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    • 专利摘要:
    Es wird ein Festplattenlaufwerk beschrieben, das eine magnetische Aufzeichnungsplatte mit einer sicheren Zone aufweist. Eine Oberflächentextur der sicheren Zone veranlaßt den Kopf, dort in einer größeren Höhe zu fliegen als über Datenzonen der Platte.
    公开号:DE102004010924A1
    申请号:DE200410010924
    申请日:2004-03-05
    公开日:2004-09-16
    发明作者:Henry S. San Jose Nishihira
    申请人:WD Media LLC；
    IPC主号:G11B5-00
    专利说明:
    [0001] Ausführungsformen der Erfindungbetreffen den Bereich der Festplattenlaufwerke und genauer in Festplattenlaufwerksystemenverwendete Platten.
    [0002] Im Bereich der Festplattenspeichersysteme wurdenkontinuierliche Verbesserungen in der Erhöhung der Flächendichte (das heißt, in derAnzahl der gespeicherten Bits pro Oberflächeneinheit) magnetischer Aufzeichnungsplattenerzielt. Wie bekannt ist, führtbeispielsweise eine verringerte Flughöhe des Schreib/Lese-Kopfs zueiner verringerten PW50 (die Impulsbreite, bei der die Ausgangsamplitudedes Lesekopfs als Antwort auf einen isolierten Übergang 50% des Höchstwertsbeträgt),was eine größere Aufzeichnungsdichtegestattet. Die Annäherungdes Kopfs an das Medium ist ein Schlüsselgebiet der Anstrengungenzur Erhöhungder Aufzeichnungsdichte.
    [0003] In derzeitigen Festplattenlaufwerksystemen, diefliegende Köpfeeinsetzen, gibt es dort, wo ein Kontakt während Schreib/Lese-Vorgängen desKopfs nicht vorgesehen ist, zwischen dem Kopf und der Platte einenSchutzfilm aus Luft. Der Schreib/Lese-Kopf ist üblicherweise ein Teil einesoder angebracht an einem größeren Gehäuse, das über die Plattefliegt und das üblicherweiseals „Schlitten" bezeichnet wird.Der Schlitten hat eine untere Fläche, dieals Luftlagerfläche(air bearing surface, ABS) bezeichnet wird. Die ABS erzeugt im allgemeineneinen Überdruck.Zusätzlichgibt es häufigeine Aushöhlung odereine ähnlicheStruktur, die einen Unterdruck erzeugt, um bis zu einem gewissenGrade ein Gegengewicht zum Überdruckzu bilden. Das Schlittengehäuseist mittels einer kardanischen Kopfmontage, die das Schlittengehäuse in Richtungder Platte vorbelastet, an einer Aufhängung angebracht. Der Gesamteffektder ABS und der Aufhängungbewirkt, daß derSchlitten auf der gewünschtenHöhe fliegt,wenn die Platte mit voller Geschwindigkeit läuft. Der Gesamteffekt bewirktin Kontakt-Start- Stop(contact-start-stop, CSS) Festplattenlaufwerksystemen ebenfalls,daß derSchlitten mit der Plattenoberfläche inKontakt ist, wenn die Platte steht. Dieser Kontakt zwischen demSchlitten und der Platte findet beim Ein- und Ausschalten der Plattein einem Bereich statt, der als CSS-Zone bezeichnet wird. Eine andere Bauartvon Festplattenlaufwerksystemen, die als Load-Ramp-Laufwerke bezeichnetwerden, parkt den Kopf auf einer Rampe und nicht auf der Plattenoberfläche, wenndas Laufwerk ausgeschaltet wird.
    [0004] In beiden Bauarten von Festplattenlaufwerksystemenist der Kopf währendeines signifikanten Anteils der Betriebszeit untätig und fliegt über Datenzonen,währenddie Platte sich dreht und auf Anweisungen gewartet wird. Da beiden Anstrengungen zur Erhöhungder Aufzeichnungsdichten die Flughöhe des Schreib/Lese-Kopfs verringertwird, steigt die Häufigkeitund Wahrscheinlichkeit von Zusammenstößen mit der Platte bei Laufwerksvorgängen. SolcheZusammenstöße können einenunstabilen Flug des Kopfs bewirken und zum fehlerhaften Auslesen vonDaten führen.Im schlimmsten Fall, wenn der Aufprall eines Zusammenstoßes zu starkist, kann dies zu einem Head-Crash führen und den Kopf und/oderdie Platte beschädigen.Da die Platte sich währenddes normalen Laufwerkbetriebs sehr schnell dreht, sollte der Kopfnicht unbeabsichtigt die Platte berühren.
    [0005] Die ständig zunehmenden Anforderungenan die Flächendichteführendazu, daß einigemoderne Festplattenlaufwerksysteme Magnetkopftechnologien mit Kontaktoder beinahe Kontakt einsetzen, bei denen der Kopf während desBetriebs in direktem Kontakt mit der Platte ist. Ein Problem beimEinsatz dieser Kopftechnologie ist es, daß die kontinuierliche Abnutzungdurch den Kopf die Qualitätder Plattenoberflächedurch eine langsame Verlagerung von Schmiermittel und eine mögliche Abnutzungder schützendenKohlenstoffbeschichtung auf der Plattenoberfläche verschlechtert. Eine solcheAbnutzung kann zu einem katastrophalen Fehlverhalten und zum Datenverlustführen.Ein weiteres Problem bei Aufnahmekopftechnologien mit Kontakt oderbeinahe Kontakt ist die Verschlechterung des Kopfs durch Temperaturspitzen (beispielsweisekurzzeitige ultra-hohe Temperaturen durch Reibung zwischen Kopfund Platte), die die Wandlerempfindlichkeit des Magnetkopfs durchdas Umkippen der Felder der hartmagnetischen Schicht unbrauchbarmachen können.Außerdemist die Grenzflächedes Kopfs und der Magnetplatte einer höheren Belastung durch Verunreinigungenmit Partikeln oder durch Ausgasen ausgesetzt, was zu einem erhöhten Risikofür thermischeSpitzen oder Lese- oder Schreibfehler durch hohe Flughöhen führt.
    [0006] Ausführungsformen der Erfindungkönnen ambesten mit Bezug auf die nachfolgende Beschreibung verstanden werden,sowie mit Bezug auf die beigefügteZeichnung, die zur Veranschaulichung der Ausführungsformen der Erfindungverwendet wird und in der:
    [0007] 1 eineDraufsicht einer Ausführungsformeiner Magnetplatte eines Festplattenlaufwerksystems darstellt;
    [0008] 2 eineperspektivische Querschnittansicht einer Ausführungsform einer gemustertenDatenzone der Magnetplatte und eines Kopfs darstellt;
    [0009] die 3A, 3B und 3C alternative Ausführungsformen von Texturmusternder Datenzone darstellen;
    [0010] die 4A und 4B eine Querschnittansicht einerAusführungsformder Magnetplatte darstellen;
    [0011] 5 mitBezug auf die 4A und 4B eine Ausführungsformeines Ablaufs zur Positionierung des Kopfs über der sicheren Zone darstellt;
    [0012] die 6A, 6B, 6C und 6D alternativeAusführungsformenvon Texturen der Plattenoberfläche inder sicheren Zone darstellen;
    [0013] 7 eineAusführungsformeines Festplattenlaufwerksystems darstellt;
    [0014] 8 eineAusführungsformeines Computersystems darstellt;
    [0015] In der nachfolgenden Beschreibungwerden zahlreiche spezifische Details angegeben, um ein gründlichesVerständnisder Erfindung zu ermöglichen.Es versteht sich jedoch, daß dieErfindung ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden kann. In anderenBeispielen sind bekannte Schaltungen, Strukturen und Techniken nichtim Detail dargestellt, um die Erfindung nicht zu verdecken.
    [0016] Die hier verwendeten Begriffe „über", „unter" und „zwischen" beziehen sich aufeine relative Position einer Schicht in Bezug auf andere Schichten.Damit kann eine Schicht, die überoder unter einer anderen Schicht aufgebracht oder angeordnet ist,in direktem Kontakt mit der anderen Schicht sein oder eine odermehrere dazwischenliegende Schichten haben. Außerdem kann eine zwischen Schichten aufgebrachteoder angeordnete Schicht in direktem Kontakt mit den Schichten seinoder eine oder mehrere dazwischenliegende Schichten haben.
    [0017] Es ist eine sichere Zone auf einermagnetischen Aufzeichnungsplatte zur Erhöhung der Zuverlässigkeitmagnetischer Festplattenlaufwerksysteme offenbart. Die sichere Zoneauf einer magnetischen Aufzeichnungsplatte bewirkt, daß ein Kopf über der sicherenZone in einem höherenAbstand fliegt, als die Flughöhedes Kopfs, wenn das Festplattenlaufwerk in Betrieb ist (beispielsweisewährendeines Schreib- oder Lesevorgangs). Zwischen Datenzonenspuren derPlatte könnenin der Nähedes inneren Durchmessers der Platte und/oder in der Nähe des oderam äußeren Durchmesserder Platte eine oder mehrere sichere Zonen verteilt werden. DerKopf wird dazu veranlaßthöher zufliegen, indem die Struktur und/oder Textur der Plattenoberfläche in eineroder mehreren sicheren Zonen gegenüber der Oberflächenstrukturund/oder der Oberflächentexturin den Datenzonen der Platte verändertwird. Die höhere Flughöhe des Kopfs über einersicheren Zone vermindert die Kontaktabnutzung und erhöht die mechanischeZuverlässigkeiteines Festplattenlaufwerksystems.
    [0018] 1 stellteine Draufsicht einer Ausführungsformeiner magnetischen Aufzeichnungsplatte 100 eines Festplattenlaufwerksystemsdar. Die Magnetplatte 100 umfaßt eine Landezone 10,eine sichere Zone 20 und Datenzonen 40. Die Landezone 10 ist dieZone, in der sich der Kopf befindet, wenn die Platte 100 sichnicht dreht. In einer Ausführungsform kanndie Landezone 10 eine CSS-Zone in einer Platte vom CSS-Typsein, bei der der Kopf die Platte berührt, wenn die Platte sich nichtdreht. Zur Erhöhung derSpeicherkapazitätder Platte 100 kann der Bereich am inneren Durchmesser(ID) auf der Platte für dieCSS-Zone verwendet werden. Alternativ können andere Bereiche, wie etwaein mehr zentraler Bereich oder ein Bereich am äußeren Durchmesser für die Landezone 10 verwvendetwerden. In einer Ausführungsformhat die CSS-Zone ein Texturmuster (beispielsweise eine lasererzeugteHöckertextur), dasdie Haftreibung verringert, wenn der Kopf 110 von der Landezone 10 abhebtoder auf ihr landet. Alternativ kann die Landezone ein unter einerRampe angeordneter Nicht-Kontakt-Bereich in einem Festplattenlaufwerksystemvom Load-Typ sein, wobei der Kopf auf der Rampe und nicht auf derPlattenoberflächegeparkt wird, wenn die Platte sich nicht dreht.
    [0019] Die sichere Zone 20 isteine Zone mit einer Oberflächenstrukturund/oder Textur, die bewirkt, daß der Kopf höher fliegt,wenn der Kopf leerläuft,wie unten genauer beschrieben wird. Die Oberflächentextur der sicheren Zone 20 istvon der Oberflächentextur derals Datenzonen 40 vorgesehenen Bereiche und der Landezone 10 verschieden,wie unten beschrieben wird. Die Datenzone 40 kann magnetischesMaterial umfassen, das zum Speichern von Daten in einer dem Fachmannbekannten Weise ausgestaltet werden kann. Obwohl in 1 zwei Datenzonen 40 dargestelltsind, kann die Platte 100 mehr oder weniger als zwei Datenzonenhaben. In einer Ausführungsformumfassen die Datenzonen 40 ein DTR-Muster, wie unten mitBezug auf 2 besprochenwird. Alternativ ist die sichere Zone 20 auch dazu geeignetfür Nicht-DTR-gemustertePlatten verwendet zu werden.
    [0020] Obwohl die sichere Zone 20 ineiner zentralen Lage zwischen zwei Datenzonen dargestellt ist, verstehtes sich, daß eineoder mehrere sichere Zonen 20 sich an einer beliebigenStelle auf der Magnetplatte 100 befinden können. Beispielsweisekann sich eine sichere Zone 20 am inneren oder äußeren Durchmesser der Plattebefinden, oder in Abständen aneiner oder mehreren Radialpositionen über die Platte 100 angeordnetsein. Die Verteilung der sicheren Zone 20 über eineoder mehrere Positionen gestattet kürzere Distanzen für die Kopfbewegung 110 vonden Datenzonen 40 zur sicheren Zone 20, wenn derKopf 110 leerläuft,wodurch eine Verschlechterung der mittleren Zugriffszeit minimiertwird.
    [0021] 2 stellteine perspektivische Querschnittansicht einer gemusterten Datenzoneeiner Magnetplatte und einen Kopf dar. Die Platte 100 umfaßt mehrereFilmschichten, von denen einige zur Verständlichkeit der folgenden Beschreibungweggelassen wurden. Währenddes Betriebs des Festplattenlaufwerks wird das Lesen und Schreibenvon Daten in den Datenzonen 40 auf der Platte 100 ausgeführt, indemein Kopf 110 in einer Weise über die sich drehende Platte 100 fliegt,die dem Fachmann gut bekannt ist.
    [0022] Beispielsweise wird der Kopf 110zum Ausführeneiner Schreiboperation (beispielsweise zur Datenspeicherung) aufder Platte 100 übereiner beschreibbaren Spur der Datenzonen 40 positioniert, umdie Polarisierung der magnetischen Medien der Platte 100 zu ändern unddadurch elektronische Daten zu speichern. Der Kopf 110 kannbeispielsweise ein Zweielement-Kopf mit einem Leseelement zum Ausführen vonLesevorgängenund einem Schreibelement zum Ausführen von Schreibvorgängen sein, wieetwa ein riesen-magnetoresistiver (GMR) Kopf. Alternativ kann derKopf 110 ein anderer Kopftyp sein, beispielsweise ein magnetoresisitver(MR) Kopf oder ein induktiver Kopf, der ein gemeinsames Elementzum Ausführenvon Lese- und Schreibvorgängenhat. Aufzeichnungsköpfesind dem Fachmann bekannt, daher wird keine detaillierte Beschreibung gegeben.
    [0023] In einer Ausführungsform kann die Platte 100 eineStruktur zur Aufzeichnung mit diskreten Spuren umfassen, die beispielsweisein der strukturierten Schicht 130 ausgebildet ist. EineMöglichkeitzur Erhöhungder Aufzeichnungsdichte ist die Strukturierung der Oberfläche einerPlatte, um diskrete Datenspuren auszubilden, was als Aufzeichnungmit diskreten Spuren (discrete track recording, DTR) bezeichnetwird. DTR-Platten habe typischerweise eine Reihe von konzentrischenerhöhtenZonen (beispielsweise Hügel,erhabene Bereiche, Erhöhungen etc.),die Daten speichern, und vertieften Zonen (beispielsweise Mulden,Täler,Rillen etc.), die Steuerinformationen speichern können. Dievertieften Zonen trennen die erhöhtenZonen voneinander, um ein unerwünschtesSpeichern von Daten in den erhöhten Bereichenzu hemmen oder zu verhindern. Das diskret ausgeprägte Musterkann in die Strukturschicht 130 geprägt oder in anderer Weise ausgebildetwerden, wobei die magnetische Schicht 150 über der Strukturschicht 130 angeordnetwird, entweder vor oder nach dem Prägen. Wenn Daten auf das strukturierteAufzeichnungsmedium geschrieben werden, bilden die erhöhten Bereiche 170 dieDatenspuren. Informationen wie etwa Steuerinformation (Kopfpositionierung)könnenin den vertieften Bereichen 160 gespeichert werden. Alternativkann Steuerinformation mit Daten in Sektoren verschachtelt und aufden erhöhtenBereichen 170 gespeichert sein. Die erhöhten Bereiche 170 unddie vertieften Bereiche 160 sind typischerweise als abwechselndekonzentrische Kreise ausgebildet, obwohl auch andere Konfigurationen(beispielsweise spiralförmig)betrachtet werden. Die vertieften Bereiche 160 isolierendaher die erhöhtenBereiche 170 (beispielsweise die Datenspuren) voneinander,was zu Datenspuren führt,die physisch und magnetisch ausgebildet sind. Die Ausbildung einerDTR-Struktur ist dem Fachmann bekannt; daher wird keine detaillierteBeschreibung gegeben.
    [0024] Eine elektronische Laufwerksteuerungssoftwarekann vom magnetischen Festplattenlaufwerksystem dazu verwendet werden,die Bewegung des Kopfs 110 über der Landezone 10,der sicheren Zone 20 und der Datenzonen 40 zusteuern. Wenn das Festplattenlaufwerksystem sich dreht und der Kopf keinenSchreib/Lese-Vorgang ausführt(beispielsweise Leerlauf) lenkt die elektronische Laufwerksteuerungssoftwareden Kopf 110 in einer Ausführungsform über die sichere Zone 20,wie unten mit Bezug auf 5 genauerbeschrieben wird.
    [0025] Das Substrat 120 der Platte 100 kanntexturiert sein und mehrere Filmschichten (beispielsweise die magnetischeAufzeichnungsschicht 150) können über dem Substrat 120 angeordnetsein. In einer Ausführungsformkann die Platte 100 aus einem Glassubstrat oder einem Metall/Metall-Legierung-Substrathergestellt sein.
    [0026] Die verwendeten Glassubstrate umfassen beispielsweisesilika-haltige Gläser,wie etwa Borosilikatglas und Aluminosilikatglas. Die verwendeten Metallegierungssubstrateumfassen beispielsweise AlMg-Substrate. In einer alternativen Ausführungsformkönnenandere Materialien, wie etwa Polymere und Keramiken, verwendet werden.
    [0027] In einer Ausführungsform können für eine odermehrere der Zonen (Landezone 10, eine sichere Zone 20 undeine Datenzone 40) eine oder mehrere Texturen auf der Oberfläche desSubstrats 120 (oder auf einer auf dem Substrat angeordnetenSchicht, beispielsweise einer plattierte NiP-Schicht) erzeugt werden.In einer Ausführungsformkönnendie Datenzonen 40 texturiert sein, um eine gewünschte magnetischeOrientierung in der auf der Platte 100 aufgetragenen magnetischenFilmschicht 150 zu erzeugen. Die Texturierung der Datenzonen 40 kanneine bevorzugte, in Umfangsrichtung verlaufende Ausrichtung dermagnetischen Medien der magnetischen Aufzeichnungsschicht 150 unterstützen. EineVorzugsausrichtung der magnetischen Medien auf der Platte 100 inUmfangsrichtung kann dabei helfen, ein optimales Signal-Rausch-Verhältnis (SNR)und eine optimale Auflösungzu erreichen, um die bestmöglicheLeistung aus den magnetischen Medien zu erzielen.
    [0028] Die 3A, 3B und 3C stellen alternative Ausführungsformenvon Datenzonen-Texturmustern dar. 3A stellteine Magnetplatte mit einem Rosetten-Texturmuster dar. 3B stellt eine Magnetplatte miteinem in Umfangsrichtung verlaufenden Texturmuster dar. 3C stellt eine Magnetplattemit einem kreuzschraffierten Texturmuster dar. Beispielsweise, ineiner Ausführungsform,hat das in 3B dargestelltein Umfangsrichtung verlaufende Texturmuster mikroskopische in Umfangsrichtungverlaufende (oder im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende)Rillen oder Furchen auf der Oberfläche der erhöhten Zonen des Substrats 120.Das Substrat 120 kann unter Verwendung fester oder freierSchleifmittel mechanisch texturiert werden. Zum Erzeugen einer kreuzschraffiertenTextur beispielsweise, wird ein Substrat auf der Spindelplattformbefestigt, die währenddes Betriebs rotiert. Ein mit einer Diamantaufschlemmung behandeltesBand wird auf einer Bandrolle montiert und gegen das Substrat gedrückt. Das Gerät ist sokonfiguriert, daß esdie Spindel oszillierend bewegt und dabei das Substrat vorwärts und rückwärts bewegt,währenddie Bandrolle das Band gegen die Oberfläche des Substrats drückt. DieRillen im Substrat werden durch die Bahnen einzelner Diamantpartikelerzeugt, die überdie Substratoberflächebewegt werden. Das durch die Bahnen hervorgerufene Texturmusterist abhängigvon der Oszillationsfrequenz der Substratplattform und der Rotationsfrequenzder Substratplattform.
    [0029] Fürbestimmte Frequenzen fallen die Partikelbahnen in aufeinanderfolgendenPlattendrehungen nicht aufeinander und erzeugen daher Rillenkreuzungen,die . sich verschachteln, um eine kreuzschraffierten Textur auszubilden,wie in 3C dargestelltist. Alternativ könnenandere Oszillations- und Rotationsfrequenzen verwendet werden. Sind beispielsweisedie Oszillations- und Rotationsfrequenz gleich (oder haben beispielsweiseein ganzzahliges Verhältnis)oder falls die Plattform/das Band nicht oszillieren, führen dieBahnen der Bandpartikel zu einem in Umfangsrichtung verlaufendenTexturmuster im Substrat, wie in 3B dargestelltist. Alternativ könnenandere Texturverfahren, wie etwa Prägungstexturierung und Lasertexturierung,verwendet werden. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf diehier beschriebenen Texturmuster beschränkt ist und ebenso alternativeTexturmuster, die dem Fachmann bekannt sind, verwendet werden können.
    [0030] In einer Ausführungsform kann die Landezone 10 (diebeispielsweise als eine CSS-Zone arbeitet) texturiert sein, um dieHaftreibung zwischen dem Kopf 110 und der Oberfläche derPlatte 100 zu verringern. Es versteht sich, daß zur Verbesserungder CSS-Leistung die Reibung zwischen dem Schlitten und der Platteminimal sein muß.Statische Reibung, oder Haftreibung, ist ein Begriff, der verwendetwird, um die entgegen einer Bewegung des Kopfs relativ zur Plattenoberfläche ausgeübte Kraftzu bezeichnen, wenn der Kopf auf der Plattenoberfläche ruht. DasCSS-Texturmuster kann auf der Platte durch mechanisches Abschleifender Substratoberflächemit bekannten Verfahren aufgebracht werden. Alternativ können andereVerfahren zur Ausbildung der notwendigen Textur in der CSS-Zoneverwendet werden, beispielsweise Lasertexturierung. Bei der Lasertexturierungwird ein Laserstrahl auf einen kleinen Fleck auf der Plattenoberfläche fokusiert,wodurch Texturen mit einheitlicher Form und Größe in einem steuerbaren Musterausgebildet werden.
    [0031] Im Gegensatz zu den Anforderungenfür CSS-Vorgänge, istes fürdas Lesen und Schreiben von Daten wünschenswert, daß die Oberfläche der oberstenSchicht überden Datenzonen 40 so glatt wie möglich ist, um es dem Kopf zugestatten so dicht wie möglich über derPlattenoberflächezu fliegen. Wegen dieser unterschiedlichen Anforderungen beim Einsatzder Platte in CSS-Festplattenlaufwerken,ist die Landezone 10 stärkertexturiert als die zur Datenspeicherung verwendeten Abschnitte derDatenzonen 40 der Platte, so daß die Texturierung auf derSubstratoberflächesich durch die nachfolgend aufgetragenen Schichten fortpflanzt,um auf der Oberflächeder obersten Schicht (beispielsweise eine Schutzschicht) der Platte 100 zuerscheinen.
    [0032] Da die Datenzone 40 glatterals die CSS-Zone ist, sind die Gleithöhe (minimaler Abstand, in dem einSchlitten fliegen kann, ohne irgendeinen Teil der Plattenoberfläche zu berühren) unddie Gleit-Lawinenhöhe(glide avalanche height, Abstand über dem mittleren Plattenoberflächenniveau,in dem der Kopfschlitten regelmäßig undanhaltend die Plattenoberflächeberührt)in den Datenzonen 40 niedriger als in der CSS-Zone. Dahernimmt, wenn der Kopf von den Datenzonen 40 zur CSS-Zonebewegt wird, die Gleit-Lawinenhöhedes Kopfs 110 zu, da der Kopf 110 dazu fähig seinmuß, sicherzwischen den beiden Zonen zu wechseln, ohne in der CSS-Zone unerwünschtenKontakt zu haben, der zur Abnutzung der Plattenoberfläche, desSchlittens und zur Erzeugung von Abrieb führen kann. Eine solche Zunahmeder Höheerfolgt jedoch nicht währendSchreib/Lese-Vorgängenoder im Leerlauf des Kopfs. Vielmehr erfolgt eine solche Zunahmeder Kopfhöhenur währenddes Ausschaltvorgangs des Systems, wenn das Festplattenlaufwerkausgeschaltet wird.
    [0033] Die 6A-D stellenalternative Plattenoberflächentexturenfür sichereZonen dar, die dazu verwendet werden können, einen Kopf höher fliegenzu lassen als wenn der Kopf sich über einer Datenzone befindet.Beispielsweise kann die Oberflächeder Platte 100 in der sicheren Zone 20 eine ebeneglatte Oberflächeohne eine DTR-Muster-Struktur sein, wie sie in 6A dargestellt ist. Die ebene Oberfläche kanneine zweidimensionale Oberflächesein, die im wesentlichen flach ist, mit einer im wesentlichen einheitlichenTiefe und Dicke. 6B stellteine Oberflächenstrukturder sicheren Zone mit radialen Rillen dar. In einer Ausführungsformsind die Rillen radial ausgerichtet und haben einen Abstand vonetwa 10 Mikrometer mit erhabenen Bereichen von etwa 10 MikrometerBreite. 6C stellt eineOberflächenstrukturder sicheren Zone mit schrägenRillen dar. 6D stellteine Oberflächenstrukturder sicheren Zone mit kreuzschraffierten Rillen dar. Es versteht sich,daß, ineiner Ausführungsform,die Tiefe der Rillen in der sicheren Zone gleich oder kleiner alsdie Tiefe der Rillen der ebenen Oberfläche in der Datenzone sein kann.Es versteht sich ebenfalls, daß die vonder kreuzschraffierten Textur in der sicheren Zone gebildeten Winkelsich von den durch die kreuzschraffierten Textur in der Datenzonegebildeten Winkeln unterscheiden. Beispielsweise sind die in der Datenzoneausgebildeten Winkel größer alsdie in der sicheren Zone ausgebildeten Winkel (beispielsweise 20bis 70 Grad fürdie Kreuzschraffierung in der sicheren Zone).
    [0034] Es versteht sich, daß die Abstände derGeometrie der Rillen und der erhabenen Bereiche für jede derin den 6A-D dargestelltenOberflächenstrukturender sicheren Zone dafüroptimiert sind, die Flughöheso zu verändern,daß siehöher als über der Datenzone(beispielsweise eine Oberflächenstruktur mitDTR-Muster in Umfangsrichtung)ist. In jeder der Ausführungsformender 6A-D lassen dieOberflächenmusterden Kopf höherfliegen, indem sie den Luftdruckverlust, der sich unter dem Kopfaufbaut wenn der Kopf in die Kopfflugrichtung 18 fliegt,vermindern. Es versteht sich, daß zur Vergrößerung der Flughöhe des Kopfs 110 auchandere Texturmuster verwendet werden können, beispielsweise eine Textur,die eine Matrix von Kreisen umfaßt.
    [0035] Es versteht sich, daß die inden 6B, 6C und 6D dargestelltenTexturmuster in Aufzeichnungslaufwerksystemen vom Kontakttyp auchals Reinigungsflächefür dieLuftlagerfläche(ABS) des Kopfs 110 dienen können. Die quer zur Flugrichtung 18 des Kopfsausgerichteten Rillen bewirken einen „Fußabstreifer"-Effekt auf der ABS.
    [0036] Es können ein oder mehrere Prägewerkzeugeoder Stempel verwendet werden, um ein Aufzeichnungsmuster mit diskretenSpuren und/oder die Textur der sicheren Zone auf der Platte 100 zuerzeugen. In einer Ausführungsformkann ein Stempel mit einer Textur versehen werden, die auf eineerhöhte Fläche 170 desMusters mit diskreten Spuren in der Datenzone übertragen wird. In einer alternativen Ausführungsformkann ein dem Fachmann gut bekanntes Lasertexturwerkzeug zum Erzeugender verschiedenen Muster der sicheren Zone auf der Platte 100 verwendetwerden. In einer Ausführungsform kanndie Abmessung der sicheren Zone 20 im wesentlichen der Breite desKopfs angepaßtwerden (beispielsweise ungefähr1 mm Breite).
    [0037] Die 4A und 4B stellen eine Querschnittsansichteiner Magnetplatte 100, die eine Datenzone und eine sichereZone aufweist, dar. 5 stelltmit Bezug auf die 4A und 4B ein Ablaufdiagramm zurPositionierung eines Kopfs 110 über einer Spur der sicherenZone 20 dar. Im Block 510 erhält die elektronische Laufwerksteuerungssoftwareeine Anweisung zum Ausführeneines Lese- und/oder Schreibvorgangs auf den Datenzonen 40 derMagnetplatte 100. Im Block 520 wird, wie in 4A dargestellt ist, derKopf 110 auf einer Flughöhe 11 über denDatenzonen 40 positioniert, um den Lese- und/oder Schreibvorgangauszuführen.Eine typische Flughöhe über einerDatenzone kann beispielsweise 2,5 bis 7,6 Nanometer betragen. Dagegenkann die typische Flughöhe über einersicheren Zone 3,63 bis 11,02 Nanometer betragen, was eineum etwa 45% höhereFlughöheals überder Datenzone ist.
    [0038] Im Block 530 wird der Lese-und/oder Schreibvorgang ausgeführt.Im Block 540 wird der Kopf 110 nach Vollendungdes Lese- und/oder Schreibvorgangs über der sicheren Zone 20 ineiner Flughöhe 12 positioniert,wie in 4B dargestellt ist.Auf diese Weise ist die Flughöhe 12 desKopfs 110 überder sicheren Zone 20 größer alsdie Flughöhe 11 desSchreib/Lese-Kopfs 110, wenn er sich über den Datenzonen 40 befindet.Typischerweise läuft derKopf 110 nach der Ausführungeines Lese- und/oder Schreibvorgangs leer und die Magnetplatte 100 drehtsich weiter, wobei auf eine nachfolgende Anweisung gewartet wird.
    [0039] Die Fähigkeit, die Flughöhe zu erhöhen sorgt für einenAbstand zwischen dem Kopf 110 und der Platte 100 undverringert so die Reibungsabnutzung des Kopfs 110 und derPlatte 100. Dies ist insbesondere in Festplattenlaufwerksystemenwünschenswert,die eine Aufzeichnungskopftechnologie mit Kontakt oder beinahe Kontakteinsetzen, da solche Systeme eine größere Nähe oder eine Direktkontakt-Magnettechnologiezwischen dem Kopf und der Magnetplatte benötigen. Da Laufwerksysteme nicht ununterbrochenlesen und schreiben, versteht es sich, daß eine signifikante Zeitspanneder Kopf-Platte-Abnutzung dadurch vermeidbar ist, daß der Kopf über eineroder mehreren sicheren Zonen 20 positioniert wird, über denender Kopf 110 höherfliegt und dabei den Abstand zwischen dem Kopf 110 undder Platte 100 erhöhtund den Kontakt mit der Platte vermeidet, während das Laufwerksystem leerläuft und keinenSchreib/Lese-Vorgangausführt.Auf diese Weise ist die mechanische Zuverlässigkeit dieser Kopf-Platte-Schnittstellestark erhöht.
    [0040] Nach Block 540 kann dieelektronische Laufwerksteuerungssoftware entweder den Kopf 110 anweiseneinen nachfolgenden Lese- und/oder Schreibvorgang in den Datenzonen 40 auszuführen oderden Kopf 110 anweisen zur Landezone 10 zurückzukehren.In der Landezone 10 ruht der Kopf 110 direkt aufder Oberflächeder Landezone (in der Ausführungsform,bei der die Landezone eine CSS-Zone ist) und die Platte 100 hört auf sichzu drehen, bis eine neue Anweisung erhalten wird.
    [0041] Es versteht sich, daß in dasin 5 dargestellte Verfahrenmehr oder weniger Vorgängeaufgenommen werden können,ohne den Anwendungsbereich einer Ausführungsform der Erfindung zuverlassen und daß durchdie hier dargestellte und beschriebene Anordnung der Blöcke keinebestimmte Ordnung vorausgesetzt ist. Es versteht sich außerdem, daß das inZusammenhang mit 5 beschriebene Verfahrenin maschinen-ausführbarenAnweisungen, beispielsweise Software, ausgeführt werden kann. Die Anweisungenkönnendazu verwendet werden einen universell einsetzbaren oder einen Spezialprozessor,der mit den Anweisungen programmiert ist, dazu zu veranlassen, diebeschriebenen Vorgänge auszuführen. Alternativkönnendie Vorgängedurch spezielle Hardwarekomponenten, die zum Ausführen derVorgängeeine festverdrahtete Logik beinhalten, oder durch eine beliebigeKombination programmierter Computerkomponenten und spezieller Hardwarekomponentenausgeführtwerden.
    [0042] Das Verfahren kann als ein Computerprogrammproduktbereitgestellt werden, das ein maschinenlesbares Medium umfaßt, aufdem Anweisungen gespeichert sind und das dazu verwendet werden kanneinen Computer (oder ein anderes elektronisches Gerät) zu programmieren,um das Verfahren auszuführen.Für dieseBeschreibung soll unter dem Begriff „maschinenlesbares Medium" jedes Medium eingeschlossensein, das dazu geeignet ist, eine Folge von Anweisungen zur Ausführung aufder Maschine zu speichern oder zu kodieren und das die Maschinedazu veranlaßt,ein beliebiges der Verfahren der vorliegenden Erfindung auszuführen. DerBegriff „maschinenlesbaresMedium" schließt daherFestkörperspeicher,optische und magnetische Platten und eine Trägerwelle, die ein Datensignalkodiert, ein, ist aber nicht auf diese begrenzt. Außerdem ist esim Fachgebiet üblichmit Software, in verschiedenen Formen (beispielsweise Programm,Verfahren, Prozeß,Anwendung, Modul, Logik ...), das Durchführen einer Handlung oder dasBewirken eines Ergebnisses zu bezeichnen. Solche Ausdrücke sindlediglich eine Kurzform dafür,daß dieAusführungder Software durch einen Computer den Prozessor des Computers dazuveranlaßteine Handlung auszuführenoder ein Ergebnis zu erzeugen.
    [0043] 7 stelltein Festplattenlaufwerk mit einer Platte (beispielsweise Platte 100)dar. Das Festplattenlaufwerk 700 kann eine oder mehrerePlatten (beispielsweise Platte 100) zum Speichern von Daten umfassen.Die Platte 100 sitzt auf einer Spindelvorrichtung 760,die an einem Laufwerkgehäuse 780 montiertist. Ein Antrieb 711 ist über einen Aufhängungsarm 712 mitdem Kopf 110 verbunden. Der Antrieb 711 ist mitdem Laufwerkgehäuseverbunden und bewegt den Aufhängungsarm 712 unddamit den Kopf 110 in einer radialen Richtung zur gewünschten Stelleauf der Platte 100. Ein Spindelmotor (nicht abgebildet)dreht die Spindelvorrichtung 760 und damit die Platte 100,um den Kopf 110 an einer bestimmten Stelle entlang einergewünschtenPlattenspur zu positionieren, wie dem Fachmann gut bekannt ist.Die Position des Kopfs 110 relativ zur Platte 100 kann durchdie Positonssteuerungsschaltung 770 (beispielsweise kanndie elektronische Laufwerksteuerungssoftware in der Positonssteuerungsschaltung 770 gespeichertwerden) gesteuert werden.
    [0044] Es versteht sich außerdem,daß dieelektronische Laufwerksteuerungssoftware auch dazu programmiertwerden kann, den Aufhängungsarm 712 anzuweisen,die Flughöhedes Kopfs überder Platte zu erhöhen.Dieses Verfahren zum Vergrößern der Flughöhe ist jedochteurer als die passive Ausführungmit einer Magnetplatte, die wie beschrieben eine sicher Zone zumVergrößern derFlughöheaufweist.
    [0045] Es versteht sich, daß das Festplattenlaufwerksystem 700,wie in 8 dargestellt,an ein Computersystem angeschlossen werden kann. Das Computersystem 840 umfaßt einenProzessor 850, Speicher 855, ein Festplattenlaufwerksystem 700 undeine Eingabe/Ausgabe-Möglichkeit 860,die an einen Systembus 865 angeschlossen ist. Der Speicher 855 istdazu ausgebildet Anweisungen, wie die elektronische Laufwerksteuerungssoftware,zu speichern, die bei ihrer Ausführungdurch den Prozessor 850 die hier beschriebenen Verfahrenausführen.Die Eingabe/Ausgabe 860 gestattet die Übertragung von Daten von undzum magnetischen Festplattenlaufwerksystem 700. Zusätzlich bildetdie Eingabe/Ausgabe 860 eine Schnittstelle zu einem Empfänger, einemSender, einem visuellen Display und verschiedenen Typen von maschinenlesbarenMedien, einschließlichjede Art von zusätzlichenSpeichergeräten,die fürden Prozessor 850 zugänglichsind.
    [0046] Die Beschreibung der 8 soll einen Überblick über Computerhardware und andereBetriebskomponenten geben, die geeignet sind, um die Ausführungsformender Erfindung zu implementieren, sie soll jedoch die anwendbarenUmgebungen nicht einschränken.Es versteht sich, daß dasComputersystem 840 ein Beispiel von vielen möglichenComputersystemen mit verschiedenen Architekturen ist. Ein typischesComputersystem umfaßtgewöhnlichwenigstens einen Prozessor, Speicher und einen Bus, der den Speichermit dem Prozessor verbindet. Ein Fachmann versteht unmittelbar,daß Ausführungsformender Erfindung mit anderen Computersystemkonfigurationen, einschließlich Multiprozessorsystemen, Minicomputern,Mainframe-Computern und Weiteren, realisiert werden können.
    权利要求:
    Claims (46)
    [1] Verfahren zum Betreiben eines Festplattenlaufwerks,das folgendes umfaßt: Betreibeneines Kopfs währendeines Lese- und/oder Schreibvorgangs auf einer ersten Höhe über einer Platte;und Betreiben eines Kopfs auf einer zweiten Höhe über derPlatte, wobei die zweite Höhegrößer alsdie erste Höheist.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kopf während einesLeerlaufvorgangs auf der zweiten Höhe betrieben wird.
    [3] Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Kopf während desLesevorgangs oder des Schreibvorgangs über einer zur Aufzeichnungmit diskreten Spuren (DTR) gemusterten Oberfläche betrieben wird und wobeider Kopf währenddes Leerlaufvorgangs übereiner relativ zur DTR-gemusterten Oberfläche ebenen Oberflächentexturbetrieben wird.
    [4] Verfahren nach Anspruch 3, wobei die ebene Oberfläche im wesentlichenglatt ist.
    [5] Verfahren nach Anspruch 3, wobei die ebene Oberfläche einekreuzschraffierte Textur hat.
    [6] Verfahren nach Anspruch 3, wobei die ebene Oberfläche eineradiale Textur hat.
    [7] Verfahren nach Anspruch 3, wobei die ebene Oberfläche eineschrägeTextur hat.
    [8] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die ersteFlughöheungefährNull ist.
    [9] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Betreibendes Kopfs auf der ersten Höhe über einerDatenzone erfolgt.
    [10] Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Betreiben desKopfs auf der zweiten Höhe über einer Nicht-Datenzoneund einer Nicht-Landezone erfolgt.
    [11] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die zweiteHöhe durchdie Verwendung einer Oberflächeauf der Platte bewirkt wird.
    [12] Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Oberfläche im wesentlichenglatt ist.
    [13] Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Oberfläche einekreuzschraffierte Textur hat.
    [14] Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Oberfläche eineradiale Textur hat.
    [15] Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Oberfläche eineschrägeTextur hat.
    [16] Magnetische Aufzeichnungsplatte , die folgendesumfaßt: eineerste Zone mit einer Anzahl von Datenspuren zur Datenspeicherung;und eine zweite Zone mit einer Oberfläche zur Vergrößerung einerFlughöhe einesKopfs auf einen größeren Wertals wenn der Kopf sich überder ersten Zone befindet.
    [17] Platte nach Anspruch 16, die außerdem folgendes umfaßt: einedritte Zone, wo der Kopf geparkt wird, wenn die Magnetplatte nichtin Betrieb ist.
    [18] Platte nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Oberfläche derzweiten Zone eine kreuzschraffierte Textur hat.
    [19] Platte nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Oberfläche derzweiten Zone im wesentlichen glatt ist.
    [20] Platte nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Oberfläche derzweiten Zone eine radiale Textur hat.
    [21] Platte nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Oberfläche derzweiten Zone schrägeRillen hat.
    [22] Platte nach einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei der Kopfmit der Magnetplatte in Kontakt ist, wenn er sich über derersten Zone befindet.
    [23] Platte nach einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei die ersteZone ein Muster zur Aufzeichnung mit diskreten Spuren umfaßt und wobeidie zweite Zone relativ zu einer Oberfläche der ersten Zone eine ebeneOberflächehat.
    [24] Platte nach Anspruch 23, wobei die ebene Oberfläche derzweiten Zone eine kreuzschraffierte Textur hat.
    [25] Platte nach Anspruch 23, wobei die ebene Oberfläche derzweiten Zone im wesentlichen glatt ist.
    [26] Platte nach Anspruch 23, wobei die ebene Oberfläche derzweiten Zone eine radiale Textur hat.
    [27] Platte nach Anspruch 23, wobei die ebene Oberfläche derzweiten Zone schrägeRillen hat.
    [28] Platte nach einem der Ansprüche 16 bis 27, wobei die ersteZone eine Datenzone ist.
    [29] Platte nach Anspruch 28, wobei die zweite Zone einesichere Zone ist.
    [30] Magnetische Aufzeichnungsplatte, die folgendes umfaßt: Mittelzum Speichern von Daten durch einen Kopf auf einer Flughöhe; und Mittelzum Vergrößern derFlughöhedes Kopfs unter Verwendung einer Oberflächentextur auf der Platte.
    [31] Platte nach Anspruch 30, wobei die Mittel zum Vergrößern derFlughöhedie Erhöhungdes Luftdrucks zwischen der magnetischen Aufzeichnungsplatte unddem Kopf zur Vergrößerung derFlughöhe desKopfs umfassen.
    [32] Magnetische Aufzeichnungsplatte, die folgendes umfaßt: eineerste Zone mit einer ersten Oberflächentextur auf einer Seiteder Platte; eine zweite Zone mit einer zweiten Oberflächentextur aufder Seite der Platte; und eine dritte Zone mit einer drittenOberflächentextur aufder Seite der Platte, wobei die dritte Textur von der erstenOberflächentexturund der zweiten Oberflächentexturverschieden ist.
    [33] Platte nach Anspruch 32, wobei die zweite Zone einMuster von erhöhtenund vertieften Bereichen umfaßtund wobei die dritte Zone einen erhöhten Bereich umfaßt.
    [34] Platte nach Anspruch 33, wobei die zweite Oberflächentexturein in Umfangsrichtung verlaufendes Texturmuster umfaßt und wobeidie dritte Oberflächentextureine im wesentlichen glatte Oberfläche umfaßt.
    [35] Platte nach Anspruch 32, wobei die dritte Oberflächentexturein im wesentlichen 20 bis 90 Grad kreuzschraffiertes Texturmusterumfaßt.
    [36] Platte nach Anspruch 32, wobei die dritte Oberflächentexturein radiales Texturmuster umfaßt.
    [37] Platte nach Anspruch 32, wobei die dritte Oberflächentexturein schrägesTexturmuster umfaßt.
    [38] Platte nach einem der Ansprüche 32 bis 37, wobei die ersteZone eine Kontakt-Start-Stop-Zone ist.
    [39] Platte nach einem der Ansprüche 32 bis 38, wobei die zweiteZone auf der Platte zur Datenspeicherung ausgebildet ist.
    [40] Festplattenlaufwerk, das folgendes umfaßt: eineSpindelvorrichtung; und eine mit der Spindelvorrichtung verbundenemagnetische Aufzeichnungsplatte, wobei die Magnetplatte folgendesumfaßt: eineerste Zone mit einer ersten Oberflächentextur auf einer Seiteder Platte; eine zweite Zone mit einer zweiten Oberflächentextur aufder Seite der Platte; und eine dritte Zone mit einer drittenOberflächentextur aufder Seite der Platte, wobei die dritte Oberflächentextur von der ersten Oberflächentexturund der zweiten Oberflächentexturverschieden ist.
    [41] Festplattenlaufwerk nach Anspruch 40, wobei diezweite Zone ein Muster von erhöhtenund vertieften Bereichen umfaßtund wobei die dritte Zone einen erhöhten Bereich umfaßt.
    [42] Festplattenlaufwerk nach Anspruch 41, wobei diezweite Zone ein in Umfangsrichtung verlaufendes Texturmuster umfaßt und wobeidie dritte Zone eine im wesentlichen glatte Oberfläche umfaßt.
    [43] Festplattenlaufwerk nach Anspruch 40, wobei diedritte Oberflächentexturein im wesentlichen 90 Grad kreuzschraffiertes Texturmuster umfaßt.
    [44] Festplattenlaufwerk nach Anspruch 40, wobei diedritte Oberflächentexturein radiales Texturmuster umfaßt.
    [45] Festplattenlaufwerk nach Anspruch 40, wobei diedritte Oberflächentexturein schrägesTexturmuster umfaßt.
    [46] Festplattenlaufwerk nach einem der Ansprüche 40 bis45, wobei die erste Zone eine Kontakt-Start-Stop-Zone ist.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-05-05| 8110| Request for examination paragraph 44|
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