JP2024012128A - 大容量ハードディスクドライブのためのロード／アンロードランプ - Google Patents

Abstract

【課題】より急勾配な部分からのあらゆるスライダリバウンドがディスクの外側で起こり、スライダ－ディスク衝突を回避するデータ記憶デバイス、ロード／アンロード（ＬＵＬ）ランプを提供する。【解決手段】ハードディスクドライブのためのマルチスロープＬＵＬランプ２１２は、非水平の第１のスロープを有する内側第１部分と、異なる非水平の第２のスロープを有する隣接する外側第２部分と、を含む。第１のスロープは、第２のスロープより急勾配であってよく、ランプは第３の部分を更に含んでもよく、第３の部分は、第２の部分に隣接し、また、第２のスロープより急勾配である第３のスロープを有してもよく、ランプは、第３のセグメントが部分的にディスク２１３の外側にある一方で、第１及び第２の部分がディスクと重なり合うように位置決めされる。第２の部分が部分的にディスクの外側にある一方で、第１の部分がディスクと重なり合うように位置決めされる。【選択図】図２Ｂ

Description

実施形態の分野
本発明の実施形態は、概して、ハードディスクドライブなどのデータ記憶デバイスに関し、具体的には、大容量ドライブに好適なロード／アンロードランプへの手法に関する。

ハードディスクドライブ（hard disk drive、ＨＤＤ）は、保護エンクロージャ内に収容され、磁気表面を有する１つ以上の円形ディスク上にデジタル符号化データを記憶する、不揮発性記憶デバイスである。ＨＤＤが動作中のとき、各磁気記録ディスクは、スピンドルシステムによって急速に回転される。データは、アクチュエータによってディスクの特定の場所の上に位置決めされた読み取り－書き込みトランスデューサ（又は読み取り－書き込み「ヘッド」）を使用して磁気記録ディスクから読み取られ、磁気記録ディスクに書き込まれる。読み取り－書き込みヘッドは、磁場を使用して、磁気記録ディスクの表面にデータを書き込み、この表面からデータを読み取る。書き込みヘッドは、書き込みヘッドのコイルを通って流れる電流を使用して磁場を生成することによって機能する。異なるパターンの正及び負の電流を伴って、書き込みヘッドに電気パルスが送られる。書き込みヘッドのコイル内の電流は、ヘッドと磁気ディスクとの間の間隙にわたる局所的な磁場を生成し、次いでこの磁場が記録媒体上の小領域を磁化する。

ランプロード／アンロード（load/unload、ＬＵＬ）技術は、読み取り－書き込みヘッドスライダを含むヘッドスタックアセンブリ（head stack assembly、ＨＳＡ）をディスクから離れてそれるように移動させ読み取り－書き込みヘッドスライダをカム状構造上に安全に位置決めする機構を含む。カムは、典型的に、各スライダに対して、ディスクに最も近い側に緩やかなランプを含み、このランプは、対応するスライダを定位置に保持するための戻り止め機構を有することができる、典型的には水平な「パーキング」領域と合流する。電源投入シーケンス中に、例えば、読み取り－書き込みヘッドは、ディスクが適切な回転速度に到達したときに、スライダをランプからそらしてディスク表面の上に移動させることによってロードされる。したがって、使用される用語は、スライダ又はＨＳＡが、ディスクに又はディスクの上に（すなわち、ランプからそれて）動作位置内に「ロード」され、アイドル位置などのディスクから（すなわち、ランプ上に）「アンロード」されることである。ランプ構成は、ヘッドスライダが持ち上げられる量並びにヘッドスライダがロード及びアンロードされる速度に影響を及ぼす可能性がある。

本セクションに記載され得るいずれの手法も、追求され得る手法であるが、必ずしも以前に考案又は追求されている手法ではない。したがって、別段の指示がない限り、本セクションに記載された手法のいずれも、それらが本セクションに含まれることによって単に先行技術として適格であると仮定されるべきではない。

実施形態は、添付図面の図において、限定としてではなく、例として示されており、同様の参照番号は類似の要素を指す。
実施形態によるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を示す平面図である。 単一の角度で傾斜したＨＤＤロード／アンロードランプのランプスロープ角度属性を示す図である。 実施形態による、２つの角度で傾斜したＨＤＤロード／アンロードランプを示す図である。 実施形態による、カーブ傾斜のＨＤＤロード／アンロードランプを示す図である。 単一の角度で傾斜したＨＤＤロード／アンロードランプのランプリフト高さ属性を示す図である。 実施形態による、２つの角度で傾斜したＨＤＤロード／アンロードランプを示す図である。 実施形態による、リバウンド管理のための、２つの角度で傾斜したＨＤＤロード／アンロードランプを示す図である。 実施形態による、リバウンド管理のための、３つの角度で傾斜したＨＤＤロード／アンロードランプを示す図である。

概して、大容量ハードディスクドライブに好適なロード／アンロードランプへの手法が記載されている。以下の明細書では、説明を目的として、本明細書に記載された本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。しかしながら、本明細書に記載された本発明の実施形態は、これらの具体的な詳細なしで実施され得ることは明らかであろう。他の例では、本明細書に記載された本発明の実施形態を不必要に不明瞭にすることを回避するために、周知の構造及びデバイスがブロック図の形態で表され得る。

導入
用語
本明細書における「実施形態」、「一実施形態」などへの言及は、記載されている特定の特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味することが意図される。しかしながら、そのような語句の実例は、必ずしも全てが同じ実施形態を指すとは限らない。

「実質的に」という用語は、大部分又はほぼ構造化された、構成された、寸法決めされたなどの特徴を記載していることが理解されるであろうが、その製造公差などは、実際には、構造、構成、寸法などが、常には又は必ずしも正確に述べられない状況を結果として生じ得る。例えば、「実質的に垂直な」として構造を記載するとすれば、側壁は全ての実用上の目的で垂直であるが、正確に９０度ではない場合があるように、その用語にはその明白な意味が割り当てられる。

「最適な」、「最適化する」、「最小の」、「最小化する」、「最大の」、「最大化する」などの用語は、それと関連付けられた特定の値を有しない場合があるが、そのような用語が本明細書で使用される場合、当業者であれば、そのような用語が、本開示の全体と一致する有益な方向に、値、パラメータ、メトリックなどに影響を及ぼすことを含むと理解することが意図される。例えば、何かの値を「最小」として記載することは、値が実際に理論上の最小値（例えば、ゼロ）に等しいことを必要としないが、対応する目標が理論上の最小値に向かって有益な方向に値を移動させることになるという点で、実際的な意味で理解されるべきである。

コンテキスト
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の記憶容量を増加させることは、ＨＤＤ技術進化の現在進行中の目標の１つである。一形態では、この目標は、所与のＨＤＤ内に実装されるディスクの数を増加させることに現れる。しかしながら、多くの場合、ＨＤＤのｚ高さ（垂直高さ）によって部分的に特徴付けられるように、標準フォームファクタを維持することが必要とされ、これは、所与のＨＤＤにより多くのディスクを適合させることに関して本質的に課題を提供する。

ランプロード／アンロード（ＬＵＬ）技術が、ヘッドスライダをディスクから離して移動させ、それらをカム状構造上に安全に位置決めする機構を含み、ディスクに最も近い側のランプ部分の緩やかなランプ部分は、「ランプ」、「ランプスロープ」、「上昇部分」などと称される場合があることを想起されたい。ランプの物理的構成は、スライダが持ち上げられる量並びにスライダがロード及びアンロードされる速度に影響を及ぼす可能性がある。アンロード時には、スライダはまず上方に移動してディスクから離れ、次に典型的にはディスクに向かって下方に戻るが、この現象を本明細書ではスライダ「リバウンド」と称される。より詳細には、スライダは、サスペンションロードビームの端から延在するリフトタブがランプスロープと機械的に相互作用し、それによってランプスロープ上で持ち上げられることによって徐々に持ち上げられ、一方、スライダ上のグラム荷重は徐々に減少する。ここで、「グラム荷重」という用語は、概して、サスペンション及びスライダアセンブリ全体のばね荷重を指す。しかしながら、スライダの空気軸受表面（air bearing surface、ＡＢＳ）力は、ディスク上を浮動するための正の揚力だけでなく、負の吸引力も含む。したがって、グラム荷重が減少している間であっても、スライダは、ＡＢＳが吸引力から分離するか又は吸引力に打ち勝つまで、（吸引力により）ある期間にわたって依然としてディスクに引き寄せられている。ＡＢＳ力に打ち勝つのに十分な上昇が達成されると、スライダは、典型的には急速に上方に移動する。サスペンション（フレクシャを含む）はばねとして作用するので、スライダが高く移動し次いで低く（すなわち、ディスクにより近く）戻ると、次いで、スライダ振動が最終的に終了するまで、減衰を伴って高低ループ（例えば、スライダ振動）を継続する。最初のリバウンド又は戻り運動は、アンロードプロセスにおけるスライダ－ディスク接触リスクが最も高い点であることに留意されたい。ランプ形状パラメータとして、十分なランプスロープ高さは、ヘッド－ディスク接触のないヘッドアンロードプロセスにとって重要である。しかしながら、高さの制約は多くのディスクを１つのＨＤＤに収める能力に影響を及ぼすので、現在のランプスロープ高さを維持することは、より高い容量のＨＤＤを達成するためのゲーティング要因となる。

更に、通常のアンロード処理では、ボイスコールモニタ（Voice Coil Motor、ＶＣＭ）パワー制御によってアンロード速度が適切に制御される。したがって、アンロードコマンドが実行されるときに、読み取り－書き込みヘッドの半径方向場所にかかわらず、一定のアンロード速度が適用される。一方、緊急電源切断（Emergency Power Off、ＥＰＯ）のように、ヘッドがディスク上を浮動している状態で電源供給が突然停止される場合には、ディスクの回転が停止してヘッドがディスクに衝突する前に、直ちにアンロードする必要がある。このため、電力損失によりＶＣＭを適切に制御することができず、容量に蓄えられた電力がヘッドアンロードのために使用される。しかしながら、蓄えられたそのような電力は一定であるので、ヘッドの半径方向場所にかかわらず、アンロードのために同じ量の電力が印加される。これにより、ランプ接触時（例えば、ＨＳＡがランプと接触する瞬間）にアンロード速度の大きな変動がもたらされ、ヘッドがディスクから逃げることを確実にするために、比較的高いベロシティが適用される。したがって、ＥＰＯは、最高速度のアンロード状況であり、したがって、考慮を必要とする高リスク状態である。

典型的には、ランプスロープ角度の文脈では、少なくとも部分的に垂直リフト速度がリバウンド量に相関するので、ランプ高さの低減を達成するためには、よりなだらかな又はより小さい傾斜／角度がより良好である。別の言い方をすれば、ランプスロープがなだらかであればあるほど、垂直リフト速度は遅くなり、その結果、生じるリバウンド距離が小さくなる可能性がある。図２Ａは、単一の角度で傾斜したＨＤＤロード／アンロードランプのランプスロープ角度属性を示す図である。ＨＤＤロード／アンロード（ＬＵＬ）ランプは、典型的に、記録ディスクスタックと交互配置される。したがって、ランプが重なり合う記録ディスクの記憶領域は、データを書き込むために使用することができず、なぜなら、読み取り－書き込みヘッドは、ランプの存在により、ディスクのその部分の上を単に浮動することができないからである。モデリング及び実験データは、よりなだらかな傾斜（すなわち、より小さい角度）が、ディスク数を拡大することと関連する目標である、ランプスロープ高さを低減するためのより良好な手法であることを示すが、そのようなより緩やかな傾斜は、より大きいランプ－ディスク重なり領域に起因して、ディスクデータ領域を減少させる。損失したこのようなデータ領域は、ＨＤＤにおいてより多くのディスクを用いることによって得られる容量を実際に相殺する可能性がある。したがって、ＬＵＬランプ２０２及びＬＵＬランプ２０４などの、単一の角度で傾斜したＬＵＬランプでは、ランプの傾斜は、データ記憶に利用可能なディスク領域の量に影響を及ぼす。例えば図２Ａに示すように、より急勾配のランプ２０２は、よりわずかな、又はよりなだらかな、又はより緩やかな傾斜のランプ２０４よりもディスク２０３との重なりが少なく、したがって、より急勾配のランプ２０２では、重なり領域に起因して損失するディスク記憶領域が少なくなる。しかしながら、ここでの一般的な目標は、ディスク間のランプ高さを減少させ、これにより、より多くのディスクを用いかつ互いにより近接して位置決めすることができるようにすることであるため、既存のランプ高さを維持しても、その目標は達成されない。前述のことを考慮すると、結果として生じるディスクデータ領域の損失なしにランプスロープ高さを低減することが依然として課題である。

典型的に、ランプスロープ高さの文脈では、ピークスライダ浮動高さ（例えば、スライダがディスク上を浮動する距離）がランプスロープ高さに相関するので、高いほど良い。しかしながら、ランプスロープ高さ（例えば、ランプスロープ領域の高さ、又は単に「ランプ高さ」）が、追加のディスクを同じＨＤＤ ｚ高さフォームファクタに入れる機能に影響を及ぼすことを認識すると、ランプ高さは、より大容量のＨＤＤを達成するためのゲーティング要因として現れる。図３Ａは、単一の角度で傾斜したＨＤＤロード／アンロードランプのランプリフト高さ属性を示す図である。この場合も、よりなだらかな傾斜（すなわち、より小さい角度）は、概して、ランプ高さの低減のためにはより良い手法であるが、そのようなよりなだらかな傾斜は、所望の又は必要なリフト高さを減少させる傾向があり、それによって、ピークスライダ浮動高さに影響を及ぼす。したがって、ＬＵＬランプ３０２及びＬＵＬランプ３０４などの、単一の角度で傾斜したＬＵＬランプでは、ランプの傾斜が最終的なリフト高さに影響を及ぼす。例えば図３Ａに図示されるように、より急勾配のランプ３０２は、リフト高さＬ_１（例えば、サスペンションリフトタブが最初にランプに触れる又は接触するランプタッチポイントＴ_１とランプ３０２の頂部との間の垂直距離）を生成し、一方、よりわずかな、又はよりなだらかな、又はより緩やかな傾斜のランプ３０４は、より小さいリフト高さＬ_２（例えば、サスペンションリフトタブが最初にランプに触れる又は接触するランプタッチポイントＴ_２とランプ３０４の頂部との間の垂直距離）を生成する。したがって、ピーク浮動高さは、より急勾配でないランプ３０４によって損なわれる。したがって、結果としてリフト高さを損失させることなくランプのスロープ高さを低減することが依然として課題である。前述のことを考慮すると、ＬＵＬランプの高さ及び傾斜は、最大ディスクデータ記憶領域及び望ましいピークスライダ浮動高さを維持しながら、いくつのディスクが標準フォームファクタＨＤＤに収まることができるかに影響を及ぼす。

ハードディスクドライブのマルチスロープロード／アンロードランプ
図２Ｂは、実施形態による、２つの角度で傾斜したＨＤＤロード／アンロードランプを示す図である。マルチスロープランプ２１２は、複数のスロープ角度、すなわち、この例では２つの異なるスロープ角度を有するランプスロープ部分を示す。マルチスロープランプ２１２のピークランプスロープ高さを図２Ａのランプ２０４と比較すると、マルチスロープランプ２１２のランプスロープ高さは、シングルスロープランプ２０４のランプスロープ高さとほぼ等しいが、マルチスロープランプ２１２は、シングルスロープランプ２０４がディスク２０３と重なり合うよりも少なくディスク２１３と重なり合っていることが分かる。したがって、マルチスロープランプ２１２を用いて、結果的にディスクデータ領域を更に損失することなく、同等のランプ高さの低減を達成することができる。マルチスロープランプ２１２の文脈で２つの角度のランプの例が図２Ｂに示されているが、マルチスロープランプに対するスロープ角度の数は実装形態ごとに変化してもよく、したがって、ここで例示される２つの角度よりも多くてもよい（例えば、図４Ｂを参照）ことに留意されたい。

図２Ｃは、実施形態による、カーブ傾斜のＨＤＤロード／アンロードランプを示す図である。マルチスロープランプ２１４は、複数のスロープ角度を有するランプスロープ部分を示し、この事例では、複数のスロープ弧又は曲率半径、例えば、第１の曲率半径ｒ_１及び第２の曲率半径ｒ_２を含むことが意図される。ここで再び、マルチスロープランプ２１４のピークランプスロープ高さを図２Ａのランプ２０４と比較すると、マルチスロープランプ２１４のランプスロープ高さは、シングルスロープランプ２０４のランプスロープ高さとほぼ等しいが、マルチスロープランプ２１４は、シングルスロープランプ２０４がディスク２０３と重なり合うよりも少なくディスク２１３と重なり合っていることが分かる。したがって、マルチスロープランプ２１４を用いて、結果的にディスクデータ領域を更に損失することなく、同等のランプ高さの低減を達成することができる。マルチスロープランプ２１２と同様に、マルチスロープランプ２１４などのマルチスロープ／マルチカーブランプの曲率半径の数は、実装形態ごとに異なってもよい。マルチスロープランプ２１２として図示されるマルチスロープランプの実施形態、及びマルチスロープ／マルチカーブランプ２１４として図示されるマルチスロープランプの実施形態は、最初の１つ以上の線形スロープを、ランプスロープの上方向に上昇する隣接する１つ以上のカーブしたスロープと組み合わせること、又はその逆などによって、ランプ実装形態に組み合わされ得ることに留意されたい。

図３Ｂは、実施形態による、２つの角度で傾斜したＨＤＤロード／アンロードランプを示す図である。このように、図３Ｂでは、ランプスロープ部分が複数のスロープ角度、すなわちこの例では、ディスクスタックの近位で位置決めされるであろう内側端とディスクスタックから遠位で位置決めされる外側端とからの２つの異なるスロープ角度を有するものとして、マルチスロープランプ２１２を再び図示する。マルチスロープランプ２１２の第１の部分２１２ａは、非水平の第１のスロープを有し、第１の部分２１２ａに隣接するマルチスロープランプ２１２の第２の部分２１２ｂは、水平のパーキング面に隣接する異なる非水平の第２のスロープを有する。第１及び第２の部分２１２ａ、２１２ｂは、必ずしも正しい縮尺で描かれているわけではなく、説明の目的で提示されていることに留意されたい。（例えば、サスペンションリフトタブが最初にランプに触れる又は接触する）タッチポイントＴ_３が、例えば第１の部分２１２ａにおいて、より低い場合では、必要とされる最終的なリフト高さＬ_３（例えば、ランプタッチポイントＴ_３とランプ２１２の頂部との間の垂直距離）が比較的大きいので、より急勾配の（より大きい又はより高い角度の）部分２１２ａが好適である。更に、タッチポイントＴ_４が、ランプ２１２の例えば第２の部分２１２ｂ上でより高い場合では、必要とされるリフト高さＬ_４（例えば、ランプタッチポイントＴ_４とランプ２１２の頂部との間の垂直距離）が比較的小さいので、よりなだらかな（より小さい又はより低い角度の）部分２１２ｂが好適である。

第１の部分２１２ａ及び第２の部分２１２ｂのそれぞれの有効スロープ角度に関して、ランプ２１２の垂直高さ（又は「ｚ高さ」）の２０％～５０％（「下部３０％」）にあるマルチスロープランプ２１２の部分の最良適合線と、ランプ２１２の垂直高さの６５％～９５％（「上部３０％」）にあるマルチスロープランプ２１２の部分の最良適合線との間で比較が行われる。ランプ２１２などのマルチスロープランプでは、下側３０％の範囲が第１の部分２１２ａ内に入り、上側３０％の範囲が第２の部分２１２ｂ内に入る。有効傾斜に焦点を合わせるために、垂直高さの下部２０％は、典型的には、製造プロセス制御に起因して、傾斜面から水平パーキング面への移行部に何らかの小さい半径が存在するので、機能的例外として扱われ、この比較のために却下され、上部５％もまた却下される。したがって、図２Ａのランプ２０２、２０４などの、単一の角度で傾斜した従来のランプでは、上部３０％角度（分子）の下部３０％角度（分母）に対する比は１．００に等しい。対照的に、本明細書に記載される目的に好適であることが見出された非限定的な実施例では、ランプ２１２（図２Ｂ、図３Ｂ）などの２傾斜ランプでは、下部３０％角度に対する上部３０％角度の比は、０．７３に等しいか又はそれに近くてもよい。同様に、本明細書に記載される目的に好適であることが見出された非限定的な実施例では、ランプ２１４（図２Ｃ）などのマルチスロープ／マルチカーブランプでは、下部３０％角度に対する上部３０％角度の比は、０．８５に等しいか又はそれに近くてもよい。したがって、実施形態によれば、好適な２スロープ／２カーブマルチスロープランプの上部３０％角度（分子）と下部３０％角度（分母）との比は、０．９０未満である。

図４Ａは、実施形態による、リバウンド管理のための、２つの角度で傾斜したＨＤＤロード／アンロードランプを示す図である。マルチスロープランプ４０２は、複数のスロープ角度、すなわちこの例では、ディスクスタックの近位で位置決めされるであろう内側端とディスクスタックから遠位で位置決めされる外側端とからの、２つの異なるスロープ角度を有するランプスロープ部分を示す。マルチスロープランプ４０２の第１の部分４０２ａは、非水平の第１のスロープを有し、第１の部分４０２ａに隣接するマルチスロープランプ４０２の第２の部分４０２ｂは、水平のパーキング面に隣接する異なる非水平の第２のスロープを有する。第１及び第２の部分４０２ａ、４０２ｂは、必ずしも正しい縮尺で描かれているわけではなく、説明の目的で提示されていることに留意されたい。図示されるように、実施形態によれば、第２の部分４０２ｂが第１の部分４０２ａの角度よりも急勾配又は大きい角度を有するように、第２のスロープは、第１のスロープよりも急勾配である。関連する実施形態によれば、ＨＤＤなどのデータ記憶デバイスに実装されると、第１の部分４０２ａは、ＨＤＤのディスク媒体と重なり合うように位置決めするように構成されており、一方、第２の部分４０２ｂは、遠位（外側）方向において少なくとも部分的にディスク媒体の外側に位置決めするように構成されている。したがって、マルチスロープランプ４０２は、ディスクエッジの近くまではスライダリフトを最小限に抑え、その後、スライダリフトはかなり急速に又は鋭く増加する。その結果、より急勾配な部分４０２ｂからのリバウンドがディスク位置の外側で生じ、これによってスライダ－ディスク衝突を回避する。

図４Ｂは、実施形態による、リバウンド管理のための、３つの角度で傾斜したＨＤＤロード／アンロードランプを示す図である。マルチスロープランプ４１２は、複数のスロープ角度、すなわちこの例では、ディスクスタックの近位で位置決めされるであろう内側端とディスクスタックから遠位で位置決めされる外側端とからの、３つの異なるスロープ角度を有するランプスロープ部分を示す。マルチスロープランプ４１２の第１の部分４１２ａは、非水平の第１のスロープを有し、第１の部分４１２ａに隣接するマルチスロープランプ４１２の第２の部分４１２ｂは、異なる非水平の第２のスロープを有し、第２の部分に隣接する第３の部分４１２ｃは、水平のパーキング面に隣接する、第２のスロープとは異なる非水平の第３のスロープを有する。第１、第２、及び第３の部分４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃは、必ずしも正しい縮尺で描かれているわけではなく、説明の目的で提示されていることに留意されたい。図示されるように、実施形態によれば、第３の部分４１２ｃが第２の部分４１２ｂの角度よりも急勾配又は大きい角度を有するように、第３のスロープは、第２のスロープよりも急勾配である。関連する実施形態によれば、ＨＤＤなどのデータ記憶デバイスに実装されると、第１の部分４１２ａ及び第２の部分４１２ｂは、ＨＤＤのディスク媒体と重なり合うように位置決めするように構成されており、一方、第３の部分４１２ｃは、遠位方向において少なくとも部分的にディスク媒体の外側に位置決めするように構成されている。したがって、マルチスロープランプ４１２は、ディスクエッジの近くまではスライダリフトを最小限から中程度にまで抑え、その後、スライダリフトはかなり急速に又は鋭く増加する。その結果、最も急勾配な第３の部分４１２ｃからのリバウンドがディスク位置の外側で生じ、これによってスライダ－ディスク衝突を回避する。更に、マルチスロープランプ４０２（図４Ａ）をマルチスロープランプ４１２（図４Ｂ）と比較した場合、マルチスロープランプ４１２はまた、マルチスロープランプ４０２がディスク領域と重なり合うであろうよりも少なくディスク領域と重なり合うであろう。

例示的な動作コンテキストの物理的説明
実施形態は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などのデジタルデータ記憶デバイス（digital data storage device、ＤＳＤ）のコンテキストで使用され得る。したがって、実施形態によれば、従来のＨＤＤ１００を示す平面図は、従来のＨＤＤが典型的にどのように動作するかを記載するのを助長するために図１に示されている。

図１は、磁気読み取り－書き込みヘッド１１０ａを含むスライダ１１０ｂを含むＨＤＤ１００の構成要素の機能的配置を示す。まとめて、スライダ１１０ｂ及びヘッド１１０ａはヘッドスライダと称され得る。ＨＤＤ１００は、ヘッドスライダを含む少なくとも１つのヘッドジンバルアセンブリ（head gimbal assembly、ＨＧＡ）１１０と、典型的にはフレクシャを介してヘッドスライダに装着されたリードサスペンション１１０ｃと、リードサスペンション１１０ｃに装着されたロードビーム１１０ｄとを含む。ＨＤＤ１００はまた、スピンドル１２４上に回転可能に取り付けられた少なくとも１つの記録媒体１２０と、媒体１２０を回転させるためにスピンドル１２４に取り付けられた駆動モータ（不可視）と、を含む。トランスデューサとも称され得る読み取り－書き込みヘッド１１０ａは、ＨＤＤ１００の媒体１２０に記憶された情報をそれぞれ書き込み及び読み取るための書き込み要素及び読み取り要素を含む。媒体１２０又は複数のディスク媒体は、ディスククランプ１２８でスピンドル１２４に固定されてもよい。

ＨＤＤ１００は、ＨＧＡ１１０に装着されたアーム１３２と、キャリッジ１３４と、キャリッジ１３４に装着されたボイスコイル１４０を含む電機子１３６及びボイスコイル磁石（図示せず）を含むステータ１４４を含むボイスコイルモータ（voice coil motor、ＶＣＭ）とを更に含む。ＶＣＭの電機子１３６は、キャリッジ１３４に取り付けられており、アーム１３２及びＨＧＡ１１０を移動させ、媒体１２０の部分にアクセスするように構成されており、全てまとめて、介在するピボット軸受アセンブリ１５２で枢動シャフト１４８上に装着されている。複数のディスクを有するＨＤＤの場合、キャリッジ１３４は、キャリッジに櫛の外観を与える連動したアームアレイを搬送するようにキャリッジが配置されているため、「Ｅブロック」又は櫛と称され得る。

ヘッドスライダが結合されたフレクシャと、フレクシャが結合されたアクチュエータアーム（例えば、アーム１３２）及び／又はロードビームと、アクチュエータアームが結合されたアクチュエータ（例えば、ＶＣＭ）と、を含む、ヘッドジンバルアセンブリ（例えば、ＨＧＡ１１０）を備えるアセンブリは、ヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ）と総称され得る。ただし、ＨＳＡは、記載されたものよりも多い又は少ない構成要素を含んでもよい。例えば、ＨＳＡは、電気相互接続部品を更に含むアセンブリを指し得る。一般に、ＨＳＡは、読み取り動作及び書き込み動作のために、ヘッドスライダを媒体１２０の部分にアクセスするように移動させるように構成されたアセンブリである。ＨＳＡは、読み取り－書き込みヘッドスライダを含むヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ）をディスクから離れてそれるように移動させ、読み取り－書き込みヘッドスライダをロード／アンロード（ＬＵＬ）ランプの支持構造上に安全に位置決めするために、ＬＵＬランプ１９０と機械的に相互作用するように構成されている。

図１を更に参照すると、ヘッド１１０ａへの書き込み信号及びヘッド１１０ａからの読み取り信号を含む電気信号（例えば、ＶＣＭのボイスコイル１４０への電流）は、可撓性ケーブルアセンブリ（flexible cable assembly、ＦＣＡ）１５６（又は「フレックスケーブル」、又は「フレキシブルプリント回路」（flexible printed circuit、ＦＰＣ））によって送信される。フレックスケーブル１５６とヘッド１１０ａとの間の相互接続は、読み取り信号用のオンボード前置増幅器、並びに他の読み取りチャネル及び書き込みチャネル電子部品を有し得る、アーム電子機器（arm-electronics、ＡＥ）モジュール１６０を含んでもよい。ＡＥモジュール１６０は、図示のようにキャリッジ１３４に取り付けられてもよい。フレックスケーブル１５６は、いくつかの構成では、ＨＤＤ筐体１６８によって提供された電気フィードスルーを通して電気通信を提供する電気コネクタブロック１６４に結合されてもよい。ＨＤＤ筐体１６８（又は「エンクロージャベース」又は「ベースプレート」又は単に「ベース」）は、ＨＤＤカバーとともに、ＨＤＤ１００の情報記憶構成要素のための半封止された（又は、いくつかの構成では気密封止された）保護エンクロージャを提供する。

デジタル信号プロセッサ（digital-signal processor、ＤＳＰ）を含むディスクコントローラ及びサーボ電子機器を含む他の電子部品は、駆動モータ、ＶＣＭのボイスコイル１４０及びＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａに、電気信号を提供する。駆動モータに提供される電気信号は、駆動モータがスピンドル１２４にトルクを提供しながら回転することを可能にし、次いでトルクはスピンドル１２４に添設された媒体１２０に伝達される。その結果、媒体１２０は、方向１７２に回転する。回転媒体１２０は、スライダ１１０ｂが、情報が記録された薄い磁気記録層と接触することなく媒体１２０の表面の上方に浮上するように、スライダ１１０ｂの空気軸受表面（ＡＢＳ）が乗る空気軸受として作用する空気のクッションを形成する。同様に、非限定的な例としてのヘリウムなどの空気より軽いガスが利用されるＨＤＤにおいて、回転する媒体１２０は、スライダ１１０ｂがその上に乗るガス又は流体軸受として作用する、ガスのクッションを生成する。

ＶＣＭのボイスコイル１４０に提供される電気信号は、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａが、情報が記録されるトラック１７６にアクセスすることを可能にする。こうして、弧１８０を通るＶＣＭスイングの電機子１３６は、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａが媒体１２０上の様々なトラックにアクセスすることを可能にする。情報は、セクタ１８４などの媒体１２０上のセクタに配置された複数の半径方向に入れ子になったトラック内の媒体１２０上に記憶される。それに対応して、各トラックは、セクタ化されたトラック部分１８８などの複数のセクタ化されたトラック部分（又は「トラックセクタ」）から構成されている。各セクタ化されたトラック部分１８８は、記録された情報と、エラー訂正符号情報、及びトラック１７６を識別する情報であるＡＢＣＤサーボバースト信号パターンなどのサーボバースト信号パターンを含むヘッダと、を含んでもよい。トラック１７６にアクセスする際、ＨＧＡ１１０のヘッド１１０ａの読み取り要素はサーボバースト信号パターンを読み取り、サーボバースト信号パターンは、サーボ電子機器に位置誤差信号（position-error-signal、ＰＥＳ）を提供し、サーボ電子機器は、ＶＣＭのボイスコイル１４０に提供される電気信号を制御することによって、ヘッド１１０ａがトラック１７６に追従することを可能にする。トラック１７６を見つけ、特定のセクタ化されたトラック部分１８８を識別すると、ヘッド１１０ａは、トラック１７６から情報を読み取るか、又は、外部エージェント、例えば、コンピュータシステムのマイクロプロセッサからディスクコントローラによって受信された命令に応じて、トラック１７６に情報を書き込む。

ＨＤＤの電子アーキテクチャは、ハードディスクコントローラ（hard disk controller、「ＨＤＣ」）、インターフェースコントローラ、アーム電子モジュール、データチャネル、モータドライバ、サーボプロセッサ、バッファメモリなどの、ＨＤＤの動作のための自体のそれぞれの機能を実行するための、多数の電子部品を含む。そのような部品のうちの２つ以上は、「チップ上のシステム」（system on a chip、「ＳＯＣ」）と称される単一の集積回路基板上で組み合わされてもよい。そのような電子部品の、全てではないがいくつかは、典型的には、ＨＤＤ筐体１６８などのＨＤＤの底部側に結合されたプリント基板上に配置される。

図１を参照して示され及び記載されたＨＤＤ１００などの、本明細書におけるハードディスクドライブへの言及は、「ハイブリッドドライブ」と称されることがある情報記憶デバイスを包含してもよい。ハイブリッドドライブとは、一般に、電気的に消去可能でプログラム可能であるフラッシュ又は他のソリッドステート（例えば、集積回路）メモリなどの不揮発性メモリを使用するソリッドステートデバイス（solid-state storage device、ＳＳＤ）と組み合わされた従来のＨＤＤ（例えば、ＨＤＤ１００を参照）の、両方の機能を有する記憶デバイスを指す。異なるタイプの記憶媒体の動作、管理、及び制御は、通常異なるため、ハイブリッドドライブのソリッドステート部分は、それ自体の対応するコントローラ機能を含んでもよく、コントローラ機能は、ＨＤＤ機能とともに単一のコントローラに統合され得る。ハイブリッドドライブは、非限定的な例として、頻繁にアクセスされるデータを記憶する、Ｉ／Ｏ集約データなどを記憶するなどのために、ソリッドステートメモリをキャッシュメモリとして使用するなどによって、ソリッドステート部分をいくつかの方式で動作させて利用するように設計及び構成されてもよい。更に、ハイブリッドドライブは、ホスト接続のための１つ又は複数のインターフェースのいずれかで、単一のエンクロージャの２つの記憶デバイス、すなわち従来のＨＤＤ及びＳＳＤとして本質的に設計及び構成されてもよい。

拡張物及び代替物
前述の説明において、本発明の実施形態は、実装形態ごとに変わり得る多数の具体的な詳細を参照して記載されてきた。したがって、実施形態のより広い趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を行うことができる。こうして、本発明であり、本出願人らが本発明であることを意図するものの唯一及び排他的な指示物は、本出願に由来する特許請求の範囲のセットであり、そのような特許請求の範囲が由来し、任意の後続の補正を含む、特定の形態をなす。そのような特許請求の範囲に包含される用語について本明細書に明示的に記載される定義は、特許請求の範囲で使用されるような用語の意味を支配するものとする。それゆえ、特許請求項に明示的に記載されていない限定、要素、特性、特徴、利点又は属性は、決してそのような特許請求項の範囲を限定すべきでない。これにより、本明細書及び図面は、制限的な意味ではなく例示的とみなされるものである。

加えて、本明細書では、特定のプロセス工程が特定の順序で記載されてもよく、アルファベット及び英数字符号を使用して、特定の工程を識別することができる。本明細書において特記されない限り、実施形態は、そのような工程を実施する任意の特定の順序に必ずしも限定されない。特に、符号は単に工程の簡便な識別に使用され、そのような工程を実施する特定の順序を指定又は必要とすることは意図されていない。

Claims (22)

1. データ記憶デバイスであって、
   スピンドル上に回転可能に取り付けられた複数のディスク媒体を含むディスク媒体スタックと、
   複数のヘッドスライダであって、前記複数のヘッドスライダが各々、前記スタックの少なくとも１つのディスク媒体から読み取り、前記スタックの少なくとも１つのディスク媒体に書き込むように構成された読み取り／書き込みヘッドを含む、複数のヘッドスライダを含むヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ）と、
   前記複数のヘッドスライダが前記スタックの対応するディスク媒体の部分にアクセスするように前記ＨＳＡを移動させるように構成されたボイスコイルモータと、
   前記ディスクスタックの近位で位置決めされる内側端と前記ディスクスタックから遠位で位置決めされる外側端とを有する、ロード／アンロードランプと、を備え、前記ランプアセンブリが、前記ＨＳＡを前記ディスクスタックにロードし、前記ＨＳＡを前記ディスクスタックからアンロードするために構成されており、前記ランプアセンブリが、前記内側端から前記外側端への方向において、
   非水平の第１のスロープを有する第１の部分と、
   前記第１の部分に隣接し、異なる非水平の第２のスロープを有する、第２の部分と、を含む、データ記憶デバイス。
2. 前記第１のスロープが、前記第２のスロープより急勾配である、請求項１に記載のデータ記憶デバイス。
3. 前記第２のスロープが、前記第１のスロープより急勾配である、請求項１に記載のデータ記憶デバイス。
4. 前記第１の部分が、前記ディスク媒体と重なり合い、前記第２の部分が、前記遠位方向において少なくとも部分的に前記ディスク媒体の外側にある、請求項３に記載のデータ記憶デバイス。
5. 前記第１のスロープが、前記第２のスロープより急勾配であり、
   前記ロード／アンロードランプが、前記内側端から前記外側端への前記方向において第３の部分を更に含み、前記第３の部分が、前記第２の部分に隣接し、前記第２のスロープとは異なる非水平の第３のスロープを有する、請求項１に記載のデータ記憶デバイス。
6. 前記第３のスロープが、前記第２のスロープより急勾配である、請求項５に記載のデータ記憶デバイス。
7. 前記第１の部分及び前記第２の部分が、前記ディスク媒体と重なり合い、前記第３の部分が、遠位方向において少なくとも部分的に前記ディスク媒体の外側にある、請求項６に記載のデータ記憶デバイス。
8. 前記第１のスロープ及び前記第２のスロープの各々が、曲線状であり、
   前記第１のスロープが、前記第２のスロープの曲率半径よりも小さい前記曲率半径を有する、請求項１に記載のデータ記憶デバイス。
9. ハードディスクドライブのロード／アンロード（ＬＵＬ）ランプであって、記録ディスク媒体の近位でハードディスクドライブに位置決めされるように構成された内側端と、前記記録ディスク媒体から遠位でハードディスクドライブに位置決めされるように構成された外側端と、を有し、前記ランプアセンブリが、
   前記内側端から前記外側端への方向において、
   非水平の第１のスロープを有する第１の部分と、
   前記第１の部分に隣接し、異なる非水平の第２のスロープを有する、第２の部分と、を含む、ＬＵＬランプ。
10. 前記第１のスロープが、前記第２のスロープより急勾配である、請求項９に記載のＬＵＬランプ。
11. 前記第２のスロープが、前記第１のスロープより急勾配である、請求項９に記載のＬＵＬランプ。
12. 前記第１のスロープが、前記第２のスロープより急勾配であり、
    前記ロード／アンロードランプが、前記内側端から前記外側端への前記方向において第３の部分を更に含み、前記第３の部分が、前記第２の部分に隣接し、前記第２のスロープとは異なる非水平の第３のスロープを有する、請求項９に記載のＬＵＬランプ。
13. 前記第３のスロープが、前記第２のスロープより急勾配である、請求項１２に記載のＬＵＬランプ。
14. 前記第１のスロープ及び前記第２のスロープの各々が、曲線状であり、
    前記第１のスロープが、前記第２のスロープの曲率半径よりも小さい前記曲率半径を有する、請求項９に記載のＬＵＬランプ。
15. 請求項９に記載のＬＵＬランプを含む、ハードディスクドライブ。
16. 記録ディスク媒体スタックからヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ）をアンロードするための方法であって、
    前記ＨＳＡを、前記媒体スタックのデータ領域からロード／アンロード（ＬＵＬ）ランプ上に半径方向外向きに回転させる手段を作動させることを含み、前記ＬＵＬランプが、
    前記媒体スタックの上に位置決めされた内側端、及び前記媒体スタックの外側に位置決めされた外側端と、
    前記内側端から前記外側端への方向において、
    非水平の第１のスロープを有する第１のセグメントと、
    前記第１のセグメントに隣接し、異なる非水平の第２のスロープを有する、第２のセグメントと、を含む、方法。
17. 前記第１のスロープの勾配度が、前記第２のスロープの前記勾配度より大きい、請求項１４に記載の方法。
18. 前記第２のスロープの勾配度が、前記第１のスロープの前記勾配度より大きく、
    前記第１のセグメントが、前記媒体スタックと重なり合い、前記第２のセグメントが、少なくとも部分的に前記媒体スタックの外側にある、請求項１６に記載の方法。
19. 前記ＬＵＬランプが、
    前記内側端から前記外側端に向かう前記方向において第３のセグメントを更に含み、前記第３のセグメントが、前記第２のセグメントに隣接し、前記第２のスロープとは異なる非水平の第３のスロープを有する、請求項１８に記載の方法。
20. 前記第３のスロープの勾配度が、前記第２のスロープの前記勾配度より大きい、請求項１９に記載の方法。
21. 前記第１のセグメント及び前記第２のセグメントが、前記媒体スタックと重なり合い、前記第３のセグメントが、前記遠位方向において少なくとも部分的に前記媒体スタックの外側にある、請求項２０に記載の方法。
22. 前記第１のスロープ及び前記第２のスロープの各々が、曲線状であり、
    前記第１のスロープが、前記第２のスロープの曲率半径よりも小さい前記曲率半径を有する、請求項１６に記載の方法。