JP4233044B2

JP4233044B2 - ディスクドライブのヘッドローディング制御装置および制御方法

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Description

本発明はディスクドライブに係り、より詳しくは回転するディスク上にヘッドをローディングする時にヘッドとディスクとの衝突を低減するディスクドライブのヘッドローディング制御装置および制御方法に関する。

コンピュータのデータ貯蔵装置の一つであるハードディスクドライブ(Hard Disk Drive)（ＨＤＤ）は、読み取り／書込みヘッド(read/write head)を使用してディスクに記録されたデータを再生するか、或いはディスクにデータを記録する装置である。こうしたＨＤＤにおいて、前記ヘッドは、回転するディスクの記録面から所定の高さに浮上した状態でアクチュエータにより所望の位置に移動しながらその機能を遂行する。

図１は、従来のＨＤＤの構造を概略的に示す平面図であり、図２は、図１に示されたランプとアクチュエータのサスペンション部位を拡大して示す斜視図である。

図１と図２に示すとおり、ＨＤＤは、ベース部材１０と、前記ベース部材１０の上に設けられたスピンドルモーター１２と、前記スピンドルモーター１２に固設されたディスク２０と、データの再生および記録のための読み取り／書込みヘッド３５が搭載されたスライダー３４をディスク２０の上の所定位置に移動させるアクチュエータ３０とを備える。前記アクチュエータ３０は、ベース部材１０に設けられたピボットベアリング３１と、そのピボットベアリング３１に回転可能に結合されたスイングアーム３２と、スイングアーム３２の一側端部に設けられ、前記ヘッド３５が搭載されたスライダー３４をディスク２０の表面側に付勢するように支持するサスペンション３３と、スイングアーム３２を回転させるためのボイスコイルモーター(Voice Coil Motor、以下ＶＣＭと略す)とを有する。前記ＶＣＭは、スイングアーム３２の他側端部に結合されるＶＣＭコイル３７と、ＶＣＭコイル３７に対面するようにＶＣＭコイル３７の下部と上部とに配置されたマグネット３８とを備える。

前記の構成を有するＶＣＭは、ＶＣＭコイル３７に入力される電流と、マグネット３８により形成される磁場との相互作用によりフレミングの左手法則に従う方向にスイングアーム３２を回転させる。すなわち、ＨＤＤの電源がオンされてディスク２０が矢印Ｄ方向に回転を開始すると、ＶＣＭは、スイングアーム３２を反時計方向(矢印Ａ方向)に回転させて読み取り／書込みヘッド３５が搭載されたスライダー３４をディスク２０のデータ記録面上に移動させる。前記スライダー３４は、回転するディスク２０により発生する揚力によりディスク２０の表面から所定の高さに浮上され、このような状態でスライダー３４に搭載されたヘッド３５は、ディスク２０のデータ記録面からデータを再生するか、或いはデータ記録面にデータを記録する。

ＨＤＤが作動しない時、すなわち、ディスク２０の回転が停止された時には、前記ヘッド３５がディスク２０のデータ記録面に接触しないように前記ヘッド３５をディスク２０のデータ記録面から外れた位置にパーキングさせる。このため、ランプ４０が、ディスク２０の外側に設けられ、アクチュエータ３０のサスペンション３３の端部には、前記ランプ４０の支持面４１に接触支持されるエンドタブ３６が延設される。

ＨＤＤの電源がオフされてディスク２０の回転が停止すると、ＶＣＭは、スイングアーム３２を時計方向(矢印Ｂ方向)に回転させる。これにより、エンドタブ３６は、ディスク２０からランプ４０の支持面４１上に移動して載置されることにより、前記ヘッド３５はディスク２０からアンローディングされる。逆に、ＨＤＤの電源がオンされてディスク２０が回転を開始すると、前述したように、スイングアーム３２が反時計方向に回転して、エンドタブ３６がランプ４０の支持面４１からディスク２０上に移動することにより、前記ヘッド３５はディスク２０上にローディングされる。

一方、参照符号５０は、前記ランプ４０に読み取り／書込みヘッド３５がパーキングされた状態で、ディスクドライブに加えられる外部衝撃や振動によりアクチュエータ３０が予期しない回転をしないようにアクチュエータ３０を一定位置にロッキングさせるアクチュエータラッチを指す。

図３Ａはスライダーの静的ピッチ角度（Pitch Static Angle：ＰＳＡ）を説明するためのディスクの円周方向垂直断面図であり、図３Ｂはスライダーの静的ロール角度（Roll Static Angle：ＲＳＡ）を説明するためのディスクの半径方向垂直断面図である。

図３Ａと図３Ｂに示すとおり、前記のような構造を有したＨＤＤにおいて、前記ヘッド３５をランプ４０からディスク２０上にローディングする時、ヘッド３５を搭載したスライダー３４がディスク２０の表面に衝突する場合がある。このようなスライダー３４とディスク２０との衝突を防止するためには、ヘッド３５のローディング時にヘッド３５を搭載したスライダー３４とディスク２０との間に空気ベアリングを安定的に生成することが必要である。ところで、ヘッド３５のローディング過程においては、短時間の間に非常に複雑な流体力学的および振動学的な現象が、スライダー３４とディスク２０との間に発生する。特に、スライダー３４の静的角度、すなわち、ヘッド３５がランプ４０からディスク２０に移動する時のスライダー３４の瞬間角度であるＰＳＡ θ_PとＲＳＡ θ_Rは、スライダー３４とディスク２０との衝突に大きな影響を及ぼす。ここで、ＰＳＡ θ_Pは、図３Ａに示すように、ディスク２０の表面に対するディスク２０の回転方向のスライダー３４の傾斜角度を指す。そして、図３Ｂに示すように、ＲＳＡ θ_Rは、ディスク２０の表面に対するディスク２０の半径方向のスライダー３４の傾斜角度を指す。多くの研究によって、ＰＳＡ θ_PとＲＳＡ θ_Rとが正の値を維持する場合にスライダー３４とディスク２０との衝突可能性が低くなることが知られている。より詳しく説明すれば、図３Ａに示すように、ＰＳＡ θ_Pが正の値を有する場合、スライダー３４とディスク２０との間の空間により多くの空気が導入され、これにより強い空気ベアリングがより円滑に生成されるため、スライダー３４がディスク２０に衝突する可能性が低くなる。これと同様に、図３Ｂに示すように、スライダー３４がランプ４０からディスク２０上に移動する時にＲＳＡ θ_Rが正の値を有する場合、スライダー３４がディスク２０に衝突する可能性が低くなる。

しかし、たとえＰＳＡ θ_PとＲＳＡ θ_Rとが正の値を有しても、ディスク２０の状態によりスライダー３４とディスク２０の衝突可能性が高くなることがある。すなわち、スライダー３４がローディングされる位置でのディスク２０の垂直変位によりスライダー３４とディスク２０との衝突可能性が変動する。

図４は、ヘッドローディング時におけるヘッドとディスクとの衝突を説明するためのディスクの垂直変位を示すグラフである。
図４に示すとおり、ディスクは回転する時に振動し、その振幅はディスクの縁部で最も大きくなる。こうしたディスクの振動は、ディスクの歪み、組立時の偏向、ディスクの扁平度不良およびディスクドライブ内の空気流動等によって生じ、ディスクが回転するときは必ず一定の周期で反復される。このように反復される振動を繰返し振れ(Repeatable Runout：ＲＲＯ)と言い、こうしたＲＲＯによって、ディスクの縁部は時間に応じて反復される垂直変位を示す。

ところで、従来は、ヘッドをディスク上にローディングする時にディスクの垂直変位は考慮されていなかった。これにより、図４に示すように、ヘッドがローディングされる位置でのディスクの垂直変位が上昇する時期に、ヘッドがディスク上にローディングされる場合には、ヘッドとディスクとの間隔が急激に短くなってヘッドが搭載されたスライダーとディスクとの間に十分な空気ベアリングを生成することができなくなる。従って、ヘッドとディスクとの衝突が発生する可能性が非常に高くなり、ヘッドに加えられる衝撃量も増加する。

前記のように、ヘッドとディスクの衝突が反復的に起これば、ヘッドが損傷を受けるか、或いは破損され、また、ディスクの表面も損傷を受けるため、ディスクドライブの信頼性が低下する問題が発生する。

本発明の技術的課題は、特に、ディスクの垂直変位が減少して、ディスクが読み取り／書込みヘッドのパーキング位置から遠くなる時期に前記ヘッドがディスク上にローディングされるように制御することによって、ヘッドとディスクとの衝突を減少させることができるディスクドライブのヘッドローディング制御装置および制御方法を提供するところにある。

前記技術的課題を達成するために、本発明は、ベース部材と、カバー部材と、前記ベース部材に設けられてデータ貯蔵用ディスクを回転させるためのスピンドルモーターと、読み取り／書込みヘッドを前記ディスクのデータ記録面上に移動させるためのアクチュエータと、前記ヘッドをパーキングさせるためのランプとを備えるディスクドライブのヘッドローディング制御装置において、前記ディスクの垂直変位を測定する変位測定手段と、前記スピンドルモーターの回転角を検出する回転角検出手段と、前記スピンドルモーターの回転角によって前記ヘッドがローディングされる位置での前記ディスクの垂直変位が減少して前記ディスクが前記ヘッドのパーキング位置から遠くなる時期に前記ヘッドが前記ディスク上にローディングされるように前記アクチュエータの回転を制御する制御部とを備え、前記変位測定手段は、前記ディスクの縁部の表面から所定間隔離隔された状態に配置されて前記ディスクとの間隔により歪み変形されるカンチレバーと、前記カンチレバーに取り付けられて前記カンチレバーの変形量を測定するストレインゲージとを含むディスクドライブのヘッドローディング制御装置を提供する。

この場合、前記カンチレバーは、前記ディスクのデータ記録面に対面するように前記ベース部材またはカバー部材に設けることができる。

前記回転角検出手段として、前記スピンドルモーターに設けられた複数のホールセンサを用いることができる。
一方、前記回転角検出手段は、前記スピンドルモーターで発生する逆起電力から前記スピンドルモーターの回転角を検出するものでもよい。

そして、前記技術的課題を達成するために、本発明は、ベース部材と、カバー部材と、前記ベース部材に設けられてデータ貯蔵用ディスクを回転させるためのスピンドルモーターと、読み取り／書込みヘッドを前記ディスクのデータ記録面上に移動させるためのアクチュエータと、前記ヘッドをパーキングさせるためのランプと、前記ディスクの垂直変位を測定する変位測定手段と、前記スピンドルモーターの回転角を検出する回転角検出手段と、前記スピンドルモーターの回転角によって前記ヘッドがローディングされる位置での前記ディスクの垂直変位が減少して前記ディスクが前記ヘッドのパーキング位置から遠くなる時期に前記ヘッドが前記ディスク上にローディングされるように前記アクチュエータの回転を制御する制御部とを備え、前記変位測定手段は、前記ディスクの縁部の表面から所定間隔離隔された状態に配置されて前記ディスクとの間隔により歪み変形されるカンチレバーと、前記カンチレバーに取り付けられて前記カンチレバーの変形量を測定するストレインゲージとを含むディスクドライブのヘッドローディング制御方法において、(イ)前記スピンドルモーターの回転角に対する前記ディスクの垂直変位を測定する段階と、(ロ)前記スピンドルモーターの回転角を検出する段階と、(ハ)前記スピンドルモーターの回転角によって前記ヘッドがローディングされる位置での前記ディスクの垂直変位が減少して前記ディスクが前記ヘッドのパーキング位置から遠くなる時期に前記ヘッドが前記ディスク上にローディングされるように前記アクチュエータの回転を制御する段階とを備えるディスクドライブのヘッドローディング制御方法を提供する。

前記段階(イ)では、前記ディスクの回転により一定の周期で反復される繰返し振れ(ＲＲＯ)による前記ディスクの縁部の垂直変位を測定することが望ましい。

前記段階(ロ)では、前記スピンドルモーターに設けられた複数のホールセンサから出力される信号を用いるか、或いは前記スピンドルモーターから発生する逆起電力に関する信号を用いることができる。

前記段階(ハ)では、前記ディスクの垂直変位が減少して前記ディスクが前記ヘッドのパーキング位置から遠くなる時期の前半期内に前記ヘッドが前記ディスク上にローディングされるように制御することが望ましい。

本発明によれば、ヘッドローディング位置でのディスクの垂直変位が減少してディスクがヘッドパーキング位置から遠くなる時期にヘッドのローディングが行われるため、ヘッドローディング時におけるヘッドとディスクとの衝突可能性が顕著に減少する。従って、ヘッドとディスクの損傷が抑制されてその寿命が長くなり、ディスクドライブの信頼性が向上する。

以下、添付した図面に基づき、本発明に係るディスクドライブのヘッドローディング制御装置およびその制御方法の望ましい実施形態を詳細に説明する。図において、同一の参照符号は同一の構成要素を指す。

図５は本発明に係るディスクドライブのヘッドローディング制御装置の構成を示す図であり、図６は図５に示された変位測定センサの垂直断面図であり、図７は図５に示された変位測定センサにより測定された経時的なヘッドローディング位置でのディスクの垂直変位とヘッドローディング時期とを示すグラフである。

先ず、図５と図６に示すとおり、本発明に係るヘッドローディング制御装置は、ディスク１２０に貯蔵されたデータを再生するか、或いはディスク１２０にデータを記録するディスクドライブに採用される。

前記ディスクドライブは、ベース部材１１１と、カバー部材１１２と、ディスク１２０を回転させるためのスピンドルモーター１２２と、アクチュエータ１３０と、ランプ１４０と、本発明に係るヘッドローディング制御装置とを備える。

前記スピンドルモーター１２２は、ディスクドライブのベース部材１１１の上に設けられる。前記ディスク１２０は、スピンドルモーター１２２のハブに設けられ、ハブと共に回転する。

前記アクチュエータ１３０は、データの記録および再生のための読み取り／書込みヘッドを前記ディスク１２０上の所定位置に移動させるためのものであり、スイングアーム１３２と、読み取り／書込みヘッドが搭載されたスライダー１３４と、サスペンション１３３と、ＶＣＭとを有する。前記スイングアーム１３２は、ベース部材１１１に設けられたピボットベアリング１３１に回転可能に結合される。前記サスペンション１３３は、スイングアーム１３２の先端部に結合されて、前記スライダー１３４をディスク１２０の表面に対して適当な位置になるように弾性的に支持する。そして、前記サスペンション１３３の端部から、後述するランプ１４０の支持面１４１に接触支持されるエンドタブ１３６が延設される。

前記ＶＣＭは、前記スイングアーム１３２を回転させるための駆動力を提供するものであり、ＶＣＭコイル１３７に入力される電流と、マグネット１３８により形成される磁場との相互作用によりフレミングの左手法則に従う方向にスイングアーム１３２を回転させる。前記ＶＣＭコイル１３７はスイングアーム１３２の後端部に結合され、前記マグネット１３８はＶＣＭコイル１３７に対面するようにその上部と下部とに配置される。具体的に、ディスクドライブの電源がオンされてディスク１２０が矢印Ｄ方向に回転し始めると、ＶＣＭはスイングアーム１３２を反時計方向に回転させて前記ヘッドをディスク１２０のデータ記録面１２１上にローディングさせる。逆に、ディスクドライブの電源がオフされてディスク１２０の回転が停止すると、ＶＣＭは、スイングアーム１３２を時計方向に回転させて前記ヘッドがディスク１２０を外れるようにする。このように、ディスク１２０のデータ記録面１２１からアンローディングされたヘッドは、ディスク１２０の外側縁に隣接するようにベース部材１１１に設けられたランプ１４０にパーキングされる。具体的に、前記ディスク１２０の回転が停止されると、ＶＣＭにより前記スイングアーム１３２は時計方向に回転され、これによって、サスペンション１３３の端部に形成されたエンドタブ１３６が、ランプ１４０の支持面１４１上に移動して載置されることにより前記ヘッドのパーキングが行われる。

前記の実施形態では、ディスク１２０の上面がデータ記録面１２１である場合について説明した。この場合には、前記のようにディスク１２０の上部にヘッドを搭載したスライダー１３４が位置し、ヘッドはランプ１４０の支持面１４１から下側に下りながらディスク１２０のデータ記録面１２１上にローディングされる。

ところで、一般的なディスクドライブにおいて、前記の配置とは異なり、ディスク１２０の底面がデータ記録面になることもある。この場合には、ヘッドを搭載したスライダーとランプの支持面がディスク１２０の下側に位置し、ヘッドは、サスペンションの弾性力によりランプの支持面から上側に上がりながらディスク１２０の記録面にローディングされる。

本発明に係るヘッドローディング制御装置は、前記の二つの場合のいずれにも適用することができる。しかし、以下では、説明の反復を避けるため、ディスク１２０の上面がデータ記録面１２１である場合について、本発明に係るヘッドローディング制御装置を示して説明する。

前記のように構成されたディスクドライブに採用される本発明に係るヘッドローディング制御装置は、ランプ１４０からディスク１２０のデータ記録面１２１上にヘッドをローディングする時にディスク１２０の垂直変位が前記ヘッドのパーキング位置から遠くなる時期に、ヘッドがディスク１２０のデータ記録面１２１上にローディングされるように制御する機能を有することを特徴とする。

こうした機能を遂行するため、前記ヘッドローディング制御装置は、ディスク１２０の垂直変位を測定する変位測定手段と、スピンドルモーター１２２の回転角を検出する回転角検出手段と、前記スピンドルモーター１２２の回転角およびディスク１２０の垂直変位によりアクチュエータ１３０の回転を制御する制御部１５１とを備える。

前記変位測定手段は、ディスク１２０の回転により一定の周期で反復されるＲＲＯによるディスク１２０の縁部の垂直変位を測定する。こうした変位測定手段としては、後述するストレインゲージ１５２ｂを用いた変位測定センサ１５２だけではなく、光センサ等の公知の各種センサを使用することができる。

具体的に、前記変位測定センサ１５２は、カンチレバー１５２ａとストレインゲージ１５２ｂとで構成することができる。

前記カンチレバー１５２ａは、ディスク１２０のデータ記録面１２１と対面するカバー部材１１２にその一端部が固定され、その他端部はディスク１２０の縁部の表面から所定間隔離隔されるように配置される。このカンチレバー１５２ａは、ディスク１２０の縁部の垂直方向の振動により歪み変形され、その他端部が垂直方向に振動する。すなわち、ディスク１２０の縁部が垂直方向に振動すると、ディスク１２０とカンチレバー１５２ａとの間隔が変化し、これによりその間の空気圧力も変化する。このような空気圧力の変動によって、カンチレバー１５２ａは垂直方向に微少に歪み変形される。

前記ストレインゲージ１５２ｂは、前記カンチレバー１５２ａの変形量を測定するためのものであり、前記カンチレバー１５２ａに取り付けられる。前記ストレインゲージ１５２ｂは、図６に示すように、カンチレバー１５２ａの底面、すなわち、ディスク１２０に対向する面に取り付けられる。一方、前記ストレインゲージ１５２ｂは、カンチレバー１５２ａの上面に取り付けてもよい。カンチレバー１５２ａに取り付けられたストレインゲージ１５２ｂは、カンチレバー１５２ａの変形量をこれに比例する電気的信号に変換する。

前記ディスク１２０の縁部の垂直方向の振動はディスク１２０の回転により一定の周期で反復されるため、前記カンチレバー１５２ａの歪み変形もディスク１２０の振動周期と一致して上側および下側に反復される。また、前記カンチレバー１５２ａの変形量は、ディスク１２０の垂直変位にほぼ比例する。従って、前記ストレインゲージ１５２ｂから発生する信号に応じてディスク１２０の縁部の垂直変位を求めることができる。

一方、前記カンチレバー１５２ａは、前記ディスク１２０の下側に配置してもよい。しかし、図６に示すように、前記ディスク１２０の上側に、データ記録面１２１に対面するようにカンチレバー１５２ａを配置することが望ましい。これは、ディスク１２０の厚さがその円周方向に沿って均一ではないこともあるため、ディスク１２０の上部側でディスク１２０の縁部の垂直変位を測定する方が、ヘッドがローディングされるディスク１２０のデータ記録面１２１の垂直変位をより正確に得ることができるからである。従って、前記カンチレバー１５２ａは、ディスク１２０のデータ記録面１２１と対面するカバー部材１１２に設けられる。

しかし、前述したように、データ記録面がディスク１２０の底面である場合には、前記カンチレバーは、ディスク１２０の下側に配置されることが望ましく、この場合、カンチレバーはベース部材１１１に固設される。

そして、前記変位測定センサ１５２は、ディスク１２０の円周方向のいずれの位置に配置してもよい。これは、前述したように、ディスク１２０の振動はディスク１２０の回転により一定の周期で反復されるため、ディスク１２０の円周方向のいずれの位置でディスク１２０の垂直変位を測定しても、ヘッドがローディングされる位置でのディスク１２０の垂直変位を得ることができるからである。

前記回転角検出手段としては、前記スピンドルモーター１２２に設けられた複数のホールセンサ１５４を用いることができる。一般に、スピンドルモーター１２２には、複数、例えば、四つのホールセンサ１５４が設けられ、このホールセンサ１５４によりスピンドルモーター１２２の回転子の位置、すなわち、回転角と回転速度とを検出する。従って、前記ホールセンサ１５４から出力される信号によってスピンドルモーター１２２の回転角を得ることができる。このように得られたスピンドルモーター１２２の回転角は、ディスク１２０の回転角と一致する。

一方、前記スピンドルモーター１２２から発生する逆起電力に基づいて前記スピンドルモーター１２２の回転角を検出することもできる。前記スピンドルモーター１２２が回転すると逆起電力が発生する。スピンドルモーター１２２のｕ、ｖ、ｗ各相の逆起電力の波形は１２０°の位相差を有するため、逆起電力信号からスピンドルモーター１２２の回転子の位置、すなわち、回転角を得ることができる。

前記制御部１５１は、前記回転角検出手段からのスピンドルモーター１２２の回転角信号と、前記変位測定センサ１５２からのディスク１２０の垂直変位信号とを受信し、これらの信号からスピンドルモーター１２２の回転角に対して、ヘッドがローディングされる位置でのディスク１２０の垂直変位を求める機能を有する。そして、前記制御部１５１は、スピンドルモーター１２２の回転角に対してディスク１２０の垂直変位がヘッドのパーキング位置、すなわち、ランプ１４０の支持面１４１から遠くなる時期に、前記ヘッドがディスク１２０のデータ記録面１２１上にローディングされるように前記アクチュエータ１３０の回転を制御する機能を有する。前記制御部１５１の機能については、以下でより詳細に説明される。

以下では、図７を参照して、前記のような構成を有する本発明に係る装置におけるヘッドローディング制御方法を説明する。

先ず、スピンドルモーター１２２の回転角に対するディスク１２０の垂直変位を測定する。具体的には、回転角検出手段によりスピンドルモーター１２２の回転角を検出し、前記変位測定センサ１５２によりディスク１２０の垂直変位を測定する。次いで、前記制御部１５１は、スピンドルモーター１２２の回転角に関する信号とディスク１２０の垂直変位に関する信号とから、ヘッドがローディングされる位置でのスピンドルモーター１２２の回転角に対するディスク１２０の垂直変位を得て、得られたディスク１２０の垂直変位に関するデータを制御部１５１に貯蔵する。このようにして得られた、ヘッドがローディングされる位置でのディスク１２０の垂直変位は、図７に示されたように、ディスク１２０の回転により一定の周期で増加（立上り）と減少（立下り）とを繰返す。

そして、前記のディスク１２０の垂直変位の測定は、ディスクドライブを組み立てた後で一回のみ行われる。すなわち、ディスク１２０の垂直変位は、スピンドルモーター１２２の回転により一定の周期で反復されるからである。

次に、ディスク１２０が回転を開始したとき、ヘッドをランプ１４０からディスク１２０のデータ記録面１２１上にローディングする前に前記スピンドルモーター１２２の回転角を検出する。この際、スピンドルモーター１２２の回転角の検出は、前述したように、スピンドルモーター１２２に設けられたホールセンサ１５４から出力される信号やスピンドルモーター１２２から出力される逆起電力に関する信号を用いて行うことができる。このようにスピンドルモーター１２２の回転角を検出すれば、制御部１５１に貯蔵されたスピンドルモーター１２２の回転角に対するディスク１２０の垂直変位に対するデータから、ヘッドがローディングされる位置でのディスク１２０の垂直変位が分かる。

次いで、前記制御部１５１は、前記ヘッドがローディングされる位置でのディスク１２０の垂直変位が下がる時期に、すなわち、図７に示されたヘッドローディング時期Ｒの間に前記ヘッドがディスク１２０のデータ記録面１２１上にローディングされるように前記アクチュエータ１３０の回転を制御する。具体的には、前記制御部１５１は、アクチュエータ１３０の回転時期および回転速度を制御して、ヘッドローディング時期Ｒの間に前記ヘッドのローディングを行う。このために、アクチュエータ１３０の回転は、その回転速度を考慮してヘッドローディング時期Ｒより所定時間前に開始される。これは、ヘッドがランプ１４０から移動してディスク１２０のヘッドローディング位置に到達するまでに一定の時間を要するからである。従って、ヘッドがディスク１２０上にローディングされる時にディスク１２０の垂直変位が下がる時期になるように、アクチュエータ１３０の回転時期と回転速度とが決定される。

前記のように、ディスク１２０の垂直変位が下がる時期に、すなわち、ディスク１２０がランプ１４０のヘッドパーキング面から遠くなる時期に、ヘッドのローディングが行われれば、ヘッドローディング時におけるヘッドとディスク１２０との衝突の可能性が顕著に減少する。特に、前記のヘッドローディング時期Ｒを前半期Ｒ₁と後半期Ｒ₂とに分けた場合、前半期Ｒ₁の間に前記ヘッドが前記ディスク１２０上にローディングされるように制御することが望ましい。これは、ローディングされるヘッドの垂直方向位置とディスク１２０の垂直変位とが同じ方向に移動されるため、ヘッドが搭載されたスライダー１３４とディスク１２０との間に空気ベアリングが生成される時間が十分に確保されるからである。そして、もし、ヘッドとディスク１２０との衝突が起こっても、ヘッドとディスク１２０とが同一の方向に動いているため、ヘッドに加えられる衝撃量が従来に比べて非常に小さくなる。

以上、図面に示された実施形態に基づいて、本発明を説明したが、前記実施形態は、単なる例示に過ぎず、当業者であれば、多様な変形および均等な範囲の他の実施形態が想到可能である。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲に基づいて決定されるものである。

本発明のディスクドライブのヘッドローディング制御装置および制御方法は、例えば、ＨＤＤに効果的に適用可能である。

従来のＨＤＤの構造を概略的に示す平面図である。図１に示されたランプとアクチュエータのサスペンション部位を拡大して示す斜視図である。スライダーのＰＳＡを説明するためのディスクの円周方向垂直断面図である。スライダーのＲＳＡを説明するためのディスクの半径方向垂直断面図である。ヘッドローディング時におけるヘッドとディスクとの衝突を説明するためのディスクの垂直変位を示すグラフである。本発明に係るディスクドライブのヘッドローディング制御装置の構成を示す図である。図５に示された変位測定センサの垂直断面図である。図５に示された変位測定センサにより測定された経時的なヘッドローディング位置でのディスクの垂直変位とヘッドローディング時期とを示すグラフである。

符号の説明

１１１ベース部材
１１２カバー部材
１２０ディスク
１２１記録面
１２２スピンドルモーター
１３０アクチュエータ
１３２スイングアーム
１３３サスペンション
１３４スライダー
１３６エンドタブ
１３７ＶＣＭコイル
１３８マグネット
１４０ランプ
１４１支持面
１５１制御部
１５２変位測定センサ
１５２ａカンチレバー
１５２ｂストレインゲージ
１５４ホールセンサ

Claims

ベース部材と、カバー部材と、前記ベース部材に設けられてデータ貯蔵用ディスクを回転させるためのスピンドルモーターと、読み取り／書込みヘッドを前記ディスクのデータ記録面上に移動させるためのアクチュエータと、前記ヘッドをパーキングさせるためのランプとを備えるディスクドライブのヘッドローディング制御装置において、
前記ディスクの垂直変位を測定する変位測定手段と、
前記スピンドルモーターの回転角を検出する回転角検出手段と、
前記スピンドルモーターの回転角によって前記ヘッドがローディングされる位置での前記ディスクの垂直変位が減少して前記ディスクが前記ヘッドのパーキング位置から遠くなる時期に前記ヘッドが前記ディスク上にローディングされるように前記アクチュエータの回転を制御する制御部とを備え、
前記変位測定手段は、
前記ディスクの縁部の表面から所定間隔離隔された状態に配置されて前記ディスクとの間隔により歪み変形されるカンチレバーと、
前記カンチレバーに取り付けられて前記カンチレバーの変形量を測定するストレインゲージとを含む
ことを特徴とするディスクドライブのヘッドローディング制御装置。
前記カンチレバーは、前記ディスクのデータ記録面に対面するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブのヘッドローディング制御装置。
前記カンチレバーは、前記ベース部材またはカバー部材に設けられることを特徴とする請求項２に記載のディスクドライブのヘッドローディング制御装置。
前記回転角検出手段は、前記スピンドルモーターに設けられた複数のホールセンサであることを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブのヘッドローディング制御装置。
前記回転角検出手段は、前記スピンドルモーターで発生する逆起電力から前記スピンドルモーターの回転角を検出することを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブのヘッドローディング制御装置。
ベース部材と、カバー部材と、前記ベース部材に設けられてデータ貯蔵用ディスクを回転させるためのスピンドルモーターと、読み取り／書込みヘッドを前記ディスクのデータ記録面上に移動させるためのアクチュエータと、前記ヘッドをパーキングさせるためのランプと、前記ディスクの垂直変位を測定する変位測定手段と、前記スピンドルモーターの回転角を検出する回転角検出手段と、前記スピンドルモーターの回転角によって前記ヘッドがローディングされる位置での前記ディスクの垂直変位が減少して前記ディスクが前記ヘッドのパーキング位置から遠くなる時期に前記ヘッドが前記ディスク上にローディングされるように前記アクチュエータの回転を制御する制御部とを備え、前記変位測定手段は、前記ディスクの縁部の表面から所定間隔離隔された状態に配置されて前記ディスクとの間隔により歪み変形されるカンチレバーと、前記カンチレバーに取り付けられて前記カンチレバーの変形量を測定するストレインゲージとを含むディスクドライブのヘッドローディング制御方法において、
(イ)前記スピンドルモーターの回転角に対する前記ディスクの垂直変位を測定する段階と、
(ロ)前記スピンドルモーターの回転角を検出する段階と、
(ハ)前記スピンドルモーターの回転角によって前記ヘッドがローディングされる位置での前記ディスクの垂直変位が減少して前記ディスクが前記ヘッドのパーキング位置から遠くなる時期に前記ヘッドが前記ディスク上にローディングされるように前記アクチュエータの回転を制御する段階とを備えることを特徴とするディスクドライブのヘッドローディング制御方法。
前記段階(イ)では、前記ディスクの回転により一定の周期で反復される繰返し振れ(ＲＲＯ)による前記ディスクの縁部の垂直変位を測定することを特徴とする請求項６に記載のディスクドライブのヘッドローディング制御方法。
前記段階(ロ)では、前記スピンドルモーターに設けられた複数のホールセンサから出力される信号を用いてスピンドルモータの回転角を検出することを特徴とする請求項６に記載のディスクドライブのヘッドローディング制御方法。
前記段階(ロ)では、前記スピンドルモーターから発生する逆起電力に関する信号を用いてスピンドルモータの回転角を検出することを特徴とする請求項６に記載のディスクドライブのヘッドローディング制御方法。
前記段階(ハ)では、前記アクチュエータの回転時期および回転速度を制御することを特徴とする請求項６に記載のディスクドライブのヘッドローディング制御方法。
前記段階(ハ)では、前記ディスクの垂直変位が減少して前記ディスクが前記ヘッドのパーキング位置から遠くなる時期の前半期内に前記ヘッドが前記ディスク上にローディングされるように制御することを特徴とする請求項６に記載のディスクドライブのヘッドローディング制御方法。