專利名稱：盤驅(qū)動器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及盤驅(qū)動器及其控制方法，以及更具體地說，涉及設(shè)有用于調(diào)整磁頭元件和盤之間的間隙的加熱器的盤驅(qū)動器的加熱器控制。
背景技術(shù)：
使用各種介質(zhì)諸如光盤、磁光盤和軟磁盤的設(shè)備在本領(lǐng)域中已知為盤驅(qū)動器。其中，硬盤驅(qū)動器(在下文中稱為HDD)已經(jīng)普遍變?yōu)橛糜谟嬎銠C(jī)的存儲設(shè)備到達(dá)這樣的程度，以致它們是當(dāng)今計算機(jī)系統(tǒng)必不可少的存儲設(shè)備中的一個。另外，不限于上述計算機(jī)，由于HDD的良好性能，HDD在各種應(yīng)用中擴(kuò)展得越來越多。例如，HDD用于運(yùn)動圖像記錄/再現(xiàn)設(shè)備、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、便攜式電話和用在數(shù)碼相機(jī)中的可移動存儲器。
用在HDD中的磁盤具有同心形成的多個數(shù)據(jù)磁道。將每個具有地址信息的多個伺服數(shù)據(jù)塊以及每個包括用戶數(shù)據(jù)的多個數(shù)據(jù)扇區(qū)寫入每一數(shù)據(jù)磁道。在伺服數(shù)據(jù)區(qū)之間寫入多個數(shù)據(jù)扇區(qū)。通過使用由樞軸移動的致動器支撐的磁頭滑動器的磁頭元件，根據(jù)伺服數(shù)據(jù)的地址信息，訪問期望數(shù)據(jù)扇區(qū)，可以將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)扇區(qū)或從該數(shù)據(jù)扇區(qū)讀取數(shù)據(jù)。
為了提高磁盤的記錄密度，減小磁盤和在磁盤上方飛過的磁頭元件之間的間隙很重要。為了這個原因，提出了用于調(diào)節(jié)間隙得一些結(jié)構(gòu)。作為這些機(jī)構(gòu)的一個例子，磁頭滑動器包括加熱器，以及通過使用加熱器加熱磁頭元件來調(diào)整間隙。在本說明書中，這被稱為TFC(熱量懸浮高度控制)。根據(jù)TFC，將電流提供給加熱器以便生成熱，導(dǎo)致磁頭元件凸出，這使得可以減小磁盤和磁頭元件之間的間隙。在例如專利文獻(xiàn)1中公開了TFC。專利文獻(xiàn)1公開了測量響應(yīng)溫度而改變的加熱器元件的電阻值來調(diào)整到加熱器元件的輸出，以便響應(yīng)該值，補(bǔ)償加熱器功率。
US20050213124
發(fā)明內(nèi)容如果采用TFC，在使用HDD期間，重復(fù)地接通/斷開加熱器幾萬億次。由此，TFC的長期可靠性成為主要關(guān)切的問題。作為發(fā)明人的研究結(jié)果，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果通過TFC重復(fù)地接通/斷開加熱器，熱膨脹和熱縮導(dǎo)致加熱器的材料的疲勞，因此可能出現(xiàn)對于加熱器的損壞以及由于電遷移的短路。另外，在加熱器及其周圍構(gòu)件之間的邊界中，由于它們之間的材料的差異，可能產(chǎn)生裂紋。因此，需要正確地檢測或估計加熱器元件的老化，以及響應(yīng)檢測或估計執(zhí)行處理。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種盤驅(qū)動器，包括滑動器，在旋轉(zhuǎn)盤上方飛過；位于該滑動器處的磁頭元件；加熱器，使用熱膨脹來致使磁頭元件凸出，以便調(diào)節(jié)磁頭元件與盤之間的間隙，該加熱器位于滑動器處；測量電路，用于在預(yù)定定時內(nèi)測量加熱器的電阻值；以及控制器，用于參考所測量的電阻值來判斷加熱器的電阻故障是否發(fā)生，以及如果判定電阻故障已經(jīng)發(fā)生，則響應(yīng)電阻故障，執(zhí)行出錯處理。監(jiān)視加熱器的電阻值，以及如果判定電阻故障已經(jīng)發(fā)生，則執(zhí)行響應(yīng)電阻故障的出錯處理。這使得可以減小由加熱器的老化損壞而引起的電阻出錯的數(shù)量。作為一個優(yōu)選例子，在出錯處理中，控制器將加熱器的電阻故障告知主機(jī)。這使得可以響應(yīng)主機(jī)側(cè)上的加熱器的老化來執(zhí)行處理。
期望在出錯處理中，控制器檢驗已經(jīng)由磁頭元件寫入的用戶數(shù)據(jù)。如果加熱器的老化導(dǎo)致間隙增加，可以減小數(shù)據(jù)寫入錯誤的數(shù)量。另外，如果溫度傳感器檢測的溫度低于或等于參考溫度，控制器檢驗已經(jīng)由磁頭元件寫入的用戶數(shù)據(jù)。這使得可以在抑制性能下降的同時，減少數(shù)據(jù)寫入錯誤的數(shù)量。此外，在恒流驅(qū)動加熱器的情況下，如果加熱器的電阻值的減小到參考范圍以下，控制器檢驗已經(jīng)由磁頭元件寫入的用戶數(shù)據(jù)。在另一情況下，當(dāng)恒壓驅(qū)動加熱器時，如果加熱器的電阻值的增加到超出參考范圍，控制器檢驗已經(jīng)由磁頭元件寫入的用戶數(shù)據(jù)。
作為一個優(yōu)選例子，在出錯處理中，控制器增加測量加熱器的電阻值的頻率。這使得可以更可靠地檢測加熱器的老化。在出錯處理中，控制器減小要輸出到加熱器的信號的轉(zhuǎn)換速率。這使得可以降低加熱器的老化。
期望如果加熱器的電阻值改變了預(yù)定值的10％或更多，則控制器判斷加熱器的電阻故障已經(jīng)發(fā)生。這使得可以在由加熱器的開路/短路引起的錯誤發(fā)生前，更可靠地防止它。
期望控制器進(jìn)一步參考磁頭元件的讀振幅來判斷加熱器的電阻故障是否已經(jīng)發(fā)生。這使得可以更正確地進(jìn)行電阻故障判斷。另外，如果加熱器的電阻值在參考范圍之外，控制器執(zhí)行出錯處理。另外，如果加熱器的電阻值落在參考范圍內(nèi)，以及如果讀振幅的變化在參考值之外，控制器也執(zhí)行出錯處理。
期望控制器進(jìn)一步參考由磁頭元件讀出的數(shù)據(jù)的出錯率來判斷加熱器的電阻故障是否已經(jīng)發(fā)生。這使得可以更正確地進(jìn)行電阻故障判斷。如果加熱器的電阻值在參考范圍之外，控制器執(zhí)行出錯處理。此外，如果加熱器的電阻值落在參考范圍中，以及如果出錯率的變化在參考值之外，控制器也執(zhí)行出錯處理。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種盤驅(qū)動器的控制方法，該盤驅(qū)動器包括滑動器，在旋轉(zhuǎn)盤上方飛過；位于該滑動器處的磁頭元件；加熱器，使用熱膨脹來使磁頭元件凸出，以便調(diào)節(jié)磁頭元件與盤之間的間隙，該加熱器位于滑動器處。該控制方法包括步驟在預(yù)定定時內(nèi)測量加熱器的電阻值；參考所測量的電阻值來判斷加熱器的電阻故障是否發(fā)生，以及如果判定電阻故障已經(jīng)發(fā)生，則響應(yīng)電阻故障來執(zhí)行出錯處理。
監(jiān)視加熱器的電阻值，如果判定電阻故障已經(jīng)發(fā)生，則響應(yīng)電阻故障而執(zhí)行出錯處理。這使得可以減小由加熱器的老化損壞引起的電阻錯誤的數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明，可以減小用于調(diào)節(jié)磁頭和盤之間的間隙的加熱器的老化損壞而引起的電阻錯誤的數(shù)量。


圖1是示意性地說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的HDD的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是示意性地說明根據(jù)實施例的設(shè)有用于TFC的加熱器的磁頭滑動器的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖3是示意性地說明根據(jù)實施例的功能元件的框圖，功能元件與TFC加熱器的電阻值的測量有關(guān)，以及在電阻值表示錯誤的情況下，與響應(yīng)錯誤的出錯處理有關(guān)。
圖4是說明根據(jù)實施例的參考TFC加熱器的測量電阻值做出電阻故障判斷的流程圖。
圖5是說明根據(jù)實施例相對于加熱器功率的每個值的加熱器的電阻的實際測量值的圖。
圖6是示意性地說明根據(jù)實施例的與參考出錯率或讀振幅判斷電阻故障有關(guān)的功能元件的框圖。
圖7是根據(jù)實施例說明不僅參考所測量的電阻值而且參考已經(jīng)讀出的用戶數(shù)據(jù)的出錯率來進(jìn)行電阻故障判斷的情形的流程圖。
圖8是根據(jù)實施例說明不僅參考所測量的電阻值而且參考已經(jīng)讀出的用戶數(shù)據(jù)的讀振幅來進(jìn)行電阻故障判斷的情形的流程圖。
具體實施例方式
將描述本發(fā)明的實施例如下。為簡化說明，在下述說明書和附圖中適當(dāng)?shù)牡胤竭M(jìn)行省略和簡化。還應(yīng)注意使用相同的參考數(shù)字來表示附圖中通用的相同元件，以及為了簡化說明，如果適當(dāng)則省略多余描述。作為盤驅(qū)動器的一個例子，有硬盤驅(qū)動器。使用硬盤驅(qū)動器(HDD)作為例子，描述本發(fā)明的實施例如下。
本實施例的一個特征是判斷加熱器的電阻故障是否產(chǎn)生，以及在盤驅(qū)動器的TFC(熱量懸浮高度控制)中執(zhí)行處理電阻故障的出錯處理。TFC通過由來自滑動器上的加熱器的熱量產(chǎn)生的熱膨脹，來調(diào)節(jié)磁頭元件和記錄盤之間的間隙。根據(jù)本實施例的HDD測量加熱器的電阻值。然后，如果判定電阻故障已經(jīng)產(chǎn)生，那么HDD對其執(zhí)行出錯處理。這使得可以減少加熱器的老化，或在未極佳地執(zhí)行TFC的情況下，減少錯誤的數(shù)量。
為更易于理解本實施例的特征，首先，將示意性地描述HDD的整體結(jié)構(gòu)。圖1是示意性地說明根據(jù)本實施例的HDD1的整體結(jié)構(gòu)的框圖。如圖1所示，HDD1包括密封外殼10，容納為記錄盤(記錄介質(zhì))的例子的磁盤11、磁頭滑動器12、臂狀電子設(shè)備(AE)13、主軸馬達(dá)(SPM)14、音圈馬達(dá)(VCM)15、致動器16和溫度傳感器19。
HDD1進(jìn)一步包括固定在外殼10之外的電路板20。在電路板20上，提供IC，包括讀/寫通道(RW通道)21、馬達(dá)驅(qū)動器單元22、包括硬盤控制器(HDC)和MPU(在下文中稱為“HDC/MPU”)的集成電路23以及RAM 24。隨便提一下，上述電路能集成到一個IC中，或通過將電路劃分成多個IC，可以實現(xiàn)每一電路。由HDC/MPU 23接收來自外部主機(jī)51的用戶數(shù)據(jù)，并在通過磁頭滑動器12將用戶數(shù)據(jù)寫入磁盤11前，通過RW通道21和AE 13發(fā)送。另一方面，由磁頭滑動器12讀出磁盤11上存儲的用戶數(shù)據(jù)。該用戶數(shù)據(jù)通過AE 13和RW通道21發(fā)送，然后，從HDC/MPU23輸出到外部主機(jī)51。
磁盤11固定到SPM 14。SPM 14以特定角速度旋轉(zhuǎn)磁盤11。馬達(dá)驅(qū)動器單元22根據(jù)從HDC/MPU 23接收的控制數(shù)據(jù)，驅(qū)動SPM 14。根據(jù)本實施例的磁盤11在兩側(cè)上均具有記錄面。將數(shù)據(jù)寫入記錄面的每一個。對應(yīng)于記錄面的每一個提供磁頭滑動器12。每一磁頭滑動器12包括在磁盤上方飛過的滑動器；以及固定到該滑動器，并在磁信號和電信號之間轉(zhuǎn)換的磁頭元件。根據(jù)本實施例的磁頭滑動器12包括用于TFC的加熱器，其中，加熱導(dǎo)致磁頭元件凸出，以便調(diào)節(jié)磁頭元件和磁盤11之間的間隙(懸浮高度)。稍后，將參考圖2，詳細(xì)地描述磁頭滑動器12的結(jié)構(gòu)。
將每一磁頭滑動器12固定到致動器16的尖端。致動器16連接到VCM 15。致動器16繞樞軸樞軸地移動，使磁頭滑動器12在磁盤11上在其徑向上移動。馬達(dá)驅(qū)動器單元22根據(jù)從HDC/MPU 23接收的控制數(shù)據(jù)(稱為DACOUT)，驅(qū)動VCM 15。應(yīng)注意到所需的磁盤11的數(shù)量是一個或多個，以及在磁盤11的一側(cè)或兩側(cè)上可以形成記錄面。
AE 13從多個磁頭元件12中選擇用來訪問磁盤11的一個磁頭元件12，以及以恒定增益放大由被選磁頭元件12讀取的讀信號，然后，將所放大的信號傳送到RW通道21。另外，AE 13從RW通道21接收寫信號，然后，將寫信號傳送到被選磁頭元件12。此外，AE 13將電流(電功率)提供給加熱器，以及充當(dāng)用于調(diào)節(jié)電流量的調(diào)節(jié)電路。
在讀處理中，RW通道21放大從AE 13提供的讀信號，以至使其振幅保持恒定，然后，從所獲得的讀信號提取數(shù)據(jù)，以執(zhí)行解碼處理。所讀出的數(shù)據(jù)包括用戶數(shù)據(jù)和伺服數(shù)據(jù)。將已經(jīng)解碼的所讀取的用戶數(shù)據(jù)和伺服數(shù)據(jù)提供給HDC/MPU 23。另外，在寫處理中，RW通道21執(zhí)行由HDC/MPU 23提供的寫數(shù)據(jù)的編碼調(diào)制，然后，將編碼調(diào)制后的寫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成寫信號，以將寫信號提供給AE 13。
在HDC/MPU 23中，MPU根據(jù)加載到RAM 24中的微代碼操作。當(dāng)起動HDD1時，不僅將在MPU上操作的微代碼而且將控制和數(shù)據(jù)處理所需的數(shù)據(jù)從磁盤11或ROM(在圖中未示出)加載到RAM 24中。HDC/MPU 23執(zhí)行數(shù)據(jù)處理所需的處理，諸如讀/寫處理控制、命令執(zhí)行順序的管理、通過使用伺服信號的磁頭元件12的定位控制(伺服控制)、接口控制、缺陷控制以及出現(xiàn)錯誤時的ERP。HDC/MPU 23還執(zhí)行HDD1的總控制。特別地，當(dāng)TFC中加熱器的電阻的測量及其測量值指示電阻故障時，則根據(jù)本實施例的HDC/MPU 23執(zhí)行出錯處理。稍后將描述這一點。
接著，將描述根據(jù)本實施例的TFC磁頭滑動器12的結(jié)構(gòu)。圖2是在磁頭滑動器12的出風(fēng)端面(尾側(cè)端面)121附近的局部區(qū)域的截面圖。在圖2中，磁盤11從左到右地旋轉(zhuǎn)。磁頭滑動器12包括磁頭元件122，以及用于支撐磁頭元件122的滑動器123。應(yīng)注意到能將根據(jù)本實施例的TFC應(yīng)用于采用垂直磁記錄的HDD和采用縱向磁記錄的HDD。
磁頭元件122將磁數(shù)據(jù)寫入磁盤11/從磁盤11讀取磁數(shù)據(jù)。磁頭元件122包括讀元件32，以及存在于其尾側(cè)的寫元件31。通過流過寫線圈311的電流，在磁極312的端之間生成磁場。寫元件31是用于通過使用磁場將磁數(shù)據(jù)寫入磁盤11的感應(yīng)元件。讀元件32是磁阻元件。讀元件32包括具有磁各向異性的磁阻元件32a。根據(jù)響應(yīng)來自磁盤11的磁場而改變的電阻值，讀元件32讀出寫入磁盤11的磁數(shù)據(jù)。
通過使用薄膜形成工藝，諸如電鍍、濺射和拋光，在構(gòu)成滑動器123的碳化鋁鈦(AlTiC)基板上形成磁頭元件122。磁阻元件32a夾在磁屏蔽33a、33b間。由絕緣膜313環(huán)繞寫線圈311。另外，磁頭元件122具有環(huán)繞寫元件31和讀元件32的保護(hù)層34(例如由鋁制成)。因此，由保護(hù)層34保護(hù)整個磁頭元件122。在寫元件31和讀元件32附近的區(qū)域，使用薄膜工藝，提供包括由薄膜制成的電阻器的加熱器124。在該例子中，在與磁盤11相對的位置處，在磁頭元件122中形成加熱器124?？梢砸允褂闷履辖鸬谋∧る娮杵骶哂刑畛溆袖X的間隙的彎曲狀形狀的方式，形成加熱器124。
當(dāng)AE 13將電流(提供電功率)提供給加熱器124時，加熱器124的熱量導(dǎo)致磁頭元件122附近的區(qū)域凸出并變形。當(dāng)不加熱該加熱器124時，磁頭滑動器12的ABS表面具有用S1表示的形狀。用C1表示為磁頭元件122和磁盤之間的距離的間隙。圖2用虛線示意性地示例說明當(dāng)加熱該加熱器124時發(fā)現(xiàn)的凸出形狀S2。當(dāng)磁頭元件122接近磁盤11時，間隙C2小于間隙C1。隨便提一下，圖2是原理圖，因此，尺寸關(guān)系不正確。例如，凸出面S2的形狀對應(yīng)于nm(幾毫微米)級別的凸起量。
通過TFC，重復(fù)地擴(kuò)展磁頭元件122。因此，熱膨脹和熱縮導(dǎo)致加熱器124的材料的金屬疲勞。因此，可能發(fā)生對于加熱器124的損壞和由于電遷移的短路。另外，在加熱器124及其周圍構(gòu)件之間的邊界中，由于它們之間的材料的差異，可能產(chǎn)生裂紋。如果加熱器124開路/短路，HDD1不能執(zhí)行TFC，阻止讀/寫用戶數(shù)據(jù)。因此，在加熱器124開路/短路前，要求HDD1檢測存在加熱器124變異常的趨勢，以及響應(yīng)該趨勢執(zhí)行處理。
根據(jù)該實施例的HDD1在預(yù)定定時中測量加熱器124的電阻值。如果電阻值表示預(yù)定故障電阻值，HDD1響應(yīng)故障電阻值，執(zhí)行出錯處理。更具體地說，如圖3的框圖中所示，TFC控制器231控制電阻器124的電阻值的測量，以及在電阻值表示錯誤的情況下，控制出錯處理的執(zhí)行。
通過使用根據(jù)微代碼操作的MPU，以至于MPU充當(dāng)TFC控制器231，或通過組合地使用包括在HDC/MPU 23中的硬件電路的部分和根據(jù)微代碼操作的MPU，可以實現(xiàn)TFC控制器231。另外，HDC/MPU 23充當(dāng)RW處理電路232。典型地，包括在HDC/MPU 23中的硬件電路的部分和根據(jù)微代碼操作的MPU的結(jié)合充當(dāng)RW處理單元232。
TFC控制器231完全地控制HDD1中的TFC。更具體地說，根據(jù)由溫度傳感器19諸如熱敏電阻檢測的檢測溫度(TEMPERATURE)，TFC控制器231將要輸出到加熱器124的輸出值(OUTPUT VALUE)設(shè)置在AE 13的寄存器中。AE 13包括用于驅(qū)動加熱器124的驅(qū)動電路，以及為加熱器124提供設(shè)置輸出值的輸出(HEATER CURRENT)。典型地，AE 13恒流驅(qū)動或恒壓驅(qū)動加熱器124。更具體地說，AE 13為加熱器124提供已經(jīng)由TFC控制器231設(shè)置的恒定電流或電壓。除它們外，AE 13可以驅(qū)動加熱器124，以便輸出變?yōu)楹愣姽β?。隨便提一下，不僅通過溫度而且通過讀/寫處理，來改變到加熱器124的輸出。
TFC控制器231在預(yù)定定時中執(zhí)行加熱器124的電阻值的測量。更具體地說，AE 13包括用于測量加熱器124的電阻值的測量電路。TFC控制器231在指定定時中將AE 13設(shè)置MODESET在測試模式中，以及指示加熱器124的電阻值的測量。通過將設(shè)置數(shù)據(jù)存儲在AE 13的控制寄存器中，TFC控制器231請求AE 13測量電阻值。響應(yīng)從TFC控制器231接收的請求，AE 13測量加熱器124的電阻值。
作為測量加熱器124的電阻值的時間的優(yōu)選例子，TFC控制器231測量在HDD1通電的通電復(fù)位(POR)時的電阻值。在另一情形中，TFC控制器231測量HDD1操作期間的操作時間。當(dāng)測量操作時間到達(dá)預(yù)定時間時，可以開始測量加熱器124的電阻值。除它們外，TFC控制器231可以測量指定溫度區(qū)中關(guān)于操作時間的電阻值。
TFC控制器231能同時或在彼此不同的定時中測量磁頭滑動器12的每一加熱器電阻值。例如，TFC控制器231測量每一磁頭滑動器12的操作時間。當(dāng)每一操作時間達(dá)到預(yù)定設(shè)置時間時，TFC控制器231僅測量懷疑的磁頭滑動器12的加熱器的電阻值。
參考圖4中所示的流程圖，AE 13測量加熱器124的電阻值，然后，將所測量的值存儲在其自己的寄存器中(S11)。TFC控制器231訪問AE 13的寄存器來獲得加熱器的電阻的測量值(RESISTANCE VALUE)。TFC控制器231判斷所獲得的測量電阻值是否落在預(yù)定參考范圍內(nèi)(S12)。如果所測量的電阻值落在參考范圍內(nèi)(S12中為是)，處理結(jié)束，而不執(zhí)行任何其他處理。如果所測量的電阻值在參考范圍外(S12中為否)，TFC控制器231響應(yīng)電阻故障，執(zhí)行出錯處理(S13)。
作為一種出錯處理，TFC控制器231告知主機(jī)51在TFC加熱器124的電阻值中已經(jīng)檢測到異常(電阻故障)(ALERT)。例如，TFC控制器231在HDC/MPU 23中包括的寄存器中，存儲表示電阻故障的檢測的數(shù)據(jù)以及表示其狀態(tài)的數(shù)據(jù)。通過在特定定時中參考寄存器，主機(jī)51能檢測到加熱器的電阻的異常已經(jīng)發(fā)生。
如果加熱器124的電阻值被改變了初始電阻值的10％或更多，TFC控制器231判定電阻故障已經(jīng)產(chǎn)生。優(yōu)選地，作為用于判斷電阻故障是否發(fā)生的參考，從在由電阻故障引起的錯誤發(fā)生之前防止其發(fā)生的觀點看，如果測量值被改變了初始電阻值的5％或更多，TFC控制器231判定電阻故障已經(jīng)發(fā)生。還應(yīng)注意到，還可以響應(yīng)溫度傳感器19的檢測溫度，來校正或改變測量值或初始值。
圖5是說明加熱器的電阻的實際測量值的圖。對多個磁頭滑動器執(zhí)行加速度測試，來測量加熱器124的電阻值的變化。更具體地說，如圖5中所示，當(dāng)逐漸地增加提供給加熱器124的功率時，測量對應(yīng)于所提供的功率的加熱器124的每一電阻值。對多個磁頭滑動器，執(zhí)行測量。
如從圖5中所示的圖理解到，假定每一初始值為100％，電阻值逐漸減小到95％。在此之后，電阻值忽然從95％改變到85％。如果電阻值減小到85％，存在其中斷線導(dǎo)致電阻值變?yōu)闊o窮大的故障模式。因此，在電阻值減小到初始電阻值的90％或更小的區(qū)域中，期望TFC控制器231判定該電阻值為電阻故障，因此向主機(jī)51發(fā)出警告。另外，為增加可靠性，在電阻值減小到95％或更小的區(qū)域中，其中，電阻值開始突然改變，期望至少TFC控制器231判定電阻值是電阻故障。
隨便提一下，至少當(dāng)電阻值為初始值的90％或更小、或95％或更小的范圍時，將每一電阻值判定為電阻故障。因此，例如，也可以配置成將參考值設(shè)置到97％，以及將在97％或更小的范圍中的電阻值判定為電阻故障。然而，為避免頻繁地發(fā)出警告，參考值不太大很重要。因此，利用設(shè)置成90％或95％的參考值，TFC控制器231能將所測量的電阻值與參考值進(jìn)行比較，以及如果所測量的電阻值小于或等于參考值，判定電阻故障已經(jīng)發(fā)生。
作為出錯處理的一個優(yōu)選例子，增加測量加熱器124的電阻值的頻率。TFC控制器231縮短測量電阻值的時間間隔，或在過去還沒有使用的定時中開始測量。例如，如果TFC控制器231在故障判定之前以指定操作時間的間隔執(zhí)行測量，TFC控制器231在故障判定后還在POR中執(zhí)行測量，或縮短用于測量的指定操作時間。這使得可以減小此后會忽視電阻值的突然變化的可能性。
出錯處理的另一優(yōu)選例子涉及控制要輸出到加熱器124的信號的轉(zhuǎn)換速率。為了減緩加熱器124的老化，期望減小要輸出到加熱器124的信號的轉(zhuǎn)換速率。轉(zhuǎn)換速率對應(yīng)于從AE 13到加熱器124的輸出信號的上升速度，或其下降速度。以高轉(zhuǎn)換速率，提供給加熱器124的電流和電壓的上升或下降沿很快。另一方面，以低轉(zhuǎn)換速率，提供給加熱器124的電流和電壓的上升或下降沿很慢。
更具體地說，能利用從當(dāng)AE 13到加熱器124的輸出開始變化時到當(dāng)該變化達(dá)到其飽和值時的時間來表示轉(zhuǎn)換速率。例如，在恒定電流驅(qū)動的上升沿，可以通過使用從當(dāng)AE 13開始提供電流時到當(dāng)電流的值達(dá)到其飽和值時的時間，來定義上升沿處的轉(zhuǎn)換速率。類似地，在恒流驅(qū)動的下降沿，可以通過使用從當(dāng)AE 13的輸出電流開始下降時到當(dāng)輸出電流的值達(dá)到其飽和值時(換句話說，值達(dá)到0電平)時的時間，來定義下降沿處的轉(zhuǎn)換速率。在恒定電流驅(qū)動的情況下，可以通過使用其電壓值來定義轉(zhuǎn)換速率。
如圖3中所示，如果判定電阻故障已經(jīng)發(fā)生，TFC控制器231將較低轉(zhuǎn)換速率值(SLEW RATE)設(shè)置在AE 13的設(shè)置寄存器中。AE 13基于該設(shè)置，以該轉(zhuǎn)換速率將電流/電壓輸出到加熱器124。通過降低轉(zhuǎn)換速率，可以減緩加熱器124的老化。
在另一情況下，期望在特定條件下，在出錯處理中執(zhí)行寫和檢驗處理。在寫和檢驗處理中，在將用戶數(shù)據(jù)寫入磁盤11的記錄面后，執(zhí)行有關(guān)是否已經(jīng)正確地寫入用戶數(shù)據(jù)的檢驗。除傳送到主機(jī)51的通知(警告)外，或在不傳送通知的情況下，HDC/MPU 23執(zhí)行寫和檢驗處理。
當(dāng)改變加熱器124的電阻值時，根據(jù)加熱器124的驅(qū)動方法，改變磁頭元件122的凸起量。更具體地說，在恒定電流驅(qū)動的情況下，電阻值的減小導(dǎo)致加熱器功率減小，導(dǎo)致凸起量減小。另一方面，在恒定電壓驅(qū)動的情況下，電阻值增加導(dǎo)致加熱器功率減小，導(dǎo)致凸起量減小。因此，期望在每個驅(qū)動方法的這些錯誤條件下，HDC/MPU 23執(zhí)行寫和檢驗處理。
更具體地說，參考圖3，如果判定電阻故障已經(jīng)發(fā)生，TFC控制器231將判定結(jié)果告知讀/寫處理單元(RW處理單元)232。RW處理單元232控制和執(zhí)行讀/寫用戶數(shù)據(jù)的處理。在寫處理中，RW處理單元232將從主機(jī)51獲得的用戶數(shù)據(jù)(DATA)臨時存儲在RAM 24中包括的緩沖器241中。在此之后，RW處理單元232從緩沖器241提取用戶數(shù)據(jù)，然后，將該用戶數(shù)據(jù)傳送到RW通道21。已經(jīng)傳送到RW通道21的數(shù)據(jù)通過AE 13傳送到磁頭滑動器12。然后，磁頭滑動器12將數(shù)據(jù)寫在目標(biāo)地址(扇區(qū))處。在讀處理中，RW處理單元232將從RW通道21獲得的用戶數(shù)據(jù)存儲在緩沖器241中。在此之后，RW處理單元232從緩沖器241提取用戶數(shù)據(jù)，然后，將用戶數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)51。
已經(jīng)被告知電阻故障的RW處理單元232在預(yù)定條件下執(zhí)行寫和檢驗處理。期望如果由溫度傳感器19檢測的溫度低于或等于預(yù)定參考溫度，則執(zhí)行寫和檢驗處理。這是因為在低溫區(qū)域中，可能存在數(shù)據(jù)寫的缺陷，特別是，在寫的早期階段，可能出現(xiàn)不良重寫，而寫和檢驗處理可能導(dǎo)致HDD1的性能降低。
在寫和檢驗處理中，RW處理單元232將用戶數(shù)據(jù)寫入磁盤11，然后，通過磁頭元件12讀出寫數(shù)據(jù)。RW處理單元232將從RW通道21獲得的讀數(shù)據(jù)與緩沖器241中存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以便檢驗是否已經(jīng)將用戶數(shù)據(jù)正確地寫入磁盤11。如果還沒有正確地寫入用戶數(shù)據(jù)，那么RW處理單元232再次執(zhí)行寫處理。隨便提一下，實際上將從磁盤11讀出的數(shù)據(jù)是全部或部分寫入數(shù)據(jù)。因為在寫的早期階段中出現(xiàn)許多錯誤，通過僅比較在早期階段中寫入的數(shù)據(jù)部分，也可以進(jìn)行寫判定。應(yīng)注意到也可以不管環(huán)境溫度地執(zhí)行寫和檢驗處理。
與上述電阻變化相反，在恒定電流驅(qū)動的情況下，電阻值的增加導(dǎo)致加熱器功率增加，導(dǎo)致凸起量增加。另一方面，在恒定電壓驅(qū)動的情況下，電阻值減少導(dǎo)致加熱器功率增加，其導(dǎo)致凸起量增加。因此，在每個驅(qū)動方法的這些電阻錯誤情況下，期望降低將提供給加熱器24的電流或電壓的值。隨便提一下，如果電阻值無窮大(電阻值大于或等于參考值)，這表示已經(jīng)出現(xiàn)開路狀態(tài)。因此，加熱器124不工作。因此，即使在這種情況下，期望如上所述執(zhí)行寫和檢驗處理。
在上述例子中，TFC控制器231僅參考測量電阻值來確定是否應(yīng)當(dāng)執(zhí)行出錯處理。然而，不僅參考測量值而且參考其他條件是優(yōu)選模式的一個。在優(yōu)選模式的一個中，TFC控制器231參考已經(jīng)讀出的用戶數(shù)據(jù)的出錯率。
如在圖6的框圖中所示，包括在RW處理單元232中的ECC處理單元233對用戶數(shù)據(jù)執(zhí)行ECC處理。在寫操作時，ECC處理單元233將ECC(錯誤檢驗碼)添加到從主機(jī)51接收的數(shù)據(jù)。已經(jīng)增加ECC的數(shù)據(jù)被傳送到RW通道21。另外，在讀處理時，ECC處理單元233通過使用從RW通道21傳送的數(shù)據(jù)的ECC，執(zhí)行錯誤校正處理，然后，將已經(jīng)經(jīng)受錯誤校正處理的數(shù)據(jù)存儲在緩沖器241中。
在讀處理時的錯誤校正處理中，ECC處理單元233計算出錯率，更具體地說，每碼字的校正位數(shù)(出錯位數(shù))。TFC控制器231從ECC處理單元獲得表示該出錯率的數(shù)據(jù)，然后，根據(jù)該數(shù)據(jù)，確定是否應(yīng)當(dāng)執(zhí)行出錯處理。更具體地說，TFC控制器231識別相對于出錯率的初始值的出錯率的變化。然后，響應(yīng)該變化，TFC控制器231確定是否應(yīng)當(dāng)執(zhí)行出錯處理。例如，在運(yùn)送之前的制造階段，可以將初始值記錄在HDD1中。
參考圖7所示的流程圖描述本發(fā)明的優(yōu)選方面的一個。TFC控制器231使用對應(yīng)于每個測量電阻值的兩個參考范圍。例如，TFC控制器231定義范圍小于5％的電阻值的變化為第一參考范圍。另外，TFC控制器231定義范圍小于2％的電阻值的變化為第二參考范圍。其中，第二參考范圍窄于第一參考范圍。參考圖6，當(dāng)AE 13測量加熱器的電阻值時(S21)，TFC控制器231判定所測量的電阻值是否落在第一參考范圍內(nèi)。換句話說，TFC控制器231判定所測量的電阻值是否改變了初始值的5％或更大(S22)。如果電阻值已經(jīng)改變了5％或更多(在S22中為否)，則TFC控制器231判定應(yīng)當(dāng)執(zhí)行出錯處理。因此，HDC/MPU 23執(zhí)行出錯處理(S25)。
如果判定所測量的電阻值落在第一參考范圍中，換句話說，如果電阻值的變化小于5％(在S22中為是)，那么，TFC控制器231判斷所測量的電阻值是否落在第二參考范圍中(小于2％)(S23)。如果電阻值的變化落在第二參考范圍中，換句話說，如果測量電阻值的變化小于2％，處理結(jié)束，而不執(zhí)行出錯處理(S25)。這是因為由該變化判斷，認(rèn)為加熱器124的測量誤差在正常范圍內(nèi)。
如果電阻值的變化未落在第二參考范圍內(nèi)，換句話說，如果測量電阻值的變化為2％或更大，并且小于5％，那么，TFC控制器231參考出錯率。TFC控制器231根據(jù)初始值識別出錯率的變化，然后判斷出錯率變得更糟的程度是否是預(yù)定參考值或更大(S24)。如果出錯率的變化落在參考范圍中(S24中為是)，那么處理結(jié)束，而不執(zhí)行出錯處理(S25)。如果判定出錯率已經(jīng)變得更糟的程度大于或等于參考值(S24中為否)，那么HDC/MPU 23執(zhí)行出錯處理(S25)。
如上所述，通過不僅參考電阻值而且參考出錯率，可以更可靠和更精確地檢測加熱器24的電阻故障。特別地，通過將多個參考范圍用于每一電阻值，以及通過參考中等參考范圍中的出錯率，可以在加熱器124開路/短路發(fā)生之前防止其發(fā)生。順便提一下，代替使用直接表示出錯率或出錯率變化的數(shù)據(jù)，TFC控制器231也可以通過使用間接表示出錯率的數(shù)據(jù)，來參考出錯率。此外，出錯率或參考范圍也可以基于溫度條件進(jìn)行校正。以相同的方式還處理用戶數(shù)據(jù)的下述讀振幅。
作為另一優(yōu)選模式，TFC控制器231不僅參考所測量的電阻值，而且參考用戶數(shù)據(jù)的讀振幅。通過從AE 13的寄存器獲得振幅值，或通過獲得VGA(可變增益放大器)的增益值(圖6中所示的VGA)，TFC控制器231能檢測讀振幅。TFC控制器231識別在加熱器124的所測量的電阻值中的變化是否與讀振幅中的變化在相同方向上。如果這些變化在相同方向中，則TFC控制器231判定應(yīng)當(dāng)執(zhí)行出錯處理。
例如，在恒流驅(qū)動器的情況下，加熱器的電阻增加意味著間隙減小。因此，預(yù)期讀振幅將增加。另一方面，加熱器的電阻減小意味著間隙增加。因此，預(yù)期讀振幅將減小。
在恒定電壓驅(qū)動的情況下，加熱器的電阻增加意味著間隙增加。因此，預(yù)期讀振幅將減小。另一方面，加熱器的電阻減小意味著間隙減小。因此，預(yù)期讀振幅將增加。TFC控制器231將例如在制造階段中寄存的讀振幅的初始值與測量值進(jìn)行比較。根據(jù)結(jié)果，TFC控制器231能識別變化的方向，以及變化量。
在加熱器驅(qū)動方法的每一個中，當(dāng)加熱器的電阻的變化方向與讀振幅的變化方向相同時，TFC控制器231判斷電阻故障正在發(fā)生。優(yōu)選地，如通過參考出錯率的判斷的情形，TFC控制器231具有對應(yīng)于每個電阻值的多個參考范圍。在落在范圍之一內(nèi)的電阻值的判斷中，TFC控制器231還同時參考讀振幅。將參考圖8中所示的流程圖來描述具體處理方法。
在圖8中，從步驟S31到步驟S33的過程與圖7所示的從步驟S21至步驟S23類似。如果電阻值的變化超出第二參考范圍(S23中為否)，那么，TFC控制器231參考讀振幅來判斷讀振幅是否落在參考范圍內(nèi)(S34)。例如，RW通道21獲得VGA增益值，然后，TFC控制器231將VGA增益值與初始值進(jìn)行比較，以判斷VGA增益值的變化是否落在參考范圍內(nèi)。如上所述，參考范圍根據(jù)加熱器124的驅(qū)動方法而改變。另外，根據(jù)電阻值的變化方向，換句話說，根據(jù)電阻值減小還是增加，該范圍變化。如果讀振幅的變化落在參考范圍內(nèi)(S34為是)，處理結(jié)束，而不執(zhí)行出錯處理。如果讀振幅的變化不在參考范圍內(nèi)(S34為否)，HDC/MPU23執(zhí)行出錯處理(S35)。
更具體地說，在恒定電流驅(qū)動的情況下，當(dāng)加熱器的電阻增加時，如果讀振幅增加到或高于參考值，TFC控制器231判定電阻故障已經(jīng)發(fā)生。另一方面，當(dāng)加熱器的電阻減小時，如果讀振幅減小到或低于參考值，TFC控制器231判斷電阻故障已經(jīng)發(fā)生。在恒定電壓驅(qū)動的情況下，當(dāng)加熱器的電阻增加時，如果讀振幅減小到或低于參考值，TFC控制器231判定電阻故障已經(jīng)發(fā)生。另一方面，當(dāng)加熱器的電阻減小時，如果讀振幅減小到或低于參考值，或如果讀振幅增加到或高于參考值，TFC控制器231判定電阻故障已經(jīng)發(fā)生。
到現(xiàn)在為止，已經(jīng)將優(yōu)選實施例作為例子，描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限于上述實施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能在本發(fā)明的范圍內(nèi)，易于對上述實施例每一要素進(jìn)行改進(jìn)、添加和更改。例如，也可以將TFC的上述例子的每一個應(yīng)用于每個設(shè)有僅包括讀元件或?qū)懺拇蓬^滑動器的HDD，或除HDD之外的盤驅(qū)動器。
附圖標(biāo)記說明1 硬盤驅(qū)動器10 外殼11 磁盤12 磁頭滑動器14 主軸馬達(dá)15 音圈馬達(dá)16 致動器19 溫度傳感器
20 電路板21 讀/寫通道22 馬達(dá)驅(qū)動器單元23 硬盤控制器/MPU31 寫元件32 讀元件32a 磁阻元件33a，33b 屏蔽34 保護(hù)層51 主機(jī)121 尾側(cè)端面122 磁頭元件123 滑動器124 加熱器231 TFC控制器232 讀/寫處理單元241 緩沖器311 寫線圈312 磁極313 絕緣膜
權(quán)利要求
1.一種盤驅(qū)動器，包括滑動器，在旋轉(zhuǎn)盤上方飛過；位于該滑動器處的磁頭元件；加熱器，使用熱膨脹來致使磁頭元件凸出，以便調(diào)節(jié)磁頭元件與盤之間的間隙，該加熱器位于滑動器處；測量電路，用于在預(yù)定定時中測量加熱器的電阻值；以及控制器，用于參考所測量的電阻值來判斷加熱器的電阻故障是否發(fā)生，以及如果判定電阻故障已經(jīng)發(fā)生，則響應(yīng)電阻故障，執(zhí)行出錯處理。
2.如權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動器，其中，在出錯處理中，控制器將加熱器的電阻故障告知主機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動器，其中，在出錯處理中，控制器檢驗已經(jīng)由磁頭元件寫入的用戶數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的盤驅(qū)動器，進(jìn)一步包括溫度傳感器，其中如果由溫度傳感器檢測的溫度低于或等于參考溫度，則控制器檢驗已經(jīng)由磁頭元件寫入的用戶數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求3所述的盤驅(qū)動器，其中，恒流驅(qū)動所述加熱器；以及如果加熱器的電阻值的減小在參考范圍之外，控制器檢驗已經(jīng)由磁頭元件寫入的用戶數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求3所述的盤驅(qū)動器，其中，恒壓驅(qū)動所述加熱器，以及如果加熱器的電阻值的增加在參考范圍之外，控制器檢驗已經(jīng)由磁頭元件寫入的用戶數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動器，其中，在出錯處理中，控制器增加測量加熱器的電阻值的頻率。
8.如權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動器，其中，在出錯處理中，控制器減小將輸出到加熱器的信號的轉(zhuǎn)換速率。
9.如權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動器，其中，如果加熱器的電阻值被改變了預(yù)定值的10％或更多，控制器判斷加熱器的電阻故障已經(jīng)發(fā)生。
10.如權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動器，其中，控制器進(jìn)一步參考磁頭元件的讀振幅來判斷加熱器的電阻故障是否已經(jīng)發(fā)生。
11.如權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動器，其中，控制器進(jìn)一步參考由磁頭元件讀出的數(shù)據(jù)的出錯率來判斷加熱器的電阻故障是否已經(jīng)發(fā)生。
12.如權(quán)利要求10所述的盤驅(qū)動器，其中，如果加熱器的電阻值在參考范圍之外，控制器執(zhí)行出錯處理；而如果加熱器的電阻值落在參考范圍內(nèi)，以及如果讀振幅的變化在參考值之外，控制器執(zhí)行出錯處理。
13.如權(quán)利要求11所述的盤驅(qū)動器，其中，如果加熱器的電阻值在參考范圍之外，控制器執(zhí)行出錯處理；以及如果加熱器的電阻值落在參考范圍中，以及出錯率的變化在參考值之外，控制器執(zhí)行出錯處理。
14.一種盤驅(qū)動器的控制方法，該盤驅(qū)動器包括滑動器，在旋轉(zhuǎn)盤上方飛過；位于該滑動器處的磁頭元件；加熱器，使用熱膨脹來使磁頭元件凸出，以便調(diào)節(jié)磁頭元件與盤之間的間隙，該加熱器位于滑動器處；該控制方法包括步驟在預(yù)定定時中測量加熱器的電阻值；參考所測量的電阻值來判斷加熱器的電阻故障是否發(fā)生，以及如果判定電阻故障已經(jīng)發(fā)生，響應(yīng)電阻故障，執(zhí)行出錯處理。
全文摘要
本發(fā)明的目的是減小由用于調(diào)節(jié)磁頭和盤之間的間隙的加熱器的老化損壞而引起的錯誤數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，TFC控制器231在預(yù)定定時中執(zhí)行加熱器124的電阻值測量。TFC控制器231判斷所測量的電阻值是否落在預(yù)定參考范圍內(nèi)。如果測量電阻值落在參考范圍內(nèi)，處理結(jié)束而不執(zhí)行任何其他處理。如果測量電阻值不在參考范圍中，TFC控制器231響應(yīng)電阻故障，執(zhí)行出錯處理。作為出錯處理的一個，TFC控制器231將在TFC加熱器124的電阻值中檢測到的異常(電阻故障)告知主機(jī)51(告警)。
文檔編號G11B21/21GK101064171SQ20071010191
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者佐藤典明, 大澤豐三, 永野有美, 三宅晃司, 宇治義明, 栗田昌幸 申請人:日立環(huán)球儲存科技荷蘭有限公司