JPH1064184A - データ記録再生装置及びディスク回転用モータ回転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ディスク回転用モータに生じる負荷変動を抑制
することで、回転精度を安定化させる。 【解決手段】ＳＰＭ３の目標回転数ｒと実際の回転数ｘ
との差ｒ−ｘを減算器２１によりＳＰＭ３の回転誤差と
して算出し、その回転誤差ｒ−ｘを、シーク動作時でな
い場合、或いは回転誤差ｒ−ｘが誤差規定値以下の場合
には、ゲイン切り替え器２２により低ゲインＫ1 の乗算
器２３に切り替え出力させ、シーク動作時の場合、或い
は回転誤差ｒ−ｘが誤差規定値より大きい場合には、ゲ
イン切り替え器２２により高ゲインＫ2 の乗算器２４に
切り替え出力させる。ＳＰＭ制御量算出部２５は、Ｋ1
乗算器２３の出力Ｋ1 （ｒ−ｘ）またはＫ2 乗算器２４
の出力Ｋ2 （ｒ−ｘ）に対応するＳＰＭ制御量を算出
し、Ｄ／Ａコンバータ１５に出力することで、ＳＰＭド
ライバ６を介してＳＰＭ３に制御電流を流させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データの記録再生
を行うヘッドをディスク回転用モータにより高速回転す
るディスク上の指定位置にシーク・位置決め制御するデ
ータ記録再生装置及びディスク回転用モータ回転制御方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のデータ記録再生装置の代表的な
ものに磁気ディスク装置がある。この磁気ディスク装置
の大容量化のためには、磁気記録密度を向上させること
が必要となる。そのための手段の一つとして、データの
フォーマット効率を向上させる技術が必要とされてい
る。また、フォーマット効率を向上させる手段の一つと
して、磁気記録媒体としての磁気ディスクを一定回転数
で高速回転させるディスク回転用モータ、例えばスピン
ドルモータ（ＳＰＭ）の回転精度を向上させ、隣接デー
タセクタ間に設定されている、データギャップ部の領域
を縮小させる等の手法が考えられている。

【０００３】ところで、スピンドルモータにかかる負荷
には、スピンドルモータのベアリング部での損失、風損
等がある。これらは、ほぼ一定と見積られるため、従来
のスピンドルモータの回転制御においては、発生した回
転変動量に応じてスピンドルモータに供給する電流を変
化させるフィードバック制御によって定常回転を保つ手
法が適用されていた。このフィードバック制御での制御
ゲインは、定常回転モードにおいては常に一定に設定さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】スピンドルモータにか
かる負荷としては、上記したようにスピンドルモータの
ベアリングによる損失、風損等が挙げられる。ここで風
損としては、回転する磁気ディスクと空気による損失の
他に、ヘッドを搭載したキャリッジと空気流とによって
生じる損失が考えられる。このキャリッジによる風損
（後者の風損）について、本発明者は、キャリッジ（ヘ
ッド）のポジション（がディスクの外周側であるか或い
は内周側であるか）によって、その損失程度が異なり、
ロータリタイプのキャリッジの場合であれば、一般的に
は図８に示すように外周側に位置する場合の方が損失が
大きく、したがってヘッドを外周側から内周側へシーク
させた場合には、上記の風損による変動が生じることを
認識するに至った。

【０００５】一方、近年は磁気ディスク装置（ハードデ
ィスク装置）の小型化が進み、スピンドルモータのイナ
ーシャは低減しつつある。このため、小型化された磁気
ディスク装置では、外乱による変動を受け易く、上述し
たシークによるスピンドルモータの負荷変動の影響も無
視できなくなってきている。そこで、このような変動の
影響を抑制することが必要となる。

【０００６】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
でその目的は、スピンドルモータに代表されるディスク
回転用モータに生じる負荷変動を想定し、モータの回転
変動が発生し易いシーク動作時、或いはモータの回転変
動が大きくなった場合に、モータ回転制御のフィードバ
ックゲインを通常時より高く設定することで、回転精度
を安定化させることができるデータ記録再生装置及びデ
ィスク回転用モータ回転制御方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ディスク回転
用モータを一定回転数で回転させる定常回転モードにお
いてスピンドルモータに代表されるディスク回転用モー
タの負荷変動の要因を検出する検出手段と、ディスク回
転用モータの回転のフィードバック制御に用いる制御ゲ
インを２種類以上有し、この制御ゲインを上記検出手段
の検出結果に応じて切り替え使用するゲイン切り替え手
段とを備え、ディスク回転用モータの負荷変動の要因が
検出された場合には、制御ゲインを上げるようにゲイン
切り替えが行われる構成としたことを特徴とする。

【０００８】このような構成においては、ディスク回転
用モータの負荷変動の要因が検出された場合に、ディス
ク回転用モータの回転制御のゲインが通常時より上げら
れて、高応答性でのフィードバック制御が行われること
から、ディスク回転用モータの回転変動を抑え、回転精
度を一定レベル以上に保つことが可能となる。また、デ
ィスク回転用モータの負荷変動の要因が検出されない通
常状態では、高ゲインでのフィードバック制御は行われ
ないため、発振を招くことはなく、回転変動のない状態
を維持できる。

【０００９】また本発明は、ディスク回転用モータの負
荷変動の要因の１つにシーク動作があることに着目し、
シーク動作が行われる際には、その後のシーク動作でデ
ィスク回転用モータの負荷変動が発生して、その回転数
が過渡的に変動する回転数異常が生じることを予測し
て、制御ゲインを上げるようにゲイン切り替えを行い、
シーク完了後に制御ゲインを下げるようにゲイン切り替
えを行うようにしたことを特徴とする。

【００１０】このような制御ゲインの切り替え制御によ
り、シーク動作でのヘッド位置の違いに起因するディス
ク回転用モータの損失の相違によって発生する当該モー
タの回転変動量を低く抑え、回転精度を一定レベル以上
に保つことが可能となる。

【００１１】また本発明は、ディスク回転用モータの負
荷変動の要因の１つに、当該モータの目標回転数と実際
の回転数との差である回転誤差の増大があることに着目
し、上記回転誤差が予め定められた規定値を越えた場合
には制御ゲインを上げるようにゲイン切り替えを行い、
上記回転誤差が上記規定値以下となった場合には制御ゲ
インを下げるようにゲイン切り替えを行うようにしたこ
とを特徴とする。ここで上記規定値には、許容される定
常回転誤差以内の値が設定されるようにするとよい。こ
のような制御ゲインの切り替え制御により、ディスク回
転用モータの回転変動を速やかに定常回転誤差以内に収
めることが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に
係る磁気ディスク装置の構成を示すブロック図である。

【００１３】図１において、１はデータが記録される媒
体（メディア）であるディスク（磁気ディスク）、２は
ディスク１へのデータ書き込み（データ記録）及びディ
スク１からのデータ読み出し（データ再生）に用いられ
るヘッドである。このヘッド２は、ディスク１の各面に
対応してそれぞれ設けられている。

【００１４】ディスク１の各面には同心円状の多数のト
ラックが形成され、各トラックには、位置決め制御等に
用いられるサーボ情報が記録された複数のサーボ領域が
等間隔で配置されている。これらのサーボ領域は、ディ
スク１上では中心から各トラックを渡って放射状に配置
されている。各サーボ領域は、信号の振幅が安定するた
めに一定の周波数のデータが記録されたＡＧＣ安定化領
域（振幅ＡＧＣ領域）、イレーズとセクタ番号（サーボ
セクタ番号）を示すセクタデータが記録されたセクタデ
ータ領域、シリンダ番号（シリンダアドレス）を示すシ
リンダデータが記録されたシリンダデータ領域、及び位
置情報（シリンダデータの示すシリンダ内の位置誤差）
を波形の振幅で示すためのデータであるバースト信号
（バーストデータ）が記録されたバースト領域等、周知
の領域を有する。

【００１５】ディスク１はスピンドルモータ（ＳＰＭ）
３により高速に回転する。ヘッド２はキャリッジ４と称
するロータリタイプのヘッド移動機構に取り付けられ
て、このキャリッジ４の移動によりディスク１の半径方
向に移動する。キャリッジ４は、ボイスコイルモータ
（ＶＣＭ）５により駆動される。

【００１６】ＳＰＭ（スピンドルモータ）３は、当該Ｓ
ＰＭ３に制御電流を流して当該ＳＰＭ３を駆動するため
のＳＰＭドライバ６に接続され、ＶＣＭ（ボイスコイル
モータ）５は、当該ＶＣＭ５に制御電流を流して当該Ｖ
ＣＭ５を駆動するためのＶＣＭドライバ７に接続されて
いる。この制御電流の値（制御量）は、ＣＰＵ（マイク
ロプロセッサ）１２の計算処理で決定され、アナログ値
で与えられる。

【００１７】各ヘッド２は例えばフレキシブルプリント
配線板（ＦＰＣ）に実装されたヘッドＩＣ８と接続され
ている。このヘッドＩＣ８は、ヘッド２で読み取られた
アナログ出力を増幅するヘッドアンプ８１を有する。

【００１８】ヘッドＩＣ８はリード／ライト回路９及び
位置データ検出回路１０と接続されている。リード／ラ
イト回路９は、ヘッドＩＣ８内のヘッドアンプ８１で増
幅されたアナログ出力（ヘッド２のリード信号）を入力
し、データ再生動作に必要な信号処理、例えばアナログ
出力からＮＲＺのデータに変換するための信号処理を行
う。リード／ライト回路９はまた、データ記録動作に必
要な信号処理、例えばＨＤＣ（ディスクコントローラ）
１７から送られてきたＮＲＺデータ（ライトデータ）を
変調してディスク１に書き込むデータ（例えば２−７、
１−７変調データ）に変換するための信号処理も行う。

【００１９】位置データ生成回路１０は、ヘッド２のリ
ード信号からヘッド位置決め制御等のサーボ処理に必要
なサーボ情報を再生する処理と、再生されたサーボ情報
からシリンダデータ（シリンダ番号）等を抽出・復号す
るデコード処理を実行する。また位置データ生成回路１
０は、ヘッドのリード信号に含まれているサーボ情報中
のバースト信号の振幅をホールド（ピークホールド）
し、そのホールド値をＤ／Ａ変換したバーストデータを
位置情報（位置誤差データ）として得る。

【００２０】ＳＰＭ回転検出回路１１は、ＳＰＭ３の回
転速度（回転数）を検出するためのもので、ＳＰＭ３の
回転変動を監視するのに用いられる。ＣＰＵ１２は、例
えばワンチップのマイクロプロセッサである。このＣＰ
Ｕ１２は、位置データ生成回路１０と共にヘッド位置決
め制御を実行するサーボ処理システム（ヘッド位置決め
制御機構）を構成しており、位置データ生成回路１０で
抽出されたシリンダデータと、バーストデータを読み込
み、現在位置の計算、位置誤差の計算等、ヘッド位置決
め制御に必要な処理を行う。ＣＰＵ１２はまた、ＨＤＣ
１７を制御することによるリード／ライトデータの転送
制御も行う。

【００２１】ＣＰＵ１２は更に、ＳＰＭ３の定常回転モ
ードにおいて、ＳＰＭ３の回転変動が発生し易い動作状
態の検出と、ＳＰＭ回転検出回路１１の検出結果に基づ
くＳＰＭ３の回転変動の検出を行い、その検出結果に応
じてＳＰＭ３の回転制御のゲイン（以下、ＳＰＭ制御ゲ
インと称する）を切り替え設定することで、回転精度を
安定化させるための制御を行う。

【００２２】ＣＰＵ１２には、当該ＣＰＵ１２の制御プ
ログラムが格納されている不揮発性メモリ、例えばＲＯ
Ｍ１３と、リード／ライト可能なＲＡＭ等のメモリ１４
が接続されている。ＲＯＭ１３に格納される制御プログ
ラムの１つに、ＳＰＭ３の回転制御のためのプログラム
（ＳＰＭ回転制御プログラム）１３１がある。

【００２３】またＣＰＵ１２には、当該ＣＰＵ１２から
与えられるＳＰＭ３用の制御量（ＳＰＭ３に流すべき電
流の値を表すデータ）をアナログデータに変換してＳＰ
Ｍドライバ６に出力するＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）１
５と、ＣＰＵ１２から与えられるＶＣＭ５用の制御量を
アナログデータに変換してＶＣＭドライバ７に出力する
Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）１６が接続されている。

【００２４】ディスクコントローラ（ＨＤＣ）１７はホ
スト装置（図示せず）と磁気ディスク装置とのインタフ
ェースをなし、主としてリード／ライトデータの転送を
行う。このＨＤＣ１７には、当該ＨＤＣ１７によりホス
ト装置と磁気ディスク装置との間で転送されるデータ
（ディスク１から読み出されたデータ及びディスク１に
書き込むためのデータ）を一時的に格納するためのバッ
ファ（図示せず）が接続されている。

【００２５】次に、図１の構成の磁気ディスク装置の動
作を説明する。ＳＰＭ回転検出回路１１は、ＳＰＭ３の
回転速度（回転数）を検出し、その回転速度情報を出力
する。ＣＰＵ１２は、ＳＰＭ回転検出回路１１から出力
される回転速度情報を取り込む。ＣＰＵ１２は、取り込
んだ回転速度情報をもとに、ＳＰＭ３を定常回転させる
のに必要なＳＰＭ制御電流値を与えるＳＰＭ制御量を算
出して、Ｄ／Ａコンバータ１５に供給する。ここでＳＰ
Ｍ３は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の３つのコイルを持つＤＣブ
ラシレスモータであり、３つのコイルのうちの２つのコ
イル（２相間）を切り替える相切り替えを行いながら、
対応する２相間に電流を流すことで、ＳＰＭ３の回転駆
動が可能となる。

【００２６】Ｄ／Ａコンバータ１５は、ＣＰＵ１２から
のＳＰＭ制御量をアナログ信号（電圧信号）に変換して
ＳＰＭドライバ６に供給する。ＳＰＭドライバ６は、Ｄ
／Ａコンバータ１５からの電圧信号を電流（ＳＰＭ制御
電流）に変換してＳＰＭ３に流し、当該ＳＰＭ３を定常
回転させる。

【００２７】ＣＰＵ１２は、ＳＰＭ３の定常回転状態に
おいて、ホスト装置からのコマンドに従い、Ｄ／Ａコン
バータ１６及びＶＣＭドライバ７を介してＶＣＭ５に制
御電流（ＶＣＭ制御電流）を流すことで、キャリッジ４
を当該コマンドで指定されたディスク１上のシリンダ位
置（トラック位置）へシーク・位置決めさせる。即ちＣ
ＰＵ１２は、ヘッド２により読み取られてヘッドＩＣ８
（内のヘッドアンプ８１）で増幅される（リード信号に
含まれている）サーボ情報から位置情報、即ちシリンダ
データとバーストデータ（位置誤差データ）とを位置デ
ータ生成回路１０で検出させ、その検出データ（位置情
報）をもとに（Ｄ／Ａコンバータ１６及びＶＣＭドライ
バ７を介して）ＶＣＭ５を駆動制御することで、ヘッド
２を指定シリンダ（トラック）の中心位置にシーク・位
置決めする。

【００２８】ＣＰＵ１２は、ヘッド２を指定トラックに
シーク・位置決めすると、ヘッド２によりリード／ライ
ト回路９に当該指定トラックを対象とするリード／ライ
トを行わせる。

【００２９】以上のシーク動作時には、ヘッド位置によ
るＳＰＭ損失（ＳＰＭ負荷）の違いに起因するＳＰＭ３
の負荷変動（回転変動）が発生する。この問題について
は、既に［発明が解決しようとする課題］の欄で簡単に
触れているが、ここではその詳細について述べる。

【００３０】まず、ＳＰＭ３にかかる負荷のうち、キャ
リッジ４による風損については、キャリッジ４（ヘッド
２）のポジションがディスク１の外周側であるか或いは
内周側であるかによって、その損失程度が異なる。本実
施形態のようにロータリタイプのキャリッジ４の場合、
ＳＰＭ３の損失は、一般的には図８に示すように外周側
に位置する場合の方が大きい。

【００３１】このため、ヘッド２をディスク１の外周側
から内周側へシークさせた場合、負荷変動が生じて、Ｓ
ＰＭ３にかかる負荷は低減し、ＳＰＭ３は過渡的に回転
数が上がる。

【００３２】これに対し、ヘッド２をディスク１の内周
側から外周側へシークさせた場合には、ＳＰＭ３にかか
る負荷は増加し、ＳＰＭ３は過渡的に回転数が低くな
る。どちらの場合にも、定常回転状態から外れて回転数
異常となり、正規回転数（目標回転数）ｒに戻るために
は、シーク動作時間以上の時間を要する。この時、ヘッ
ド２のシーク先で正常なデータのリード／ライト動作が
不能となり、問題となる。

【００３３】そこで本実施形態では、前記したようなＳ
ＰＭ３の回転変動が発生し易いシーク動作時、或いは実
際に大きな回転変動が発生した場合に、ＳＰＭ制御ゲイ
ンを通常時より高めに設定することで、回転精度を保つ
ようにしている。

【００３４】以下、このＳＰＭ制御ゲインの切り替えに
よるＳＰＭ３の回転制御について説明する。まず、ＣＰ
Ｕ１２がＲＯＭ１３内のＳＰＭ回転制御プログラム１３
１を実行することで実現される、ＳＰＭ３の定常回転時
におけるＳＰＭ回転制御機能の制御ブロック図を図２に
示す。

【００３５】図２において、減算器２１は、ＳＰＭ３の
目標回転数（目標回転速度）ｒと、ＳＰＭ回転検出回路
１１からＣＰＵ１２内に取り込まれる回転速度情報の示
すＳＰＭ３の実際の回転数（回転速度）ｘとの差ｒ−ｘ
を、ＳＰＭ３の回転誤差として算出する。この回転誤差
ｒ−ｘは、ゲイン切り替え器２２によりゲイン（低ゲイ
ン、通常時ゲイン）Ｋ1 の乗算器２３またはゲイン（高
ゲイン）Ｋ2 （但し、Ｋ2 ＞Ｋ1 ）の乗算器２４に切り
替え出力される。ゲイン切り替え器２２は、シーク動作
時でない場合、或いは回転誤差ｒ−ｘが規定値（誤差規
定値）以下の場合には、回転誤差ｒ−ｘをＫ1 乗算器２
３側に切り替え、シーク動作時、或いは回転誤差ｒ−ｘ
が規定値（誤差規定値）以下でない場合には、回転誤差
ｒ−ｘをＫ2 乗算器２４側に切り替える。ＳＰＭ制御量
算出部２５は、Ｋ1 乗算器２３の出力Ｋ1 （ｒ−ｘ）ま
たはＫ2 乗算器２４の出力Ｋ2 （ｒ−ｘ）に対応するＳ
ＰＭ制御量を算出し、Ｄ／Ａコンバータ１５に出力す
る。

【００３６】次に、このＳＰＭ回転制御機能につき説明
する。図２の制御ブロック図で示されるＳＰＭ回転制御
機能には、第１乃至第３のＳＰＭ回転制御機能がある。
これら各機能は、ＲＯＭ１３内のＳＰＭ回転制御プログ
ラム１３１を変更することで実現される。以下、第１乃
至第３のＳＰＭ回転制御機能につき順に説明する。

【００３７】（１）第１のＳＰＭ回転制御機能 まず、第１のＳＰＭ回転制御機能につき、図３のフロー
チャートを参照して説明する。

【００３８】ＣＰＵ１２はまず、定常回転時（定常回転
モード）におけるＳＰＭ３の目標回転数（目標回転速
度）ｒと、ＳＰＭ回転検出回路１１から取り込んだ回転
速度情報の示すＳＰＭ３の実際の回転数（回転速度）ｘ
との差ｒ−ｘを、ＳＰＭ３の回転誤差として減算器２１
により算出する（ステップＳ１）。

【００３９】次にＣＰＵ１２は、シーク動作時であるか
否かを判断し（ステップＳ２）、ＳＰＭ３の回転変動が
発生し易いシーク動作時であるならば、ＳＰＭ制御ゲイ
ンとして高ゲインＫ2 を選択するために、ステップＳ１
で算出した回転誤差ｒ−ｘをゲイン切り替え器２２によ
りＫ2 乗算器２４側に切り替え出力させる（ステップＳ
３）。これにより、Ｋ2 乗算器２４は、回転誤差ｒ−ｘ
にゲインＫ2 を乗じたＫ2 （ｒ−ｘ）を算出する。ＳＰ
Ｍ制御量算出部２５は、このＫ2 （ｒ−ｘ）に対応する
ＳＰＭ制御量を算出し（ステップＳ４）、Ｄ／Ａコンバ
ータ１５に出力する（ステップＳ５）。

【００４０】これに対し、シーク動作時でないならば、
ＣＰＵ１２は、ＳＰＭ制御ゲインとして低ゲイン（通常
時ゲイン）Ｋ1 を選択するために、ステップＳ１で算出
した回転誤差ｒ−ｘをゲイン切り替え器２２によりＫ1
乗算器２３側に切り替え出力させる（ステップＳ６）。
これにより、Ｋ1 乗算器２３は、回転誤差ｒ−ｘにゲイ
ンＫ1 を乗じたＫ1 （ｒ−ｘ）を算出する。ＣＰＵ１２
は、ＳＰＭ制御量算出部２５により、このＫ1 （ｒ−
ｘ）に対応するＳＰＭ制御量を算出し（ステップＳ
７）、Ｄ／Ａコンバータ１５に出力する（ステップＳ
５）。

【００４１】このように第１のＳＰＭ回転制御機能にお
いては、シーク動作実行前にＳＰＭ制御ゲインを高ゲイ
ンＫ2 に切り替えた状態でＳＰＭ３の回転変動が発生し
易いシーク動作を実行し、シーク完了後に、ＳＰＭ制御
ゲインを低ゲイン（通常時ゲイン）Ｋ1 に戻すというＳ
ＰＭ回転制御が行われる。この結果、ＳＰＭ３の回転変
動量を低く抑え、回転精度を一定レベル以上に保つこと
ができる。

【００４２】（２）第２のＳＰＭ回転制御機能 次に、第２のＳＰＭ回転制御機能につき、図４のフロー
チャートを参照して説明する。

【００４３】ＣＰＵ１２はまず、定常回転時（定常回転
モード）におけるＳＰＭ３の目標回転数（目標回転速
度）ｒと、ＳＰＭ回転検出回路１１から取り込んだ回転
速度情報の示すＳＰＭ３の実際の回転数（回転速度）ｘ
との差ｒ−ｘを、ＳＰＭ３の回転誤差として減算器２１
により算出する（ステップＳ１１）。

【００４４】次にＣＰＵ１２は、算出した回転誤差ｒ−
ｘが誤差規定値（ゲイン切り替え判定の閾値）以下であ
るか否かをチェックする（ステップＳ１２）。ここで、
誤差規定値は、許容される定常回転誤差以内の値となる
ように予め定められている。

【００４５】ＣＰＵ１２は、回転誤差ｒ−ｘが誤差規定
値以下の場合（通常時）には、ＳＰＭ制御ゲインとして
低ゲイン（通常のゲイン）Ｋ1 を選択するために、当該
回転誤差ｒ−ｘをゲイン切り替え器２２によりＫ1 乗算
器２３側に切り替え出力させる（ステップＳ１３）。こ
れにより、Ｋ1 乗算器２３は、回転誤差ｒ−ｘにゲイン
Ｋ1 を乗じたＫ1 （ｒ−ｘ）を算出する。ＣＰＵ１２
は、ＳＰＭ制御量算出部２５により、このＫ1 （ｒ−
ｘ）に対応するＳＰＭ制御量を算出し（ステップＳ１
４）、Ｄ／Ａコンバータ１５に出力する（ステップＳ１
５）。

【００４６】これに対し、回転誤差ｒ−ｘが誤差規定値
を越えている場合（即ちＳＰＭ３が定常回転から外れて
いる場合）には、ＣＰＵ１２は、ＳＰＭ制御ゲインとし
て高ゲインＫ2 を選択するために、ステップＳ１１で算
出した回転誤差ｒ−ｘをゲイン切り替え器２２によりＫ
2 乗算器２４側に切り替え出力させる（ステップＳ１
６）。これにより、Ｋ2 乗算器２４は、回転誤差ｒ−ｘ
にゲインＫ2 を乗じたＫ2 （ｒ−ｘ）を算出する。ＣＰ
Ｕ１２は、ＳＰＭ制御量算出部２５により、このＫ2
（ｒ−ｘ）に対応するＳＰＭ制御量を算出し（ステップ
Ｓ１７）、Ｄ／Ａコンバータ１５に出力する（ステップ
Ｓ１５）。

【００４７】このように第２のＳＰＭ回転制御機能にお
いては、ＳＰＭ３の回転誤差が誤差規定値以下になると
直ちにＳＰＭ制御ゲインが低ゲイン（通常時ゲイン）Ｋ
1 から高ゲインＫ2 に切り替えられるため、ＳＰＭ３の
回転変動を速やかに回復することができる。

【００４８】（３）第３のＳＰＭ回転制御機能 次に、第３のＳＰＭ回転制御機能につき、図５のフロー
チャートを参照して説明する。なお、第３のＳＰＭ回転
制御機能は、上記第１及び第２のＳＰＭ回転制御機能を
組み合わせたものである。

【００４９】ＣＰＵ１２はまず、定常回転時（定常回転
モード）におけるＳＰＭ３の回転誤差ｒ−ｘを減算器２
１により算出する（ステップＳ２１）。そしてＣＰＵ１
２は、シーク動作時か（ステップＳ２２）、或いはシー
ク動作時でなくても、上記算出した回転誤差ｒ−ｘが誤
差規定値を越えている場合（ステップＳ２３）には、Ｓ
ＰＭ制御ゲインとして高ゲインＫ2 を選択するために、
ステップＳ２１で算出した回転誤差ｒ−ｘをＫ2 乗算器
２４側に切り替え出力させる（ステップＳ２４）。これ
により、Ｋ2 乗算器２４は、回転誤差ｒ−ｘにゲインＫ
2 を乗じたＫ2 （ｒ−ｘ）を算出する。ＣＰＵ１２は、
ＳＰＭ制御量算出部２５により、このＫ2 （ｒ−ｘ）に
対応するＳＰＭ制御量を算出し（ステップＳ２５）、Ｄ
／Ａコンバータ１５に出力する（ステップＳ２６）。

【００５０】これに対し、シーク動作時でなく（ステッ
プＳ２２）、しかも上記算出した回転誤差ｒ−ｘが誤差
規定値以下の場合（ステップＳ２３）には、ＣＰＵ１２
は、ＳＰＭ制御ゲインとして低ゲイン（通常のゲイン）
Ｋ1 を選択するために、当該回転誤差ｒ−ｘをＫ1 乗算
器２３側に切り替え出力させる（ステップＳ２７）。こ
れにより、Ｋ1 乗算器２３は、回転誤差ｒ−ｘにゲイン
Ｋ1 を乗じたＫ1 （ｒ−ｘ）を算出する。ＣＰＵ１２
は、ＳＰＭ制御量算出部２５により、このＫ1 （ｒ−
ｘ）に対応するＳＰＭ制御量を算出し（ステップＳ２
８）、Ｄ／Ａコンバータ１５に出力する（ステップＳ２
６）。

【００５１】以上に述べたように、本実施形態において
は、上記のＳＰＭ制御ゲインの切り替えによって、ＳＰ
Ｍ３の回転変動が発生し易いシーク動作時、或いはＳＰ
Ｍ３の回転変動が規定値以上となった場合に、ＳＰＭ制
御ゲインを高めることで、ＳＰＭ３の回転精度を一定レ
ベル以上に保つことができる。

【００５２】なお、ＳＰＭ制御ゲインを常時（Ｋ1 より
高ゲインの）Ｋ2 に設定することも考えられるが、無闇
にＳＰＭ制御ゲインを高めに設定すると発振を招き、か
えって定常時（シーク時等のような大きな回転変動のな
い場合）の回転精度を低下させる虞がある。

【００５３】ところで、シーク動作時とＳＰＭ３の回転
変動が規定値以上となった場合とでは、ＳＰＭ３の回転
精度への影響は異なり、シーク動作時の方が大きい。こ
のため、ＳＰＭ制御ゲインとして、低ゲインＫ1 、中ゲ
インＫ2 及び高ゲインＫ3 の３種（Ｋ1 ＜Ｋ2 ＜Ｋ3 ）
を用意し、これら３種のゲインを切り替えることでＳＰ
Ｍ３の回転変動をより高精度に抑えることも可能であ
る。この３種のゲインの切り替えを行うＳＰＭ回転制御
機能の制御ブロック図を図６に示す。

【００５４】図６において、減算器６１で算出される回
転誤差ｒ−ｘは、ゲイン切り替え器６２により、Ｋ1 乗
算器６３、Ｋ2 乗算器６４またはＫ3 乗算器６５に切り
替え出力される。ここで、シーク動作時にはＫ3 乗算器
６５側に、シーク動作時でなく且つ回転誤差ｒ−ｘが誤
差規定値より大きい場合にはＫ2 乗算器６４側に、シー
ク動作時でなく且つ回転誤差ｒ−ｘが誤差規定値以下の
場合にはＫ1 乗算器６３側に、それぞれ切り替えられ
る。ＳＰＭ制御量算出部６６は、Ｋ1 乗算器６３、Ｋ2
乗算器６４またはＫ2 乗算器６４の出力に対応するＳＰ
Ｍ制御量を算出し、Ｄ／Ａコンバータ１５に出力する。

【００５５】次に、図６の構成によるＳＰＭ回転制御機
能につき、図７のフローチャートを参照して説明する。
ＣＰＵ１２はまず、定常回転時（定常回転モード）にお
けるＳＰＭ３の目標回転数（目標回転速度）ｒと、ＳＰ
Ｍ回転検出回路１１から取り込んだ回転速度情報の示す
ＳＰＭ３の実際の回転数（回転速度）ｘとの差ｒ−ｘ
を、ＳＰＭ３の回転誤差として減算器２１により算出す
る（ステップＳ３１）。

【００５６】次にＣＰＵ１２は、シーク動作時であるか
否かを判断し（ステップＳ３２）、ＳＰＭ３の回転変動
が発生し易いシーク動作時であるならば、シーク動作の
実行に伴ってＳＰＭ３の回転変動が一層大きくなること
が予測されることから、ＳＰＭ制御ゲインとして高ゲイ
ンＫ3 を選択するために、ステップＳ３１で算出した回
転誤差ｒ−ｘをＫ3 乗算器６５側に切り替え出力させる
（ステップＳ３３）。これにより、Ｋ3 乗算器６５は、
回転誤差ｒ−ｘにゲインＫ3 を乗じたＫ3 （ｒ−ｘ）を
算出する。ＣＰＵ１２は、ＳＰＭ制御量算出部６６によ
り、このＫ3 （ｒ−ｘ）に対応するＳＰＭ制御量を算出
し（ステップＳ３４）、Ｄ／Ａコンバータ１５に出力す
る（ステップＳ３５）。

【００５７】これに対し、シーク動作時でない場合に
は、ＣＰＵ１２は、算出した回転誤差ｒ−ｘが誤差規定
値以下であるか否かをチェックする（ステップＳ３
６）。ＣＰＵ１２は、回転誤差ｒ−ｘが誤差規定値より
大きい場合には、ＳＰＭ制御ゲインとして中ゲインＫ2
を選択するために、当該回転誤差ｒ−ｘをＫ2 乗算器６
４側に切り替え出力させる（ステップＳ３７）。これに
より、Ｋ2 乗算器６４は、回転誤差ｒ−ｘにゲインＫ2
を乗じたＫ2 （ｒ−ｘ）を算出する。ＣＰＵ１２は、Ｓ
ＰＭ制御量算出部６６により、このＫ2 （ｒ−ｘ）に対
応するＳＰＭ制御量を算出し（ステップＳ３８）、Ｄ／
Ａコンバータ１５に出力する（ステップＳ３５）。

【００５８】一方、回転誤差ｒ−ｘが誤差規定値以下の
場合（通常時）には、ＣＰＵ１２はＳＰＭ制御ゲインと
して低ゲイン（通常のゲイン）Ｋ1 を選択するために、
当該回転誤差ｒ−ｘをＫ1 乗算器６３側に切り替え出力
させる（ステップＳ３９）。これにより、Ｋ1 乗算器６
３は、回転誤差ｒ−ｘにゲインＫ1 を乗じたＫ1 （ｒ−
ｘ）を算出する。ＣＰＵ１２は、ＳＰＭ制御量算出部６
６により、このＫ1 （ｒ−ｘ）に対応するＳＰＭ制御量
を算出し（ステップＳ４０）、Ｄ／Ａコンバータ１５に
出力する（ステップＳ３５）。

【００５９】以上の実施形態は本発明を磁気ディスク装
置に適用した場合について説明したが、本発明はデータ
の記録再生を行うヘッドをＳＰＭ（スピンドルモータ）
に代表されるディスク回転用モータにより高速回転する
ディスク上の指定位置にシーク・位置決め制御するデー
タ記録再生装置全般に適用可能である。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ス
ピンドルモータに代表されるディスク回転用モータに生
じる負荷変動を想定し、モータの回転変動が発生し易い
シーク動作時、或いはモータの回転変動が大きくなった
場合に、モータ回転制御のフィードバックゲインを通常
時より高く設定するようにしたので、回転精度を安定化
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の
構成を示すブロック図。

【図２】同実施形態で適用されるＳＰＭ回転制御機能の
制御ブロック図。

【図３】第１のＳＰＭ回転制御機能を説明するためのフ
ローチャート。

【図４】第２のＳＰＭ回転制御機能を説明するためのフ
ローチャート。

【図５】第３のＳＰＭ回転制御機能を説明するためのフ
ローチャート。

【図６】ＳＰＭ回転制御機能の変形例を示す制御ブロッ
ク図。

【図７】ＳＰＭ回転制御機能の変形例を説明するための
フローチャート。

【図８】ＳＰＭ負荷（損失）のディスク上のヘッド（キ
ャリッジ）位置依存性を示す図。

【符号の説明】

１…ディスク、 ２…ヘッド、 ３…スピンドルモータ（ＳＰＭ、ディスク回転用モー
タ）、 ４…キャリッジ、 ５…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、 ６…ＳＰＭドライバ、 ７…ＶＣＭドライバ、 １１…ＳＰＭ回転検出回路、 １２…ＣＰＵ、 １３…ＲＯＭ、 ２１，６１…減算器、 ２２，６２…ゲイン切り替え器、 １３１…ＳＰＭ回転制御プログラム。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データの記録再生を行うヘッドをディス
   ク回転用モータにより高速回転するディスク上の指定位
   置にシーク・位置決め制御するデータ記録再生装置であ
   って、 前記ディスク回転用モータを一定回転数で回転させる定
   常回転モードにおいて前記ディスク回転用モータの負荷
   変動の要因を検出する検出手段と、 前記ディスク回転用モータの回転のフィードバック制御
   に用いる制御ゲインを２種類以上有し、この制御ゲイン
   を前記検出手段の検出結果に応じて切り替え使用するゲ
   イン切り替え手段とを具備し、 前記ゲイン切り替え手段は、前記検出手段により前記デ
   ィスク回転用モータの負荷変動の要因が検出された場合
   には、前記制御ゲインを上げるようにゲイン切り替えを
   行うことを特徴とするデータ記録再生装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は前記ディスク回転用モー
   タの負荷変動の要因としてシーク動作を検出し、 前記ゲイン切り替え手段は、前記検出手段によるシーク
   動作検出時には前記制御ゲインを上げるようにゲイン切
   り替えを行い、シーク完了後に前記制御ゲインを下げる
   ようにゲイン切り替えを行うことを特徴とする請求項１
   記載のデータ記録再生装置。
3. 【請求項３】 前記検出手段は前記ディスク回転用モー
   タの負荷変動の要因として当該モータの目標回転数と実
   際の回転数との差である回転誤差が予め定められた規定
   値を越えたことを検出し、 前記ゲイン切り替え手段は、前記検出手段により前記回
   転誤差が前記規定値を越えたことが検出された場合には
   前記制御ゲインを上げるようにゲイン切り替えを行い、
   前記回転誤差が前記規定値以下となった場合には前記制
   御ゲインを下げるようにゲイン切り替えを行うことを特
   徴とする請求項１記載のデータ記録再生装置。
4. 【請求項４】 データの記録再生を行うヘッドをディス
   ク回転用モータにより高速回転するディスク上の指定位
   置にシーク・位置決め制御するデータ記録再生装置であ
   って、 前記ディスク回転用モータを一定回転数で回転させる定
   常回転モードにおけるシーク動作を検出する第１の検出
   手段と、 前記ディスク回転用モータを一定回転数で回転させる定
   常回転モードにおいて前記ディスク回転用モータの目標
   回転数と実際の回転数との差である回転誤差が予め定め
   られた規定値を越えたことを検出する第２の検出手段
   と、 前記ディスク回転用モータの回転のフィードバック制御
   に用いる制御ゲインを２種類以上有し、この制御ゲイン
   を前記第１及び第２の検出手段の検出結果に応じて切り
   替え使用するゲイン切り替え手段とを具備し、 前記ゲイン切り替え手段は、前記第１の検出手段により
   前記シーク動作が検出された場合に前記制御ゲインを上
   げるようにゲイン切り替えを行って、シーク完了後に前
   記制御ゲインを下げるようにゲイン切り替えを行い、前
   記第１の検出手段により前記シーク動作が検出されてい
   ない状態で、前記第２の検出手段により前記回転誤差が
   前記規定値を越えたことが検出された場合には前記制御
   ゲインを上げるようにゲイン切り替えを行い、前記第２
   の検出手段により前記回転誤差が前記規定値以下である
   ことが検出された場合には前記制御ゲインを下げるよう
   にゲイン切り替えを行うことを特徴とするデータ記録再
   生装置。
5. 【請求項５】 データの記録再生を行うヘッドをディス
   ク回転用モータにより高速回転するディスク上の指定位
   置にシーク・位置決め制御するデータ記録再生装置にお
   けるディスク回転用モータ回転制御方法であって、 前記ディスク回転用モータを一定回転数で回転させる定
   常回転モードにおいて前記ディスク回転用モータの回転
   のフィードバック制御に用いる制御ゲインを２種類以上
   用意しておき、 前記ディスク回転用モータの負荷変動の要因を監視し、
   前記負荷変動の要因を検出した際には、前記２種類以上
   の制御ゲインの中から通常時に比べて高ゲインの制御ゲ
   インを切り替え使用することを特徴とするディスク回転
   用モータ回転制御方法。
6. 【請求項６】 前記ディスク回転用モータの負荷変動の
   要因としてシーク動作を検出した場合に前記制御ゲイン
   を上げるようにゲイン切り替えを行い、シーク完了後に
   前記制御ゲインを下げるようにゲイン切り替えを行うこ
   とを特徴とする請求項５記載のディスク回転用モータ回
   転制御方法。
7. 【請求項７】 前記ディスク回転用モータの負荷変動の
   要因として当該モータの目標回転数と実際の回転数との
   差である回転誤差が予め定められた規定値を越えたこと
   を検出した場合に前記制御ゲインを上げるようにゲイン
   切り替えを行い、前記回転誤差が前記規定値以下となっ
   た場合には前記制御ゲインを下げるようにゲイン切り替
   えを行うことを特徴とする請求項５記載のディスク回転
   用モータ回転制御方法。
8. 【請求項８】 データの記録再生を行うヘッドをディス
   ク回転用モータにより高速回転するディスク上の指定位
   置にシーク・位置決め制御するデータ記録再生装置にお
   けるディスク回転用モータ回転制御方法であって、 前記ディスク回転用モータを一定回転数で回転させる定
   常回転モードにおいて前記ディスク回転用モータの回転
   のフィードバック制御に用いる制御ゲインを２種類以上
   用意しておき、 シーク動作時には前記制御ゲインを上げるようにゲイン
   切り替えを行って、シーク完了後に前記制御ゲインを下
   げるようにゲイン切り替えを行い、 シーク動作時でない状態で、前記ディスク回転用モータ
   の目標回転数と実際の回転数との差である回転誤差が予
   め定められた規定値を越えている場合には前記制御ゲイ
   ンを上げるようにゲイン切り替えを行い、前記回転誤差
   が前記規定値以下の場合には前記制御ゲインを下げるよ
   うにゲイン切り替えを行うことを特徴とするディスク回
   転用モータ回転制御方法。