JPH0676456A - 電源電圧に対応して動作するディスク装置 - Google Patents

電源電圧に対応して動作するディスク装置

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JPH0676456A
JPH0676456A JP22766692A JP22766692A JPH0676456A JP H0676456 A JPH0676456 A JP H0676456A JP 22766692 A JP22766692 A JP 22766692A JP 22766692 A JP22766692 A JP 22766692A JP H0676456 A JPH0676456 A JP H0676456A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスク装置に関し、電源電圧の変化に伴う
ディスク媒体の回転数の変化と、ヘッドの移動速度の変
化に対応して、データ転送が正常に実行されることを目
的とする。 【構成】 電源電圧に対応して回転速度が変化する第1
のモータ2により駆動されて回転するディスク媒体1
と、電源電圧に対応してディスク媒体1上のトラックに
ヘッド4を位置付けさせる際の減速特性が変化する第2
のモータ5と、ディスク媒体1の回転速度に対応して定
数が変化するデータ書込み回路7及びデータ読出し回路
8とを備えたディスク装置であって、所定の範囲内の電
源電圧に対応する回転速度で回転するディスク媒体1に
対し、所定の範囲内の電源電圧に対応する減速特性で前
記ヘッド4を移動させて指定されたトラックに位置付け
させた後、ディスク媒体1の回転速度に対応した定数を
用いて、データの書込み又は読出しを行うように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディスク媒体を回転させ
るモータと、ヘッドを移動させるモータに供給される電
源電圧が変化するディスク装置に係り、特に該電源電圧
の変化に伴うディスク媒体の回転数の変化と、ヘッドを
移動させる速度の変化に対応して、上位装置との間のデ
ータ転送が正常に実行されるようにした電源電圧に対応
して動作するディスク装置に関する。
【0002】近年の小型ディスク装置は、計算機システ
ムの小型化と高性能化に伴い、更に記憶容量の大容量化
と、データ転送速度の高速化が求められている一方で、
携帯用のパーソナルコンピュータ等の出現により、低消
費電力で、且つ低電圧で動作することが求められてい
る。
【0003】ところで、携帯型パーソナルコンピュータ
等に使用される小型ディスク装置は、半導体回路の電源
に電池等が使用されるため、前記モータに対しても、こ
の半導体回路と同一の電源が使用し得ることが望まし
い。
【0004】このため、ディスク装置を使用するシステ
ムの消費電力や動作電圧等の環境条件に、柔軟に対応し
得るディスク装置を提供する必要がある。
【0005】
【従来の技術】従来のディスク装置においては、消費電
力や電源電圧は、ディスク装置の型式によって固定され
ている。従って、ユーザは使用するシステムの環境に応
じて、ディスク装置を予め選択して使用する必要があっ
た。
【0006】しかし、従来のディスク装置では、スピン
ドルモータやヘッドを移動させるボイスコイルモータの
電源電圧には、例えば12Vが使用され、半導体回路に
は5V又は3Vが使用されている。
【0007】ところで、スピンドルモータやボイスコイ
ルモータに供給する電源電圧に、半導体回路と同一の5
V又は3Vを使用する低電圧のディスク装置は、12V
を使用するディスク装置に比し、スピンドルモータの回
転速度が上げられないため、ディスク媒体の回転速度が
低く、回転待ち時間が長くなり、ボイスコイルモータの
ヘッド移動させる最高速度も低く設定されるため、シー
ク時間が長くなってアクセス時間が大幅に長くなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来の低
消費電力で低電圧型のディスク装置は、現在要求される
ディスク媒体を高速回転させ、ヘッドの高速移動を可能
として、高速なデータ転送を可能とした高性能のディス
ク装置として提供することは困難である。
【0009】即ち、高性能のディスク装置は、ディスク
媒体を高速に回転させて回転待ち時間やリード又はライ
ト時間を短縮させ、ヘッドを高速に移動させてアクセス
時間を短縮させることが必要であるが、このためには、
スピンドルモータやボイスコイルモータに供給する電源
電圧を高くして、消費電力を或る程度高くしないと実現
しないからである。
【0010】従って、ディスク装置の使用されるシステ
ムの環境に対応する型式の異なるディスク装置を夫々作
成して提供する必要があるため、ディスク装置の種類が
多くなって、ディスク装置を製作する上で不都合である
と共に、ユーザも夫々のシステム毎に形式の異なるディ
スク装置を選択しなければならないため煩わしく、且
つ、保守する上でも不都合が多いという問題がある。
【0011】本発明はこのような問題点に鑑み、ディス
ク装置に供給される電圧が低い場合は、モータの回転数
と、アクセス時間と、データの書込み周波数と、低域フ
ィルタの帯域を低くして、低消費電力のディスク装置と
して動作し、ディスク装置に供給される電圧が高い場合
は、モータの回転数と、アクセス時間と、データの書込
み周波数と、低域フィルタの帯域を高くして、高性能デ
ィスク装置として動作することを可能としたディスク装
置を提供し、供給される電源電圧に対して柔軟に対応し
得るようにすることを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理を説
明するブロック図である。ディスク装置は、電源電圧に
対応して回転速度が変化する第1のモータ2により駆動
されて回転するディスク媒体1と、該電源電圧に対応し
て該ディスク媒体1上のトラックにヘッド4を位置付け
させる際の減速特性が変化する第2のモータ5と、該デ
ィスク媒体1の回転速度に対応して定数が変化するデー
タ書込み回路6及びデータ読出し回路8とを備えてい
る。
【0013】そして、電源電圧を検出する検出手段10
と、該検出手段10の検出結果に基づき、前記第1のモ
ータ2の回転速度を計算して、該第1のモータ2の駆動
回路3を制御すると共に、前記第2のモータ5の減速特
性を計算して、該第2のモータ5の駆動回路6を制御
し、且つ、前記データ書込み回路7及びデータ読出し回
路8の定数を計算して、該データ書込み回路7及びデー
タ読出し回路8に送出する制御手段9とを設けている。
【0014】そして、所定の範囲内の電源電圧に対応す
る回転速度で回転する前記ディスク媒体1に対し、所定
の範囲内の電源電圧に対応する減速特性で前記ヘッド4
を移動させて指定されたトラックに位置付けさせた後、
該ディスク媒体1の回転速度に対応した定数を用いて、
データの書込み又は読出しを行う。
【0015】
【作用】上記の如く構成することにより、電源電圧が低
い場合は、データ転送速度が低下するが、低消費電力の
ディスク装置として動作させ、電源電圧が高い場合は、
データ転送速度の速い高性能ディスク装置として動作さ
せることが可能であり、供給される電源電圧に対して柔
軟に対応し得るディスク装置を提供することが出来る。
【0016】
【実施例】図2は本発明の一実施例を示す回路のブロッ
ク図で、図3はモデルカーブの一例を示す図である。
【0017】図示省略した上位装置が送出するデータ
は、図2のデータに示す端子を経てフォーマット制御回
路22に入り、可変発振回路23が送出するクロックに
対応して、ディスク媒体1の回転速度に対応したフォー
マットのNRZ信号をエンコーダ/デコーダ21に送出
する。
【0018】エンコーダ/デコーダ21のエンコーダ
は、可変発振回路23が送出するクロックに対応して、
このNRZ信号をRLL符号論理の1ー7コードに変換
すると、ヘッドIC回路15に送出する。
【0019】ヘッドIC回路15は、この1ー7コード
に対応してD/A変換回路16が供給する書込み電流を
スイッチングして、ヘッド4に供給し、ディスク媒体1
に書込む。
【0020】又、ヘッド4がディスク媒体1から読出す
信号波形は、ヘッドIC回路15からAGC回路17に
送出され、AGC回路17で所定のレベルまで増幅され
ると、エレクトリック・フィルタ18に送出される。
【0021】エレクトリック・フィルタ18は通過周波
数帯域を電気的に変更することが可能であり、等化回路
も兼ねている。従って、高域のブーストアップも変化さ
せることが出来る。
【0022】エレクトリック・フィルタ18で不要な周
波数帯域を除去されると共に、電磁変換特性を補正され
た信号波形は、パルス検出回路19に送出される。パル
ス検出回路19では、受信した信号波形のピーク位置を
検出して、パルス化しデータ弁別回路20に送出する。
【0023】従って、データ弁別回路20は、内蔵する
PLL回路から得られるウインドによって、このパルス
から1ー7コードを作成し、エンコーダ/デコーダ21
に送出する。
【0024】エンコーダ/デコーダ21のデコーダは、
この1ー7コードからNRZ信号を作成し、フォーマッ
ト制御回路22に送出する。フォーマット制御回路22
は、このNRZ信号から上位装置の必要とするデータを
抽出して上位装置に転送する。
【0025】モータ用電源は、図2のモータ用電源に示
す端子から、スピンドルモータ駆動回路13と、VCM
(ボイス・コイル・モータ)制御回路14と、電源電圧
検出回路24に供給される。
【0026】電源電圧検出回路24は、モータ用電源の
電圧を検出し、その検出結果をプロセッサ25に送出し
ている。プロセッサ25はROM26に格納されている
プログラムを読出して動作し、電源が投入された初期設
定時には、電源電圧検出回路24の検出結果に基づき、
メモリ28に電源電圧の書込みを行う。
【0027】そして、この記憶させた電源電圧により、
スピンドルモータ12の回転速度の算出と、VCM11
の減速特性、即ち、ヘッド4を移動させる場合にヘッド
4の現在位置と目標トラックの位置に対応して最短時間
で位置付けさせるためのモデルカーブの算出と、書込み
回路と読出し回路の定数、即ち、可変発振回路23の発
振周波数、データ弁別回路20のPLL回路の基準とな
る発振周波数、D/A変換回路16が送出するヘッド4
の浮上量に最適な書込み電流値、エレクトリック・フィ
ルタ18の通過周波数帯域及びブーストアップの算出を
行う。
【0028】そして、この算出結果に基づき、スピンド
ルモータ12の回転速度が算出した回転速度になるよう
に、スピンドルモータ制御回路13を制御する。そし
て、図示省略した信号線を経て、上位装置からシーク命
令を受信すると、VCM11が算出したモデルカーブで
ヘッド4を移動させるように、VCM制御回路14を制
御する。
【0029】又、可変発振回路23を制御して、ディス
ク媒体1の回転速度に対応したデータ転送速度でデータ
を書込むことが出来るような周波数を発振させ、データ
弁別回路20のPLL回路の基準となる発振周波数をデ
ィスク媒体1の回転速度に対応したデータ転送速度でデ
ータを読出すことが出来るような周波数とし、エレクト
リック・フィルタ18の遮断周波数とブーストアップと
を、ディスク媒体1の回転速度に対応したデータ転送速
度でデータを読出すことが出来るように設定する。
【0030】又、更にD/A変換回路16が送出する書
込み電流が、ヘッド4の浮上量に対応して最適な値とな
るように、D/A変換回路16を制御する。プロセッサ
25は、タイマ27から割込みがあると、電源電圧検出
結果を取り込み、初期設定時に読取ってメモリ28に記
憶させた電源電圧から一定値以上電圧が変動している
と、前記のスピンドルモータ12の回転速度、VCM1
1の減速特性、書込み回路と読出し回路の定数の算出を
行い、この算出結果に基づき、前記の制御を行う。
【0031】又、プロセッサ11は図示省略した上位装
置から、リセット信号を受信した場合も、前記のスピン
ドルモータ12の回転速度、VCM11の減速特性、書
込み回路と読出し回路の定数の算出を行い、この算出結
果に基づき、前記の制御を行う。
【0032】次にスピンドルモータ12の回転速度の算
出方法につき説明する。スピンドルモータ12の最高回
転速度は、電源電圧Eに比例する。比例定数をBLと
し、一定の比率をK(1より小さい数)として、次式で
算出する。
【0033】回転速度 ω=K×BL-1×E 次にVCMのモデルカーブの算出方法につき説明する。
モデルカーブは、V=V(X)で与えられる。そして、
VCM11の減速時に流すフィードフォワード電流IFF
を次式のように定義する。
【0034】IFF=K(E+BLVCM ×VVCM ) Kは一定の比例定数で、Eは電源電圧、BLVCM は比例
定数で、VVCM は、その時のVCMの速度で、時間と共
に変化するが、ディスク上のサーボ情報からヘッド位置
を検出する位置検出回路29からA/D変換器を通し
て、プロセッサ25に送付される位置信号を微分して得
る。
【0035】そして、Cを比例定数とし、VEND とX
END を夫々シーク終了時、即ち、コアース制御から、フ
ァイン制御に切替えるときの最終速度と、最終位置を示
すものとすると、この時のVCM11の速度と位置は次
式で計算される。
【0036】V(0)=VEND X(0)=XENDFF(0)=K×E+C×V(0) IFF(n+1)=IFF(n)+C×V(n) V(n+1)=V(n)+IFF(n)×ΔT X(n+1)=X(n)+V(n)×ΔT+1/2×I
FF(n)×ΔT2 ΔTは微小時間を示し、ΔT×nが時間の経過を示す。
Kは1より小さい定数であり、VCM11の速度制御を
するために必要な定数である。CはVCM11の特性や
可動部の質量等により決定される定数であり、ΔTを十
分小さくとり、nを0から増加させて、時間に対する位
置Xと速度Vを夫々求め、電源電圧Eに応じた速度Vと
位置Xの関数のテーブルを作成することが出来る。
【0037】尚、このモデルカーブは、図3に示す如
く、縦軸に速度を横軸に位置をとると、電源電圧が高い
場合は、図3(A) に示す如く、最高速度が速くなり、電
源電圧が低い場合は、図3(B) に示す如く、最高速度が
低くなる。
【0038】シークの減速時には、VCM電流I
VCM を、このテーブルを用いて以下のように制御する。 IVCM =IFF+〔V(XVCM )−VVCM 〕+補正電流 VVCM はその時のVCM11の速度、XVCM はその時の
ヘッド4のシーク目標からの位置を示す。ここで補正電
流とは、VCM11に加わるメカオフセット力や回路の
オフセット電流等の補正値である。
【0039】次に書込み回路と読出し回路の定数の算出
方法について説明する。この定数の代表的なものは、 書込み周波数 W=ω×D エレクトリック・フィルタ18の遮断周波数 F=F(ω×D) ブーストアップ B=B(ω×D) 書込み電流 IW=IW(ω×D) であり、これらは、スピンドルモータ12の回転速度ω
と、スピンドルモータ12の回転速度が一定である時の
書込みデータの記録転送速度Dの関数として与えられ
る。
【0040】しかしながら、純粋に関数として、且つ厳
重に与えられるのはのみであり、他の〜は、それ
程厳重に求められる必要は無い。従って、〜は、ス
ピンドルモータ12の回転速度ωに応じて、数値換算表
を作成しておき、その中から最適な値を参照して設定す
れば良い。
【0041】図4は図2の動作を説明するフローチャー
トである。電源が投入されると、ステップ(1) で装置の
初期化が実行され、ステップ(2)で内部テストが実行さ
れる。そして、ステップ(3) でプロセッサ25はメモリ
28に電源電圧の記録を行う。
【0042】プロセッサ25はステップ(4) でスピンド
ルモータ12の回転速度算出を行い、ステップ(5) でモ
デルカーブの算出を行い、続いてステップ(6) で書込み
回路と読出し回路の定数の算出を行う。
【0043】そして、プロセッサ25は、ステップ(7)
で、スピンドルモータ12を起動し、ステップ(8) でデ
ィスク装置としての書込み又は読出し処理を実行させ
る。ステップ(9) でタイマ27から割込みが発生する
と、プロセッサ25はステップ(10)で電源電圧のチェッ
クを行う。即ち、電源電圧検出回路24の検出結果を初
期設定時の電源電圧と比較し、一定値以上変化している
か調べる。
【0044】そして、ステップ(11)で変動が一定値以下
ならば、ステップ(8) の処理に移行し、一定値より大き
ければ、ステップ(12)でコマンド実行中か調べる。コマ
ンドを実行中であれば、ステップ(13)でこのコマンドの
処理を中断して、ステップ(14)で中断情報を作成し、ス
テップ(15)でスピンドルモータ12の回転速度算出を行
い、ステップ(16)でモデルカーブの算出を行い、続い
て、ステップ(17)で書込み回路と読出し回路の定数の算
出を行って、ステップ(8) の処理に移行する。
【0045】又、ステップ(12)でコマンドを実行中で無
ければ、プロセッサ25は、ステップ(15)の処理に移行
する。又、プロセッサ25はステップ(18)で、上位装置
からリセット信号を受信すると、ステップ(15)の処理に
移行する。
【0046】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明は電源電圧が
低い場合は、データ転送速度が低下するが、低消費電力
のディスク装置として動作させ、電源電圧が高い場合
は、データ転送速度の速い高性能ディスク装置として動
作させることが可能となるため、供給される電源電圧に
対して柔軟に対応し得るディスク装置を提供することが
出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理を説明するブロック図
【図2】 本発明の一実施例を示す回路のブロック図
【図3】 モデルカーブの一例を示す図
【図4】 図2の動作を説明するフローチャート
【符号の説明】
1 ディスク媒体 2 第1のモータ 3、6 駆動回路 4 ヘッド 5 第2のモータ 7 データ書込み回路 8 データ読出し回路 9 制御手段 10 検出手段 11 VCM 12 スピンドルモータ 13 スピンドルモータ制御回路 14 VCM制御回路 15 ヘッドIC回路 16 D/A変換回路 17 AGC回路 18 エレクトリック・フィルタ 19 パルス検出回路 20 データ弁別回路 21 エンコーダ/デコーダ 22 フォーマット制御回路 23 可変発振回路 24 電源電圧検出回路 25 プロセッサ 26 ROM 27 タイマ 28 メモリ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源電圧に対応して回転速度が変化する
    第1のモータ(2) により駆動されて回転するディスク媒
    体(1) と、該電源電圧に対応して該ディスク媒体(1) 上
    のトラックにヘッド(4) を位置付けさせる際の減速特性
    が変化する第2のモータ(5) と、該ディスク媒体(1) の
    回転速度に対応して定数が変化するデータ書込み回路
    (7) 及びデータ読出し回路(8) とを備えたディスク装置
    であって、 電源電圧を検出する検出手段(10)と、 該検出手段(10)の検出結果に基づき、前記第1のモータ
    (2) の回転速度を計算して、該第1のモータ(2) の駆動
    回路(3) を制御すると共に、前記第2のモータ(5) の減
    速特性を計算して、該第2のモータ(5) の駆動回路(6)
    を制御し、且つ、前記データ書込み回路(7) 及びデータ
    読出し回路(8) の定数を計算して、該データ書込み回路
    (7) 及びデータ読出し回路(8) に送出する制御手段(9)
    と、 を設け、所定の範囲内の電源電圧に対応する回転速度で
    回転する前記ディスク媒体(1) に対し、所定の範囲内の
    電源電圧に対応する減速特性で前記ヘッド(4)を移動さ
    せて指定されたトラックに位置付けさせた後、該ディス
    ク媒体(1) の回転速度に対応した定数を用いて、データ
    の書込み又は読出しを行うことを特徴とする電源電圧に
    対応して動作するディスク装置。
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