JP2023129862A - 磁気ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、磁気ディスク装置に関する。
ハードディスクドライブのような磁気ディスク装置は、例えば、電源供給が切断されたとき、リトラクト動作を行う。リトラクト動作では、ボイスコイルモータのようなアクチュエータが磁気ヘッドをランプへ退避させる。
リトラクト動作において、磁気ディスク装置は、一般的に、アクチュエータの逆起電力に基づき、磁気ヘッドの速度のフィードバック制御を行う。磁気ディスクは、逆起電力の検出と、アクチュエータへの電圧の印加とを交互に行う。
リトラクト動作において、磁気ヘッドの速度とターゲット速度との差が大きい場合、磁気ヘッドの速度がターゲット速度に到達するまでに時間がかかることがある。
本発明が解決する課題の一例は、リトラクト動作において磁気ヘッドの速度を速やかにターゲット速度に近づけることができる磁気ディスク装置を提供することである。
一つの実施形態に係る磁気ディスク装置は、磁気ディスクと、磁気ヘッドと、アクチュエータと、コントローラと、ランプとを備える。前記磁気ヘッドは、前記磁気ディスクに対してデータの記録及び再生を行うよう構成される。前記アクチュエータは、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクに対して移動させるよう構成される。前記コントローラは、前記アクチュエータを制御するよう構成される。前記ランプは、前記磁気ヘッドを保持可能である。前記コントローラは、前記アクチュエータに前記磁気ヘッドを前記ランプへ退避させるリトラクト動作において、前記アクチュエータの逆起電力の検出と、前記逆起電力に応じた電圧の前記アクチュエータへの印加と、を交互に行い、前記磁気ヘッドの速度が所定の範囲から外れた場合に前記逆起電力の検出を所定の回数に亘ってスキップするよう構成される。
(第1の実施形態)
以下に、第1の実施形態について、図1乃至図6を参照して説明する。なお、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明が、複数の表現で記載されることがある。構成要素及びその説明は、一例であり、本明細書の表現によって限定されない。構成要素は、本明細書におけるものとは異なる名称でも特定され得る。また、構成要素は、本明細書の表現とは異なる表現によっても説明され得る。
以下に、第1の実施形態について、図1乃至図6を参照して説明する。なお、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明が、複数の表現で記載されることがある。構成要素及びその説明は、一例であり、本明細書の表現によって限定されない。構成要素は、本明細書におけるものとは異なる名称でも特定され得る。また、構成要素は、本明細書の表現とは異なる表現によっても説明され得る。
図1は、第1の実施形態に係る磁気ディスク装置10の構成の一例を示す例示的な図である。磁気ディスク装置10は、例えば、ハードディスクドライブ(HDD)である。なお、磁気ディスク装置10は、ハイブリッドHDDのような他の磁気ディスク装置であっても良い。
磁気ディスク装置10は、ホスト2に接続可能である。磁気ディスク装置10とホスト2とは、例えば、SAS(Serial Attached SCSI)規格に準拠した通信を行うことができる。なお、磁気ディスク装置10とホスト2との間の通信路の規格は、この例に限ら得ない。
ホスト2は、例えばプロセッサ、パーソナルコンピュータ、又はサーバである。磁気ディスク装置10は、ホスト2からアクセスコマンド(リードコマンド及びライトコマンド)を受け付けることができる。
図2は、第1の実施形態の磁気ディスク装置10を概略的に示す例示的な平面図である。図1及び図2に示すように、磁気ディスク装置10は、スピンドルモータ(SPM)11と、複数の磁気ディスク12と、複数の磁気ヘッド13と、アクチュエータ系14と、ランプロード機構15と、ヘッドアンプ16と、SoC17と、サーボコントローラ(SVC)18とを有する。ランプロード機構15は、ランプの一例である。SVC18は、コントローラの一例であり、例えばサーボコンボとも称され得る。なお、コントローラは、他の部品であっても良い。
SPM11は、回転軸19を有する。回転軸19に、複数の磁気ディスク12が、例えばクランプによって保持される。SPM11は、回転軸19まわりに、複数の磁気ディスク12を一体的に回転させることができる。
複数の磁気ディスク12の両面には、データの記録が可能な記録面が形成される。複数の磁気ヘッド13の数は、当該複数の磁気ヘッド13が複数の磁気ディスク12の記録面にアクセス可能なように設定される。
複数の磁気ヘッド13のそれぞれは、対応する磁気ディスク12の記録面に対向可能なように設けられる。複数の磁気ヘッド13のそれぞれは、当該磁気ヘッド13が対向する磁気ディスク12の記録面に対し、データの記録及びデータの再生を行うことができる。
図2に示すように、アクチュエータ系14は、複数のサスペンション21と、複数のアクチュエータアーム22と、回転軸23と、ボイスコイルモータ(VCM)24と、複数のマイクロアクチュエータ(MA)25とを有する。VCM24は、アクチュエータの一例である。サスペンション21、アクチュエータアーム22、及びMA25の数は、磁気ヘッド13の数に対応して設定される。また、アクチュエータ系14が複数のVCM24を有しても良い。
複数のサスペンション21のそれぞれは、弾性変形可能な板状に形成される。複数のサスペンション21のそれぞれは、複数の磁気ヘッド13のうちの対応する一つを、当該サスペンション21の先端の近傍で支持する。
複数のアクチュエータアーム22の一方の端部は、回転軸23まわりに回転可能に、当該回転軸23に支持される。複数のアクチュエータアーム22のそれぞれの他方の端部に、複数のサスペンション21のうち対応する一つが取り付けられる。
VCM24は、アクチュエータアーム22と、当該アクチュエータアーム22に取り付けられたサスペンション21とを、回転軸23まわりに所定の範囲内で回転させる。SPM11の回転軸19とアクチュエータ系14の回転軸23とは、略平行且つ互いに離間した位置に設けられる。このため、VCM24は、サスペンション21に支持された磁気ヘッド13を磁気ディスク12に対して移動させることができる。
VCM24は、アクチュエータアーム22を磁気ディスク12の記録面に対して略平行に移動させる。本実施形態のVCM24は、磁気ヘッド13を、磁気ディスク12に対して、回転軸19と略直交する径方向に移動させる。
MA25は、サスペンション21とアクチュエータアーム22との接続部分に設けられる。MA25は、例えば、圧電素子のようなアクチュエータ素子である。MA25は、サスペンション21を磁気ディスク12の記録面に対して略平行に移動させることができる。すなわち、アクチュエータ系14は、VCM24とMA25とによって磁気ヘッド13を移動させる、二段アクチュエータとして構成される。
アクチュエータ系14は、VCM24とMA25とによって、磁気ディスク12の記録面に対し、軌跡Tに沿って磁気ヘッド13を移動させることができる。磁気ディスク12の外端近傍の軌跡T上に、ランプロード機構15が設けられる。このため、VCM24は、磁気ヘッド13を、ランプロード機構15と回転軸19との間で移動させることができる。
ランプロード機構15は、例えば、アンロード時及びリトラクト時に、複数の磁気ヘッド13をパーキングする。例えば、ランプロード機構15は、サスペンション21の先端に設けられたリフトタブを支持することで、サスペンション21に支持された磁気ヘッド13を退避位置に保持することができる。
図1に示すヘッドアンプ16は、磁気ヘッド13が磁気ディスク12から読み取った信号を増幅して出力してSoC17に供給する。SoC17は、ヘッドアンプ16から供給された信号を、リードチャネル回路によってデジタルデータに復調する。
さらに、ヘッドアンプ16は、デジタルデータに対応した信号をSoC17から供給される。ヘッドアンプ16は、SoC17から供給された信号を増幅して、磁気ヘッド13に供給する。磁気ヘッド13は、ヘッドアンプ16から供給された信号を磁気ディスク12の記録面に記録する。
SVC18は、アクチュエータ系14のVCM24及びMA25を制御する。具体的には、SVC18は、SoC17からの指示に基づいてアクチュエータ系14を駆動することによって、磁気ヘッド13をSoC17から指示された位置に位置決めする。
さらに、SVC18は、SoC17からの指示に基づいてSPM11を駆動する。SVC18は、SPM11の回転速度が予め決められた目標速度で一定となるように、SPM11を駆動する。
SVC18は、磁気ディスク装置10への電源供給が切断されたときに、磁気ヘッド13をリトラクトする。さらに、SVC18は、磁気ヘッド13の位置決め制御においてシークエラーが発生した場合に、磁気ヘッド13をリトラクトしても良い。
磁気ヘッド13のリトラクトは、磁気ヘッド13をランプロード機構15に退避する動作である。以下の記載において、磁気ヘッド13をリトラクトする動作は、リトラクト動作(retract operation)と称され得る。
SoC17は、ホスト2に電気的に接続される。SoC17は、ホスト2からのアクセスコマンドを解釈して、解釈結果に基づき、磁気ディスク12へのアクセスのような種々の制御を実行する。
SoC17は、MPU(Micro-Processing Unit)17aを有する。MPU17aは、ファームウェアプログラムに従って動作する。ファームウェアプログラムは、所定の不揮発性の記憶領域に格納されている。所定の不揮発性の記憶領域は、磁気ディスク12であっても良いし、SoC17のROM(Read Only Memory)であっても良い。
MPU17aは、磁気ディスク装置10全体の動作を制御する。例えば、MPU17aは、ヘッドアンプ16を介して磁気ヘッド13を用いた磁気ディスク12へのアクセスを制御する。また、MPU17aは、SVC18に対してSPM11の回転制御を指示したり、SVC18を介してアクチュエータ系14のロード/アンロードの制御を実行したりする。
また、MPU17aは、位置決め制御では、磁気ヘッド13の位置を目標位置pos_targetに追従させるため、VCM24の駆動電圧の指示値及びMA25の駆動電圧の指示値を演算する。MPU17aは、磁気ヘッド13が磁気ディスク12の記録面に形成されたサーボ情報から読み出した位置信号posをフィードバック入力として用いて各指示値を演算し、得られた各指示値をSVC18に送信する。
SVC18は、VCM24の駆動電圧の指示値に応じた電圧をVCM24に印加し、MA25の駆動電圧の指示値に応じた電圧をMA25に印加する。これによって、磁気ヘッド13が目標位置pos_targetに位置決めされる。
以下、磁気ディスク装置10におけるリトラクト動作について説明する。磁気ディスク装置10への電源供給が切断され、磁気ディスク12の回転が止まると、磁気ヘッド13が磁気ディスク12に接触してしまう虞がある。このため、磁気ディスク装置10は、電源供給が切断されると、リトラクト動作を実行する。これによって、磁気ディスク装置10は、安全に磁気ヘッド13をランプロード機構15に退避させる。
SVC18は、例えば、当該SVC18に供給される電源電圧が所定の電圧を下回ると、リトラクト動作の制御を開始する。磁気ディスク装置10への電源供給が切断されると、SVC18に供給される電源電圧が上記所定の電圧を下回り、SVC18がリトラクト動作の制御を開始する。
SVC18は、MPU17aに介在されることなく、リトラクト動作が完了するまでリトラクト動作の制御を続けることができる。なお、例えば位置決め制御中にシークエラーが発生した場合には、SVC18は、MPU17aの指示に基づいてリトラクト動作の制御を行っても良い。
リトラクト動作では、SVC18は、VCM24に対して矩形波状に電圧を印加する。つまり、SVC18は、VCM24の駆動電圧をオン/オフ制御する。SVC18は、VCM24の駆動電圧がオフである期間に、VCM24の逆起電力(Back Electro Magnetic Force:BEMF)を検出する。
SVC18は、検出したBEMFに応じた駆動電圧を、VCM24に印加する。すなわち、SVC18は、BEMFの検出値をフィードバック入力として用いて、磁気ヘッド13の移動速度を一定のターゲット速度に保って動かす。これにより、SVC18は、VCM24に磁気ヘッド13を安全な速度でランプロード機構15へ退避させることができる。
以上のように、SVC18は、リトラクト動作において、基本的に、VCM24のBEMFの検出と、BEMFに応じた電圧のVCM24への印加と、を交互に行う。しかし、本実施形態のSVC18は、BEMFの検出をスキップすることができる。
図3は、第1の実施形態の磁気ディスク装置10のリトラクト動作に関する例示的な制御ブロック図である。図3に示すように、SVC18は、加算器41と、VCMデジタルアナログコンバータ(Digital-Analog Converter:DAC)42と、VCMドライバ43と、アンプ44と、BEMFサンプリング回路45と、セレクタ46と、アナログデジタルコンバータ(Analog-Digital Converter:ADC)47と、BEMFモニタ回路48と、を備える。これらの要素は、例えば、ハードウェア回路によって構成され得る。
加算器41には、VCM24のBEMFの目標値(ターゲット電圧)VTRGと、VCM24のBEMFの検出値VBEMFと、が入力される。VBEMFは、VCM24のモータ速度と、磁気ヘッド13、サスペンション21、及びアクチュエータアーム22の速度と、のそれぞれに対応する。すなわち、ターゲット電圧VTRGは、磁気ヘッド13のターゲット速度に対応する。ターゲット電圧VTRGは、予め決定されてSVC18のレジスタに記憶されている。
加算器41は、ターゲット電圧VTRGからBEMFの検出値VBEMFを減算する。加算器41から出力された値は、VCM24の駆動電圧VAPの指示値としてVCM DAC42に入力される。VCM DAC42は、入力された値をアナログ値に変換し、アナログ値に変換された値をVCMドライバ43に入力する。VCMドライバ43は、入力された値に応じた値の駆動電圧VAPをVCM24に印加する。
図3の例では、加算器41から出力された値がそのままVCM DAC42に入力される。しかし、加算器41から出力された値は、ゲインを乗算するフィルタのような少なくとも一つのフィルタを介してVCM DAC42に入力されても良い。
VCMドライバ43が出力する電圧の値は、アンプ44によって増幅される。アンプ44は、増幅した電圧の値を、セレクタ46が備える二つの入力端子のうちの一つに出力する。
BEMFモニタ回路48は、VCM24のBEMFを検出する。BEMFモニタ回路48から出力されるVCM24のBEMFの検出値VBEMFは、BEMFサンプリング回路45に入力される。
BEMFサンプリング回路45は、スイッチ51と、キャパシタ52とを備える。キャパシタ52の一方の電極は接地されている。スイッチ51は、セレクタ46に入力されるMPX切り替え信号が「入力1」を示す場合には、非導通状態とされ、BEMFモニタ回路48から入力された検出値VBEMFの出力を遮断する。スイッチ51は、MPX切り替え信号が「入力2」を示す場合には、導通状態とされ、BEMFモニタ回路48から入力された検出値VBEMFを、セレクタ46が備える二つの入力端子のうちの他の一つに入力する。
MPX切り替え信号は、VCM24の駆動電圧VAPのオン/オフ制御の状態に対応する。VCM24の駆動電圧VAPがオン状態であり、VCM24に非ゼロの駆動電圧VAPが印加されているとき、MPX切り替え信号によって「入力1」が選択される。VCM24の駆動電圧VAPがオフ状態であり、VCM24に印加されている駆動電圧VAPの値がゼロであるときに、MPX切り替え信号によって「入力2」が選択される。
セレクタ46は、MPX切り替え信号が「入力1」を示す場合、アンプ44から入力された値をADC47に入力する。ADC47は、MPX切り替え信号が「入力1」を示す場合、アンプ44が出力した値をデジタル値に変換し、デジタル値に変換された値は、例えばMPU17aに送られる。
アンプ44が出力する値は、VCM24に印加された電圧の値を増幅したものであり、VCM24に印加された電圧の検出値に相当する。すなわち、リトラクト動作を実行中のアクチュエータ系14では、VCM24に印加された電圧の検出値は、ADC47によってデジタル値に変換されて、MPU17aに送られる。
セレクタ46は、MPX切り替え信号が「入力2」を示す場合、BEMFサンプリング回路45を介して入力された検出値VBEMFをADC47に入力する。ADC47は、MPX切り替え信号が「入力2」を示す場合、検出値VBEMFをデジタル値に変換し、デジタル値に変換された検出値VBEMFを加算器41に入力する。これによって、検出値VBEMFをフィードバック入力としたVCM24の速度制御が実現する。
MPU17aは、例えば、磁気ヘッド13の位置を目標位置pos_targetに追従させるため、VCM24の駆動電圧VAPの指示値の計算を実行する。当該計算のための機能は、例えば、MPU17aがファームウェアを実行することによって実現する。なお、MPU17aは、MA25の駆動電圧の指示値の計算をさらに実行しても良い。
VCM24に駆動電圧VAPが印加されることによって、アクチュエータ系14は、磁気ヘッド13を移動させる。磁気ヘッド13は、現在位置において磁気ディスク12から位置信号posを読み取り、位置信号posは、MPU17aに入力される。
MPU17aは、入力された位置信号posをフィードバック入力として用いて、VCM24の駆動電圧VAPの指示値を計算する。つまり、MPU17aは、位置信号posをフィードバック入力として用いて、磁気ヘッド13の位置決め制御を実行することができる。なお、MPU17aに介在されることなく、SVC18が単独で磁気ヘッド13の位置決め制御を行っても良い。
図4は、第1の実施形態の磁気ディスク装置10の動作の一例を示す例示的なフローチャートである。上述のように、本実施形態のSVC18は、リトラクト動作において、BEMFの検出をスキップすることができる。以下、図4を参考に、本実施形態におけるリトラクト動作の一例について説明する。
まず、磁気ディスク装置10の稼働中に、SVC18は、電源供給が切断されたか否かを判定する(S101)。SVC18は、例えば磁気ディスク装置10の電源回路を通じて当該SVC18に供給される電圧が所定の閾値を上回る場合は、電源供給が切断されていないと判定し(S101:No)、リトラクト動作を開始せずにS101を繰り返す。
SVC18は、当該SVC18に供給される電圧が上記閾値を下回る場合、電源供給が切断されたと判定し(S101:Yes)、リトラクト動作を開始する(S102)。以降、MPU17aに指示され、又は単独で、SVC18が上述の磁気ヘッド13の位置決め制御を行う。
図2に示すように、磁気ディスク装置10において、VCM24は、磁気ヘッド13を第1の方向D1及び第2の方向D2に移動させることができる。第1の方向D1は、軌跡Tに沿ってランプロード機構15に向かう方向である。第2の方向D2は、第1の方向D1の反対方向である。第2の方向D2は、軌跡Tに沿って回転軸19に向かう方向である。
SVC18は、リトラクト動作において、上述のBEMFに基づくフィードバック制御により、磁気ヘッド13の速度を安全なターゲット速度に近づける。本実施形態において、SVC18は、磁気ヘッド13の第1の方向D1における速度をターゲット速度に近づけた後、磁気ヘッド13をランプロード機構15にパーキングさせる。
磁気ヘッド13が第1の方向D1に高速でシーク(移動)しているときに、磁気ディスク装置10への電源供給が切断されることがある。この場合、磁気ヘッド13の速度がターゲット速度まで減速される前に磁気ヘッド13がランプロード機構15に到達すると、磁気ヘッド13が損傷する虞がある。このため、本実施形態のSVC18は、磁気ヘッド13の第1の方向D1における速度を速やかにターゲット速度まで減速させる。
図4のS102でリトラクト動作が開始されると、SVC18は、磁気ヘッド13が第1の方向D1に移動しているか否かを判定する(S103)。SVC18は、磁気ヘッド13が第2の方向D2に移動している場合(S103:No)、磁気ヘッド13が第1の方向D1に移動するまでS103を繰り返す。
SVC18は、例えば、リトラクト動作が開始される直前のBEMFの向き(正負)に基づき、磁気ヘッド13の移動方向を判定する。なお、SVC18は、他の方法により、磁気ヘッド13の移動方向を判定しても良い。
S103が繰り返される間、SVC18は、BEMFの検出をスキップせずにリトラクト動作を継続する。磁気ヘッド13が第2の方向D2に移動している場合、SVC18は、磁気ヘッド13が第1の方向D1へ移動するように、VCM24に電圧を印加する。VCM24は、SVC18に電圧を印加されることで、第2の方向D2における磁気ヘッド13の速度を減速させ、磁気ヘッド13を第1の方向D1に加速する。
SVC18は、S103において磁気ヘッド13が第1の方向D1に移動していると判定すると(S103:Yes)、それ以降のリトラクト動作ではBEMFの検出をスキップし得る。以下、BEMFの検出をスキップし得るリトラクト動作について説明する。
S103以降のリトラクト動作において、SVC18は、BEMFの検出値VBEMFと当該BEMFの目標値(ターゲット電圧)VTRGとの差(電圧差)が所定の閾値を上回る場合に、BEMFの検出を所定の回数に亘ってスキップする。上述のように、BEMFは、磁気ヘッド13の速度に対応する。このため、SVC18は、電圧差が所定の閾値を上回るか否かの判定により、磁気ヘッド13が所定の速度を上回るか否かを判定する。
図5は、第1の実施形態における電圧差の閾値Vth(N)の一例を示す例示的な表である。電圧差の閾値Vth(N)は、例えば、予め決定されてSVC18のレジスタに記憶されている。図5に示すように、本実施形態における所定の閾値は、十個の閾値Vth(N)を含む。
例えば、Vth(3)が第1の閾値の一例であり、Vth(2)が第2の閾値の一例である。閾値Vth(N)における数(N)が小さいほど、閾値Vth(N)の値も低い。このため、閾値Vth(2)は、閾値Vth(3)よりも低い。
最大の閾値Vth(10)は、例えば、キャパシタ52から得られる最大の電圧とターゲット電圧VTRGとの差を下回るように設定される。すなわち、キャパシタ52に最大限の電荷が蓄えられたとき、電圧差は閾値Vth(10)を上回る。なお、閾値Vth(10)は、この例に限られない。
本実施形態において、数(N)は、閾値Vth(N)における序数であるとともに、電圧差が当該閾値Vth(N)を上回る場合にBEMFの検出がスキップされる所定の回数でもある。このため、数(N=3)は第1の回数の一例であり、数(N=2)は第2の回数の一例である。なお、閾値Vth(N)における序数と所定の回数とが異なっても良い。
電圧差の閾値は、図5の例に限られない。図5における閾値Vth(N)は数(N)に応じて均等に変動するが、閾値Vth(N)の変動はこの例に限られない。また、電圧差の所定の閾値は、単一の閾値であっても良い。
図4に示すように、SVC18は、BEMFの検出をスキップし得るリトラクト動作において、まず、VCM24のBEMFを検出する(S104)。次に、SVC18は、数(N)を(N=10)と設定する(S105)。
次に、SVC18は、BEMFの検出値VBEMFとターゲット電圧VTRGとの差(電圧差)が、閾値Vth(N)以上であるか否かを判定する(S106)。言い換えると、SVC18は、BEMFの検出値VBEMFが閾値Vth(N)とターゲット電圧VTRGの和以上であるかを判定する。
電圧差が閾値Vth(N)を下回る場合(S106:No)、SVC18は、数(N)を(N=N-1)と設定する(S107)。SVC18は、S106に戻り、再び電圧差が閾値Vth(N)以上であるか否かを判定する。SVC18は、電圧差が閾値Vth(N)以上となるまで、S106及びS107を繰り返す。
S106において電圧差が閾値Vth(N)以上である場合(S106:Yes)、SVC18は、BEMF検出をN回に亘ってスキップして、VCM24にBEMFの検出値VBEMFに応じた駆動電圧VAPを印加する(S108)。言い換えると、SVC18は、(N+1)回に亘ってVCM24に継続的に電圧を印加する。
例えば、電圧差が300mV以上で400mVより低い場合、電圧差はVth(3)を上回る。このため、SVC18は、BEMF検出を3回に亘ってスキップする。一方、電圧差が200mV以上で300mVより低い場合、電圧差はVth(2)を上回る。このため、SVC18は、BEMF検出を2回に亘ってスキップする。
次に、SVC18は、リトラクト動作が終了したか否かを判定する(S109)。例えば、SVC18は、磁気ヘッド13が目標位置pos_targetに位置するか否かを判定する。SVC18は、例えばMPU17aから、磁気ヘッド13の位置に関する情報を取得しても良い。
S109においてリトラクト動作が終了していない場合(S109:No)、SVC18は、S104に戻り、再びBEMFを検出する。SVC18は、リトラクト動作が終了するまで、S104~S109を繰り返す。SVC18は、S109においてリトラクト動作が終了していると判定した場合(S109:Yes)、動作を終了する。
図4の例のリトラクト動作において、SVC18は、第1の方向D1における磁気ヘッド13の速度が所定の速度を上回る場合に、BEMFの検出を所定の回数に亘ってスキップする。一方、SVC18は、第2の方向D2における磁気ヘッド13が所定の速度を上回る場合に、BEMFの検出をスキップしない。しかし、SVC18は、磁気ヘッド13が第2の方向D2に移動している場合にも、リトラクト動作においてBEMFの検出をスキップしても良い。この場合、S103が省略される。
さらに、図4の例のリトラクト動作において、SVC18は、磁気ヘッド13の速度が所定の速度を上回る場合に、所定の回数に亘ってBEMFの検出をスキップする。言い換えると、SVC18は、磁気ヘッド13の速度が上記所定の速度を上限とする所定の範囲から外れた場合に、BEMFの検出を所定の回数に亘ってスキップする。
一方で、SVC18は、磁気ヘッド13の速度が所定の速度を下回る場合にも、所定の回数に亘ってBEMFの検出をスキップしても良い。すなわち、SVC18は、磁気ヘッド13の速度が下限となる閾値を有する所定の範囲から外れた場合に、BEMFの検出を所定の回数に亘ってスキップしても良い。
例えば、磁気ヘッド13がランプロード機構15にパーキングされるとき、サスペンション21のリフトタブがランプロード機構15に設けられた斜面を上る。このとき、リフトタブとランプロード機構15との間の摩擦により、磁気ヘッド13の速度がターゲット速度を大きく下回る虞がある。
磁気ヘッド13の速度が所定の速度を下回った場合に、SVC18がBEMFの検出を所定の回数(例えば一回又は二回)に亘ってスキップする。これにより、磁気ヘッド13の速度が速やかにターゲット速度に近づき、磁気ヘッド13がランプロード機構15にスムーズにパーキングされる。
さらに、図4の例のリトラクト動作において、SVC18は、S103以降のリトラクト動作ではBEMFの検出をスキップし得る。すなわち、本実施形態のSVC18は、S103以降のリトラクト動作で少なくとも最初に検出されたBEMFの検出値VBEMFとターゲット電圧VTRGとの差が閾値Vth(N)を上回る場合に、BEMFの検出を所定の回数に亘ってスキップする。しかし、SVC18は、二回目以降に検出された検出値VEMFとターゲット電圧VTRGとの差にかかわらず、BEMFの検出とVCM24への電圧の印加とを交互に行っても良い。この場合、S109においてリトラクト動作が終了していない場合、SVC18は、S104に戻らずにS109を繰り返し、BEMFの検出をスキップしないリトラクト動作を継続する。
図6は、第1の実施形態のリトラクト動作におけるVCM24の駆動電圧VAPとBEMFの検出値VBEMFとの一例を示す例示的なグラフである。図6の例では、SVC18は、リトラクト動作の最初に、BEMFの検出値VBEMF11を検出する。
リトラクト動作で最初に検出されたBEMFの検出値VBEMF11とターゲット電圧VTRGとの差は、例えば閾値Vth(6)を上回る。このため、SVC18は、BEMFの検出を6回に亘ってスキップし、7回に亘って継続的に駆動電圧VAP11をVCM24に印加する。
次に、SVC18は、BEMFの検出値VBEMF12を検出する。検出値VBEMF12とターゲット電圧VTRGとの差は、例えば閾値Vth(0)を上回る。このため、SVC18は、BEMFの検出を0回に亘ってスキップする。言い換えると、SVC18は、BEMFの検出をスキップせず、駆動電圧VAP12をVCM24に1回印加した後、BEMFの検出値VBEMF13を検出する。以降、SVC18は、BEMFの検出とVCM24への電圧の印加とを交互に行う。
本実施形態において、SVC18は、BEMFの検出をスキップしている間、当該SVC18がVCM24に印加可能な最大の駆動電圧VAPを印加する。なお、BEMFの検出をスキップしている間にSVC18がVCM24に印加する電圧は、この例に限られない。
閾値Vth(1~10)は、例えば、SVC18がVCM24に印加可能な最大の駆動電圧VAPを継続して印加したときに、磁気ヘッド13の速度がターゲット速度を下回らないように設定される。このため、SVC18は、BEMFの検出をスキップしてVCM24に駆動電圧VAPを印加することで、磁気ヘッド13の速度を急速にターゲット速度に近づけるが、磁気ヘッド13の速度がターゲット速度を下回ることを抑制できる。
図6の例のリトラクト動作において、パルス幅(周期)は一定である。しかし、SVC18は、例えば磁気ヘッド13の位置信号posに応じてパルス幅を変化させても良い。このため、例えば、パルス幅の変化前の1周期と、パルス幅の変化後においてBEMF検出がスキップされることによりSVC18がVCM24に駆動電圧VAPを継続的に印加する時間と、が略同一になっても良い。
以上説明された第1の実施形態に係る磁気ディスク装置10において、SVC18は、VCM24に磁気ヘッド13をランプロード機構15へ退避させるリトラクト動作において、VCM24のBEMFの検出と、当該BEMFに応じた電圧のVCM24への印加と、を交互に行う。さらに、SVC18は、当該リトラクト動作において、磁気ヘッド13の速度が所定の範囲から外れた場合に、BEMFの検出を所定の回数に亘ってスキップする。言い換えると、SVC18は、電圧のVCM24への印加を所定の回数に亘って継続して行う。SVC18がVCM24へ印加する電圧が磁気ヘッド13を減速させる場合、SVC18は、継続的な電圧の印加により急速に磁気ヘッド13を減速させる。これにより、磁気ディスク装置10は、リトラクト動作において磁気ヘッド13の速度を速やかにターゲット速度に近づけることができ、磁気ヘッド13の高速移動により生じる磁気ヘッド13の損傷を抑制することができる。また、SVC18がVCM24へ印加する電圧が磁気ヘッド13を加速させる場合、SVC18は、継続的な電圧の印加により急速に磁気ヘッド13を加速させる。これにより、磁気ディスク装置10は、リトラクト動作において磁気ヘッド13が停止してしまうことを抑制し、磁気ヘッド13の速度を速やかにターゲット速度に近づけることができる。
SVC18は、リトラクト動作において、磁気ヘッド13の速度が所定の速度を上回る場合に、磁気ヘッド13の速度が所定の範囲から外れたと判定する。すなわち、SVC18は、磁気ヘッド13の速度が所定の速度を上回る場合に、BEMFの検出を所定の回数に亘ってスキップする。SVC18は、高速でシークしていた磁気ヘッド13を、継続的な電圧の印加により急速に減速させる。これにより、磁気ディスク装置10は、リトラクト動作において磁気ヘッド13の速度を速やかにターゲット速度まで低下させることができ、磁気ヘッド13の高速移動により生じる磁気ヘッド13の損傷を抑制することができる。
SVC18は、リトラクト動作において、BEMFの検出値VBEMFと当該BEMFの目標値であるターゲット電圧VTRGとの差が所定の閾値Vth(N)を上回る場合に、磁気ヘッド13の速度が所定の速度を上回ると判定する。すなわち、SVC18は、BEMFを測定することで、磁気ヘッド13の速度を測定することができる。これにより、磁気ディスク装置10は、磁気ヘッド13の速度を測定する他の装置を不要とし、コストの増大を抑制することができる。
閾値Vth(N)は、閾値Vth(3)と、閾値Vth(3)よりも低い閾値Vth(2)と、を含む。SVC18は、リトラクト動作において、検出値VBEMFとターゲット電圧VTRGとの差が閾値Vth(3)を上回る場合に3回に亘ってBEMFの検出をスキップする。また、SVC18は、リトラクト動作において、検出値VBEMFとターゲット電圧VTRGとの差が閾値Vth(3)を下回るとともに閾値Vth(2)を上回る場合に、3回よりも少ない2回に亘ってBEMFの検出をスキップする。これにより、SVC18は、磁気ヘッド13の速度に応じた回数に亘って継続的に磁気ヘッド13を減速させることができ、よりスムーズに磁気ヘッド13の速度をターゲット速度に近づけることができる。
SVC18は、BEMFの検出をスキップしている間、当該SVC18がVCM24に印加可能な最大の電圧を印加する。これにより、SVC18は、高速でシークしていた磁気ヘッド13を急速に減速させることができる。別の表現によれば、SVC18は、磁気ヘッド13の速度が、最大の電圧の印加による減速が不要な程度である場合、BEMFの検出をスキップしない。これにより、SVC18は、よりスムーズに磁気ヘッド13の速度をターゲット速度に近づけることができる。
VCM24は、磁気ヘッド13を、ランプロード機構15に向かう第1の方向D1と、第1の方向D1の反対の第2の方向D2と、に移動させる。第1の方向D1における磁気ヘッド13の速度が高いまま磁気ヘッド13がランプロード機構15に到達すると、磁気ヘッド13が損傷する虞がある。本実施形態のSVC18は、リトラクト動作において、第1の方向D1における磁気ヘッド13の速度が所定の速度を上回る場合にBEMFの検出を所定の回数に亘ってスキップする。一方、SVC18は、リトラクト動作において、第2の方向D2における磁気ヘッド13の速度が所定の速度を上回る場合にBEMFの検出をスキップしない。これにより、磁気ディスク装置10は、磁気ヘッド13の高速移動により生じる磁気ヘッド13の損傷を抑制することができる。また、磁気ディスク装置10は、磁気ヘッド13が第2の方向D2に移動する間にBEMFの検出をスキップしないため、リトラクト動作における電力消費の増大を抑制することができる。
SVC18のハードウェア回路が、リトラクト動作において、BEMFの検出と、BEMFに応じた電圧のVCM24への印加と、を交互に行い、磁気ヘッド13の速度が所定の範囲から外れた場合にBEMFの検出を所定の回数に亘ってスキップする。これにより、SVC18は、MPU17aのような他の処理装置によるソフトウェア制御を不要とし、リトラクト動作における電力消費の増大を抑制することができる。
SVC18は、リトラクト動作で最初に検出されたBEMFの検出値VBEMFとターゲット電圧VTRGとの差が閾値Vth(N)を上回る場合に、BEMFの検出を所定の回数に亘ってスキップしても良い。これにより、SVC18は、リトラクト動作の最初以外で判定を行う必要が無く、制御を簡素化することができる。
(第2の実施形態)
以下に、第2の実施形態について、図7及び図8を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。
以下に、第2の実施形態について、図7及び図8を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。
図7は、第2の実施形態に係る磁気ディスク装置10の動作の一例を示す例示的なフローチャートである。第2の実施形態の磁気ディスク装置10のリトラクト動作は、第1の実施形態の磁気ディスク装置10のリトラクト動作と部分的に異なる。以下、図7を参考に、本実施形態におけるリトラクト動作の一例について説明する。
まず、磁気ディスク装置10の稼働中に、SVC18は、電源供給が切断されたか否かを判定する(S101)。SVC18は、電源供給が切断されたと判定した場合(S101:Yes)、リトラクト動作を開始する(S102)。
リトラクト動作が開始されると、SVC18は、磁気ヘッド13が第1の方向D1に移動しているか否かを判定する(S103)。SVC18は、磁気ヘッド13が第1の方向D1に移動していると判定すると(S103:Yes)、リトラクト動作の開始時の磁気ヘッド13の速度に応じてBEMFの検出をスキップする。
例えば、リトラクト動作の開始前に、SVC18は、磁気ヘッド13の速度に応じた情報(速度情報)を記憶する。例えば、MPU17aのファームウェアプログラムは、第1の方向D1における磁気ヘッド13の速度が所定の速度を上回り、当該磁気ヘッド13が高速でシーク(移動)している場合に、SVC18のレジスタにおける所定のビットに1を立てる。当該ビットは、速度情報の一例である。
上記ビットは、例えば、BEMFに基づいてSVC18により立てられても良い。また、速度情報は、レジスタにおけるビットに限られず、RAM、フラッシュメモリ、又は磁気ディスク12に記憶された情報であっても良い。
S103以降のリトラクト動作において、SVC18は、当該SVC18の上記レジスタのビットを読み出す(S201)。次に、SVC18は、ビットに1が立っているか否かを判定する(S202)。
ビットに1が立っている場合(S202:Yes)、磁気ヘッド13は、リトラクト動作が開始された時点で、第1の方向D1に高速でシーク(移動)している。このため、SVC18は、BEMFを所定の回数(NP回)に亘ってスキップして、VCM24にBEMFの検出値VBEMFに応じた駆動電圧VAPを印加し(S203)、磁気ヘッド13を減速させる。数(NP)は、予め決定されてSVC18のレジスタに記憶されている。
次に、SVC18は、VCM24のBEMFを検出する(S104)。なお、S202においてビットが0に落ちている場合(S202:No)、SVC18はS203をスキップしてS104に移行する。次に、SVC18は、数(N)を(N=10)と設定する(S105)。
次に、SVC18は、BEMFの検出値VBEMFとターゲット電圧VTRGとの差(電圧差)が、閾値Vth(N)以上であるか否かを判定する(S106)。電圧差が閾値Vth(N)を下回る場合(S106:No)、SVC18は、数(N)を(N=N-1)と設定する(S107)。SVC18は、S106に戻り、再び電圧差が閾値Vth(N)以上であるか否かを判定する。SVC18は、電圧差が閾値Vth(N)以上となるまで、S106及びS107を繰り返す。
S106において電圧差が閾値Vth(N)以上である場合(S106:Yes)、SVC18は、BEMF検出をN回に亘ってスキップして、VCM24にBEMFの検出値VBEMFに応じた駆動電圧VAPを印加する(S108)。
次に、SVC18は、リトラクト動作が終了したか否かを判定する(S109)。リトラクト動作が終了していない場合(S109:No)、SVC18は、S104に戻り、再びBEMFを検出する。SVC18は、リトラクト動作が終了するまで、S104~S109を繰り返す。SVC18は、S109においてリトラクト動作が終了していると判定した場合(S109:Yes)、動作を終了する。
図7の例のリトラクト動作において、SVC18は、リトラクト動作が開始されたときに、レジスタのビット(速度情報)に基づいて磁気ヘッド13の速度が所定の速度を上回るか否かを判定する。しかし、SVC18は、レジスタのビットに基づいて、磁気ヘッド13の速度が所定の速度を上回るかの二回目以降の判定を行っても良い。
図8は、第2の実施形態のリトラクト動作におけるVCM24の駆動電圧VAPとBEMFの検出値VBEMFとの一例を示す例示的なグラフである。図8の例では、SVC18は、リトラクト動作が開始されたときに、レジスタのビットに基づいて磁気ヘッド13の速度が所定の速度を上回るか否かを判定する。
リトラクト動作が開始されたときにビットに1が立っていた場合、SVC18は、BEMFの検出をNP回(例えば6回)に亘ってスキップする。このため、SVC18は、7回に亘って継続的に駆動電圧VAP20をVCM24に印加する。
次に、SVC18は、BEMFの検出値VBEMF21を検出する。検出値VBEMF21とターゲット電圧VTRGとの差は、例えば閾値Vth(0)を上回る。このため、SVC18は、BEMFの検出を0回に亘ってスキップする。言い換えると、SVC18は、BEMFの検出をスキップせず、駆動電圧VAP21をVCM24に1回印加した後、BEMFの検出値VBEMF22を検出する。以降、SVC18は、BEMFの検出とVCM24への電圧の印加とを交互に行う。
以上説明された第2の実施形態の磁気ディスク装置10において、SVC18は、磁気ヘッド13の速度に応じた速度情報(レジスタのビット)を記憶する。SVC18は、リトラクト動作において、速度情報に基づいて磁気ヘッド13の速度が所定の速度を上回るか否かを判定する。すなわち、SVC18は、予め測定された速度情報を読み出すことで、磁気ヘッド13の速度を判定することができる。これにより、磁気ディスク装置10は、磁気ヘッド13の速度を再度測定することなく、速やかにBEMFの検出をスキップすることができる。
SVC18は、リトラクト動作が開始されたときに、速度情報に基づいて磁気ヘッド13の速度が所定の速度を上回るか否かを判定する。これにより、磁気ディスク装置は、リトラクト動作の開始と同時に速やかにBEMFの検出をスキップすることができる。
以上の説明において、抑制は、例えば、事象、作用、若しくは影響の発生を防ぐこと、又は事象、作用、若しくは影響の度合いを低減させること、として定義される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10…磁気ディスク装置、12…磁気ディスク、13…磁気ヘッド、15…ランプロード機構、18…サーボコントローラ(SVC)、24…ボイスコイルモータ(VCM)、D1…第1の方向、D2…第2の方向。
Claims (10)
- 磁気ディスクと、
前記磁気ディスクに対してデータの記録及び再生を行うよう構成された磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクに対して移動させるよう構成されたアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御するよう構成されたコントローラと、
前記磁気ヘッドを保持可能なランプと、
を具備し、
前記コントローラは、前記アクチュエータに前記磁気ヘッドを前記ランプへ退避させるリトラクト動作において、前記アクチュエータの逆起電力の検出と、前記逆起電力に応じた電圧の前記アクチュエータへの印加と、を交互に行い、前記磁気ヘッドの速度が所定の範囲から外れた場合に前記逆起電力の検出を所定の回数に亘ってスキップするよう構成された、
磁気ディスク装置。 - 前記コントローラは、前記リトラクト動作において、前記磁気ヘッドの速度が所定の速度を上回る場合に、前記磁気ヘッドの速度が所定の範囲から外れたと判定するよう構成された、
請求項1の磁気ディスク装置。 - 前記コントローラは、前記リトラクト動作において、前記逆起電力と当該逆起電力の目標値との差が所定の閾値を上回る場合に、前記磁気ヘッドの速度が前記所定の速度を上回ると判定するよう構成された、
請求項2の磁気ディスク装置。 - 前記コントローラは、前記リトラクト動作で最初に検出された前記逆起電力と前記目標値との差が前記所定の閾値を上回る場合に、前記逆起電力の検出を所定の回数に亘ってスキップするよう構成された、
請求項3の磁気ディスク装置。 - 前記所定の閾値は、第1の閾値と、前記第1の閾値よりも低い第2の閾値と、を含み、
前記コントローラは、前記リトラクト動作において、前記逆起電力と前記目標値との差が前記第1の閾値を上回る場合に第1の回数に亘って前記逆起電力の検出をスキップし、前記逆起電力と前記目標値との差が前記第1の閾値を下回るとともに前記第2の閾値を上回る場合に前記第1の回数よりも少ない第2の回数に亘って前記逆起電力の検出をスキップするよう構成された、
請求項3又は請求項4の磁気ディスク装置。 - 前記コントローラは、前記磁気ヘッドの速度に応じた速度情報を記憶し、
前記コントローラは、前記リトラクト動作において、前記速度情報に基づいて前記磁気ヘッドの速度が前記所定の速度を上回るか否かを判定するよう構成された、
請求項2の磁気ディスク装置。 - 前記コントローラは、前記リトラクト動作が開始されたときに、前記速度情報に基づいて前記磁気ヘッドの速度が前記所定の速度を上回るか否かを判定するよう構成された、
請求項6の磁気ディスク装置。 - 前記コントローラは、前記逆起電力の検出をスキップしている間、当該コントローラが前記アクチュエータに印加可能な最大の電圧を印加するよう構成された、
請求項4又は請求項7の磁気ディスク装置。 - 前記アクチュエータは、前記磁気ヘッドを、前記ランプに向かう第1の方向と、前記第1の方向の反対の第2の方向と、に移動させるよう構成され、
前記コントローラは、前記リトラクト動作において、第1の方向における前記磁気ヘッドの速度が前記所定の速度を上回る場合に前記逆起電力の検出を所定の回数に亘ってスキップし、前記第2の方向における前記磁気ヘッドの速度が前記所定の速度を上回る場合に前記逆起電力の検出をスキップしないよう構成された、
請求項2乃至請求項8のいずれか一つの磁気ディスク装置。 - 前記コントローラは、前記リトラクト動作において、前記逆起電力の検出と、前記逆起電力に応じた電圧の前記アクチュエータへの印加と、を交互に行い、前記磁気ヘッドの速度が前記所定の範囲から外れた場合に前記逆起電力の検出を所定の回数に亘ってスキップするよう構成されたハードウェア回路、を有する、
請求項1乃至請求項9のいずれか一つの磁気ディスク装置。
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