JPH06141584A

JPH06141584A - スピンドルモータ制御装置

Info

Publication number: JPH06141584A
Application number: JP4286531A
Authority: JP
Inventors: Toru Kimihira; 徹公平
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-10-26
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1994-05-20

Abstract

(57)【要約】【目的】スピンドルモータを一定回転速度で制御する
スピンドルモータ制御装置に関し、イナーシャが小さ
く、着磁誤差を無視できないような小型のスピンドルモ
ータを高精度で制御する。【構成】回転子１と固定子２とを有するスピンドルモ
ータ３に、回転子１の磁界を検出してインデックス信号
を発生する検出素子４を固定子２に設けて、この検出素
子４によって得られるインデックス信号を基に、回転子
１の回転速度を制御するスピンドルモータ制御装置に於
いて、回転子１が一定回転速度で回転している時の回転
子１の１回転中に於ける複数のインデックス信号を、リ
ファレンス・インデックス信号として記憶したメモリ５
と、このメモリ５から読出したリファレンス・インデッ
クス信号と、回転子１の回転によって得られるインデッ
クス信号との位相が一致するように制御する制御部６と
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置等の
スピンドルモータの回転速度を制御するスピンドルモー
タ制御装置に関する。磁気ディスク装置は、ダウンサイ
ジングの方向に沿って小型化と共に高密度記録化が進め
られている。それに伴って、スピンドルモータも小型化
されると共に、回転速度を高精度で制御することが必要
となっている。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置等の回転記録媒体を駆
動するスピンドルモータは、回転子の磁界によってイン
デックス信号を出力するホール素子等の検出素子を固定
子に設けて、回転子が１回転する毎に１個のインデック
ス信号を出力する構成とし、このインデックス信号が一
定時間間隔で得られるように、回転子の回転速度を制御
する制御装置が知られている。

【０００３】このようなスピンドルモータを、更に高精
度で回転速度を制御する場合は、回転エンコーダを回転
子に設けて、回転子の１回転中に複数のパルス信号を出
力できるように構成し、このパルス信号が等間隔となる
ように、回転子の回転速度を制御する構成も知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、磁気デ
ィスク装置等も小型化が進められ、それに伴ってスピン
ドルモータも小型化され、例えば、３．５インチ以下の
クラスの磁気ディスク等の回転記録媒体を用いた場合、
イナーシャが小さい為に、１回転中に於いても回転むら
が生じることになる。又比較的大型のスピンドルモータ
の場合には無視できた着磁の精度及びホール素子等の検
出素子の取付け精度が問題となる。

【０００５】即ち、回転子に等間隔に着磁しようとして
も、実際には着磁誤差が生じ、又検出素子の取付け位置
の誤差があるから、回転子の磁界を検出素子により検出
して、１回転中に複数のインデックス信号を得る場合、
等間隔のインデックス信号が得られないことになる。こ
のように、イナーシャが小さいことと、着磁を高精度で
行うことが困難なこととにより、１回転中に得られる複
数のインデックス信号を基にした場合は、高精度で回転
速度の制御ができないことになる。従って、回転エンコ
ーダを設けて、高精度のインデックス信号を得ることに
なる。

【０００６】しかし、回転エンコーダを取付けることに
より、スピンドルモータの小型化が困難となると共に、
回転エンコーダは比較的高価でなるから、コストアップ
となる欠点がある。本発明は、イナーシャが小さく、着
磁誤差があるような小型のスピンドルモータの回転速度
を、高精度で制御することを目的とする。

【０００７】

【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、図１を参照して説明すると、回転子１と
固定子２とを有するスピンドルモータ３に、回転子１の
磁界を検出してインデックス信号を発生する検出素子４
を固定子２に設け、この検出素子４からのインデックス
信号を基に回転子１の回転速度を制御するスピンドルモ
ータの制御装置に於いて、回転子１が一定回転速度が回
転している時の１回転中に於ける複数のインデックス信
号を、リファレンス・インデックス信号として記憶した
メモリ５と、回転子１の回転速度制御中に於けるインデ
ックス信号と、この回転子１の１回転の基準点を基にメ
モリ５から読出したリファレンス・インデックス信号と
が一致するように、回転子１の回転速度を制御する制御
部６とを備えている。

【０００８】

【作用】回転子１が一定回転速度で回転している時の１
回転中に於ける複数のインデックス信号は、着磁誤差や
検出素子取付け誤差等に従って等間隔とならないもので
あるが、この状態のインデックス信号をメモリ５に記憶
しておく。そして、回転子１の回転速度を制御する時
に、回転子１の回転に伴って発生されるインデックス信
号が、メモリ５から回転子１の回転に同期して読出した
リファレンス・インデックス信号に一致するように、回
転速度を制御する。即ち、回転子１を一定回転速度で制
御することができる。

【０００９】

【実施例】図２は本発明の実施例の説明図であり、１１
は回転子、１２は固定し、１３はスピンドルモータ、１
４は検出素子としてのホール素子、１５はＰＲＯＭ，Ｅ
ＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ等のプログラム可能で不揮発性
のメモリ、１６は検出回路、１７はメモリ制御回路、１
８は比較回路、１９は回転速度制御回路である。スピン
ドルモータ１３は、半径方向ギャップ型の場合を示す
が、軸方向ギャップ型とすることも可能である。又回転
子１１を固定子１２の外側に配置した外転型とすること
もできる。又回転子１１は、４極の場合を示すが、更に
多数の極数に着磁することも可能である。又固定子１２
のコイルの相数は、通常は３相であるが、更に多い相数
とすることもできる。

【００１０】ホール素子１４は、磁界の反転毎に信号を
出力することになり、検出回路１６に於いて波形成形等
によりインデックス信号ＤＸを出力する。初期状態は、
メモリ１５にはリファレンス・インデックス信号は記憶
されていないものであり、スピンドルモータ１３が例え
ば磁気ディスク装置に組み込まれると、このスピンドル
モータ１３を一定回転速度で回転させる。

【００１１】この時に得られた１回転中の複数のインデ
ックス信号ＤＸを、メモリ制御回路１７によってメモリ
１５に書込む。例えば、１回転時間をＴとすると、４極
の回転子１１により４個のインデックス信号が得られ、
理想的にはｔの周期で得られるものであるが、着磁むら
等により等間隔とならないインデックス信号を、そのま
まの時間関係で、リファレンス・インデックス信号とし
てメモリ１５に書込むものである。このリファレンス・
インデックス信号は、アナログ信号形式で図示している
が、１回転時間Ｔを所望の分解能となるようなアドレス
割当てを行ってリファレンス・インデックス信号を記憶
することになる。

【００１２】メモリ１５にインデックス信号を書込んだ
後に、スピンドルモータ１３を制御することになるが、
回転子１１の１回転の基準点を基に、メモリ制御回路１
７はリファレンス・インデックス信号ＲＸを読出して比
較回路１８に加える。又回転子１１の回転に従ってイン
デックス信号ＤＸが得られるから、比較回路１８に於い
てこのインデックス信号ＤＸとリファレンス・インデッ
クス信号ＲＸとの位相を比較し、位相差が零となるよう
に、回転速度制御回路１９からスピンドルモータ１３の
駆動電流を制御することになる。

【００１３】スピンドルモータ１１の制御する為のメモ
リ制御回路１７，比較回路１８，回転速度制御回路１９
等の機能は、例えば、マイクロプロセッサによって実現
することもできる。その場合に、メモリ１５はマイクロ
プロセッサのＰＲＯＭの領域の一部を利用することもで
きる。

【００１４】図３は本発明の実施例のリファレンス・イ
ンデックス信号記憶動作フローチャートを示し、メモリ
１５はクリアされている状態であり、その状態に於いて
スピンドルモータ１３を起動する。そして、ホール素子
１４によって得られるインデックス信号を用いて、所定
の回転速度に到達したか否かを判定する（ａ）。所定の
回転速度に到達すると、回転速度制御を停止する
（ｂ）。そして、メモリ制御回路１７を書込モードと
し、インデックス信号をメモリ１５に記憶させる制御を
開始し（ｃ）、１回転中に得られたインデックス信号を
メモリ１５に記憶させ、１回転が終了したか否かを判定
し（ｄ）、回転子１１が１回転すると、インデックス信
号の記憶動作を停止する（ｅ）。

【００１５】インデックス信号を記憶する１回転中は、
所望の回転速度に到達した時点の鑑定速度を維持できる
ように、例えば、駆動電流を一定に維持するか、或い
は、他の高精度制御のモータ等によって回転子１１を回
転させることができる。又所望の回転速度に到達した時
点で、通電停止を行うことができる。この場合、通電停
止により回転子１１は減速することになるが、その減速
特性を予め測定しておくことにより、減速回転中に得ら
れるインデックス信号を、減速特性に従って補正して、
一定回転速度の時に得られるインデックス信号としてメ
モリ１５に記憶させることができる。又複数回転によっ
て得られたインデックス信号の平均をメモリ１５に記憶
させることもできる。

【００１６】前述のように、インデックス信号の記憶処
理が終了した後に、スピンドルモータ１３を起動し、メ
モリ制御回路１７を読出モードとしてメモリ１５からリ
ファレンス・インデックス信号ＲＸの読出しを開始する
（ｆ）。このリファレンス・インデックス信号ＲＸと回
転子１１の回転に従って得られるインデックス信号ＤＸ
とを比較回路１６に於いて比較し、その位相差が零とな
るように、回転速度制御回路１９によってスピンドルモ
ータ１３を一定回転速度で制御する（ｇ）。

【００１７】前述のメモリ１５へのインデックス信号の
記憶処理は、例えば、スピンドルモータを組み込んだ磁
気ディスク装置が完成した段階で行うことができる。又
使用直前に初期設定プログラム等により、メモリ１５へ
のインデックス信号の記憶処理を行うこともできる。又
検出素子は、ホール素子１４のみでなく、他の磁界を検
出できる各種の素子を用いることができるものであり、
例えば、磁気抵抗効果素子等を用いることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、回転子
１の１回転中に於ける複数のインデックス信号を、リフ
ァレンス・インデックス信号としてメモリ５に記憶させ
ておき、このリファレンス・インデックス信号を、回転
子１の１回転の基準点を基に読出して、回転子１の回転
に従って得られるインデックス信号と比較し、位相が一
致するように、スピンドルモータ３を制御部６によって
制御するものであり、１回転中に得られるインデックス
信号が、着磁むらや製作誤差等により等間隔で得られな
いような小型のスピンドルモータであっても、予めリフ
ァレンス・インデックス信号としてメモリ５に記憶させ
ておくことにより、これを基準として回転速度を制御
し、回転エンコーダ等を設けることなく、イナーシャの
小さい小型の回転子１を、一定の角速度で回転させるよ
うに高精度で制御することができる利点がある。又リフ
ァレンス・インデックス信号を記憶するメモリ５は、僅
かな記憶容量で済むから、制御部６等と共に集積回路化
して小型化を図ることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の実施例の説明図である。

【図３】本発明の実施例のリファレンス・インデックス
信号記憶動作フローチャートである。

【符号の説明】

１回転子２固定子３スピンドルモータ４検出素子５メモリ６制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転子（１）と固定子（２）とを有する
スピンドルモータ（３）に、前記回転子（１）の磁界を
検出してインデックス信号を発生する検出素子（４）を
前記固定子（２）に設け、該検出素子（４）からのイン
デックス信号を基に前記回転子（１）の回転速度を制御
するスピンドルモータの制御装置に於いて、前記回転子（１）が一定回転速度で回転している時の該
回転子（１）の１回転中に於ける複数の前記インデック
ス信号を、リファレンス・インデックス信号として記憶
したメモリ（５）と、前記回転子（１）の回転速度制御中に於ける前記インデ
ックス信号と、前記回転子（１）の１回転の基準点を基
に前記メモリ（５）から読出した前記リファレンス・イ
ンデックス信号とが一致するように、前記回転子（１）
の回転速度を制御する制御部（６）とを備えたことを特
徴とするスピンドルモータ制御装置。