(57)【要約】    【課題】    スピンドルモータの回転むらを継続的かつ容易に測定することが可能な検査装置を提供する。    【解決手段】    検査装置１０は、磁気ディスクを検査する検査装置であって、磁気ディスクを回転させ、１回転する間に所定の数のパルス信号を発生するスピンドルモータ１と、所定の周期を有する基準クロックを生成する発振装置４と、所定の数のパルス信号が発生する間に生成された基準クロックの数を測定する測定装置３と、基準クロックの数に基準クロックの周期を掛けることにより、スピンドルモータ１の回転時間を複数回演算する演算装置５とを有し、演算装置５は、得られた複数の回転時間を比較することにより、スピンドルモータ１の回転むらを算出する。【選択図】図１
2010048586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクを検査する検査装置であって、
前記磁気ディスクを回転させ、１回転する間に所定の数のパルス信号を発生するスピンドルモータと、
一定の周期を有する基準クロックを生成する発振装置と、
前記所定の数のパルス信号が発生する間に生成された前記基準クロックの数を測定する測定装置と、
前記基準クロックの数に該基準クロックの周期を掛けることにより、前記スピンドルモータの回転時間を複数回演算する演算装置と、を有し、
前記演算装置は、得られた複数の前記回転時間を比較することにより、前記スピンドルモータの回転むらを算出することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記検査装置は、さらに、前記スピンドルモータの前記回転むらを記憶する補助記憶装置を有し、
前記回転むらは、前記補助記憶装置による記憶時にインデックス番号が付与されることにより、該記憶時が判定可能な時系列情報として構成され、
前記演算装置は、前記補助記憶装置に記憶されている回転むらと新たに記憶しようとする回転むらとを比較して、比較により得られた差が所定の範囲内であるか否かを判断し、
前記補助記憶装置は、前記差が前記所定の範囲内であるとき、前記新たに記憶しようとする回転むらを記憶し、該差が該所定の範囲外であるとき、該新たに記憶しようとする回転むらを記憶しないことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
前記演算装置は、前記補助記憶装置に記憶された前記スピンドルモータの前記回転むらに基づいて、該スピンドルモータの劣化を検知することを特徴とする請求項２記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ディスクの検査に用いられる検査装置に係り、特に、スピンドルモータの回転むらを監視可能な検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ハードディスク等のディスク型情報記録装置に用いられるディスク又はヘッドの検査を行う検査装置がある。このような検査装置は、例えば特許文献１に開示されているように、ディスク又はヘッドの検査を高精度に行う。検査装置に設けられているスピンドルモータは、ディスクを保持し、ディスクを高精度に回転させる。
【０００３】
検査対象となるディスク又はヘッドは、検査装置による検査が終了した後、次の検査対象となるディスク又はヘッドに交換される。しかしながら、複数のディスク又はヘッドを検査する間においても、検査装置に設けられているスピンドルモータは、常に一つのスピンドルモータが用いられ、これを交換することは稀である。
【０００４】
このため、検査装置中のスピンドルモータは、長期間使用されると、回転むらが生じるようになる。ところが、このような検査装置では、スピンドルモータの回転むらが悪いと、ディスク又はヘッド等の検査の精度に悪影響を与えることになる。そこで、スピンドルモータの回転むらを測定する必要がある。
【０００５】
従来、スピンドルモータの回転むらを測定するには、オシロスコープを準備する必要があった。オシロスコープを用いて、スピンドルモータから一周につき一回発生するインデックス信号を観測及び測定する。オシロスコープで測定したスピンドルモータの回転むらに基づいて、使用者は、スピンドルモータの良品又は不良品の判定を行っていた。
【特許文献１】特開２０００−９９９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、検査装置中のスピンドルモータは、継続的な稼動により複数のディスク又はヘッドを検査する間に劣化していく。
【０００７】
従来の手法では、オシロスコープによる測定の際に、良品又は不良品の判断は可能である。しかし、継続的な稼動によりスピンドルモータが劣化していく様子（経時的変化）を知ることは困難であった。このため、検査装置中のスピンドルモータの回転むらを、継続的かつ容易に測定することが求められていた。
【０００８】
本発明は、スピンドルモータの回転むらを継続的かつ容易に測定することが可能な検査装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面としての検査装置は、磁気ディスクを検査する検査装置であって、前記磁気ディスクを回転させ、１回転する間に所定の数のパルス信号を発生するスピンドルモータと、所定の周期を有する基準クロックを生成する発振装置と、前記所定の数のパルス信号が発生する間に生成された前記基準クロックの数を測定する測定装置と、前記基準クロックの数に該基準クロックの周期を掛けることにより、前記スピンドルモータの回転時間を複数回演算する演算装置とを有し、前記演算装置は、得られた複数の前記回転時間を比較することにより、前記スピンドルモータの回転むらを算出する。
【００１０】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、スピンドルモータの回転むらを継続的かつ容易に測定することが可能な検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
本実施例の検査装置は、特に、磁気ディスク又はヘッド等を検査するための検査装置であり、動圧軸受けスピンドルモータ又はボールベアリングスピンドルモータ等のスピンドルモータを備えた検査装置である。
【００１４】
まず、本実施例の検査装置の構成について説明する。図１は、本実施例における検査装置１０の概略構成図である。
【００１５】
検査装置１０において、１はスピンドルモータである。スピンドルモータ１は、ロータの周囲に３６０歯のＮＳ対のＦＧマグネットを着磁させており、ＭＲ素子又はホール素子等の磁気センサでロータの位置（回転角度）を検出する。スピンドルモータ１は、検査対象である磁気ディスクを回転させ、１回転する間に所定の数のＦＧ（Frequency Generator）パルスを発生させる。磁気センサ（検出装置）は、スピンドルモータ１の回転に応じて発生するＦＧパルス（パルス信号）を検出する。
【００１６】
具体的には、本実施例のスピンドルモータ１は、１回転あたり３６０個のＦＧパルスを出力する。このため、磁気センサは、スピンドルモータ１のロータが１回転すると、３６０個のＦＧパルスを検出することになる。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、ロータの１回転あたり、３６０個以外のＦＧパルスを出力するスピンドルモータを用いてもよい。
【００１７】
２はドライバＩＣである。ドライバＩＣ２は、スピンドルモータ１を駆動するためのモータドライバである。ドライバＩＣ２は、上位の制御装置（後述の演算装置５）からの目標指令信号と、磁気センサにより検出されたスピンドルモータ１の実際の位置との差に基づいて、適切な駆動信号をスピンドルモータ１に与える。
【００１８】
ドライバＩＣ２は、スピンドルモータ１に設けられた磁気センサが検出するＦＧパルスの周期を測定して、必要な回転数になるようにＰＷＭ（パルス幅変調）のデューティーを変化させる。例えば、本実施例のスピンドルモータ１の最大回転数が６０００ｒｐｍ（１００ｒｐｓ）であり、１回転あたり３６０個のＦＧパルスが出力される場合、ＦＧパルスの周波数は、３６ｋＨｚ（＝１００×３６０）となる。
【００１９】
ドライバＩＣ２は、ＦＧパルスの周期を監視する。このため、上位の制御装置（演算装置５）から指令された回転数に対するスピンドルモータ１の回転数の差を知ることができる。
【００２０】
３は測定装置である。測定装置３は、所定の数のＦＧパルスが発生する間に生成された基準クロックの数を測定する。測定装置３は、後述のように、演算装置５に記憶されたスピンドルモータ１の回転時間の最大値と最小値との差を計算することにより、回転時間の差（ジッタ）を測定する。
【００２１】
４は発振装置である。発振装置４は、水晶振動子を備え、水晶振動子で決定される一定の周期（周波数）を有する基準クロック（発振信号）を生成する。５は演算装置である。演算装置は、前述のように、ドライバＩＣ２に対して目標指令信号を与えることにより、スピンドルモータ１を制御する。
【００２２】
スピンドルモータ１のＦＧマグネットが例えば３６０歯の場合、スピンドルモータ１が１回転するごとに、ＦＧパルスは３６０クロック発生する。演算装置５は、ＦＧパルスが３６０クロック発生するまで、発振装置４から出力された基準クロックの数をカウントする。
【００２３】
基準クロックの周期は既知であり、基準クロックの周期は一定である。このため、演算装置５は、スピンドルモータ１が１周するまでに要した基準クロックの数と基準クロックの周期とを掛け合わせることにより、スピンドルモータ１の１周の回転時間を測定することができる。
【００２４】
演算装置５は、予め決められた回数になるまで、回転時間の測定を繰り返し測定する。本実施例では、測定回数２５６回に設定しているが、これに限定されるものではなく、スピンドルモータ１の特性に応じて測定回数は変更可能である。
【００２５】
演算装置５は、回転時間の測定を繰り返す間、回転時間が一番長い場合、そのときの回転時間を最大値として記憶する。また同様に、回転時間が一番短い場合、そのときの回転時間を最小値として記憶する。測定装置３は、演算装置５に記憶された回転時間の最大値と最小値との差を計算することにより、回転時間の差（ジッタ）を得ることができる。
【００２６】
スピンドルモータ１の回転周期は既知である。このため、演算装置５は、回転時間の差（ジッタ）を回転周期で割ることにより、スピンドルモータ１の回転むらを得ることができる。
【００２７】
このように、演算装置５は、基準クロックの数に基準クロックの周期を掛けることにより、スピンドルモータ１の回転時間を複数回演算する。そして、得られた複数の回転時間を比較することにより、スピンドルモータ１の回転むらを算出する。この結果、演算装置５は、補助記憶装置６に記憶されたスピンドルモータ１の回転むらに基づいて、スピンドルモータ１の劣化を検知することができる。
【００２８】
なお、本実施例において、測定装置３及び演算装置５はＦＰＪ７により構成されているが、これに限定されるものではない。
【００２９】
６は補助記憶装置（フラッシュＲＯＭ）である。補助記憶装置６は、スピンドルモータ１を起動してからスピンドルモータ１の回転が安定したとき、上記手法により得られたスピンドルモータ１の回転むらを記憶する。
【００３０】
また、本実施例において、補助記憶装置６がスピンドルモータ１の回転むらを記憶するとき、演算装置５はインデックス番号を付与する。このため、補助記憶装置６に記憶される回転むらに関する情報は、補助記憶装置６による回転むらの記憶時が判定可能なように、時系列情報として構成されている。
【００３１】
インデックス信号は、補助記憶装置６がスピンドルモータ１の回転むらを記憶するごとに増分する。本実施例では、インデックス番号は０から始まるが、これに代えて１から始まるように構成してもよい。
【００３２】
また、補助記憶装置６がスピンドルモータ１の回転むらｙを記憶するとき、演算装置５は、以前記憶したスピンドルモータ１の回転むら（ｎ個）のデータｘｉ（ｉ＝１、２、…、ｎ）と比較する。そして、スピンドルモータ１の回転むらがどの程度変化しているかについて、回転むらの変化量を次の式（１）により導出する。
【００３３】
【数１】
2010048586.tif 000003
【００３４】
式（１）から導出された結果に基づいて、演算装置５は、例えば０〜４０％＝１、３１〜８０％＝２、８１〜１２０％＝３、１２０％以上＝４というように、ランク付けを行う。ただし、ランク付けはさらに細かい閾値によって行ってもよく、上記のように限定されるものではない。
【００３５】
そして、演算装置５は、補助記憶装置６に記憶されている回転むらと新たに記憶しようとする回転むらとを比較して、比較により得られた差が所定の範囲内であるか否かを判断する。この結果、補助記憶装置６は、比較により得られた差が所定の範囲内であるとき、新たに記憶しようとする回転むらを記憶する。一方、この差が所定の範囲外であるとき、新たに記憶しようとする回転むらを記憶しない。
【００３６】
この制御は演算装置５により実行される。具体的には、演算装置５は、上記のランク付けに基づいて、スピンドルモータ１の回転むらが突発的に悪い（所定の範囲外）と判断した場合、インデックス番号のみを増分して、スピンドルモータ１の回転むらを補助記憶装置６に記憶させない。このように制御することで、突発的にスピンドルモータ１の回転むらが悪化したことによるスピンドルモータ１の劣化の誤検知を防止することができる。
【００３７】
次に、本実施例の検査装置における回転むらの異常検知について説明する。図２は、本実施例の検査装置１０におけるスピンドルモータの回転むらの異常検知方法を示すフローチャートである。
【００３８】
まず、ステップＳ１において、検査装置１０の測定装置３は、ジッタ（回転時間の差）を計測し、回転むらを算出する。その後、図２中のステップＳ２〜Ｓ７は、演算装置５又は補助記憶装置６のいずれかにより実行される。
【００３９】
ステップＳ２では、回転むらにカウンタ（インデックス信号）を付与する。具体的には、演算装置５は、補助記憶装置６に記憶されているカウンタを読み込み、新たに測定装置３で測定された回転むらに対してカウントを与える。
【００４０】
ステップＳ３において、演算装置５は、新たに測定された回転むらが保存に適するものか否かを判定する。演算装置５は、上述の式（１）を用いることにより、補助記憶装置６に記憶されている過去の回転むらと新たに測定された回転むらとを比較して、新たに測定された回転むらが保存に適するか否かを判定する。
【００４１】
スピンドルモータ１は、通常、なだらかに劣化する。一方、測定される回転むらは、使用者の接触や外部からの振動等により突発的に悪化する場合がある。このような突発的な悪化は、スピンドルモータ１の劣化とは無関係である。このため、ステップＳ３における判定により、この突発的な悪化に起因する回転むらの変化を排除することができる。
【００４２】
ステップＳ３において、演算装置５は、新たに測定された回転むらが保存に適するものであると判定した場合、ステップＳ４において、補助記憶装置６に回転むらを保存する。一方、演算装置５は、新たに計測された回転むらが保存に適するものでないと判定した場合、この回転むらを保存することなく、ステップＳ７においてカウンタを増分する。
【００４３】
演算装置５は、ステップＳ４において回転むらを補助記憶装置６に保存した後、ステップＳ５において、保存した回転むらの値に基づき、スピンドルモータ１が異常な状態か否かを判定する。演算装置５は、スピンドルモータが異常な状態ではないと判定した場合、ステップＳ７においてカウンタを増分する。一方、演算装置５は、スピンドルモータ１が異常な状態であると判定した場合、ステップＳ６において、警告信号又は警告音等の方法で、検査装置１０の上位アプリケーションに対して異常を通知する。その後、ステップＳ７においてカウンタを増分する。
【００４４】
本実施例の手法によれば、スピンドルモータ１の起動回数とスピンドルモータ１の回転むらの経時変化を定量化することが可能になる。
【００４５】
また、本実施例では、補助記憶装置６に保存したスピンドルモータ１の回転むらに基づいて、スピンドルモータ１の回転むらを時系列情報として参照することが可能である。例えば、演算装置５は、スピンドルモータ１の回転むらをインデックス番号の０から順番に１０回の最大値と最小値の差ＰＰ１と、最後に保存してから過去１０回の最大値と最小値の差ＰＰ２を計算する。演算装置５は、ＰＰ１とＰＰ２の差が予め設定された閾値よりも大きい場合、スピンドルモータ１が劣化していると判定する。このように、演算装置５はスピンドルモータ１の経時的劣化を判定するための判定手段として用いられることができる。
【００４６】
また、本実施例によれば、補助記憶装置６に時系列に記憶された回転むらを参照することにより、スピンドルモータ１の回転むらの経時的変化を知ることができる。
【００４７】
このため、本実施例の検査装置に、さらに、回転むらの経時的変化から将来的な回転むらを予測する予測装置を設けることも可能である。この場合、スピンドルモータ１が交換すべき状態となるときの回転むら（閾値）を予め設定する。そして、予測装置がこの閾値を超える時期を予測し、スピンドルモータ１の交換時期（使用可能期間）を事前に知らせる。この交換時期は、予測装置が新たな予測を実行した場合に適宜更新される。
【００４８】
スピンドルモータ１の交換時期は、回転むらが将来的にどのように変化するかを予測することにより算出される。具体的には、過去から現在までの回転むら、回転むらの変化率により算出可能である。このとき、回転むらの変化率がどのように増減するかという、経時的な変化率の増減に関する情報をさらに用いることにより、スピンドルモータ１の交換時期をより正確に求めることが可能となる。
【００４９】
以上、本実施例によれば、スピンドルモータの回転むらを継続的かつ容易に測定することが可能な検査装置を提供することができる。また、スピンドルモータの継続的な稼動によるスピンドルモータの劣化を監視することにより、検査精度の悪化を検知する検査装置を提供することが可能になる。
【００５０】
以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施例における検査装置の概略構成図である。
【図２】本実施例の検査装置におけるスピンドルモータの回転むらの異常検知方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１：スピンドルモータ
２：ドライバＩＣ
３：測定装置
４：発振装置
５：演算装置
６：補助記憶装置
７：ＦＰＪ
１０：検査装置
【図１】
2010048586.tif 000004
【図２】
2010048586.tif 000005