JPS58501880A - 磁気ディスク駆動装置の汚れ清掃方法 - 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】 磁気ディスク駆動装置の汚れ清掃方法 本発明は磁気ｆ４スク駆動装置の汚れを除去しかつヘッド全ロードする方法に関 し、特に清浄する空気流を改善しかつ信頼性を改善してヘッド全ロードできるヘ ッドクリーニングおよびローディング法に関する。

λ　従来の技術 磁気ディスク記憶装置は比較的低コストでコンピ−タにアクセスできる大容量記 憶手段を得るために広く用いられている。代表的な磁気ディスク記憶装置は多数 のディスクを有し、これらのディスクには過当な磁性材料が塗布され、共通スピ ンドルに回転するように取付けられている。また上述した磁気ディスク記憶装置 には隣接したディスクの間に挿入されて延在する支持部材に対で取付けられた一 セットのトランスデー−サヘッドを有し、との各対のヘッドは反対方間に面して 隣接したディスクの対向面と係合している。Ｉた支持構造はポジショナモータに 結合されておシ、このポジショナモータは代表的には直線運動用磁場内に取付け られかつディスクの表面上を放射方間にヘッドを動かずようにディスクに対して 方向つけられ、これによりディスク表面上の任意の環状トラックにヘッドを位置 づけできるようになっている。通常の動作において、このポジショナモータはコ ンピュータからの制御信号に応答してトランスデー−サヘッドを放射方向に位置 づけてディスク上の一セットの同心記録トラックのあらかじめ選択された一つに データ信号を記録しあるいはそこからデータ信号を取シ出す。

トランスデー−サへ、ドはフィルム状の空気によってディスクの表面上で交付さ れ、１個あるいは圧部材を傷つけるかもしれない両者の接触を防ぐ。最近の磁気 ディスク駆動装置は向い基板ディスクを内蔵しており、その表面は高度に研磨さ れており、そのためヘッドは空気ベアリングで確実に飛ぶことができる。現在開 発されているシステムでに、ヘッドにディスクの記録表面上２０ミクｏイｙチ（ ２０Ｘ１０−’Ｘ２．５４ｍ）以下の高さで飛行する。

磁気ディスク駆動装置は代表的には濾過された空気システムを同紙しており、こ れにょシヘッドの飛行環境の清潔さを制御するようになっている。しかしながら 、ヘッドの飛行環境の清潔さを維持するため注意を払っているにもかかわらず汚 れた異物が存在し、そのような異物がヘッドあるいはディスク表面に付着してし まう可能性は依然として高い。これは特にディスクパ、りあるいはカートリッジ 全ディスク駆動装置から取りはずす取シはずし可能な媒体ディスク駆動装置の場 合である。これらの装置に入シこんだ異物が存在すると、ヘッドの飛行姿勢に影 響を与え、これにょＦ）ｆ”イスク表面にデータを記録したシそこからデータを 取り出す能力を低減させてし７まう。極端な場合にはディスクに汚物（ｃｏｎｔ ａｍｉｎａｔｉｏｎ　）が存在すると飛行するヘッドを不時着させたＱ１ヘッド および（あるいは）ディスクの破壊を生じる。それ故へ、ドがディスクに接近さ せられる前にディスクが回転速度にもたらされがつ濾過した空気流の存在のもと にある時間の間ディスクを回転する清掃サイクルを含むことはディスクパック駆 動装置あるいはディスクカートリッジ駆動装置ではごく一般的なことである。

既存の技術では、ヘッドは通常ディスクに接触した状態でスタートされ、かつ停 止される。取りはずし可能なディスク駆動装置ではこのことは固定ディスク上に ヘッドをロードすることを必要とし、ヘッドおよびディスクの破損を考えると好 ましくない。さらに取りはずし可能なディスクは通常駆動装置内に置かれなけれ ばならず、またディスク表面からほこりおよび汚物を取シ除くためＫきれいな空 気環境で１５〜６０秒の間回転させなければならず、ヘッドがロードされるとき にはディスクは停止されなければならないので、スタートアップ時間の観点から この技術は好ましくない。

この問題全解決する手段としては回転するディスクにヘッドをロードし、これに よってストップおよび再スタートサイクルを除去することである。不辛にも現在 のヘッドの空気ベアリング表面は可動面上にヘッドをランディングするようには 特に設計されていない。

これは空気ベアリングの過渡的な動作とヘッドのローディング中ヘッドの重さを 減少する必要性とにもとづく、この問題は小径のディスク駆動装置に顕著であシ 、表面速反が低く、空気ベアリングはヘッドとディスクを接触させないで過渡的 な負荷を交付するために必要な設計マージンよシも小さい。

上述し几結果として、ヘッドが回転するディスクにロードされると、ロードの瞬 間にディスク表面に瞬間的にヘッドが接触する可能性がある。この接触はヘッド あるいは媒体を破損し、また竹刀目的な汚物の問題全発生する。もし汚物清掃サ イクルが効果的でないとすればこれは特に問題となる。したがってより効果的な 清掃サイクルを作シかつ負荷時にヘッドの接触の可能性を減少する方法の必要性 がある。

究明の要約 本発明によればよシ効果的な清掃サイクルを作ると同時にロード時にヘッド接触 の可能性を減少する方法が提供される。これは汚物清掃およびヘッドロード動作 の間通常よりも高速で磁気ディスク全回転し、ついでヘッドの読みとり／書きこ み動作においては通常の速度まで減少することによって達成される。このように 高速にすると、増加する遠心力とディスク辰面曲の空気流にもとついてほこりや 軽く表面に付着した異物の清掃全改善する。また高速にするとヘッドの飛行高さ および空気ベアリングが支持する力を増し、これによりヘッドとディスクを接触 させることなくヘッドを移動するディスク上に容易にロードできる。

また本発明の好ましい実施例によればきれいな空気のプロアファンがディスクの 回転スピンドルに直接取付けられ、回転磁石ｋ　ｎ　ウたブラシレスＤＣスピン ドルモータが用いられる。この組合せによりスピンドルの速度制御を簡単にし、 清掃およびヘッドロードサイクルの間通常の動作速度以上の十分な速度でスピン ドル全走行させることができる。スピンドル速度をこのように高速にすると、空 気流およびディスクをよシ速く回転することによって清浄する空気流全改善し、 ヘッド金ロードしている間空気ベアリングステイフ洋スを増すことによってヘッ ド負荷の信頌性をより同上させる。

要約すると、磁気表面を有しかつスピンドルとともに回転するように支持された ディスクと、スピンドルを駆動するスピンドルモータと、トランスデユーサヘッ ドと、ヘッド支持偽造と、ディスク表面に沿ってヘッドを移動する駆動モータと 、スピンドルモータの速度を制御する制御装置とを有するディスク駆動装置にお いて、通常の動作速度以上の十分な速度でスピンドルモータを動作させ、ヘッド およびディスク表面を通過する沢過された空気を循環し、ディスク表面にヘッド をロードして飛行させ、通常の動作速度までスピンドルモータ速度を減少する工 程を有すること全特徴とする汚物の清掃およびヘッドのロードをする方法が示さ れる。

それ数本発明の主目的は磁気ディスク駆動装置において清掃サイクルの効率を増 加することにある。したがって本発明の特徴は汚物清掃動作の間通常よシも高速 で磁気ディスクを回転することによって達成される。

さらに本発明の特徴はディスクの回転スピンドルにきれいな空気のプロアファン を取りつけることである。

これによって引き出される利点は清掃サイクルの効率をより大きくすることであ る。さらに本発明の利点は増加する遠心力とディスク表面間の空気流にもとづき ほこシや軽く付着した表面異物を清掃することができることである。さらに本発 明の利点はへ、ドをロードしている間の空気ベアリングステイフネスの増加であ るＯ 本発明の他の目的はロード時にヘッドが接触する可能性を減少することである。

本発明の特徴はヘッドのロード動作の間ディスク速度を増加し、ヘッドロード生 空気ベアリングステイフネスを増すことによって上述した目的を達成することで ある。これによりて引き出される利点はヘッドロード中ヘッドの飛行高さを増す ことである。さらに本発明の利点は空気ベアリングが支持できる力を増加するこ とでめる。さらに本発明の利点はロード時のヘッドの接触の可能性を減少するさ らに本発明の目面、特徴およびそｆ″ＬｖｃＬｖｃ付随は添付図面と関連（７で 本発明にしたがって構成された好ましい実施例（心ついての以下の詳細な記述を 読みとることから当業名゛１：みれば明らかとなるであろう。

図面中いくつかの図では同じ数字は同じ部分あるいは相当部分を示す。

図面の簡単な説哩 第１図は代表的な磁気ディスク駆動装置の電子制御システムのブロックダイヤグ ラム、第２図は本発明によって修正された空気流システム全館す代表的な磁気デ ィスク駆動装置の面部化された斜視図、第３図は第１図のシステムが本発明の方 法を実行するように動作させる方法を駅、明するブロックダイヤグラムで６る。

好ましい実施例の説明 図面、％に第１図には汎用磁気ディスク駆動装置の憎成袈素が示されており、装 置全体は参照番号１０によって示される。この磁気ディスク駆動装置ｌＯは１個 あるいはそれ以上の磁気ディスク１２を支持するスピンドル１１を有する。従来 から良く知られているように磁気ディスク上２はスピンドルｍｌに固定されるか あるいはユーザーによって取シ替えできる。スピンドル１１はスピンドルモータ １３によって駆動され、コノモータ１３はスピンドルによって定められた軸を中 心に磁気ディスク１２を回転させる。

最近の磁気ディスク駆動装置は磁気ディスク１２用の同体基板を内蔵している。

従来から良く知られているようにこれらの基板はそれらの一面あるいは両面Ｖこ 磁性材料が塗布されておシ、この−作付にデータを磁気的に記録できるようにな っている。データは磁気トランスデユーサ１４（代表的には“ヘッド”と称され る）ｌ’ｉ：供給される信号によってディスク表面に記録される。代表的なｇ１ 気ディスク駆動装置には、ヘッド支持構造１５が設けられ、このヘッド支持構造 は各磁気ディスク１２に対して支持アーム１６を有しており、これらのアーム１ ６のすべては共通のキャリッジ１７に接続されている。このキャリッジ１７はリ ニャポジショナモータ１９のポジショナコイル１８に物理的に結合され、このポ ジショナコイル中にポジション信号を供給することにより矢印２０の方向に支持 構造１５を直線的に移動させることができる。またこの支持構造１５は、ヘッド 】４が磁気ディスク１２の記録表面に対して放射的に移動できるように磁気ディ スク１２に対して取付けられている。すなわち、支持構造１５は磁気ディスクの 記録表面上に画定された複数の現状記録トラックのいずれか一つにヘット１５を 選択的に位置づけできるように直線的に動かされる。

本実施例ではモータ１９としてリニヤモータ上用いたけれどもＩＪ　ニヤモータ である心情はない。磁気ディスク１２の記録面に対して支持構造１５を動かすモ ー９ 夕の他のタイプとしてはスイニングアームタイプ、リードねじタイプ等があり、 このような他のタイプに対しても本発明は同様に適用できる。

磁気ディスク駆動装置１ｏはたとえばプログラムマイクロプロセッサのような制 御装置２１からの信号によって制御される。この制御装置２１はスピンドル速度 制御回路２２を介してスピンドルモーター３の速度全制御し、直線モータ制御回 路２３を介してヘッド１４の放射位置を制御する。速度制御回路２２の出方はス ピンドルモーター３に供給され、リニヤモータ制御回路２３の出力はりニヤモー ター９のコイル１８に供給される。なお上述した駆動装置ｌｏｏ購成要素のすべ ては公知のものである。

通常の動作において、すなわち、磁気ディスク１２の表面にデータを書きこみあ るいはその表面からデータを読み出しているときにヘッド１４はロードされる。

ヘッド１４がロードされると、支持アーム１６を介してヘッド１４にスプリング 力が加えられ、ヘッド１４を磁気ディスク１２の表面方向に押しつける。この刀 は磁気ディスク１２の急速な回転によって生じる空気クッションによって打ち消 され、ヘッド１４は磁気ディスク１２がある速度で回転している限り磁気ディス クの記録に表面上に近接して実際に飛ぶ。磁気ディスク駆動装置においてはヘッ ド１４が磁気ディスクの表面上５０ミクロインチ（５０Ｘ　１０−’Ｘ２−５４ ｃＩＩＬ）以上ｉＯ特表昭５８−５０１８８ｔｌ　（４）の距離だけ飛びあがる ように現任の駆動装置は設計されている。

上述した駆動装置１０のような磁気ディスク駆動装置は空気をＰ適するシステム を内蔵してヘッドが飛ぶ環境の清潔さを制御する。このような空気を濾過するシ ステムは第２図に示される。ナなわら、第２図にふ・いて、磁気ディスク駆動装 置１０の大部分に−・ウノング３０内に位置づけられてお）、この−ヘウジング ３０は好ましくは２個の区画３１．３２に分割されている。

この区画３１の底から内部にスピンドル１１が延在しており、この区画３１内に 磁気ディスク１２が取付けられている。本実施例では下側の磁気ディスク１２は スピンドル１１に固定され、上側の磁気ｆ、４スク１２は取シはずしできるよう になっている。支持アーム１６の端に取付けられたヘッド１４は区画３１に延在 して磁気ディスク１２にロードされる。一方アーム１６およびへ、ド１４は磁気 ディスク１２’に取シはずじたいときに区画３１と３２の間の分割壁３４の孔３ ３を倉して区画３２にひりこめられる。図示しないドアが磁気ディスクを取りは ずしている間外部環境にヘッド１４が露されないように孔３３をふさぐのに用い られる。

またモータ１９は区画３２内に位置づけられる。

汚れた空気はプロア７アン３ｂの風力により導管３５を介して区画３１から導か れる。この汚れた空気は導管３７．空気フィルタ３８および導管３９を介して区 画３２に戻される。

区ｉｉ！１ｉ３１および３２内のヘッドの飛行環境を清潔に維持するのに払われ る注意と関係なく、汚れた粒子が存在し、しかもそのような粒子がヘッド１４あ るいは磁気ディスク１２の表面に付着する可能性は高い。これはディスクーパ、 クカートリッジを磁気ディスク駆動装置１０から取りはずす場合のように取シは すしできる磁気ディスク駆動装置の場合に顕著である。これらの汚れた粒子が存 在するとヘッド１４の飛行姿勢に影響が生じ、磁気ディスクの表面にデータを記 録しおよびその表面からデータを取り出す能力を低減させる。

極端な場合１ｃは磁気ディスクに汚れた粒子が入りこむことによって飛行するヘ ッド１４がこわれヘッド１４あるいは磁気ディスク１２を破壊してしまう。

本発明によればクリーンニアブロアファン３６がスピンドル１１に直接取シつけ られ、回転磁石グラシレスＤＣスピンドルモータ１３が用いられる。この組合に よりスピンドルの速度制御が簡単になシ、磁気ディスク１２を異物清掃およびヘ ッドロード動作の間通常よシ高速で回転させるだけでよい。すなわち第３図を用 いて説明すると、この第３図にに磁気ディスク駆動装置１０の全体基本構成が変 形して示されており、制御装置２１はスピンドル速度制御回路２２にライン４１ および４２で結合されている２個の出力ヲ脣する。ライン４２上の出力はスピン ドル速度制御回路２２に送られてスピンドルモータ１：（を通常の速度で回転さ せる。またライン４１上の抽号ｔユ速度匍ｊ御回路２２に送られてスピンドルモ ータ１３　ｋ　；’ｉ”　’ｔり高速で回転をせる。代表的な例として、回転速 度は３６００回転にサーボ制御される。速度制御回路“七２の要求する速度を単 に増加することによって、あるい１．・よモータ１３を万一プンルールで回転さ せることによって（供給電力のミニよって（サーざコントローラｆ−こってでは なく）制限された速度）、使用される大部分のシステムでは清掃およびロードサ イクルの間たとえば４８００回ｖ分（ｒｐｍ　）の速度が得られる。このときに は読みとりあるいは薔きごみの動作がなされないので速度は高速度で正しく制御 される必要はない。さらにこのサイクルはＭ＋−’ａ的には短刀）いため、モー タのサーボコントローラおよび駆動装置の冷却は高速時の連続１−−ティのとき ほど考えなくてもよい。

いずれにしろ、高速時には増加した遠心力および磁気ディスクの表面を横切る空 気流によってほこりや軽く表面に付着した異物を除去することができる・さらに スピンドル１１にブロアファン３６を取付けることによってこのときの空気流を さらに増加させることもできる。さらに本発明では高速で回転する磁気ディスク １２にヘッド１４をロードする。スピンドルＭ度に高速にすることによってヘッ ドをロードしている間の空気ベアリングステイフネスを増加し、これによシヘッ ドのロードの信頼性を高めることができる。すなわち、高速時にはヘッドの飛行 の高さおよび空気ベアリングが支持できる力を増加し、ヘッドと磁気ディスクを 接触させることなく移動する磁気ディスク１２上にヘッド１４を容易にリードさ せることができる。

高速で１５〜６０秒磁気ディスク１２を回転させた後制御装置２１はライン４２ を介してスピンドル速度制御回路２２に信号を送り、スピンドルモータ１３の速 度を通常の動作速度まで減少させる。この通常の動作速度になった時にヘッドが ロードされるのでヘッドと磁気ディスクとの接触する可能性がほとんどなくなり 、通常のヘッドの飛行動作が行なわれる。

それ故、本発明によれば、清掃サイクルをよシ効果的にし、同時にロード時にヘ ッドが接触する可能性を減少する方法および装置が提供される。これは汚れ清掃 およびへ、ドロード動作の間通常よシも速い速度で磁気ディスク１２ｔ−回転さ せ、ヘッドの読み、とシ／書きこみ動作を行なう通常の速度才で減少させること によって達成される。また高速で磁気ディスクを回転させると遠心力を増加させ てほこ夛や軽く表面に付着した異物の清掃を改善でき、磁気ディスクの表面の空 気流を改善できる。また高速で磁気ディスク全回転させると、ヘッドの飛行高さ および空気ベアリングが支持できる力を増し、ヘッドと磁気ディスク全接触させ ることなく回転する磁気ディスク上にヘッドを容易にトドすることができる。

本発明にもとづいて構成された好ましい物理的な実施例について述べてきたけれ ども不発明の範囲および精神から逸脱しない範囲で種々の変形２よび改良がなさ れる。したがって本発明は示される実施例に限定されるべきではなくまた請求の 範囲にも限定されるべきでないことを理解していただきたい。

特許庁長官　殿 １．事件の表示 Ｐ　ＣＴ、・′’ＬＩＳ８２１００３８７２、発明の名称 磁気ディスク駆動装置の汚れ清掃り法 ３　補Ｗをする杏 事１１どの関係　特許出願人 （〒１０４）東京都中央区銀座２丁目１１番２目昭和５８年７月２８日 （発送１］　昭和５８年８月２日） Ｇ、補正のス・１象 図面ｉジ（文

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　スピンドル上で回転できるように支持された磁気表面を有するディスクと 、上ランスデーーサヘッドと、ヘッド支持構造と、前記ディスクの表面に沿って 前記ヘッドを動かす駆動モータと、前記スピンドルモータの速度を制御する制＃ 装置と、プロアおよび清掃フィルタを有する清潔な空気の循環システムとを有す るディスク駆動装置において、 前記スピンドルモータを所定の時間の間通電動作速度以上の十分な速度で動作し 、前記ヘッドおよび前記ディスク表面を通過して瀘過した空気を循環し、ついで 前記スピンドルモータの速度を前記通常の動作速度まで減少することｔ−特徴と する磁気ディスク駆動装置の汚れ清掃方法。 乙　前記プロアは可変速度プロアでおり、前記スピンドルモータが上述した通常 の速度で動作しているときに前記プロアを通常の動作速度以上の十分な速度で連 作し、前記スピンドルモータの速度が減少されたときに通常の動作速度まで前記 プロアの速度を減少することを特徴とする請求の範囲第１項の方法。 ３、さらに前記スピンドルに前記プロアを取付けることを特徴とする請求の範囲 第２項の方法。 ４、前記スピンドルモータは回転する磁石を持ったブラシレスのＤＣモータであ ることを特徴とする請求の範囲第１項あるいは第２項の方法。 ５、さらに前記ディスクの表面に前記ヘッドをロードしかつ飛行させることを特 徴とする請求の範囲第１項あるいは第２項の方法。 ＆　前記ヘッドは、通常の動作速度以上の十分な速度で動作スるスピンドルモー タによシ前記ディスクの表面にロードされかつ飛行させられることを特徴とする 請求の範囲第５項の方法。 ｌ