JPH06111462A

JPH06111462A - 円板状記憶媒体の種類判別装置および駆動装置の負荷の種類判別方法

Info

Publication number: JPH06111462A
Application number: JP4280644A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Watanabe; 雄祐渡辺
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1994-04-22

Abstract

(57)【要約】【目的】マルチディスクプレーヤ装置や積層枚数が異
なる固定型磁気ディスク等の固定ディスクドライブ装置
において、角加速度のより記憶媒体の種類を判別する。【構成】回転子の回転速度を検出する回転速度検出
器、検出された回転速度と予め設定された回転速度の大
小を比較する比較器、所要時間を計測する計時手段を設
け、予め設定された第１の回転速度から第２の回転速度
に達するまでの時間を検出し、その大小で円板状記憶媒
体の種類を判別する。【効果】円板状記憶媒体の種類を判別するためのセン
サー等を用いず、既存のセンサーの情報を利用するの
で、構成が簡単である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スピンドルモータ等
の回転モータを使用して、磁気ディスク等の円板状記憶
媒体に情報の記録，再生，消去を行う情報記録再生装置
で使用するのに好適な円板状記憶媒体の種類判別装置お
よび駆動装置の負荷の種類判別方法に係り、特に、マル
チディスクプレーヤ装置や積層枚数が異なる固定型磁気
ディスク等を使用する固定ディスクドライブ装置におい
て、円板状記憶媒体の種類を判別するためのセンサー等
を使用せず、既存のセンサーの情報を利用することによ
り、記憶媒体の種類が判別できるようにして、記憶媒体
の種類（回転負荷）に対応する最適な回転駆動制御を可
能にした円板状記憶媒体の種類判別装置および駆動装置
の負荷の種類判別方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、マルチディスクプレーヤ装置
や固定ディスクドライブ装置では、種類が異なる磁気デ
ィスク等の円板状記憶媒体が使用されている。例えば、
マルチディスクプレーヤ装置では、その外径が異なる複
数種類の光ディスクの駆動が可能である。

【０００３】また、固定型の磁気ディスク装置では、複
数枚の円板を積層した磁気ディスクが用いられており、
例えば、２／４／６枚のように、積層円板の枚数が異な
っている。このように、円板状記憶媒体の種類（負荷）
が異なると、記憶媒体を回転させる駆動装置（一般に、
スピンドルモータが使用される）やその制御装置でも、
それぞれの負荷に応じた最適な駆動条件を設定しなけれ
ばならない。

【０００４】従来の種類の判別方法では、外径の異なる
光ディスク等の円板状記憶媒体については、光学的な反
射や遮光によって、その外形を測定するために、光学的
手段を設けたり（例えば、特開平３−２１２８５８号公
報）、あるいは機械的な測定を行うために、円板状記憶
媒体を保護する包装体（ケース）に識別用の印（例え
ば、穴や切り欠き部、あるいは反射片等）を設け、専用
のセンサー等を設けて、その種類を判別していた。すな
わち、従来の種類の判別方法では、光学的な反射や遮光
によって、その外形を測定するために、特別の光学的な
判別手段が必要であったり、識別用の印等を機械的に検
出するために、専用のセンサー等を必要とする。

【０００５】そして、このような特別の種類判別手段に
よって得られる種類の情報により、円板状記憶媒体（負
荷）に応じたスピンドルモータ等の駆動装置（以下、ス
ピンドルモータと総称する）の駆動条件を設定してい
る。これに対応して、マルチディスクプレーヤ装置や固
定ディスクドライブ装置では、スピンドルモータが、幅
広い負荷に対応できるように設計されており、サーボ制
御方式が採用されている。

【０００６】図８は、磁気ディスク装置のスピンドルモ
ータの周辺部について、要部構成の一例を示す側面図で
ある。図において、１はスピンドルモータで、１ａはそ
の固定子（界磁巻線）、１ｂは回転子（磁石）、２はフ
ランジ部、３はハブ、４はデッキ、５と６は記憶媒体で
ある磁気ディスク、７はスペーサを示す。

【０００７】この図８に示すように、磁気ディスク装置
では、スピンドルモータ１は、そのフランジ部２でデッ
キ４に固定される。また、このフランジ部２には、巻線
から構成される固定子１ａが組付けられており、それに
対向する磁石が回転子１ｂとして配置されて、回転され
る。また、記憶媒体である磁気ディスク５，６は、スペ
ーサ７で相互に分離された状態で、ハブ３上にセットさ
れる。なお、極数は、Ｎ極とＳ極を１組とすると、２〜
４組程度である。

【０００８】図９は、回転子１ｂを構成する磁石の着磁
状態の一例を示す上面図である。図において、ＮとＳは
回転子１ｂの磁石、α₁ とα₂ は着磁角度誤差を示し、
破線は実際の着磁状態を示す。

【０００９】この図９では、Ｎ極とＳ極とで構成される
４組の磁石が設けられている場合について示している。
理想的には、実線で示すように着磁されるが、実際に
は、破線で示すように着磁されてしまうので、着磁角度
誤差α₁ ，α₂ が生じる。

【００１０】このスピンドルモータの回転磁石の着磁誤
差は、製造上不可避である。磁気ディスク装置の場合、
モータのトルクに比べて、その負荷慣性が大きいので、
通常、回転数を一定に維持するためのサーボ装置に要求
される応答性能は、比較的低くてよい場合もある。

【００１１】そこで、サーボ系の構成も簡易化され、固
定子（界磁巻線）の磁極を制御するための検出器（一般
的に、ホール効果を応用した要素）を使用して、その回
転数の検出を行っている。すなわち、応答性能が高い場
合に採用される要素、具体的には、回転子（磁石）の磁
極の変化を検出するためのセンサーや巻線等の付加的な
要素が省略されている。また、周波数発電器（ＦＧ）等
も不要である。

【００１２】図１０は、図８に示したスピンドルモータ
１の固定子巻線の励磁タイミングとホール素子の検出信
号について、その一例を示すタイムチャートである。図
において、Ｓa 〜Ｓc は第１〜第３のホール素子の検出
信号、Ａ〜Ｃは３相の巻線の電流を示す。

【００１３】従来のスピンドルモータは、以上のような
構成であり、マルチディスクプレーヤ装置や固定ディス
クドライブ装置では、装着された円板状記憶媒体の種類
（負荷）に応じた駆動条件で、モータを回転駆動させ
る。そして、すでに述べたように、負荷の種類、すなわ
ち、円板状記憶媒体の種類を判別するためには、その外
径等の差で光学的に種類を判別する手段や、機械的な専
用センサー等を必要とする、という不都合があった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】この発明では、従来の
円板状記憶媒体の種類判別方法においては、記憶媒体の
種類を判別するために、光学的あるいは機械的なセンサ
ー等の特別の手段が必要である、という不都合とを解決
し、円板状記憶媒体を回転させるための駆動装置におい
て回転制御に必要な既存のセンサーからの情報を利用し
て、正確に記憶媒体の種類が判別できるようにすること
により、装着された記憶媒体の種類に応じた最適条件で
回転駆動が行えるようにした円板状記憶媒体の種類判別
装置を提供することを目的とする（請求項１から請求項
３の発明）。

【００１５】第２に、検出された角加速度に対し、駆動
電流検出手段からのデータを利用して補正することによ
って、より確度の高い回転体の負荷の推定を可能にし、
判別エラーを大幅に減少させた円板状記憶媒体の種類判
別装置を提供することを目的とする（請求項４の発
明）。

【００１６】第３に、円板状記憶媒体の回転モータ制御
装置に、増幅度および／または位相特性を可変する可変
量設定手段を設け、識別された円板状記憶媒体の種類
（負荷の種類）に従って可変量を設定することにより、
その回転モータ制御装置の回転負荷に特有の回転制御が
行える円板状記憶媒体の種類判別装置を提供することを
目的とする（請求項５の発明）。第４に、回転子の回転
速度を検出する回転速度検出器と、所要時間を計測する
計時手段とを設け、回転子の回転速度の時間変化率を算
出して、その大小により駆動装置の種類を判別すること
により、確度の高い回転体の負荷の推定を可能にした駆
動装置の負荷の種類判別方法を提供することを目的とす
る（請求項６の発明）。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明では、第１に、
円板状記憶媒体の回転駆動装置において、回転子の回転
速度を検出する回転速度検出器と、検出された回転速度
と予め設定された回転速度との大小を比較する回転速度
比較器と、所要時間を計測する計時手段、とを備え、予
め設定された第１の回転速度から第２の回転速度に達す
るのに要する時間を検出し、その大小により円板状記憶
媒体の種類を判別するように構成している。

【００１８】第２に、上記第１の円板状記憶媒体駆動装
置において、第１の回転速度は、停止状態であり、回転
の起動とともに、計時を開始するように構成している。

【００１９】第３に、円板状記憶媒体の回転駆動装置に
おいて、回転子の回転速度を検出する回転速度検出器
と、経過時間を計測する計時手段、とを備え、第１の回
転速度の検出結果と、予め設定された時間が経過した後
の第２の回転速度の検出結果とから、回転速度の差を導
出し、その大小により円板状記憶媒体の種類を判別する
ように構成している。

【００２０】第４に、上記第１あるいは第３の円板状記
憶媒体駆動装置において、回転モータの駆動電流を検出
する駆動電流検出手段と、該駆動電流検出手段の出力に
より、被判定量を補正する被判定量補正手段、とを備
え、被判定量補正手段の出力により円板状記憶媒体の種
類を判別するように構成している。

【００２１】第５に、上記第１、第３あるいは第４の円
板状記憶媒体駆動装置において、円板状記憶媒体の回転
モータ制御装置に、増幅度および／または位相特性を可
変する可変量設定手段を備え、識別された円板状記憶媒
体の種類（負荷の種類）に従って可変量を設定するよう
に構成している。

【００２２】第６に、円板状記憶媒体の回転駆動装置に
おいて、回転子の回転速度を検出する回転速度検出器
と、所要時間を計測する計時手段、とを備え、回転子の
回転速度の時間変化率を算出し、その大小により駆動装
置の種類を判別する回転装置の負荷の種類判別方法であ
る。

【００２３】

【作用】この発明では、磁気ディスク等の円板状記憶媒
体（負荷）は、その種類に応じた外径や材質構成などの
違いによって、それぞれ慣性モーメントが異なるので、
スピンドルモータで駆動すると、回転速度および角加速
度も異なる、という点に着目し、特に角加速度を検出す
ることによって、円板状記憶媒体の種類を識別するよう
にしている（請求項１から請求項６の発明）

【００２４】具体的にいえば、回転駆動装置、すなわ
ち、モータの回転力は、ほぼ一定であるのに対して、識
別すべき円板状記憶媒体の慣性モーメントは、種類によ
って比較的大きく変化するので、角加速度を検出し、そ
の大きさを種類毎に設定された比較基準（角加速度の範
囲）と比較判定することによって、円板状記憶媒体の種
類を正確に識別することができる（請求項１から請求項
３の発明と、請求項６の発明）。また、円板状記憶媒体
の慣性モーメントの差が比較的小さい場合には、モータ
の回転力をより正確に推定する必要がある。

【００２５】そこで、計測された角加速度を、モータの
回転力の変動分に応じて補正することによって、種類判
別の確度をさらに向上させる（請求項４の発明）。さら
に、円板状記憶媒体の回転モータ制御装置に、増幅度お
よび／または位相特性を可変する可変量設定手段を設
け、識別された円板状記憶媒体の種類（負荷の種類）に
従って可変量を設定することにより、その回転モータ制
御装置の回転負荷に特有の回転制御が行えるようにする
（請求項５の発明）。

【００２６】

【実施例１】次に、この発明の円板状記憶媒体の種類判
別装置および装置の負荷の種類判別方法について、図面
を参照しながら、その実施例を詳細に説明する。この実
施例は、主として、請求項１の発明に対応しているが、
請求項２から請求項６の発明にも対応する。最初に、こ
の発明の円板状記憶媒体の種類判別装置について、種類
判別の原理を説明する。

【００２７】図２は、円板状記憶媒体駆動装置におい
て、負荷の慣性モーメントによるモータの回転速度およ
び角加速度の時間変化の状態を示すタイムチャートで、
(1) はモータは速度曲線、(2) は角加速度曲線を示す図
である。図の横軸は時間、縦軸は回転速度または角加速
度を示し、Ａは負荷の慣性モーメントが大の場合、Ｂは
中の場合、Ｃは小の場合の各特性曲線、Ｄは目標回転速
度を示す。

【００２８】モータの起動に際しては、初期値として、
図２(1) に示すように、目標回転速度Ｄが設定される。
起動後は、負荷の慣性モーメントが大きいときは、Ａで
示すように、モータの速度曲線Ａが、時間の経過に伴っ
て変化し、目標回転速度Ｄに近づく。同様に、負荷の慣
性モーメントが中のときは、Ｂで示すように変化し、小
のときは、Ｃで示すように変化して、それぞれ目標回転
速度Ｄに近づく。

【００２９】この場合に、角加速度は、図２(2) にＡ，
Ｂ，Ｃで示すように、それぞれ変化する。その原因は、
回転装置、すなわち、モータの回転力が、ほぼ一定であ
るのに対して、装着される負荷の種類により、負荷の慣
性モーメントは、それぞれ差が大きいためである。

【００３０】そして、外径の大きい記憶媒体（負荷）
や、材質の比重が大きい記憶媒体は、慣性モーメントが
「大」であり、逆に、外径の小さい記憶媒体や、材質の
比重が小さい記憶媒体は、大きいものに比べて、慣性モ
ーメントが「小」である。したがって、種類が異なる記
憶媒体（負荷）を、同じ回転力のモータで回転駆動する
と、角加速度は、慣性モーメントが「小」の記憶媒体の
場合には、「大」の記憶媒体よりも、大きくなる。

【００３１】そこで、この発明では、負荷の種類の判別
に、角加速度の差を利用する。この負荷の種類の判別に
必要な角加速度の検出に際しては、モータの回転速度等
の情報は、円板状記憶媒体の回転駆動装置では不可欠の
情報であり、装置の内部に存在しているので、特別なセ
ンサー等を設けなくても、容易に得られる。

【００３２】また、種類の判別時に、負荷の慣性モーメ
ントの差が小さいときは、モータの回転力をよリ正確に
推定するために、測定された角加速度を、モータの回転
力の変動分で補正する。さらに、慣性モーメントが大き
い場合には、回転制御装置の増幅度を上げ、逆に、慣性
モーメントが小さい場合には、制御装置の増幅度を下げ
るように、制御特性を変化させて、角加速度を検出す
る。

【００３３】図１は、この発明の円板状記憶媒体の種類
判別装置について、その要部構成の一実施例を示す機能
ブロック図である。図において、１１はマイクロコンピ
ュータで、１１ａはプログラム格納部、１１ｂはＤ／Ａ
コンバータ、１１ｃは計時機能部、１１ｄはＡ／Ｄコン
バータ、１２はフィルタ、１３はモータドライバ、１４
はスピンドルモータ、Ｒは駆動電流検出用抵抗器を示
し、Ｓ１はゲイン切換え信号、Ｓ２は電流値指示情報、
Ｓ３は電流制御信号、Ｓ４は回転方向信号、Ｓ５は回転
パルス信号（１相のホール検出信号）、Ｓ６は駆動電
流、Ｓ７は回転位相信号、Ｓ８は駆動電流に比例した電
圧を示す。

【００３４】この図１に示す円板状記憶媒体の種類判別
装置は、ディスク状（円板状）の記憶媒体を回転駆動す
るスピンドルモータ１４、および、回転子である磁石の
極性変化に伴って信号を発生する回転数信号発生器と、
回転数信号の所要時間を計時する所要時間計時手段と、
所要時間の逆数を算出して回転速度に比例した値（回転
速度値）を示す回転速度検出手段と、検出された回転速
度値と目標回転速度値とによって回転速度を制御する回
転速度制御手段、とを備え、検出された回転速度値と目
標回転速度値との差によって回転速度を制御する構成で
ある。これらの制御は、マイクロコンピュータ１１が司
る。

【００３５】マイクロコンピュータ１１は、例えばＭ３
７４５０形で構成されて、プログラム格納部１１ａと、
Ｄ／Ａコンバータ１１ｂと、計時機能部１１ｃとを有し
ている。そして、プログラム格納部１１ａのプログラム
に従って、後出の図３に示すような制御を行う。

【００３６】最初に、速度制御の動作について説明す
る。まず、スピンドルモータ１４が回転されると、計時
機能部１１ｃによって回転パルス信号Ｓ５の１周期を計
時する。この計時データの逆数を計算して、検出された
回転速度データを得る。

【００３７】次に、この回転速度データと、予め設定さ
れた目標データとから、制御量を計算する。そして、こ
の制御量と、予め設定された係数、すなわち、誤差の値
に比例してスピンドルモータ１４への駆動電流を発生さ
せる係数とを乗算し、その乗算結果を、電流値指示情報
Ｓ２としてＤ／Ａコンバータ１１ｂに与える。

【００３８】誤差のデータ（アナログ量）が、フィルタ
１２を介して、その回転周期誤差を補正するために回転
速度の電流値を指示する電流制御信号Ｓ３が、モータド
ライバ１３へ出力される。なお、ゲイン切換え信号Ｓ１
や回転位相信号Ｓ７等は、従来の装置と同様の信号であ
る。

【００３９】次に、速度監視の動作について説明する。
例えば、回転周期の精度が１％以内であれば、先に求め
た回転速度データを、「−１％回転速度」および「＋１
％回転速度」とそれぞれ比較し、その範囲内にあるかど
うかによって、回転速度の良否を判定する。速度監視を
行う理由は、回転装置が、正規の速度で回転された状態
で、角加速度を検出することにより、より正確な種類の
判別を可能にするためである。

【００４０】なお、図１には、駆動電流検出用抵抗器Ｒ
が配置されている。この駆動電流検出用抵抗器Ｒは、モ
ータの駆動電流（Ｓ６）を検出するための電流検出手段
であり、駆動電流（Ｓ６）に比例した電圧Ｓ８を生成す
ることができるが、この点については、第２の実施例で
詳しく説明する。

【００４１】ここで、図１に示したこの発明の円板状記
憶媒体の種類判別装置について、回転速度制御と速度監
視時のフローを示す。図３は、この発明の円板状記憶媒
体の種類判別装置において、回転速度制御と速度監視時
の主要な処理の流れを示すフローチャートである。図に
おいて、＃１〜＃８はステップを示す。

【００４２】スピンドルモータの回転パルスの立上り
で、この図３のフローがスタートし、ステップ＃１で、
計時データを読み出す。次のステップ＃２で、計時デー
タの逆数計算を行い、検出された回転速度データを生成
する。

【００４３】次に、速度制御の処理に移る。ステップ＃
３へ進み、目標速度データから検出された回転速度デー
タを減算して、制御量を算出する。次のステップ＃４
で、算出された制御量に係数を乗算して、デジタル量を
算出する。ステップ＃５で、演算されたデジタル値をＤ
／Ａコンバータ１１ｂへ与えて保持させる。以上のステ
ップ＃３〜＃５が、速度制御のフローである。

【００４４】次に、回転速度の良否について判定を行
う。ステップ＃６で、検出された回転速度データが規定
範囲である「−１％回転速度」と「＋１％回転速度」の
間の値であるか否かについて判断する。このステップ＃
６で判断した結果、検出された回転速度データが規定範
囲内にあれば、次のステップ＃７へ進み、回転速度が良
好な機能を有している装置と判定する。

【００４５】もし、このステップ＃６で判断した結果、
制御量が規定範囲外であれば、ステップ＃８へ進み、回
転速度が不良な機能を有している装置と判定する。以上
のステップ＃６〜＃７が、回転速度の良否の判定のフロ
ーである。

【００４６】この発明の円板状記憶媒体の種類判別装置
では、以上のような動作によって、正確な速度制御と速
度監視とを行い、回転速度が良好な状態で、円板状記憶
媒体の種類を判別する。すでに述べたように、この発明
では、円板状記憶媒体の種類の判別に、モータの角加速
度を利用するので、次に、角加速度の検出処理を詳しく
説明する。

【００４７】回転角加速度を簡単に算出する処理は、次
のとおりである。実１回転に要する周期の逆数は、回転
速度を表わしている。例えば、連続する２回転の回転速
度（周期）データから、回転角加速度を算出する場合に
は、次の式が成立する。（角加速度）＝ΔＶ／Δｔ＝［１／Ｔ(Ｍ）−１／Ｔ(Ｍ−１）］／Ｔ(Ｍ′) …… (1)

【００４８】ここで、加速度は、時間当りの速度の変化
率である。Ｔ(Ｍ）は、２つの回転周期データの内の新
しい方のデータ、Ｔ(Ｍ−１）は、古い方のデータを示
す。

【００４９】そして、連続した２回転の場合には、新し
い方のデータが時間となる。すなわち、Ｔ(Ｍ′）＝Ｔ
(Ｍ）の関係が成立する。より正確に表現するために
は、Ｔ(Ｍ′）＝［Ｔ(Ｍ）＋Ｔ(Ｍ−１）］／２とすれ
ばよい。

【００５０】以上の角加速度の算出処理は、モータの回
転が、機械的１回転が連続する場合である。しかし、モ
ータの実際の１回転中に、回転数を表わす信号が複数周
期毎、例えば４周期毎に、発生される回転装置もある。
この場合には、１つの周期において、回転速度に比例す
るデータを算出することができる。

【００５１】図４は、この発明の円板状記憶媒体の種類
判別装置において、モータの実１回転毎に検出される角
加速度と、回転数信号との関係を説明する図である。図
の横軸は機械角を示し、Ｘ〜Ｚは時点を示す。

【００５２】この図４では、モータの実際の１回転で、
４周期の信号が検出される一例を示している。すなわ
ち、４周期の合計３６０°は一定であるが、各周期およ
びデューティ比は、誤差の影響を受ける。

【００５３】例えば、第１周期では、機械角４５°に対
して、着磁誤差により検出信号が遅れており、また、第
２周期では、機械角４５°に対して、逆に進んでしま
う。そこで、図４に示すように、実１回転のデータの代
りに、１／４回転毎に得られる加速度情報、すなわち、
実１回転毎に４個の加速度情報を算出して、回転速度の
制御を行う。

【００５４】この場合の回転角加速度の算出は、次のよ
うに行う。この図４では、実１回転に対応して、１／４
回転毎に計４個の加速度情報を算出している。すなわ
ち、回転周期データの内、古い方のデータとして、Ｔ
（Ｍ−１）〜Ｔ(Ｍ−１）が得られるが、第５の実
施例の場合には、新しいデータＴ(Ｍ）が得られた時
点Ｘで、加速度情報を算出している。

【００５５】加速度情報を算出には、（角加速度）∝−
［Ｔ(Ｍ）−Ｔ(Ｍ−１）］の式で演算する。また、
同様の演算を、各回転数信号が得られる毎に行うことも
できる。

【００５６】図４では、時点Ｙ，Ｚのように、機械角４
５°に対応して、実１回転中に、計４個の加速度情報の
算出と、良否の判定とを行う。このように、きめ細かな
加速度情報が得られるので、この情報を使用すれば、一
層高速かつ正確な応答が可能になる。

【００５７】以上のように、モータの回転駆動時に、角
加速度を検出する方法は、種々知られている。この発明
の円板状記憶媒体の種類判別装置では、上記の角加速度
の算出式である式(1) 、すなわち、（角加速度）＝ΔＶ／Δｔ＝［１／Ｔ(Ｍ）−１／Ｔ(Ｍ−１）］／Ｔ(Ｍ′) …… (1) において、ΔＶ（速度の差）＝一定とすることにより、
［１／Ｔ(Ｍ−１）］で示される速度データが得られた
時刻から、［１／Ｔ(Ｍ）］で示される速度データが得
られるまでの所要時間を計時し、その逆数を算出するこ
とによって、角加速度を求める（請求項１の発明）。こ
こで、モータの角加速度を算出するフローを示す。

【００５８】図５は、この発明の円板状記憶媒体の種類
判別装置において、モータの角加速度を算出する主要な
処理の流れを示すフローチャートである。図において、
＃１１〜＃１５はステップを示す。

【００５９】ステップ＃１１で、実１回転周期の情報を
メモリから読み込む。ステップ＃１２で、１／（周期デ
ータ）を、今回の速度データに設定する。ステップ＃１
３で、（前回の速度データ）−（今回の速度データ）の
演算を行って、速度差データを得る。

【００６０】ステップ＃１４で、得られた速度差データ
から、（速度差データ）／（今回の速度データ）の演算
を行って、角加速度データを得る。ステップ＃１５で、
今回の速度データを、前回の速度データへコピーする。
以上のステップ＃１１〜＃１５の処理によって、角加速
度が算出され、また、次の実１回転の速度検出に使用す
る周期データの情報が得られる。

【００６１】以上の説明は、モータの回転中における角
加速度の算出であるが、モータの停止状態からの起動時
に、角加速度を算出することもできる。まず、速度デー
タである［１／Ｔ(Ｍ−１）］を“０”、すなわち、停
止状態を想定し、モータの起動と共に、計時を開始し、
予め定めた速度［１／Ｔ(Ｍ）］に達するのに要した時
間データで、角加速度を推定する（請求項２の発明）。

【００６２】また、先の角加速度の算出式(1) におい
て、Δｔ（時間の差）＝一定とするために予め規定した
時間間隔における回転速度の差ΔＶは、角加速度を表わ
している。そこで、モータの起動と同時に、予め定めた
時間間隔の計時を開始し、規定した時間の経過後の回転
速度を検出すれば、角加速度を求めることができる（請
求項３の発明）。

【００６３】

【実施例２】次に、この発明の円板状記憶媒体の種類判
別装置について、第２の実施例を説明する。この実施例
は、請求項４の発明に対応しているが、請求項１と請求
項３の発明にも関連する。この第２の実施例では、駆動
装置の内部にモータの駆動電流の情報を有しない電圧制
御型駆動回路において、モータの駆動電流の検出手段を
設け、検出された駆動電流によって、算出された角加速
度を補正する点に特徴を有している。

【００６４】すでに何回も触れたように、この発明で
は、円板状記憶媒体の種類を判別するために、検出され
た角加速度を利用している。この場合に、検出された角
加速度は、モータの回転力の変動（バラツキ）に比べ
て、被判別媒体の慣性モーメントの差異が大きければ、
大きい程、正確な種類の判別が可能である。

【００６５】しかし、記憶媒体の種類により、必ずし
も、被判別媒体の慣性モーメントの差異が大きいとは限
らない。すなわち、場合によっては、モータの回転力の
変動（バラツキ）を補正となければならない。

【００６６】ところが、通常、円板状記憶媒体駆動装置
では、モータの回転力を、直接計量する手段は設けられ
ていないので、簡単に、モータの回転力を計量すること
はできない。モータの回転力の変動は、モータの駆動電
流と、内部に設けられている永久磁石の磁力（磁束密
度）の変動によって生じる。

【００６７】この内、永久磁石の変動は、磁石の製造
時、すなわち、磁石自体を製造した段階で決定される。
また、環境温度によっても若干の変動があり、その変動
量は、１℃当り、０．１％強である。これに比べて、モ
ータの駆動電流は、変動が大きいが、電流制御型駆動回
路にあっては、電流指示量あるいは電流検出量について
の情報が、駆動装置の内部に存在しているので、特別な
検出手段を設けなくても、電流指示量あるいは電流検出
量の情報が得られる。

【００６８】しかし、電圧制御型駆動回路においては、
モータの駆動電流に関する情報は、駆動装置の内部に存
在しない。そのため、電圧制御型駆動回路では、電流検
出手段を設ける必要がある。モータの駆動電流の変動
は、印加電圧の電圧変動の他に、モータの巻線の電気抵
抗とその温度変化で、１℃当り、約０．４％である。

【００６９】そこで、この第２の実施例では、電圧制御
型駆動回路においては、モータの駆動電流を検出するた
めに、図１に示した種類判別装置で、駆動電流検出用抵
抗器Ｒを設けている。この駆動電流検出用抵抗器Ｒに電
流が流れることにより、電圧が発生する。

【００７０】図６は、この発明の円板状記憶媒体の種類
判別装置について、モータドライバ１３とスピンドルモ
ータ１４の詳細な回路構成の一実施例を示す図である。
図における符号は図１と同様であり、２１は位置検出お
よび出力制御回路を示す。

【００７１】この図６では、モータドライバ１３とし
て、ブラシレスモータの電流制御方式を採用した場合を
示しており、駆動電流検出手段である抵抗器Ｒは、帰還
信号端子と接地電位との間に接続される。この駆動電流
検出用抵抗器Ｒの一端から、駆動電流（Ｓ６）に比例し
た電圧Ｓ８（アナログ量）が得られる。

【００７２】この電圧値（アナログ量）、すなわち、駆
動電流に比例した電圧Ｓ８を、図１のＡ／Ｄコンバータ
１１ｄによってデジタル量に変換すれば、プログラムで
処理することが可能な情報が得られる。角加速度の補正
方法としては、このデジタル量の情報によって、例え
ば、単位電流量当りの角加速度を算出し、その値で角加
速度を補正して、記憶媒体の種類を判別する。

【００７３】先の式(1) との関係では、（角加速度）＝
ΔＶ／Δｔの代りに、単位電流量当りの角加速度を、（単位電流量当りの角加速度）＝（ΔＶ／Δｔ）／ΔＩ …… (2) によって算出する。

【００７４】

【実施例３】次に、この発明の円板状記憶媒体の種類判
別装置について、第３の実施例を説明する。この実施例
は、請求項５の発明に対応しているが、請求項１と請求
項３、請求項４の発明にも関連する。

【００７５】この第３の実施例では、判別された円板状
記憶媒体の種類（負荷の種類）に応じて、モータの回転
制御装置の増幅度あるいは位相特性の一方または両方を
可変制御することにより、装着された負荷に特有の制御
特性で、回転駆動させる点に特徴を有している。

【００７６】図１に示した円板状記憶媒体の種類判別装
置には、フィルタ１２が設けられており、ゲイン切換え
信号Ｓ１によってゲインが切換えられる構成である。例
えば、フィルタ１２に、抵抗素子が並列に挿入できるよ
うに構成する。

【００７７】そして、記憶媒体の慣性モーメントが大き
い場合（角加速度が小さいとき）には、ゲイン切換え信
号Ｓ１によって、フィルタ１２の増幅度を上げる方向に
切換える。記憶媒体の慣性モーメントは、検出された角
加速度に反比例するので、このように、フィルタ１２の
増幅度を高くすれば、角加速度を容易に算出することが
できる。

【００７８】また、この発明による記憶媒体の種類の判
別や、増幅度の設定は、円板状記憶媒体駆動装置が動作
可能な状態、いわゆるレディ状態に達する以前の状態で
行うことができるので、記憶媒体の種類の判別機能を付
加したことによっても、格別の時間的に損失（時間の増
加分）は発生しない。

【００７９】

【実施例４】最後に、この発明の駆動装置の負荷の種類
判別方法について、その実施例を説明する。この実施例
は、請求項６の発明に対応している。この第４の実施例
は、駆動装置の負荷の種類判別方法であり、ハード構成
は、先の図１に示した円板状記憶媒体の種類判別装置と
基本的に同様であり、負荷の種類の判別に、角加速度を
使用する点で、請求項１の発明と共通している。

【００８０】具体的な手段としては、回転子の回転速度
を検出する回転速度検出器と、所要時間を計測する計時
手段、とを用いて、回転速度と所要時間とを求め、回転
子の回転速度の時間変化率を算出し、その大小によっ
て、駆動装置の種類を判別するようにしている。ここで
は、モータの停止状態からの起動時に行う記憶媒体の種
類の判別について説明する。

【００８１】図７は、この発明の駆動装置の負荷の種類
判別方法において、負荷である記憶媒体の種類の判別時
の主要な処理の流れを示すフローチャートである。図に
おいて、＃２１〜＃３２はステップを示す。

【００８２】ステップ＃２１で、回転速度判定の結果
（フラグ）を“否（不良）”に設定する。次のステップ
＃２２で、起動電流を設定する。以上のステップ＃２１
〜＃２２の処理によって、モータの回転が開始される。

【００８３】ステップ＃２３で、到達時間（予め定めた
回転速度に達するまでの時間）の計時を開始する。この
処理によって、予め定めた回転速度に達するまでの時間
の計時が始まる。

【００８４】次に、ステップ＃２４で、回転パルスが立
上がり、割込みが許可される。この処理により、モータ
の回転速度の検出が開始され、先の図４に示した機能の
動作が開始する。ステップ＃２５で、回転速度判定の結
果（フラグ）が、“良”になっているかどうか判定す
る。

【００８５】もし、“良”でなければ、再び先のステッ
プ＃２４に戻る。この場合には、予め設定された回転速
度に達していないので、待機することになる。ステップ
＃２５で判断した結果、回転速度判定の結果が“良”で
あれば、次のステップ＃２６へ進む。

【００８６】ステップ＃２６で、到達時間（予め定めた
回転速度に達するまでの時間）の計時を終了し、その計
時結果を保管する。次のステップ＃２７で、角加速度を
算出する。この場合には、先の式(1) を用いる。ステッ
プ＃２８へ進み、算出された角加速度によって、負荷で
ある記憶媒体の種類を判定する。

【００８７】この種類の判定処理では、角加速度の検出
量について、どの範囲にどの種類の記憶媒体が対応する
か、という比較基準を予め設定しておき、比較基準との
比較結果によって、種類を判別する。ステップ＃２８で
比較判定した結果、記憶媒体の種類が、タイプＡ（例え
ば、図２の角加速度特性曲線Ａ）であれば、ステップ＃
２９へ進み、係数を“Ｋａ”とする。

【００８８】また、記憶媒体の種類が、タイプＢであれ
ば、ステップ＃３０へ進み、係数を“Ｋｂ”とする。も
し、記憶媒体の種類が、タイプＣであれば、ステップ＃
３１へ進み、係数を“Ｋｃ”とし、ゲイン切換え信号Ｓ
１をオンにする。

【００８９】このステップ＃２９〜＃３１の処理は、回
転制御部の最適化のための動作である。ステップ＃３２
で、判別された種類に対応して、目標周期に基づく回転
速度で駆動する。

【００９０】以上のステップ＃２１〜＃３２の処理によ
って、装着された記憶媒体の種類が判別され、モータ
は、その種類に対応する回転速度によって駆動される。
なお、この図７のフローで、ステップ＃２５〜＃２６の
処理、すなわち、予め設定した時間に達するまで待機す
る（ステップ＃２５）、という処理と、到達時点の検出
速度を保管する（ステップ＃２６）処理は、請求項３の
発明と同様である。

【００９１】また、角加速度の算出の処理（ステップ＃
２７）では、先の式(1) を用いる方法の他に、請求項４
の発明と同様に、電流検出手段によって駆動電流量を求
め、式(2) を用いて、種類を判定することもできる。

【００９２】

【発明の効果】請求項１の発明では、角加速度を検知す
るために、回転子の回転速度を検出する回転速度検出器
と、検出された回転速度と予め設定された回転速度との
大小を比較する回転速度比較器と、所要時間を計測する
計時手段とを設け、予め設定された第１の回転速度から
第２の回転速度に達するのに要する時間を検出し、その
大小によって、円板状記憶媒体の種類を判別する。

【００９３】したがって、従来のように、記憶媒体の外
径等を光学的あるいは機械的に検出する手段は不要であ
り、通常の円板状記憶媒体駆動装置で用いられている検
出手段から得られる情報を利用して、記憶媒体の種類を
判別することができる。また、固定型磁気ディスク駆動
装置のように、記憶媒体が積層されている装置では、記
憶媒体の積層数を推定することができるので、その装置
の型式や積層数に固有の処理、例えば磁気ヘッドの数等
を決定することもできる。

【００９４】請求項２の発明では、請求項１の円板状記
憶媒体の種類判別装置において、第１の回転速度は、停
止状態であり、回転の起動とともに、計時を開始するこ
とにより、記憶媒体の種類を判別している。したがっ
て、請求項１の発明と同様の効果が得られる。

【００９５】請求項３の発明では、回転子の回転速度を
検出する回転速度検出器と、経過時間を計測する計時手
段とを設け、第１の回転速度の検出結果と、予め設定さ
れた時間が経過した後の第２の回転速度の検出結果とか
ら、回転速度の差を導出し、その大小により円板状記憶
媒体の種類を判別している。したがって、請求項１の発
明と同様の効果が得られる。

【００９６】請求項４の発明では、請求項１あるいは請
求項３の円板状記憶媒体の種類判別装置において、回転
モータの駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、該駆
動電流検出手段の出力により、被判定量を補正する被判
定量補正手段とを設け、被判定量補正手段の出力によっ
て、円板状記憶媒体の種類を判別している。

【００９７】すなわち、算出された角加速度に対して、
駆動電流検出手段からのデータを利用して補正するの
で、例えば、単位電流当りの角加速度、のようなデータ
を算出することができる。したがって、請求項１の発明
に比べて、より確度の高い円板状記憶媒体の種類（負
荷）の推量が可能となり、判別エラーが大幅に減少され
る。

【００９８】請求項５の発明では、請求項１、請求項３
あるいは請求項４の円板状記憶媒体の種類判別装置にお
いて、円板状記憶媒体の回転モータ制御装置に、増幅度
および／または位相特性を可変する可変量設定手段を設
け、識別された円板状記憶媒体の種類（負荷の種類）に
従って可変量を設定している。したがって、判別された
負荷に特有の回転制御を行うことができる。

【００９９】請求項６の負荷の種類判別方法の発明で
は、回転子の回転速度を検出する回転速度検出器と、所
要時間を計測する計時手段とを設け、回転子の回転速度
の時間変化率を算出し、その大小により駆動装置の種類
を判別している。したがって、請求項１の発明と同様の
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の円板状記憶媒体の種類判別装置につ
いて、その要部構成の一実施例を示す機能ブロック図で
ある。

【図２】円板状記憶媒体駆動装置において、負荷の慣性
モーメントによるモータの回転速度および角加速度の時
間変化の状態を示すタイムチャートである。

【図３】この発明の円板状記憶媒体の種類判別装置にお
いて、回転速度制御と速度監視時の主要な処理の流れを
示すフローチャートである。

【図４】この発明の円板状記憶媒体の種類判別装置にお
いて、モータの実１回転毎に検出される角加速度と、回
転数信号との関係を説明する図である。

【図５】この発明の円板状記憶媒体の種類判別装置にお
いて、モータの角加速度を算出する主要な処理の流れを
示すフローチャートである。

【図６】この発明の円板状記憶媒体の種類判別装置につ
いて、モータドライバ１３とスピンドルモータ１４の詳
細な回路構成の一実施例を示す図である。

【図７】この発明の駆動装置の負荷の種類判別方法にお
いて、負荷である記憶媒体の種類の判別時の主要な処理
の流れを示すフローチャートである。

【図８】磁気ディスク装置のスピンドルモータの周辺部
について、要部構成の一例を示す側面図である。

【図９】回転子１ｂを構成する磁石の着磁状態の一例を
示す上面図である。

【図１０】図８に示したスピンドルモータ１の固定子巻
線の励磁タイミングとホール素子の検出信号について、
その一例を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１１マイクロコンピュータ１１ａプログラム格納部１１ｂＤ／Ａコンバータ１１ｃ計時機能部１１ｄＡ／Ｄコンバータ１２フィルタ１３モータドライバ１４スピンドルモータＲ駆動電流検出用抵抗器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円板状記憶媒体の回転駆動装置におい
て、回転子の回転速度を検出する回転速度検出器と、検出された回転速度と予め設定された回転速度との大小
を比較する回転速度比較器と、所要時間を計測する計時手段、とを備え、予め設定された第１の回転速度から第２の回転速度に達
するのに要する時間を検出し、その大小により円板状記
憶媒体の種類を判別することを特徴とする円板状記憶媒
体の種類判別装置。
【請求項２】請求項１の円板状記憶媒体の種類判別装
置において、第１の回転速度は、停止状態であり、回転の起動ととも
に、計時を開始することを特徴とする円板状記憶媒体の
種類判別装置。
【請求項３】円板状記憶媒体の回転駆動装置におい
て、回転子の回転速度を検出する回転速度検出器と、経過時間を計測する計時手段、とを備え、第１の回転速度の検出結果と、予め設定された時間が経
過した後の第２の回転速度の検出結果とから、回転速度
の差を導出し、その大小により円板状記憶媒体の種類を
判別することを特徴とする円板状記憶媒体の種類判別装
置。
【請求項４】請求項１あるいは請求項３の円板状記憶
媒体の種類判別装置において、回転モータの駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、該駆動電流検出手段の出力により、被判定量を補正する
被判定量補正手段、を備え、被判定量補正手段の出力により円板状記憶媒体の種類を
判別することを特徴とする円板状記憶媒体の種類判別装
置。
【請求項５】請求項１、請求項３あるいは請求項４の
円板状記憶媒体の種類判別装置において、円板状記憶媒体の回転モータ制御装置に、増幅度および
／または位相特性を可変する可変量設定手段を備え、識別された円板状記憶媒体の種類（負荷の種類）に従っ
て可変量を設定することを特徴とする円板状記憶媒体の
種類判別装置。
【請求項６】円板状記憶媒体の回転駆動装置におい
て、回転子の回転速度を検出する回転速度検出器と、所要時間を計測する計時手段、とを備え、回転子の回転速度の時間変化率を算出し、その大小によ
り駆動装置の種類を判別することを特徴とする回転装置
の負荷の種類判別方法。