JP2004500674A - デュアルモードディスク装置および方法 - Google Patents

Abstract

ディスク装置（１０６）はデータ記憶ディスク（２１２）、データ記憶ディスクを回転させるモータ（２１６）およびサーボコントローラ（２０６）を有する。ディスク装置（１０６）は電気的特性を評価してバッテリ電源（１０８）もしくはライン電源（１２２）がディスク装置を動作させる電力を供給しているかどうかを評価する電源評価器（２１０）を含んでいる。サーボコントローラ（２０６）は電源評価器（２１０）から信号を受信して電源に関する評価に応じてスピン角速度に関する異なる命令を与える。本発明の１実施例に従って、ディスク装置を動作させる方法（３００）が提供され電源へのライン電力の利用可能性が評価される（３０４）。続いて、電源へのライン電力の利用可能性の評価に基づいて回転するディスク（２１２）の角速度が調節される（３０６）。

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は一般的にポータブルディスク装置データ記憶装置に関する。特に、本発明はディスク装置モータに対する複数の動作角速度を有するディスク装置データ記憶装置に関する。
【０００２】
（発明の背景）
ディスク装置は情報を、典型的には磁気的に符号化されたデータとして、また最近では光学的に符号化されたデータとして、ディスク表面に沿って格納するのに使用される。ディスクは隣接するヘッドすなわちスライダーがディスク表面上で空気のクッションの上を浮上するように高い回転速度でスピンする。ヘッドは一般的にデータを読み書きするすなわちフォーカスした光をディスクおよびトランスジューサ間で送信するトランスジューサすなわちフォーカス装置を含んでいる。ヘッドを位置決めすることにより回転ディスク上に半径方向に配置されたさまざまなデータトラックへアクセスするのにサスペンションアームが使用される。
【０００３】
次第にモバイル化する社会において、ディスク装置データ記憶装置を使用するポータブル電子装置は広く知られるようになってきている。特に、モバイルコンピューティング能力に対する要求により、ラップトップとして知られる、ポータブルコンピュータが広く知られるようになってきている。コンピュータその他のポータブル電子装置用ディスク装置にはサイズ、重量および消費電力に関して著しい制約がある。ポータブルコンピュータ用の適切なハードディスク装置が、例えば、モアハウス等の米国特許第５，８７２，６６９号“Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｗｉｔｈ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ”に記載されている。
【０００４】
ディスク装置を備えたポータブル電子装置は一般的にバッテリパワーの元で限定された期間しか動作できないため、消費電力レベルはディスク装置性能を評価するための重要な規準である。特に、バッテリ寿命、すなわち、バッテリ電圧が最小作動値よりも降下するまでに使用することができるバッテリの時間長、は直接ディスク装置の消費電力を含む消費電力によって決まる。ポータブルディスク装置の消費電力は非使用期間中にディスクをスピンダウンすることにより低減させることができる。
【０００５】
さらに、ポータブルディスク装置の性能パラメータは消費電力を低減するように選択される。特に、ポータブルディスク装置は一般的に高性能静止ディスク装置よりもディスクスピン速度が低い。しかしながら、リード／ライトヘッドをディスク表面上の適切な位置に位置決めするのにより多くの時間を必要とするため、低スピン速度により動作時間が遅くなる。特に、特定のデータトラックを捜し出すためのシーク時間はディスク上に格納されたサーボ情報へのアクセスの関数である。したがって、低スピン速度によりサーボ情報へのアクセスは遅くなる。また、データトラック内の適切なセクターへのヘッドの位置決めも遅い回転速度ではより長い時間を要する。したがって、ポータブルディスク装置を使用すると、より低いスピン速度によりディスク装置性能は低減される。
【０００６】
装置のポータビリティは装置を使用場所間で移送するオプションをユーザに提供する。ポータブル電子装置はライン電力が利用できない遠隔場所でも使用できるが、ライン電圧が容易に利用できるデスクその他の場所で使用されることもしばしばである。代わりの場所ではライン電圧を利用できることもできないこともある。しかしながら、ディスク装置の節電設計により、特定の場所でライン電圧を利用できるため消費電力は問題とならない場合であっても、ユーザはディスク装置の低減された性能特性に耐えなければならない。
【０００７】
本発明はこれらの問題およびその他の問題に取り組むものであり、従来技術に優る他の利点を提供する。
【０００８】
（発明の開示）
本発明は、例えば、ライン電圧を利用できる時は増加した消費電力で動作することができ、バッテリ電力しか利用できない場合には低消費電力で動作することができる、少なくとも２つの動作モードを有するディスク装置に関する。ライン電力を利用できる時に使用する高消費電力モードを有することにより、消費電力が問題とならない場合に改善されたディスク装置性能が提供される。ディスク装置はその適切な動作モードを決定する電源評価器を含んでいる。電力モード選択はユーザが行うことができかつ／もしくは電源評価による自動選択により行うことができる。ユーザ入力を使用して電源に無関係に電力モードを選択することができる。
【０００９】
本発明の１実施例では、電気的特性を調べることにより高もしくは低電力動作モードの選択がなされるディスク装置動作方法が提供される。続いて、回転するディスクの角速度が電力モードの選択に基づいて調節される。
【００１０】
本発明を特徴づける利点だけでなく、これらおよび他のさまざまな特徴は下記の詳細な説明を読み関連図面を検討すれば自明である。
【００１１】
（詳細な説明）
電力保存が重要ではない場合の改善された性能特性を達成するために、ポータブルディスク装置の性能はライン電圧が利用できる場合に改善することができる。特に、好ましいポータブルディスク装置は少なくとも２つの電力モードで動作するように設計される。外部電源を利用できる場合に、一般的に１つ以上の電力モードが動作する。装置がバッテリ電力で動作している時は、一般的に１つ以上の他の電力モードが使用される。したがって、ライン電圧を利用できる期間中に、ユーザは静止型装置用の対応するディスク装置に一層匹敵するディスク装置性能を利用することができる。適切な動作モードを選択できるように電源の特性を決定するのに電源評価器が使用される。好ましい実施例では、電力モードを選択するあるいはデフォールト電力モード選択を取り消すための方法として、オペレータは所望の電力モードへ切り替えることができる。
【００１２】
ディスク装置データ記憶システムは、例えば、磁気、光もしくは磁気光学データ記憶装置に基づくことができる。適切なポータブルディスク装置データ記憶システムはディスクに対するデータの読出しおよび／もしくは書込みに関わることができる。ポータブルディスク装置は１つ以上のディスクを含むことができ、ディスクは一般的には円形であるが、任意の形状およびサイズを有することができる。好ましい実施例は、例えば、複数の固定ディスクを有するポータブルハードディスク装置を含んでいる。別の実施例では、ポータブルディスクユニット内のディスクは相互交換することができる。
【００１３】
ディスクに対してデータを読出しおよび／もしくは書込みするために、動作を実施するディスクの適切な部分上にヘッドが位置決めされる。ヘッドはディスクに対してデータを送受信するのに使用される。この機能を遂行するために、ヘッドはデータが電気的信号と、ディスクに関連する磁気的もしくは光学的特徴等の、記憶形式との間で変換されるようなトランスジューサを含むことができる。あるいは、ヘッドはディスク表面のローカル情報を対応する電気的信号を形成する遠隔トランスジューサへ送信するのに使用されるレンズ等の送信機を含むことができる。
【００１４】
ディスクの所望部分へアクセスするために、ヘッドはアクチュエータに接続された可動アーム上に搭載される。一般的に、ディスクはアームの単一位置においてヘッドがディスクの円周に沿った任意のポイントにアクセスできるように高速でスピンされる。一般的に、アームはディスク表面に沿って半径方向に粗く移動されディスクの半径に沿ってデータトラックをアクセスすることができる。ディスクが高速でスピンしている時に、ヘッドはディスク表面上のエアクッション上に浮上する。
【００１５】
ディスク装置をバッテリで駆動すると、一般的に消費電力に関して著しい制約が生じる。第１に、ポータブルディスク装置はライン電力で外部から給電される静止型ディスク装置よりも一般的に低い電圧で動作されている。特に、ラップトップコンピュータディスク装置は一般的に５Ｖ、すなわち、デジタル回路にしばしば使用される電圧で動作する。本明細書で検討される好ましい実施例では、ポータブルディスク装置はバッテリ電力しか利用できない場合よりもライン電圧を利用できる場合の方が高い電圧で動作する。好ましくは、ライン電圧を利用できる場合はディスク装置のモータに１２Ｖの電圧が使用され、それは１２Ｖ以上は一般的に従来のポータブル電子装置用ＡＣアダプタにより作り出され、１２Ｖは静止型コンピュータディスク装置内の高性能ディスク装置により一般的に使用される電圧であるためである。より高い電圧を使用するとディスクモータおよびアクチュエータコイル内の抵抗が低減する。
【００１６】
さらに、ポータブルディスク装置は一般的により低いスピン速度で動作して消費電力および対応するバッテリ放電率を低減する。より低いスピン速度により、アクチュエータがヘッドを位置決めしてデータにアクセスする時に、所望のデータ記憶トラックを識別するためのシーク時間も対応して遅くなる。データの読出しもしくは書込みに対する合計アクセス時間はレーテンシ期間とシーク期間の和である。ライン電圧を利用できる場合には、ディスクはより高いスピン速度で動作して合計アクセス時間を低減することができる。ヘッドを右データトラックに沿って位置決めするためのシークプロファイルは、ディスクの角速度およびアクチュエータモータに加えられる電圧に基づいて調節することができる。好ましい実施例では、ユーザは任意のデフォールト選択を取り消すための電力モードを選択することができる。
【００１７】
ディスク装置は電源回路に接続されている。ディスク装置コントローラは電圧もしくは電源から来る電流の他の性質を測定して高電力モードで動作するか低電力モードで動作するかを評価することができる電源評価器を含んでいる。別の実施例では、電流計等からの、電源からの信号がディスク装置にライン電力を使用できるかどうかを示すように、ディスク装置の電源評価器に電源が接続されている。電源からの信号はアナログ信号もしくはデジタル信号とすることができる。ライン電力を使用できる場合には、モータコントローラに高速で動作するよう命令する、アクチュエータに別のシークプロファイルを実施するよう命令するおよびヘッドからのサーボサンプリング情報の処理を異なるスピン速度を考慮するよう調節する等の、ディスク装置による高消費電力モード動作をコントローラは実現することができる。
【００１８】
Ａ．ディスク装置
図１において、装置１００はプロセッサ１０２、電源１０４、ディスク装置１０６、およびバッテリ１０８を含んでいる。便宜上、プロセッサ１０２、電源１０４およびディスク装置１０６のパッケージングはそれらの全部品を装置１００内で物理的に分離しないことがある。プロセッサ１０２は一般的にＲＡＭメモリ等のメモリ１１０、マイクロ処理チップ１１２、およびデータバスを含んでいる。精密な構成は装置の機能によって決まる。好ましい実施例では、装置はラップトップコンピュータであるが、装置１００はディスク装置データ記憶システムを使用する他のポータブル電子装置とすることができる。
【００１９】
電源１０４はライン電圧にアクセスするアダプタ１２２、および電源回路１２４を含んでいる。電源１０４はバッテリ１０８に接続されている。適切な電源回路１２４が図２に示されている。バッテリ１０８はバッテリワイヤ１３０により電源回路１２４に接続されている。アダプタ１２２は変圧器／整流器１３４に接続されたプラグ１３２および電源回路１２４に接続するワイヤ１３６を含んでいる。変圧器／整流器１３４はＡＣライン電力をＤＣ電圧へ変換してライン電圧を一般的に１９Ｖへ降圧させるが、所望により他の電圧を使用することができる。車両のシガレットライター等の適切な電圧直流源が外部電源として使用される場合には、変圧器／整流器１３４を省くことができる。
【００２０】
この実施例では、電源回路１２４は低電圧セグメント１３８、バッテリ電圧セグメント１３９および高電圧セグメント１４０を有する。低電圧セグメント１３８は一般的に５Ｖもしくは３．３Ｖであり、それはデジタル回路を動作させるための標準電圧である。高電圧セグメント１４０は一般的に１９Ｖであり、それはバッテリを充電させかつ静止型ディスク装置およびファン等の補助装置を動作させるための変圧されたライン電力の標準電圧である。バッテリ１０８の電圧は典型的に１２−１４．４Ｖである。高電圧セグメント１４０は、ライン電力を利用できる場合にバッテリ１０８の充電を調停する回路を有する、充電ユニット１４２によりバッテリワイヤ１３０に接続されている。バッテリワイヤ１３０は、コンバータコントローラを含むことができる、ＤＣ−ＤＣ変圧器１４４により低電圧セグメント１３８に接続されている。低電圧セグメント１３８はワイヤ１４６によりプロセッサ１０２に接続されていてプロセッサ１０２へ給電する。
【００２１】
高電圧セグメント１４０はＤＣ−ＤＣ変圧器１５０により低電圧セグメント１３８に接続されている。電源回路１２４はコネクタ１５１を介してディスク装置１０６に接続されている。典型的な市販の実施例では、コネクタ１５１は電力用の２本のピンおよび接地用の２本のピンを含んでいる。図２の実施例では、ワイヤ１５２がスイッチ１５４およびディスク装置１０６に接続されている。スイッチ１５４はライン電力を利用できる場合の高電圧セグメント１４０からの高電圧供給とライン電力を利用できない場合の低電圧セグメント１３８からの低電圧供給との選択を行う。スイッチ１５４は、例えば、固体リレーもしくは機械的リレーとすることができる。別の実施例では、スイッチ１５４はユーザにより設定される手動スイッチとすることができる。低電圧セグメント１３８はワイヤ１５６によりディスク装置１０６に接続して、ワイヤ１５２が高電圧電力を供給している時に、プロセッサおよび他の低電圧部品へ低電圧電力を供給することもできる。ディスク装置１０６は独立した低電圧電源、ワイヤ１５６、を持つ代わりにワイヤ１５２から供給される高電圧電力から低電圧を供給するＤＣ−ＤＣ変圧器を含むことができる。接地線１６４も電源１０４およびディスク装置１０６に接続されている。
【００２２】
別の実施例では、低電圧セグメントからの電力だけがワイヤ１５６を使用してディスク装置１０６へ供給される。これらの実施例では、スイッチ１５４および関連する接続は存在しない。ディスク装置１０６は高消費電力モードおよび低消費電力モードの両方において低電圧で動作する。
【００２３】
高電圧セグメント１４０におけるライン電力および対応する高電圧電力の利用可能性が、電圧計、電流形その他とすることができる、メータ１５８により評価される。メータ１５８は高電圧セグメント１４０内の電力の性質を調べる。メータ１５８からの読取値の形の検査結果は外部電力の利用可能性を評価してディスク装置の対応する電力モードを決定するのに使用することができる。メータ１５８からの読取値は一般的に電力使用を監視できるようにするために接続１６０を介してプロセッサ１０４へ供給されまた接続１６２を介してディスク装置１０６へ供給され、ディスク装置１０６はライン電力を利用できる場合の高消費電力モードとライン電力を利用できない場合の低消費電力モード間の切替えをできるようにされる。メータ１５８は高電圧電力の利用可能性に関する信号を調節する、例えば、増幅器、Ａ−Ｄコンバータ、デジタルプロセッサその他を含むことができる。
【００２４】
電源１０４の別の実施例を図３に示す。この実施例では、スイッチ１５４は省かれている。この実施例では、バッテリ電圧がワイヤ１７０を介してディスク装置１０６へ供給され、低電圧がやはりワイヤ１５６を介して供給される。電源１０４からのワイヤ１５６，１６４および１７０はディスク装置１０６のコネクタ１５１に通じている。ワイヤ１５６および１７０は、それぞれ、ダイオード１７２，１７４に接続される。ダイオード１７４に高電圧が供給されると、ダイオード１７２が閉じてワイヤ１７６により高電圧が供給される。１実施例では、ダイオード１７２，１７４はダイオード接続電界効果トランジスタを含んでいる。
【００２５】
電源１０４の第２の実施例が図４に示されている。この実施例では、高電圧セグメント１４０はダイオード１８０に接続され、低電圧セグメント１３８はダイオード１８２に接続されている。ダイオード１８０，１８２は共通ワイヤ１８４に接続され、それはワイヤ１４６，１５６に接続されている。セグメント１４０内で高電圧を利用できる場合には、ダイオード１８０が開きダイオード１８２が閉じて１４６，１５６に高電圧が供給されるようにされる。高電圧セグメント１４０内で高電圧を利用できない場合には、ダイオード１８０が閉じダイオード１８２が開いてワイヤ１４６，１５６に低電圧が供給されるようにされる。この実施例では、ワイヤ１５６，１６４はディスク装置１０６のコネクタ１５１に接続される。ディスク装置１０６はワイヤ１５６に高電圧が供給される場合に適切なプロセッサおよびディスク装置１０６の他の適切な部品へ低電圧を供給するＤＣ−ＤＣコンバータ１８６を含んでいる。
【００２６】
電源回路１２４に対する多様な代替設計を使用することができる。電源回路は一般的にナンノ等の米国特許第５，５８１，７７２号に詳細に記載されている。ライン電力を利用できる時に１台以上のディスク装置モータが高電圧で動作するように設計されている場合、従来の電源回路はライン電力を利用できる時に、例えばスイッチ１５４により、ディスク装置１０６へ高電圧を供給するように修正することができる。
【００２７】
図１において、ディスク装置１０６はディスクアセンブリ２００、アクチュエータ２０２、Ｉ／Ｏバァッファ２０４、サーボコントローラ２０６、ディスク装置プロセッサ２０８および電源評価器２１０を含んでいる。図５において、ディスクアセンブリ２００はスピンドル２１４上に１つ以上のディスク２１２を有する。スピンドル２１４上はスピンドルモータ２１６に接続されている。スピンドルモータすなわちディスクモータ２１６は、好ましくは、２つのスピン速度で動作するように設計されており、好ましい実施例では、２つの電圧、例えば、５Ｖおよび１２Ｖ用に設計されている。スピンドルモータ２１６の設計は従来のモータ設計規準に基づくことができる。ディスクモータ２１６の動作は、ディスク装置プロセッサ２０８に接続される、ディスク速度コントローラ２１８により制御される。さまざまなスピン速度で動作することができるディスクアセンブリがオテッセン等の米国特許第５，７６４，４３０号“Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ Ｈａｖｉｎｇ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｓｐｉｎｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ Ｆｏｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ”に詳細に記載されている。
【００２８】
図１および図５において、アクチュエータ２０２はアクチュエータモータ２３０、アクチュエータアーム２３２および１つ以上のサスペンションアセンブリ２３４を含んでいる。各サスペンションアセンブリ２３４はロードビーム２３６およびヘッド２３８を含んでいる。ヘッド２３８はディスク表面に隣接配置されている。サスペンションアセンブリ２３４は、両面にデータを格納できるように、ディスクの頂面および底面に設けることができる。同様に、複数のディスク２１２が含まれる場合には、各ディスクに対して１つもしくは２つのサスペンションアセンブリが与えられる。アクチュエータドライブはディスク表面を半径方向に横切してヘッド２３８を横方向もしくは回転方向に動かすのに使用される。ヘッドは、その浮上量が高電力および低電力動作モードにおいてその動作範囲外へ変動しないように、適切なエアベアリング表面を有して設計される。負圧エアベアリング表面を有するヘッドはディスク角速度に関してヘッド空気力学の相対的無感応性を与える。
【００２９】
Ｉ／Ｏバァッファ２０４はディスク２１２からデータの読出しおよび／もしくは書込みを行うのに使用されるトランスジューサに接続されている。トランスジューサの性質はデータ格納に使用される方法によって決まる。例えば、磁気データ記憶装置に対しては、トランスジューサはヘッド上に搭載された磁気抵抗要素とすることができ、光データ記憶装置に対しては、トランスジューサは光検出器とすることができ、ヘッドはディスクからトランスジューサへ光を伝達するのに使用されるレンズを有する。Ｉ／Ｏバァッファ２０４は、信号を増幅するおよび／もしくはアナログ信号をデジタル信号へ変換することにより、データを適切に調整してプロセッサ１０２へ送信する。
【００３０】
図１において、サーボコントローラ２０６はサーボセンサーすなわち位置検出器２５０、アクチュエータサーボコントローラ２５２、ディスク速度コントローラ２１８、およびサーボプロセッサ２５４を含んでいる。位置検出器２５０はディスクからサンプリングされたトランスジューサからのサンプリングされた位置決めデータを受信するように、例えば、ヘッド２３８においてトランスジューサに接続されている。この位置情報はリード／ライトヘッドの位置を評価するためにサーボプロセッサ２５４へ中継される。トラックアドレス等の位置決め情報はそれを使用してアクチュエータをデータ表面に沿った所望のトラックおよびセクターに制御できるように、データに沿った場所に配置される。ディスクはトラック位置に関連する明確なコース位置決め情報およびディスクに沿ったセクターに関連するファイン位置情報を含むことができる。
【００３１】
サーボコントローラ２０６はアクチュエータモータ２３０への給電を制御しまた、例えば、速度を反映する逆起電力を測定することによりアクチュエータの速度を監視することができる。サーボプロセッサ２５４はアクチュエータが移動する残りの距離を評価してアクチュエータモータ２３０へ供給される対応する電流を決定する。
【００３２】
ディスク装置プロセッサは一般的にマイクロプロセッサおよび適切なメモリを含んでいる。ディスク装置プロセッサ２０８はディスク装置１０６の動作を調整する。特に、ディスク装置プロセッサ２０８はプロセッサ１０２からのリード／ライト要求を受信してサーボコントローラ２０６をそれに応じて命令する。また、ディスク装置プロセッサ２０８は電源１０４からのライン電力の利用可能性に基づいてディスク装置１０６のデュアルモード動作を調整する。
【００３３】
電源評価器２１０はディスク装置１０６の適切な高電力もしくは低電力動作モードを決定する。電源評価器２１０は電源１０４から来る電力の性質を評価する電圧計もしくは他のセンサー２５６を含むことができる。例えば、電源１０４により１２Ｖが供給されている場合には、電源１０４にライン電力を利用することができ、ディスク装置１０６は高電力モードで動作することができる。あるいは、電源評価器２１０は電源１０４から受信したアナログもしくはデジタル信号を処理する信号プロセッサを含むことができ、信号はライン電力を利用できるかを直接示す。別の実施例では、電源評価器２１０はプロセッサ２０８に内蔵することができる。
【００３４】
さらに、ユーザは所望の電力モードを選択する命令を入力することができる。この選択は一般的にプロセッサ１０２を介してプロセッサ２０８へ命令を送ることにより行うことができる。あるいは、これは電源評価器２１０に関連するスイッチの設定を含むことができる。電力モードのユーザ選択により自動化された電力モード選択を置換することができる。このようにして、ユーザは電源１０４もしくは電源評価器２１０内の手動もしくは電子スイッチを使用して電力モードを選択する。電子スイッチはプロセッサ１０２を介して制御することができる。あるいは、電力モードのユーザ選択を使用して電源評価器２１０に関連づけることができる自動選択方法により行われた選択を取り消すことができる。
【００３５】
Ｂ．ディスク装置動作の制御
リードもしくはライト動作を実施するために、プロセッサ１０２はディスク装置１０６へ命令を送る。動作を実施するために、ディスク装置はアクチュエータアームを正しいトラックへ移動させトラック内の正しいセクターを捜し出す。合計アクセス時間はシーク時間プラスレーテンシ時間に等しい。シーク時間は正しいトラックへ移動するのに要する時間であり、レーテンシ時間は正しいセクターへ移動する時間であり、それは平均するとディスクの半回転に対する時間である。高電力モードでは、シーク時間およびレーテンシ時間を共に低減することができる。
【００３６】
したがって、ディスク装置が電力利用可能性に応じて異なる動作モードを提供する場合には、ディスク装置は性能パラメータをそれに応じて調節する。調節を行うために、ディスク装置は適切な時間に利用可能な電力の性質を評価しなければならない。一般的に、この評価は各リード／ライト動作の一部として実施される。下記の検討では、ディスクモータ速度および電力モードによって決まる他の動作はリード／ライト動作の状況内で実施されるが、電力モードの評価はディスクモータ速度を調節するために独立して実施することができる。
【００３７】
ディスク装置プロセッサにより実施される手順は図６のフロー図に略述される。３０１で手順３００が開始すると、ディスク装置はリード／ライト命令を受信し３０２、電力モードを選択し３０４、ディスクモータ速度を調節し（必要であれば）３０６、シークプロトコルを決定し３０８、シーク動作を活性化させ３１０、リード／ライト動作を実施して３１２終了する３１４。ポータブルディスク装置１０６は非活性期間にディスクモータ２１６をスピンダウンするスリープモード等の他の動作モードを有することができる。下記の検討は付加動作モードを考慮するように直接修正することができる。
【００３８】
一般的に、ディスク装置がオフ位置から始動されると、リード／ライト動作が即座に進行しなくても、この時に適切なディスクモータ速度も評価される。好ましい実施例では、ディスク装置はディスクがスピンダウンする時にヘッドをディスク表面からアンロードするランプを使用する。同様に、ヘッドはディスクがスピンしている後でランプからディスク表面上へロードされる。ロードおよびアンロード動作の使用により始動トルクが低減する。これらの実施例では、モータは停止状態から始動して２つのスピン速度で作動するようにより適切に構成することができる。
【００３９】
一般的に、ディスク装置プロセッサ２０８はプロセッサ１０２からリード／ライト命令を受信する３０２。好ましい実施例では、接続１６２を介して電源１０４から受信した信号を調べるかあるいはユーザにより入力された信号を調べることにより、電源評価器２１０は電源１０４から受電した電力の調査に基づいて電力モードを選択する３０４。電力モードの評価によりライン電力を利用可能であるかどうかを決定することができる。ライン電力を利用できる場合には、ディスク装置はより高い消費電力モードで動作することができる。ライン電力を利用できない場合には、ディスク装置はバッテリ電力を保存する低電力動作モードで動作する。したがって、電力モードの評価は高電力動作モードと低電力動作モード間の選択を含む。前記したように、低電力モードに比べて異なる電圧を高電力モードで使用することができる。
【００４０】
別の実施例では、ステップ３０４の電力モード選択はディスク装置の動作の電力モードを決定するユーザ設定スイッチの検査を単純に含んでいる。ユーザ設定スイッチは電源１０４もしくはディスク装置１０６内に配置することができる。ユーザ設定スイッチにより、電力を節減するためにライン電力を利用できる場合であってもユーザは低電力モードで動作することができ、あるいはライン電力を利用できず高電力モードがライン電力無しで利用できるものよりも高い電圧を必要としない場合にユーザは高電力モードで動作することができる。同様に、好ましい実施例では、自動化された電力モード選択をユーザ操作スイッチによりあるいはプロセッサ２０８もしくはプロセッサ１０２による取消しコマンド入力を介して変更できるように、ユーザ取消しを利用することができる。任意のタイプのユーザ制御により、電源評価器２１０はそれでも、例えば、ユーザ制御スイッチの位置に基づいて、サーボコントローラ２０６を命令する選択された電力モードを決定する。
【００４１】
電力モードが決定されると、ディスクモータが既に所望の速度で動作していなければ、ディスク速度が調節される３０６。ディスクモータの速度はディスクモータ２１６へ行く電力、すなわち、電圧および電流を調節することにより調節される。ディスク速度コントローラ２１８がディスクモータ２１６の制御を調停する。従来のポータブルディスク装置は現在４０００−４９００回転／分（ｒｐｍ）で動作している。本発明を実現するように修正された改良型ディスク装置は低電力モードではおよそ４０００−４９００ｒｐｍで動作し高電力モードではおよそ８０００−９８００ｒｐｍで動作するように構成することができる。
【００４２】
電力モードの評価に基づいて、対応するシークプロトコルを決定することができる３０８。シークプロトコルが決定された後で、計算された時間量だけアクチュエータモータへ給電することによりシーク動作を活性化させることができる３１０。所望のトラックが見つかると、トラックに沿った所望のセクターが捜し出されリード／ライト動作が実施される３１２。変動するディスク装置動作パラメータの元におけるシーク動作の実施例の詳細な説明はオッテソン等の米国特許第５，７６４，４３０号“Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ Ｈａｖｉｎｇ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｓｐｉｎｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ Ｆｏｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ”に記載されている。
【００４３】
シークプロトコルの決定の特定の実施例によりリード／ライト動作を実施する手順４００が図７に示されている。シークプロトコルを決定する基本的特徴はいずれかの電力モードに関連する。４０１において手順４００が開始すると、ディスク装置はリード／ライト命令を受信し４０２、電力モードを選択し４０４、ディスクモータ速度を調節し（必要であれば）４０６、アクチュエータアーム位置を評価し４０８、移動される距離を計算し４１０、アクチュエータモータに給電するタイミングを引出し４１２、シーク動作を活性化させ４１４、リード／ライト動作を実施して４１６終了する４１８。
【００４４】
特に、ディスク装置プロセッサ２０８はプロセッサ１０２からリード／ライト命令を受信する４０２。電源評価器２１０は、接続１６２を介して電源１０４から受信した信号を調べるかあるいはユーザにより入力された信号を調べることにより、電源１０４から受電した電力の調査に基づいて電力モードを選択する４０４。
【００４５】
電力モードが決定されると、ディスクモータが既に所望速度で動作していなければ、ディスク速度が調節される４０６。シークプロトコルを決定するために、アーム位置が評価され４０８、リード／ライト動作を実施するためにアームにより移動される距離が決定され４１０アクチュエータモータへ給電するタイミングが計算される４１２。アクチュエータモータへ給電するタイミングはアームを移動させる加減速時間を考慮しなければならない。
【００４６】
回転しているディスクの速度およびアクチュエータモータに加えられる電圧は、ディスク装置の電力モードに基づいて異なるプロトコルが選択されるように、これらの時間に影響を及ぼすことがある。一般的に、位置インジケータとしてディスク表面上に格納される、インデクスからの特定数のカウントによる特定セクターの評価に関してサーボサンプルレートはディスクに対して固定される。したがって、より高速のディスク速度がより遅いディスク速度の整数倍、例えば、２倍として指定される場合には、同じサンプリングレートをより高速のディスク速度で使用することができ、１つおきのサンプルだけが位置の評価に使用される。ディスク速度の非整数変化を調節することができるが、制御方程式係数は一般的にそれに応じて修正しなければならない。
【００４７】
シークプロトコルが決定された後で、計算された時間量だけアクチュエータモータへ給電することによりシーク動作を活性化させることができる４１４。所望のトラックが見つけられると、トラックに沿った所望のセクターが捜し出されリード／ライト動作が実施される４１６。好ましい実施例では、高電力モードにおけるシーク時間はおよそ４−６．５ミリ秒であり、合計アクセス時間はおよそ７−１０．７ミリ秒である。
【００４８】
第１の面において、本発明はデータ記憶ディスク２１２、データ記憶ディスクを回転させるモータ２１６、電源評価器２１０、およびサーボコントローラ２０６を含むディスク装置１０６に関連している。電源評価器２１０は電気的特性を評価するセンサー２５６を有する。評価はユーザにより選択された電力モードのディスク装置１０６を動作させる電力をバッテリ電源１０８もしくはライン電圧電源１２２が供給しているかどうかの決定を含むことができる。サーボコントローラ２０６は高電力モードおよび低電力モード間の選択を示す電源評価器２１０からの信号を受信する。サーボコントローラ２０６は電源１０４に関する評価に応じてスピン角速度に関する異なる命令をディスクモータ２１６へ与える。
【００４９】
ある実施例では、ディスク装置１０６は複数のデータ記憶ディスク２１２を含んでいる。好ましい実施例では、ディスクモータ２１６および／もしくはアクチュエータモータ２３０は低電圧もしくは高電圧で動作する。電源評価器２１０のセンサー２５６は電圧計、アナログ回路もしくはデジタルプロセッサとすることができる。ディスク装置１０６は一般的に電源評価器２１０により評価された電力モードに応じてシークプロトコルを決定するサーボプロセッサ２５４を含んでいる。ディスク装置１０６は一般的にサスペンションアセンブリ２３６上に搭載されたヘッド２３８を有するアクチュエータ２０２を含んでいる。
【００５０】
もう１つの面において、本発明はデータ記憶ディスク２１２およびディスク装置モータ２１６を含むディスク装置１０６の動作方法３００に関連しており、この方法３００は電源１０４からの電気的特性を調べることにより電力モードを選択する３０４ことを含んでいる。この方法３００はさらに電源１０４へのライン電力の利用可能性の選択３０４に従ってディスク装置モータ２１６へ命令を与えることによりディスク２１２の角速度を調節する３０６ことを含んでいる。
【００５１】
電力モードの選択は電源１０４へライン電力が供給されているかどうかの決定を含むことができる。あるいは、電力モードの選択は電力モードに関するユーザ命令の評価を含むことができる。選択ステップ３０４の一部としての電気的特性の調査は電流の電圧の測定、電源１０４からのアナログ信号の測定、もしくは電源１０４からのデジタル信号の測定を含むことができる。ディスク２１２の角速度の調節ステップ３０６は複数の電圧から所望の電圧を選択してディスク装置モータ２１６へ供給するおよび／もしくはディスク装置モータ２１６へ適切な電流を供給して所望の角速度を得ることを含むことができる。
【００５２】
さらにもう１つの面において、本発明は電源評価手段およびコントローラを含むディスク装置に関連している。電源評価手段は高電力モードもしくは低電力モード動作を決定する信号を評価する。コントローラは電源評価手段からの電力モードの評価に基づいてモータの角速度を調節するように構成される。
【００５３】
本発明のさまざまな実施例のおびただしい特性および利点が、本発明のさまざまな実施例の構造および機能の詳細と共に、前記説明に記載されてきたが、本開示は例示するだけのものであって詳細、特に、部品の構造および配列については、添付された特許請求の範囲が表現される用語の広範な一般的な意味により示される全範囲まで、本発明の原理内で変更を行うことができる。例えば、本発明の範囲および精神を逸脱することなく実質的に同じ機能性を維持しながら、ディスク装置に対する特定の応用に応じて特定の要素は変化することができる。さらに、ここに記載されている好ましい実施例はポータブルコンピュータシステム用ポータブルディスク装置に向けられているが、当業者ならば本発明の教示は、本発明の範囲および精神を逸脱することなく、ディスク装置を使用する他の電子装置にも応用できることがお判りであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
プロセッサ、電源およびディスク装置を有するポータブル電子装置の略レイアウトを示す図である。
【図２】
図１の装置の電源の略レイアウトを示す図である。
【図３】
ディスク装置の部分図を含む図１の装置の電源の代替実施例の略レイアウトを示す図である。
【図４】
ディスク装置の部分図を含む図１の装置の電源のもう１つの代替実施例の略レイアウトを示す図である。
【図５】
ディスク装置のディスクアセンブリの略図である。
【図６】
ディスク装置によるリード／ライト動作の性能を略述するフロー図である。
【図７】
ディスク装置によるリード／ライト動作の特定の実施例の性能を略述するフロー図である。

Claims (20)

1. ａ）　データ記憶ディスクと、
   ｂ）　データ記憶ディスクを回転させるモータと、
   ｃ）　電気的特性を評価するセンサー付き電源評価器と、
   ｄ）　高電力モードと低電力モード間の選択を示す電源評価器からの信号を受信するサーボコントローラであって、電力モードに応じて異なる角速度命令をディスクモータへ与えるサーボコントローラと、
   を含むディスク装置。
2. 請求項１記載のディスク装置であって、さらに、付加データ記憶ディスクを含むディスク装置。
3. 請求項１記載のディスク装置であって、ディスクモータは高電圧もしくは低電圧で動作するディスク装置。
4. 請求項１記載のディスク装置であって、電源評価器のセンサーは電圧計を含むディスク装置。
5. 請求項１記載のディスク装置であって、電源評価器のセンサーはアナログ回路を含むディスク装置。
6. 請求項１記載のディスク装置であって、電源評価器はユーザ設定スイッチを含むディスク装置。
7. 請求項１記載のディスク装置であって、さらに、サスペンションアセンブリ上に搭載されたヘッドを含むアクチュエータを含むディスク装置。
8. 請求項７記載のディスク装置であって、ヘッドは磁気抵抗トランスジューサを含むディスク装置。
9. 請求項７記載のディスク装置であって、ヘッドはレンズを含むディスク装置。
10. 請求項７記載のディスク装置であって、アクチュエータは、さらに、高電圧もしくは低電圧で動作することができるアクチュエータモータを含むディスク装置。
11. 請求項７記載のディスク装置であって、さらに、電源評価器により評価された電力モードによって決まるシークプロトコルを決定するサーボプロセッサを含むディスク装置。
12. データ記憶ディスクおよびディスク装置モータの動作方法であって、該方法は、
    ａ）　電気的特性を調べることにより低電力モードもしくは高電力モードの動作を選択するステップと、
    ｂ）　選択された電力モードに従ってディスク装置モータへ命令を与えることによりディスクの角速度を調節するステップと、
    を含む方法。
13. 請求項１２記載の方法であって、評価ステップ（ａ）内の電気的特性を調べることは電源にライン電力が供給されているかどうかを示す電圧を測定することを含む方法。
14. 請求項１２記載の方法であって、評価ステップ（ａ）内の電気的特性を調べることは電源からのアナログ信号を測定することを含み、アナログ信号は電源にライン電圧が供給されているかどうかを示す方法。
15. 請求項１２記載の方法であって、評価ステップ（ａ）内の電気的特性を調べることは電源からのデジタル信号を測定することを含み、デジタル信号は電源にライン電圧が供給されているかどうかを示す方法。
16. 請求項１２記載の方法であって、評価ステップ（ａ）内の電気的特性を調べることはユーザ命令内でどの電力モードが選択されるかを決定することを含む方法。
17. 請求項１２記載の方法であって、角速度を調節するステップ（ｂ）は複数の電圧からディスク装置モータへ供給する所望の電圧を選択することを含む方法。
18. 請求項１２記載の方法であって、角速度を調節するステップ（ｂ）は所望の角速度を得るのに適した電流をディスク装置モータへ供給することを含む方法。
19. 請求項１２記載の方法であって、さらに、アクチュエータの動作に対するシークプロトコルを決定するステップ（ｃ）を含み、シークプロトコルの決定は電源へのライン電力の利用可能性の評価によって決まる方法。
20. ａ）　高電力モードもしくは低電力モードの動作を決定する信号を評価する電力評価手段と、
    ｂ）　電力評価手段からの電力モードの表示に基づいて、モータの角速度を電力出力を介して調節するするように構成されたコントローラと、
    を含むディスク装置。

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