式では８位置認識のだめの読出し
専用ヘッド（以後、サーボヘッドと呼ぶ）と、このサー
ボヘッドによって読み出しされる特有の磁気パターン（
これをサーボノζターンと呼ぶ）を永久記録した磁気デ
ィスクが一面設けられていて、ヘッド位置が常時認識で
きるようになっている。この認識に基いて位置決めの閉
ループサーボ系が構成されている。Conventionally, the actuator as a head positioner is controlled by a closed-loop servo system, and the track positioning of a group of heads is performed using a read-only head (hereinafter referred to as a servo head) with 8 position recognition and this servo head. A unique magnetic pattern read out by (
There is a magnetic disk on one side that permanently records servo no ζ turns, so that the head position can be recognized at all times. A closed loop servo system for positioning is constructed based on this recognition.

この周知の方式は第１図のブロック図のように表わすこ
とができる。図中、１はサーボヘッド、２はサーボヘッ
ド１によって読み出された前述の特有のサーボパターン
信号を復調して位置に関する電圧信号（これを以後は位
置信号と呼ぶ）を作る位置信号復調回路、３は上記位置
信号に従ってトラック上を追従してオフトラックしない
ようにするトラック追従制御回路であり、これは通常。This well-known scheme can be represented as a block diagram in FIG. In the figure, 1 is a servo head, 2 is a position signal demodulation circuit that demodulates the above-mentioned unique servo pattern signal read out by the servo head 1 and generates a voltage signal related to position (hereinafter referred to as a position signal); Reference numeral 3 denotes a track following control circuit which follows the track according to the position signal and prevents off-tracking; this is normal.

ダンピングを付加するだめのリードラグフィルタ要素や
誤差増幅回路などを含めて構成される。４はトラックア
クセスの時の速度制御のだめの速度信号復調回路で、ふ
つうは前記位置信号を微分して速度信号の電圧を得る。The circuit includes a lead-lag filter element for adding damping, an error amplification circuit, and the like. Reference numeral 4 denotes a speed signal demodulation circuit for speed control during track access, which normally differentiates the position signal to obtain the voltage of the speed signal.

６はトラックカウンタ、６は該トラックカウンタ５の内
容に応じて望むべき速度を時々刻々与える速度基準発生
回路、Ｔは前記速度信号と、速度基準信号とを比較して
、これを適当に増幅する速度誤差増幅回路、８は前記ト
ラックアクセスの時の速度制御と、トラック上を追従制
御する時の位置制御との２つを切換えるエータである。6 is a track counter; 6 is a speed reference generation circuit that momentarily gives a desired speed according to the contents of the track counter 5; T compares the speed signal with the speed reference signal and amplifies it appropriately. The speed error amplification circuit 8 is an eta that switches between speed control during track access and position control during tracking control on the track.

第２図は前記周知の方式において、あるトラックから別
のトラックへアクセスしたときの各都電圧波形の例で、
第２図（、）は位置信号Ｅｐ（位置信号復調回路２の出
力）、第２図（ｂ）は速度信号Ｅｖ（速度信号復調回路
４の出力）である。位置信号Ｅｐは。FIG. 2 shows an example of the voltage waveform at each station when accessing from one track to another in the well-known method.
2(,) is the position signal Ep (output of the position signal demodulation circuit 2), and FIG. 2(b) is the speed signal Ev (output of the speed signal demodulation circuit 4). The position signal Ep is.

２トラツクで１周期の疑似三角波であり、零電位とクロ
スするところが各トラック中心と対応している。速度信
号Ｅｖは前記位置信号Ｅｐの直線部分を微分し、これを
絶対値化（無極性化）しだものである。（彎曲部は取り
、込まず直前の電位をホールドするとする。） この第２図では、あるトラックからＮ本離れた別のトラ
ックまでヘッドがアクセスする時の典形的な位置信号と
速度信号の様子を示している。まず最初は加速区間９次
いで最大速度区間があり。It is a pseudo triangular wave with one period in two tracks, and the point where it crosses zero potential corresponds to the center of each track. The velocity signal Ev is obtained by differentiating the linear portion of the position signal Ep and converting it into an absolute value (non-polarized). (It is assumed that the curved part is removed and the previous potential is held without entering it.) In Figure 2, typical position and speed signals are shown when the head accesses from one track to another track N tracks away. It shows the situation. First of all, there is an acceleration section 9 and then a maximum speed section.

最後に減速区間をむかえて充分に減速された後。After reaching the final deceleration section and being sufficiently decelerated.

目標トラック中心より僅かに手前〔第２図（ａ）の点Ｐ
で時刻ｔ＝ｔｐ〕からトラック追従制御に入り。Slightly before the center of the target track [point P in Figure 2 (a)
Track following control starts from time t=tp].

オントラックしてその位置を維持する様子を示１ている
。加速区間から減速区間まで（時刻１．−０からｔ　＝
　ｔｐまで）はアクセス速度制御区間と呼び、そこから
先はトラック追従制御区間と呼ぶ。Figure 1 shows how the camera is on-track and maintains its position. From acceleration section to deceleration section (from time 1.-0 to t =
(up to tp) is called an access speed control section, and from there onwards is called a track following control section.

この制御の切換えは前述のごとく切換えスイッチ要素８
による。This control changeover is performed by the changeover switch element 8 as described above.
by.

さて上述のような一連の制御において、アクセスの速度
制御からトラック追従制御に切換Ｊツる点Ｐは、目標ト
ラックの中心かられずかに手前（ふつりはトラックピッ
チの５分の１乃至３分の１程度手前のことが多い。）で
あって、この時のヘッドの速度（これを最終速度と呼ぶ
ことにする）は充分に管理される必要がある。トラック
追従制御の立場からは時刻１　＝　１ｐから位置制御が
開始し。In the series of controls described above, the point P at which access speed control switches to track following control is located slightly before the center of the target track (usually one-fifth to one-third of the track pitch). ), and the speed of the head at this time (this will be referred to as the final speed) needs to be adequately managed. From the standpoint of track following control, position control starts from time 1 = 1p.

そのときの初期条件は１＝１　　における目標トラツク
中心からの変位量と最終速度である。トラック追従制御
ループは適当なダンピングを付加させて、ふつう臨界制
動に近い状態に設計されてはいるが、その初期条件が著
しくかけ離れていると満足なオントラックは期し難い。The initial conditions at this time are the displacement amount from the target track center and the final velocity where 1=1. The track following control loop is usually designed to have a state close to critical braking by adding appropriate damping, but if the initial conditions are significantly different, it is difficult to expect satisfactory on-track.

例えば最終速度があまりにも大きければトラック中央を
通過して犬きくオーバーシュートし、最悪の場合はトラ
ック中央みに失敗してしまう。その意味で、トラック追
従制御に移る時の最終速度の管理は重要であっで、その
ために第２図（ｂ）に示すように目標トラックの１〜２
トランク手前に低定速区間を設け（これをペデスタルと
呼ぶことにする）、速度制御の最終部分の速度（最終速
度）を設定した目標値に完全に収束させるようにしてい
る。For example, if the final speed is too high, the vehicle will pass through the center of the track and overshoot, and in the worst case, it will fail to reach the center of the track. In this sense, it is important to manage the final speed when moving to track following control.
A low constant speed section is provided in front of the trunk (this will be called a pedestal) to ensure that the final speed of the speed control (final speed) completely converges to the set target value.

トラック中心にオーバシュートなどさせず確実に整定さ
せることだけを考えれば、最終速度を出来るだけ遅くし
て、追従制御へ移る位置（点Ｐ）を目標トラックの中心
により近ずけるのが良い、。If you only want to ensure that the track center is stabilized without overshooting, it is better to make the final speed as slow as possible and move the position (point P) at which the follow-up control starts closer to the center of the target track.

しかし最終速度が遅いと、ペデスタル区間の走行時間が
かかりトラックアクセス時間が長くなって不利になる。However, if the final speed is slow, it takes longer to travel through the pedestal section and the track access time becomes longer, which is disadvantageous.

また最終速度が遅いとペデスタル進入時に失速（速度零
）の危険性が高くなり都合が悪い。一旦速度が零になる
と、その後の方向認識が簡単には出来なくなることが多
く、シークエラーになり易い。そこで、むしろ追従制御
へ移る位置（点Ｐ）を目標トラックの中心からできるだ
け離し、比較的高速で進入するようにし、その代り最終
速度のばらつきを出来るだけ抑制するようにするのが良
い方法と言える。しかし点Ｐの位置は第２図（、）の位
置信号の電圧波形から読みとるため。Furthermore, if the final speed is low, there is a high risk of stalling (zero speed) when approaching the pedestal, which is inconvenient. Once the speed reaches zero, it is often difficult to recognize the direction after that, and seek errors are likely to occur. Therefore, a better method would be to move the position (point P) at which the follow-up control starts as far away from the center of the target track as possible, approach it at a relatively high speed, and instead suppress the variation in final speed as much as possible. . However, the position of point P can be read from the voltage waveform of the position signal shown in Figure 2 (,).

目標トラック中心までの距離には一定の限界がある。せ
いぜいトラックピッチの３分の１ぐらいが最大限である
。従って、あまり最終速度をあげる　。There is a certain limit to the distance to the center of the target track. The maximum is about one-third of the track pitch at most. Therefore, increase the final velocity too much.

ことは実際は出来ない。That's actually not possible.

第３図は前記の周知の従来例に於いて、ペデスタル区間
から目標トラック中心にヘッドが整定するまでの位置信
号の様子を最終速度をパラメータとして実測した例であ
る。この例では点Ｐの位置は目標トラックの中心からお
よそトラックピッチの３分の１程度手前に設定（トラッ
ク追従制御切換え電圧で設定）している。最終速度３Ｃ
ｒｎ／　８　ｅ　ＣＲ２，５ｃＷ／／ｓ　ｅ　ｃ　、　
２ｃｍ／　ｓ　ｅ　ｃの３つの中で、この例では２・５
ａｎ／８　＠Ｉ　Ｃが最も整定性が良好である。FIG. 3 shows an example in which, in the well-known conventional example, the state of the position signal from the pedestal section until the head settles at the center of the target track was actually measured using the final speed as a parameter. In this example, the position of point P is set approximately one third of the track pitch from the center of the target track (set by the track following control switching voltage). Final speed 3C
rn/8 e CR2,5cW//s e c,
In this example, 2.5 out of the three 2cm/sec.
an/8@IC has the best stability.

この第３図の例では最終速度が２．５Ｌ：ｒｎ／ｓｅａ
以上ではオーバーシュートが発生し、かえって長い整定
時間を要する。オーバーシュートが過度になると、目標
トラックから飛び出し、オントラックに失敗してシーク
エラーになる確率は急増する。In the example shown in Figure 3, the final speed is 2.5L:rn/sea
If this is the case, overshoot will occur and a longer settling time will be required. If the overshoot becomes excessive, the probability of jumping off the target track, failing to on-track, and causing a seek error increases rapidly.

本発明はかかる欠点を除去するディスク装置を提供する
ものであって、これによれば最終速度をかなり大きく設
定しても安定な整定か得られ、その結果、アクセス時間
を短縮させることができ。The present invention provides a disk device that eliminates these drawbacks. According to this, stable settling can be obtained even if the final speed is set to a considerably large value, and as a result, access time can be shortened.

また更に最終速度のばらつきに対しても従来より安定性
の高い整定か期待できるようになる。Furthermore, it is possible to expect a more stable settling than before even with respect to variations in the final speed.

本発明は前述のトランク追従制御回路３の部分の改良が
その主要なものとなる。なぜならば、トラック中心への
整定という問題はトラックアクセス時の速度制御が終っ
てトラック追従制御に切換わってから後の問題になるか
らである。従来のトラック追従制御回路３は、基本的に
は２位置信号に従って、トラック中心からオフトラック
しないようにするだめの位置制御回路であり、従って位
置偏差をとり出すための誤差増幅回路と、ダンピングを
与えてシステムの安定性を増す（いわゆるナイキスト条
件を満足させる）だめのリードラグフィルター要素とか
ら構成されている。The main feature of the present invention is the improvement of the above-mentioned trunk follow-up control circuit 3. This is because the problem of settling to the track center becomes a problem after the speed control during track access ends and the switch is made to track following control. The conventional track following control circuit 3 is basically a position control circuit that prevents off-tracking from the center of the track according to two position signals, and therefore includes an error amplification circuit for extracting position deviation and a damping It consists of lead-lag filter elements that increase the stability of the system (satisfying the so-called Nyquist condition).

第４図（、）　、　（ｂ）は位置信号Ｅｐの特性図と前
述のような従来からのトラック追従制御回路３を実現す
る最も基本的な回路例を示しだ図であり、演算増幅器１
１．抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３およびコンデンサＣを用いて
リードラグフィルタ及び誤差増幅回路を形成している。4(a) and (b) are diagrams showing the characteristic diagram of the position signal Ep and the most basic circuit example for realizing the conventional track following control circuit 3 as described above, in which the operational amplifier 1
1. A lead-lag filter and an error amplification circuit are formed using resistors R1, R2, R3 and a capacitor C.

第６図（ａ）は第４図（ｂ）の回路の周波数特性図であ
る。この周波数特性は、いわゆる位置制御における位相
進み補償を表わしており、伝達関数は以下のように表わ
される。FIG. 6(a) is a frequency characteristic diagram of the circuit of FIG. 4(b). This frequency characteristic represents so-called phase lead compensation in position control, and the transfer function is expressed as follows.

ふつうαは５石〜５３程度にとられる。Normally, α is taken to be around 5 to 53 stones.

第５図（ｂ；）　、　（ｃ）は、第５図（、）の周波数
特性を分解したものであって、第５図山）は位置に関す
る帰還ゲインＡ／α　のみ、第５図（ｃ）は位置の微分
（速度即ちダンピング）に関する帰還ゲインを示してい
る。この第６図（ｂ）、（Ｃ）を合成すればはソ第６図
体）の周波数特性（リードラグフィルタ特性をもつもの
）になる。なお、第５図（Ｃ）において高い周波数領域
をフラットな特性にしているのは、この領域の成分は制
御にとって不要有害になることが多いからである。Figures 5(b;) and 5(c) are the decomposition of the frequency characteristics in Figures 5(,), where Figure 5(c) shows only the position-related feedback gain A/α; ) indicates the feedback gain with respect to the position differential (velocity or damping). If these Fig. 6(b) and (C) are combined, the frequency characteristic (having a lead-lag filter characteristic) of Fig. 6) will be obtained. The reason why the high frequency region in FIG. 5(C) has a flat characteristic is that components in this region are often unnecessary and harmful to control.

このように従来のトラック追従制御回路は基本的には位
置に関する帰還の成分と２位置の微分（速度）に関する
帰還の成分とを加え合わせ、これを誤差増幅したもので
構成されていると考えることもできる。In this way, conventional track following control circuits can be thought of as basically consisting of a feedback component related to position and a feedback component related to the differential (velocity) of the two positions, which are added together and the result is error amplified. You can also do it.

本発明は、上記帰還成分に非線形要素を加味することに
よって、ヘッドがトラックの中心部近傍にあるときは従
来と同様にナイキスト条件を満載させ、臨界制動（クリ
ティカルダンピング）に近い状態で制御されるよう、に
し、ヘッドがトラック外部から進入してくる場合などは
急激に大きなブレーキ力を発生させ、オーバーシュート
を防止し。By adding a nonlinear element to the feedback component, the present invention fully satisfies the Nyquist condition when the head is near the center of the track, as in the past, and is controlled in a state close to critical damping. When the head approaches the track from outside, a large braking force is suddenly generated to prevent overshoot.

短時間でトラック中心に整定させようというものである
。このようにすることによってヘッドが従来より相当速
い最終速度で目標トランクに進入し。The aim is to settle the vehicle to the center of the track in a short period of time. This allows the head to enter the target trunk at a significantly higher final velocity than before.

ても、極めて安定かつ短時間で整定させることができる
ようになる。また、最終速度のばらつきに対しても、整
定時間の多少の長短はあるにせよ。However, it can be stabilized extremely stably and in a short time. Furthermore, the settling time may be longer or shorter due to variations in final speed.

オーバーシュートなく安定に整定させることができるよ
うになる。It becomes possible to stabilize stably without overshoot.

第６図は本発明の要部の原理的構成の一例を示すブロッ
ク図（特に本発明の主要部である改良されたトラック追
従制御回路師分のブロック図）である。図中、２１は位
置に関する帰還の電圧を与えるブロックで、第５図（ｂ
）と同じ特性を与えるものである。２２は位置の微分（
即ち速度）の電圧を与えるブロックであり、第６図（ｃ
）と同じ特性を与えるものである。２３はこの速度電圧
に対して非線形要素を与えるブロックである。２４は加
算ブロックである。FIG. 6 is a block diagram showing an example of the basic configuration of the main part of the present invention (in particular, a block diagram of the improved track following control circuit which is the main part of the present invention). In the figure, 21 is a block that provides a feedback voltage related to the position, and as shown in FIG.
) gives the same characteristics as 22 is the differential position (
In other words, it is a block that provides a voltage of speed), and is shown in Fig. 6(c).
) gives the same characteristics as 23 is a block that provides a nonlinear element to this speed voltage. 24 is an addition block.

非線形要素を与えるブロック２３は上記速度が小さい領
域ではゲインは１であるが、ある速度を超えるとそのゲ
インは１以上となるものである。The block 23 providing the nonlinear element has a gain of 1 in the region where the speed is small, but the gain becomes 1 or more when the speed exceeds a certain speed.

従ってヘッドがトランク中心近傍で追従制御に入ってい
るときは位置偏差も速度もか々り小さいので上記非線形
要素の影響は無く、従来のトラック追従制御回路と同じ
ように臨界制動（クリティカルダンピング）に近い状態
で制御される。ところが、ヘッドがトラック外部からア
クセスされ、目標トラックに進入してくるような場合は
、アクセスの速度制御からトラック・追従制御に切換わ
る時点（第２図で言うと時刻１＝１ｐで点Ｐの位置にに
きたとき）では−速度が大きいので、非線形要素の影響
を受け、速度ダンピングのゲインが増大する。Therefore, when the head is in tracking control near the center of the trunk, the positional deviation and velocity are quite small, so there is no influence from the nonlinear elements mentioned above, and critical damping is performed as in the conventional track following control circuit. controlled in a close manner. However, when the head is accessed from outside the track and enters the target track, there is a point at which the access speed control switches to track/following control (in Figure 2, at time 1=1p at point P). (when the vehicle reaches the position), the velocity is large, so the gain of velocity damping increases due to the influence of nonlinear elements.

即ち速い最終速度で目標トラックに進入してきだ時に非
常に大きなブレーキ力を発生させることが可能となる。In other words, it is possible to generate a very large braking force when entering and exiting a target truck at a high final speed.

そのためヘッド・ポジショナは急速に速度を減じながら
トラック中心に近すいて行く。トラック中心に近すけば
速度は充分に下っているので臨界制動に近い状態で制御
され、オーツく一シュートなどせずに安定にオントラッ
クする。Therefore, the head positioner approaches the center of the track while rapidly decreasing its speed. As the vehicle approaches the center of the track, the speed is sufficiently low and the vehicle is controlled in a state close to critical braking, allowing the vehicle to stay on track stably without any overshooting.

このことは逆に最終速度が設定値から多少ばらついてい
ても整定はいつも安定であることを意味する。即ち最終
速度が速ければ、それに応じてブレーキ力は一層大きく
なるからである。This means, conversely, that even if the final speed varies somewhat from the set value, the settling is always stable. That is, the higher the final speed, the greater the braking force will be.

第７図は上記の本発明を適用した場合のヘッドの整定の
実測例であり、第３図の従来例と対比されるべきもので
ある。この例では速度が１・０ｃｒｔｙ’８６Ｇを超え
るとゲインが１を超えて、はぼ指数関数的に増大するよ
うな非線形要素を用いている。この実測例から明らかな
ように格段の改善が認められる。FIG. 7 shows an actual measurement example of head stabilization when the above-described invention is applied, and should be compared with the conventional example shown in FIG. In this example, a nonlinear element is used in which the gain exceeds 1 and increases almost exponentially when the speed exceeds 1·0crty'86G. As is clear from this actual measurement example, a significant improvement is recognized.

ミ硲 第８図は第６図に示す本発明の要部構成を更に具体化し
て示しだ実施例である。図中、３１は位置に関する帰還
の電圧を与えるブロックで、第６図の２１に対応するも
ので、演算増幅器３６と抵抗で構成された非反転増幅器
である。３２は位置の微分（即ち速度）の電圧を与える
ブロックで、第６図の２２に対応するもので、演算増幅
器３６と抵抗及び微分回路である。３３はこの微分回路
の速度出力に対して非線形要素を与えるブロックで第６
図の２３に対応するものであり、演算増幅器３７と抵抗
及び非線形要素としてのダイオード３８．３９から構成
された非線形増幅器である。FIG. 8 shows an embodiment in which the main structure of the present invention shown in FIG. 6 is further embodied. In the figure, numeral 31 is a block that provides feedback voltage regarding the position, which corresponds to 21 in FIG. 6, and is a non-inverting amplifier composed of an operational amplifier 36 and a resistor. Reference numeral 32 denotes a block for applying a voltage for position differentiation (that is, velocity), which corresponds to 22 in FIG. 6 and includes an operational amplifier 36, a resistor, and a differentiation circuit. 33 is the sixth block that provides a nonlinear element to the speed output of this differentiating circuit.
This corresponds to 23 in the figure, and is a nonlinear amplifier composed of an operational amplifier 37, a resistor, and diodes 38 and 39 as nonlinear elements.

３４は上記の位置に関する帰還の電圧を与える増幅器の
出力と非線形性を与えられた速度の電圧の出力の２つを
合成加算する加算ブロックであって。Reference numeral 34 is an addition block that synthesizes and adds the output of the amplifier that provides the feedback voltage regarding the position and the output of the speed voltage given the nonlinearity.

第６図の２４に対応するものである。これは演算増幅器
３８と抵抗で構成される加算増幅器である。This corresponds to 24 in FIG. This is a summing amplifier composed of an operational amplifier 38 and a resistor.

第９図は本発明の別な要部構成を示すブロック図（特に
本発明の主要部である改良されたトラッり追従制御回路
部分のブロック図）である。図中、４１はリードラグフ
ィルタ要素及び誤差増幅回路のブロックであり、基本的
には第４図−（ｂ）に示子ようなものと同等である。４
２は非線形要素ブロックで、前述の第６図の２３と基本
的に同等のものである。FIG. 9 is a block diagram showing another main part configuration of the present invention (particularly a block diagram of the improved tracking control circuit portion which is the main part of the present invention). In the figure, 41 is a block for a lead-lag filter element and an error amplification circuit, which is basically the same as that shown in FIG. 4-(b). 4
2 is a nonlinear element block, which is basically equivalent to 23 in FIG. 6 described above.

さて、この構成は本発明にかかわる第６図の構成よりも
一層簡単なものとなっているが、実際の応用では、これ
にかなり近い効果が期待できるものである。この構成の
場合もヘッドがトラックの中心近傍で追従制御に入って
いるときには１位置偏差にしても速度にしてもかなり小
さいので非線形要素の影響は無く、従来のトラック追従
制御回路と同じように臨界制動（クリティカルダンピン
グ）に近い状態に制御される点については同じである。Now, this configuration is simpler than the configuration shown in FIG. 6 related to the present invention, but in actual applications, it can be expected to produce effects quite similar to this. In this configuration as well, when the head enters tracking control near the center of the track, both one position deviation and speed are quite small, so there is no effect of nonlinear elements, and the criticality is reduced as in the conventional track following control circuit. It is the same in that it is controlled to a state close to braking (critical damping).

しかしヘッドがトラック中心から大きくずれた時（トラ
ックを逸脱しない範囲で）や、トラック外部からアクセ
スされて、目標トラックに進入してくるような場合は、
単に速度ダンピングだけではなく１位置偏差に対しても
非線形的な作用が働く。この位置偏差に対する非線形的
な作用は。However, when the head deviates significantly from the center of the track (as long as it does not deviate from the track), or when the head is accessed from outside the track and enters the target track,
A nonlinear effect acts not only on speed damping but also on one position deviation. What is the nonlinear effect on this positional deviation?

ヘッドがトラック中心からずれる程、より大きな向心力
として作用するため２本発明の安定な整定という目的と
は反する要素となるようにみえる。The more the head deviates from the track center, the greater the centripetal force acts, which appears to be a factor that is contrary to the objective of stable stabilization of the present invention.

しかし、一般に磁気ディスク装置のトラック追従制御の
ような場合には、トラック中心への向心力（位置復元力
）よりも、速度ダンピングによる制動力の方が勝ること
が多く、従って結果的にはトラック外部から相当速い最
終速度で目標トラックに進入してくるような場合には、
この構成でも従来例よりはかなり大きなブレーキ力を発
生作用せしめることが出来るのである。However, in general, in cases such as track following control of magnetic disk drives, the braking force due to speed damping often exceeds the centripetal force (positional restoring force) to the track center, and as a result, the If the target truck approaches the target truck at a considerably high final speed,
Even with this configuration, it is possible to generate and act on a considerably larger braking force than in the conventional example.

本発明の設計による例をあげれば、非線形要素を加味し
ない場合２位置に関する帰還の電圧は１μｍあたり１０
０　ｍＶであり、トラック追従制御へ切換わる点Ｐは目
標トラックの中心から１６μｍ手前であるので、この点
における位置に関する帰還の電圧は１００　（ｍＶ／μ
ｍ）Ｘ１５（μｍ）＝１．６（ボルト）′：ｃあるのに
対し２位置の微分（即ち速度ダンピング）の電圧はヘッ
、ド―ポジショナのス、ビードの１　ｃｍ／　ｅ　ｅ　
ｃ　　あたり１．３（ボルト）となノッている。従って
最終速度が２〜３　ｃｒｎ／Ｂ　ｆｉｌ　Ｏで進入して
きたときの最初の速度ダンピング４の電圧は２．６〜３
．９（ボルト）であり、明らかに速粟ダンピングの方が
勝っている。従って第９図の如き構成で９位置とその微
分（速度）に関する帰還の電圧が分離されていないよう
な場合（リードラグフィルタ要素を用いる場合）でも、
この出力に非線形要素を付加すれば１本発明の目的はほ
ぼ達成することができる。For example, according to the design of the present invention, the feedback voltage for two positions is 10 per μm without considering nonlinear elements.
0 mV, and the point P at which the control switches to track following control is 16 μm before the center of the target track, so the feedback voltage regarding the position at this point is 100 (mV/μ
m) X15 (μm) = 1.6 (volts)': c, whereas the voltage of the two-position differential (i.e. speed damping) is 1 cm/ e e of the head, do-positioner, and bead.
It is 1.3 (volts) per c. Therefore, when the final speed approaches at 2 to 3 crn/B fil O, the voltage of the initial speed damping 4 is 2.6 to 3 crn/B fil O.
．． 9 (volts), and Soya dumping is clearly superior. Therefore, even in the case where the feedback voltages related to the 9 positions and their derivatives (velocity) are not separated in the configuration shown in Fig. 9 (when using a lead-lag filter element),
By adding a nonlinear element to this output, the object of the present invention can almost be achieved.

第１０図は第９図に示す本発明の原理的構成例の具体的
実施例である。図中、６１は運算増幅器６３と抵抗、コ
ンデンサで構成したリードラグフィルタ要素及び誤差増
幅回路のブロックで、第９図の４１に対応するものであ
る。５２は非線形要素を与えるブロックであり、抵抗と
、非線形要素としてのダイオード５４．６５から構成さ
ねたもので、第９図の４２に対応する。FIG. 10 shows a specific embodiment of the basic configuration example of the present invention shown in FIG. In the figure, 61 is a lead-lag filter element and error amplification circuit block composed of an operational amplifier 63, a resistor, and a capacitor, and corresponds to 41 in FIG. 52 is a block providing a nonlinear element, which is composed of a resistor and diodes 54 and 65 as nonlinear elements, and corresponds to 42 in FIG.

第１１図は上記第１０図の例の非線形要素を与える回路
ブロック６２の入出力特性図である１、この例では非線
形と言っても折れ線の非常に簡単なものである。FIG. 11 is an input/output characteristic diagram of the circuit block 62 providing the nonlinear element in the example of FIG. 10. In this example, although it is called nonlinear, it is a very simple polygonal line.

第１０図に示す具体的実施例は非常に簡素な構成を持っ
ているのにもかかわらず、その効果は第８図に示す具体
的実施例に近いものがあり、安価ですぐれたものである
。Although the specific embodiment shown in FIG. 10 has a very simple configuration, its effects are similar to those of the specific embodiment shown in FIG. 8, and it is inexpensive and excellent. .

以上詳細に詳明したように本発明によれば。According to the invention as detailed above.

（１）トラックアクセスの速度制御からトラック追従制
御へ切換わる時の最終速度を上昇させることによってト
ラックアクセス時間を短縮できる。(1) Track access time can be shortened by increasing the final speed when switching from track access speed control to track following control.

（２）最終速度を上昇させることにより、ペデスタル部
分での失速の事故を起しにククシ、シークエラー率を良
好にさせ、信頼性を高めることができる。(2) By increasing the final speed, it is possible to prevent stall accidents at the pedestal, improve the seek error rate, and improve reliability.

（３）最終速度の速度ばらつきはある程度許されるよう
になるため、速度管理が楽になる。(3) Since speed variations in the final speed are allowed to some extent, speed management becomes easier.

（４）　　目標トラック−の中心に整定する時、オーバ
ーシュート現象を防ぎ整定時間を短縮させると同時にオ
ントラックの失敗、シークエラーという事故を防ぐこと
ができる。(4) When settling at the center of the target track, it is possible to prevent the overshoot phenomenon and shorten the settling time, and at the same time prevent accidents such as on-track failure and seek errors.

（５）トラックの中心近傍で追従制御されている時は臨
界制動（クリティカルダンピング）に近い最適な位置制
御を実現でき、特に本発明によってこの位置制御に悪い
影響を及ぼすことはない。(5) When follow-up control is performed near the center of the track, optimal position control close to critical damping can be achieved, and the present invention does not adversely affect this position control.

（６）割合簡単な回路で実現できるだめコスト面で不利
になることはない。(6) Since it can be realized with a relatively simple circuit, there is no disadvantage in terms of cost.

などの数々のすぐれた特長を持つディスク装置を実現す
ることができるものである。This makes it possible to realize a disk device with a number of excellent features such as the following.

なお、本発明は必ずしも磁気ディスクを使用したものに
限定されるものではなく、一般に記録トラックを有する
ものであって、速度制御を用いて一＼ソドのランダムア
クセスを行い２次いで目標トラック上を追従制御させる
如き閉ループサーボ方式を用いたディスク装置全般に適
用されることは言うまでもない。Note that the present invention is not necessarily limited to those using magnetic disks, but generally has a recording track, and uses speed control to perform one random access and then follow the target track. Needless to say, the present invention can be applied to all disk drives using a closed-loop servo control system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来のディスク装置におけるヘッドの位置決め
のだめの閉ループサーボ系のブロック図、第２図（ａ）
　、　（ｂ）は第１図の場合のトランクアクセス時の各
部信号波形図、第３図は第１図、第２図に関連し、目標
トラックの中心にヘッドが整定するまでの位置信号の様
子の実測例を示す波形図、第４図（ａ）　、　（ｂ）は
位置信号特性図と従来のトラック追従制御回路の基本的
回路図、第６図（ａ）　、　（ｂ）　、　（０）は第４
図の回路の周波数特性図と９、その分解特性図、第６図
は本発明の要部の原理的構成のひとつを示すブロック図
、第７図は第６図の回路を使用した場合のヘッドの整定
の実測例を示す波形図、第８図は第６図を具体化した実
施例を示す回路構成図、第９図は本発明の別な要部の原
理的構成を示すブロック図、第１０図は第９図を具体化
した実施例を示す回路構成図、第１１図は第１０図にお
ける非線形要素を与える回路ブロックの入出力特性図で
ある。 １・・・・・・サーボヘッド、２・・・・・・位置信号
復調回路、３・・・・・・トラック追従制御回路、４・
・・・・・速度信号復調回路、６・・・・・・トランク
カウンタ、６・・・・・・速度基準発生回路、９・・・
・・・アクチュエータ駆動回路、１ｏ・・・用アクチュ
エータ、２１゜３１・・・・・・位置に関する帰還電圧
を与えるブロック、２２，３２・・・・・・位置の微分
の電圧を与えるブロック、２３，３３・・・・・・非線
形要素を与えるフ゛ロック、４１，４５−・…・リード
ラグフィルター要素及び誤差増幅回路、４２．６２・・
・・・・非線形要素を与えるブロック。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名凶 へ　　　（ミ 第４図 ｒａ）　　　　　　　　　　　　　　ｔｂ＋第５図 第６図 ９図 Ｅ。 ４Ｉ　　　　　　　４？ 第１０図 第１１図Figure 1 is a block diagram of a closed-loop servo system for head positioning in a conventional disk drive, and Figure 2 (a).
, (b) is a signal waveform diagram of each part during trunk access in the case of Fig. 1, and Fig. 3 is related to Figs. 1 and 2, and shows the state of the position signal until the head settles at the center of the target track. Figures 4(a) and 4(b) are position signal characteristic diagrams and basic circuit diagrams of conventional track following control circuits, and Figures 6(a), (b), (0) are waveform diagrams showing actual measurement examples. is the fourth
9 is a frequency characteristic diagram of the circuit shown in the figure, and its decomposed characteristic diagram. FIG. 6 is a block diagram showing one of the principle configurations of the main parts of the present invention. FIG. FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of FIG. 6. FIG. 9 is a block diagram showing the principle configuration of another main part of the present invention. 10 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of FIG. 9, and FIG. 11 is an input/output characteristic diagram of a circuit block providing a nonlinear element in FIG. 10. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Servo head, 2... Position signal demodulation circuit, 3... Track following control circuit, 4...
... Speed signal demodulation circuit, 6 ... Trunk counter, 6 ... Speed reference generation circuit, 9 ...
... Actuator drive circuit, 1o... actuator, 21° 31 ... Block that provides feedback voltage related to position, 22, 32 ... Block that provides differential voltage of position, 23 , 33... Block providing a nonlinear element, 41, 45-... Lead-lag filter element and error amplification circuit, 42, 62...
...Block that provides nonlinear elements. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person (Fig. 4, Ra) tb + Fig. 5, Fig. 6, Fig. 9, E. 4I 4? Figure 10 Figure 11

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）閉ループサーボ方式を用いて回転記録媒体の記録
又は再生トラックにヘッドを位置決めするディスク装置
であって、位置を認識するヘッドと、このヘッドから得
られる位置情報を復調して位置信号を得る位置信号復調
回路と、前記位置信号を微分してトラックアクセス時の
速度制御を行わすだめの速度信号を得る蓮度信号復調回
路と、前記位置信号に基いてトラック追従時に位置制御
を行わすだめのトラック追従制御回路とを具備し、かつ
前記トラック追従制御回路は、トラックアクセスから目
標トラックへの位置決めの際の過渡的整定を良好なさし
める非線形要素を含めて構成されていることを特徴とす
るディスク装置。(1) A disk device that uses a closed-loop servo system to position a head on a recording or playback track of a rotating recording medium, including a head that recognizes position and demodulates position information obtained from this head to obtain a position signal. a position signal demodulation circuit; a frequency signal demodulation circuit for differentiating the position signal to obtain a speed signal for performing speed control during track access; and a position signal demodulation circuit for performing position control during track following based on the position signal. and a track following control circuit, and the track following control circuit is configured to include a nonlinear element that improves transient settling during positioning from track access to the target track. disk device. （２）トラック追従制御回路は前記位置信号に基いて位
置に関する帰還の電圧を得る回路手段と、位置信号を微
分して速度ダンピングの電圧を得る回路手段と、前記速
度ダンピングの電圧に非線形性を与える非線形要素と、
前記位置に関する帰還の電圧と非線形性が与えられた速
度ダンピングの電圧を加算する回路手段とを含めて構成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載のディスク装置。(2) The track following control circuit includes a circuit means for obtaining a position-related feedback voltage based on the position signal, a circuit means for differentiating the position signal to obtain a speed damping voltage, and a circuit means for obtaining a speed damping voltage based on the position signal, and a circuit means for obtaining a speed damping voltage based on the position signal. a nonlinear element to give,
2. The disk device according to claim 1, further comprising circuit means for adding the position-related feedback voltage and the nonlinear velocity damping voltage. （３）トラック追従制御回路は前記位置信号に基いて、
これに位相進み補償を与える回路手段と、この回路手段
の出力に非線形性を与える非線形要素とを含めて構成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
載のディスク装置。(3) The track following control circuit, based on the position signal,
A disk device according to claim 1, characterized in that the disk device includes circuit means for providing phase lead compensation and a nonlinear element for providing nonlinearity to the output of this circuit means. （４）トランク追従制御回路は、抵抗、コンデンサ及び
演算増幅器で構成されるリードラグフィルタ回路と、こ
のリードラグフィルタ回路の出力に非線形性を与えるだ
めの２つのダイオード、抵抗で作られる折れ線形の非線
形回路とを含めて構成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第（１）項または第（３）項記載のディスク
装置。(4) The trunk tracking control circuit consists of a lead-lag filter circuit composed of a resistor, a capacitor, and an operational amplifier, and a polygonal linear filter circuit made of a resistor and two diodes that provide nonlinearity to the output of this lead-lag filter circuit. The disk device according to claim 1 or 3, characterized in that the disk device is configured to include a nonlinear circuit.