專利名稱：用于將磁頭從磁盤驅動器的傾斜件裝載到磁盤介質上的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適用于將磁頭從磁盤驅動器中的一個傾斜件(ramp)裝載到一個磁盤介質上方的方法和設備，。
背景技術：
使用磁頭來讀/寫數據的硬盤驅動器(HDD)被認為是使用磁頭至少來讀取數據的磁盤驅動器。該磁頭由一個致動器所支撐，用于將磁頭沿著磁盤(磁盤介質)的徑向方向移動。更特別地，該磁頭由一個從致動器(actuator)的一個臂伸出的懸掛裝置(suspension)來支撐。
現(xiàn)在大部分的硬盤驅動器采用一個傾斜件裝載系統(tǒng)。當驅動器改變到不工作(空閑)狀態(tài)時，這類硬盤驅動器執(zhí)行下述控制。換句話說，該控制為磁頭縮回(卸載)到磁盤的外圓周之外所提供的一個傾斜件(傾斜件裝置)上，并且停止在傾斜件上形成的一個凹進處。該凹進處被稱為停放區(qū)(parking area)。實際上當磁頭被卸載時，不是磁頭而是在懸掛裝置的末端形成的一個用于支撐磁頭的接頭片(tab)停止在傾斜件的停放區(qū)上。這里為簡便起見就假設磁頭被停止(停放)在傾斜件的停放區(qū)上。
采用傾斜件裝載系統(tǒng)的硬盤驅動器包括一個鎖(latch)(磁鎖)，使用例如一個磁體來調節(jié)致動器的操作。在磁頭被卸載時，這個鎖防止磁頭跳離傾斜件的停放區(qū)。在硬盤驅動器中，當驅動器的不工作狀態(tài)被解除時，磁頭從停放區(qū)被移動(裝載)到磁盤介質的上方。驅動器的不工作狀態(tài)并不僅意味著磁盤介質停止轉動的狀態(tài)，還意味著盡管磁盤介質在轉動，但主機在一個固定的時間周期內或更長的時間內沒有發(fā)出存取請求的狀態(tài)。當主機在一個固定的時間周期內或更長的時間內沒有發(fā)出存取請求時，為了減少用電需求，通常停止對硬盤驅動器中的一些電路的供電。
在傾斜件裝載系統(tǒng)中，如上所述，當磁盤驅動器處于不工作狀態(tài)時，磁頭被停止(停放)在與磁盤介質分離的位置。因此，即使當驅動器在不工作狀態(tài)下受到外部震動時，也不用擔心磁頭會與磁盤介質發(fā)生碰撞。這樣就有可能避免磁頭或磁盤介質的損傷。不用擔心磁頭會吸到停止轉動的磁盤介質上。因此，傾斜件裝載系統(tǒng)能有效地使磁盤表面處于良好的狀態(tài)，并減少磁頭的提升量，以提高記錄密度。
但是在傾斜件裝載系統(tǒng)中，當磁頭被裝載/卸載時，它與磁盤介質在一個給定的時間周期內是分離的，因而磁頭不能從磁盤介質上讀取伺服信息。在這種情況下，不能基于包含在伺服信息中的位置信息來檢測磁頭的位置，也不能檢測磁頭的速度。因此，當磁頭被裝載/卸載時不能對磁頭進行控制(速度控制)。
目前使用的硬盤驅動器，如日本專利KOKAI公布號2001-155455中所公開的，通過由音圈電機(VCM)的反電動勢電壓(反EMF電壓)檢測磁頭速度來進行裝載/卸載磁頭的速度控制(速度反饋控制)。音圈電機是致動器的驅動源，所述致動器支撐磁頭使得磁頭可以在磁盤介質的徑向方向上移動。
為了將磁頭從傾斜件上的停放區(qū)裝載到磁盤介質的上方，通常進行開環(huán)控制，用于在一個固定的時間周期內向致動器的音圈電機供給固定量的電流(VCM電流)。對音圈電機供給電流，通過與鎖(磁鎖)的鎖住力相反方向的力驅動致動器，使得磁頭從停放區(qū)逸出(escape)。在一個固定時間周期內供給音圈電機的VCM電流量預設為這樣一個值，使得音圈電機的速度或磁頭的速度能達到目標速度的固定百分比(例如50％)。這樣來確定固定的時間周期，使得在經過一段固定時間之后磁頭速度達到目標速度的固定百分比時，磁頭能從傾斜件上的停放區(qū)移動到其上的另一個區(qū)域。在經過一段固定時間之后，開環(huán)控制轉換為利用音圈電機的反EMF電壓的速度反饋控制。
當速度反饋控制開始時，由于開環(huán)控制在速度反饋控制之前執(zhí)行，磁頭速度不是恒定的。因而在現(xiàn)有技術中，速度反饋控制的初始值(初始控制變量)設為0。如果當速度反饋控制的初始控制變量設為0時開始速度反饋控制，由于開環(huán)控制的原因從停放區(qū)逸出的磁頭失去速度。在這種情況下，磁頭臨時停在傾斜件的傾斜表面上。因此，通過速度反饋控制進行的磁頭裝載從磁頭停住的位置重新啟動。
當磁頭如上面所述被裝載時，如果磁頭停止在傾斜件傾斜的表面上，在傾斜件和磁頭之間的靜摩擦的影響變得比從停放區(qū)裝載磁頭時更大。因此在現(xiàn)有的硬盤驅動器中，很難使磁頭從傾斜件逸出。另外，開環(huán)控制允許磁頭從傾斜件的停放區(qū)逸出。因此，當開環(huán)控制轉換為速度反饋控制時磁頭速度會出現(xiàn)變化，或者當速度反饋控制開始時初始磁頭速度會出現(xiàn)變化。這些變化導致磁頭速度在速度反饋控制過程中改變。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是考慮到上面的情況而開發(fā)，本發(fā)明的目的是提供一種磁盤驅動器，當磁頭從傾斜件上被裝載到磁盤介質的上方時，這種磁盤驅動器能夠避免磁頭中途停止在傾斜件上，并能不依賴于開環(huán)控制執(zhí)行穩(wěn)定的速度反饋控制。
根據本發(fā)明的一個方面，供了一種將磁盤驅動器的磁頭從磁盤驅動器的傾斜件裝載到磁盤介質上方的方法，磁頭用于從磁盤介質上讀取信息。方法包括通過速度反饋控制，及通過在速度反饋控制時將一個與用于速度反饋控制的初始控制變量對應的電流供給音圈電機，進行將磁頭從傾斜件裝載到磁盤介質上方的磁頭裝載控制。該初始控制變量與供給到音圈電機的電流量相對應，這一電流供給用于在從開始速度反饋控制到速度反饋控制的第一個采樣時間的一段預定時間周期內將磁頭從傾斜件上的停放區(qū)移開。進行磁頭裝載控制包括生成一個控制變量，用于在速度反饋控制的每個采樣時間根據磁頭速度與目標速度的差值進行速度反饋控制，還包括將對應于生成的控制變量的電流供給音圈電機。
本發(fā)明附加的目的和優(yōu)點將在下面的說明中提出，并且可以在說明中部分地看到，或通過本發(fā)明的實施來得到。本發(fā)明的目的和優(yōu)點可以通過下面特別指出的手段和組合來實現(xiàn)并獲得。


組合并構成本說明書一部分的附圖以圖解方式闡明了本發(fā)明的實施例，并與前面的概括性說明和后面的具體實施例說明一起解釋本發(fā)明的原理。
圖1是表示根據本發(fā)明的一種實施例的硬盤驅動器的結構框圖，圖2是解釋圖1中所示硬盤驅動器的傾斜件和致動器之間的結構關系的圖示，圖3是表示用于速度反饋控制的初始控制變量被存儲在圖1中所示的硬盤驅動器的一個FROM中的圖示，圖4是表示圖1中所示的硬盤驅動器的磁頭裝載控制的步驟的流程圖，圖5A是表示在圖1中所示的硬盤驅動器的磁頭裝載控制時，磁頭速度隨時間變化的例子的圖示，圖5B是表示在圖1中所示的硬盤驅動器的磁頭裝載控制時，VCM電流隨時間變化的例子的圖示，圖6A是表示在現(xiàn)有硬盤驅動器的磁頭裝載控制時，VCM電流隨時間變化的例子的圖示，圖6B是表示在現(xiàn)有硬盤驅動器的磁頭裝載控制時，VCM電流隨時間變化的例子的圖示，圖7是表示確定用在圖1中所示硬盤驅動器中的初始控制變量的步驟的流程圖，圖8是表示存儲在圖1中所示的硬盤驅動器的變型的FROM中的初始控制變量表的數據結構例子的圖示，圖9是表示圖1中所示硬盤驅動器的變型的磁頭裝載控制的一些步驟的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參考附圖來說明根據本發(fā)明的一種實施例的硬盤驅動器(HDD)。圖1是表示該硬盤驅動器的結構的框圖。如圖1所示，磁盤(磁性盤介質)11具有上、下兩個磁盤表面。磁盤11的一個或兩個磁盤表面用作記錄表面，數據以磁性方法記錄在其上。為磁盤11的每個記錄表面提供了一個磁頭(磁性頭)12。磁頭12用于往磁盤11上寫數據(數據記錄)和從磁盤11上讀數據(數據再現(xiàn))。在圖1中所示的結構假設硬盤驅動器包括一個單一的磁盤11，然而，驅動器可以具有多個磁盤11，它們彼此堆疊在一起。
多個伺服區(qū)110徑向排列在磁盤11中，并且以規(guī)則的間距離散排列在磁盤11的圓周方向上。伺服數據被記錄在每個伺服區(qū)110上。伺服數據包括對于將磁頭12移動到目標磁道的尋道控制和把磁頭12定位于目標磁道的目標范圍內的磁頭定位控制所必需的位置信息。在相鄰的伺服區(qū)110之間形成用戶數據區(qū)，用戶數據區(qū)包括多個數據扇區(qū)(未表示出)。在磁盤11的每個記錄表面上形成許多同心磁道111。
磁盤11通過主軸電機(在后面用SPM來表示)13高速轉動。磁頭12聯(lián)接到一個用作磁頭移動裝置的致動器(托架)14上。更特別地，磁頭12聯(lián)接到一個從致動器14的一個臂140伸出的懸掛裝置141上。磁頭12隨著致動器14的轉動在磁盤11的徑向方向上移動。這樣，磁頭12被定位在目標磁道上。致動器14包括一個用作致動器14的驅動源的音圈電機(在后面用VCM來表示)15。致動器14由VCM15驅動。
在磁盤11的外圓周外提供了一個傾斜件16，當HDD改變到不工作狀態(tài)時用于收回磁頭12。實際上，不是磁頭12而是形成于致動器14的末端的一個用于支撐磁頭的接頭片144(參見圖2)被定位在傾斜件16上。為簡便起見，這里描述為磁頭12被收回(卸載、停放)到傾斜件16上。HDD的不工作狀態(tài)并不僅意味著磁盤11停止轉動的狀態(tài)，還意味著盡管磁盤11在轉動，但主機在一個固定的時間周期內或更長的時間內沒有發(fā)出存取請求的狀態(tài)，如同在上面對相關技術的說明中所述的。
圖2是解釋圖1中所示的傾斜件16和致動器14之間結構關系的圖示。如圖2所示，傾斜件16設置在接近如圖中所示的磁盤11外圓周的給定位置。該給定位置位于接頭片144的路線上。接頭片144形成于從致動器14的一個臂140伸出的懸掛裝置141的末端。傾斜件16具有一個停放區(qū)161，接頭片144停在其中。停放區(qū)161具有一個凹進處，通過它將磁頭12保持在傾斜件16上。傾斜件16在靠近磁盤11的一端還具有一個第一傾斜表面162。當磁頭12被卸載時，第一傾斜表面162允許磁頭12從磁盤11上方平滑地移動到傾斜件16。傾斜件16還具有一個第二傾斜表面，它形成在與停放區(qū)161相鄰的位置。當磁頭12被裝載時，第二傾斜表面163允許磁頭12從停放區(qū)161平滑地向著磁盤11移動。
再參考圖1，一個樞軸142被裝入一個內部的孔中，該孔大致位于致動器14的中間，樞軸142較低的一端固定在HDD機架的基座上。樞軸142可轉動地支撐著致動器14。致動器14包括一個V形的支撐架143。該支撐架143在與懸掛裝置141相反的方向上延伸。一個感應圈(VCM感應圈)151被固定在支撐架143上，它構成VCM15的一部分。
圖1中所示的HDD包括一個磁鎖17a，作為調節(jié)致動器14操作的第一鎖住裝置。當磁頭12被收回到停放區(qū)161上時，磁鎖17a防止磁頭12在停放區(qū)161上方跳離傾斜件16。因此磁鎖17a這樣定位，以當磁頭12在停放區(qū)161上方跳離傾斜件16的時候，通過磁力來鎖住V形支撐架143靠近磁盤11的一端。HDD還包括一個磁鎖17b，作為調節(jié)致動器14操作的第二鎖住裝置。磁鎖17b防止磁頭12跳離磁盤1的內圓周而與SPM13發(fā)生碰撞。因此當磁頭12在磁盤11的內圓周上方跳向SPM13的時候，磁鎖17b這樣定位，通過磁力來鎖住V形支撐架143遠離磁盤11的另一端。鎖17a和17b不一定都是磁鎖或利用磁力的鎖裝置。例如，它們可以是機械的鎖裝置。此外，支撐架143也不一定都是V字形。
SPM13和VCM15由從驅動器IC18供給的驅動電流(SPM電流和VCM電流)來驅動，驅動器IC18包括一個SPM驅動器181，一個VCM驅動器182，以及一個反EMF電壓檢測器183。SPM驅動器181向SPM13供給由CPU25指定的一定量的SPM電流。VCM驅動器182向VCM15供給由CPU25指定的一定量的VCM電流。反EMF電壓檢測器183檢測VCM15的一個反EMF電壓。
磁頭12連接到一個磁頭IC(磁頭放大器電路)20。磁頭IC20包括一個讀取放大器，用于放大由磁頭12讀取的讀取信號，還包括一個寫入放大器，用于將寫入數據轉化為寫入電流。磁頭IC20連接到一個R/W通道(讀/寫IC)21。R/W通道21處理不同類型的信號。該信號處理包括將磁頭IC20放大的讀信號由模擬信號轉化為數字信號的處理。該信號處理還包括寫入數據的編碼處理和讀取數據的解碼處理。另外，該信號處理包括響應由門陣列22產生的定時信號(門信號)從二進制讀取信號中提取伺服數據的處理。
R/W通道21連接到門陣列22和HDC(磁盤控制器)23上。門陣列22從R/W通道21檢測出的伺服數據中提取位置信息，并且保持它使得CPU25能夠讀取該信息。門陣列22生成不同的定時信號，這些定時信號對于從HDD讀取數據或將數據寫入到HDD，以及對于通過R/W通道21檢測伺服數據是必需的。門陣列22包括一個用于控制的寄存器組(未顯示出來)。該寄存器組被分配給CPU25的一些存儲器區(qū)。CPU25從這些分配有寄存器組的存儲器區(qū)讀取數據或將數據寫入到這些存儲器區(qū)，由此來控制門陣列22和HDC23。
HDC23連接到使用圖1中所示HDD的主機(主機系統(tǒng))和CPU25上。該主機是個人電腦這樣的數字設備。HDC23具有從主機接收指令(寫指令、讀指令等)、并控制主機和HDC23之間的數據傳輸的接口控制功能。HDC23還具有控制磁盤11和HDC23之間通過R/W通道21的數據傳輸的磁盤控制功能。
CPU25包含一個FROM(只讀閃存)251，一個RAM(隨機存儲器)252，和一個ADC(AD轉換器)253。FROM251是可重寫、非易失的存儲器，它預先存儲CPU25將要執(zhí)行的控制程序。RAM252提供CPU25及同類裝置的工作區(qū)。用于感受HDD的溫度的溫度傳感器26的輸出連接到ADC253的輸入。ADC253將溫度傳感器26的檢測輸出轉換為數字信號。
CPU25是HDD的主控制器。CPU25根據存儲在FROM251中的控制程序控制HDD的其他部件。例如，為了基于由門陣列22提取的位置信息將磁頭12定位在目標磁道之內，CPU25執(zhí)行定位控制。當HDD由不工作(空閑)狀態(tài)轉換為正常工作狀態(tài)時，為了將磁頭12從傾斜件16裝載到磁盤11上方，CPU25還執(zhí)行磁頭裝載控制。當HDD由工作狀態(tài)轉換為不工作狀態(tài)時，CPU25還執(zhí)行將磁頭12從磁盤11上方卸載到傾斜件16上的控制。在本實施例中，速度反饋控制用于磁頭裝載控制?；诖蓬^12的速度(磁頭速度)執(zhí)行速度反饋控制。磁頭速度由驅動器IC18中的反EMF電壓檢測器檢測到的反EMF電壓計算出來。在速度反饋控制中使用的控制量的初始值(初始控制變量)Rinteg(0)被預先存儲在FROM251的一個區(qū)域251a內，如圖3中所示。
現(xiàn)在以把磁頭12從傾斜件16的停放區(qū)161裝載到磁盤11上方的磁頭裝載控制為例來說明圖1中所示HDD的一種操作。首先，概述一下磁頭裝載控制總的情況。當磁頭12從停放區(qū)161被移動(裝載)到磁盤11上方時，CPU25計算對于移動必需的控制變量。CPU25將計算得到的控制變量設置到驅動器IC18中的VCM驅動器182上。這樣，VCM驅動器182將取決于所設控制變量的VCM電流供給VCM15，來使VCM工作。從而，致動器14被驅動，并且由致動器14支撐的磁頭12沿著磁盤11的徑向方向移動。
如果從VCM驅動器182供給VCM15的VCM電流使得VCM15工作，它產生一個反EMF電壓。驅動器IC18中的反EMF電壓檢測器183檢測由VCM15產生的反EMF電壓。然后，檢測器183將檢測到的反EMF電壓轉換為數字信號，并將其傳送到CPU25。VCM15的反EMF電壓與磁頭12的速度(磁頭速度)相關，如日本專利申請KOKAI申請?zhí)?001-155455所述。CPU25根據由反EMF電壓檢測器183檢測到的VCM15的反EMF電壓來檢測(計算)包括VCM15在內的致動器14的速度。致動器14的速度與致動器14所支撐的磁頭12的速度(磁頭速度)相關。然后，CPU25根據檢測到的磁頭速度計算VCM15的控制變量，使得磁頭12的速度達到目標速度。如上面所說明的，圖1中所示的HDD包括一個速度反饋控制系統(tǒng)，以使磁頭12的速度達到目標速度。
現(xiàn)在參考圖4中所示的流程圖來詳細說明使用上述速度反饋控制系統(tǒng)的磁頭裝載控制。首先，在磁頭裝載控制開始時，CPU25將一個表明采樣時間的變量k設置為初始值0(步驟S1)。然后，CPU25將表明供給VCM15的VCM電流的多個控制Rcont(k)的初始值Rcont(0)設置給VCM驅動器182(步驟S2)。用在速度反饋控制中的多個控制Rinteg(k)的初始值(初始控制變量)Rinteg(0)被用于初始控制變量Rcont(0)。初始控制變量Rinteg(0)被預先存儲在FROM251的區(qū)域251a中。
如果CPU25設定初始控制變量Rcont(0)，那么VCM驅動器182將取決于初始控制變量Rcont(0)的VCM電流供給VCM15，以使VCM15工作。用作初始控制變量Rcont(0)的初始控制變量Rinteg(0)被預設為這樣一個值，以滿足下面的條件。該條件為初始控制變量Rinteg(0)對應于一個足以使磁頭12在經過一次采樣時間周期T后，在下一個采樣時間(k＝1)之前從傾斜件16的停放區(qū)161逸出(移開)的VCM電流值。自然地，初始控制變量Rinteg(0)對應于一個足以對抗鎖17a的鎖住力、磁頭12和傾斜件16的停放區(qū)161之間的靜摩擦力，以及類似阻力，使VCM15驅動致動器14的VCM電流值。
CPU25利用一個計時器(未顯示出來)來計算一次采樣時間周期T，以逐一累加采樣時間k(步驟S3、S4和S5)。然后，CPU25在新的采樣時間k檢測磁頭12的速度(磁頭速度)Vh(k)(步驟S6)。磁頭速度Vh(k)由VCM15的反EMF電壓值(經過數字轉換的值)檢測(計算)出來，該反EMF電壓值由反EMF電壓檢測器183在采樣時間k時檢測出來。在這種情況下，采樣時間k表示時間(k＝1)。
CPU25通過下面的等式來計算速度差(差值速度)Vdiff(k)(步驟S7)Vdiff(k)＝Vh(k)-Vtarget…(1)其中Vtarget為目標速度。如等式(1)中所表明的，差值速度Vdiff(k)是在當前采樣時間k時磁頭速度Vh(k)與目標速度Vtarget的差。
CPU25通過下面的等式求得在當前采樣時間k的新的(整體的)控制變量(步驟S8)Rinteg(k)＝(Vdiff(k)/G)+Rinteg(k-1) …(2)其中G表示速度反饋控制系統(tǒng)的增益(反饋增益)，Vdiff(k)/G表示將步驟S7中計算得到的差分速度Vdiff(k)被反饋增益G除得到的值。換句話說，CPU25通過將在上一次采樣時間k-1使用的控制變量Rinteg(k-1)與Vdiff(k)/G相加來計算控制變量Rinteg(k)。
CPU25通過下面的等式來計算在當前采樣時間k的新的控制變量Rcont(k)(步驟S9)Rcont(k)＝Rinteg(k)+Vdiff(k) …(3)更特別地，CPU25通過將步驟S7中計算得到的差分速度Vdiff(k)與步驟S8中獲得的控制變量Rinteg(k)相加來計算控制變量Rcont(k)。在步驟S9中，CPU25將控制變量Rcont(k)設置給VCM驅動器182。
最后，CPU25判斷R/M通道21是否到檢測伺服數據(步驟S10)。通過檢查門陣列22是否保持伺服數據來做出這一判決。如果磁頭12不讀取伺服數據，那么門陣列22不保持伺服數據，這樣CPU25判斷沒有檢測到伺服數據。在這種情況下，CPU25判斷磁頭12還沒有到達磁盤11的上方，并返回步驟S3繼續(xù)對于磁頭裝載控制進行速度反饋控制。磁頭12很快讀取伺服數據，并且緊接著R/W通道21檢測伺服數據。在這種情況下，CPU25判斷磁頭12從傾斜件16的停放區(qū)161逸出并到達磁盤11的上方。換句話說，CPU25判斷磁頭12從傾斜件16被裝載到磁盤11的上方。這樣CPU25結束磁頭裝載控制。之后，完成第一次尋道控制，將磁頭12移動到磁盤11上的給定磁道(柱面)。
參考圖5A、5B和6A、6B，對比于現(xiàn)有技術來說明本實施例的上述磁頭裝載控制的特性。圖5A和5B分別表示本實施例在磁頭裝載控制時，磁頭速度隨時間變化的例子，以及VCM電流隨時間變化的例子。圖6A和6B分別表示現(xiàn)有技術中在磁頭裝載控制時，磁頭速度隨時間變化的例子，以及VCM電流隨時間變化的例子。
在圖6A和6B中所示的現(xiàn)有技術中，從磁頭裝載控制的開始時間t11直到經過一段預定周期時間T1之后的時間t12進行開環(huán)控制。在這一開環(huán)控制中，預定的VCM電流與磁頭12的狀態(tài)無關地供給到VCM15。在時間t12之后，開環(huán)控制切換為根據磁頭速度Vh(k)而進行的速度反饋控制。磁頭速度Vh(k)基于VCM15的反EMF電壓被檢測。從上面的等式(2)和(3)很明顯地看到，用在速度反饋控制的開始時間(k＝1)時的控制變量Rcont(1)以下式來表達Rcont(1)＝Rinteg(1)+Vdiff(1)＝(Vdiff(1)/G)+Rinteg(0)+Vdiff(1) …(4)根據現(xiàn)有技術，既然致動器14在時間T1期間沒有經過反饋控制，則磁頭速度從速度反饋控制的開始時間t12到速度反饋控制的開始時間t12變化。因此在現(xiàn)有技術中，0用于在速度反饋控制的開始時間t12時的控制變量Rinteg(0)中，并且在這種情況下，在第一個采樣時間(k＝1)時的控制變量Rcont(1)以從上面的等式(4)中得出的下式來表示Rcont(1)＝(Vdiff(1)/G)+Vdiff(1) …(5)從等式(5)很明顯地看到，控制變量Rcont(1)很小。因此，如果將控制變量Rinteg(0)設為0，以將開環(huán)控制切換為速度反饋控制，那么VCM電流的初始電流值近似為0。因此在現(xiàn)有技術中，為獲得要達到目標速度必需的VCM電流需要大量的時間，如圖6A和6B中所示。
在圖6A和6B中所示的現(xiàn)有技術中，從開環(huán)控制終止時的時間t12到磁頭速度達到目標速度時的時間t14，速度反饋控制提高了磁頭速度。在速度反饋控制中，綜合控制從使用初始控制變量Rinteg(0)(＝0)時的時間t12開始。在t12和速度反饋控制開始之后不久的t13之間的一段時間周期內，由于在前面的開環(huán)控制而被提高的磁頭速度因缺少VCM電流而下降到近似為0。磁頭12隨之失去速度。此后，如果速度反饋控制獲得足夠的VCM電流，磁頭速度會重新提高。
相反，根據本實施例，如上所述從磁頭裝載控制的開始就使用速度反饋控制。另外，在速度反饋控制的第一個采樣時間(k＝1)時使用一個允許磁頭以非0的速度移動的初始控制變量Rinteg(0)。換句話說，一個使磁頭12從傾斜件16的停放區(qū)161逸出必需的值被用于初始控制變量Rinteg(0)。使用這樣一個初始控制變量可以避免速度反饋控制從初始電流值(≈0)時開始。
在從磁頭裝載控制的開始時使用速度反饋控制的本實施例中，如圖5A和5B中所示，從磁頭裝載控制開始時的時間t1到磁頭速度達到目標速度時的時間t2，速度反饋控制提高了磁頭速度。而且，在一個使磁頭12從傾斜件16的停放區(qū)161逸出必需的值被設為速度反饋控制的初始控制變量Rinteg(0)之后，速度反饋控制開始。因此在本實施例中，VCM電流可以作為數值而得出。此外，由于總是在磁頭裝載控制中執(zhí)行速度反饋控制，磁頭速度的變化變小。如圖5A中所示，磁頭12可以(在t1和t2之間)繼續(xù)加速，而不用將磁頭速度近似為0，也不用在磁頭裝載控制期間損失速度。
鎖(磁鎖)17a的鎖力可能隨HDD的不同而不同。因此，一個通過驅動由鎖17a鎖住的致動器14，使磁頭12從傾斜件16的停放區(qū)161逸出必需的VCM電流值(在后面表示為逸出電流值)也隨HDD的不同而不同。在本實施例中，對于每個HDD在常溫(25℃)下獲得逸出電流值，來確定速度反饋控制的初始控制變量(初始綜合值)。被確定的初始控制變量被存儲在FROM251的區(qū)域251a中。在生產HDD的過程中對每個HDD進行這一過程。
現(xiàn)在將參考圖7中所示流程圖來說明本實施例中確定初始控制變量的過程。首先，當磁頭12停放在傾斜件16的停放區(qū)161上時，CPU25將一個表明VCM電流的變量I設為初始值I0(步驟S11)。初始值I0是一個經設計的VCM電流值，足以在經過一次采樣時間周期T之前，通過將VCM電流從VCM驅動器182供給到VCM15，使磁頭12從停放區(qū)161逸出(移出)。
然后，CPU25將一個與當前電流值I(I＝I0)相對應的控制變量Rcont(0)設置給驅動器IC18中的VCM驅動器182(步驟S12)。這樣，VCM驅動器182為VCM15供給一個VCM電流，其電流值I取決于所設置的控制變量Rcont(0)，從而驅動VCM15。換句話說，CPU25將控制變量Rcont(0)(＝Rinteg(0))設置給VCM驅動器182，嘗試使磁頭12從傾斜件16的停放區(qū)161逸出。
此后，CPU25等待，直到經過速度反饋控制的一次采樣周期T(步驟S13和S14)，并且如步驟S6中一樣檢測磁頭速度Vh(步驟S15)。然后，CPU25確定檢測到的磁頭速度Vh是否比預設的參考速度Vth(Vth＞0)高(步驟S16)。如果Vh不比Vth高，則CPU25將當前的電流值提高一個預定的值(增量)ΔI(步驟S17)。CPU25根據提高了ΔI的值I再次執(zhí)行步驟S12。如果Vh高于Vth，則CPU25確定當前的電流值I是相應HDD的逸出電流值。CPU25將與當前電流值I相關的控制變量(綜合值)與初始控制變量(初始綜合值)Rinteg(0)一樣存儲在FROM251的區(qū)域251a中(步驟S18)。
如果HDD被長時間使用，停放區(qū)161的表面會變得粗糙，因此停放區(qū)161的靜摩擦可能會增加。如果HDD長時間未使用，或者致動器14被鎖17a長時間鎖住，用于將致動器14從其鎖住狀態(tài)釋放所需的力可能會增加。在這種情況下，上述逸出電流值也會增加。如果逸出電流值增加，盡管在速度反饋控制開始時使用與在生產HDD過程中獲得的逸出電流值相關的初始控制變量(初始綜合值)Rinteg(0)，也很難使磁頭12很快地從傾斜件16逸出?？紤]到逸出電流值隨時間的變化，對于HDD啟動時進行的HDD的每次初始化，可以根據圖7中所示的流程圖來執(zhí)行初始控制變量的確定過程。這樣，總是可以使用最新的初始控制變量Rinteg(0)，并且，盡管逸出電流值隨時間而變化，在磁頭裝載控制中磁頭12總是可以很快地從傾斜件16逸出。當為HDD的每次初始化進行初始控制變量的確定過程時，初始控制變量Rinteg(0)不需要總是被存儲在FROM251中，而是可以存儲在例如RAM252中。
上述實施例是基于這一前提逸出電流值幾乎不隨HDD溫度而改變。然而，鎖17a的鎖住力和VCM15的感應圈電阻與溫度有關，并且逸出電流值也與溫度有關。參見圖8和9，說明本實施例的一種改進，其中依照HDD的溫度來校正(確定)磁頭裝載控制在速度反饋控制開始時所使用的初始控制變量Rinteg(0)。圖8是表示存儲在FROM251中的一個初始控制變量表的數據結構例子的圖示，而圖9是表示該改進的磁頭裝載控制的一些步驟的流程圖。
首先，如圖8所示，初始控制變量表被預先存儲在FROM251的一個區(qū)域251b內。用于每個預定溫度TEMP1，TEMP2，TEMP3，...的初始控制變量Rinteg(0)被記錄在表中。當HDD的溫度環(huán)境改變時，通過根據圖7所示的流程圖執(zhí)行初始控制變量確定過程，很容易獲得用于每個溫度的初始控制變量Rinteg(0)。
根據本實施例的改進，在磁頭裝載控制開始時，CPU25通過A/D轉換器253讀取由溫度傳感器26檢測到的HDD的溫度TEMP(步驟S21)。然后，CPU25使用存儲在FROM251的區(qū)域251b中的初始控制變量表，對步驟S21中讀取的溫度TEMP計算初始控制變量Rinteg(0)(步驟S22)。例如，下述線性內插被用于步驟S22中所執(zhí)行的計算。假設當前溫度TEMP在記錄在初始控制變量表中的溫度TEMP1和溫度TEMP2之間。換句話說，假設TEMP1＜TEMP＜TEMP2＜TEMP3。在這種情況下，由于在TEMP1到TEMP2的溫度范圍內的初始控制變量具有線性溫度特性，CPU25計算在當前溫度TEMP下最優(yōu)的初始控制變量Rinteg(0)。換句話說，CPU25借助于使用溫度TEMP1和TEMP2下的兩個初始控制變量的線性內插，計算在當前溫度TEMP下最優(yōu)的初始控制變量Rinteg(0)。當CPU 25在步驟S22中計算在當前溫度TEMP下最優(yōu)的初始控制變量Rinteg(0)時，它執(zhí)行在圖4的步驟S1中開始的磁頭裝載控制過程。
通過例如考慮逸出電流值隨時間的變化來初始化HDD，初始控制變量表可以被更新。如下面所說明的，上述線性內插可以用于更新初始控制變量表。通過根據圖7所示流程圖在初始化HDD中執(zhí)行初始控制變量確定過程，CPU25計算HDD的溫度(當前溫度)TEMP下的初始控制變量。然后，CPU25計算當前溫度TEMP下的初始控制變量與通過上述線性內插獲得的初始控制變量之間的差值。這樣通過將這個差值加到記錄在表中的每個溫度TEMP1，TEMP2，TEMP3，...的初始控制變量上來更新初始控制變量表。經過更新的表是適用于HDD的當前狀態(tài)的最新的表。
根據圖1中所示的配置，溫度傳感器26被連接到CPU25上。然而，傳感器26可以連接到門陣列22上，并且在這種情況下，CPU25通過門陣列22來讀取溫度傳感器26的溫度檢測結果。
根據上述實施例及改進，本發(fā)明被應用于一個HDD(硬盤驅動器)。然而，它可以被應用于HDD之外的磁盤驅動器，如一個磁光驅動器，只要磁盤驅動器只需包含一個傾斜件，用于從磁盤介質上讀取數據的磁頭停放在該傾斜件上。
其他的優(yōu)點和改進可以由所屬領域的技術人員很容易地獲得。因此，本發(fā)明更廣泛的方面并沒有限制在這里所表示和說明的特定細節(jié)和有代表性的實施例中。由此，在不背離通過附加的權利要求及其等價物所定義的總的發(fā)明構思的精神或范圍下可以實現(xiàn)不同的改進。
權利要求
1.一種將磁頭(12)從位于磁盤介質(11)的外圓周之外的磁盤驅動器的傾斜件(16)裝載到磁盤介質(11)上方的方法，該磁頭用于從磁盤介質(11)上讀取信息，其特征在于，執(zhí)行通過速度反饋控制將磁頭(12)從傾斜件(16)裝載到磁盤介質(11)上方的磁頭裝載控制(步驟S3-S10)，該操作包括依照磁頭(12)速度與目標速度的差值在速度反饋控制的每個采樣時間生成一個用于執(zhí)行速度反饋控制的控制變量，并將對應于生成的控制變量的電流供給音圈電機(15)，該音圈電機(15)作為致動器(14)的驅動源，該致動器(14)支撐著可沿磁盤介質(11)的徑向方向移動的磁頭(12)；并且在速度反饋控制的開始時將一個對應于執(zhí)行速度反饋控制的初始控制變量將電流供給音圈電機(15)(步驟S2)，該初始控制變量對應于從速度反饋控制開始時直到速度反饋控制的第一次采樣時間之間的一段預定的時間周期內供給音圈電機(15)，將磁頭(12)從傾斜件(16)上的停放區(qū)(161)移開的電流量。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在速度反饋控制的每次采樣時間根據從音圈電機(15)產生的反電動勢電壓來檢測磁頭(12)的速度(步驟S6)。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在生產磁盤驅動器期間測量初始控制變量(S11-S17)；并且將測得的初始控制變量存儲在一個存儲單元(251)中(步驟S18)。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在速度反饋控制開始時測量磁盤驅動器的溫度(步驟S21)；并且根據測得的溫度和存儲在存儲單元(251)中的初始控制變量確定在速度反饋控制開始時使用的初始控制變量(步驟S22)。
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，初始控制變量的測量(步驟S11-S17)包括在預定的時間周期內將電流供給到音圈電機(15)上，用以將磁頭(12)從傾斜件(16)上的停放區(qū)(161)移開(步驟S12-S14)；在經過一段預定的時間周期后檢測磁頭(12)的速度(步驟S15)；確定檢測到的磁頭速度是否超出了參考速度(步驟S16)；當檢測到的磁頭(12)的速度沒有超出參考速度時，通過改變電流量再次執(zhí)行(步驟S12-S14中的)在預定時間周期內的電流供給(步驟S17)；并且當檢測到的磁頭(12)的速度超出了參考速度時，根據供給到音圈電機(15)上的電流量確定初始控制變量(步驟S18)。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在生產磁盤驅動器期間，在多個預設溫度的每個溫度下，測量初始控制變量(步驟S11-S17)；將每個預設溫度下測得的初始控制變量存儲在一個存儲單元(251)中(步驟S18)；在速度反饋控制的開始時測量磁盤驅動器的溫度(步驟S21)；并且根據測得的溫度和存儲在存儲單元(251)中的初始控制變量，確定將在速度反饋控制開始時使用的與當前溫度相對應的初始控制變量(步驟S22)。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，每次啟動磁盤驅動器時測量初始控制變量(步驟S11-S17)，并且將測得的初始控制變量存儲在一個存儲單元(251)中(步驟S18)。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于初始控制變量測量(步驟S11-S17)包括在預定時間周期內將電流供給音圈電機(15)，以使磁頭從傾斜件(16)上的停放區(qū)(161)移開(步驟S12-S14)；在經過一段預定的時間周期后檢測磁頭(12)的速度(步驟S15)；確定檢測到的磁頭(12)的速度是否超出了一個參考速度(步驟S16)；當檢測到的磁頭(12)的速度沒有超出參考速度時，通過改變電流量再次執(zhí)行(步驟S12-S14中的)在預定時間周期內的電流供給(步驟S17)；并且當檢測到的磁頭(12)的速度超出了參考速度時，根據供給音圈電機(15)的電流量確定初始控制變量(步驟S18)。
9.使用磁頭(12)從磁盤介質(11)讀取信息的磁盤驅動器，其特征在于，一個支撐磁頭(12)在磁盤介質(11)的徑向方向移動的致動器(14)，使用一個音圈電機(16)作為驅動源；一個通過將對應于一個設定的控制變量的電流供給音圈電機(15)來驅動音圈電機(15)的驅動器(182)；一個在磁盤介質(11)的外圓周之外設置的傾斜件(16)，在磁盤驅動器不工作的狀態(tài)下磁頭(12)停放在傾斜件(16)上；當磁盤驅動器的不工作狀態(tài)解除時，用于執(zhí)行磁頭裝載控制的裝置(25)，通過基于磁頭(12)的速度與目標速度的差值的速度反饋控制，將磁頭(12)從傾斜件(16)裝載到磁盤介質(11)上方，執(zhí)行裝置(25)包括在速度反饋控制的每個采樣時間設置對應于磁頭(12)的速度與目標速度之間的差值的控制變量的第一設置裝置；以及在速度反饋控制開始時由執(zhí)行裝置(25)將一個用于速度反饋控制的初始控制變量設置到驅動器(182)上的第二設置裝置(25)，該初始控制變量對應于在從速度反饋控制開始時直到速度反饋控制的第一次采樣時間的一段預定時間周期內，供給到音圈電機(15)，使磁頭(12)從傾斜件(16)上的停放區(qū)(161)移開的電流量。
10.根據權利要求9所述的磁盤驅動器，其特征在于，包含一個反電動勢電壓檢測器(183)，它檢測由音圈電機(15)生成的反電動勢電壓，其中執(zhí)行裝置(25)包括在速度反饋控制的每次采樣時間根據反電動勢電壓檢測器(183)的檢測結果來檢測磁頭(12)的速度的裝置。
11.根據權利要求9所述的磁盤驅動器，其特征在于，用于在生產磁盤驅動器期間測量初始控制變量的裝置(25)；以及被配置來存儲由測量裝置(25)測得的初始控制變量的存儲單元(251)。
12.根據權利要求11所述的磁盤驅動器，其特征在于，一個檢測磁盤驅動器溫度的溫度傳感器(26)；以及由第二設置裝置在速度反饋控制開始時根據溫度傳感器(26)檢測到的當前溫度和存儲在存儲單元(251)中的初始控制變量確定由第二設置裝置設置到驅動器(182)上的初始控制變量的裝置(25)。
13.根據權利要求11所述的磁盤驅動器，其特征在于測量裝置(25)包括在預定的時間周期內從驅動器將電流供給到音圈電機(15)上的裝置，用以將磁頭(12)從傾斜件(16)上的停放區(qū)(161)移開；在經過一段預定的時間周期后檢測磁頭(12)的速度的裝置；確定檢測到的磁頭(12)的速度是否超出了一個參考速度的裝置；當檢測到的磁頭(12)的速度沒有超出參考速度時，通過改變電流量再次執(zhí)行在預定時間周期內的電流供給的裝置；以及當檢測到的磁頭(12)的速度超出了參考速度時，根據供給音圈電機(15)的電流量確定初始控制變量的裝置。
14.根據權利要求9所述的磁盤驅動器，其特征在于，在生產磁盤驅動器期間，在多個預設溫度的每個溫度下，測量用于速度反饋控制的初始控制變量的裝置(25)；一個存儲單元(251)，被配置來存儲在每個預設溫度下由測量裝置測得的初始控制變量；一個檢測磁盤驅動器溫度的溫度傳感器(26)；以及根據由溫度傳感器(26)檢測到的當前溫度和存儲在存儲單元(251)中的每個預設溫度下的初始控制變量，確定由第二設置裝置設置到驅動器(182)上的一個初始控制變量的裝置。
15.根據權利要求9所述的磁盤驅動器，其特征在于，在每次啟動磁盤驅動器時測量初始控制變量的裝置(25)；以及一個存儲單元(251)，被配置來存儲由測量裝置(25)最新測得的初始控制變量。
16.根據權利要求15所述的磁盤驅動器，其特征在于測量裝置(25)包括在預定時間周期內將電流供給到音圈電機(15)上，以使磁頭從傾斜件(16)上的停放區(qū)(161)移開的裝置；在經過一段預定的時間周期后檢測磁頭(12)速度的裝置；確定檢測到的磁頭(12)速度是否超出了一個參考速度的裝置；當檢測到的磁頭(12)的速度沒有超出參考速度時，通過改變電流量再次執(zhí)行在預定時間周期內的電流供給的裝置；以及當檢測到的磁頭(12)的速度超出了參考速度時，根據供給到音圈電機(15)上的電流量確定初始控制變量的裝置。
全文摘要
一個CPU(25)執(zhí)行磁頭裝載控制，當磁盤驅動器的不工作狀態(tài)被解除時，將磁頭從一個傾斜件(16)裝載到磁盤(11)上方。CPU(25)使用一個與VCM電流量相對應的值作為控制變量的初始值(初始控制變量)，用于速度反饋控制，該VCM電流值對于直到速度反饋控制的第一次采樣時間的一段預定時間周期內將磁頭(12)從傾斜件(16)上的一個停放區(qū)(161)移開是必需的。
文檔編號G11B5/54GK1428766SQ0214253
公開日2003年7月9日 申請日期2002年9月20日 優(yōu)先權日2001年12月25日
發(fā)明者楠本辰春 申請人:株式會社東芝