JPH06111465A - ディスク・ドライブ用のスピンドル制御方法及び装置 - Google Patents
ディスク・ドライブ用のスピンドル制御方法及び装置Info
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- JPH06111465A JPH06111465A JP5156422A JP15642293A JPH06111465A JP H06111465 A JPH06111465 A JP H06111465A JP 5156422 A JP5156422 A JP 5156422A JP 15642293 A JP15642293 A JP 15642293A JP H06111465 A JPH06111465 A JP H06111465A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
- G11B19/02—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
- G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Rotational Drive Of Disk (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 スピンドル・モータの制御方法とその装置が
直接アクセス記憶装置内で用いられる。始動とアイドル
の動作モードおよびデータとサーボ情報の読取りを含む
クリティカルな動作モードを含めて、直接アクセス記憶
装置の複数の動作モードが検出される（５００）。始動
またはアイドルの動作モードの検出（５０２）に応答し
て、駆動電流をスピンドル・モータに印加するためのパ
ルス幅変調（ＰＷＭ）モード制御（５０４）が、また所
定のクリティカル動作モードの１つの検出（５０６）に
応答して、駆動電流をスピンドル・モータに印加するた
めにリニア・モード制御（５０８）が与えられる。 【効果】 ディスク・ファイルの動作中、クリティカル
な動作モードの実行には、ファイル電源投入の時間全体
のごく一部しか用いられないので、ＰＷＭモード制御に
よってかなりの電力が節約される。また、転送されたデ
ータの保全性が問題になるので、ディスク・ファイルの
クリティカルな動作時にリニア・モード動作によるエラ
ー発生率を低下させることができる。
直接アクセス記憶装置内で用いられる。始動とアイドル
の動作モードおよびデータとサーボ情報の読取りを含む
クリティカルな動作モードを含めて、直接アクセス記憶
装置の複数の動作モードが検出される（５００）。始動
またはアイドルの動作モードの検出（５０２）に応答し
て、駆動電流をスピンドル・モータに印加するためのパ
ルス幅変調（ＰＷＭ）モード制御（５０４）が、また所
定のクリティカル動作モードの１つの検出（５０６）に
応答して、駆動電流をスピンドル・モータに印加するた
めにリニア・モード制御（５０８）が与えられる。 【効果】 ディスク・ファイルの動作中、クリティカル
な動作モードの実行には、ファイル電源投入の時間全体
のごく一部しか用いられないので、ＰＷＭモード制御に
よってかなりの電力が節約される。また、転送されたデ
ータの保全性が問題になるので、ディスク・ファイルの
クリティカルな動作時にリニア・モード動作によるエラ
ー発生率を低下させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スピンドル・モータを
含む直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）に関し、特に直
接アクセス記憶装置用のスピンドル・モータの改良され
た制御方法とその装置に関する。
含む直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）に関し、特に直
接アクセス記憶装置用のスピンドル・モータの改良され
た制御方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】データをディスク表面に磁気の形で記憶
するために、一般に回転するハード磁気ディスクを積み
重ねたディスク・ドライブが用いられる。通常、ディス
クは一体型のスピンドルとモータのアセンブリ上で、そ
れによって同時に回転するように平行に装着される。駆
動軸との間の経路を駆動される変換ヘッドにより、ディ
スクとの間でデータが読書きされる。データはディスク
表面に並んだデータ情報トラックに記録される。
するために、一般に回転するハード磁気ディスクを積み
重ねたディスク・ドライブが用いられる。通常、ディス
クは一体型のスピンドルとモータのアセンブリ上で、そ
れによって同時に回転するように平行に装着される。駆
動軸との間の経路を駆動される変換ヘッドにより、ディ
スクとの間でデータが読書きされる。データはディスク
表面に並んだデータ情報トラックに記録される。
【０００３】通常、ディスク・ドライブには直流（Ｄ
Ｃ）ブラシレス・スピンドル・モータが用いられる。ス
ピンドル・モータの制御方法には、リニア駆動とパルス
幅変調（ＰＷＭ）駆動の２つがある。ＰＷＭ駆動方式
は、大きい消費電力、特に始動時の消費電力を制限する
のに用いられる。リニア駆動方式は最も一般的である。
これは電気ノイズ特性が比較的低いことによる。
Ｃ）ブラシレス・スピンドル・モータが用いられる。ス
ピンドル・モータの制御方法には、リニア駆動とパルス
幅変調（ＰＷＭ）駆動の２つがある。ＰＷＭ駆動方式
は、大きい消費電力、特に始動時の消費電力を制限する
のに用いられる。リニア駆動方式は最も一般的である。
これは電気ノイズ特性が比較的低いことによる。
【０００４】一般に入手できる、SGS-Thompson Microel
ectronics 社製造販売の駆動装置（型番Ｌ６２３２）
は、ブラシレスＤＣモータの用途、なかでもディスク・
ドライブ用であり、ＰＷＭ方式とリニア方式のモータ速
度制御を行なう回路を含む。そのスピンドル・ドライバ
はスピンドル始動時の高消費電力を、ＰＷＭモードを通
して制限してから、通常のスピンドル動作速度で動作中
にリニア・モータ制御に切り替えるために用いると説明
されている。
ectronics 社製造販売の駆動装置（型番Ｌ６２３２）
は、ブラシレスＤＣモータの用途、なかでもディスク・
ドライブ用であり、ＰＷＭ方式とリニア方式のモータ速
度制御を行なう回路を含む。そのスピンドル・ドライバ
はスピンドル始動時の高消費電力を、ＰＷＭモードを通
して制限してから、通常のスピンドル動作速度で動作中
にリニア・モータ制御に切り替えるために用いると説明
されている。
【０００５】これまでのモータ制御機構の例は、米国特
許第４４８５３３７号明細書、同第４７８３７７４号明
細書、及び同第４９７０６１０号明細書に見られる。
許第４４８５３３７号明細書、同第４７８３７７４号明
細書、及び同第４９７０６１０号明細書に見られる。
【０００６】米国特許第４４８５３３７号明細書は、デ
ィスク・ドライブ用のモータ速度制御回路を示してい
る。サーボ・ディスクから検索されたサーボ・データを
使用してモータ速度を調整する。
ィスク・ドライブ用のモータ速度制御回路を示してい
る。サーボ・ディスクから検索されたサーボ・データを
使用してモータ速度を調整する。
【０００７】米国特許第４７８３７７４号明細書は、最
適情報を再生する装置用の制御機構を示している。制御
機構は、サーボ制御信号をパルス幅変調（ＰＷＭ）信号
に変調して、消費電力が比較的少ないディスク回転駆動
モータなどを駆動する回路を含む。
適情報を再生する装置用の制御機構を示している。制御
機構は、サーボ制御信号をパルス幅変調（ＰＷＭ）信号
に変調して、消費電力が比較的少ないディスク回転駆動
モータなどを駆動する回路を含む。
【０００８】米国特許第４９７０６１０号明細書は、デ
ィスク・ドライブ用のスピンドル・モータ始動ルーチン
を示している。これはスタック（stuck） 状態がある時
にスピンドル・モータの１次制御に取って代わる。この
制御機構は、ディスクが回転していない時にディスク表
面に接触した変換ヘッドを分離するための始動反応トル
ク増幅ルーチンを含む。スピンドル・モータ始動反応ト
ルク増幅制御アルゴリズムにより、マイクロプロセッサ
・コントローラが、スピンドル駆動電流に比例したパル
ス幅変調信号の、一連の増加するデューティ・サイクル
値でスピンドル・モータを始動しようとする。
ィスク・ドライブ用のスピンドル・モータ始動ルーチン
を示している。これはスタック（stuck） 状態がある時
にスピンドル・モータの１次制御に取って代わる。この
制御機構は、ディスクが回転していない時にディスク表
面に接触した変換ヘッドを分離するための始動反応トル
ク増幅ルーチンを含む。スピンドル・モータ始動反応ト
ルク増幅制御アルゴリズムにより、マイクロプロセッサ
・コントローラが、スピンドル駆動電流に比例したパル
ス幅変調信号の、一連の増加するデューティ・サイクル
値でスピンドル・モータを始動しようとする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来技術のモータ制御
機構は、一般的には効果的な動作を実現するが、スピン
ドル・モータの制御には、消費電力を少なくすると共
に、低い電気ノイズ特性を実現する、改良された方法と
装置が求められる。
機構は、一般的には効果的な動作を実現するが、スピン
ドル・モータの制御には、消費電力を少なくすると共
に、低い電気ノイズ特性を実現する、改良された方法と
装置が求められる。
【００１０】本発明の目的は、事実上逆効果がなく、こ
れまでに用いられた制御機構の多くの欠点を克服するス
ピンドル・モータの、改良された制御方法を提供するこ
とである。
れまでに用いられた制御機構の多くの欠点を克服するス
ピンドル・モータの、改良された制御方法を提供するこ
とである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、要約す
ると直接アクセス記憶装置内のスピンドル・モータ制御
機構を対象にした下記のスピンドル・モータの制御方法
とその装置によって達成される。先ず直接アクセス記憶
装置の複数の動作モードが検出される。直接アクセス記
憶装置の動作モードは、始動動作モード及びアイドル動
作モードと、データの読取り及びサーボ情報の読取りを
含む所定のクリティカルな動作モードとを含む。駆動電
流をスピンドル・モータに印加するために、始動または
アイドルの動作モードの検出に応答してパルス幅変調
（ＰＷＭ）モード制御が、また、所定のクリティカルな
動作モードの検出に応答してリニア・モード制御が行な
われる。
ると直接アクセス記憶装置内のスピンドル・モータ制御
機構を対象にした下記のスピンドル・モータの制御方法
とその装置によって達成される。先ず直接アクセス記憶
装置の複数の動作モードが検出される。直接アクセス記
憶装置の動作モードは、始動動作モード及びアイドル動
作モードと、データの読取り及びサーボ情報の読取りを
含む所定のクリティカルな動作モードとを含む。駆動電
流をスピンドル・モータに印加するために、始動または
アイドルの動作モードの検出に応答してパルス幅変調
（ＰＷＭ）モード制御が、また、所定のクリティカルな
動作モードの検出に応答してリニア・モード制御が行な
われる。
【００１２】尚、クリティカルなファイル動作は、デー
タの読取りとファイルからの位置サーボ情報の読取りを
含む。またデータのファイルへの書込みもクリティカル
なファイル動作と定義することができる。ディスク・フ
ァイルの動作中、クリティカルな動作モードの実行に
は、ファイル電源投入の時間全体のごく一部しか用いら
れないので、ＰＷＭモード制御によってかなりの電力が
節約される。また、転送されたデータの保全性が問題に
なるので、ディスク・ファイルのクリティカルな動作時
にリニア・モード動作によるエラー発生率を低下させる
ことができる。
タの読取りとファイルからの位置サーボ情報の読取りを
含む。またデータのファイルへの書込みもクリティカル
なファイル動作と定義することができる。ディスク・フ
ァイルの動作中、クリティカルな動作モードの実行に
は、ファイル電源投入の時間全体のごく一部しか用いら
れないので、ＰＷＭモード制御によってかなりの電力が
節約される。また、転送されたデータの保全性が問題に
なるので、ディスク・ファイルのクリティカルな動作時
にリニア・モード動作によるエラー発生率を低下させる
ことができる。
【００１３】
【実施例】図１は、ハード磁気ディスク駆動装置１２と
制御装置１４を含むデータ記憶ディスク・ファイル１０
の各部を示す。図には磁気ディスク駆動装置を示してい
るが、機械的運動を伴う他のメモリ機構も使用できる。
装置１２は簡略化して示しているが、本発明の用途は特
定の駆動装置構造の詳細に限定されないので、本発明の
理解には充分である。
制御装置１４を含むデータ記憶ディスク・ファイル１０
の各部を示す。図には磁気ディスク駆動装置を示してい
るが、機械的運動を伴う他のメモリ機構も使用できる。
装置１２は簡略化して示しているが、本発明の用途は特
定の駆動装置構造の詳細に限定されないので、本発明の
理解には充分である。
【００１４】図１、図２を参照する。ディスク駆動装置
１２は、磁性面２０が少なくとも１つあるディスク１８
のスタック１６を含む。ディスク１８は、一体型のスピ
ンドルとモータのアセンブリ２６上に、それによって同
時に回転するように平行に装着される。各ディスク１８
上のデータ情報は、対応する変換ヘッド２８（ディスク
面２０を移動可能）によって読書きされる。専用サーボ
を用いたディスク・ドライブでは、ディスク面の１つ
（２０’）が、他のディスク面２０上の情報とデータの
検出に用いられるサーボ情報を格納する。これに代わる
埋め込み型サーボでは、各ディスク面が、そのディスク
面上の情報とデータを検出するのに用いられるサーボ情
報を格納する。
１２は、磁性面２０が少なくとも１つあるディスク１８
のスタック１６を含む。ディスク１８は、一体型のスピ
ンドルとモータのアセンブリ２６上に、それによって同
時に回転するように平行に装着される。各ディスク１８
上のデータ情報は、対応する変換ヘッド２８（ディスク
面２０を移動可能）によって読書きされる。専用サーボ
を用いたディスク・ドライブでは、ディスク面の１つ
（２０’）が、他のディスク面２０上の情報とデータの
検出に用いられるサーボ情報を格納する。これに代わる
埋め込み型サーボでは、各ディスク面が、そのディスク
面上の情報とデータを検出するのに用いられるサーボ情
報を格納する。
【００１５】変換ヘッド２８は、支持スピンドル３４を
中心に同時に枢着運動するようにまとめられたアーム３
２によって担持された可撓バネ上に装着される。アーム
３２の１つは、ヘッド駆動モータ３８によって枢着運動
するように駆動される突出部３６を含む。一般に駆動機
構はいくつか用いられているが、モータ３８にはボイス
・コイル・モータ４０を追加することができる。モータ
４０は、磁石及びコア・アセンブリ（図示なし）と連係
し、それらが動作可能に制御されて、変換ヘッド２８が
径方向に同期して移動するので、追従されるデータ情報
トラックまたはデータ・シリンダ４２との位置合わせ、
及び特定のデータ・セクタへのアクセスが可能になる。
図２でセクタ４４の１つをセクタ０と示した。セクタ４
４は、最初のデータ・セクタを正しく検出するための固
定インデックス（図では単にインデックスと示した）を
もつ。次の各セクタ４４の位置は、変換ヘッド２８によ
って面２０、２０’から読取られるセクタ識別（ＳＩ
Ｄ）パルスによって識別される。
中心に同時に枢着運動するようにまとめられたアーム３
２によって担持された可撓バネ上に装着される。アーム
３２の１つは、ヘッド駆動モータ３８によって枢着運動
するように駆動される突出部３６を含む。一般に駆動機
構はいくつか用いられているが、モータ３８にはボイス
・コイル・モータ４０を追加することができる。モータ
４０は、磁石及びコア・アセンブリ（図示なし）と連係
し、それらが動作可能に制御されて、変換ヘッド２８が
径方向に同期して移動するので、追従されるデータ情報
トラックまたはデータ・シリンダ４２との位置合わせ、
及び特定のデータ・セクタへのアクセスが可能になる。
図２でセクタ４４の１つをセクタ０と示した。セクタ４
４は、最初のデータ・セクタを正しく検出するための固
定インデックス（図では単にインデックスと示した）を
もつ。次の各セクタ４４の位置は、変換ヘッド２８によ
って面２０、２０’から読取られるセクタ識別（ＳＩ
Ｄ）パルスによって識別される。
【００１６】図には回転式アクチュエータを示している
が、リニア・アクチュエータを持つディスク・ドライブ
も使用することができる。データ記憶ディスク・ファイ
ル１０はハウジング４６を含むモジュラ・ユニットであ
る。ディスク・ファイル１０の各要素は、動作時に制御
装置１４によって生成された信号によって制御され、モ
ータ制御信号はライン２６Ａ、位置制御信号はライン３
８Ａを流れる。
が、リニア・アクチュエータを持つディスク・ドライブ
も使用することができる。データ記憶ディスク・ファイ
ル１０はハウジング４６を含むモジュラ・ユニットであ
る。ディスク・ファイル１０の各要素は、動作時に制御
装置１４によって生成された信号によって制御され、モ
ータ制御信号はライン２６Ａ、位置制御信号はライン３
８Ａを流れる。
【００１７】図５に関して示した本発明の方法に従っ
て、所定時間にモードを選択的に切り換えてスピンドル
・モータを制御するために、リニア駆動モードとＰＷＭ
駆動モードの両方が実現される。ＰＷＭ駆動とリニア駆
動のモードの切り換えは、通常のスピンドル動作速度で
の動作時に、消費電力と発熱量を少なくし、クリティカ
ルなディスク・ファイルの動作中に電気ノイズを低減す
るために実現される。
て、所定時間にモードを選択的に切り換えてスピンドル
・モータを制御するために、リニア駆動モードとＰＷＭ
駆動モードの両方が実現される。ＰＷＭ駆動とリニア駆
動のモードの切り換えは、通常のスピンドル動作速度で
の動作時に、消費電力と発熱量を少なくし、クリティカ
ルなディスク・ファイルの動作中に電気ノイズを低減す
るために実現される。
【００１８】図３は、本発明のスピンドル制御を実現す
るためのモータ駆動回路５０の回路図である。モータ駆
動回路５０は、各ラインにモータＡ、モータＢ、及びモ
ータＣと示したスピンドル・モータ制御駆動信号を生成
する。リニア駆動モードまたはＰＷＭ駆動モードは、図
４に関して示した制御回路によって生成される＋リニア
・モード信号によって選択される。＋リニア・モード信
号は、「＋リニア・モード」と示した線で、インバータ
・ゲート５２と、Ａ／Ｂ制御ブロック５４の入力、＋Ａ
／−Ｂ ＣＮＴＬに印加される。モータ速度を制御する
ための制御信号は、図４に関して示した制御回路によっ
て生成され、「制御信号」と示した線で、アナログ／Ｐ
ＷＭ増幅器／コンバータ・ブロック５６の第１入力
「−」に印加される。
るためのモータ駆動回路５０の回路図である。モータ駆
動回路５０は、各ラインにモータＡ、モータＢ、及びモ
ータＣと示したスピンドル・モータ制御駆動信号を生成
する。リニア駆動モードまたはＰＷＭ駆動モードは、図
４に関して示した制御回路によって生成される＋リニア
・モード信号によって選択される。＋リニア・モード信
号は、「＋リニア・モード」と示した線で、インバータ
・ゲート５２と、Ａ／Ｂ制御ブロック５４の入力、＋Ａ
／−Ｂ ＣＮＴＬに印加される。モータ速度を制御する
ための制御信号は、図４に関して示した制御回路によっ
て生成され、「制御信号」と示した線で、アナログ／Ｐ
ＷＭ増幅器／コンバータ・ブロック５６の第１入力
「−」に印加される。
【００１９】センス・レジスタ５８を通してモータ巻き
線を流れる電流の量を示す電流帰還信号は、「Ｉセン
ス」と示したラインで、アナログ／ＰＷＭ増幅器／コン
バータ・ブロック５６の第２入力「＋」に印加され、−
ＰＷＭ信号線に第１ＰＷＭエラー信号が生成される。電
流帰還信号「Ｉセンス」はまた、増幅器６０の第１入力
「−」にも印加され、モータ速度制御信号が増幅器６０
の第２入力「＋」に印加されて、リニア信号線に第２リ
ニア・エラー信号が生成される。増幅器６０のアナログ
出力信号である「リニア信号」は、Ａ／Ｂ制御ブロック
５４の入力Ａに印加され、基準電圧−Ｖが入力Ｂに印加
される。ＰＷＭエラー信号である「−ＰＷＭ信号」と
「＋ＰＷＭモード・セレクト」は、ＯＲゲート６１の反
転入力に印加され、ＯＲゲート６１の出力は、複数のＡ
ＮＤゲート６２、６４、６６の反転入力に印加される。
各モータ巻き線に印加された駆動電流の転流制御は、線
−Ａ、＋Ｘ、−Ｂ、＋Ｙ、−Ｃ、＋Ｚで駆動段への６つ
の入力によって実現される。−Ａ、−Ｂ、−Ｃ信号はそ
れぞれＡＮＤゲート６２、６４、６６に印加される。各
入力＋Ｘ、＋Ｙ、＋Ｚは対応するＡ／Ｂ制御ブロック６
８、７０、７２の入力＋Ａ／−Ｂ ＣＮＴＬに印加され
る。ドライバは複数のｐチャネル電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ）７４、７６、７８を含み、ＦＥＴはそれぞれ
スピンドル・モータの巻き線８０、８２、８４とツェナ
ー・ダイオード８６、８８、８９に接続される。ドライ
バはまた、複数のｎチャネルＦＥＴ９０、９２、９４を
含み、これらのＦＥＴの構成も同様で、それぞれのドレ
インがモータ巻き線８０、８２、８４に接続される。Ｆ
ＥＴ７４、７６、７８、及びＦＥＴ９０、９２、９４に
は、各々、International Rectifier社のローオン（low
-on） 抵抗ｐチャネルＦＥＴ素子型のＩＲＦＲ ９０２
０とｎチャネルＦＥＴ素子型のＩＲＦＲ ０１０など、
一般に入手できる各種の素子が使用できる。
線を流れる電流の量を示す電流帰還信号は、「Ｉセン
ス」と示したラインで、アナログ／ＰＷＭ増幅器／コン
バータ・ブロック５６の第２入力「＋」に印加され、−
ＰＷＭ信号線に第１ＰＷＭエラー信号が生成される。電
流帰還信号「Ｉセンス」はまた、増幅器６０の第１入力
「−」にも印加され、モータ速度制御信号が増幅器６０
の第２入力「＋」に印加されて、リニア信号線に第２リ
ニア・エラー信号が生成される。増幅器６０のアナログ
出力信号である「リニア信号」は、Ａ／Ｂ制御ブロック
５４の入力Ａに印加され、基準電圧−Ｖが入力Ｂに印加
される。ＰＷＭエラー信号である「−ＰＷＭ信号」と
「＋ＰＷＭモード・セレクト」は、ＯＲゲート６１の反
転入力に印加され、ＯＲゲート６１の出力は、複数のＡ
ＮＤゲート６２、６４、６６の反転入力に印加される。
各モータ巻き線に印加された駆動電流の転流制御は、線
−Ａ、＋Ｘ、−Ｂ、＋Ｙ、−Ｃ、＋Ｚで駆動段への６つ
の入力によって実現される。−Ａ、−Ｂ、−Ｃ信号はそ
れぞれＡＮＤゲート６２、６４、６６に印加される。各
入力＋Ｘ、＋Ｙ、＋Ｚは対応するＡ／Ｂ制御ブロック６
８、７０、７２の入力＋Ａ／−Ｂ ＣＮＴＬに印加され
る。ドライバは複数のｐチャネル電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ）７４、７６、７８を含み、ＦＥＴはそれぞれ
スピンドル・モータの巻き線８０、８２、８４とツェナ
ー・ダイオード８６、８８、８９に接続される。ドライ
バはまた、複数のｎチャネルＦＥＴ９０、９２、９４を
含み、これらのＦＥＴの構成も同様で、それぞれのドレ
インがモータ巻き線８０、８２、８４に接続される。Ｆ
ＥＴ７４、７６、７８、及びＦＥＴ９０、９２、９４に
は、各々、International Rectifier社のローオン（low
-on） 抵抗ｐチャネルＦＥＴ素子型のＩＲＦＲ ９０２
０とｎチャネルＦＥＴ素子型のＩＲＦＲ ０１０など、
一般に入手できる各種の素子が使用できる。
【００２０】リニア・モードでは、第１ＰＷＭエラー信
号、「−ＰＷＭ信号」が駆動回路と、通常は−Ａ、−
Ｂ、−Ｃ信号で転流する上部のＦＥＴ７４、７６、７８
とに影響を与えないようにゲート出力される。「リニア
信号」は、＋Ｘ、＋Ｙ、＋Ｚ信号によって下部のＦＥＴ
９０、９２、９４に転流し、この信号のレベルが調整さ
れて、リニア領域で動作している下部のＦＥＴを介し
て、必要なモータ電流の制御が実現される。
号、「−ＰＷＭ信号」が駆動回路と、通常は−Ａ、−
Ｂ、−Ｃ信号で転流する上部のＦＥＴ７４、７６、７８
とに影響を与えないようにゲート出力される。「リニア
信号」は、＋Ｘ、＋Ｙ、＋Ｚ信号によって下部のＦＥＴ
９０、９２、９４に転流し、この信号のレベルが調整さ
れて、リニア領域で動作している下部のＦＥＴを介し
て、必要なモータ電流の制御が実現される。
【００２１】ＰＷＭモードでは、「リニア信号」が駆動
回路と、通常は＋Ｘ、＋Ｙ、＋Ｚ信号で転流する下のＦ
ＥＴ９０、９２、９４とに影響を与えないようにゲート
出力される。「−ＰＷＭ信号」は、ＯＲゲート６１を通
して、後続の上部ＦＥＴ駆動回路内のＡＮＤゲート６
２、６４、６６に送られる。「−ＰＷＭ信号」はまた、
−Ａ、−Ｂ、−Ｃ信号によって上部ＦＥＴ７４、７６、
７８に転流する。「−ＰＷＭ信号」は、モータ巻き線に
所定周波数の電流パルスを生成し、リニア・モードによ
って得られる電流に比例した平均電流を作り出すパルス
期間をモータに与える。ＰＷＭモード時、このパルス期
間は調整されて、上ＦＥＴ７４、７６、７８を介して必
要なモータ電流が供給される。リニア・モードと比較し
てＰＷＭモードで同じモータ電流制御が行なわれる時、
ＦＥＴがリニア領域で動作するのではなく、完全オンま
たは完全オフのいずれかに切り換わっているので、ＦＥ
Ｔドライバによる消費電力はかなり少ない。本発明によ
ってドライバＦＥＴの消費電力が全体的に低くなる結
果、ドライバＦＥＴ全体のサイズを縮小することがで
き、所要回路の量については、シリコン資源に関してコ
ストを全体的に削減することができる。
回路と、通常は＋Ｘ、＋Ｙ、＋Ｚ信号で転流する下のＦ
ＥＴ９０、９２、９４とに影響を与えないようにゲート
出力される。「−ＰＷＭ信号」は、ＯＲゲート６１を通
して、後続の上部ＦＥＴ駆動回路内のＡＮＤゲート６
２、６４、６６に送られる。「−ＰＷＭ信号」はまた、
−Ａ、−Ｂ、−Ｃ信号によって上部ＦＥＴ７４、７６、
７８に転流する。「−ＰＷＭ信号」は、モータ巻き線に
所定周波数の電流パルスを生成し、リニア・モードによ
って得られる電流に比例した平均電流を作り出すパルス
期間をモータに与える。ＰＷＭモード時、このパルス期
間は調整されて、上ＦＥＴ７４、７６、７８を介して必
要なモータ電流が供給される。リニア・モードと比較し
てＰＷＭモードで同じモータ電流制御が行なわれる時、
ＦＥＴがリニア領域で動作するのではなく、完全オンま
たは完全オフのいずれかに切り換わっているので、ＦＥ
Ｔドライバによる消費電力はかなり少ない。本発明によ
ってドライバＦＥＴの消費電力が全体的に低くなる結
果、ドライバＦＥＴ全体のサイズを縮小することがで
き、所要回路の量については、シリコン資源に関してコ
ストを全体的に削減することができる。
【００２２】図４は、センサレス位相検出／生成回路で
ある転流制御信号生成ブロック１００を含む代表的なス
ピンドル速度制御機構を示す。逆ＥＭＦを含むモータ駆
動信号モータＡ、モータＢ、モータＣは、ブロック１０
０に印加され、従来のセンサレス・スピンドル位相検出
／生成方法により転流制御信号−Ａ、＋Ｘ、−Ｂ、＋
Ｙ、−Ｃ、＋Ｚが生成される。ブロック１００は、「速
度ウィンドウ」線で示される速度枠信号を引出す。速度
ウィンドウ信号は、スピンドル速度の関数である期間を
もつ。速度ウィンドウ信号と基準周波数発振器ブロック
１０２によって生成された速度基準信号は速度弁別器ブ
ロック１０４で比較される。速度弁別器ブロック１０４
で生成された速度エラー信号が、補償器コントローラ・
ブロック１０６に印加される。ブロック１０６は、実際
のスピンドル速度を補正または補償するために用いられ
る。これは、通常はデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コン
バータ１０８を介して図３のモータ駆動回路５０に印加
される「制御信号」を生成することによって、所望のタ
ーゲット・スピンドル速度に対して行なわれる。補償器
ブロック１０６へのもう１つの入力は、図３のモータ駆
動回路に印加されるモード制御信号「＋リニア・モー
ド」を生成するためのモード制御情報信号である。モー
ド制御情報信号は所定ソースから引出すことができる。
所定ソースは、ファイル１０の特定の動作時にどのスピ
ンドル制御モードが必要かどうかに応じて、読取り／書
込み制御回路、サーボ読取り回路、インタフェース・プ
ロセッサ／制御装置１４などを含む。
ある転流制御信号生成ブロック１００を含む代表的なス
ピンドル速度制御機構を示す。逆ＥＭＦを含むモータ駆
動信号モータＡ、モータＢ、モータＣは、ブロック１０
０に印加され、従来のセンサレス・スピンドル位相検出
／生成方法により転流制御信号−Ａ、＋Ｘ、−Ｂ、＋
Ｙ、−Ｃ、＋Ｚが生成される。ブロック１００は、「速
度ウィンドウ」線で示される速度枠信号を引出す。速度
ウィンドウ信号は、スピンドル速度の関数である期間を
もつ。速度ウィンドウ信号と基準周波数発振器ブロック
１０２によって生成された速度基準信号は速度弁別器ブ
ロック１０４で比較される。速度弁別器ブロック１０４
で生成された速度エラー信号が、補償器コントローラ・
ブロック１０６に印加される。ブロック１０６は、実際
のスピンドル速度を補正または補償するために用いられ
る。これは、通常はデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コン
バータ１０８を介して図３のモータ駆動回路５０に印加
される「制御信号」を生成することによって、所望のタ
ーゲット・スピンドル速度に対して行なわれる。補償器
ブロック１０６へのもう１つの入力は、図３のモータ駆
動回路に印加されるモード制御信号「＋リニア・モー
ド」を生成するためのモード制御情報信号である。モー
ド制御情報信号は所定ソースから引出すことができる。
所定ソースは、ファイル１０の特定の動作時にどのスピ
ンドル制御モードが必要かどうかに応じて、読取り／書
込み制御回路、サーボ読取り回路、インタフェース・プ
ロセッサ／制御装置１４などを含む。
【００２３】本発明は、転流制御にホール・センサを用
いるスピンドル・モータ制御機構と共に使用することが
できる。ホール・センサは、スピンドルの位相を検出
し、これによりブロック１００が、３つのモータ駆動信
号の代わりに３つのホール入力信号をもとに、転流制御
信号の位相を生成できる。
いるスピンドル・モータ制御機構と共に使用することが
できる。ホール・センサは、スピンドルの位相を検出
し、これによりブロック１００が、３つのモータ駆動信
号の代わりに３つのホール入力信号をもとに、転流制御
信号の位相を生成できる。
【００２４】図５は、モード制御信号「＋リニア・モー
ド」を生成するため補償器ブロック１０６によって順次
に行なわれる動作の流れ図である。このスピンドル・モ
ータの制御方法では、まず補償器１０６が、ブロック５
００に示したモード制御情報信号を読取る。次に判断ブ
ロック５０２に示すように始動またはアイドル状態が識
別できる。判断ブロック５０２で始動またはアイドル状
態が識別された時、ＰＷＭモード制御が行なわれる（ブ
ロック５０４）。他の場合、判断ブロック５０２で始動
またはアイドル状態が識別されない時は、クリティカル
なファイル動作が識別できる（判断ブロック５０６）。
クリティカルなファイル動作が判断ブロック５０６で識
別された時、動作はリニア・モードに切り換わる（ブロ
ック５０８）。他の場合、クリティカルなファイル動作
が判断ブロック５０６で識別されない時は、ブロック５
０４でＰＷＭモード制御が行なわれる。リニア・モード
への切り換え後、またはＰＷＭモードの保持後、順次動
作が再びブロック５００に戻り、モード制御情報信号が
読取られる。
ド」を生成するため補償器ブロック１０６によって順次
に行なわれる動作の流れ図である。このスピンドル・モ
ータの制御方法では、まず補償器１０６が、ブロック５
００に示したモード制御情報信号を読取る。次に判断ブ
ロック５０２に示すように始動またはアイドル状態が識
別できる。判断ブロック５０２で始動またはアイドル状
態が識別された時、ＰＷＭモード制御が行なわれる（ブ
ロック５０４）。他の場合、判断ブロック５０２で始動
またはアイドル状態が識別されない時は、クリティカル
なファイル動作が識別できる（判断ブロック５０６）。
クリティカルなファイル動作が判断ブロック５０６で識
別された時、動作はリニア・モードに切り換わる（ブロ
ック５０８）。他の場合、クリティカルなファイル動作
が判断ブロック５０６で識別されない時は、ブロック５
０４でＰＷＭモード制御が行なわれる。リニア・モード
への切り換え後、またはＰＷＭモードの保持後、順次動
作が再びブロック５００に戻り、モード制御情報信号が
読取られる。
【００２５】
【発明の効果】ディスク・ファイル１０の動作中、クリ
ティカルなファイル動作には、ファイル電源投入時間全
体のごく一部しか用いられないので、ＰＷＭモードでの
動作によってかなりの電力が節約される。また、転送さ
れたデータの保全性も重要なので、クリティカルなファ
イル動作中のリニア・モード動作によるエラー発生率の
減少も有益である。
ティカルなファイル動作には、ファイル電源投入時間全
体のごく一部しか用いられないので、ＰＷＭモードでの
動作によってかなりの電力が節約される。また、転送さ
れたデータの保全性も重要なので、クリティカルなファ
イル動作中のリニア・モード動作によるエラー発生率の
減少も有益である。
【図１】本発明を応用したハード磁気ディスク駆動装置
の断面図である。
の断面図である。
【図２】図１の構造の平面図である。
【図３】図１のデータ記憶ディスク・ファイル内の、本
発明に従ったスピンドル・モータ制御方法を実現する装
置の図である。
発明に従ったスピンドル・モータ制御方法を実現する装
置の図である。
【図４】図１のデータ記憶ディスク・ファイル内の、本
発明に従ったスピンドル・モータ制御方法を実現する装
置の図である。
発明に従ったスピンドル・モータ制御方法を実現する装
置の図である。
【図５】図３、図４の装置の順次動作を示す流れ図であ
る。
る。
１０ データ記憶ディスク・ファイル １２ ハード磁気ディスク駆動装置 １４ インタフェース・プロセッサ／制御装置 ２０ 磁性面 ２８ 変換ヘッド ３４ 支持スピンドル ３８ ヘッド駆動モータ ４０ ボイス・コイル・モータ ４２ データ・シリング ５０ モータ駆動回路 ５２ インバータ・ゲート ５４ Ａ／Ｂ制御ブロック ５６ アナログ／ＰＷＭ増幅器／コンバータ・ブロック ６１ ＯＲゲート ６２、６４、６６ ＡＮＤゲート ６８、７０、７２ Ａ／Ｂ制御ブロック ７４、７６、７８ Ｐチャンネル電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ） ８０、８２、８４ スピンドル・モータの巻き線 ８６、８８、８９ ツェナー・ダイオード ９０、９２、９４ ＦＥＴ １００ 転流制御信号生成ブロック １０２ 基準周波数発振器ブロック １０４ 速度弁別器ブロック １０６ 補償器コントローラ・ブロック １０８ デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ
（ＦＥＴ） ８０、８２、８４ スピンドル・モータの巻き線 ８６、８８、８９ ツェナー・ダイオード ９０、９２、９４ ＦＥＴ １００ 転流制御信号生成ブロック １０２ 基準周波数発振器ブロック １０４ 速度弁別器ブロック １０６ 補償器コントローラ・ブロック １０８ デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・グリーンバーグ アメリカ合衆国55906、ミネソタ州ロチェ スター、ノース・イースト、ノーザン・ヒ ルズ・ドライブ 748 (72)発明者 ダグラス・ウェイン・ネルソン アメリカ合衆国55920、ミネソタ州バイロ ン、ノース・イースト、サード・アヴェニ ュー 406
Claims (8)
- 【請求項１】直接アクセス記憶装置に用いられる、第１
及び第２のハーフ・ブリッジ・パワー・ドライバ回路
と、多相ブラシレス・スピンドル・モータとを含むスピ
ンドル・モータの制御方法であって、 直接アクセス記憶装置の始動とアイドルの動作モードと
を検出するステップと、 始動またはアイドルの動作モードの検出に反応して、上
記第１のドライバ回路をゲートしてＰＷＭ駆動電流を上
記スピンドル・モータに印加するためにパルス幅変調
（ＰＷＭ）信号を印加するステップと、 直接アクセス記憶装置の所定のクリティカル動作モード
を検出するステップと、 上記所定のクリティカル動作モードの検出に応答してリ
ニア駆動電流を上記スピンドル・モータに印加するステ
ップと、 を含む制御方法。 - 【請求項２】直接アクセス記憶装置の上記始動とアイド
ルの動作モードを検出するステップが、通常のスピンド
ル動作速度でのアイドル動作モードを検出するステップ
を含む、請求項１記載のスピンドル・モータ制御方法。 - 【請求項３】始動、アイドル、データの読取り、サーボ
情報の読取り、書込みを含む、ディスク・ファイルの複
数の動作モードを検出する手段と、 上記検出手段によって検出された始動またはアイドルの
動作モードに応答してスピンドル・モータを制御するパ
ルス幅変調（ＰＷＭ）モードを生成する手段と、 上記検出手段によって検出されたデータ読取り動作モー
ドに応答してスピンドル・モータを制御するリニア・モ
ードを生成する手段と、 を含むスピンドル・モータ制御装置。 - 【請求項４】上記スピンドル・モータを制御するリニア
・モード生成手段が、上記検出手段によって検出された
サーボ情報読取り動作モードまたは書込み動作モードに
応答する、請求項３記載のスピンドル・モータ制御装
置。 - 【請求項５】スピンドル・モータを制御する上記ＰＷＭ
モードとリニア・モードとが、実際のスピンドル速度を
所定のスピンドル速度と比較して、速度差信号を生成す
る手段と、生成された上記速度差信号に応答して制御信
号を生成する手段とを含む、請求項３記載のスピンドル
・モータ制御装置。 - 【請求項６】電流センス帰還信号を検出する手段、及び
生成された上記制御信号と検出された上記電流センス帰
還信号の偏差を識別して第２ＰＷＭ偏差信号と第２リニ
ア偏差信号を生成する手段を含む、請求項５記載のスピ
ンドル・モータ制御装置。 - 【請求項７】多相ブラシレス・スピンドル・モータに接
続されたハーフ・ブリッジ・ドライバ回路を含む、請求
項６記載のスピンドル・モータ制御装置。 - 【請求項８】ハウジングと、 ある軸を中心に同時に回転するように上記ハウジングに
装着された複数のディスク面と、 上記ディスク面に対して情報の読取りと書込みを行なう
ために、上記ディスク面上を移動するように装着された
複数の変換ヘッドと、 始動、アイドル、データ読取り、サーボ情報読取り、書
込みを含む、ディスク・ファイルの複数の動作モードを
検出する手段と、上記検出手段によって検出された始動
動作モードまたはアイドル動作モードに応答してパルス
幅変調（ＰＷＭ）駆動電流を上記スピンドル・モータに
印加する手段と、 上記検出手段によって検出されたデータ読取り動作モー
ドに応答してリニア駆動電流を上記スピンドル・モータ
に印加する手段と、スピンドル・モータ制御機構と、 を含むディスク・ファイル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US931807 | 1992-08-18 | ||
| US07/931,807 US5289097A (en) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | Spindle control method and apparatus for disk drive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06111465A true JPH06111465A (ja) | 1994-04-22 |
| JP2559979B2 JP2559979B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=25461382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5156422A Expired - Fee Related JP2559979B2 (ja) | 1992-08-18 | 1993-06-28 | ディスク・ドライブ用のスピンドル制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5289097A (ja) |
| EP (1) | EP0584855A1 (ja) |
| JP (1) | JP2559979B2 (ja) |
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