JP2008276881A - ディスク装置 - Google Patents

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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、複数の出力電圧に基づいて判定値を算出する算出部と、判定値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、ディスク装置1全体を制御する制御部7を備える。故障判定部10は、判定値が予め定められた閾値より大きいとき、スピンドルモータ3が故障していると判定する。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ると、スピンドルモータ3を停止させる。これにより、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高温にさらされることを防止することができる。
【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高温にさらされることがあった。
そこで、特許文献1には、流体軸受スピンドルモータに供給される電流と該スピンドルモータの正常動作時の電流値に相当する値とを比較することによって、該スピンドルモータの異常を検出する技術が開示されている。また、特許文献2には、ハードディスクドライブのモータ軸受のインピーダンスを検出ことによって、モータ軸受の異常を判別する技術が開示されている。さらに、特許文献3には、モータに流れる電流の値に応じて、モータを駆動させるモータ駆動装置が正常に動作しているか否かを判定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、流体軸受スピンドルモータに供給される電流が該スピンドルモータの正常動作時の電流値より大きければ、直ちに該スピンドルモータの異常が検出されるため、該スピンドルモータが正常な場合であっても、ノイズによって該スピンドルモータに供給される電流が一時に変化すると、該スピンドルモータの異常が検出されていた。また、特許文献2に示される技術においては、モータ軸受が定常の位置で動作しているか否かを判別するものであり、モータの故障を検出することはできなかった。さらに、特許文献3に示される技術においては、モータに流れる電流の値に応じて、モータを駆動させるモータ駆動装置が正常に動作しているか否かを判定するものであり、モータがショートしたことによって故障していることを検出することはできなかった。
特開2002−272172号公報 特開2002−131188号公報 特開2002−010681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所定の間隔で連続して検出する検出器と、出力電圧の平均を算出する算出部と、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、算出部は、連続してn個の出力電力が検出される時間を1周期とし、1周期の間に検出された出力電圧の平均を平均電圧として算出し、出力電力が1周期の間に検出された順番をmとして、m番目に検出された出力電力と平均電圧との差を電圧差ΔV(m)として算出し、(m+(n/2))番目に検出された出力電力と平均電圧との差を電圧差ΔV(m+(n/2))として算出し、電圧差ΔV(m)と電圧差ΔV(m+(n/2))との和を判定値として算出し、判定値を故障判定部に出力し、故障判定部は、判定値に基づいて、DCモータが故障しているか否かを判定す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、出力電圧を検出し、故障判定部は、判定値の絶対値が予め定められた閾値より大きいとき、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。
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、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。
請求項1の発明によれば、算出部は、検出器が連続して検出したDCモータの出力電圧と、この出力電力の平均電圧に基づいて予め定められた計算式から判定値を算出する。故障判定部は、判定値に基づいて、DCモータが故障しているか否かを判定する。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。また、検出器は、DCモータの入力電圧を検出する必要がないため、ディスク装置は、迅速にDCモータの故障を検出することができる。
請求項2の発明によれば、検出器は、再生部が通常の再生処理を行っているときに、連続して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、制御部は、故障判定部が判定値に基づいてDCモータが故障していると判定すると、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高温にさらされることを防止することができる。
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と、記憶部12が記憶する複数の出力電圧の平均を算出する算出部13とを備える。差動オペアンプ5は、スピンドルモータ3がディスク2を回転させている間、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。
算出部13は、記憶部12が記憶する複数の出力電圧の中から、連続して検出されたn個の出力電圧の平均を平均電圧V(ave)として算出する。ここで、差動オペアンプ5が、所定の間隔でn個の出力電圧を連続して検出する時間を1周期とする。また、1周期の間に連続して検出された出力電圧の順番をmとする。算出部13は、平均電圧V(ave)の算出に用いられたn個の出力電圧の中から、m番目に検出された出力電力と平均電圧V(ave)との差を電圧差ΔV(m)として算出し、(m+(n/2))番目に検出された出力電力と平均電圧V(ave)との差を電圧差ΔV(m+(n/2))として算出する。
次に、算出部13は、電圧差ΔV(m)と電圧差ΔV(m+(n/2))との和の絶対値を判定値として算出して故障判定部10に出力する。故障判定部10は、判定値が予め定められた閾値より大きければ、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、予め定められた閾値とは、例えば、50mVとする。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高温にさらされ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(a)(b)は、本実施形態に係る出力電圧の変化の一例を示す。ここで、1周期の間に検出される出力電圧の個数nは12である。図3(a)(b)において、2周期分の出力電圧の変化を示し、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。また、平均電圧V(ave)は、直線V(ave)で表され、例えば、119.6mVである。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)において、スピンドルモータ3が故障していないとき、出力電圧は、1周期毎にSin曲線に沿って変化する。ここで、算出部13が、1周期の間に検出された出力電圧の順番を表すmを6とした場合の判定値の算出について説明する。6番目に検出された出力電圧V(6)は、例えば、181.2mVであり、12番目に検出された出力電圧V(12)は、例えば、62.2mVである。算出部13は、判定値を算出するために予め算出する電圧差ΔV(6)と電圧差ΔV(6+n/2)を算出する。ここで、nは12であるため、算出部13は、電圧差ΔV(6)と電圧差ΔV(12)を算出することとなる。
算出部13は、出力電圧V(6)と平均電圧V(ave)の差が電圧差ΔV(6)であることから、電圧差ΔV(6)=181.2mV−119.6mVとして電圧差ΔV(6)は61.6mVと算出する。同様に、算出部13は、出力電圧V(12)と平均電圧V(ave)の差が電圧差ΔV(12)であることから、電圧差ΔV(12)=62.2mV−119.6mVとして電圧差ΔV(12)は−57.4mVと算出する。次に、算出部13は、電圧差ΔV(6)と電圧差ΔV(12)の和の絶対値が判定値であることから、│61.6mV+(−57.4mV)│から判定値を4.4mVと算出して故障判定部10に出力する。このとき、故障判定部10は、判定値が予め定められた閾値である50mVより小さいため、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、スピンドルモータ3が部分ショートにより故障しているとき、出力電圧は、Sin曲線に沿って変化しない。ここで、出力電圧V(5)と出力電圧V(6)、出力電圧V(11)と出力電圧V(12)、出力電圧V(17)と出力電圧V(18)、出力電圧V(23)と出力電圧V(24)は、ショートしている状態であるため、出力電力が低い値になっている。IC制御部11は、出力電力が低い値になると、スピンドルモータ3をさらに駆動させるためにオフセット電圧Vfの供給を指示する。その結果、出力電力が低い値を示した後の出力電力である出力電圧V(7)と出力電圧V(8)、出力電圧V(13)と出力電圧V(14)、出力電圧V(19)と出力電圧V(20)は、出力電圧V(23)と出力電圧V(24)は、高い値を示すこととなる。
ここで、算出部13が、出力の順番を表すmを6とした場合の判定値の算出について説明する。6番目に検出された出力電圧V(6)と12番目に検出された出力電圧V(12)は、例えば、いずれも23.4mVとする。算出部13は、判定値を算出するために電圧差ΔV(6)と電圧差ΔV(12)とを算出する。算出部13は、電圧差ΔV(6)=23.4mV−119.6mVから電圧差ΔV(6)は−96.2mVと算出する。同様に、算出部13は、電圧差ΔV(12)=23.4mV−119.6mVから電圧差ΔV(6)は−96.2mVと算出する。次に、算出部13は、電圧差ΔV(6)と電圧差ΔV(12)の和の絶対値が判定値であることから、│(−96.2mV)+(−96.2mV)│から判定値を192.4mVと算出して故障判定部10に出力する。このとき、故障判定部10は、判定値が予め定められた閾値である50mVより大きいため、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、n個の出力電力を1周期として所定の間隔で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)。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)。算出部13は、記憶部12が記憶する1周期分の出力電圧の平均を平均電圧V(ave)として算出する(S106)。次に、算出部13は、m番目に検出された出力電力と平均電圧V(ave)との差を電圧差ΔV(m)として算出し、(m+(n/2))番目に検出された出力電力と平均電圧V(ave)との差を電圧差ΔV(m+(n/2))として算出する(S107)。算出部13は、電圧差ΔV(m)と電圧差ΔV(m+(n/2))との和の絶対値を判定値として算出し(S108)、故障判定部10に出力する。
故障判定部10は、算出部13から入力された判定値が、予め定められた閾値より大きいか否かを判定する(S109)。故障判定部10は、判定値が閾値より小さいとき(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、判定値が閾値より大きいとき(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高温にさらされることを防止することができる。さらに、故障判定部10は、複数の出力電圧に基づいて算出された判定値からスピンドルモータ3が故障しているか否かを判定する。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、判定値が50mVより大きい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はく、判定値が、例えば、100mVより大きい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。 (a)(b)は本実施形態に係る出力電圧の変化を示す図。 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所定の間隔で連続して検出する検出器と、
    前記出力電圧の平均を算出する算出部と、
    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、
    前記算出部は、連続してn個の前記出力電力が検出される時間を1周期とし、1周期の間に検出された該出力電圧の平均を平均電圧として算出し、該出力電力が1周期の間に検出された順番をmとして、m番目に検出された前記出力電力と前記平均電圧との差を電圧差ΔV(m)として算出し、(m+(n/2))番目に検出された前記出力電力と前記平均電圧との差を電圧差ΔV(m+(n/2))として算出し、電圧差ΔV(m)と電圧差ΔV(m+(n/2))との和を判定値として算出し、該判定値を前記故障判定部に出力し、
    前記故障判定部は、前記判定値に基づいて、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し、
    前記故障判定部は、前記判定値の絶対値が予め定められた閾値より大きいとき、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に記載のディスク装置。
  3. 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、該DCモータを停止させ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。
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