专利名称：用于硬盘驱动器的震动引发的清洁的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及数据存储器件领域。
背景技术：
硬盘驱动器几乎用于所有计算机系统操作中。事实上，没有某类型的硬盘驱动器存储最基本的计算信息例如引导操作、操作系统、应用程序等，大多数计算系统不能运行。通常，硬盘驱动器是可移去或不可移去的器件，但是没有它计算系统通常不能运行。
常规硬驱动器单元包括以基本恒定的旋转速度旋转的存储盘或硬盘。致动器臂或滑块被用以伸出到盘之上。该臂具有包括悬臂、挠曲件、以及携载读/写元件的滑块的头万向节组件(HGA)。
运行时，硬盘通过具有中心驱动毂(hub)的主轴马达组件(spindle motorassembly)以设定速度旋转。此外，盘上有以已知间距均匀间隔开的道(track)。当接收到读特定部分或道的请求时，硬驱动器的致动器和伺服系统通过臂将头对准于特定道位置之上，该头从盘读取信息。以相同方式，当接收到写特定部分或道的请求时，硬盘通过臂将头对准于特定道位置之上，该头写信息到该盘。
为了减少对硬盘驱动器的精密部件的损坏，进行了大量努力来在尽可能最洁净的环境条件中制造硬盘驱动器。然而，尽管进行了许多努力，硬盘驱动器在制造工艺期间被粒子污染并不罕见。因此，在盘驱动器的正常运行期间，由于公知的范德瓦耳斯和粘附效应，粒子会积聚在头堆叠组件(HSA)和/或头万向节组件(HGA)上。然而，这些积聚的粒子在硬盘驱动器的运送和/或安装期间能被敲击松散。然后这些粒子会污染硬盘驱动器的头/盘界面并导致无法补救的损坏。
发明内容
因此，需要驱除积聚在头万向节组件和头堆叠组件上的粒子。在满足上述需要的同时，捕获那些被驱除的粒子从而防止将来对硬盘驱动器的污染是有利的。
本发明的实施例提供一种新颖的方法和系统，其能够驱除已经积聚在硬盘驱动器的头万向节组件和/或头堆叠组件上的粒子。此外，本发明的实施例能有利地捕获那些被驱除的粒子从而防止将来对硬盘驱动器的污染。
本发明的实施例描述一种从磁头支承组件(例如硬盘驱动器的头万向节组件和头堆叠组件)去除粒子的方法。在一个实施例中，该磁头支承组件的加载/卸载操作被初始化。通过移动该磁头支承组件跨过该硬盘驱动器的加载/卸载坡道(ramp)的物理特征(例如隆起、孔或其结合)，粒子被从该磁头支承组件驱除。这导致磁头支承组件在基本垂直于其移动的法向面的方向上的加速度，其驱除所述粒子。然后所述粒子在硬盘驱动器的盘组(disk pack)的旋转产生的气流中被传送远离该磁头支承组件。
根据本发明的实施例，粒子的驱除通过增加供给到该磁头支承组件的音圈马达的电流而被进一步增强。这样做时，该磁头支承组件被更快地拉动跨过该加载/卸载坡道的隆起和/或孔。这导致该磁头支承组件的更大加速度，其进一步促进了驱除粒子。因此，在本发明的实施例中，使该磁头支承组件与该硬盘驱动器的碰撞停止件(crash stop)碰撞。该撞击进一步从该磁头支承组件驱除粒子。
在本发明的实施例中，运行期间被驱除的粒子在该硬盘驱动器的盘组产生的气流中被传送。当该气流通过该硬盘驱动器的空气过滤器时，粒子被有利地去除。
包括在说明书中并形成说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，且与说明文字一起用来解释本发明的原理。除非特别指出，说明文字中提到的附图应被理解为未按比例绘制。
图1是根据本发明的实施例的磁硬盘存贮器(file)或盘驱动器的一个图2是根据本发明另一实施例从硬盘驱动器的磁头支承组件去除粒子的方法的流程图。
图3是根据本发明另一实施例的示例性磁头支承组件的顶视图。
图4是根据本发明另一实施例的示例性磁头支承组件的侧视图。
图5是根据本发明的实施例的硬盘驱动器的示例性加载/卸载坡道组件的侧视图。
图6更详细地示出根据本发明的实施例的硬盘驱动器的加载/卸载坡道的示例性物理特征。
图7示出根据本发明的实施例的加载/卸载坡道的各种物理特征的构型。
具体实施例方式
现在将详细参考本发明的实施例，其示例示于附图中。虽然将结合下面的实施例描述本发明，但是应理解，它们无意将本发明限制到仅这些实施例。相反，本发明试图覆盖包括在所附权利要求定义的本发明的思想和范围内的替代、修改和等价物。此外，为了提供对本发明的彻底理解，在下面对本发明的详细描述中，阐述了许多特定细节。然而，可以实践本发明的实施例而没有这些特定细节。在另一些情况下，公知的方法、工序、部件和电路未被详细描述，以避免不必要地模糊本发明的概念。
现在参考图1，示出根据本发明的实施例的磁硬盘存贮器或驱动器100的一个实施例的透视图。驱动器100具有容纳盘组的外壳或基座113，盘组具有至少一个介质或磁盘102。盘或多个盘102通过具有定义盘(多个盘)102的旋转轴的中心驱动毂117的主轴马达组件被旋转(见箭头141)。致动器，也称为“头堆叠组件”，包括绕枢转组件123可动或可枢转地安装到基座113的梳形式的多个平行致动器臂105(示出一个)。未示出的控制器也安装到基座113用于相对于盘102选择性地移动臂105的梳。
在所示实施例中，每个臂105具有从其延伸的至少一个悬伸的负载梁和悬臂106。磁读/写换能器(transducer)或头安装在滑块101上且固定到柔性安装于每个悬臂106的挠曲件(flexure)。读/写换能器从盘102磁地读取数据和/或磁地写数据到盘102。称为头万向节组件(HGA)的集成的水平(thelevel of integration)通常包括读/写头、滑块101以及悬臂106。滑块101通常接合到悬臂106的末端。头可以是皮可(pico)尺寸(例如约1245×1000×300微米)且由陶瓷或金属间化合物材料(intermetallic material)形成。头还可以是“飞(femto)”尺寸(约850×700×230微米)且可以通过悬臂106倚着盘102的表面被预加载(在2到10克的范围)。为了本发明的目的，术语“磁头支承组件”通常指包括上述头堆叠组件和头万向节组件的集成水平。
悬臂106具有类弹簧品质，其偏置或驱使滑块101的气垫面倚着盘102，从而使滑块101在驱动器100正常运行时离盘以精确距离飞行。致动器104(例如音圈马达)也安装到臂105，与头万向节组件相对。致动器104通过控制器的移动沿跨盘102上的道的径向弧移动头万向节组件，直到读/写换能器位于期望的数据道之上。头万向节组件以常规方式操作且通常彼此一致地移动，除非驱动器100使用多个独立的致动器(未示出)，其中臂能够彼此独立地运动。加载/卸载坡道110与外壳113耦接，用来当驱动器100开始运行时将头加载到盘组上且当驱动器100的操作终止时将头从盘组卸载。
图2是根据本发明另一实施例从硬盘驱动器的磁头支承组件去除粒子的方法200的流程图。在图2的步骤210中，磁头支承组件的加载/卸载操作沿第一方向初始化。在本发明的实施例中，加载/卸载操作可以由于硬盘驱动器100的正常启动或关闭操作而被初始化。在另一实施例中，加载/卸载操作可响应于硬盘驱动器100执行的诊断功能(diagnostic function)例如自监视和报告技术(SMART)算法而被初始化。在另一实施例中，加载/卸载操作可以作为硬盘驱动器100的制造工艺中的步骤被初始化。
在图2的步骤220中，通过移动磁头支承组件越过硬盘驱动器的加载/卸载坡道的物理特征，其引起磁头支承组件沿第二方向的加速度，粒子被从磁头支承组件驱除。如下面将详细描述的，本发明的实施例利用引入到加载/卸载坡道的物理特征来引起磁头支承组件的加速度。在本发明的实施例中，此加速度沿着基本垂直于磁头支承组件在加载/卸载操作期间正常运行的方向。这样做时，产生足够的力来驱除已经积聚在磁头支承组件上的粒子。注意，在本发明的实施例中，仅部分磁头支承组件可沿此方向被加速。
在本发明的实施例中，粒子的驱除可通过使磁头支承组件碰撞到硬盘驱动器的碰撞停止件而被加强。换言之，由碰撞导致的磁头支承组件的突然减速会促进驱除积聚的粒子。在本发明的实施例中，此碰撞的效果可通过增加供给到控制磁头支承组件的马达(例如致动器104)的电流而被加强。换句话说，更多电流施加到致动器104从而使他以更大的力撞击碰撞停止件。在本发明的实施例中，控制电流使得磁头支承组件在撞击碰撞停止件之后不会从其反弹。此外，控制电流从而当移动越过加载/卸载坡道时盘驱动器的头万向节组件不被损坏。
在图2的步骤230中，粒子在硬盘驱动器的盘组的旋转产生的气流中被传送远离磁头支承组件。在本发明的实施例中，所驱除的粒子被传送远离磁头支承组件到达空气过滤器，空气过滤器从气流中去除粒子。通常，由于盘组旋转产生的离心力和相应的气流，粒子不会污染头/盘界面。
本发明的实施例便于去除已积聚在磁头支承组件上的粒子而无需对现有部件进行大的重新设计，或者对硬盘驱动器的制造工艺的显著改变。因此，本发明的实施例提供有利地改善硬盘驱动器的可靠性和使用寿命的成本有效的方法。
图3是根据本发明的实施例的示例性磁头支承组件300的顶视图。如上面参考图1所述，磁头支承组件300包括与悬臂106耦接的致动器臂105。磁读/写头(未示出)耦接到其上的滑块体101也与悬臂106耦接。致动器臂105绕枢轴组件123旋转且还包括梳301，也称为“轭(yoke)”，其保持线圈302。线圈302包括为磁头支承系统300提供电动势(electromotive force)的音圈马达部件。注意，存在各种可用于本发明的实施例的线圈设计，包括共模线圈(co-molded coil)和接合线圈(bonded coil)。
图3还示出碰撞停止件304，其参考盘组的外直径和加载/卸载坡道310限制磁头支承组件300的运动范围。在本发明的实施例中，当磁头支承系统移动到位时，加载/卸载坡道310与接片303接合。然后碰撞停止件304限制磁头支承组件300的运动以防止由于过旋转(over-rotation)引起的损坏。控制器305通过耦接306提供控制信号到线圈302。
图4是根据本发明的实施例的示例性磁头支承组件300的侧视图。在图4中，多个致动器臂105a-e绕枢轴组件123耦接。通常，间隔件(例如401a-c)置于单独的致动器臂105之间以提供适合盘组的各盘之间的间隔。图4还示出梳301和线圈302，梳301也用作致动器臂105c和105d之间的间隔。注意，虽然图4的实施例示出堆叠的臂组件，但是本发明的实施例也适于与一片(例如浇铸或机械加工的)致动器梳使用。与每个致动器臂105耦接的是至少一个单独的悬臂106。如图4所示，由于致动器臂关于盘组102的相对布置，顶致动器臂105a和底致动器臂105e仅与单个悬臂(例如分别为悬臂106a和106h)耦接。
图5是根据本发明实施例的硬盘驱动器的示例性加载/卸载坡道组件500的侧视图。在图5的实施例中，加载/卸载坡道组件500包括与支承区510耦接的多个臂(例如501、502、503、504、505、506、507、508)。在本发明的实施例中，加载/卸载坡道组件500通过支承区510与外壳113连接。
在图5的实施例中，每个臂还包括坡道区(例如501a、502a、503a、504a、505a、506a、507a、508a)，当磁头支承组件300沿箭头520所示方向旋转时，坡道区接合各悬臂的接片(tab)303。这样做时，各滑块和磁读/写头移动远离其磁盘表面。
在图5的实施例中，加载/卸载坡道组件500的每个臂还包括物理特征(例如501b、502b、503b、504b、505b、506b、507b、508b)，用于当加载/卸载操作被初始化时导致磁头支承组件300的头万向节组件沿与箭头520的方向基本垂直的方向(例如箭头530和540)的加速度。如此这般，物理特征501b、502b、503b、504b、505b、506b、507b、508b引起磁头支承组件300的振动或震动，其驱除已经附着到磁头支承组件300上的粒子。换句话说，当HGA的接片之一(例如303)经过一个物理特征时，HGA的振动或震动驱除已经吸附到磁头支承组件300的粒子。
在本发明的实施例中，从磁头支承组件300去除的粒子进入驱动器100运行时盘组102产生的气流中并被传送远离磁头支承组件300。通常，气流遵循盘行进的方向(例如图1的141)。在本发明的实施例中，然后这些粒子通过过滤器120有利地从气流被去除。
在本发明的实施例中，磁头支承组件300经过物理特征的速度能通过控制施加到音圈磁体组件(例如图3的线圈302)的电流量而被控制。因此，如果需要更大的振动时，更大量的电流传到音圈磁体组件从而增大磁头支承组件300沿箭头520所示方向的速度。如果需要减小磁头支承组件300沿箭头520所示方向的速度(例如为了减小磁头支承组件的部件损坏的可能性)，供给音圈磁体组件的电流量可被减小。
在本发明的实施例中，粒子从磁头支承组件300的额外去除可通过有目的地使其与碰撞停止件304碰撞来实现。结果，当磁头支承组件300与碰撞停止件304碰撞时，经过物理特征501b-508b时未被去除的吸附到磁头支承组件300的粒子可以从磁头支承组件300被驱除。如上所述，供给到音圈马达的电流量可以改变从而增大或减小磁头支承组件300撞击碰撞停止件的力的大小。例如，如果磁头支承组件300以太大的力撞击碰撞停止件，它会从碰撞反弹且弹回到盘组102的表面上。因此，在本发明的实施例中，控制器305可用来控制加载、或卸载磁头支承组件300到/从盘组102时磁头支承组件300的速度。此外，如上所述，本发明的实施例可作为盘驱动器100的制造工艺中的一个步骤被实施，从而吸附到磁头支承组件300的粒子可以在运输之前被去除。此外，本发明的实施例可以在每次磁头支承组件300从加载/卸载坡道组件500加载/卸载时或者由于运行SMART算法而被实施。
图6更详细地示出根据本发明的实施例的加载/卸载坡道501的示例性物理特征501a。如图6所示，物理特征501a包括一系列隆起图案601，当磁头支承组件300沿箭头520所示方向移动时，其可以接合接片304之一。当这发生时，磁头支承组件300开始振动，其能够驱除已经被吸附到磁头支承组件300的粒子。注意，虽然图6的实施例示出物理特征501a具有锯齿状外观，但是在本发明的实施例中物理特征501a可以被不同地构造。例如，如图7所示，物理特征501b可以构造为一系列圆形突起的图案，其突出在坡道臂501的表面之上(例如701、702和703)。在另一实施例中，物理特征501b可构造为一系列突起(例如710和711)，其具有至少一个凹陷(例如分别为710a和711a)且突出在坡道臂501的表面之上。在另一实施例中，物理特征501b包括从坡道臂501表面向下延伸的一系列凹陷(例如720、721和722)。注意，所示构造是示例性的且本发明的实施例不限制于这些构造。此外，值得注意的是物理特征501b的隆起/凹陷之间的间隔可以被选择以实现磁头支承组件的HGA的更高或更低振动频率。
描述了本发明的优选实施例，用于硬盘驱动器的震动引发的清洁。虽然以特定实施例描述了本发明，但是应理解，本发明不应被理解为局限于这些实施例，而是应根据所附权利要求来理解本发明。
权利要求
1.一种从硬盘驱动器的磁头支承组件去除粒子的方法，所述方法包括沿第一方向开始所述磁头支承组件的加载/卸载操作；移动所述磁头支承组件越过所述硬盘驱动器的加载/卸载坡道的物理特征从而沿与所述第一方向基本垂直的第二方向加速所述磁头支承组件的头万向节组件以从所述磁头支承组件驱除所述粒子；以及在所述硬盘驱动器的至少一个磁盘的旋转所产生的气流中传送所述离子远离所述磁头支承组件。
2.如权利要求1所述的方法，还包括使所述磁头支承组件撞击碰撞停止机构从而进一步驱除所述粒子。
3.如权利要求1所述的方法，还包括从所述气流去除所述粒子。
4.如权利要求3所述的方法，还包括用过滤器过滤所述气流以去除所述粒子。
5.如权利要求1所述的方法，还包括通过控制供给到与所述磁头支承组件耦接的马达的电流来控制所述磁头支承组件的所述头万向节组件沿所述第二方向的加速度。
6.如权利要求1所述的方法，还包括通过控制供给到与所述磁头支承组件耦接的马达的电流来控制所述磁头支承组件的所述头万向节组件沿所述第一方向的速度。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述物理特征选自主要包括所述加载/卸载坡道的表面之上的突起；以及所述加载/卸载坡道的所述表面之下的凹陷的组。
8.一种数据存储器件，包括外壳；盘组，安装到该外壳且包括可相对于该外壳旋转的至少一个盘，该盘组定义旋转轴和相对于该轴的径向方向；磁头支承组件，安装到该外壳且沿垂直于所述旋转轴的第一方向可动；以及加载/卸载坡道，安装到该外壳且包括至少一个物理特征，用于沿基本垂直于所述第一方向的第二方向移动所述磁头支承组件的头万向节组件以从所述磁头支承组件驱除粒子到所述盘组产生的气流中。
9.如权利要求8所述的数据存储器件，还包括用于停止所述磁头支承组件沿所述第一方向的移动的碰撞停止机构，且其中所述停止促进粒子从所述磁头支承组件被驱除。
10.如权利要求8所述的数据存储器件，还包括过滤器，用于从所述气流去除所述粒子。
11.如权利要求8所述的数据存储器件，还包括与所述磁头支承组件耦接的马达，且其中通过控制供给到与所述磁头支承组件耦接的马达的电流，所述磁头支承组件的所述磁头万向节组件沿所述第二个方向被加速。
12.如权利要求11所述的数据存储器件，其中所述磁头支承组件的所述头万向节组件沿所述第一方向的速度通过限制供给到所述马达的电流而被控制。
13.如权利要求8所述的数据存储器件，其中所述物理特征选自主要包括所述加载/卸载坡道的表面之上的突起；以及所述加载/卸载坡道的所述表面之下的凹陷的组。
14.一种硬盘驱动系统，包括盘组，包括至少一个硬盘；加载/卸载装置，用于当不运行时将所述硬盘驱动系统的磁头支承组件从与所述盘组的接触移开；以及加速装置，与所述加载/卸载装置耦接，用于引起所述磁头支承组件的头万向节组件沿平行于所述盘组的旋转轴的方向的加速度，其中所述加速度促进粒子从所述磁头支承组件进入由所述盘组的旋转产生的气流。
15.如权利要求14所述的硬盘驱动系统，还包括马达装置，用于使所述磁头支承系统撞击所述硬盘驱动系统的碰撞停止件，其中所述撞击还促进粒子从所述磁头支承组件进入由所述盘组的旋转所产生的气流。
16.如权利要求15所述的硬盘驱动系统，还包括与所述马达装置耦接的电流控制装置，用于通过控制施加给所述马达装置的电流来限制所述磁头支承组件的所述头万向节组件的所述加速度。
17.如权利要求16所述的硬盘驱动系统，其中所述电流控制装置还通过控制施加到所述马达装置的电流来限制所述磁头支承系统到所述碰撞停止件的碰撞。
18.如权利要求14所述的硬盘驱动系统，还包括用于从所述气流去除所述粒子的装置。
19.如权利要求18所述的硬盘驱动系统，其中用于去除的所述装置包括空气过滤器。
20.如权利要求14所述的硬盘驱动系统，其中所述加速装置选自主要包括从所述加载/卸载装置的表面的突起；以及所述加载/卸载装置的表面中的凹陷的组。
全文摘要
本发明的实施例涉及一种从硬盘驱动器的磁头支承组件去除粒子的方法。在一个实施例中，磁头支承组件的加载/卸载操作被初始化。通过移动磁头支承组件越过硬盘驱动器的加载/卸载坡道的物理特征，粒子被从磁头支承组件驱除。这引起了磁头支承组件沿基本垂直于其移动法向面的方向的加速度，其驱除了所述粒子。然后粒子在硬盘驱动器的盘组的旋转所产生的气流中被传送远离磁头支承组件。
文档编号G11B5/41GK1956093SQ20061014240
公开日2007年5月2日 申请日期2006年10月24日 优先权日2005年10月24日
发明者诺伯特·A·费利斯, 卡尔·A·费莱克西格, 唐纳德·R·吉利斯, 西尔维亚·L·李 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司