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JP3090165B2 - 磁気ディスク装置の消費電力低減装置 - Google Patents
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JP3090165B2 - 磁気ディスク装置の消費電力低減装置 - Google Patents

磁気ディスク装置の消費電力低減装置

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JP3090165B2
JP3090165B2 JP04062871A JP6287192A JP3090165B2 JP 3090165 B2 JP3090165 B2 JP 3090165B2 JP 04062871 A JP04062871 A JP 04062871A JP 6287192 A JP6287192 A JP 6287192A JP 3090165 B2 JP3090165 B2 JP 3090165B2
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head
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write
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置の消費
電力低減装置に関し、特に、磁気ディスク装置の書き込
み/読み出し動作以外の動作時に、消費電力を低減させ
る装置に関する。近年、磁気記録再生装置に対する大容
量化、小型化の要求に対し、磁気ディスク装置は次第に
小型化している。磁気ディスク装置が小型化して持ち運
べるようになり、バッテリで駆動されるようになると、
バッテリによる駆動可能時間が長い方が都合が良い。こ
のため、磁気ディスク装置の消費電力を低減してバッテ
リによる駆動時間の延長を図ることが望まれている。
【0002】
【従来の技術】図5はこの従来の位置フィードバックに
よるクローズドループ制御を行う磁気ディスク装置50
の構成を示すものである。図において、51は回転軸、
52は磁気ディスク、53は磁気ヘッド、54は揺動ア
ーム、55は回動軸、56は磁気ヘッド53のアクチュ
エータである揺動モータ(一般にボイスコイルモータ:
VCM)、57は磁気ヘッド53への入出力信号の遣り
取りを制御回路59と行うフレキシブル・プリント・ケ
ーブル(FPC)、58は磁気ディスクの筐体を示して
いる。
【0003】以上のように構成された磁気ディスク装置
50においては、データの書き込み/読み出し(W/
R)時において、磁気ヘッド53をトラックの中心にオ
フセットゼロで位置決めしてやる必要がある。そのため
に、磁気ディスク装置50のヘッドの位置決め制御回路
59は、揺動モータ56に適当な電流を常に流してヘッ
ド53をオントラック状態に保つ制御を行う。即ち、制
御方式としては位置フィードバックによる、クローズド
ループ制御が通常採用され、ヘッド53の位置決めが行
われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の磁気ディスク装置50には、磁気ヘッド53の位置
決めアクチュエータである揺動アーム54に定常的に加
わる外力が小さい場合は問題はないが、それが大きい場
合には、その外力を打ち消すだけの電流を揺動モータ5
5に定常的に流す必要が生じ、そのために装置全体の消
費電力が増大するという問題があった。
【0005】この外力の原因としては、磁気ヘッド53
からの信号を書き込み/読み書き回路に送るためのフレ
キシブル・プリント・ケーブル(FPC)57の反力が
考えられる。このフレキシブル・プリント・ケーブル5
7は、図5に示すように、揺動アーム54の一方の側面
と磁気ディスク装置50の筐体58との間に、揺動アー
ム54の矢印Aで示す動きに追従できるように撓んだ状
態で設けられており、フレキシブル・プリント・ケーブ
ル57の撓みが戻ろうとする反力Bが揺動アーム54の
側面に加わることになる。
【0006】この反力Bの大きさは、揺動アーム54が
大型の場合にはその駆動力に比して小さいので問題にな
らないが、小型磁気ディスク装置等での、アクチュエー
タ駆動力が小さい場合には無視できない大きさとなる。
すなわち、このフレキシブル・プリント・ケーブル57
の反力Bを原因とするヘッドオフセットの制御電力が装
置全体の消費電力の大きな部分を占めてしまうことにな
る。
【0007】そこで、本発明は、磁気ディスク装置のト
ラッキング制御時において、位置オフセットをゼロにす
るための揺動モータに流すべき電流を、ヘッドの書き込
み/読み出し動作時以外は小さく抑えることにより、揺
動モータが消費する電力を低減することができる磁気デ
ィスク装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の磁気ディスク装置の消費電力低減装置の構成が図1
に示される。この図に示すように、本発明の第1の形態
の磁気ディスク装置の消費電力低減装置は、少なくとも
1枚の磁気ディスクDと、この磁気ディスクDに対して
情報を読み書きするヘッドHと、このヘッドHを磁気デ
ィスクD上で移動させる揺動モータMとを備えた磁気デ
ィスク装置において、磁気ディスク装置のトラッキング
制御時において、書き込み/読み出し命令があるか否か
を判定する読み書き動作判定手段1と、書き込み/読み
出し命令がない時に、ヘッドの位置オフセットをゼロに
するためのオフセット補償電流値がある一定値以上か否
かを判定するオフセット補償電流値判定手段2と、オフ
セット補償電流値がある一定値以上の時に、ヘッドの目
標位置をオフセット補償電流がゼロに近づく方向に変更
する目標位置変更手段3とを備えることを特徴としてい
る。
【0009】また、本発明の第2の形態の磁気ディスク
装置の消費電力低減装置は、第1の形態の磁気ディスク
装置の消費電力低減装置の目標位置変更手段3の代わり
に、オフセット補償電流値がある一定値以上の時に、ヘ
ッドの位置決めフィードバックループ回路系において、
積分制御要素をループから外す積分制御要素除外手段4
を設けたことを特徴としている。
【0010】
【作用】本発明の第1の形態の磁気ディスク装置の消費
電力低減装置によれば、読み書き動作判定手段1によ
り、磁気ディスク装置のトラッキング制御時において、
書き込み/読み出し命令があるか否かが判定され、書き
込み/読み出し命令がない時に、オフセット補償電流値
判定手段2によってヘッドの位置オフセットをゼロにす
るためのオフセット補償電流値がある一定値以上か否か
が判定される。そして、オフセット補償電流値がある一
定値以上の時に、目標位置変更手段3によりヘッドの目
標位置がオフセット補償電流がゼロに近づく方向に変更
される。
【0011】また、本発明の第2の形態の磁気ディスク
装置の消費電力低減装置によれば、第1の形態の磁気デ
ィスク装置の消費電力低減装置の目標位置変更手段3の
代わりに、積分制御要素除外手段4により、オフセット
補償電流値がある一定値以上の時に、ヘッドの位置決め
フィードバックループ回路系において、積分制御要素が
ループから外される。
【0012】
【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図2は本発明の磁気ディスク装置の消費電
力低減装置の一実施例の構成を示すものである。同図に
おいて、70は磁気ディスクユニットであり、情報記憶
媒体としての磁気ディスク72が複数枚取り付けられた
スピンドル71は、スピンドルモータ75によって回転
され、磁気ヘッド73が揺動モータ74の回転軸76に
突設されたアームの先端部に取り付けられ、コイル77
と磁石78とによって磁気ディスク72の半径方向に移
動(シーク)されるものであり、これらが筐体79に収
容されている。そして、この磁気ディスクユニット70
は、速度制御部20、位置決め制御部30、制御部4
0、切換スイッチ50、及びパワアンプ60からなるヘ
ッド位置決め制御装置によって駆動される。
【0013】速度制御部20は磁気ヘッド73からのサ
ーボ信号による位置信号PSを基に速度誤差信号ΔVを
発生し、位置決め制御部30は位置信号PSをP−I−
D(比例、積分、微分)処理した信号および検出信号i
にローパスフィルタをかけた信号から位置決め信号ΔP
を発生する。また、制御部40は外部からの移動指示が
与えられると、目標位置への移動量を算出して速度制御
部20を制御して速度誤差信号ΔVを発生させ、揺動モ
ータ74を速度制御させると共に、目標位置近傍におい
てコアース/ファイン切換信号MSを発し、後述する切
換スイッチ50を動作させる。そして、切換スイッチ5
0はコアース/ファイン切換信号MSに応じて切り換わ
り、コアース指示では速度誤差信号ΔVを揺動モータ7
4に与え、ファイン指示では位置決め信号ΔPを揺動モ
ータ74に与える。更に、パワーアンプ60は切換スイ
ッチ50の出力をパワー増幅して揺動モータ74に与え
てこれを駆動する。
【0014】このように、ヘッドの位置決めはディスク
72上に書かれた位置情報をヘッド73で読み取り、フ
ィードバックする方法が用いられている。そして、様々
な外乱に対して位置誤差を少なくするために、制御系の
ループゲインは一般に大きくされている。図3は図2の
位置決め制御回路30の内部構成を示すものである。位
置決め制御回路30には目標位置PMと、位置信号P
S、即ち、トラック中心からの偏差が与えられ、目標位
置PMから位置信号PSが減算された後に、積分要素3
1、比例要素32、及び微分要素33によってP−I−
D制御されて位置決め信号ΔPが作られる。
【0015】以上のように構成された磁気ディスク装置
において、本発明では、磁気ヘッド73の目標トラック
からの位置オフセットをゼロにするための揺動モータ7
4に流すべき定常電流を、磁気ヘッド73による磁気デ
ィスク73への書き込み/読み出し時以外に小さく抑え
るようにする。すなわち、結果的に磁気ヘッド73によ
る磁気ディスク73への書き込み/読み出し時以外に
は、磁気ヘッド73の目標トラックからの位置オフセッ
トを容認するようにする。
【0016】このように定常電流を小さく抑えるための
手順として、位置フィードバック回路系においては以下
の二つが考えられる。 (1) 目標位置をオフセット補償電流がゼロに近づく方向
に変更する。 一般に、ヘッドのアクチュエータである揺動アーム74
は、駆動力がゼロの場合には外力がバランスする位置に
動こうとする。従って、位置制御系の目標位置をその方
向に変更すれば、オフセット補償に必要な定常電流値は
減少する。 (2) 積分制御要素を取り除く。
【0017】一般に、フィードバック制御系において
は、定常偏差をなくすために積分要素が系に付加されて
いる。すなわち、この積分要素の出力が定常オフセット
補償電流に等しい。従って、この積分要素の出力をフィ
ードバック制御系から省けば、制御対象(ヘッド)には
オフセットが生じるが、出力電流値は小さくなる。まず
(1) の手順について説明する。ヘッド位置決め制御回路
は、マイクロコンピュータ等を用いたディジタル制御系
で構成される場合が多い。図4(a) にディジタル制御系
における本発明の実施例のフローチャートを示す。図4
(a) のルーチンは所定時間毎に実行される。
【0018】ステップ401 では観測値の入力が行われ、
続くステップ402 では磁気ヘッドが読み出し/書き込み
モードにあるか否かが判定される。そして、ステップ40
2 で読み出し/書き込みモードの場合(YES) はステップ
405 に進み、磁気ヘッドの目標位置をトラック中心とし
てステップ406 に進む。一方、ステップ402 で読み出し
/書き込みモードでない場合(NO)はステップ403 に進
み、オフセット補償電流が一定値K以下か否かが判定さ
れる。オフセット補償電流が一定値K以下の場合はステ
ップ405 に進み、磁気ヘッドの目標位置をトラック中心
としてステップ406 に進む。ところが、オフセット補償
電流が一定値Kを越えている場合はステップ404 に進
み、磁気ヘッドの目標位置がトラック中心とならなくて
も良いように、すなわち、オフセット補償電流がゼロに
近づく方向に、目標位置自体にオフセットが加えられ
る。
【0019】ステップ404 またはステップ405 の処理が
終了すると、ステップ406 において制御量演算処理(P
ID演算処理)が行われ、ステップ407 にて演算結果、
すなわち、揺動モータの電流駆動値ΔPが出力され、ス
テップ408 にてこのルーチンを終了する。以上のような
制御により、揺動モータ74の消費電力を低減すること
が可能となる。すなわち、全体から見るとデータ書き込
み/読み出し時以外の時間は、データ書き込み/読み出
し時間に比べて長いので、このときの定常電流値を小さ
く抑えることは大きな効果がある。
【0020】なお、本発明の磁気ディスク装置の消費電
力低減装置によれば、データ書き込み/読み出し命令が
上位コントローラから発せられた場合、オフセットをな
くすため本来の定常電流値に戻してやる必要があり、ア
クセス時間の遅延を招くが、これはデータ書き込み/読
み出しを行う目標トラックが現在ヘッドがある同一トラ
ックの場合であり、もし目標トラックが別のトラックで
あれば、ヘッドをそのトラックへ移動させるシーク動作
が存在するので、オフセット補償動作はこのシーク動作
に含まれるためアクセス遅延の要因とはなり得ない。
【0021】次に、(2) の手順について説明する。この
(2) の手順では、図4(a) に示した(1) の手順における
ステップ404 を、図4(b) に示したステップ404 ′に変
更するだけて良い。このステップ404 ′では、目標位置
にオフセットを加える代わりに、制御演算処理中におい
て積分要素31の出力を、例えば、図4に示したスイッチ
34をOFFにして取り外すことで、同様の効果が得られ
る。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特に小型磁気ディスク装置において、ボイスコイルモー
タの消費する電力を低減することができるので、装置の
コスト及び信頼性を向上させることができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気ディスク装置の消費電力低減装置
の構成を示す原理構成図である。
【図2】本発明の磁気ディスク装置の消費電力低減装置
の一実施例の構成を示すブロック回路図である。
【図3】図2の位置決め制御部の構成を示すブロック図
である。
【図4】(a) は本発明の一実施例の制御手順を示すフロ
ーチャート図、(b) は本発明の他の実施例の制御手順を
示す図4(a) の変形例を示すフローチャート図である。
【図5】従来の磁気ディスク装置の構成を示す平面図で
ある。
【符号の説明】
1…読み書き動作判定手段 2…オフセット補償電流値判定手段 3…目標位置変更手段 4…積分要素制御要素除外手段 30…位置決め制御部 31…積分要素 32…比例要素 33…微分要素 70…磁気ディスクユニット 72…磁気ディスク 73…磁気ヘッド 74…揺動モータ 76…回転軸 77…コイル 78…磁石 79…筐体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−114260(JP,A) 特開 平4−85769(JP,A) 特開 平4−34778(JP,A) 特開 平1−229475(JP,A) 特開 昭63−211176(JP,A) 特開 昭63−9085(JP,A) 特開 平3−209679(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 21/10 G11B 19/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1枚の磁気ディスク(D)
    と、この磁気ディスク(D)に対して情報を読み書きす
    るヘッド(H)と、このヘッド(H)を磁気ディスク
    (D)上で移動させる揺動モータ(M)とを備えた磁気
    ディスク装置の消費電力低減装置であって、 磁気ディスク装置のトラッキング制御時において、書き
    込み/読み出し命令があるか否かを判定する読み書き動
    作判定手段(1)と、 書き込み/読み出し命令がない時に、ヘッドの位置オフ
    セットをゼロにするためのオフセット補償電流値がある
    一定値以上か否かを判定するオフセット補償電流値判定
    手段(2)と、 オフセット補償電流値がある一定値以上の時に、ヘッド
    の目標位置をオフセット補償電流がゼロに近づく方向に
    変更する目標位置変更手段(3)と、 を備えることを特徴とする磁気ディスク装置の消費電力
    低減装置。
  2. 【請求項2】 少なくとも1枚の磁気ディスク(D)
    と、この磁気ディスク(D)に対して情報を読み書きす
    るヘッド(H)と、このヘッド(H)を磁気ディスク
    (D)上で移動させる揺動モータ(M)とを備えた磁気
    ディスク装置の消費電力低減装置であって、 磁気ディスク装置のトラッキング制御時において、書き
    込み/読み出し命令があるか否かを判定する読み書き動
    作判定手段(1)と、 書き込み/読み出し命令がない時に、ヘッドの位置オフ
    セットをゼロにするためのオフセット補償電流値がある
    一定値以上か否かを判定するオフセット補償電流値判定
    手段(2)と、 オフセット補償電流値がある一定値以上の時に、ヘッド
    の位置決めフィードバックループ回路系において、積分
    制御要素をループから外す積分制御要素除外手段(4)
    と、を備えることを特徴とする磁気ディスク装置の消費
    電力低減装置。
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