JP3926031B2

JP3926031B2 - Disk unit

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Publication number: JP3926031B2
Application number: JP12284198A
Authority: JP
Inventors: 豪大沢; 裕司露口; 孝之本田; 聡之中村; 正行濱中
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 1998-04-15
Filing date: 1998-04-15
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2018-04-15
Also published as: JPH11306501A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホストコンピュータにＵＳＢインタフェースを介して接続されるフロッピーディスクドライブ等のディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フロッピーディスクドライブ（以下ＦＤＤと言う）は殆んどのコンピュータ（パソコン）に内蔵されている。また、ＦＤＤはインタフェースを介してパソコンの外部接続コネクタに接続されることがある。内蔵及び外部接続のいずれのＦＤＤにおいても大幅な小型化及び省電力化が達成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
パソコンに周辺装置を接続するための新しいインタフェースとしてＵＳＢ（Universal Serial Bus）インタフェースが知られている。このＵＳＢインタフェースは、キーボード、マウス、ハンディスキャナ等の速い転送速度を要求しない周辺装置をパソコンに接続する時に使用するシリアルインタフェースであって、ＵＳＢハブと呼ばれる中継装置を使用することによって複数の小電力の周辺装置をツリー状に接続できるという特長を有している。ＵＳＢハブに電源を設けると、ＵＳＢハブに接続されるＵＳＢケーブルの許容電流を高めることができる。しかし、このＵＳＢケーブルの電力供給バスの最大許容電流は５００ｍＡである。ところで、従来の３．５インチＦＤＤの最大電流は７００〜８００ｍＡ程度であるので、従来のＦＤＤをＵＳＢインタフェースを介してパソコンに接続することができない。もし、ＦＤＤをＵＳＢインタフェースを介してパソコンに接続することができ、且つＵＳＢインタフェースによってＦＤＤに電力を供給することができれば、ＦＤＤのパソコンに対する外部接続が極めて容易になる。
以上、ＦＤＤのＵＳＢインタフェースを介してのパソコンに対する接続について述べたが、ＵＳＢ以外の手段でＦＤＤをホストコンピュータに接続する場合においても最大電流の低減及び消費電力の低減が要求されることがある。また、ＦＤＤに限らず、これに類似のディスク記録再生装置においても最大電流の低減及び消費電力の低減が要求されることがある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、最大電流の低減を合理的に行うことができるディスク装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、上記目的を達成するための本発明は、ホストコンピュ−タに接続され且つ同心円状又は渦巻状のトラックを有する記録媒体ディスクを使用してデータの記録又は再生を行うためのディスク装置であって、
前記ホストコンピュ−タに接続され且つその許容電流が所定の電流値に制限されている電力供給バスを有しているインタフェ−スと、
前記電力供給バスに対して第１の電圧供給手段を介して接続され且つその最大電流値が前記電力供給バスの前記所定の電流値よりも低く設定されているディスク回転用モータと、
前記ディスクに対するデータの記録又は前記ディスクからのデータの再生を行うための信号変換ヘッドと、
前記ヘッドを前記ディスクの半径方向に移送するためのものであって、前記電力供給バスに対して第２の電圧供給手段を介して接続され且つその最大電流値が前記ディスク回転用モ−タに供給する最大電流値よりも低く設定されているヘッド移送手段と、
前記ディスク回転用モータの駆動開始時点から所定時間が経過するまでの起動期間において前記ヘッド移送手段による前記ヘッドの移送禁止を示す信号を送出する移送禁止手段とを備え、
前記第１の電圧供給手段は第１の電圧を前記ディスク回転用モ−タのオン期間を示すモータオン信号に応答して前記ディスク回転用モータに選択的に供給するスイッチ又は制御素子（例えば、電源スイッチ３０又は駆動回路９の制御素子）を含んでおり、
第２の電圧供給手段は、前記第１の電圧よりも低い値を有している第２の電圧を供給する電圧調整器と、前記移送禁止手段から得られた前記ヘッドの移送禁止を示す信号に応答して前記ヘッド移送手段に対する前記第２の電圧の供給を禁止し且つ前記ヘッドの移送禁止後における前記ヘッドの移送を示す信号に応答して前記ヘッド移送手段に前記第２の電圧を選択的に供給するスイッチ又は制御素子（例えば、電源スイッチ３１又は駆動回路１４の制御素子又は電圧調整器２８のスイッチングトランジスタ）とを含んでおり、
前記ディスク回転用モータの起動後の正常回転時において前記ディスク回転用モータに前記第１の電圧供給手段を介して供給される第１の電流値と前記ヘッド移送手段に前記第２の電圧供給手段供給を介して供給される第２の電流値との合計が前記電力供給バスの前記所定の電流値よりも低くなるように前記第１及び第２の電圧の値が決定されていることを特徴とするディスク装置に係わるものである。
なお、請求項２に示すように回転用モータの最大電流値は移送手段の最大電流値の１倍〜２．５倍の範囲であることが望ましい。
また、請求項３に示すように回転用モータの正常回転時の平均電流値は移送手段の移送動作時の平均電流値の１倍〜２．５倍の範囲であることが望ましい。
また、請求項４に示すように、移送禁止手段をリキャリブレーション（ヘッドをトラックゼロ等の基準トラックに位置決めさせる動作）のために移送手段を駆動するための信号を所定時間が経過した後に前記第２の電圧供給手段の前記スイッチ又は制御素子に供給する回路とすることができる。
また、請求項５に示すように、トラック情報記憶手段を設け、ここへの電力供給をヘッドの移送停止及びディスク回転用モータの駆動停止中においても継続することが望ましい。
また、請求項６に示すようにＵＳＢインタフェースを使用し、このＵＳＢインタフェースの電力供給バスに第１及び第２の電圧供給手段を接続することができる。
また、請求項７に示すように、ディスク回転用モータの最大電流値を３００ｍＡ〜４００ｍＡの範囲、正常回転時の平均電流値を１００ｍＡ〜２５０ｍＡの範囲、移送手段の最大電流値を１００ｍＡ〜２４０ｍＡの範囲、平均電流値を５０ｍＡ〜２３０ｍＡの範囲にすることが望ましい。
また、請求項８に示すようにディスクをフロッピーディスクとし、移送手段をステッピングモータとリードスクリュ機構とすることが望ましい。
【０００６】
【発明の効果】
各請求項の発明によれば、ディスク回転用モータの駆動電圧と移送手段の駆動電圧とを同一の値に設定しないで異なる値に設定するので、それぞれの最大電流値及び平均電流値の調整が可能になり、それぞれの最大電流値及び平均電流値を所望範囲に収めることが容易になる。また、回転用モータの駆動開始時点から所定時間が経過するまでは、ヘッドの移送が禁止されるので、回転用モータの起動電流とヘッド移送手段の電流との和の値を抑えることができ、合計の最大電流の低減を合理的に図ることができる。この結果、ディスク回転用モータの電流とヘッド移送手段の電流との合計をインタフェースの電力供給バスの許容電流の範囲に抑えることができる。
また、一般にはディスク回転用モータの負荷トルクが移送手段の負荷トルクよりも大きいので、ディスク回転用モータの入力電流を抑えて要求されたトルクを得ることが可能になり、ディスク回転用モータの電流と移送手段の電流との差を小さくすること、及びこれ等の合計電流値を小さくすることができる。
また、請求項２の発明によれば、回転用モータの起動時における最大電流値の抑制を合理的に達成することができる。
また、請求項３の発明によれば、回転用モータの電流と移送手段の電流との和の値の抑制を合理的に達成することができる。
また、請求項４の発明によれば、移送手段の電流の低減を容易且つ確実に達成することができる。
また、請求項５の発明によれば、ヘッドの現在のトラック位置の情報を記憶しているので、次のシーク命令によるヘッドの移動量を低減できる可能性が生じ、シーク時間の短縮及び電力損失の低減を図ることができる。
また、請求項６の発明によれば、ＵＳＢインタフェースの電力供給バスによって電力を供給するので、回転用モータ、移送手段等の電源の構成が簡単になる。また、請求項７の発明によれば、ＵＳＢインタフェースの使用条件を合理的に満足する装置を提供できる。
また、請求項８の発明によれば、フロッピーディスクドライブの電流低減を合理的に達成することができる。
【０００７】
【実施形態及び実施例】
次に、図面を参照して本発明の実施形態及び実施例を説明する。
図１は本実施例に従うコンピュータシステムを概略的に示すものである。このコンピュータシステムは、パーソナル・コンピュータから成るＵＳＢコネクタを有するホスト・コンピュータ１にＵＳＢケーブル２及びＵＳＢハブ（hub ）３及びＵＳＢケーブル３３を介してフロッピーディスクドライブ装置４を接続することによって構成されている。コンピュータ１は周知のようにＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、キーボード、ＨＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ディスプレイ等から成る。
【０００８】
フロッピーディスクドライブ装置４は、大別して一般にフロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）と呼ばれている３．５インチ型ＦＤＤ本体部５とインタフェース部６とから成る。
【０００９】
ＦＤＤ本体部５は、記録媒体ディスクとしてのフロッピーディスク（可撓性磁気ディスク）７を使用してデータの記録及び再生を実行するものであって、ディスク回転用モータとしてのスピンドルモータ８と、この駆動回路９と、一対の信号変換磁気ヘッド１０、１１と、ヘッドキャリッジ１２と、ヘッド移送手段としてのステッピングモータ１３、この駆動回路１４、及びリードスクリュ機構１５と、リード・ライト回路１６と、トラックゼロセンサ１７と、制御回路１８とを有している。なお、ＦＤＤ本体部５における図１に示されている種々の構成要素及び図示されていない周知のディスクローディング機構、インデックスセンサ等は、容器（図示せず）に収容されている。
【００１０】
ディスク７はこのケースを伴なってＦＤＤ本体部５の容器に挿入され、スピンドルモータ８に結合されたターンテーブル８ａに装着され、データの記録再生時にはスピンドルモータ８によって３６０ｒｐｍまたは３００ｒｐｍに回転される。スピンドルモータ８に接続された駆動回路９はモータ８に電力を供給するものであり、電源端子９ａを有している。また、駆動回路９は制御回路１８にも接続され、モータオン信号Ｍonに基づいて動作する。
【００１１】
一対のヘッド１０、１１はキャリッジ１２に保持され、信号変換時にはディスク７の下面及び上面に接触する。
【００１２】
ヘッド１０、１１をディスク７の半径方向に移送するための手段を構成するために、ステッピングモータ１３とキャリッジ１２の間に周知のリードスクリュ機構１５が配置されている。ステッピングモータ１３に結合された駆動回路１４は、ステッピングモータ１３の励磁制御及び駆動を司るものであって、電源端子１４ａを有している。また、駆動回路１４は制御回路１８に接続され、ステップパルスＳp とステップ方向信号Ｄr に基づいて動作する。
【００１３】
リード・ライト回路１６は、一対のヘッド１０、１１と制御回路１８との間に接続され、データを記録するための周知のライト回路と、データを再生するための周知のリード回路とを含む。また、リード・ライト回路１６は電源端子１６ａを有する。
【００１４】
トラックゼロセンサ１７は、キャリッジ１２の位置の変化によってヘッド１０、１１のトラックゼロ（最外周トラック）の位置を光学的に検出して制御回路１８に通知する周知のセンサである。
【００１５】
制御回路１８は、インタフェース部６の出力ライン１９、２０、２１、２２、２３から供給されるモータオン信号Ｍon、ドライブセレクト信号Ｄs 、ステップパルスＳp 、ステップ方向信号Ｄr 、ライトデ−タＷｄに基づいてＦＤＤ本体部５の各部を制御してデータの記録及び再生を実行し、またライン２４によってリードデータＲd を、またライン２５によってトラックゼロ検出信号Ｔooをインタフェース部６に送るものである。制御回路１８に内蔵されているリキャリブレーション信号発生回路１８ｂは、ディスク７が挿入された後のスピンドルモータ８の起動期間の終了後の所定時間にヘッド１０、１１をトラックゼロに位置させるようにステッピングモータ１３を駆動するための内部ステップパルスを発生する回路である。
なお、制御回路１８とインタフェース部６との間は図１に示す代表的な信号ライン１９〜２５の他に、実際には更に多くの信号ラインが設けられている。しかし、これ等は説明を簡単にするために図１から省かれている。
【００１６】
インタフェース部６は、１枚のプリント基板上にＦＤＤ制御器即ちＦＤＣ２６と、ＵＳＢインタフェース２７と、４．３Ｖ電圧調整器２８と、３．３Ｖ電圧調整器２９と、第１及び第２の電源スイッチ３０、３１と、スイッチ制御器３２とを配置することによって構成されており、インタフェースボードと呼ぶことができるものである。
インタフェース部６はＵＳＢケーブル３３によって周知のＵＳＢハブ３に接続されている。なお、ＵＳＢケーブル３３の一方の端のコネクタ３３ａはＵＳＢハブ３に結合され、他方の端のコネクタ３３ｂはインタフェース部６のコネクタ３４に結合されている。また、ＵＳＢハブ３とコンピュータ１との間のケーブル２の一端はコネクタ２ｂによってコンピュータ１のＵＳＢコネクタ２ａに結合されている。周知のようにＵＳＢケーブル２、３３は２本の電源線から成る電力供給用バスと２本の信号線から成る信号バスとから成る。またＵＳＢハブ３は電源３ａを有し、ＵＳＢハブ３の下流のケーブルに電力を供給する。なお、図１においてＵＳＢケーブル３３にコネクタ３４で接続された信号ライン３４ａは、ケーブル３３内の２本信号線に接続される２本の信号ラインを包括的に示す。また、ＵＳＢケーブル３３にコネクタ３４で接続された電源ライン３８はケーブル３３内の２本電源ラインに接続される２本の電源ライン（正電源ラインと負又はグランドライン）とを包括的に示す。
図１ではＵＳＢケーブル３３がＵＳＢハブ３に接続されているが、ＵＳＢケーブル３３をコンピュータ１のＵＳＢコネクタ２ａに直接に結合することもできる。
また、ＵＳＢハブ３は４個の出力側コネクタを有するので、４個のＵＳＢケーブルを結合させることができる。
インタフェース部６の出力側はコネクタ３６によってＦＤＤ本体部５のコネクタ３５に結合されている。なお、インタフェース部６とＦＤＤ本体部５との間にもケーブルを介在させることができる。
【００１７】
ＦＤＣ２６は、フロッピーディスクドライブの分野で周知のものであり、ライン１９、２０、２１、２２、２３に周知のモータオン信号Ｍon、ドライブセレクト信号Ｄs 、ステップパルスＳp 、ステップ方向信号Ｄr 、ライトデータＷd に出力し、またライン２４、２５のリードデータＲd 及びトラックゼロ検出信号Ｔoo等を受け入れる。このＦＤＣ２６の電源端子３７は第１の電源スイッチ３０を介さないで５Ｖの電源ライン３８に接続されている。図２にはＦＤＣ２６の内部の一部が原理的に示されている。ＦＤＣ２６に含まれているモータオン信号発生回路３９はスピンドルモータ８の駆動を指令するモータオン信号Ｍonを発生する。ステップパルス発生回路４０はステッピングモータ１３の駆動を指令するステップパルスＳp を発生する。
【００１８】
ＵＳＢインタフェース２７はホストコンピュータ１とＦＤＣ２６との間に接続されている。即ち、ＵＳＢインタフェース２７の入力側端子はＵＳＢケーブル３３とハブ３とＵＳＢケーブル２を介してホストコンピュータ１に接続され、出力側端子はバス４１によってＦＤＣ２６に接続されている。また、ＵＳＢインタフェース２７の電源端子４２は３．３Ｖ電圧調整器２９に接続されている。
ＵＳＢインタフェース２７は図２に概略的に示すようにシリアル伝送の信号線３４ａに接続される入出力回路４３と、ＣＰＵ（中央処理装置）４４と、ＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）４５と、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）４６と、タイマ４７と、電圧検出回路３８ａとを有し、これ等はバス４１に接続されている。このＵＳＢインタフェース２７はＵＳＢの規格に従うシリアルデータをＦＤＣ２６に適合する形式のデータに変換し、また、ＦＤＣ２６の出力データをＵＳＢの規格に従うシリアルデータに変換してホストコンピュータ１に送る。なお、図２におけるＣＰＵ４４、ＲＯＭ４５、ＲＡＭ４６をインタ−フェ−ス２７に含めたが、これ等の一部又は全部をＦＤＣ２６に含めることもできる。
【００１９】
インタフェース部６の５Ｖ電源ライン３８は正電源ラインとグランド電源ラインの２本から成り、ＵＳＢケーブル３３の２本の電源線に接続されている。従って、インタフェース部６の５Ｖ電源ライン３８はＵＳＢハブ３の電源３ａから電力供給を受ける。５Ｖ電源ライン３８は４．３Ｖ電圧調整器２８と３．３Ｖ電圧調整器２９とＦＤＣ２６とスイッチ制御器３２に接続されていると共に、トランジスタ（半導体スイッチ）から成る第１の電源スイッチ３０を介してＦＤＤ本体部５のスピンドルモータ駆動回路９の電源端子９ａ、リード・ライト回路１６の電源端子１６ａ、及び制御回路１８の電源端子１８ａに接続されている。
【００２０】
４．３Ｖ電圧調整器２８は５Ｖの電圧を約４．３Ｖの電圧に下げるためのスイッチングレギュレータから成り、この出力端子はトランジスタ（半導体スイッチ）から成る第２の電源スイッチ３１を介してステッピングモータ駆動回路１４の電源端子１４ａに接続されている。なお、第２の電源スイッチ３１を独立に設ける代りに、４．３Ｖ電圧調整器２８に含まれているスイッチングトランジスタを電源スイッチとして兼用することができる。即ち、４．３Ｖの電力供給を停止する時に４．３Ｖ電圧調整器２８をオフ制御してもよい。
【００２１】
スイッチ制御器３２は、モータオン信号ライン１９とステップパルスライン２１とに接続され、モータオン信号ＭonとステップパルスＳp とに基づいて第１及び第２の電源スイッチ３０、３１をオン・オフ制御する信号を形成するものである。即ち、このスイッチ制御器３２は図３に示すモータオン信号Ｍonを反転して第１の電源スイッチ３０を制御するスイッチ制御回路３２ａを含んでいる。このスイッチ制御回路３２ａは図３のｔ3 〜ｔ11区間のモータオン信号Ｍonのスピンドルモータ８のオンを示す低レベルに応答して第１の電源スイッチ３０をオン制御する。従って、第１の電源スイッチ３０の出力段に接続された駆動回路９、リード・ライト回路１６及び制御回路１８は図３のｔ3 〜ｔ11期間に動作可能状態になり、これ以外は停止状態又はスタンバイ状態（待機状態）となり、電力を消費しない。
【００２２】
スイッチ制御回路３２の遅延回路３２ｂは例えばモノマルチバイブレータから成るタイマであって、図３のモータオン信号Ｍonが高レベルから低レベルに転換した時点ｔ3 よりも一定時間（例えば３００ｍｓ）後のｔ5 時点を示す信号を得るものである。この一定時間ｔ3 〜ｔ5 はスピンドルモータ８の起動期間に相当し、且つステッピングモータ１３及びこの駆動回路１４の駆動禁止期間に相当し、シ−ク時間を短縮するために好ましくは２５０〜５００ｍｓの範囲にされる。なお、この遅延回路３２ｂをヘッド移送禁止手段と呼ぶこともできる。遅延回路３２ｂに接続されたモノマルチバイブレータ（ＭＭＶ）３２ｃは図３のリキャリブレーション期間ｔ5 〜ｔ7 に相当する時間幅のパルスを形成し、これを第２の電源スイッチ３１の制御端子にオン制御信号として供給する。リキャリブレーションは周知のようにＦＤＤ本体部５の電源がオンになり且つディスク７が始めて挿入された時にヘッド１０、１１をディスク７のトラックゼロに位置決めすることである。この実施例では制御回路１８がリキャリブレーション回路１８ｂを内蔵し、図３のｔ5 〜ｔ7 期間に内部ステップパルスを発生し、ステッピングモータ１３を駆動し、ヘッド１０、１１をトラックゼロに移送する。トラックゼロセンサ１７がトラックゼロに対応するヘッド１０、１１の位置を検知すると、内部ステップパルスの発生が終了し、リキャリブレーションも終了する。リキャリブレーション回路１８ｂも図２の遅延回路３２ｂと同様な遅延回路を含んで、ｔ5 〜ｔ7 期間に動作するので、これを移送禁止手段を含む回路と考えることもできる。
【００２３】
再トリガ可能なモノマルチバイブレータ（ＭＭＶ）３２ｄは、ステップパルスライン２１の図３のｔ8 〜ｔ10に示すステップパルスでトリガされ、ｔ8 〜ｔ10よりも少し長い期間で連続的に高レベルになるパルスを出力し、第２の電源スイッチ３１の制御端子をオン制御する。即ち、再トリガ可能なＭＭＶ３２ｄは、正常なステップパルスの繰返し周期よりも少し長い所定時間内に次のトリガ（ステップパルス）が入力すると出力パルスの発生を継続し、最後のトリガ（ステップパルス）から所定時間後にパルスの発生を終了するものである。従って、第２の電源スイッチ３１は図３のステップパルスＳp の発生期間ｔ8 〜ｔ10にオン状態となり、ステッピングモータ駆動回路１４に４．３Ｖの電力を供給する。ステッピングモータ駆動回路１４は第２の電源スイッチ３１のオフ期間には電力供給を受けないので、このオフ期間での消費電力はゼロである。
図２ではスイッチ制御回路３２によるスイッチ制御の形成をモータオン信号ＭonとステップパルスＳp で行っているが、ＵＳＢインタフェース２７のＣＰＵ４４に基づいて第１及び第２の電源スイッチ３０、３１の制御信号を作成することもできる。また、第１及び第２の電源スイッチ３０、３１及びこの制御回路３２をＦＤＤ本体部５側に設けることもできる。
【００２４】
次に、図３を参照して図１のフロッピーディスクドライブ装置４の動作を説明する。ｔ1 時点でホストコンピュータ１の電源及びＵＳＢハブ３の電源３ａがオンになるか、又はフロッピーディスクドライブ装置４がケーブル３３によってＵＳＢハブ３に接続されると、ＵＳＢインタフェース２７及びＦＤＣ２６の電源電流Ｉ0 が流れ始める。ｔ1 〜ｔ3 期間及びｔ12以後の待機状態では第１及び第２の電源スイッチ３０、３１がオフであるので、５Ｖ電源ライン３８の合計電流Ｉt はインタフェース部６の電流にほぼ一致し、ＵＳＢの規格で決められている待機時の最大電流（０．５ｍＡ）以下の値になる。
【００２５】
図３ではｔ2 時点でディスク７がターンテーブル８ａ上に装着される。その後、ｔ3 時点でモータオン信号Ｍonが高レベルから低レベルに転換し、スピンドルモータ８のオン指令が発生すると、第１の電源スイッチ３０がオンになり、スピンドルモータ８に対する電力供給が開始し、第１の電源スイッチ３０を通って流れる電流Ｉm1はモータ８の起動電流の増大に伴い急激に大きくなる。ＵＳＢインタフェース規格では合計電流Ｉt を５００ｍＡ以下に抑えることが要求されているので、スピンドルモータ８の起動電流（最大電流）も５００ｍＡ以下でなければならない。従来のＦＤＤのスピンドルモータの巻数は小型化を図るためにさほど多くない。従って、従来のスピンドルモータには比較的大きい７４０ｍＡ程度の電流が流れたが、本実施例では従来に比べてスピンドルモータ８の巻数が増加され且つ導線の径が太くされ、トルクがアップされている。このため、スピンドルモータ８の起動時の最大電流は約４００ｍＡであり、正常回転時（リード・ライト時）の最大電流は約２５０ｍＡである。図３のｔ3 〜ｔ5 のスピンドルモータ８の起動期間には第２の電源スイッチ３１がオフであってステッピングモータ１３及びその駆動回路１４への電力供給が停止されている。このため、合計電流Ｉt は５００ｍＡ以下に抑えられる。即ち、ｔ3 〜ｔ5 の起動時の合計電流Ｉt は最大で約４００ｍＡ、正常回転時（リード・ライト）時において最大で約２５０ｍＡ、平均で約２００ｍＡである。
【００２６】
図３ではドライブセレクト信号Ｄs がｔ4 〜ｔ12まで低レベルになり、リード・ライト許可状態になる。また、図３のｔ5 〜ｔ7 期間に第２の電源スイッチ３１がオンになり、ステッピングモータ１３が動作可能になり、内部ステップパルスによってリキャリブレーション動作が生じる。この時、４．３Ｖ電圧調整器２８を通って電流Ｉm2が流れるが、この電流Ｉm2は最大で約２００ｍＡ、平均で約１００ｍＡであり、合計電流Ｉt が５００ｍＡ以上にならない。この例では、ｔ6 〜ｔ8 期間及びｔ9 〜ｔ11期間にデータのリード又はライトが実行されている。従って、この期間にリード・ライト電流Ｉrwが流れる。この電流は比較的小さいので、合計電流Ｉt が５００ｍＡ以下に保たれる。
【００２７】
図３のｔ8 〜ｔ9 の期間にシークのためのステップパルスＳp が発生すると、ｔ8 〜ｔ10の期間に第２の電源スイッチ３１がオンになり、ステッピングモータ１３が駆動される。ステッピングモータ１３は４．３Ｖの電圧で要求された出力トルクを得ることができるものであるので、ステッピングモータ１３の電流Ｉm2はｔ8 〜ｔ10のシーク時に最大で約２００ｍＡ、平均で約１００ｍＡである。従って、シーク時における合計電流Ｉt は５００ｍＡ以下に抑えられる。なお、合計電流Ｉｔを５００ｍＡ以下に抑えるために、スピンドルモ−タ８の最大電流値をステッピングモ−タ１３の最大電流の１〜２．５倍の範囲にすること、スピンドルモ−タ８の正常回転時の平均電流をステッピングモ−タ１３のステップ動作時の平均電流の１〜２．５倍の範囲にすること、またスピンドルモ−タ８の最大電流を３００〜４００ｍＡの範囲、この正常回転時の平均電流を１００〜２５０ｍＡの範囲とすること、ステッピングモ−タの最大電流を１００〜２４０ｍＡの範囲にすること、このステップ動作時の平均電流を５０〜２３０ｍＡの範囲にすることが望ましい。
【００２８】
この実施例では最後のステップパルスの終了時点ｔ9 の幾らか後のｔ10でステップングモ−タ１３の駆動が停止され、図３のｔ10時点以後において電流Ｉm2はゼロになる。また、ｔ11時点でモータオン信号Ｍonが高レベル状態（オフ状態）に戻り、ｔ12時点でドライブセレクト信号Ｄs が高レベル状態（オフ状態）に戻ってもＵＳＢインタフェース２７及びＦＤＣ２６の電源はオン状態に保たれている。即ち、一時停止状態（スリーブ状態）の時に一時停止状態になる直前の一対のヘッド１０、１１のトラック情報がＲＡＭ４６に保持されている。従って、もし、ｔ12以後においてもディスク７の装着状態が継続され、この状態で再びモータオン信号Ｍon及びドライフセレクト信号Ｄs が低レベル（オン状態）になった時には、現在のトラック情報を有しているので、ｔ5 〜ｔ7 に示したリキャリブレーション動作をさせることが不要になる。次のシーク指令が発生したら、このシーク指令で指定されたトラック番号とＲＡＭ４６に保持されている現在のトラック情報（番号）との差を求め、この差を解消するためのステップパルスを作成し、ステッピングモータ１３に送る。これにより、ヘッド１０、１１の送りが少なくなり、フロッピーディスクドライブ装置５の消費電力の低減を図ることができ、且つシーク時間（アクセスタイム）を短縮することができる。
【００２９】
図４及び図５は図１のＵＳＢハブ３からフロッピーディスクドライブ装置４に対する電力供給後の動作の流れを概略的に示すフローチャートである。ステップＳ1 で例えばハブ３にＵＳＢケーブル３３を接続し、電源投入状態にすると、次のステップＳ2 で図２の電圧検出回路３８ａから電源電圧Ｖs が２．２Ｖ以上であることを示す出力が得られているか否かをＣＰＵ４４で判定する。ステップＳ2 で２．２Ｖ以上を示すＹＥＳの出力が得られたら、次にステップＳ3 で２．２Ｖ以上の状態が３．５ｍｓ以上維持されているか否かを判定する。もし、ステップＳ3 で３．５ｍｓ経過していないことを示すＮＯの出力が得られた時には、電源電圧Ｖs が２．２Ｖよりも低くなったか否かをステップＳ4 で判断する。もし、ステップＳ4 で電源電圧Ｖs が２．２Ｖよりも低いことを示すＹＥＳの出力が得られた時には、電源に異常があると考えて、ステップＳ5 に示すようにＵＳＢインタフェース２７をシャットダウンする。ステップＳ3 で２．２Ｖ以上が３．５ｍｓ以上に保たれていることを示すＹＥＳの出力が得られた時にはステップＳ6 でＦＤＤの起動許可状態を設定する。
次に、図５のステップＳ7 においてホストコンピュータ１からコマンド（モータオン指令、ドライブセレクト指令、リードコマンド、ライトコマンド等）が供給されたか否かを判定する。そして、コマンドの入力を示すＹＥＳの出力がステップＳ7 で得られた時にはステップＳ8 でコマンドを実行し、データのリード又はライトをなし、再びステップＳ7 に戻り、コマンドの入力を待つ。
ステップＳ7 でコマンドが入力していないことを示すＮＯの出力が得られている時には、ステップＳ9 でシーク動作中か否かをチェックする。もし、シーク動作中であることを示すＹＥＳの出力が得られた時にはステップＳ7 に戻り、次のコマンドを待つ。また、ステップＳ9 でシーク動作中でないことを示すＮＯの出力が得られた時にはステップＳ10でスピンドルモータ８の回転が停止しているか否かを判定する。ステップＳ10でスピンドルモータ８が停止中でないことを示すＮＯの出力が得られた時にはステップＳ7 に戻り、次のコマンドを待つ。また、ステップＳ10でスピンドルモータ８が停止していることを示すＹＥＳの出力が得られた時には、ステップＳ11においてヘッド１０、１１の現在トラック情報をＲＡＭ４６に記憶させる。次に、ステップＳ12に示すようにスリープモード（一時停止モード）となり、ステップＳ13でコマンドが入力したか否かを判断する。ステップＳ13でコマンド入力が無い場合はスリープモードを継続する。ステップＳ13でコマンド入力が有ることを示すＹＥＳの出力が発生した時には、ステップ８でコマンドを実行し、データをリード又はライトする。
【００３０】
上述から明らかなように本実施例によれば、次の作用効果が得られる。
（１）スピンドルモータ８のトルクを大きくすることによってこの電流値を低減したので、ＦＤＤ本体部５とインタフェース部６との合計電流Ｉt をＵＳＢ規格の最大電流５００ｍＡ以下にすることができ、ＦＤＤをＵＳＢインタフェースを介してホストコンピュータ１に接続することが可能になり、ＦＤＤの外部接続が容易になる。
（２）スピンドルモータ８等のための５Ｖの電源とステッピングモータ１３のための４．３Ｖ電圧調整器２８とを設けたので、スピンドルモータ８とステッピングモータ１３に適正な電圧を供給し、消費電力及び電流の最適化を図ることができる。
（３）５Ｖ電源に第１の電源スイッチ３０を設け、４．３Ｖ電源に第２の電源スイッチ３１を設けたので、ＦＤＤ本体部５の中の各部の電力供給を分離して制御することができ、合理的に消費電力の低減を図ることができる。
（４）ステッピングモータ１３はスピンドルモータ８の起動期間に駆動されないので、両者の電流の合計値がＵＳＢ規格の５００ｍＡ以下に抑えられる。
（５）待機時に０．５ｍＡ以下にするためにＦＤＤ装置４の多くの部分の電力供給を停止するが、トラック情報は保持するので、次のアクセス時においてこのトラック情報を使用してシークを短時間の内に達成することができる。また、トラック情報を保持しているので、デイスク挿入中にスピンドルモ−タ８を再起動した時のリキャリブレ−ションが不要になり、これによる電力損失を低減することができる。
（６）電源を５Ｖ、４．３Ｖ、３．３Ｖの３つに分けたことによる電流低減効果、スピンドルモータ８の高トルク化による電流低減効果、スピンドルモータ８の起動電流の抑制、スリープモードにおけるトラック情報保持による消費電力低減効果の組み合せによって合理的に消費電力及び電流の低減ができ、ＵＳＢインタフェースを介してのＦＤＤの接続が合理的に達成できる。
【００３１】
【変形例】
本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば次の変形が可能なものである。
（１）リード・ライト回路１６、制御回路１８等の電源電圧を５Ｖとは異なる電圧に設定し、電流抑制を更に細かく行うことができる。
（２）インタフェース部６をＦＤＤ本体部５に内蔵させることができる。
（３）第２の電源スイッチ３１によってｔ3 〜ｔ5 期間のステッピングモータ１３の駆動を禁止せずに、リキャリブレーションのための内部ステップパルスの発生期間をｔ5 〜ｔ7 に特定することのみによって起動期間ｔ1 〜ｔ3 の電流を抑制してもよい。また、リキャリブレーション指令をホストコンピュータ１から与えることができる。
（４）ヘッド１０、１１の移送手段としてステッピングモータ１３以外のリニアモータ等の別のモータを使用することができる。
（５）第１及び第２の電源スイッチ３０、３１をＣＰＵ４４で制御することができる。
（６）第１の電源スイッチ３０を設ける代りに駆動回路９に含まれる制御素子（半導体素子）、リード・ライト回路１６に含まれる制御素子、制御回路１８に含まれる制御素子をオフにして電力供給を停止することができる。また、第２の電源スイッチ３１の代りに駆動回路１４の制御素子をオフにして電力供給を停止することもできる。
（７）ＦＤＤに限ることなく、これに類似の磁気ディスク装置又は光ディスク装置にも本発明を適用することができる。
（８）ディスク７の回転用モ−タとしてステッピングモ−タを使用することがてきる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に従うフロッピーディスクドライブ装置を含むコンピュータシステムを示すブロック図である。
【図２】図１のＦＤＣ、ＵＳＢインタフェース２７、スイッチ制御回路を概略的に示すブロック図である。
【図３】図１の各部の波形図である。
【図４】図１の装置の動作の流れの前半を示す図である。
【図５】図１の装置の動作の流れの後半を示す図である。
【符号の説明】
３ＵＳＢハブ
４フロッピーディスクドライブ装置
５ＦＤＤ本体部
６インタフェース部
３１、３２第１及び第２の電源スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a disk device such as a floppy disk drive connected to a host computer via a USB interface.
[0002]
[Prior art]
A floppy disk drive (hereinafter referred to as FDD) is built in most computers (personal computers). Further, the FDD may be connected to an external connection connector of a personal computer via an interface. In both the built-in and externally connected FDDs, a significant reduction in size and power saving has been achieved.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
A USB (Universal Serial Bus) interface is known as a new interface for connecting a peripheral device to a personal computer. This USB interface is a serial interface used when connecting a peripheral device that does not require a high transfer speed, such as a keyboard, mouse, handy scanner, etc., to a personal computer. By using a relay device called a USB hub, a plurality of low-power devices can be used. The peripheral device can be connected in a tree shape. When a power source is provided in the USB hub, the allowable current of the USB cable connected to the USB hub can be increased. However, the maximum allowable current of the power supply bus of this USB cable is 500 mA. By the way, since the maximum current of the conventional 3.5-inch FDD is about 700 to 800 mA, the conventional FDD cannot be connected to the personal computer via the USB interface. If the FDD can be connected to the personal computer via the USB interface and power can be supplied to the FDD via the USB interface, external connection of the FDD to the personal computer becomes extremely easy.
The connection to the personal computer via the FDD USB interface has been described above. However, even when the FDD is connected to the host computer by means other than USB, reduction of maximum current and reduction of power consumption may be required. Further, not only the FDD but also a disc recording / reproducing apparatus similar to this may require a reduction in maximum current and a reduction in power consumption.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a disk device capable of rationally reducing the maximum current.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the above object, the present invention is directed to recording or reproducing data using a recording medium disk connected to a host computer and having concentric or spiral tracks. A disk device,
An interface having a power supply bus connected to the host computer and whose allowable current is limited to a predetermined current value;
It is connected to the power supply bus via a first voltage supply means, and its maximum current value is set lower than the predetermined current value of the power supply bus.A disk rotation motor;
A signal conversion head for recording data on the disk or reproducing data from the disk;
For transferring the head in the radial direction of the disk,It is connected to the power supply bus via the second voltage supply means, and the maximum current value is set lower than the maximum current value supplied to the disk rotation motor.A head transfer means;
Prohibition of transfer of the head by the head transfer means during a start-up period from when the drive of the disk rotation motor starts until a predetermined time elapsesSend a signal indicatingTransportation prohibition means,
The first voltage supply means selectively supplies a first voltage to the disk rotation motor in response to a motor-on signal indicating an on period of the disk rotation motor. Switch 30 or control element of the drive circuit 9),
The second voltage supply means includes a voltage regulator for supplying a second voltage having a value lower than the first voltage, and a signal indicating inhibition of transfer of the head obtained from the transfer inhibition means. The second voltage is prohibited from being supplied to the head transfer means in response to the head and the second voltage is selected by the head transfer means in response to a signal indicating the transfer of the head after the head transfer is prohibited. Switch or control element (e.g., power switch 31 or drive circuit 14 control element or voltage regulator 28) Switching transistor),
The first current value supplied to the disk rotation motor via the first voltage supply means and the second voltage supply means to the head transfer means during normal rotation after the start of the disk rotation motor. The values of the first and second voltages are determined such that the sum of the second current value supplied via the supply is lower than the predetermined current value of the power supply bus.The present invention relates to a disk device characterized by the above.
Claims2As shown in the figure, it is desirable that the maximum current value of the rotary motor is in the range of 1 to 2.5 times the maximum current value of the transfer means.
Claims3As shown in the figure, the average current value during normal rotation of the motor for rotation is preferably in the range of 1 to 2.5 times the average current value during the transfer operation of the transfer means.
Claims4As shown inTheRecalibrationN(Operation to position the head on a reference track such as track zero)A signal for driving the transfer means is supplied to the switch or control element of the second voltage supply means after a predetermined time has elapsedIt can be a circuit.
Claims5As shown in FIG. 5, it is desirable to provide a track information storage means and continue to supply power to the head even when the head is stopped and the disk rotation motor is stopped.
Claims6As shown in FIG. 5, the USB interface can be used, and the first and second voltage supply means can be connected to the power supply bus of the USB interface.
Claims7As shown in Fig. 2, the maximum current value of the disk rotating motor is in the range of 300 mA to 400 mA, the average current value during normal rotation is in the range of 100 mA to 250 mA, the maximum current value of the transfer means is in the range of 100 mA to 240 mA, and the average current value is Is preferably in the range of 50 mA to 230 mA.
Claims8It is desirable that the disk be a floppy disk and the transfer means be a stepping motor and a lead screw mechanism as shown in FIG.
[0006]
【The invention's effect】
According to the invention of each claim, since the drive voltage of the disk rotation motor and the drive voltage of the transfer means are set to different values without setting them to the same value, adjustment of the respective maximum current value and average current value can be performed. It becomes possible, and it becomes easy to keep each maximum current value and average current value in a desired range. Further, since the head transfer is prohibited until a predetermined time has elapsed from the start of driving of the rotation motor, the sum of the starting current of the rotation motor and the current of the head transfer means can be suppressed, The total maximum current can be rationally reduced. As a result, the sum of the current of the disk rotation motor and the current of the head transfer means can be suppressed to the allowable current range of the interface power supply bus.
MaOneGenerally, since the load torque of the disk rotation motor is larger than the load torque of the transfer means, it is possible to obtain the required torque by suppressing the input current of the disk rotation motor. The difference from the current of the transfer means can be reduced, and the total current value of these can be reduced.
Claims2According to the invention, it is possible to rationally achieve the suppression of the maximum current value at the time of starting the rotation motor.
Claims3According to the invention, it is possible to reasonably achieve suppression of the sum of the current of the motor for rotation and the current of the transfer means.
Also billedItem 4According to this invention, it is possible to easily and reliably achieve a reduction in the current of the transfer means.
Claims5According to the invention, since the information of the current track position of the head is stored, there is a possibility that the amount of movement of the head due to the next seek command can be reduced, and the seek time and power loss are reduced. Can do.
Claims6According to the invention, since power is supplied through the power supply bus of the USB interface, the configuration of the power source such as the motor for rotation and the transfer means is simplified. Claims7According to the present invention, it is possible to provide a device that reasonably satisfies the use conditions of the USB interface.
Claims8According to the present invention, current reduction of the floppy disk drive can be reasonably achieved.
[0007]
Embodiment and Examples
Next, embodiments and examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows a computer system according to the present embodiment. This computer system is configured by connecting a floppy disk drive device 4 via a USB cable 2, a USB hub (hub) 3 and a USB cable 33 to a host computer 1 having a USB connector composed of a personal computer. . As is well known, the computer 1 includes a CPU, ROM, RAM, keyboard, HDD, CD-ROM, display, and the like.
[0008]
The floppy disk drive 4 is roughly composed of a 3.5-inch type FDD main body 5 and an interface 6 which are generally called a floppy disk drive (FDD).
[0009]
The FDD main unit 5 performs data recording and reproduction using a floppy disk (flexible magnetic disk) 7 as a recording medium disk, and includes a spindle motor 8 as a disk rotation motor, A drive circuit 9, a pair of signal conversion magnetic heads 10, 11, a head carriage 12, a stepping motor 13 as a head transfer means, this drive circuit 14, a read screw mechanism 15, a read / write circuit 16, and a track A zero sensor 17 and a control circuit 18 are provided. Note that various components shown in FIG. 1 in the FDD main body 5 and well-known disk loading mechanisms, index sensors, and the like not shown are accommodated in a container (not shown).
[0010]
The disk 7 is inserted into the container of the FDD main body 5 with this case, and is mounted on a turntable 8a coupled to the spindle motor 8. The disk 7 is rotated by the spindle motor 8 to 360 rpm or 300 rpm at the time of data recording / reproduction. A drive circuit 9 connected to the spindle motor 8 supplies power to the motor 8 and has a power supply terminal 9a. The drive circuit 9 is also connected to the control circuit 18 and operates based on the motor-on signal Mon.
[0011]
The pair of heads 10 and 11 is held by the carriage 12 and contacts the lower surface and the upper surface of the disk 7 during signal conversion.
[0012]
A known lead screw mechanism 15 is disposed between the stepping motor 13 and the carriage 12 in order to constitute a means for transferring the heads 10 and 11 in the radial direction of the disk 7. The drive circuit 14 coupled to the stepping motor 13 controls the excitation control and drive of the stepping motor 13 and has a power supply terminal 14a. The drive circuit 14 is connected to the control circuit 18 and operates based on the step pulse Sp and the step direction signal Dr.
[0013]
The read / write circuit 16 is connected between the pair of heads 10 and 11 and the control circuit 18 and includes a known write circuit for recording data and a known read circuit for reproducing data. The read / write circuit 16 has a power supply terminal 16a.
[0014]
The track zero sensor 17 is a well-known sensor that optically detects the position of the track zero (outermost track) of the heads 10 and 11 according to a change in the position of the carriage 12 and notifies the control circuit 18 of the position.
[0015]
The control circuit 18 performs FDD based on the motor-on signal Mon, the drive select signal Ds, the step pulse Sp, the step direction signal Dr, and the write data Wd supplied from the output lines 19, 20, 21, 22, and 23 of the interface unit 6. Data is recorded and reproduced by controlling each part of the main body 5, and the read data Rd is sent to the interface unit 6 through the line 24 and the track zero detection signal Too is sent to the interface unit 6 through the line 25. The recalibration signal generation circuit 18b built in the control circuit 18 positions the heads 10 and 11 at track zero at a predetermined time after the start-up period of the spindle motor 8 after the disk 7 is inserted. This circuit generates an internal step pulse for driving the stepping motor 13.
In addition to the representative signal lines 19 to 25 shown in FIG. 1, more signal lines are actually provided between the control circuit 18 and the interface unit 6. However, these have been omitted from FIG. 1 for ease of explanation.
[0016]
The interface unit 6 includes an FDD controller or FDC 26, a USB interface 27, a 4.3V voltage regulator 28, a 3.3V voltage regulator 29, and first and second power switches on a single printed circuit board. 30 and 31 and the switch controller 32 are arranged, and can be called an interface board.
The interface unit 6 is connected to a known USB hub 3 by a USB cable 33. The connector 33 a at one end of the USB cable 33 is coupled to the USB hub 3, and the connector 33 b at the other end is coupled to the connector 34 of the interface unit 6. One end of the cable 2 between the USB hub 3 and the computer 1 is coupled to the USB connector 2a of the computer 1 by a connector 2b. As is well known, the USB cables 2 and 33 include a power supply bus composed of two power supply lines and a signal bus composed of two signal lines. The USB hub 3 has a power source 3 a and supplies power to a cable downstream of the USB hub 3. In FIG. 1, the signal line 34 a connected to the USB cable 33 with the connector 34 comprehensively indicates two signal lines connected to the two signal lines in the cable 33. A power line 38 connected to the USB cable 33 with a connector 34 comprehensively represents two power lines (positive power line and negative or ground line) connected to the two power lines in the cable 33.
Although the USB cable 33 is connected to the USB hub 3 in FIG. 1, the USB cable 33 can be directly coupled to the USB connector 2 a of the computer 1.
Further, since the USB hub 3 has four output side connectors, four USB cables can be coupled.
The output side of the interface unit 6 is coupled to the connector 35 of the FDD main unit 5 by a connector 36. A cable can also be interposed between the interface unit 6 and the FDD main body unit 5.
[0017]
The FDC 26 is well known in the field of floppy disk drives, and is well-known on the lines 19, 20, 21, 22, and 23 to the motor on signal Mon, drive select signal Ds, step pulse Sp, step direction signal Dr, and write data Wd. It also outputs the read data Rd on the lines 24 and 25 and the track zero detection signal Too. The power terminal 37 of the FDC 26 is connected to the 5V power line 38 without going through the first power switch 30. FIG. 2 shows a part of the inside of the FDC 26 in principle. A motor-on signal generation circuit 39 included in the FDC 26 generates a motor-on signal Mon that instructs the spindle motor 8 to be driven. The step pulse generation circuit 40 generates a step pulse Sp that commands the driving of the stepping motor 13.
[0018]
The USB interface 27 is connected between the host computer 1 and the FDC 26. That is, the input terminal of the USB interface 27 is connected to the host computer 1 via the USB cable 33, the hub 3, and the USB cable 2, and the output terminal is connected to the FDC 26 via the bus 41. The power supply terminal 42 of the USB interface 27 is connected to the 3.3V voltage regulator 29.
As schematically shown in FIG. 2, the USB interface 27 includes an input / output circuit 43 connected to a serial transmission signal line 34a, a CPU (Central Processing Unit) 44, a ROM (Read Only Memory) 45, and a RAM. (Random Access Memory) 46, a timer 47, and a voltage detection circuit 38a are connected to the bus 41. The USB interface 27 converts serial data conforming to the USB standard into data of a format compatible with the FDC 26, and converts output data of the FDC 26 into serial data conforming to the USB standard and sends the serial data to the host computer 1. 2 includes the CPU 44, the ROM 45, and the RAM 46 in the interface 27, but some or all of them may be included in the FDC 26.
[0019]
The 5V power supply line 38 of the interface unit 6 includes two power supply lines, a positive power supply line and a ground power supply line, and is connected to the two power supply lines of the USB cable 33. Therefore, the 5V power supply line 38 of the interface unit 6 is supplied with power from the power supply 3 a of the USB hub 3. The 5V power supply line 38 is connected to the 4.3V voltage regulator 28, the 3.3V voltage regulator 29, the FDC 26, and the switch controller 32, and via a first power switch 30 comprising a transistor (semiconductor switch). The power supply terminal 9 a of the spindle motor drive circuit 9 of the FDD main body 5, the power supply terminal 16 a of the read / write circuit 16, and the power supply terminal 18 a of the control circuit 18 are connected.
[0020]
The 4.3V voltage regulator 28 is composed of a switching regulator for lowering the voltage of 5V to a voltage of about 4.3V, and its output terminal is driven by a stepping motor through a second power switch 31 composed of a transistor (semiconductor switch). The power supply terminal 14a of the circuit 14 is connected. Instead of providing the second power switch 31 independently, the switching transistor included in the 4.3 V voltage regulator 28 can also be used as a power switch. That is, when the 4.3V power supply is stopped, the 4.3V voltage regulator 28 may be turned off.
[0021]
The switch controller 32 is connected to the motor-on signal line 19 and the step pulse line 21 and outputs a signal for controlling on / off of the first and second power switches 30, 31 based on the motor-on signal Mon and the step pulse Sp. To form. That is, the switch controller 32 includes a switch control circuit 32a for inverting the motor-on signal Mon shown in FIG. 3 and controlling the first power switch 30. The switch control circuit 32a turns on the first power switch 30 in response to a low level indicating that the spindle motor 8 is turned on in the motor on signal Mon in the period t3 to t11 in FIG. Therefore, the drive circuit 9, the read / write circuit 16 and the control circuit 18 connected to the output stage of the first power switch 30 are operable during the period t3 to t11 in FIG. State (standby state) and does not consume power.
[0022]
The delay circuit 32b of the switch control circuit 32 is a timer composed of, for example, a mono-multivibrator, and the time t5 after a certain time (for example, 300 ms) from the time t3 when the motor-on signal Mon in FIG. The signal shown is obtained. This fixed time t3 to t5 corresponds to the start-up period of the spindle motor 8 and corresponds to the drive inhibition period of the stepping motor 13 and the drive circuit 14, and is preferably in the range of 250 to 500 ms in order to shorten the seek time. To be. The delay circuit 32b can also be referred to as head transfer prohibiting means. The mono multivibrator (MMV) 32c connected to the delay circuit 32b forms a pulse having a time width corresponding to the recalibration period t5 to t7 in FIG. 3, and this is turned on to the control terminal of the second power switch 31. Supply as a signal. As is well known, the recalibration is to position the heads 10 and 11 at the track zero of the disk 7 when the FDD main unit 5 is turned on and the disk 7 is inserted for the first time. In this embodiment, the control circuit 18 includes a recalibration circuit 18b, generates an internal step pulse during the period t5 to t7 in FIG. 3, drives the stepping motor 13, and moves the heads 10 and 11 to track zero. When the track zero sensor 17 detects the positions of the heads 10 and 11 corresponding to the track zero, the generation of the internal step pulse is terminated and the recalibration is also terminated. The recalibration circuit 18b also includes a delay circuit similar to the delay circuit 32b of FIG. 2, and operates during the period t5 to t7. Therefore, this can be considered as a circuit including transfer prohibiting means.
[0023]
The retriggerable mono multivibrator (MMV) 32d is triggered by a step pulse indicated by t8 to t10 in FIG. 3 in the step pulse line 21 and continuously rises to a high level in a period slightly longer than t8 to t10. The control terminal of the second power switch 31 is turned on. That is, the retriggerable MMV 32d continues to generate an output pulse when the next trigger (step pulse) is input within a predetermined time slightly longer than the normal step pulse repetition period, and from the last trigger (step pulse). The generation of the pulse is terminated after a predetermined time. Accordingly, the second power switch 31 is turned on during the generation period t8 to t10 of the step pulse Sp shown in FIG. 3 and supplies the stepping motor drive circuit 14 with 4.3V power. Since the stepping motor drive circuit 14 does not receive power supply during the OFF period of the second power switch 31, the power consumption during this OFF period is zero.
In FIG. 2, the switch control circuit 32 forms the switch control with the motor-on signal Mon and the step pulse Sp, but the control signals for the first and second power switches 30 and 31 are created based on the CPU 44 of the USB interface 27. You can also Further, the first and second power switches 30 and 31 and the control circuit 32 may be provided on the FDD main body 5 side.
[0024]
Next, the operation of the floppy disk drive device 4 of FIG. 1 will be described with reference to FIG. When the power source of the host computer 1 and the power source 3a of the USB hub 3 are turned on at time t1, or the floppy disk drive 4 is connected to the USB hub 3 by the cable 33, the power source current I0 of the USB interface 27 and the FDC 26 is Start flowing. Since the first and second power switches 30, 31 are off in the standby state after t1 to t3 and after t12, the total current It of the 5V power supply line 38 substantially matches the current of the interface unit 6, and the USB standard. The value is equal to or less than the maximum current (0.5 mA) at the time of standby determined by.
[0025]
In FIG. 3, the disk 7 is mounted on the turntable 8a at time t2. Thereafter, when the motor-on signal Mon changes from the high level to the low level at time t3 and the spindle motor 8 on command is generated, the first power switch 30 is turned on, and the power supply to the spindle motor 8 is started. The current Im1 flowing through one power switch 30 increases rapidly as the starting current of the motor 8 increases. Since the USB interface standard requires that the total current It be suppressed to 500 mA or less, the starting current (maximum current) of the spindle motor 8 must also be 500 mA or less. The number of turns of a conventional FDD spindle motor is not so large in order to reduce the size. Therefore, a relatively large current of about 740 mA flows through the conventional spindle motor. In this embodiment, however, the number of turns of the spindle motor 8 is increased and the diameter of the conducting wire is increased and the torque is increased as compared with the conventional spindle motor. . Therefore, the maximum current when the spindle motor 8 is started is about 400 mA, and the maximum current during normal rotation (read / write) is about 250 mA. During the start-up period of the spindle motor 8 from t3 to t5 in FIG. 3, the second power switch 31 is off and power supply to the stepping motor 13 and its drive circuit 14 is stopped. For this reason, the total current It is suppressed to 500 mA or less. That is, the total current It at the time of starting from t3 to t5 is about 400 mA at the maximum, about 250 mA at the normal rotation (read / write), and about 200 mA on the average.
[0026]
In FIG. 3, the drive select signal Ds becomes a low level from t4 to t12, and the read / write permission state is entered. Further, the second power switch 31 is turned on during the period from t5 to t7 in FIG. 3, the stepping motor 13 becomes operable, and the recalibration operation is generated by the internal step pulse. At this time, a current Im2 flows through the 4.3V voltage regulator 28. This current Im2 is about 200 mA at maximum and about 100 mA on average, and the total current It does not exceed 500 mA. In this example, data is read or written during the period from t6 to t8 and from t9 to t11. Accordingly, the read / write current Irw flows during this period. Since this current is relatively small, the total current It is kept below 500 mA.
[0027]
When a step pulse Sp for seek occurs in the period from t8 to t9 in FIG. 3, the second power switch 31 is turned on in the period from t8 to t10, and the stepping motor 13 is driven. Since the stepping motor 13 can obtain the required output torque at a voltage of 4.3 V, the current Im2 of the stepping motor 13 is about 200 mA at the maximum and about 100 mA on the average when seeking from t8 to t10. Therefore, the total current It at the time of seek is suppressed to 500 mA or less. In order to suppress the total current It to 500 mA or less, the maximum current value of the spindle motor 8 is set to a range of 1 to 2.5 times the maximum current of the stepping motor 13, and the spindle motor 8 is normal. The average current during rotation should be in the range of 1 to 2.5 times the average current during step operation of the stepping motor 13, and the maximum current of the spindle motor 8 should be in the range of 300 to 400 mA. It is desirable that the average current of the stepping motor is in the range of 100 to 250 mA, the maximum current of the stepping motor is in the range of 100 to 240 mA, and the average current during the step operation is in the range of 50 to 230 mA.
[0028]
In this embodiment, the driving of the stepping motor 13 is stopped at some time t10 after the end time t9 of the last step pulse, and the current Im2 becomes zero after the time t10 in FIG. Also, the motor interface signal Mon returns to the high level (off state) at time t11, and the power supply of the USB interface 27 and the FDC 26 remains on even when the drive select signal Ds returns to the high level (off state) at time t12. I'm leaning. That is, the track information of the pair of heads 10 and 11 immediately before entering the temporary stop state in the temporary stop state (sleeve state) is held in the RAM 46. Therefore, if the disc 7 is continuously mounted after t12, and the motor-on signal Mon and the dlife select signal Ds are again at a low level (on state) in this state, the current track information is stored. Therefore, it is not necessary to perform the recalibration operation shown at t5 to t7. When the next seek command is generated, a difference between the track number designated by this seek command and the current track information (number) held in the RAM 46 is obtained, and a step pulse for eliminating this difference is created, It is sent to the stepping motor 13. As a result, the feed of the heads 10 and 11 is reduced, the power consumption of the floppy disk drive device 5 can be reduced, and the seek time (access time) can be shortened.
[0029]
4 and 5 are flowcharts schematically showing the flow of operations after power is supplied from the USB hub 3 to the floppy disk drive device 4 in FIG. In step S1, for example, when the USB cable 33 is connected to the hub 3 and the power is turned on, an output indicating that the power supply voltage Vs is 2.2 V or more is obtained from the voltage detection circuit 38a of FIG. 2 in the next step S2. It is determined by the CPU 44 whether or not. If a YES output indicating 2.2V or higher is obtained in step S2, it is next determined in step S3 whether the state of 2.2V or higher is maintained for 3.5 ms or longer. If a NO output indicating that 3.5 ms has not elapsed in step S3 is obtained, it is determined in step S4 whether the power supply voltage Vs is lower than 2.2V. If a YES output indicating that the power supply voltage Vs is lower than 2.2 V is obtained in step S4, the power supply is considered abnormal and the USB interface 27 is shut down as shown in step S5. In step S3, when an output of YES indicating that 2.2 V or more is maintained at 3.5 ms or more is obtained, the FDD activation permission state is set in step S6.
Next, in step S7 in FIG. 5, it is determined whether or not a command (motor on command, drive select command, read command, write command, etc.) is supplied from the host computer 1. When a YES output indicating command input is obtained in step S7, the command is executed in step S8, data is read or written, and the process returns to step S7 again to wait for command input.
If NO output indicating that no command is input is obtained in step S7, it is checked in step S9 whether or not a seek operation is being performed. If a YES output indicating that a seek operation is in progress is obtained, the process returns to step S7 to wait for the next command. Further, when NO output indicating that the seek operation is not being performed is obtained in step S9, it is determined whether or not the rotation of the spindle motor 8 is stopped in step S10. When NO output indicating that the spindle motor 8 is not stopped is obtained in step S10, the process returns to step S7 to wait for the next command. When a YES output indicating that the spindle motor 8 is stopped is obtained in step S10, the current track information of the heads 10 and 11 is stored in the RAM 46 in step S11. Next, as shown in step S12, the sleep mode (pause mode) is set, and it is determined whether or not a command is input in step S13. If no command is input in step S13, the sleep mode is continued. When a YES output indicating that there is a command input occurs in step S13, the command is executed in step 8 to read or write data.
[0030]
As apparent from the above, according to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
(1) Since this current value is reduced by increasing the torque of the spindle motor 8, the total current It of the FDD main body 5 and the interface unit 6 can be reduced to a maximum current of 500 mA or less according to the USB standard. It becomes possible to connect to the host computer 1 through the USB interface, and external connection of the FDD becomes easy.
(2) Since a 5V power supply for the spindle motor 8 and the like and a 4.3V voltage regulator 28 for the stepping motor 13 are provided, an appropriate voltage is supplied to the spindle motor 8 and the stepping motor 13 to consume power. In addition, the current can be optimized.
(3) Since the first power switch 30 is provided in the 5V power supply and the second power switch 31 is provided in the 4.3V power supply, the power supply of each part in the FDD main body 5 can be controlled separately. This can rationally reduce power consumption.
(4) Since the stepping motor 13 is not driven during the start-up period of the spindle motor 8, the total value of both currents can be suppressed to 500 mA or less of the USB standard.
(5) Although the power supply of many parts of the FDD device 4 is stopped in order to reduce the current to 0.5 mA or less during standby, the track information is retained, so that the seek is shortened using this track information at the next access. Can be achieved in time. Further, since the track information is held, recalibration when the spindle motor 8 is restarted during disk insertion becomes unnecessary, and power loss due to this can be reduced.
(6) Current reduction effect by dividing the power supply into three of 5V, 4.3V, 3.3V, current reduction effect by increasing the torque of the spindle motor 8, suppression of the starting current of the spindle motor 8, and sleep mode Power consumption and current can be rationally reduced by combining power consumption reduction effects by keeping track information, and FDD connection via the USB interface can be reasonably achieved.
[0031]
[Modification]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, the following modifications are possible.
(1) The power supply voltage of the read / write circuit 16, the control circuit 18, etc. can be set to a voltage different from 5V, and the current can be further controlled.
(2) The interface unit 6 can be built in the FDD main unit 5.
(3) The start period is determined only by specifying the generation period of the internal step pulse for recalibration as t5 to t7 without prohibiting the stepping motor 13 from being driven by the second power switch 31 during the period of t3 to t5. You may suppress the electric current of t1-t3. A recalibration command can be given from the host computer 1.
(4) Another motor such as a linear motor other than the stepping motor 13 can be used as the transfer means for the heads 10 and 11.
(5) The first and second power switches 30 and 31 can be controlled by the CPU 44.
(6) Instead of providing the first power switch 30, the control element (semiconductor element) included in the drive circuit 9, the control element included in the read / write circuit 16, and the control element included in the control circuit 18 are turned off to provide power. Supply can be stopped. Also, the power supply can be stopped by turning off the control element of the drive circuit 14 instead of the second power switch 31.
(7) The present invention can be applied not only to the FDD but also to a similar magnetic disk device or optical disk device.
(8) A stepping motor can be used as a rotating motor for the disk 7.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a computer system including a floppy disk drive device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the FDC, USB interface 27, and switch control circuit of FIG. 1;
FIG. 3 is a waveform diagram of each part in FIG. 1;
4 is a diagram showing the first half of the operation flow of the apparatus of FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a diagram showing the second half of the operation flow of the apparatus of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
3 USB hub
4 Floppy disk drive device
5 FDD body
6 Interface part
31, 32 First and second power switches

Claims

A disk device for recording or reproducing data using a recording medium disk connected to a host computer and having concentric or spiral tracks,
An interface having a power supply bus connected to the host computer and whose allowable current is limited to a predetermined current value;
A disk rotation motor connected to the power supply bus via a first voltage supply means and having a maximum current value set lower than the predetermined current value of the power supply bus ;
A signal conversion head for recording data on the disk or reproducing data from the disk;
The head is moved in the radial direction of the disk, and is connected to the power supply bus via a second voltage supply means, and the maximum current value is supplied to the disk rotation motor. Head transfer means set lower than the maximum current value to be supplied ;
A transfer prohibiting means for sending a signal indicating that the head transfer means prohibits the transfer of the head during a start-up period from when the disk rotation motor starts to be driven until a predetermined time elapses;
The first voltage supply means includes a switch or a control element that selectively supplies the first voltage to the disk rotation motor in response to a motor-on signal indicating an on period of the disk rotation motor. ,
The second voltage supply means includes a voltage regulator for supplying a second voltage having a value lower than the first voltage, and a signal indicating inhibition of transfer of the head obtained from the transfer inhibition means. The second voltage is prohibited from being supplied to the head transfer means in response to the head and the second voltage is selected by the head transfer means in response to a signal indicating the transfer of the head after the head transfer is prohibited. A switch or a control element to be supplied
Said second voltage supplied to the first current value and the head transfer feed means supplied via the first voltage supply means to the disk rotating motor in the normal rotation after starting of the disk rotating motor that you sum of the second value of the current supplied through the means value of the first and second voltage to be lower than the predetermined current value of the power supply bus is determined A disk device characterized.

Claim 1 Symbol mounting of the disk device, characterized in that the maximum current flowing through the disk rotating motor is in the range of 1 to 2.5 times of the maximum current value flowing through the transfer means.

The No disk average current value during the normal rotation of the rotating motor the mounting according to claim 1 or 2 SL, characterized in that in the range of 1 to 2.5 times the average current value during the transfer operation of the transfer means Disk unit.

The transfer prohibiting unit is a circuit that supplies a signal for driving the transfer unit for recalibration to the switch or the control element of the second voltage supply unit after the predetermined time has elapsed. 4. The disk device according to any one of 1 to 3 .

Furthermore, it has a storage means for storing track information indicating the position of the head with respect to the radial direction of the disk, and the storage means is supplied with power even in a non-drive period of the rotation motor and the head transfer means. the disk apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.

The interface includes a USB interface cable including a signal bus in addition to the power supply bus, and the disk rotation motor, the signal conversion head, the head transfer unit, and the transfer prohibition unit based on the signal of the signal bus. the disk apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it has a control circuit for forming a signal for controlling.

The allowable current value of the power supply bus is 500 mA, the maximum current value of the disk rotation motor is in the range of 300 mA to 400 mA, and the average current value in the normal rotation is in the range of 100 mA to 250 mA. 7. The disk apparatus according to claim 6 , wherein the maximum current value of the means is in the range of 100 mA to 240 mA, and the average current value is in the range of 50 mA to 230 mA.

It said disk is a floppy disk, the transfer means includes a stepping motor, in any one of claims 1 to 7, characterized in that it consists of a stepping motor and lead screw mechanism provided between the head The disk device described.