JPH05217272A - ディスク記録及び又は再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスク記録及び又は再生装置において電力
消費量を低減する。 【構成】 スピンドルモータ１、光ヘッド３、コースア
クチュエータ２、スピンドル制御手段１１、コースアク
チュエータ制御手段２１、信号処理手段５、システムコ
ントローラ６からなる光ディスク装置の例において、シ
ステムコントローラ６からの指令で光ヘッド３がフォロ
ーイングに入るときに、信号処理手段５の回転数指令１
１Ｂによりスピンドルモータ１を高速運転し、フォロー
イングが終了すると中速運転とし、そのあと設定された
時間後は低速運転とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクへの記録及び
再生を行なう装置、ディスクへの記録のみ行なう装置、
及びディスクからの再生のみ行なう装置に係わり、特に
スピンドルモータの可変速運転による消費電力の低減に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の記録及び又は再生光ディスク装置
には、大別してＣＬＶ(Constant Linear Velocity)方式
とＣＡＶ(Constant Angular Velocity)方式がある。Ｃ
ＬＶ方式はＣＤプレーヤ等に使われており記録トラック
の線速が一定になるようにスピンドルモータの回転数を
連続的に変速している。また、ＣＡＶ方式は時間に対し
て回転角が一定になるようにスピンドルモータを一定速
で回転させており、レーザパワーを内外周で可変してい
る。以上のように、従来ではスピンドルモータの速度は
連続的に変速するか、または一定速のものしかない。ま
た、磁気ディスク装置では更に磁気ヘッドの浮上高さは
スピンドルモータの回転時に発生する浮力により決まる
ためスピンドルモータの回転数を可変とする事はできな
かった。

【０００３】これらディスク記録及び又は再生装置は高
密度、高速転送レートを狙って技術開発が行われてお
り、それに用いられるスピンドルモータの回転数は年々
高くなっている。回転数が高くなる程、消費電力が増加
するので、特に装置全体の小型化、薄型化が進むにつれ
て消費電力の低減が必須となっている。特にノートパソ
コン用のハードディスク等の磁気ディスク装置や光ディ
スク装置などの記憶装置や、電子カメラなど、電源にバ
ッテリーを用いているものは、消費電力を下げることは
小型軽量化につながり、ひいては製品価値の向上につな
がる。また、磁気・光ディスク装置では、全体の消費電
力の中、使用時、常に回転しているスピンドルモータの
消費電力が最も大きい。また、ヘッドの待機位置がディ
スクの内外周辺部位などにあると、次に動作するときに
ヘッドが所定の位置へ到達するのに時間がかかるという
問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、上
記従来技術は、装置使用時、スピンドルモータの消費電
力低減の点について配慮がされておらず、その結果使用
される電池の寿命が短くなるという問題があった。本発
明は、装置使用時、フォローイング時は高速転送レート
を得るべくスピンドルモータの回転数を高め、フォロー
イング時以外は回転数を低下させ、スピンドルモータの
消費電力を低減させるディスク記録及び又は再生装置を
提供することにある。また、回転数を低下させるタイミ
ングをユーザが決定できるようにして、用途に応じた使
い易いディスク記録及び又は再生装置を提供することに
ある。

【０００５】さらににシーク時間の短いディスク記録及
び又は再生装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、記録及び又は再生可能なディスクと、該
ディスクを回転駆動するモータと、前記ディスクに記録
または再生をおこなうヘッドと、該ヘッドの位置を検出
するトラッキング制御手段と、該トラッキング制御手段
の信号に応じて前記ヘッドを駆動するコースアクチュエ
ータ制御手段と、前記モータの回転数を制御する回転数
制御手段とを含んでなるディスク記録及び又は再生装置
において、前記ディスクへのアクセス要求に応じて前記
モータの回転数をデータ転位レベルとし、予め設定され
た時間内にアクセス要求がない場合には回転数を待機レ
ベルへ減速する信号処理手段を具備することを特徴とす
るディスク記録及び又は再生装置としたのである。ここ
で、ディスクを、磁気ディスクとしてもよい。また、モ
ータの待機レベルへ減速するまでの時間は、任意に設定
できることが望ましい。さらに、モータ回転数がデータ
転位レベル以外のときにはヘッドをディスクの内外周の
中央位置に制御することが好ましい。

【０００７】

【作用】このように構成されることから、本発明によれ
ば次の作用により上記目的が達成される。装置の電源が
ＯＮされると、低速回転の指令が出され、モータの消費
電力を低く抑える。次にアクセスの要求が出されると直
ちにデータ転位に必要な高速回転フォローイングへ移行
する。フォローイング終了か否かを判断させ、終了した
ら中速回転へ変速する。そして予め設定された時間内に
次のアクセス要求がない場合には回転数を待機レベルで
ある低速へ減速する手順とした。一定時間をおいたの
は、フォローイング終了したあとに、またすぐにアクセ
ス要求が出されると、モータを低速から高速に変速する
のに時間がかかり応答特性が劣る。したがって、フォロ
ーイング終了したあと、モータを低速にするまでの時間
は、ユーザの用途により、使用環境により、消費電力低
減か応答特性重視か、その他使い方によりこの時間を最
初に任意に指令することができる。これらは、すべて信
号処理手段に取り込まれている。このように、モータを
低速回転とすることによりモータの消費電力を大幅に低
減することができる。それによって電源電池の使用時間
の拡大がはかれる。また、トラッキング制御手段によ
り、例えばディスクの全トラツク数の１／２の位置へコ
ースアクチュエータをへ移動させれば、ディスクの内外
周の中央に固定される、次のアクセス要求のとき、シー
ク時間を短縮できる。

【０００８】ディスクとして光ディスクでも磁気ディス
クでも、同様に目的が達成される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例としての光ディスク
装置について図１により説明する。磁気ディスク装置及
びフロッピーディスク装置も同様に本発明を実現でき
る。

【００１０】図１は光ディスク装置の基本回路構成につ
いて示したものである。構成としてはスピンドルモータ
１と、それにより回転される光ディスク４と、光ディス
ク４の記録及び又は再生ををおこなうための光ヘッド３
と、その光ヘッド３を光ディスク４の中心に向かって直
線的に移動させるコースアクチュエータ２と、それらを
制御する制御手段からなる。制御手段としてはスピンド
ルモータ制御手段１１と、コースアクチュエータ制御手
段２１と、光ヘッド３に関連してレーザ駆動手段３１
と、フォーカス制御手段３２と、トラッキング制御手段
３３と、更に再生信号を増幅するためのプリアンプ３４
と、それらの制御手段に指令を出す信号処理手段５と上
位システムであるシステムコントローラ６よりなる。

【００１１】次に、図２にしたがって動作の説明をす
る。まず、電源をＯＮする（ＳＴＥＰ１０１）。次にユ
ーザから低速指令を出すタイミングＴαの値について要
求があるかないか判断し（ＳＴＥＰ１０２）、要求がな
いときは予め設定された値を読みだし（ＳＴＥＰ１０
３）、要求があるときは、設定データを読みに行く（Ｓ
ＴＥＰ１０４）。このようにしてタイミングＴαを決定
し（ＳＴＥＰ１０５）、低速指令を出す（ＳＴＥＰ１０
６）。次にディスクがセットされるまで待つ（ＳＴＥＰ
１０６Ａ）。ここで起動指令をまつ待機状態となる（Ｓ
ＴＥＰ１０６Ｂ）。通常マイクロコンピュータ等からな
るシステムコントローラ６から信号処理手段５にアクセ
ス要求がでると、信号処理手段５はスピンドルモータ制
御手段１１に起動指令１１Ａを出し（ＳＴＥＰ１０
７）、スピンドルモータ１を起動する。その後、信号処
理手段５はレーザ駆動手段３１にレーザ発光指令を出す
とともにコースアクチュエータ制御手段２１、フォーカ
ス制御手段３２、トラッキング制御手段３３にそれぞれ
制御信号を出す。待機状態からアクセス要求があれば
（ＳＴＥＰ１０８）、まず、高速指令が出され（ＳＴＥ
Ｐ１０９）、高速に達するとデータの転送がなされる。
このとき、光ヘッド３で検出した信号はプリアンプ３４
で増幅され信号処理手段５に戻ってくる。この信号を基
に信号処理手段５はフォーカス制御手段３２、トラッキ
ング制御手段３３及びコースアクチュエータ制御手段２
１に制御信号を送出しフィードバックのかかった制御を
する。

【００１２】次に、システムコントローラ６からのアク
セス要求信号が無くなると、フォローイング終了か否か
を判断し（ＳＴＥＰ１１０）、終了であれば中速指令が
出される（ＳＴＥＰ１１１）と同時にタイマーを起動さ
せ（ＳＴＥＰ１１２）、続いてアクセス要求の有無を判
断し（ＳＴＥＰ１１４）、要求がなければ、タイマーに
よってＴα時間経過後（ＳＴＥＰ１１３）信号処理手段
５から、スピンドルモータ制御手段１１に変速指令１１
Ｂが出される。この信号を基にスピンドルモータ制御手
段１１からスピンドルモータ１に対して低速指令が出さ
れる（ＳＴＥＰ１１５）。そして、次のアクセス要求が
発生するまで待つ（ＳＴＥＰ１１６）。アクセス要求が
発生した場合には、先に述べたように高速指令（ＳＴＥ
Ｐ１０９）から再度実行するように制御する。

【００１３】図３に、本発明の一実施例であるスピンド
ルモータ１の可変速状態について示す。先に述べたよう
に、スピンドルモータ１の回転数即ち速度はアクセス要
求が出されると、高速運転になる。データを転送すると
きには転送レートが決定されているため、光ヘッド３が
フォローイング状態にあるときはスピンドルモータ１の
速度を高速にさせ、フォローイング状態でない場合には
中速に変速して運転する。そしてこの時には、光ヘッド
３を光ディスク４の内外周の中央に固定するように、例
えば、トラッキング制御手段３３から光ディスク４の全
トラック数の２分の１トラックに移動する信号が信号処
理手段５を介してコースアクチュエータ制御手段に伝え
られ、現在位置と指令位置の差が零になるようにコース
アクチュエータ２を所定の位置へ移動させ固定される。
また、スピンドルモータ１の回転数が中速になってから
時間Ｔα経過したときには、スピンドルモータ１の速度
を中速から低速に変速する。ここで、スピンドルモータ
１を止めないで低速へ変速する理由は２つある。 （１）スピンドルモータ１が低速状態にある場合、モー
タの消費電力は非常に少ない。 （２）スピンドルモータ１の起動手段は、通常磁極位置
検出器などを用いないセンサレスの回路方式とするた
め、再起動するのに時間がかかり応答特性が下がる。 ためである。

【００１４】この時間Ｔαは、ユーザーがその用途また
は使用環境に応じて、消費電力を低減するか、次のアク
セス要求に対してシーク時間を短縮するかなどを考慮し
て、任意に決定できるものとしてある。

【００１５】以上で述べたように、光ヘッド３がフォロ
ーイング状態にある場合のみスピンドルモータ１を高速
回転させ、フォローイング状態に無い場合には中速及び
低速に変速させることで消費電力を低減する。

【００１６】ただし、磁気ディスク装置やフロッピーデ
ィスク装置の場合には磁気ヘッドを磁気ディスク表面か
ら離した後、スピンドルモータ１を中速及び低速に変速
する。 図４にディスクを負荷に持つモータの回転数と
消費電力の一般的な関係を示す。スピンドルモータの回
転数によって増大する損失としては、ベアリング等で発
生する機械的損失、ディスクが風を切るときに発生する
風損、モータを駆動するのに用いるトランジスタの損
失、巻線コイルで発生する銅損及び鉄心で発生する鉄
損、渦電流損などがある。これらの損失はモータの回転
数とともに著しく増大するため消費電力は図４に示すよ
うになる。よって、モータの損失を低減するためにはモ
ータの回転数を下げると、その効果は大きい。しかし、
光ディスク装置はスピンドルモータ１の回転数で転送レ
ートが決定されるために回転数を下げることは装置全体
の価値を下げてしまうことになるので下げ難い。

【００１７】次に、スピンドルモータ１の駆動手段につ
いて図５を用いて説明する。まず、回路構成について説
明する。本実施例ではスピンドルモータ１は三相モータ
を用い駆動方式としては１２０度通電方式である。磁極
位置検出器などを用いないセンサレスでモータを起動さ
せるための三相発振回路１１７は切り替え器１１６に接
続される。また、切り替え器１１６の入力信号はタイマ
１１８からの切り替え信号１１Ｃがあり、その出力信号
はモータのドライブ回路１１３へ入力される。モータコ
イル１２はドライブ回路１１３の出力に接続されると共
にフィルタ回路１１４を介して波形整形回路１１５の入
力に接続される。波形整形回路１１５の出力は切り替え
器１１６の他の入力に接続される。位相制御手段１１２
は入力信号として基準信号発生器１１１と波形整形回路
１１５の出力信号を受ける。また、位相制御手段１１２
の出力信号としてのモータ電圧指令がドライブ回路１１
３へ入力される。また、ドライブ回路１１３の他の入力
として前記起動指令１１Ａがある。基準信号発生器１１
１の入力信号としては前記回転数指令１１Ｂが接続され
る。

【００１８】次に動作について図５と図６を用いて説明
する。まず、三相発振回路１１７の低周波の三相信号
（Ａ信号）が、切り替え器１１６を介してＣ信号として
ドライブ回路１１３に入力されると、ドライブ回路１１
３の出力信号である１２０度通電電圧がモータコイル１
２の端子にかかりモータは低周波でステップモータのよ
うにオープン制御で回転する。これは、図６で示す低周
波同期運転のモードである。

【００１９】次に、切り替え器１１６に接続されるタイ
マ１１８からの切り替え信号１１Ｃが、図６に示すよう
に”Ｌ”から”Ｈ”に変化したとき、Ｃ信号はＡ信号か
ら磁極位置信号に相当するＢ信号が選ばれるようになり
閉ループの制御系になる。位相制御手段１１２はモータ
の波形整形回路１１５からの１回転に４パルスの信号と
基準信号発生器１１１の信号との位相を算出してモータ
の電圧をコントロールするように働いて位相制御をおこ
なう。また、変速指令１１Ｂの指令により基準信号発生
器１１１の発振周波数を変化させ、スピンドルモータの
回転数を変えることができる。図６で示す定常モード運
転に相当する。

【００２０】以上述べた回路構成により、本発明のスピ
ンドルモータの可変速運転が実現できる。

【００２１】これらの実施例は光ディスク装置で説明し
たが、磁気ディスク装置でも同様に実施できるものであ
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、ヘッドが待機状態のと
きにはモータの回転数を落として運転し、かつ記録及び
又は再生時（即ちヘッドフォローイング時）は、モータ
の回転数を高くするのでデータ転送速度を落さずに、消
費電力低減及び低騒音になる効果がある。

【００２３】また、フォローイング終了後低速に落とす
までの時間を使用者が任意に決定できるので使用者の使
い勝手が向上する効果がある。

【００２４】また、ヘッドが待機しているときにヘッド
をディスク内外周の中央手段に位置制御することで次に
動作するときのシーク時間の短縮できる効果がある。

【００２５】また、ディスクが磁気ディスクやフロッピ
ーディスクの場合は、変速時に磁気ヘッドを磁気ディス
クから離して退避させた後にモータの回転数を落として
運転するので、ヘッドを傷めず低消費電力及び低騒音運
転の効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の光ディスク装置の基本回路
構成を示した図である。

【図２】本発明の一実施例のスピンドルモータの可変速
運転のフローチャートである。

【図３】本発明の一実施例のスピンドルモータの可変速
運転状態を示す図である。

【図４】スピンドルモータの回転数と消費電力の関係を
示す図である。

【図５】本発明の一実施例のスピンドルモータの駆動回
路を示す図である。

【図６】本発明の一実施例のスピンドルモータの起動方
法を示したタイミングチャートの例である。

【符号の説明】

１ スピンドルモータ ２ コースアクチュエータ ３ 光ヘッド ４ 光ディスク ５ 信号処理手段 ６ システムコントローラ １１ スピンドル制御手段 １１Ａ 起動指令 １１Ｂ 回転数指令 １１Ｃ 切り替え信号 １２ モータコイル ２１ コースアクチュエータ制御手段、 ３１ レーザ駆動手段 ３２ フォーカス制御手段 ３３ トラッキング制御手段 ３４ プリアンプ １１１ 基準信号発生器 １１２ 位相制御手段 １１３ ドライブ手段 １１４ フィルタ手段 １１５ 波形整形手段 １１６ 切り替え器 １１７ 三相発振手段 １１８ タイマ

フロントページの続き (72)発明者 田島 文男 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 田苗 俊一 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 二瓶 秀樹 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 堀江 秀明 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 川又 昭一 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録及び又は再生可能なディスクと、該
   ディスクを回転駆動するモータと、前記ディスクに記録
   または再生をおこなうヘッドと、該ヘッドの位置を検出
   するトラッキング制御手段と、該トラッキング制御手段
   の信号に応じて前記ヘッドを駆動するコースアクチュエ
   ータ制御手段と、前記モータの回転数を制御する回転数
   制御手段とを含んでなるディスク記録及び又は再生装置
   において、前記ディスクへのアクセス要求に応じて前記
   モータの回転数をデータ転位レベルとし、予め設定され
   た時間内にアクセス要求がない場合には回転数を待機レ
   ベルへ減速する信号処理手段を具備することを特徴とす
   るディスク記録及び又は再生装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、ディスクを磁気ディ
   スクとすることを特徴とするディスク記録及び又は再生
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１及び２において、前記モータを
   減速するまでの時間は、任意に設定されることを特徴と
   するディスク記録及び又は再生装置。
4. 【請求項４】 請求項１及び２において、前記モータ回
   転数が前記データ転位レベル以外のとき、前記トラッキ
   ング制御手段の信号に応じてヘッドを前記ディスクの内
   外周の中央位置に制御するコースアクチュエータ制御手
   段を具備することを特徴とするディスク記録及び又は再
   生装置。