JP3567078B2

JP3567078B2 - リトラクト方法及び磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP3567078B2
Application number: JP10084798A
Authority: JP
Inventors: 恵子渡辺; 哲也浜口; 吉田　　隆
Original assignee: 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ
Priority date: 1998-04-13
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2018-04-13
Also published as: JPH11297014A; US6490116B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置に係り、特に、電源供給が中断された時に、磁気ヘッドスライダをリトラクトする方法及び磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の磁気ディスク装置において、電源中断時に磁気ヘッド部をリトラクトする方法として、特開平７−２１１０３１号公報に記載の方法がある。すなわち、ヘッド位置決めアクチュエータ・アセンブリを、電力供給の中断時に、リトラクトする場合、通常の電源投入動作の間に、前記装置に供給される電源電圧を超える電圧でコンデンサを充電するステップと、前記装置への電力供給の中断時に、前記コンデンサの回路のスイッチングにより、蓄積された電流を前記ヘッド位置決め用アクチュエータ・アセンブリに放電するステップと、前記アクチュエータ・アセンブリを所定のリトラクト位置まで駆動するステップとを含むリトラクト方法が提案されている。
【０００３】
また、特開平３−２４８３７９号公報には、磁気ディスク駆動装置の停止時に、磁気ディスクの回転駆動部材からの逆起電力を磁気ヘッド駆動部材に供給して駆動せしめ、磁気ヘッドを待避位置まで移送し、待避位置で磁気ヘッド又は磁気ヘッド支持部材を支承部材に乗り上げるようにして係合させ、磁気ディスクから浮上した状態で磁気ヘッドを支承部材に支持せしめる磁気ヘッドの待避駆動方法において、
ディスク回転駆動部材からの逆起電力を降圧して磁気ヘッド駆動部材に供給し、磁気ヘッドを待避位置に向けて移送し、磁気ヘッドまたは磁気ヘッド支持部材が支承部材と接触するも支承部材に乗り上げない状態とする第１段階と、第１段階よりも大きな電圧を磁気ヘッド駆動部材に供給し、磁気ヘッドまたは磁気ヘッド支持部材を支承部材に乗り上げるして係合せしめる第２段階とを有する駆動方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電源供給停止後は、特開平７−２１１０３１号公報では、電力供給時にコンデンサに蓄えた電力を、磁気ヘッド駆動回路に供給してリトラクト動作を行うものである。この方法で、ランプ式のロード・アンロード機構に適用すると、ランプ部にヘッド又はヘッド支持部が衝突しヘッド又はランプ部が損傷するという問題がある。
【０００５】
また、特開平３−２４８３７９号公報では、電源遮断時に、回転しているスピンドルモータの逆起電力を用いて、２段階に電力供給を行ってリトラクトしている。すなわち、リフタ（ランプ）手前までは低い電圧で動作させ、リフタに衝突させて停止させ、その後大きな電圧を印加してリフタの傾斜部を登らせるものである。
【０００６】
この場合、電源停止直後から、低い電圧を印加し続ける構成となっているため、低速でリフタに衝突するといっているが、実際には、アクチュエータは加速し続けることとなり、ランプ部への衝突時の速度は大きなものになり、やはりランプの損傷を防ぐことは難しい。衝突時の速度を許容範囲に押させるには印加する電圧をかなり低くする必要があり、その場合はリトラクトにかかる時間が長くなり、実用的ではない。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するもので電源供給停止時においても、ランプ衝突の速度を十分小さくし、確実にアンロード可能なリトラクト方式で、ランプ損傷を押さえた信頼性の高いランプロード式の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】
本発明の電源供給停止時のリトラクト方法及び磁気ディスク装置は上記目的を達成するために、電源供給停止時に、アクチュエータアセンブリの駆動回路に供給する電力を、３段階に分け時間差をつけて供給する手段を持つことを特徴とする。
【０００９】
具体的には、本発明のリトラクト方法及び磁気ディスク装置は、以下の構成を有する。
【００１０】
本発明のリトラクト方法は、磁気ディスク装置のヘッド位置決め用アクチュエータ・アセンブリを、前記磁気ディスク装置への電力供給の中断時に、駐機位置にリトラクトする方法において、電力中断時に、前記アクチュエータ・アセンブリを停止させる電力を供給するステップと、前記アクチュエータ・アセンブリを再駆動する電力を供給するステップと、前記再駆動電力を所定時間供給後、所定時間電力供給を中断するステップと、再度、前記再駆動電力より大きな電力を供給するステップとを有する。
【００１１】
本発明の磁気ディスク装置は、１つ以上の磁気ディスク記録媒体と、前記記録媒体を回転させるディスク駆動手段と、前記記録媒体表面に対向して前記記録媒体表面にデータを書き込み、読み取るための１つ以上の磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを所定トラックに移動させるアクチュエータ・アセンブリと、前記アクチュエータ・アセンブリを駆動するためのアクチュエータ駆動手段とを備えた磁気ディスク装置において、電源投入動作時に前記ディスク駆動手段及びアクチュエータ駆動手段に駆動電流を供給する１次電力供給手段と、前記１次電力供給手段の電力の一部を蓄積する電力蓄積手段と、前記１次電力供給手段からの電力供給が中断した時に、前記電力蓄積手段から前記アクチュエータ駆動手段に３段階の電力を供給する２次電力供給手段と、前記１次電力供給手段から前記２次電力供給手段に切り替えるスイッチング手段とを備え、前記２次電力供給手段において、前記１次電力供給手段からの電力供給中断直後に、第１の電力供給をして前記アクチュエータアセンブリを停止し、前記アクチュエータアセンブリが停止後、一定時間経過してから前記アセンブリ駆動手段に第２の電力を供給し、その供給終了後一定時間経過してから前記第２の電力供給における電圧より大きい電圧を供給するスイッチが作動し第３の電力供給が開始する。
【００１２】
また本発明の磁気ディスク装置は、１つ以上の磁気ディスク記録媒体と、前記記録媒体を回転駆動するスピンドルモータと、前記記録媒体表面に向き合って前記記録媒体表面にデータを書き込み、読み取るための１つ以上のヘッドと、前記ヘッドを所定トラックに移動させるアクチュエータ・アセンブリと、前記アクチュエータ・アセンブリを駆動するためのアセンブリ駆動手段とを備えた磁気ディスク装置において、前記アセンブリ駆動手段及びディスク駆動手段に駆動電流を供給する第１の電源手段と、前記第１の電源手段の遮断時に前記スピンドルモータの起電力を前記アセンブリ駆動手段に３段階に分けて時間差を付けて駆動電流として供給する第２の電源手段と、前記第１の電源手段から前記第２の電源手段に切り替えるスイッチング手段とを備え、前記第２の電源手段において、前記第１の電源からの電力供給中断直後に、第１の電力供給をして前記アクチュエータアセンブリを停止し、前記アクチュエータアセンブリが停止後、一定時間経過してから前記アセンブリ駆動手段に第２の電力を供給し、その供給終了後一定時間経過してから前記第２の電力供給における電圧より大きい電圧を供給するスイッチが作動し第３の電力供給が開始する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を用いたランプ式ロード／アンロード機構搭載の磁気ディスク装置の概略図である。
【００１４】
記録媒体である磁気ディスク８０はその中心側に設けた、スピンドルモータの回転軸に取付けられている。磁気ディスクの外周外側には、アクチュエータ・アセンブリおの駐機位置であるランプ１が設置されている。また、ランプ１と摺動するタブディンプル２を形成したサスペンション３、及びサスペンション３が取り付けられているキャリッジアーム４が設けられている。サスペンション３の先端側には磁気ヘッド部を備えたヘッドスライダ５が設けられている。又その反対側にはボイスコイルモータ７が設けられている。
【００１５】
前記サスペンション３やキャリッジアーム４等で構成されるアクチュエータ・アセンブリ６は、ボイスコイルモータ７（以下ＶＣＭと称する）により駆動される。ＶＣＭ７や磁気ヘッドは、ポリイミドよりなるフレキシブル配線板（ＦＰＣ８）で回路基板と接続されている。
【００１６】
磁気ヘッド起動時、ランプ１上に退避していたアクチュエータ・アセンブリ６は、ＶＣＭ７によりヘッドスライダ５を磁気ディスク８０上にローディングさせる方向に移動し、初期動作を終えた後、制御回路により所定のトラック位置に位置決めされる。本発明は，上記構成の磁気ディスク装置のアクチュエータ・アセンブリ駆動回路及びその方法に関するもので、以下、その詳細を図２を用いて説明する。
【００１７】
図２に本発明の駆動回路のブロック線図の１例を示す。
【００１８】
電源が投入されると、マイクロプロセッサ１０からの指令により、ＶＣＭ制御回路１１及びスピンドルモータ制御回路１２に配線１０２を介して１次電力供給手段である主電源からの電源電圧Ｖｃｃが入力される。スピンドルモータ制御回路１２からは、スピンドルモータ９に所定の電圧が印加され、スピンドルモータ９は一定の速度で回転する。
【００１９】
通常のアンロード動作においては、ＶＣＭ制御回路１１に入力された電源電圧Ｖｃｃは、ＶＣＭ７を駆動するのに必要な電圧に制御されてＶＣＭ７に供給される。また、電源電圧Ｖｃｃは、配線１０３を介して２次電力供給手段１３に供給され、図示していないコンデンサ等の電力蓄積手段に蓄えられる。
【００２０】
電源遮断によって電源電圧Ｖｃｃの供給が中断されると、ＶＣＭ制御回路１１は動作不能になり、ライン１０１、１０３にＤＣ電圧が無くなりＶＣＭ２次駆動回路１３が起動して、２時駆動回路に蓄積された電圧を用いて必要な電圧が、ライン１０４、１０５を介してＶＣＭ７に供給される。本実施例はコンデンサに電圧を蓄積し、電源遮断時はその蓄えられた電圧を用いてアンロード動作をさせるものである。その他の方法としては、電源が遮断してもスピンドルモータは所定の慣性質量を有するため回転し続けるためこの時の起電力を用いる方法がある。
【００２１】
図３ではスピンドルモータの起電力を用いたときのリトラクト動作の流れを示す。又、図４に時刻毎のｄｅｌａｙスイッチのｏｎ、ｏｆｆの状態と、ＶＣＭの動作状態を示したものである。
【００２２】
電源が遮断されると、図中（１）から（２）スイッチが切り替わりスピンドルモータ制御回路１２と電源が切り離される。又、ＶＣＭ制御回路１１とＶＣＭ７とが切り離され、ＶＣＭ２次駆動回路１３とＶＣＭ７とが接続される。ＶＣＭ２次駆動回路１３はスピンドルモータ９に接続されている起電力取り出し回路に接続されており、ここから電圧が供給される。
【００２３】
ＶＣＭ２次駆動回路１３には、３つのｄｅｌａｙスイッチが設けられている。電源が遮断すると、まずｄｅｌａｙスイッチ１がｏｎされＶＣＭ７を停止するブレーキ動作を行う。ＶＣＭ７が完全に停止する時間ｔ１後に、ｄｅｌａｙスイッチ１がｏｆｆされｄｅｌａｙスイッチ２がｏｎされ１回目のリトラクト電力Ｑ１が供給される。これにより、リトラクト動作を開始する。
【００２４】
それから一定時間経過し、時間ｔ２でｄｅｌａｙスイッチ２はｏｆｆされ、電力供給は無くなるので、加速は無しでリトラクト動作を継続する。その後、時間ｔ３にｄｅｌａｙスイッチ３がｏｎされ、２回目のリトラクト電力Ｑ２が時間ｔ４まで供給される。
【００２５】
ＶＣＭ７に取り付けられたアクチュエータアセンブリ６のサスペンション３は、時間ｔ３までの間に、ランプ１に到達しており、２回目の供給電力でランプ１乗り上げを終えリトラクト動作を完了する。
【００２６】
ここで用いる非常時の電源は先にも述べたように、モータが完全に停止するまでに発生する起電力である。しかし、補助電源として、通常通電時に電荷をコンデンサに蓄積しておき、それを併用することも考えられる。
【００２７】
図５にブレーキ手段の例を示す。
【００２８】
例１は電源遮断直後にＶＣＭ７の両端を短絡させる方法で、ＶＣＭ７自身の逆起電力により制動される。ここでＦＰＣ８の反力制動により補助される。この例の場合、アクチュエータアセンブリ６が動作中でなければ、逆起電力が作用しないが、停止状態であればそれを保てばよいため問題はない。
【００２９】
例２は、電源遮断直前のＶＣＭ駆動方向と、速度を検出する手段を設けておき、電源遮断直後にこの検出結果に依存させて、反対方向へ速度に比例した電力を供給する。外周に向かってシーク動作中の場合は、ブレーキのために流す電流はリトラクト電流とは逆方向である。また、内周に向かってシーク動作中の場合は、リトラクト電流と同方向である。
【００３０】
なお、図４に示した各設定時間の具体的な一例を下記に示す。
【００３１】
ｔ１：５ｍｓｅｃ、ｔ２：７ｍｓｅｃ、ｔ３：２０ｍｓｅｃ、ｔ４：１００ｍｓｅｃとする。
【００３２】
１回目リトラクト動作（ｔ１〜ｔ２）の供給電力により流れるＶＣＭ電流が１０ｍＡ程度であり、２回目リトラクト動作（ｔ３〜ｔ４）の供給電力により流れる電流は１００ｍＡ程度の設定が例として上げられる。
【００３３】
上記のｄｅｌａｙスイッチも、コンデンサと抵抗等からなる回路により構成し、電源遮断時に作動する。その実施例として、ブレーキ終了後の１回目と２回目のリトラクト電力を供給する時差供給回路の例を図６に示す。
【００３４】
この回路の上位にｄｅｌａｙスイッチ１がありｄｅｌａｙスイッチ１がｏｎの状態ではこの回路によるリトラクト電流は供給されず、制動動作中である。
【００３５】
電源供給中断後のＶＣＭ駆動電力として電力供給中断後惰性で回転を続けるスピンドルモータ９の起電力を用いた例を示す。スピンドルモータ９の起電力は整流回路１４を通してＶＣＭ２次駆動回路にライン１０４から供給される。
【００３６】
通常動作中のトランジスタ３１は、ｏｎ状態でＶＣＭ２次駆動回路１３はＶＣＭ７とは切り離されている。電源供給中にＶＣＭ２次駆動回路の中のコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、には、電荷が供給されている。この時コンデンサＣ３には、抵抗Ｒ６、Ｒ７との関係により、Ｖｃｃ×Ｒ６／（Ｒ６＋Ｒ７）の関係を満足するように電荷が供給される。
【００３７】
電源が遮断され電源電圧Ｖｃｃが無くなると、トランジスタ３２はアクティブでなくなり、上記コンデンサは上流側にあるダイオードにより電源供給ライン１０１から分離される。そして、コンデンサＣ３からの電荷によって電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２３、２６をアクティブにし、モータの起電力からの電荷がライン１０４に流れる。
【００３８】
ここで、ＦＥＴ２６には印可される電圧に対し、図７（ｂ）に示すような特性となる。
【００３９】
コンデンサＣ３から与えられる電圧をＶ３とするとライン１０４にとってＦＥＴはＲ８の抵抗と等価である。コンデンサＣ２から流れる電荷はトランジスタ３１を通して接地されている。トランジスタ３１に与えられる電圧がスレッシュレベルより小さくなるとトランジスタ３１はアクティブでなくなり、Ｃ２から放出される電荷はＦＥＴ２６に流れる。コンデンサＣ２より与えられる電圧をＶ２とするとＦＥＴ２６にはＶ２＋Ｖ３の電圧が作用することになる。
【００４０】
ここで、図７（ｂ）に示した特性によりＦＥＴ２６は抵抗０と等価となる。ＦＥＴがアクティブでかつ抵抗０となるまでの時間は、トランジスタ３１に与えられる電圧Ｖ１の時間変化により決まり、これはコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１により設定される。
【００４１】
一連の動作によりライン１０４に流れる電流を図７（ａ）に示す。
【００４２】
Ｒ６とＲ７の大小関係により、ライン１０４に電源遮断直後第１段階で流れる電流の大小を設定する。これにより電源遮断後の第１段階のリトラクト動作の速さを遅くでき、ランプへの衝突速度を小さくし、損傷を押さえられる。
【００４３】
また、電力源として前記実施例に示したピンドルモータ９の起電力を用いず、電力蓄積手段であるコンデンサを用いた例があるが、その動作原理は前記実施例と同様である。
【００４４】
以上の実施例は、電力供給中断直後に最初の電力供給があり、その後一定時間経過後スイッチが作動し、次の供給が開始するリトラクト方法を用いたものである。すなわち、予め電力供給のスイッチの動作期間を設定しておく方法であるが、この方法では正確な位置制御が行なえないため、アクチュエータ・アセンブリの位置に応じた制御を行なうことが考えられる。
【００４５】
電力中断直後の位置は中断前に把握されているのでその位置、及び動作状態に応じてアクチュエータ・アセンブリを停止させる電力を供給するか、又はＶＣＭ７の逆起電力を利用して停止させる方法がある。電源停止時に位置からそれぞれの供給電力を与える時間を求めて制御するか、又は予め位置に応じて供給時間を設定したテーブルを選択して行なう方法等がある。特に、ランプ手前の位置については精度良く求める必要があり、後述するように別設のセンサを用いることで高精度の制御を実現できる。
【００４６】
他の実施例として、アクチュエータ・アセンブリがアンロード地点（ランプとの接触位置付近）に達したことを検出する手段を設け、電力供給中断直後に最初の電力供給があり、その後アンロード地点（ランプとの接触位置付近）でスイッチが作動し次の供給を開始する例を説明する。
【００４７】
本実施例では位置検出手段として、ＶＣＭ７で発生する逆起電力の変化を取り出す回路を設置する。１回目の電力供給によるリトラクト動作中ＶＣＭ７には動作に起因した逆起電力が発生し、リトラクト方向のＶＣＭ電流は減少していく。ここでランプ１に接触し乗り上げるとリトラクトとは逆方向の力がＶＣＭ７にかかるため、速度が減り逆起電力が減少し、リトラクト方向のＶＣＭ電流は減少しなくなる。この時点で２回目の電力供給を行う。
【００４８】
本実施例では、２回目の電力供給をランプとの接触位置に設定でき、より確実にランプへの衝突速度を設定できランプの損傷を低減できる。また、ランプに乗り上げた直後に加速するためより確実に所定のリトラクト位置までリトラクト可能となる。
【００４９】
本発明の別の構成として、アクチュエータ・アセンブリがアンロード地点（ランプとの接触位置付近）に達したことを検出する手段をとして、アクチュエータとベース（あるいはカバーに）にマグネットスイッチを設置し、電源遮断後、マグネットスイッチに電力を供給するコンデンサよりなる回路を設置し、この検出信号を用いて電力の供給を行なう方法がある。これにより、アクチュエータ・アセンブリのランプ部への衝突による衝撃を、所定以上の大きさにならないように制御することが可能となる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は、電源供給が中断された時に、磁気ディスク装置の磁気ヘッドスライダをリトラクトする方法及び装置に関し、特に本発明は、ランプ方式ロードアンロード機構搭載の磁気ディスク装置において、ランプの損傷を低減するリトラクト（アンロード）を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気ディスク装置
【図２】本発明の基本的構成
【図３】本発明の実施例
【図４】図３の実施例における動作
【図５】本発明の別の実施例
【図６】本発明の別の実施例
【図７】図６の実施例における動作
【符号の説明】
１…ランプ、２…タブタブディンプル、３…サスペンション、４…キャリッジアーム、５…ヘッドスライダ、６…アクチュエータアセンブリ、７…ボイスコイルモータ、８…磁気ディスク媒体、９…スピンドルモータ、１０…マイクロプロセッサ、１１…ボイスコイルモータ制御、１２…スピンドルモータ制御、１３…ＶＣＭ２次駆動回路、２１〜２６…電解効果トランジスタ、（ＦＥＴ）、３１〜３２…トランジスタ、４１〜４３…コンデンサ。

Claims

磁気ディスク装置のヘッド位置決め用アクチュエータ・アセンブリを、前記磁気ディスク装置への電力供給の中断時に、駐機位置にリトラクトする方法において、
電力中断時に、前記アクチュエータ・アセンブリを停止させる電力を供給するステップと、
前記アクチュエータ・アセンブリを再駆動する電力を供給するステップと、
前記再駆動電力を所定時間供給後、所定時間電力供給を中断するステップと、
再度、前記再駆動電力より大きな電力を供給するステップとを有することを特徴とするリトラクト方法。
１つ以上の磁気ディスク記録媒体と、前記記録媒体を回転させるディスク駆動手段と、前記記録媒体表面に対向して前記記録媒体表面にデータを書き込み、読み取るための１つ以上の磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを所定トラックに移動させるアクチュエータ・アセンブリと、前記アクチュエータ・アセンブリを駆動するためのアクチュエータ駆動手段とを備えた磁気ディスク装置において、
電源投入動作時に前記ディスク駆動手段及びアクチュエータ駆動手段に駆動電流を供給する１次電力供給手段と、
前記１次電力供給手段の電力の一部を蓄積する電力蓄積手段と、
前記１次電力供給手段からの電力供給が中断した時に、前記電力蓄積手段から前記アクチュエータ駆動手段に３段階の電力を供給する２次電力供給手段と、
前記１次電力供給手段から前記２次電力供給手段に切り替えるスイッチング手段とを備え、
前記２次電力供給手段において、前記１次電力供給手段からの電力供給中断直後に、第１の電力供給をして前記アクチュエータアセンブリを停止し、前記アクチュエータアセンブリが停止後、一定時間経過してから前記アセンブリ駆動手段に第２の電力を供給し、その供給終了後一定時間経過してから前記第２の電力供給における電圧より大きい電圧を供給するスイッチが作動し第３の電力供給が開始することを特徴とする磁気ディスク装置。
１つ以上の磁気ディスク記録媒体と、前記記録媒体を回転駆動するスピンドルモータと、前記記録媒体表面に向き合って前記記録媒体表面にデータを書き込み、読み取るための１つ以上のヘッドと、前記ヘッドを所定トラックに移動させるアクチュエータ・アセンブリと、前記アクチュエータ・アセンブリを駆動するためのアセンブリ駆動手段とを備えた磁気ディスク装置において、
前記アセンブリ駆動手段及びディスク駆動手段に駆動電流を供給する第１の電源手段と、
前記第１の電源手段の遮断時に前記スピンドルモータの起電力を前記アセンブリ駆動手段に３段階に分けて時間差を付けて駆動電流として供給する第２の電源手段と、
前記第１の電源手段から前記第２の電源手段に切り替えるスイッチング手段とを備え、
前記第２の電源手段において、前記第１の電源からの電力供給中断直後に、第１の電力供給をして前記アクチュエータアセンブリを停止し、前記アクチュエータアセンブリが停止後、一定時間経過してから前記アセンブリ駆動手段に第２の電力を供給し、その供給終了後一定時間経過してから前記第２の電力供給における電圧より大きい電圧を供給するスイッチが作動し第３の電力供給が開始することを特徴とする磁気ディスク装置。