JPH0991911A - ディスク記録再生装置のキャリッジ制御装置及びディスク記録再生装置に適用するヘッド浮上制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ランプロード方式を利用して、ディスクの静止
時のヘッドとディスクとの接触状態をなくすと共に、デ
ィスクの起動時にヘッドの浮上量を下げた場合でもヘッ
ドとディスクとの接触や衝突の頻度を抑制し、結果的に
ヘッドの極低浮上化を実現して、高記録密度化を図るこ
とにある。 【解決手段】ランプロード方式のＨＤＤにおいて、ディ
スク１の定常回転時に、ヘッド２をディスク１上に移動
させた後に、ヘッド２の浮上量をディスク１側に下げる
ように制御する浮上量制御装置を有する。浮上量制御装
置は電圧制御装置１２を有し、静電吸引方式によりヘッ
ド１とディスク２間に電位差を与えてクーロン力を作用
させる。マイクロコントローラ１０は、サーボデータの
読出し動作のチェックにより、ヘッド２がディスク１の
データエリア上に移動したことを検出した後に、ヘッド
２の浮上量を下げる極低浮上化を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にランプロード
方式のディスク記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、特に小型のハードディスク装置
（ＨＤＤ）では、記憶量の大容量化を図るために、ディ
スクの記録密度（トラック密度や線密度）の高記録密度
化を実現するための各種の技術開発がなされている。

【０００３】高記録密度化を図る技術として、ヘッドの
浮上量（実際にはスライダ）を低下させる極低浮上化技
術がある。従来のＨＤＤは、ＣＳＳ（ｃｏｎｔａｃｔ
ｓｔａｒｔ ａｎｄ ｓｔｏｐ）方式が採用されてお
り、ディスク静止時にはヘッドはディスクのＣＳＳエリ
アに接触して停止しており、ディスクの定常回転（高速
回転）時に浮上してデータエリア上においてデータの記
録再生を行なう。

【０００４】このＣＳＳ方式では停止時に、ヘッドがデ
ィスク面に接触している状態であるため、ディスクの表
面が高い平滑度を有するいわゆる鏡面状であると、ヘッ
ドとディスクとの接触面積が増加して、吸着現象が発生
する。吸着現象が発生すると、ＨＤＤが起動しても、ス
ピンドルモータが駆動せず、データの記録再生動作は不
可能となる。

【０００５】このような吸着現象を防止するために、デ
ィスクの表面にはテクスチャと呼ばれる細かな凹凸が付
けられている。一方、前記のように高記録密度化を図る
ためには、ヘッドの浮上量は低い程望ましい。換言すれ
ば、接触しない状態で、ヘッドとディスクとの間隔が最
小限になることが望ましい。接触状態では、ディスクが
高速回転しているため、ディスクとヘッドの磨耗や損傷
の問題が発生する。

【０００６】しかし、前記のテクスチャの存在により、
ヘッドの浮上量（フライングハイトとも称する）は、テ
クスチャの高さより下げることはできない。したがっ
て、従来のＣＳＳ方式を採用している場合には、極低浮
上化技術には限界がある。

【０００７】そこで、ＣＳＳ方式に対して、ランプロー
ド方式（ランプアップ・ローディング方式）が注目され
ている。ランプロード方式は、ディスクの静止時には、
ヘッドをディスクとは接触しない位置（ディスクの外周
側）で支持体により支持し、ディスクの定常回転時にヘ
ッドをディスク上に移動させる方式である。

【０００８】このランプロード方式であれば、ヘッドと
ディスクとが接触する状態はなく、ディスク表面を鏡面
状にできるため、ヘッドの浮上量を極限まで下げること
が可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
のランプロード方式を採用すれば、ヘッドの浮上量を極
限まで下げる極低浮上化が可能となり、ディスクの高記
録密度化を図ることができる。しかしながら、ランプロ
ード方式は、ディスクの静止時にはヘッドを通常ではデ
ィスクの外側に退避させた状態にして、起動時にディス
ク上に移動させる。このため、低浮上化状態で、ヘッド
をディスク上に移動させたときに、高速回転しているデ
ィスクとの接触や衝突の頻度が非常に高くなることが推
定できる。このような接触や衝突の頻度が高くなると、
ヘッドやディスクは衝撃により損傷する可能性が高い。
したがって、実際上では、従来のランプロード方式を単
に利用しただけでは、ヘッドの浮上量を下げる低浮上化
は実現できない。

【００１０】本発明の目的は、ランプロード方式を利用
して、ディスクの静止時のヘッドとディスクとの接触状
態をなくすと共に、ディスクの起動時にヘッドの浮上量
を下げた場合でもヘッドとディスクとの接触や衝突の頻
度を抑制し、結果的にヘッドの極低浮上化を実現して、
高記録密度化を図ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、ランプロード
方式のディスク記録再生装置のキャリッジ制御装置にお
いて、ディスクの定常回転時に、ヘッド（実際はスライ
ダ）をディスク上に移動させた後に、ヘッドの浮上量を
ディスク側に下げるように制御する浮上量制御手段を有
する装置である。

【００１２】浮上量制御手段は、具体例として静電吸引
方式を採用し、ヘッドとディスク間に電位差を与えてク
ーロン力を作用させる。このクーロン力により、ヘッド
とディスクとを吸引させて、ディスクに対するヘッドの
浮上量を極限まで下げる。

【００１３】このとき、ヘッドの浮上量を下げるために
は、確実にヘッドがディスクのデータエリア上に移動し
ている必要がある。そこで、本発明の浮上量制御手段
は、ヘッドがディスクのデータエリア上に移動したこと
を検出した後に、前記クーロン力の作用によりヘッドの
浮上量を極限まで下げる制御を実行する。この検出方式
としては、ヘッドによりディスクからサーボデータを確
実に読出したことを確認することで、ヘッドがディスク
のデータエリア上に移動したことを検出する。

【００１４】このような構成により、ランプロード方式
を利用することにより、ディスクの表面の鏡面化を実現
できるため、ヘッドの低浮上化を図ることができる。さ
らに、ディスクの回転起動時に、通常の高さを維持した
まま、ヘッドをディスク上に移動した後に、ヘッドを低
浮上化するため、ヘッドとディスクとの接触や衝突の頻
度を抑制することが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１は本実施形態に関係するＨＤＤ
の構成を示すブロック図であり、図２は本実施形態の浮
上量制御装置の構成を示すブロック図であり、図３は本
実施形態の浮上量制御の原理を説明するための概念図で
あり、図４は本実施形態の動作を説明するためのフロー
チャートである。 （ＨＤＤの構成）本実施形態は、ランプロード方式とセ
クタサーボ方式を採用したＨＤＤを想定している。さら
に、後述するように、ヘッドの浮上量を制御する静電吸
引方式の浮上量制御装置を備えている。

【００１６】以下図１を参照して、本実施形態のＨＤＤ
の構成を説明する。本実施形態のＨＤＤは、図１に示す
ように、記録媒体であるディスク１を回転駆動するため
のスピンドルモータ７と、ヘッド２を保持してディスク
１の半径方向に移動させるためのヘッド駆動機構と、ヘ
ッド２によりデータの記録再生を行なうための各種信号
処理を実行するリード／ライト回路９と、制御装置であ
るマイクロコントローラ１０と、記録再生データの制御
を行なうディスクコントローラ（ＨＤＣ）１１とを備え
ている。

【００１７】さらに、本実施形態のＨＤＤは、ランプロ
ード方式の構成要素である支持体６および静電吸引方式
の浮上量制御装置の構成要素である電圧制御装置１２を
有する。

【００１８】ディスク１は、マイクロコントローラ１０
の制御により駆動するスピンドルモータ７により高速回
転しており、本実施形態では便宜的に１枚とする。ヘッ
ド２は、実際上ではスライダに実装された薄膜ヘッドか
らなり、ＭＲヘッドと誘導型薄膜ヘッドとからなる記録
再生分離型ヘッドまたは記録／再生兼用の誘導型薄膜ヘ
ッドのみからなる。

【００１９】ヘッド駆動機構は、ヘッド２を支持してい
るサスペンション３と、サスペンション３を保持してい
るヘッドアクチュエータ４と、ヘッドアクチュエータ４
の駆動源であるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）５とを有
する。

【００２０】ヘッドアクチュエータ４は、ＶＣＭ５の駆
動力によりディスク１の半径方向に回転駆動して、ヘッ
ド２をディスク１上に移動させる。ＶＣＭ５は、マイク
ロコントローラ１０の制御により、ＶＣＭドライバ８か
ら駆動電流を供給されて駆動する。

【００２１】ランプロード方式では、図１に示すよう
に、ディスクの静止時（ヘッド２の停止時）には、ヘッ
ドアクチュエータ４はディスク１の外側に位置してお
り、ヘッド２を退避させている。この状態で、サスペン
ション３が支持体６上で支持されている。ディスクの起
動時には、サスペンション３はヘッドアクチュエータ４
の駆動により、支持体６から滑り落ちるようにして、デ
ィスク１上に移動する。

【００２２】リード／ライト回路９は、ヘッド２から読
出されたリード信号を各種信号処理してデータを再生す
る機能と、ＨＤＣ１１から転送されたライトデータに応
じたライト電流をヘッド２に供給するデータ記録機能と
を有する。

【００２３】リード／ライト回路９は、ホストデータ
（通常のユーザデータ）を再生すると共に、サーボデー
タを再生するサーボ処理回路を有する。サーボデータ
は、ヘッド２の位置決め制御に使用されるデータであ
り、大別してアドレスコードとバーストデータからな
る。リード／ライト回路９は、再生したホストデータを
ＨＤＣ１１に出力し、再生したサーボデータをマイクロ
コントローラ１０に出力する。

【００２４】マイクロコントローラ１０は、主構成要素
であるマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１０ａと、Ａ／Ｄ
コンバータ１０ｂと、Ｄ／Ａコンバータ１０ｃとを有す
る。ＣＰＵ１０ａはヘッド位置決め制御処理を実行する
と共に、本実施形態に関係する浮上量制御装置の構成要
素である。即ち、ＣＰＵ１０ａは、後述するＨＤＤの起
動時に電圧制御装置１２を制御して、ヘッド２の浮上量
の制御処理を実行する。

【００２５】Ａ／Ｄコンバータ１０ｂは、リード／ライ
ト回路９のサーボ処理回路から出力されたサーボデータ
の中で、アナログ信号のバーストデータ（位置情報）を
ディジタルデータに変換してＣＰＵ１０ａに出力する。
実際には、バーストデータは、サンプルホールド回路に
よりピーク値がホールドされて、このピーク値（ＤＣレ
ベル）をディジタルデータに変換される。

【００２６】Ｄ／Ａコンバータ１０ｃは、ＣＰＵ１０ａ
がサーボデータに基づいて算出した制御量をアナログ信
号に変換して、ＶＣＭドライバ８に出力する。 （浮上量制御装置の構成と原理）本実施形態の浮上量制
御装置は、図２に示すように、電圧制御装置１２により
ヘッドアクチュエータ４に保持されているサスペンショ
ン３に電圧（＋Ｖ）を印加するように構成されている。
電圧制御装置１２は、マイクロコントローラ１０のＣＰ
Ｕ１０ａにより制御される電圧レベルの電圧を印加す
る。ここで、ディスク１は、スピンドルモータ７を介し
て接地されており、基準レベル（−）に設定されてい
る。

【００２７】浮上量制御装置の原理は、図３に示すよう
に、サスペンション３に印加された電圧（＋Ｖ）によ
り、ヘッド（前述のように実際はスライダ）２と基準レ
ベル（−）のディスク１との間に電位差が発生する。

【００２８】即ち、ディスク１には負電荷が帯電され
て、ヘッド２には正電荷が帯電されるため、ディスク１
とヘッド２間のクーロン力の作用による静電吸引力が発
生する。

【００２９】この静電吸引力により、固定されたディス
ク１に対して、ヘッド２がディスク１側に吸引されて接
近し、浮上量（フライングハイトＦＨ）が低下するよう
に調整される。 （本実施形態の動作）以下、本実施形態に関係する浮上
量制御を主とする動作を、図４のフローチャートを参照
して説明する。

【００３０】まず、ＨＤＤの電源が投入されて、スピン
ドルモータ７の駆動により、ディスク１が回転起動する
（ステップＳ１）。このとき、図１に示すように、ヘッ
ドアクチュエータ４はディスク１の外側に位置してお
り、ヘッド２はサスペンション３を介して支持体６にラ
ンプロード（退避）されている。

【００３１】スピンドルモータ７の加速により、ディス
ク１が定常回転の状態になると、ＣＰＵ１０ａはＶＣＭ
ドライバ８を介して、ＶＣＭ５を駆動制御してヘッドア
クチュエータ４をディスク１側に回転移動させる（ステ
ップＳ２のＹＥＳ，Ｓ３）。

【００３２】即ち、ヘッドアクチュエータ４の駆動によ
り、サスペンション３が支持体６から滑り落ちるように
移動して、ヘッド２はディスク１上を半径方向に移動す
る。このとき、ディスク１は高速回転運動しているた
め、ヘッド２はその空気動圧力（エアベアリング作用）
により浮上している状態である。また、サスペンション
３の押圧力により、ヘッド２はディスク１側に押し付け
られている。したがって、ディスク１の空気動圧力とサ
スペンション３の押圧力とのバランスの取れた位置で、
ヘッド２は浮上している。

【００３３】次に、ＣＰＵ１０ａは、ヘッド２によりデ
ィスク１からサーボデータの読出し動作を指示する。即
ち、ヘッド２は、ディスク１上の移動した位置（任意の
トラック位置）からサーボデータを読出して、リード信
号をリード／ライト回路９に出力する（ステップＳ
４）。

【００３４】リード／ライト回路９は、サーボ処理回路
によりヘッド２のリード信号からサーボデータ（アドレ
スコードとバーストデータ）をマイクロコントローラ１
０に出力する。ＣＰＵ１０ａは、入力されたサーボデー
タが正常であるか否かをチェックし、正常であれば浮上
量制御処理に移行する（ステップＳ５のＹＥＳ，Ｓ
６）。

【００３５】浮上量制御処理では、前述したように、Ｃ
ＰＵ１０ａの制御により電圧制御装置１２からサスペン
ション３を介して、電圧（＋Ｖ）が印加される。これに
より，ヘッド２とディスク１間に、クーロン力の作用に
よる静電吸引力が発生する。

【００３６】したがって、図３に示すように、ＣＰＵ１
０ａは電圧制御装置１２を制御して、ディスク１に対す
るヘッド２の浮上量ＦＨを下げて、ヘッド２とディスク
１間の間隔を小さくするように調整する。

【００３７】一方、ヘッド２からのサーボデータが正常
にリードされない場合には、ＣＰＵ１０ａは、ヘッド２
がディスク１のデータエリア上に移動していないと判定
する（ステップＳ５のＮＯ）。

【００３８】この場合には、ＶＣＭ５の駆動力が不十分
で、サスペンション３が支持体６から離れていない状態
が推定される。また、ＶＣＭ５の駆動力が大きすぎて、
ヘッド２が最内周側のデータエリア以外のエリアまで移
動した可能性がある。

【００３９】いずれの場合でも、ＣＰＵ１０ａは、再度
ＶＣＭ５を駆動制御して、ヘッド２を内周側または外周
側へ移動させる。そして、前述のように、サーボデータ
の読出し動作のチェック処理に移行する。

【００４０】以上のようにして本実施形態によれば、デ
ィスク１の静止時には、ランプロード方式により、ヘッ
ド２はディスク１の外側に退避されて、ディスク１とは
非接触状態で支持されている。ＨＤＤが起動されて、デ
ィスク１が定常回転に達したときに、ヘッド１はディス
ク１上に移動されて、浮上状態でデータエリア上に位置
する。

【００４１】このとき、ヘッド１の浮上量は、ディスク
１の高速回転による空気動圧力とサスペンション３の押
圧力とのバランスの取れた高さであり、予め設定されて
いる。即ち、高速回転しているディスク１に対して、ヘ
ッド２が接触したり、衝突するような事態を未然に避け
る程度の浮上量を確保している。

【００４２】次に、本実施形態では、静電吸引方式の浮
上量制御装置により、ヘッド２の浮上量を下げて、ディ
スク１との間隔を小さくするように調整する。このと
き、本実施形態では、ヘッド２によりサーボデータが正
常に読出されるか否かをチェックする。正常に読出され
た場合に、ヘッド２の浮上量を下げるように調整する。

【００４３】一方、正常に読出されない場合には、ヘッ
ド２がまだディスク１のデータエリア上に移動していな
いと判定し、通常では再度の移動制御を実行する。さら
に、サーボデータの読出し動作をチェックし、正常に読
出された場合に、ヘッド２の浮上量を下げるように調整
する。

【００４４】ここで、所定の回数の移動制御を実行して
も、サーボデータが正常に読出されない場合には、ヘッ
ド２やヘッドアクチュエータ４、またはディスク１に故
障が発生していると判定し、例えばＨＤＤの動作を停止
させる。

【００４５】本実施形態によれば、ランプロード方式の
採用により、ヘッド２とディスク１とが接触する状態を
回避できるため、ディスク１の表面にテクスチャを付け
ることなく、鏡面状にすることができる。したがって、
ヘッド２の浮上量を極限まで下げることが可能となる。

【００４６】一方、浮上量制御装置により、ヘッド２が
正常にディスク１のデータエリア上に移動したことを確
認した後に、ヘッド２の浮上量を下げる調整処理が実行
される。したがって、ヘッド２をディスク１上に移動さ
せたときに、高速回転しているディスクとの接触や衝突
が発生する事態を未然に防止することができる。

【００４７】換言すれば、ヘッド２をディスク１のデー
タエリア上に、所定の間隔を確保しながら移動した後
に、極低浮上化モードに移行する。したがって、高速回
転しているディスクとの接触や衝突の頻度を、大幅に減
少させることが可能となる。

【００４８】また、ヘッド２の浮上量を下げる前に、サ
ーボデータの読出し動作のチェック処理により、ＨＤＤ
の起動時の故障検査を実行することになる。このため、
ヘッド２やヘッドアクチュエータ４等の故障により、デ
ータ記録再生動作に不都合が発生するような事態も未然
に防止することが可能となる。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ラ
ンプロード方式を採用することにより、ディスクの表面
にテクスチャを付けることなく、鏡面状にすることがで
きる。また、ヘッドが正常にディスクのデータエリア上
に移動したことを確認した後に、ヘッドの浮上量を極限
まで下げることができる。これにより、ディスクの起動
時にヘッドの浮上量を下げた場合でも、ヘッドとディス
クとの接触や衝突の頻度を大幅に抑制することができ
る。したがって、結果的にヘッドの極低浮上化を実現す
ることができるため、ディスクの高記録密度化を図るこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において本実施形態に関係するＨＤＤの
構成を示すブロック図。

【図２】本実施形態の浮上量制御装置の構成を示すブロ
ック図。

【図３】本実施形態の浮上量制御の原理を説明するため
の概念図。

【図４】本実施形態の動作を説明するためのフローチャ
ート。

【符号の説明】

１…ディスク ２…ヘッド（スライダ） ３…サスペンション ４…ヘッドアクチュエータ ５…ＶＣＭ（ボイスコイルモータ） ６…支持体（ランプロード方式） ７…スピンドルモータ ８…ＶＣＭドライバ ９…リード／ライト回路 １０…マイクロコントローラ １０ａ…ＣＰＵ １０ｂ…Ａ／Ｄコンバータ １０ｃ…Ｄ／Ａコンバータ １１…ディスクコントローラ（ＨＤＣ） １２…電圧制御装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクの静止時に、ディスクと非接触
   状態でヘッドを支持するランプロード方式を使用したデ
   ィスク記録再生装置のキャリッジ制御装置であって、 前記ヘッドを支持して、モータ手段の駆動力により前記
   ヘッドを前記ディスク上の半径方向に移動させるアクチ
   ュエータ機構と、 前記ディスクの定常回転時に、前記アクチュエータ機構
   を駆動制御して前記ヘッドを前記ディスク上に移動させ
   る駆動制御手段と、 前記駆動制御手段により前記ヘッドが前記ディスク上に
   移動したことを検出して前記ヘッドと前記ディスク間に
   クーロン力を作用させて、前記ヘッドの浮上量を制御す
   る浮上量制御手段とを具備したことを特徴とするディス
   ク記録再生装置のキャリッジ制御装置。
2. 【請求項２】 ディスクの静止時に、ディスクと非接触
   状態でヘッドを支持するランプロード方式を使用し、デ
   ィスクのデータエリア中に記録されたサーボデータを読
   出して前記ヘッドの位置決め制御を行なうディスク記録
   再生装置のキャリッジ制御装置であって、 前記ヘッドを支持して、モータ手段の駆動力により前記
   ヘッドを前記ディスク上の半径方向に移動させるアクチ
   ュエータ機構と、 前記ディスクの定常回転時に、前記アクチュエータ機構
   を駆動制御して前記ヘッドを前記ディスク上に移動させ
   る駆動制御手段と、 前記ヘッドにより前記ディスクから読出した前記サーボ
   データを再生する再生手段と、 前記ヘッドと前記ディスク間に電位差を与えた、前記ヘ
   ッドと前記ディスク間にクーロン力を作用させて、前記
   ディスクに対する前記ヘッドの浮上量を調整するための
   電圧制御手段と、 前記駆動制御手段により前記ヘッドが前記ディスク上に
   移動し、前記再生手段により前記サーボデータが正常に
   再生されたときに、前記電圧制御手段により前記ヘッド
   と前記ディスク間にクーロン力を作用させて、前記ヘッ
   ドを前記ディスク側に近接させるようにヘッドの浮上量
   を制御する浮上量制御手段とを具備したことを特徴とす
   るディスク記録再生装置のキャリッジ制御装置。
3. 【請求項３】 ディスクの静止時に、ディスクと非接触
   状態でヘッドを支持するランプロード方式を使用し、デ
   ータの記録再生時に前記ヘッドを前記ディスク上に浮上
   させた状態で移動させるディスク記録再生装置のキャリ
   ッジ制御装置において、 前記ディスクの定常回転時に、前記ヘッドを支持してい
   るアクチュエータ機構を駆動して前記ヘッドを前記ディ
   スク上に移動させるステップと、 前記ヘッドが前記ディスク上に移動したことを検出した
   後に、前記ヘッドと前記ディスク間にクーロン力を作用
   させて、前記ヘッドの浮上量を制御するステップとから
   なることを特徴とするヘッド浮上制御方法。
4. 【請求項４】 ディスクの静止時に、ディスクと非接触
   状態でヘッドを支持するランプロード方式を使用し、デ
   ィスクのデータエリア中に記録されたサーボデータを読
   出して前記ヘッドの位置決め制御を行なうディスク記録
   再生装置のキャリッジ制御装置において、 前記ディスクの定常回転時に、前記アクチュエータ機構
   を駆動制御して前記ヘッドを前記ディスクのデータエリ
   ア上に移動させるステップと、 前記ヘッドにより前記ディスクから前記サーボデータを
   読出すステップと、 前記サーボデータが正常に読出されたときに、前記ヘッ
   ドと前記ディスク間にクーロン力を作用させて、前記ヘ
   ッドを前記ディスク側に近接させるようにヘッドの浮上
   量を制御するステップとからなることを特徴とするヘッ
   ド浮上制御方法。