JP2007272937A - Ｖｃｍ機構を有する磁気ヘッド試験用スピンドルステージおよび磁気ヘッド自動着脱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピエゾ素子を使用せずに、安価なＶＣＭ機構により高精度なサーボフォローイングが可能な磁気ヘッド試験用スピンドルステージおよび磁気ヘッドを自動着脱できる磁気ヘッド自動着脱装置を提供する。
【解決手段】ＶＣＭ機構により揺動駆動されるヘッドアーム部を有するヘッドアーム装置と、該ヘッドアーム部に装着されたＨＧＡを回転するメディアの表面に対してロードして電気的、機械的な特性を測定する磁気ヘッド試験用スピンドルステージであって、前記ヘッドアーム部に、前記ＨＧＡのスウエッジ用ボスが着脱自在に嵌る嵌合部と、スウエッジ用ボスが前記嵌合部に嵌った前記ＨＧＡを係止する係止位置と、前記スウエッジ用ボスを前記嵌合部に自在に着脱できる解放位置とに移動するクランプ部材を備えた。
【選択図】図１０

Description

本発明は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）機構を有する磁気ヘッド試験用スピンドルステージおよび磁気ヘッド自動供給装置に関する。

従来のハードディスク装置（磁気ディスクドライブ）に搭載されるＨＧＡ（Head Gimbal Assembly ／ヘッド・ジンバル・アッセンブリ)は、製品に搭載する前に、その読み込みヘッドおよび書き込みヘッド（以下「読み書きヘッド」という）の読み書きテストが行われている。磁気ヘッドの読み書きテストでは、未フォーマットメディア（磁気ディスク）の目標位置正確に読み書きヘッドを位置決めしながらテストを行なう必要がある。このため、従来の磁気ヘッド試験用スピンドルステージでは、一般には位置決め分解能の高いピエゾステージを設け、このピエゾステージに磁気ヘッドを装着して磁気ヘッドの位置決めを行なう方式がとられている（特許文献１）。
特開平２００２-２１４３７４号公報

しかしながら従来のピエゾステージは、磁気ディスクの回転に伴うNRRO（Non Repeatable Run-Out）による位置変動に十分に追随することができない、温度ドリフトによる位置変動を生じるという問題があった。さらにピエゾステージは直線動作を基本とするので、ハードディスク装置の実機のようにヘッド位置をメディア上でシークさせてスキュー角を連続的に変化させることが難しいという問題があった。しかもピエゾステージは高価であった。

また、サーボパターンがプリライトされた次世代メディアでは、サーボフォローイングしながらテストを行なうことが必須となるが、プリライトされたサーボパターンに追随してNRRO（Non Repeatable Run-Out）の影響を排除し、スキュー角を適正に変化させながらトラックフォローイングするような試験装置にあっては、ＨＧＡの着脱が困難であった。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みてなされたものであって、ピエゾ素子を使用せずに、安価なＶＣＭ機構により高精度なサーボフォローイングが可能な磁気ヘッド試験用スピンドルステージを提供すること、さらに磁気ヘッドを自動供給できる磁気ヘッド自動供給装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成する本発明の磁気ヘッド試験用スピンドルステージは、ＶＣＭ機構により揺動駆動されるヘッドアーム部を有するヘッドアーム装置と、該ヘッドアーム部に装着されたＨＧＡを回転するメディアの表面に対してロードして電気的、機械的な特性を測定する磁気ヘッド試験用スピンドルステージであって、前記ヘッドアーム部に、前記ＨＧＡのスウエッジ用ボスが着脱自在に嵌る嵌合部と、スウエッジ用ボスが前記嵌合部に嵌った前記ＨＧＡを係止する係止位置と、前記スウエッジ用ボスを前記嵌合部に自在に着脱できる解放位置に移動するクランプ部材を備えたことに特徴を有する。

前記クランプ部材は、前記ＨＧＡを着脱可能な解放位置と、前記ＨＧＡに係合してスウエッジ用ボスを前記嵌合部に対して係止する係合位置とに移動自在に形成された爪部を有し、かつ係合位置に回動するように回動付勢する弾性部材を有するクランプレバーとする。クラプレバーの長さ、回動付勢する弾性部材の選択によって、可動部の共振周波数特性を選択することが容易になる。

より実際的には、前記ヘッドアーム部に装着されたＨＧＡから引き出されたＦＰＣの端部に設けられた複数の電気接点が載る接点台を備え、該接点台には、前記複数の電気接点を挟持する接続位置と離反する断絶位置とに移動可能であって、接続位置に移動したときに前記複数の電気接点と接続される複数の電気接点を備えたコンタクトレバーを備える。
ＨＧＡから引き出されたＦＰＣとのコネクタをヘッドアーム部外、可動部外に設けたので、ヘッドアーム部をさらに軽量化し、ＶＣＭ機構によるフォローイング性能を向上させることが可能になり、しかも、電気接点の接続、断絶が容易になる。

さらに好ましい実施形態では、前記ヘッドアーム装置および接点台が搭載された可動ベースプレートを備え、該可動ベースプレートは、前記ヘッドアーム装置および接点台を一体として、前記ＨＧＡが前記メディア外にアンロードされるアンロード位置とメディア上にロードされるロード位置とに移動させる。ヘッドアーム装置および接点台をロード位置とアンロード位置とに移動させることにより、ヘッドアーム部のフォローイング動作範囲が狭くて済み、ロード位置とアンロード位置との間を移動させる際にＦＰＣから影響を受けることも与えることもない。

ヘッドアーム装置にはさらに、前記ＶＣＭ機構の可動範囲を制限する制限機構を備える。そうしてこの制限機構は、前記ＶＣＭ機構が装着されたコイルアーム部から突出した規制部材と、前記可動ベースプレートに、前記コイルアーム部を挟んで設けられた２個の規制部材からなり、少なくとも一方の規制部材が前記ＶＣＭ機構の可動範囲を調整する方向に移動可能に形成することが好ましい。
この構成によればＶＣＭ機構の可動範囲が規制されているので、ＦＰＣの可動範囲が狭くて済み、可動プレートを介してヘッドアーム装置をアンロード位置からロード位置に移動する際にＶＣＭ機構、ヘッドアーム部が過度に振れてＦＰＣとコネクタが接続不良を起こすおそれもない。

前記可動ベースプレートがアンロード位置方向に移動するときには、前記磁気ヘッド部が前記メディアから外れる前に前記ＨＧＡの先端部が乗り上げて前記磁気ヘッド部を回転するメディアの表面から徐々に離反させ、前記アンロード位置では前記先端部が離反し、前記ベースプレートがアンロード位置からロード位置方向に移動するときには、前記磁気ヘッド部が前記メディアに達する前に前記先端部が乗り上げて前記磁気ヘッド部を前記メディア表面から離反方向に移動し、その後前記磁気ヘッド部が徐々にメディア表面に接近して前記ロード位置に達する前に離反するランプ面を有するランプ部材を備える。メディア外では弾性的に大きく屈曲するサスペンション部を備えたＨＧＡであっても、メディア外のアンロード位置にアンロードさせ、さらにアンロード位置からメディア表面にロードさせることが可能になり、アンロード位置において容易に着脱ができる。

前記ヘッドアーム装置を前記ヘッドアーム装置は、回転するメディアに対して下流方向の外方がアンロード位置になるように形成する。この構成によれば、ヘッドアーム装置を、メディアの下面にロードするＨＧＡにも、メディアの上面にロードするＨＧＡにも、僅かな変更で対応させることが可能になり、いずれのタイプのＨＧＡであってもヘッドアーム装置の上方から着脱することができる。

磁気ヘッド試験用スピンドルステージに適用される磁気ヘッド自動着脱装置に関する本発明は、前記ＨＧＡを保持解放自在に吸着する吸着部と、前記ヘッドアーム部のクランプ部材を押圧して前記弾性付勢部材に抗してクランプ部材を解放位置に回動させる解除部材とを有する移載ヘッドを有し、該移載ヘッドは、吸着したＨＧＡを前記嵌合部に嵌合させる前に、前記解除部材が前記クランプ部材を弾性付勢部材に抗して解放位置に回動させ、前記ＨＧＡのスウエッジ用ボスを前記嵌合部に嵌合させた後、前記解除部材が前記クランプ部材を解放して該クランプ部材が前記弾性付勢部材の付勢力により係合位置に回動して前記係止部が前記ＨＧＡを係止し、前記吸着部が前記ＨＧＡの吸着を解除して離反することに特徴を有する。ＨＧＡをヘッドアーム部に着脱する機構が、クランプ部材の解放とスウエッジ用ボスと前記嵌合部との嵌合なので、移載ヘッドの構造が簡単であり、自動化が容易である。

より実際的には、前記移載ヘッドを、上下方向および横方向に移動自在な可動アームに装着し、該可動アームによって、供給トレイに載せられたＨＧＡを吸着する位置と、該吸着したＨＧＡを前記アンロード位置の前記ヘッドアーム部に移動する構成とする。

本発明によれば、ＨＧＡをヘッドアーム部に簡単に着脱し、クランプ部材によって係止できるので、ヘッドアーム部の重量を増やさず、ＨＧＡをヘッドアーム部に容易に着脱できる。
ＶＣＭ機構を利用したので、安価に、高精度のサーボフォローイング動作を実現できる。

磁気ヘッド自動着脱装置に関する発明によれば、簡単な構造の移載ヘッドによりＨＧＡを、供給トレイから取り上げ、ヘッドアーム部に装着することが可能になる。しかも、ＨＧＡの着脱構造が簡単なので、人手を介さずに、磁気ヘッドの着脱を自動化することが容易である。

『磁気ヘッド（ＨＧＡ）』
図１には、本発明の磁気ヘッド試験用スピンドルステージによって試験／測定するＨＧＡを示していて、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はロード状態の側面図、（Ｃ）はアンロード状態の側面図である。

一般にハードディスク装置の磁気ヘッドは、読み書きヘッドが一体に形成されたスライダおよびこのスライダを支持するロードビームおよびサスペンションアーム部を備えたＨＧＡとして提供される。図示したＨＧＡ１０は、サスペンションアーム部１１として、ベースプレート１２と、ロードビーム１３と、ロードビーム１３の先端部に装着された、メディア対向面の先端に読み書きヘッド（読み込みヘッドおよび書き込みヘッド）１４ａが一体に形成されたスライダ１４を備えている。さらに、サスペンションアーム部１１の先端部には凸部を有するロード・アンロード・タブ１５が突出形成され、ベースプレート１２にはヘッドアーム（アクチュエータアームまたはスイングアーム）にスウエッジ（かしめ）装着するためのスウエッジ用ボス１６が形成されている。読み書きヘッド１４ａに接続されたスライダ１４の読み書き端子（図示せず）にはＦＰＣ１７が接続され、このＦＰＣ１７がサスペンションアーム部１１から後方に引き出されている。ＦＰＣ１７の端部には、スライダ１４の読み書き端子に接続された信号線の接点である４個のコンタクトが露出した電気コンタクト１８が備えられている。

メディア１００の表面、この実施形態では下面１００ａには、予め、公知のサーボライター等によっていわゆるサーボライティングされている。例えば、所定のセクタで切られたトラックが同心円状に多数書き込まれている。また、メディア１００としては、サーボパターンがプリライトされたメディアを使用することもできる。

次に、本発明の実施形態である、磁気ヘッド試験用スピンドルステージに搭載される、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）機構の構造について、図２乃至図５を参照して説明する。図２、図４はヘッドアクチュエータの要部を示す平面図、図３（Ａ）、図５（Ａ）は同側面図、図３（Ｂ）、図５（Ｂ）は、同ヘッドアームのリーフスプリング（板ばね）を押し下げた状態の側面図である。図６はヘッドアームとＨＧＡの着脱構造を模式的に示す斜視図であって、（Ａ）は上方から見た斜視図、（Ｂ）は下方から見た斜視図である。なお、図４、図５は、図２、図３の要部を拡大して示す図である。

ヘッドアーム装置２０は、軸受ユニット部２１と、この軸受ユニット部２１と一体に形成された、ＶＣＭ機構を構成するボイスコイル２３を有するコイルアーム部２２と、コイルアーム部２２とは反対方向に延びるヘッドアーム部２４とを備えている。軸受ユニット部２１は、可動ベースプレート６１上に回動自在に軸支され（図１０乃至図１２参照）、可動ベースプレート６１上には、図示しないが、ボイスコイル２３を間に挟んで永久磁石が配置され、これらによってＶＣＭ機構が構成される。さらにボイスコイル２３には、図示しないが公知の通りＦＰＣを介して駆動制御回路から駆動電流が供給され、ヘッドアーム部２４をフォローイング駆動する。

ヘッドアーム部２４の先端部近傍には、ＨＧＡ１０のスウエッジ用ボス１６が嵌合されるスウエッジ用ボス穴２５が形成されている。さらにヘッドアーム部２４には、軸受ユニット部２１とスウエッジ用ボス穴２５との間に、放射方向に延びる矩形の開口２６が形成され、この開口２６内に、クランプレバー３０が装着されている。このクランプレバー３０は、軸受ユニット部２１を中心とする円の接線方向に延びる軸３１によって揺動自在に軸支されている。そうして、軸３１より外周方向先端部に押圧爪３２が形成され、軸３１より軸受ユニット部２１側にレバー３３が形成されている。軸から押圧爪３２までの長さよりも、レバー３３の方が数倍長い。押圧爪３２は、スウエッジ用ボス穴２５近傍に位置していて、クランプレバー３０が図５において時計方向に回転（右回転）するとスウエッジ用ボス穴２５に接近し、反時計方向に回転（左回転）するとスウエッジ用ボス穴２５から離反するように形成されている。

さらに開口２６内には、軸受ユニット部２１側から延びたリーフスプリング３４が設けられている。このリーフスプリング３４は、レバー３３の先端部に当接してクランプレバー３０を、常時、押圧爪３２がスウエッジ用ボス穴２５に接近するクランプ方向（図では時計方向）に回動付勢している。図３、図５において、（Ａ）は、リーフスプリング３４の付勢力によりクランプ（時計）方向に回動したクランプレバー３０の押圧爪３２によりサスペンションアーム部１１の後端面（ベースプレート１２の後端面）を押圧した状態を示し、図３、図５において、（Ｂ）は、レバー３３をリーフスプリング３４の付勢力に抗してアンクランプ（反時計）方向に回動させた状態を示している。押圧爪３２により押されたスウエッジ用ボス１６は、スウエッジ用ボス穴２５の角部２５ａ（図６（Ａ））に押圧されて引っ掛かり、この引っ掛かりにより固定される。

この実施形態において、ＨＧＡ１０をヘッドアーム装置２０に着脱する操作および着脱時の動作は次の通りである。まず、レバー３３をリーフスプリング３４の付勢力に抗して押圧して、クランプレバー３０を解放方向に回動した状態とする（図３（Ｂ）、図５（Ｂ））。この解放状態において、ＨＧＡ１０のスウエッジ用ボス１６をスウエッジ用ボス穴２５に嵌合させる。そうして、クランプレバー３０の押圧力を除くと、クランプレバー３０がリーフスプリング３４の付勢力によってロック方向に回動し、押圧爪３２がベースプレート１２の端面を押圧するとともに係合し、スウエッジ用ボス１６をスウエッジ用ボス穴２５の内壁に押圧して固定する（図３（Ａ）、図５（Ａ））。

この実施形態では、クランプレバー３０をリーフスプリング３４で回動付勢する構成としたが、トーションスプリングで回動付勢する構成としてもよい。スプリングの種類、クランプレバー３０の形状は変更可能であって、可動部の固有振動、重量等によって選択、変更することが好ましい。

『自動着脱装置』
次に、図７を参照して、ＨＧＡ１０をヘッドアーム装置２０に着脱する自動着脱装置およびその動作について説明する。この実施形態では、移載ヘッド４０によって、ＨＧＡ１０を吸着して磁気ヘッド供給トレイから持ち上げ、ヘッドアーム装置２０のヘッドアーム部２４上に運び、ヘッドアーム部２４に装着する。試験／測定が終了すると、移載ヘッド４０によってＨＧＡ１０をヘッドアーム部２４から取り外し、試験／測定結果に応じて、例えば良品、不良品等に分けられた対応する仕分けトレイまで運んで載置する。

この移載ヘッド４０は、ＨＧＡ１０を着脱自在に吸着する吸着ヘッド４１と、レバー３３を押圧するプッシュピン４２を備えている。吸着ヘッド４１は、移載ヘッド４０の下面より突出している。吸着ヘッド４１は、図示しないが、ＨＧＡ１０のベースプレート１２部分を吸着する際に、移載ヘッド４０に対するＨＧＡ１０の位置を決めるための凹部または位置決め突起などを有する。また、この移載ヘッド４０は、通常、図示しないロボットアームに装着されて、トレイ、ＨＧＡ１０の間において、水平方向および鉛直方向に移動される。吸着ヘッド４１としては、エアー吸着ヘッドを使用できる。この場合、プッシュピン４２もエアーシリンダ、リニアモータ、電磁プランジャによって突出、引き込み駆動する構成が好ましい。

次に、この移載ヘッド４０の動作について、図７の（Ａ)乃至（Ｄ)を参照して説明する。吸着ヘッド４１によってＨＧＡ１０を吸着した移載ヘッド４０は、スウエッジ用ボス１６がスウエッジ用ボス穴２５の直上に位置するまで移動される（図７（Ａ））。このとき、プッシュピン４２は移載ヘッド４０の下面から突出した状態にある。

移載ヘッド４０は、スウエッジ用ボス１６がスウエッジ用ボス穴２５に嵌るように降下される。その際、プッシュピン４２がクランプレバー３０のレバー３３を押し下げてリーフスプリング３４の付勢力に抗して回動させ、押圧爪３２をベースプレート１２および移載ヘッド４０に干渉しない解放位置に移動させる。この状態で、スウエッジ用ボス１６がスウエッジ用ボス穴２５に嵌合する（図７（Ｂ））。

次に、プッシュピン４２を移載ヘッド４０内に引き込んでレバー３３を解放する。すると、リーフスプリング３４の弾性付勢力によってクランプレバー３０が係合方向に回動し、押圧爪３２がベースプレート１２の端部を押圧して、ＨＧＡ１０をヘッドアーム部２４に対して固定する（図７（Ｃ））。その後、吸着ヘッド４１による吸着を解放してＨＧＡ１０を解放する。

このようにプッシュピン４２を移載ヘッド４０内に引き込み、吸着ヘッド４１による吸着を解放した状態で、移載ヘッド４０を上昇させると、ＨＧＡ１０がヘッドアーム装置２０に装着固定された状態になる（図７（Ｄ））。

ヘッドアーム装置２０からＨＧＡ１０を取り外すときは、装着とは逆の動作を実行する。つまり、図７（Ｄ）の状態から移載ヘッド４０をＨＧＡ１０およびヘッドアーム装置２０上に降下させ、吸着ヘッド４１がベースプレート１２およびロード・アンロード・タブ１５に当接した状態で（図７（Ｃ））、吸着ヘッド４１による吸着を開始するとともに、プッシュピン４２を移載ヘッド４０から突出させてクランプレバー３０を解放位置まで回動させる（図７（Ｂ））。そうして、吸着ヘッド４１がＨＧＡ１０を吸着した状態移載ヘッド４０を上昇させて（図７（Ａ））、所定のトレイまで移動させる。

以上の通り本実施形態によれば、ヘッドアーム装置２０に対してＨＧＡ１０を簡単に装着、取り外しができる。しかも、ヘッドアーム装置２０の重量、揺動の際の慣性質量も小さいので、シーク、フォローイング性能が損なわれることがない。

『電気コンタクト（読み書き信号線）接続構造』
次に、ＨＧＡ１０の電気コンタクト１８（読み書き信号線その他の信号線端子）を制御装置に接続するための電気コンタクト接続構造の実施形態について、図８を参照して説明する。この実施形態では、ＨＧＡ１０の電気コンタクト１８をヘッドアーム装置２０外に設けたコンタクトに接続する構造によって軽量化を図っている。

軸受ユニット部２１の近傍に、コンタクト台５０を配置し、このコンタクト台５０上に電気コンタクト１８を載置する載置部５１を形成し、この載置部５１上に電気コンタクト１８を載せた状態で、載置部５１に対して押圧する接点レバー５３を設けた。載置部５１は、電気コンタクト１８を位置決めするとともにずれを防止できるように電気コンタクト１８が嵌る凹部状に形成されている。

接点レバー５３は、水平方向に延びる軸５２を介してコンタクト台５０に枢支されている。接点レバー５３は、自由端部側に、載置部５１上の電気コンタクト１８と対向する面に電気コンタクト１８と対応する接点５４が設けられていて、挟圧したときに接点５４が対応する電気コンタクト１８に圧接し、導通するように形成されている。載置部５１には、電気コンタクト１８を載置する位置に、電気コンタクト１８を容易に位置決めできるガイド凹部５４ａが形成されている。

さらに接点レバー５３上には、ＦＰＣ５６上に実装されたヘッドアンプ５５が搭載されていて、ヘッドアンプ５５の入力端子に接点５４が接続されている。さらにＦＰＣ５６は、接点レバー５３から引き出されて試験装置の制御回路に接続されている。

接点レバー５３は、電気コンタクト１８を挟圧する接続位置（図９（Ａ））と、電気コンタクト１８を解放する断絶位置（図９（Ｂ））とに回動移動可能に形成されている。さらにコンタクト台５０には、接点レバー５３を接続位置と断絶位置とに回動移動させる電磁アクチュエータ、エアーシリンダ等の駆動手段を内蔵することが好ましい。

以上の通りこの電気コンタクト接続構造によれば、ヘッドアーム装置２０の外部にコンタクト台５０を設け、このコンタクト台５０上に電気接点５４およびヘッドアンプ５５も設けたので、ヘッドアーム装置２０の可動部が軽量化された。

『２段アクチュエータ機構』
図８、図９に示した電気コンタクト接続構造において、ヘッドアーム装置２０のヘッドアーム部２４が回動すると、ＦＰＣ１７が弾性変形する。つまりヘッドアーム部２４の回動可能範囲は、ＦＰＣ１７の弾性変形範囲内に規制される。そのため、ヘッドアーム部２４をロード位置とメディア１００外のアンロード位置とに回動移動させるのは困難である。そこで、本発明の実施形態では、ヘッドアーム装置２０およびコンタクト台５０を粗動アクチュエータ機構６０によってアンロード位置とロード位置とに移動し、ロード位置において、ヘッドアーム装置２のボイスコイル２３への通電制御によりヘッドアーム部２４を微小回動させる構成とした。

この実施形態では、粗動アクチュエータ機構６０の可動ベースプレート６１上にヘッドアーム装置２０およびコンタクト台５０を搭載し、ロードおよびアンロードは可動ベースプレート６１の移動により行う構成とし、ボイスコイル２３駆動によるヘッドアーム部２４の揺動範囲を、スライダ１４の試験／測定に必要なフォローイング範囲（可動距離ｘ）である揺動角α内に制限する構成としてある。揺動角αは、数乃至数十トラック分トラッキングできれば十分である。この構成を実現する本発明の粗動アクチュエータ機構の実施形態について、図１０乃至図１２を参照して説明する。図１０の（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、図１１はヘッドアーム装置２０の可動範囲を説明する平面図、図１２はヘッドアーム装置２０およびコンタクト台５０をロード位置、アンロード位置に移動した様子を示した平面図である。

ヘッドアーム装置２０およびコンタクト台５０は、平面形状Ｌ字形の可動ベースプレート６１上に装着されている。ヘッドアーム装置２０は、その軸受ユニット部２１の下端から突出した軸２１ａが可動ベースプレート６１に設けられた軸受６１ａに挿入され、回動自在に枢支されている。コンタクト台５０は、可動ベースプレート６１上に固定されている。

可動ベースプレート６１は、軸受６１ａと同心の軸６５ａによって揺動自在に、試験装置のベースフレーム１１０に支持されている。さらに軸６５ａをロータリーアクチュエータ６５の回動軸として、このロータリーアクチュエータによって、軸６５ａを介して可動ベースプレート６１をアンロード位置とロード位置とに回動する構成としてある。ロータリーアクチュエータ６５は、電磁アクチュエータでも、エアーアクチュエータでもよく、電磁またはエアーピストンシリンダ機構でもよい。

また、図示実施形態では粗動アクチュエータ機構６０によりスライダ１４をロードさせるロード位置を１箇所としてあるが、複数箇所としてもよく、あるいは使用者が指定した位置にロードさせる構成としてもよい。

次に、ヘッドアーム部２４の回動範囲を角度αに制限する構成について説明する。コイルアーム部２２の一方の端部から突出した規制突起２２ａは、可動ベースプレート６１上に固定された固定規制ピン６２と、可動規制ピン６３との間に位置している。したがってコイルアーム部２２は、規制突起２２ａが固定規制ピン６２、可動規制ピン６３と当接する角度範囲内、つまり角度α内に回動範囲が規制されている。コイルアーム部２２が角度α回動すると、ヘッドアーム部２４に装着されたＨＧＡ１０のスライダ１４（読み書きヘッド１４ａ）は、距離ｘだけ軸受ユニット部２１を軸心とする円周方向、メディア１００の半径方向に移動する。距離ｘは、メディア１００の複数トラック間を移動できる距離であり、現在主流のトラック密度に対応させる場合は数十マイクロメートルである。このヘッドアーム部２４の回動範囲規制により、ＦＰＣ１７の弾性撓み量が少なくて済み、電気コンタクト１８が載置部５１から外れることも無くなる。

さらに可動規制ピン６３は、固定規制ピン６２に対して接離移動可能に形成されていて、この接離移動によって可動角度α、したがって、スライダ１４をフォローイング動作させる際の可動距離ｘを調整できる。

図１２には、ヘッドアーム装置２０をアンロード位置とロード位置とに移動させた状態の平面図を示した。ＨＧＡ１０をヘッドアーム装置２０に着脱するときは、可動ベースプレート６１を破線のアンロード位置に回動保持する。このアンロード位置において、移載ヘッド４０によりＨＧＡ１０が着脱される。

ヘッドアーム装置２０にＨＧＡ１０が装着されると、可動ベースプレート６１がロード位置まで回動し、ＨＧＡ１０が、メディア１００の所定トラックに対向した位置に保持される。図の実線がロード位置である。このロード位置において、ＨＧＡ１０の試験／測定が実行される。ヘッドアーム装置２０は、規制突起２２ａが固定規制ピン６２および可動規制ピン６３で規制された回動角αの範囲内でフォローイング制御される。

試験／測定が終了すると、粗動アクチュエータ機構６０がアンロード位置まで回動動作し、移載ヘッド４０によりヘッドアーム装置２０からＨＧＡ１０が取り外され、新たなＨＧＡ１０がヘッドアーム装置２０に装着される。

以上の通り本発明の実施形態では、ヘッドアーム装置２０全体をアンロード位置とロード位置に移動させる粗動アクチュエータ機構６０を備え、ヘッドアーム装置２０を粗動アクチュエータ機構６０によってロード位置まで移動させてからＶＣＭ機構によりフォローイングを行うので、ヘッドアーム装置２０の可動範囲がＦＰＣ１７により制限されても、ＨＧＡ１０の試験／測定に十分なフォローイング制御ができる。

『ランプ構造』
図１２に示した実施形態は、スライダ１４がヘッドアーム装置２０の上面に位置し、メディア１００の下面１００ａにロードされる構成である。また、ＨＧＡ１０は、図１（Ｃ）に示したように、アンロード状態ではサスペンションアーム部１１のサスペンションがベンドしている。したがって、このスライダ１４をアンロード位置からロード位置まで回転しようとしても、サスペンションアーム部１１がメディア１００の周縁部に当接してロードさせることができない。そこで本発明の実施形態では、スライダ１４をロード、アンロードさせるランプ構造を備えた。本発明のランプ構造の実施形態を、図１３および図１４に示した。

このランプブロック７０は、スライダ１４をメディア１００の下面１００ａにロードさせるタイプでであって、メディア１００の外周に近接して配置されたブロック７１を備え、このブロック７１の下面には、メディア１００の外方においてメディア１００の下面１００ａよりも高い位置からメディア１００の中心に向かって下り、メディア１００の下面１００ａ下に入り込む第１スロープ面７２と、第１スロープ面７２が最も低くなった後、やや上昇する第２スロープ面７３とが形成されている。第１、第２スロープ面７２、７３は滑らかに連続していて、平面視では軸受ユニット部２１の回転中心を中心とした円弧状に、ロード・アンロード・タブ１５の移動軌跡に沿って形成されている（図１３（Ａ））。

ヘッドアーム部２４がアンロード位置まで回転しているときは、スライダ１４およびロード・アンロード・タブ１５がランプブロック７０よりもさらに外方に離反している。サスペンションアーム部１１は、その弾性復元力により上方にベンドしているが、ロード・アンロード・タブ１５は第１スロープ面７２よりも低い位置に位置している。ヘッドアーム部２４がこのアンロード位置から、ロード位置方向に回動すると、まずロード・アンロード・タブ１５が第１スロープ面７２に当接する。その後、ロード・アンロード・タブ１５は第１スロープ面７２に摺接しながらサスペンションアーム部１１の弾性力に抗して押し下げられ、スライダ１４およびロード・アンロード・タブ１５がメディア１００の下面１００ａよりも下方に位置する。さらにヘッドアーム部２４がロード位置方向に回動すると、ロード・アンロード・タブ１５は第１スロープ面７２から第２スロープ面７３に移動し、第２スロープ面７３に沿って、ロードビーム１３の弾性復元力により徐々に上昇し、スライダ１４がメディア１００の下面１００ａに達して、下面１００ａに対して所定の間隔に保持される。その後、ロード・アンロード・タブ１５は第２スロープ面７３から離反し、スライダ１４はメディア１００との間に一定の間隔を保ってロード位置方向に移動する。ヘッドアーム部２４がロード位置まで達した状態において、スライダ１４はメディア１００の下面１００ａから所定距離に保持され、ヘッドアーム部２４は角度α内において揺動自在に保持されている。

ヘッドアーム部２４がこのロード位置からアンロード位置方向に回動すると、まずロード・アンロード・タブ１５が第２スロープ面７３に接触し、第２スロープ面７３と摺接しながらメディア１００の径方向外に位置するアンロード位置方向に移動する。その過程で、ロード・アンロード・タブ１５はメディア１００の下面１００ａから離反する。さらにヘッドアーム部２４がアンロード位置方向に回動すると、ロード・アンロード・タブ１５は第２スロープ面７３から第１スロープ面７２に移動し、第１スロープ面７２に沿って、サスペンションアーム部１１の弾性復元力により上昇し、第１スロープ面７２から離反して、アンロード位置に至る。アンロード位置では、スライダ１４、ＨＧＡ１０はランプブロック７０から十分離れ、ヘッドアーム装置２０に対して移載ヘッド４０により自在に装着、取り外し可能になる。

『アップ、ダウン（上面、下面ロード）対応機構』
以上の実施形態は、メディア１００の下面１００ａに対して磁気ヘッド、つまりＨＧＡ１０のスライダ１４をロードさせる磁気ヘッド試験用スピンドルステージであった。図１５の（Ａ）には平面図、（Ｂ）には（Ａ）の右側から見た図を示した。

下面ロード用のヘッドアーム装置２０では、ベースフレーム１１０上にスピンドルモータ１０１が固定され、スピンドルモータ１０１のスピンドル軸１０２にメディア１００が固定されている。スピンドルモータ１０１は、図１５（Ａ）において反時計方向に回転（左回転）する。

通常のハードディスク装置は、メディア１００の両面を挟むように磁気ヘッドが装着されている。メディア１００の上面ロード用のスライダ、ＨＧＡは下面ロード用のスライダ１４、ＨＧＡ１０と同一規格のものが使用されるが、スライダは、メディア１００に対する内周側と外周側とが反対になる。したがって、図１２乃至図１５に示した磁気ヘッド試験用スピンドルステージでは、上面ロード用のＨＧＡの正確な特性試験ができない。

図１６には、上面ロード用のＨＧＡを、移載ヘッド４０を使用して上方から自動着脱し、正確な特性試験ができる磁気ヘッド試験用スピンドルステージの実施形態を示した。
図１６において、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の実施形態を右側から見た図である。

下面ロード用のヘッドアーム装置２０の実施形態は、ベースフレーム１１０上にスピンドルモータ１０１が固定され、スピンドルモータ１０１の軸にメディア１００が固定されている。スピンドルモータ１０１は、図１５（Ａ）においてメディア１００は反時計方向に回転（左回転）する。

一方、上面ロード用のヘッドアーム装置２０１は、ベースフレーム１１０上に配置したスピンドルモータ１０１、メディア１００を上下反転させた態様としてある。つまり、メディア１００およびスピンドルモータ１０１を、上下反転させて、コ字形状のヨーク８０の上部張り出し部に垂下するように固定してある。スピンドルモータ１０１の駆動方向、駆動制御は図１５に示したものと同一としてあるから、この実施形態ではメディア１００は時計方向に回転（右回転）する。

下面ロードヘッド用のヘッドアーム装置２０（図１５（Ａ））は、メディア１００の回転方向下流側の外方（図１５（Ａ）においてはスピンドル軸１０２と軸受ユニット部２１の中心を通る径方向線よりも右側）がアンロード位置となるように形成してあるのに対して、上面ロード用のヘッドアーム装置２０１（図１６（Ａ））は、メディア１００の回転方向下流側の外方（図１６（Ａ））においてはスピンドル軸１０２と軸受ユニット部２１の中心を通る径方向線よりも左側）がアンロード位置となるように配置し、ロードのときは時計方向に回動し、アンロードのときは反時計方向に回動（左回転）する点が、ヘッドアーム装置２０と相違する。ＨＧＡの着脱はヘッドアーム装置２０と同様に上方から行う構成であるから、ヘッドアーム装置２０、クランプレバー３０およびコンタクト台５０は上面、下面ロード用で同一のものを使用できる。粗動アクチュエータ機構６０、ランプブロックは、ロード、アンロードの方向に合わせて形状、動きを設定する。

以上の通り上面ロード用のヘッドアーム装置２０１によれば、上面ロード用のＨＧＡ１０も、下面ロード用のＨＧＡ１０と同様にヘッドアーム部２４に着脱することができるので、図７に示した移載ヘッド４０によって着脱、移送することができる。スピンドルモータ１０１およびメディア１００を上下反転させたので、右回転用のスピンドルモータおよびメディアを用意する必要がない。下面ロード用および上面ロード用の磁気ヘッド試験用スピンドルステージ装置においてヘッドアーム装置２０およびコンタクト台５０を同一仕様のものを使用できるので部材のコストを抑えることができる。

以上の上面ロード用、下面ロード用のヘッドアーム装置２０、２０１を搭載した磁気ヘッド試験用スピンドルステージを並設すれば、上面ロード用および下面ロード用のＨＧＡを並行して試験／測定することが可能になり、装置のコストを抑え、かつ試験／測定時間の短縮を図ることができる。

本発明装置によって試験／測定する磁気ヘッド（ＨＧＡ）の一例を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はロード状態の側面図、（Ｃ）はアンロード状態の側面図である。 本発明のＶＣＭ機構の実施形態を示す平面図 同ＶＣＭ機構の要部を示す、（Ａ）は同側面図、（Ｂ）は同ヘッドアームのリーフスプリングを押し下げた状態の側面図である。 本発明のＶＣＭ機構の実施形態の要部を拡大して示す平面図である。 同ＶＣＭ機構の要部を拡大して示す、（Ａ）は同側面図、（Ｂ）は同ヘッドアームのリーフスプリングを押し下げた状態の側面図である。 ヘッドアームとＨＧＡの着脱構造を模式的に示す斜視図であって、（Ａ）は上方から見た斜視図、（Ｂ）は下方から見た斜視図である。 ヘッドアームにＨＧＡを着脱する装置の実施形態の要部を示す図である。 同ヘッドアームに装着したＨＧＡの読み書き信号端子を接続する接続機構を示す、ヘッドアームおよびその周辺部の平面図である。 同接続機構を示す、（Ａ）は解放状態の側面図、（Ｂ）は接続状態の側面図である。 本発明のヘッドアームをアンロード位置とロード位置とにさせる粗動アクチュエータ機構に搭載した実施形態を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 粗動アクチュエータ機構上におけるヘッドアームの微動範囲を示す平面図である。 同粗動アクチュエータ機構により、ヘッドアームをアンロード位置とロード位置とに移動する様子を説明する平面図である。 同装置にランプ構造を搭載した状態を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 同ランプ構造によるＨＧＡのロード・アンロード・タブとスライダの関係を説明する側面図である。 本発明の装置を、メディアの下面に読み書きする磁気ヘッドに適用する場合のメディアおよびヘッドアーム装置の構造を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の右側から見た図である。 本発明の装置を、メディアの上面に読み書きする磁気ヘッドに適用する場合のメディアおよびヘッドアーム装置の構造を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の右側から見た図である。

符号の説明

１０ ＨＧＡ（ヘッドジンバルアッセンブリ）
１１ サスペンションアーム部
１２ ベースプレート
１３ ロードビーム
１４ スライダ
１４ａ 読み書きヘッド
１５ ロード・アンロード・タブ
１６ スウエッジ用ボス
１７ ＦＰＣ
１８ 電気コンタクト
２０ ヘッドアーム装置
２１ 軸受ユニット部
２２ コイルアーム部
２３ ボイスコイル
２４ ヘッドアーム部
２５ スウエッジ用ボス穴
３０ クランプレバー
３２ 押圧爪
３３ レバー
３４ リーフスプリング
４０ 移載ヘッド
４１ 吸着ヘッド
４２ プッシュピン
５０ コンタクト台
５１ 載置部
５３ 接点レバー
５４ 接点
５５ ヘッドアンプ
６０ 粗動アクチュエータ機構
６１ 可動ベースプレート
６２ 固定規制ピン
６３ 可動規制ピン
６５ ロータリーアクチュエータ
６５ａ 軸
７０ ランプブロック
７１ ブロック
７２ 第１スロープ面
７３ 第２スロープ面
８０ ヨーク
１００ メディア
１０１ スピンドルモータ
１１０ ベースフレーム

Claims (9)

1. ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）機構により揺動駆動されるヘッドアーム部を有するヘッドアーム装置と、該ヘッドアーム部に装着されたＨＧＡ（ヘッドジンバルアッセンブリ）を回転するメディアの表面に対してロードして電気的、機械的な特性を測定する磁気ヘッド試験用スピンドルステージであって、
   前記ヘッドアーム部に、前記ＨＧＡのスウエッジ用ボスが着脱自在に嵌る嵌合部と、
   スウエッジ用ボスが前記嵌合部に嵌った前記ＨＧＡを係止する係止位置と、前記スウエッジ用ボスを前記嵌合部に自在に着脱できる解放位置とに移動するクランプ部材を備えたこと、を特徴とする磁気ヘッド試験用スピンドルステージ。
2. 請求項１記載の磁気ヘッド試験用スピンドルステージにおいて、前記クランプ部材は、前記ＨＧＡを着脱可能な解放位置と、前記ＨＧＡに係合してスウエッジ用ボスを前記嵌合部に対して係止する係合位置とに移動自在に形成された爪部を有し、かつ係合位置に回動するように回動付勢する弾性部材を有するクランプレバーである磁気ヘッド試験用スピンドルステージ。
3. 請求項１または２記載の磁気ヘッド試験用スピンドルステージはさらに、前記ヘッドアーム部に装着されたＨＧＡから引き出されたＦＰＣの端部に設けられた複数の電気接点が載る接点台を備え、該接点台には、前記複数の電気接点を挟持する接続位置と離反する断絶位置とに移動可能であって、接続位置に移動したときに前記複数の電気接点と接続される複数の電気接点を備えたコンタクトレバーを備えている磁気ヘッド試験用スピンドルステージ。
4. 請求項２または３記載の磁気ヘッド試験用スピンドルステージはさらに、前記ヘッドアーム装置および接点台が搭載された可動ベースプレートを備え、該可動ベースプレートは、前記ヘッドアーム装置および接点台を一体として、前記ＨＧＡが前記メディア外にアンロードされるアンロード位置とメディア上にロードされるロード位置とに移動させる磁気ヘッド試験用スピンドルステージ。
5. 請求項４記載の磁気ヘッド試験用スピンドルステージにおいて、ヘッドアーム装置にはさらに、前記ＶＣＭ機構の可動範囲を制限する制限機構が備えられている磁気ヘッド試験用スピンドルステージ。
6. 請求項５記載の磁気ヘッド試験用スピンドルステージにおいて、前記制限機構は、前記ＶＣＭ機構が装着されたコイルアーム部から突出した規制バーと、前記可動ベースプレートに、前記コイルアーム部を挟んで設けられた２個の規制部材からなり、少なくとも一方の規制部材が前記ＶＣＭ機構の可動範囲を調整する方向に移動可能に形成されている磁気ヘッド試験用スピンドルステージ。
7. 請求項４または６記載の磁気ヘッド試験用スピンドルステージにおいて、前記可動ベースプレートがアンロード位置方向に移動するときには、前記磁気ヘッド部が前記メディアから外れる前に前記ＨＧＡの先端部が乗り上げて前記磁気ヘッド部を回転するメディアの表面から徐々に離反させ、前記アンロード位置では前記先端部が離反し、前記ベースプレートがアンロード位置からロード位置方向に移動するときには、前記磁気ヘッド部が前記メディアに達する前に前記先端部が乗り上げて前記磁気ヘッド部を前記メディア表面から離反方向に移動し、その後前記磁気ヘッド部が徐々にメディア表面に接近して、前記ロード位置に達する前に離反するランプ面を有するランプ部材を備えている磁気ヘッド試験用スピンドルステージ。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項記載の磁気ヘッド試験用スピンドルステージにおいて、前記ヘッドアーム装置は、回転するメディアに対して回転方向下流方向の外方がアンロード位置になるように形成されている磁気ヘッド試験用スピンドルステージ。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項記載の磁気ヘッド試験用スピンドルステージに適用される磁気ヘッド自動着脱装置であって、
   前記ＨＧＡを保持解放自在に吸着する吸着部と、前記ヘッドアーム部のクランプ部材を押圧して前記弾性付勢部材に抗してクランプ部材を解放位置に回動させる解除部材とを有する移載ヘッドを有し、
   該移載ヘッドは、吸着したＨＧＡを前記嵌合部に嵌合させる前に、前記解除部材が前記クランプ部材を押圧して前記弾性付勢部材に抗して解放位置に回動させ、前記ＨＧＡのスウエッジ用ボスを前記嵌合部に嵌合させた後、前記解除部材が前記クランプ部材を解放して該クランプ部材が前記弾性付勢部材の付勢力により係合位置に回動して前記係止部が前記ＨＧＡを係止し、前記吸着部が前記ＨＧＡの吸着を解除して離反すること、を特徴とする磁気ヘッド自動着脱装置。
   
   

Images