JP2001155455A

JP2001155455A - アクチュエータの制御方法及び記憶装置

Info

Publication number: JP2001155455A
Application number: JP33795999A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Hirano; 雅一平野; Nobuyuki Suzuki; 伸幸鈴木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2001-06-08
Anticipated expiration: 2019-11-29
Also published as: JP3856608B2; DE10050927A1; US6563660B1

Abstract

(57)【要約】【課題】記憶媒体を読み取るヘッドを、記憶媒体の外
に退避するヘッドのロード／アンロード制御のためのモ
ータ速度制御方法及び記憶装置に関し、モータの逆起電
圧から正確な速度を検出して、ロード／アンロード制御
する。【解決手段】記憶媒体（６）と、ヘッド（４）と、ア
クチュエータ（３）と、制御回路（１９）と、ランプ部
材（１１）を有する記憶装置において、ヘッド（４）を
記憶媒体（６）外に退避するアンロード／ロード制御
に、アクチュエータ（３）の逆起電圧により検出した速
度を用いて、速度制御する。又、アクチュエータの過渡
応答電圧値を計算し、検出電圧を補正する。更に、逆起
電圧を速度に換算するための速度オフセット係数を校正
する。更に、逆起電圧を速度に換算するための速度補正
係数を校正する。これにより、逆起電圧を検出しても、
正確な速度が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータの
逆起電圧から、アクチュエータの速度を検出するための
アクチュエータの制御方法及び記憶装置に関し、特に、
記憶媒体を読み取るヘッドを、不必要な時（アクセスコ
マンドが所定時間到来しないとき）に、記憶媒体外に退
避するためのアンロード動作を行うためのアクチュエー
タの制御方法及び記憶装置に関する。

【０００２】記憶媒体を読み取るヘッドを有する記憶装
置は、広く利用されている。例えば、コンピュータの記
憶装置として、利用されている磁気ディスクドライブ
は、磁気ディスクと、磁気ディスクをリード／ライトす
るヘッドと、磁気ディスクのトラックにヘッドを位置つ
けるＶＣＭ（ボイスコイルモータ）とを備えている。こ
のディスクドライブの記録密度が飛躍的に増大してい
る。このための小型のディスクドライブが開発されてい
る。小型のディスクドライブは、単独で携帯可能であ
り、又、携帯可能なハンドヘルドコンピュータの外部記
憶装置にも利用されている。

【０００３】

【従来の技術】ハードディスク装置は、磁気ディスク
と、磁気ヘッドと、ＶＣＭアクチュエータと、フレクチ
ャ（サスペンション）とを備えている。このハードディ
スク装置では、近年の磁気ディスクの高密度化に伴い、
磁気ディスクに対する磁気ヘッドの浮上量が小さくなっ
ている。このため、若干の振動でも、磁気ヘッドと磁気
ディスクが接触し、両者を損傷する。

【０００４】これを防止するため、磁気ディスクの外側
の位置に、ランプ部材を設け、非動作時に、ヘッドをこ
のランプ部材の位置に、退避する動作（これをアンロー
ド動作という）を行うハードディスク装置が提案されて
いる（例えば、特開平６ー６０５７８号公報等）。

【０００５】近年のハードディスク装置や、これを内蔵
する電子装置（コンピュータ等）は、携帯されるように
なっている。このため、ハードディスク装置は、外部か
ら振動を受けやすい環境で使用される。又、電子装置
は、電池駆動されるため、電源容量が限られている。こ
のため、消費電力を低減することが望まれている。

【０００６】このため、従来のかかる記憶装置では、ア
クセス（入出力コマンド）が継続して到来しない継続時
間を計数し、継続時間が所定時間に到達した時に、前述
のアンロード動作を行い、ヘッドを磁気ディスクから退
避することが行われていた。この方法は、アクセスが所
定時間ない時に、ヘッドを磁気ディスクから退避するた
め、外部から振動が与えられても、損傷を防止できる。
又、ランプ部材で機械的に支持されているため、ＶＣＭ
に駆動電流を流す必要がないので、消費電力を低減でき
る。更に、アクセスが到来した時は、ヘッドをランプ部
材から磁気ディスクに復帰する（これをロードという）
ことにより、使用時のみヘッドをロードできる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、次の問題があった。

【０００８】(1) 従来の技術では、ロード／アンロード
時には、速度制御をしていなかった。これは、かかる記
憶装置では、ディスクに記録されたサーボ情報（位置情
報）をヘッドが読み取り、速度、位置を検出している
が、ロード／アンロード時には、ヘッドがディスクから
離れるため、サーボ情報を読み取ることができず、速度
を検出できない。このため、アンロード時は、ヘッド等
がランプ部材に衝突し、又、ロード時には、ヘッドがデ
ィスクに衝突するという問題があった。この衝突を緩和
するため、ロード／アンロード時の移動速度を低速にす
ると、高速のロード／アンロード動作ができないという
問題があった。

【０００９】(2) 又、モータ（アクチュエータ）の逆起
電圧から速度を検出することは、良く知られているが、
モータのインダクタンスのため、過渡応答が生じる。こ
のため、過渡応答が落ちつくまで、速度検出のための逆
起電圧を検出を待つ必要があった。このため、検出間隔
を短くすることができず、高精度の速度制御が困難であ
るという問題があった。

【００１０】(3) 更に、モータ（アクチュエータ）の逆
起電圧を速度に換算するには、速度オフセット係数を適
切に設定する必要がある。しかし、この速度オフセット
係数は、個々の回路、温度により変化するため、適切な
速度オフセット係数を設定するのが困難であるという問
題があった。

【００１１】(4) 更に、モータ（アクチュエータ）の逆
起電圧を速度に換算するには、補正係数を適切に設定す
る必要がある。しかし、この補正係数は、装置、温度に
より変化するため、適切な補正係数を設定するのが困難
であるという問題があった。

【００１２】本発明の目的は、ロード/ アンロード時の
ヘッドが記憶媒体を読み取れない状態でも、アクチュエ
ータを速度制御するためのアクチュエータの制御方法及
び記憶装置を提供するにある。

【００１３】本発明の他の目的は、アクチュエータの逆
起電圧の検出間隔を短くして、高精度の速度制御を行う
ためのアクチュエータの制御方法及び記憶装置を提供す
るにある。

【００１４】本発明の更に他の目的は、モータ（アクチ
ュエータ）の逆起電圧を速度に換算するための適切な速
度オフセット係数を得るためのアクチュエータの制御方
法及び記憶装置を提供するにある。

【００１５】本発明の更に他の目的は、モータ（アクチ
ュエータ）の逆起電圧を速度に換算するための適切な補
正係数を得るためのアクチュエータの制御方法及び記憶
装置を提供するにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的の達成のため、
本発明の記憶装置は、記憶媒体を少なくとも読み取るヘ
ッドと、前記ヘッドを前記記憶媒体の所定位置に位置つ
けるアクチュータと、前記記憶媒体外の位置に設けら
れ、前記ヘッドを支持するランプ部材と、所定のパラメ
ータを格納する格納手段と、前記ヘッドを、前記記憶媒
体から前記ランプ部材の位置にアンロードし、且つ前記
ヘッドを、前記ランプ部材から前記記憶媒体にロードす
る制御手段とを有する。そして、前記制御手段は、前記
アンロード及びロード時に、前記アクチュエータの逆起
電圧検出回路の出力と前記パラメータに基づいて、前記
アクチュエータの制御量を算出し、且つパラメータを校
正する。

【００１７】この態様では、アンロード／ロード時のヘ
ッドが記憶媒体を読み取れない状態において、アクチュ
エータの逆起電圧とパラメータから、アクチュエータの
移動速度を検出して、速度制御するため、アンロード／
ロード時も速度制御でき、ヘッド等とランプ部材、ヘッ
ドと記憶媒体との衝突を防止でき、且つ高速移動でき
る。

【００１８】又、パラメータ（過渡応答電圧、オフセッ
ト係数、補正係数等）を校正するので、正確な速度制御
ができる。

【００１９】本発明の他の態様は、記憶装置の制御手段
は、前記アクチュエータの移動速度を検出するため、前
記アクチュエータの駆動電流を更新した後、前記アクチ
ュエータの検出電圧値から、前記アクチュエータの過渡
応答電圧値を差し引き、前記アクチュエータの逆起電圧
を算出し、前記逆起電圧から前記アクチュエータの速度
を算出する。

【００２０】又、アクチュエータの制御方法は、前記ア
クチュエータの逆起電圧とパラメータとからアクチュエ
ータの制御量を算出するステップとを有する。

【００２１】この態様では、駆動電流からモータの過渡
応答電圧値を算出し、モータの検出電圧値から、前記逆
起電圧検出回路の出力の補正値（パラメータ）を用い、
これを制御量の算出に利用しているため、高精度の速度
制御が可能となる。

【００２２】又、本発明の更に他の態様は、記憶装置の
制御手段は、前記アクチュエータを固定した状態で、前
記アクチュエータに駆動電流を流して、前記アクチュエ
ータの速度オフセット係数を測定する。

【００２３】又、制御方法は、前記モータを固定した状
態で、前記モータに駆動電流を流して、前記モータの速
度オフセット係数を測定するステップと、前記モータの
逆起電圧を検出するステップと、前記モータの逆起電圧
と前記速度オフセット係数とから前記モータの速度を算
出するステップと、前記モータの検出速度に基づき、前
記モータを速度制御するステップとを有する。

【００２４】この態様では、モータを固定した状態で、
前記モータに駆動電流を流して、前記モータの速度オフ
セット係数を測定するため、装置及び温度に応じた適切
な速度オフセット係数にキャリブレーションできる。

【００２５】更に、本発明の他の態様は、記憶装置の制
御手段は、前記ロード時に、前記速度オフセット係数を
測定する。ロード時に行うため、特別な測定動作を必要
としない。このため、記憶装置の待ち時間を低減でき
る。

【００２６】更に、本発明の制御方法は、前記測定ステ
ップは、前記モータを固定した状態で、前記モータに第
１の値の駆動電流を流し、前記モータの第１の逆起電圧
を検出するステップと、前記モータを固定した状態で、
前記モータに第２の値の駆動電流を流し、前記モータの
第２の逆起電圧を検出するステップと、前記両逆起電圧
の差から、前記モータの速度オフセット係数を算出する
ステップとを有する。

【００２７】これにより、正確な速度オフセット係数を
測定することができる。

【００２８】更に、本発明の他の態様は、記憶装置の制
御手段は、前記ヘッドが読み取った前記記憶媒体の位置
情報から算出した前記アクチュエータの移動速度と、前
記アクチュエータの逆起電圧から検出した移動速度とか
ら、前記逆起電圧を前記移動速度に変換するための補正
係数を校正する。

【００２９】この態様では、逆起電圧から検出した移動
速度が、記憶媒体の位置情報から算出した前記アクチュ
エータの移動速度に合うように、補正係数を校正するた
め、逆起電圧を正確な移動速度に換算することができ
る。

【００３０】更に、本発明の他の態様は、記憶装置の制
御手段は、前記アンロード時に、前記補正係数を校正す
る。これにより、特別な測定動作を必要としないで測定
できる。このため、記憶装置の待ち時間を低減できる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、記憶装置、ロー
ド／アンロード処理、その速度制御方法、キャリブレー
ションを含むロード／アンロード処理に分けて、説明す
る。

【００３２】・・記憶装置・・図１は、本発明の一実施の態様の記憶装置の上面図、図
２は、その記憶装置の断面図、図３及び図４は、そのラ
ンプ部材の構成図、図５は、記憶装置のブロック図であ
る。この例では、記憶装置として、ハードディスク装置
を例にしてある。

【００３３】図１及び図２に示すように、磁気ディスク
６は、２．５インチの基板（円板）に磁気記録層を設け
て構成される。磁気ディスク６は、ドライブ内に、３枚
設けられている。スピンドルモータ５は、磁気ディスク
６を支持し、且つ回転する。磁気ヘッド４は、アクチュ
エータに設けられている。アクチュエータは、回転型Ｖ
ＣＭ（ボイスコイルモータ）３と、アーム８と、フレク
チャー（サスペンション）９を有する。フレクチャー９
の先端に、磁気ヘッド４が取り付けられている。

【００３４】磁気ヘッド４は、磁気ディスク６のデータ
を読み取り、データを書き込む。アクチュエータ３は、
磁気ヘッド４を磁気ディスク６の所望のトラックに位置
付ける。アクチュエータ３及びスピンドルモータ５は、
ドライブベース２に設けられる。カバー１は、ドライブ
ベース２を覆い、ドライブ内部を外部から隔離する。プ
リント板７は、ドライブベース２の下に設けられ、ドラ
イブの制御回路を搭載する。コネクタ１０は、ドライブ
ベース２の下に設けられ、制御回路と外部とを接続す
る。

【００３５】このドライブは、小型であり、横、９０ｍ
ｍ、縦、６３ｍｍ、幅、１０ｍｍ程度である。従って、
ノートパソコンの内蔵ディスクとして使用される。

【００３６】図１に示すように、ドライブベース２内の
磁気ディスク６の外に、ランプ部材１１が設けられてい
る。ランプ部材１１は、合成樹脂で形成され、ヘッドの
アンロード時に、ヘッドを支持するものである。図４に
示すように、磁気ヘッド４を支持するサスペンション９
の先端に、リフトタブ１２が設けられている。リフトタ
ブ１２が、ランプ部材１１に接触する。図３に示すよう
に、ランプ部材１１は、斜面１１ー１と、凹み１１ー２
とを有する。この斜面１１ー１は、磁気ディスク６から
ヘッド４を滑らかにランプ部材１１に移動するために設
けられている。凹み１１ー２は、アンロード時に、リフ
トタブ１２を機械的に保持するために、設けられてい
る。

【００３７】図５は、プリント板７及びドライブ内に設
けられた制御回路のブロック図である。

【００３８】ＨＤＣ（ハードディスクコントローラ）１
８は、ホストＣＰＵの各種コマンドの授受、データの授
受等のホストＣＰＵとのインターフェース制御及び磁気
ディスク媒体上の記録再生フォーマットを制御するため
の磁気ディスク装置内部の制御信号の発生等を行う。バ
ッファ１７は、ホストＣＰＵよりのライトデータの一時
的な記憶及び磁気ディスク媒体よりのリードデータの一
時的な記憶に使用される。

【００３９】ＭＣＵ（マイクロコントローラ）１９は、
マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）等で構成されている。Ｍ
ＣＵ（以下、ＭＰＵという）１９は、磁気ヘッドの位置
決めのためのサーボ制御等を行う。ＭＰＵ１９は、メモ
リに記憶されたプログラムを実行して、サーボ復調回路
１６よりの位置信号の認識、ＶＣＭ駆動回路１３のＶＣ
Ｍ制御電流の制御、ＳＰＭ駆動回路１４の駆動電流の制
御を行う。

【００４０】ＶＣＭ駆動回路１３は、ＶＣＭ（ボイスコ
イルモータ）３に駆動電流を流すためのパワーアンプ等
で構成される。ＳＰＭ駆動回路１４は、磁気ディスクを
回転するスピンドルモータ（ＳＰＭ）５に駆動電流を流
すためのパワーアンプで構成される。

【００４１】リードチャネル１５は、記録再生を行うた
めの回路である。リードチャネル１５は、ホストＣＰＵ
よりのライトデータを磁気ディスク媒体６に記録するた
めの変調回路、パラレルシリアル変換回路、磁気ディス
ク媒体６よりデータを再生するための復調回路、シリア
ルパラレル変換回路等を有する。サーボ復調回路１６
は、磁気ディスク媒体６に記録されたサーボパターンを
復調する回路であり、ピークホールド回路、積分回路等
を有する。

【００４２】尚、図示されていないが、ドライブＨＤＡ
内には、磁気ヘッド４に記録電流を供給するライトアン
プと、磁気ヘッド４よりの再生電圧を増幅するプリアン
プとを内蔵したヘッドＩＣが設けられている。

【００４３】ここでは、記憶装置として、磁気ディスク
装置を例に説明しているが、ＤＶＤ、ＭＯ等の光ディス
ク装置や、磁気カード装置、光カード装置等を用いても
良く、リード／ライト可能な装置で示しているが、リー
ドオンリーの装置（再生装置）を用いても良い。・・ロード／アンロード処理・・図６は、図５のＶＣＭ駆動回路に設けられたＶＣＭ逆起
電圧検出回路の回路図である。

【００４４】図６に示すように、ＶＣＭ３のコイルは、
抵抗ＲｖとインダクタンスＬとを有する。このインダク
タンスＬに、電流センス抵抗Ｒｓが接続されている。こ
れと並列に、抵抗Ｒｓに対応した逆起電圧検出のための
抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒｖに対応した逆起電圧検出のための
抵抗Ｒ２とが設けられる。アンプＡＭＰは、抵抗Ｒｓの
電位から、抵抗Ｒ１、Ｒ２の中点電位を差し引く。差動
増幅器ＤーＡＭＰは、ＶＣＭ抵抗Ｒｖの電位とアンプＡ
ＭＰの出力電位との差をとる。ここで、差動増幅器Ｄー
ＡＭＰのゲインを「Ｇ」、ＶＣＭ両端電圧を「Ａ」、Ｖ
ＣＭ電流をＩｖとすると、検出電圧Ｖａは、下記式で表
される。

【００４５】Ｖａ＝Ｇ（Ｉｖ・Ｒｓ・Ｒ２／Ｒ１ーＡ） (1) ここで、ＶＣＭの逆起電圧をＶｂとすると、両端電圧Ａ
は、下記式で示される。

【００４６】Ａ＝Ｉｖ・Ｒｖ＋Ｖｂ (2) これを（１）式に代入すると、下記（３）式を得る。

【００４７】Ｖａ＝Ｇ〔Ｉｖ・Ｒｓ・Ｒ２／Ｒ１ー（Ｉｖ・Ｒｖ＋Ｖｂ）〕Ｖａ＝Ｇ〔（Ｒｓ・Ｒ２／Ｒ１ーＲｖ）ＩｖーＶｂ〕 (3) （３）式から、ＶＣＭ電流Ｉｖは、駆動指示電流値であ
り、既知であるため、検出電圧Ｖａから、逆起電圧を検
出できる。ＶＣＭ逆起電圧は、力定数と速度の積で求ま
るため、検出したＶＣＭ逆起電圧から速度を検出するこ
とができる。

【００４８】即ち、モータの実速度ｖｒは、下記（４）
式で得られる。

【００４９】ｖｒ＝Ｋｅ・Ｖｂ＝Ｋｅ・（Ｋ・ＩｖーＶａ） (4) ここで、Ｋｅは、力定数から得られる補正係数であり、
Ｋは、（３）式の（Ｒｓ・Ｒ２／Ｒ１ーＲｖ）である。
但し、ゲインＧは、「１」とする。

【００５０】このＶＣＭの逆起電圧から速度を検出し
て、ロード／アンロードする処理を、図７及び図８より
説明する。

【００５１】図７は、アンロード処理フロー図である。

【００５２】（Ｓ１）ＭＰＵ１９（図５参照）は、アン
ロードコマンドを受けると、ＶＣＭ３を、磁気ディスク
６の特定のシリンダ（図３のランプ部材１１の近傍）に
シークする。この時、ＭＰＵ１９は、ヘッド４が読み取
る磁気ディスク６のサーボ情報に基づいて、現在位置及
び現在速度を検出して、位置制御する。

【００５３】（Ｓ２）次に、ＭＰＵ１９は、ＶＣＭ３
を、アウターストッパー位置まで駆動する。この時、Ｍ
ＰＵ１９は、前述のＶＣＭ逆起電圧検出回路１３ー１の
検出電圧値Ｖａを所定のサンプルタイムで検出して、前
述の（４）式により、実速度を算出する。そして、目標
速度と実速度の差により、ＶＣＭ駆動電流Ｉｖを演算
し、ＶＣＭ駆動回路１３を介しＶＣＭ３を速度制御す
る。

【００５４】これにより、図３の矢印Ｆに示すように、
リフトタブ１２は、ランプ部材１１の斜面１１ー１にガ
イドされ、凹み１１ー２に向かい、慴動移動し、凹み１
１ー２（ランプパーキングエリア）に収容される。この
ため、図１の位置Ｐ０に示すように、ヘッド４は、磁気
ディスク６の外の位置で保持される。

【００５５】この位置では、ヘッド４は、磁気ディスク
６と対向しないため、衝撃が与えられても、磁気ヘッド
４と、磁気ディスク６とが衝突することがない。又、磁
気ヘッド４は、機械的に保持されているため、衝撃によ
り、磁気ヘッド４が振動することもない。これにより、
衝撃耐久性を向上できる。又、機械的に保持しているた
め、ＶＣＭ３に電流を流す必要がない。これにより、消
費電力を低減できる。

【００５６】更に、超小型の記憶装置では、各部品が高
密度で配置されているため、放熱が難しい。この位置で
は、ＶＣＭ３に電流を流さないため、装置の温度上昇を
防止できる。

【００５７】ここで、速度制御している意味を説明す
る。ランプアンロード時は、磁気ヘッド４は、磁気ディ
スク６から離れるため、磁気ヘッド４は、磁気ディスク
６のサーボ情報を読むことが出来ない。このため、磁気
ヘッド４から速度を得ることはできない。

【００５８】一方、磁気ヘッド４は、磁気ディスク６か
ら浮上しているが、浮上量が小さいため、磁気ヘッド４
は、磁気ディスク６との間に吸着力が生じる。このた
め、磁気ヘッド４を、磁気ディスク６から離し、且つラ
ンプ部材１１の斜面１１ー１を登るためには、所定の速
度以上で、ＶＣＭ３を駆動する必要がある。又、速度を
速くしすぎると、ＶＣＭ３がアウターストッパーに衝突
する際の衝撃が大きくなり、機構部品の寿命が短くな
る。このため、磁気ヘッド４は、磁気ディスク６のサー
ボ情報を読むことが出来ないランプアンロード時にも、
ＶＣＭの逆起電圧を利用して、速度制御している。

【００５９】次に、図８によりロード処理を説明する。

【００６０】（Ｓ３）ＭＰＵ１９は、ランプロードコマ
ンドを受けると、ＶＣＭ３により、ヘッド４を磁気ディ
スク６の方向に駆動する。先ず、ＭＰＵ１９は、ランプ
部材１１の凹み１１ー２を乗り越えるため、一定の打ち
出し電流をＶＣＭ３に流す。これにより、リフトタブ１
２は、ランプ部材１１の凹み１１ー２を乗り越える。

【００６１】（Ｓ４）次に、ＭＰＵ１９は、前述のＶＣ
Ｍ逆起電圧検出回路１３ー１の検出電圧値Ｖａを所定の
サンプルタイムで検出して、前述の（４）式により、実
速度を算出する。そして、目標速度と実速度の差によ
り、ＶＣＭ駆動電流Ｉｖを演算し、ＶＣＭ駆動回路１３
を介しＶＣＭ３を速度制御する。これにより、リフトタ
ブ１２は、ランプ部材１１の凹み１１ー２から斜面１１
ー１を慴動して、磁気ディスク６方向（図３のＲ方向）
に移動する。

【００６２】（Ｓ５）ＭＰＵ１９は、速度制御開始時点
から所定時間経過すると、速度制御を停止し、前述の磁
気ディスク６のサーボ情報による位置制御に移行して、
終了する。即ち、ランプ部材１１から磁気ディスク６の
復帰位置までに到る距離は、既知であり、目標速度も既
知であるため、ヘッドが、ランプ部材１１から磁気ディ
スク６の復帰位置までに到ったことは、時間により検出
できる。

【００６３】これにより、磁気ヘッド４は、磁気ディス
ク６上に復帰する。このため、磁気ヘッド４による磁気
ディスク６のリード／ライトが可能となる。尚、図１の
位置Ｐ１は、ドライブの組立て時のアクチュエータの位
置である。

【００６４】ここで、ランプロード時に速度制御してい
るため、ヘッド４が、磁気ディスク６に衝突することを
防止できる。又、磁気ヘッド４は、磁気ディスク６のサ
ーボ情報を読むことが出来ないランプロード時にも、Ｖ
ＣＭの逆起電圧を利用して、速度制御することができ
る。

【００６５】・・速度制御方法・・次に、このようなＶＣＭの逆起電圧による速度の検出を
短いサンプル期間で実行できる方法を説明する。図９
は、ＶＣＭコイル両端電圧の説明図、図１０は、従来の
ＶＣＭ電流更新タイミングの説明図、図１１は、本発明
による速度検出処理フロー図、図１２は、図１１のため
のＶＣＭ過渡応答モデルの説明図、図１３は、図１１の
サンプル間隔の説明図、図１４は、本発明によるＶＣＭ
電流更新タイミングの説明図である。

【００６６】ＶＣＭには、インダクタンスがあるため、
ステップ入力（電流指示値の更新）を与えると、過渡応
答する。従って、図９に示すように、前述のコイル両端
電圧Ａは、ＶＣＭ指示電流Ｉｖによる電圧値Ｂ（＝Ｉｖ
・Ｒｖ）と、ＶＣＭ逆起電圧Ｃ（Ｖｂ）と、ＶＣＭのイ
ンダクタンスの過渡応答成分Ｄとの和で表現される。即
ち、図１０に示すように、コイル両端電圧Ａは、ＶＣＭ
の電流更新直後から過渡応答し、ある時間後に、過渡応
答が落ちつく。図６のＶＣＭ逆起電圧検出回路１３ー１
の検出電圧Ｖａも同様の過渡応答を示す。

【００６７】即ち、インダクタンスによるＶＣＭの過渡
応答中に、速度を検出（逆起電圧を検出）すると、誤差
が大きい。この誤差を取り除くには、インダクタンスの
過渡応答がある程度落ちつくまで待つ必要があった。こ
のため、従来は、図１０に示すように、ＶＣＭ電流を更
新した後、インダクタンスの過渡応答がある程度落ちつ
くまでの期間Ｔ０内では、誤差が大きいため、ＶＣＭの
逆起電圧を検出することができない。従って、ＶＣＭの
電流更新タイミングの間隔は、Ｔ０から短くできない。
これにより、高速の速度検出、電流更新ができないた
め、速度制御しても、速度誤差が大きく、目標速度に制
御することができない。

【００６８】この実施例では、このＶＣＭ電流更新タイ
ミングの間隔を短くするため、ＶＣＭの過渡応答中に
も、正確なＶＣＭ逆起電圧を検出できるようにした。こ
のため、ＶＣＭの過渡応答を予めモデル化しておき、Ｖ
ＣＭの過渡応答電圧値を計算し、これにより、検出電圧
を補正するようにした。

【００６９】図１２（Ａ）は、ＶＣＭ駆動回路のブロッ
ク図である。図１２（Ａ）に示すように、ＶＣＭ３は、
抵抗Ｒ（Ｒｖ）とインダクタンスＬとで表現される。Ｒ
ｓは、前述のセンス抵抗である。第１の差動アンプＤー
Ａは、抵抗Ｒｓの両端電圧からＶＣＭ電流Ｉｄを検出す
る。第２の差動アンプＤーＭは、指示電流値Ｉｖと、検
出された電流値Ｉｄとの差により、パワーアンプＰーＡ
の出力電圧を制御する。

【００７０】ＶＣＭ過渡応答のモデルを得るには、この
駆動回路に、単位ステップ入力を与える。図１２（Ｂ）
に示すように、単位ステップ（「１」）の指示電流値Ｉ
ｖを駆動回路に与える。そして、時間ｔ毎に、ＶＣＭコ
イルの両端電圧値Ａをサンプルし、サンプル値Ｓｎ（ｎ
＝１、２〜）をメモリに格納する。これにより、過渡応
答モデルをメモリに展開できる。

【００７１】次に、図１１により、この過渡応答モデル
を用いた速度検出処理について、説明する。

【００７２】（Ｓ１０）ＭＰＵ１９は、ＶＣＭ電流を更
新すると、時間Ｔだけ待つ。

【００７３】（Ｓ１１）時間Ｔ経過後、ＭＰＵ１９は、
前述のＶＣＭ逆起電圧検出回路１３ー１の検出電圧Ｖａ
をサンプルする。

【００７４】（Ｓ１２）ＭＰＵ１９は、メモリの過渡応
答モデルから、時間Ｔ後の過渡応答電圧値Ｄを計算す
る。即ち、メモリのサンプル値から時間Ｔ後のサンプル
値を引出し、指示電流値を乗算して、時間Ｔ後の過渡応
答電圧値Ｄを計算する。

【００７５】（Ｓ１３）ＭＰＵ１９は、検出電圧値Ｖａ
から過渡応答電圧値Ｄを差し引き、補正された検出電圧
値Ｖａを計算する。

【００７６】（Ｓ１４）ＭＰＵ１９は、前述の（４）式
に、補正された検出電圧値Ｖａを代入して、実速度ｖｒ
を計算する。

【００７７】尚、ＭＰＵ１９は、目標速度と実速度との
速度誤差から、制御量（ＶＣＭ電流指示値）を計算し、
ＶＣＭ電流を更新する。

【００７８】このように、電流指示値に対する過渡応答
電圧値Ｄを計算し、検出電圧から差し引くため、図１３
に示すように、ＶＣＭ電流更新後、ＶＣＭの過渡応答中
に、ＶＣＭ逆起電圧を検出しても、正確な速度が検出が
できる。

【００７９】このため、図１４に示すように、ＶＣＭ逆
起電圧の検出間隔及びＶＣＭ電流更新タイミング間隔を
Ｔ１のように短くできる。これにより、高速の速度検
出、電流更新が可能となり、速度制御しても、速度誤差
が小さく、目標速度に制御することができる。この例で
は、更新周期Ｔ１は、図１０の周期Ｔ０の１／３とな
り、３倍の高速速度制御ができる。

【００８０】又、前述の例は、逆起電圧検出回路の出力
電圧Ｖａに含まれるＶＣＭ過渡応答電圧を補正している
が、図９に示したように、ＶＣＭ両端電圧値の補正にも
使用できる。即ち、逆起電圧検出回路を設けず、ＶＣＭ
両端電圧値をＶＣＭ駆動回路から検出して、実速度を計
算する回路構成のものでは、ＶＣＭ両端電圧値からＶＣ
Ｍ過渡応答電圧を差し引き、ＶＣＭ両端電圧値を補正し
た後、ＶＣＭ指示電流値分の電圧値Ｂを差し引くことに
より、正確なＶＣＭ逆起電圧を検出できる。

【００８１】更に、この速度検出方法は、ロード／アン
ロード時でなくても、又ロード／アンロード機構がない
ものでも、実行できる。更に、ハードディスクのＶＣＭ
以外の他の速度制御するモータの速度検出にも適用でき
る。・・キャリブレーションを含むロード／アンロード処理
・・次に、前述の（４）式において、速度オフセット係数Ｋ
は、抵抗値、即ち、（Ｒｓ・Ｒ２／Ｒ１ーＲｖ）で規定
される。理想的には、速度オフセット係数Ｋを「０」が
望ましいが、速度オフセット係数Ｋは、各ＶＣＭ逆起電
圧検出回路１３ー１の抵抗値及び温度変化によるＶＣＭ
逆起電圧検出回路１３ー１及びＶＣＭの抵抗値により変
化する。このため、速度オフセット係数Ｋをキャリブレ
ーションする必要がある。

【００８２】図１５は、本発明のかかるキャリブレーシ
ョンを含むロード処理フロー図であり、図１６は、キャ
リブレーション動作の説明図である。

【００８３】（Ｓ２０）ＭＰＵ１９は、ランプロードコ
マンドを受けると、ＶＣＭ３に、アウター方向への第１
の押しつけ電流Ｉ１を流す。前述のように、アンロード
（パーキングエリア）位置では、ＶＣＭ３が、そのアウ
ターストッパに位置しているため、押しつけ電流を流し
ても、ＶＣＭ３は、アウター方向に移動しない。そし
て、ＭＰＵ１９は、この時のＶＣＭ逆起電圧検出回路１
３ー１の検出電圧Ｖ１を読み取る。

【００８４】（Ｓ２１）次に、ＭＰＵ１９は、ＶＣＭ３
に、アウター方向への第２の押しつけ電流Ｉ２を流す。
第２の押しつけ電流値Ｉ２は、第１の押しつけ電流値Ｉ
１と異なる。前述のように、アンロード（パーキングエ
リア）位置では、ＶＣＭ３が、そのアウターストッパに
位置しているため、押しつけ電流を流しても、ＶＣＭ３
は、アウター方向に移動しない。そして、ＭＰＵ１９
は、この時のＶＣＭ逆起電圧検出回路１３ー１の検出電
圧Ｖ２を読み取る。

【００８５】（Ｓ２２）このように、図１６に示すよう
に、ＶＣＭ３を固定した状態で、ＶＣＭ３に駆動電流Ｉ
ｖを流すと、速度がゼロにも係わらず、速度オフセット
係数Ｋがゼロでないため、検出電圧はゼロにならない。
従って、前述の検出電圧Ｖ１、Ｖ２と電流値Ｉ１、Ｉ２
とから速度オフセット係数を求める。

【００８６】前述の（３）式から、Ｖ１＝Ｋ・Ｉ１ーＶ
ｂ、Ｖ２＝Ｋ・Ｉ２ーＶｂである。従って、速度オフセ
ット係数Ｋは、下記（６）式を算出することにより得ら
れる。

【００８７】Ｋ＝（Ｖ２ーＶ１）／（Ｉ２ーＩ１）（6) （Ｓ２３）このように、速度オフセット係数Ｋは、キャ
リブレーションした後、ＭＰＵ１９は、ＶＣＭ３によ
り、ヘッド４を磁気ディスク６の方向に駆動する。先
ず、ＭＰＵ１９は、ランプ部材１１の凹み１１ー２を乗
り越えるため、インナー方向の一定の打ち出し電流をＶ
ＣＭ３に流す。これにより、リフトタブ１２は、ランプ
部材１１の凹み１１ー２を乗り越える。

【００８８】（Ｓ２４）次に、ＭＰＵ１９は、前述のＶ
ＣＭ逆起電圧検出回路１３ー１の検出電圧値Ｖａを所定
のサンプルタイムで検出して、キャリブレーションした
速度オフセット係数Ｋと前述の（４）式により、実速度
を算出する。そして、目標速度と実速度の差により、Ｖ
ＣＭ駆動電流Ｉｖを演算し、ＶＣＭ駆動回路１３を介し
ＶＣＭ３を速度制御する。これにより、リフトタブ１２
は、ランプ部材１１の凹み１１ー２から斜面１１ー１を
慴動して、磁気ディスク６方向（図３のＲ方向）に移動
する。

【００８９】（Ｓ２５）ＭＰＵ１９は、速度制御開始時
点から所定時間経過すると、速度制御を停止し、前述の
磁気ディスク６のサーボ情報による位置制御に移行し
て、終了する。即ち、ランプ部材１１から磁気ディスク
６の復帰位置までに到る距離は、既知であり、目標速度
も既知であるため、ヘッドが、ランプ部材１１から磁気
ディスク６の復帰位置までに到ったことは、時間により
検出できる。

【００９０】これにより、磁気ヘッド４は、磁気ディス
ク６上に復帰する。このため、磁気ヘッド４による磁気
ディスク６のリード／ライトが可能となる。

【００９１】このように、ＶＣＭ３を固定した状態にお
いて、ＶＣＭ３に電流を流し、検出電圧を得ることによ
り、速度オフセット係数Ｋを校正することができる。
又、この実施例では、ロード開始時に行うため、ロード
時の速度制御のための速度検出が正確となる。即ち、温
度等により、抵抗値が変化して、速度オフセット係数が
変化しても、ロード動作前に校正できる。更に、アンロ
ードエリアでＶＣＭがアウターストッパに固定されてい
る状態で実行するため、特別の固定動作を必要としな
い。このため、短時間で校正処理できる。

【００９２】この校正方法は、ロード時でなくても、又
ロード／アンロード機構がないものでも、実行できる。
例えば、ロード処理と別にキャリブレーション処理を設
け、ＶＣＭ３をアウターストッパ又はインナーストッパ
に固定して、前述の校正処理を実行できる。

【００９３】同様に、ハードディスクのＶＣＭ以外の他
の速度制御するモータの速度検出にも適用できる。又、
前述の速度オフセット係数を求める方法として、次の変
形が可能である。第１に、電流値Ｉ１を「０」としても
良い。第２に、ＶＣＭ固定時の逆起電圧Ｖｂが一定
（０）である場合には、一回の電圧検出により、速度オ
フセット値Ｋを算出できる。第３に、前述の校正処理を
複数回行い、その平均値を速度オフセット値Ｋとして採
用することもできる。

【００９４】次に、前述の（４）式において、速度補正
係数Ｋｅは、ＶＣＭ３の力定数Ｂｌで決定される。しか
し、ＶＣＭ３の力定数Ｂｌは、温度変化により、変化す
る。このため、速度補正係数Ｋｅをキャリブレーション
する必要がある。

【００９５】図１７は、本発明のかかるキャリブレーシ
ョンを含むアンロード処理フロー図であり、図１８は、
キャリブレーション動作の説明図である、（Ｓ３０）ＭＰＵ１９は、アンロードコマンドを受ける
と、先ず、キャリブレーションを実行する。即ち、ＶＣ
Ｍ３により、磁気ヘッド４を磁気ディスク６の第１のシ
リンダ位置に移動する。次に、ＶＣＭ３により、磁気ヘ
ッド４を磁気ディスク６の第２のシリンダ位置に移動を
開始する。

【００９６】（Ｓ３１）ＭＰＵ１９は、各サンプル毎
に、磁気ヘッド４が読み取るサーボ情報からＶＣＭ３の
位置を検出して、１サンプリング間隔における移動量Ｌ
を計算する。即ち、移動量Ｌは、現サンプル時の検出位
置から前のサンプル時の検出位置を引くことにより得ら
れる。そして、サーボ情報から得た移動速度ｖｓを「Ｌ
／Ｓ」より算出する。尚、Ｓは、サンプリング間隔であ
る。

【００９７】（Ｓ３２）ＭＰＵ１９は、ＶＣＭ逆起電圧
検出回路１３ー１の検出電圧Ｖａを検出し、前述の
（４）式により、ＶＣＭ逆起電圧から得た移動速度ｖｒ
を計算する。

【００９８】（Ｓ３３）次に、ＭＰＵ１９は、ゲイン誤
差Ｅｒを、速度比（ｖｓ／ｖｒ）により計算する。図１
８に示すように、位置情報から算出した速度ｖｓは、サ
ーボ情報からのため、温度により変化しない。これを基
準にして、速度補正係数Ｋｅを補正する。即ち、速度補
正係数Ｋｅを、「Ｋｅ＋Ｅｒ」により得る。この速度補
正係数を記憶する。

【００９９】（Ｓ３４）次に、ＭＰＵ１９は、前述の第
２のシリンダ位置に到達したかを判定する。到達してい
ないと、ステップＳ３１に戻る。

【０１００】（Ｓ３５）ＭＰＵ１９は、前述の第２のシ
リンダ位置に到達したと判断すると、先ず、各サンプル
で得られた速度補正係数Ｋｅを加算し、サンプル数ｎで
割り、平均値を求める。図１８に示すように、検出速度
ｖｓ、ｖｒは変化するため、平均値を採用する。この平
均値を、速度補正係数Ｋｅとして記憶する。

【０１０１】（Ｓ３６）次に、ＭＰＵ１９は、ＶＣＭ３
を、アウターストッパー位置まで駆動する。ＭＰＵ１９
は、前述のＶＣＭ逆起電圧検出回路１３ー１の検出電圧
値Ｖａを所定のサンプルタイムで検出して、記憶した速
度補正係数Ｋｅと前述の（４）式により、実速度を算出
する。そして、目標速度と実速度の差により、ＶＣＭ駆
動電流Ｉｖを演算し、ＶＣＭ駆動回路１３を介しＶＣＭ
３を速度制御する。

【０１０２】これにより、図３の矢印Ｆに示すように、
リフトタブ１２は、ランプ部材１１の斜面１１ー１にガ
イドされ、凹み１１ー２に向かい、慴動移動する。

【０１０３】（Ｓ３７）ＭＰＵ１９は、速度制御開始時
点から到達時間経過すると、速度制御を停止する。即
ち、磁気ディスク６の第２のシリンダ位置から凹み１１
ー２までに到る距離は、既知であり、目標速度も既知で
あるため、ヘッドが、ランプ部材１１の凹み１１ー２に
到ったことは、時間により検出できる。これにより、リ
フトタブ１２は、凹み１１ー２（ランプパーキングエリ
ア）に収容される。このため、図１の位置Ｐ０に示すよ
うに、ヘッド４は、磁気ディスク６の外の位置で保持さ
れる。

【０１０４】このように、磁気ディスク６の位置情報か
ら得た移動速度と、ＶＣＭ３の逆起電圧から得た移動速
度とを測定するため、速度補正係数Ｋｅを校正すること
ができる。又、この実施例では、アンロード開始時に行
うため、アンロード時の速度制御のための速度検出が正
確となる。即ち、温度等により、ＶＣＭの力定数が変化
して、速度補正係数が変化しても、アンロード動作前に
校正できる。更に、オントラック中に行うため、特別の
動作を必要としない。このため、短時間で校正処理でき
る。

【０１０５】この校正方法は、アンロード時でなくて
も、又、ロード／アンロード機構がないものでも、実行
できる。例えば、アンロード処理と別にキャリブレーシ
ョン処理を設け、ＶＣＭ３をシリンダ移動して、前述の
校正処理を実行できる。同様に、ハードディスクのＶＣ
Ｍ以外の他の速度制御するモータの速度検出にも適用で
きる。

【０１０６】上述の実施の態様の他に、本発明は、次の
ような変形が可能である。

【０１０７】(1) 前述の実施の態様では、磁気ディスク
ドライブのヘッドのアンロード制御について説明した
が、光ディスクドライブのヘッドのヘッドのアンロード
制御等他の記憶装置に適用できる。

【０１０８】(2) 同様に、ランプ部材も他の形状のもの
を使用できる。

【０１０９】以上、本発明を実施の形態により説明した
が、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果を奏する。

【０１１１】(1) ヘッドが、記憶媒体の位置情報を読め
ないロード／アンロード時に、アクチュエータの逆起電
圧から速度検出するため、ロード／アンロード時も速度
制御が可能となる。

【０１１２】(2) このため、ロード／アンロード動作を
円滑に高速に実行できる。

【０１１３】(3) アクチュエータの過渡応答電圧値を計
算し、検出電圧から差し引くため、アクチュエータの過
渡応答中に、逆起電圧を検出しても、正確な速度が得ら
れる。これにより、電流更新間隔が短くなり、高精度の
速度制御が可能となる。

【０１１４】(4) 逆起電圧を速度に換算するための速度
オフセット係数を校正するため、装置及び温度に応じた
適切な速度オフセット係数に校正でき、逆起電圧を検出
しても、正確な速度が得られる。

【０１１５】(5) 逆起電圧を速度に換算するための速度
補正係数を校正するため、装置及び温度に応じた適切な
速度補正係数に校正でき、逆起電圧を検出しても、正確
な速度が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の記憶装置の上面図であ
る。

【図２】図１の記憶装置の断面図である。

【図３】図１のランプ部材の断面図である。

【図４】図１のランプ部材の正面図である。

【図５】図１の記憶装置のブロック図である。

【図６】図５の逆起電圧検出回路のブロック図である。

【図７】本発明の一実施の形態のアンロード処理フロー
図である。

【図８】本発明の一実施の形態のロード処理フロー図で
ある。

【図９】本発明の速度検出のためのコイル両端電圧の説
明図である。

【図１０】比較例のＶＣＭ電流更新タイミングの説明図
である。

【図１１】本発明の一実施の形態の速度検出処理フロー
図である。

【図１２】図１１の処理の過渡応答モデルの説明図であ
る。

【図１３】本発明の一実施の形態の速度検出サンプル間
隔の説明図である。

【図１４】本発明の一実施の形態のＶＣＭ電流更新タイ
ミングの説明図である。

【図１５】本発明の他のロード処理フロー図である。

【図１６】本発明の他のロード処理の動作説明図であ
る。

【図１７】本発明の他のアンロード処理フロー図であ
る。

【図１８】本発明の他のアンロード処理の動作説明図で
ある。

【符号の説明】

３アクチュエータ４磁気ヘッド５スピンドルモータ６磁気ディスク１１ランプ部材１３ＶＣＭ駆動回路１３ー１逆起電圧検出回路１９ＭＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5D076 AA01 BB01 CC05 DD03 EE01 EE15 FF14 GG12 5D095 AA11 BB05 DD07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記憶媒体を少なくとも読み取るヘッド
と、前記ヘッドを前記記憶媒体の所定位置に位置づけるアク
チュエータと、前記記憶媒体外の位置に設けられ、前記ヘッドを支持す
るランプ部材と、前記アクチュエータの逆起電圧を検出する逆起電圧検出
回路と、所定のパラメータを格納する格納手段と、前記ヘッドを、前記記憶媒体から前記ランプ部材の位置
にアンロードし、且つ、前記ヘッドを、前記ランプ部材
から前記記憶媒体にロードし、該アンロードまたはロー
ド時に、前記逆起電圧検出回路の出力及び前記パラメー
タに基づいて該アクチュエータの制御量を算出し、前記
パラメータを校正する制御手段とを有することを特徴と
する記憶装置。
【請求項２】記憶媒体を少なくとも読み取るヘッド
と、前記ヘッドを前記記憶媒体の所定位置に位置づけるアク
チュエータと、前記記憶媒体外の位置に設けられ、前記ヘッドを支持す
るランプ部材と、前記アクチュエータの逆起電圧を検出する逆起電圧検出
回路と、前記逆起電圧検出回路の出力の補正量を格納する格納手
段と、前記ヘッドを、前記記憶媒体から前記ランプ部材の位置
にアンロードし、且つ、前記ヘッドを、前記ランプ部材
から前記記憶媒体にロードし、該アンロード又はロード
時に、前記逆起電圧検出回路出力および前記補正量に基
づいて該アクチュエータの制御量を算出する制御手段と
を有することを特徴とする記憶装置。
【請求項３】請求項１の記憶装置において、前記制御手段は、前記アクチュエータの移動速度を検出するため、前記ア
クチュエータの駆動電流を更新した後、前記アクチュエ
ータの検出電圧値から、前記アクチュエータの過渡応答
電圧値を差し引き、前記アクチュエータの逆起電圧を算
出し、前記逆起電圧から前記アクチュエータの速度を算
出することを特徴とする記憶装置。
【請求項４】請求項１の記憶装置において、前記制御手段は、前記アクチュエータを固定した状態で、前記アクチュエ
ータに駆動電流を流して、前記アクチュエータの速度オ
フセット係数を測定することを特徴とする記憶装置。
【請求項５】請求項４の記憶装置において、前記制御手段は、前記ロード時に、前記速度オフセット係数を測定するこ
とを特徴とする記憶装置。
【請求項６】請求項１の記憶装置において、前記制御手段は、前記ヘッドが読み取った前記記憶媒体の位置情報から算
出した前記アクチュエータの移動速度と、前記アクチュ
エータの逆起電圧から検出した移動速度とから、前記逆
起電圧を前記移動速度に変換するための補正係数を校正
することを特徴とする記憶装置。
【請求項７】アクチュエータの逆起電圧から、前記ア
クチュエータの制御量を算出するアクチュエータの制御
方法において、逆起電圧検出回路から前記アクチュエータの逆起電圧を
検出するステップと、前記逆起電圧と前記逆起電圧検出回路の出力の補正量と
から、前記アクチュエータの制御量と算出するステップ
とを有することを特徴とするアクチュエータの制御方
法。
【請求項８】アクチュエータの逆起電圧から、前記ア
クチュエータの制御量を算出するアクチュエータの制御
方法において、前記アクチュエータのパラメータを測定するステップ
と、前記アクチュエータの逆起電圧を検出するステップと、前記アクチュエータの逆起電圧と前記パラメータとから
前記アクチュエータの制御量を算出するステップとを有
することを特徴とするアクチュエータの制御方法。