JP2002313040A

JP2002313040A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP2002313040A
Application number: JP2001112162A
Authority: JP
Inventors: Gentaro Nakamura; 元太郎中村; Isao Kobayashi; 功小林; Kouki Uefune; 貢記上船; Hisahiro Arisaka; 寿洋有坂
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2002-10-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ロード／アンロード方式の磁気ディスク装置に
おいては、磁気ヘッドをランプ位置まで待避するため、
アクチュエータの回転移動ストロークは磁気記録・再生
を行うディスクの領域を移動するのに対して約１．５倍
必要となる。ストロークが大きくなるに従ってアクチュ
エータの駆動コイルおよびコイルホルダ等の質量・慣性
モーメントが増加するため、制御性の悪化により位置決
め精度が低下したり、アクセス能力が低下する。【解決手段】アクチュエータとは別に、ロードおよびア
ンロード動作を可能にする駆動機構を備える。ベースに
固定された電磁石１１に印可する電流の方向に応じてマ
グネット１０ａは反発・吸引力を受け、アーム１０は回
転軸１０ｄ中心に任意の方向に回転できる。回転トルク
はストッパ１０ｃ、ラッチ１０ｂによりキャリッジ３に
伝播されロード／アンロード動作が可能となる。アクチ
ュエータの移動ストロークを最小限に抑えることが可能
となり、コイルおよびコイルホルダ等の質量・慣性モー
メントを必要最小限にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
に関し、特に、磁気ヘッドを磁気ディスク媒体からシー
ク方向へ離間せしめる機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、図１を用いて、磁気ディスク装置
について説明する。磁気ディスク装置１はピボットベア
リング２を回転中心に揺動するキャリッジ３の先端に設
けられた磁気ヘッド４を位置決めし、この磁気ヘッド４
により磁気ディスク媒体５に磁気信号を記録・再生する
装置である。

【０００３】磁気ヘッド４は、磁気ディスク媒体５が所
定の回転数に達すると、磁気ディスク媒体５の回転によ
り発生する風力と磁気ヘッド４を弾性的に支持するサス
ペンションアーム６のバネ力との釣り合いにより、磁気
ディスク媒体面から浮上することができるようになる。
磁気信号の記録・再生の密度を上げるためには浮上する
量を低減することが有効であるが、そのためには磁気デ
ィスク媒体表面をできるだけ平滑化することが望まれ
る。

【０００４】磁気ディスク媒体の回転を止める際には、
媒体が所定の回転数以下になると、それまで浮上してい
た磁気ヘッド４が低下して、磁気ヘッド４と磁気ディス
ク媒体５が接触した状態で停止する。磁気ディスク媒体
表面が平滑になると、磁気ヘッド４と磁気ディスク媒体
５とが粘着しやすくなるという問題が発生する。ここ
で、磁気ヘッド４は通常はスライダと呼ばれる素子に搭
載されており、慣用的にスライダを磁気ヘッドと呼ぶこ
とがある。

【０００５】粘着が発生すると、磁気ディスク媒体５の
回転が不可能になったり、磁気ディスク媒体５や磁気ヘ
ッド４が損傷するという障害が発生する。この問題を解
決するため、多くの磁気ディスク装置では、以下の２つ
の方式を用いている。

【０００６】１つ目は磁気ディスク媒体５の特定の領域
のみ磁気ディスク媒体面に凹凸を設け、媒体の回転を停
止させる際には、この領域に磁気ヘッド４を待避する構
造を持つもので、これをＣＳＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ・Ｓｔ
ａｒｔ・Ｓｔｏｐ）方式と呼んでいる。本方式では凹凸
部分の領域では磁気ヘッドと磁気ディスク媒体の距離が
この凹凸により離れてしまうため、磁気記録が不可能と
なり、凹凸領域の分だけ、情報格納容量が低減してしま
う。また、停止した状態では、磁気ヘッド４と磁気ディ
スク媒体５が接触しているため、衝撃が加わった際に磁
気ヘッド４と磁気ディスク媒体５が衝突することによ
り、磁気ディスク媒体５や磁気ヘッド４が損傷する危険
性が高い。

【０００７】２つ目は停止時に磁気ヘッドが磁気ディス
ク媒体から隔離する構造を持つものでロード・アンロー
ド方式という。本発明はこの方式の磁気ディスク媒体を
対象としている。磁気ヘッド４の位置決めは、ボイス・
コイル・モータ７（以下、ＶＣＭ７という。）と、キャ
リッジ３に支持されたコイル８によって生じるローレン
ツ力を、コイル７に流す電流を制御することによって行
っている。停止の際には、磁気ディスク媒体５の回転数
は徐々に低下するが、磁気ヘッド４が所定の浮上を保持
することができる回転数の間に、サスペンションアーム
６をランプ９まで待避し、磁気ヘッド４を磁気ディスク
媒体５から隔離する。ランプ９には磁気ディスク媒体面
から傾斜部を備えたガイド９ａがあり、ガイド９ａにサ
スペンションアーム６の先端にある突起部６ａが支えら
れることにより磁気ヘッド同士が接触しない距離を保持
することができる。なお、磁気ヘッド４が磁気ディスク
媒体５から隔離位置に移動する動作をアンロードとい
う。一方、起動時は磁気ディスク媒体の回転が磁気ヘッ
ド４が所定の浮上を保持することができる回転数に達し
た後、磁気ヘッド４を待避位置から磁気ディスク媒体面
に移動する。この動作をロードという。本方式では、ロ
ードおよびアンロード動作を行うため、アクチュエータ
の駆動可能ストロークを大きくする必要がある。

【０００８】ＣＳＳ方式では磁気ディスク媒体５の外端
付近の磁気記録最外周位置まで、アクチュエータによる
揺動範囲のストロークが確保できれば十分なのに対し
て、本方式では待避位置までストロークを確保する必要
がある。例えば、図１の磁気ディスク装置の場合、スト
ロークはＣＳＳ方式に比べて１．５倍程度となってい
る。ストロークの増加に伴って、ＶＣＭ７およびコイル
８を拡大すると、ＶＣＭ７は図２のように、ＶＣＭ７の
容積は約１．３倍となる。これによりＶＣＭの価格の多
くを占めるマグネット材料も１．３倍となるためコスト
の上昇をまねく。また、コイル８は図３のように、アク
チュエータの回転中心からの開き角は約１．５倍とな
り、コイル８およびコイルを保持するキャリッジ３等の
部品を拡大する必要があるが、これによりコイル８およ
びコイルを保持するキャリッジ３等の質量および慣性モ
ーメントの増加をまねく。

【０００９】ロード・アンロード方式でキャリッジ３に
アクチュエータ以外の機構で駆動可能な構造を持つもの
に特開平８−１２９８４０があげられるが、駆動機構は
キャリッジを動作させるものでなく、ストッパとランプ
を動作するためのものとしている。仮にキャリッジを駆
動した場合であってもアンロード動作ができないため、
アンロード動作にはアクチュエータが必要である。

【００１０】ロード・アンロード方式のＣＳＳ方式に対
する利点は磁気ヘッドが移動可能な磁気ディスク媒体の
領域全体を磁気信号記録に使用できるということで容量
が増加するということと、磁気ディスク媒体面の平滑化
および耐衝撃性では有利であるが、特定の領域に凹凸を
つけることが不可能なガラスを材料とした磁気ディスク
媒体を使用できるという点である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明はロード・アン
ロード方式を採用しつつ、アクチュエータによる磁気ヘ
ッドの移動可能なストロークを必要最小限、例えば、磁
気信号記録領域のみに抑え、アクチュエータの質量およ
び慣性モーメントを必要最小にすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】アクチュエータとは別
に、ロードおよびアンロード動作を可能にする能動的駆
動機構を備えている。これによりアクチュエータの移動
可能なストロークを必要最小限に抑えることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施例の磁
気ディスク装置全体図であり、磁気ヘッド４が磁気ディ
スク媒体５から待避した位置にあり、磁気ディスク装置
が停止している状態を示している。図４は図１の詳細図
である。アーム１０はベースに固定されているピン１０
ｄを回転中心としてマグネット１０ａ、ストッパ１０
ｃ、ラッチ１０ｂから構成されている。ストッパ１０ｃ
は、後述のように、キャリッジ３を移動させ磁気ヘッド
を媒体上にロードさせるための部材でもある。電磁石１
１は中心に磁性材料の芯を備え、コイルに通電する電流
の大きさ、方向を変化することで、ストッパ１０ａに対
して任意の反発力、吸引力を発生することができる。ま
た、停止時を含めコイル非通電時においてはマグネット
１０ａと磁性体材料の芯には一定の吸引力が発生する。

【００１４】磁気ディスク媒体の回転が停止していると
きには、磁気ディスク装置に外部より仕様で定められた
値以下の外力が加わったとき、次のような損傷を防止す
る必要がある。例えば、外力により、磁気ヘッド４が磁
気ディスク媒体５方向に回転移動してランプ９から逸脱
し、磁気ディスク媒体面と接触することにより生じる磁
気ディスク媒体５の損傷が考えられる。また磁気ディス
ク媒体から遠ざかる方向に磁気ヘッド４が回転移動しラ
ンプ９から逸脱して、サスペンションアーム６のバネ力
により磁気ヘッド４同士が接触することにより、磁気ヘ
ッド４が損傷することが考えられる。

【００１５】本実施例では、キャリッジ３はストッパ１
０ｃおよびラッチ１０ｂとキャリッジに具備されている
キャリッジピン１２により、許容される一定の位置・範
囲に磁気ヘッド４の回転移動を拘束する。この拘束力は
マグネット１０ａと電磁石１１の磁性体材料の芯の間に
働く吸引力によるため、拘束力が装置に対する外力の仕
様を満足するように、マグネット１０ａと電磁石１１の
磁性体材料の芯は設計されている。

【００１６】起動時、磁気ディスク媒体５が一定の回転
数に達すると、制御装置からアーム１０が回転中心であ
る１０ｄを中心に図上時計回りに回転するよう、マグネ
ット１０ａと電磁石１１が反発する方向に電磁石１１の
コイルに電流が印加される。反発トルクはストッパ１０
ｃからキャリッジ３に伝播され、キャリッジ３は磁気デ
ィスク媒体５に近づく方向に回転し、磁気ヘッド４はサ
スペンションアーム６とランプ９により磁気ディスク媒
体に対して所定の高さとなるようにガイドされつつ、磁
気ディスク媒体５上の所定の位置まで移動する。

【００１７】図５は磁気ヘッドが所定の位置まで移動し
た状態を示している。アーム１０はベースに固定されて
いるピン１３に回転を阻止されるため、磁気ヘッド４が
磁気信号の記録・再生を行う領域にアクチュエータがあ
るときは影響を及ぼすことはない。また、ストップピン
１３は磁性体を材料としているため電磁石１１のコイル
への通電がなくなっても、マグネット１０ａとストップ
ピン１３には吸引力が存在するため、アーム１０の位置
は保持される。このため電磁石のコイルに電流を流す必
要がないので省電力となり、またアクチュエータの性能
劣化もない。

【００１８】停止時、磁気ディスク媒体５が一定の回転
数以下に低下する前にアンロード動作を行う必要があ
る。図５の位置関係から、まず制御装置により、磁気ヘ
ッドはキャリッジ３がストッパ１０ｃに接触する位置も
しくはその近傍の所定の位置に移動する。次に制御装置
は電磁石１１にマグネット１０ａと電磁石が吸引する方
向に電磁石１１のコイルに電流が印加する。アーム１０
はピン１０ｄを中心に図上反時計回りに回転するが、キ
ャリッジ３はキャリッジ３に具備されている磁性体から
成るラッチピン１４とＶＣＭ７のマグネットとの吸引力
により磁気ヘッド４が磁気ディスク媒体５から離れる方
向に回転する。所定の位置に達するとラッチ１０ｂがキ
ャリッジピン１２を拘束し、図４の状態に戻る。キャリ
ッジ３の回転にはラッチピン１４を用いなくても例え
ば、キャリッジ３に加わる風力やＶＣＭのコイルに通電
することにより力を調整しても構わない。

【００１９】また、ストッパ１０ｃは、磁気信号の記録
・再生動作時に何らかの理由で制御装置が誤作動し暴走
した場合のストッパ機能を併せて備えている。本実施例
のストッパ１０ｃは弾性体を材料としているため、暴走
時に磁気ヘッド４が損傷しない所定の加速度以下の衝撃
力で緩衝することが可能である。更に、ストッパ１０ｃ
に弾性体を用いなくても図５の状態から図４の状態にア
ームを強制的に移動すると電磁石１１のコイルに発生す
る逆起電力による抵抗が発生するため緩衝作用を得るこ
とができる。

【００２０】図６は駆動力として磁気ディスク媒体５の
回転による風力を利用した第２の実施例である。尚、部
材１５、１５ａ、１５ｂは一体化されており、１５ｄの
周りに回転可能に支持されている。停止時はベースに固
定された磁性体から成るストップピン１３とマグネット
１５ｂに発生する吸引力でキャリッジ３は拘束される。
起動時磁気ディスク媒体５が回転し所定の回転数が上昇
し、ストップピン１３とマグネット１５ｂの吸引力およ
びサスペンションアーム６とランプ９との摩擦等キャリ
ッジ３の回転摩擦力の合力に対して、プレート１５ａが
受ける風力が上回ると、ストッパ１５ｃがキャリッジ３
の側面を押すことにより、キャリッジ３はエアアーム１
５がもう一方のストップピン１３に拘束される位置まで
回転移動し、ロード動作を行う。停止時は風力の低下に
伴い、逆の動作によりアンロードする。

【００２１】図７は駆動力として形状記憶合金バネ１６
を利用した第３の実施例である。停止時はベースに固定
された磁性体から成るストップピン１３とマグネット１
７ｂに発生する吸引力が形状記憶合金バネ１６のバネ力
との差分のトルクでキャリッジ３は拘束される。起動
時、制御装置から形状記憶合金バネ１６に電流が流れる
と、バネの元の収縮形状に戻る力が働く。この力により
キャリッジ３はアーム１７がもう一方のストップピン１
３に拘束される位置まで回転移動し、ロード動作を行
う。停止時は形状記憶合金バネ１６に流す電流を停止す
ることで、逆の動作によりアンロードする。

【００２２】図８は第１の実施例のマグネット１０ａと
ＶＣＭ７のマグネットの吸引力を利用して、キャリッジ
３を保持する第４の実施例である。ロードの際には、電
磁石１１の次回をマグネット１０ａに作用させてラッチ
を解除する。

【００２３】図９は駆動力として、サブコイル１８とベ
ースに固定されたサブマグネット１９から成る第２のＶ
ＣＭを利用した第５の実施例である。

【００２４】

【発明の効果】アクチュエータとは別に、ロードおよび
アンロード動作を可能にする駆動機構を備えことで、ア
クチュエータの移動ストロークを最小限に抑えることが
可能となり、コイルおよびコイルホルダ等の質量・慣性
モーメントを必要最小限にすることができる。コイルお
よびコイルホルダ等の質量・慣性モーメントの低減によ
り、制御性が向上し、位置決め精度及びアクセス能力が
向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスク装置の第１の実施例の概
略図である。

【図２】ロード・アンロード方式とＣＳＳ方式のＶＣＭ
の比較を示す図である。

【図３】ロード・アンロード方式とＣＳＳ方式のコイル
の比較を示す図である。

【図４】本発明の磁気ディスク装置の第１の実施例の駆
動機構の詳細図（その１）である。

【図５】本発明の磁気ディスク装置の第１の実施例の駆
動機構の詳細図（その２）である。

【図６】本発明の磁気ディスク装置の第２の実施例の駆
動機構の詳細図である。

【図７】本発明の磁気ディスク装置の第３の実施例の駆
動機構の詳細図である。

【図８】本発明の磁気ディスク装置の第４の実施例の駆
動機構の詳細図である。

【図９】本発明の磁気ディスク装置の第５の実施例の駆
動機構の詳細図である。

【符号の説明】

１０ａ〜１０ｄ・・・ディスク装置、３２５・・・論理部ボッ
クス。１：磁気ディスク装置、２：ピボットベ
アリング、３：キャリッジ、４：磁気ヘッ
ド、５：磁気ディスク媒体、６サスペンション
アーム、７：ＶＣＭ、８：コイル、
９：ランプ、１０：アーム、１１：電
磁石、１２：キャリッジピン、１３：
ストップピン、１４：ラッチピン、１５：
エアアーム、１６：形状記憶合金バネ、１
７：アーム、１８：サブコイル、１
９：サブマグネット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上船貢記神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージ事業部内 (72)発明者有坂寿洋茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内Ｆターム(参考） 5D059 LA06 5D068 AA01 BB01 CC12 EE03 GG03 5D076 AA01 BB01 CC05 DD20 EE01 EE15 FF04 GG04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ディスク媒体を搭載するスピンドル
と、回転する該スピンドルを支持するハウジングと、前
記磁気ディスク媒体に対する情報の書き込み及び読み出
し動作を行う磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを弾性的に指
示するサスペンションアームと、該サスペンションアー
ムを一端に支持し回転軸を回転中心として揺動自在なア
クチュエータと、該アクチュエータの回転軸を境にして
前記磁気ヘッドと反対位置に配置されたコイル及び永久
磁石からなり、回転軸を回転中心としてアクチュエータ
に支持された前記磁気ヘッドを前記磁気ディスク媒体上
で回転駆動するＶＣＭ（ボイス・コイル・モータ）と、
前記サスペンションアームの先端部と接触して前記磁気
ヘッドと前記磁気ディスク媒体を離間させるランプを備
える磁気ディスク装置において、ロード動作、またはア
ンロード動作、またはロード動作とアンロード動作を行
うため、ヘッドを磁気ディスク媒体からシーク方向に離
間する、前記VCM以外の能動的駆動機構を設けたことを
特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】請求項１の磁気ディスク装置において、ア
ンロード位置からロード位置またはロード位置からアン
ロード位置に移動を可能にするＶＣＭ以外の能動的駆動
機構として電磁石を用いたことを特徴とする磁気ディス
ク装置。
【請求項３】請求項１の磁気ディスク装置において、ロ
ード動作、またはアンロード動作、またはロード動作と
アンロード動作を行うため、ＶＣＭ以外の能動的駆動機
構として磁気ディスク媒体の回転による風力を利用した
機構、形状記憶合金のバネ、又は、サブコイルとＶＣＭ
のマグネットを用いたことを特徴とする磁気ディスク装
置。
【請求項４】請求項１から請求項３の磁気ディスク装置
において、ロード動作、またはアンロード動作、または
ロード動作とアンロード動作を行う能動的駆動機構に装
置が停止している際に、外部からの衝撃に対して磁気ヘ
ッドが磁気ディスク媒体面上に移動するのを防止するた
め、アクチュエータを固定する機構を共有させたことを
特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】請求項１から請求項４の磁気ディスク装置
において、ロード動作、またはアンロード動作、または
ロード動作とアンロード動作を行う能動的駆動機構に、
アクチュエータが暴走動作した際、磁気ヘッドまたは磁
気ディスク媒体面に損傷を与えないよう緩衝させるスト
ッパ機構をを共有させたことを特徴とする磁気ディスク
装置。