KR20030022682A

KR20030022682A - 자기 디스크 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20030022682A
Application number: KR1020020042435A
Authority: KR
Inventors: 소야마요시오; 하따유지; 오노야마가쯔모또
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2003-03-17
Also published as: KR100505777B1; JP2003085902A; EP1291852A3; US6909575B2; US20030048571A1; DE60228799D1; EP1291852A2; EP1291852B1

Abstract

보이스 코일 모터(VCM)에 의해, 자기 헤드의 씨크 동작을 행하는 자기 디스크 장치에 있어서, 특수한 장치, 특수한 동작이 불필요하고, 액세스 성능을 저하시키지 않으면서, 고온, 고빈도 커맨드 발행과 같은 가혹한 환경 하에 있더라도 고장이 나지 않는 내고장성이 우수한 특성을 얻을 수 있도록 하기 위해서, VCM 전류와 VCM 전압을 측정하고, 그것을 기초로 하여 VCM 역 기전압을 계산하여, 씨크 동작 시에, 자기 디스크 상의 위치 정보를 샘플링하고, 해당 샘플링한 결과의 위치 정보의 차분으로부터 이동 속도를 검출하고, 해당 이동 속도와 VCM 역 기전압과의 차분으로부터 VCM 코일 온도를 추정하며, 이 VCM 코일 온도의 추정치가 규정치를 초과한 경우에, 저속 씨크 모드로 이행하도록 한다.

Description

자기 디스크 장치 및 그 제어 방법{MAGNETIC DISK DRIVE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 자기 디스크 장치에 관한 것으로, 보이스 코일 모터(이하, 「VCM」)에 의해, 자기 헤드의 씨크 동작을 행하는 자기 디스크 장치에 있어서, 고온에서 빈번하게 자기 디스크에의 데이터 액세스가 있는 경우에서도, VCM 코일 온도의 과도한 상승을 방지함으로써, 우수한 내고장성을 확보하는 자기 디스크 장치에 관한 것이다.

종래, 모터의 가열을 방지하기 위해서, 일반적인 모터를 제어하는 수단으로서, 다양한 기술이 알려져 있다. 예를 들면, 특개평 11-341850호 공보가 있다. 이 공보에 개시되어 있는 기술은 모터에 공급하는 전류를 검출하고, 그것을 CPU로 취득하여, 몇개의 기준 온도와 비교하고, 그 결과에 의해 모터의 사이클 타임을 조절함으로써 모터의 회전 속도를 조절하여, 가열을 방지하는 것이다.

한편, 종래의 일반적인 자기 디스크 장치에서는, 자기 헤드를 소정의 트랙으로 이동시키기 위한 기구로서 VCM이 이용되어 왔다. 이 VCM에 대해서도, 자기 디스크 장치의 액세스가 빈번하게 되는 등의 상황일 때에는 모터의 가열을 방지하기위한 제어 수단을 설치할 필요가 생긴다. VCM이 이용된 자기 디스크 장치에서는 이하와 같은 디지털 제어 방식이 채용되어 있다. 즉, 자기 디스크 장치는 데이터의 액세스를 위해 자기 헤드를 원하는 트랙에 위치 결정시키기 때문에, 자기 디스크에 원주 방향으로 등시간 간격으로 기록된 위치 정보를 자기 헤드로 판독하고, 이것을 CPU에 전송하여 소정의 연산을 행하며, 그 연산 결과를 D/A 컨버터가 아날로그 신호로 변환하고, 이 전압을 VCMAMP이 전류로 변환하여 VCM에 전류를 공급한다.

또, 여기서, 목적으로 하는 트랙으로 이동하는 동작을 씨크 동작이라고 하고, 목적으로 하는 트랙에서 데이터의 기입 및 판독을 실행하거나, 혹은 정지(靜止) 위치 결정하고 있는 상태를 추종 동작이라고 부르고 있다.

이와 같이, VCM은, 근방에 배치된 자석에 의해서 자계를 부여받고, 위치 결정 동작을 위해서 VCMAMP가 VCM에 전류를 흘리면, 전자 유도에 의해 액튜에이터를 추진하는 구동력이 발생하여, 소정의 트랙으로 이동하는 씨크 동작이 가능하게 되고 있다. 또한 씨크 동작 시에는 자계 내에서 코일이 이동하기 때문에, 그 이동 속도에 비례한 역 기전압(이하, 「BEMF」)이 발생한다.

BEMF는 수학식 1로 산출된다.

Vvcm : VCM 양단 전압

Ivcm : VCM에 흐르는 전류

Rvcm : VCM의 코일 저항

BEMF는 VCM 코일 저항을 상수로서, VCM 전압, VCM 전류가 측정 가능하면, 상기 수학식 1로부터 계산할 수 있다. 그러나, VCM 코일 저항은 씨크 동작에 의한 큰 VCM 전류의 공급이 연속되는 경우의 발열이나 자기 디스크 장치의 주위 온도에 의해 변화한다. VCM 코일 저항은 일반적으로 수학식 2로 나타낼 수 있다.

R20 : VCM 주위 온도가 20℃일 때의 VCM 코일 저항

C : 온도 감도 상수

Δt : VCM 코일 온도와 20℃의 온도 차

이와 같이, VCM 코일 저항은 온도 감도가 있으므로 약간의 오차가 생기지만, VCM 코일 저항(Rvcm)을 측정할 수 있으면, 수학식 2를 변형하여 Δt를 역산할 수 있고, 이에 따라 VCM 온도도 구할 수 있다.

한편 최근의 자기 디스크 장치는, 리드, 라이트 동작 이외에, 원판을 회전시키는 스핀들 모터가 정지 상태일 때, 자기 디스크 장치의 전원이 공급되고 있지 않는 경우에, 자기 헤드를 원판면보다도 외주의 영역에 대피시키는 로드·언로드 기구를 갖는 장치도 있다.

이 경우, 비사용 상태로부터 통상 사용 상태로 하기 위해서, 대피 위치로부터 원판면으로 액튜에이터를 이동시키는 로드 동작, 또한 통상 사용 상태로부터 비사용 상태일 때에 대피 위치로 이동시키는 언로드 동작을 제어할 필요가 있다. 자기 디스크 장치는 원판면에 위치 결정 정보가 기록되어 있지만, 상기한 바와 같이 자기 헤드가 원판면으로부터 대피하고 있는 경우, 위치 결정 정보를 판독할 수 없기 때문에, 통상의 씨크 동작과 같은 위치 결정 제어를 할 수 없다. 그래서, 수학식 1과 같이 액튜에이터의 이동 속도에 비례한 BEMF를 검출하여, 속도를 제어하는 것이 행해지고 있다. 이러한 경우에는, 자기 디스크 장치에는 필연적으로 VCM 전류 검출 회로 및 VCM 전압 검출 회로가 구비되게 된다.

또한, VCM 코일 저항이 온도 변화에 의해서 변화하면, 검출되는 BEMF의 감도가 달라지기 때문에 사전에 VCM 코일 저항을 학습하는 행위가 필요하게 된다. 이 방법은, 예를 들면 특개 2000-222837호 공보에 기재된 기술과 같이, 로드 동작일 때에는 외주 스토퍼에 액튜에이터를 밀어 붙여, VCM 전류를 공급한다. 그 때에는, 이동 속도=0이므로 BEMF=0이 되고, 수학식 1의 변형으로 하기 식을 계산함으로써 VCM 코일 저항이 학습 가능하다.

언로드 동작의 경우에는, 내주 스토퍼에 밀어 붙여 마찬가지의 측정을 행하면 된다.

VCM 코일 저항이 온도 감도를 갖고, 씨크 동작 및 주위 온도에 의해 변화하는 것은 상술한 바와 같다. 여기서, 자기 디스크 장치의 데이터 액세스 패턴은, 시퀀셜 액세스나 랜덤 액세스의 차이가 있고, 또한 1 커맨드에서의 액세스 데이터 길이도 다양하다. VCM에 있어서, 가장 가혹한 패턴은 짧은 액세스 데이터 길이이고, 시간당 씨크 동작에 요하는 VCM 전류량이 큰 경우이다. 구체적으로는, 데이터 길이가 1 섹터 혹은 0 섹터이고, 씨크 동작에서는 액튜에이터를 가속하는 전류를 계속 흘려서, 규정 최고 속도에서 도달한 시점에서 감속 전류를 공급하는 케이스이다.

여기서, 이 때의 VCM 전류와 씨크 속도의 관계를 도시하면, 도 7과 같이 된다.

도 7은 일반적인 VCM 전류와 씨크 속도의 관계를 도시하는 도면이다.

이와 같이, 커맨드가 연속하거나 고빈도로 발행되는 경우에는, VCM 전류가 계속 공급되어, 극단적으로 VCM의 코일 온도가 상승하게 된다. 장치의 주위 온도가 높은 경우에는, 그 온도는 더 높아지게 된다.

VCM의 코일 온도는 씨크 동작 1회에서 급격하게 온도 변화가 발생하는 것이 아니고, 복수회의 씨크 동작의 실행에서 서서히 변화해 간다. 대략적으로는, 가혹한 씨크가 수 10㎳ 이상 연속하여 측정 가능한 온도 변화가 나타난다. 이 가혹한 상태가 더 계속되면 기구 부품의 내열 온도를 넘어 기능 부품의 특성을 변화시켜, 고장을 발생시키는 원인이 된다. 이러한 현상에 관해서는, 예를 들면 특개평 6-119008호와 같이 장치 내부에 온도 센서를 설치하여 규정치를 초과한 경우에는, 동작을 정지하는 방법이 있다.

온도 센서의 실장 위치에 의해서는 실제의 온도와 측정치가 다른 것이 많은 것이 현실이고, 고장 방지를 위해 사용하는 것에는 반드시 바람직하지 않다고 하는문제점이 있었다.

또한, VCM 코일 온도가 상승하면 코일 저항이 증가하여 씨크 제어 중의 가속 시의 전류량이 감소하여, 가속 능력이 저하된다. 이 특징을 이용하여 가속 구간의 일정 구간의 이동 거리를 측정함으로써 기구계의 이동 능력이 저하된 것을 검지하고, 이 이동 거리가 일정치 이하이면 씨크 제어를 저속도로 전환하여 VCM의 발열을 억압하는 방법도 알려져 있다.

그러나, 이 방법은 전원 전압에 의해서도 가속 능력이 변화하기 때문에, 전원 전압이 변동됨으로써 VCM의 코일 온도의 추정이 정확하게 되지 않을 우려가 있다.

또한, 특개 2000-222837호 공보에 기재된 바와 같이, VCM 코일 저항의 측정을 위해 외주 스토퍼 혹은 내주 스토퍼에 밀어 붙이는 측정 동작을 행하는 자기 디스크 장치가 알려져 있다.

그러나, 이 VCM 코일 저항의 측정에서는, 현재 위치로부터 스토퍼까지의 이동 시간, 밀어 붙이고 있는 측정 시간, 다음 커맨드 위치로의 이동 시간을 포함시키면 상당량의 측정 시간을 요한다. 이 방법에서는, 고빈도 명령이 연속하는 경우의 VCM 코일 온도의 상승을 문제로 삼는 경우, 이 커맨드 자체를 중단하여 코일 저항 측정을 위한 스토퍼 밀어 붙임 동작을 실행할 필요가 있어, 액세스 성능을 현저히 저하시키게 된다. 또한, 이 특개 2000-222837호 공보에는 플로잉 상태에서 VCM 코일 저항의 측정을 실시하는 것도 설명되고 있지만, 현실에는 플로잉 상태에서는 VCM 전류는 미소량이고, VCM 전류를 VCM 전류 검출 AMP을 통해 A/D 변환하는 방식을 취하는 경우, A/D 변환치가 그 분해능에 비하여 매우 작은 양이 된다. 따라서 정밀도가 좋은 측정 결과를 얻기 힘들다는 문제점이 있다.

또한, 상기 종래 기술의 특개평 11-341850호 공보에 기재된 기술은 단순하게 전류량과 모터의 가열 온도가 비례하는 것으로 하여, 모터를 제어하는 것이지만, 이것은 VCM에 적용하기 어렵다는 문제점이 있다. 즉, VCM에서는 헤드의 위치 결정을 목적으로 하고 있기 때문에, 단시간에 전류가 흐르고, 바로 흐르지 못하게 되면 패턴을 주기적으로 반복한다. 그 때문에, VCM의 전류를 검출한 것만으로는 모터의 온도 상승의 요인과 결부시키기 어렵다. 이 점에서, 자기 디스크 장치의 VCM에서는, 일정 기간의 이동 속도를 고려한 쪽이 현실 상황에 입각한 제어를 행할 수 있는 것이 기대된다.

본 발명은, VCM에 의해 자기 헤드의 씨크 동작을 행하는 자기 디스크 장치에서, 온도 센서와 같은 특수한 장치를 사용하지 않고, 또한 VCM 코일 온도의 측정을 위해서 특수한 동작이 불필요하며, 액세스 성능을 저하시키지 않고 VCM의 코일 온도 그 자체를 추정하고, 그 결과 과도한 온도 상승을 억압하는 씨크 제어 모드로 이행함으로써, 고온, 고빈도 커맨드 발행과 같은 가혹한 환경 하에 있어도 고장이 나지 않는 내고장성이 우수한 자기 디스크 장치로 함으로써, 상기 문제점을 해결할 수 있다.

구체적으로는, 자기 헤드를 소정의 트랙에 위치 결정시키기 위한 VCM에 의해, 씨크 동작을 행하는 자기 디스크 장치의 제어 방법은, 우선 VCM에 공급되는 VCM 전류, 및 VCM의 양단에 인가되는 VCM 전압을 측정한다. 그리고, 다음에 이 측정 결과를 기초로 하여 BEMF를 계산하고, 씨크 동작 시에 자기 디스크 상의 위치 정보를 샘플링하고, 그 샘플링 결과의 위치 정보의 차분으로부터 자기 디스크의 이동 속도를 검출하고, 그 검출된 이동 속도와 계산된 BEMF와의 차분으로부터 VCM의 코일 온도를 추정한다. 그리고, 그 추정한 코일 온도가 규정치를 초과한 경우에, 상기 VCM을 저속 씨크 모드로 이행시키도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자기 디스크 장치의 구성도.

도 2는 VCM 전류와 씨크 속도의 관계와, ΔBEMF를 설명하기 위한 도면(그 1).

도 3은 VCM 전류와 씨크 속도의 관계와, ΔBEMF를 설명하기 위한 도면(그 2).

도 4는 자기 디스크와 자기 디스크 상의 위치 정보를 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 자기 디스크 장치에 따른 씨크 동작의 제어의 수순을 설명하는 흐름도.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 VCM 전류와 씨크 속도의 관계를 도시하는 도면.

도 7은 일반적인 VCM 전류와 씨크 속도의 관계를 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 자기 디스크

2 : 스핀들 모터

3 : 자기 헤드

4 : 아암

5 : VCM

6 : 전치 증폭기

7 : HDA(Head Disk Assembly)

이하, 본 발명에 따른 각 실시예를, 도 1 내지 도 6을 이용하여 설명한다.

〔VCM의 코일 온도의 추정 방법과 저속 씨크 모드로의 이행〕

우선, 본 발명의 기본적인 아이디어인 VCM의 코일 온도의 추정 방법과 저속 씨크 모드로의 이행의 개요에 대하여 설명한다.

일반적으로, 자기 디스크 장치의 씨크 제어를 행하는 기구는 속도 제어계로 구성되어 있다. 이 경우의 이동 속도의 검출은, 후에 도 4에 도시한 바와 같이 자기 디스크면에 원주 방향으로 등간격으로 또한 반경 방향으로 방사형상으로 배치된 위치 정보를 샘플링하여 샘플 사이의 차분을 이동 속도로서 사용하는 경우가 많다. 이 검출 속도는 자기 헤드가 실제로 이동한 궤적으로부터 산출되는 것으로, 온도 환경이나 전압 환경에 상관없이 감도가 일정한 속도 검출 방법이고, 정밀도가 높다.

한편, BEMF는 씨크 중에도 연산 가능하지만 VCM 코일 온도 변화에 의한 오차분 ΔBEMF가 포함되어 있다. VCM 코일 온도 변화분이 포함된 상태에서 검출되는 BEMF는, 수학식 4가 된다.

또한, 오차분 ΔBEMF는 수학식 5로 표현된다.

ΔRvcm : VCM 코일 저항의 온도 변화에 의한 변화분

ΔBEMF : ΔRvcm의 영향에 의한 BEMF 검출 오차분

여기서 씨크 제어용 검출 속도와 BEMF의 검출 감도를 합하여, 그 차분을 얻으면 수학식 6과 같이 온도 변화에 의한 BEMF의 오차분이 추출된다.

Velocity : 씨크 제어용으로 검출한 이동 속도 신호

이 수학식 6이 성립하는 근거는, 이하의 수학식 7에 있다.

Kf : VCM에 인가하는 전류당 구동 추진력 상수[N/A]

여기서, Kf도 Rvcm과 마찬가지로 온도 감도가 있지만, VCM 코일과 비교하여 온도 감도는 충분히 작으며, 온도 자체도 장치 주위 온도에 소정의 온도를 더한 이상의 온도로는 상승하지 않는 것이 알려져 있어 무시할 수 있다. 즉, 근사적으로,BEMF는 씨크 동작의 이동 속도에 1차 비례하는 것으로 하여도 무방하다.

수학식 6에서 씨크 중에 얻어진 BEMF의 오차분 ΔBEMF를 수학식 5에 대입하여 변형하면, 이하의 수학식 8과 같이 저항 오차분을 구할 수 있다.

이 수학식 8과 수학식 2에 의해 이하의 수학식 9가 얻어진다.

이를 통해, 20℃에서의 온도 차분을 추출할 수 있어, VCM 코일 온도가 추정 가능해지는 것이다.

본 발명의 자기 디스크 장치는, 수학식 8에서 얻어지는 ΔRvcm을 감시하고, VCM 코일부의 내열 온도를 넘지 않는 소정의 온도에 도달한 것을 계기로 씨크 이동 속도를 낮게 하여, VCM의 발열을 억제하는 저속 씨크 모드로 이행한다. 또한 소정의 온도 이하로 저하된 경우에는, 통상 씨크 모드로 복귀한다.

이와 같이 VCM의 코일 온도를 감시함으로써 VCM 코일부의 내열 온도를 넘지 않는 내고장성이 우수한 자기 디스크 장치를 실현할 수 있다.

〔실시예 1〕

이하, 본 발명에 따른 제1 실시예를, 도 1 내지 도 5를 이용하여 설명한다.

우선, 도 1을 이용하여 본 발명에 따른 자기 디스크 장치의 구성을 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 자기 디스크 장치의 구성도이다.

본 발명의 자기 디스크 장치에서, 데이터를 기록하고, 회전 동작을 수반하는 부분은, HDA(Head Disk Assembly)(7)에 집약되어 있다. HDA(Head Disk Assembly)(7)에는 자기 디스크(1), 스핀들 모터(2), 자기 헤드(3), 아암(4), VCM(5), 전치 증폭기(6)가 있다.

스핀들 모터(2)는 자기 디스크(1)를 회전시키기 위한 모터이다. 자기 헤드(3)는 자기 디스크(1)에 디지털 정보를 기록하거나 재생 동작을 행한다. 아암(4)은 자기 헤드(3)를 지지하고 있고, VCM(5)은 이 아암(4)을 통해 자기 헤드(1)를 구동하는 모터이다. 전치 증폭기(6)는 자기 헤드(1)에 의해 판독된 데이터나 위치 정보를 증폭하는 증폭기이다.

본 발명의 자기 디스크 장치는 그 밖의 구성 요소로서, 채널(8), 게이트 어레이(9), CPU(10), D/A 컨버터(11), VCMAMP(12)를 구비하고 있다.

채널(8)은 전치 증폭기(6)로부터 판독된 데이터나 위치 정보를 디지털 신호로 복조하는 것이다. 게이트 어레이(9)는 이 채널(8)로부터 얻어진 위치 정보를 CPU에 전송한다. CPU(10)는 게이트 어레이(9)로부터 전송된 위치 정보를 바탕으로 위치 결정 제어를 위한 조작량의 계산을 행한다. D/A 컨버터(11)는 디지털량과 아날로그량과의 변환을 행한다. VCMAMP(12)는 VCM에 전류를 공급한다. 그리고, CPU(10)로부터의 조작량의 계산 결과는 D/A 컨버터(11)에서 아날로그 신호로 변환되고, VCMAMP(12)에서 전압-전류 변환되어, VCM5에 전류가 공급되어 자기 헤드(3)를 구동한다고 하는 제어계로 되어 있다.

다음에, 도 2 내지 도 4를 이용하여 본 발명의 VCM 코일 온도를 계산하는 수순에 대하여 설명한다. 도 2는 VCM 전류와 씨크 속도의 관계와, ΔBEMF를 설명하기 위한 도면이다(그 1). 도 3은 VCM 전류와 씨크 속도의 관계와, ΔBEMF를 설명하기 위한 도면이다(그 2). 도 4는 자기 디스크와 자기 디스크 상의 위치 정보를 설명하기 위한 도면이다.

이 도 2에서는 ΔBEMF로부터 온도 변화 Δt를 계산한 결과, Δt가 규정치를 초과하고, VCM의 발열을 방지하기 위해서 씨크 제어의 최고 속도를 낮게 설정한 경우의 저속 씨크 모드의 동작의 속도 궤도와 VCM 전류의 궤적을 굵은 선으로 나타내고 있고, 통상 씨크 모드의 동작의 경우의 궤적을 가는 선으로 나타내고 있다.

도 2와 같이 씨크 제어는 목표 위치를 향하는 속도 제어를 개시하여 가속하는 구간이 있고, 씨크 최고 속도에 도달한 시점부터 등속 제어되는 구간이 있고, 소정의 잔류 이동량이 된 시점에서 감속 제어를 시작하고, 목표 트랙 근방에서 속도=0이 되도록 제어하여 목표 위치까지 이동한다. 또, 가속 구간에서는 전원 전압과 기구계의 최대의 가속 능력을 인출하기 위해서, VCM 전류를 포화시켜서, 최대 전류를 공급하고 있는 경우가 많다. 씨크 제어를 위한 기구는, 이와 같이 속도 제어계로 구성되는 경우가 많고, 그 때의 속도 검출에는 도 4와 같이 원주 방향으로 등간격으로 반경 방향으로 방사형상으로 배치된 위치 정보(트랙 번호를 포함)를 사용한다.

구체적으로는, 현 샘플 시점에서의 반경 위치와 전회 샘플의 반경 위치의 차분으로 이동량을 산출하고, 이것을 샘플 간격 Ts의 시간으로 나눈 값을 이동 속도로서 이용한다. 따라서, 이 계산으로 산출된 속도는 자기 헤드가 실제로 지나간 위치 정보로, 오프셋이나 감도 변동이 매우 적은 검출 방법이다.

한편, BEMF의 계산은 VCM 전류와 VCM 전압의 정보가 필요하게 된다. 도 1와 같이, VCM 전류는 VCM에 직렬로 삽입된 작은 저항의 전류 감지 저항 Rs(14)의 양단의 전압을 검출하는 VCM 전류 검출 AMP(15)을 이용하여, 이 전압을 검출하여 구한다. 또, 이 AMP(15)는 통상 VCMAMP에 내장되어 있는 경우가 많다.

또한, VCM 전압도 마찬가지로 VCM 양단의 전압을 VCM 전압 검출 AMP(16)에서 검출된다. 이들 VCM 전류와 VCM 전압의 정보는, 각각 A/D 컨버터(13)에 입력된다. 그리고, BEMF는 수학식 1로 나타낸 바와 같이, VCM 전류 Ivcm의 A/D 변환 결과에 VCM 저항치 Rvcm을 곱하여 VCM 전압의 A/D 변환 결과와의 차분을 계산함으로써 구해진다. 이와 같이 하여, BEMF는 계산되지만, 상술한 바와 같이 VCM 코일 저항이 온도 감도가 크기 때문에, 온도 변화에 의한 오차분 ΔBEMF를 갖은 상태에서 씨크 제어 시에 동시에 BEMF를 계산하면 도 2의 점선과 같은 궤적이 되고, 가속 구간이나 감속 구간과 같이 큰 VCM 전류를 공급하는 영역에서는, 씨크 제어로 검출한 속도에 비교하여, VCM 전류 공급량에 비례한 오프셋 오차를 갖은 파형이 된다.

여기서 도 2와 같이 가속 구간의 T1과 같은 타이밍에서 씨크 제어용 검출 속도와 BEMF의 차분, 즉 ΔBEMF를 계산한다. 이것을 수학식 9에 대입함으로써 Δt, 즉 온도 변화가 검출 가능하게 되는 것이다.

BEMF를 계산하는 소스가 되는 VCM 전류와 VCM 전압은 유한 분해능의 A/D 컨버터(13)를 통해 CPU로 입력되기 때문에, 그 절대치가 큰 구간에서 계산하는 것이바람직하다.

또한, BEMF는 수학식 1로 나타낼 수 있지만, 코일의 인덕턴스를 고려하면 정확하게는, 이하의 수학식 10으로 나타낼 수 있다.

Lvcm : VCM 코일의 인덕턴스

이 수학식 10으로부터 이해할 수 있듯이, VCM 전류 Ivcm의 변화율이 큰 구간에서는, 인덕턴스 Lvcm의 영향이 BEMF에 나타나기 때문에, BEMF의 시간 변화량이 커져서 검출하기 어려워진다. 따라서, BEMF의 검출에는 VCM 전류의 절대치가 크고, 또한 VCM 전류의 변화율이 작은 영역에서 측정하면, 높은 정밀도로 측정할 수 있다. 이 점에서 가속 영역이나 감속 영역이 바람직하지만, VCM 전류를 포화시킨 가속 영역이 VCM 전류, VCM 전압 모두 안정적이기 때문에, 가속 구간에서 측정하는 것이 바람직하다.

또, 측정은 도 2와 같이 가속 구간의 1점이 아니고, 도 3에 도시한 바와 같이, T1에서 T2의 일정 시간 구간의 평균값을 이용하여 측정해도 된다.

다음에, 도 5를 이용하여 본 발명의 자기 디스크 장치에 따른 씨크 동작의 제어에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 자기 디스크 장치에 따른 씨크 동작의 제어 수순을 설명하는 흐름도이다.

우선 씨크 동작의 개시에 앞서서, 현재 실행하는 씨크가 저속 씨크 모드로 전환해야 하는지를 판단하고, 그 결과 씨크 최고 속도의 데이터를 세트한다. 즉,저속 씨크 모드 플래그가 On일 때에는(S501), 씨크 최고 속도를 저속치로 하고(S502), Off일 때에는 씨크 최고 속도를 통상치로 한다(S503). 이 저속 씨크 모드 플래그는, 전회 씨크 시에 Δt가 기정치를 초과한 경우에 On으로 되어 있다.

그 후, 씨크 제어를 개시하고(S504), 씨크 경과 시간이 T1이 된 시점에서 ΔBEMF를 계산한다(S505, S506). 다음에, Δt를 계산한다(S507). 그리고, Δt가 규정치 이상이면(S508), 저속 씨크 모드 플래그를 On으로 하고(S509), 기정치 미만이면, 저속 씨크 모드 플래그를 Off로 한다(S510).

저속 씨크 모드의 동작의 경우에는, 도 2에 도시한 굵은 선의 VCM 전류의 궤적으로부터 이해할 수 있듯이, 1 씨크 제어에 요하는 VCM 전류량이 감소하기 때문에 VCM의 발열을 억제할 수 있다. 이 저속 씨크 모드로 이행하는 규정치는, VCM의 코일 온도 및 기구계의 내열 온도 이하로 설정한다. 또한, 통상 씨크 제어 모드로 복귀하는 조건은 규정 온도를 하회한 경우일 수도 있고, 규정 온도로부터 일정 온도 하회한 경우라고 할 수 있도록 히스테리시스를 갖게 하는 방법(과거 상태의 이력을 고려한 방법)도 있다.

〔실시예 2〕

이하, 본 발명에 따른 제2 실시예를 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 VCM 전류와 씨크 속도의 관계를 도시하는 도면이다.

제1 실시예에서는, VCM 코일의 추정 온도인 Δt가 규정치를 초과한 경우에 저속 씨크 모드로 이행함으로써, 자기 디스크 장치의 발열을 억제하고자 하였다.

본 실시예는, 도 6에 도시한 바와 같이, 차회의 씨크 개시를 웨이트 시간 Td분만큼 지연시켜, 단위 시간 내의 VCM 전류 인가량을 줄임으로써 VCM의 발열을 방지하는 것이다.

〔실시예 3〕

이하, 본 발명에 따른 제3 실시예를, 도 1을 이용하여 설명한다.

제1 실시예에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, CPU(10)가 외부에 장착되어 있고, 이를 통해 BEMF의 계산, 씨크 속도의 검출, VCM 코일 온도의 추정을 행하도록 기술하였지만, 이 기능을 VCMAMP(12)에 내장하여, 1칩으로서 제공해도 된다.

본 발명에 따르면, VCM에 의해 자기 헤드의 씨크 동작을 행하는 자기 디스크 장치로서, 온도 센서와 같은 특수한 장치를 사용하지 않고, 또한 VCM 코일 온도의 측정을 위해서 특수한 동작이 불필요하며, 액세스 성능을 저하시키지 않고 VCM의 코일 온도 그 자체를 추정하고, 그 결과 과도한 온도 상승을 억압하는 씨크 제어 모드로 이행함으로써, 고온, 고빈도 커맨드 발행과 같은 가혹한 환경 하에 있더라도 고장이 나지 않은 내고장성이 우수한 자기 디스크 장치를 제공할 수 있다.

Claims

자기 디스크 장치에 있어서,

자기 헤드를 소정의 트랙에 위치 결정시키는 씨크 동작을 행하는 보이스 코일 모터(VCM)와,

상기 VCM에 공급되는 VCM 전류를 측정하는 전류 검출 AMP와,

상기 VCM의 양단에 인가되는 VCM 전압을 측정하는 AMP와,

상기 씨크 동작 시에 상기 헤드의 위치 정보를 샘플링하는 채널과,

상기 AMP에 의한 측정 결과를 기초로 하여 VCM 역 기전압(BEMF)을 계산하고, 상기 채널에 의한 샘플링 결과의 위치 정보의 차분으로부터 상기 자기 디스크의 이동 속도를 검출하고, 상기 검출한 이동 속도와 상기 계산 수단에서 계산된 BEMF와의 차분으로부터 상기 VCM의 코일 온도를 추정하며, 상기 추정한 코일 온도가 규정치를 초과한 경우에, 씨크 모드를 변화시키는 CPU

를 포함하는 자기 디스크 장치.
제1항에 있어서,

상기 CPU는, 상기 VCM 코일 온도의 추정치가 규정치를 초과한 경우에 상기 VCM을 저속 씨크 모드로 이행시키는 자기 디스크 장치.
제2항에 있어서,

상기 CPU는, 상기 VCM 코일 온도의 추정을 상기 씨크 동작의 가속 중에 실행하는 자기 디스크 장치.
제1항에 있어서,

상기 CPU는, 상기 VCM 코일 온도의 추정치가 규정치를 초과한 경우에 상기 씨크 동작과 씨크 동작의 사이에 대기 시간을 두어, 씨크 동작의 실행 빈도를 적게 하는 자기 디스크 장치.
제4항에 있어서,

상기 CPU는, 상기 VCM 코일 온도의 추정을 상기 씨크 동작의 가속 중에 실행하는 자기 디스크 장치.
자기 디스크 장치에 있어서,

자기 헤드를 소정의 트랙에 위치 결정시키는 씨크 동작을 행하는 보이스 코일 모터(VCM)와,

상기 VCM에 공급되는 VCM 전류를 측정하기 위한 전류 측정 수단과,

상기 VCM의 양단에 인가되는 VCM 전압을 측정하기 위한 전압 측정 수단과,

상기 전류 측정 수단 및 상기 전압 측정 수단에 의한 측정 결과를 기초로 하여 VCM 역 기전압(BEMF)을 계산하기 위한 계산 수단과,

상기 씨크 동작 시에 상기 헤드의 위치 정보를 샘플링하기 위한 샘플링 수단과,

상기 샘플링 수단에 의한 샘플링 결과의 위치 정보의 차분으로부터 상기 자기 디스크의 이동 속도를 검출하기 위한 검출 수단과,

상기 검출 수단에서 검출된 이동 속도와 상기 계산 수단에서 계산된 BEMF와의 차분으로부터 상기 VCM의 코일 온도를 추정하기 위한 추정 수단과,

상기 추정 수단에 의해 추정된 코일 온도가 규정치를 초과한 경우에, 상기 VCM을 특별한 씨크 모드로 이행시키는 이행 수단

을 포함하는 자기 디스크 장치.
제6항에 있어서,

상기 이행 수단은, 상기 VCM 코일 온도의 추정치가 규정치를 초과한 경우에 상기 VCM을 저속 씨크 모드로 이행시키는 자기 디스크 장치.
제7항에 있어서,

상기 추정 수단은, 상기 VCM 코일 온도의 추정을 상기 씨크 동작의 가속 중에 실행하는 자기 디스크 장치.
제6항에 있어서,

상기 이행 수단은, 상기 VCM 코일 온도의 추정치가 규정치를 초과한 경우에 상기 씨크 동작과 씨크 동작의 사이에 대기 시간을 두어 씨크 동작의 실행 빈도를적게 하는 자기 디스크 장치.
제9항에 있어서,

상기 CPU는, 상기 VCM 코일 온도의 추정을 상기 씨크 동작의 가속 중에 실행하는 자기 디스크 장치.
제6항에 있어서,

상기 계산 수단과, 상기 검출 수단과, 상기 추정 수단을 상기 VCM에 전류를 공급하는 회로부에 집적하여 실장한 자기 디스크 장치.
자기 헤드를 소정의 트랙에 위치 결정시키기 위한 보이스 코일 모터(VCM)에 의해, 씨크 동작을 행하는 자기 디스크 장치의 제어 방법에 있어서,

상기 VCM에 공급되는 VCM 전류를 측정하는 단계,

상기 VCM의 양단에 인가되는 VCM 전압을 측정하는 단계,

이들의 측정 결과를 기초로 하여 VCM 역 기전압(BEMF)을 계산하는 단계,

상기 씨크 동작 시에, 자기 디스크 상의 위치 정보를 샘플링하는 단계,

상기 샘플링 결과의 위치 정보의 차분으로부터 상기 자기 디스크의 이동 속도를 검출하는 단계,

상기 검출 단계에서 검출된 이동 속도와 상기 계산 단계에서 계산된 BEMF와의 차분으로부터 상기 VCM의 코일 온도를 추정하는 단계,

상기 추정한 코일 온도가 규정치를 초과한 경우에, 상기 VCM을 특별한 씨크 모드로 이행시키는 단계

를 포함하는 자기 디스크 장치의 제어 방법.
제12항에 있어서,

상기 VCM 코일 온도의 추정 단계는, 상기 씨크 동작의 가속 중에 실행하는 자기 디스크 장치의 제어 방법.
제12항에 있어서,

상기 추정한 코일 온도가 규정치를 초과한 경우에, 상기 VCM을 저속 씨크 모드로 이행시키는 자기 디스크 장치의 제어 방법.
제14항에 있어서,

상기 VCM 코일 온도의 추정 단계는, 상기 씨크 동작의 가속 중에 실행하는 자기 디스크 장치의 제어 방법.
제12항에 있어서,

상기 추정한 코일 온도가 규정치를 초과한 경우에, 상기 VCM을 상기 씨크 동작과 씨크 동작의 사이에 대기 시간을 두어, 씨크 동작의 실행 빈도를 적게 하는 자기 디스크 장치의 제어 방법.
제16항에 있어서,

상기 VCM 코일 온도의 추정 단계는, 상기 씨크 동작의 가속 중에 실행하는 자기 디스크 장치의 제어 방법.