專利名稱：帶有紋理化區(qū)域的磁盤的磁盤驅(qū)動器及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有所謂區(qū)域紋理的磁盤驅(qū)動器。
隨著計算機(jī)的尺寸變得越來越小，從桌面型到膝上型到筆記本型以至現(xiàn)在到袖珍本型，高密度記錄技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)導(dǎo)致磁盤驅(qū)動器的微型化。在市場中，驅(qū)動器的標(biāo)準(zhǔn)尺寸正在下降，其中磁盤的的直徑已經(jīng)從3.5英寸下降到2.5英寸，1.8英寸及1.3英寸。對于用于筆記本型計算機(jī)或者更小的袖珍型計算機(jī)所安裝的或者可拆卸的磁盤驅(qū)動器的主要趨勢是2.5英寸或者更小。
磁盤驅(qū)動器發(fā)展的另一個考慮或者趨勢已經(jīng)是旨在節(jié)省磁盤驅(qū)動器的電能消耗并作如下考慮。
對于根據(jù)磁盤驅(qū)動器的微型化而變得越發(fā)普及的卡式可拆卸磁盤驅(qū)動器，對于個人計算機(jī)IC存儲卡有一個標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)由日本電子工業(yè)發(fā)展協(xié)會(JEIDA)和PCMCIA(個人計算機(jī)存儲卡國際協(xié)會)合作提出以便使得機(jī)械拆裝裝置和電子接口標(biāo)準(zhǔn)化。起初磁盤驅(qū)動器不是這一標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目，但是根據(jù)磁盤驅(qū)動器的微型化，該標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展到包括磁盤驅(qū)動器。在對于個人計算機(jī)的IC存儲卡的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，工作條件可設(shè)置為與系統(tǒng)或者系統(tǒng)內(nèi)的其它卡是可互換的。如果由卡所提供的工作條件不滿足系統(tǒng)所需的工作條件，則系統(tǒng)可能拒絕該卡的使用。電能條件數(shù)據(jù)參數(shù)包含在工作條件中。這些參數(shù)包括標(biāo)準(zhǔn)工作電源電壓，最小工作電源電壓，最大工作電源電壓，固定電源電流，一秒鐘最大平均電流，10毫秒最大平均電流，以及對于電源降低模式的供電電流。對于小磁盤驅(qū)動器，諸如其主要用途預(yù)期是作為裝有電池的袖珍型信息裝置的卡式磁盤驅(qū)動器，則特別要求低電能消耗。
如美國專利4,933,785(對應(yīng)的日本專利申請No.3-503101)所示，對于低電能消耗典型的先有技術(shù)，規(guī)定了工作條件為(1)休眠模式，其中需要用于重新啟動的與主機(jī)最小接口連接功能，而其它電路功能暫停。
(2)閑置模式，其中主軸電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)(閑置)，而部分伺服功能保持操作，并且數(shù)據(jù)存儲和檢索電路暫停。
(3)正常操作狀態(tài)，其中可進(jìn)行寫、讀、搜尋操作。
對于這幾個操作狀態(tài)的每一個，有一種目標(biāo)和方法通過功能上不必要的電路部分來抑制電能的消耗。這一方法在降低平均使用的電能消耗中是有效的。包括電機(jī)的各個電路組件的電能保護(hù)也是重要的。為此目的，很多用于小型磁盤驅(qū)動器的磁盤主軸電機(jī)設(shè)計為降低最大電流規(guī)格并且初始啟動轉(zhuǎn)矩為最小。使用旋轉(zhuǎn)音圈電機(jī)的轉(zhuǎn)矩作為驅(qū)動磁頭啟動是同樣的道理。
對于磁盤驅(qū)動器的一個考慮是在磁頭和磁盤之間的靜摩擦的可能性。靜摩擦可能引起硬盤旋轉(zhuǎn)啟動的故障并解釋如下。
在接觸開始停止型磁盤驅(qū)動器中，磁頭滑塊在磁盤表面上滑動，從接觸(開始-停止)暫停狀態(tài)接觸該表面，其中磁頭滑塊壓在磁盤介質(zhì)的表面。在磁盤開始旋轉(zhuǎn)時，直到磁頭滑塊由于氣動力從磁盤表面充分浮起則旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到預(yù)定的線速度。為了增加磁頭滑塊和磁盤表面的耐磨性，磁盤表面覆蓋有表面潤滑劑。
在磁頭懸浮型磁盤驅(qū)動器中，磁頭滑塊是低懸浮在磁盤表面上以獲得高的記錄密度。為了獲得低的飛掃高度，磁盤表面必須要一定的光滑度。近來，為了獲得更高的記錄密度，研制了接觸型磁盤驅(qū)動器，其中磁頭(滑塊)接觸磁盤介質(zhì)的表面。這種情形下，要使用潤滑劑以增加耐磨性。
然而當(dāng)磁頭滑塊和具有很光滑的表面的磁盤與它們之間的潤滑劑長時間接觸在一起時，在滑塊和介質(zhì)表面常常出現(xiàn)靜摩擦。該靜摩擦引起磁盤驅(qū)動器的起動故障。已經(jīng)提出一些防止靜摩擦或者使得從靜摩擦狀態(tài)釋放的措施。
防止出現(xiàn)靜摩擦的一個方法是由日立公司提交的日本專利公開No.1-134770所透露的斜面加載技術(shù)以及由Prairy Teck.Later等等提交的日本專利申請No.3-503101(對應(yīng)的美國專利No.4,933,785)實(shí)現(xiàn)的。在這一方法中，由固定在磁盤表面上部分的一個錐形保持部件保持磁頭的懸浮，并且保持磁頭滑塊不與磁盤表面接觸。然而這一方法有缺點(diǎn)，因?yàn)樾枰郊拥拇疟P間隙。
用來引起靜摩擦較不頻繁出現(xiàn)的一個方法使用了磁盤上接觸開始停止區(qū)域，該區(qū)域的表面粗糙性是粗糙地形成的，因而降低了平滑性。這是所謂區(qū)域紋理技術(shù)，并由日本電報電話公用公司申請的日本專利申請No.57-8530透露。這一方法在結(jié)構(gòu)上簡單，但是在其靜摩擦防止效果與耐沖擊和耐磨性的改進(jìn)之間要有一個折衷。而且設(shè)計所使用的表面潤滑劑的特性來防止靜摩擦，但是靜摩擦不能由這些特性來防止。
試圖通過在磁頭滑塊上設(shè)置凸起并通過降低磁盤表面與磁頭之間的接觸面積來達(dá)到降低靜摩擦(靜態(tài)摩擦)的一個方法由IBM提交的日本專利公開No.6-203514透露。以這種方法磁頭滑塊上的凸起在磁盤表面上滑動。然而，由于這可能引起數(shù)據(jù)存儲區(qū)域的損壞，這一設(shè)計的有效性是必須認(rèn)真考慮的。
本發(fā)明的目的是通過采用區(qū)域紋理技術(shù)，提供一種低電耗的小尺寸的磁盤驅(qū)動器和適用于該磁盤驅(qū)動器的磁盤，具有防靜摩擦而不會使得磁頭與磁盤之間的耐沖擊性及耐磨性惡化。
在一個較佳實(shí)施例中，磁盤驅(qū)動器至少具有兩個區(qū)域，包括在暫停磁盤旋轉(zhuǎn)時磁頭保持與磁盤接觸的磁頭接觸區(qū)域以及用戶數(shù)據(jù)被寫入或讀出的數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域。這些區(qū)域作為磁盤驅(qū)動器的磁盤表面上的特定區(qū)域設(shè)置，在其上磁頭可被定位并且這些區(qū)域的特征在于磁盤表面粗糙度的不同。磁頭和磁盤之間的靜摩擦是由使得磁頭接觸區(qū)域的表面粗糙度比數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域的表面粗糙度更粗糙而防止的。通過懸浮磁頭滑塊與其表面粗糙度比較粗糙的磁頭接觸區(qū)域的磁盤表面接觸，而防止了磁頭、磁頭滑塊和磁盤表面磨損和損壞。根據(jù)本發(fā)明，在閑置操作期間，磁頭位于磁盤的表面粗糙度比磁頭接觸區(qū)域的表面粗糙度平滑的第三區(qū)域中。
當(dāng)磁頭滑塊以高速沿其表面粗糙度為比較粗糙的磁頭接觸區(qū)域滑動時，通過在把磁頭轉(zhuǎn)移到其表面粗糙度比磁頭接觸區(qū)域的表面粗糙度光滑的第三區(qū)域(一個磁頭懸浮磁盤轉(zhuǎn)速的加速和減速區(qū)域)之后加速磁盤到其工作速度，而防止磁頭或者磁頭滑塊磨損或者損壞。當(dāng)滑塊在磁盤旋轉(zhuǎn)開始時在磁頭接觸區(qū)域時，磁盤以比正常磁盤旋轉(zhuǎn)速度要慢的速度旋轉(zhuǎn)。而且在使得磁頭定位于第三區(qū)域之后把磁頭轉(zhuǎn)移到磁頭接觸區(qū)域之前，磁盤的速度減速降低到比正常旋轉(zhuǎn)速度慢的旋轉(zhuǎn)速度。然后，磁盤的速度進(jìn)一步降低到停止的狀態(tài)。
通過使得磁頭定位于僅用于在閑置工作期間磁頭懸浮待命狀態(tài)的磁頭懸浮待命區(qū)域(第三區(qū)域)，更為有效地防止了由于懸浮磁頭滑塊與磁盤表面的接觸而引起的磁盤、磁頭滑塊和磁盤數(shù)據(jù)表面的磨損和進(jìn)一步的損壞。而且，通過安排磁頭懸浮待命區(qū)域作為一個不用來存儲數(shù)據(jù)的區(qū)域并通過設(shè)置磁頭懸浮待命區(qū)域表面粗糙度比數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域的表面粗糙度平滑，而達(dá)到本發(fā)明的目的。
圖1示出一第一小型磁盤驅(qū)動器的框圖，包括適用于本發(fā)明的較佳實(shí)施例的區(qū)域紋理磁盤的磁頭定位控制辦法。
圖2是一曲線圖，表示圖1中的磁盤驅(qū)動器中的磁盤表面粗糙度與磁盤半徑之間的關(guān)系。
圖3是一曲線圖，表示圖1中的磁盤驅(qū)動器中的已經(jīng)定位的磁頭的位置與磁盤旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系。
圖4表示圖1中的磁盤驅(qū)動器中的主軸電機(jī)的起動控制過程。
圖5表示圖1中的磁盤驅(qū)動器中的主軸電機(jī)的停止控制過程。
圖6示出一第二小型磁盤驅(qū)動器的框圖，包括適用于本發(fā)明的較佳實(shí)施例的區(qū)域紋理磁盤的磁頭定位控制辦法。
圖7是一曲線圖，表示圖6的磁盤驅(qū)動器中的磁盤表面粗糙度與磁盤半徑之間的關(guān)系。
圖8是一曲線圖，表示圖6中的磁盤驅(qū)動器中的已經(jīng)定位的磁頭的位置與磁盤旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系。
圖9表示圖6中的磁盤驅(qū)動器中的主軸電機(jī)的起動控制過程。
圖10表示圖6中的磁盤驅(qū)動器中的主軸電機(jī)的停止控制過程。
以下參照


本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例，圖1是一個具有適用于紋理化區(qū)域磁盤使用的磁頭定位控制單元的小型磁盤驅(qū)動器的框圖。該小型磁盤驅(qū)動器具有磁頭磁盤組件1和電路板14，由控制和通過接口線路23所傳輸?shù)亩〞r信號數(shù)據(jù)被寫入或者從磁盤讀出。
磁頭磁盤組件1具有由主軸電機(jī)7所驅(qū)動的磁盤2，通過旋轉(zhuǎn)致動器10和音圈電機(jī)11而定位于任何所希望的磁道的磁頭8。讀寫放大器13裝在柔性印刷電路板(FPC)12上。數(shù)據(jù)通過磁頭8從磁盤2讀出并向其寫入。一個密封盒罩住所有這些組件以防止它們被灰塵侵入。
電路板14包括通過接口線路23控制數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)傳輸?shù)囊粋€接口控制器15。讀寫部分17具有通過讀寫放大器13讀寫用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)讀寫電路18。伺服數(shù)據(jù)讀取電路19通過讀寫放大器13讀取磁頭定位扇區(qū)伺服信號，而磁頭定位伺服部分20通過主軸電機(jī)驅(qū)動電路21和音圈電機(jī)驅(qū)動電路22驅(qū)動主軸電機(jī)7和音圈電機(jī)11來控制磁頭8在所希望的磁道上定位。一個微處理器16連接到電路板組件以便控制它們的操作。
在降低讀寫電路操作而保持磁盤轉(zhuǎn)速的閑置操作中，通過停止數(shù)據(jù)讀寫電路18的功能并操作用于磁頭定位控制的伺服數(shù)據(jù)讀取電路19而節(jié)省了電能。
磁盤2的表面具有同心的圓形區(qū)域(區(qū)域)。這些區(qū)域從最外圈開始是數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域3a，磁頭懸浮待命區(qū)域4和磁頭接觸區(qū)域5a，并一個靠一個地順序排布。在最里圈是用于磁盤壓焊安裝的磁盤夾持器和間隔區(qū)域6。
圖2是一曲線圖，表示圖1本發(fā)明的較佳實(shí)施例的磁盤驅(qū)動器的磁盤的表面粗糙度與磁盤半徑之間的關(guān)系。以數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域3a的表面粗糙度為標(biāo)準(zhǔn)，磁頭接觸區(qū)域5a的表面粗糙度是足夠粗糙的而能夠防止或減小磁頭和磁盤之間的靜摩擦的出現(xiàn)。磁頭懸浮待命區(qū)域4的表面粗糙度是足夠光滑的用于保證耐沖擊性并防止磁頭和磁盤的磨損。
作為這里所使用的數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域、磁頭接觸區(qū)域和磁頭懸浮待命區(qū)域的實(shí)際粗糙度規(guī)定為比較粗糙度范圍，這是具有業(yè)內(nèi)一般技術(shù)的人員可以理解的作為通常的或者普通用于數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域的表面粗糙度，并且對于接觸和懸浮待命區(qū)域分別是比較粗糙或者比較平滑的表面。這種范圍的例子規(guī)定如下。
一般，磁盤的表面在截面看去時有相對于一中心線表現(xiàn)為一定高度的峰的微小凸起，而凸起具有對應(yīng)的谷。凸起具有一密度而表面具有一承載率曲線。根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，在磁頭接觸區(qū)域所使用的大粗糙度表面具有范圍為10到100nm高度的凸起，并且凸起的直徑范圍在數(shù)十(10-100)微米范圍，以及每mm2凸起的密度為數(shù)萬。大粗糙度表面最好還具有從微凸起的最高截面峰在5nm(BR5)的深度承載率為0.1％到10％。
由于區(qū)域是通過彼此比較而定義的，如果磁頭接觸區(qū)域具有高度為20nm直徑范圍為0.5微米，密度為每mm2有50,000凸起，承載率BR5為0.1％到10％，則數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域最好具有由同樣的參數(shù)所定義的常規(guī)粗糙度表面，但是帶有微凸起較短的平均高度，例如在大約為其一半的量級或約為10nm。根據(jù)較佳實(shí)施例，對于用于磁頭懸浮待命區(qū)域的小粗糙度表面，該表面做得要比常規(guī)表面平滑，并且能夠由0.5nm的Ra定義。
圖3是一曲線圖，表示圖2中的磁盤驅(qū)動器中的磁頭定位的磁盤半徑與磁盤轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。當(dāng)磁頭8(滑塊)位于數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域3a時，保持常規(guī)轉(zhuǎn)速4460rpm，并進(jìn)行尋道和數(shù)據(jù)的讀寫。當(dāng)磁頭8位于磁頭接觸區(qū)域5a時，磁盤停止或者以最多為558rpm的速度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)磁頭8位于磁頭懸浮待命區(qū)域4時，磁盤以不少于558rpm最多為4464rpm的常規(guī)轉(zhuǎn)速的速度旋轉(zhuǎn)。特別在閑置操作期間，磁頭8位于磁頭懸浮待命區(qū)域4中。
圖4是一流程圖，表示對于圖1的磁盤驅(qū)動器的主軸電機(jī)起動控制過程。在起動控制的起動步驟24中，主軸電機(jī)的起動控制開始。在該時刻，磁頭8由一般所使用的(普通)磁鎖系統(tǒng)保持在磁頭接觸區(qū)域5a中。當(dāng)然，它可以由其它方式保持在該磁頭接觸區(qū)域中。在低轉(zhuǎn)速過渡步驟25中，主軸電機(jī)7的轉(zhuǎn)速增加使得磁盤轉(zhuǎn)速在558rpm的低轉(zhuǎn)速，磁頭8保持在磁頭接觸區(qū)域5a中。在磁頭懸浮待命區(qū)域過渡步驟26a中，讀取扇區(qū)伺服信號同時保持磁盤轉(zhuǎn)速在558rpm，并且磁頭8從磁頭接觸區(qū)域5a過渡到磁頭懸浮待命區(qū)域4，使得它能夠由扇區(qū)伺服信號識別。在磁頭懸浮待命區(qū)域4上形成有包含扇區(qū)伺服信號但不包含數(shù)據(jù)的磁道。在常規(guī)高轉(zhuǎn)速過渡步驟27a中，磁盤速度從558rpm的低速被加速到4464rpm的常規(guī)速度。在這步驟之后，如在起動控制完成步驟28中所指示的完成了主軸電機(jī)起動控制，并且磁頭的尋道和數(shù)據(jù)讀寫操作成為可能。
圖5是是一圖示，表示圖1的磁盤驅(qū)動器中主軸電機(jī)停止控制過程。在停止控制開始步驟29，起動主軸電機(jī)的停止控制。在磁頭懸浮待命區(qū)域轉(zhuǎn)移步驟30a中，磁頭8從數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域3a轉(zhuǎn)移到可由扇區(qū)伺服信號識別的磁頭懸浮待命區(qū)域4上，同時保持磁盤轉(zhuǎn)速在4464rpm。在低轉(zhuǎn)速過渡步驟31a中，主軸電機(jī)7的轉(zhuǎn)速減速到558rpm的低轉(zhuǎn)速，保持磁頭8在磁頭懸浮待命區(qū)域4中。這步驟之后，由于磁頭在懸浮待命區(qū)域中，磁頭的懸浮高度被降低并且磁頭進(jìn)入滑動狀態(tài)。在磁頭接觸區(qū)域轉(zhuǎn)移步驟32a中，磁頭8從磁頭懸浮待命區(qū)域4轉(zhuǎn)移到磁頭接觸區(qū)域5a，同時保持磁盤轉(zhuǎn)速為558rpm。在旋轉(zhuǎn)停止步驟33中，主軸電機(jī)停止，使得磁盤速度從558rpm減速到停止?fàn)顟B(tài)，同時保持磁頭8在磁頭接觸區(qū)域5a中。在停止控制結(jié)束步驟34中，主軸電機(jī)停止控制結(jié)束。
根據(jù)本發(fā)明帶有紋理化區(qū)域的磁盤的的磁盤驅(qū)動器的第二較佳實(shí)施例說明如下。
圖6是一框圖表示該第二實(shí)施例的磁盤驅(qū)動器。這一磁盤驅(qū)動器具有磁頭磁盤組件1和電路板14，并通過接口線路23向/從磁盤2寫和讀數(shù)據(jù)。磁頭磁盤組件1具有由主軸電機(jī)驅(qū)轉(zhuǎn)的磁盤2，以及磁頭8，該磁頭可由旋轉(zhuǎn)致動器10及音圈電機(jī)11定位于磁盤2上的任何所希望的磁道。讀寫放大器13裝設(shè)在柔性印刷電路板(FPC)12上，并通過磁頭8讀寫磁盤2上的數(shù)據(jù)。設(shè)置有一個外殼以防止灰塵侵入。
電路板14有一個通過接口線路23控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移、控制和定時的的接口控制器15。讀寫部分17有通過讀寫放大器13讀寫用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)讀寫電路18。伺服數(shù)據(jù)讀電路19通過讀寫放大器13讀取磁頭定位扇區(qū)伺服信號。磁頭定位伺服部分20通過主軸電機(jī)驅(qū)動電路21和音圈電機(jī)驅(qū)動電路22驅(qū)動主軸電機(jī)7和音圈電機(jī)11使得磁頭8定位在所希望的磁道。一個微處理器16控制這些組件。在閑置操作中，數(shù)據(jù)讀寫電路的操作降低，同時保持磁盤介質(zhì)的轉(zhuǎn)速。通過停止數(shù)據(jù)讀寫電路18的功能而節(jié)省電能。伺服數(shù)據(jù)讀電路19保持對磁頭定位控制的操作。
磁盤2的表面有同心的圓形區(qū)域，從最外圈開始包括數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域3b，和磁頭接觸區(qū)域5b，一個接一個順序排布。在最里圈是用于壓焊裝配磁盤的磁盤夾持器和間隔區(qū)域6。
圖7是一曲線圖，表示圖6的磁盤驅(qū)動器中磁盤的表面粗糙度與磁盤半徑之間的關(guān)系。以數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域3b的表面粗糙度作為標(biāo)準(zhǔn)，磁頭接觸區(qū)域5b的表面粗糙度是粗的或者足夠粗糙以便防止磁頭和磁盤之間的靜摩擦。
圖8是一曲線圖，表示圖6的磁盤驅(qū)動器中的磁頭定位的磁盤半徑和磁盤速度之間的關(guān)系。當(dāng)磁頭8(滑塊)位于數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域3b時，保持常規(guī)的4464rpm轉(zhuǎn)速，除非在接近磁頭接觸區(qū)域5b的區(qū)域中。在磁頭位于數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域中的任何時刻，則進(jìn)行尋道和數(shù)據(jù)的讀寫操作。當(dāng)磁頭8位于磁頭接觸區(qū)域5b時，磁盤轉(zhuǎn)速操作在不高于558rpm。當(dāng)磁頭8位于數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域3b中并接近于磁頭接觸區(qū)域5b時，磁盤轉(zhuǎn)速在不少于558rpm和常規(guī)轉(zhuǎn)速4464rpm之間。特別在閑置操作中，磁頭位于數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域3b內(nèi)并接近磁頭接觸區(qū)域5b。
圖9是一流程圖，表示圖6的磁盤驅(qū)動器中主軸電機(jī)起動控制的過程。在起動控制開始步驟24中，開始主軸電機(jī)的起動控制。這時，磁頭8由一般所使用的磁鎖系統(tǒng)保持在磁頭接觸區(qū)域5b中。在低轉(zhuǎn)速過渡步驟25中，主軸電機(jī)7的速度被加速使得磁盤速度增加到558rpm低速，而磁頭8保持在磁頭接觸區(qū)域5b中。
在數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域轉(zhuǎn)移步驟26b中，讀取扇區(qū)伺服信號，同時磁盤轉(zhuǎn)速保持在558rpm并且磁頭8從磁頭接觸區(qū)域5b向接近磁頭接觸區(qū)域5b的數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域部分3b轉(zhuǎn)移，這由扇區(qū)伺服信號識別。在數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域3b的磁頭接觸區(qū)域5b附近，形成有包含用于定位的扇區(qū)伺服信號的磁道。
在向高速旋轉(zhuǎn)的過渡步驟27b中磁盤速度從低速558rpm加速到4464rpm的常規(guī)速度。在起動控制結(jié)束步驟28中，主軸電機(jī)起動控制結(jié)束，并且磁頭達(dá)到懸浮狀態(tài)使得尋道和數(shù)據(jù)的讀寫操作成為可能。
圖10是一流程圖表示對于圖6的磁盤驅(qū)動器主軸電機(jī)停止控制的過程。
在停止控制開始步驟29中，開始主軸電機(jī)的停止控制。在磁頭數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域轉(zhuǎn)移步驟30b中，磁頭8被轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域3b中的接近磁頭接觸區(qū)域5b的一個區(qū)域或者地帶，同時保持磁盤轉(zhuǎn)速在4464rpm。
在低速過渡步驟31b中，主軸電機(jī)7的速度被減速使得磁盤速度在低速558rpm同時磁頭8保持在數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域3b中的磁頭接觸區(qū)域5b附近的區(qū)域中。通過這些步驟，降低了磁頭的懸浮狀態(tài)并且磁頭進(jìn)入滑動狀態(tài)。
在磁頭接觸區(qū)域轉(zhuǎn)移步驟32b中，磁頭8被轉(zhuǎn)移到磁頭接觸區(qū)域5b同時磁盤速度保持在558rpm。在旋轉(zhuǎn)停止步驟33中，停止主軸電機(jī)7的旋轉(zhuǎn)，使得磁盤轉(zhuǎn)速從588rpm減速到停止?fàn)顟B(tài)，同時磁頭8保持在磁頭接觸區(qū)域5b中。通過停止控制結(jié)束步驟34，結(jié)束主軸電機(jī)停止控制。
根據(jù)這些較佳實(shí)施例，磁頭是為懸浮型，但是本發(fā)明的作用不限于懸浮型磁頭。
以上所述本發(fā)明的特性歸納如下。
1.提供了帶有特別區(qū)域的磁盤驅(qū)動器，磁頭可在這些區(qū)域中定位并且這些區(qū)域的特征在于表面粗糙度的不同。
一個區(qū)域是磁頭接觸區(qū)域，在該區(qū)域中當(dāng)磁盤停止旋轉(zhuǎn)時磁頭保持與磁盤的接觸，而另一個區(qū)域是數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域，在該區(qū)域中進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)的讀寫。磁頭接觸區(qū)域的表面粗糙度要粗于數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域的粗糙度。
磁盤驅(qū)動器設(shè)有閑置操作狀態(tài)，在這狀態(tài)中通過降低讀寫電路操作而降低電能消耗，同時保持磁盤的轉(zhuǎn)速。在執(zhí)行閑置操作狀態(tài)期間，磁頭被定位在磁盤的表面粗糙度比磁頭接觸區(qū)域的表面粗糙度要平滑的區(qū)域中。
2.在第1條所述的磁盤驅(qū)動器中，磁盤驅(qū)動器裝有一磁頭懸浮待命區(qū)域，該區(qū)域表面粗糙度比磁頭接觸區(qū)域的表面粗糙度平滑，并且該區(qū)域不是為記錄用戶數(shù)據(jù)裝設(shè)的。
在執(zhí)行閑置操作狀態(tài)期間磁頭位于磁頭懸浮待命區(qū)域中。
3.在第1條所述的磁盤驅(qū)動器中，磁盤裝有磁頭懸浮待命區(qū)域，該區(qū)域表面粗糙度比數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域的表面粗糙度平滑，并且在執(zhí)行閑置操作狀態(tài)期間該磁頭位于磁頭懸浮待命區(qū)域中。
4.在磁盤驅(qū)動器中裝有磁頭可在其上定位的磁盤上的特別區(qū)域，并且該區(qū)域的特征在于表面粗糙度的不同，在這樣的磁盤驅(qū)動器中，至少其兩個區(qū)域?yàn)榇蓬^接觸區(qū)域和數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域。在磁盤旋轉(zhuǎn)停止在接觸區(qū)域時磁頭保持接觸，并且用戶數(shù)據(jù)的讀寫在數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域進(jìn)行。磁頭接觸區(qū)域的表面粗糙度比數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域的表面粗糙度要粗糙，并且磁盤驅(qū)動器設(shè)有通過降低讀寫電路的操作同時保持磁盤的轉(zhuǎn)速而節(jié)省電能消耗的閑置操作狀態(tài)。
在磁盤旋轉(zhuǎn)開始時以低于常規(guī)磁盤轉(zhuǎn)速的速度磁頭從磁頭接觸區(qū)域轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域之后，磁盤的速度加速到常規(guī)轉(zhuǎn)速。在磁頭已經(jīng)位于數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域內(nèi)并且磁盤轉(zhuǎn)速減速到低于常規(guī)轉(zhuǎn)速的較低速度之后，磁頭轉(zhuǎn)移到磁頭接觸區(qū)域并且磁盤速度被減速而停止。
5.除了在第4條中所述的磁盤驅(qū)動器之外，磁盤驅(qū)動器裝有磁頭懸浮待命區(qū)域，其表面粗糙度比磁頭接觸區(qū)域的表面粗糙度平滑，該區(qū)域不是為用于用戶數(shù)據(jù)記錄設(shè)置的。在磁頭從磁頭接觸區(qū)域以低于常規(guī)磁盤轉(zhuǎn)速的速度轉(zhuǎn)移到磁頭懸浮待命區(qū)域之后，在磁盤旋轉(zhuǎn)開始時，磁盤加速到常規(guī)磁盤轉(zhuǎn)速。在執(zhí)行閑置操作期間磁頭位于磁頭懸浮待命區(qū)域上。在磁頭位于磁頭懸浮待命區(qū)域內(nèi)并且磁盤速度減速到較低轉(zhuǎn)速之后，磁頭被轉(zhuǎn)移到磁頭接觸區(qū)域并且磁盤停止。
6.除了在第4條中所述的磁盤驅(qū)動器之外，磁盤驅(qū)動器裝有磁頭懸浮待命區(qū)域，其表面粗糙度比數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域的表面粗糙度平滑。在磁頭從磁頭接觸區(qū)域以低速度轉(zhuǎn)移到磁頭懸浮待命區(qū)域之后，磁盤加速到常規(guī)磁盤轉(zhuǎn)速。磁頭位于磁頭懸浮待命區(qū)域內(nèi)并且磁盤速度減速，并且磁頭被轉(zhuǎn)移到磁頭接觸區(qū)域且磁盤在此停止。
7.在磁盤驅(qū)動器中裝有磁頭可在其中被定位的磁盤上的特別區(qū)域，并且該區(qū)域的特征在于表面粗糙度的不同，在這樣的磁盤驅(qū)動器中，至少其兩個區(qū)域?yàn)榇蓬^接觸區(qū)域和數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域。在磁盤旋轉(zhuǎn)停止在接觸區(qū)域時磁頭保持接觸，并且用戶數(shù)據(jù)的讀寫在數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。磁頭接觸區(qū)域的表面粗糙度比數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域的表面磁道要粗糙。
在磁盤旋轉(zhuǎn)開始時以低于常規(guī)磁盤轉(zhuǎn)速的速度磁頭從磁頭接觸區(qū)域轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域之后，磁盤的速度加速到常規(guī)轉(zhuǎn)速。在磁頭已經(jīng)位于數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域內(nèi)并且磁盤轉(zhuǎn)速減速到低于常規(guī)轉(zhuǎn)速的較低速度之后，磁頭被轉(zhuǎn)移到磁頭接觸區(qū)域并且磁盤速度被減速而停止。
8.根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于磁盤驅(qū)動器的磁盤介質(zhì)為磁記錄介質(zhì)。磁頭很接近地懸空在磁盤的表面，并且磁盤的表面粗糙度具有彼此不同區(qū)域。至少三類同心圓周區(qū)域連續(xù)地排布，并且這些區(qū)域之外帶有最大表面粗糙度的區(qū)域排布在鄰近其磁盤表面粗糙度為最小的區(qū)域。
使用本發(fā)明，通過區(qū)域紋理化提供了出現(xiàn)靜摩擦將為極小的低電能消耗的磁盤驅(qū)動器，但是沒有增加磁頭耐沖擊性和耐磨性的惡化。而且，使用本發(fā)明，當(dāng)磁頭在磁頭接觸區(qū)域內(nèi)時磁盤轉(zhuǎn)速降低，因而磁盤表面粗糙度幾乎沒有使得這區(qū)域中的耐沖擊性和耐磨性惡化，從而磁頭接觸區(qū)域的表面粗糙度能夠形成得足夠粗糙以防止靜摩擦。
權(quán)利要求
1.磁盤驅(qū)動器，包括一個或者多個磁盤，驅(qū)轉(zhuǎn)磁盤的主軸電機(jī)；向旋轉(zhuǎn)的所述磁盤存儲數(shù)據(jù)或者從其中檢索數(shù)據(jù)的一個磁頭；以及使得磁頭在所述磁盤上定位的致動器；所述磁盤具有每一區(qū)域中表面粗糙度不同的同心圓周區(qū)域，包括一個磁頭接觸區(qū)域，一個數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域和一個磁頭懸浮待命區(qū)域，其中當(dāng)所述主軸電機(jī)停止時所述致動器使得所述磁頭在所述磁頭接觸區(qū)域定位，當(dāng)所述主軸電機(jī)處于第一轉(zhuǎn)速時所述致動器使得所述磁頭在所述數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域內(nèi)定位，這時數(shù)據(jù)被存儲和檢索，并且當(dāng)所述主軸電機(jī)處于第二轉(zhuǎn)速時所述致動器使得所述磁頭在磁頭懸浮待命區(qū)域內(nèi)定位，這時數(shù)據(jù)不被存儲或檢索。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的磁盤驅(qū)動器，其中所述主軸電機(jī)以小于第一轉(zhuǎn)速作為所述第二轉(zhuǎn)速的一連續(xù)轉(zhuǎn)速驅(qū)轉(zhuǎn)所述磁盤。
3.磁盤驅(qū)動器，包括至少一個磁盤，其中主軸電機(jī)以第一轉(zhuǎn)速驅(qū)轉(zhuǎn)所述至少一個磁盤，這時磁頭在所述至少一個磁盤上存儲和檢索數(shù)據(jù)；所述至少一個磁盤具有在每一區(qū)域中帶有不同表面粗糙度的同心圓周區(qū)域；包括磁頭接觸區(qū)域，數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域和磁頭懸浮待命區(qū)域；所述主軸電機(jī)以預(yù)定的小于所述第一轉(zhuǎn)速的速度驅(qū)轉(zhuǎn)磁盤，所述致動器使得所述磁頭在所述磁頭接觸區(qū)域內(nèi)定位同時所述主軸電機(jī)停止，當(dāng)所述主軸電機(jī)以所述第一轉(zhuǎn)速驅(qū)轉(zhuǎn)時使得所述磁頭在所述數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域內(nèi)定位，而當(dāng)所述主軸電機(jī)以所述預(yù)定轉(zhuǎn)速驅(qū)轉(zhuǎn)時使得所述磁頭在所述磁頭懸浮待命區(qū)域內(nèi)定位。
4.用于操縱磁盤驅(qū)動器的控制方法，該磁盤驅(qū)動器具有至少一個磁盤，所述至少一個磁盤具有每一區(qū)域中表面粗糙度不同的同心圓周區(qū)域，包括磁頭接觸區(qū)域，數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域和磁頭懸浮待命區(qū)域，該驅(qū)動器還具有主軸電機(jī)以第一轉(zhuǎn)速驅(qū)轉(zhuǎn)所述至少一個磁盤，這時磁頭存儲和檢索所述至少一個磁盤上的數(shù)據(jù)，并且具有一個致動器使得磁頭在所述磁盤上定位，該方法包括步驟第一步驟，從所述磁頭位于暫停所述磁盤的所述磁頭接觸區(qū)域中的狀態(tài)起動所述主軸電機(jī)；第二步驟，在在磁盤開始旋轉(zhuǎn)之后使得所述磁頭定位于所述懸浮待命區(qū)域；以及第三步驟，在第二步驟之后在所述磁頭位于所述磁頭懸浮待命區(qū)域時加速所述磁盤的速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的控制方法，還包括第四步驟在所述主軸電機(jī)達(dá)到所述第一轉(zhuǎn)速之后使得所述磁頭定位于所述數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域中。
6.用于磁盤驅(qū)動器中的一個磁盤的控制方法，該磁盤驅(qū)動器包括至少一個磁盤，所述至少一個磁盤具有每一區(qū)域中表面粗糙度不同的同心圓周區(qū)域，包括磁頭接觸區(qū)域，數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域和磁頭懸浮待命區(qū)域；該驅(qū)動器還包括一主軸電機(jī)以所述第一轉(zhuǎn)速驅(qū)轉(zhuǎn)所述至少一個磁盤，這時磁頭存儲和檢索所述至少一個磁盤上的數(shù)據(jù)；并且包括一個致動器使得磁頭在所述磁盤上定位，該方法包括步驟第一步驟，其中所述磁頭從所述磁頭位于所述數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域內(nèi)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移到所述磁頭懸浮待命區(qū)域；第二步驟，其中在第一步驟之后所述主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速被減速，同時使得所述磁頭位于所述磁頭懸浮待命區(qū)域；以及第三步驟，其中在第二步驟之后所述磁頭位于所述磁頭接觸區(qū)域中。
7.用于磁盤驅(qū)動器中的一個磁盤的控制方法，該磁盤驅(qū)動器包括至少一個磁盤，所述至少一個磁盤具有每一區(qū)域中表面粗糙度不同的同心圓周區(qū)域，包括磁頭接觸區(qū)域，數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域和磁頭懸浮待命區(qū)域；該驅(qū)動器還包括有一主軸電機(jī)以第一轉(zhuǎn)速驅(qū)轉(zhuǎn)所述至少一個磁盤，這時磁頭存儲和檢索所述至少一個磁盤上的數(shù)據(jù)；并且包括一個致動器使得磁頭在所述磁盤上定位，該方法包括步驟第一步驟，在驅(qū)轉(zhuǎn)所述磁盤時使得所述磁頭從所述磁頭位于所述數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域內(nèi)的狀態(tài)定位到所述磁頭懸浮待命區(qū)域中；第二步驟，使得所述磁頭在第一步驟之后從所述磁頭懸浮待命區(qū)域定位到所述數(shù)據(jù)讀寫區(qū)域之中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的磁盤驅(qū)動器的控制方法，還包括第三步驟，其中在所述第一步驟和所述第二步驟之間，所述磁頭位于所述磁頭懸浮待命區(qū)域中時對所述主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速，以及第四步驟，其中在第三步驟之后當(dāng)所述磁頭位于所述磁頭懸浮待命區(qū)域時對所述主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行加速。
全文摘要
一個磁盤驅(qū)動器具有一個帶有兩個或者三個區(qū)域的磁盤。在閑置狀態(tài)時，磁頭位于磁頭懸浮待命區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域的表面粗糙度比作為磁頭接觸區(qū)域的另一個區(qū)域的表面粗糙度要平滑。在磁頭旋轉(zhuǎn)開始時，在磁盤已經(jīng)從磁頭接觸區(qū)域轉(zhuǎn)移到磁頭懸浮待命區(qū)域之后磁盤轉(zhuǎn)速被加速到常規(guī)轉(zhuǎn)速。在當(dāng)磁盤以常規(guī)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)而停止磁盤的旋轉(zhuǎn)時，在使得磁頭定位于磁頭懸浮待命區(qū)域內(nèi)并使得磁盤的旋轉(zhuǎn)從常規(guī)轉(zhuǎn)速減速到足夠低的轉(zhuǎn)速之后，磁頭被轉(zhuǎn)移到磁頭接觸區(qū)域。
文檔編號G11B5/40GK1162810SQ9710215
公開日1997年10月22日 申請日期1997年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月24日
發(fā)明者小玉浩二, 中川宣雄, 久野真一郎, 五味憲一 申請人:株式會社日立制作所