(57)【要約】【課題】ＰＷＭ駆動中のスイッチングの影響を抑えつつ消費電力を下げる。【解決手段】ディスク１６に対する情報の読み出しおよび書込みを行うヘッド１５を移動するアクチュエータ（ＶＣＭ１３）をＰＷＭ信号により駆動可能なＰＷＭ駆動部と、ヘッド１５の位置をシーク中の場合、および、ヘッド１５の位置をシーク後であってディスク１６に対する情報の読み出しまたは書き込みを行っていない場合に、ＰＷＭ駆動部に駆動信号を送出する制御部とを含むサーボ制御部１２を備える。【選択図】図１
2011008883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される駆動信号に応じて、記録媒体に対する情報の読み出しおよび書込みを行うヘッドを移動するアクチュエータをＰＷＭ信号により駆動可能なＰＷＭ駆動部と、
前記ヘッドの位置をシーク中の場合、および、前記ヘッドの位置をシーク後であって前記記録媒体に対する情報の読み出しまたは書き込みを行っていない場合に、前記ＰＷＭ駆動部に前記駆動信号を送出する制御部と、
を備えたことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記ＰＷＭ駆動部は、前記記録媒体のサーボ情報を読み出している場合のＰＷＭ信号のスルーレートを、前記ヘッドの位置をシーク中の場合のＰＷＭ信号のスルーレートより小さくすること、
を特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記ヘッドの位置をシーク中の場合、前記ヘッドの位置をシーク後であって前記記録媒体に対する情報の読み出しまたは書き込みを行っていない場合、および、前記ヘッドの位置をシーク後であって前記記録媒体のサーボ情報を読み出していない場合に、前記ＰＷＭ駆動部に前記駆動信号を送出すること、
を特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
記録媒体に対する情報の読み出しおよび書込みを行うヘッドと、
前記ヘッドを移動するアクチュエータと、
入力される駆動信号に応じて前記アクチュエータをＰＷＭ信号により駆動可能なＰＷＭ駆動部と、
前記ヘッドの位置をシーク中の場合、および、前記ヘッドの位置をシーク後であって前記記録媒体に対する情報の読み出しまたは書き込みを行っていない場合に、前記ＰＷＭ駆動部に前記駆動信号を送出する制御部と、
を備えたことを特徴とする記憶装置。
【請求項５】
入力される駆動信号に応じて、記録媒体に対する情報の読み出しおよび書込みを行うヘッドを移動するアクチュエータをＰＷＭ信号により駆動可能なＰＷＭ駆動部を備えた制御装置で実行される制御方法であって、
前記ヘッドの位置をシーク中の場合、および、前記ヘッドの位置をシーク後であって前記記録媒体に対する情報の読み出しまたは書き込みを行っていない場合に、前記ＰＷＭ駆動部に前記駆動信号を送出する制御ステップ、
を含んだことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、記憶装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置のアクチュエータは、Ｈブリッジ方式の駆動回路によって双方向に電流を流すことによって制御される。アクチュエータ駆動回路の駆動方式には、大きく分けてリニア駆動方式とＰＷＭ駆動方式とが存在する。リニア駆動方式は、流す電流に比例した電圧をアクチュエータ端子間に印可する方式である。ＰＷＭ駆動方式は、アクチュエータ端子に電源電圧とＧＮＤレベル電圧を一定サイクルで交互に印可しそのデューティによってアクチュエータに流す電流を制御する方式である。
【０００３】
リニア駆動方式は、微小な電流でも精度良く流すことが可能であるが、駆動回路で消費する電力が大きい。ＰＷＭ駆動方式は、駆動回路の消費電力は少ないが、微小電流時の精度がやや悪い、スイッチング電圧の振幅が大きくスイッチング速度も速いためスイッチングノイズの影響がリニア駆動に比べ大きい、および、制御回路が大規模になる、といった特徴がある。
【０００４】
従来の磁気ディスク装置では、常時、リニア駆動方式によりアクチュエータを駆動していた。近年は、シーク時は消費電力低減のためにＰＷＭ駆動方式とし、オントラック中はオントラック精度重視のためにリニア駆動方式に切り替えるよう制御している場合が多い。
【０００５】
一方、近年は、ユーザからさらなる低消費電力化を求められている。シーク動作中に比べてオントラック中のアクチュエータに流れる電流は小さいが、記録媒体が回転することによって発生する風の影響や、ＦＰＣの反力等を打ち消すために一定電流を流し続ける必要がある。このため、アクチュエータ駆動回路が消費する電力が無視できなくなってきている。そこで、消費電力を少しでも下げるためにシーク中だけでなくオントラック中もＰＷＭ駆動を行う必要性が高まってきている。
【０００６】
特許文献１では、シーク中だけでなくオントラック中もＰＷＭ駆動を行う技術が提案されている。また、特許文献１では、オントラック時はスイッチングのスルーレートを緩やかにすることにより、サーボデータおよびリード／ライト信号へのスイッチングの影響を低減している。
【０００７】
また、特許文献２では、記録媒体にサーボ情報が記録されていることを示す信号が出力されている間はＰＷＭのスイッチングを行わないことにより、サーボ情報に対するスイッチングの影響を抑える技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３０４０９６号公報
【特許文献２】特開平１１−３５３８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のようにオントラック中もＰＷＭ駆動を行う場合、オントラック中にＰＷＭ駆動のノイズがＦＰＣ上でクロストークすることによりリード／ライト信号へ重畳し、データ領域のリード／ライト特性が悪化するなどの問題があった。
【００１０】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ＰＷＭ駆動中のスイッチングの影響を抑えつつ、消費電力を下げることができる制御装置、制御方法および記憶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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、入力される駆動信号に応じて、記録媒体に対する情報の読み出しおよび書込みを行うヘッドを移動するアクチュエータをＰＷＭ信号により駆動可能なＰＷＭ駆動部と、前記ヘッドの位置をシーク中の場合、および、前記ヘッドの位置をシーク後であって前記記録媒体に対する情報の読み出しまたは書き込みを行っていない場合に、前記ＰＷＭ駆動部に前記駆動信号を送出する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＰＷＭ駆動中のスイッチングの影響を抑えつつ、消費電力を下げることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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。
【図２】図２は、サーボ制御部の構成の一例を示す回路図である。
【図３】図３は、本実施例のアクチュエータ駆動回路が動作中の各信号の波形の一例を示す図である。
【図４】図４は、本実施例のアクチュエータ駆動回路が動作中の各信号の波形の一例を示す図である。
【図５】図５は、従来例のアクチュエータ駆動回路が動作中の各信号の波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本願の開示する制御装置、記憶装置および制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
本実施例の制御装置または記憶装置としての磁気ディスク装置は、アイドル中（リード／ライトを行なっていないオントラックのみの状態）はＰＷＭ駆動を行い、リード／ライトを行う場合はリード／ライト動作前にリニア駆動に切り替える。また、リード／ライト動作終了後はＰＷＭ駆動に切り替える。リニア駆動とＰＷＭ駆動との切替には、リードゲート信号およびライトゲート信号を用いる。すなわち、これらの信号を用いて、リード／ライト中はリニア駆動を行い、それ以外の場合は常にＰＷＭ駆動を行うように駆動方式をハードウェアで動的に切り替える。
【実施例】
【００１６】
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。図１に示すように、磁気ディスク装置１は、ホストＩＦ制御部２、バッファ制御部３、バッファメモリ４、不揮発メモリ５、フォーマット制御部６、リードチャネル７、ヘッドＩＣ８、ＭＰＵ９、メモリ１０、プログラムメモリ１１、サーボ制御部１２、ＶＣＭ（ヴォイスコイルモータ）１３、ＳＰＭ（スピンドルモータ）１４、ヘッド１５およびディスク１６を備えて構成され、これらの構成部がコモンバス１７を介して接続されている。
【００１７】
実施例に係る磁気ディスク装置１の主要な構成部について以下に簡単に説明する。ホストＩＦ制御部２は、ホストなどの外部装置との間でやり取りする各種情報等に関する通信を制御する。バッファ制御部３は、バッファメモリ４のバッファ容量を制御する。バッファメモリ４は、ホストＩＦ制御部２を介してホストなどの外部装置との間でやり取りする情報等を一時的に記憶する。不揮発メモリ５は、バッファ制御部３で利用する情報を記憶する。フォーマット制御部６は、データ（情報）の読み出し時に、リードチャネル７から受け取ったデジタルデータのエラーチェック等を行ってデータの読み出しを制御する。リードチャネル７は、データの読み出し時にヘッドＩＣ８から受け取るヘッド１５からの信号について処理を行ってデジタルデータを生成する。ヘッドＩＣ８は、ＭＰＵ９からの制御に基づいて、ヘッド１５に備えられたヒータの出力を制御する。ＭＰＵ９は、磁気ディスク装置１の主制御を行う。メモリ１０およびプログラムメモリ１１は、制御用データや制御用プログラムを記憶する。サーボ制御部１２は、ＶＣＭ１３やＳＰＭ１４の動作を制御する。ＶＣＭ１３は、ヘッド１５を駆動するアクチュエータ（図１には図示せず）に含まれ、このアクチュエータを実際に動かすヴォイスコイルモータである。ＳＰＭ１４は、ディスク１６を回転させるスピンドルモータである。ヘッド１５は、ライト素子、リード素子およびヒータを含んで構成され、ディスク１６に対するリードおよびライトを行う。ディスク１６は、金属またはガラス製の円盤状の基板に磁性膜などを形成して構成され、記憶領域に所定のデータを記録する。
【００１８】
次に、アクチュエータ（ＶＣＭ１３）の駆動を制御するサーボ制御部１２の構成の詳細について図２を用いて説明する。図２は、サーボ制御部１２の構成の一例を示す回路図である。なお、図２では、主にＶＣＭ１３の駆動に必要な構成のみを記載し、ＳＰＭ１４の駆動に必要な構成は省略している。以下では、サーボ制御部１２のうち、図２のようにＶＣＭ１３の駆動に関連する回路をアクチュエータ駆動回路という。また、説明のため図２にＶＣＭ１３を記載しているが、ＶＣＭ１３はアクチュエータ駆動回路に含まれるものではない。
【００１９】
図２に示すように、本実施例のサーボ制御部１２は、ＶＤＡＣ信号、ＶＲＥＦ信号、ＰＷＭＥＮ信号、ＲｅａｄＧａｔｅ信号、ＷｒｉｔｅＧａｔｅ信号、Ｏｎｔｒａｃｋ信号、およびＳｅｒｖｏＧａｔｅ信号を入力して動作する。また、サーボ制御部１２は、アンプ３１と、クロック生成器３２と、変換器３３、３４と、単安定マルチバイブレータ３５と、リニアプリドライバ３６と、ＰＷＭプリドライバ３７と、パワーアンプ３８と、を含んでいる。
【００２０】
リニアプリドライバ３６とは、リニア駆動方式でアクチュエータ（ＶＣＭ１３）を駆動するドライバである。また、ＰＷＭプリドライバ３７とは、ＰＷＭ駆動方式でアクチュエータ（ＶＣＭ１３）を駆動するドライバである。使用するプリドライバは、いずれのプリドライバを用いて駆動するかを表す駆動信号であるＰＷＭ／＊ＬＩＮＥＡＲ信号によって選択される。本実施例では、ＰＷＭ／＊ＬＩＮＥＡＲ信号がＨｉｇｈの場合にＰＷＭプリドライバ３７が選択されＶＣＭ１３がＰＷＭ駆動される。また、ＰＷＭ／＊ＬＩＮＥＡＲ信号がＬｏｗの場合にリニアプリドライバ３６が選択されＶＣＭ１３がリニア駆動される。なお、図２のＶＣＭＡはＶＣＭ１３の片側の端子電圧である。
【００２１】
ＰＷＭプリドライバ３７は、スイッチングのスルーレートを複数のスルーレートから選択可能である。
【００２２】
上位プロセッサ（図示せず）は、ＶＣＭＤＡＣ（ＶＣＭディジタルアナログコンバータ）（図示せず）に対してアクチュエータに流す電流値をディジタル値で指示する。このディジタル値に対するＶＣＭＤＡＣのアナログ出力がＶＤＡＣ信号である。
【００２３】
ＶＲＥＦ信号は、アクチュエータ駆動回路の基準電圧である。ＰＷＭＥＮ信号は、上位プロセッサよりアクチュエータ駆動回路に対しＰＷＭ駆動の自動切替機能を有効にするよう指示する信号である。
【００２４】
ＰＷＭ／＊ＬＩＮＥＡＲ信号は、ＰＷＭＥＮ信号、ＲｅａｄＧａｔｅ信号、ＷｒｉｔｅＧａｔｅ信号、Ｏｎｔｒａｃｋ信号、およびＳｅｒｖｏＧａｔｅ信号から作成される。
【００２５】
ＲｅａｄＧａｔｅ信号は、記録媒体（ディスク１６）からデータを読み出すことを指示する信号である。ＷｒｉｔｅＧａｔｅ信号は、記録媒体にデータを書くことを指示する信号である。ＳｅｒｖｏＧａｔｅ信号は、記録媒体にサーボ情報が記録されていることを示す信号であり、記録媒体から読み出される情報よりタイミングを生成する。Ｏｎｔｒａｃｋ信号は、ヘッド１５が目標シリンダ上に位置していることを示す信号である。
【００２６】
ＲｅａｄＧａｔｅ信号、ＷｒｉｔｅＧａｔｅ信号、Ｏｎｔｒａｃｋ信号、およびＳｅｒｖｏＧａｔｅ信号は、上位プロセッサより与えられる。
【００２７】
アンプ３１は、ＶＤＡＣ信号をＶＲＥＦ信号に対する相対レベル電圧に変換するアンプである。アンプ３１は、変換した相対レベル電圧を各プリドライバ（リニアプリドライバ３６、ＰＷＭプリドライバ３７）に出力する。また、アンプ３１は、位相補償フィルタにより周波数特性の調整も行う。
【００２８】
クロック生成器３２は、ＰＷＭのスイッチング動作の基準クロックを作成する。
【００２９】
変換器３３および３４は、アンプ３１の出力と基準クロックとから、アンプ３１の出力をＰＷＭのデューティを持った正と負のＰＷＭ信号に変換する。変換されたＰＷＭ信号は、それぞれＰＷＭプリドライバ３７に入力され、指示されたスルーレートを持ったＧａｔｅ信号として出力されてパワーアンプ３８のＦＥＴ（Field Effect Transistor）を駆動する。
【００３０】
単安定マルチバイブレータ３５は、ＷｒｉｔｅＧａｔｅ信号およびＲｅａｄＧａｔｅ信号の立ち下がりから一定時間はリニア駆動からＰＷＭ駆動に切り換えないようにするためのマスク信号を作成する。
【００３１】
以下、本実施例の磁気ディスク装置１の動作の一例として、あるデータセクタをリードする場合の動作を説明する。図３は、本実施例のアクチュエータ駆動回路が動作中の各信号の波形の一例を示す図である。
【００３２】
上位プロセッサは、リードコマンドを受け取ると目標シリンダに対するシーク動作を開始する。シーク中は、ＳｅｒｖｏＧａｔｅ信号が出力される領域から読み出されたサーボデータを元にヘッド１５の現在の位置を確認しながら、ＶＤＡＣ信号を通してＶＣＭ１３に流す電流を指示しシーク動作を継続する。
【００３３】
ヘッド１５が目標シリンダ上に到達したと判断すると、上位プロセッサは、Ｏｎｔｒａｃｋ信号をＨｉｇｈとし、記録媒体（ディスク１６）が回転してヘッド１５が対象のセクタ上に来たときにリード動作を行う。
【００３４】
本実施例では、上位プロセッサは、通常動作時はＰＷＭＥＮ信号をＨｉｇｈにセットしてＶＣＭ１３にＰＷＭ駆動を指示し、シーク動作により目標位置に到達してもＰＷＭ動作を継続する。シーク中は、ＳｅｒｖｏＧａｔｅ信号が出力される領域以外ではＲｅａｄＧａｔｅ信号およびＷｒｉｔｅＧａｔｅ信号はＬｏｗとなる。このため、ＰＷＭ／＊ＬＩＮＥＡＲ信号はＨｉｇｈとなり、ＰＷＭプリドライバ３７が選択され、ＶＣＭ１３はＰＷＭ駆動される。
【００３５】
その後、リード対象のセクタでＲｅａｄＧａｔｅ信号がＨｉｇｈになると、ＰＷＭ／＊ＬＩＮＥＡＲ信号は直ちにＬｏｗとなる。これにより、リニアプリドライバ３６が選択され、ＰＷＭ駆動からリニア駆動に切り替わってリード動作が行われる。
【００３６】
その後、Ｏｎｔｒａｃｋ信号がＬｏｗになると、再びＰＷＭ／＊ＬＩＮＥＡＲ信号がＨｉｇｈとなりＰＷＭプリドライバ３７が選択されＰＷＭ駆動へ切り替わる。ただし、リード動作が一旦終了した後もＯｎｔｒａｃｋ信号がＨｉｇｈの場合は、次のリードが直ちに行われる可能性がある。このため、単安定マルチバイブレータ３５で設定される一定データセクタの間隔が開くまではリニア駆動を継続する。
【００３７】
以上、リード動作について説明したがライト動作についても同様の動作が実行される。
【００３８】
なお、ＰＷＭプリドライバ３７が、ＳｅｒｖｏＧａｔｅ信号が出力されている間は、ＰＷＭのスイッチングのスルーレートを他のスイッチングのスルーレートよりも遅くする（小さくする）ように構成してもよい。図３では、スルーレートを遅くすることにより、点線で示されるＶＣＭＡが、実線で示されるＶＣＭＡのように変更された例が示されている。これにより、記録媒体から読み出したサーボデータへのスイッチングノイズの影響を抑えることが可能となる。
【００３９】
また、ＰＷＭプリドライバ３７が、オントラック中かつＳｅｒｖｏＧａｔｅ信号出力中の場合に、さらに遅いスルーレートを選択するように構成してもよい。これにより、スイッチングの影響をより抑えることが可能となる。なお、この場合、スルーレートの切替を上位プロセサから直接指示する必要はなく、Ｏｎｔｒａｃｋ信号に応じて自動的に切り替えるように構成することができる。
【００４０】
また、ＳｅｒｖｏＧａｔｅ信号およびＯｎｔｒａｃｋ信号を元に、オントラック中かつＳｅｒｖｏＧａｔｅ信号出力中の場合にはＰＷＭのスイッチングを行わないように構成してもよい。図４は、このように構成した場合の、アクチュエータ駆動回路が動作中の各信号の波形の一例を示す図である。図４では、ＰＷＭのスイッチングを行わないようにするため、オントラック中かつＳｅｒｖｏＧａｔｅ信号出力中の場合に、ＶＣＭＡが出力されない例が示されている（図の中央の点線部）。
【００４１】
このような構成により、記録媒体から読み出したサーボデータへのスイッチングノイズの影響を無くし、オントラック品質を向上させることができる。
【００４２】
ここで、従来の方法によるアクチュエータ駆動動作の概要について説明する。図５は、従来例のアクチュエータ駆動回路が動作中の各信号の波形の一例を示す図である。図５に示すように、従来は、シーク中のみＰＷＭ駆動を行い、目標シリンダにある程度近づくとリニア駆動に切り替えるようにファームウェアでアクチュエータの駆動を制御していた。
【００４３】
以上説明したように、本実施例の磁気ディスク装置１は、ＰＷＭ／＊ＬＩＮＥＡＲ信号の切り換えにより、リードおよびライト動作中以外はアクチュエータをＰＷＭ駆動するようにプリドライバを選択する。その結果、オントラック中のアクチュエータ駆動回路の消費電力を小さくすることができる。また、リード／ライト中にスイッチングを行わないことで、スイッチングノイズのリード／ライト信号への影響を無くし、リード／ライト品質を向上させることができる。
【００４４】
このように、本実施例によれば、ファームウェアの介在なしでハードウェアのみでリニアモード（リニア駆動方式）とＰＷＭモード（ＰＷＭ駆動方式）の切替を行うことが可能となる。すなわち、ファームウェアの負担を増加することなく、ＰＷＭ駆動中のスイッチングの影響を抑えて消費電力を下げる回路を実現できる。
【００４５】
また、本実施例では、ＳｅｒｖｏＧａｔｅ信号出力中にＰＷＭスイッチングのタイミングとなった場合はスイッチングを行わない、または、スイッチングのスルーレートをＳｅｒｖｏＧａｔｅ信号出力中以外のスイッチング時のスルーレートよりも遅くする。このため、サーボ情報へのスイッチングの影響を抑えることができる。
【００４６】
さらに、本実施例では、オントラック中かつＳｅｒｖｏＧａｔｅ信号出力中は、ＰＷＭ駆動のスルーレートをシーク中のＰＷＭ駆動のスルーレートよりも遅く設定する。このため、読み取り動作中のサーボデータへのスイッチングの影響を抑えることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  磁気ディスク装置
２  ホストＩＦ制御部
３  バッファ制御部
４  バッファメモリ
５  不揮発メモリ
６  フォーマット制御部
７  リードチャネル
８  ヘッドＩＣ
９  ＭＰＵ
１０  メモリ
１１  プログラムメモリ
１２  サーボ制御部
１３  ＶＣＭ
１４  ＳＰＭ
１５  ヘッド
１６  ディスク
１７  コモンバス
３１  アンプ
３２  クロック生成器
３３、３４  変換器
３５  単安定マルチバイブレータ
３６  リニアプリドライバ
３７  ＰＷＭプリドライバ
３８  パワーアンプ
【図１】
2011008883.tif 000003
【図２】
2011008883.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011008883.tif 000006
【図５】
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