JP3926031B2 - ディスク装置 - Google Patents
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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】
３ ＵＳＢハブ
４ フロッピーディスクドライブ装置
５ ＦＤＤ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
【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】
３ ＵＳＢハブ
４ フロッピーディスクドライブ装置
５ ＦＤＤ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
Claims (8)
- 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。 - 前記ディスク回転用モータに流れる最大電流値は前記移送手段に流れる最大電流値の１倍〜２．５倍の範囲であることを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
- 前記ディスク回転用モータの正常回転時の平均電流値は前記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を特徴とする請求項１又は２記載のディスク装置。
- 前記移送禁止手段は、リキャリブレーションのために前記移送手段を駆動するための信号を前記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である請求項１乃至３のいずれかに記載のディスク装置。
- 更に、前記ディスクの半径方向に対する前記ヘッドの位置を示すトラック情報を記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段は前記回転用モータ及び前記ヘッド移送手段の非駆動期間においても電力供給を受けていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のディスク装置。
- 前記インタフェースは、前記電力供給バスの他に信号バスを含むＵＳＢインタフェースケーブルと、前記信号バスの信号に基づいて前記ディスク回転用モータ、前記信号変換ヘッド、前記ヘッド移送手段、及び前記移送禁止手段を制御するための信号を形成するための制御回路とを有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のディスク装置。
- 前記電力供給バスの許容電流値は５００ｍＡであり、前記ディスク回転用モータの最大電流値は３００ｍＡ〜４００ｍＡの範囲であり且つこの正常回転時の平均電流値は１００ｍＡ〜２５０ｍＡの範囲であり、前記移送手段の最大電流値は１００ｍＡ〜２４０ｍＡの範囲であり、且つこの平均電流値は５０ｍＡ〜２３０ｍＡの範囲であることを特徴とする請求項６記載のディスク装置。
- 前記ディスクはフロッピーディスクであり、前記移送手段は、ステッピングモータと、このステッピングモータと前記ヘッドとの間に設けられたリードスクリュ機構とから成ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のディスク装置。
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