[发明专利]磁盘驱动器和加载/卸载方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及用于控制嵌入磁盘驱动器中的致动器组件的技术，以及更具体地说，涉及用于降低当致动器组件操作时产生的噪声和振动的技术。

背景技术

通常，磁盘驱动器采用旋转型致动器组件。音圈电机(VCM)由安装在致动器组件上的音圈、将磁通量空间提供给音圈的VCM磁体以及形成磁路的VCM磁轭构成。处理器通过调节要提供给音圈的电流的方向和大小，来控制致动器组件的操作。磁头从磁盘读取的伺服信息用来控制致动器组件。在下文中，将使用伺服信息的致动器组件的控制称为伺服控制。

为防止磁盘驱动器的滑动器粘到已经停止旋转的磁盘的表面并在其上生成静摩擦，当磁盘的旋转处于停止状态时，需要从磁盘的记录面卸载磁头。将使用位于磁盘的外边缘附近的斜坡构件的加载/卸载系统用作一种这样的卸载技术。在加载/卸载系统中，当从致动器组件的前端凸出的提升接头(lift tab)与斜坡构件的滑动面啮合时，致动器组件旋转地移向在卸载期间磁头最终停止的原始位置处。

一些磁盘驱动器还采用磁性锁方案，其中，通过强磁体将致动器组件磁性地吸引到其原始位置并固定到该原始位置，以如果外部冲击或振动施加到具有留在斜坡构件上的未卸载磁头的磁盘驱动器时，防止磁头移向磁盘上的位置。与惯性锁方案相比，磁性锁方案的结构简单以及具有能廉价地制造磁盘驱动器的优点。因此，特别地，磁性锁方案更广泛地用在为一般消费品而设计的磁盘驱动器中。

尽管磁盘驱动器的磁头在磁盘上方飞过，通过从磁盘读取写入的伺服数据以及计算磁头的位置和移动速度，能伺服控制致动器组件的操作。然而，在提升接头正沿斜坡构件的滑动面移动时(在下文中，将该状态称为加载/卸载状态)的同时，磁头不能读取伺服数据。在加载/卸载状态中，安装在致动器组件上的音圈，通过使用当线圈在磁通量空间内移动时在音圈中产生的反电动势，将致动器组件的旋转速度控制到恒定速度。该反电动势，由于其与音圈的移动速度成比例，在下文中称为速率电动势。

对于磁性锁类型的磁盘驱动器，由于致动器组件在加载/卸载状态中经受磁体的强吸引力，需要无视吸引力地从锁磁体释放或速度控制该致动器组件。这是为何将大的电流提供给音圈以便向其提供强转矩。VCM驱动器通过实施电流开关控制以便调节施加到音圈的转矩，将所需值的电流提供给音圈。近年来，日益需求用在起居室中的产品诸如HDD记录器中的磁盘驱动器的更无声操作，该操作引起了由于VCM驱动器开关操作而从这些磁盘驱动器产生的噪声的问题。

专利文献1公开了一种硬盘驱动器，其中，传感器以这样的方式在磁盘的表面上横向地移动，以形成正弦波加速路线(acceleration path)。在专利文献1中描述了通过使用正弦波加速路线来降低矩形波的高次谐波分量以最小化来自磁头万向架组件的噪声。专利文献2公开了一种用于检测和控制在VCM中生成的反电动势的技术。后一技术使用VCM内的反电动势的检测和控制，因为在磁头的加载/卸载控制期间，由于磁头当远离磁盘的同时沿斜坡的表面移动，通过使用磁头的正常伺服控制既不能检测也不能控制存在于磁盘上的伺服信息。

日本专利公开号No.2000-123502

日本专利公开号No.2001-43645

发明内容

图1(A)示出音圈的等效电路；图1(B)至1(D)示出在传统的开关控制方案下在等效电路中产生的电压波形和电流波形。图1(A)示出其中将电流从VCM驱动器提供给在由VCM磁体生成的磁通量空间内正以恒定速度移动的音圈的状态。当将模拟VCM控制电压Vdac提供给VCM驱动器时，该驱动器生成与VCM控制电压Vdac相关的VCM电流Ivcm，以及将该VCM电流Ivcm提供给音圈。

由于音圈等效于由电气串联连接的电阻器R和电感元件L组成的电路，当VCM电流Ivcm流入该电路时，在电阻器R处产生反电动势VR以及在电感元件K处产生反电动势VL。在下文中，将反电动势VR和反电动势VL的总和称为VCM电压Vvcm。VCM电压Vvcm是将需要电平的VCM电流Ivcm提供给音圈以及向其分配需要转矩所需要的电压。另外，当音圈在磁通量空间内移动时，根据Fleming的右手规则产生速率电动势Ebemf，在VCM驱动器的输出端处产生VCM电压Vvcm和速率电动势Ebemf的合成量也就是线圈端电压VO。