(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド・アセンブリを横方向に位置決めするサーボ・システムにおいて、前記サーボ・システムが、規定サーボ・トラックに対する前記ヘッド・アセンブリの横方向位置を検出するサーボ・センサと、前記ヘッド・アセンブリを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する微動アクチュエータと、前記微動アクチュエータを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する粗動アクチュエータと、前記サーボ・センサからの信号に基づいて、前記ヘッド・アセンブリと前記規定サーボ・トラックに関連する所望位置との間の位置誤差を決定し、決定された前記位置誤差を低減するように、前記微動アクチュエータを操作して、前記ヘッド・アセンブリを並進移動する位置誤差信号ループとを含み、前記位置誤差信号ループが、積算機能とリードラグ機能の両方を有する補償器機能を有するものにおいて、前記粗動アクチュエータを操作する方法が、
トラック・フォロイング制御操作において、
前記位置誤差信号ループの前記積算機能を検出するステップと、
前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッド・アセンブリを、検出された前記積算機能に従い並進移動するステップと
を含み、
トラック間制御操作において、
前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッド・アセンブリを、シーク機能に従い前記規定サーボ・トラックの間で並進移動するステップを含み、当該トラック間制御操作の間は、検出された前記積算機能に従った前記粗動アクチュエータの操作を無効にする、
方法。
【請求項２】
前記粗動アクチュエータを操作するステップが、前記積算機能を実現する積算器からの出力信号を入力とするドライバからの出力信号を、前記粗動アクチュエータに印加するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記位置誤差信号ループの前記補償器機能がデジタル・フィルタを含み、前記粗動アクチュエータを操作するステップが、前記粗動アクチュエータをデジタル的に駆動するステップを含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
ヘッド・アセンブリを横方向に位置決めするサーボ・システムにおいて、前記サーボ・システムが、規定サーボ・トラックに対する前記ヘッド・アセンブリの横方向位置を検出するサーボ・センサと、前記ヘッド・アセンブリを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する微動アクチュエータと、前記微動アクチュエータを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する粗動アクチュエータと、前記サーボ・センサからの信号に基づいて、前記ヘッド・アセンブリと前記規定サーボ・トラックに関連する所望位置との間の位置誤差を決定し、決定された前記位置誤差を低減するように、前記微動アクチュエータを操作して、前記ヘッド・アセンブリを並進移動する位置誤差信号ループとを含み、前記位置誤差信号ループが、積算機能とリードラグ機能の両方を有する補償器機能を有するものにおいて、前記粗動アクチュエータを操作する方法が、
トラック・フォロイング制御操作において、
前記ヘッド・アセンブリと前記規定サーボ・トラックに関連する所望位置との間の位置誤差を決定するステップと、
決定された前記位置誤差を前記積算機能によって積算するステップと、
前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッド・アセンブリを、積算された前記位置誤差に従い並進移動するステップと
を含み、
トラック間制御操作において、
前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッド・アセンブリを、シーク機能に従い前記規定サーボ・トラックの間で並進移動するステップを含み、当該トラック間制御操作の間は、積算された前記位置誤差に従った前記粗動アクチュエータの操作を無効にする、
方法。
【請求項５】
前記粗動アクチュエータを操作するステップが、前記積算機能を実現する積算器からの出力信号を入力とするドライバからの出力信号を、前記粗動アクチュエータに印加するステップを含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記積算するステップが、前記位置誤差をフィルタリングするステップを含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記積算するステップが、前記位置誤差をデジタル的にフィルタリングするステップを含み、前記粗動アクチュエータを操作するステップが、前記粗動アクチュエータをデジタル的に駆動するステップを含む、請求項６記載の方法。
【請求項８】
ヘッド・アセンブリを規定サーボ・トラックに対して横方向に位置決めするサーボ・システムであって、
規定サーボ・トラックに対する前記ヘッド・アセンブリの横方向位置を検出するサーボ・センサと、
前記ヘッド・アセンブリを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する微動アクチュエータと、
前記微動アクチュエータを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する粗動アクチュエータと
前記サーボ・センサからの信号に基づいて、前記微動アクチュエータ及び前記粗動アクチュエータを操作するサーボ制御装置と
を含み、
前記サーボ制御装置が
積算機能とリードラグ機能の両方を有する補償器機能を有し、
前記サーボ・センサに応答して、前記ヘッド・アセンブリと前記規定サーボ・トラックに関連する所望位置との間の位置誤差を決定し、
決定された前記位置誤差を低減するように、前記補償器機能を介して、前記微動アクチュエータを操作して、前記ヘッド・アセンブリを並進移動し、
決定された前記位置誤差を前記積算機能によって積算し、
トラック・フォロイング制御において、前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッド・アセンブリを、積算された前記位置誤差に従い並進移動し、
トラック間制御において、前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッド・アセンブリを、シーク機能に従い前記規定サーボ・トラックの間で並進移動する制御を行い、当該トラック間制御の間、積算された前記位置誤差に従った前記粗動アクチュエータの操作を無効にする、
サーボ・システム。
【請求項９】
前記サーボ制御装置が、積算された前記位置誤差を入力とするドライバの出力信号を、前記粗動アクチュエータに提供する、請求項８記載のサーボ・システム。
【請求項１０】
前記サーボ制御装置が、前記位置誤差を積算するフィルタを含む、請求項９記載のサーボ・システム。
【請求項１１】
前記サーボ制御装置の積算するフィルタが、デジタル的にフィルタリングされた積算位置誤差制御信号を提供するデジタル・フィルタを含み、前記サーボ制御装置が、デジタル的にフィルタリングされた前記積算位置誤差制御信号に応答して、前記粗動アクチュエータを操作するデジタル・ドライバを含む、請求項１０記載のサーボ・システム。
【請求項１２】
複数の規定サーボ・トラックを有するデータ記憶媒体と、
前記データ記憶媒体上にデータを記録し、読出すためのデータ・ヘッド・アセンブリと、
前記データ記憶媒体を前記データ・ヘッド・アセンブリに対して移動するドライブと、
前記規定サーボ・トラックに対する前記データ・ヘッド・アセンブリの横方向位置を検出するサーボ・センサと、
前記データ・ヘッド・アセンブリを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する微動アクチュエータと、
前記微動アクチュエータを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する粗動アクチュエータと、
前記サーボ・センサからの信号に基づいて、前記微動アクチュエータ及び前記粗動アクチュエータを操作するサーボ制御装置と
を含み、
前記サーボ制御装置が
積算機能とリードラグ機能の両方を有する補償器機能を有し、
前記サーボ・センサに応答して、前記データ・ヘッド・アセンブリと前記規定サーボ・トラックに関連する所望位置との間の位置誤差を決定し、
決定された前記位置誤差を低減するように、前記補償器機能を介して、前記微動アクチュエータを操作して、前記データ・ヘッド・アセンブリを並進移動し、
決定された前記位置誤差を前記積算機能によって積算し、
トラック・フォロイング制御において、前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記データ・ヘッド・アセンブリを、積算された前記位置誤差に従い並進移動し、
トラック間制御において、前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッド・アセンブリを、シーク機能に従い前記規定サーボ・トラックの間で並進移動する制御を行い、当該トラック間制御の間、積算された前記位置誤差に従った前記粗動アクチュエータの操作を無効にする、
データ記憶システム。
【請求項１３】
前記サーボ制御装置が、積算された前記位置誤差を入力とするドライバの出力信号を、前記粗動アクチュエータに提供する、請求項１２記載のデータ記憶システム。
【請求項１４】
前記サーボ制御装置が、前記位置誤差を積算するフィルタを含む、請求項１３記載のデータ記憶システム。
【請求項１５】
前記サーボ制御装置の積算するフィルタが、デジタル的にフィルタリングされた積算位置誤差信号を提供するデジタル・フィルタを含み、前記サーボ制御装置が、デジタル的にフィルタリングされた前記積算位置誤差信号に応答して、前記粗動アクチュエータを操作するデジタル・ドライバを含む、請求項１４記載のデータ記憶システム。
【請求項１６】
前記データ記憶媒体が磁気テープを含み、前記データ・ヘッド・アセンブリが読取り及び書込みトランスジューサを有するマルチトラック磁気ヘッドを含み、前記サーボ・センサが前記データ・ヘッド・アセンブリと一緒に装着される、請求項１２記載のデータ記憶システム。
【請求項１７】
前記データ記憶媒体が光ディスクを含み、前記データ・ヘッド・アセンブリが可動レンズ及び読取り及び書込みのための関連光学要素、及び前記サーボ・センサを含む、請求項１２記載のデータ記憶システム。
【請求項１８】
ヘッド・アセンブリを横方向に位置決めするサーボ・システムにおいて、前記サーボ・システムが、規定サーボ・トラックに対する前記ヘッド・アセンブリの横方向位置を検出するサーボ・センサと、前記ヘッド・アセンブリを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する微動アクチュエータと、前記微動アクチュエータを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する粗動アクチュエータと、前記サーボ・センサからの信号に基づいて、前記ヘッド・アセンブリと前記規定サーボ・トラックに関連する所望位置との間の位置誤差を決定し、決定された前記位置誤差を低減するように、前記微動アクチュエータを操作して、前記ヘッド・アセンブリを並進移動する位置誤差信号ループとを含み、前記位置誤差信号ループが、積算機能とリードラグ機能の両方を有する補償器機能を有するものにおいて、前記粗動アクチュエータを操作する粗動サーボ制御装置が、
前記位置誤差信号ループの前記補償器機能に接続されて、前記位置誤差信号ループの前記積算機能を表す積算制御信号を提供する接続と、
前記接続に接続され、トラック・フォロイング制御において、前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッド・アセンブリを前記積算制御信号に従い並進移動するドライバと、
トラック間制御において、前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッド・アセンブリを、シーク機能に従い前記規定サーボ・トラックの間で並進移動するトラック間制御手段と、を含み、当該トラック間制御の間、前記ドライバによる前記粗動アクチュエータの操作を無効にする、
粗動サーボ制御装置。
【請求項１９】
前記ドライバの出力信号を前記粗動アクチュエータに提供する、請求項１８記載の粗動サーボ制御装置。
【請求項２０】
前記位置誤差信号ループの前記補償器機能が、デジタル的にフィルタリングされた積算信号を提供するデジタル・フィルタを含み、前記ドライバがデジタル的にフィルタリングされた前記積算制御信号に応答して、前記粗動アクチュエータを操作するデジタル・ドライバを含む、請求項１９記載の粗動サーボ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、規定サーボ・トラックをアクセス及び追従するためのサーボ・システムに関して、特に、粗動アクチュエータと粗動アクチュエータ上に装着される微動アクチュエータとを含む、複合アクチュエータを有するサーボ・システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気テープや光ディスクなどの、高密度のトラックを有するデータ記憶媒体上へのデータ記録において、粗動アクチュエータと粗動アクチュエータ上に装着される微動アクチュエータとを含む複合アクチュエータは、大きな動作ダイナミック・レンジ及び高帯域幅を提供する。従って、データ・ヘッドは磁気テープの全幅に渡るトラック間を、または光ディスクの内周トラックと外周トラックとの間を、粗動アクチュエータを用いて並進移動され、また微動アクチュエータを用いてトラックの移動に追従する。
【０００３】
典型的な複合アクチュエータでは、微動アクチュエータ機能が、サーボ・トラックを検出するサーボ・センサにより決定されるトラック誘導妨害に追従し、データ・ヘッドを所望のデータ・トラックの中心に位置決めする。微動アクチュエータは比較的小さな質量及び広い帯域幅を有し、従って、高周波妨害に追従することができる。しかしながら、微動アクチュエータは高帯域幅を提供するために、非常に限られた範囲の移動を有する。微動アクチュエータ・サーボ・システムは一般に、十分な安定余裕を有する最大帯域幅を可能にするように設計される補償器機能を有する。こうした例として、Chowらによる米国特許第５０９０００２号、及びFennemaらによる米国特許第５０６０２１０号などがある。粗動アクチュエータは微動アクチュエータをトラック間で移動し、また微動アクチュエータのセンタリングを支援する。これは通常、相対位置センサを有することにより達成され、センサは微動アクチュエータが、それ自体が装着される粗動アクチュエータとの関連において、実質的にその範囲の中心にあるか否かを検出する。従って、微動アクチュエータがトラック・フォローイングの間に、実質的に中心から外れてドリフトすると、相対位置センサがこの移動を検出し、サーボ・システムに対して、微動アクチュエータが中心から外れて移動した方向に粗動アクチュエータを正すように指示する。
【０００４】
ヘッド及びアクチュエータがますます小型化されるので、相対位置センサに関わる難題は、相対位置センサ及びそれに関連する電子回路を実装するスペースが余りに小さくなることである。更に、こうした正確で高分解能のセンサのコストは高価なために、不利となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、粗動アクチュエータによる微動アクチュエータのトラッキングを可能にする一方で、相対位置センサを除去することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
微動アクチュエータ及び粗動アクチュエータを使用し、規定サーボ・トラックに対して、ヘッドを横方向に位置決めするサーボ・システム及び方法が開示される。サーボ制御が、所定機能に従い、ヘッドと所望位置との間の位置誤差を積算し、粗動アクチュエータを操作して、微動アクチュエータ及びヘッドを積算された位置誤差に従い並進移動する。１実施例では、サーボ・センサが、規定サーボ・トラックに対するヘッドの横方向の位置を検出する。位置誤差信号ループがサーボ・センサに結合され、ヘッドと規定サーボ・トラックに関連する所望位置との間の位置誤差を決定し、決定された位置誤差を低減するように微動アクチュエータを操作して、ヘッドを並進移動する。位置誤差信号ループは補償器機能を有し、これは積算器とリードラグ機能などの他の伝達機能要素を含む。粗動サーボ制御は粗動アクチュエータを操作するもので、位置誤差信号ループ補償器機能に結合されて、位置誤差積算信号から、位置誤差信号ループの積算機能を表す制御を粗動アクチュエータに提供する接続と、前記接続に結合されて粗動アクチュエータを操作し、積算信号に従い微動アクチュエータ及びヘッドを並進移動するドライバとを含む。
【０００７】
本発明を完全に理解するために、添付の図面と共に、後述の詳細説明を参照されたい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は以下、図面を参照しながら好適な実施例について述べられる。図面を通じて、同一のまたは類似の要素は、同一の参照番号で示される。本発明は本発明の目的を達成する最適なモードについて述べられるが、当業者であれば、本発明の趣旨または範囲から逸れることなく、これらの教示を鑑み、様々な変形が可能であることが理解できよう。
【０００９】
本発明は粗動アクチュエータと、粗動アクチュエータ上に装着される微動アクチュエータとを含む複合アクチュエータを有するサーボ・システムに関して、両方のアクチュエータは、実質的に同一の方向に動作する。こうしたサーボ・システムの例は、磁気テープ・ドライブ及び光ディスク・ドライブにおいて実施される。こうしたサーボ・システム及び関連複合アクチュエータは、当業者には既知であり、またこうしたサーボ・システム及び複合アクチュエータは、光学テープ及び磁気ディスクなどの他の技術においても実施され得る。複合アクチュエータの多くの例が当業者には既知であり、本発明を実現できることであろう。図１乃至図５は、２つのこうした例を表すものである。
【００１０】
図１及び図２を参照すると、複合アクチュエータ及び磁気テープ・ヘッドの実施例が示される。磁気テープの複合アクチュエータの詳細が、Schwarzによる米国特許第５３７９１７０号で述べられている。
【００１１】
簡単に言えば、磁気ヘッド及びアクチュエータ・アセンブリ１０が、磁気テープ・ヘッド３０を装着するアクチュエータ・アーム３２を含む。粗動アクチュエータ・モータ５２がリード・スクリュー３６を駆動し、アパーチャ４４Ａにあるステージ４４を、ベース５に垂直な方向に移動する。アパーチャ４４Ｂは回転防止ピン３４を受け入れるために設けられ、負荷スプリング４８がハウジング１６とステージ４４との間に提供される。トーション・バネ４６がステージ４４に固定され、その端部４６Ａ及び４６Ｂがアクチュエータ・アーム３２に結合される。従って、ステージ４４が、アクチュエータ・アーム３２上に装着される磁気テープ・ヘッド３０を、記録テープ５０を横断して垂直方向に移動することにより、記録テープ５０のトラックがアクセスされる。尚、記録テープは、移送経路に沿って、磁気テープ・ヘッド３０を横断して移動する。
【００１２】
微動アクチュエータ・コイル・アセンブリ６０が、アクチュエータ・アーム３２の端部に取り付けられる。コイル・アセンブリ６０はコイル・フレーム６１、コイル６２、及び心棒６４を含む。コイル６２は上部分６２Ａ及び下部分６２Ｂを有し、マグネット・ハウジング３８内に保持されるマグネット４０Ａと４０Ｂとの間に配置される。これらのマグネットは、Ｎ極とＳ極とがおおよそ点線７０で示される位置で分かれるように構成される。コイル６２は電流が印加されると垂直に移動し、アクチュエータ・アーム３２をトーション・バネ４６の回りで回転させ、磁気ヘッド３０を記録テープ５０に対して横断的に移動することにより、トラック・フォローイング・モードなどにおいて微調整を行う。
【００１３】
図３を参照すると、複合アクチュエータのテープ・ドライブ及びサーボ・システムが示される。テープ５０はテープ運動制御装置７５の制御の下で、リール・モータ７３及び７４により、リール７１及び７２の間を移送経路に沿って、磁気テープ・ヘッド３０を横断して移動される。磁気ヘッド・アセンブリ３０はサーボ読取りヘッドまたはセンサ７６を含み、これはテープ５０のサーボ・トラック７７内に記憶されたサーボ・パターンを検出する。サーボ読取りヘッド７６は、磁気ヘッド・アセンブリの様々な位置にある複数のサーボ読取りセンサから成り、サーボ・トラック７７は、テープの多数の平行なサーボ・トラックを含む。データ・ヘッド７８は、幾つかのデータ読取り／書込みトランスジューサを含み、テープのデータ・トラック領域７９上に位置決めされるように示される。このデータ・トラック領域７９には、複数の平行なデータ・トラックが含まれる。当業者であればわかるように、通常、磁気テープ・システムの規定サーボ・トラックは、データ・トラックに平行であり、データ・トラックからオフセットされる。所望のサーボ・トラック７７の所望の中心線８０が示されており、テープ５０の長さに沿って延びる。テープが移送経路に沿って移動されるとき、サーボ読取りヘッド７６はサーボ信号線８４上に提供されるサーボ信号を、サーボ・デコーダ８６に読取る。サーボ・デコーダ８６は受信されたサーボ信号を処理し、位置信号線８８上にサーボ信号を生成して、サーボ制御装置９０に提供する。サーボ制御装置９０は後述のように、シーク信号に応答して、粗動アクチュエータ５２にトラック間に移動するように指示し、また位置信号に応答して、信号線９１上にサーボ制御信号を生成し、所望のサーボ・トラックの所望の中心線に追従するように、微動アクチュエータ６０を操作し、更に信号線９３上にサーボ制御信号を生成し、粗動アクチュエータ５２に対して、微動アクチュエータを所望の中心線の方向に移動するように指示する。
【００１４】
図４及び図５を参照すると、複合アクチュエータ及び光ディスク・ドライブ及びサーボ・システムの実施例が示される。光ディスクの複合アクチュエータの詳細については、Fennemaらによる米国特許第５０６０２１０号で述べられている。
【００１５】
粗動アクチュエータ１３６は、アーム１３４を光ディスク１３０のトラック１０６に対して横方向に移動する。アーム１３４上にはロータリ微動アクチュエータ１４６が装着され、これはアーム１３４に固定されるピボット・ピン１０９の回りを回転するように構成される。レンズ１４５が好適には微動アクチュエータ１４６の遠心端に設けられ、レーザ１１７のビームを光ディスク１３０上にフォーカスする。光ディスクはモータ１３２によりスピンドル１３１上で回転するように装着される。フレーム１３５はモータ１３２を装着し、好適には、トラック１０６に対する横方向の相互移動のために、粗動アクチュエータ１３６を組み込む。粗動アクチュエータの移動は、光ディスクの複数の同心トラック１０６の任意のトラックへのアクセスを可能にする。光ドライブの光学系は、対物レンズまたはフォーカシング・レンズ１４５と、ビームを制御しデータの転送を可能にする光学系要素１３３とを含む。双方向ビームが参照番号１４７により示される。当業者であればわかるように、光ディスク・トラックは一般に成形され、規定サーボ・トラックのサーボ情報の他に、データ記録媒体の表面を提供する。データ及びサーボ検出器１２９が、反射ビームをデータ及びサーボ情報に変換し、信号線１１６を介して位置サーボ情報をサーボ制御装置１２０に供給する。サーボ制御装置はシーク信号に応答して、粗動アクチュエータ１３６にトラック間を移動するように指示し、また位置信号に応答して、信号線１１１上にサーボ制御信号を生成することにより、例えば所望のトラックの所望の中心線を追従するように、レンズ１４５を移動するために、微動アクチュエータ１４６のコイル１４８を動作させたり、或いは信号線１１３上にサーボ制御信号を生成して、粗動アクチュエータ１３６に対して、微動アクチュエータを所望の中心線の方向に移動するように指示する。
【００１６】
前述のように、複合アクチュエータの多くの他の例が当業者に知れており、本発明を実現することができる。それらの例には、アナログ・モータや、アナログまたはデジタル駆動式ステッパ・モータにより操作される、リニアまたは平行四辺形の微動アクチュエータまたは粗動アクチュエータが含まれる。
【００１７】
サーボ制御装置９０または１２０の実施例が、サーボ・システム１７０の一部として図６に示される。図１乃至図５のドライブ、サーボ・センサ、検出器及びアクチュエータの要素が、図６に総称的に示される。サーボ信号がヘッド−媒体間インタフェース１７２から、サーボ・センサ１７１により検出される。サーボ・トラックに対するサーボ・センサの位置が、サーボ位置検出器１７５により、サーボ信号から検出される。検出された位置信号は信号線１７６上に供給され、好適にはデジタル信号を含む。位置信号は次に、比較器１７８により基準信号１７７と比較され、ヘッドと規定サーボ・トラックに関連する所望位置との間の位置誤差が決定され、信号線１７９上に供給される。この誤差は、"位置誤差信号"または"ＰＥＳ"と呼ばれる。
【００１８】
典型的な複合アクチュエータでは、微動アクチュエータ１８０はＰＥＳにより決定されるトラック誘導妨害に追従し、データ・ヘッドをデータ・トラックの中心に位置決めする。微動アクチュエータは比較的小さな質量及び広い帯域幅を有し、従って、高周波妨害に追従することができる。しかしながら、微動アクチュエータは高帯域幅を提供するために、非常に限られた範囲の移動を有する。粗動アクチュエータ１８２はシーク機能１８３に従い、微動アクチュエータをトラック間で移動する。微動アクチュエータ・サーボ・システムは一般に、位置誤差信号ループ内に補償器機能１８５を有し、これは十分な安定余裕を有する最大帯域幅を可能にするように設計される。
【００１９】
補償器機能１８５は、可変利得をＰＥＳ信号に適用することにより、ＰＥＳ信号を変更する。可変利得は入力ＰＥＳ信号１７９の周波数にもとづくか、別の観点から言えば、入力ＰＥＳ信号の変化率にもとづく。
【００２０】
補償器機能１８５は積算器１８７と、所望の静的システム性能及び動的システム性能、及び全体安定化を達成するための他の伝達機能要素とを含み、そうした要素には、例えばリードラグ機能要素１８６が含まれる。各要素は個別部品を使用するアナログ・フィルタか、或いはデジタル・フィルタのいずれかのフィルタとして実現される。後者は例えば、ＩＩＲ（無限インパルス応答）或いはＦＩＲ（有限インパルス応答）、またはマイクロプロセッサにこうした機能を実行するように指示するマイクロコードなどである。
【００２１】
図７、図８及び図９は、積算器１８７、リードラグ要素１８６、及び補償器機能１８５を構成する組み合わせ要素のそれぞれの、典型的な周波数応答特性を示す。積算器１８７は周波数が増加すると、一般に利得を減少させる応答１９０を提供する。リードラグ要素１８６は高周波では増加し、低周波では低下する応答１９１を提供する。図９に示される組み合わせ応答はより低い周波数において最高の利得１９２を提供し、その後安定な中間値域１９３に低下し、更に高周波域１９４において再度低下する。結果的に当業者であればわかるように、補償器機能１８５により提供される利得により、サーボ制御装置はその利得をＰＥＳに適用し、高帯域幅及び安定性の両方を有するサーボ信号を、微動アクチュエータ１８０に提供する。積算器は利得を現ＰＥＳに適用し、現信号を前の信号と積算する。この結果、接続２００上に積算機能信号が生成され、またリードラグ利得がＰＥＳに適用されて、信号線２０１上に信号を生成する。これらの信号が加算器２０５により合計され、デジタルの場合、デジタル・アナログ変換器２０６に供給される。次に、電力増幅器２０７が信号を微動アクチュエータ１８０に供給し、微動アクチュエータを操作して、決定された位置誤差を低減するようにヘッドを並進移動させる。或いは、微動アクチュエータ１８０を操作するために、デジタル・ドライバが使用されてもよい。
【００２２】
本発明によれば、相対位置センサを必要とすることなく、粗動アクチュエータが微動アクチュエータを追跡する。特に、ＰＥＳが補償機能１８５の積算器１８７を用いて積算され、積算機能出力が粗動アクチュエータ１８２を制御するために提供される。積算器１８７は個別部品を使用するアナログ・フィルタか、デジタル・フィルタのいずれかのフィルタとして実現される。後者は前述のように、好適にはディスクリート回路として実現されるＩＩＲとして、或いはマイクロコードとして実現され得る。接続２００上の積算機能出力信号は積算制御信号をドライバ２１１に提供する。そしてドライバ２１１が粗動アクチュエータ１８２を駆動し、粗動アクチュエータを操作して、接続２００上の積算ＰＥＳ信号に従い、微動アクチュエータ１８０を並進移動する。粗動アクチュエータ１８２がステッパ・モータの場合、ドライバ２１１は好適にはデジタル・アップダウン論理及びステッパ・ドライバである。従って、積算機能出力信号が正のしきい値を越える場合、ドライバ２１１はステッパ・モータをある方向にステップするように操作し、逆に積算機能出力信号が負のしきい値を越える場合、ドライバ２１１はステッパ・モータを反対方向にステップするように操作する。ステッパ・モータの１ステップは、微動アクチュエータの例えば３μｍの直線並進運動を生じる。或いは粗動アクチュエータがアナログの場合、ドライバ２１１はデジタル信号をアナログに変換し、電力増幅器を用いて粗動アクチュエータ１８２を操作する。
【００２３】
図１０は、信号線１７９上のＰＥＳ信号２１４の例を示し、これは信号線１７６上のサーボ位置信号と、信号線１７７上の基準信号との差を表す。図１１は、積算器１８７により信号線２００上に供給される、図１０の位置誤差（ＰＥＳ）ループ信号２１４の積算機能信号２１５を表す。例えば、ヘッドが所望の位置にあるか、ほぼ所望の位置で振動している限り、積算機能信号２１５は実質的に０に維持される。しかしながら、ヘッド−媒体間インタフェース１７２での妨害がＰＥＳを１方向に増加させると、微動アクチュエータ１８０を操作するサーボ制御によりある程度まで対処され、積算機能信号２１５が増加する。ＰＥＳが０に向けて低下すると、積算機能は次第に増加を停止し、ＰＥＳ信号が符号を変えると、積算機能２１５が減少し始め、ＰＥＳが維持されるか、反対方向に増加すると、積算機能信号も符号を変える。
【００２４】
本発明によれば、信号線２００上の積算機能信号は、粗動アクチュエータ１８２を操作して、微動アクチュエータ１８０を積算機能に従い並進移動するために使用される。それにより、粗動アクチュエータが微動アクチュエータの積算または長期平均誤差を追跡し、微動アクチュエータが所望位置に対して、よりセンタリングされる。実際、積算機能は微動アクチュエータの相対位置を、所望位置に対応する粗動アクチュエータ上でのその中心載置位置に置換する。従って、粗動アクチュエータは微動アクチュエータが長期平均誤差に渡り、その載置位置に留まるように位置決めされる。
【００２５】
図１２は、本発明の方法の１実施例を示す。図６と合わせて参照すると、ヘッドを所望のトラックに移動するために、シーク入力がステップ２３０で提供される。ステップ２３３で、サーボ・センサ１７１または別のトラック・センサからデコードされる情報が、サーボ・ヘッドの現トラック位置を示す。ステップ２３５で、サーボ制御装置がシーク機能１８３を提供し、粗動アクチュエータ１８２を操作して、微動アクチュエータ１８０及びヘッドを所望位置の間に並進移動させる。それによりヘッドは実質的に、規定サーボ・トラックに対して、サーボ・センサにより規定される所望位置の１つに位置合わせされる。当業者には明らかなように、ステップ２３３及び２３５は、正しい所望のトラック位置に達したことがサーボ・センサにより検出されるまで継続される。
【００２６】
所望のトラックに達すると、プロセスはステップ２３７で、シーク操作からトラック・フォローイング操作に遷移する。プロセス遷移は当業者には既知のように、例えばヘッドがシークの間に所望のトラックの近傍に達し次第、直ちにトラック・フォローイングを実行することにより徐々に行われるか、或いは、ヘッドが所望のトラックに達したら、シークからトラック・フォローイングに切り替えることにより、突然行われる。
【００２７】
トラック・フォローイングを実行する際、ステップ２３８において、基準値が信号線１７７上にセットされる。同時にステップ２４０で、サーボ信号がサーボ・センサ１７１により、ヘッド−媒体間インタフェース１７２から検出され、位置がサーボ位置検出器１７５により、サーボ信号から検出される。次にステップ２４１で、比較器１７８により、位置信号がステップ２３８の基準信号１７７と比較され、ヘッドと規定サーボ・トラックに関連する所望位置との間の位置誤差、すなわち"ＰＥＳ"が決定される。ステップ２４２で、補償器機能１８５がリードラグ・ドライブ要素１８６及び積算器１８７を採用して、可変利得を適用することによりＰＥＳ信号を変更する。結果の信号は必要に応じて、デジタルからアナログに変換され、ドライブ増幅器２０７により増幅され、ステップ２４５で微動アクチュエータ１８０を操作する。結合子２４６はトラック・フォローイング機能の連続的な性質を示し、再度巡回してステップ２３８の同一の基準値を用いて、ステップ２４０、２４１、２４２及び２４５を実行する。
【００２８】
同時に本発明によれば、ステップ２５０で補償器の積算機能が出力２００において検出される。信号線２００上の積算機能信号は必要に応じてデジタルからアナログに変換され、ドライブ増幅器２１１により増幅され、ステップ２５１で、粗動アクチュエータ１８２を操作して、積算機能に従い微動アクチュエータ１８０を並進移動するために使用される。従って、粗動アクチュエータは微動アクチュエータを追跡し、微動アクチュエータが所望位置に対して、よりセンタリングされることを可能にする。結合子２４６は再度、本発明によれば微動アクチュエータ及び粗動アクチュエータの両者のトラック・フォローイング機能の連続的な性質を示す。
【００２９】
ステップ２３０により表されるように、異なるトラックへのシークに際して、シーク機能が前述のように実行される。更にシークが完了し、ステップ２３７で再度トラック・フォローイングへの遷移が行われるまで、シーク機能はステップ２６０において粗動アクチュエータ積算機能を無効にする。粗動アクチュエータの積算機能を無効にするステップは、信号線１８３上に積算機能信号を圧倒する非常に大きなシーク機能を適用するか、トラック・フォローイングからシーク機能に切り替わる際、積算機能から積極的に切り替わるステップを含む。一旦ステップ２３７でトラック・フォローイング機能が再開されると、微動アクチュエータ１８０のトラック・フォローイング及び粗動アクチュエータ１８２の積算機能操作が、ステップ２４２、２５０及び２５１で再開する。
【００３０】
このように、本発明は相対位置センサを除去する一方で、粗動アクチュエータによる微動アクチュエータのトラッキングを可能にする。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施例について述べてきたが、当業者であれば、本発明の範囲から逸れることなく、これらの実施例の様々な変更及び適応化が可能であることが理解できよう。
【００３２】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００３３】
（１）ヘッドを横方向に位置決めするサーボ・システムにおいて、前記サーボ・システムが、規定サーボ・トラックに対する前記ヘッドの横方向位置を検出するサーボ・センサと、前記ヘッドを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する微動アクチュエータと、前記微動アクチュエータを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する粗動アクチュエータと、前記サーボ・センサに結合され、前記ヘッドと前記規定サーボ・トラックに関連する所望位置との間の位置誤差を決定し、決定された前記位置誤差を低減するように、前記微動アクチュエータを操作して、前記ヘッドを並進移動する位置誤差信号ループとを含み、前記位置誤差信号ループが、積算機能と他の伝達機能の両方を有する補償器機能を有するものにおいて、前記粗動アクチュエータを操作する方法が、
前記位置誤差信号ループの前記積算機能を検出するステップと、
前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッドを、前記検出積算機能に従い並進移動するステップと
を含む方法。
（２）前記粗動アクチュエータを操作するステップが、検出された前記積算機能に直接関連付けられる横方向位置決め信号を、前記粗動アクチュエータに印加するステップを含む、前記（１）記載の方法。
（３）前記位置誤差信号ループの前記補償器機能がデジタル・フィルタを含み、前記粗動アクチュエータを操作するステップが、前記粗動アクチュエータをデジタル的に駆動するステップを含む、前記（２）記載の方法。
（４）前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッドを、前記規定サーボ・トラックに関連する前記所望位置の間で並進移動し、前記ヘッドを、前記サーボ・センサにより前記規定サーボ・トラックに関して規定される前記所望位置の１つに位置合わせするステップを含み、前記操作が検出された前記積算機能に従い、前記粗動アクチュエータの前記操作を無効にする、前記（１）記載の方法。
（５）ヘッドを横方向に位置決めするサーボ・システムにおいて、前記サーボ・システムが、規定サーボ・トラックに対する前記ヘッドの横方向位置を検出するサーボ・センサと、前記ヘッドを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する微動アクチュエータと、前記微動アクチュエータを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する粗動アクチュエータとを含むものにおいて、前記粗動アクチュエータを操作する方法が、
前記ヘッドと前記規定サーボ・トラックに関連する所望位置との間の位置誤差を決定するステップと、
決定された前記位置誤差を所定機能に従い積算するステップと、
前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッドを、積算された前記位置誤差に従い並進移動するステップと
を含む方法。
（６）前記粗動アクチュエータを操作するステップが、積算された前記位置誤差に直接関連付けられる横方向位置決め信号を、前記粗動アクチュエータに印加するステップを含む、前記（５）記載の方法。
（７）前記積算するステップが、前記位置誤差をフィルタリングするステップを含む、前記（６）記載の方法。
（８）前記積算するステップが、前記位置誤差をデジタル的にフィルタリングするステップを含み、前記粗動アクチュエータを操作するステップが、前記粗動アクチュエータをデジタル的に駆動するステップを含む、前記（７）記載の方法。
（９）前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッドを、前記規定サーボ・トラックに関連する前記所望位置の間で並進移動し、前記ヘッドを、前記サーボ・センサにより前記規定サーボ・トラックに関して規定される前記所望位置の１つに位置合わせするステップを含み、前記操作が積算された前記位置誤差に従い、前記粗動アクチュエータの前記操作を無効にする、前記（５）記載の方法。
（１０）ヘッドを規定サーボ・トラックに対して横方向に位置決めするサーボ・システムであって、
規定サーボ・トラックに対する前記ヘッドの横方向位置を検出するサーボ・センサと、
前記ヘッドを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する微動アクチュエータと、
前記微動アクチュエータを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する粗動アクチュエータと
前記サーボ・センサに接続され、前記微動アクチュエータ及び前記粗動アクチュエータを操作するサーボ制御と
を含み、
前記サーボ制御が
前記サーボ・センサに応答して、前記ヘッドと前記規定サーボ・トラックに関連する所望位置との間の位置誤差を決定し、
決定された前記位置誤差を低減するように、前記微動アクチュエータを操作して、前記ヘッドを並進移動し、
決定された前記位置誤差を所定機能に従い積算し、
前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッドを、積算された前記位置誤差に従い並進移動するサーボ・システム。
（１１）前記サーボ制御が、積算された前記位置誤差に直接関連付けられる横方向位置決め信号を、前記粗動アクチュエータに提供する、前記（１０）記載のサーボ・システム。
（１２）前記サーボ制御が、前記位置誤差を前記所定機能に従い積算するフィルタを含む、前記（１１）記載のサーボ・システム。
（１３）前記サーボ制御の積算フィルタが、前記所定機能に従い、デジタル的にフィルタリングされた積算位置誤差制御信号を提供するデジタル・フィルタを含み、前記サーボ制御が、デジタル的にフィルタリングされた前記積算位置誤差制御信号に応答して、前記粗動アクチュエータを操作するデジタル・ドライバを含む、前記（１２）記載のサーボ・システム。
（１４）前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッドを、前記規定サーボ・トラックに関連する前記所望位置の間で並進移動し、前記ヘッドを、前記サーボ・センサにより前記規定サーボ・トラックに関して規定される前記所望位置の１つに位置合わせするトラック間制御を含み、前記トラック間制御が前記トラック間並進移動の間、前記粗動アクチュエータの前記サーボ制御操作を無効にする、前記（１０）記載のサーボ・システム。
（１５）複数の規定サーボ・トラックを有するデータ記憶媒体と、
前記データ記憶媒体上にデータを記録し、読出すためのデータ・ヘッド・アセンブリと、
前記データ記憶媒体を前記データ・ヘッド・アセンブリに対して移動するドライブと、
前記規定サーボ・トラックに対する前記データ・ヘッド・アセンブリの横方向位置を検出するサーボ・センサと、
前記データ・ヘッド・アセンブリを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する微動アクチュエータと、
前記微動アクチュエータを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する粗動アクチュエータと、
前記サーボ・センサに接続され、前記微動アクチュエータ及び前記粗動アクチュエータを操作するサーボ制御と
を含み、
前記サーボ制御が
前記サーボ・センサに応答して、前記ヘッドと前記規定サーボ・トラックに関連する所望位置との間の位置誤差を決定し、
決定された前記位置誤差を低減するように、前記微動アクチュエータを操作して、前記ヘッドを並進移動し、
決定された前記位置誤差を所定機能に従い積算し、
前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッドを、積算された前記位置誤差に従い並進移動するデータ記憶システム。
（１６）前記サーボ制御が、積算された前記位置誤差に直接関連付けられる横方向位置決め信号を、前記粗動アクチュエータに提供する、前記（１５）記載のデータ記憶システム。
（１７）前記サーボ制御が、前記位置誤差を前記所定機能に従い積算するフィルタを含む、前記（１６）記載のデータ記憶システム。
（１８）前記サーボ制御の積算フィルタが、前記所定機能に従い、デジタル的にフィルタリングされた積算位置誤差信号を提供するデジタル・フィルタを含み、前記サーボ制御が、デジタル的にフィルタリングされた前記積算位置誤差信号に応答して、前記粗動アクチュエータを操作するデジタル・ドライバを含む、前記（１７）記載のデータ記憶システム。
（１９）前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッドを、前記規定サーボ・トラックに関連する前記所望位置の間で並進移動し、前記ヘッドを、前記サーボ・センサにより前記規定サーボ・トラックに関して規定される前記所望位置の１つに位置合わせするトラック間制御を含み、前記トラック間制御が前記トラック間並進移動の間、前記粗動アクチュエータの前記サーボ制御操作を無効にする、前記（１５）記載のデータ記憶システム。
（２０）前記データ記憶媒体が磁気テープを含み、前記データ・ヘッド・アセンブリが読取り及び書込みトランスジューサを有するマルチトラック磁気ヘッドを含み、前記サーボ・センサが前記データ・ヘッド・アセンブリと一緒に装着される、前記（１９）記載のデータ記憶システム。
（２１）前記データ記憶媒体が光ディスクを含み、前記データ・ヘッド・アセンブリが可動レンズ及び読取り及び書込みのための関連光学要素、及び前記サーボ・センサを含む、前記（１９）記載のデータ記憶システム。
（２２）ヘッドを横方向に位置決めするサーボ・システムにおいて、前記サーボ・システムが、規定サーボ・トラックに対する前記ヘッドの横方向位置を検出するサーボ・センサと、前記ヘッドを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する微動アクチュエータと、前記微動アクチュエータを前記規定サーボ・トラックに対して横方向に並進移動する粗動アクチュエータと、前記サーボ・センサに結合され、前記ヘッドと前記規定サーボ・トラックに関連する所望位置との間の位置誤差を決定し、決定された前記位置誤差を低減するように、前記微動アクチュエータを操作して、前記ヘッドを並進移動する位置誤差信号ループとを含み、前記位置誤差信号ループが、積算機能と他の伝達機能の両方を有する補償器機能を有するものにおいて、前記粗動アクチュエータを操作する粗動サーボ制御が、
前記位置誤差信号ループの前記補償器機能に接続されて、前記位置誤差信号ループの前記積算機能を表す積算制御信号を提供する接続と、
前記接続に接続され、前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッドを前記積算制御信号に従い並進移動するドライバと
を含む粗動サーボ制御。
（２３）前記ドライバが、前記積算制御信号に直接関連付けられる横方向位置決め信号を前記粗動アクチュエータに提供する、前記（２２）記載の粗動サーボ制御。
（２４）前記位置誤差信号ループの前記補償器機能が、デジタル的にフィルタリングされた積算信号を提供するデジタル・フィルタを含み、前記ドライバがデジタル的にフィルタリングされた前記積算制御信号に応答して、前記粗動アクチュエータを操作するデジタル・ドライバを含む、前記（２３）記載の粗動サーボ制御。
（２５）前記粗動アクチュエータを操作して、前記微動アクチュエータ及び前記ヘッドを、前記規定サーボ・トラックに関連する前記所望位置の間で並進移動し、前記ヘッドを、前記サーボ・センサにより前記規定サーボ・トラックに関して規定される前記所望位置の１つに位置合わせするトラック間制御を含み、前記トラック間制御が前記トラック間並進移動の間、前記粗動アクチュエータの前記ドライバ操作を無効にする、前記（２２）記載の粗動サーボ制御。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するために使用される磁気ヘッド及び複合アクチュエータの斜視図である。
【図２】図１の磁気ヘッド及び複合アクチュエータの部分的に切断された側面図である。
【図３】図１及び図２の磁気ヘッドと、本発明を実施する磁気テープ・ドライブ・システム及びサーボ・システムのブロック図である。
【図４】本発明を実施するために使用される光ヘッド、ディスク、及び複合アクチュエータを示す図である。
【図５】図４の光ヘッド、ディスク、及び複合アクチュエータと、本発明を実施する光ディスク・ドライブ・システム及びサーボ・システムのブロック図である。
【図６】本発明に従うサーボ・システムの実施例のブロック図である。
【図７】図６のサーボ・システムの補償器機能の積算器の典型的な利得−周波数応答特性を示す図である。
【図８】図６のサーボ・システムの補償器機能のリードラグ要素の典型的な利得−周波数応答特性を示す図である。
【図９】図６のサーボ・システムの補償器機能の組み合わせ要素の典型的な利得−周波数応答特性を示す図である。
【図１０】図６のサーボ・システムのＰＥＳを示す図である。
【図１１】図６のサーボ・システムの積算信号を示す図である。
【図１２】本発明の方法の１実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
５  ベース
１６  ハウジング
３０  磁気テープ・ヘッド
３２  アクチュエータ・アーム
３４  回転防止ピン
３６  リード・スクリュー
３８  マグネット・ハウジング
４０Ａ、４０Ｂ  マグネット
４４  ステージ
４４Ａ、４４Ｂ  アパーチャ
４６  トーション・バネ
４８  負荷スプリング
５０  記録テープ
５２  粗動アクチュエータ・モータ
６０  微動アクチュエータ・コイル・アセンブリ
６１  コイル・フレーム
６２  コイル
６２Ａ  コイルの上部分
６２Ｂ  コイルの下部分
６４  心棒
７１、７２  リール
７３、７４  リール・モータ
７６  サーボ読取りヘッドまたはセンサ
７７  サーボ・トラック
７８  データ・ヘッド
７９  データ・トラック領域
８０  サーボ・トラック中心線
８４、８８、９１、９３、１１１、１１３、１１６  信号線
１０６  トラック
１０９  ピボット・ピン
１１７  レーザ
１３０  光ディスク
１３１  スピンドル
１３２  モータ
１３４  アーム
１３５  フレーム
１３６  粗動アクチュエータ
１４５  レンズ
１４６  ロータリ微動アクチュエータ
１４７  双方向ビーム
１４８  コイル
１７９  ＰＥＳ信号
【図１】
0003834786.tif 000002
【図２】
0003834786.tif 000003
【図３】
0003834786.tif 000004
【図４】
0003834786.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003834786.tif 000008
【図８】
0003834786.tif 000009
【図９】
0003834786.tif 000010
【図１０】
0003834786.tif 000011
【図１１】
0003834786.tif 000012
【図１２】
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