JP2000510635A - 低速度のもとでヘッドをローディングして行うヘッドクリーニング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ディスク駆動装置（２０）においてヘッド（３６）は、記録カートリッジ（１０）上にローディングされ、ヘッドの清浄のためにヘッドとディスクとの間に大きな接触力を生じる低速度でディスクが回転されることによって、清浄化される。定期的に一層徹底したクリーニングサイクルが手動で開始される。ヘッドは、ヘッドに対して穏やかに研磨されるディスク面を有するクリーニングカートリッジ上にローディングされる。低速度で回転する媒体上でヘッドを半径方向へ振動させるために、低周波がアクチュエータアーム（３２）に付与される。その後、スピンドル（２９）の速度はヘッドがディスク面と疑似接触する作動速度まで上昇される。このクリーニングサイクルはヘッドをクリップするために５回繰り返される。このクリーニング動作は排出ボタン（２６）を５秒間以上にわたって押圧することで、またクリーニングカートリッジを発光する発光ダイオード（２７）に応答して駆動装置に配置することによって開始される。

Description

【発明の詳細な説明】 低速度のもとでヘッドをローディングして行うヘッドクリーニング 背景 発明の分野 本発明は記録媒体の情報にアクセスするための読取り／書込みヘッドを有する データ記憶装置に係わり、特にヘッドが疑似接触を引き起こす低速度にて回転す るディスク面にヘッドをローディングすることで行うヘッドのクリーニングに関 する。従来技術の説明 磁気ヘッドは定期的に清掃して、ヘッド面に汚れが蓄積して生じるヘッドの劣 化を防止しなければならない。１９９４年１０月１８日付けで出願された米国特 許出願第０８／３２４８９５号「ヘッドのローディング／アンローディング、お よびデータ記憶装置におけるクリーニング」（代理人整理番号Ｎｏ．ＩＯＭ−８ ７７１）を参照されたい。 最近では、ディスク駆動装置はハードディスク疑似を使用して開発されている 。１９９５年８月２２日付けで出願された米国特許出願第０８／５１７８３６号 「ディスク駆動装置アクチュエータの速度制御」（代理人整理番号Ｎｏ．ＩＯＭ −８７８２）を参考文献として本明細書に援用し、また関連出願であるが、ハー ドディスクおよび「ウィンチェスター」と称される形式のヘッド懸架装置を有す る着脱式カートリッジを備えたディスク駆動装置を示している。ハードディスク 技術における高性能は、ヘッドとディスクとの間の非常にきれいなインターフェ ースに依存する。ゴミがスライダ前縁に蓄積して空隙を覆うまでになることが生 じ得る。ヘッドとディスクとの間には密接な接触があり、しばしば疑似接触と称 される。この重要な疑似接触をヘッドおよびディスク間に維持するために、ヘッ ドの清掃が重要である。 回転ディスクの通常の作動速度は約５６００ｒｐｍである。約１９００ｒｐｍ でヘッドはディスク面からの浮き上がりを開始する。ヘッド／ディスクのインタ ーフェース圧力は速度の増大につれて減少する。 データ記憶装置、および特にディスク形記録媒体を収容する着脱式カートリッ ジを受入れる形式のデータ記憶装置は、ディスク形記録媒体の連続するトラック 上にディスク駆動装置の読取り／書込みヘッドを位置決めするために、通常はリ ニアアクチュエータ機構か回転式アームアクチュエータ機構のいずれかを使用し ている。大半のディスク駆動装置では、また特に取外し可能ディスクカートリッ ジを受入れる形式のものでは、リニアまたは回転式アームアクチュエータは駆動 装置が使用されていないときは収納、すなわち待機（parked）位置へ移動される 。このような収納位置では、ディスク駆動装置の読取り／書込みヘッドはそのヘ ッドおよび記録媒体の損傷を防止するために記録媒体の表面から離れるように移 動される。ディスク駆動装置の使用を再開するために、読取り／書込みヘッドは データ転送を開始できるように再度記録媒体の表面にローディングされねばなら ない。ヘッドローディング作動は読取り／書込みヘッドの損傷を防止するために 制御された方法で遂行できることが重要である。 本発明の目的は、ヘッドを低速度で回転している記録媒体上にローディングす ることで日常的にヘッドクリーニングを遂行することである。 本発明の他の目的は、手動で開始される一層徹底したクリーニングサイクルを 定期的に遂行することである。発明の概要 本発明によれば、ヘッドクリーニングはディスクの作動回転速度より遅い低速 度でディスクを回転させることで遂行される。低速度では、ヘッドおよびディス ク間に大きな力が得られる。これがヘッドを清浄にする。 本発明の一つの態様によれば、ヘッドはゆっくり回転するデータ記憶ディスク 上にローディングされることで日常的に清浄にされる。ディスクが回転している のを検出するや否や、ヘッドはディスク上にローディングされる。ディスク速度 は浮揚速度よりも十分に遅い４００ｒｐｍの範囲内にある。これはヘッド面とデ ィスクとの間に間歇的に接触して研磨作用を引き起こし、これがヘッド面を清浄 に保持する。 本発明の他の態様によれば、一層徹底したクリーニング作動が手動で開始され る。ディスク駆動装置の前部の排出ボタンが特定時間、例えば５秒間、よりも長 い時間にわたってオペレータにより押圧される。ディスク駆動装置の前部の発光 ダイオードインジケータは発光する。これはオペレータにクリーニングカートリ ッジを挿入させるための信号を与える。カートリッジはヘッドに対して穏やかに 研磨されるディスクを含んでいる。クリーニングカートリッジは、情報を記録し たものとしてカートリッジを一般に識別する逆反射マーカーが存在しないことに 基づいてディスク駆動装置によって検出される。例えば、逆反射マーカーを有す るカートリッジはディスク駆動装置に使用するのに適したものである。クリーニ ングモードにおいて、カートリッジにこのようなマーカーがなければ、ヘッドは ディスクが低速度で回転する間にディスク駆動装置によってローディングされる 。ディスクが回転を開始すると、ディスク表面上を迅速に半径方向にヘッドを移 動させるために、アクチュエータのボイスコイルに対して低周波が付与される。 ディスクは作動速度まで回転を速め、その後低周波の付与は停止される。クリー ニングサイクルは多数回、例えば５回、にわたって繰返された後、クリーニング カートリッジは排出される。 本発明の前述の、および他の目的、特徴および利点は以下の詳細な説明および 添付された請求の範囲によってよく理解されよう。 図面の簡単な説明 図１は、クリーニングの遂行における制御装置の作動を示すフローチャート。 図２は、本発明が使用されるデータ記憶装置、すなわちディスク駆動装置、の 斜視図。 図２Ａは、アクチュエータの位置および速度を表す信号を発生するための光学 センサーおよびグレースケールパターンの取付けを示す、図２のディスク駆動装 置の一部分の斜視図。 図２Ｂは、カートリッジを示す。 図３は、クリーニングサイクルにおけるキャプスタン速度を制御し、また他の 作動を制御するために、アクチュエータの位置および速度を制御する制御装置の ブロック線図。 図４は、ヘッドローディング作動時のアクチュエータの懸架アームのさまざま な位置を示す。 図５は、ヘッドローディング作動時の図１のアクチュエータの速度を制御する 方法を示すフローチャート。 図６は、手動で開始されたクリーニング作動における制御装置の作動を示すフ ローチャート。好ましい実施例の説明 図１は本発明による日常的なヘッドクリーニング動作遂行時のアクチュエータ 制御装置およびキャプスタンモーター制御装置の作動を示すフローチャートであ る。１０で示すように、マイクロプロセッサ８２（図３）は低速度でディスクの 回転を開始させる。ディスクが回転しているか否かの判定が１１でなされる。約 ６００ｒｐｍが好ましい。リンギング（異音の発生）を防止するために、ゆっく り回転しているディスクにヘッドをローディングさせることが好ましい。現在使 用されているディスクでは、ヘッドが静止ディスク上にローディングされると、 リンギングはヘッドをディスク上にロックすなわち固定させる。 回転していれば、１２に示されるようにマイクロプロセッサ８２に付与される ディスク回転信号がヘッドのローディング動作を開始させる。これはヘッドをゆ っくりと回転するディスク上にローディングする。１３で示されるようにヘッド がディスク上にあるか否かの判定がなされる。これが達成されたならば、マイク ロプロセッサ８２からの「ディスク上にヘッドがあることを示す信号」がマイク ロプロセッサ８２に付与される。これに応答してマイクロプロセッサ８２はスピ ンドルモーター２９を制御して１４で示されるように動作速度まで回転速度を上 昇させる。このようにして、ディスクは低速度で回転され、ヘッドはディスクと 間歇的に接触する。これがヘッド面に蓄積した汚れを除去し、ヘッドの劣化を防 止する。浮揚速度は約１９００ｒｐｍである。この速度以下では、間歇的な接触 がクリーニングを行う。手動で開始されるヘッドクリーニング動作を説明する前 に、ディスク駆動装置およびその制御装置を説明する。 図２に示すように、ディスク駆動装置２０はシャーシ２１を含み、このシャー シ上に多数のディスク駆動装置の構成要素が取付けられる。ディスク駆動装置２ ０の前部パネル２４は、取外し可能なディスクカートリッジを受入れるための実 質的に水平な開口２２を有する。発光ダイオード（ＬＥＤ）２７は駆動装置の状 態を示す。排出ボタン２６はディスク駆動装置２０からディスクカートリッジを 排出するために前部パネルに配備されている。スピンドルモーター２９はシャー シ２１に取付けられて、ディスクカートリッジ内部の記録媒体を回転させる手段 を提供する。 回転アーム式ボイスコイルアクチュエータの一部を形成しているアクチュエー タアーム３２は３８において駆動シャーシ２１に枢動可能に取付けられる。アク チュエータアーム３２は複数の懸架アーム３４を先端に有し、各懸架アーム３４ はディスクカートリッジの記録媒体面に対して情報を読取り／書込みするための それぞれ読取り／書込みヘッド３６を担持する。ヘッドローディング機構３５は 記録媒体上に磁気ヘッドを容易にローディングできるようになす。ヘッドローデ ィング機構は一対のローディングランプ構造体４６，４８を含み、ヘッドのロー ディング／アンローディング動作時にそのローディングランプ構造体上にアクチ ュエータアーム３２の懸架アーム３４が乗り上げる。３５で示す形式のヘッドロ ーディング機構に関する更なる詳細は、共通して譲渡された出願中の１９９５年 ５月１０日付けで出願された「ディスク駆動装置のヘッドローディング機構」と 題する米国特許出願第０８／４３８２５４号（代理人整理番号Ｎｏ．ＩＯＭ−８ ７８１）に見ることができ、これを参考文献として本明細書に援用する。 図２Ａは図２のディスク駆動装置２０の一部分の斜視図であり、光学センサー ５４およびグレースケールパターン５２の取付けを示している。グレースケール パターン５２はボイスコイル４２の下面に取付けられる。ボイスコイル４２は、 アクチュエータアーム３２の端部のフォーク部材に取付けられる。光学センサー ５４はボイスコイル４２より下でディスク駆動装置２０の面に堅固に取付けられ る。光学センサー５４の上面はグレースケールパターン５２に対向して配置され る。 図２Ｂは図２の取外し可能なカートリッジのディスク駆動装置２０とともに使 用されるディスクカートリッジ１０の斜視図である。ディスクカートリッジ１０ は上側シェル１０ａおよび下側シェル１０ｂから成る外側ケーシングを含む。本 発明によれば、ディスクカートリッジ１０は二つのディスク形媒体６０，６２を 含み、これらの媒体は重なった関係で、外側ケーシング内部に回転可能に取付け られているハブに取付けられる。本発明の一つの態様によれば、カートリッジは クリーニングディスクを含む。クリーニング媒体はヘッドに対して優しく研磨さ れる。 逆反射マーカー１１はカートリッジを通常は駆動装置用の正しいカートリッジ であると識別する。１９９５年２月１４日付けで出願された「データ記憶カート リッジ用の逆反射マーカー」と題する米国特許出願第０８／３８８２４２号（代 理人整理番号Ｎｏ．ＩＯＭ−８７７９）を参照されたい。これを参考文献として 本明細書に援用する。本発明によれば逆反射マーカーの存在しないことはカート リッジをクリーニングカートリッジと識別する。 ケーシングの扉１２は、ディスク駆動装置の読取り／書込みヘッドによる記録 ディスクへのアクセスを与える。ディスクカートリッジ１０がディスク駆動装置 ２０に挿入されると、アクチュエータアーム３２は反時計方向（図２において見 て）へ回転して、アクチュエータの懸架アーム３４をローディングランプ構造物 ４６，４８から移動して外し、これにより読取り／書込みヘッド３６をカートリ ッジ１０内のディスク面上にローディングする。 図３はクリーニングサイクル時のアクチュエータおよびスピンドルモーターの 制御のための閉ループ制御装置のブロック線図である。手動で開始されるクリー ニングサイクルでは、排出ボタン２６の押圧はマイクロプロセッサ８２で検出さ れる。排出ボタンが５秒間以上保持されるならば、マイクロプロセッサ８２は発 光ダイオード２７を間歇的に発光させ、クリーニングサイクルに進む。 スピンドルモータ−２９は、パワー増幅器６３およびデジタルアナログ変換器 ６５を含む制御装置を有しており、デジタルアナログ変換器はマイクロプロセッ サ８２によって制御される。スピンドルモーター２９のカートリッジとの係合は １９９５年５月１０日付けで出願された「自動スピンドルモーターローディング 機構を有するディスク駆動装置」と題する米国特許出願第０８／４３８２５５号 （代理人整理番号Ｎｏ．ＩＯＭ−８７７２）にさらに詳しく説明されており、こ れを参考文献として本明細書に援用する。 マーカー検出回路６７は逆反射マーカー１１がカートリッジに存在するか否か を検出する。このマーカー検出回路は１９９５年２月１４日付けで出願された「 データ記憶カートリッジ用の逆反射マーカー」と題する米国特許出願第０８／３ ８８２４２号（代理人整理番号Ｎｏ．ＩＯＭ−８７７９）に十分に開示されてい る。 アクチュエータ制御装置は、ローパスフィルタ７８およびマイクロプロセッサ ８２を含む。ローパスフィルタ７８はマイクロプロセッサ８２の一体化されたア ナログデジタル変換器８４に対する入力に関して光学センサー５４の出力を調節 する。位置信号は予め定められた速度でサンプリングされ、その後マイクロプロ セッサ８２により想定される選択された速度制御アルゴリズムによって処理され る。マイクロプロセッサ８２はライン８６を経てパルス幅変調デジタルアナログ 変換器（ＰＷＭＤＡＣ）８８に対して制御信号を出力し、この信号は本実施例に おいて一連の個別のパルスとされ得る。パルス幅変調デジタルアナログ変換器８ ８はこの制御信号のパルスをアナログ制御信号に変換し、このアナログ制御信号 をライン９０を経て増幅器９２に与える。この増幅された制御信号はライン９４ を経てディスク駆動装置のボイスコイルモーターを駆動する。 ヘッドがクリーニングディスク上にローディングされると、低周波供給源８９ がマイクロプロセッサ８２によってスイッチオンされる。低周波供給源８９はヘ ッドを半径方向に約１７５〜２００ヘルツの周波数で振動させる。 図４はヘッドローディング動作時にローディングランプ構造体４６，４８の表 面を移動する際のアクチュエータアーム３２の懸架アーム３４のさまざまな位置 を示す。図示したように、懸架アームは「位置１」から「位置２」を通って「位 置３」へローディングランプ構造体４６，４８に沿って移動する。「位置３」に おいて、懸架アーム３４はローディングランプ構造体４６，４８のそれぞれの傾 斜面を下向きに移動する。懸架アーム３４がローディングランプ構造体４６，４ ８の傾斜面を下向きに移動するとき、それぞれの懸架アーム３４の先端に位置す る読取り／書込みヘッド３６（図示せず）はそれぞれ記録媒体６０および６２の 面へ向かって移動する。懸架アーム３４が「位置４」に達すると、読取り／書込 みヘッド３６は記録媒体６０，６２の表面上に十分にローディングされる。「ロ ーディング」という用語はディスク駆動装置の読取り／書込みヘッドを記録媒体 の表面に対して通常の動作位置へ移動させることを意味する。 図５は図４に示されたヘッドローディング手順時の図３のアクチュエータ制御 装置の動作を示す。ヘッドローディング動作が開始すると、マイクロプロセッサ の制御は段階６４へ進み、マイクロプロセッサは光学センサー５４から受取った 位置信号をサンプリングして、アクチュエータアームの位置、したがって懸架ア ーム３４の位置を決定する。懸架アームが「位置１」と「位置２」の間と判定さ れれば制御は段階６６へ進み、そこでマイクロプロセッサ８２は第１速度制御ア ルゴリズムにしたがって入力される位置信号のサンプルを処理し始める。第１速 度制御アルゴリズムは前述した特許出願（ＩＯＭ−８７８２）に非常に詳細に説 明されており、そこでは「開始押圧制御（initial push control）」と称されて いる。 懸架アーム３４が位置２を超えて移動すると、制御は段階６８へ進み、そこで マイクロプロセッサは第２速度制御アルゴリズムに切り換えられ、このアルゴリ ズムはこの好ましい実施例では閉ループの速度ＰＩＤ補償および非線形制動制御 を含む。 懸架アーム３４が「位置４」に達したならば、ヘッドローディング動作は完了 し、制御は段階７２へ進み、さこでマイクロプロセッサは媒体６０，６２の表面 のサーボトラック情報の捕捉を開始する。 本発明の手動で開始される定期的なヘッドクリーニング動作の遂行におけるデ ィスク駆動装置の作動が図６に示されている。マイクロプロセッサ８２は図１に １０１で支持されたように排出ボタン２６（図２）が５秒間以上保持されたか否 かを検出する。排出ボタンが５秒間以上にわたって保持されたならば、発光ダイ オード２７は図１の段階１０２で示されるように間歇的に発光される。 カートリッジの挿入が１０３で示されるように検出される。カートリッジが挿 入されたならば、カートリッジが逆反射マーカーを有するか否かの判定がなされ る。この判定は図１の１０４で示される。カートリッジが逆反射マーカーを有す るならば、そのカートリッジは１０５で示されるように排出される。その後図１ の同じヘッドクリーニング動作が遂行される。ディスクが１０で示されるように 回転され、１１で示されるようにディスクが回転しているか否かが判定される。 非常に低速度でヘッドはディスク上にローディングされ、ヘッドとディスクとの 間に大きな力が作用する。 １２で示すように、ヘッドがローディングされる。ヘッドが１３で示すように ディスク上にあるか否かが判定される。ヘッドは段階１０６で示されるようにヘ ッドはＩＤ、すなわちディスクの極端に内側の最も使用される直径へ向かって移 動される。その後、低周波供給源８９が付勢されて、ディスクに係合するときの ヘッドに低周波の動きを誘起させる。この段階の遂行は１０８で示されている。 ディスクは１４で示されるように動作速度まで上昇する。速度の上昇につれて、 力は減少する。考慮中のディスク駆動装置において、６００ｒｐｍの速度はクリ ーニングに十分な力を付与する。ディスクはデータの読取りおよび書込み速度で ある約５６００ｒｐｍまで回転を上昇される。 その後、高周波供給源８９が段階１１０で示されるようにスイッチオフされる 。スピンドルモーターは１１１で示されるようにスイッチオフされてディスクを ０ｒｐｍまで低下させる。ヘッドクリーニングサイクルは１１２に示されるよう に５回繰り返される。その後、クリーニングカートリッジは１１３で示されるよ うに排出される。 本発明の特定実施例が示されて説明されたが、変更をなし得る。ヘッドはディ スク表面が適当ならばディスクが静止されてローディングできる。ディスクはヘ ッドを清浄にするために低速度で回転される。または、ヘッドは浮揚速度よりも 遅いいずれかの速度でローディングされる。 以下の請求の範囲は、本発明の精神および範囲に含まれるこれらの全ての変更 例を包含する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 回転媒体の表面上で読取り／書込みヘッドを移動させるアクチュエータと 、前記媒体を回転させるモーターとを有して、回転媒体に対して情報を読取りお よび書込むデータ記憶装置であって、 前記表面上での前記ヘッドのローディングおよびアンローディングを制御する ためのアクチュエータ制御装置、 前記媒体の回転速度を制御するためのモーター制御装置、および マイクロプロセッサであって、 前記表面上に前記ヘッドをローディングするために前記アクチュエータ制御装 置を制御する手段と、前記ヘッドを清浄化する力でもって前記ヘッドが前記媒体 と接触されるようにするために、浮揚速度より遅い速度の前記媒体上に前記ヘッ ドがローディングされるように前記モーター制御装置を制御する手段と、 その後、前記媒体に対して情報を読取り／書込むための作動速度まで前記作動 速度を上昇させるための手段とを有するマイクロプロセッサをさらに含んで成る データ記憶装置。 2. 請求の範囲第１項に記載されたデータ記憶装置であって、前記マイクロプ ロセッサが、 前記表面上に前記ヘッドをローディングする前に前記ディスクを回転させる手 段をさらに含むデータ記憶装置。 3. 請求の範囲第１項に記載されたデータ記憶装置であって、 クリーニングサイクルを手動で開始させる手段をさらに含むデータ記憶装置。 4. 請求の範囲第３項に記載されたデータ記憶装置であって、 前記ヘッドに対して穏やかに研磨される表面を有する回転可能な媒体を備えた クリーニングカートリッジをさらに含むデータ記憶装置。 5. 請求の範囲第４項に記載されたデータ記憶装置であって、前記クリーニン グカートリッジの挿入を検出する手段をさらに含むデータ記憶装置。 6. 請求の範囲第５項に記載されたデータ記憶装置であって、 マーカーの有無によってデータ記憶カートリッジから前記クリーニングカート リッジを識別する手段をさらに含むデータ記憶装置。 7. 請求の範囲第６項に記載されたデータ記憶装置であって、 前記マーカーの有無を検出するための前記記憶装置内の手段と、 前記マーカーが存在している場合に前記カートリッジを補償する手段とをさら に含むデータ記憶装置。 8. 請求の範囲第７項に記載されたデータ記憶装置であって、 前記媒体に係合したときに前記ヘッドを半径方向に振動させるために前記アク チュエータに低周波を付与する手段をさらに含むデータ記憶装置。 9. 請求の範囲第８項に記載されたデータ記憶装置であって、 前記ヘッドが前記記憶媒体と係合する小さな力を得る速度まで前記データ記憶 媒体を回転させる手段をさらに含むデータ記憶装置。 10．請求の範囲第９項に記載されたデータ記憶装置であって、 前記クリーニングサイクルを複数回にわたり繰返す手段をさらに含むデータ記 憶装置。 11．請求の範囲第１項に記載されたデータ記憶装置であって、前記マイクロプ ロセッサ手段がその後に前記媒体を高速度で回転させ、この速度において前記ヘ ッドは前記記憶媒体の前記表面に疑似接触するデータ記憶装置。 12．請求の範囲第１項に記載されたデータ記憶装置であって、 前記記憶媒体の前記表面に対する前記アクチュエータの位置を表示する位置信 号を発生する手段をさらに含み、 前記アクチュエータ制御装置は前記位置信号に応答し、前記表面上に対する前 記ヘッドのローディングおよびアンローディングを制御するデータ記憶装置。