JP3741912B2 - スピンドルモータ制御装置及びディスク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピンドルモータの回転数を制御するスピンドルモータ制御方法、制御装置、スピンドルモータの駆動回路及びディスク装置に関し、特に、ディスク媒体を回転するスピンドルモータの制御に適用して好適なスピンドルモータ制御方法、制御装置、スピンドルモータの駆動回路及びディスク装置に関する。
【０００２】
スピンドルモータは、回転駆動手段として、広く利用されている。例えば、ディスクに記録されたデータを読み取り又は読み取り／書き込みを行うディスクドライブは、ディスク媒体を回転するためにスピンドルモータを有する。このスピンドルモータを、停止状態又は低速回転状態から目標回転数に立ち上げる際に、高速に目標回転数に立ち上げることが必要となる。
【０００３】
【従来の技術】
スピンドルモータを有する装置は、様々な分野で利用されている。ここでは、コンピュータ等の外部記憶装置として利用されている光磁気記録装置を例に説明する。光磁気記録装置では、データ蓄積部として、光磁気媒体を使用する。この媒体は、基板と、基板上に形成された磁性体からなる記録層を有している。この媒体は、光による加熱と磁界の変化を利用して、情報を記録する。
【０００４】
この媒体は、データを記録再生するためのデータトラックが設けられた光ディスクで形成される。一般に、媒体の基板上には、グルーブ（トラッキング案内溝）がスパイラル状に設けられている。このグルーブとグルーブに挟まれたランドに、データの記録再生トラックが設けられている。
【０００５】
このトラックに、光学ヘッドの光ビームをトラッキングする。そして、記録時には、光による加熱と磁界の変化を利用して、情報を記録する。又、情報を再生する時は、磁気光学効果を利用して、光ビームの反射光から情報を再生する。
【０００６】
光ディスク媒体の記録再生を行うには、光ディスク媒体を定常回転する必要がある。このため、スピンドルモータが用いられる。このスピンドルモータとして、ブラシレスモータが用いられている。
【０００７】
このスピンドルモータの回転精度が充分でないと、ディスク媒体に対してトラッキングが不安定となり、ディスク媒体に対して記録又は再生を行う時のエラー発生要因にもなる。このため、安定した高速回転を維持する必要がある。
【０００８】
従来、安定した回転精度を維持するため、モータの回転制御方式として、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）制御（位相同期制御）が利用されている。このシステムでは、水晶発振器の発振パルスと、モーターが回転する時に発生する回転パルス（ＦＧ）との位相を比較して、位相差を得る。この位相差がチャージポンプに蓄えされた後、波形整形されて、回転誤差信号を得る。この回転誤差信号が、モーターの駆動電流となる。これにより、安定した回転精度の回転が得られる。このシステムでは、モーターの定常回転時の回転ジッタ特性を良好にするため、チャージポンプの応答特性は遅く設定される。
【０００９】
【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。
【００１０】
例えば、前述の光磁気ディスク装置では、光ディスク媒体は、装置にロードされる。この時、スピンドルモータは停止状態にあり、ディスク媒体が装着されると、スピンドルモータの起動が行われる。この起動により、スピンドルモータが定常回転数に到達した後、搭載された媒体に特性を合わせる初期化処理、トラッキングサーボ処理等が行われ、ロード処理が完了して、レディ状態となる。しかし、近年、データ転送レートの向上を行う一つの手段として、スピンドルモータの回転数を高速化する傾向がある。回転数を高速にすると、起動時から定常の回転数に到達するまでの時間が長くなる。この事により、媒体が装着されてから、装置が外部インターフェース（ＳＣＳＩ／ＡＴＡＰＩ ＩＦ）を可能とする時間までのロード処理に要する時間が延びてしまい、インターフェースとのタイムアウトエラーが発生する可能性がある。
【００１１】
又、光磁気記録装置等は、パソコンの小型外部記憶装置として広く使われている。これらに使用する場合には、消費電力を低減する必要がある。このため、消費電力を低減するため、或いは温度上昇による弊害（装置経時変化や媒体特性の変化）を防止するために、スリープ機能を備えている。例えば、ある時間以上アクセスがなかった時には、トラックへの追従動作を停止したり、レーザーダイオードの発光を停止したり、スピンドルモータの回転数を落としたり又はスピンドルモータの回転を停止する。そして、ディスク媒体にアクセスする命令を受けると、素早くレディ状態に復帰する必要がある。即ち、スピンドルモータが停止している場合に、或いは定常回転数より遅い回転数でロックしている場合には、即座に、スピンドルモータを起動し、媒体へのアクセスが可能な回転数に立ち上げる必要がある。
【００１２】
このように、スピンドルモータの定常回転数が高速化するのに伴い、ロード時間又はレディ時間が遅くなるという問題が生じる。
【００１３】
従来のスピンドルモータのＰＬＬ回路では、スピンドルモータの定常回転での回転ジッタ特性を向上するため、チャージポンプの応答特性は、遅く設定されている。このため、スピンドルモータの回転数の立ち上がり時に、オーバーシュートが大きくなってしまい、起動後目標回転数に静定するまでの時間が短くできないという問題があった。
【００１４】
反対に、チャージポンプの応答特性は、速く設定したとすると、スピンドルモータの定常回転での回転ジッタ特性が低下し、定常回転時に回転変動が生じるという問題が生じる。
【００１５】
従って、本発明の目的は、スピンドルモータが、停止又は低回転から目標回転数に立ち上げるまでの時間を短縮するためのスピンドルモータ制御方法、制御装置、駆動回路を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、定速回転での回転精度を維持したままで、スピンドルモータの立ち上げ時間を短縮するためのスピンドルモータ制御方法、制御装置、駆動回路を提供することにある。
【００１７】
本発明の更に他の目的は、スピンドルモータの立ち上げ時のオーバーシュート量を小さくするためのスピンドルモータ制御方法、制御装置、駆動回路を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明のスピンドルモータ制御装置は、スピンドルモータの実回転数を検出する手段と、目標回転数と前記実回転数との誤差を抽出する位相差抽出回路と、前記誤差を充電するチャージポンプと、前記チャージポンプの充電量により前記スピンドルモータを駆動する駆動回路と、前記位相差抽出回路に前記目標回転数を設定した後、前記検出手段による前記スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出して、前記チャージポンプを所定時間放電する制御回路とを有し、前記チャージポンプは、前記制御回路によって、直接操作され、前記チャージポンプを放電する放電回路を有する。そして、前記制御回路は、前記スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出して、前記スピンドルモータの目標回転数に応じた前記所定時間、前記放電回路を動作させる。
【００１９】
この実施の態様では、チャージポンプに蓄える誤差量を放電することにより、立ち上げ時のオーバーシュートを抑制する。このオーバーシュートを抑制するため、スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出してから、所定時間、チャージポンプを放電する。これにより、オーバーシュート量を抑制することができる。
【００２０】
又、チャージポンプの応答特性を変えないので、目標回転数での回転を安定に維持することもできる。
【００２１】
本発明の他の態様は、前記到達を検出するステップは、前記スピンドルモータを起動した後、前記スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出するステップからなる。
【００２２】
これにより、スピンドルモータを停止状態から起動した時に、目標回転数に到達するまでの立ち上げ時間を短縮できる。
【００２３】
本発明の他の態様は、前記到達を検出するステップは、低速回転している前記スピンドルモータに高速回転を指示した後、前記スピンドルモータの実回転数が高速回転の前記目標回転数の近傍に到達したことを検出するステップからなる。
【００２４】
これにより、スピンドルモータの低速回転から高速回転への立ち上げ時間を短縮できる。
【００２５】
本発明の他の態様は、前記スピンドルモータの目標回転数に応じて、前記放電する所定時間を設定するステップを更に有する。目標回転数に応じて、立ち上げ時間を最小とする放電時間が異なるため、目標回転数に応じて放電時間を設定することにより、各目標回転数での立ち上げ時間を短縮できる。
【００２６】
本発明の他の態様は、前記放電する所定時間を学習するステップを更に有する。これにより、立ち上げ時間を最小とする放電時間が自動的に得られる。
【００２７】
本発明の他の態様は、環境温度に応じて、前記放電する所定時間を設定するステップを更に有する。これにより、環境温度に応じて放電時間を設定することにより、環境温度の変化にかかわらず、立ち上げ時間を短縮できる。
【００２８】
本発明の他の態様は、電源電圧に応じて、前記放電する所定時間を設定するステップを更に有する。これにより、電源電圧に応じて放電時間を設定することにより、電源電圧の変化にかかわらず、立ち上げ時間を短縮できる。特に、バッテリー駆動方式の装置に利用して好適である
本発明のスピンドルモータ制御装置は、前記スピンドルモータの実回転数を検出する検出手段と、目標回転数と前記実回転数との誤差を抽出して、前記誤差をチャージポンプに充電し、前記充電量により前記スピンドルモータを駆動する駆動回路と、前記スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出して、前記チャージポンプを所定時間放電する制御回路とを有する。
【００２９】
この実施の態様では、チャージポンプに蓄える誤差量を放電することにより、立ち上げ時のオーバーシュートを抑制する。このオーバーシュートを抑制するため、スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出してから、所定時間、チャージポンプを放電する。これにより、オーバーシュート量を抑制することができる。
【００３０】
又、チャージポンプの応答特性を変えないので、目標回転数での回転を安定に維持することもできる。
【００３１】
本発明のスピンドルモータ制御装置の他の態様は、前記チャージポンプは、前記制御回路によって、操作され、前記チャージポンプを放電する放電回路を有する。放電回路を有するため、簡単に、チャージポンプを放電することができる。
【００３２】
本発明のスピンドルモータ制御装置の他の態様は、前記放電回路は、前記制御回路のトライステートバッファにより操作される。これにより、放電回路の動作のための特別のスイッチが不要となる。
【００３３】
本発明のスピンドルモータ制御装置の他の態様は、前記放電回路は、前記制御回路により操作されるスイッチを有する。これにより、制御回路のポートにより、放電を操作することができる。
【００３４】
本発明のスピンドルモータ駆動回路は、目標回転数とスピンドルモータの実回転数との誤差を抽出する抽出回路と、前記誤差を充電するチャージポンプと、前記チャージポンプの充電量に応じた前記スピンドルモータの駆動信号を生成する駆動回路とを有し、前記チャージポンプは、外部より操作され、前記チャージポンプを放電する放電回路を有する。
【００３５】
これにより、チャージポンプに蓄える誤差量を放電することにより、立ち上げ時のオーバーシュートを抑制することができる。又、駆動回路の外部から操作することができ、容易に制御回路が放電操作できる。更に、チャージポンプの応答特性を変えないので、目標回転数での回転を安定に維持することもできる。
【００３６】
本発明のディスク装置は、前述のスピンドルモータ駆動回路を有するので、起動命令を受けてからディスクを定常回転に立ち上げるまでの時間を短縮でき、ロード処理等に要する時間を短縮できる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態の光磁気ディスク装置のブロック図、図２は図１の光ディスクドライブの構成図である。
【００３８】
図１に示すように、光磁気ディスク装置は、コントロールユニット１０とディスクドライブ１１とを備える。ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）１２は、光磁気ディスク装置の全体的制御を行う。インターフェース１７は、ホスト装置（図示せず）との間でコマンド及びデータのやり取りを行う。光ディスクコントローラ（ＯＤＣ）１４は、光磁気ディスク（ＭＯ）のリード／ライトに必要な処理を行う。ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）１６は、ＭＰＵ１２の指示に基づいて、後述する各機構部を制御する。メモリ（ＲＡＭ）１８は、ＭＰＵ１２、ＯＤＣ１４、インターフェース１７で共用され、ライトデータの格納、リードデータの格納等を行う。
【００３９】
ＯＤＣ１４には、フォーマッタ１４−１と誤り訂正符号（ＥＣＣ）処理部１４−２が設けられている。フォーマッタ１４−１は、ライトアクセス時には、ＮＲＺライトデータを、光ディスクのセクタ単位に分割し、記録フォーマットを生成する。ＥＣＣ処理部１４−２は、セクターデータ単位に、ＥＣＣを生成し、セクターデータに付加する。又、ＥＣＣ処理部１４−２は、必要に応じて、巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号を生成して、付加する。更に、ＥＣＣ処理部１４−２は、ＥＣＣの付加されたセクターデータを、１−７ランレングスリミテッド符号（ＲＬＬ）に変換する。
【００４０】
リードアクセス時には、ＥＣＣ処理部１４−２は、リードされたセクターデータを１−７ＲＬＬ逆変換した後、ＣＲＣ検査を行う。そして、ＥＣＣ処理部１４−２は、ＥＣＣによる誤り検出及び誤り訂正を行う。更に、フォーマッタ１４−１は、セクタ単位のＮＲＺデータを連結して、ＮＲＺリードデータのストリームを作成する。このデータストリームは、バッファメモリ１８を経由して、インターフェース１７からホスト装置に転送される。
【００４１】
ライトＬＳＩ回路２０は、ライト変調部２１とレーザーダイオード制御回路２２とを有する。ライト変調部２１は、光磁気ディスクの種類に応じて、ライトデータを、ピットポジションモジュレーション（ＰＰＭ）記録（マーク記録ともいう）又はパルスウィドスモジュレーション（ＰＷＭ）記録（エッジ記録ともいう）のデータ形式のデータに変調する。レーザーダイオード制御回路２２は、この変調されたデータにより、ドライブ１１の光学ユニットのレーザーダイオードユニット３０を制御する。ドライブ１１に設けられたレーザーダイオードユニット３０は、光磁気ディスクにレーザー光を照射するレーザーダイオード３０−１と、モニタ用ディテクタ３０−２とを有する。
【００４２】
リードＬＳＩ回路２４は、ＡＧＣ（自動ゲイン制御）回路、フィルタ、セクターマーク検出回路を備えるリード復調部２５、周波数シンセサイザ２６を備える。リード復調部２５は、入力されたＩＤ信号又はＭＯ信号からリードクロック及びリードデータを生成した後、ＰＰＭデータ又はＰＷＭデータを元のＮＲＺデータに復調する。ドライブ１１の光学ヘッドのＩＤ／ＭＯ用ディテクタ３２は、光磁気ディスクの戻り光を検出し、ＩＤ信号／ＭＯ信号が、ヘッドアンプ３４を介してリードＬＳＩ回路２４に入力される。周波数シンセサイザ２６は、光磁気ディスクのゾーンに対応した周波数のクロックを、リードクロックとして発生する。
【００４３】
ドライブ１１に設けられた温度センサ３６は、ドライブの温度を検出する。検出された温度は、ＤＳＰ１６を介してＭＰＵ１２に与えられ、ＭＰＵ１２は、検出温度に基づき、レーザーダイオード制御回路２２のリード、ライト及びイレーズの各発光パワーを最適値に制御する。
【００４４】
スピンドルモータ４０は、光磁気ディスクを回転する。ＭＰＵ１２は、ドライバ３８を介してスピンドルモータ４０の起動／停止／定常回転を制御する。ドライバ（駆動回路）３８は、図３にて後述するように、ＰＬＬ回路で構成される。
【００４５】
電磁石４４は、記録時及び消去時に、ロードされた光磁気ディスクに外部磁界を供給する。ＤＳＰ１６は、ＭＰＵ１２の指示に応じて、電磁石４４を、ドライバ４２を介して制御する。４分割ディテクタ４５は、光磁気ディスクから戻り光を検出する。
【００４６】
ＦＥＳ検出回路４６は、４分割ディテクタ４５の出力からフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）を生成して、ＤＳＰ１６に入力する。ＤＳＰ１６は、フォーカスサーボループを用いて、フォーカス駆動信号を生成し、ドライバ５８を介してフォーカスアクチュエータ６０を制御する。フォーカスアクチュエータ６０は、光学ヘッドの対物レンズをフォーカス方向に駆動する。これにより、フォーカスサーボ制御が行われる。即ち、ＤＳＰ１６は、フォーカスエラー信号が最小となるように、フォーカスアクチュエータ６０をフィードバック制御して、記録媒体面に、光ビームの焦点が位置するよう制御する。
【００４７】
ＴＥＳ検出回路４８は、４分割ディテクタ４５の出力からトラックエラー信号（ＴＥＳ）を生成して、ＤＳＰ１６に入力する。ＴＥＳは、トラックゼロクロス（ＴＺＣ）検出回路５０にも入力される。ＴＺＣ検出回路５０は、ＴＺＣパルスを生成し、ＤＳＰ１６に入力する。
【００４８】
ＤＳＰ１６は、このＴＥＳを基に、トラックサーボループを用いて、トラック駆動信号を生成し、ドライバ６２を介してトラック（レンズ）アクチュエータ６４を制御する。トラックアクチュエータ６４は、光学ヘッドの対物レンズをトラック方向に駆動する。これにより、トラックサーボ制御が行われる。即ち、ＤＳＰ１６は、トラックの中心に光ビームが位置するように、トラックアクチュエータ６４をフィードバック制御する。
【００４９】
又、ＤＳＰ１６は、ＴＺＣを基に、シーク距離を演算して、ドライバ６６を介してボイスコイルモータ（ＶＣＭ）６８をシーク制御する。ＶＣＭ６８は、光学ヘッドを移動する。
【００５０】
図２は、図１の光磁気ディスクドライブ１１の構成図である。図２に示すように、ハウジング６７内に、前述したスピンドルモータ４０が設けられている。光磁気ディスクカートリッジ７０は、インレット６９から挿入される。カートリッジ７０内の光磁気ディスク７２は、スピンドルモータ４０により回転される。
【００５１】
光学ヘッドは、キャリッジ７６と固定光学系７８で構成される。キャリッジ７６は、レール８４に沿って、ＶＣＭ６８（図１参照）により、光磁気ディスク７２のトラック横断方向に移動する。キャリッジ７６は、対物レンズ８０、方向変換プリズム８２、フォーカスアクチュエータ６０、トラックアクチュエータ６４等を備える。固定光学系７８は、前述したレーザーダイオードユニット３０、ＩＤ／ＭＯ用ディテクタ３２、４分割ディテクタ４５（図１参照）を備える。
【００５２】
図３は、本発明の一実施の形態のスピンドルモータ制御回路のブロック図、図４は、スピンドルモータ駆動回路のブロック図、図５は、そのタイムチャート図、図６は、本発明の他の実施の形態のスピンドルモータ制御回路のブロック図である。
【００５３】
図３に示すように、ＭＰＵ１２（図１参照）は、スピンドルドライバ３８に、回転／停止／ブレーキの指示を与える。スピンドルドライバ３８は、これに従い、スピンドルモータ４０を駆動する。
【００５４】
スピンドルモータドライバ３８は、図４のように構成されている。即ち、スピンドルモータドライバ３８は、位相比較器９０と、チャージポンプ９１と、位相補償フィルタ９２と、駆動回路９３と、速度検出器９４と、スピードチェック信号生成回路９５とを有する。
【００５５】
スピンドルモータ４０の同軸上に設けられた周波数ジェネレータ（図示せず）は、スピンドルモータ４０の回転速度に比例した周波数のＦＧ信号を発生する。例えば、周波数ジェネレータは、スピンドルモータ４０の１回転当たり１２パルスのＦＧ信号を発生する。速度検出器９４は、ＦＧ信号を増幅し、波形整形し、レベル調整して、ＦＧパルスを位相比較器９０に与える。
【００５６】
位相比較器９０には、ＭＰＵ１２からの目標回転数の周波数を持つクロック（基準信号）ＣＬＫが入力される。このクロックＣＬＫは、水晶発振器の基準クロックから作成される。位相比較器９０は、基準クロックＣＬＫとＦＧパルスとを位相比較して、位相差信号を出力する位相コンパレータで構成される。チャージポンプ９１は、充電回路（積分回路）で構成され、位相差信号を充電する。チャージポンプ９１の充電量は、位相補償フィルタ（ループフィルタ）９２に入力され、波形整形される。駆動回路９３は、電流アンプで構成され、位相補償フィルタ９２の出力を増幅して、スピンドルモータ４０に駆動電流（回転誤差信号）を供給する。
【００５７】
このようにして、回転誤差信号（駆動電流）により、スピンドルモータ４０を駆動して、フィードバック制御する。この系では、最終的に、基準となる基準クロックの位相にＦＧパルスの位相を一致するように、制御する。これにより、モータの定速回転が実現される。
【００５８】
スピードチェック信号生成部９５は、位相比較器９０の位相差が、所定の範囲以内かを判定して、スピードチェック信号ＳＣを生成する。即ち、図５に示すように、目標回転数を中心として、誤差範囲を定常回転数範囲とする。そして、スピンドルモータ４０の回転数が、定常回転数範囲以内か否かを、位相比較器９０の位相差が、所定の範囲以内かを判定する。スピードチエック信号ＳＣは、スピンドルモータ４０の回転数が、定常回転数範囲以内なら、ローを示し、スピンドルモータ４０の回転数が、定常回転数範囲以内でないなら、ハイを示す。このスピードチェック信号ＳＣは、ＭＰＵ１２に与えられる。
【００５９】
このチャージポンプ９１は、位相差をコンデンサに蓄積し、コンデンサに蓄積された電流（電圧）が、回転誤差信号として、スピンドルモータ４０の駆動電流となる。図３に示すように、チャージポンプ９１は、２つのコンデンサＣ１、Ｃ２と抵抗Ｒ２とからなる充電（積分）回路９１−１を有する。この充電回路の充電特性は、定常回転時の回転ジッタを抑圧するように、設定されている。
【００６０】
図５に示すように、モータ起動時には、モータをオンしてから時間とともにモータの回転数が上昇し、目標回転数を越えて、オーバーシュートした後、目標回転数に静定する。スピンドルモータ４０は、回転誤差量に応じて駆動されるから、モータ起動後に、このチャージポンプ９１に蓄えられた回転誤差量を、適当なタイミングで適当な時間放電させることにより、前述のオーバーシュートの抑制が可能である。これにより、定常回転数に速く到達することができる。
【００６１】
図３に示すように、チャージポンプ９１には、抵抗Ｒ１とスイッチＳＷからなる放電回路９１−２が設けられている。このスイッチＳＷは、ＭＰＵ１２の出力ポートの出力により、開閉制御される。そして、ＭＰＵ１２は、モータ起動時に、スピンドルモータ４０のスピードチェック信号ＳＣを受け、スピントルモータ４０が、目標回転数の近傍（定常回転数範囲内）に到達したかを監視する。図５に示すように、スピントルモータ４０が、目標回転数の近傍（定常回転数範囲内）に到達した時に、ＭＰＵ１２が、出力ポートからスイッチＳＷを閉じて、チャージポンプ９１を一定期間放電する。これにより、回転誤差量が減少するため、オーバーシュートを抑制することができる。
【００６２】
又、図６に示すように、チャージポンプ９１の充電回路９１−１に、抵抗Ｒ１からなる放電回路９１−２を設け、この抵抗Ｒ１を、ＭＰＵ１２のトライステートバッファ１２−１のポートに接続するようにしても良い。トライステートバッファ１２−１は、ハイ、ロー、オープン（開放）の３状態をとることができる。このため、図３の放電回路のスイッチＳＷを除去することができる。
【００６３】
図７は、本発明の一実施の形態のスピンドルモータ起動処理フロー図、図８は、そのＦＧ信号のタイムチャート図、図９は、その回転状況判断の説明図である。図７に従い、ＭＰＵ１２の起動処理を説明する。
【００６４】
（Ｓ１）ＭＰＵ１２は、スピンドルモータ異常検出時の割り込み処理を無効にする。即ち、定常回転時には、前述したスピードチェック信号ＳＣがハイとなると、割り込みが発生する。スピードチェック信号ＳＣがハイの時は、図５で説明したように、スピンドルモータ４０の回転数が定常回転数範囲内から外れた異常検出の場合である。この割り込みを禁止することにより、後述するように、ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣによるスピンドルモータ４０の回転数の監視が可能となる。
【００６５】
（Ｓ２）ＭＰＵ１２は、スピンドルモータ４０のパラメータの設定として、目標回転数（クロックの周波数）、起動方向の設定を行う。ここで、この実施例では、ロードされる光ディスクの記憶容量に応じて、２つの回転数（４５５８ｒｐｍと３２１４ｒｐｍ）を選択している。例えば、１．３ＧＢの容量の光ディスクでは、３２１４ｒｐｍを選択し、その他の容量の光ディスクでは、４５５８ｒｐｍを選択する。そして、このクロックをスピンドルモータドライバ３８に供給するとともに、スピンドルモータドライバ３８に起動命令を与える。これにより、スピンドルモータ４０が起動される。
【００６６】
（Ｓ３）スピンドルモータ４０の回転により、前述したＦＧ信号（パルス）が発生する。ＭＰＵ１２は、図８に示すように、所定時間（確認時間）ＦＧ信号をカウントする。そして、このカウント値により、スピンドルモータ４０の回転状況を判断する。図９のテーブルに示すように、３２１４ｒｐｍでは、カウント値が、１５より小さい時は、スピントルモータ４０がロックされていると判断する。同様に、カウント値が１００より大きい時は、スピンドルモータ４０が空転していると判断する。又、カウント値が１５と１００の間にあるときは、スピンドルモータ４０が正常状態にあると判断する。同様に、４５５８ｒｐｍでは、カウント値が、１９より小さい時は、スピントルモータ４０がロックされていると判断する。同様に、カウント値が１２５より大きい時は、スピンドルモータ４０が空転していると判断する。又、カウント値が１９と１２５の間にあるときは、スピンドルモータ４０が正常状態にあると判断する。スピンドルモータ４０がロック状態にある又は空転状態にある時は、ステップＳ９のエラー処理に進む。
【００６７】
（Ｓ４）スピンドルモータ４０が正常状態にあると判定した時は、ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣがローに変化したかを判定する。図５の回転数とスピードチェック信号ＳＣの関係図のＡ点に示すように、起動後最初に、スピードチェック信号ＳＣがローとなる時点を検出する。ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣがローになるまで待つ。スピードチェック信号ＳＣがローに変化した時は、スピンドルモータ４０の回転数が目標回転数近傍（定常回転数範囲）に到達した時である。
【００６８】
（Ｓ５）ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣがローになると、放電処理を開始する。図３に示した回路例では、通常時に、ＭＰＵ１２の出力ポートは、ロー（スイッチＳＷオフ）状態にある。スイッチＳＷは開放状態にある。放電する時は、出力ポートをハイ（スイッチオン）することにより、スイッチＳＷを閉じ、チャージポンプ９１の充電回路９１−１をグランドに接続する。これにより、放電が実施される。又、図６の回路例では、放電するため、ＭＰＵ１２のトライステートバッファ１２−１のポートをローにすることにより、チャージポンプ９１の充電回路９１−１をグランドに接続する。尚、トライステートバッファ１２−１のポートがハイインピーダンス（オープン）の時は、スイッチをオフにした状態となる。
【００６９】
（Ｓ６）ＭＰＵ１２は、図５に示したＡ点から所定時間、スイッチＳＷをオンし続け、放電処理を継続する。この所定時間は、オーバーシュートを抑制し、モータの回転数が定常回転範囲内に速く収まるように、設定される。後述するように、この所定時間は、目標回転数等により相違し、且つ学習することがてきる。
【００７０】
所定時間が経過する（例えば、タイマーにより検出する）と、ＭＰＵ１２は、スイッチＳＷをオフ状態とする。これにより、スイッチＳＷが開放され、放電動作を終了する。
【００７１】
（Ｓ７）ＭＰＵ１２は、定常回転のチェックを行う。このため、ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣの監視時間が経過したかを判定する。監視時間が経過していれば、ステップＳ９のエラー処理する。監視時間が経過していなければ、スピードチェック信号ＳＣが所定時間ローかを調べる。このようにして、スピードチェック信号ＳＣが所定時間ローであることを確認して、定常回転数になったことを確認する。図５のＢ点が対応する。
【００７２】
（Ｓ８）最後に、スピンドルモータ異常検出時の割り込み処理を有効にして、終了する。これにより、定常回転時に、スピードチェック信号による割り込み発生時に、リカバリー処理が可能となる。
【００７３】
（Ｓ９）スピンドルモータの回転状況が良好でない時、監視時間内に、スピードチェック信号ＳＣが所定時間ローにならない時は、エラー処理して、終了する。
【００７４】
このようにして、スピンドルモータドライバ３８のチャージポンプ９１の充電量（回転誤差量）を、スピンドルモータ４０が目標回転数近傍に到達した時に、放電するため、目標回転数を越えるオーバーシュートを抑制できる。これにより、目標回転数に静定するまでの時間を短縮することができる。
【００７５】
図１０、図１１は、放電による効果を説明する図である。
【００７６】
図１０（Ａ）は、放電を行わない場合の、スピンドルモータをオンした後のチャージポンプ９１の出力波形ＣＰとスピードチェック信号ＳＣを示す。図１０（Ｂ）は、放電を行った場合の、スピンドルモータをオンした後のチャージポンプ９１の出力波形ＣＰとスピードチェック信号ＳＣを示す。
【００７７】
図１０（Ａ）に比べ、図１０（Ｂ）に示すように、放電を行った場合には、チャージポンプ９１の出力波形ＣＰは、スピードチェック信号ＳＣがローとなった時に、急激に低下する。これにより、スピードチェック信号ＳＣのローとなるまでの時間が短縮されている。このため、放電を行う事により、定常回転に早く静定している事が理解される。
【００７８】
図１１は、スピンドルモータをオンした時からのスピンドルモータの回転数の変化を示している。ここで、目標回転数は、４５８８ｒｐｍである。放電を行わない場合（ＤＣ無し）には、オーバーシュートにより、スピードチェック信号ＳＣがローに安定するまで、２．５秒かかる。これに対し、放電を行った場合（ＤＣ有り）には、スピードチェック信号ＳＣがローに安定するまで、１．９秒かかる。従って、放電を行う事により、６００ｍｓ早く、定常回転に静定することが理解される。
【００７９】
次に、オーバーシュートを有効に抑えるための放電時間について、説明する。図１２は、４５５８ｒｐｍにおける放電時間と回転数変化の関係図、図１３は、３２１４ｒｐｍにおける放電時間と回転数変化の関係図である。
【００８０】
図１２、図１３は、放電時間を、０ｍｓ、６ｍｓ、１０ｍｓ、１４ｍｓ、１８ｍｓと設定した場合のスピンドルモータの回転数変化を示している。図１２により明らかなように、目標回転数が４５５８ｒｐｍの場合には、放電時間を１０ｍｓとすると、定常回転数（４５５８ｒｐｍ）に一番早く静定する。一方、図１３に示すように、目標回転数が３２１４ｒｐｍの場合には、放電時間を１０ｍｓとすると、定常回転数（３２１４ｒｐｍ）に一番早く静定する。このように、定常回転数に一番早く静定する放電時間を設定する。
【００８１】
図１４は、本発明の第２の実施の形態のスピンドル起動処理フロー図である。
【００８２】
図１４は、放電処理をスピードチェック信号ＳＣの割り込み処理によって行うものである。ステップＳ１１〜Ｓ１３は、図７のステップＳ１〜Ｓ３と同一の処理であり、ステップＳ１５〜Ｓ１７は、図７のステップＳ７〜Ｓ９と同一の処理である。このため、これらステップの説明は、省略する。
【００８３】
（Ｓ１４）ステップＳ１３で、ステップＳ３と同様に、スピンドルモータが正常起動されたと判定した時に、ＭＰＵ１２は、放電割り込みの設定を行う。即ち、ＭＰＵ１２は、図５のタイムチャートのスピードチェック信号ＳＣがハイからローに変化した時（図５のＡ点）に、ＭＰＵ１２に割り込みを発生するように設定する。そして、ＭＰＵ１２は、他の処理に移行する。
【００８４】
（Ｓ１８）ＭＰＵ１２は、ステップＳ１４で設定したスピードチェック信号ＳＣの割り込みが発生すると、このステップＳ１８の割り込み処理に移行する。この時、スピードチェック信号ＳＣの割り込みが再び入らないように、この信号の割り込みをマスクする。
【００８５】
ステップＳ１８では、放電処理を開始する。図３に示した回路例では、ＭＰＵ１２の出力ポートをハイ（スイッチオン）することにより、スイッチＳＷを閉じ、チャージポンプ９１の充電回路９１−１をグランドに接続する。これにより、放電が実施される。又、図６の回路例では、ＭＰＵ１２のトライステートバッファ１２−１のポートをローにすることにより、チャージポンプ９１の充電回路９１−１をグランドに接続する。
【００８６】
これと同時に、ＭＰＵ１２は、放電タイマをスタートして、他の通常の処理に移行する。ここで、設定するタイマ値は、前述の図１２、図１３で示した最適放電時間である。
【００８７】
ＭＰＵ１２は、放電タイマーの放電終了割り込みを受けて、ＭＰＵ１２は、スイッチＳＷをオフ状態とする。これにより、スイッチＳＷが開放され、放電動作を終了する。そして、ＭＰＵ１２は、ステップＳ１５に移行する。
【００８８】
このようにして、放電処理を割り込み処理としているため、ＭＰＵ１２は、放電のスタートとストップに関与すれば良く、この間に他の通常処理を行うことができる。このため、放電処理により、他の通常処理が待たされることを防止できる。
【００８９】
図１５は、本発明の第３の実施の形態のスピンドル回転数変更処理フロー図である。図１５は、スピンドルモータの回転数を低速から高速に立ち上げる処理を示している。この処理は、基本的に、図７の起動時の処理と同一であり、同一の処理は、図７のステップを参照する。
【００９０】
（Ｓ２０）ＭＰＵ１２は、スピンドルモータ４０が低速の定常回転状態にあるかを判定する。例えば、スピードチェック信号ＳＣにより判定する。スピンドルモータ４０が低速の定常回転状態にない時は、終了する。
【００９１】
（Ｓ２１）図７のステップＳ１と同様に、スピンドルモータ異常回転時の割り込みを無効にする。
【００９２】
（Ｓ２２）ＭＰＵ１２は、高速回転用パラメータを設定する。これにより、スピンドルモータドライバ３８に与えられるクロックの周波数は、高速回転の周波数となる。そして、スピンドルモータを起動する。
【００９３】
（Ｓ２３）ＭＰＵ１２は、ステップＳ３と同様に、ＦＧパルスをカウントして、スピンドルモータの回転状況を判断する。
【００９４】
（Ｓ２４）ＭＰＵ１２は、ステップＳ４と同様に、スピードチェック信号ＳＣがローに変化したかを監視する。
【００９５】
（Ｓ２５）ＭＰＵ１２は、ステップＳ５と同様に、放電処理を開始する。
【００９６】
（Ｓ２６）ＭＰＵ１２は、ステップＳ６と同様に、所定時間放電を行ったことを検出して、放電処理を終了する。
【００９７】
（Ｓ２７）ＭＰＵ１２は、ステップＳ７と同様に、高速の定常回転状態になったかを判定する。
【００９８】
（Ｓ２８）ＭＰＵ１２は、ステップＳ８と同様に、スピンドルモータ異常回転時の割り込みを有効にして、終了する。
【００９９】
（Ｓ２９）ＭＰＵ１２は、ステップＳ９と同様に、エラー処理して、終了する。
【０１００】
このように、低速回転から高速回転に立ち上げる時も、放電処理により、高速回転に早く立ち上げることができる。このため、スリープ機能を持たせても、レディ状態になるまでの時間を短縮することができる。
【０１０１】
図１６は、本発明の第４の実施の形態のスピンドル回転数変更処理フロー図である。図１６は、図１５の放電処理をスピードチェック信号ＳＣの割り込み処理によって行うものである。従って、ステップＳ３０〜Ｓ３３は、図１５のステップＳ２０〜Ｓ２３と同一の処理であり、ステップＳ３７〜Ｓ３９は、図１５のステップＳ２７〜Ｓ２９と同一の処理である。このため、これらステップの説明は、省略する。
【０１０２】
（Ｓ３４）ステップＳ３３で、ステップＳ２３と同様に、スピンドルモータが正常起動されたと判定した時に、ＭＰＵ１２は、放電割り込みの設定を行う。即ち、ＭＰＵ１２は、図５のタイムチャートのスピードチェック信号ＳＣがハイからローに変化した時（図５のＡ点）に、ＭＰＵ１２に割り込みを発生するように設定する。そして、ＭＰＵ１２は、他の処理に移行する。
【０１０３】
（Ｓ３５）ＭＰＵ１２は、ステップＳ３４で設定したスピードチェック信号ＳＣの割り込みが発生すると、このステップＳ３５の割り込み処理に移行する。この時、スピードチェック信号ＳＣの割り込みが再び入らないように、この信号の割り込みをマスクする。
【０１０４】
ステップＳ３５では、放電処理を開始する。図３に示した回路例では、ＭＰＵ１２の出力ポートをハイ（スイッチオン）することにより、スイッチＳＷを閉じ、チャージポンプ９１の充電回路９１−１をグランドに接続する。これにより、放電が実施される。又、図６の回路例では、ＭＰＵ１２のトライステートバッファ１２−１のポートをローにすることにより、チャージポンプ９１の充電回路９１−１をグランドに接続する。
【０１０５】
これと同時に、ＭＰＵ１２は、放電タイマをスタートして、他の通常の処理に移行する。ここで、設定するタイマ値は、前述の図１２、図１３で示した最適放電時間である。
【０１０６】
ＭＰＵ１２は、放電タイマーの放電終了割り込みを受けて、ＭＰＵ１２は、スイッチＳＷをオフ状態とする。これにより、スイッチＳＷが開放され、放電動作を終了する。そして、ＭＰＵ１２は、ステップＳ３７に移行する。
【０１０７】
このようにして、放電処理を割り込み処理としているため、ＭＰＵ１２は、放電のスタートとストップに関与すれば良く、この間に他の通常処理を行うことができる。このため、放電処理により、他の通常処理が待たされることを防止できる。
【０１０８】
これらの処理における放電時間は、変更回転数にあった時間を設定される。即ち、テーブルに、モーターが停止状態から起動する場合の放電時間と、モーターをある回転状態から高回転数状態に起動する場合の放電時間を格納する。そして、放電処理時に、そのテーブルを参照することにより、適切な放電時間を得る。
【０１０９】
同様に、装置の温度、電源電圧、起動回転数が変化した場合にも、適用できる。例えば、装置の温度、電源電圧、起動回転数毎の放電時間をテーブルに格納する。又は、基準の放電時間値から、装置の温度、電源電圧、起動回転数に応じた放電時間値を近似計算により求める。
【０１１０】
次に、この放電時間を学習することができる。モータを起動して、定常回転に立ち上げるまでの時間は、図１２、図１３に示したように、放電時間により異なる。即ち、適切な放電時間を設定した場合には、最短時間で目標とする回転数に到達する。即ち、図５に示したＢ点の位置が、放電時間により変化する。
【０１１１】
この事から、学習のためのモーターの起動停止を数回繰り返すことにより、最適時間を学習することができる。例えば、学習起動毎に、放電時間を、０ｍｓ、５ｍｓ、１０ｍｓ、１５ｍｓ…と変更して、モータを立ち上げ、スピードチェック信号ＳＣから図５のＢ点までの到達時間を測定する。そして、この時間が一番短くなる放電時間を最適値として決定する。
【０１１２】
この学習処理は、一度行えば良く、又は必要に応じて実施しても良い。学習処理で得られた装置の最適放電時間は、ＲＡＭに格納される。通常のモータ起動時は、このＲＡＭに格納された放電時間を使用して、放電処理を行う。
【０１１３】
更に、フロー図を用いて、学習処理を説明する。図１７は、本発明の一実施の形態の放電時間学習処理フロー図である。
【０１１４】
（Ｓ４０）ＭＰＵ１２は、スピンドルモータ４０が停止状態かを判定する。停止状態にない時は、ＭＰＵ１２は、スピンドルモータを停止処理する。
【０１１５】
（Ｓ４１）ＭＰＵ１２は、学習用放電時間を設定する。例えば、Ｎ回の学習を行うとすると、１回目（Ｎ０）は、０ｍｓ、２回目（Ｎ１）は、５ｍｓ、３回目（Ｎ２）は、１０ｍｓと設定する。
【０１１６】
（Ｓ４２）ＭＰＵ１２は、スピンドルモータドライバ３８に起動命令を与える。これにより、スピンドルモータ４０が起動される。ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣがローに変化したかを判定する。
【０１１７】
（Ｓ４３）ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣがローになると、放電処理を開始する。ＭＰＵ１２は、出力ポートをハイ（スイッチオン）することにより、スイッチＳＷを閉じ、チャージポンプ９１の充電回路９１−１をグランドに接続する。これにより、放電が実施される。ＭＰＵ１２は、図５に示したＡ点からステップＳ４１で設定された学習用放電時間、スイッチＳＷをオンし続け、放電処理を継続する。設定された放電時間が経過すると、ＭＰＵ１２は、スイッチＳＷをオフ状態とする。これにより、スイッチＳＷが開放され、放電動作を終了する。
【０１１８】
（Ｓ４４）ＭＰＵ１２は、定常回転のチェックを行う。このため、ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣが所定時間ローかを調べる。このようにして、スピードチェック信号ＳＣが所定時間ローであることを確認して、定常回転数になったことを確認する。図５のＢ点が対応する。
【０１１９】
（Ｓ４５）ＭＰＵ１２は、スピンドルモータ４０の起動時からこの定常回転に到達した時間ｔ（ｎ）を測定し、ＲＡＭに格納する。
【０１２０】
（Ｓ４６）ＭＰＵ１２は、Ｎ回学習測定したかを判定する。Ｎ回の学習を終了していない時は、次の回（ｎ＋１）の学習用放電時間を設定し、ステップＳ４０に戻る。
【０１２１】
（Ｓ４７）Ｎ回分の学習測定を終了すると、ＲＡＭには、各学習用放電時間ごとの到達時間ｔ（ｎ）が格納されている。ＭＰＵ１２は、これらの到達時間の大小を比較する。そして、比較結果から、到達時間が最小の放電時間を、学習結果として、ＲＡＭに格納する。そして、終了する。
【０１２２】
このようにして、最適放電時間を学習によりえることができる。このため、装置個々に、目標回転数毎に、最適放電時間を自動的に得ることができる。
【０１２３】
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。
【０１２４】
（１）前述の実施の態様では、スピンドルモータが、光磁気ディスク装置の光磁気ディスクを回転する例で説明したが、他の装置のスピンドルモータに適用できる。
【０１２５】
（２）放電回路も他の構成のものを用いることができる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
【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。
【０１２８】
（１）スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出してから、所定時間、回転誤差を蓄えるチャージポンプを放電するので、オーバーシュート量を抑制することができる。従って、目標回転数までの立ち上げ時間を短縮できる。
【０１２９】
（２）回転ジッタを抑圧するだけのチャージポンプの応答特性やスピンドルモータ駆動回路の構成を変えずに、しかも簡単に、目標回転数までの立ち上げ時間を短縮し、且つ目標回転数での回転を安定に維持することもできる。
【０１３０】
（３）スピンドルモータの起動時間が短縮されるため、ディスクの転送速度の向上のため、スピンドルモータの回転数を高くしても、レディに要する時間が長くなることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の態様の光磁気ディスク装置のブロック構成図である。
【図２】図１の光ディスクドライブの構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態のスピンドル制御回路のブロック図である。
【図４】図４のスピンドルドライバのブロック図である。
【図５】図４の回路のタイムチャート図である。
【図６】本発明の一実施の形態の他のスピンドル制御回路のブロック図である。
【図７】本発明の一実施の形態のスピンドル起動処理フロー図である。
【図８】図７の処理におけるＦＧ信号のタイムチャート図である。
【図９】図７の処理における回転状況判断の説明図である。
【図１０】図７の放電による効果の説明図（その１）である。
【図１１】図７の放電による効果の説明図（その２）である。
【図１２】４５５８ｒｐｍの放電時間と回転数変化の関係図である。
【図１３】３２１４ｒｐｍの放電時間と回転数変化の関係図である。
【図１４】本発明の他のスピンドル起動処理フロー図である。
【図１５】本発明の一実施の形態のスピンドル回転数変更処理フロー図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態のスピンドル回転数変更処理フロー図である。
【図１７】本発明の一実施の形態の放電時間学習処理フロー図である。
【符号の説明】
１２ ＭＰＵ（制御回路）
３８ スピンドルドライバ
４０ スピンドルモータ
９０ 位相比較器
９１ チャージポンプ
９１−１ 充電回路
９１−２ 放電回路
９５ スピードチェック信号生成部
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピンドルモータの回転数を制御するスピンドルモータ制御方法、制御装置、スピンドルモータの駆動回路及びディスク装置に関し、特に、ディスク媒体を回転するスピンドルモータの制御に適用して好適なスピンドルモータ制御方法、制御装置、スピンドルモータの駆動回路及びディスク装置に関する。
【０００２】
スピンドルモータは、回転駆動手段として、広く利用されている。例えば、ディスクに記録されたデータを読み取り又は読み取り／書き込みを行うディスクドライブは、ディスク媒体を回転するためにスピンドルモータを有する。このスピンドルモータを、停止状態又は低速回転状態から目標回転数に立ち上げる際に、高速に目標回転数に立ち上げることが必要となる。
【０００３】
【従来の技術】
スピンドルモータを有する装置は、様々な分野で利用されている。ここでは、コンピュータ等の外部記憶装置として利用されている光磁気記録装置を例に説明する。光磁気記録装置では、データ蓄積部として、光磁気媒体を使用する。この媒体は、基板と、基板上に形成された磁性体からなる記録層を有している。この媒体は、光による加熱と磁界の変化を利用して、情報を記録する。
【０００４】
この媒体は、データを記録再生するためのデータトラックが設けられた光ディスクで形成される。一般に、媒体の基板上には、グルーブ（トラッキング案内溝）がスパイラル状に設けられている。このグルーブとグルーブに挟まれたランドに、データの記録再生トラックが設けられている。
【０００５】
このトラックに、光学ヘッドの光ビームをトラッキングする。そして、記録時には、光による加熱と磁界の変化を利用して、情報を記録する。又、情報を再生する時は、磁気光学効果を利用して、光ビームの反射光から情報を再生する。
【０００６】
光ディスク媒体の記録再生を行うには、光ディスク媒体を定常回転する必要がある。このため、スピンドルモータが用いられる。このスピンドルモータとして、ブラシレスモータが用いられている。
【０００７】
このスピンドルモータの回転精度が充分でないと、ディスク媒体に対してトラッキングが不安定となり、ディスク媒体に対して記録又は再生を行う時のエラー発生要因にもなる。このため、安定した高速回転を維持する必要がある。
【０００８】
従来、安定した回転精度を維持するため、モータの回転制御方式として、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）制御（位相同期制御）が利用されている。このシステムでは、水晶発振器の発振パルスと、モーターが回転する時に発生する回転パルス（ＦＧ）との位相を比較して、位相差を得る。この位相差がチャージポンプに蓄えされた後、波形整形されて、回転誤差信号を得る。この回転誤差信号が、モーターの駆動電流となる。これにより、安定した回転精度の回転が得られる。このシステムでは、モーターの定常回転時の回転ジッタ特性を良好にするため、チャージポンプの応答特性は遅く設定される。
【０００９】
【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。
【００１０】
例えば、前述の光磁気ディスク装置では、光ディスク媒体は、装置にロードされる。この時、スピンドルモータは停止状態にあり、ディスク媒体が装着されると、スピンドルモータの起動が行われる。この起動により、スピンドルモータが定常回転数に到達した後、搭載された媒体に特性を合わせる初期化処理、トラッキングサーボ処理等が行われ、ロード処理が完了して、レディ状態となる。しかし、近年、データ転送レートの向上を行う一つの手段として、スピンドルモータの回転数を高速化する傾向がある。回転数を高速にすると、起動時から定常の回転数に到達するまでの時間が長くなる。この事により、媒体が装着されてから、装置が外部インターフェース（ＳＣＳＩ／ＡＴＡＰＩ ＩＦ）を可能とする時間までのロード処理に要する時間が延びてしまい、インターフェースとのタイムアウトエラーが発生する可能性がある。
【００１１】
又、光磁気記録装置等は、パソコンの小型外部記憶装置として広く使われている。これらに使用する場合には、消費電力を低減する必要がある。このため、消費電力を低減するため、或いは温度上昇による弊害（装置経時変化や媒体特性の変化）を防止するために、スリープ機能を備えている。例えば、ある時間以上アクセスがなかった時には、トラックへの追従動作を停止したり、レーザーダイオードの発光を停止したり、スピンドルモータの回転数を落としたり又はスピンドルモータの回転を停止する。そして、ディスク媒体にアクセスする命令を受けると、素早くレディ状態に復帰する必要がある。即ち、スピンドルモータが停止している場合に、或いは定常回転数より遅い回転数でロックしている場合には、即座に、スピンドルモータを起動し、媒体へのアクセスが可能な回転数に立ち上げる必要がある。
【００１２】
このように、スピンドルモータの定常回転数が高速化するのに伴い、ロード時間又はレディ時間が遅くなるという問題が生じる。
【００１３】
従来のスピンドルモータのＰＬＬ回路では、スピンドルモータの定常回転での回転ジッタ特性を向上するため、チャージポンプの応答特性は、遅く設定されている。このため、スピンドルモータの回転数の立ち上がり時に、オーバーシュートが大きくなってしまい、起動後目標回転数に静定するまでの時間が短くできないという問題があった。
【００１４】
反対に、チャージポンプの応答特性は、速く設定したとすると、スピンドルモータの定常回転での回転ジッタ特性が低下し、定常回転時に回転変動が生じるという問題が生じる。
【００１５】
従って、本発明の目的は、スピンドルモータが、停止又は低回転から目標回転数に立ち上げるまでの時間を短縮するためのスピンドルモータ制御方法、制御装置、駆動回路を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、定速回転での回転精度を維持したままで、スピンドルモータの立ち上げ時間を短縮するためのスピンドルモータ制御方法、制御装置、駆動回路を提供することにある。
【００１７】
本発明の更に他の目的は、スピンドルモータの立ち上げ時のオーバーシュート量を小さくするためのスピンドルモータ制御方法、制御装置、駆動回路を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明のスピンドルモータ制御装置は、スピンドルモータの実回転数を検出する手段と、目標回転数と前記実回転数との誤差を抽出する位相差抽出回路と、前記誤差を充電するチャージポンプと、前記チャージポンプの充電量により前記スピンドルモータを駆動する駆動回路と、前記位相差抽出回路に前記目標回転数を設定した後、前記検出手段による前記スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出して、前記チャージポンプを所定時間放電する制御回路とを有し、前記チャージポンプは、前記制御回路によって、直接操作され、前記チャージポンプを放電する放電回路を有する。そして、前記制御回路は、前記スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出して、前記スピンドルモータの目標回転数に応じた前記所定時間、前記放電回路を動作させる。
【００１９】
この実施の態様では、チャージポンプに蓄える誤差量を放電することにより、立ち上げ時のオーバーシュートを抑制する。このオーバーシュートを抑制するため、スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出してから、所定時間、チャージポンプを放電する。これにより、オーバーシュート量を抑制することができる。
【００２０】
又、チャージポンプの応答特性を変えないので、目標回転数での回転を安定に維持することもできる。
【００２１】
本発明の他の態様は、前記到達を検出するステップは、前記スピンドルモータを起動した後、前記スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出するステップからなる。
【００２２】
これにより、スピンドルモータを停止状態から起動した時に、目標回転数に到達するまでの立ち上げ時間を短縮できる。
【００２３】
本発明の他の態様は、前記到達を検出するステップは、低速回転している前記スピンドルモータに高速回転を指示した後、前記スピンドルモータの実回転数が高速回転の前記目標回転数の近傍に到達したことを検出するステップからなる。
【００２４】
これにより、スピンドルモータの低速回転から高速回転への立ち上げ時間を短縮できる。
【００２５】
本発明の他の態様は、前記スピンドルモータの目標回転数に応じて、前記放電する所定時間を設定するステップを更に有する。目標回転数に応じて、立ち上げ時間を最小とする放電時間が異なるため、目標回転数に応じて放電時間を設定することにより、各目標回転数での立ち上げ時間を短縮できる。
【００２６】
本発明の他の態様は、前記放電する所定時間を学習するステップを更に有する。これにより、立ち上げ時間を最小とする放電時間が自動的に得られる。
【００２７】
本発明の他の態様は、環境温度に応じて、前記放電する所定時間を設定するステップを更に有する。これにより、環境温度に応じて放電時間を設定することにより、環境温度の変化にかかわらず、立ち上げ時間を短縮できる。
【００２８】
本発明の他の態様は、電源電圧に応じて、前記放電する所定時間を設定するステップを更に有する。これにより、電源電圧に応じて放電時間を設定することにより、電源電圧の変化にかかわらず、立ち上げ時間を短縮できる。特に、バッテリー駆動方式の装置に利用して好適である
本発明のスピンドルモータ制御装置は、前記スピンドルモータの実回転数を検出する検出手段と、目標回転数と前記実回転数との誤差を抽出して、前記誤差をチャージポンプに充電し、前記充電量により前記スピンドルモータを駆動する駆動回路と、前記スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出して、前記チャージポンプを所定時間放電する制御回路とを有する。
【００２９】
この実施の態様では、チャージポンプに蓄える誤差量を放電することにより、立ち上げ時のオーバーシュートを抑制する。このオーバーシュートを抑制するため、スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出してから、所定時間、チャージポンプを放電する。これにより、オーバーシュート量を抑制することができる。
【００３０】
又、チャージポンプの応答特性を変えないので、目標回転数での回転を安定に維持することもできる。
【００３１】
本発明のスピンドルモータ制御装置の他の態様は、前記チャージポンプは、前記制御回路によって、操作され、前記チャージポンプを放電する放電回路を有する。放電回路を有するため、簡単に、チャージポンプを放電することができる。
【００３２】
本発明のスピンドルモータ制御装置の他の態様は、前記放電回路は、前記制御回路のトライステートバッファにより操作される。これにより、放電回路の動作のための特別のスイッチが不要となる。
【００３３】
本発明のスピンドルモータ制御装置の他の態様は、前記放電回路は、前記制御回路により操作されるスイッチを有する。これにより、制御回路のポートにより、放電を操作することができる。
【００３４】
本発明のスピンドルモータ駆動回路は、目標回転数とスピンドルモータの実回転数との誤差を抽出する抽出回路と、前記誤差を充電するチャージポンプと、前記チャージポンプの充電量に応じた前記スピンドルモータの駆動信号を生成する駆動回路とを有し、前記チャージポンプは、外部より操作され、前記チャージポンプを放電する放電回路を有する。
【００３５】
これにより、チャージポンプに蓄える誤差量を放電することにより、立ち上げ時のオーバーシュートを抑制することができる。又、駆動回路の外部から操作することができ、容易に制御回路が放電操作できる。更に、チャージポンプの応答特性を変えないので、目標回転数での回転を安定に維持することもできる。
【００３６】
本発明のディスク装置は、前述のスピンドルモータ駆動回路を有するので、起動命令を受けてからディスクを定常回転に立ち上げるまでの時間を短縮でき、ロード処理等に要する時間を短縮できる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態の光磁気ディスク装置のブロック図、図２は図１の光ディスクドライブの構成図である。
【００３８】
図１に示すように、光磁気ディスク装置は、コントロールユニット１０とディスクドライブ１１とを備える。ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）１２は、光磁気ディスク装置の全体的制御を行う。インターフェース１７は、ホスト装置（図示せず）との間でコマンド及びデータのやり取りを行う。光ディスクコントローラ（ＯＤＣ）１４は、光磁気ディスク（ＭＯ）のリード／ライトに必要な処理を行う。ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）１６は、ＭＰＵ１２の指示に基づいて、後述する各機構部を制御する。メモリ（ＲＡＭ）１８は、ＭＰＵ１２、ＯＤＣ１４、インターフェース１７で共用され、ライトデータの格納、リードデータの格納等を行う。
【００３９】
ＯＤＣ１４には、フォーマッタ１４−１と誤り訂正符号（ＥＣＣ）処理部１４−２が設けられている。フォーマッタ１４−１は、ライトアクセス時には、ＮＲＺライトデータを、光ディスクのセクタ単位に分割し、記録フォーマットを生成する。ＥＣＣ処理部１４−２は、セクターデータ単位に、ＥＣＣを生成し、セクターデータに付加する。又、ＥＣＣ処理部１４−２は、必要に応じて、巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号を生成して、付加する。更に、ＥＣＣ処理部１４−２は、ＥＣＣの付加されたセクターデータを、１−７ランレングスリミテッド符号（ＲＬＬ）に変換する。
【００４０】
リードアクセス時には、ＥＣＣ処理部１４−２は、リードされたセクターデータを１−７ＲＬＬ逆変換した後、ＣＲＣ検査を行う。そして、ＥＣＣ処理部１４−２は、ＥＣＣによる誤り検出及び誤り訂正を行う。更に、フォーマッタ１４−１は、セクタ単位のＮＲＺデータを連結して、ＮＲＺリードデータのストリームを作成する。このデータストリームは、バッファメモリ１８を経由して、インターフェース１７からホスト装置に転送される。
【００４１】
ライトＬＳＩ回路２０は、ライト変調部２１とレーザーダイオード制御回路２２とを有する。ライト変調部２１は、光磁気ディスクの種類に応じて、ライトデータを、ピットポジションモジュレーション（ＰＰＭ）記録（マーク記録ともいう）又はパルスウィドスモジュレーション（ＰＷＭ）記録（エッジ記録ともいう）のデータ形式のデータに変調する。レーザーダイオード制御回路２２は、この変調されたデータにより、ドライブ１１の光学ユニットのレーザーダイオードユニット３０を制御する。ドライブ１１に設けられたレーザーダイオードユニット３０は、光磁気ディスクにレーザー光を照射するレーザーダイオード３０−１と、モニタ用ディテクタ３０−２とを有する。
【００４２】
リードＬＳＩ回路２４は、ＡＧＣ（自動ゲイン制御）回路、フィルタ、セクターマーク検出回路を備えるリード復調部２５、周波数シンセサイザ２６を備える。リード復調部２５は、入力されたＩＤ信号又はＭＯ信号からリードクロック及びリードデータを生成した後、ＰＰＭデータ又はＰＷＭデータを元のＮＲＺデータに復調する。ドライブ１１の光学ヘッドのＩＤ／ＭＯ用ディテクタ３２は、光磁気ディスクの戻り光を検出し、ＩＤ信号／ＭＯ信号が、ヘッドアンプ３４を介してリードＬＳＩ回路２４に入力される。周波数シンセサイザ２６は、光磁気ディスクのゾーンに対応した周波数のクロックを、リードクロックとして発生する。
【００４３】
ドライブ１１に設けられた温度センサ３６は、ドライブの温度を検出する。検出された温度は、ＤＳＰ１６を介してＭＰＵ１２に与えられ、ＭＰＵ１２は、検出温度に基づき、レーザーダイオード制御回路２２のリード、ライト及びイレーズの各発光パワーを最適値に制御する。
【００４４】
スピンドルモータ４０は、光磁気ディスクを回転する。ＭＰＵ１２は、ドライバ３８を介してスピンドルモータ４０の起動／停止／定常回転を制御する。ドライバ（駆動回路）３８は、図３にて後述するように、ＰＬＬ回路で構成される。
【００４５】
電磁石４４は、記録時及び消去時に、ロードされた光磁気ディスクに外部磁界を供給する。ＤＳＰ１６は、ＭＰＵ１２の指示に応じて、電磁石４４を、ドライバ４２を介して制御する。４分割ディテクタ４５は、光磁気ディスクから戻り光を検出する。
【００４６】
ＦＥＳ検出回路４６は、４分割ディテクタ４５の出力からフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）を生成して、ＤＳＰ１６に入力する。ＤＳＰ１６は、フォーカスサーボループを用いて、フォーカス駆動信号を生成し、ドライバ５８を介してフォーカスアクチュエータ６０を制御する。フォーカスアクチュエータ６０は、光学ヘッドの対物レンズをフォーカス方向に駆動する。これにより、フォーカスサーボ制御が行われる。即ち、ＤＳＰ１６は、フォーカスエラー信号が最小となるように、フォーカスアクチュエータ６０をフィードバック制御して、記録媒体面に、光ビームの焦点が位置するよう制御する。
【００４７】
ＴＥＳ検出回路４８は、４分割ディテクタ４５の出力からトラックエラー信号（ＴＥＳ）を生成して、ＤＳＰ１６に入力する。ＴＥＳは、トラックゼロクロス（ＴＺＣ）検出回路５０にも入力される。ＴＺＣ検出回路５０は、ＴＺＣパルスを生成し、ＤＳＰ１６に入力する。
【００４８】
ＤＳＰ１６は、このＴＥＳを基に、トラックサーボループを用いて、トラック駆動信号を生成し、ドライバ６２を介してトラック（レンズ）アクチュエータ６４を制御する。トラックアクチュエータ６４は、光学ヘッドの対物レンズをトラック方向に駆動する。これにより、トラックサーボ制御が行われる。即ち、ＤＳＰ１６は、トラックの中心に光ビームが位置するように、トラックアクチュエータ６４をフィードバック制御する。
【００４９】
又、ＤＳＰ１６は、ＴＺＣを基に、シーク距離を演算して、ドライバ６６を介してボイスコイルモータ（ＶＣＭ）６８をシーク制御する。ＶＣＭ６８は、光学ヘッドを移動する。
【００５０】
図２は、図１の光磁気ディスクドライブ１１の構成図である。図２に示すように、ハウジング６７内に、前述したスピンドルモータ４０が設けられている。光磁気ディスクカートリッジ７０は、インレット６９から挿入される。カートリッジ７０内の光磁気ディスク７２は、スピンドルモータ４０により回転される。
【００５１】
光学ヘッドは、キャリッジ７６と固定光学系７８で構成される。キャリッジ７６は、レール８４に沿って、ＶＣＭ６８（図１参照）により、光磁気ディスク７２のトラック横断方向に移動する。キャリッジ７６は、対物レンズ８０、方向変換プリズム８２、フォーカスアクチュエータ６０、トラックアクチュエータ６４等を備える。固定光学系７８は、前述したレーザーダイオードユニット３０、ＩＤ／ＭＯ用ディテクタ３２、４分割ディテクタ４５（図１参照）を備える。
【００５２】
図３は、本発明の一実施の形態のスピンドルモータ制御回路のブロック図、図４は、スピンドルモータ駆動回路のブロック図、図５は、そのタイムチャート図、図６は、本発明の他の実施の形態のスピンドルモータ制御回路のブロック図である。
【００５３】
図３に示すように、ＭＰＵ１２（図１参照）は、スピンドルドライバ３８に、回転／停止／ブレーキの指示を与える。スピンドルドライバ３８は、これに従い、スピンドルモータ４０を駆動する。
【００５４】
スピンドルモータドライバ３８は、図４のように構成されている。即ち、スピンドルモータドライバ３８は、位相比較器９０と、チャージポンプ９１と、位相補償フィルタ９２と、駆動回路９３と、速度検出器９４と、スピードチェック信号生成回路９５とを有する。
【００５５】
スピンドルモータ４０の同軸上に設けられた周波数ジェネレータ（図示せず）は、スピンドルモータ４０の回転速度に比例した周波数のＦＧ信号を発生する。例えば、周波数ジェネレータは、スピンドルモータ４０の１回転当たり１２パルスのＦＧ信号を発生する。速度検出器９４は、ＦＧ信号を増幅し、波形整形し、レベル調整して、ＦＧパルスを位相比較器９０に与える。
【００５６】
位相比較器９０には、ＭＰＵ１２からの目標回転数の周波数を持つクロック（基準信号）ＣＬＫが入力される。このクロックＣＬＫは、水晶発振器の基準クロックから作成される。位相比較器９０は、基準クロックＣＬＫとＦＧパルスとを位相比較して、位相差信号を出力する位相コンパレータで構成される。チャージポンプ９１は、充電回路（積分回路）で構成され、位相差信号を充電する。チャージポンプ９１の充電量は、位相補償フィルタ（ループフィルタ）９２に入力され、波形整形される。駆動回路９３は、電流アンプで構成され、位相補償フィルタ９２の出力を増幅して、スピンドルモータ４０に駆動電流（回転誤差信号）を供給する。
【００５７】
このようにして、回転誤差信号（駆動電流）により、スピンドルモータ４０を駆動して、フィードバック制御する。この系では、最終的に、基準となる基準クロックの位相にＦＧパルスの位相を一致するように、制御する。これにより、モータの定速回転が実現される。
【００５８】
スピードチェック信号生成部９５は、位相比較器９０の位相差が、所定の範囲以内かを判定して、スピードチェック信号ＳＣを生成する。即ち、図５に示すように、目標回転数を中心として、誤差範囲を定常回転数範囲とする。そして、スピンドルモータ４０の回転数が、定常回転数範囲以内か否かを、位相比較器９０の位相差が、所定の範囲以内かを判定する。スピードチエック信号ＳＣは、スピンドルモータ４０の回転数が、定常回転数範囲以内なら、ローを示し、スピンドルモータ４０の回転数が、定常回転数範囲以内でないなら、ハイを示す。このスピードチェック信号ＳＣは、ＭＰＵ１２に与えられる。
【００５９】
このチャージポンプ９１は、位相差をコンデンサに蓄積し、コンデンサに蓄積された電流（電圧）が、回転誤差信号として、スピンドルモータ４０の駆動電流となる。図３に示すように、チャージポンプ９１は、２つのコンデンサＣ１、Ｃ２と抵抗Ｒ２とからなる充電（積分）回路９１−１を有する。この充電回路の充電特性は、定常回転時の回転ジッタを抑圧するように、設定されている。
【００６０】
図５に示すように、モータ起動時には、モータをオンしてから時間とともにモータの回転数が上昇し、目標回転数を越えて、オーバーシュートした後、目標回転数に静定する。スピンドルモータ４０は、回転誤差量に応じて駆動されるから、モータ起動後に、このチャージポンプ９１に蓄えられた回転誤差量を、適当なタイミングで適当な時間放電させることにより、前述のオーバーシュートの抑制が可能である。これにより、定常回転数に速く到達することができる。
【００６１】
図３に示すように、チャージポンプ９１には、抵抗Ｒ１とスイッチＳＷからなる放電回路９１−２が設けられている。このスイッチＳＷは、ＭＰＵ１２の出力ポートの出力により、開閉制御される。そして、ＭＰＵ１２は、モータ起動時に、スピンドルモータ４０のスピードチェック信号ＳＣを受け、スピントルモータ４０が、目標回転数の近傍（定常回転数範囲内）に到達したかを監視する。図５に示すように、スピントルモータ４０が、目標回転数の近傍（定常回転数範囲内）に到達した時に、ＭＰＵ１２が、出力ポートからスイッチＳＷを閉じて、チャージポンプ９１を一定期間放電する。これにより、回転誤差量が減少するため、オーバーシュートを抑制することができる。
【００６２】
又、図６に示すように、チャージポンプ９１の充電回路９１−１に、抵抗Ｒ１からなる放電回路９１−２を設け、この抵抗Ｒ１を、ＭＰＵ１２のトライステートバッファ１２−１のポートに接続するようにしても良い。トライステートバッファ１２−１は、ハイ、ロー、オープン（開放）の３状態をとることができる。このため、図３の放電回路のスイッチＳＷを除去することができる。
【００６３】
図７は、本発明の一実施の形態のスピンドルモータ起動処理フロー図、図８は、そのＦＧ信号のタイムチャート図、図９は、その回転状況判断の説明図である。図７に従い、ＭＰＵ１２の起動処理を説明する。
【００６４】
（Ｓ１）ＭＰＵ１２は、スピンドルモータ異常検出時の割り込み処理を無効にする。即ち、定常回転時には、前述したスピードチェック信号ＳＣがハイとなると、割り込みが発生する。スピードチェック信号ＳＣがハイの時は、図５で説明したように、スピンドルモータ４０の回転数が定常回転数範囲内から外れた異常検出の場合である。この割り込みを禁止することにより、後述するように、ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣによるスピンドルモータ４０の回転数の監視が可能となる。
【００６５】
（Ｓ２）ＭＰＵ１２は、スピンドルモータ４０のパラメータの設定として、目標回転数（クロックの周波数）、起動方向の設定を行う。ここで、この実施例では、ロードされる光ディスクの記憶容量に応じて、２つの回転数（４５５８ｒｐｍと３２１４ｒｐｍ）を選択している。例えば、１．３ＧＢの容量の光ディスクでは、３２１４ｒｐｍを選択し、その他の容量の光ディスクでは、４５５８ｒｐｍを選択する。そして、このクロックをスピンドルモータドライバ３８に供給するとともに、スピンドルモータドライバ３８に起動命令を与える。これにより、スピンドルモータ４０が起動される。
【００６６】
（Ｓ３）スピンドルモータ４０の回転により、前述したＦＧ信号（パルス）が発生する。ＭＰＵ１２は、図８に示すように、所定時間（確認時間）ＦＧ信号をカウントする。そして、このカウント値により、スピンドルモータ４０の回転状況を判断する。図９のテーブルに示すように、３２１４ｒｐｍでは、カウント値が、１５より小さい時は、スピントルモータ４０がロックされていると判断する。同様に、カウント値が１００より大きい時は、スピンドルモータ４０が空転していると判断する。又、カウント値が１５と１００の間にあるときは、スピンドルモータ４０が正常状態にあると判断する。同様に、４５５８ｒｐｍでは、カウント値が、１９より小さい時は、スピントルモータ４０がロックされていると判断する。同様に、カウント値が１２５より大きい時は、スピンドルモータ４０が空転していると判断する。又、カウント値が１９と１２５の間にあるときは、スピンドルモータ４０が正常状態にあると判断する。スピンドルモータ４０がロック状態にある又は空転状態にある時は、ステップＳ９のエラー処理に進む。
【００６７】
（Ｓ４）スピンドルモータ４０が正常状態にあると判定した時は、ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣがローに変化したかを判定する。図５の回転数とスピードチェック信号ＳＣの関係図のＡ点に示すように、起動後最初に、スピードチェック信号ＳＣがローとなる時点を検出する。ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣがローになるまで待つ。スピードチェック信号ＳＣがローに変化した時は、スピンドルモータ４０の回転数が目標回転数近傍（定常回転数範囲）に到達した時である。
【００６８】
（Ｓ５）ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣがローになると、放電処理を開始する。図３に示した回路例では、通常時に、ＭＰＵ１２の出力ポートは、ロー（スイッチＳＷオフ）状態にある。スイッチＳＷは開放状態にある。放電する時は、出力ポートをハイ（スイッチオン）することにより、スイッチＳＷを閉じ、チャージポンプ９１の充電回路９１−１をグランドに接続する。これにより、放電が実施される。又、図６の回路例では、放電するため、ＭＰＵ１２のトライステートバッファ１２−１のポートをローにすることにより、チャージポンプ９１の充電回路９１−１をグランドに接続する。尚、トライステートバッファ１２−１のポートがハイインピーダンス（オープン）の時は、スイッチをオフにした状態となる。
【００６９】
（Ｓ６）ＭＰＵ１２は、図５に示したＡ点から所定時間、スイッチＳＷをオンし続け、放電処理を継続する。この所定時間は、オーバーシュートを抑制し、モータの回転数が定常回転範囲内に速く収まるように、設定される。後述するように、この所定時間は、目標回転数等により相違し、且つ学習することがてきる。
【００７０】
所定時間が経過する（例えば、タイマーにより検出する）と、ＭＰＵ１２は、スイッチＳＷをオフ状態とする。これにより、スイッチＳＷが開放され、放電動作を終了する。
【００７１】
（Ｓ７）ＭＰＵ１２は、定常回転のチェックを行う。このため、ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣの監視時間が経過したかを判定する。監視時間が経過していれば、ステップＳ９のエラー処理する。監視時間が経過していなければ、スピードチェック信号ＳＣが所定時間ローかを調べる。このようにして、スピードチェック信号ＳＣが所定時間ローであることを確認して、定常回転数になったことを確認する。図５のＢ点が対応する。
【００７２】
（Ｓ８）最後に、スピンドルモータ異常検出時の割り込み処理を有効にして、終了する。これにより、定常回転時に、スピードチェック信号による割り込み発生時に、リカバリー処理が可能となる。
【００７３】
（Ｓ９）スピンドルモータの回転状況が良好でない時、監視時間内に、スピードチェック信号ＳＣが所定時間ローにならない時は、エラー処理して、終了する。
【００７４】
このようにして、スピンドルモータドライバ３８のチャージポンプ９１の充電量（回転誤差量）を、スピンドルモータ４０が目標回転数近傍に到達した時に、放電するため、目標回転数を越えるオーバーシュートを抑制できる。これにより、目標回転数に静定するまでの時間を短縮することができる。
【００７５】
図１０、図１１は、放電による効果を説明する図である。
【００７６】
図１０（Ａ）は、放電を行わない場合の、スピンドルモータをオンした後のチャージポンプ９１の出力波形ＣＰとスピードチェック信号ＳＣを示す。図１０（Ｂ）は、放電を行った場合の、スピンドルモータをオンした後のチャージポンプ９１の出力波形ＣＰとスピードチェック信号ＳＣを示す。
【００７７】
図１０（Ａ）に比べ、図１０（Ｂ）に示すように、放電を行った場合には、チャージポンプ９１の出力波形ＣＰは、スピードチェック信号ＳＣがローとなった時に、急激に低下する。これにより、スピードチェック信号ＳＣのローとなるまでの時間が短縮されている。このため、放電を行う事により、定常回転に早く静定している事が理解される。
【００７８】
図１１は、スピンドルモータをオンした時からのスピンドルモータの回転数の変化を示している。ここで、目標回転数は、４５８８ｒｐｍである。放電を行わない場合（ＤＣ無し）には、オーバーシュートにより、スピードチェック信号ＳＣがローに安定するまで、２．５秒かかる。これに対し、放電を行った場合（ＤＣ有り）には、スピードチェック信号ＳＣがローに安定するまで、１．９秒かかる。従って、放電を行う事により、６００ｍｓ早く、定常回転に静定することが理解される。
【００７９】
次に、オーバーシュートを有効に抑えるための放電時間について、説明する。図１２は、４５５８ｒｐｍにおける放電時間と回転数変化の関係図、図１３は、３２１４ｒｐｍにおける放電時間と回転数変化の関係図である。
【００８０】
図１２、図１３は、放電時間を、０ｍｓ、６ｍｓ、１０ｍｓ、１４ｍｓ、１８ｍｓと設定した場合のスピンドルモータの回転数変化を示している。図１２により明らかなように、目標回転数が４５５８ｒｐｍの場合には、放電時間を１０ｍｓとすると、定常回転数（４５５８ｒｐｍ）に一番早く静定する。一方、図１３に示すように、目標回転数が３２１４ｒｐｍの場合には、放電時間を１０ｍｓとすると、定常回転数（３２１４ｒｐｍ）に一番早く静定する。このように、定常回転数に一番早く静定する放電時間を設定する。
【００８１】
図１４は、本発明の第２の実施の形態のスピンドル起動処理フロー図である。
【００８２】
図１４は、放電処理をスピードチェック信号ＳＣの割り込み処理によって行うものである。ステップＳ１１〜Ｓ１３は、図７のステップＳ１〜Ｓ３と同一の処理であり、ステップＳ１５〜Ｓ１７は、図７のステップＳ７〜Ｓ９と同一の処理である。このため、これらステップの説明は、省略する。
【００８３】
（Ｓ１４）ステップＳ１３で、ステップＳ３と同様に、スピンドルモータが正常起動されたと判定した時に、ＭＰＵ１２は、放電割り込みの設定を行う。即ち、ＭＰＵ１２は、図５のタイムチャートのスピードチェック信号ＳＣがハイからローに変化した時（図５のＡ点）に、ＭＰＵ１２に割り込みを発生するように設定する。そして、ＭＰＵ１２は、他の処理に移行する。
【００８４】
（Ｓ１８）ＭＰＵ１２は、ステップＳ１４で設定したスピードチェック信号ＳＣの割り込みが発生すると、このステップＳ１８の割り込み処理に移行する。この時、スピードチェック信号ＳＣの割り込みが再び入らないように、この信号の割り込みをマスクする。
【００８５】
ステップＳ１８では、放電処理を開始する。図３に示した回路例では、ＭＰＵ１２の出力ポートをハイ（スイッチオン）することにより、スイッチＳＷを閉じ、チャージポンプ９１の充電回路９１−１をグランドに接続する。これにより、放電が実施される。又、図６の回路例では、ＭＰＵ１２のトライステートバッファ１２−１のポートをローにすることにより、チャージポンプ９１の充電回路９１−１をグランドに接続する。
【００８６】
これと同時に、ＭＰＵ１２は、放電タイマをスタートして、他の通常の処理に移行する。ここで、設定するタイマ値は、前述の図１２、図１３で示した最適放電時間である。
【００８７】
ＭＰＵ１２は、放電タイマーの放電終了割り込みを受けて、ＭＰＵ１２は、スイッチＳＷをオフ状態とする。これにより、スイッチＳＷが開放され、放電動作を終了する。そして、ＭＰＵ１２は、ステップＳ１５に移行する。
【００８８】
このようにして、放電処理を割り込み処理としているため、ＭＰＵ１２は、放電のスタートとストップに関与すれば良く、この間に他の通常処理を行うことができる。このため、放電処理により、他の通常処理が待たされることを防止できる。
【００８９】
図１５は、本発明の第３の実施の形態のスピンドル回転数変更処理フロー図である。図１５は、スピンドルモータの回転数を低速から高速に立ち上げる処理を示している。この処理は、基本的に、図７の起動時の処理と同一であり、同一の処理は、図７のステップを参照する。
【００９０】
（Ｓ２０）ＭＰＵ１２は、スピンドルモータ４０が低速の定常回転状態にあるかを判定する。例えば、スピードチェック信号ＳＣにより判定する。スピンドルモータ４０が低速の定常回転状態にない時は、終了する。
【００９１】
（Ｓ２１）図７のステップＳ１と同様に、スピンドルモータ異常回転時の割り込みを無効にする。
【００９２】
（Ｓ２２）ＭＰＵ１２は、高速回転用パラメータを設定する。これにより、スピンドルモータドライバ３８に与えられるクロックの周波数は、高速回転の周波数となる。そして、スピンドルモータを起動する。
【００９３】
（Ｓ２３）ＭＰＵ１２は、ステップＳ３と同様に、ＦＧパルスをカウントして、スピンドルモータの回転状況を判断する。
【００９４】
（Ｓ２４）ＭＰＵ１２は、ステップＳ４と同様に、スピードチェック信号ＳＣがローに変化したかを監視する。
【００９５】
（Ｓ２５）ＭＰＵ１２は、ステップＳ５と同様に、放電処理を開始する。
【００９６】
（Ｓ２６）ＭＰＵ１２は、ステップＳ６と同様に、所定時間放電を行ったことを検出して、放電処理を終了する。
【００９７】
（Ｓ２７）ＭＰＵ１２は、ステップＳ７と同様に、高速の定常回転状態になったかを判定する。
【００９８】
（Ｓ２８）ＭＰＵ１２は、ステップＳ８と同様に、スピンドルモータ異常回転時の割り込みを有効にして、終了する。
【００９９】
（Ｓ２９）ＭＰＵ１２は、ステップＳ９と同様に、エラー処理して、終了する。
【０１００】
このように、低速回転から高速回転に立ち上げる時も、放電処理により、高速回転に早く立ち上げることができる。このため、スリープ機能を持たせても、レディ状態になるまでの時間を短縮することができる。
【０１０１】
図１６は、本発明の第４の実施の形態のスピンドル回転数変更処理フロー図である。図１６は、図１５の放電処理をスピードチェック信号ＳＣの割り込み処理によって行うものである。従って、ステップＳ３０〜Ｓ３３は、図１５のステップＳ２０〜Ｓ２３と同一の処理であり、ステップＳ３７〜Ｓ３９は、図１５のステップＳ２７〜Ｓ２９と同一の処理である。このため、これらステップの説明は、省略する。
【０１０２】
（Ｓ３４）ステップＳ３３で、ステップＳ２３と同様に、スピンドルモータが正常起動されたと判定した時に、ＭＰＵ１２は、放電割り込みの設定を行う。即ち、ＭＰＵ１２は、図５のタイムチャートのスピードチェック信号ＳＣがハイからローに変化した時（図５のＡ点）に、ＭＰＵ１２に割り込みを発生するように設定する。そして、ＭＰＵ１２は、他の処理に移行する。
【０１０３】
（Ｓ３５）ＭＰＵ１２は、ステップＳ３４で設定したスピードチェック信号ＳＣの割り込みが発生すると、このステップＳ３５の割り込み処理に移行する。この時、スピードチェック信号ＳＣの割り込みが再び入らないように、この信号の割り込みをマスクする。
【０１０４】
ステップＳ３５では、放電処理を開始する。図３に示した回路例では、ＭＰＵ１２の出力ポートをハイ（スイッチオン）することにより、スイッチＳＷを閉じ、チャージポンプ９１の充電回路９１−１をグランドに接続する。これにより、放電が実施される。又、図６の回路例では、ＭＰＵ１２のトライステートバッファ１２−１のポートをローにすることにより、チャージポンプ９１の充電回路９１−１をグランドに接続する。
【０１０５】
これと同時に、ＭＰＵ１２は、放電タイマをスタートして、他の通常の処理に移行する。ここで、設定するタイマ値は、前述の図１２、図１３で示した最適放電時間である。
【０１０６】
ＭＰＵ１２は、放電タイマーの放電終了割り込みを受けて、ＭＰＵ１２は、スイッチＳＷをオフ状態とする。これにより、スイッチＳＷが開放され、放電動作を終了する。そして、ＭＰＵ１２は、ステップＳ３７に移行する。
【０１０７】
このようにして、放電処理を割り込み処理としているため、ＭＰＵ１２は、放電のスタートとストップに関与すれば良く、この間に他の通常処理を行うことができる。このため、放電処理により、他の通常処理が待たされることを防止できる。
【０１０８】
これらの処理における放電時間は、変更回転数にあった時間を設定される。即ち、テーブルに、モーターが停止状態から起動する場合の放電時間と、モーターをある回転状態から高回転数状態に起動する場合の放電時間を格納する。そして、放電処理時に、そのテーブルを参照することにより、適切な放電時間を得る。
【０１０９】
同様に、装置の温度、電源電圧、起動回転数が変化した場合にも、適用できる。例えば、装置の温度、電源電圧、起動回転数毎の放電時間をテーブルに格納する。又は、基準の放電時間値から、装置の温度、電源電圧、起動回転数に応じた放電時間値を近似計算により求める。
【０１１０】
次に、この放電時間を学習することができる。モータを起動して、定常回転に立ち上げるまでの時間は、図１２、図１３に示したように、放電時間により異なる。即ち、適切な放電時間を設定した場合には、最短時間で目標とする回転数に到達する。即ち、図５に示したＢ点の位置が、放電時間により変化する。
【０１１１】
この事から、学習のためのモーターの起動停止を数回繰り返すことにより、最適時間を学習することができる。例えば、学習起動毎に、放電時間を、０ｍｓ、５ｍｓ、１０ｍｓ、１５ｍｓ…と変更して、モータを立ち上げ、スピードチェック信号ＳＣから図５のＢ点までの到達時間を測定する。そして、この時間が一番短くなる放電時間を最適値として決定する。
【０１１２】
この学習処理は、一度行えば良く、又は必要に応じて実施しても良い。学習処理で得られた装置の最適放電時間は、ＲＡＭに格納される。通常のモータ起動時は、このＲＡＭに格納された放電時間を使用して、放電処理を行う。
【０１１３】
更に、フロー図を用いて、学習処理を説明する。図１７は、本発明の一実施の形態の放電時間学習処理フロー図である。
【０１１４】
（Ｓ４０）ＭＰＵ１２は、スピンドルモータ４０が停止状態かを判定する。停止状態にない時は、ＭＰＵ１２は、スピンドルモータを停止処理する。
【０１１５】
（Ｓ４１）ＭＰＵ１２は、学習用放電時間を設定する。例えば、Ｎ回の学習を行うとすると、１回目（Ｎ０）は、０ｍｓ、２回目（Ｎ１）は、５ｍｓ、３回目（Ｎ２）は、１０ｍｓと設定する。
【０１１６】
（Ｓ４２）ＭＰＵ１２は、スピンドルモータドライバ３８に起動命令を与える。これにより、スピンドルモータ４０が起動される。ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣがローに変化したかを判定する。
【０１１７】
（Ｓ４３）ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣがローになると、放電処理を開始する。ＭＰＵ１２は、出力ポートをハイ（スイッチオン）することにより、スイッチＳＷを閉じ、チャージポンプ９１の充電回路９１−１をグランドに接続する。これにより、放電が実施される。ＭＰＵ１２は、図５に示したＡ点からステップＳ４１で設定された学習用放電時間、スイッチＳＷをオンし続け、放電処理を継続する。設定された放電時間が経過すると、ＭＰＵ１２は、スイッチＳＷをオフ状態とする。これにより、スイッチＳＷが開放され、放電動作を終了する。
【０１１８】
（Ｓ４４）ＭＰＵ１２は、定常回転のチェックを行う。このため、ＭＰＵ１２は、スピードチェック信号ＳＣが所定時間ローかを調べる。このようにして、スピードチェック信号ＳＣが所定時間ローであることを確認して、定常回転数になったことを確認する。図５のＢ点が対応する。
【０１１９】
（Ｓ４５）ＭＰＵ１２は、スピンドルモータ４０の起動時からこの定常回転に到達した時間ｔ（ｎ）を測定し、ＲＡＭに格納する。
【０１２０】
（Ｓ４６）ＭＰＵ１２は、Ｎ回学習測定したかを判定する。Ｎ回の学習を終了していない時は、次の回（ｎ＋１）の学習用放電時間を設定し、ステップＳ４０に戻る。
【０１２１】
（Ｓ４７）Ｎ回分の学習測定を終了すると、ＲＡＭには、各学習用放電時間ごとの到達時間ｔ（ｎ）が格納されている。ＭＰＵ１２は、これらの到達時間の大小を比較する。そして、比較結果から、到達時間が最小の放電時間を、学習結果として、ＲＡＭに格納する。そして、終了する。
【０１２２】
このようにして、最適放電時間を学習によりえることができる。このため、装置個々に、目標回転数毎に、最適放電時間を自動的に得ることができる。
【０１２３】
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。
【０１２４】
（１）前述の実施の態様では、スピンドルモータが、光磁気ディスク装置の光磁気ディスクを回転する例で説明したが、他の装置のスピンドルモータに適用できる。
【０１２５】
（２）放電回路も他の構成のものを用いることができる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
【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。
【０１２８】
（１）スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出してから、所定時間、回転誤差を蓄えるチャージポンプを放電するので、オーバーシュート量を抑制することができる。従って、目標回転数までの立ち上げ時間を短縮できる。
【０１２９】
（２）回転ジッタを抑圧するだけのチャージポンプの応答特性やスピンドルモータ駆動回路の構成を変えずに、しかも簡単に、目標回転数までの立ち上げ時間を短縮し、且つ目標回転数での回転を安定に維持することもできる。
【０１３０】
（３）スピンドルモータの起動時間が短縮されるため、ディスクの転送速度の向上のため、スピンドルモータの回転数を高くしても、レディに要する時間が長くなることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の態様の光磁気ディスク装置のブロック構成図である。
【図２】図１の光ディスクドライブの構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態のスピンドル制御回路のブロック図である。
【図４】図４のスピンドルドライバのブロック図である。
【図５】図４の回路のタイムチャート図である。
【図６】本発明の一実施の形態の他のスピンドル制御回路のブロック図である。
【図７】本発明の一実施の形態のスピンドル起動処理フロー図である。
【図８】図７の処理におけるＦＧ信号のタイムチャート図である。
【図９】図７の処理における回転状況判断の説明図である。
【図１０】図７の放電による効果の説明図（その１）である。
【図１１】図７の放電による効果の説明図（その２）である。
【図１２】４５５８ｒｐｍの放電時間と回転数変化の関係図である。
【図１３】３２１４ｒｐｍの放電時間と回転数変化の関係図である。
【図１４】本発明の他のスピンドル起動処理フロー図である。
【図１５】本発明の一実施の形態のスピンドル回転数変更処理フロー図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態のスピンドル回転数変更処理フロー図である。
【図１７】本発明の一実施の形態の放電時間学習処理フロー図である。
【符号の説明】
１２ ＭＰＵ（制御回路）
３８ スピンドルドライバ
４０ スピンドルモータ
９０ 位相比較器
９１ チャージポンプ
９１−１ 充電回路
９１−２ 放電回路
９５ スピードチェック信号生成部
Claims (4)
- スピンドルモータの回転数を制御するスピンドルモータ制御装置において、
前記スピンドルモータの実回転数を検出する手段と、
目標回転数と前記実回転数との誤差を抽出する位相差抽出回路と、
前記誤差を充電するチャージポンプと、
前記チャージポンプの充電量により前記スピンドルモータを駆動する駆動回路と、
前記位相差抽出回路に前記目標回転数を設定した後、前記検出手段による前記スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出して、前記チャージポンプを所定時間放電する制御回路とを有し、
前記チャージポンプは、
前記制御回路によって、直接操作され、前記チャージポンプを放電する放電回路を有し、
前記制御回路は、前記スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出して、前記スピンドルモータの目標回転数に応じた前記所定時間、前記放電回路を動作させることを
特徴とするスピンドルモータ制御装置。 - 請求項１のスピンドルモータ制御装置において、
前記制御回路は、更に、環境温度又は電源電圧に応じて、前記放電する所定時間を設定することを
特徴とするスピンドルモータ制御装置。 - 請求項１のスピンドルモータ制御装置において、
前記制御回路は、前記放電する所定時間を変化して、前記スピンドルモータを制御し、前記目標回転数に到達する時間を測定して、前記所定時間を学習することを
特徴とするスピンドルモータ制御装置。 - デイスクを回転するスピンドルモータと、
前記デイスクを少なくとも読み取るヘッドと、
前記スピンドルモータの実回転数を検出する手段と、
目標回転数と前記実回転数との誤差を抽出する位相差抽出回路と、
前記誤差を充電するチャージポンプと、
前記チャージポンプの充電量により前記スピンドルモータを駆動する駆動回路と、
前記位相差抽出回路に前記目標回転数を設定した後、前記検出手段による前記スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出して、前記チャージポンプを所定時間放電する制御回路とを有し、
前記チャージポンプは、
前記制御回路によって、直接操作され、前記チャージポンプを放電する放電回路を有し、
前記制御回路は、前記スピンドルモータの実回転数が前記目標回転数の近傍に到達したことを検出して、前記スピンドルモータの目標回転数に応じた前記所定時間、前記放電回路を動作させることを
特徴とするデイスク装置。
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