JPH037088A - スピンドルモータの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、円盤状記憶媒体を即動するスピンドルモータ
の制御方法に関する。

［従来の技術］ 近年、携帯可能な小型のパーソナルコンピュータや１日
本語ワードプロセッサ装置が実用されており、これらの
装置に内蔵する補助記憶装置としては、媒体を交換でき
るフロッピーディスク装置の他に、より記憶容量の大き
い磁気ディスク装置が使用されるようになってきている
。

この磁気ディスク装置は１通常は、記憶媒体が交換でき
ないが、最近では、記憶媒体を交換できる媒体交換可能
型（リムーバブル型）のものも実用されている。

さて、このような磁気ディスク装置では、従来。

本体装置を停止するときには、記憶媒体にデータを記録
／再生するための磁気ヘッドを基準位置に退避して、記
憶媒体の回転を停止している。また、リムーバブル型の
磁気ディスク装置では、媒体を交換するときにも、磁気
ヘッドを基準位置に退避するとともに、記憶媒体の回転
を停止している。

このようにして、記憶媒体の回転を停止するとき、記憶
媒体を回転するスピンドルモータの駆動電流を遮断して
、スピンドルモータの回転系に作用する摩擦力によりそ
の回転が停止するまで待つと、非常に長い時間がかかる
ので好ましくない。

このために、従来では、特開昭５７−１８１４１８１号
公報や実開昭５７−３３４０号公報のもののように機械
的な制動手段を備えたり、特開昭５６−２２２５４号公
報のもののようにモータの逆起電力を利用して制動する
電気的な制動手段を備えたものが提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来装置のうち、機械的な制
動手段を用いるものでは、摩擦力を利用しているために
制動手段の要素が摩耗して粉塵が発生し、その粉塵が記
憶媒体に付着すると磁気ヘッドを破壊するという不都合
を生じるおそれがある。

また、モータの逆起電力を利用する場合には、モータが
停止直前の状態で、回転数が非常に小さくなった場合、
逆起電力を十分得ることができず、停止するまでに長い
時間がかかるという不都合を生じる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり
、スピンドルモータを短時間に停止できるスピンドルモ
ータの制御方法を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、停止時には正回転開動電流の印加を停止して
逆回転駆動電流を印加するとともに、スピンドルモータ
の回転速度および回転加速度を検出して停止するまでに
要する所要停止時間および所要停止回転数を演算し、そ
の所要停止回転数または回転速度のいずれか一方が所定
値よりも小さくなったときには、その時点から所要停止
時間を経過した時点で逆回転駆動電流の印加を停止する
ようにしたものである。

［作用］ したがって、逆回転駆動電流を印加することでスピンド
ルモータを停止しているので停止時に粉塵などが発生せ
ず、また、停止までに要する時間を短縮できる。

［実施例］ 以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細
に説明する。

まず、本発明の原理について説明する。

いま、速度ｖ０で回転しているスピンドルモータに、印
加可能な最大の逆回転駆動電流を加えて減速したとき、
そのスピンドルモータの速度Ｖの変化は次式（１）によ
りあられされる。

Ｖ＝αｔ　＋　ｖ、　　　・・・・・・　（１）ここで
、αは減速時の加速度をあられす。

また、スピンドルモータが１７４回転するたびにパルス
信号ＰＲを発生する回転角センサを設けたとすると、速
度Ｖは、その回転角センサから発生されるパルス信号Ｐ
Ｒのパルス間隔Ｔより次式（ＩＩ）のようにあられされ
る。

リ　＝　　０．２５／丁　　　　　　・・・・・・　　
（ＩＩ）したからで、停止時の加速度αは、次式（ＩＩ
Ｉ）であられされる。

ここで、ＴｆｉとＴｌ１−□は、ある時点におけるパル
ス信号ＰＲのパルス間隔と、その直前に得られたパルス
信号ＰＲのパルス間隔をそれぞれあられす。

一方、減速中のある時点において、停止するまでに要す
る所要停止時間の予測値ｔは次式（ＩＶ）のようにあら
れされる。

すなわち、スピンドルモータの減速動作を行なっている
ときに、連続する２つのパルス間隔Ｔ１１−４１丁、、
を検出し、それらのパルス間隔Ｔｆｉ−□ｊＴ１１に基
づいて、その時点からスピンドルモータが停止するまで
に要する所要停止時間の予測値ｔを算出することができ
る。

すなわち、スピンドルモータの減速動作中の任意の時点
で、所要停止時間を予測することができる。

さて１例えば、第１図に示すように、スピンドルモータ
を速度ｖＩ、で駆動しているとき、時点ｔ０で停止が指
令され、それによって、その時点ｔ、でスピンドルモー
タに逆回転能動電流を印加することを考えると、その場
合、スピンドルモータに作用する逆起電力がその逆回転
能動電流の電力に１畳された状態でスピンドルモータが
制動されるので、スピンドルモータの速度Ｖが大きくて
逆起電力も大きい時点ｔ。では、減速の加速度が大きく
なる。

そして、スピンドルモータの速度Ｖが小さくなるにつれ
逆起電力が小さくなるために減速の加速度に対する逆起
電力の影響が小さくなり、ある程度までスピンドルモー
タの速度Ｖが低下した時点では、逆起電力の影響を無視
できるようになる。

すなわち、上述した方法を用いて算出した所要停止時間
の予測値しは、スピンドルモータの速度Ｖが所定値Ｖ、
以下の範囲で有効に扱うことができる。

したがって、スピンドルモータの減速動作中にスピンド
ルモータの速度Ｖを逐次検出し、その速度が所定値Ｖ、
よりも小さくなった時点で所要停止時間の予測値上を算
出し、その時点からその予測値ｔを経過した時点でスピ
ンドルモータに印加している逆回転駆動電流を停止する
ことで、スピンドルモータを確実に停止することができ
る。

また、スピンドルモータが停止しているにもかかわらず
逆回転能動電流を印加することにより、スピンドルモー
タが逆方向に回転するような不都合も防止することがで
きる。

第２図は、本発明の一実施例にかかるスピンドルモータ
駆動制御装置を示している６なお、このスピンドルモー
タ即動制御装置は１例えば、リムーバブル型の磁気ディ
スク装置のスピンドルモータを駆動するために用いられ
る。・ 同図において、制御部１は、このスピンドルモータ駆動
制御装置の制御動作を行なうためのものであり、スピン
ドルモータ２の駆動電流の大きさに対応したデユーティ
制御信号ＤＤを形成してモータ翻動信号発生部３に出力
するとともに、スピンドルモータ２の回転方向をあられ
す回転指令信号ＤＲを形成してモータ駆動回ＩＩｔ４に
出力している。また、制御部１は、図示しない磁気ディ
スク装置のシステム制御部と種々の情報をやりとりして
、スピンドルモータ２の起動および停止などの動作を行
なう。

モータ酩動信号発生部３は、例えば、第３図に示すよう
に、一定周期Ｔｄで、かつ、制御部１より入力したデユ
ーティ制御信号００の値に対応した正論理のパルス＠Ｔ
ｗのモータ駆動信号ＰＤを形成するものであり、そのモ
ータ駆動信号ＰＤは、フィルタ回路５を介してそのデユ
ーティに対応した信号値のモータ駆動信号ＳＡに変換さ
れ、そのモータ駆動信号ＳＡは、モータ駆動回路４に加
えられている６モ一タ酩動回路４は、スピンドルモータ
２に、回転指令信号ＯＲに対応した方向に、モータ駆動
信号ＳＡを印加するものであり、それにより、スピンド
ルモータ２は、回転指令信号ＤＲにより指定された方向
に、モータ駆動信号ＳＡの大きさに対応した回転数で回
転する。

回転角センサ６は、スピンドルモータ２の回転を検出す
るものであり、スピンドルモータ２が１７４回転するた
びにパルス信号ＰＲを形成する。そのパルス信号ＰＲは
、パルス間隔測定部７に加えられている。

パルス間隔測定部７は、パルス信号ＰＲの立上り端の間
隔を側室するものであり、その測定結果は、パルス間隔
データＴＭとして制御部１に加えられている。

第４図は、回転角センサ６の一例を示している。

この場合、スピンドルモータ２のロータ２ａには、扇状
に整形されている磁石を８極配設されており、回転角セ
ンサ６は、この磁石の磁界を検出するホール素子６ａと
、このホール素子６ａの出力信号Ｓ）Ｉに基づいてパル
ス信号ＰＲを形成するパルス信号発生ｒｙＪｉ４６ｂカ
ラＭｒｌｃサレル。

したがって、スピンドルモータ２のロータ２ａが回転す
ると、第５図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）に示すよ
うに、ホ−ル素子６ａの出力信号ＳＨは、ロータ２ａが
９０度回転するごとに正弦波状に１周期変化し、パルス
信号発生回路６ｂは、その出力信号ＳＨの立上り側の零
クロス点に同期して所定パルス幅のパルス信号ＰＲを出
力する。

これにより、スピンドルモータ２が１７４回転するたび
に、パルス信号発生回路６ｂよりパルス信号ＰＲが出力
される。

以上の構成で、スピンドルモータ２を停止しているとき
には、制御部１は、デユーティ０に対応したデユーティ
制御信号ＤＤを出力しており、これにより、モータ駆動
信号発生部３からはデユーティ０、すなわち、論理Ｌレ
ベルを持続するモータ駆動信号ＰＤが出力され、フィル
タ回路５からはレベル０のモータ駆動信号ＳＡが出力さ
れるので、スピンドルモータ２は回転しない。

そして、システム制御部より起動指令が入力されると、
制御部１は、正転方向の回転指令信号ＯＲを出力すると
ともに、所定の昇速制御にかかる変化態様でデユーティ
をＯから所定値にまで変化するようにデユーティ制御信
号ＤＤを変化させる。

また、このときには、スピンドルモータ２が回転を開始
し、回転角センサ６からパルス信号ＰＲが出力され始め
、それによって、パルス間隔データＴＭが得られるので
、制御部ｌは、そのパルス間隔データＴＨに基づいて、
スピンドルモータ２の回転速度を監視し、その回転速度
の変化が所定の態様になるように、デユーティ制御信号
ＤＤによりデユーティ変化を行なう。

このようにし、て、スピンドルモータ２の回転速度が所
定値にまで上昇すると、それ以降は、スピンドルモータ
２の回転速度が一定値となるように、パルス間隔データ
ＴＭを入力してスピンドルモータ２の回転速度を監視し
ながら、それに応じて、デユーティ制御信号ＤＤを変化
させる。

次に、例えば、オペレータが媒体交換を指令した場合な
どで、システム制御部より停止が指令されると、制御部
１は、第６図に示したような処理を行なう。

すなわち、まず、逆回転をあられす回転指令信号ＤＲを
出力するとともに、１００ヌデユーテイをあられすデユ
ーティ制御信号ＤＤを出力する（処理１０１）。

これにより、モータ駆動信号発生部３は、デユーティ１
００％のモータ駆動信号ＰＤを出力し、そのモータ駆動
信号ＰＤに対応した最大値のモータ即動信号ＳＡがモー
タ開動回路４に加えられるので、モータ能動回路４は、
逆回転方向に最大値の駆動電流をスピンドルモータ２に
印加し、それにより、スピンドルモータ２が制動される
。

制御部１は、パルス間隔データ刊を入力してその値を変
数Ｒ１に代入しく処理１０２）、１つ前のパルス間隔デ
ータＴＨの値を保持する変数ＴＩ、−□に今回入力した
パルス間隔データＴＨの値を保持する変数子。の値を代
入するとともに、変数Ｔ７に変数旧の値を代入して（処
理１０３）、変数Ｔ１１および変数Ｔｎ−１の値を更新
する。

そして、その更新した変数ＴＩｌおよび変数子カー、の
値を用いて、上式（ＩＶ）の演算を実行して、その時点
からスピンドルモータ２が停止するまでの所要停止時間
の予測値ｔを算出しく処理１０４）、そのときのスピン
ドルモータ２の速度νを次式（Ｖ）に基づいて算出する
（処理１０５）。

ｖ＝　０．２５／Ｔ、　　　　−・・（Ｖ）次に、速度
Ｖが上述した所定値ｖ６以下になっているかどうかを調
べ（判断１０６）、判断１０６の結果がＮＯになるとき
には、スピンドルモータ２の速度が十分に低下していな
い状態なので、処理１０２に戻って、それ以降の処理を
繰返し行なう。

判断１０６の結果がＹＥＳになるときには、スピンドル
モータ２の速度が十分に低下している状態なので、その
状態で、その時点から予測値ｔに対応した時間を経過す
るまで待機して（処理１０７）、デユーティ制御信号Ｄ
Ｄを０％デユーティに対応した値に設定して（処理１０
８）　、スピンドルモータ２を停止させる。

これにより、上述した制御方法に従った態様で、スピン
ドルモータ２が減速／停止される。

そして、制御部１は、スピンドルモータ２の停止が完了
すると、その旨をシステム制御部に通知する。

システム制御部では、それによって、例えば、磁気ディ
スクを収納しているディスクカートリッジを排出するイ
ジェクトボタンのロックを解除して、ディスクカートリ
ッジを排出可能にする。

ところで、上述した処理では、スピンドルモータ２の速
度Ｖが所定値ｖ１以下になったことを判定基準として、
予測値ｔの待機状態に移行しているが、この判定を、そ
の時点から停止するまでの間にスピンドルモータ２が回
転する所要停止回転数により行なうことができる。

この所要停止回転数Ｒは、次式（ＶＩ）により算出する
ことができる。

その場合の、制御部１が停止時に実行する処理の一例を
第７図に示す。

すなわち、まず、逆回転をあられす回転指令信号ＤＲを
出力するとともに、１００％デユーティをあられすデユ
ーティ制御信号ＤＤを出力しく処理２０１）、これによ
り、上述と同様にして、スピンドルモータ２が制動され
る。

制御部１は、パルス間隔データＴＭを入力してその値を
変数Ｒ１に代入しく処理２０２）、変数Ｔ１１−１に変
数Ｔｌｌの値を代入するとともに、変数Ｔ０に変数Ｒ１
の値を代入して（処理２０３）、変数Ｔ７および変数Ｔ
。−２の値を更新する。

そして、その更新した変数Ｔ０および変数Ｔ０−８の値
を用いて、上式（ＩＶ）の演算を実行して、その時点か
らスピンドルモータ２が停止するまでの所要停止時間の
予測値ｔを算出しく処理２０４）、そのときのスピンド
ルモータ２の所要停止回転数Ｒを上式（■）に基づいて
算出する（処理２０５）。

次に、所要停止回転数Ｒが所定値ＲＲ（例えば０．５）
以下になっているかどうかを調べ（判断２０６）、判断
２０６の結果がＮｏになるときには、スピンドルモータ
２の速度が十分に低下していない状態なので、処理２０
２に戻ってそれ以降の処理を繰返し行なう。

判断２０６の結果がＹＥＳになるときには、スピンドル
モータ２の速度が十分に低下している状態なので、その
状態で、その時点から予測値ｔに対応した時間を経過す
るまで待機しく処理２０７）、その後、デユーティ制御
信号ＤＤを０％デユーティに対応した値に設定して（処
理２０８）、スピンドルモータ２を停止させる。

以上のようにして１本実施例によれば、スピンドルモー
タ２の速度および加速度を検出して、その時点からスピ
ンドルモータ２が停止するまでに要する時間の予測値ｔ
を算出し、スピンドルモータ２の速度が十分に低下した
状態で、その時点で算出している予測値ｔだけさらに逆
回転駆動した時点でスピンドルモータ２への駆動電流の
印加を停止することで、スピンドルモータ２を適切に停
止している。

したがって９機械的手段を用いずにスピンドルモータ２
を停止できるとともに、停止するまでの間、最大値の逆
回転駆動電流をスピンドルモータ２に印加しているので
、停止するときに要する時間を短縮できる。

また、スピンドルモータ２の回転速度を直接監視しなが
ら、停止処理を行なっているので、スピンドルモータ２
の磁気ディスクが装着されているときと装着されていな
いときとで同じ処理を用いることができる。

なお、上述した実施例では、回転角センサとしてスピン
ドルモータのロータに配設されている永久磁石の磁界の
変化を検出するホール素子と、ホール素子の検出信号に
基づいてパルス信号を発生するパルス信号発生回路を用
いているが、この回転角センサの構成はこれに限ること
はない。

また、上述した実施例では、スピンドルモータの回転に
同期して出力されるパルス信号のパルス間隔に基づいて
、スピンドルモータの所要停止時間の予測値や、所要停
止回転数などを算出しているが、スピンドルモータの回
転速度を検出するセンサを設け、このセンサが検出した
速度信号に基づいて、所要停止時間の予測値および所要
停止回転数を算出することもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、停止時には、逆
回転駆動電流を印加するとともに、スビンドルモータの
回転速度および回転加速度を検出して停止するまでに要
する所要停止時間および所要停止回転数を演算し、その
所要停止回転数または回転速度のいずれか一方が所定値
よりも小さくなったときには、その時点から所要停止時
間を経過した時点で逆回転即動電流の印加を停止してい
るので、停止時に粉塵などが発生せず、また、停止まで
に要する時間を短縮できるという効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するためのグラフ図、第２
図は本発明の一実施例にかかるスピンドルモータ即動制
御装置を示すブロック図、第３図はモータ駆動信号の一
例を示す波形図、第４図は回転角センサの一例を示すブ
ロック図、第５図は回転角センサの動作を説明するため
の波形図、第６図は停止時の処理の一例を示すフローチ
ャート、第７図は停止時の処理の他の例を示すフローチ
ャートである。 １・・・制御部、２・・・スピンドルモータ、３・・・
モータ晩動信号発生部、４・・・モータ駆動回路、６・
・・回転角センサ、７・・・パルス間隔測定部。 第 図 第 ３ 図 第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円盤状記憶媒体を駆動するスピンドルモータの制
   御方法において、停止時には正回転駆動電流の印加を停
   止して逆回転駆動電流を印加するとともに、スピンドル
   モータの回転速度および回転加速度を検出して停止する
   までに要する所要停止時間および所要停止回転数を演算
   し、その所要停止回転数が所定値よりも小さくなったと
   きには、その時点から上記所要停止時間を経過した時点
   で逆回転駆動電流の印加を停止することを特徴とするス
   ピンドルモータの制御方法。
2. （２）円盤状記憶媒体を駆動するスピンドルモータの制
   御方法において、停止時には正回転駆動電流の印加を停
   止して逆回転駆動電流を印加するとともに、スピンドル
   モータの回転速度および回転加速度を検出して停止する
   までに要する所要停止時間および所要停止回転数を演算
   し、上記回転速度が所定値よりも小さくなったときには
   、その時点から上記所要停止時間を経過した時点で逆回
   転駆動電流の印加を停止することを特徴とするスピンド
   ルモータの制御方法。