JPH02302975A - ディスク記憶装置のディスク起動方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はいわゆるハードディスク装置により代表される
ディスク記憶装置において、ディスクがヘッドの吸着や
粘着によって起動困難になった場合にも、ディスクを円
滑に起動させるためのディスク起動方式に関する。

〔従来の技術〕

ディスク記憶装置は、いわゆるオフィスコンピュータは
もちろん、最近ではパーソナルコンピュータやワードプ
ロセッサにも広く利用されるに至っており、将来は光磁
気記録方式のものが属目されているが、現在は磁気記録
方式のものが主流である。この磁気ディスク装置では、
周知のようにディスク上の磁気記録媒体に一種の磁気ト
ランスデユーサであるヘッドを介してデータが読み書き
されるが、この動作中ヘッドはフロッピディスク装置の
ようにディスク面に接触されるか、ハードディスク装置
のように空気力によってディスク面からごく僅かだけ浮
上される。

しかし、後者の場合であっても、ヘッドを浮上させる空
気力がディスクの回転によって発生されるので、ディス
クが停止している運転休止中へンドはディスク面と接触
しており、稀にではあるがこの間にヘッドがディスク面
に吸着ないし粘着してしまって、運転開始時にディスク
を円滑に起動できなくなることがある。

従来から知られているリフタ機構によりこの問題を解決
できるのでその要部を第３図に示す。同図（ａ）はその
上面図、同図（１））は側面図である。ディスク１の各
面に対応して設けられた・＼ラド２はふつうは薄い板ば
ねのアーム３に支承されており、この例ではロッド状の
りフタ３を図の矢印の方向に操作して、ヘッド２をディ
スク１の面から持ち上げることができる。がかるリフタ
は、元来はディスクの停止中にその表面からヘッドを離
して置くためのものであるが、この種の機構を用いて吸
着されたヘッドをディスク面がら引き離した上でディス
クを起動させることができる。

しかし、ディスク記憶装置の著しい普及に伴って、その
価格低減とともに構造を極力簡単化して動作信頼性を向
上する要求が強まり、現在では上述のりフタ機構のよう
な特殊構造を省いたいわゆるＣＳＳ　（コンタクト・ス
タート・ストップ）方式、すなわちディスクの停止中に
ヘッドがその表面に接触していて、この接触状態からデ
ィスクを起動する方式が主流になっている。

さらに、最近の大記憶容量装置では、ヘットの浮上量を
小さくして記録密度を−Ｊ二げるためにディスク面の平
坦度が著しく向−ヒされて来ており、このため却って湿
度の影響等でへ・ンドのスライ１′面がディスク面に従
来よりも吸着されやすくなる傾向にある。さらに上述の
Ｃ３Ｓ方式では、とくにディスクの起動や停止の途中で
のヘッドの慴動による損傷を防止するため、ディスク面
を潤滑油等保護するごとが多いので、へ・νＦがディス
ク面に粘着しやすい傾向にある。

Ｃ３Ｓ方式のディスク記憶装置でかがる吸着や粘着が発
生ずると、もちろんディスクは起動できないだけでなく
、駆動用スピンドルモータの１〜ルクを上げて強引に起
動させると、ヘットを支えている薄い仮ばねのアームが
大きく変形してｙイスク面がヘッドによって傷イ」けら
れてしま）。このため、従来はスピンドルモータに非常
に低速が゛っ高トルクで起動できるものを用い、ま−Ｊ
’　”−７ドをディスク面から強制的に引き剥がした上
で、高速状態にまで加速する手段が取られていた。

また、Ｃ３Ｓ方式のハードディスク装置やフロンビディ
スク装置に対するこの問題の他の手段として、まずヘッ
ドを移動させて吸着や粘着を解除した後にディスクを起
動する（特公昭５７−６０７０７号公報や特開昭６３−
１５５４７９号公報を参照）手段や、吸着や粘着を解除
するためのヘッド移動指令をディスクの起動と同時に一
応出すが、この指令をディスクの回転が検出されない場
合に限って所定時間内だけ有効にする（特開昭６２−１
４０２８６号公報を参照）手段が従来から知られている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の低速高トルク起動のスピンドルモータを用いる手
段では、スピンドルモータが大形化して高価につき、ま
たディスクを定速状態に入れるまでに時間が掛かるので
電源投入後の装置の立ち上がりが遅くなる問題がある。

さらに、吸着や粘着Ｃつ程度が比較的軽微な場合には効
果があるが、吸着等がある限度以上に強固な場合には、
前述のようなヘッドアームの変形によってなおディスク
面が損傷しやすい問題が残る。

前述のヘッドをまず移動させて吸着や粘着を解除した後
にディス・りを起動する手段では、・＼ソドの移動に要
する時間だけ装置の立し上がりが確実に遅（なり、かつ
ディスク面がヘッドにより擦られる時間が長くなって損
傷しやすくなる問題がある。また、はとんど常にヘッド
が吸着や粘着のないごく軽負荷状態で駆動されるので、
いわば暴走してディスク面の最外径または最内径側に飛
び出してしまうトラブルが発生しやすい。

また、吸着等を解除するためのヘット移動指令をディス
クの起動と同時に出した上で、ディスクが回転しない場
合に限って所定時間内だけ有効にする手段では、動作原
理上は上述の問題をほぼすべて解決できるものの、実際
にはヘッドの移動を開始するタイミングと移動時間の設
定ないし、調整にむつかしい点があって、これらの設定
が適当でないと、とくに吸着等が強固な場合に、ディス
クの起動が円滑に進まなかったり、起動時間がかなり長
引いたり、あるいはヘッドの暴走が起きる等の問題が生
じやすい。

本発明の目的は、従来技術がもつかかる問題点をできる
だけ簡単な構成ないし手段で解消して、ヘッドの吸着や
粘着が発生しても、ディスクを従来よりも確実かつ円滑
に起動できるディスク記憶装置のディスク起動方式を得
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によればこの目的は、ディスク記憶装置にディス
クの回転の有無を監視する回転監視手段と、ヘッドを所
定微量だけ駆動させるヘッド駆動手段とを設け、まずデ
ィスクに起動を掛りた上で回転監視手段によりディスク
の回転の有無を検出し、回転が検出されないことを条件
にヘッド駆動手段によりディスクに駆動力を賦与した状
態でヘッドを駆動させることにより達成される。

上記構成中の回転監視手段としては、専用の検出器や回
路を設けることもできるが、装置の全体構成を極力簡単
にする上では、ディスク駆動用のスピンドルモータに元
々組み込まれている可動子の位置検出センサやインデッ
クスパルス発信器等を適宜利用するのが有利である。

駆動手段についても、専用の機構やアクチュエータを用
いるより従来と同様にヘッド操作用アクチュエータを利
用するのが有利で、かつ駆動用回路をとくに設けるより
も装置に元々組み込まれているプロセッサのソフトウェ
アによりアクチュエータに駆動動作をさせるのが望まし
い。ごの駆動手段による５ツドの駆動量は、経験上２〜
３トラツク間ピッチ程度の微量で充分である。

また、かかる両手段によりディスクの回転が検出されな
いときにヘッドを駆動させるに際して、回転監視手段の
回転検出動作にある時限を持たせることもできるが、そ
の検出動作を極力早めて、起動に成功するまで両手段の
協動動作を短サイクルで数回程度繰り返えす方が、起動
時間を短縮して装置の立ち上がりを促進する上で有利で
ある。

なお、本発明におけるヘッドの駆動動作はディスクに駆
動力を掛けた状態でされるが、・＼ラド支持系の構造上
から許される場合には、ヘッドの駆動動作と同時にディ
スクに掛ける駆動力を一時的に増加させるのが有利であ
る。

〔作用〕

本発明によるディスク起動方式でも、ヘッドの吸着や粘
着をヘッドを移動させて外すが、本発明方式ではこのヘ
ッドの移動をまずディスクに起動を掛けた後に回転監視
手段によりディスクの回転が検出されない場合に限るこ
とにより、吸着等のない正常な場合にはヘッドを移動さ
せることなくディスクを起動させて、ディスク記憶装置
の立ち上がりを早めるとともに、このヘッド移動量を上
記構成にいう駆動手段により所定微量に制限することに
よって、吸着等がいかに強固であっても従来のようにヘ
ッドが誤って暴走するような不都合をなくし、ヘッド移
動に費やす時間を短縮し、さらにヘッドアーム等の過大
な変形やそれに基づくディスク面の損傷のおそれも少な
くする。

この駆動手段によるヘッド用アクチュエータの短時間駆
動は必要に応じて充分強力にでき、かつこのヘッドの駆
動と同時にディスクに駆動力が掛かっているので、相乗
効果により強固なヘッドの吸着等もほぼ確実に外すこと
ができる。

〔実施例〕

以下、図を参照しながら本発明の具体実施例を説明する
。第１図は本発明によるディスク起動方式を実施したデ
ィスク記憶装置の構成例を示す構成回路図であって、第
２図に回転監視手段とヘット駆動手段を含むその全体動
作の流れが例示されている。なお、この実施例における
ディスク記憶装置は空気力浮上形の・＼ットを用いるハ
ードディスク装置であるものとする。

第１図において、図の左上部に示されたディスク１上に
は最外径トランクＴｏおよび最内径トラックＴｉの間に
多数個のデータ記録用トラックＴが設定されている。こ
れらのトラックＴにデータを読み書きするためのヘッド
２は、そのスライダ面をディスク面と対向させて通例の
ように薄い板ばねで構成されたアーム３の細い先端部に
傾動自在に取り付けられ、このアー１３の比較的広い基
部はごの例では図の左右方向に移動自在に１対のレール
４ａによりローラ等を介して案内されたキャリッジ４に
取り付けられている。

ヘッド２の位置操作用アクチュエータ５は例えば回転形
のスピンドルモータであって、その軸に固定されたキャ
プスタン５ａに巻き付けられた薄い金属バンド４ｂの両
端をキャリッジ４の突出部に固定することによりキャリ
ッジ４と機械的に密に結合され、その正逆の回転により
ヘッド２をディスクの径方向の任意の位置に操作するこ
とができる。なお、この実施例ではヘッド２が最外径ト
ラックＴｏの位置まで来たことを検出する光電式等のセ
ンサ７が設けられ、アクチュエータ５に対しては駆動回
路６が設けられている。

周知のようにディスク記憶装置は１個のマイクロコンピ
ュータでもあって、その全体制御用にプロセッサ８が組
み込まれており、さらにその中に本発明による回転監視
手段３０とヘッド駆動手段４０が、模式的に図示された
ようにこの実施例ではそのソフトウェアとして組み込ま
れる。ヘソＹ駆動手段の動作時、このプロセッサ８から
アクチュエータ５の駆動回路６に対してヘッド２を所定
微量だけ移動させる駆動指令ＩＳが与えられる。

ヘッド１を駆動するスピンドルモータＩＯはふつう１個
の電子モータであって、この例では３相構成のコイル１
１を備える固定子とディスク１と結合された回転子１２
からなり、通例のよう回転子】２０）回転位置を検出す
るポール素子等のセン゛り川３と、読の書き動作の基準
となるインデックスパルス］Ｘを回転に同期して発する
パルス発生器１４が組み込まれる。このスピンドルモー
タ１０に対しで十−夕制御回路２０が設けられでおり、
直流電源２１の供給電圧下で回転子位置セン４Ｊ１３の
検出信号に同期して固定子コイル１１の電流を切換制御
する。ごのモータ制御回路２０は、プロセッサ８から〜
えられる駆動指令ＤＳに基づいてスピンドルモータ′１
０の駆動を発停し、これをクロックパルスＣＰの周期で
指定される速度に定速制御する。

ついで第２図の流れ図を参照して第１図のディスク記憶
装置の動作例を説明する。この図はプロセッサ８内のソ
フトウェアの動作を示し、図中で回転監視手段３０と−
・ソト’＝Ｊ動手段４０の動作ステップが−・点鎖線で
囲んで示されている。

第２図の流れはディスク記憶装置に電源を投入してその
動作を立ち上げる際に開始され、その最初のステップＳ
１では駆動指令ＤＳを１にしてモータ制御回路２０に送
り、スピンドルモータ１０にディスク１を始動させる。

なお、これと同時にクロックパルスＣＰによりスピンド
ルモータ１０に対する最終速度目標が与えられるので、
ヘッドの吸着や粘着がなければ、このステップＳ１だけ
でディスク１は円滑に起動される。

続くステップ８２〜Ｓ６は回転監視手段３０とヘッド駆
動手段４０のための準備ステップである。最初のステッ
プＳ２では流れ制御用フラグＦをＯにし、かつヘッド２
の現在位置の概要を把握するために、最外径トラック検
出センサ７から終端検出信号ＢＳを読み込む。ステップ
Ｓ３ではこの信号ＢＳがＯか否かを判定し、否つまりヘ
ッドが最外径トラック付近にあるときは、ステップＳ４
でヘッドの操作方向フラグＤに内径側への操作を指定す
る０を入れ、然りのときはステップＳ５で方向フラグＤ
に１を入れて外径側への操作を指定する。

最後のステップＳ６では、ヘッドの吸着等がある場合の
回転監視手段３０とヘッド駆動手段４０の繰り返えし動
作回数を設定するだめの変数ｎにこの例では５を入れて
置き、かつ回転監視手段４０の動作時間を指定するため
に時間Ｔに値Ｔａを設定する。

このステップＳ６の後、流れは回転監視手段３０の動作
に移される。

この実施例における回転監視手段３０は、前述のインデ
ックスパルスＩＸがディスク記憶装置にほぼ例外なく使
われるので、ごれを利用し゛Ｃディスクの回転の有無を
監視するようになっている。その最初のステップＳ３１
では時間変数ｔをＯにリセットする。次のステップＳ３
２ではインデックスパルス■χを読み込み、続くステッ
プＳ３３でその有無を調べる。インデックスパルスＩＸ
がまだ到来し−こいない場合は動作はステップＳ３３か
らステップＳ３４に入り、ここで時間変数りに１を加え
た後に、ステップＳ３５でこの変数りが時間Ｔに達した
か否かを調べ、否である限り流れをステップＳ３２に戻
して同じ動作を繰り返えず。

この回転監視手段３０の動作の結果、前のステップＳ１
で始動されたディスク１が僅かでも回転を開始しておれ
ば、ステップＳ３３の判定結果が然りと出て流れは後述
のステップＳＩＯ以降に移される。

しかし、ヘッド２の吸着や粘着が発生していてディスク
１が回転せず、上述の設定時間Ｔ内にインデックスパル
スＩＸが検出されない場合、流れはステップ８７〜Ｓ９
を介してヘッド駆動手段４０としての動作に移される。

なお、この回転監視手段３０の動作時間Ｔは、この例で
はインデックスパルスＩＸがもつ周期に応じて経験的に
決められるが、本発明の実施上はこの動作時間Ｔを極力
短めに例えば１秒以内に設定するのが望ましい。もちろ
ん、この動作時間Ｔをもっと短く設定できるようにする
には、例えばより短い固有周期をもつスピンドルモータ
１０の回転子位置検出センサ１３からの検出信号を、多
少手間は掛かるがモータ制御回路２０から導出して、イ
ンデックスパルスＩＸのかわりにプロセッサ８に与える
ようにすればよい。

ディスク１が回転しておらず、時間変数ｔの値が設定時
間Ｔに達してしまうと、動作はステップＳ３５からステ
ップＳ７に移ってフラグＦが０か否かを判定するが、い
まの場合は判定結果は然りと出るから、動作はステップ
Ｓ８に移って繰り返えし動作回数を示す変数ｎから１を
減じ、さらにステップＳ９で変数ｎの値が０か否かを判
定する。最初の内は判定結果はもちろん否なので、ヘシ
ド駆動手段４０としての動作ステップＳ４１に入る。

このステップＳ４１ではプロセッサ８から駆動回路６に
駆動指令Ｉｓを発して、アクチュエータ５にヘッド２を
前述の方向フラグＤで指定され′Ｃいる方向に第１図で
矢印Ｉで示す所定微量だけ駆動させる。この駆動量は前
述のようにトラック間ピッチの２〜３倍程度、ふつうは
数＋ｐ程度もあれば充分である。この実施例ではアクチ
ュエータ５がステッピングモータなので、その１ステツ
プの動作が１トラック間ピッチに対応するとすれば、数
ビットのデータからなる駆動指令Ｉｓを単に２〜３回切
り換えることで済む。

なお、この実施例では第１図に示すように駆動方向Ｉは
ヘッド２を支承するアーム３の長手方向と一致しており
、アーム３はその長手方向に最大強度をもっているので
、上述のように駆動量を充分に取っても、アーム３が大
きく変形してヘッドによりディスク面が損傷を受けるお
それはない。

しかし、ヘッド２が例えば揺動形のアームで支承されて
いる場合の駆動方向はアームの長手方向と必ずしも一致
せず、アームの過大な変形を防止するため駆動量を小さ
くするのが望ましい。

ステップＳ４１の後半はかかる場合のためで、スピンド
ルモータ１０の回転トルクを一時的に増加させることに
よりヘッドの吸着等を離すのを容易にするものである。

このために、第１図に示すようにプロセッサ８からトル
ク増加指令ＢＳを直流電源２１に短時間だけ与え、その
モータ制御回路２０に対する供給電圧を例えば５０〜１
００％程度上げてスピンドルモータ１０のトルクを一時
的に増加させる。

このトルク増加指令ＢＳを与える時間はふつう２分の１
秒以内とすることで充分である。

以上のステップ４１における駆動動作の後、流れは回転
監視手段３０の最初のステップＳ３１に戻されるが、ヘ
ッド駆動手段４０の動作は常にディスク１に正規にない
しは上述の増加された駆動トルクを掛けた状態で行なれ
るので、ヘッドの吸着等が外れると直ちにディスク１が
回転され、回転監視手段３０の２度目の動作によってそ
れが確認される。

ヘッド駆動手段４０の動作によってもヘット２の吸着等
が解除されなかった場合、変数ｎを順次減算しながら両
手段３０および４０の動作がこの実施例では最大５回ま
で繰り返えされ、それでもなおヘッド２の吸着等の解除
に失敗した場合、流れはステップＳ９からループを抜け
てステップＳ１３に移り、駆動指令ＤＳを０にしてスピ
ンドルモータ１０を停止させ、かつエラーが発生した旨
を計算機等に通知した上で動作を終結させる。逆に最初
から吸着等の異常がなく、あるいは吸着があってもヘッ
ド駆動手段４０の動作の結果それが外れてディスク１が
回転した場合、流れは回転監視手段３０内のステップ３
３３からステップＳＩＯに移される。

この実施例では上のようにディスク１の始動に成功して
も、もう一度これを確認するようになっており、このた
めステップＳＩＯではその時のフラグＦが０か否かを判
定する。最初はこの判定結果が然りと出るから、動作は
ステップＳｌｌに移ってフラグＦに１を立てるとともに
時限Ｔｂのいわゆるソフトタイマ動作を行なう。このタ
イマ動作の時限Ｔｂは例えばディスクｌがほぼ正常回転
にまで増速するに要する時間値に設定するのが望ましく
、このタイマ動作後に流れを回転監視手段３０の最初の
ステップＳ３１に戻す。

ディスク１の回転がもう一度確認された場合、流れは回
転監視手段３０のステップＳ３３がらステップＳＩＯに
入るが、今度はフラグＦに１が立っているので動作はス
テップＳ１２に移り、フラグＦをＯに戻した上で全動作
を終了する。不幸にしてディスク１の回転が確認されな
かった場合、流れは回転監視手段３０からステップＳ７
に移り、フラグＦに１が立っているのでさらに前述のス
テップＳ１３の動作を経て流れを終結させる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、ディスク記憶装置に対
してそのディスクの回転の有無を監視する回転監視手段
と、ヘッドを所定微量だけ駆動させるヘッド駆動手段と
を設け、まずディスクに起動を掛けた上で回転監視手段
によりディスクの回転の有無を検出し、回転が検出され
ないことを条件にヘッド駆動手段によりディスクに駆動
力を賦与した状態でヘッドを駆動させることにより、次
の効果を上げることができる。

（ａ）ヘッドの駆動が、まずディスクに起動を掛けた後
にディスクの回転が検出されない場合に限られるので、
吸着や粘着のない正常な場合に・＼ットをむだに駆動さ
せるごとなく、ディスクを円滑に起動させてディスク記
憶装置の立ち上がりを早めることができ、かつ従来のデ
ィスクの起動前にヘッドを常に移動させる方式に比べて
ディスク面の損傷のおそれがない。吸着等の発生は高々
数ケ月ないし数年に一度程度の低い確率なので、本発明
方式の方が道かに合理的である。

Φ）ヘッド駆動手段による駆動量をふつう数十ｐ程度の
一定の微量に制限できるので、吸着等がいかに強固であ
っても従来のようにヘッドが暴走するような不都合がな
く、かつヘッドアーム等の過大な変形やそれに基づくヘ
ッドやディスク面の損傷のおそれがほとんどない。

（Ｃ）従来の非常に低速かつ高トルクで起動できるスピ
ンドルモータを用い、ヘッドをディスク面から強制的に
引き剥がした上で高速状態にまで加速する手段に比べて
、ヘッドやディスク面が損傷するおそれがなく、かつス
ピンドルモータに高価な希土類磁石のかわりに安価なフ
ェライト磁石を用いてその価格を大幅に低減できる。

（ｄ）本発明方式では、ヘッドがディスクの最内径トラ
ック上に吸着した場合でも、ヘッドやディスク面に損傷
が起こさない程度の低トルクをスピンドルモータに持た
せれば充分なので、かかる損傷のおそれをほぼ完全にな
くし、かつスピンドルモータのコストを従来よりも低減
してディスク記憶装置の経済性を向上することができる
。

（ｅ）実施例のように回転監視手段およびヘンド駆動手
段をディスク記憶装置のプロセッサ内にラフ１〜ウエア
として組み込むごとにより、従来のままの装置構成で本
発明を容易に実施できる。

（ｆ）ヘッド駆動手段によるヘッド駆動用アクチュエー
タの駆動は充分に強力で、かつこのヘッドの駆動がディ
スクに駆動力が掛かっている状態でなされるので、ヘッ
ドのディスク面への吸着や粘着をほぼ確実に外すことが
できる。ディスク記憶装置が高温高湿度下に長期間放置
された結果ヘッドが強固に吸着ないし粘着した場合にも
、実施例のように回転監視手段とヘッド駆動手段を数回
繰り返えして動作させることにより、はぼ確実にディス
クの起動に成功することができる。

（ｇ）駆動方向がヘッドアームの長手方向と一致しない
場合にも、実施例の項で述べたように駆動量を少なめに
し、かつスピンドルモータのトルクを一時的に増加させ
る手段を取るごとにより、アームの過大な変形を防止し
゛ζヘッドやディスク面の損傷のおそれを最小にするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図が本発明に関し、第１図は本発明に
よるディスク起動方式を適用するディスク記憶装置の構
成例を示す構成回路図、第２図はこの実施例の動作を例
示する流れ図である。第３図は従来のリフト機構の要部
を示す上面図および側面図である。図において、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ディスク記憶装置に対してそのディスクの回転の有無
   を監視する回転監視手段と、ヘッドを所定微量だけ寸動
   させるヘッド寸動手段とを設け、まずディスクに起動を
   掛けた上で回転監視手段によりディスクの回転の有無を
   検出し、回転が検出されないことを条件にヘッド寸動手
   段によりディスクに駆動力を賦与した状態でヘッドを寸
   動させるようにしたことを特徴とするディスク記憶装置
   のディスク起動方式。