JP4179657B2 - フロッピーディスクドライブ装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はLSI(Large Scale Integrated Circuit)を搭載したフロッピーディスクドライブ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のフロッピーディスクドライブ装置に搭載されるLSIはステッピングモータを駆動するステッピングモータドライバと、磁気記録媒体に対してデータの書き込み及び読み込みを行うためのアナログ信号を処理する信号処理回路と、前記ステッピングモータドライバ回路及び前記信号処理回路を制御するコントローラーとを備えている。
【0003】
図6は前記LSIの一部分を示す図である。ステッピングモータドライバ11は動作することにより発熱するため、ステッピングモータドライバ11の近傍にサーマルシャットダウン回路41を設けてLSI40の温度を検出し、その温度が一定の基準値を超えたときには、サーマルシャットダウン回路41はステッピングモータドライバ11を強制的にオフしてLSI40が異常発熱するので保護している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ステッピングモータドライバ11はオン/オフ動作によってLSI40に接続されているステッピングモータ(図示せず)のコイルによる逆起電力によって電流がLSI40の例えばグランドレベルに流れ込み、また、グランドから電流を引き込むことによりステッピングモータドライバ11の周辺のグランドレベルに0.1V程度のノイズを発生させる。
【0005】
そのため、従来のフロッピーディスクドライブ装置に搭載されているLSI40では、ステッピングモータドライバ11の周辺の200μm程度を禁止領域15として、禁止領域15の外部にサーマルシャットダウン回路41を設ける必要があった。このようにLSI40には禁止領域15が必要となるので、チップ面積が拡大する原因となっていた。
【0006】
本発明は上記課題を解決するもので、サーマルシャットダウン回路を逆起電力によるノイズの影響を受けることの少ない構成として、禁止領域に配置することによりチップ面積の削減を図ることのできるLSIを搭載したフロッピーディスクドライブ装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、磁気記憶装置のリード/ライトを行うための磁気ヘッドを所定の位置に移動させるためのステッピングモータと、前記ステッピングモータを駆動するための電流を供給するステッピングモータドライバ及び前記ステッピングモータドライバの発熱による温度を検出する温度検出回路を有するLSIとを備えたフロッピーディスクドライブ装置において、前記LSIは前記温度検出回路が所定の期間連続的に温度を検出する温度検出手段と、前記温度が上昇して前記温度検出手段が予め定めた基準温度を検出した際に発熱から前記LSIを保護するべく前記LSIを強制的にオフさせるための信号を前記温度検出手段から出力される信号をラッチすることにより形成するラッチ手段と、を備えており、前記ラッチ手段は前記ステッピングモータドライバの動作のオン/オフ切り替えによって引き起こされるグランド電位の変動をラッチしないように前記ステッピングモータドライバのオン、オフの切り替えタイミングを除いたタイミングで前記温度検出手段から出力された信号をラッチするようになっている。
【0008】
このような構成によると、温度検出回路は温度検出手段及びラッチ手段から成る。そのため、ステッピングモータドライバのオン/オフ切り替え時にLSIに接続されているステッピングモータのコイルの逆起電力により発生するノイズによって温度検出手段から出力される信号に影響することがある。しかし、ラッチ手段ではステッピングモータドライバの動作のオン/オフ切り替えのタイミングを除いたタイミングで信号をラッチしているので、前記ノイズの発生時にはラッチ手段は信号を取り込まないようになっている。これにより、高精度の温度検出が可能となっている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。図1は本実施形態のフロッピーディスクドライブ装置のブロック図である。LSI1はパソコンホスト2とデータの送受信をするインターフェースドライバ10と、ステッピングモータ3を駆動するステッピングモータドライバ11と、アナログ信号処理回路13と、これらを制御するコントローラー12とを有し、LSI1はフロッピーディスクドライブ装置のホストであるパーソナルコンピュータ(以下「パソコンホスト」という)2とインターフェースドライバ10でデータの送受信を行い、コントローラー12でLSI1の制御を行う。そして、アナログ信号処理回路13でフロッピーディスク(図示せず)に対してデータの書き込み又は読み込みを行うためのアナログ信号を処理する。
【0010】
ステッピングモータ3はリードライトヘッドを決められたトラック位置に移動させるモータである。インデックスセンサ5はフロッピーディスクが1回転すると反応する。そのため、コントローラー12ではフロッピーディスクの有無の判断をすることができる。前記フロッピーディスクを回転させるスピンドルモータ7はスピンドルモータドライバ6によって駆動され、スピンドルモータドライバ6はコントローラー12によって制御される。
【0011】
アナログ信号処理回路13はリードライトヘッド9によりフロッピーディスクにデータの書き込み又は読み出しを行う。また、イレーズヘッド8はリードライトヘッド9の両方から挟み込むように取り付けられ、リードライトヘッド9の書き込み動作時に、リードライトヘッド9のトラック位置のわずかな位置ずれによって生ずるフロッピーディスク上の不要なデータの残留部分を消去する。
【0012】
トラックセンサ4はイレーズヘッド8のトラック位置を定めるのに、トラック番号0の位置で機械的に反応してイレーズヘッド8のトラック位置の基準とするためのものである。
【0013】
図2はLSI1の一部でステッピングモータドライバ11の近傍の配置例を示した図である。ステッピングモータドライバ11はLSI1の一辺に接しており、オン/オフ動作する。その周囲にはノイズの影響を受けるために禁止領域15となっているが、後述するようにサーマルシャットダウン回路14は前記ノイズの影響をほとんど受けることがないように構成されているため、サーマルシャットダウン回路14は一部又は全部が禁止領域15の内部に設けられていてもよい。
【0014】
サーマルシャットダウン回路14は内部に温度検出回路を有し、温度検出回路はさらに温度検出手段とラッチ手段とに分けられる。次に、温度検出手段の一例を図3に示す。定電流源回路20は定電流IをA点に出力する。そして、定電流IがA点から抵抗21を介してグランドレベルに流れ込み、常温ではA点の電圧VTは約0.5Vに保たれるように設定されている。そして、A点はNPNトランジスタ23のベースに接続されている。トランジスタ23のエミッタは接地されている。また、トランジスタ23のコレクタは抵抗22を介して電源電圧に接続され、そのコレクタより温度検出結果を示す信号KSが出力される。
【0015】
抵抗21等には多少の温度特性があるが、LSI1の温度が上昇してもA点はほぼ一定に保たれている。NPNトランジスタ23はスイッチングトランジスタであり、オン/オフが切り替わるベース−エミッタ間のスレッショルド電圧VFは常温では約0.7Vである。ベース−エミッタ間にスレッショルド電圧VFより高い電圧が印加されると、NPNトランジスタ23はオンする。
【0016】
常温では、A点の電圧VTが約0.5Vに保たれているため、NPNトランジスタ23はオフしている。そのため、信号KSはハイレベルとなる。そして、LSI1の温度が上昇すると、スレッショルド電圧VFが徐々に下がり、ついにA点の電圧VTよりも下がるとトランジスタ23はオンし、信号KSはローレベルとなる。
【0017】
このようにして、温度検出手段ではLSI1の温度を検出している。したがって、常温時では信号KSがハイレベルであるが、例えばLSI1の温度が基準値の150℃を超えると、信号KSはローレベルとなるようにしている。しかし、信号KSのままではステッピングモータドライバ11のオン/オフ動作によるグランドレベルの変動のため精度の高い出力がされない。
【0018】
そこで、信号KSを直接温度検出結果とするのでなく、図4に示すようなラッチ手段を通すことによってノイズによる影響を低減する。本実施形態では、ラッチ手段は2個のDフリップフロップ30、31から成るシフトレジスタ及びこのシフトレジスタの各並列出力となっている信号Q1、Q2のアンドをとるアンド回路32から構成される。
【0019】
信号KSはインバータ33で反転されて信号KSBとなり、Dフリップフロップ30のD入力端子に入力される。また、Dフリップフロップ30のC入力端子には発振回路(図示せず)で生成され、ステッピングモータドライバ11の動作のオン/オフの切り替えタイミングを除いたタイミングで立ち上がりがあるように調整されたクロックCLKが入力される。また、リセット信号によってDフリップフロップ30はリセットされる。Dフリップフロップ30のQ出力端子より信号Q1が出力される。
【0020】
次に、Dフリップフロップ31のD入力端子には信号Q1が入力される。Dフリップフロップ31のC入力端子にはクロックCLKが入力される。また、Dフリップフロップ31はリセット信号によってリセットされる。Dフリップフロップ31のQ出力端子より信号Q2が出力される。
【0021】
このように、Dフリップフロップ30、31によってシフトレジスタが構成されている。そして、信号Q1、Q2はアンド回路32でアンドされ、温度検出回路の出力信号OUTとしている。温度検出回路での温度検出の開始時には、リセット信号で初期化される。
【0022】
図5は温度検出回路の動作の一例を示す波形図である。図5(a)、(b)はステッピングモータドライバ11(図1参照)のオン/オフ動作のタイミングを示している。電圧VTはステッピングモータドライバ11(図1参照)オン/オフ動作によっても一定に保たれている。また、グランドレベルVGはステッピングモータドライバ11(図1参照)のオン/オフ動作によってノイズが発生するので、電圧VTと電圧VGの間の検出電圧が例えば矢印35のように変動する。
【0023】
そのため、期間T1では信号KSBは前記ノイズがA点の電圧に上乗せされて、一時的にVTを上回ることによってパルス出力が出力されている。その後の期間T2では、LSI1(図1参照)の温度上昇のために信号KSBがハイレベルとなっている。また、クロックCLKはサーマルシャットダウン回路14に前記ノイズの影響を受けることがないようにその立ち上がりがステッピングモータドライバ11の動作のオン/オフ切り替えのタイミングを除いたタイミングで信号KSBのラッチを行うように温度検出回路に入力される。
【0024】
Dフリップフロップ30(図4参照)はクロックCLKの立ち上がりで信号KSBのラッチを行うので、期間T2の最初のクロックCLKの立ち上がり時t1で信号Q1はローレベルからハイレベルとなる。そして、時間t1の次のクロックCLKの立ち上がり時t2に信号Q2はローレベルからハイレベルとなる。信号Q1、Q2の両者がハイレベルであるときに信号OUTはハイレベルとなる。
【0025】
したがって、クロックCLKの立ち上がり時に一度ノイズ等によって信号Q1が偶然にハイレベルとなった場合でも、信号Q1が連続して2回以上ハイレベルにならなければ信号OUTがハイレベルとならないようになっている。シフトレジスタでラッチする段数を2段以上設けることによってさらにノイズによる誤動作の可能性が小さくなる。
【0026】
サーマルシャットダウン回路14(図2参照)は温度検出回路から出力される信号OUTがハイレベルとなると、ステッピングモータドライバ11を強制的にオフし、ステッピングモータドライバ11で発熱しないようになっている。なお、図5に示す動作例ではクロックCLKでDフリップフロップ30、31を動作させるタイミングをステッピングモータドライバ11(図2参照)の動作のオン/オフ切り替えのタイミングの中間点となるようにしているが、例えば切り替えのタイミングの直前でラッチするようにクロックCLKの位相を調整すると、逆起電力によるノイズの影響をさらに小さくすることができるのでより高精度の温度検出が可能となっている。
【0027】
このように、本実施形態ではサーマルシャットダウン回路14は内部の温度検出回路が温度検出手段(図3)及びラッチ手段(図4)から成り、ステッピングモータドライバ11の動作のオン/オフ切り替えのタイミングを除くタイミングでラッチしているのでステッピングモータドライバ11のオン/オフ動作によって発生するノイズの影響をほとんど受けない。図2に示すように、サーマルシャットダウン回路14はステッピングモータドライバ11に隣接して設けていてもよい。そのため、LSI1のチップ面積を削減することができる。なお、消費電力を低減するために、動作開始後一定時間又はステッピングモータを駆動しないとき等に、定電流源回路20の動作を停止させて、温度検出手段の動作を停止するようにしても構わない。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ステッピングモータドライバのオン/オフ切り替えのタイミングで発生するノイズによって温度検出手段より出力される信号が影響を受けることがあるが、ラッチ手段でステッピングモータドライバのオン/オフ切り替えのタイミングを除くタイミングでラッチ手段でラッチを行うようにしているので、前記ノイズの影響が大きなところでは前記信号をラッチ手段で取り込まないようになっている。これにより、温度検出回路はステッピングモータドライバに隣接して設けていてもノイズによる影響が少なく高精度の温度検出が可能となる。そのため、従来ではLSIにおいてステッピングモータドライバの周辺には禁止領域として回路を設けていなかったが、本発明によりその領域に温度検出回路を設けることができるので、LSIのチップ面積を削減することができ、コスト低減に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態のフロッピーディスクドライブ装置のブロック図。
【図2】 そのフロッピーディスクドライブ装置のLSIの一部を示す図。
【図3】 そのLSIにおけるサーマルシャットダウン回路の温度検出回路の回路図。
【図4】 そのサーマルシャットダウン回路のラッチ手段の回路図。
【図5】 そのサーマルシャットダウン回路の動作の一例を示す波形図。
【図6】 従来のフロッピーディスクドライブ装置のLSIの一部を示す図。
【符号の説明】
1 LSI
2 パソコンホスト
3 ステッピングモータ
4 トラックセンサ
5 インデックスセンサ
6 スピンドルモータドライバ
7 スピンドルモータ
8 イレーズヘッド
9 リードライトヘッド
10 インターフェースドライバ
11 ステッピングモータドライバ
12 コントローラー
13 アナログ信号処理回路
14 サーマルシャットダウン回路
15 禁止領域
20 定電流源回路
21、22 抵抗
23 NPNトランジスタ
30、31 Dフリップフロップ

Claims (1)

  1. 磁気記憶装置のリード/ライトを行うための磁気ヘッドを所定の位置に移動させるためのステッピングモータと、前記ステッピングモータを駆動するための電流を供給するステッピングモータドライバ及び前記ステッピングモータドライバの発熱による温度を検出する温度検出回路を有するLSIとを備えたフロッピーディスクドライブ装置において、前記LSIは前記温度検出回路が所定の期間連続的に温度を検出する温度検出手段と、前記温度が上昇して前記温度検出手段が予め定めた基準温度を検出した際に発熱から前記LSIを保護するべく前記LSIを強制的にオフさせるための信号を前記温度検出手段から出力される信号をラッチすることにより形成するラッチ手段と、を備えており、前記ラッチ手段は前記ステッピングモータドライバの動作のオン/オフ切り替えによって引き起こされるグランド電位の変動をラッチしないように前記ステッピングモータドライバのオン、オフの切り替えタイミングを除いたタイミングで前記温度検出手段から出力された信号をラッチすることを特徴とするフロッピーディスクドライブ装置。
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