JP2009180672A

JP2009180672A - 気圧測定装置および気圧測定方法

Info

Publication number: JP2009180672A
Application number: JP2008021462A
Authority: JP
Inventors: Yoshimune Suzuki; 義崇鈴木; Takahiro Imamura; 孝浩今村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-08-13
Also published as: US8072702B2; US20090196129A1

Abstract

【課題】簡単な構造で容易に気圧を測定することができる気圧測定装置および気圧測定方法を提供する。
【解決手段】気圧測定装置２４は、音波を発信する発信機５２と、発信機５２に向き合わせられる受信機５８とを備える。発信機５２から発信される音波は受信機５８で受信される。制御部７５は、受信機５８で受信される音波の強さに基づき気圧を検出する。こうした気圧測定装置２４では、気圧の測定にあたって、発信機５２から発信される音波は空気を伝う。受信機５８は音波を受信する。音波は気圧の変化に応じて強さを変化させることから、受信機５８で受信される音波の強さに基づき気圧が測定される。こうして簡単な構造で容易に気圧が測定される。
【選択図】図７

Description

本発明は気圧測定装置および気圧測定方法に関する。

絶対圧の測定にあたって気圧センサは密閉容器を備える。密閉容器内にはセンサが配置される。センサは、密閉容器内の基準圧力値を予め保持する。密閉容器は気圧の変化に応じて体積を変化させる。センサは体積の変化に応じて密閉容器内の圧力値を検知する。センサは基準圧力値と圧力値との差分に応じて気圧を測定することができる。
特許第３２４２６３１号公報特開２００１−２７６０１９号公報

こうした気圧センサでは測定精度の維持にあたって密閉容器内の圧力は一定に維持される。その結果、センサには圧力が作用し続ける。センサにはいわゆるクリープが生じてしまう。測定精度は低下する。しかも、一定の圧力の維持にあたって密閉容器は完全に密閉されなければならない。こうした密閉容器の製造には高い加工技術が要求される。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡単な構造で容易に気圧を測定することができる気圧測定装置および気圧測定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１発明によれば、音波を発信する発信機と、発信機から発信される音波を受信する受信機と、受信機で受信される音波の強さに基づき気圧を検出する制御部とを備えることを特徴とする気圧測定装置が提供される。

こうした気圧測定装置では、気圧の測定にあたって、発信機から音波が発信される。音波は空気を伝う。受信機は音波を受信する。音波は気圧の変化に応じて強さを変化させることから、受信機で受信される音波の強さに基づき気圧が測定される。こうして簡単な構造で容易に気圧が測定される。こうした気圧測定装置では、前記発信機および前記受信機は相互に向き合わせられる。

気圧測定装置では、前記発信機は電気信号を音波に変換し、前記受信機は音波を電気信号に変換する。このとき、前記受信機は、前記発信機から発信される音波の周波数に応じて電気信号のノイズを除去するフィルタ回路をさらに備える。こうしたフィルタ回路の働きで電気信号のノイズは除去される。音波の強さの検出精度は向上する。

気圧の検出にあたって、前記制御部は、前記発信機から発信される音波の強さに対する前記受信機で受信される音波の強さと気圧との相関関係を参照する。こうして音波の強さと気圧との相関関係が参照されれば、気圧は簡単に特定されることができる。相関関係は予め実測に基づき確立されればよい。

前記音波の周波数は前記発信機および前記受信機の共振周波数に一致することが望まれる。こうして音波の周波数が共振周波数に一致すれば、共振に基づき電気信号の出力は増大することができる。また、前記発信機および前記受信機は、前記発信機から発信される音波の半波長の整数倍の距離で相互に隔てられる。こうした構成によれば、発信機および受信機の間で共振すなわち共鳴が引き起こされる。こうした共鳴によれば、受信機から最大限の出力で電気信号が取り出されることができる。特に、前記音波の周波数は可聴域外に設定されることが望まれる。こうして気圧測定装置内で騒音の発生は回避される。

前記発信機および前記受信機は、振動板と、振動板に貼り付けられる圧電材とを備える。こうした発信機および受信機は例えば圧電ブザーから構成されることができる。気圧測定装置の構造は簡略化される。発信機の振動板および受信機の振動板は同一の形状および同一の寸法を有する。

第２発明によれば、発信機から音波を発信する工程と、発信機から発信された音波を受信機で受信する工程と、受信機で受信された音波の強さに基づき気圧を検出する工程とを備えることを特徴とする気圧測定方法が提供される。

こうした気圧測定方法によれば、気圧の測定にあたって、発信機から音波が発信される。音波は空気を伝う。受信機は音波を受信する。音波は気圧の変化に応じて強さを変化させることから、受信機で受信される音波の強さに基づき気圧が測定される。こうして簡単な構造で容易に気圧が測定される。

気圧測定方法では、音波の発信にあたって前記発信機は電気信号を音波に変換し、音波の受信にあたって前記受信機は音波を電気信号に変換する。このとき、気圧測定方法は、前記気圧の検出にあたって、前記発信機から発信される音波の周波数に応じて電気信号のノイズを除去する工程を備える。こうして音波の強さの検出精度は向上する。

前記気圧の検出にあたって、前記発信機で発信される音波の強さに対する前記受信機で受信される音波の強さと気圧との相関関係が参照される。こうして音波の強さと気圧との相関関係が参照されれば、気圧は簡単に特定されることができる。相関関係は予め実測に基づき確立されればよい。

前記音波の周波数は前記発信機および前記受信機の共振周波数に一致することが望まれる。こうして音波の周波数が共振周波数に一致すれば、共振に基づき電気信号の出力は増大することができる。また、前記発信機および前記受信機は、相互に向き合わせられて、前記発信機から発信される音波の半波長の整数倍の距離で相互に隔てられる。こうした構成によれば、発信機および受信機の間で共振すなわち共鳴が引き起こされる。こうした共鳴によれば、受信機から最大限の出力で電気信号が取り出されることができる。特に、前記音波の周波数は可聴域外に設定される。その結果、騒音の発生は回避される。

第３発明によれば、筐体と、筐体の収容空間に組み込まれる記憶媒体と、記憶媒体の表面に向き合わせられるヘッドスライダと、ヘッドスライダに搭載されるヘッド素子と、筐体の収容空間に組み込まれて、音波を発信する発信機と、筐体の収容空間に組み込まれて、発信機から発信される音波を受信する受信機と、受信機で受信される音波の強さに基づき気圧を検出し、検出した気圧に応じてヘッド素子の浮上量を制御する制御部とを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置が提供される。

こうした記憶媒体駆動装置では、前述と同様に、発信機から音波が発信される。音波は空気を伝う。受信機は音波を受信する。音波は気圧の変化に応じて強さを変化させることから、受信機で受信される音波の強さに基づき気圧が測定される。こうして簡単な構造で容易に気圧が測定される。しかも、検出された気圧に応じてヘッド素子の浮上量の変化が算出される。浮上量の変化に応じて浮上量は調整される。その結果、気圧の変化に拘わらずヘッド素子の浮上量は常に一定に維持される。記憶媒体への情報の書き込みや読み出しは正確に実施される。その他、記憶媒体駆動装置は前述の気圧測定装置と同様の構成を備える。

前記ヘッド素子の浮上量の制御にあたって、前記制御部は前記記憶媒体の回転数を調整する。例えば記憶媒体の回転数が増大すれば、記憶媒体の表面で生成される気流の流速は増大する。ヘッドスライダに作用する正圧は増大する。反対に、記憶媒体の回転数が減少すれば、気流の流速は減少する。ヘッドスライダに作用する正圧は減少する。こうした回転数の調整に応じてヘッド素子の浮上量は調整されることができる。

第４発明によれば、記憶媒体駆動装置の筐体の収容空間に組み込まれる発信機から音波を発信する工程と、発信機から発信された音波を、筐体の収容空間に組み込まれる受信機で受信する工程と、受信機で受信した音波の強さに基づき筐体内の気圧を検出する工程と、検出された気圧に応じて、ヘッドスライダに搭載されるヘッド素子の記憶媒体からの浮上量を調整する工程とを備えることを特徴とする浮上量制御方法が提供される。その他、浮上量制御方法は前述の気圧測定方法と同様の構成を備える。

こうした浮上量制御方法によれば、前述と同様に、発信機から音波が発信される。音波は空気を伝う。受信機は音波を受信する。音波は気圧の変化に応じて強さを変化させることから、受信機で受信される音波の強さに基づき気圧が測定される。こうして簡単な構造で容易に気圧が測定される。しかも、検出された気圧に応じてヘッド素子の浮上量の変化が算出される。浮上量の変化に応じて浮上量は調整される。その結果、気圧の変化に拘わらずヘッド素子の浮上量は常に一定に維持される。記憶媒体への情報の書き込みや読み出しは正確に実施される。

前記ヘッド素子の浮上量の制御にあたって、熱膨張に基づき前記ヘッドスライダの突き出しが実現されればよい。その一方で、前記ヘッド素子の浮上量の制御にあたって、前記記憶媒体の回転数が調整されてもよい。その他、記憶媒体駆動装置は前述の気圧測定装置と同様の構成を備える。

以上のように本発明によれば、簡単な構造で容易に気圧を測定することができる気圧測定装置および気圧測定方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は本発明に係る記憶媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このハードディスク駆動装置１１は筐体すなわちハウジング１２を備える。ハウジング１２は箱形のベース１３およびカバー（図示されず）から構成される。ベース１３は例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する。ベース１３は例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。カバーはベース１３の開口に結合される。カバーとベース１３との間で収容空間は密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。

収容空間には、記憶媒体としての１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモータ１５の回転軸に装着される。スピンドルモータ１５は例えば４２００ｒｐｍや５４００ｒｐｍ、７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。

収容空間にはキャリッジ１６がさらに収容される。キャリッジ１６はキャリッジブロック１７を備える。キャリッジブロック１７は、垂直方向に延びる支軸１８に回転自在に連結される。キャリッジブロック１７には、支軸１８から水平方向に延びる複数のキャリッジアーム１９が区画される。キャリッジブロック１７は例えば押し出し成型に基づきアルミニウムから成型されればよい。

個々のキャリッジアーム１９の先端にはヘッドサスペンション２１が取り付けられる。ヘッドサスペンション２１はキャリッジアーム１９の先端から前方に延びる。ヘッドサスペンション２１の先端には後述のフレキシャが貼り合わせられる。フレキシャにはいわゆるジンバルばねが区画される。こうしたジンバルばねの働きで浮上ヘッドスライダ２２はヘッドサスペンション２１に対してその姿勢を変化させることができる。後述されるように、浮上ヘッドスライダ２２にはヘッド素子すなわち電磁変換素子が搭載される。

磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１４の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダ２２には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧とヘッドサスペンション２１の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２２は浮上し続けることができる。

こういった浮上ヘッドスライダ２２の浮上中にキャリッジ１６が支軸１８回りで回転すると、浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４の半径線に近い円弧に沿って移動することができる。その結果、浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間でデータゾーンを横切ることができる。こうして浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は目標の記録トラック上に位置決めされる。

キャリッジブロック１７には例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２３といった動力源が接続される。このＶＣＭ２３の働きでキャリッジブロック１７は支軸１８回りで回転することができる。こうしたキャリッジブロック１７の回転に基づきキャリッジアーム１９およびヘッドサスペンション２１の揺動は実現される。

キャリッジアーム１９およびヘッドサスペンション２１の揺動範囲の外側でベース１３の底板には気圧測定装置すなわち気圧センサ２４が配置される。気圧センサ２４はベース１３の底板に例えばねじ（図示されず）に基づき固定されればよい。気圧センサ２４はハウジング１２の収容空間の気圧を測定することができる。気圧センサ２４の詳細は後述される。

図１から明らかなように、キャリッジブロック１７上には、フレキシブルプリント基板ユニット２５が配置される。フレキシブルプリント基板ユニット２５は、フレキシブルプリント基板２６に実装されるヘッドＩＣ（集積回路）２７を備える。ヘッドＩＣ２７は電磁変換素子の読み出しヘッド素子および書き込みヘッド素子に接続される。接続にあたってフレキシャ２８が用いられる。フレキシャ２８はフレキシブルプリント基板ユニット２５に接続される。フレキシャ２８は配線パターンを備える。配線パターンは浮上ヘッドスライダ２２およびフレキシブルプリント基板２６を相互に接続する。

磁気情報の読み出し時には、このヘッドＩＣ２７から電磁変換素子の読み出しヘッド素子に向けてセンス電流が供給される。読み出しヘッド素子には例えばＣＰＰ構造読み取り素子が用いられる。同様に、磁気情報の書き込み時には、ヘッドＩＣ２７から電磁変換素子の書き込みヘッド素子に向けて書き込み電流が供給される。書き込みヘッド素子には例えば単磁極ヘッド素子が用いられる。センス電流の電流値は特定の値に設定される。ヘッドＩＣ２７には、収容空間内に配置される小型の回路基板２９や、ベース１３の底板の裏側に取り付けられるプリント回路基板（図示されず）から電流が供給される。

図２は一具体例に係る浮上ヘッドスライダ２２を示す。この浮上ヘッドスライダ２２は、例えば平たい直方体に形成されるスライダ本体３１を備える。スライダ本体３１の空気流出側端面には非磁性膜すなわち素子内蔵膜３２が積層される。この素子内蔵膜３２に前述の電磁変換素子３３が組み込まれる。スライダ本体３１は例えばＡｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ（アルチック）といった硬質の非磁性材料から形成されればよい。素子内蔵膜３２は例えばＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）といった比較的に軟質の絶縁非磁性材料から形成されればよい。

浮上ヘッドスライダ２２は媒体対向面すなわち浮上面３４で磁気ディスク１４に向き合う。浮上面３４には平坦なベース面３５すなわち基準面が規定される。磁気ディスク１４が回転すると、スライダ本体３１の前端から後端に向かって浮上面３４には気流３６が作用する。

浮上面３４には、前述の気流３６の上流側すなわち空気流入側でベース面３５から立ち上がる１筋のフロントレール３７が形成される。フロントレール３７はベース面３５の空気流入端に沿ってスライダ幅方向に延びる。同様に、浮上面３４には、気流の下流側すなわち空気流出側でベース面３５から立ち上がるリアレール３８が形成される。リアレール３８はスライダ幅方向の中央位置に配置される。リアレール３８はスライダ本体３１から素子内蔵膜３２まで延びる。

浮上面３４には、空気流出側でベース面３５から立ち上がる左右１対のサイドリアレール３９、３９がさらに形成される。サイドリアレール３９、３９はベース面３５の左右の縁に沿ってそれぞれ配置される。その結果、サイドリアレール３９、３９同士はスライダ幅方向に間隔を空けて配置される。サイドリアレール３９、３９同士の間にリアレール３８は配置される。

フロントレール３７、リアレール３８およびサイドリアレール３９、３９の頂上面にはいわゆる空気軸受け面（ＡＢＳ）４１、４２、４３が規定される。空気軸受け面４１、４２、４３の空気流入端は段差でレール３７、３８、３９の頂上面に接続される。磁気ディスク１４の回転に基づき生成される気流３６は浮上面３４に受け止められる。このとき、段差の働きで空気軸受け面４１、４２、４３には比較的に大きな正圧すなわち浮力が生成される。しかも、フロントレール３７の後方すなわち背後には大きな負圧が生成される。これら浮力および負圧のバランスに基づき浮上ヘッドスライダ２２の浮上姿勢は確立される。なお、浮上ヘッドスライダ２２の形態はこういった形態に限られるものではない。

図３に示されるように、電磁変換素子３３は読み出しヘッド素子４５および書き込みヘッド素子４６を備える。読み出しヘッド素子４５および書き込みヘッド素子４６の間にはヒータ４７が組み込まれる。ヒータ４７は例えば電熱線で構成される。ヒータ４７に電力が供給されると、ヒータ４７は発熱する。ヒータ４７の熱でヒータ４７とともに読み出しヘッド素子４５や書き込みヘッド素子４６、素子内蔵膜３２は熱膨張する。その結果、図４に示されるように、リアレール３８の頂上面で素子内蔵膜３２やスライダ本体３１は隆起する。いわゆる突き出しが形成される。読み出しヘッド素子４５および書き込みヘッド素子４６は磁気ディスク１４に向かって変位する。こうして電磁変換素子３３の浮上量すなわち浮上高さＦＨは決定される。

図５は本発明の一具体例に係る気圧センサ２４の構造を概略的に示す。この気圧センサ２４は、例えば直方体の内部空間を区画する筐体５１を備える。筐体５１は例えば樹脂材料から形成される。筐体５１の内部空間には発信機すなわちスピーカ５２が配置される。スピーカ５２は、振動板５３と、裏面で振動板５３の表面に貼り付けられる圧電材５４とを備える。振動板５３は裏面で筐体５１の側壁に向き合わせられる。振動板５３には例えば黄銅板やステンレス鋼板といった金属板が用いられる。圧電材５４には例えば圧電セラミック薄板が用いられる。圧電材５４の表面には電極５５が形成される。振動板５３は防振材５６で支持される。防振材５６は振動板５３の外縁の全周を支持すればよい。防振材５６は筐体５１の内壁面に固定される。

振動板５３および電極５５にはそれぞれ配線５７、５７が接続される。配線５７から電極５５には所定の電気信号すなわち交流電圧が印加される。その結果、圧電材５４は伸縮する。圧電材５４の伸縮に基づき振動板５３は振動する。振動板５３の振動に基づきスピーカ５２から音波が発信される。音波の周波数は交流電圧の周波数に基づき特定される。このとき、前述のように、振動板５３は防振材５６で支持されることから、振動板５３から筐体５１に振動の伝達はできる限り回避される。

筐体５１の内部空間にはスピーカ５２に所定の間隔で向き合わせられる受信機すなわちマイク５８が配置される。マイク５８は、振動板５９と、裏面で振動板５９の表面に貼り付けられる圧電材６１とを備える。振動板５９は表面で振動板５３の表面に向き合わせられる。振動板５３および振動板５９は相互に平行に広がる。振動板５９は裏面で筐体５１の側壁に向き合わせられる。振動板５９には例えば黄銅板やステンレス鋼板といった金属板が用いられる。圧電材６１には例えば圧電セラミック薄板が用いられる。圧電材６１の表面には電極６２が形成される。振動板６１は防振材６３で支持される。防振材６３は振動板６１の外縁の全周を支持すればよい。防振材６３は筐体５１の内壁面に固定される。

振動板６１および電極６２にはそれぞれ配線６４、６４が接続される。スピーカ５２から音波が発信されると、音波は空気を伝わってマイク５８に伝達される。音波が振動板５９に受け止められると、振動板５９は振動する。その結果、圧電材６１の伸縮が引き起こされる。こうして圧電材６１では所定の電気信号すなわち交流電圧が生成される。こうした交流電圧は配線６４から取り出される。このとき、前述のように、振動板５９は防振材６３で支持されることから、筐体５１から振動板５９に振動の伝達はできる限り回避される。

筐体５１の天板および底面には通気孔６６、６７が区画される。通気口６６、６７は筐体５１の内部空間および筐体５１の外部空間すなわちハウジング１２の収容空間を接続する。その結果、通気孔６６、６７の働きで筐体５１の内部空間にはハウジング１２内の空気が導入される。図６を併せて参照し、振動板５３、５９、圧電材５４、６１および電極５５、６２はそれぞれ円盤形に形成される。例えば振動板５３、５９の軸心で規定されるスピーカ５２およびマイク５８の軸心は相互に一致する。ここでは、スピーカ５２およびマイク５８の間で振動板５３、５９の形状および寸法は同一に設定される。同様に、圧電材５４、６１の形状および寸法は同一に設定される。こういったスピーカ５２やマイク５８はいわゆる圧電ブザーから構成されればよい。

ここで、スピーカ５２から発信される音波の周波数は可聴域外に設定されることが望まれる。その結果、ＨＤＤ１１内で騒音の発生は確実に回避される。特に、音波の周波数はスピーカ５２およびマイク５８に固有の共振周波数に設定される。こうしたマイク５８から取り出される交流電圧の出力は増大する。スピーカ５２で設定される交流電圧は小さく設定されることができる。加えて、スピーカ５２およびマイク５８は、スピーカ５２から発信される音波の半波長の整数倍の距離で相互に隔てられる。その結果、振動板５３、５９の間で共振すなわち共鳴が引き起こされる。こうした共鳴によれば、マイク５８からの小さい出力に対しても、最大限の出力で交流電圧が取り出されることができる。

図７に示されるように、気圧センサ２４は発振器７１を備える。発振器７１はスピーカ５２に接続される。発振器７１はスピーカ５２に所定の交流電圧を印加する。発振器７１およびスピーカ５２の間には増幅器７２が挿入される。増幅器７２は交流電圧を増幅する。その一方で、マイク５８にはフィルタ回路すなわちバンドパスフィルタ７３が接続される。バンドパスフィルタ７３はマイク５８から出力される交流電圧のノイズを除去する。バンドパスフィルタ７３は、スピーカ５２から発信される音波の周波数のみを通過させる。マイク５８およびバンドパスフィルタ７３の間には増幅器７４が挿入される。増幅器７４は交流電圧の出力を増幅する。

一般に、ハウジング１２の収容空間すなわち筐体５１の内部空間の気圧が低下すると、筐体５１の内部空間の空気の密度は減少する。その結果、伝達される音波の強さは弱められる。その一方で、筐体５１の内部空間の気圧が上昇すると、筐体５１の内部空間の空気の密度は増大する。その結果、伝達される音波の強さは強められる。こうした音波の強さの強弱に基づき、後述のように、ハウジング１２の収容空間の気圧が測定されることができる。

バンドパスフィルタ７３には制御部７５が接続される。バンドパスフィルタ７３から制御部７５に交流電圧が出力される。その一方で、制御部７５は前述の発振器７１に接続される。制御部７５は、発振器７１に交流電圧の印加を指示する。制御部７５の指示に応じて発振器７１はスピーカ５２に交流電圧を印加する。印加される交流電圧は一定に設定される。なお、発振器７１や増幅器７２、７４、バンドパスフィルタ７３、制御部７５は例えばハウジング１２内の回路基板２９に実装されればよい。

制御部７５にはメモリ７６が接続される。メモリ７６には不揮発性メモリが用いられる。メモリ７６には所定のテーブル７７が格納される。テーブル７７は、マイク５８で受信される音波の強さと気圧との相関関係を特定する。図８は、一具体例に係るテーブル７７を示すグラフである。グラフの縦軸は、マイク５８から取り出される交流電圧の出力［Ｖ_ｐ＿ｐ］を示す。出力および気圧の相関関係は実測に基づき確立される。実測では、スピーカ５２に印加される交流電圧は３．０［Ｖ_ｐ＿ｐ］に設定された。こうした実測は例えばＨＤＤ１１の出荷時に実施されればよい。なお、１００［ｋＰａ］以上の気圧でも実測が実施されればよい。こうしたテーブル７７に基づき、制御部７５は、マイク５８から出力される交流電圧に基づき気圧を測定することができる。

その一方で、浮上ヘッドスライダ２２のヒータ４７にはヒータ制御部７８が接続される。ヒータ制御部７８はヒータ４７に所定の電力を供給する。電力の供給に応じてヒータ４７は発熱する。ヒータ４７の温度は電力で決定される。すなわち、電力に応じて突き出しの突き出し量は制御される。その結果、電磁変換素子３３の浮上高さＦＨが制御される。ヒータ制御部７８には浮上量指示部７９が接続される。浮上量指示部７９はヒータ制御部７８に電力を指示する。こうしてヒータ制御部７８は、指示された電力をヒータ４７に供給する。なお、電力の設定にあたっていわゆるゼロキャリブレーションが実施されてもよい。

前述の制御部７５には浮上量変化算出部８１が接続される。浮上量変化算出部８１には制御部７５から気圧が出力される。浮上量変化算出部８１は気圧に応じて電磁変換素子３３の浮上高さＦＨの変化を算出する。算出にあたって、浮上量変化算出部８１は、実測値やシミュレーション値から予め求められる気圧と浮上高さＦＨの変化との相関関係を参照すればよい。こうした相関関係はＨＤＤ１１内のメモリ（図示されず）に格納されればよい。算出された浮上高さＦＨの変化はヒータ制御部７８に出力される。こうしてヒータ制御部７８は、浮上量指示部７９から供給される電力を調整する。

例えば気圧が低下すると、空気の密度は低下する。その結果、浮上ヘッドスライダ２２に作用する正圧は減少する。電磁変換素子３３の浮上高さＦＨは減少する。したがって、ヒータ制御部７８は電力を減少させる。突き出し量は減少する。その一方で、気圧が上昇すると、空気の密度は増大する。浮上ヘッドスライダ２２に作用する正圧は増大する。電磁変換素子３３の浮上高さＦＨは増大する。ヒータ制御部７８は電力を増大させる。突き出し量は増大する。こうして気圧の変化に拘わらず電磁変換素子３３の浮上高さＦＨは常に一定に維持される。

こういったＨＤＤ１１では磁気情報の読み出しや書き込みに先立って突き出しの突き出し量が設定される。突き出し量の設定にあたってハウジング１２の収容空間の気圧が測定される。前述の通り、気圧センサ２４は気圧を測定する。測定された気圧は浮上量変化算出部８１に出力される。浮上量変化算出部８１は気圧に応じて電磁変換素子３３の浮上高さＦＨの変化を算出する。変化に基づきヒータ制御部７８はヒータ４７への電力を調整する。こうして磁気情報の読み出し時や書き込み時の突き出し量が設定される。突き出し量が設定されると、電磁変換素子３３は予め決められた浮上高さＦＨで磁気ディスク１４の表面から浮上することができる。こういった突き出し量の調整は例えばＨＤＤ１１の起動のたびに実施されればよい。

気圧の測定にあたって制御部７５は発振器７１に交流電圧の印加を指示する。発振器７１は圧電材５４に所定の交流電圧を印加する。圧電材５４は伸縮する。振動板５３は振動する。その結果、音波はマイク５８に向かって発信される。音波は空気を伝う。マイク５８では音波の受信に基づき振動板５９が振動する。圧電材６１は伸縮する。振動に応じて圧電材６１では所定の交流電圧が生成される。その結果、マイク５８から所定の交流電圧が取り出される。バンドパスフィルタ７３で交流電圧のノイズが除去される。交流電圧は制御部７５に出力される。前述の通り、制御部７５はテーブル７７の参照に基づき気圧を測定する。

以上のようなＨＤＤ１１には気圧センサ２４が組み込まれる。気圧センサ２４ではスピーカ５２およびマイク５８の間で音波が伝わる。音波は気圧の変化に応じて強さを変化させることから、マイク５８で受信される音波の強さに基づき気圧が測定されることができる。こうして簡単な構造で容易に気圧が測定されることができる。しかも、測定された気圧に応じて電磁変換素子３３の浮上高さＦＨの変化が算出される。浮上高さＦＨの変化に応じて浮上ヘッドスライダ２２の突き出しの突き出し量が制御される。その結果、気圧の変化に拘わらず電磁変換素子３３の浮上高さＦＨは常に一定に維持される。磁気情報の書き込みや読み出しは正確に実施される。

図９に示されるように、前述の気圧センサ２４には、増幅器７４およびバンドパスフィルタ７３に代えていわゆるロックインアンプ８２が組み込まれてもよい。ロックインアンプ８２は、マイク５８から取り出される交流電圧の出力のうち、発振器７１で設定される特定周波数の出力のみを取り出すことができる。取り出しにあたって、ロックインアンプ８２には発振器７１から同期信号が供給されればよい。この同期信号に基づきロックインアンプ８２で特定周波数の出力のみが取り出されれば、ハウジング１２内の他の音波に基づく周波数での出力の影響は除去される。音波の強さは高い精度で検出される。その結果、前述に比べて気圧は一層高い精度で測定されることができる。

図１０は本発明の他の具体例に係る気圧センサ２４ａの構造を概略的に示す。この気圧センサ２４ａでは振動板５３、５９にいわゆるピエゾフィルム８５、８６がそれぞれ貼り付けられる。ピエゾフィルム８５、８６は前述の圧電材５４、６１と同様に円盤状に形成される。ピエゾフィルム８５、８６にはそれぞれ配線８７、８８が接続される。配線８７に基づきピエゾフィルム８５に交流電圧が印加される。配線８８に基づきピエゾフィルム８６から交流電圧が取り出される。その他、前述の気圧センサ２４と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。

図１１に示されるように、ピエゾフィルム８５は、１対の電極９１ａ、９１ｂで挟み込まれる圧電材９２を備える。圧電材９２には例えばポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）が用いられる。電極９１ａ、９１ｂには絶縁フィルム９３ａ、９３ｂが貼り合わせられる。ピエゾフィルム８５は例えば絶縁フィルム９３ａで振動板５３の表面に貼り付けられる。前述の配線８７は電極９１ａ、９１ｂに交流電圧を印加する。その結果、振動板５３の振動が引き起こされる。なお、ピエゾフィルム８６はピエゾフィルム８５と同様に構成されればよい。こうした気圧センサ２４ａによれば、前述と同様の作用効果が実現される。

図１２に示されるように、ＨＤＤ１１では、スピンドルモータ１５にモータ制御部９５が接続される。モータ制御部９５はスピンドルモータ１５に所定の電力を供給する。電力の供給に応じてスピンドルモータ１５すなわち磁気ディスク１４は回転する。スピンドルモータ１５の回転数は電力で決定される。モータ制御部９５には回転数指示部９６が接続される。回転数指示部９６はモータ制御部９５に電力を指示する。こうしてモータ制御部９５は、指示された電力をスピンドルモータ１５に供給する。スピンドルモータ１５の回転数は一定に維持される。その一方で、制御部７５には前述の浮上量変化算出部８１が接続される。浮上量変化算出部８１で算出された変化はモータ制御部９５に出力される。モータ制御部９５は、回転数指示部９６から出力される電力を調整する。その他、前述と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。

気圧が低下すると、電磁変換素子３３の浮上高さＦＨは減少する。このとき、浮上高さＦＨの変化に応じてモータ制御部９５は電力を増大させる。磁気ディスク１４の回転数は増大する。磁気ディスク１４の表面や裏面に沿って生成される気流の流速は増大する。浮上ヘッドスライダ２２に作用する正圧は増大する。こうして電磁変換素子３３の浮上高さＦＨは一定に維持される。その一方で、気圧が上昇すると、電磁変換素子３３の浮上高さＦＨは増大する。浮上高さＦＨの変化に応じてモータ制御部９５は電力を減少させる。磁気ディスク１４の回転数は減少する。磁気ディスク１４の表面や裏面に沿って生成される気流の流速は減少する。浮上ヘッドスライダ２２に作用する正圧は減少する。こうして電磁変換素子３３の浮上高さＦＨは一定に維持される。

以上のようなＨＤＤ１１では、マイク５８から出力される交流電圧のノイズが小さい場合、例えば図７や図１２のバンドパスフィルタ７３は省略されてもよい。同様に、図９のロックインアンプ８２は増幅器７４に置き換えられてもよい。その他、気圧センサ２４ａと磁気ディスク１４の回転数の制御とが組み合わされてもよい。前述の気圧センサ２４、２４ａは、前述のＨＤＤ１１といった記憶媒体駆動装置に代えて、気圧の測定を必要とするその他の記憶媒体駆動装置、記憶装置、電子機器に組み込まれてもよい。その他、前述の気圧センサ２４、２４ａは単独で使用されてもよい。

（付記１）音波を発信する発信機と、
発信機から発信される音波を受信する受信機と、
受信機で受信される音波の強さに基づき気圧を検出する制御部と
を備えることを特徴とする気圧測定装置。

（付記２）付記１に記載の気圧測定装置において、前記発信機および前記受信機は相互に向き合わせられることを特徴とする気圧測定装置。

（付記３）付記１に記載の気圧測定装置において、気圧の検出にあたって、前記制御部は、前記発信機から発信される音波の強さに対する前記受信機で受信される音波の強さと気圧との相関関係を参照することを特徴とする気圧測定装置。

（付記４）付記１に記載の気圧測定装置において、前記音波の周波数は前記発信機および前記受信機の共振周波数に一致することを特徴とする気圧測定装置。

（付記５）付記１に記載の気圧測定装置において、前記発信機および前記受信機は、前記発信機から発信される音波の半波長の整数倍の距離で相互に隔てられることを特徴とする気圧測定装置。

（付記６）付記１に記載の気圧測定装置において、前記発信機および前記受信機は、振動板と、振動板に貼り付けられる圧電材とを備えることを特徴とする気圧測定装置。

（付記７）付記６に記載の気圧測定装置において、前記発信機の振動板および前記受信機の振動板は同一の形状および同一の寸法を有することを特徴とする気圧測定装置。

（付記８）発信機から音波を発信する工程と、
発信機から発信された音波を受信機で受信する工程と、
受信機で受信された音波の強さに基づき気圧を検出する工程とを備えることを特徴とする気圧測定方法。

（付記９）付記８に記載の気圧測定方法において、前記気圧の検出にあたって、前記発信機で発信される音波の強さに対する前記受信機で受信される音波の強さと気圧との相関関係が参照されることを特徴とする気圧測定方法。

（付記１０）付記８に記載の気圧測定方法において、前記音波の周波数は前記発信機および前記受信機の共振周波数に一致することを特徴とする気圧測定方法。

（付記１１）付記８に記載の気圧測定方法において、前記発信機および前記受信機は、相互に向き合わせられて、前記発信機から発信される音波の半波長の整数倍の距離で相互に隔てられることを特徴とする気圧測定方法。

（付記１２）筐体と、
筐体の収容空間に組み込まれる記憶媒体と、
記憶媒体の表面に向き合わせられるヘッドスライダと、
ヘッドスライダに搭載されるヘッド素子と、
筐体の収容空間に組み込まれて、音波を発信する発信機と、
筐体の収容空間に組み込まれて、発信機から発信される音波を受信する受信機と、
受信機で受信される音波の強さに基づき気圧を検出し、検出した気圧に応じてヘッド素子の浮上量を制御する制御部とを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置。

（付記１３）記憶媒体駆動装置の筐体の収容空間に組み込まれる発信機から音波を発信する工程と、
発信機から発信された音波を、筐体の収容空間に組み込まれる受信機で受信する工程と、
受信機で受信した音波の強さに基づき筐体内の気圧を検出する工程と、
検出された気圧に応じて、ヘッドスライダに搭載されるヘッド素子の記憶媒体からの浮上量を調整する工程とを備えることを特徴とする浮上量制御方法。

（付記１４）付記１３に記載の浮上量制御方法において、前記気圧の検出にあたって、前記発信機で発信される音波の強さに対する前記受信機で受信される音波の強さと気圧との相関関係が参照されることを特徴とする浮上量制御方法。

（付記１５）付記１３に記載の浮上量制御方法において、前記音波の周波数は前記発信機および前記受信機の共振周波数に一致することを特徴とする浮上量制御方法。

（付記１６）付記１３に記載の浮上量制御方法において、前記発信機および前記受信機は、前記発信機から発信される音波の半波長の整数倍の距離で相互に隔てられることを特徴とする浮上量制御方法。

本発明に係る記憶媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構造を概略的に示す平面図である。ヘッドスライダの構造を概略的に示す拡大斜視図である。電磁変換素子の構造を概略的に示す部分拡大断面図である。ヘッドスライダの突き出しの様子を概略的に示す部分拡大断面図である。本発明の一具体例に係る気圧測定装置の構造を概略的に示す断面図である。発信機および受信機の構造を概略的に示す部分透視斜視図である。一具体例に係る制御系を示すブロック図である。受信機の出力と気圧との相関関係を示すグラフである。他の具体例に係る制御系を示すブロック図である。本発明の他の具体例に係る気圧測定装置の構造を概略的に示す断面図である。ピエゾフィルムの構造を概略的に示す部分拡大断面図である。さらに他の具体例に係る制御系を示すブロック図である。

符号の説明

１１記憶媒体駆動装置（ハードディスク駆動装置）、１２筐体（ハウジング）、１４記憶媒体（磁気ディスク）、２２ヘッドスライダ（浮上ヘッドスライダ）、２４気圧測定装置（気圧センサ）、３３ヘッド素子（電磁変換素子）、４７ヒータ、５２発信機（スピーカ）、５３振動板、５４圧電材、５８受信機（マイク）、５９振動板、６１圧電材、７３フィルタ回路（バンドパスフィルタ）、７５制御部、７８制御部（ヒータ制御部）、８２フィルタ回路（ロックインアンプ）、９５制御部（モータ制御部）。

Claims

音波を発信する発信機と、
発信機から発信される音波を受信する受信機と、
受信機で受信される音波の強さに基づき気圧を検出する制御部と
を備えることを特徴とする気圧測定装置。
請求項１に記載の気圧測定装置において、前記発信機および前記受信機は相互に向き合わせられることを特徴とする気圧測定装置。
請求項１に記載の気圧測定装置において、前記音波の周波数は前記発信機および前記受信機の共振周波数に一致することを特徴とする気圧測定装置。
請求項１に記載の気圧測定装置において、前記発信機および前記受信機は、前記発信機から発信される音波の半波長の整数倍の距離で相互に隔てられることを特徴とする気圧測定装置。
請求項１に記載の気圧測定装置において、前記発信機および前記受信機は、振動板と、振動板に貼り付けられる圧電材とを備えることを特徴とする気圧測定装置。
請求項５に記載の気圧測定装置において、前記発信機の振動板および前記受信機の振動板は同一の形状および同一の寸法を有することを特徴とする気圧測定装置。
発信機から音波を発信する工程と、
発信機から発信された音波を受信機で受信する工程と、
受信機で受信された音波の強さに基づき気圧を検出する工程とを備えることを特徴とする気圧測定方法。
筐体と、
筐体の収容空間に組み込まれる記憶媒体と、
記憶媒体の表面に向き合わせられるヘッドスライダと、
ヘッドスライダに搭載されるヘッド素子と、
筐体の収容空間に組み込まれて、音波を発信する発信機と、
筐体の収容空間に組み込まれて、発信機から発信される音波を受信する受信機と、
受信機で受信される音波の強さに基づき気圧を検出し、検出した気圧に応じてヘッド素子の浮上量を制御する制御部とを備えることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
記憶媒体駆動装置の筐体の収容空間に組み込まれる発信機から音波を発信する工程と、
発信機から発信された音波を、筐体の収容空間に組み込まれる受信機で受信する工程と、
受信機で受信した音波の強さに基づき筐体内の気圧を検出する工程と、
検出された気圧に応じて、ヘッドスライダに搭載されるヘッド素子の記憶媒体からの浮上量を調整する工程とを備えることを特徴とする浮上量制御方法。