JPH01269281A - ディスク記憶装置のヘッド移動操作方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ヘッドの移動操作手段として複数相構成のス
テッピングモータが用いられ、操作ステップ数を指定す
るためのステップパルス列を受けてその指定数に応じて
ヘッドを移動操作するようにしたディスク記憶装置のヘ
ッド移動操作方式に関する。

〔従来の技術〕

固定ディスク装置によって代表されるディスク記憶装置
アクセスする際には、そのディスク面内に設定された数
百条のトラック中の所望のデータが記録されているトラ
ックにヘッドを移動させるいわゆるシーク動作がまず必
要であって、このヘッドの移動操作手段として従来から
ステッピングモータが広く用いられている。このステッ
ピングモータはその名が示すようにステップ的にヘッド
の移動操作を行なうものであるが、動作原理上は一般の
モータと同様な複数相構成ただしふつ・うは２相構成の
モータであって、その複数相のコイルに与える相電流を
それらが作るヘクトルが時計回り方向または反時計回り
方向に回転するように、順次ステップ的に切り換えてや
ることによって正または逆方向に駆動することができる
・第１図はかかるステッピングモータＩＯを備えたディ
スク記憶装置５０を示すもので、図示のようなコントロ
ーラ６０がこれに付属しており、ディスク記憶装置への
アクセスに際しては図示しない計算機側からバス６１を
介してデータの論理アドレスがこれに指定される。コン
トローラ６０はこれをデータが記録さ机ているトラック
番号等からなる物理アドレスに換算し、さらにヘッドを
移動させるべき先であるこのトラック番号とヘッドが現
在あるトラック番号との差を計算する。さて、この際の
コントローラ６０とディスク記憶装Ｗ５０との間の連携
の仕方には種々な形があり得るが、両者の組み合わせが
変わっても比較的一般に適用できる方法として、コント
ローラ側から上記の計算結果としての差の符号を表す方
向信号′Ｄと、差の数値に等しいパルス数を含む一連の
ステップパルスＳＰをディスク記憶装置側に送る手段が
採用されることが多い。

本発明はこのように、ヘッドを移動操作する手段として
複数相構成のステッピングモータ１０を用い、その操作
ステップ数を指定するために一連のステップパルスＳＰ
が与えられるディスク記憶装置に関するもので、上から
もわかるように従来のヘッドの移動操作方式では、この
ステップパルス列を受けた後に、それによる操作指定回
数だけ相電流ベクトルを方向信号で指定された方向に回
転するように順次切り換えながら、ステッピングモータ
を駆動することによりヘッドを移動操作していた。

〔発明が解決しようとする課Ｒ］ このようにヘッドの移動操作量をステップパルス列のパ
ルス数で指定する手段は、前述のようにディスク記憶装
置を種々のコントローラと組み合わせ得る利点があるが
、その反面ディスク記憶装置へのアクセスに時間が掛か
りやすい問題を一般に抱えている０例えばコントローラ
によっては、ステップパルス列のパルス率がパルスあた
り１０ｕとかなり遅いものがあり、最近のディスク記憶
装置のようにデータ面に５００条以上のトラックが設定
されるものでは、操作ステップ数の指定を受けるだけで
最大５ｍｓ程度の時間が掛かってしまうことになり、そ
れだけアクセスタイムが長くなってしまうのである。

本発明はこの問題点を極力軽減して、ヘッド操作量がス
テップパルス列で指定されるディスク記憶装置のアクセ
スタイムを短縮できるヘッドの移動操作方式を得ること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的は本発明方式によれば、ヘッドの移動操作の途
中においてステッピングモータの複数個の相電流をそれ
らが作るベクトル線図上のベクトル位置中から所定個の
引き続くベクトル位置ごとに選択された位置を順次に取
るように切り換えながらステッピングモータを駆動する
とともに、ステップパルス列を受けている途中でステッ
プパルス数が所定の最低数を越えたときステッピングモ
ータの相電流を選択ベクトル位置の一つを取るようにま
ず切り換えて置いた上でステップパル列によるステップ
操作指定数だけステッピングモータを駆動することによ
って達成される。

〔作用〕

ステッピングモータの相電流が作るベクトル中にはヘッ
ドのオントラック状態に対応するベクトルのほかに中間
的なベクトルがあり、この様子が第２図に示されている
０図の例ではベクトル線図中にＯから１５の数字が付け
られた１６個のベクトルが含まれており、図で破線で示
した奇数番目のベクトルがヘッドのオントラック状態に
対応するベクトルである。ステッピングモータの駆動に
は、これらのベクトル位置を時計回り方向またはその逆
方向に順次切り換えて行くのが普通であるが、本発明で
はこれらのベクトル位置中から上記の構成にいう選択ベ
クトル位置を選んで、ヘッドの移動操作の途中ではこの
選択ベクトル位置のみを切り換えながらステッピングモ
ータを駆動することによりアクセスタイムを短縮する方
策を採る。

この選択ベクトル位置としては、図では太い実線で示さ
れた２、６．　ｔｏ、　１４の番号のベクトル位置が好
適である。容易にわかるように、これらのベクトル位置
を選択することにより相電流の切り換え回数を４分の１
に短縮することができ、かつ実験結果によればかかる選
択ベクトル位置を図かられかるように２個の相電流１ａ
、Ｉｂが互いに等しいこれらのベクトル位置とすること
によって、相電流の切り換え回数を減らしてもステッピ
ングモータを円滑に駆動することができる。

ところが、実験によるとこれらの選択ベクトル位置以外
のベクトル位置から選択ベクトル位置にステッピングモ
ータの相電流を切り換えると、ヘッドに振動が生じてそ
れが減衰しない状態で相電流を切り換えて行くと、ヘッ
ドが目的トラックに達した後に振動の減衰に数絽もの時
間が掛かってしまうことがわかった。このため、本発明
ではステップパルスが到来している間を利用してステッ
ピングモータの相電流を上の選択ベクトル位置の一つに
切り換えておき、ステップパルス列による移動操作ステ
ップ数の指定が判明した後に、この選択ベクトル位置か
ら相電流の切り換えを開始する方策を採る。しかし、こ
の指定ステップ数が少ないときにこの方策を採ると却っ
てアクセスタイムが延びてしまうことがあるので、本発
明では上述の構成にいうように、ステップパルス列を受
けている途中でステップパルス数が所定の最低数を越え
たときに限ってステッピングモータの相電流ヲ選択ベク
トル位置の一つを取るように切り換えるようにする。

以上かられかるように、本発明はヘッドの移動操作の途
中では選択ベクトル位置のみをとるようにステッピング
モータの相電流を切り換えることによりアクセスタイム
を短縮し、かつステップパルスが到来している時間を利
用しながらアクセスタイム短縮上に生じうるマイナス効
果を防止することにより、前述の本発明に対する課題を
解決するものである。

〔実施例〕

以下、図を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図のディスク記憶装Ｗ５０のディスク１に多数条設
定されたトラックＴ内のデータの読み書き用のヘッド２
はそのアーム２ａを介して図の左右方向に移動自在なキ
ャリッジ３に担持されており、ステッピングモータ１０
はそのキャプスタン１１とその回りに巻き付けられた薄
い金属のバンド３ａとを介してキャリッジ３と機械的に
密に結合されている。ヘッド２は通例のようにリードラ
イト回路４と接続されており、それからの読取信号Ｒ５
は復調回路５を経てコントローラ６０に与えられ、逆に
コントローラ６０からの書込信号−８は直接にリードラ
イト回路４に与えられる。

２相構成のステッピングモータ１０に２個の相電流１ａ
、　Ｉｂを与えるために駆動回路２０が設けられており
、この回路２０は図示のように相電流値発生部２１と相
電流極性切換部２２とからなり、その下に示されたマイ
クロプロセッサ３０からそれぞれ極性指定信号Ｐａ、Ｐ
ｂおよび′Ｒ流値指定信号Ｃａ、Ｃｂを受ける。相電流
値発生部２１はふつうはＰＷＭ回路であり、極性切換部
２２は一種のスイッチ回路である。

マイクロプロセッサ３０はディスク記憶装置内の全体的
な制御用に組み込まれているもので、コントローラ６０
とはバス６２を介して連携されており、この例では指定
可能な時限Ｔを発生するタイマ３１が付属している。こ
のマイクロプロセッサ３０は、もちろんディスク記憶装
置５０内の種々な制御動作を司るものであるが、本発明
の実施上はヘッド２の現在位置とそれに対応するステッ
ピングモータ１０のベクトル位置番号を常に記憶するほ
か、第３図に示されたような動作の流れを制御するソフ
トウェアがこれに組み込まれている。

以下、この第３図を参照しながら本発明方式の動作例を
説明する。ディスク記憶装置Ｆ５０が種々なコントロー
ラ６０と組み合わせて使用されるため、この例に示され
た動作の流れはステップパルス列のパルス率が変わって
も、この例ではマイクロプロセッサ３０に付属のタイマ
３１を利用しながらそれに対応できるように組まれてい
る０図示の流れはディスク記憶装置５０がコントローラ
６０から新しいアクセス指令を受けた時に起動される。

最初のステップＳ１ではまず操作方向指定信号りを読み
取り、ついでステップパルスの計数用の変数Ｍを０にリ
セットするとともに、動作の流れの制御用のフラグＦに
Ｏを入れる。つぎのステップＳ２はステップパルスＳＰ
の計数ステップで、この実施例では所定時間Ｔ例えば３
００ｕの間に限ってその間に到来するステップパルスＳ
Ｐを計数するようになっている。このためこの動作ステ
ップでは、まずタイマ３１にこの時限値Ｔをセットした
上でステップパルスＳＰの計数動作を開始し、この時限
終了までのパルス数Ｎをカウントする。この計数値Ｎは
、コントローラ６０からディスク記憶装置５０に送られ
て来るステップパルス列のパルス率によって当然具なっ
てくることになる。続くステップＳ３では、計数用変数
Ｍに前のステップＳ２で得られた計数値Ｎを加算し、さ
らにこの計数値Ｎを初回の計数記憶値Ｍ１に入れておく
。

ついで動作の流れは図の右側の列に移り、まずステップ
Ｓ４で計数用変数Ｍが所定の最低数−ｍ未満か否かを判
定する。このステップは、前述のようにヘッドの移動操
作に先立ってステッピングモータの相電流を選択ベクト
ル位置にあらかじめ置くべきか否かを決めるためのもの
である。ヘッドの移動操作のステップ指定数が少なくて
変数Ｍの値が最低数１１未満のとき、動作はこのステッ
プＳ４からステップＳ６に飛ぶが、そうでないときには
動作は次のステップＳ５に入る。このステップＳ５では
まずフラグＦに１を立て、ついで駆動回路２０に駆動信
号ＤＳを送ってそれからステッピングモータ１０に与え
る相電流の作るベクトルを選択ベクトル位置の一つに置
かせる。

この駆動信号１）Ｓは前述のように電流値指定信号Ｃａ
、Ｃｂと極性指定信号Ｐａ、Ｐｂとからなっており、こ
の内の電流値指定信号は第２図かられかるように選択ベ
クトル位２２，６，８．１０のいずれについても同じで
よいが、極性指定信号の方は選択ベクトル位置に応じた
値を指定してやる要があり、これには例えばヘッドの現
在位置に対応するベクトルに最も近い選択ベクトル位置
を指定する値を指定するのが、相電流切り換え後にヘッ
ドに生じうる振動を最小にする上で合理的である。前述
のようにマイクロプロセッサ３０はヘッドの現在位置に
対応するベクトル位置を常に記憶しており、例えばこの
記憶位置が第２図の１または３のベクトル位置であれば
、それらに最も近い選択ベクトル位置２を指定する。な
お、極性指定信号Ｐａおよびｐｂは、相電流の正負を指
定するほか０値をも指定できるように各２ビツトの信号
とするのがよい、かかる駆動信号［ＩＳはマイクロプロ
セッサの出力ボートのラッチに保持されるので、この駆
動信号ＤＳに基づいく相電流の切り換えとその状態を保
持する動作は駆動回路２０に任せ、マイクロプロセッサ
３０は次のステップＳ６の動作に移ることができる。

ステップＳ６は前のステップＳ２と同じ動作ステップで
、同じ時限Ｔ内に受けるステップパルスＳＰの数Ｎを計
数する。つぎのステップＳ７では計数用変数Ｍにこの計
数値Ｎを加える。続くステップＳ８はステップパルス列
が終了したか否かを判定するためのステップで、前にス
テップＳ３で記憶した初回の計数値Ｈ１よりステップＳ
７でのステップパルスの計数値Ｎが小さいとき、ステッ
プパルス列が終了したものとして流れをステップＳ１０
に移すが、そうでない限り動作を次のステップＳ９に入
れる。このステップＳ９ではフラグＦが０か否かを判定
し、然りのときは流れをステップＳ４に、否のときはス
テップＳ６にそれぞれ戻す。

この際、フラグＦがＯでつまり前のステップＳ２の間に
最低数り未満のステップパルスしか到来していなくても
、これにステップＳ６の間に到来したステップパルス数
を加えた積算ステップパルス数である計数用変数Ｍの値
が最低数Ｍ■以上になっておれば、動作の流れがステッ
プＳ４に戻されたときその判定が然りと出るから、ステ
ップＳ５でステッピングモータの相電流が選択ベクトル
位置に切り換えられる。これかられかるように、この実
施例ではステップパルス列のパルス率がかなり低い場合
にも、ステッピングモータの相電流を選択ベクトル位置
にあらかじめ置くべきかどうかが正確に判定される。フ
ラグＦが１になっておれば、動作はステップＳ６におけ
るステップパルスの計数を、ステップパルス列が終了す
るまで繰り返す。

ステップパルス列が終了したとき、動作の流れはステッ
プＳ８から繰り返しループを抜は出してステップＳＩＯ
のシーク動作に移る。このシーク動作の途中では、前述
のようにステッピングモータの相電流が選択ベクトル位
置に順次切り換えられ、これによってヘッドが高速で目
的トラックにまで移動操作される。もちろん、この際の
ヘッドの移動操作は最初のステップＳ１で記憶した方向
指定信号りで指定される方向になされる。

以上説明した実施例かられかるように本発明の実施面で
は、ステッピングモータが２相構成の場合の選択ベクト
ル位置を２個の相電流値が互いに等しいベクトル位置に
選択するのが、ヘッドの移動操作を円滑にしてアクセス
タイムを短縮する上で有利である。また、実施例におけ
るようにステップパルスの計数を適切な時限単位に区切
って複数回に分けて行なうことによって、ステップパル
ス列のパルス率がかなりの範囲で変わっても、シーク動
作に先立ってステッピングモータの相電流ベクトルを選
択ベクトル位置に置くべきか否かの判定を非常に正確に
行なうことができる。しかし本発明はかかる好ましい態
様に限らず、前述の要旨内で場合に応じて種々変形され
た態様で実施をしてその固有の効果を得ることができる
。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明では、冒頭記載のようにヘッド
の移動操作手段として複数相構成のステッピングモータ
が用いられ、このステッピングモータに対する操作ステ
ップ数を指定するためのステップパルス列が与えられる
ディスク記憶装置のヘッドの移動操作方式として、ヘッ
ドの移動操作の途中においてステッピングモータの複数
個の相電流をそれらが作るベクトル線図上のベクトル位
置中から所定個の引き続くベクトル位置ごとに選択され
た位置を順次に取るように切り換えながらステッピング
モータを駆動するようにしたので、ヘッドを目的トラッ
クへの移動操作するに要するステッピングモータの相電
流の切り換え回数を従来よりも減少させて、ディスク記
憶装置のアクセスタイムを格段に短縮することができる
。

さらに本発明では、ステップパルス列を受けている途中
でステップパルス数が所定の最低数を越えたとき、ステ
ッピングモータの相電流を選択ベクトル位置の一つを取
るようにまず切り換えて置（ようにしたので、ヘッドの
移動操作中および移動操作終了時にヘッドに生じうる振
動を有効に抑止することができ、これによってヘッドが
その目的トラック上に静止するまでの時間を縮めて、ア
クセスタイムをさらに短縮することができる。

本発明のもつかかる特長は、ディスク記憶装置を種々な
動作性能ないしは特性をもつ計算機の外部記憶装置とし
て接続する際に非常に重要で、本発明によりその計算機
がもつ性能を生かしてその使用効率を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図はすべて本発明に関し、第１図は本発明によるヘッド
移動操作方式の対象であるディスク記憶装置を付属のコ
ントローラとともに示すブロック回路図、第２図はヘッ
ドの移動操作用ステッピングモータの相電流ベクトル線
図、第３図は本発明方式の動作を例示する流れ図である
。これらの図において、 ｌ：ディスク、２：ヘッド、２ａ：ヘッドのアーム、３
：キャリッジ、３ａ：バンド、４：リードライト回路、
５：復調回路、１０ニスチツピングモータ、１１：キャ
ブスタン、２０ニスチツピングモ一タ用駆動回路、２１
：相電流値発生部、２２：相電流の極性切換部、３０：
マイクロプロセッサ、３１：タイマ、５０１デイスク記
憶装置、６０：コントローラ、６１．６２　：バス、Ｃ
ａ、Ｃｂ：相電流値指定信号、Ｄ：操作方向指定信号、
ＤＳ＝駆動信号、Ｆ：動作の流れ制御用フラグ、Ｉａ、
Ｉｂ：相電流、Ｍニステップパルス計数用変数ないしは
ステップパルス数積算値、Ｍｎ：選択ベクトル位置への
切り換え時のステップパルス数の最低値、Ｍｌ：初回の
時限内のステップパルス計数値、Ｎ：所定時限内のステ
ップパルス計数値、Ｐａ、Ｐｂ：相電流極性指定信号、
Ｒ８：読取信号、ｓＰニステップパルスないしはステッ
プパルス列、Ｓ１〜Ｓ１０：動作ステップ、−８：書込
信第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヘッドの移動操作手段として複数相構成のステッピング
   モータが用いられ、操作ステップ数を指定するためのス
   テップパルス列を受けてその指定数に応じてヘッドを移
   動操作する方式であって、ヘッドの移動操作の途中にお
   いてステッピングモータの複数個の相電流をそれらが作
   るベクトル線図上のベクトル位置中から所定個の引き続
   くベクトル位置ごとに選択された位置を順次に取るよう
   に切り換えながらステッピングモータを駆動するように
   するとともに、ステップパルス列を受けている途中でス
   テップパルス数が所定の最低数を越えたときステッピン
   グモータの相電流を選択ベクトル位置の一つを取るよう
   にまず切り換えて置いた上でステップパル列によるステ
   ップ操作指定数だけステッピングモータを駆動するよう
   にしたことを特徴とするディスク記憶装置のヘッド移動
   操作方式。