JP2005093004A - 回転円板形記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 突然電源が遮断されたときにアクチュエータを確実に退避領域に退避させる機構を備えた回転円板形記憶装置を提供する。
【解決手段】 ボイス・コイル２５を保持するコイル・サポートには、バイアス・チップ１００が埋め込まれている。ヘッドがアクセス領域にあるときは、バイアス・チップはボイス・コイル・マグネット５４の端部から離れており漏洩磁束の影響はない。ヘッドが退避領域にあるときは、バイアス・チップはボイス・コイル・マグネットの漏洩磁束の影響を受けて吸引され、アクチュエータを退避方向に回動させるバイアス・トルクが付与される。よって、バイアス・トルクを電源遮断後にアクチュエータを退避させるエネルギーとして利用することができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、磁気ディスク装置、光磁気ディスク装置等の回転円板形記憶装置に関し、さらに詳細には、アクチュエータの駆動機構に対して補助的な力を付与する機構に関する。

磁気ディスク装置は、回転する磁気ディスクの記録面上をアクチュエータ・アセンブリに支持されたヘッド／スライダが僅かの間隔を保って浮上しながら磁気ディスクの概略半径方向に回動してデータの読み書きを行う。ヘッド／スライダを支持するロード・ビームはヘッド／スライダを磁気ディスクの記録面に押さえる方向の圧力である押付荷重を生成し、この押付荷重とスライダの空気軸受面が磁気ディスクの表面に発生した空気流から受ける浮力とがバランスして空気軸受面と記録面との間の所定の間隙が維持される。

磁気ディスクが所定の回転数で回転する間は、表面に発生した空気流の作用でスライダと磁気ディスクの記録面が接触することはほとんどない。しかし、回転の停止した磁気ディスクの記録面上にヘッド／スライダが位置付けられると空気流の作用が消失しているためヘッド／スライダは記録面上に着陸する。この場合、記録面に塗布してある潤滑剤、記録面と空気軸受面との間の平滑面同士の吸着作用、及びロード・ビームの押付荷重等により、ヘッド／スライダは磁気ディスクの記録面に吸着した状態になる。ヘッド／スライダが吸着した状態で磁気ディスクを保持するスピンドル・モータを回転させると、スティクションという現象が発生してスライダや磁気ディスクの表面に傷が発生したり、モータの起動ができないことがある。

従って、ロード・アンロード方式の磁気ディスク装置では、磁気ディスクの回転を停止する際、ヘッド／スライダを磁気ディスクの記録面の外に設けられたランプという退避機構が提供する退避領域に退避させておく。ヘッド／スライダが磁気ディスクの記録面にアクセスしている間に突然電源が遮断された場合は、アクチュエータ・アセンブリを退避領域まで駆動するエネルギーがないので、惰性で回転している磁気ディスクに結合されたスピンドル・モータの逆起電力や、電子回路のコンデンサに蓄えておいた電荷を利用してボイス・コイル・モータ（以下、ＶＣＭという。）を駆動し、磁気ディスクの回転が停止する前にアクチュエータ・アセンブリを退避位置まで移動させてスティクションの防止を図っている。

磁気ディスク装置が小型化されていくに従い、スペースの制約からボイス・コイルの巻数や、ヨーク・ギャップの磁界強度に影響するボイス・コイル・マグネットの厚さ等が制限され、ＶＣＭから大きなトルクを得ることが容易ではない傾向になりつつある。さらにスピンドル・モータの逆起電力の大きさや、コンデンサに蓄積する電荷の量を確保するにも制約が多い。従って、小型の磁気ディスク装置では、電源遮断時にヘッド／スライダを安全にランプに退避させるためのエネルギーを確保し、アクチュエータ・アセンブリを回動させるのに必要なトルクを得ることが大型の磁気ディスク装置に比べて困難であり、退避失敗によるスティクション発生の機会が増大している。

また、アクチュエータ・アセンブリがランプのホーム・ポジションに退避した後に、磁気ディスク装置に対して外部から軽い衝撃や振動が加えられたとき、アクチュエータ・アセンブリをホーム・ポジションに保持する機構がない場合には、アクチュエータ・アセンブリが徐々に磁気ディスクの記録面側に移動し、ついにはヘッド／スライダが記録面に飛び出すことがある。ホーム・ポジションに保持する機構としては、クラッシュ・ストップにマグネットを埋め込む方法があるが、マグネットの強さはボイス・コイル・モータのトルクで離脱できる範囲以内に制限される。

したがって、クラッシュ・ストップにマグネットを埋め込んでもアクチュエータ・アセンブリを確実にホーム・ポジションに保持することができない場合があり、また、クラッシュ・ストップの寸法も拡大して小型化が求められる磁気ディスク装置では好ましくない。従来、ボイス・コイル・マグネットとコイル・サポートに埋め込まれた金属チップとの間に吸引力を生じさせ、アクチュエータ・アセンブリをホーム・ポジションに保持する技術が存在していたが、前述のとおり吸引力には限界があり、ホーム・ポジションからアクチュエータ・アセンブリが移動してしまうことがあった。また、電源遮断時の退避エネルギーとして利用することもできなかった。

そこで本発明の目的は、動作中に突然電源が遮断されたときにもアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリ（以下、ＡＨＳＡという。）を、確実に退避領域に退避させる機能を備えた回転円板形記憶装置を提供することにある。さらに、本発明の目的は、退避領域においてＡＨＳＡをホーム・ポジションに確実に保持する機能を備えた回転円板形記憶装置を提供することにある。さらに、本発明の目的は、そのような機能を実行する退避機構を、スペースを消費することのない簡素な構造で実現する回転円板形記憶装置を提供することにある。

本発明の原理は、ボイス・コイル磁気回路の漏洩磁束とＡＨＳＡに設けられたバイアス・チップとの間に働く磁気的吸引力により、ＡＨＳＡに対して、アクセス領域から退避領域に向かう方向のトルクであるバイアス・トルクを発生させ、電源遮断時にＡＨＳＡを退避領域に退避させる力として利用する点にある。バイアス・トルクは、ＡＨＳＡを退避領域に退避させる力として利用できるだけでなく退避領域に維持しておくためのトルクとしても利用できる。漏洩磁束を生成するボイス・コイル磁気回路は、ＶＣＭの必須の構成要素であり本発明のために特別に用意するものではなく、また、バイアス・チップはＡＨＳＡの寸法を拡大することなく取り付けることができるので、とくに余分なスペースを消費することもない。

本発明の第１の態様は、回転円板形記録媒体と、前記回転形記録媒体にアクセス可能なヘッド／スライダと、該ヘッド／スライダを前記回転円板形記録媒体上のアクセス領域から退避領域に向かう第１の方向と前記退避領域から前記アクセス領域に向かう第２の方向とに回動させるボイス・コイルと、該ボイス・コイルを保持するコイル・サポートとからなるアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリと、前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリに取り付けられて前記第１の方向と前記第２の方向に回動するバイアス・チップと、前記バイアス・チップの回動範囲の途中位置の近辺において前記バイアス・チップの回動軌跡に接近する方向に突き出た突出部として形成されたバイアス端部が設けられたヨーク・ギャップ空間を有するボイス・コイル磁気回路と
を有する回転円板形記憶装置を提供する。

ヨーク・ギャップ空間の外側には漏洩磁束が存在しており、その磁界は水平方向のベクトル成分を有する。ヨーク・ギャップ空間のバイアス端部で形成される漏洩磁束はバイアス・チップに影響を与え吸引力が発生する。漏洩磁束は、バイアス・チップが金属チップで形成されていればこれを磁化して吸引力を生成し、バイアス・チップが永久磁石であればその磁極との間に吸引力を生成する。吸引力はＡＨＳＡをアクセス領域から退避領域に回動させるバイアス・トルクとして利用することができる。非バイアス端部はバイアス・チップに対して実質的に漏洩磁束の影響を与えない。

バイアス端部及び非バイアス端部は、ヨーク・ギャップ空間の端部でもあり、ボイス・コイル磁気回路の構成により、ボイス・コイル・マグネットの端部に相当したり、ボイス・コイル・ヨークの端部に相当したりする。バイアス端部を、バイアス・チップの回動軌跡の途中位置の近辺にバイアス・チップの回動軌跡寄りに突き出るように設けると、ＡＨＳＡを回動させるＶＣＭの駆動力の補助として利用できる。また、バイアス端部と非バイアス端部の境界に相当する遷移部は、バイアス・チップの回動範囲の途中位置の近辺に設けられている。

バイアス・チップの回動範囲は、ＡＨＳＡの回動範囲に等しくアウター・クラッシュ・ストップとインナー・クラッシュ・ストップとで制限される範囲であり、回動範囲の途中位置とは、アウター・クラッシュ・ストップの近辺や、インナー・クラッシュ・ストップの近辺又はホーム・ポジションの近辺を除く意味である。

バイアス端部を、遷移部から退避領域を回動するバイアス・チップの回動軌跡に近接してほぼ沿うようにバイアス・チップのホーム・ポジションに近接する位置まで設けると、バイアス・チップの回動範囲全体のうち、遷移部の近くからホーム・ポジションまで第１の方向に向かってバイアス・チップにバイアス・トルクを与え続ける。ここに、バイアス・チップが退避領域を回動することは、ＡＨＳＡが退避領域を回動することと同じ意味であり、バイアス・チップのホーム・ポジションとは、ＡＨＳＡがホーム・ポジションに位置付けられたときのバイアス・チップの位置を意味し、その他の場合も同様に読み替える。

遷移部が、アクセス領域と退避領域の境界に位置付けられた前記バイアス・チップの近辺に設けられる場合には、バイアス・トルクはバイアス・チップが退避領域を回動するときだけ発生し、アクセス領域では余分なトルクを発生してＶＣＭの動作及びサーボ制御機構に影響を与えることはない。また、バイアス・チップが退避領域を回動する間バイアス・トルクが働き続けるので、ＡＨＳＡが一旦ホーム・ポジションに位置付けられ、周知のマグネット機構などでホーム・ポジションに保持された場合に、振動などでホーム・ポジションから退避領域内で離れてしまったとしても、ＡＨＳＡが退避領域に存在する限りバイアス・トルクが働くので、さらに外部から軽い衝撃などが続いても、ＡＨＳＡがアクセス領域まで移動することを抑制することができる。

また、バイアス・トルクの大きさや、ＡＨＳＡの押付荷重を適宜選択すれば、一旦ホーム・ポジションから移動したＡＨＳＡをホーム・ポジションまで引き戻すことができる。ＡＨＳＡが退避領域内でホーム・ポジションから移動してしまうと、大きな衝撃に対してＡＨＳＡを退避領域に保持する周知の慣性ラッチ機構が働かない場合があり、ＡＨＳＡをホーム・ポジションに保持しておくことは重要である。

非バイアス端部は、そこに存在する漏洩磁束がバイアス・チップに影響せず実質的にトルクを生じさせない。このような構成は、非バイアス端部とバイアス・チップとの距離を離すか、バイアス・チップをヨーク・ギャップ空間の中を通過させるとよい。バイアス・チップの回動軌跡がヨーク・ギャップ空間の端部の外側に十分な距離だけ離れて設けられているときは、ヨーク・ギャップ空間の磁力線の影響は極僅かであり、バイアス・チップに実質的なバイアス・トルクは発生しない。

バイアス・チップの回動軌跡は、ヨーク・ギャップ空間の後端側の外側又は先端側の外側のいずれに設けてもよい。ヨーク・ギャップ空間にバイアス・チップの回動軌跡に近づくように突き出た突出部を部分的に設けることにより、突出部近辺に位置付けられたバイアス・チップに対して強いバイアス・トルクを付与することができる。必要な位置に突出部を形成することにより、バイアス・トルクのトルク特性を制御することができ、ロード・アンロード方式の装置ではランプに退避する位置で強いトルクを発生させることも可能である。また、バイアス・チップの回動軌跡とバイアス端部とが漸次接近する構成では、バイアス・トルクを漸増させることができる。

バイアス・チップは強磁性体材料で形成してもよく、また永久磁石で形成してもよい。永久磁石を利用すれば、漏洩磁束が弱くても強いバイアス・トルクを得ることができる。また、ボイス・コイル磁気回路は、ボイス・コイル・マグネットを複数設けたり、ボイス・コイル・ヨークの裏面にボイス・コイル・マグネットを配置したりして構成することができる。

本発明の第２の態様では、回転円板形記録媒体と、前記回転円板形記録媒体にアクセス可能なヘッド／スライダを搭載し、アクセス領域から退避領域に向かう第１の方向と退避領域からアクセス領域に向かう第２の方向にピボット軸を中心に回動可能なアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリと、前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリを駆動するボイス・コイル・モータの磁界を形成するボイス・コイル磁気回路と、前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリに取り付けられ、前記ボイス・コイル磁気回路の漏洩磁束の影響を受けて吸引され、アクセス領域と退避領域の境界近辺に位置付けられたアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリに第１の方向のバイアス・トルクを与えるバイアス・チップとを有する回転円板形記憶装置を提供する。

本発明の第３の態様は、回転円板形記録媒体と、コイル・サポートと該コイル・サポートに保持されたボイス・コイルと前記回転円板形記録媒体にアクセス可能なヘッド／スライダとを備え、アクセス領域から退避領域に向かう第１の方向と退避領域からアクセス領域に向かう第２の方向に回動可能なアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリと、前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリに取り付けられて第１の方向と第２の方向に回動するバイアス・チップと、前記バイアス・チップの回動軌跡にほぼ沿って形成された端部を備えるヨーク・ギャップを有し、該ヨーク・ギャップの端部が退避領域を回動する前記バイアス・チップに第１の方向のバイアス・トルクを与え続けるボイス・コイル磁気回路とを有する回転円板形記憶装置を提供する。

本発明により、動作中に突然電源が遮断されたときにもアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリを、確実に退避領域に退避させる機能を備えた回転円板形記憶装置を提供することができた。さらに本発明により、退避領域においてＡＨＳＡをホーム・ポジションに確実に保持する機能を備えた回転円板形記憶装置を提供することができた。さらに、本発明により、そのような機能を実行する退避機構を、スペースを消費することのない簡素な構造で実現する回転円板形記憶装置を提供することができた。

図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態に係る磁気ディスク装置を説明する。図１は、磁気ディスク装置１０の概略平面図であり、図２は、ランプ２１の側面図及び斜視図であり、図３は磁気ディスク装置１０の分解斜視図である。磁気ディスク装置１０は、外部がケーシング本体１２とケーシング本体に取り付けられるケーシング蓋１２ｂ（図３参照。）で覆われている。ケーシング本体１２は、主として収納部品に取付面を提供するベース１２ｃと、ケーシング蓋１２ｂが取り付けられる側壁とで構成される。ケーシング本体１２は金属製の平板をプレス加工して成形している。

円板状の磁気ディスク１１は、表面に磁性層が形成された記録面を両面に備え、下部に設けられたスピンドル・モータに結合されて回転するハブに取り付けられてスピンドル軸２３の周りを回転する。本実施の形態に係る磁気ディスク装置１０は、退避方式として以下に述べるようにロード・アンロード方式を採用しているが、コンタクト・スタート・ストップ（以下、ＣＳＳという。）方式を採用してもよい。ＣＳＳ方式を採用する磁気ディスク装置においては、記録面に加えて磁気ディスク１１の一部に退避面を備え、スライダに対して退避領域を提供する。磁気ディスク１１は１枚又は複数枚のスタック構成にすることができるが本実施の形態では１枚の磁気ディスクで構成されている。磁気ディスク１１には、最も内側に位置する最内周トラックと最も外側に位置する最外周トラックが定義されている。

ＡＨＳＡ１５は、ヘッド・サスペンション・アセンブリ（ＨＳＡ）２０と、アクチュエータ・アーム１８と、コイル・サポート５０と、コイル・サポートに保持されるボイス・コイル２５とを含んで構成され、ピボット軸１７の周りをＡ１方向とＢ１方向に回動可能なようにピボット・カートリッジでベースに取り付けられる。アクチュエータ・アーム１８とコイル・サポート５０とピボット・カートリッジの取付部分は、アルミニウム・ダイカスト又は合成樹脂で一体に成型されているが、ＨＳＡ２０又はヘッド・ジンバル・アセンブリをピボット・カートリッジに直接取り付けるいわゆる周知の積層型サスペンション構造を採用してもよい。

コイル・サポート５０には、本発明に係るバイアス・トルクを得るために、鉄などの強磁性材料で形成され、バイアス・チップ１００を構成する金属チップが埋め込まれている。バイアス・チップ１００は、永久磁石片（マグネット・チップ）を採用してもよい。マグネット・チップを採用することで、金属チップよりボイス・コイル・マグネットに対する強い吸引力を得ることができる。バイアス・チップ１００は円柱型に形成され、コイル・サポートを上下方向に貫通するように形成された開口に挿入されて表面が露出している。よって、バイアス・チップ１００は、コール・サポート５０が後述するヨーク・ギャップを回動する障害になることはなく、また、ボイス・コイル・マグネットの磁界で表面が磁化されるのに好適な構成になっている。さらに、バイアス・チップ１００は、磁気ディスク装置１０のスペースを余分に消費することはない。

ＡＨＳＡ１５は、動作中に外部から振動や衝撃を受けたときサーボ制御が影響を受けにくいように、重心がピボット軸１７上にくるように構成されている。ＨＳＡ２０はアクチュエータ・アーム１８に取り付けられるロード・ビームとロード・ビームに取り付けられるフレキシャとを含んで構成され、ロード・ビームの先端部にはマージ・リップ１９又はタブが設けられている。フレキシャにはヘッド／スライダ１３が取り付けられている。

ヘッド／スライダ１３は、磁気ディスク１１に対してデータの読み取り及び書き込み又はそのいずれか一方を行うヘッドと、ヘッドを搭載し回転する磁気ディスク表面の気流から浮力を受けて、記録面上に僅かの間隙を保って浮上するスライダとで構成される。スライダは、空気軸受面が磁気ディスク１１の記録面に対向するようにフレキシャに取り付けられている。ロード・ビームはヘッド／スライダ１３を磁気ディスク１１の記録面に押しつける方向の圧力（押付荷重）を生成する。磁気ディスクの記録面には、動作中にヘッド／スライダ１３が接触することがあるため、損傷防止用の潤滑剤が塗布されている。

ＡＨＳＡ１５の後端部には、ボイス・コイル２５を保持するコイル・サポート５０が設けられている。さらにコイル・サポート５０を覆うように主ヨーク２７としての機能を発揮するボイス・コイル・ヨークがベース１２ｃから支持されて配置されている。主ヨーク２７、ボイス・コイル・マグネット５４、補助ヨーク５２、及びケーシングのベース１２ｃは、ボイス・コイル磁気回路を構成し、ボイス・コイル磁気回路とボイス・コイル２５がＶＣＭを構成する。主ヨーク２７とボイス・コイル・マグネット５４が形成するヨーク・ギャップの磁界の中にボイス・コイル２５を配置して電流を流し、電流の方向を制御すると、ＡＨＳＡ１５をＡ１方向又はＢ１方向に回動させることができる。

ボイス・コイル磁気回路については図３を参照しながら後で詳細に説明する。ここで、ＡＨＳＡ１５及びＶＣＭに関して、ヘッド／スライダ側を先端部側又は先端部といい、その反対側を後端部側又は後端部という。主ヨーク２７と補助ヨーク５２との間には、それぞれゴム等の弾性体を含んで形成されたアウター・クラッシュ・ストップ３１とインナー・クラッシュ・ストップ２９がケーシングのベースから立設するように取り付けられている。

アウター・クラッシュ・ストップ３１は、ＡＨＳＡ１５のヘッド／スライダ１３が磁気ディスクの外側に回動する方向を制限し、インナー・クラッシュ・ストップ２９は、ヘッド／スライダ１３がスピンドル軸２３に向かって回動する方向を制限する。また、アウター・クラッシュ・ストップ３１を構成するには、剛性のロッドをベースから立設し、コイル・サポート５０の当接部分に弾性体を設けてもよく、特開２０００−２４３０４４号公報の図６に参照番号４６、４７で示されているように、コイル・サポートの一部が弾性機能を果たすようにしてもよい。また、ボイス・コイル・ヨークの脚部に弾性部材を取り付ける構造を採用してもよい。磁気ディスク装置１０には、さらに通信及び動作を制御する回路素子６５とヘッド及びボイス・コイル２５と回路素子を接続するフレキシブル・ケーブル６３が設けられている。

磁気ディスク１１の外側近辺にはランプ２１が取り付けられており、磁気ディスク装置１０におけるロード・アンロード方式を実現する。本実施の形態では、磁気ディスク１１が二つの記録面を備えているため、図２（Ａ）では、二つのマージ・リップ１９が示されており、図２（Ｂ）では、説明の簡略のため一つのＡＨＳＡの一部であるＨＳＡ２０が示されている。ランプ２１にはスリット２１ｇが設けられ、磁気ディスク１１の外周部分が回転可能に入り込んでいる。ランプ２１は、磁気ディスク１１の回転が所定の回転数以下に下がる前に、ヘッド／スライダを退避させる退避領域を提供する。ランプ２１は、磁気ディスク１１に近い側から、斜面２１ａ、平坦面２１ｂ、斜面２１ｃ、平坦面２１ｄ、斜面２１ｅ、及び斜面２１ｆを有する。斜面２１ｅ、２１ｆは、ランプ２１をケーシングのベース１２ｃに取り付けた後に、マージ・リップ１９をランプの後部から挿入して、ＡＨＳＡ１５をベースに組み込むために設けられている。

図１で、ＡＨＳＡ１５をアンロード、すなわちＡＨＳＡ１５を退避領域に退避させるために磁気ディスク１１の記録面からＡ１方向に回動させていくと、マージ・リップ１９が斜面２１ａの先端に接触して、浮上していたヘッド／スライダ１３が僅かに持ち上がる。さらにＡＨＳＡ１５を回動していくとヘッド／スライダ１３は、徐々に磁気ディスクの記録面から離れる方向に移動しながら平坦面２１ｂとの境界に到達する。ＨＳＡ２０のロード・ビームは、ヘッド／スライダ１３を記録面に押付荷重を与えるように構成されており、マージ・リップ１９が斜面２１ａを摺動して平坦面２１ｂとの境界に到達するまでの間、ＨＳＡ２０のランプの各面に対する押付荷重は徐々に強まり、Ａ１方向への回動を妨げる摩擦力が増大していく。

ＶＣＭの駆動力は、この摩擦力にうち勝ってＡＨＳＡ１５をさらにＡ１方向に回動させることができる。マージ・リップ１９が平坦面２１ｂ、斜面２１ｃを経由して平坦面２１ｄに到達してからさらにＡ１方向に回動していくと、マージ・リップ１９は平坦面２１ｄ上の所定の位置で停止するようにＶＣＭが制御される。本実施の形態では、ＡＨＳＡ１５がアウター・クラッシュ・ストップに当接した位置でＶＣＭが停止するように構成されている。本実施の形態に限らず、ＡＨＳＡ１５がアウター・クラッシュ・ストップに当接しないで、平坦面２１ｄに停止する構成を採用することもできる。暴走や電源遮断のような異常時の動作を除いた、このような通常時の動作におけるアンロードによりＡＨＳＡ１５が停止する位置をＡＨＳＡのホーム・ポジションという。

図２（Ａ）において、ランプ２１の平坦面２１ｄは磁気ディスク１１の記録面から垂直方向に離れた位置にあるため、平坦面２１ｄにマージ・リップ１９が係合してヘッド／スライダ１３が退避しているとき、マージ・リップ１９はロード・ビームにより平坦面２１ｄに押し付けられ、ＡＨＳＡ１５の回動動作を妨げる摩擦力を生成している。斜面２１ｃ、平坦面２１ｂ、及び斜面２１ａによってもたらされるマージ・リップ１９に働く摩擦力は、マージ・リップ１９が平坦面２１ｄ上に係合しているときに、磁気ディスク装置１０に外部から軽い衝撃や振動が加えられてもＡＨＳＡ１５がＢ１方向に移動するのを妨げる働きをする。

従って、ホーム・ポジションにおかれたＡＨＳＡ１５は、ランプの各面の摩擦力により、外部から弱い衝撃や振動が加えられても、ホーム・ポジションに留まるか、または、ランプの平坦面２１ｄないし斜面２１ａの範囲に留まることができる。しかし、ＶＣＭの駆動力は、続いてＡＨＳＡ１５をＢ１方向に回動させるロード時にマージ・リップ１９に働く摩擦力にうち勝つ必要があるので、摩擦力をそれほど強く設定することができない。

よって、ＡＨＳＡ１５のマージ・リップ１９がランプに退避している間に磁気ディスク装置１０に外部から強い衝撃が加えられたときや、動作中の磁気ディスク装置１０が制御不能になって暴走したりしたときは、コイル・サポート５０が勢いよくアウター・クラッシュ・ストップ３１に衝突し、その反動でヘッド／スライダがＢ１方向に回動して停止している磁気ディスク１１の記録面に着陸する可能性がある。また、衝撃の方向によっては、アウター・クラッシュ・ストップ３１に衝突しないでヘッド／スライダ１３が直接Ｂ１方向に回動して磁気ディスク１１の記録面に飛び出すことがある。

ところで磁気ディスク装置１０は、ヘッド／スライダ１３が磁気ディスク１１にアクセスしている間に突然電源が遮断されたとき、スピンドル・モータが停止する前にヘッド／スライダ１３をランプ２１に退避させるために、スピンドル・モータの逆起電力又はコンデンサに蓄積しておいた電荷によりコイル・サポート５０がアウター・クラッシュ・ストップ３１に衝突するまでＡＨＳＡ１５をＡ１方向に回動させる構成になっている。この場合、ＡＨＳＡ１５がマージ・リップ１９をランプ２１の平坦面２１ｄのホーム・ポジションに係合するように退避するためには、ＡＨＳＡ１５を回動させるエネルギーに加えてランプ２１の斜面２１ａ、平坦面２１ｂ、斜面２１ｃ、平坦面２１ｄの摩擦力にうち勝つエネルギーが必要である。

図３において、ケーシング蓋１２ｂは、ケーシング本体１２の側壁に取り付けられ内部に清浄な密閉空間を形成する。ケーシング蓋１２ｂの下部には、主ヨーク２７が、ケーシング本体１２から取り外された状態で示されている。従って、ケーシング本体１２側には、コイル・サポート５０、コイル・サポートに保持されたボイス・コイル２５、ボイス・コイル・マグネット５４及び補助ヨーク５２が露出してみえる。主ヨーク２７には、３つのヨーク脚２７ａ〜２７ｃが主ヨークの折り曲げ加工により形成されている。

主ヨーク２７及び補助ヨーク５２は、強磁性材料である一般冷延鋼板（ＳＰＣＣ）で形成されている。ケーシング本体１２は強磁性材料で形成されているので、ＶＣＭの磁気回路の一部になることができる。ケーシング本体１２のベース１２ｃには平板状に形成された補助ヨーク５２が隣接して配置され接着剤で固定されている。

接着剤はスリーボンド社から販売され、製品番号２０８７Ｆで入手することができる。補助ヨーク５２の表面には、永久磁石で構成されたボイス・コイル・マグネット５４が配置され接着剤で固定されている。接着剤は、ロックタイト社から製品名称ＬＯＣＴＩＴＥ３６６として入手できる。ボイス・コイル・マグネット５４は、空間に接する表面にＮ極とＳ極の二つの磁極を備えて一体に形成され、両磁極は遷移領域で区分されている。ボイス・コイル・マグネット５４の補助ヨーク５２に接する裏面には、それぞれ表面とは逆極性の磁極が形成されている。

主ヨーク２７は、ボイス・コイル・マグネット５４の表面に対向する対向面を備えている。主ヨーク２７の対向面とボイス・コイル・マグネット５４の表面との間には、ヨーク・ギャップが形成される。主ヨーク２７のヨーク脚２７ａ〜２７ｃは、組み立てられたときに補助ヨーク５２の側部に係合する。ヨーク脚２７〜２７ｃは、補助ヨーク５２の側部に係合するように寸法が厳密に管理されて製作されている。その結果、組み立て工程において最初に補助ヨーク５２をベース１２ｃの所定の位置に固定しておくと、次に主ヨーク２７を組み込むときには、ヨーク脚２７ａ〜２７ｃを補助ヨーク５２の側部に嵌め込むだけで、ベース１２ｃに対する正確な位置決めを実現することができる。

主ヨーク２７の位置決めのために、従来はヨーク脚をベース１２ｃにネジ止めしていたが、ベースを貫通したネジ穴をシールするための副次的な工程を必要としていた。本実施の形態では、ヨーク脚を使って主ヨークを補助ヨークの係合部に対して嵌め込むだけでベース上での正確な位置決めをすることができる。ヨーク脚２７ａ〜２７ｃは、それぞれ補助ヨーク５２の側部に磁気的に結合されると共に、ベース１２ｃにも磁気的に結合される。ヨーク脚２７ａ〜２７ｃは、補助ヨーク５２の上に取り付けて補助ヨーク５２とだけ磁気的に直接結合させてもよいが、ベース１２ｃの上に取り付けることでヨーク構造の高さ方向の公差を満たす上で有利である。

すなわち、ベース１２ｃと主ヨーク２７のケーシング蓋側の面までの高さ及びボイス・コイル・マグネット５４に対する対向面までの高さは、ケーシング蓋やコイル・サポート５０との干渉を避けるため厳密に管理する必要があるが、補助ヨーク５２の上にヨーク脚２７ａ〜２７ｃを載せると補助ヨーク５２の加工誤差が重畳されてしまうので、直接ベース１２ｃの上に設けることが望ましい。

主ヨーク２７は補助ヨーク５２と同一の強磁性材料で形成されているが、磁束を通過させるのに適した透磁率を備える材料を使用すれば、両者の材質を異なるものの中から適宜選定することができる。本実施の形態において、ベース１２ｃの厚さは０．４ｍｍ、補助ヨーク５２の厚さは０．３ｍｍ、ボイス・コイル・マグネット５４の厚さは０．８ｍｍ、主ヨーク２７の厚さは０．４５ｍｍ、及びヨーク・ギャップの間隔は０．８ｍｍに選定されている。

ヨーク・ギャップにはボイス・コイル・マグネット５４によって上下に２方向の磁界が形成されている。ボイス・コイル２５はヨーク・ギャップ中に水平方向に自由に移動できるように配置されている。ボイス・コイル２５に電流が流れるとそれぞれの方向の磁界からボイス・コイルの各辺が受ける力が合成され、ＡＨＳＡ１５はピボット軸１７を中心に回動する。

ボイス・コイル２５に流れる電流の方向及び大きさを周知のサーボ制御技術を用いて変化させることでＡＨＳＡ１５はヘッドを磁気ディスク１１の所定のトラック位置に位置付けることができる。ＶＣＭがＡＨＳＡ１５に与えるトルクを大きくするには、ヨーク・ギャップを通る磁束の大きさを大きくすること、ボイス・コイル２５を流れる電流を大きくすること、及びボイス・コイルの巻数を多くする方法がある。

ヨーク・ギャップの磁束を大きくする一つの方法は、ボイス・コイル・マグネット５４を大型化することであるが、スペースの制約を受けるのでこれには限界がある。他の方法は、ヨーク・ギャップを通過する磁束の通路となる磁気回路全体の磁気抵抗を小さくすることである。磁気抵抗は、ヨーク・ギャップとヨークで発生する。ヨーク・ギャップの中には、ボイス・コイルが配置されなければならないので縮小化が制限される。ヨークの磁気抵抗は、ヨーク材の透磁率と断面積で決まる。

本実施の形態においてヨークは、主ヨーク２７、ヨーク脚２７ａ〜２７ｃ、補助ヨーク５２、及びベース１２ｃで構成される。ベース１２ｃは、透磁率の小さい材料で形成されていたり、断面積が足りないような薄い材料で形成されていたりする場合には十分に磁束を通過させることができず、単独ではボイス・コイル磁気回路の構成に適さない。そこで本実施の形態では、補助ヨーク５２がベース１２ｃと共に磁束の通路となる磁気回路を提供し磁気抵抗を低減している。

ボイス・コイル・マグネット５４のＮ極からヨーク・ギャップに放出された磁束は、主ヨーク２７の対向面を貫通して内部に入り、ヨーク脚２７ａ〜２７ｃに分流する。ケーシング蓋１２ｂは非磁性材料で形成されているため、ほとんど磁束は通過しない。ケーシング蓋は、磁束の通路にならなくても主ヨークで十分に磁気回路を構成できる。よって、主ヨーク２７とケーシング蓋１２ｂとは、磁気的に結合されている必要がないが、ケーシング蓋の材料を変更して磁気回路の一部として構成することもできる。それぞれのヨーク脚を通過する磁束の一部は補助ヨーク５２の側面を通じて補助ヨーク内部に流入しボイス・コイル・マグネット５４のＳ極に戻る。残りの磁束はヨーク脚の底部からベース１２ｃの内部に流入し、補助ヨークを通過してボイス・コイル・マグネット５４のＳ極に戻る。ヨーク・ギャップからボイス・コイル・マグネットのＳ極に戻る磁束はＮ極からヨーク・ギャップに放出された磁束とは逆方向の経路でＮ極まで戻る。

本実施の形態に係るヨーク構造では、従来のヨーク構造で採用されていた下部に配置される専用のヨークを取り去り、補助ヨークとケーシング本体とを磁気回路の一部に組み込んだことで、専用の下部ヨークより薄い補助ヨークを採用することができ、ヨーク構造全体の高さを低くすることができる。

本発明の思想において、補助ヨーク５２はケーシング本体１２に対して磁気的に結合された状態で配置されていればよいので、ベース１２ｃに隣接させて接着剤以外の方法、例えばネジ、嵌め込み構造などで固定してもよい。また、主ヨーク２７がベース１２ｃに対してネジ止め構造などで固定され、主ヨークの位置を基準にしてヨーク脚２７ａ〜２７ｃと補助ヨーク５２の側部とで補助ヨークの位置を画定できるならば、補助ヨーク５２をベース１２ｃに固定しないでもよい。

補助ヨークに関して重要な点は、ベース１２ｃに磁気的に結合されてボイス・コイル・マグネット５４で生成された磁束が通り易い磁気回路を形成することにある。そのために補助ヨーク５２は、磁気飽和をきたさないように断面積を所定値以上にすることと、補助ヨーク５４とベース１２ｃとの磁気的結合を十分に行うことである。磁気的結合を強化するには、補助ヨーク５２とベース１２ｃとの接合面にエア・ギャップを形成しないようにすることであり、両者がそれぞれ所定の面積以上相互に平滑な面で接触できるように加工しておくことが望ましい。本発明の思想においては、補助ヨークを使用しないで単独で磁気回路を構成することができる主ヨークだけで構成してもよい。また、ボイス・コイル・マグネットを一方のヨーク面にだけでなく他方の面にも取り付けてもよい。この場合、ヨーク・ギャップの磁界が強化され、ＶＣＭは大きなトルクを発生することができる。

図４は、図３を参照して説明したＶＣＭ機構の側面図で、コイル・サポート５０を省略している。平坦な面を備える主ヨーク２７の下部には、平板状のボイス・コイル・マグネット５４との間にヨーク・ギャップが形成されている。ヨーク・ギャップにはボイス・コイル・マグネット５４により磁界が形成され、内部にバイアス・チップ１００とボイス・コイル２５とがほぼ同じ高さで配置されている。バイアス・チップ１００とボイス・コイル２５は図示しないコイル・サポート５０に保持されている。ボイス・コイル・マグネット５４の下には補助ヨーク５２が隣接して配置されており、補助ヨーク５２は、ケーシングのベース１２ｃに隣接している。

図５は、ＡＨＳＡ１５（図１、図３参照）の回動範囲を説明するための図である。図５では、ボイス・コイル・マグネット５４とバイアス・チップ１００の位置が重要なので実線で示し、ボイス・コイル２５と主ヨーク２７はそれぞれ点線及び２点鎖線で示す。中心線１５２、１５４、及び１５６は、図１又は図３においてヘッド／スライダ１３が特定の位置に位置付けられている状態におけるＡＨＳＡ１５の中心線で、ピボット軸１７とヘッド／スライダ１３の中心を通っている。

基準線１５０は、ケーシング本体１２の長い方の側壁に平行で、ピボット軸１７の中心を通過する線である。基準線１５０から約４０度時計方向に回転した位置にある中心線１５２は、ＡＨＳＡ１５がインナー・クラッシュ・ストップ２９に当接する位置で、ヘッド／スライダ１３は磁気ディスク１１の最も内側に位置付けられ、ＡＨＳＡ１５の回動範囲のうち一方の限界位置に相当する。図示されたボイス・コイル２５ａ及びバイアス・チップ１００ａは、そのときのそれぞれの位置を示す。

基準線１５０から約６０度時計方向に回転した位置にある中心線１５４は、図１及び図２に示したマージ・リップ１９がランプ２１の斜面２１ａの先端に接触する位置である。中心線１５２と中心線１５４で画定される回動範囲の大部分がヘッド／スライダ１３が磁気ディスク１１の記録面にアクセスするためにＡＨＳＡ１５が回動する範囲である。中心線１５４の位置に相当するボイス・コイル及びバイアス・チップは図の錯綜を避けるため記載していない。

基準線１５０から約８０度時計方向に回転した位置にある中心線１５６は、ＡＨＳＡ１５がアウター・クラッシュ・ストップ３１に当接する位置で、ＡＨＳＡ１５の回動範囲のうち他方の限界位置に相当する。図示されたボイス・コイル２５ｉ及びバイアス・チップ１００ｉは、そのときのそれぞれの位置を示す。中心線１５４と中心線１５６との間では、ＡＨＳＡ１５のマージ・リップ１９が、ランプ２１のいずれかの面に係合している。

ボイス・コイル・マグネット５４と主ヨーク２７とはほぼ平行に対向するように配置されており、ヨーク・ギャップの中はボイス・コイル・マグネット又は主ヨークに垂直に出入りする磁束が通過しており、水平方向の成分は存在しない。しかし、ボイス・コイル・マグネット５４の平面的な外延を定める端部、すなわち、図５で実線で示されたボイス・コイル・マグネット５４の平面的な外延の外側では一部の磁束が垂直に出入りせず漏洩磁束が発生している。

ＡＨＳＡ１５が、中心線１５２の位置にあるときのバイアス・チップ１００ａは、ボイス・コイル・マグネット５４の端部から平面的に後端部側の外側に離れており、ボイス・コイル・マグネット５４の端部に発生する漏洩磁束の影響を受けることはほとんどない。よって、バイアス・チップ１００ａとボイス・コイル・マグネット５４との間には実質的に磁気的な吸引力が働かない。

ＡＨＳＡ１５が、中心線１５６の位置にあるときは、バイアス・チップ１００ｉは、図５に示すようにボイス・コイル・マグネット５４の端部に平面的に重なっているか、又は平面的に接近しており、ボイス・コイル・マグネット５４による漏洩磁束の影響を受け、バイアス・チップ１００ｉは磁化されてボイス・コイル・マグネット５４との間に吸引力が働いて、バイアス・トルクが発生する。この状態を図６を参照して説明する。

図６において、力Ｆ１は、ボイス・コイル・マグネット５４と主ヨーク２７の間のヨーク・ギャップの端部で発生する漏洩磁束により、バイアス・チップ１００ｉに働く吸引力を示し、力Ｆ２は、力Ｆ１に対してピボット軸１７から与えられる反力を示す。よって、力Ｆ１と力Ｆ２とを合成した力Ｆｔが、バイアス・チップ１００ｉに働くことになる。力Ｆｔは、バイアス・チップ１００ｉを支えるコイル・サポート２５に対してＡＨＳＡ１５をＡ１方向に回動させるトルクに相当し、これをバイアス・トルクＦｔという。

図６を参照すると明らかなように、バイアス・チップ１００ｉにバイアス・トルクＦｔ与えるには、所定の大きさの吸引力Ｆ１を生ずるだけの漏洩磁束が存在する位置にバイアス・チップを配置する必要がある。漏洩磁束が存在する位置は、ボイス・コイル・マグネット５４の端部からの距離と、漏洩磁束の大きさで定まる。

さらに、吸引力Ｆ１がＡ１方向に作用するバイアス・トルクＦｔを生成するには、吸引力Ｆ１がバイアス・チップ１００ｉとピボット軸１７の中心とを結ぶ線より、Ａ１方向側を向いている必要がある。このような構成は、バイアス・チップ１００ｉの位置に対するボイス・コイル・マグネット５４の端部の形状と配置を選定することで実現できることは当業者に明らかであろう。

図７は、図６において、力Ｆ１の方向を含みボイス・コイル・マグネット５４に垂直な面で切断したときの主ヨーク２７、バイアス・チップ１００ｉ、及びボイス・コイル・マグネット５４の側面図である。図７は、ボイス・コイル・マグネット５４と主ヨーク２７とによりヨーク・ギャップ１０６に生じている磁束と、バイアス・チップ１００ｉとの位置関係を示している。主ヨーク２７とボイス・コイル・マグネット５４の対向面の大きさを比較すると、図７の断面においては主ヨーク２７の方が大きくなっている状態が示されている。

ボイス・コイル・マグネット５４は平面的な外延を有しており、図７の断面における外延となる端部を５４ａ、５４ｂで示す。ヨーク・ギャップ１０６の磁力線は、ボイス・コイル・マグネット５４の端部５４ａ、５４ｂより平面的に内部に入り込んだ位置では、ボイス・コイル・マグネット５４と主ヨーク２７との間を垂直に出入りしており、磁力線は水平方向の成分を有しない。しかし、ボイス・コイル・マグネット５４の端部５４ａ、５４ｂの近辺では、ボイス・コイル・マグネット５４の端部から主ヨーク２７に向かって想定した主ヨーク２７に垂直な面より外側に膨らんでおり、磁力線は水平方向の成分を有する。

ここで、本発明におけるヨーク・ギャップ空間と漏洩磁束の定義をする。いま、ボイス・コイル・マグネット５４と主ヨーク２７とが対向しているときに、ヨーク・ギャップにおいて、両方の面に平行な平面を仮定し、当該平面上にそれぞれの正投影面を描いて重なった領域を得る。次に重なった領域をボイス・コイル・マグネットの面から主ヨークの面まで平行を保って移動させたときに重なった領域の外延がヨーク・ギャップ１０６に描く面とボイス・コイル・マグネットの面と主ヨークの面とで囲まれた体積領域を設定する。この体積領域は、ヨーク・ギャップ中の一部の領域であるが、特にヨーク・ギャップ空間という。

漏洩磁束は、このヨーク・ギャップ空間より外側に膨らんだ位置に存在する磁束のことをいう。いま、ヨーク・ギャップがマグネットとヨークとで形成される例として説明したが、ヨーク・ギャップ空間及び漏洩磁束は、ヨーク・ギャップが二つの対向するマグネットで形成される場合にも適用される。また、マグネットが直接ヨーク・ギャップに接する面を有する場合だけでなく、ヨークがヨーク・ギャップに接する面を有し、ヨークの裏側にマグネットが取り付けられ、二つの対向するヨークでヨーク・ギャップを形成するときは、マグネットに代えてヨークの外延により同様に定義する。

図７に戻って、バイアス・チップ１００ｉがボイス・コイル・マグネットの端部５４ａに近づくか、又はその一部がヨーク・ギャップ空間に入ると、ボイス・コイル・マグネット５４の磁極と、ボイス・コイル・マグネット５４により磁化されてバイアス・チップの面１０２ａに形成された磁極との間に吸引力が発生し、図６の力Ｆ１が働くことになる。力Ｆ１は、バイアス・チップ１００ｉがボイス・コイル・マグネット５４の端部５４ａから遠く離れているときには、無視できる程度であるが、近づくにつれて大きくなる。

しかし、バイアス・チップ１００が完全にヨーク・ギャップ空間の中に入ったときには磁力線が水平方向のベクトルを有していないため、バイアス・チップ１００ｉに対して水平方向、すなわち、ＡＨＳＡ１５をＡ１方向又はＢ１方向に回動させる成分を有する吸引力は発生しない。従って、ＡＨＳＡ１５にバイアス・トルクを与えないためには、バイアス・チップ１００をヨーク・ギャップ空間からある程度離れた位置に位置付けるか、ヨーク・ギャップ空間の中に位置付けるとよい。

図８は、ＡＨＳＡ１５を回動させたときの、バイアス・チップ１００の回動軌跡とボイス・コイル・マグネット５４の端部との相対的な位置関係を示す図である。図８には、ボイス・コイル・マグネット５４の平面的な外延が示されているが、本実施の形態では、図５に示すように主ヨーク２７がボイス・コイル・マグネットの外延よりさらに外側に外延を有するので、ヨーク・ギャップ空間は、ボイス・コイル・マグネット５４の外延に沿った垂直な面と、ボイス・コイル・マグネット５４の平面と主ヨークの平面とで囲まれた体積領域になる。従って、ボイス・コイル・マグネットの端部は、ヨーク・ギャップ空間の端部に相当する。

本実施の形態に係るヨーク・ギャップ空間は、磁気ディスク装置１０の電源が突然遮断された時にＡＨＳＡ１５をランプに２１に退避させるためエネルギー源となるバイアス・トルクＦｔを生成するように構成されている。バイアス・トルクＦｔを生成するために、ボイス・コイル・マグネット５４の端部は、バイアス・チップ１００の回動軌跡に対して以下に説明するように特徴ある形状を備え所定の関係を維持するように構成されている。

図８では、バイアス・チップの回動軌跡に沿って５度単位で区切った位置にバイアス・チップ１００ａ〜１００ｉが示されている。ｂ〜ｈは、図の煩雑さを避けるため参照番号１００を省略している。バイアス・チップの回動軌跡は、ボイス・コイル・マグネット５４の後端部の外側、すなわち、ヨーク・ギャップ空間の後端部の外側に設けられている。本実施の形態に係わらず、バイアス・チップ１００の回動軌跡をピボット軸１７寄りのボイス・コイル・マグネット５４の先端部の外側、すなわち、ヨーク・ギャップ空間の先端部の外側に設けてもよい。

線１６２は、ＡＨＳＡ１５が図５の中心線１５２の位置にあるときの、ピボット軸１７の中心とバイアス・チップ１００ａの中心とを結ぶ線である。すなわち、ＡＨＳＡ１５がインナー・クラッシュ・ストップ２９に当接する位置である。線１６４は、ＡＨＳＡ１５が図５の中心線１５４の位置にあるときの、ピボット軸１７の中心とバイアス・チップ１００ｅの中心とを結ぶ線である。すなわち、ＡＨＳＡ１５のマージ・リップ１９がランプ２１の斜面２１ａの先端に接触する位置である。

線１６６は、ＡＨＳＡ１５が図５の中心線１５６の位置にあるときの、ピボット軸１７の中心とバイアス・チップ１００ｉの中心とを結ぶ線である。すなわち、ＡＨＳＡ１５がアウター・クラッシュ・ストップ３１に当接してホーム・ポジションに停止している位置である。線１６２と線１６６との間の角度は４０度で、線１６４はその角度を二分している。いま、ＡＨＳＡ１５とバイアス・チップ１００とは一体になって回動するので、以下の説明では、バイアス・チップ１００の位置は、そのときのＡＨＳＡ１５の位置を示す表現で説明することがある。例えば、バイアス・チップ１００がインナー・クラッシュ・ストップ２９の位置にあるとは、ＡＨＳＡ１５が図５の中心線１５２の位置に位置付けられ、よって、バイアス・チップ１００が線１６２の位置にあることを示しているものとする。

ボイス・コイル・マグネット５４は、回動軌跡上にあるバイアス・チップ１００の回動軌跡に近接してほぼ沿うように構成された端部５６、及び離れるように構成された端部５８を備えている。端部５６は、バイアス・チップ１００の回動軌跡に接近する方向に突き出た突出部として形成され、バイアス・チップ１００に対して漏洩磁束によりバイアス・トルクＦｔを付与できる構成になっておりこれをバイアス端部５６という。図６を参照して説明したとおり、バイアス・トルクＦｔは、バイアス・チップに影響する漏洩磁束の大きさと吸引力Ｆ１の向きが必要な条件を満たすようにバイアス端部５６とバイアス・チップとの距離及びバイアス端部５６の形状を選択して得ることができる。

端部５８はバイアス端部５６に隣接し、バイアス・チップ１００の回動軌跡から離れた位置に形成され、バイアス・チップ１００に対して実質的に漏洩磁束の影響を与えないように構成されており、これを非バイアス端部５８という。実質的に漏洩磁束の影響を与えないためには、バイアス・チップに影響する漏洩磁束の大きさを所定値以内にするように非バイアス端部５６とバイアス・チップとの距離を維持するように非バイアス端部の形状を選択する。

また、漏洩磁束の影響を受けないためには、バイアス・チップの回動軌跡をヨーク・ギャップ空間の内部を通過する構成にしてもよい。ヨーク・ギャップ空間の内部には水平方向の成分を有する磁力線が存在しないからである。この場合は、ヨーク・ギャップ空間の回動軌跡に最も近いヨーク・ギャップ空間の端部が非バイアス端部に相当する。

本実施の形態では、バイアス端部５６と非バイアス端部５８とは、線１６４とボイス・コイル・マグネットの端部との交点近辺にある遷移部６０で遷移している。バイアス端部５６は遷移部６０から線１６６とボイス・コイル・マグネット５４の端部との交点６４までバイアス・チップの回動軌跡に近接するように連続して構成されている。非バイアス端部は、遷移部６０から線１６２とボイス・コイル・マグネット５４の端部との交点６６までバイアス・チップに対して実質的に漏洩磁束の影響を与えないだけ離れるように構成されている。

ボイス・コイル・マグネット５４の、バイアス・チップ１００ｄに近い端部６２は、バイアス・チップ１００ｄ寄りに若干突き出た形状に形成され、バイアス端部５６が漏洩磁束によりバイアス・チップ１００ｅ〜１００ｉにバイアス・トルクＦｔを付与できるように接近している。バイアス・チップ１００が線１６２と線１６４との間を回動するときは、ヘッド／スライダ１３が、磁気ディスク１１の記録面を浮上しながらサーボ制御されている。このときは、バイアス・チップ１００ａ〜１００ｄに対して非バイアス端部５８はバイアス・トルクＦｔを付与しない。バイアス・チップ１００は、線１６２を線１６６寄りに超えた位置あたりから、バイアス端部５６からの漏洩磁束の影響を受け始める。

本実施の形態では、バイアス・チップ１００が線１６６に向かって回動するに従って、バイアス・チップ１００の回動軌跡が漸次バイアス端部５６に近づくように構成されている。言い換えると、ヘッド／スライダ１３が磁気ディスク１１の記録面上の位置からランプ２１に退避する位置近辺から、バイアス・チップ１００に対してバイアス・トルクＦｔが働き始め、ＡＨＳＡ１５がアウター・クラッシュ・ストップ３１又はホーム・ポジションに近づくに従って、バイアス・トルクＦｔは漸増する構成になっている。

図９に、バイアス・チップ１００がボイス・コイル・マグネット５４に吸引されて発生したバイアス・トルクＦｔの測定結果を示す。図９において、縦軸はＡＨＳＡ１５に加えられるバイアス・トルクＦｔの大きさで、横軸は、図５に従ってＡＨＳＡ１５の位置を基準線からの中心線の角度として示したものである。バイアス・トルクＦｔのマイナス符号は、ＡＨＳＡ１５を図１のＡ１方向に動かす方向を示す。横軸の位置Ｐ１は図５において、ＡＨＳＡ１５がインナー・クラッシュ・ストップ２９に当接した中心線１５２の位置を示し、位置Ｐ２はマージ・リップ１９がランプ２１に接触した中心線１５４の位置を示し、位置Ｐ４はＡＨＳＡ１５がアウター・クラッシュ・ストップ３１に当接した中心線１５６の位置でホーム・ポジションを示す。

位置Ｐ１と位置Ｐ２の間に含まれる大部分の領域は、ヘッド／スライダ１３が磁気ディスクの記録面にアクセスできる領域であり、この領域をアクセス領域という。アクセス領域は位置Ｐ１と位置Ｐ２に対応する磁気ディスクの全範囲を示すものではない。ＣＳＳ方式を採用する磁気ディスク装置では、磁気ディスク１１の内側に記録面ではないヘッド／スライダ１３の退避面が設けられていたり、ロード・アンロード方式を採用する磁気ディスク装置では、最外周トラックの外側に非記録領域が設けられていたりするからである。位置Ｐ２から位置Ｐ４までの領域は、マージ・リップ１９がランプ２１のいずれかの面に係合している領域でこれを退避領域という。

図９から明らかなように、本実施の形態に係るボイス・コイル・マグネット５４とバイアス・チップ１００との関係は、ＡＨＳＡ１５のマージ・リップ１９がＡ１方向に回動し、ランプ２１に係合して退避領域に入り、位置Ｐ３を過ぎた当たりからバイアス・トルクが徐々に大きくなり、ホーム・ポジションである位置Ｐ４の位置で最大になるように構成されている。このような構成は、ヘッド／スライダ１３が磁気ディスクにアクセスしている間は、バイアス・トルクＦｔが発生せずＶＣＭとサーボ機構によるＡＨＳＡの制御に対して影響を与えないが、ヘッド／スライダ１３がランプ２１に退避する際には、バイアス・トルクＦｔが発生してＡＨＳＡ１５をＡ１方向に回動させる力となり、ホーム・ポジションまでＡ１方向に漸増的に継続して力を与え続け、ホーム・ポジション近辺でＡ１方向に最大の力を与えることができる。

バイアス端部５６から付与されるバイアス・トルクＦｔは、ＡＨＳＡ１５のマージ・リップ１９が、ランプ２１の各面を摺動しながらホーム・ポジションに到達するまでに、摩擦力に打ち勝つトルクを補う点で有効である。図９で示すように、バイアス・トルクはＡＨＳＡ１５のホーム・ポジション近辺で最大値を示し、アクセス領域でのバイアス・トルクの最大値は、ホーム・ポジションでの最大値の１０％以下になっているが、望ましくは５％以下にするとよい。また、アクセス領域において、ＶＣＭによるＡＨＳＡの制御に悪影響を与えないためには、アクセス領域におけるバイアス・トルクの最大値は、ボイス・コイル磁気回路とボイス・コイルに流れる電流により発生するトルクの最大値の５％以下にすることが望ましく、最適には３％以下にするとよい。

図９に示したバイアス・トルクの特性は、ＡＨＳＡ１５がホーム・ポジションにおかれているときは、比較的強いバイアス・トルクを発生し、磁気ディスク装置に対して外部から振動や軽い衝撃が与えられてもＡＨＳＡ１５をホーム・ポジションの方向に引き留める比較的強い力として作用する。一方、何らかの原因でＡＨＳＡ１５がホーム・ポジションからＢ１方向に移動したときには、ＡＨＳＡ１５が退避領域に存在する限りホーム・ポジション方向に引き留める力として作用する。

本実施の形態では、ＨＳＡ２０の押付荷重がさほど強く設定されていないため、ＡＨＳＡ１５のマージ・リップ１９がランプ２１の平坦面２１ｂまでの位置にあるときは、バイアス・トルクＦｔでホーム・ポジションに引き戻される構成になっている。ＡＨＳＡ１５がホーム・ポジションから離れてしまうと、大きな衝撃に対処するための周知の慣性ラッチ機構を設けたとしても、ラッチがかからない場合があるので、本実施の形態に係るバイアス・トルクの作用は有益である。そのような慣性ラッチ機構は、衝撃でラッチ・ポジションに移動するまでのＡＨＳＡの移動時間やラッチの動作時間をホーム・ポジションを基準にして設定するからである。

図９に示したバイアス・トルクの利用形態は種々考えられる。まず、磁気ディスク装置が磁気ディスクにアクセス、すなわち、書き込み又は読み出しを行っている際に突然電源が遮断されたとき、ＡＨＳＡ１５は、コンデンサに蓄積された電荷及びスピンドル・モータの逆起電力又はそのいずれか一方をエネルギーにしてＶＣＭを駆動し、退避位置であるランプまで戻るが、図２に示したランプ２１の斜面２１ａ、平坦面２１ｂ、斜面２１ｃから与えられる摩擦力にうち勝つだけのエネルギーが必要である。このとき、条件によっては電荷が足りない場合もあり得るが、バイアス・トルクはこのときＡＨＳＡが退避するためのエネルギーとして利用することができる。これにより、コンデンサの選択に余裕をもつことができ、退避動作を確実に行うことができる。

本実施の形態に係るバイアス・トルクは、ＡＨＳＡ１５をＡ１方向に回動させるトルクなので、前述のとおり、ＡＨＳＡ１５がホーム・ポジションの位置にあるときにその位置に留めておいたり、ホーム・ポジションから離れても引き戻す作用をする。ＡＨＳＡをホーム・ポジションに保持するには、アウター・クラッシュ・ストップにマグネットを埋め込んだりする技術があるが、本実施の形態に係るバイアス・チップを採用すれば、そのようなマグネットを設ける必要がなくなる。特に、小型の磁気ディスク装置では、追加の機構を設けるためのスペースが制約されるので、本実施の形態に係るバイアス・トルクによるホーム・ポジションへの保持機構は望ましい。

また、外部から大きな衝撃が加えられてＡＨＳＡ１５が速い速度でアウター・クラッシュ・ストップに衝突する際には、アウター・クラッシュ・ストップに施す弾性部材の材質を、大きな衝撃力に対して大きな吸収能力を発揮するものとして選定すれば、バイアス・トルクがリバウンドによりＡＨＳＡ１５が磁気ディスク１１の記録面に飛び出すことを抑制する。

本実施の形態では、退避領域を回動するバイアス・チップ１００に対して継続的にバイアス・トルクを与えるようにバイアス端部がバイアス・チップの回動軌跡に近接してほぼ沿うようにバイアス・チップのホーム・ポジションまで連続して設けられている。しかし、本発明の思想は、バイアス端部を連続的に設けるだけでなく、バイアス端部と非バイアス端部とを交互に設けたり、バイアス端部を例えば退避領域の一部等の、バイアス・チップの回動軌跡の１カ所だけに設けることも含む。

本発明の思想は、図８及び図９を参照して説明したボイス・コイル・マグネット５４の端部とバイアス・チップ１００との関係だけに限定されない。バイアス・チップ１００の回動軌跡に対するボイス・コイル・マグネット５４のバイアス端部を様々に構成して、様々なバイアス・トルク特性を得ることができる。例えば、図８でバイアス・チップ１００ｄ〜１００ｅに近いボイス・コイル・マグネットの端部に、よりバイアス・チップに接近するようにより一層突き出た形状の突出部を形成し、マージ・リップ１９がランプ２１に係合し始める部分で強いバイアス・トルクを発生させる。

その後、バイアス端部とバイアス・チップとの間隔を比較的広くしてバイアス・トルクを弱くし、最後にホーム・ポジションの近くでバイアス・チップとバイアス端部との距離を再び最接近させて最大のバイアス・トルクを発生させる構成にすることができる。このようなバイアス・トルク特性は、アンロード時にランプの最初の斜面をマージ・リップが登る際のトルクを大きくし、その後マージ・リップがランプ上を摺動してホーム・ポジションまで移動させるトルクを比較的弱くし、速い速度でＡＨＳＡがアウター・クラッシュ・ストップに衝突する事態を避け、かつ、ホーム・ポジションでは強いバイアス・トルクを発生させる場合に適する。

磁気ディスクの最内周トラックよりさらに中心側に退避面が形成されたＣＳＳ方式の磁気ディスク装置に対しては、ボイス・コイル・マグネット５４をヘッド／スライダ１３が最内周トラックを過ぎて中心に向かうあたりからＢ１方向にバイアス・トルクが発生する形状に形成する。また、図８のようにバイアス端部５６と非バイアス端部５８との遷移部は、かならずしも線１６４との交点近辺のようなマージ・リップ１９がランプ２１に係合する位置に限定する必要はなく、アクセス領域でバイアス・トルクが発生したり、又は、ランプの退避面２１ｂ近辺からバイアス・トルクが発生する構成にしてもよい。

これまで本発明を図面に示した特定の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、図面に示された特定の実施の形態に制限されるものではなく、本発明の実施の形態については、これまで知られたいかなる変更を加えることも可能であり、また他の実施の形態を採用することが可能であることは、当業者であれば理解することができよう。

本発明は、回転円板形記憶装置全般に利用することができ、特に衝撃を受けやすい環境で使用する回転円板形記憶装置に利用することができる。また、小型でラッチ機構や退避機構を設けるスペースが制約される回転円板形記憶装置に利用することができる。

本発明の実施の形態を説明するための磁気ディスク装置１０の概略平面図である。 ランプの側面図及び斜視図である。 本発明の実施の形態に係る磁気ディスク装置の分解斜視図である。 本発明の実施の形態に関係するＶＣＭ機構の側面図である。 ＡＨＳＡの回動範囲を説明するための図である。 バイアス・チップに働く力を説明する図である。 ボイス・コイル・マグネットと主ヨークとによりヨーク・ギャップに生ずる磁界とバイアス・チップとの位置関係を示す図である。 バイアス・チップの軌跡とヨーク・ギャップ空間の端部との関係を示す図である。 バイアス・トルクの測定値を示す図である。

符号の説明

１０ 磁気ディスク装置
１１ 磁気ディスク
１２ ケーシング本体
１３ ヘッド／スライダ
１５ アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリ（ＡＨＳＡ）
１７ ピボット軸
１８ アクチュエータ・アーム
１９ マージ・リップ
２０ ヘッド・サスペンション・アセンブリ（ＨＳＡ）
２１ ランプ
２３ スピンドル軸
２５ ボイス・コイル
２７ 主ヨーク（ボイス・コイル・ヨーク）
２９ インナー・クラッシュ・ストップ
３１ アウター・クラッシュ・ストップ
５０ コイル・サポート
５２ 補助ヨーク
５４ ボイス・コイル・マグネット
５４ａ、５４ｂ ボイス・コイル・マグネットの端部
５６ バイアス端部
５８ 非バイアス端部
１００ バイアス・チップ

Claims (22)

1. 回転円板形記録媒体と、
   前記回転形記録媒体にアクセス可能なヘッド／スライダと、該ヘッド／スライダを前記回転円板形記録媒体上のアクセス領域から退避領域に向かう第１の方向と前記退避領域から前記アクセス領域に向かう第２の方向とに回動させるボイス・コイルと、該ボイス・コイルを保持するコイル・サポートとからなるアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリと、
   前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリに取り付けられて前記第１の方向と前記第２の方向に回動するバイアス・チップと、
   前記バイアス・チップの回動範囲の途中位置の近辺において前記バイアス・チップの回動軌跡に接近する方向に突き出た突出部として形成されたバイアス端部が設けられたヨーク・ギャップ空間を有するボイス・コイル磁気回路と
   を有する回転円板形記憶装置。
2. 前記突出部が、ほぼ前記第１の方向に向かって前記バイアス・チップの回動軌跡に近接して沿うように前記バイアス・チップのホーム・ポジションの近くまで設けられている請求項１記載の回転円板形記憶装置。
3. 前記突出部が、前記アクセス領域と前記退避領域の境界に位置付けられた前記バイアス・チップの近辺に設けられている請求項１記載の回転円板形記憶装置。
4. 前記突出部と前記バイアス・チップの回動軌跡とが前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリが前記第１の方向に回動するに従って漸次接近するように構成された請求項１記載の回転円板形記憶装置。
5. 前記バイアス・チップが前記コイル・サポートに取り付けられ、前記バイアス・チップの回動軌跡の一部が前記ヨーク・ギャップ空間の内部を通過する請求項１記載の回転円板形記憶装置。
6. 前記バイアス・チップのホーム・ポジションにおいて、前記バイアス・チップの少なくとも一部が前記ヨーク・ギャップ空間に入る請求項１記載の回転円板形記憶装置。
7. 前記ボイス・コイル磁気回路のヨーク・ギャップ空間がボイス・コイル・マグネットとボイス・コイル・ヨークとで形成される請求項１記載の回転円板形記憶装置。
8. 前記バイアス・チップが金属チップ又はマグネット・チップで形成されている請求項１記載の回転円板形記憶装置。
9. さらにランプを備え、ロード・アンロード方式で退避領域を構成する請求項１記載の回転円板形記憶装置。
10. 前記回転円板形記録媒体が退避面を備え、コンタクト・スタート・ストップ方式で退避領域を構成する請求項１記載の回転円板形記憶装置。
11. 回転円板形記録媒体と、
    前記回転円板形記録媒体にアクセス可能なヘッド／スライダを搭載し、アクセス領域から退避領域に向かう第１の方向と前記退避領域から前記アクセス領域に向かう第２の方向にピボット軸を中心に回動可能なアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリと、
    前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリを駆動するボイス・コイル・モータの磁界を形成するボイス・コイル磁気回路と、
    前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリに取り付けられ、前記ボイス・コイル磁気回路の漏洩磁束の影響を受けて吸引され、前記アクセス領域と前記退避領域の境界近辺に位置付けられたアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリに前記第１の方向のバイアス・トルクを与えるバイアス・チップと
    を有する回転円板形記憶装置。
12. 前記ボイス・コイル磁気回路がヨーク・ギャップ空間を含み、前記漏洩磁束が前記ヨーク・ギャップ空間の端部に形成される請求項１１記載の回転円板形記憶装置。
13. 前記ヨーク・ギャップ空間がボイス・コイル・マグネットとボイス・コイル・ヨークとで形成される請求項１２記載の回転円板形記憶装置。
14. 前記ヨーク・ギャップ空間が第１のボイス・コイル・マグネットと第２のボイス・コイル・マグネットとで形成される請求項１２記載の回転円板形記憶装置。
15. 前記ボイス・コイル磁気回路の漏洩磁束が、前記バイアス・チップに対して前記第１の方向の力を与えるベクトル成分を有する請求項１１記載の回転円板形記憶装置。
16. 前記バイアス・トルクが前記バイアス・チップに対する前記ボイス・コイル磁気回路の吸引力と前記ピボット軸からの反力のベクトル合成で与えられる請求項１１記載の回転円板形記憶装置。
17. 前記バイアス・チップは、前記アクセス領域と前記退避領域の境界近辺から前記バイアス・チップのホーム・ポジションまでの間を回動する前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリに前記第１の方向のバイアス・トルクを与え続ける請求項１１記載の回転円板形記憶装置。
18. 前記バイアス・チップのホーム・ポジションの近くでバイアス・トルクが最大になる請求項１７記載の回転円板形記憶装置。
19. 前記バイアス・チップが、前記アクセス領域を回動する前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリに僅かなトルクを与え、該トルクの最大値は前記退避領域に位置付けられた前記バイアス・チップが前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリに与えるバイアス・トルクの最大値の１０％以下である請求項１１記載の回転円板形記憶装置。
20. 前記バイアス・チップが、前記アクセス領域を回動する前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリに僅かなトルクを与え、該トルクの最大値は前記ボイス・コイル磁気回路と前記ボイス・コイルに流れる電流により生ずるトルクの最大値の３％以下である請求項１１記載の回転円板形記憶装置。
21. 回転円板形記録媒体と、
    コイル・サポートと該コイル・サポートに保持されたボイス・コイルと前記回転円板形記録媒体にアクセス可能なヘッド／スライダとを備え、アクセス領域から退避領域に向かう第１の方向と退避領域からアクセス領域に向かう第２の方向に回動可能なアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリと、
    前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリに取り付けられて第１の方向と第２の方向に回動するバイアス・チップと、
    前記バイアス・チップの回動軌跡にほぼ沿って形成された端部を備えるヨーク・ギャップを有し、該ヨーク・ギャップの端部が前記退避領域を回動する前記バイアス・チップに前記第１の方向のバイアス・トルクを与え続けるボイス・コイル磁気回路と
    を有する回転円板形記憶装置。
22. 前記バイアス・トルクは、前記退避領域と前記アクセス領域との境界から前記バイアス・チップのホーム・ポジションに向かって漸増し、前記バイアス・チップのホーム・ポジションで最大になる請求項２１記載の回転円板形記憶装置。
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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