(57)【要約】【課題】  起動安定性の高い磁気ディスク装置を提供する。【解決手段】  電源投入後、スピンドルモータの回転速度を測定し（ステップ２１）、スピンドルモータが停止しているか否かを判断する（ステップ２２）。モータが停止している場合には、オープンループ制御による強制回転によりスピンドルモータを加速させ（ステップ２３）、逆起電圧が検出できるようになれば（ステップ２４）、クローズドループによる加速に移行する（ステップ２５）。回転速度測定時にモータが回転していれば、強制回転を行わずに、クローズドループによる加速を行う（ステップ２５）。【選択図】      図２
2006147026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクを回転させるためのセンサレス・スピンドルモータと、
前記センサレス・スピンドルモータをオープンループ制御で回転させる強制回転手段と、
前記センサレス・スピンドルモータに発生する逆起電圧に基づいて前記センサレス・スピンドルモータを回転させるクローズドループ制御回転手段と、
前記強制回転手段及び前記クローズドループ制御回転手段による前記センサレス・スピンドルモータの回転制御開始前に、前記強制回転手段及び前記クローズドループ制御回転手段のいずれの回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させるかを決定する判断手段と
を備えることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
請求項１記載の磁気ディスク装置において、
前記センサレス・スピンドルモータの回転速度を測定する回転速度測定手段をさらに備え、
前記判断手段は、前記回転速度測定手段が測定するセンサレス・スピンドルモータの回転速度に基づいて、前記強制回転手段及び前記クローズドループ制御回転手段のいずれの回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させるかを決定することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記判断手段は、前記回転速度測定手段により前記センサレス・スピンドルモータがほぼ停止していると判断された場合に、前記強制回転手段を用いた後に前記クローズドループ制御回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させ、
前記回転速度測定手段により前記センサレス・スピンドルモータが回転していると判断された場合に、前記クローズドループ制御回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させる
ことを特徴とする請求項２記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
請求項１記載の磁気ディスク装置において、
前記センサレス・スピンドルモータの回転速度を予測する回転速度予測手段をさらに備え、
前記判断手段は、前記回転速度予測手段が予測するセンサレス・スピンドルモータの回転速度に基づいて、前記強制回転手段及び前記クローズドループ制御回転手段のいずれの回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させるかを決定することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】
請求項４記載の磁気ディスク装置において、
前記センサレス・スピンドルモータへの回転制御停止後の経過時間を測定するタイマをさらに備え、
前記回転速度予測手段は、前記タイマが測定する前記経過時間に基づいて前記回転速度を予測することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項６】
請求項５記載の磁気ディスク装置において、
前記磁気ディスク及び前記センサレス・スピンドルモータを収容する筐体と、
前記筐体内の温度を測定するための温度センサと
をさらに備え、
前記回転速度予測手段は、前記温度センサの測定する前記温度及び前記タイマの測定する前記経過時間に基づいて前記回転速度を予測することを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記判断手段は、前記回転速度予測手段により前記センサレス・スピンドルモータがほぼ停止していると予測された場合に、前記強制回転手段を用いた後に前記クローズドループ制御回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させ、
前記回転速度予測手段により前記センサレス・スピンドルモータが回転していると予測された場合に、前記クローズドループ制御回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させること
を特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
磁気ディスクを回転させるためのセンサレス・スピンドルモータと、
前記センサレス・スピンドルモータに発生する逆起電圧を測定する逆起電圧測定手段と、
前記逆起電圧の測定の可否を判断する測定可否判断手段と、
前記センサレス・スピンドルモータをオープンループ制御で回転させる強制回転手段と、
前記逆起電圧測定手段により測定された前記逆起電圧に基づいて前記センサレス・スピンドルモータを回転させるクローズドループ制御回転手段と、
前記強制回転手段及び前記クローズドループ制御回転手段による前記センサレス・スピンドルモータの回転制御開始前に、前記測定可否判断手段により前記逆起電圧が測定できると判断された場合に前記クローズドループ制御回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させ、前記測定可否判断手段により前記逆起電圧が測定できないと判断された場合に前記強制回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させる駆動方式決定手段と
を備えることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項９】
磁気ディスクを回転させるためのセンサレス・スピンドルモータと、
前記センサレス・スピンドルモータに発生する逆起電圧の測定の可否を予測する測定可否予測手段と、
前記逆起電圧を測定する逆起電圧測定手段と、
前記センサレス・スピンドルモータをオープンループ制御で回転させる強制回転手段と、
前記逆起電圧測定手段により測定された前記逆起電圧に基づいて前記センサレス・スピンドルモータを回転させるクローズドループ制御回転手段と、
前記強制回転手段及び前記クローズドループ制御回転手段による前記センサレス・スピンドルモータの回転制御開始前に、前記測定可否予測手段により前記逆起電圧が測定できると予測された場合に前記クローズドループ制御回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させ、前記測定可否予測手段により前記逆起電圧が測定できないと予測された場合に前記強制回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させる駆動方式決定手段と
を備えることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１０】
請求項９記載の磁気ディスク装置において、
前記センサレス・スピンドルモータへの回転制御停止後の経過時間を測定するタイマと、
前記磁気ディスク及び前記センサレス・スピンドルモータを収容する筐体と、
前記筐体内の温度を測定するための温度センサと
をさらに備え、
前記測定可否予測手段は、前記タイマの測定する前記経過時間及び前記温度センサの測定する前記温度に基づいて前記逆起電圧の測定の可否を予測することを特徴とする磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置における磁気ディスクの回転には、一般にスピンドルモータと呼ばれる３相直流モータが用いられており、スピンドルモータで磁気ディスクを回転させ、この回転している磁気ディスクにリード／ライト用の磁気ヘッドを磁気ディスクの表面に近接させて径方向へ移動させながら情報の書き込みまたは読み取りを行っている。
【０００３】
一般に磁気ディスク装置には、センサレスのスピンドルモータが使用される。センサレスであれば、センサのスペースが不要であるためモータの小型化、低価格化が図れ、また、配線スペースの削減が可能となる。一方、センサがあればロータの位置を検出可能であるが、センサレス・スピンドルモータを使用した場合には、モータ停止時のロータの位置がわからない。この問題を解決すべく、まずは強制的にスピンドルモータを回転させた後に、クローズドループへと移行する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。その流れを示したフローチャートが図６である。まず、起動を開始すると、まずオープンループ制御による強制回転を行う（ステップ６１）。その後、コイルに生じる逆起電圧を測定し（ステップ６２）、逆起電圧が測定できなければそのままオープンループ制御による加速を続け（ステップ６１）、逆起電圧が測定できるようになれば、ロータ位置に基づいてフィードバックをかけながら加速制御を行うクローズドループ制御による加速へと移行する（ステップ６３）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８９６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の手法は、スピンドルモータが停止、或いは十分遅い状況から起動させることを前提としており、例えば再起動直後等の、スピンドルモータが回転している状態からの起動は想定していない。よって、スピンドルモータがある程度回転している場合にも、通常起動時のように遅い回転であるオープンループ制御による強制回転を行うこととなる。このような場合、実際の回転数と、スピンドルモータの相切り替えタイミングとがずれることになるため、スピンドルモータの回転が不安定となり、場合によっては逆回転が生じ、起動が不安定となる。
【０００６】
そこで本発明は、起動安定性の高い磁気ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の磁気ディスク装置は、磁気ディスクを回転させるためのセンサレス・スピンドルモータと、前記センサレス・スピンドルモータをオープンループ制御で回転させる強制回転手段と、前記センサレス・スピンドルモータに発生する逆起電圧に基づいて前記センサレス・スピンドルモータを回転させるクローズドループ制御回転手段と、前記強制回転手段及び前記クローズドループ制御回転手段による前記センサレス・スピンドルモータの回転制御開始前に、前記強制回転手段及び前記クローズドループ制御回転手段のいずれの回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させるかを決定する判断手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項８記載の磁気ディスク装置は、磁気ディスクを回転させるためのセンサレス・スピンドルモータと、前記センサレス・スピンドルモータに発生する逆起電圧を測定する逆起電圧測定手段と、前記逆起電圧の測定の可否を判断する測定可否判断手段と、前記センサレス・スピンドルモータをオープンループ制御で回転させる強制回転手段と、前記逆起電圧測定手段により測定された前記逆起電圧に基づいて前記センサレス・スピンドルモータを回転させるクローズドループ制御回転手段と、前記強制回転手段及び前記クローズドループ制御回転手段による前記センサレス・スピンドルモータの回転制御開始前に、前記測定可否判断手段により前記逆起電圧が測定できると判断された場合に前記クローズドループ制御回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させ、前記測定可否判断手段により前記逆起電圧が測定できないと判断された場合に前記強制回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させる駆動方式決定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項９記載の磁気ディスク装置は、磁気ディスクを回転させるためのセンサレス・スピンドルモータと、前記センサレス・スピンドルモータに発生する逆起電圧の測定の可否を予測する測定可否予測手段と、前記逆起電圧を測定する逆起電圧測定手段と、前記センサレス・スピンドルモータをオープンループ制御で回転させる強制回転手段と、前記逆起電圧測定手段により測定された前記逆起電圧に基づいて前記センサレス・スピンドルモータを回転させるクローズドループ制御回転手段と、前記強制回転手段及び前記クローズドループ制御回転手段による前記センサレス・スピンドルモータの回転制御開始前に、前記測定可否予測手段により前記逆起電圧が測定できると予測された場合に前記クローズドループ制御回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させ、前記測定可否予測手段により前記逆起電圧が測定できないと予測された場合に前記強制回転手段を用いて前記センサレス・スピンドルモータを起動させる駆動方式決定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、起動安定性の高い磁気ディスク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】
【００１１】
以下、本発明の磁気ディスク装置について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本実施例に係る磁気ディスク装置の構成を示すブロック図である。磁気ディスク装置１０は、駆動制御を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１及びスピンドルモータドライバ１２と、それらの制御を受けるスピンドルモータ１３とから構成される。
【００１３】
ＣＰＵ１１は、磁気ディスク装置１０のメイン制御装置であり、モータ制御以外の各種制御処理も行う。
スピンドルモータドライバ１２は、スピンドルモータ１３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相のコイルに駆動電流を供給するための電流ドライバや、スピンドルモータ１３の各相のコイルに発生する逆起電圧を元にスピンドルモータ１３の回転数を検出するための回転数検出回路、ＣＰＵ１１からの制御データを保持するレジスタ等も含む。
【００１４】
スピンドルモータ１３は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相９スロット１２極モータである。
次に、電源投入後の磁気ディスク装置１０の動作の流れについて説明する。図２は、磁気ディスク装置１０の電源投入後の起動動作の流れを示すフローチャートである。
【００１５】
電源を投入すると、まず、スピンドルモータ１３の回転速度を測定する（ステップ２１）。このスピンドルモータ１３の回転速度は、スピンドルモータドライバ１２の持つ回転数検出回路によって検出することができる。スピンドルモータドライバ１２は、各相のコイルに発生する逆起電圧（Ｕ−ＣＯＭ間、Ｖ−ＣＯＭ間、Ｗ−ＣＯＭ間）を測定し、例えばＵ相の逆起電圧が０Ｖとなる時刻からＶ相の逆起電圧が０Ｖとなる時刻までの時間がわかれば、スピンドルモータ１３の回転速度を知ることができる。また、逆起電圧が微小でノイズとほぼ同程度の場合など、ある一定時間逆起電圧を測定しても回転速度がわからなかった場合には、スピンドルモータ１３は停止している、若しくは回転速度が十分低いと判断される。尚、測定する回転速度は文字通りの正確な回転速度である必要は必ずしも無く、停止している（もしくは十分回転速度が遅い）か、若しくは逆起電圧が測定できるほど回転速度があるかさえ判断できれば良い。
【００１６】
次に、測定したスピンドルモータ１３の回転速度を元に、スピンドルモータ１３が停止している（若しくは回転速度が十分低い）かどうかを判断する（ステップ２２）。スピンドルモータ１３が停止している場合には、図６に示した従来の駆動方法と同様に、オープンループ制御による加速（強制回転）を開始する（ステップ２３）。強制回転では、ＣＰＵ１１の制御の下、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相を所定の時間毎に切り替えることで、スピンドルモータ１３の回転を行う。強制回転を開始すると、スピンドルモータドライバ１２で逆起電圧を測定し（ステップ２４）、逆起電圧が検出できなければさらにオープンループ制御による強制回転を続け（ステップ２３）、逆起電圧が検出できるようになれば、クローズドループ制御による加速に移行する（ステップ２５）。スピンドルモータ１３の各相に発生する逆起電圧が検出できれば、これを元にロータの位置が判断できるので、クローズドループ制御による加速では、例えばロータがＵ相の位置に来ればＶ相のコイルを励磁し、ロータがＶ相に来ればＷ相のコイルを励磁する、といった制御を行いながら、所定の回転速度に達するまで加速を行う。
【００１７】
ステップ２２で、スピンドルモータ１３が停止していなければ（即ち回転していれば）、スピンドルモータ１３の逆起電圧が検出できるということなので、オープンループ制御による加速を行わずに、クローズドループ制御による加速を行う（ステップ２５）。
【００１８】
以上説明したように、本実施例に係る磁気ディスク装置１０は、電源投入後、スピンドルモータ１３が回転しているか否か（逆起電圧が検出できるか否か）を判断し、逆起電圧が検出できる場合には、オープンループ制御による強制回転を飛ばして、クローズドループ制御での駆動を行う。これにより、たとえば再起動時などのスピンドルモータ１３がまだ回転している状態からの起動の場合においても、スピンドルモータ１３の起動安定性を向上させることができる。
【００１９】
本実施例では、実際に測定することで、スピンドルモータ１３が回転しているかどうかを判断している。これにより、回転の有無をより確実に判断することができる。
【００２０】
尚、使用するスピンドルモータ１３は、９スロット１２極モータに限られるものではなく、例えば６スロット８極モータ等でもよい。
【実施例２】
【００２１】
図３は、本発明に係る磁気ディスク装置の構成を示すブロック図である。磁気ディスク装置３０は、温度センサ３１と、温度センサ３１の信号をディジタル信号に変換するＡＤコンバータ３２と、磁気ディスク装置３０の電源遮断からの経過時間を測定する電源遮断タイマ３３と、電源遮断時にも電源遮断タイマ３３へ電源を供給するためのコンデンサ３４と、駆動制御を行うＣＰＵ３５及びスピンドルモータドライバ３６と、それらの制御の下で駆動するスピンドルモータ３７とから構成される。
【００２２】
温度センサ３１は、磁気ディスク装置３０の筐体内の温度を測定する。ＡＤコンバータ３２は、温度センサ３１から出力される温度の信号をディジタル信号に変換し、ＣＰＵ３５へ温度情報を供給する。
【００２３】
電源遮断タイマ３３は、磁気ディスク装置３０の電源遮断後の経過時間を測定する。尚、磁気ディスク装置３０の電源遮断後は、コンデンサ３４から電源が供給される。
【００２４】
ＣＰＵ３５は、磁気ディスク装置３０のメイン制御装置であり、モータ制御以外の各種制御も行う。スピンドルモータ３７の制御の際には、温度センサ３１からの温度情報及び電源遮断タイマ３３からの電源遮断後の経過時間のデータを利用する。
【００２５】
スピンドルモータドライバ３６は、スピンドルモータ３７のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相のコイルに駆動電流を供給するための電流ドライバや、スピンドルモータ３７の各相のコイルに発生する逆起電圧を元にスピンドルモータ３７の回転数を検出するための回転数検出回路、ＣＰＵ３５からの制御データを保持するレジスタ等も含む。
【００２６】
スピンドルモータ３７は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相９スロット１２極モータである。尚、このスピンドルモータ３７は、流体軸受を有している。
次に、電源投入後の磁気ディスク装置３０の動作の流れについて説明する。図４は、磁気ディスク装置３０の電源投入後の起動動作の流れを示すフローチャートである。
【００２７】
電源を投入すると、まず、スピンドルモータ３７の回転数を予測する。尚、予測する回転速度は、厳密なものである必要はなく、スピンドルモータ３７が停止している（若しくは十分回転速度が遅い）か、逆起電圧が測定できるくらいスピンドルモータ３７が回転しているかさえわかればよい。この予測に際して、電源遮断タイマ３３から得られる、磁気ディスク装置３０の電源遮断からの経過時間及び温度センサ３１から得られる温度情報を利用する。先述の通り、磁気ディスク装置３０のスピンドルモータ３７は、流体軸受を有している。流体軸受に使用するオイルは、粘性が温度により変動し、低温になるほど粘性度が高くなることが知られている。図５は、電源遮断後の経過時間と、モータの回転数との関係を、―１０℃、−５℃、０℃、２５℃の各温度について示した例である。電源遮断後、どの温度であってもモータの回転数は当然減少するが、その減少の幅が、温度が低いほど大きいことがわかる。これは先述の通り、温度が低いほど流体の粘度が高く、モータの回転に対する回転負荷が大きいためである。例えば、温度が２５℃の場合には、電源遮断後１５秒以上経過すれば、温度が０℃の場合には、電源遮断後５秒以上経過すればスピンドルモータ３７の回転がほぼ停止していると判断することができる。言うまでもなく、ここで示した経過時間の数値はあくまでも例に過ぎず、装置の種類等に応じて設計する必要がある。
【００２８】
再び図４の説明に戻ると、スピンドルモータ３７の回転数予測により、スピンドルモータ３７が停止している（若しくは十分回転速度が遅い）か否かを判断する（ステップ４２）。スピンドルモータ３７が停止している場合には、図６に示した従来の駆動方法と同様に、オープンループ制御による加速（強制回転）を開始する（ステップ４３）。強制回転では、ＣＰＵ３５の制御の下、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相を所定の時間毎に切り替えることで、スピンドルモータ３７の回転を行う。強制回転を開始すると、スピンドルモータドライバ３６で逆起電圧を測定し（ステップ）、逆起電圧が検出できなければさらにオープンループ制御による強制回転を続け（ステップ４３）、逆起電圧が検出できるようになれば、クローズドループ制御による加速に移行する（ステップ４４）。スピンドルモータ３７の各相に発生する逆起電圧が検出できれば、これをに基づいてロータの位置が判断できるので、クローズドループに制御による加速では、例えばロータがＵ相の位置に来ればＶ相を励磁し、ロータがＶ相に来ればＷ相を励磁する、といった制御を行いながら、所定の回転速度に達するまで加速を行う（ステップ４５）。
【００２９】
以上説明したように、本実施例に係る磁気ディスク装置３０は、電源投入後、スピンドルモータ３７が回転しているか否かを予測し、即ち逆起電圧が検出できるか否かを予測し、逆起電圧が検出できると判断した場合には、オープンループ制御による強制回転を飛ばして、クローズドループ制御での駆動を行う。これにより、たとえば再起動時などのスピンドルモータ３７がまだ回転している状態からの起動の場合においても、スピンドルモータ３７の起動安定性を向上させることができる。
【００３０】
本実施例では、電源投入後を例に説明を行ったが、スピンドルモータ３７の駆動が開始するときであればよく、例えば磁気ディスク装置３０への電源供給は行われているが、スピンドルモータ３７の駆動制御はしていない状態から、スピンドルモータ３７の駆動を開始するような場合であってもよい。この場合、タイマ３３で計測するのは、スピンドルモータ３７への駆動制御を停止した時刻からの経過時間である。
【００３１】
本実施例によれば、回転数を実際に測定するのではなく、電源遮断後の経過時間及び温度に基づいて回転数を予測している。回転数を実際に測定する方式では、回転数が遅くなればなるほど測定に必要な時間が長くなり、例えば９スロット１２極モータで１Ｈｚの回転数を検出するには少なくとも２８ｍｓ必要であり、その分起動時間が増加してしまう。しかし、本実施例のように予測する場合には、このような測定時間を省略することにより起動時間を短縮させることが可能となる。
【００３２】
本実施例では、電源遮断後の経過時間のみならず、温度をも使用して、スピンドルモータ３７の回転速度を予測している。これにより、評価尺度が１つしかない場合と比して、より予測精度を高めることができる。特に、流体軸受のスピンドルモータ３７を有する磁気ディスク装置３０においては、図５に示した通り、温度により回転速度の減少幅が大きく異なるので、温度を評価尺度に入れることは大変有効である。尚、温度により磁気ディスクへの書き込み能力が異なるため、一般的な磁気ディスク装置は温度センサを有していることが多い。よって、予め温度センサ３１を有している場合には、本実施例の磁気ディスク装置３０の温度センサ３１を新たに設けずに、予測精度を高めることができる。
【００３３】
スピンドルモータ３７は流体軸受を有しているが、流体軸受で無い場合や、若しくは温度変化を考慮しなくて良い場合等には、温度による回転数の変化を考慮せずに、例えば電源遮断後の経過時間のみに基づいて回転速度を予測しても良い。この場合は、評価尺度が少ないので、予測にかかる負荷が小さくて済む。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１に係る磁気ディスク装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例１に係る磁気ディスク装置を起動させたときの処理の流れを示すフローチャート。
【図３】本発明の実施例２に係る磁気ディスク装置の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の実施例２に係る磁気ディスク装置を起動させたときの処理の流れを示すフローチャート。
【図５】流体軸受の磁気ディスク装置における、電源遮断時からの経過時間とディスクの回転数との関係を、温度毎に示した例。
【図６】従来の磁気ディスク装置を起動させたときの処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３５】
１０、３０・・・磁気ディスク装置
１１、３５・・・ＣＰＵ
１２、３６・・・スピンドルモータドライバ
１３、３７・・・スピンドルモータ
３１・・・温度センサ
３２・・・ＡＤコンバータ
３３・・・電源遮断タイマ
３４・・・コンデンサ
【図１】
2006147026.tif 000003
【図２】
2006147026.tif 000004
【図３】
2006147026.tif 000005
【図４】
2006147026.tif 000006
【図５】
2006147026.tif 000007
【図６】
2006147026.tif 000008