JP2009238322A - センサ接続検出回路、センサ接続検出方法、および情報記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサの接続を正確に検出するセンサ接続検出回路およびセンサ接続検出方法と、このようなセンサ接続検出回路を有し、精度の高いアクセスの実行に適した情報記憶装置を提供する。
【解決手段】センサに接続され該センサからの出力信号が入力される入力部と、上記入力部に所定時間内に入力された信号の偏差を積算する積算部と、上記積算部における積算値を閾値と比較する比較部とを有する。ここで、上記センサとしては、例えば、加速度センサであってもよい。また、上記積算部の前段に、上記入力部に入力された信号を増幅するアンプが備えられていてもよい。
【選択図】図３

Description

本発明は、センサに接続されるセンサ接続検出回路と、センサの接続を検出するセンサ接続検出方法、および、加速度センサの信号に従ってヘッド移動機構を制御するヘッド移動制御部を備えた情報記憶装置に関する。

今日の社会では、工業技術の進歩に伴い多種多様な電子装置が開発されており、複雑な構成を有する電子装置も数多く存在している。特に最近では、コンピュータ技術の発展とともに、コンピュータに内蔵される機器や、コンピュータに外部から接続される機器に関する技術が急速に発展しており、このような周辺機器の中には、構成が複雑であるとともに、動作上、複雑な制御を必要とする電子装置も数多く存在する。

電子機器は、外部からの衝撃を受けやすい環境下に配置されることが少なくなく、電子機器の中には、外部からの衝撃を受けやすい環境下でも正常に動作できるように、衝撃に伴う加速度を検知するセンサを備えたものが存在する。例えば、コンピュータの周辺機器の１つであるハードディスク装置（ＨＤＤ）の中には、外部の振動を検知する２つの加速度センサを内蔵したＨＤＤが知られている（例えば、特許文献１参照）。

一般に、ＨＤＤでは、磁気ディスクとの間で情報の記録や再生を行う役割を果たすヘッドを、磁気ディスクを回転させながら磁気ディスクの表面近くまで接近させることにより、磁気ディスクへの情報の記録や磁気ディスクからの情報の再生（以下では、情報の記録と再生をまとめてアクセスと呼ぶ）が行われる。このとき、磁気ディスク上におけるヘッドの位置決めを高精度に行うことが、精度の高いアクセスの実行の上で重要となる。

特許文献１のＨＤＤをはじめ、２つの加速度センサを内蔵したＨＤＤでは、２つの加速度センサで検出された加速度の差に基づき、ＨＤＤを回転させようとする振動が検出される。そして、その振動の影響が相殺されるように、ヘッドの駆動制御が行われる。ここで、特許文献１のＨＤＤで行われる従来の振動の検出について説明する。

図１は、２つの加速度センサを内蔵した従来のＨＤＤにおいて、ＨＤＤが受ける振動の検出機構を表したブロック図である。

２つの加速度センサを内蔵した従来のＨＤＤには、このＨＤＤが有する制御基板（図１では不図示）上に、第１加速度センサ５９ａおよび第２加速度センサ５９ｂの２つの加速度センサが設けられている。これらの加速度センサは、制御基板が振動を受けることで生じる制御基板の加速度を検出してその加速度を表す電圧の信号（以下、検出信号と呼ぶ）を出力するセンサである。

第１加速度センサ５９ａから出力された検出信号は、第１フィルタ６０ａに入力されて、低周波のノイズを低減するために低周波成分が除去される。低周波成分が除去された検出信号は、次に、第１増幅器６１ａに入力されて増幅される。第１増幅器６１ａで増幅された検出信号は、第１ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）６２ａに入力されて、アナログ信号からデジタル信号に変換される。一方、第２加速度センサ５９ｂで検出された加速度を表す検出信号は、第２フィルタ６０ｂでの低周波数成分の除去と、第２増幅器６１ｂでの増幅が行われた後、第２アナログ／デジタル コンバータ（ＡＤＣ）６２ｂでアナログ信号からデジタル信号に変換される。なお、第１フィルタ６０ａや第２フィルタ６０ｂの具体的な回路構成としては、例えば、特許文献２記載の回路が採用される。

第１ＡＤＣ６２ａでデジタル信号に変換された検出信号と、第２ＡＤＣ６２ｂでデジタル信号に変換された検出信号は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５７０’に入力される。ＭＰＵ５７０’は、差分器５７１として動作して上記の２種類の検出信号の差分値を算出する。次に、ＭＰＵ５７０’は、ゲイン調整部５７２として動作して、その差分値の増幅を行う。その増幅後の差分値に基づいた制御値で、ヘッド５１を移動させる役割を担うＶＣＭ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）５４が、ＶＣＭドライバ５４１により駆動されて、振動の影響が補償されるようにヘッドの位置の調整が行われる。

一般に、加速度センサで得られるアナログの検出信号を、ＡＤＣでデジタル信号に変換する回路では、回路上の素子に故障が生じていない限り、振動などの外部からの力がかからない状況下においては、検出信号の平均的な値（以下、測定センター値と呼ぶ）は、ＡＤＣにおける論理上の信号値の基準値（以下、論理センター値と呼ぶ）とほぼ一致している。そこで、こうした回路では、測定センター値を論理センター値と比較することで回路が正常な状態にあるか否かが判定されることが多い。

図１には、測定センター値を論理センター値と比較することで、振動の検出機構が正常に機能しているどうかをチェックするＭＰＵ５７０’の機能がブロック図で示されている。ここで、振動の検出機構が正常に機能しているどうかをチェックは、ＨＤＤが出荷される前に、ＨＤＤを不図示の試験システムと接続した状態で行われる。このチェックの際には、第１加速度センサ５９ａ、および第２加速度センサ５９ｂにより、所定の時間間隔をおいて振動の検出が所定回数行われ、所定回数分の検出信号が、第１加速度センサ５９ａ、および第２加速度センサ５９ｂで生成される。第１加速度センサ５９ａで生成された所定回数分の検出信号は、第１フィルタ６０ａおよび第１増幅器６１ａを介して第１ＡＤＣ６２ａに送られる。ＭＰＵ５７０’は、第１平均算出部５７３ａとして動作して、第１ＡＤＣ６２ａでデジタル化された所定回数分の検出信号を平均することで測定センター値を求める。

一方、第２加速度センサ５９ｂで生成された所定回数分の検出信号は、第２フィルタ６０ｂおよび第２増幅器６１ｂを経て第２ＡＤＣ６２ｂでデジタル化され、その後、ＭＰＵ５７０’が、第２平均算出部５７３ｂとして動作してそれらの信号を平均して測定センター値を求める。

図２は、所定回数分の検出信号の各信号値と、信号値の平均値とを表した図である。

図２では、横軸に振動の検出回数をとり、縦軸に第１ＡＤＣ６２ａでデジタル化された検出信号の信号値（ＡＤＣ値）をとったときの、各検出における検出信号のＡＤＣ値の振る舞いがグラフで示されている。また、図１には、第１平均算出部５７３ａで計算された測定センター値も示されている。なお、ここでは、第１ＡＤＣ６２ａでデジタル化された検出信号のＡＤＣ値のグラフや測定センター値が例として示されているが、第２ＡＤＣ６２ｂでデジタル化された検出信号のＡＤＣ値のグラフや測定センター値も同様のものとなる。

第１平均算出部５７３ａで算出された測定センター値に対し、ＭＰＵ５７０’は、第１判定部５７７ａ’として動作して、この測定センター値と論理センター値との差が所定範囲内に収まっているか否かを判定する。図２には、測定センター値と論理センター値との差Δが示されており、第１判定部５７７ａ’では、この差Δが、所定範囲内に収まっているか否かが判定される。一方、ＭＰＵ５７０’は、第２判定部５７７ｂ’としても動作し、第２平均算出部５７３ｂで算出された測定センター値と、上記の論理センター値との差を求め、その差が所定範囲内に収まっているか否かを判定する。

第１判定部５７７ａ’の判定結果、および第２判定部５７７ｂ’の判定結果のうち、いずれかの判定結果が、測定センター値と論理センター値との差が所定範囲内に収まっていないことを示している場合には、上述した試験システムに、ＨＤＤの振動検出機構に異常が生じていることが伝えられる。そして、ＨＤＤの不良として修理などの措置が施される。
特開２００６−２２１８０６号公報 特開２００１−３２６５４８号公報

ここで、加速度センサを備えた従来のＨＤＤでは、制御基板への取り付けが不十分であったなどの理由で加速度センサが制御基板からはずれてしまい、加速度センサが制御基板と断線した状態になることがある。ここで、図１に示す、従来のＨＤＤの振動検出機構では、このように加速度センサが制御基板からはずれて断線した状態であっても、振動がゼロのときの検出信号と平均的にはほぼ同じ信号がＡＤＣに入力される。このため、上述した、測定センター値を論理センター値と比較する方式では、振動がゼロの状態と、加速度センサが制御基板からはずれて断線した状態とが区別できないという欠点がある。また、加速度センサが制御基板と断線して振動検出不能となっているＨＤＤは、振動下でのアクセス精度の低いＨＤＤとなってしまう。

以上の説明では、２つの加速度センサを内蔵したＨＤＤを例として説明したが、このような問題は、加速度センサで得られるアナログの検出信号を、ＡＤＣでデジタル信号に変換する回路を備えた電子装置全般について生じ得る問題である。さらには、上記の問題は、加速度センサを有する電子装置に限らず、歪みセンサなど、センシングを行って検出信号を生成するセンサを有する電子装置全般について生じ得る問題でもある。

上記事情に鑑み、センサの接続を正確に検出するセンサ接続検出回路およびセンサ接続検出方法と、このようなセンサ接続検出回路を有し、精度の高いアクセスの実行に適した情報記憶装置を提供する。

上記目的を達成するセンサ接続検出回路の基本形態は、
センサに接続され該センサからの出力信号が入力される入力部と、
上記入力部に所定時間内に入力された信号の偏差を積算する積算部と、
上記積算部における積算値を閾値と比較する比較部とを有している。

センサと入力部との間に導通が維持されている状況では、振動などの、センサの検出対象となるものがゼロの場合であっても、センサの検出動作に伴うノイズが入力部に入力される。一方、センサと入力部との間に断線が発生している状況では、この断線のために、センサの検出動作に伴うノイズは、入力部に入力されない。上記のセンサ接続検出回路の基本形態では、積算部がその信号の偏差を所定時間分積算し、比較部がその積算値を閾値と比較することで、信号中にノイズが存在しているか否かが把握される。この結果、上記のセンサ接続検出回路の基本形態では、センサの接続の有無が正確に検出される。ここで、上記の「信号の偏差」とは、例えば、差分の絶対値の信号や、差分を２乗した値の信号などが考えられる。

上記目的を達成するセンサ接続検出方法の基本形態は、
センサに接続され該センサからの出力信号が入力される入力過程と、
前記入力部に所定時間内に入力された信号の偏差を積算する積算過程と、
前記積算部における積算値を閾値と比較する比較過程とを有するものである。

上記のセンサ接続検出方法の基本形態では、積算過程でその信号の偏差を所定時間分積算され、比較過程でその積算値を閾値と比較されることで、信号中にノイズが存在しているか否かが把握される。この結果、上記のセンサ接続検出方法の基本形態では、センサの接続の有無が正確に検出される。

上記目的を達成する情報記憶装置の基本形態は、
加速度センサと、
記録媒体と、
前記記録媒体に対して情報の書込又は読出を行うヘッドと、
前記ヘッドを前記記録媒体上の所定位置に移動させるヘッド移動機構と、
前記加速度センサの信号に従って前記ヘッド移動機構を制御するヘッド移動制御部と、
前記加速度センサに接続され該センサからの出力信号が入力される入力部と、前記入力部に所定時間内に入力された信号の偏差を積算する積算部と、前記積算部における積算値を閾値と比較する比較部とを有するセンサ接続検出回路とを有している。

上記の情報記憶装置の基本形態では、上述したセンサ接続検出回路の基本形態を備えているためセンサの接続が正確に検出される。この結果、上記の情報記憶装置の基本形態では、振動下でも精度の高いアクセスが実行される。

以上説明したように、上記基本形態によれば、センサの接続が正確に検出される。

以下、センサ接続検出回路、センサ接続検出方法、および情報記憶装置の実施形態について説明する。ここで説明する情報記憶装置の実施形態は、２つの加速度センサを内蔵したハードディスク装置（ＨＤＤ）である。

図３は、情報記憶装置の具体的な実施形態であるハードディスク装置（ＨＤＤ）５００を表した図である。

図３に示すＨＤＤ５００には、軸５４０を中心とする回転駆動力を発生するボイスコイルモータ５４が設けられており、この回転駆動力を受けてアーム５３は、軸５４０の周りを回転する。アーム５３の先端には、ジンバルと呼ばれる支持具でスライダ５２が取り付けられており、さらに、このスライダ５２の先端部には、ヘッド５１が取り付けられている。

ヘッド５１は、磁気ディスク５０からの情報の読み取りや磁気ディスク５０への情報の書き込みを行う役割を担っており、情報の読み取りや書き込みの際には、ボイスコイルモータ５４によりアーム５３が、ボイスコイルモータ５４を中心として回転駆動されることで、ヘッド５１は、磁気ディスク５０の表面上の所望の位置に配置される。このときのヘッド５１は、円盤状の磁気ディスク５０の表面から微小な高さだけ浮上した位置に維持されており、この状態で、磁気ディスク５０からの情報の読み取りや磁気ディスク５０への情報の書き込み（以下では、情報の記録と再生をまとめてアクセスと呼ぶ）を行う。この図では、ヘッド５１の位置を原点とし、磁気ディスク１０３の中心向き方向をｙ軸とし、図に垂直な法線方向をｚ軸として定義されたｘｙｚ直交座標系の中で、ヘッド５１が表されている。

円盤状の磁気ディスク５０の表面には、ディスク中心を周回する帯状のトラックが半径方向に複数並んだ構成が設けられており、図３ではこれら複数のトラックのうちの１つのトラック５５が図示されている。トラック５５には、トラック５５の延びている方向に沿って、情報を記憶する情報記憶領域が設けられている。図３のＨＤＤ５００では、垂直磁気記録方式が採用されており、情報記憶領域には、図３のｚ軸の正方向あるいは負方向を向いた磁化が並んでおり、このような２つの向きで１ビット分の情報が表される。この磁気ディスク５０は、スピンドルモータ５９の回転駆動力を受けてディスク中心を回転中心として図３の面内を回転し、磁気ディスク５０表面近くに配置されたヘッド５１は、回転する磁気ディスク５０１のトラック５５に沿って並んだ磁化に順次近接する。

ヘッド５１は、印加される磁界の向きに応じて電気抵抗の値が変化する磁気抵抗効果膜を備えており、情報の再生の際には、ヘッド５１は、この磁気抵抗効果膜を流れる電流の値が、磁化により発生する磁界の向きに応じて変化することを検出することで、磁化の向きで表された情報を取り出す。この電流の変化を表す信号が、取り出された情報を表す再生信号であり、その再生信号はヘッドアンプ５８に出力される。また、ヘッド５１は、電磁石として機能するコイルおよび磁極とを備えており、情報の記録の際には、磁気ディスク５０に近接したヘッド５１に、情報をビット値で表した電気的な記録信号がヘッドアンプ５８を介して入力され、ヘッド５１は、その記録信号のビット値に応じた向きの電流をコイルに流す。この電流によりコイル中に発生した磁界が磁極を通って、磁気ディスク上の磁化に印加されてこの記録信号のビット値に応じた向きに磁化の方向がそろえられる。これにより、記録信号に担持された情報が磁化方向の形式で記録されることとなる。

上述した、ボイスコイルモータ５４、アーム５３、スライダ５２、ヘッド５１、およびヘッドアンプ５８など、情報の記憶再生に直接的に携わる各部は、磁気ディスク５０とともに、ベース５６に収容されており、図３では、ベース５６の内側の様子が表されている。ベース５６の裏側には、ボイスコイルモータ５４の駆動やヘッド５１によるアクセスを制御する制御回路を有する制御基板５７が設けられており、図３では、制御基板５７は点線で示されている。なお、ＨＤＤ５００では、ベース５６の表側の各部と、ベース５６の裏側の制御基板５７との全体は、この図では不図示の筺体に収容されている。上記の各部は、不図示の機構でこの制御基板５７と導通しており、ヘッド５１に入力される上述の記録信号や、ヘッド５１で生成された上述の再生信号は、ヘッドアンプ５８を介してこの制御基板５７において処理され、また、アクセス時の、磁気ディスク５０上における、ヘッド５１の位置決めの制御もこの制御基板５７によって行われる。また、この制御基板５７には、ヘッド５１の位置決めの制御を行う後述のＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が備えられており、さらに、この制御基板５７には、図３に示すように、制御基板５７の隅に、第１加速度センサ５９ａおよび第２加速度センサ５９ｂの２つの加速度センサも設けられている。これらの加速度センサは、制御基板が振動を受けることで生じる制御基板の加速度を検出してその加速度を表す電圧の信号（以下、検出信号と呼ぶ）を出力するセンサであり、このＨＤＤ５００では、２つの加速度センサで検出された加速度の差に基づき、図３の平面内でＨＤＤを回転させようとする振動が検出される。

次に、このＨＤＤ５００で行われる振動の検出について説明する。

図４は、図３のＨＤＤ５００において、ＨＤＤが受ける振動の検出機構を表したブロック図である。

図４では、図１に示す従来のＨＤＤの構成要素と同じ構成要素については、同一の符号が付されている。図３のＨＤＤ５００は、図１に示す従来のＨＤＤと同様に、第１フィルタ６０ａ、第１増幅器６１ａ、第１ＡＤＣ６２ａ、第２フィルタ６０ｂ、第２増幅器６１ｂ、第２ＡＤＣ６２ｂを備えており、図１に示す従来のＨＤＤと同様にして、加速度の検出信号の処理が行われる。すなわち、図３のＨＤＤ５００においても、図４の第１加速度センサ５９ａから出力された検出信号は、第１フィルタ６０ａに入力されて、低周波のノイズを低減するために低周波成分が除去され、低周波成分が除去された後、第１増幅器６１ａで増幅される。第１増幅器６１ａで増幅された検出信号は、第１ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）６２ａに入力されて、アナログ信号からデジタル信号に変換される。一方、第２加速度センサ５９ｂで検出された加速度を表す検出信号も、第２フィルタ６０ｂ、および第２増幅器６１ｂで同様の処理が施され、第２アナログ／デジタル コンバータ（ＡＤＣ）６２ｂでアナログ信号からデジタル信号に変換される。なお、第１フィルタ６０ａや第２フィルタ６０ｂの具体的な回路構成としては、例えば、特許文献２記載の回路が採用される。

第１ＡＤＣ６２ａでデジタル信号に変換された検出信号と、第２ＡＤＣ６２ｂでデジタル信号に変換された検出信号は、ＭＰＵ５７０に入力される。ＭＰＵ５７０は、差分器５７１として動作して上記の２種類の検出信号の差分値を算出し、さらにゲイン調整部５７２として動作してその差分値の増幅を行う。そして、その増幅後の差分値に基づいた制御値で、ボイスコイルモータドライバ（ＶＣＭドライバ）５４０によりボイスコイルモータ（ＶＣＭ）５４が駆動され、振動の影響が補償されるようにヘッド５１の位置が調整される。

一般に、図３に示すＨＤＤ５００のように、制御基板に取り付けられた加速度センサによってＨＤＤに加わる振動を検出するＨＤＤでは、制御基板への加速度センサの取り付けが不十分であったなどの理由で、加速度センサが制御基板からはずれてしまうことがある。

図３に示すＨＤＤ５００では、このような加速度センサの接続不良を検出するために、ＨＤＤ５００が出荷される前に、図３に示す２つの加速度センサ５９ａ，５９ｂが制御基板５７に接続されているか否かのチェックが行われる。

図５は、加速度センサの接続のチェックが行われる様子を表した図である。

この図に示すように、加速度センサの接続検出が行われる際には、複数のＨＤＤ５００がＩ／Ｆコントローラ２にそれぞれ接続される。以下に説明するように、各ＨＤＤ５００には、各ＨＤＤ５００内の、図３に示す２つの加速度センサ５９ａ，５９ｂが制御基板５７に接続されているか否かを検出する機構が備えられており、この接続検出の際には、上記の複数のＨＤＤ５００のうち、加速度センサの接続不良が生じたＨＤＤ５００から、加速度センサの接続不良を伝える信号がＩ／Ｆコントローラ２に送られる。加速度センサの接続不良を伝える信号は、このＩ／Ｆコントローラ２に接続されているＨＤＤ試験システム１に送られ、ＨＤＤ試験システム１は、そのＨＤＤ５００を加速度センサが接続不良のＨＤＤとして記録する。この不良のＨＤＤとして記録されたＨＤＤ５００に対しては、加速度センサの再接続のための修理が行われる。

次に、ＨＤＤ５００に備えられている、２つの加速度センサの接続を検出する機構について説明する。

加速度センサの接続のチェックが行われる際には、第１加速度センサ５９ａ、および第２加速度センサ５９ｂにより、所定の時間間隔をおいて振動の検出が所定回数行われ、所定回数分の検出信号が、第１加速度センサ５９ａ、および第２加速度センサ５９ｂで生成される。第１加速度センサ５９ａで生成された所定回数分の検出信号は、第１フィルタ６０ａおよび第１増幅器６１ａを介して第１ＡＤＣ６２ａに送られてデジタル化される。一方、第２加速度センサ５９ｂで生成された所定回数分の検出信号は、第２フィルタ６０ｂおよび第２増幅器６１ｂを経て第２ＡＤＣ６２ｂでデジタル化される。

ＭＰＵ５７０は、第１平均算出部５７３ａおよび第２平均算出部５７３ｂとして動作して、第１ＡＤＣ６２ａおよび第２ＡＤＣ６２ｂでデジタル化された所定回数分の検出信号を、それぞれ、図２で上述したのと同様に平均して測定センター値を求める。

さらにＭＰＵ５７０は、第１差分算出部５７４ａとして動作して、第１ＡＤＣ６２ａでデジタル化された所定回数分の各ＡＤＣ値と上記の測定センター値との差分を求める。次に、ＭＰＵ５７０は、第１絶対値換算部５７５ａとして動作して、その差分を差分の絶対値に換算する。ここで、所定回数分のＡＤＣ値のうち、ｎ回目の検出で得られたＡＤＣ値をＸｎとし、測定センター値をＣとすると、差分の絶対値Ａ（ｎ）は、下記の式で表される。

Ａ（ｎ）＝｜Ｘｎ−Ｃ｜ ・・・・・・・・（１）
これら第１差分算出部５７４ａと第１絶対値換算部５７５ａとにより、所定回数分の各ＡＤＣ値に対応して、所定回数分の差分の絶対値が求められる。

図６は、所定回数分の差分の絶対値を表した図である。

図６には、横軸に振動の検出回数をとり、縦軸に差分の絶対値をとったときの、各検出での差分の絶対値の振る舞いがグラフで示されている。すなわち、このグラフは、上記の式（１）で表される差分の絶対値Ａ（ｎ）をｎの関数として表したグラフである。

図４に戻って説明を続ける。

次に、ＭＰＵ５７０は第１積算部５７６ａとして動作して、第１絶対値換算部５７５ａによって求められた所定回数分の差分の絶対値について、その和を求める。すなわち、上記の所定回数をＮとすると上記の式（１）で表される差分の絶対値Ａ（ｎ）が、ｎ＝１からｎ＝Ｎまで足し上げられて、下記の式（２）で表される、所定回数分の差分の絶対値の和Ｓ（Ｎ）が求められる。

一般に、加速度センサが生成する検出信号には、振動がゼロの環境下においても、かなりの量のノイズが存在しており、図４の第１フィルタ６０ａや第２フィルタ６０ｂのような低周波成分のノイズを低減するフィルタを用いても、検出信号には、ある程度の量の高周波成分のノイズが残っている。一方、加速度センサが制御基板からはずれて断線しているときには、ＡＤＣに入力される信号中に、このような高周波成分のノイズは存在していない。このような高周波成分のノイズのＡＤＣ値は、平均するとほぼゼロとなるため、図１で説明した測定センター値を論理センター値と比較する方式では、振動がゼロの状態と、加速度センサが制御基板からはずれて断線した状態とが区別できない。

一方、高周波成分のノイズを含む検出信号のＡＤＣ値と測定センター値との差の絶対値を各検出ごとに積算した値には、ノイズの影響は消えずに残っており、その積算値は、振動がゼロの状態と、加速度センサが制御基板からはずれて断線した状態とでは大きく異なる。

図７は、図４に示す加速度センサの接続検出機構において、制御基板５７に第１加速度センサ５９ａが接続されている状態における積算値のグラフと、第１加速度センサ５９ａが図３の制御基板５７からはずれて断線している状態における積算値のグラフとを表した図である。

図７には、図３のＨＤＤ５００に加えられる振動が存在しない状況下で、上述した、第１加速度センサ５９ａによる所定回数Ｎの振動の検出作業を行って検出信号のＡＤＣ値と測定センター値との差の絶対値の積算値Ｓ（Ｎ）を求める作業を、その所定回数（積算回数）Ｎを変えながら行った実験結果が示されている。この図７では、制御基板５７に第１加速度センサ５９ａが接続されている状態における積算値のグラフが実線で示されており、第１加速度センサ５９ａが図３の制御基板５７からはずれて断線している状態における積算値のグラフが一点鎖線で示されている。この図に示すように、制御基板５７に第１加速度センサ５９ａが接続されている状態における積算値のグラフは、第１加速度センサ５９ａが図３の制御基板５７からはずれて断線している状態における積算値のグラフに比べ、積算回数の増加とともに、急速に大きくなっていくことがわかる。これは、高周波成分のノイズが検出信号に含まれていると、ノイズの寄与も積算されていくためである。

図４に示す加速度センサの接続検出機構では、ＭＰＵ５７０が第１判定部５７６ａとして動作して、上記の所定回数ＮがＮ_０のときの差分の絶対値の和Ｓ（Ｎ_０）と、所定の閾値との比較を行う。この比較により、差分の絶対値の和Ｓ（Ｎ_０）がこの閾値以上の場合は第１加速度センサ５９ａは制御基板５７に接続されていると判定され、差分の絶対値の和Ｓがこの閾値より小さい場合は第１加速度センサ５９ａは制御基板５７とは断線していると判定される。例えば、図７では、実線のグラフでは、積算回数がＮ_０のときの差分の絶対値の和はＳ_１となっており、図中の閾値より大きい値となっている。このため、第１加速度センサ５９ａは制御基板５７に接続されていると判定される。一方、一点鎖線のグラフでは、積算回数がＮ_０のときの差分の絶対値の和はＳ_０となっており、図中の閾値より小さい値となっている。このため、第１加速度センサ５９ａは制御基板５７とは断線していると判定される。

以上では、第１加速度センサ５９ａの接続を検出するための、第１差分算出部５７４ａ、第１絶対値換算部５７５ａ、第１積算部５７６ａ、第１判定部５７７ａの動作について、説明してきたが、図４に示す加速度センサの接続検出機構では、ＭＰＵ５７０は、第２加速度センサ５９ｂの接続を検出するための、第２差分算出部５７４ｂ、第２絶対値換算部５７５ｂ、第２積算部５７６ｂ、第２判定部５７７ｂとしても動作し、これらの各部は、第２加速度センサ５９ｂで生成された検出された所定回数分の検出信号に対し、上述した、第１差分算出部５７４ａ、第１絶対値換算部５７５ａ、第１積算部５７６ａ、第１判定部５７７ａの機能と同様の機能を担う。

第１判定部５７７ａおよび第２判定部５７７ｂの判定結果は、図２および図４に示すＩ／Ｆコントローラ２に入力される。この判定結果は、さらに、このＩ／Ｆコントローラ２に接続されている図５のＨＤＤ試験システム１に送られ、ＨＤＤ試験システム１は、そのＨＤＤ５００を加速度センサが接続不良のＨＤＤ５００として記録し、記録されたＨＤＤ５００に対しては、加速度センサの再接続のための修理が行われる。

このように、図２に示すＨＤＤ５００では、高周波成分のノイズが検出信号に含まれているか否かを調べることで加速度センサの接続の有無が検出され、加速度センサが断線していてもＨＤＤ５００の出荷前の段階で接続状態が改善される。このため、ＨＤＤ５００が実際に使用される際には、磁気ディスク上におけるヘッドの位置決めが高精度に行われることとなり、精度の高いアクセスが実現する。

以上が実施形態の説明である。

以上では、ＡＤＣ値と、測定センター値との差分の絶対値について積算が行われたが、基本形態で説明したセンサ接続検出回路では、ＡＤＣ値と、測定センター値との差分の２乗や４乗など、ＡＤＣ値と、測定センター値との差分の大きさの指標となる量について積算が行われるものであってもよい。

また、以上では、ＡＤＣ値の測定センター値が求められる際の所定回数と、積算回数は同じ値として説明したが、基本形態で説明したセンサ接続検出回路では、測定センター値の精度を上げるために、ＡＤＣ値の測定センター値を求めるための検出回数を多くし、一方、積算処理を高速化するために、積算回数を少なくするものであってもよい。

２つの加速度センサを内蔵した従来のＨＤＤにおいて、ＨＤＤが受ける振動の検出機構を表したブロック図である。 所定回数分の検出信号の各信号値と、信号値の平均値とを表した図である。 情報記憶装置の具体的な実施形態であるハードディスク装置（ＨＤＤ）５００を表した図である。 図３のＨＤＤ５００において、ＨＤＤが受ける振動の検出機構を表したブロック図である。 加速度センサの接続のチェックが行われる様子を表した図である。 所定回数分の差分の絶対値を表した図である。 図４に示す加速度センサの接続検出機構において、制御基板５７に第１加速度センサ５９ａが接続されている状態における積算値のグラフと、第１加速度センサ５９ａが図３の制御基板５７からはずれて断線している状態における積算値のグラフとを表した図である。

符号の説明

１ ＨＤＤ試験システム
２ Ｉ／Ｆコントローラ
５００ ＨＤＤ
５１ ヘッド
５２ スライダ
５３ アーム
５４ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
５４０ 軸
５４１ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）ドライバ
５５ トラック
５６ ベース
５７ 制御基板
５７０，５７０’ ＭＰＵ
５７１ 差分器
５７２ ゲイン調整部
５７３ａ 第１平均算出部
５７３ｂ 第２平均算出部
５７４ａ 第１差分算出部
５７４ｂ 第２差分算出部
５７５ａ 第１絶対値換算部
５７５ｂ 第２絶対値換算部
５７６ａ 第１積算部
５７６ｂ 第２積算部
５７７ａ，５７７ａ’ 第１判定部
５７７ｂ，５７７ｂ’ 第２判定部
５８ ヘッドアンプ
５９ スピンドルモータ（ＳＰＭ）
５９ａ 第１加速度センサ
５９ｂ 第２加速度センサ
６０ａ 第１フィルタ
６０ｂ 第２フィルタ
６１ａ 第１増幅器
６１ｂ 第２増幅器
６２ａ 第１ＡＤＣ
６２ｂ 第２ＡＤＣ

Claims (7)

1. センサに接続され該センサからの出力信号が入力される入力部と、
   前記入力部に所定時間内に入力された信号の偏差を積算する積算部と、
   前記積算部における積算値を閾値と比較する比較部とを有することを特徴とするセンサ接続検出回路。
2. 前記センサは加速度センサであることを特徴とする請求項１又は２記載のセンサ接続検出回路。
3. 前記積算部の前段に、前記入力部に入力された信号を増幅するアンプを有することを特徴とする請求項１又は２記載のセンサ接続検出回路。
4. 前記入力部がアナログ信号の入力を受けるものであり、
   前記アンプがアナログアンプであり、
   前記アンプと前記積算部との間に、該アンプで増幅されたアナログの信号をデジタルの信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備えたことを特徴とする請求項３記載のセンサ接続検出回路。
5. 前記Ａ／Ｄ変換器は、前記積算部における積算値の平均値がセンター値として設定されたものであることを特徴とする請求項４記載のセンサ接続検出回路。
6. センサに接続され該センサからの出力信号が入力される入力過程と、
   前記入力部に所定時間内に入力された信号の偏差を積算する積算過程と、
   前記積算部における積算値を閾値と比較する比較過程とを有することを特徴とするセンサ接続検出方法。
7. 加速度センサと、
   記録媒体と、
   前記記録媒体に対して情報の書込又は読出を行うヘッドと、
   前記ヘッドを前記記録媒体上の所定位置に移動させるヘッド移動機構と、
   前記加速度センサの信号に従って前記ヘッド移動機構を制御するヘッド移動制御部と、
   前記加速度センサに接続され該センサからの出力信号が入力される入力部と、前記入力部に所定時間内に入力された信号の偏差を積算する積算部と、前記積算部における積算値を閾値と比較する比較部とを有するセンサ接続検出回路と、を有することを特徴とする情報記憶装置。

Images