JP2000113618A - 磁気ディスク装置のリトラクト回路および磁気ディスク装置のリトラクト方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピンドルモータの各相巻線を半波駆動（ユ
ニポーラ駆動）することで、逆起電圧がモータ駆動電圧
よりも高くなることを許容できるようにし、磁気ヘッド
を退避させるために充分な電力が得られるようにした磁
気ディスク装置のリトラクト回路および磁気ディスク装
置のリトラクト方法を提供する。 【解決手段】 電源供給時には、リレー接点１８ｂを介
してスピンドルモータ３の中性点Ｎにモータ駆動電圧
（＋５Ｖ）を供給し、各ＦＥＴ１５Ｕ〜１５Ｗの導通を
制御して、Ｕ相巻線，Ｖ相巻線，Ｗ相巻線の順にモータ
駆動電流を供給して、スピンドルモータ３を定速回転さ
せる。電源遮断時には、スピンドルモータ３の各相巻線
に発生した逆起電力を全波整流回路１６で整流し、整流
出力を各リレー接点１８ｃ，１８Ｄを介して磁気ヘッド
駆動部（ボイスコイルモータ）６へ供給して、磁気ヘッ
ドをアンロード位置へ移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁気ディスク装
置のリトラクト回路に係り、詳しくは、磁気ディスクを
回転駆動するスピンドルモータの各巻線に発生した逆起
電圧を全波整流してボイスコイルモータ等の磁気ヘッド
駆動部へ供給することで、磁気ヘッドを退避位置へ移動
させるようにした磁気ディスク装置のリトラクト回路お
よび磁気ディスク装置のリトラクト方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】特開昭５８−６５６０号公報には、電源
が切断された時点で磁気ディスクが慣性によって回転し
ている運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、磁気
ヘッドを移行させるための保護回路を作動させること
で、磁気ヘッドを磁気ディスクのデータ記録領域外へ移
動させるようにした磁気ディスク装置が記載されてい
る。

【０００３】図６は前述した特開昭５８−６５６０号公
報に開示された従来の磁気ディスク保護回路の回路構成
図である。この図６に示す従来の磁気ディスク保護回路
は、図示しない磁気ディスクを回転駆動するための三相
直流電動機１０１と、三相直流電動機１０１が発生する
逆起電力を全波整流するための三相全波整流回路１０２
と、磁気ヘッド位置決め用コイル１０３と、電源１０４
と、リレー１０５、モータ駆動回路１０６等からなる。
三相全波整流回路１０２の整流出力端子１０２ａ，１０
２ｂ間には、分流抵抗（ブリーダ抵抗）１０７、ならび
に、平滑用コンデンサ１０８がそれぞれ接続されるとと
もに、過電流防止用抵抗（電流制限抵抗）１０９を介し
て磁気ヘッド位置決め用コイル１０３が接続されてい
る。

【０００４】そして、電源１０４から電源が供給されて
いる状態では、リレー１０５が動作し、リレー１０５の
各接点１０５ａ〜１０５ｃは点線で示す状態となる。こ
れにより、モータ駆動回路１０６の各出力端子と三相直
流電動機１０１の各巻線端子とが各接点１０５ａ〜１０
５ｃを介してそれぞれ接続され、モータ駆動回路１０６
によって三相直流電動機１０１の回転駆動がなされる。

【０００５】停電等によって電源１０４からの電源供給
が停止されると、リレー１０５の動作が復旧し、リレー
１０５の各接点１０５ａ〜１０５ｃは実線で示す状態と
なって、三相直流電動機１０１の各巻線端子と三相全波
整流回路１０２の各交流入力端子とが各接点１０５ａ〜
１０５ｃを介してそれぞれ接続される。これにより、慣
性によって回転を続けている三相直流電動機１０１の各
巻線端子に発生した逆起電力が三相全波整流回路１０２
で整流され、平滑用コンデンサ１０８によって平滑され
た直流電圧が過電流防止用抵抗（電流制限抵抗）１０９
を介して磁気ヘッド位置決め用コイル１０３に供給され
る。磁気ヘッド位置決め用コイル１０３に電流が供給さ
れることで、図示しない磁気ヘッドは磁気ディスクのデ
ータ記録領域外へ移動される。

【０００６】また、特開平８−６３９２０号公報には、
ヘッドスライダをディスクの外側の退避エリアに退避さ
せる機構を備えた磁気ディスク装置のロード・アンロー
ド装置が記載されている。

【０００７】更に、特開平９−２４５４２８号公報に
は、スピンドルモ−タ（ＳＰＭ）を停止させるのに必要
な時間、ＣＳＳ（コンタクト・スタ−ト・ストツプ）ゾ
−ンでのデイスクとヘツドとの擦接時間を大幅に短縮す
ることにより、デイスク寿命を引き延ばすようにした磁
気デイスク装置及びそのスピンドルモ−タ制動方法が記
載されている。

【０００８】この磁気デイスク装置及びそのスピンドル
モ−タ制動方法は次のように構成されている。ＳＰＭブ
レ−キ回路は、電源オフ後のＳＰＭの惰性回転時に三相
すべてのコイルに発生した逆起電力を用いてリトラクト
を行い、その逆起電圧の合成電圧が基準電圧よりも低い
場合にリトラクト動作が既に終了しているものと判定し
て三相すべてのコイルをグランドと短絡接続して強い発
電ブレ−キをかける。これにより、ＳＰＭの停止に要す
る時間及びＣＳＳゾ−ンでのデイスクとヘツドとの擦接
時間も大幅に短縮することができ、ＣＳＳゾ−ンの摩耗
を効果的に抑制してデイスク寿命を引き延ばすことが可
能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁気ディス
ク装置の小型化，大容量化に伴って、ディスクと磁気ヘ
ッドとの間隔は益々狭くなり、現在では数十ナノメート
ル（ｎｍ）といった値になってきた。間隔を狭めるため
には、磁気ヘッドがディスク面上を安定に走行可能なよ
うにディスク面を平滑にしなければならない。

【００１０】しかしながら、ディスク面を平滑にする
と、従来のＣＳＳ（コンタクト・スタ−ト・ストツプ）
では、磁気ヘッドがディスクに吸着してしまう問題が起
こりやすくなる。また近年、ポータブルコンピュータの
普及とともに耐衝撃性を向上させて信頼性を高める必要
性も加わって、磁気ヘッドをディスクの外に退避させＣ
ＳＳ（コンタクト・スタ−ト・ストツプ）を行なわない
ロードアンロード方式が採用されるようになってきた。
この方式は電源が切れた後、磁気ヘッドをディスクの外
に退避させるために、スピンドルモータの慣性エネルギ
として蓄積されているパワーを利用する。

【００１１】従来の磁気ディスク装置では、スピンドル
モータの各相巻線（Ｕ相巻線，Ｖ相巻線，Ｗ相巻線）に
両方向に電流を流す全波駆動方式（バイポーラ駆動方
式）を採用している。図７はスピンドルモータを全波駆
動（バイポーラ駆動）した時の電圧波形を示す説明図で
ある。

【００１２】この図７は、モータ駆動電圧を５ボルトと
した場合の電圧波形を示している。全波駆動方式（バイ
ポーラ駆動方式）では必ず二つの巻線を通電して、スピ
ンドルモータを回転させる。この図７に示すように、区
間ａではＶ相からＵ相へ電流を流し、次の区間ｂではＷ
相からＵ相へ電流を流し、次の区間ｃではＷ相からＶ相
へ電流を流し、次の区間ｄではＵ相からＶ相へ電流を流
し、次の区間ｅではＵ相からＷ相へ電流を流し、次の区
間ｆではＶ相からＷ相へ電流を流す。このように各相の
巻線に対して電流の流すタイミングと電流の方向とを所
定の順序で切り替えることで、スピンドルモータを回転
駆動している。

【００１３】全波駆動方式（バイポーラ駆動方式）では
必ず二つの巻線にモータ駆動電圧（例えば５ボルト）を
印加してスピンドルモータを駆動するので、二つの巻線
間に発生する逆起電圧のｐ−ｐ値（ピークトウピーク
値）はモータ駆動電圧（例えば５ボルト）以下にしなけ
ればならない。何故ならば、二つの巻線間に発生する逆
起電圧のｐ−ｐ値がモータ駆動電圧（例えば５ボルト）
を越えると、モータ駆動電源側からスピンドルモータの
各巻線へモータ駆動用の電力を供給できなくなり、モー
タの回動を正常に制御できなくなるからである。

【００１４】このため、従来の全波駆動方式（バイポー
ラ駆動方式）を用いた磁気ディスク装置では、電源が切
れた後にスピンドルモータから発生される逆起電圧のｐ
−ｐ値（ピークトウピーク値）はモータ駆動電圧（例え
ば５ボルト）以下であり、この逆起電圧を利用して磁気
ヘッドのリトラクト動作を行なわせることになる。

【００１５】しかしながら、小型の磁気ディスク装置
（ディスク直径が例えば１．８インチ以下）では、ディ
スクの径が小さいために慣性エネルギが小さい。このた
めスピンドルモータから取り出すことのできる逆起電力
も小さくなり、磁気ヘッドをリトラクトさせるための充
分な電力が得られなくなる。特に、磁気ヘッドをディス
クの外側に設けたアンロード位置まで退避させるロード
アンロード方式では、磁気ヘッドをディスク上のＣＳＳ
（コンタクト・スタ−ト・ストツプ）領域まで移動させ
る方式に対してより大きな電力を必要とすることが多
い。このため、スピンドルモータから取り出すことので
きる逆起電力が小さい場合には、磁気ヘッドをアンロー
ド位置まで確実に退避できないことがある。

【００１６】

【発明の目的】この発明は、このような課題を解決する
ためなされたもので、スピンドルモータの各相巻線を半
波駆動（ユニポーラ駆動）することで、逆起電圧がモー
タ駆動電圧よりも高くなることを許容できるようにし、
磁気ヘッドを退避させるために充分な電力が得られるよ
うにした磁気ディスク装置のリトラクト回路および磁気
ディスク装置のリトラクト方法を提供することを、その
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１および７に係る磁気ディスク装置のリトラクト
回路および磁気ディスク装置のリトラクト方法では、磁
気ディスクを回転駆動するスピンドルモータと、スピン
ドルモータを半波駆動によって回転させるモータ駆動回
路と、スピンドルモータの逆起電圧を全波整流する全波
整流回路と、磁気ヘッドを磁気ディスクの径方向へ移動
させる磁気ヘッド駆動部とを備え、全波整流回路の整流
出力を磁気ヘッド駆動部へ供給する。これにより、磁気
ヘッドを磁気ヘッド退避位置へ退避させることができ
る。

【００１８】このため、請求項１および７に係る磁気デ
ィスク装置のリトラクト回路および磁気ディスク装置の
リトラクト方法は、スピンドルモータを半波駆動する構
成としたので、スピンドルモータの各相巻線にモータ駆
動電圧よりも高い電圧の逆起電圧が発生することを許容
できる。例えば、モータ駆動電圧を５ボルトとした場
合、従来の全波駆動方式では逆起電圧のｐ−ｐ値を５ボ
ルト以下にしなければならなかったのに対し、半波駆動
方式では逆起電圧の０−ｐ値を５ボルト以下にすれば良
い。よって、請求項１および７に係る磁気ディスク装置
のリトラクト回路および磁気ディスク装置のリトラクト
方法は、従来の全波駆動方式に対して約２倍の逆起電力
を取り出すことができる。このように従来よりも大きな
逆起電力を取り出すことができるので、この逆起電力に
基づいて磁気ヘッド駆動部を駆動することで、磁気ヘッ
ドを磁気ヘッド退避位置へ確実に退避させることができ
る。

【００１９】 請求項２に係る磁気ディスク装置のリト
ラクト回路は、スピンドルモータはスター型結線された
３相巻線を備え、この３相巻線の中性点をモータ駆動時
に導通状態となるスイッチ手段を介して電源の一端へ接
続し、３相巻線の各巻線はそれぞれ各電力用半導体スイ
ッチング素子を介して前記電源の他端へ接続したことを
特徴とする。

【００２０】 この請求項２に係る磁気ディスク装置の
リトラクト回路は、上述したように、モータ駆動時に３
相巻線の中性点をスイッチ手段を介して電源の一端へ接
続し、３相巻線の各巻線はそれぞれ各電力用半導体スイ
ッチング素子を介して電源の他端へ接続する構成とした
ので、モータ駆動時には３相巻線の各巻線に対して一方
向へ電流を供給させながら、通電する巻線を所定のタイ
ミングで所定の順序で切り替えることで、スピンドルモ
ータを回転駆動することができる。

【００２１】請求項３に係る磁気ディスク装置のリトラ
クト回路は、スピンドルモータはスター型結線された３
相巻線を備え、３相巻線の中性点をモータ駆動時に導通
状態となるスイッチ手段を介して電源の正極側へ接続
し、３相巻線の各巻線はそれぞれ各電力用半導体スイッ
チング素子を介して電源の負極側へ接続し、３相巻線の
各巻線は全波整流回路の各交流入力端子へそれぞれ接続
し、全波整流回路の正極側出力端子と電源の正極側との
間に定電圧ダイオードを接続したことを特徴とする。

【００２２】このため、請求項３に係る磁気ディスク装
置のリトラクト回路は、スピンドルモータの各巻線に対
する通電切換時に発生するフライバック電圧を全波整流
回路を構成するダイオードと定電圧ダイオードとを介し
て電源へ吸収させることができる。全波整流回路を構成
するダイオードをフライバック電圧吸収に兼用している
ので、回路構成部品を削減できる。

【００２３】請求項４に係る磁気ディスク装置のリトラ
クト回路は、全波整流回路の整流出力端子と磁気ヘッド
駆動部との間にモータ駆動時には非導通状態となりモー
タ非駆動時に導通状態となるスイッチング手段を介設し
たことを特徴とする。

【００２４】このように、請求項４に係る磁気ディスク
装置のリトラクト回路は、モータ駆動時には全波整流回
路の整流出力端子と磁気ヘッド駆動部との間を遮断する
構成としたので、モータ駆動時に発生した逆起電力が磁
気ヘッド駆動部が供給されることがない。よって、モー
タ駆動時に逆起電力が磁気ヘッド駆動部へ供給されてし
まい磁気ヘッドが所望しない位置へ移動することを完全
に防止できる。スイッチング手段は、モータへの電源供
給が停止された際に全波整流回路の整流出力を磁気ヘッ
ド駆動部へ供給するので、磁気ヘッドを磁気ヘッド退避
位置へ確実に退避させることができる。

【００２５】請求項５に係る磁気ディスク装置のリトラ
クト回路は、スピンドルモータはスター型結線された３
相巻線を備え、３相巻線の各巻線は全波整流回路の各交
流入力端子へそれぞれ接続し、全波整流回路の整流出力
端子と磁気ヘッド駆動部との間にモータ駆動時には非導
通状態となりモータ非駆動時に導通状態となるスイッチ
ング手段を介設したことを特徴とする。

【００２６】このように、請求項５に係る磁気ディスク
装置のリトラクト回路は、全波整流回路の整流出力側と
磁気ヘッド駆動部との間にスイッチング手段を介設した
ので、３相巻線と全波整流回路の各入力端子との間にモ
ータ駆動時には非導通状態となりモータ非駆動時に導通
状態となるスイッチング手段をそれぞれ介設する構成と
比較して、スイッチング手段の個数を少なくできる。よ
って、回路構成を簡略化できる。

【００２７】請求項６に係る磁気ディスク装置のリトラ
クト回路は、ボイスコイルモータを用いて磁気ヘッド駆
動部を構成するとともに、ボイスコイルモータを駆動す
るボイスコイルモータ駆動回路はボイスコイルモータを
駆動していない状態においてボイスコイルモータ駆動回
路の出力が高インピーダンスとなるよう構成したことを
特徴とする。

【００２８】このように、請求項６に係る磁気ディスク
装置のリトラクト回路は、ボイスコイルモータを用いて
磁気ヘッド駆動部を構成するとともに、ボイスコイルモ
ータを駆動するボイスコイルモータ駆動回路はボイスコ
イルモータを駆動していない状態においてその出力イン
ピーダンスが高くなる構成としたので、ボイスコイルモ
ータ駆動回路とボイスコイルモータとの間にボイスコイ
ルモータを駆動していない時の非導通状態となるスイッ
チ回路等を設けなくても、スピンドルモータの逆起電圧
を全波整流して得た整流出力をボイスコイルモータへ有
効に供給することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を添
付図面に基づいて説明する。

【００３０】まず、図２はこの発明に係るリトラクト回
路を備えた磁気ディスク装置の構造を示す説明図であ
る。磁気ディスク装置１は、データ記録用の磁気ディス
ク２が取り付けられたスピンドルモータ３と、磁気ヘッ
ド４が取り付けられたキャリッジアーム５と、キャリッ
ジアーム５を介して磁気ヘッド４を磁気ディスク２の略
径方向へ移動させる磁気ヘッド駆動部６と、磁気ディス
ク装置１に電源が供給されていないときに磁気ヘッド４
を磁気ディスク２の外側に退避させておくためのロード
アンロード機構７とからなる。スピンドルモータ３は３
相のＤＣモータ（直流モータ）を用いて構成している。
磁気ヘッド駆動部６はボイスコイルモータを用いて構成
している。

【００３１】図１は、この発明に係る磁気ディスク装置
のリトラクト回路の回路構成図を示す。リトラクト回路
は、ＣＰＵ部１１と、Ｄ／Ａ変換部１２と、スピンドル
モータ駆動回路１３と、ボイスコイルモータ駆動回路
（磁気ヘッド駆動回路）１４と、３個のＮチャネルエン
ハンスメント型電界効果トランジスタ（ＮＭＯＳＦＥ
Ｔ）１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗと、全波整流回路１６と、
定電圧ダイオード１７と、励磁巻線１８ａと各リレー接
点１８ｂ，１８ｃ，１８ｄとからなるリレーと、電源部
１９と、スピンドルモータ３と、磁気ヘッド駆動部（ボ
イスコイルモータ）６とからなる。

【００３２】リレー接点１８ｂは、特許請求の範囲に記
載したモータ駆動時に導通状態となるスイッチ手段に相
当するものである。なお、モータ駆動時に導通状態とな
るスイッチ手段は、例えば電界効果トランジスタ等の半
導体スイッチング素子を用いて構成してもよい。リレー
接点１８ｃならびにリレー接点１８ｄは、特許請求の範
囲に記載したモータ非駆動時に導通状態となるスイッチ
手段に相当するものである。なお、モータ非駆動時に導
通状態となるスイッチ手段は、例えば電界効果トランジ
スタ等の半導体スイッチング素子を用いて構成してもよ
い。

【００３３】スピンドルモータ３は３相のＤＣモータ
（直流モータ）を用いて構成している。本実施の形態で
は、スピンドルモータ３は３相の各巻線がスター型（Ｙ
型）結線されたものを用いている。このスピンドルモー
タ３は、各相巻線の接続端子Ｕ，Ｖ，Ｗを備えるととも
に、中性点の接続端子Ｎを備える。

【００３４】磁気ヘッド駆動部６はボイスコイルモータ
を用いて構成している。磁気ヘッド駆動部６は、端子６
ａから端子６ｂへ電流が供給された場合は磁気ヘッド４
をアンロード位置から磁気ディスク２の中心方向へ移動
させ、端子６ｂから端子６ａへ電流が供給された場合は
磁気ヘッド４をアンロード位置へ向う方向へ移動させ
る。端子６ｂから端子６ａへ所定値以上の電流が所定時
間継続して供給されると、磁気ヘッド４は図１で点線で
示したアンロード位置（磁気ヘッド退避位置）へ移動さ
れる。

【００３５】ＣＰＵ部１１は、スピンドルモータ３の回
転数制御ならびに磁気ヘッド４の位置決め制御を行な
う。ＣＰＵ部１１は、スピンドルモータ駆動部１３から
供給される回転位置検出情報１３ａに基づいてスピンド
ルモータ３の単位時間当りの回転数（回転速度）を演算
し、スピンドルモータ３の回転数が予め設定した回転数
となるように速度指令データ１１ａを出力する。また、
ＣＰＵ部１１は、図示しない読み出し・書き込み等のア
クセス要求等に基づいて磁気ヘッド４を所望のトラック
位置へ移動させるために必要となるボイスコイルモータ
電流値を求め、ボイスコイルモータ電流値に対応した電
流データ１１ｂを出力する。ＣＰＵ部１１から出力され
た速度指令データ１１ａならびに電流データ１１ｂはＤ
／Ａ変換部１２へ供給される。

【００３６】Ｄ／Ａ変換部１２は、速度指令データ１１
ａに基づいて速度指令電圧信号１２ａを生成して出力す
る。速度指令データ１１ａに対応した速度指令電圧信号
１２ａはスピンドルモータ駆動回路１３へ供給される。
Ｄ／Ａ変換部１２は、電流データ１１ｂに基づいて電流
指令電圧信号１２ｂを生成して出力する。電流データ１
１ｂに対応した電流指令電圧信号１２ｂはボイスコイル
モータ駆動回路１４へ供給される。

【００３７】スピンドルモータ駆動回路１３は、中性点
電圧検出端子１３ｂに供給される電圧に基づいて、スピ
ンドルモータ３の中性点Ｎに予め設定した所定電圧以上
の電圧が供給されていることを検出すると、すなわち、
電源部１９から所定の電圧（例えば＋５ボルト）が供給
されていることを検出すると、各電界効果トランジスタ
１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗのスイッチング動作を制御して
スピンドルモータ３を運転する。

【００３８】各電界効果トランジスタ１５Ｕ，１５Ｖ，
１５Ｗは、特許請求の範囲に記載した電力用半導体スイ
ッチング素子に対応するものである。電界効果トランジ
スタ１５Ｕはスピンドルモータ３のＵ相巻線を駆動する
ためのもので、電界効果トランジスタ１５Ｕのドレイン
はＵ相巻線の接続端子Ｕに接続されている。電界効果ト
ランジスタ１５Ｖはスピンドルモータ３のＶ相巻線を駆
動するためのもので、電界効果トランジスタ１５Ｖのド
レインはＶ相巻線の接続端子Ｖに接続されている。電界
効果トランジスタ１５Ｗはスピンドルモータ３のＷ相巻
線を駆動するためのもので、電界効果トランジスタ１５
ＷのドレインはＷ相巻線の接続端子Ｗに接続されてい
る。各電界効果トランジスタ１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗの
ソースはグランドにそれぞれ接続されている。

【００３９】スピンドルモータ３の各相巻線の接続端子
Ｕ，Ｖ，Ｗの端子電圧は、スピンドルモータ駆動回路１
３の各相電圧検出端子１３ｃ，１３ｄ，１３ｅへそれぞ
れ供給される。中性点電圧検出端子１３ｂ，Ｕ相電圧検
出端子１３ｃ，Ｖ相電圧検出端子１３ｄ，Ｗ相電圧検出
端子１３ｂのそれぞれの入力インピーダンスは、各相巻
線のインピーダンスよりも充分高く設定されている。す
なわち、スピンドルモータ３の駆動電力に影響を与える
ことなく、各相の電圧を検出できるようにしている。

【００４０】スピンドルモータ駆動回路１３は、各相電
圧検出端子１３ｃ，１３ｄ，１３ｅに供給される各相巻
線の電圧に基づいてスピンドルモータ３のロータの回転
位置を検出し、検出したロータの回転位置に基づいて各
相巻線の通電タイミングを決定するとともに、速度指令
電圧信号１２ａに基づいて通電デューティを決定する。
スピンドルモータ駆動回路１３は、決定した通電タイミ
ングならびに通電デューティに基づいて各電界効果トラ
ンジスタ１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗのゲートにゲート電力
を供給して、各電界効果トランジスタ１５Ｕ，１５Ｖ，
１５Ｗをスイッチング駆動することで、各相巻線の通電
タイミングならびに各相巻線に供給する電流量を制御す
る。

【００４１】電源部１９から例えば＋５ボルトの直流電
源が供給されており、この直流電源によってリレーの励
磁巻線１８ａが供給されている状態では、リレーの接点
１８ｂは点線で示すように導通状態となる。この状態に
おいてスピンドルモータ駆動回路１３は、スピンドルモ
ータ３を半波駆動（ユニポーラ駆動）によって運転す
る。半波駆動（ユニポーラ駆動）は、スピンドルモータ
３の１つの巻線に対して一方向へ電流を供給するもので
ある。

【００４２】図３は、スピンドルモータを半波駆動（ユ
ニポーラ駆動）した時の電圧波形を示す説明図である。
図３に示す区間Ａでは、Ｕ相巻線に対応した電界効果ト
ランジスタ１５Ｕだけが導通状態に制御され、スピンド
ルモータ１９のＵ相巻線だけが導通された状態となる。
この状態では、図２に示す回路構成図で、電源１９の正
極側出力（＋５Ｖ）−リレー接点１８ｂ−スピンドルモ
ータ１９の中性点接続端子Ｎ−スピンドルモータのＵ相
巻線−スピンドルモータ１９のＵ相巻線接続端子Ｕ−電
界効果トランジスタ１５Ｕ−グランドの経路で、Ｕ相巻
線に電流が供給される。図３に示すように、次の区間Ｂ
では、Ｖ相巻線に対応した電界効果トランジスタ１５Ｖ
だけが導通状態に制御され、スピンドルモータ１９のＶ
相巻線だけが導通された状態となる。この状態では、電
源１９の正極側出力（＋５Ｖ）−リレー接点１８ｂ−ス
ピンドルモータ１９の中性点接続端子Ｎ−スピンドルモ
ータのＶ相巻線−スピンドルモータ１９のＶ相巻線接続
端子Ｖ−電界効果トランジスタ１５Ｖ−グランドの経路
で、Ｖ相巻線に電流が供給される。さらに次の区間Ｃで
は、Ｗ相巻線に対応した電界効果トランジスタ１５Ｗだ
けが導通状態に制御され、スピンドルモータ１９のＷ相
巻線だけが導通された状態となる。この状態では、電源
１９の正極側出力（＋５Ｖ）−リレー接点１８ｂ−スピ
ンドルモータ１９の中性点接続端子Ｎ−スピンドルモー
タのＷ相巻線−スピンドルモータ１９のＷ相巻線接続端
子Ｗ−電界効果トランジスタ１５Ｗ−グランドの経路
で、Ｗ相巻線に電流が供給される。

【００４３】スピンドルモータ駆動回路１３は、このよ
うに通電する相を所定の順序で順次切り替えることでス
ピンドルモータ３を回転させる。この切り替えのタイミ
ングは、スピンドルモータ駆動回路１３の内部に設けた
コンパレータ（図示しない）が、各巻線接続端子Ｕ，
Ｖ，Ｗの電圧波形と中性点接続端子Ｎの電圧波形をそれ
ぞれ比較することで決定され、この比較結果に基づいて
各電界効果トランジスタ１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗのゲー
ト信号を制御することで行なわれる。

【００４４】半波駆動（ユニポーラ駆動）では、＋５ボ
ルトの電源が供給された中性点Ｎと各相の巻線接続端子
Ｕ，Ｖ，Ｗとの間に（各相巻線の両端に）最大５ボルト
の電圧をかけて駆動するので、各相巻線に発生する逆起
電圧の０−ｐ値（ゼロトウピーク値）は５ボルト以下に
すれば良い。このため、各相巻線に発生する逆起電圧の
ｐ−ｐ値（ピークトウピーク値）は、最大で１０ボルト
まで許容することができ、従来の全波駆動（バイポーラ
駆動）時の逆起電圧の２倍の逆起電圧を許容することが
できる。そして、この大きな逆起電圧を全波整流回路１
６で整流して、その整流出力を各リレー接点１８ｃ，１
８ｄを介して磁気ヘッド駆動部（ボイスコイルモータ）
６へ供給することで、磁気ヘッド４を磁気ディスク２の
外側にあるアンロード位置まで確実に移動させることが
できる。

【００４５】なお、ボイスコイルモータ駆動回路１４
は、電源部１９から電源が供給されない状態では、ボイ
スコイルモータ駆動回路１４の各出力端子１４ａ，１４
ｂのインピーダンスがボイスコイルモータ６のインピー
ダンスよりも充分大きくなるよう構成している。これに
より、ボイスコイルモータ駆動回路１４の各出力端子１
４ａ，１４ｂとボイスコイルモータ６との間に、電源が
供給されていない状態で非導通状態になるスイッチ手段
を介設しなくても、全波整流回路１６の整流出力がボイ
スコイルモータ駆動回路１４側へ供給されずに、全波整
流回路１６の整流出力がボイスコイルモータ６へ有効に
供給されるようにしている。なお、ボイスコイルモータ
駆動回路１４の各出力端子１４ａ，１４ｂとボイスコイ
ルモータ６との間に、電源が供給されていない状態で非
導通状態になるスイッチ手段を介設する構成としてもよ
い。

【００４６】図４は、磁気ディスク装置に電源が投入さ
れた際の動作を示すフローチャートである。磁気ディス
ク装置１に電源が投入されると、ＣＰＵ部１１ならびに
スピンドルモータ駆動回路１３は、半波駆動（ユニポー
ラ駆動）でスピンドルモータ３の回転起動を開始させる
（ステップＳ１）。ステップＳ２においてＣＰＵ部１１
は、スピンドルモータ駆動回路１３から供給される回転
位置情報１３ａに基づいてスピンドルモータ３の回転数
を演算し、スピンドルモータ３の回転数が所定の回転数
にまで上がったことを確認する（定常回転の確認）。ス
テップＳ２でスピンドルモータ３が定常回転に達したこ
とが確認されると、ステップＳ３で、ＣＰＵ部１１は、
図１に示したロードアンロード機構７上のアンロード位
置にある磁気ヘッド４を磁気ディスク３の面上に移動さ
せる（ロード動作）。

【００４７】このロード動作は、ＣＰＵ１１が出力する
電流データ（電流指令値）１１ｂによって制御される。
具体的には、ＣＰＵ１１から出力された電流データ（電
流指令値）１１ｂは、Ｄ／Ａ変換部１２で電流指令電圧
信号（アナログ信号）１２ｂへ変換されてボイスコイル
モータ駆動回路１４へ供給される。ボイスコイルモータ
駆動回路１４は、電流指令電圧信号（アナログ信号）１
２ｂに比例したボイスコイルモータ駆動電流を磁気ヘッ
ド駆動部６であるボイスコイルモータへ供給する。ボイ
スコイルモータ６は、磁気ヘッド２が取り付けられたキ
ャリッジアーム５を駆動し、磁気ヘッド２を磁気ディス
ク２の面上に移動させる。磁気ヘッド２が磁気ディスク
２の面上に移動された後は、磁気ヘッド２を介して磁気
ディスク２の面上に記録されているサーボ情報を読み出
すことができるので、ＣＰＵ部１１は読み出されたサー
ボ情報に基づいて磁気ヘッド２の正確な位置決めを行な
う（ステップＳ４）。ステップＳ４で各パラメータのキ
ャリブレーションがなされることで、リード・ライト
（読み出し・書き込み）動作が可能な状態となり、コマ
ンドの受け付けが可能なレディ状態になる。

【００４８】ここで、図１に示すように、全波整流回路
１６は、六個の整流用ダイオードＤ１〜Ｄ６を３相ブリ
ッジ接続してなる。全波整流回路１６の各交流入力端子
１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗは、スピンドルモータ３の各相
の巻線接続端子Ｕ，Ｖ，Ｗへそれぞれ接続されている。
全波整流回路１６の正極側出力端子１６Ｐは、リレー接
点１８ｃを介して磁気ヘッド駆動部（ボイスコイルモー
タ）６の他方の端子６ｂへ接続されている。全波整流回
路１６の負極側出力端子１６Ｎは、リレー接点１８ｄを
介して磁気ヘッド駆動部（ボイスコイルモータ）６の一
方の端子６ａへ接続されている。全波整流回路１６の正
極側出力端子１６Ｐと電源部１９の正極側＋５Ｖとの間
に定電圧ダイオード１７を介設している。この定電圧ダ
イオード１７は、通電する巻線を切り替える際に発生す
るフライバックを吸収するためのものである。例えばＵ
相巻線に発生したフライバック電圧は、整流用ダイオー
ドＤ５ならびに定電圧ダイオード１７を介して電源側へ
吸収される。同様に、Ｖ相巻線，Ｗ相巻線に発生したフ
ライバック電圧は、整流用ダイオードＤ３，Ｄ１ならび
に定電圧ダイオード１７を介して電源側へ吸収される。

【００４９】図５は磁気ディスク装置の電源をオフした
際の動作を示すフローチャートである。この発明に係る
磁気ディスク装置１は電源の供給が遮断されたときに
は、スピンドルモータ３の慣性エネルギとして蓄積され
ているパワーを利用して、磁気ヘッド４をアンロード位
置まで退避させる。具体的には、全波整流回路１６によ
てスピンドルモータ３の各相巻線に発生した逆起電圧が
全波整流され直流電圧として取り出される（ステップＳ
１１）。

【００５０】電源の供給が遮断されるとリレーの動作が
復旧し、各リレー接点１８ｃ，１８ｄは図２において実
線で示すように導通状態になる。このため、全波整流回
路１６の直流出力電圧は各リレー接点１８ｃ，１８ｄを
介して磁気ヘッド駆動部６を構成するボイスコイルモー
タへ供給される。これによりスピンドルモータ３の各相
巻線に発生した逆起電圧に基づいてボイスコイルモータ
６が駆動され、磁気ヘッド４はアンロード位置まで移動
される（ステップＳ１２）。電源の供給が遮断された状
態においてボイスコイルモータ駆動回路１４の各出力端
子１４ａ，１４ｂは高インピーダンス状態になるので、
全波整流回路１６の直流出力電圧はボイスコイルモータ
６のみに供給される。したがって、ボイスコイルモータ
駆動回路１４がリトラクト動作に影響を与えることはな
く、磁気ヘッド４をアンロード位置へ確実に移動させる
ことができる。

【００５１】磁気ヘッド４のアンロード動作が終了した
後は、スピンドルモータ３の慣性力はもう必要ないの
で、各電界効果トランジスタ１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗを
全て導通状態に制御して、各相巻線端子Ｕ，Ｖ，Ｗをグ
ランドに短絡することで、スピンドルモータ３に対して
発電ブレーキ（ダイナミックブレーキ）をかけて（ステ
ップＳ１３）、スピンドルモータ３の回転を急速に停止
させる。スピンドルモータ３の回転が停止した時点（ス
テップＳ１４）で、電源オフ時の処理が終了となる。

【００５２】スピンドルモータ駆動回路１３は、中性点
電圧検出端子１３ｂに供給される電圧が所定値以下とな
ったことに基づいて電源供給が遮断されたことを検出す
ると、その電源供給遮断時点から予め設定したヘッドリ
トラクト時間が経過した時点で、各電界効果トランジス
タ１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗを全て導通状態に制御して発
電ブレーキ（ダイナミックブレーキ）をかけるようにし
ている。なお、ヘッドリトラクト時間を計時するタイマ
回路等を設けずに、スピンドルモータ３の回転数が予め
設定した所定回転数以下になった場合、または、スピン
ドルモータ３の各相巻線に発生する逆起電圧が予め設定
した電圧以下になった場合に、発電ブレーキ（ダイナミ
ックブレーキ）をかけるようにしてもよい。

【００５３】磁気ディスク装置１では、電源が切られた
ら磁気ヘッド４をアンロード位置まで速やかに移動しな
ければならない。これは、スピンドルモータ３の回転数
が時間とともに減少していき、回転数に比例して逆起電
圧が減少していくためである。逆起電圧が不足し磁気ヘ
ッド４をアンロード位置まで移動することができない
と、磁気ヘッド４は磁気ディスク２の面上にランディン
グすることになる。

【００５４】こうなると、鏡面仕上げされた非常に滑ら
かなディスク表面に磁気ヘッド４が吸着してしまい、電
源を入れてもスピンドルモータ３が回転できなくなるこ
とがある。また、吸着を免れたとしても、磁気ディスク
２面上に磁気ヘッド４が接触している状態で、磁気ディ
スク装置１に外部から衝撃が加わると、磁気ヘッド４が
ディスク面を傷つけ、磁気記録されているデータを壊し
てしまうことが起こり得る。

【００５５】この発明に係る磁気ディスク装置のリトラ
クト回路ならびにリトラクト方法では、スピンドルモー
タ３の駆動方式を従来の全波駆動（バイポーラ駆動）か
ら半波駆動（ユニポーラ駆動）としている。全波駆動で
はスピンドルモータ３の２つの巻線間に最大５ボルトの
電圧をかけて駆動するので、逆起電圧のｐ−ｐ値を５ボ
ルト以下にしなければならい。半波駆動では５ボルトの
電源につながった中性点と巻線との間に最大５ボルトの
電圧をかけて駆動するので、逆起電圧の０−ｐ値を５ボ
ルト以下にすれば良い。

【００５６】したがって、半波駆動方式を採用すること
で、従来の全波駆動方式の約２倍近い逆起電圧を得るこ
とができる。そして、この従来よりも高い逆起電圧を全
波整流してボイスコイルモータ６へ供給するので、リト
ラクト動作の際に発生する力を従来の約２倍にできるこ
とになる。

【００５７】このように、この発明に係る磁気ディスク
装置のリトラクト回路ならびにリトラクト方法は、磁気
ヘッド駆動部６を構成するボイスコイルモータ６に充分
な電力を供給することができるので、磁気ヘッド４を高
速（短時間）にかつ確実にアンロード位置まで移動させ
ることができる。したがって、逆起電圧が足りずに磁気
ヘッド４が磁気ディスク２面上にランディングして吸着
してしまう問題や、吸着はしなくても外部からの衝撃に
よって磁気ヘッド４が磁気ディスク２面を傷つけデータ
を壊してしまうという問題を回避でき、より信頼性の高
い磁気ディスク装置１を提供することができる。

【００５８】なお、図１では、スピンドルモータ３の中
性点Ｎに＋５ボルトの電源を供給し、各相の巻線Ｕ，
Ｖ，Ｗとグランドとの間に電界効果トランジスタ１５
Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗを介設する回路構成を示したが、ス
ピンドルモータ３の中性点Ｎをグランドに接続し、電界
効果トランジスタを介して各相巻線Ｕ，Ｖ，Ｗに対して
＋５ボルト電源を所定の順序で供給することで、スピン
ドルモータ３を運転するようにしてもよい。

【００５９】また、図１では、スピンドルモータ３の結
線をスター結線（Ｙ結線）とした例を示したが、スピン
ドルモータ３はデルタ結線のものを用いてもよい。デル
タ結線の場合でも、各相巻線の一つだけに一方向へ電流
を流す半波駆動方式を取ることで、逆起電圧の０−ｐ値
をモータ駆動電圧（例えば５ボルト）まで許容できる。
したがって、従来の半波駆動方式の約２倍の逆起電力を
取り出すことができ、この逆起電力に基づいて磁気ヘッ
ドを短時間でかつ確実に磁気ヘッド退避位置へ移動させ
ることができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１および７に
係る磁気ディスク装置のリトラクト回路および磁気ディ
スク装置のリトラクト方法は、スピンドルモータを半波
駆動する構成としたので、スピンドルモータの各相巻線
にモータ駆動電圧よりも高い電圧の逆起電圧が発生する
ことを許容できる。例えば、モータ駆動電圧を５ボルト
とした場合、従来の全波駆動方式では逆起電圧のｐ−ｐ
値を５ボルト以下にしなければならなかったのに対し、
半波駆動方式では逆起電圧の０−ｐ値を５ボルト以下に
すれば良い。よって、請求項１および７に係る磁気ディ
スク装置のリトラクト回路および磁気ディスク装置のリ
トラクト方法は、従来の全波駆動方式に対して約２倍の
逆起電力を取り出すことができる。このように従来より
も大きな逆起電力を取り出すことができるので、この逆
起電力に基づいて磁気ヘッド駆動部を駆動することで、
磁気ヘッドを磁気ヘッド退避位置へ確実に退避させるこ
とができる。

【００６１】請求項２に係る磁気ディスク装置のリトラ
クト回路は、モータ駆動時に３相巻線の中性点をスイッ
チ手段を介して電源の一端へ接続し、３相巻線の各巻線
はそれぞれ各電力用半導体スイッチング素子を介して電
源の他端へ接続する構成としたので、モータ駆動時には
３相巻線の各巻線に対して一方向へ電流を供給させなが
ら、通電する巻線を所定のタイミングで所定の順序で切
り替えることで、スピンドルモータを回転駆動すること
ができる。

【００６２】請求項３に係る磁気ディスク装置のリトラ
クト回路は、スピンドルモータの各巻線に対する通電切
換時に発生するフライバック電圧を全波整流回路を構成
するダイオードと定電圧ダイオードとを介して電源へ吸
収させることができる。全波整流回路を構成するダイオ
ードをフライバック電圧吸収に兼用しているので、回路
構成部品を削減できる。

【００６３】請求項４に係る磁気ディスク装置のリトラ
クト回路は、モータ駆動時には全波整流回路の整流出力
端子と磁気ヘッド駆動部との間を遮断する構成としたの
で、モータ駆動時に発生した逆起電力が磁気ヘッド駆動
部が供給されることがない。よって、モータ駆動時に逆
起電力が磁気ヘッド駆動部へ供給されてしまい磁気ヘッ
ドが所望しない位置へ移動することを完全に防止でき
る。スイッチング手段は、モータへの電源供給が停止さ
れた際に全波整流回路の整流出力を磁気ヘッド駆動部へ
供給するので、磁気ヘッドを磁気ヘッド退避位置へ確実
に退避させることができる。

【００６４】請求項５に係る磁気ディスク装置のリトラ
クト回路は、全波整流回路の整流出力側と磁気ヘッド駆
動部との間にスイッチング手段を介設したので、３相巻
線と全波整流回路の各入力端子との間にモータ駆動時に
は非導通状態となりモータ非駆動時に導通状態となるス
イッチング手段をそれぞれ介設する構成と比較して、ス
イッチング手段の個数を少なくできる。よって、回路構
成を簡略化できる。

【００６５】請求項６に係る磁気ディスク装置のリトラ
クト回路は、ボイスコイルモータを用いて磁気ヘッド駆
動部を構成するとともに、ボイスコイルモータを駆動す
るボイスコイルモータ駆動回路はボイスコイルモータを
駆動していない状態においてその出力インピーダンスが
高くなる構成としたので、ボイスコイルモータ駆動回路
とボイスコイルモータとの間にボイスコイルモータを駆
動していない時の非導通状態となるスイッチ回路等を設
けなくても、スピンドルモータの逆起電圧を全波整流し
て得た整流出力をボイスコイルモータへ有効に供給する
ことができる。

【００６６】この発明に係る磁気ディスク装置のリトラ
クト回路ならびにリトラクト方法は、磁気ヘッド駆動部
に充分な電力を供給することができるので、磁気ヘッド
を高速（短時間）にかつ確実にアンロード位置まで移動
させることができる。したがって、逆起電圧が足りずに
磁気ヘッドが磁気ディスク面上にランディングして吸着
してしまう問題や、吸着はしなくても外部からの衝撃に
よって磁気ヘッドが磁気ディスク面を傷つけデータを壊
してしまうという問題を回避でき、より信頼性の高い磁
気ディスク装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る磁気ディスク装置のリトラクト
回路の回路構成図である。

【図２】この発明に係るリトラクト回路を備えた磁気デ
ィスク装置の構造を示す説明図である。

【図３】スピンドルモータを半波駆動（ユニポーラ駆
動）した時の電圧波形を示す説明図である。

【図４】磁気ディスク装置に電源が投入された際の動作
を示すフローチャートである。

【図５】磁気ディスク装置の電源をオフした際の動作を
示すフローチャートである。

【図６】従来の磁気ディスク保護回路の回路構成図であ
る。

【図７】スピンドルモータを全波駆動（バイポーラ駆
動）した時の電圧波形を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 磁気ディスク装置 ２ 磁気ディスク ３ スピンドルモータ ４ 磁気ヘッド ５ キャリッジアーム ６ 磁気ヘッド駆動部（ボイスコイルモータ） ７ ロードアンロード機構 １３ スピンドルモータ駆動回路 １４ ボイスコイルモータ駆動回路 １５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗ 電力用半導体スイッチング素
子（電界効果トランジスタ） １６ 全波整流回路 １７ 定電圧ダイオード １８ｂ，１８ｃ，１８ｄ スイッチ手段（リレー接点）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ディスクを回転駆動するためのスピ
   ンドルモータと、前記スピンドルモータを半波駆動によ
   って回転させるモータ駆動回路と、前記スピンドルモー
   タの逆起電圧を全波整流する全波整流回路と、磁気ヘッ
   ドを前記磁気ディスクの径方向へ移動させる磁気ヘッド
   駆動部とを備え、前記全波整流回路の整流出力を前記磁
   気ヘッド駆動部へ供給するようにしたことを特徴とする
   磁気ディスク装置のリトラクト回路。
2. 【請求項２】 前記スピンドルモータはスター型結線さ
   れた３相巻線を備え、この３相巻線の中性点をモータ駆
   動時に導通状態とするスイッチ手段を介して電源の一端
   へ接続し、前記３相巻線の各巻線をそれぞれ各電力用半
   導体スイッチング素子を介して前記電源の他端へ接続し
   たことを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置の
   リトラクト回路。
3. 【請求項３】 前記スピンドルモータはスター型結線さ
   れた３相巻線を備え、この３相巻線の中性点をモータ駆
   動時に導通状態となるスイッチ手段を介して電源の正極
   側へ接続し、前記３相巻線の各巻線はそれぞれ各電力用
   半導体スイッチング素子を介して前記電源の負極側へ接
   続し、前記３相巻線の各巻線は前記全波整流回路の各交
   流入力端子へそれぞれ接続し、前記全波整流回路の正極
   側出力端子と前記電源の正極側との間に定電圧ダイオー
   ドを接続し、前記３相巻線の各巻線に対する通電切換時
   に発生するフライバック電圧を前記全波整流回路を構成
   するダイオードと前記定電圧ダイオードとを介して前記
   電源へ吸収させる構成としたことを特徴とする請求項１
   記載の磁気ディスク装置のリトラクト回路。
4. 【請求項４】 前記全波整流回路の整流出力端子と前記
   磁気ヘッド駆動部との間にモータ駆動時に非導通状態と
   なりモータ非駆動時に導通状態となるスイッチング手段
   を介設したことを特徴とする請求項１記載の磁気ディス
   ク装置のリトラクト回路。
5. 【請求項５】 前記スピンドルモータはスター型結線さ
   れた３相巻線を備え、前記３相巻線の各巻線は前記全波
   整流回路の各交流入力端子へそれぞれ接続し、前記全波
   整流回路の整流出力端子と前記磁気ヘッド駆動部との間
   にモータ駆動時には非導通状態となりモータ非駆動時に
   導通状態となるスイッチング手段を介設したことを特徴
   とする請求項１記載の磁気ディスク装置のリトラクト回
   路。
6. 【請求項６】 前記磁気ヘッド駆動部はボイスコイルモ
   ータを用いて構成するとともに、前記ボイスコイルモー
   タを駆動するボイスコイルモータ駆動回路は前記ボイス
   コイルモータを駆動していない状態においてボイスコイ
   ルモータ駆動回路の出力が高インピーダンスとなるよう
   構成したことを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク
   装置のリトラクト回路。
7. 【請求項７】 磁気ディスクを回転駆動するスピンドル
   モータを半波駆動することで、スピンドルモータの逆起
   電圧がスピンドルモータの駆動電圧よりも高い電圧とな
   ることを許容できるようにし、スピンドルモータの逆起
   電圧を全波整流して得た整流出力を磁気ヘッド駆動部へ
   供給することで磁気ヘッドを磁気ヘッド退避位置へ退避
   させることを特徴とする磁気ディスク装置のリトラクト
   方法。