JP2008271760A - ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスク装置において、スピンドルモータがショートにより故障しているか否かを正確に判定できるようにする。
【解決手段】ディスク装置１は、ディスク２を回転させるスピンドルモータ３と、スピンドルモータ３の出力電圧を連続して検出する差動オペアンプ５と、複数の出力電圧の平均電圧を算出し、平均電圧と出力電圧に基づいてスピンドルモータ３が故障しているか否かを判定する故障判定部１０を備える。故障判定部１０は、連続して検出された２つの出力電圧であって一方の出力電圧が平均電圧より大きく、他方の出力電圧が平均電圧より小さくなる特定状態を所定の回数以上カウントすると、スピンドルモータ３が故障していると判定する。これにより、故障判定部１０は、出力電圧の突発的な変化の影響を受けることなく、迅速かつ正確にスピンドルモータ３の故障を判定することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスクを回転させるＤＣモータを備えたディスク装置に関する。

スピンドルモータ等のＤＣモータを用いてＣＤ、ＣＤ−Ｒ、またはＤＶＤなどのディスクを回転させて、画像等を記録再生するディスク装置において、ＤＣモータ内のブラシが磨耗することにより塵埃が発生し、この発生した塵埃によってＤＣモータ内の整流子がショートすることがある。整流子がショートするとスピンドルの回転が停止するため、ディスクの回転が停止する。ディスクの回転が停止すると、ディスク装置を制御する制御部は、スピンドルの回転速度を上げるためにＤＣモータを駆動させる駆動ＩＣの出力電流を増加させる。駆動ＩＣは、出力電流が増加することにより発熱する。駆動ＩＣは、発熱により誤作動を起こし、アクチュエータに大電流を流す場合がある。また、ディスクの回転が停止することによって、制御部は、アクチュエータの正確な動作を把握できなくなる。そこで、制御部は、ディスクを回転させるために駆動ＩＣを無理に動作させる。このとき、駆動ＩＣからアクチュエータに大電流が流れ、これによって、アクチュエータのカバーが燃えることがあった。

そこで、特許文献１には、モータを駆動制御する電界効果トランジスタのショートによる故障をモータのアップ動作中及び停止中において検出する技術が開示されている。

しかしながら、特許文献１に示される技術においては、電界効果トランジスタがショートすることによって故障していることを検出することができるが、モータがショートすることによって故障しているか否かを検出することができなかった。
特開２００３−１７４７９５号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、ディスクを回転させるスピンドルモータを備えたディスク装置において、スピンドルモータがショートにより故障しているか否かを正確に判定できるようにし、さらに、スピンドルモータがショートにより故障しているとき、スピンドルモータを駆動させないようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、ディスクを回転させるＤＣモータと、ＤＣモータの回転を制御する制御部と、ディスクに記録されているデータを読み出し、データに基づいて再生処理を行う再生部と、を備えたディスク装置において、ＤＣモータがディスクを回転させているときにＤＣモータの出力電圧を連続して検出する検出器と、出力電圧に基づいてＤＣモータが故障しているか否かを判定する故障判定部と、を備え、故障判定部は、出力電圧の平均を平均電圧として算出し、連続して検出された２つの出力電圧であって一方の出力電圧が平均電圧より大きく、他方の出力電圧が平均電圧より小さくなる状態を特定状態とし、特定状態となる回数を特定状態回数としてカウントし、特定状態回数に基づいてＤＣモータが故障しているか否かを判定し、制御部は、故障判定部によってＤＣモータが故障していると判定されたことに応じて、ＤＣモータを停止させるようにしたものである。

また、請求項２の発明は、請求項１のディスク装置において、検出器は、ＤＣモータがディスクを回転させている状態であって、再生部が再生処理を行っているとき、または、再生部がディスクからデータの読み出しを停止してから再開するまでのポーズ時に、出力電圧を検出するようにしたものである。

また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２のディスク装置において、検出器は、ＤＣモータがディスクを１回転させる間、出力電圧を所定の回数検出し、故障判定部は、ＤＣモータがディスクを１回転させる間に特定状態回数を所定の回数以上カウントすると、ＤＣモータが故障していると判定するようにしたものである。

請求項１の発明によれば、検出部は、ＤＣモータがディスクを回転させているときにＤＣモータの出力電圧を連続して検出し、故障判定部は、複数の出力電圧の平均を平均電圧として算出し、連続して検出された２つの出力電圧であって一方の出力電圧が平均電圧より大きく、他方の出力電圧が平均電圧より小さくなる状態に基づいてＤＣモータが故障しているか否かを判定する。また、制御部は、故障判定部によってＤＣモータが故障していると判定されたことに応じて、ＤＣモータを停止させる。これにより、制御部が故障しているＤＣモータを回転させることによりアクチュエータに大電流が流れることが回避されるため、アクチュエータのカバーが燃えることを防止することができる。

請求項２の発明によれば、検出器は、ＤＣモータがディスクを回転させている状態であって、再生部が再生処理を行っているとき、または、再生部がディスクからデータの読み出しを停止してから再開するまでのポーズ時に、出力電圧を検出する。これにより、制御部は、検出器が出力電圧を検出するためだけにＤＣモータを回転させる必要がなくなるため、ディスク装置は、制御部に負荷を与えることなく、通常動作において迅速にＤＣモータの故障を検出することができる。

請求項３の発明によれば、検出器は、ＤＣモータがディスクを１回転させる間、出力電圧を所定の回数検出し、故障判定部は、ＤＣモータがディスクを１回転させる間に特定状態回数を所定の回数以上カウントすると、ＤＣモータが故障していると判定するようにしたものである。これにより、故障判定部は、ディスクに傷がついているとき、またはディスクが偏芯成分にぶれながら回転しているときに生じる出力電圧の突発的な変化の影響を受けることなく、正確にＤＣモータが故障しているか否かを判定することができる。

以下、本発明の実施形態に係るディスク装置について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るディスク装置の概略構成を示す。ディスク装置１は、ディスク２を回転させるスピンドルモータ３（ＤＣモータ）と、スピンドルモータ３を駆動させる駆動ＩＣ４と、スピンドルモータ３と駆動ＩＣ４との間に接続され、スピンドルモータ３の出力電圧を検出する差動オペアンプ５（検出器）と、ディスク２に対して再生処理を行う再生部６と、ディスク装置１全体を制御する制御部７とを備える。再生部６は、ディスク２から情報を読み取るピックアップユニット８と、ピックアップユニット８が読み出した情報に対してデコード処理を行う信号処理部９とを備える。故障判定部１０は、差動オペアンプ５が検出した出力電圧を複数記憶することができる記憶部１２を備える。差動オペアンプ５は、スピンドルモータ３がディスク２を１回転させる間、所定の間隔で出力電圧を連続して検出する。

制御部７は、差動オペアンプ５から出力された出力電圧に基づいてスピンドルモータ３が故障しているか否かを判定する故障判定部１０と、故障判定部１０の判定に応じて駆動ＩＣ４を制御するＩＣ制御部１１とを備える。信号処理部９は、ピックアップユニット８がディスク２から読み出したデータを一時的に記憶するメモリ９ａを備える。ここで、ディスク２は、例えばＣＤやＤＶＤである。

ＩＣ制御部１１は、駆動ＩＣ４に対して、ピックアップユニット８から受信したディスク２の回転状態を表す信号に基づいて、基準電圧であるリファレンス電圧ＶＲＥＦを通知し、さらに、スピンドルモータ３を駆動させるために基準電圧からのずれを表すオフセット電圧Ｖｆの供給を指示する。駆動ＩＣ４は、端子Ｏ１と、端子Ｏ２とを備える。端子Ｏ１は、電圧供給線ＳＰ＋を介してスピンドルモータ３のブラシＢ１に接続され、端子Ｏ２は、電圧供給線ＳＰ−を介してスピンドルモータ３のブラシＢ２に接続されている。駆動ＩＣ４は、ＩＣ制御部１１から指示されたリファレンス電圧ＶＲＥＦ及びオフセット電圧Ｖｆに基づいて、端子Ｏ１及び端子Ｏ２の電圧を設定する。差動オペアンプ５の非反転入力端子５ａは、電圧供給線ＳＰ＋に接続されており、反転入力端子５ｂは、電圧供給線ＳＰ−に接続されている。差動オペアンプ５は、連続して検出した複数の出力電圧を故障判定部１０へ出力する。

故障判定部１０は、受信した複数の出力電圧の平均を平均電圧として算出する。ここで、差動オペアンプ５が連続して検出した２つの出力電圧の一方が平均電圧より大きく、他方が平均電圧より小さくなる状態を特定状態とする。故障判定部１０は、スピンドルモータ３がディスク２を１回転させる間に特定状態となった回数を特定状態回数としてカウントする。故障判定部１０は、スピンドルモータ３がディスク２を１回転させる間に特定状態回数を所定の回数以上カウントすると、スピンドルモータ３がショートにより故障していると判定し、スピンドルモータ３が故障していることを示す故障信号をＩＣ制御部１１に送信する。ここで、所定の回数とは、例えば、４回である。ＩＣ制御部１１は、故障判定部１０から故障信号を受信すると、駆動ＩＣ４に対してスピンドルモータ３を駆動させないように命令する。これにより、故障しているスピンドルモータ３は駆動しなくなるため、駆動ＩＣ４に大電流が流れることが回避され、アクチュエータのカバーが燃えることが防止される。

図２は、本実施形態におけるスピンドルモータ３の概略構成を示す。スピンドルモータ３は、ＤＣモータであって、正側の端子であるブラシＢ１と、負側の端子であるブラシＢ２と、整流子Ｃ１乃至Ｃ３と、コイルＬ１乃至Ｌ３とを備える。ブラシＢ１は電圧供給線ＳＰ＋に接続され、ブラシＢ２は電圧供給線ＳＰ−に接続されている。駆動ＩＣ４が電圧供給線ＳＰ＋及び電圧供給線ＳＰ−を介してブラシＢ１及びブラシＢ２に直流電圧を供給することにより、直流電流が、整流子Ｃ１乃至Ｃ３の一部とコイルＬ１乃至Ｌ３の一部とを介してブラシＢ１とブラシＢ２の間に流れる。これにより、スピンドルモータ３は回転する。

スピンドルモータ３が回転することによりブラシＢ１及びＢ２が磨耗すると、ブラシＢ１及びブラシＢ２の塵埃が発生する。この塵埃が整流子Ｃ１乃至Ｃ３の間に入り込むことによりブラシＢ１とブラシＢ２との間がショートした状態となる。ブラシＢ１とブラシＢ２との間がショートしてない状態であるとき、ブラシＢ１とブラシＢ２との間がショートした状態であるとき、差動オペアンプ５が故障判定部１０に連続して出力する出力電圧の特性は、ブラシＢ１とブラシＢ２との間がショートしていない状態における出力電圧の特性と異なる。そこで、故障判定部１０は、差動オペアンプ５が出力する出力電圧の特性を利用して、スピンドルモータ３の故障を判定する。ここで、整流子Ｃ１乃至整流子Ｃ３の間に存在する３つの隙間のうち、全ての隙間かいずれか２つの隙間がショートしている状態のことを完全ショートとする。また、整流子Ｃ１乃至整流子Ｃ３の間に存在する３つの隙間のうち、１つの隙間だけがショートしている状態を部分ショートとする。スピンドルモータ３が完全ショートしているとき、ブラシＢ１とブラシＢ２とは常にショートした状態となるため、整流子Ｃ１乃至整流子Ｃ３は回転しない。一方、スピンドルモータ３が部分ショートしているとき、整流子Ｃ１乃至整流子Ｃ３が回転すると、ブラシＢ１とブラシＢ２とがショートしている状態と、ショートしていない状態とが交互に現れることになる。

次に、本実施形態における出力電圧について説明する。図３は、本実施形態に係る出力電圧の変化の一例を示す。図３（ａ）（ｂ）は、再生部６がディスク２の内周側に記録されているデータを再生している状態であって、スピンドルモータ３がディスク２を１回転させる間に連続して２０回検出された出力電圧の変化を示す。図３（ａ）は、ショートしていないスピンドルモータ３の出力電圧の変化を示し、図３（ｂ）は部分ショートしているスピンドルモータ３の出力電圧の変化を示す。図３（ａ）（ｂ）において、出力電圧の変化を示すグラフを出力電圧変化グラフとし、縦軸は出力電圧を示し、横軸は出力電圧が算出された回数を示す。

図３（ａ）において、２０回検出された出力電圧は電圧特性Ｖを示し、２０回検出された出力電圧の平均電圧Ｒは２７５．９ｍＶである。スピンドルモータ３がショートしていないとき、電圧特性ＶはＳｉｎ曲線を示す。ここで、電圧特性Ｖと平均電圧Ｒとの交わりは、差動オペアンプ５が連続して検出した２つの出力電圧の一方が平均電圧Ｒより大きく、他方が平均電圧Ｒより小さくなっていることから特定状態であることを示す。図３（ａ）において、電圧特性Ｖは、平均電圧Ｒと２箇所で交わっていることから、スピンドルモータ３がディスク２を１回転させる間に生じた特定状態回数は２回である。ここで、故障判定部１０は、例えば、スピンドルモータ３がディスク２を１回転させる間に特定状態回数を４回以上カウントすると、スピンドルモータ３がショートにより故障していると判定することから、スピンドルモータ３は故障していないと判定する。

図３（ｂ）において、２０回検出された出力電圧は電圧特定Ｖを示し、２０回検出された出力電圧の平均電圧Ｒは３７１．４ｍＶである。ここで、スピンドルモータ３は、ショートしているため、出力電圧は不規則に変化する。その結果、電圧特性ＶはＳｉｎ曲線を示さない状態となっている。このとき、電圧特性Ｖは、平均電圧Ｒと５箇所で交わっていることから、スピンドルモータ３がディスク２を１回転させる間に生じた特定状態回数は５回である。そこで、故障判定部１０は、特定状態回数が４回以上であることから、スピンドルモータ３は故障していると判定する。

図４は、本実施形態に係る出力電圧の変化の一例を示す。図４（ａ）（ｂ）は、再生部６がディスク２の外周側に記録されているデータを再生している状態であって、スピンドルモータ３がディスク２を１回転させる間に連続して４０回検出された出力電圧の変化を示す。図４（ａ）は、ショートしていないスピンドルモータ３の出力電圧の変化を示し、図４（ｂ）は部分ショートしているスピンドルモータ３の出力電圧の変化を示す。図４（ａ）（ｂ）において、出力電圧の変化を示すグラフを出力電圧変化グラフとし、縦軸は出力電圧を示し、横軸は出力電圧が算出された回数を示す。

図４（ａ）において、４０回検出された出力電圧は電圧特定Ｖを示し、４０回検出された出力電圧の平均電圧Ｒは１１９．６ｍＶである。図４（ａ）において、電圧特性Ｖは、平均電圧Ｒと２箇所で交わっていることから、スピンドルモータ３がディスク２を１回転させる間に生じた特定状態回数は３回である。故障判定部１０は、特定状態回数が４回より少ないことから、スピンドルモータ３は故障していないと判定する。

図４（ｂ）において、４０回検出された出力電圧は電圧特定Ｖを示し、４０回検出された出力電圧の平均電圧Ｒは１７２．９ｍＶである。ここで、スピンドルモータ３は、ショートしているため、出力電圧が不規則に変化した結果、電圧特性ＶはＳｉｎ曲線を示さない状態になっている。このとき、電圧特性Ｖは、平均電圧Ｒと４箇所で交わっていることから、スピンドルモータ３がディスク２を１回転させる間に生じた特定状態回数は４回である。そこで、故障判定部１０は、特定状態回数が４回以上であることから、スピンドルモータ３は故障していると判定する。

図５は、本実施形態に係るスピンドルモータ３の故障判定処理フローを示す。再生部６が再生処理を開始すると、故障判定部１０は、記憶部１２に出力電圧を新たに記憶させるために、記憶部１２が記憶している内容を初期化する（Ｓ１０１）。制御部７は、スピンドルモータ３が回転している状態であって、再生部６が再生処理またはポーズ処理を実行しているかを判断する（Ｓ１０２）。ここで、ポーズ処理とは、スピンドルモータ３がディスク２を回転させている状態において、ピックアップユニット８がディスク２からのデータの読み出しを停止する処理である。信号処理部９がデコード処理を行う速度は、ピックアップユニット８がディスク２からデータを読み出す速度より遅い。そこで、信号処理部９は、ピックアップユニット８によって読み出されたデータをメモリ９ａに一時的に記憶させ、メモリ９ａが一杯になると制御部７に対してピックアップユニット８がディスク２からのデータの読み出しを停止させる。これにより、再生部６は、ポーズ処理を実行することによって、ピックアップユニット８は、メモリ９ａに空き容量ができるまで待機することとなる。

ステップＳ１０２において、制御部７は、再生部６によって再生処理またはポーズ処理が実行されていないと判断すると（Ｓ１０２でＮｏ）、スピンドルモータ３が回転を停止したか否かを検出する（Ｓ１０３）。スピンドルモータ３は、ユーザからディスク２の回転を停止させる命令が入力されることによって、または所定の時間が経過するまで再生処理が実行されないとスピンドルモータ３の回転を停止させるレジューム機能が作動することによって回転を停止する。ステップＳ１０３において、スピンドルモータ３が回転を停止しているとき（Ｓ１０３でＹｅｓ）、ディスク装置１は、スピンドルモータ３の故障判定処理を終了する。一方、スピンドルモータ３が回転を停止していないとき（Ｓ１０３でＮｏ）、制御部７は、再生部６が再生処理またはポーズ処理を実行しているかを判断する（Ｓ１０２）。

ステップＳ１０２において、制御部７が再生部６によって再生処理またはポーズ処理が実行されていると判断すると（Ｓ１０２でＹｅｓ）、差動オペアンプ５は、１つ目の出力電力を検出してからスピンドルモータ３がディスク２を１回転させるまでの間、連続してスピンドルモータ３の出力電圧を検出し、検出した出力電力を故障判定部１０に出力する（Ｓ１０４）。部分ショートしているスピンドルモータ３は、ディスク２を１回転させる間にＳｉｎ曲線を示さない出力電圧を出力する。故障判定部１０は、スピンドルモータ３がディスク２を１回転させる間に出力される複数の出力電力を取得すればスピンドルモータ３の故障を判定することができる。そこで、本実施形態に係る差動オペアンプ５は、スピンドルモータ３がディスク２を１回転させる間に限って、例えば、出力電圧を連続して２０回以上検出する。

故障判定部１０は、差動オペアンプ５から入力された出力電力を記憶部１２に記憶させる（Ｓ１０５）。制御部７は、差動オペアンプ５が１つ目の出力電圧を検出してからスピンドルモータ３がディスク２を１回転させたか否かを判定する（Ｓ１０６）。スピンドルモータ３がディスク２を１回転させていないとき（Ｓ１０６でＮｏ）、制御部７は、差動オペアンプ５に続けて出力電圧を検出させる（Ｓ１０４）。一方、スピンドルモータ３がディスク２を１回転させたとき（Ｓ１０６でＹｅｓ）、制御部７は、故障判定部１０に平均電圧を算出させる（Ｓ１０７）。ステップＳ１０７において、故障判定部１０は、記憶部１２が記憶する複数の出力電圧の平均を平均電圧として算出する。

故障判定部１０は、平均電圧を算出すると、記憶部１２に記憶されている複数の出力電力について、特定状態となっている回数を特定状態回数としてカウントする（Ｓ１０８）。故障判定部１０は、特定状態回数が４回未満のとき（Ｓ１０９でＮｏ）、スピンドルモータ３は故障していないと判定し、制御部７は、ステップＳ１０３の処理を実行する。一方、故障判定部１０は、特定状態回数が４回以上のとき（Ｓ１０９でＹｅｓ）、スピンドルモータ３は故障していると判定する。故障判定部１０によってスピンドルモータ３が故障していると判定されると、制御部７は、スピンドルモータ３の回転を停止させ（Ｓ１１０）、故障判定処理を終了する。

このように、故障判定部１０は、ディスク装置１が通常の動作を実行しているときに、複数の出力電圧と平均電圧に基づいてスピンドルモータ３が故障しているか否かを判定するため、制御部に大きな負荷を与えることなく、迅速にスピンドルモータ３の故障を検出することができる。また、制御部７は、故障判定部１０によってスピンドルモータ３が故障していると判定されたことに応じて、スピンドルモータ３を停止させる。これにより、故障しているスピンドルモータ３を回転させることによりアクチュエータに大電流が流れることが回避されるため、アクチュエータのカバーが燃えることを防止することができる。さらに、故障判定部１０は、スピンドルモータ３がディスク２を１回転させる間に特定状態回数を４回以上カウントすると、スピンドルモータ３が故障していると判定する。これにより、故障判定部１０は、ディスクに傷がついているとき、またはディスクが偏芯成分にぶれながら回転しているときに生じる出力電圧の突発的な変化の影響を受けることなく、正確にスピンドルモータが故障しているか否かを判定することができる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能であり、例えば、ディスク装置１は、制御部７が故障判定部１０を備える構成ではなく、制御部７とは別に故障判定部１０を備える構成であっても構わない。また、故障判定部１０は、特定状態回数を４回以上カウントすると、スピンドルモータ３が故障していると判定する構成ではなく、特定状態回数を５回以上カウントすると、スピンドルモータ３が故障していると判定する構成であっても構わない。

本発明の実施形態に係るディスク装置の概略を示す構成図。 本実施形態に係るスピンドルモータの概略を示す構成図。 本実施形態に係る出力電圧の変化の一例を示す図。 本実施形態に係る出力電圧の変化の一例を示す図。 本実施形態に係る故障判定処理フローチャート。

符号の説明

１ ディスク装置
２ ディスク
３ スピンドルモータ（ＤＣモータ）
５ 差動オペアンプ（検出器）
６ 再生部
７ 制御部
１０ 故障判定部
ＳＰ＋ 電圧供給線
ＳＰ− 電圧供給線

Claims (3)

1. ディスクを回転させるＤＣモータと、前記ＤＣモータの回転を制御する制御部と、前記ディスクに記録されているデータを読み出し、該データに基づいて再生処理を行う再生部と、を備えたディスク装置において、
   前記ＤＣモータが前記ディスクを回転させているときに前記ＤＣモータの出力電圧を連続して検出する検出器と、
   前記出力電圧に基づいて前記ＤＣモータが故障しているか否かを判定する故障判定部と、を備え、
   前記故障判定部は、
   前記出力電圧の平均を平均電圧として算出し、連続して検出された２つの該出力電圧であって一方の該出力電圧が該平均電圧より大きく、他方の該出力電圧が該平均電圧より小さくなる状態を特定状態とし、該特定状態となる回数を特定状態回数としてカウントし、該特定状態回数に基づいて前記ＤＣモータが故障しているか否かを判定し、
   前記制御部は、前記故障判定部によって前記ＤＣモータが故障していると判定されたことに応じて、前記ＤＣモータを停止させることを特徴としたディスク装置。
2. 前記検出器は、前記ＤＣモータが前記ディスクを回転させている状態であって、前記再生部が前記再生処理を行っているとき、または、該再生部が前記ディスクから前記データの読み出しを停止してから再開するまでのポーズ時に、前記出力電圧を検出することを特徴とした請求項１に記載のディスク装置。
3. 前記検出器は、前記ＤＣモータが前記ディスクを１回転させる間、前記出力電圧を所定の回数検出し、
   前記故障判定部は、前記ＤＣモータが前記ディスクを１回転させる間に前記特定状態回数を所定の回数以上カウントすると、前記ＤＣモータが故障していると判定することを特徴とした請求項１または請求項２に記載のディスク装置。

Images