JPH04205963A - ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要コ ヘッドにより情報の書込み及び又は読出しをモータで回
転される媒体に対し行う主に光磁気ディスク装置等のデ
ィスク装置に関し、 アクセスタイムを損うことなく消費電力を低減すること
を目的とし、 書込み読出しを行わない待機モードで、媒体の回転速度
を規定の目標回転数に対し減少させる待機制御手段を設
けるように構成する。

Ｕ産業上の利用分野］ 本発明は、ヘッドにより情報の書込み及び又は読出しを
モータで回転される媒体に対し行うディスク装置に関し
、主に光磁気ディスク装置等の光学的な記録再生を行う
ディスク装置に関する。

ノートブック型パソコン等の携帯機器には現在、ハード
ディクスとして磁気ディスク装置が搭載されているが、
記録容量の大きい光ディスク装置や光磁気ディスク装置
を搭載することも望まれる。

このような携帯機器では、連続使用時間を確保するため
に消費電力の節減が重要である。携帯機器全体に占める
ディスク装置の消費電力は比較的大きいため、ディスク
装置の消費電力を抑えるような効率的な使い方が望まれ
る。

［従来の技術］ 従来、ノートブック型パソコン等の携帯機器のハードデ
ィスクとしては３．５インチの磁気ディスク装置が使用
されている。一方、光磁気ディスク装置についても小形
化が進んでいることから、記憶容量が大きい利点を生か
すために携帯機器への搭載が検討されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来発表されている光磁気ディスク装置を携帯
機器に搭載する場合には次の問題がある。

まず携帯機器は、通常、電池或いは２次電池を電源とし
ており、システムの平均消費電力はそのまま携帯機器の
連続して使える時間に反映され、当然のことながら連続
使用時間が長い方が性能がよいといえる。現状ではパー
ソナルコンピュータやワードプロセッサ等の携帯機器の
消費電力のかなりの部分がディスク装置のものである。

そこで、携帯機器に搭載しているディスク装置を使わな
いときは、ディクス装置の電源を切るといった操作を行
っている。これによりシステムの消費電力を大幅に減ら
すことができ、ある例では消費電力を１／３にも減らす
ことができる。

更にディスク装置においても、電子的な回路部分の消費
電力は比較的少ないが、機械的な駆動部分によって消費
される電力が大きい。

ところで光磁気ディスク装置では、定常状態では磁気デ
ィクス装置並の回転速度で記憶媒体を回転させている。

またディスク装置に電源が入ってから媒体の回転速度が
定常状態での規定回転（目標回転速度、例えば２４００
＋ｐｍ　）に達するまでにある程度の時間がかかり、こ
の立ち上がり時間は定常状態でのアクセスタイムよりも
はるかに大きい。

更に、静止した記憶媒体を回転させるために必要なモー
タの初期トルクは比較的大きなものである。

このため磁気ディスク装置ではディスクが回転を始める
時の消費電力を別に規定しているほどである。

このため従来行われている消費電力を下げるためにディ
スク装置を使用しない時は電源を切るという操作には、
少なくとも次の２つの問題がある。

第１の問題は、データの読出し或いは書込みが必要にな
った時に、ディスク装置の電源を再投入して実際にデー
タの読出し或いは書込みができるまでの時間が長くなる
ことである。本来、光磁気ディスク装置のアクセスタイ
ムは、磁気ディスク装置並で、フロッピーディスク装置
に比べて大幅に良くなっている。しかし、使用する度に
電源を投入する使い方では、光磁気ディスク装置のもつ
性能が活かされない。

第２の問題は、ディスク装置の電源を再投入する時の消
費電力が大きいたこう、ディスク装置へのアクセスが間
欠的に高い頻度で行われるとすると、ディスク装置を恒
久的に動作させておいた方が必要電力の点で有利になる
ということである。さらに、電池電源による駆動では、
使用中に電池が消耗し、ディスク装置再起動に必要な電
力を供給できないという状況も発生する。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、アクセスタイムを損うことなく消費電力を低減で
きるディスク装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。

まず本発明は、へ・ノド１０により情報の書込み及び又
は読出しをモータ１２で回転される媒体１４に対し行う
ディスク装置を対象とする。

このようなディスク装置につき本発明にあっては、書込
み読出しを行わない待機モードで、媒体１４の回転速度
を目標回転数に対し減少させる待機制御手段１６を備え
たことを特徴とする。

ここで待機制御手段１６は、センスアンプやヘッド制御
部等のディスク回路部１８への電源供給を遮断する一方
媒体回転速度は定常値に保つ第１待機モードと、ディス
ク回路部１８に対する電源供給を遮断すると共に媒体回
転速度を減少した回転数に維持する第２待機モードとを
備え、一定時間書込みも読出しも行われなかった時に第
１待機モードに切替え、第１待機モードの状態で更に書
込み読出しが一定時間行われなかった時に第２待機モー
ドに切替える。

また第２待機モードにあっては、更に一定時間書込み読
出しが行われなかった時には、順次より低い回転数に多
段階に切替えて行くようにしてもよい。

更に待機モードでの低速回転数の維持は、モータ１４の
駆動と駆動停止を繰り返して近似的に設定された低速回
転数を維持すればよい。

本発明のディスク装置としては、光ディスク装置及び光
学式コンパクトディスク装置等のヘッド１０と媒体１２
とが接触しない構造のディスク装置を対象する。

また磁気ディスク装置については、待機モードで媒体回
転数を減少させても媒体に対しヘッドを非接触状態に維
持するヘッドアップ手段を設ければよい。

［作用コ このような構成を備えた本発明のディスク装置によれば
、ディスク装置に書込み読出しを行わない待機モード時
には、ディスク回路部の電源を切ると同時に、媒体の回
転速度を回転を維持できる程度に落とすものであり、こ
の結果、ディスク装置を再起動する時に必要な電力は小
さくて済み且つ再起動からデータ転送が可能になるまで
のアクセス時間を短くしつつ、ディスク装置の消費電力
を大幅に削減することができる。

この作用は次の３つの原理に基づいて得られる。

第１に、ディスク装置において記憶媒体の回転を完全に
停止させてしまうと、再起動に必要な起動トルクは大き
いが、ある程度速度で回転している状態から定常状態に
回転数を上げるのであれば、必要なトルクは小さく、従
って必要な消費電力も少ない。この原理は、物理的に「
静止摩擦係数は動摩擦係数よりも大きい」という特性が
あるからである。即ち、停止状態から起動させる時のト
ルクは、静止摩擦によって消費されるものであるのに対
し、ごく低速でも回転している状態から回転を早めるた
めのトルクは動摩擦によって消費されるものだからであ
る。

第２に、高速回転するよりも低速回転を維持する方が必
要電力は少ない。回転を維持するエネルギは、モータの
軸や媒体との摩擦によって消費されるものである。この
摩擦係数は、理想的には回転数に依存しないから、消費
されるエネルギは回転数に略比例するものである。

第３に、当然のことながら、ある程度の速度で回転して
いる状態から規定の回転速度になるまでの時間の方が、
停止状態からの時間よりも短い。

［実施例コ 第２図は光磁気ディスク装置を例にとって本発明の一実
施例を示した実施例構成図である。

８２図において、１００は光磁気ディスク装置の装置本
体であり、装置本体１００に対しモータ１４により定常
状態で規定速度に回転される媒体１２が設けられ、媒体
１２は書替え可能な光磁気ディスクである。媒体１２に
対してはヘッド１０　。

が設けられる。ヘッド１０には光学的に媒体１２をリー
ドまたはライトのための構造が設けられ、ライトビーム
の照射により媒体１２に情報を書き込み、またリードビ
ームの照射により媒体１２に記録された情報を読み取る
。尚、書込動作の際にはライトビームに先立ってイレー
ズビームによる消去処理が行われている。

装置本体１００内にはセンスアンプ２４、ヘッド制御部
２６及びインタフェース回路２８を備えたディスク回路
部１８か設けられ、インタフェース回路２８はＳＣ８Ｉ
バス（スモールコンピュータシステムインタフェースバ
ス）を介してホストとの間でデータのやり取りを行う。

また装置本体１００には電源制御部２０とモータ制御部
２２が設けられる。この電源制御部２０とモータ制御部
２２が本発明における待機制御部１６を構成する。

電源制御部２０に対しては回路電源信号（Ｃｉ＋ｃｉｔ
ｐｏｖｅ　ｒ）とモータ速度信号（Ｍｏ「ｔｏｎ−ｓｐ
ｅｅｄ）が供給されている。更に、ホストからは装置本
体１００に対し電源投入信号（Ｐｏｗｅｒ）が供給され
ている。このようなホストからの３つの信号に対し待機
制御手段１６は第３図に示す４つの動作モードを有する
。

第３図において、動作モード■は電源投入信号がオフの
ときであり、当然に回路電源信号及びモータ速度信号は
得られず、光磁気ディスク装置の全てのブロックで電源
オフとなっている。

次に動作モード■は電源信号がオンで回路電源信号がオ
フ、更にモータ速度信号が低速（Ｓ　ｌ　ｏｗ）となっ
た時であり、この時インタフェース回路２８、センスア
ンプ２４及びヘッド制御部の電源がオフとなり、また書
込み・読出しのアクセスが行われない待機状態であるこ
とから媒体１２をドライブするモータ１４は低速回転状
態にある。この動作モード■は本発明にあっては待機モ
ード２と定義される。

次に動作モード■は電源投入信号がオン、回路電源信号
がオフ、モータ速度信号が通常（Ｎｏｔｍａｌ）の場合
であり、待機モード２としての動作モード■と同様にイ
ンタフェース回路２８、センスアンプ２４、ヘッド制御
部２６の電源がオフであるが、媒体１２をドライブする
モータ１４は通常回転、即ち規定の目標回転速度となっ
ている。この動作モード■を本発明にあっては、待機モ
ード１とする。尚、動作モード■、■にあってはモータ
１４の回転制御に不要な電子回路部分、即ちインタフェ
ース回路２８、センスアンプ２４及びヘッド制御部２６
の電源を切っているが、回路内のスタティックＲＡＭ等
の低消費電力モードを有する場合は、このモードを活用
することで待機状態に置かれることになる。

更に動作モード■は電源投入信号がオン、回路電源信号
がオン、更にモータ速度信号が通常回転の場合であり、
この状態にあっては、光磁気ディスク装置の全ブロック
に電源が供給されて媒体１２を規定の目標回転速度で回
転してアクセス可能とする通常動作となっている。

この第３図に示す動作モード■〜■につき、本発明の待
機制御手段１６にあってはホストより一定時間、書込み
または読出しのアクセスが無ければ動作モード■から■
、即ち待機モード１に切換えてモータ１４の媒体１２の
回転が通常動作としたまま、モータの回転制御に不要な
ディスク回路部１８の電源を切る。この待機モード１に
あっては電子回路部分だけの電源が節約されるだけなの
で省電力化の効果はさほど大きくないが、モータ１４に
よる媒体１２のドライブは通常回転であることからホス
トからのアクセスタイムは動作モード■の通常動作と略
同じにできる。

更に動作モード■としての待機モード１の状態で一定時
間ホストから書込みまたは読出しが無かった時には、動
行モード■で示す待機モード２に切換える。待機モード
２にあっては、モータ制御に必要ないディスク回路部１
８の電源オフに加えてモータ１４による媒体１２のドラ
イブが通常回転から低速回転に落とされる。例えば、現
状の光磁気ディスク装置にあっては、通常回転が２４０
Ｑｒｐｍであることから待機モード２では１２０Ｑｒｐ
ｍに落とす。この回転速度の減少により、例えば第４図
に示すように通常回転２４０Ｏｒｐｍで２００ｍＡあっ
た消費電力を待機モード２て１２０Ｏｒｐｍに落とすこ
とで半分の１００ｍＡに減らすことができ、大幅な消費
電力の節減となる。

次に第５．６図の処理フロー図を参照して本発明のディ
スク装置の動作を説明する。

まず、ディスク装置を備えたシステムにあっては、シス
テム本体の電源が投入されても実際にディスク装置上の
ファイルに対するファイルアクセスが要求されるまでデ
ィスク装置の電源は投入しない。即ち、第５図のステッ
プＳｌ（以下、「ステップ」は省略）でシステム電源を
投入すると、Ｓ２でＲＯＭからロードプログラムをロー
ドし、Ｓ３でアプリケーションを実行する。この間ディ
スク装置の電源はオフ状態のまま、即ち第３図の動作モ
ード■の状態にある。

続いて実際のファイルアクセスが行われると、Ｓ４で直
ちにディスク装置の電源を投入する。即ち第３図の動作
モード■が行われ、ディスク装置の全ブロックの電源が
オンし、モータ１４の起動により媒体１２の回転が始め
られる。この時、モータ１４が規定の回転数に達するま
でに時間を要することから、Ｓ５でディスク装置の安定
動作を待ち、Ｓ６で書込みまたは読出しのファイルアク
セスを実行する。この時のファイルアクセスに要する時
間は通常よりも遅いが、これはシステムを使い始めた時
だけなのでシステム制御に重大な影響は与えない。

Ｓ６で最初のファイルアクセスが終了した後にディスク
装置に対するアクセスが無い状態が一定時間続いた時、
Ｓ７でディスク装置を待機モード１に設定する。この待
機モード１の設定はアクセスが無い状態が一定時間続く
と予測された場合に行っても良い。

待機モード１にあっては第３図の動作モード■に示した
ようにモータ制御に不要なディスク回路部１８の電源が
オフであるが、媒体１２はモータ１４により定常回転に
維持されているため、再度アクセスを受けた時の応答は
高速でできる。

更に待機モード１の状態が一定時間続くと８８に示すよ
うに、ディスク装置を待機モード２に設定する。

待機モード２にあっては、ディスク回路部１８の電源オ
フに加えて、モータ１４による媒体１２の回転速度が規
定速度から減速された低速回転に切換えられ、モータ１
４の消費電力を抑える。

第６図は第５図の８８で待機モード２に設定した後にフ
ァイルアクセスを受けた時の動作を示している。

ディスク装置が待機モード２の状態でファイルアクセス
を受けると、まずＳ９で待機モード１に戻し、モータ１
４による媒体１２のドライブを定常回転に戻す。

第７図はディスク装置のモータ１４の電源投入後の回転
速度の時間変化を示したもので、例えば定常回転２４０
０ｒｐｍに達するまでに２．４秒を必要とする。

ここでモータ起動後の経過時間Ｔｓは次式で表わすこと
ができる。

ＴＳ＝−（Ｊ・θａ）・Ｉｎ（ｌ−θＳ／θａ）／（Ｔ
−■）ここで、 Ｔｓ・・・起動後の経過時間 Ｊ　・・・媒体を含む慣性モーメント Ｔ　・・・起動トルク定数 ■　・・・起動電流 θａ・・・無負荷の回転速度（角速度）θＳ・・・実際
の（目標）回転速度 この式に従って、待機モード２の１２０Ｏｒｐｍから定
常回転２４０Ｏｒｐｍに立ち上げた時の経過時間は約１
．１秒となり、電源投入時の２゜４秒に比べ十分にみじ
かくできる。

続いて待機モード１で定常回転が得られると８１０でデ
ィスク回路部に対する電源をオンし、Ｓ１１でインタフ
ェース回路２８及びディスク装置のレディを待って３１
４でファイルアクセスを実行する。

尚、待機モード１でファイルアクセスを受けた場合には
Ｓ１０からの処理を行うことになる。

第８図は第７図と同じ経過時間に対する電源投入時のモ
ータ１４の消費電流を示した特性図であり、電源投入直
後の回転立上り時に大きな消費電流を必要とする。これ
に対し本発明にあっては、モータ１４によるディスク回
転の立ち上げは、例えばモード２における１２０Ｏｒｐ
ｍから行われるため、第８図に示すような電源投入時に
流れる大きな消費電流は必要とせす、従来のファイルア
クセス毎に電源投入を行った場合に比べ消費電力を大幅
に節減できる。

尚、上記の実施例はモータ１４の回転数を定常回転と待
機モード２における低速回転との２段階に制御する場合
を例にとるものであったか、モータ回転数を更に多段階
に設定してきめの細かい制御を行えるようにしても良い
。例えばファイルアクセスが一定時間無かった時には第
４図に示すように待機モード２と同じ２４０Ｏｒｐｍと
し、この状態で更にファイルアクセスが一定時間無けれ
ば半分の１２０Ｏｒｐｍ、更にファイルアクセスが無け
れば４００ｒｐｍ、２４Ｏｒｐｍ、１２Ｏｒｐｍという
ように段階的に下げて消費電流を節減するようにしても
良い。

また本発明の待機モードにおけるモータ１４の回転数は
通常回転時はど安定性が要求されないことから、モータ
制御部２２によるモータ１４の制御を簡略化することが
できる。例えばモータ１４の電源を遮断して空回りさせ
、空回りが停止する前にモータを再起動するといったオ
ン、オフ制御が消費電力を低減するために有効である。

更に上記の実施例は光磁気ディスク装置を例にとるもの
であったが、同様にヘッドと媒体が接触しない光ディス
ク装置や光学式のコンパクトディスク装置等についても
、そのまま適用できる。更に磁気ディスク装置にあって
は、定常回転で磁気ディスクに対しヘッドを浮上させて
いるが、ディスク回転が定常回転から下がってもヘッド
をディスク面に接触させないヘッドアップ手段を付加す
ることで、本発明を磁気ディスク装置についても適用す
ることができる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、書込み、読
出しが一定時間行われない時には、モータ回転を下げて
消費電力を大幅に節減することができる。また待機モー
ドでファイルアクセスを受けた場合には停止状態からの
起動に比べ十分に短いアクセスタイムが実現でき、シス
テム性能の低下を必要最小限に抑えることができる。更
に待機モードから定常回転へのトルクは起動時に比べ充
分小さいことから、消費電力の大幅な節減ができ、電池
電源を用いた携帯機器等に適したものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図； 第２図は本発明の実施例構成図： 第３図は本発明の動作モード説明図； 第４図はディスク装置の回転速度に対する消費電流の説
明図； 第５，６図は本発明の処理フロー図； 第７図はディスク装置のモータの電源投入後の時間と回
転速度の特性図； 第８図は電源投入後の経過時間と消費電流の特性図であ
る。 ［符号の説明コ １０：ヘッド １２：媒体 １４６モータ １６　待機制御手段（部） １８：ディスク回路部 ２０、電源制御部 ２２：モータ制御部 ２４：センスアンプ ２６：ヘッド制御部 ２８：インタフェース回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヘッド（１０）により情報の書込み及び又は読出
   しをモータ（１２）で回転される媒体（１４）に対し行
   うディスク装置に於いて、 書込み読出しを行わない待機モードで、前記媒体（１４
   ）の回転速度を目標回転数に対し減少させる待機制御手
   段（１６）を備えたことを特徴とするディスク装置。
2. （２）請求項１記載のディクス装置に於いて、前記待機
   制御手段（１６）は、センスアンプやヘッド制御部等の
   ディスク回路部（１８）に電源を供給すると共に媒体回
   転速度を減少した回転数に維持する第１待機モードと、
   前記ディスク回路部（１８）に対する電源供給を遮断す
   ると共に媒体回転速度を減少した回転数に維持する第２
   待機モードとを備え、一定時間書込み読出しが行われな
   かった時に前記第１待機モードに切替え、更に該第１待
   機モードの状態で書込み読出しが一定時間行われなかっ
   た時に第２待機モードに切替えることを特徴とするディ
   スク装置。
3. （３）請求項２記載のディスク装置に於いて、前記第２
   待機モードにあっては、更に一定時間書込み読出しが行
   われなかった時には、順次より低い回転数に多段階に切
   替えて行くことを特徴とするディスク装置。
4. （４）請求項１記載のディスク装置に於いて、前記待機
   モードでの低速回転数の維持は、前記モータ（１４）の
   駆動と駆動停止を繰り返して近似的に設定された低速回
   転数を維持することを特徴とするディスク装置。
5. （５）請求項１記載のディスク装置において、前記ディ
   スク装置は光ディスク装置、光ディスク装置及び光学式
   コンパクトディスク装置であることを特徴とするディス
   ク装置。
6. （６）請求項１記載のディスク装置に於いて、前記ディ
   スク装置は、前記待機モードで媒体回転数を減少させて
   も媒体に対しヘッドを非接触状態に維持するヘッドアッ
   プ手段を備えた磁気ディスク装置であることを特徴とす
   るディスク装置。