JP2009211766A

JP2009211766A - ディスク装置

Info

Publication number: JP2009211766A
Application number: JP2008054090A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kamezawa; 秀昭亀澤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2009-09-17
Also published as: US20090225471A1

Abstract

【課題】フラッタの影響による書き込みエラーや読み取りエラーを効果的に抑制する。
【解決手段】ＨＤＤ１００内の磁気ディスクを、厚さの異なる２種類以上の磁気ディスク（厚い磁気ディスク１６Ａと、薄い磁気ディスク１６Ｂ、１６Ｃ）により構成する。これにより、ＮＲＲＯ（特に、フラッタ成分）の大きい位置に存在する磁気ディスク１６Ａの厚さを厚く設定することで、装置内におけるフラッタの発生を効果的に低減することができ、各ヘッド１８Ａ₁〜１８Ｃ₂による書き込みエラーや読み取りエラーを効果的に抑制することが可能となる。この場合、２枚以上の磁気ディスクを有していれば、その枚数に関係なくエラーの効果的な抑制が可能である。
【選択図】図１

Description

本発明はディスク装置に関し、特に複数のディスク媒体を有するディスク装置に関する。

従来より、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」と呼ぶ）では、１枚又は複数枚の磁気ディスク（ディスク媒体）をスピンドルモータで回転駆動して、その記録面上にデータを書き込んだり、記録面上からデータを読み出したりしている。複数枚の磁気ディスクがある場合、それらを同一の回転軸上に所定間隔で配置し、一体的に回転駆動しており、データの読み出し及び書き込み（記録再生）は、各磁気ディスクの記録面（表面及び裏面）に対応して設けられた複数の記録再生ヘッドにより行なわれる。各記録再生ヘッドは、ヘッドスライダを保持するヘッド・ジンバル・アッセンブリ（ＨＧＡ）の、所定の支軸を中心とした揺動により、磁気ディスクの所望のトラック上に位置決めされる。

近年においては、ＨＤＤにおけるデータの読み出し速度やデータの書き込み速度向上のために、磁気ディスクの回転速度の高速化が進んでいる。しかしながら、磁気ディスクの高速化や磁気ディスクの高記憶密度化が進むにつれ、フラッタ（磁気ディスクの回転によって発生する空気の流れにより、磁気ヘッドが磁気ディスクの径方向に振れる現象）による書き込み、読み出し精度の劣化が無視できない状況になってきている。これは、フラッタが発生すると磁気ディスクと記録再生ヘッドとの相対的な位置関係が変動するため、本来データを読み出すべきトラックとは異なるトラックからデータを読み出したり、本来データを書き込むべきトラックとは異なるトラックに対してデータを書き込んだりしてしまうためである。また、このフラッタの発生は、磁気ディスクの非同期回転振れ精度（ＮＲＲＯ（Non Repeatable Runout））の悪化の一因として考えられている。

これに対し、最近においては、フラッタの発生を抑制するために、複数の磁気ディスクのうち、軸方向の中央部に位置する磁気ディスク間の間隔を、他の磁気ディスク間の間隔よりも大きく設定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−９３１１８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のように、軸方向の中央部に位置する磁気ディスク間の間隔を他の磁気ディスク間の間隔よりも大きく設定する技術は、実質的に、間隔が少なくとも３つ、すなわち磁気ディスクが４枚以上あるＨＤＤにのみ適用することが可能である。したがって、最近では、磁気ディスクが３枚以下のＨＤＤにおいても適用可能な、フラッタ（及びＮＲＲＯ）を低減する技術の出現が待望されている。

そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、複数枚（２枚以上）の磁気ディスクにおける、フラッタ起因の書き込みエラーや読み取りエラーを効果的に抑制することが可能なディスク装置を提供することを目的とする。

本発明者は、複数の磁気ディスクを有するＨＤＤを用いて、各磁気ディスクにおけるＮＲＲＯ（非同期回転振れ精度）について、測定した。その結果、ＮＲＲＯの大小は、装置間で異なるのは勿論、装置内の磁気ディスク間においても異なっており、その主な原因が各磁気ディスクにおいて発生するフラッタの大小にあるとの知見を得た。更に、本発明者は、上記知見に基づいて検討した結果、ＮＲＲＯを効果的に低減するためには、磁気ディスクの位置を考慮したフラッタ対策を行う必要があり、また、フラッタ対策には、ディスク媒体のばたつき低減のために、ディスク媒体の厚さを見直すことが有効であるとの結論に至った。

本発明は、上記新規知見に基づいてなされたものであり、本明細書に開示のディスク装置は、所定の回転軸方向に沿って配列された複数のディスク媒体と、前記回転軸を中心に回転する前記各ディスク媒体に対して、データの記録再生を行うヘッドと、前記複数のディスク媒体及び前記ヘッドを内部に収容する筺体と、を備え、前記複数のディスク媒体は、２種類以上の厚さのディスク媒体を含むことを特徴とする。

これによれば、等間隔で配列された複数のディスク媒体が、２種類以上の厚さのディスク媒体を含んでいるので、フラッタを発生させやすい位置に存在するディスク媒体の厚さを他のディスク媒体よりも厚く設定することで、装置内におけるフラッタの発生を効果的に低減することが可能となる。これにより、２枚以上のディスク媒体であれば、その枚数に関係なく、各ヘッドによる書き込みエラーや読み取りエラーを効果的に低減することが可能となる。また、本ディスク装置では、結果的に、筺体と磁気ディスクとの間の隙間を埋めるようにディスク媒体の厚さを変更することとなるので、装置全体の大型化はほとんど生じない。

上記ディスク装置によれば、複数枚（２枚以上）の磁気ディスクにおける、フラッタ起因の書き込みエラーや読み取りエラーを効果的に抑制することができるという効果を奏する。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図４に基づいて詳細に説明する。

図１は、一実施形態に係るディスク装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１００の縦断面図を示す。この図１に示すように、ＨＤＤ１００は、収容空間１２を形成する筺体１０と、収容空間１２内に設けられたスピンドルモータ１４と、スピンドルモータ１４に保持された３枚の磁気ディスク（ディスク媒体）１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃと、各磁気ディスク１６Ａ〜１６Ｃに対する情報（データ）の記録再生（書き込み及び読み出し）を実行する６つの磁気ヘッド（１８Ａ₁，１８Ａ₂，１８Ｂ₁，１８Ｂ₂，１８Ｃ₁，１８Ｃ₂）を有するヘッド・スタック・アッセンブリ（ＨＳＡ）２０と、を備えている。

筺体１０は、底浅箱型のアルミニウム合金製のベース１０Ａと、ベース１０Ａの上部開口を閉塞してベース１０Ａとの間に収容空間１２を形成するＳＵＳ製のトップカバー１０Ｂと、を有する。トップカバー１０Ｂは、ベース１０Ａとの間にシール部材１１を介した状態で、ベース１０Ａに対してネジ留め等により固定されている。

スピンドルモータ１４は、磁気ディスク１６Ａ〜１６Ｃを保持するハブ２２を回転軸Ｏａ中心に回転駆動するＤＣブラシレス・モータである。このスピンドルモータ１４は、例えば、回転速度１００００ｒｐｍ〜１５０００ｒｐｍ程度の高回転速度で、ハブ２２及び磁気ディスク１６Ａ〜１６Ｃを一体的に回転駆動する。

磁気ディスク１６Ａ〜１６Ｃは、高さ方向の寸法が同一のリングスペーサ２４Ａ，２４Ｂを介在させた状態でハブ２２により保持されており、磁気ディスク１６Ａ、１６Ｂ間と磁気ディスク１６Ｂ，１６Ｃ間には同一の間隔が維持されている。これら磁気ディスク１６Ａ〜１６Ｃは、例えば、アルミニウム基板又はガラス基板から成るディスク基板の表裏面に磁性層等を形成した円盤状の記録媒体である。本実施形態では、磁気ディスク１６Ａの厚さが例えば１ｍｍであり、磁気ディスク１６Ｂ，１６Ｃの厚さが例えば０．６３５ｍｍに設定されている。このような厚さの異なる磁気ディスクは、異なる厚さのディスク基板を用いることにより製造することができ、このような製造方法を採用することにより、記録再生特性を変更すること無く各磁気ディスクの厚さを変更することができる。なお、磁気ディスク１６Ａと磁気ディスク１６Ｂ，１６Ｃの厚さを異ならせた理由については、後に詳述する。

ＨＳＡ２０は、ヘッド・ジンバル・アッセンブリ（ＨＧＡ）２６と、軸受ユニット２８と、ボイスコイルモータを構成するＶＣＭコイル３０と、を有している。

ＨＧＡ２６は、磁気ヘッド１８Ａ₁〜１８Ｃ₂をそれぞれ保持する６つのヘッドスライダ、各ヘッドスライダに対応して設けられたジンバル、サスペンション及びヘッドアームを含んでいる。

ＶＣＭコイル３０は、当該ＶＣＭコイル３０を上下方向から挟んだ状態で設けられたＶＣＭマグネット３２Ａ，３２Ｂとともに、ムービングコイル型のボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を構成する。このボイスコイルモータでは、ＶＣＭコイル３０を流れる電流とＶＣＭマグネット３２Ａ，３２Ｂにより形成される磁界との間の電磁相互作用により、ＨＧＡ２６を回転軸Ｏｂを中心として回転駆動（揺動）する。このボイスコイルモータによるＨＧＡ２６の揺動により、磁気ヘッド１８Ａ₁〜１８Ｃ₂が、磁気ディスク１６Ａ〜１６Ｃの記録面（表裏面）の所望の位置（所望のトラック）に位置決めされるようになっている。

次に、上述したように、本実施形態のＨＤＤ１００において、磁気ディスク１６Ａと磁気ディスク１６Ｂ，１６Ｃとを異なる厚さに設定した理由について説明する。

図２は、従来のＨＤＤ（磁気ディスク１６Ａ’〜１６Ｃ’の厚さが均一であるＨＤＤ）１００’を示す。このＨＤＤ１００’を用いて、最上位に位置する磁気ディスク１６Ａ’のＮＲＲＯ（非同期回転振れ精度）と、最下位に位置する磁気ディスク１６Ｃ’のＮＲＲＯとを測定した結果が、図３に示されている。図３の横軸は振動周波数、縦軸はパワースペクトルを示している

この図３を参照すると、最上位に位置する磁気ディスク１６Ａ’のＮＲＲＯは、振動周波数のほぼ全域にわたって、最下位に位置する磁気ディスク１６Ｃ’のＮＲＲＯよりも大きいことが分かる。この場合、磁気ディスク１６Ａ’のＮＲＲＯの方が、磁気ディスク１６Ｃ’のＮＲＲＯよりも約１４％程度大きいことも分かった。

また、図示はしていないが、磁気ディスク１６Ｂ’のＮＲＲＯと磁気ディスク１６Ｃ’のＮＲＲＯについても、上記と同様に測定した結果、それらはほぼ同一であることが判明した。

このような結果が得られた理由は、トップカバー１０Ｂに最も近接する磁気ディスク１６Ａ’とトップカバー１０Ｂとの間には、その他の磁気ディスク間の隙間よりも比較的大きな隙間があり、また、その隙間内の空気は、トップカバー１０Ｂと回転する磁気ディスク１６Ａ’に挟まれているため、風乱が生じ易く、これによりフラッタ成分が増大したためと考えられる。

本発明者は、更に、上記結果に基づいて検討したところ、磁気ディスク１６Ａ’とトップカバー１０Ｂとの間の風乱の発生を抑制するためには、磁気ディスク１６Ａ’が回転している間のばたつきを低減するのが有効であり、そのためには、磁気ディスク１６Ａ’の厚さを厚くすることにより磁気ディスク自体の剛性を高めるのが有効であるとの結論に達した。

本発明者は、上記の結論に基づいて、厚さの異なる磁気ディスクのＮＲＲＯを、同一条件下で測定した。その結果、図４に示すように、厚い方の磁気ディスク（ここでは、厚さ１．０ｍｍ）のＮＲＲＯは、振動周波数のほぼ全域にわたって、薄い方の磁気ディスク（ここでは、厚さ０．６３５ｍｍ）のＮＲＲＯよりも小さいことが判明した。また、厚い方の磁気ディスクのＮＲＲＯは、薄い方の磁気ディスクのＮＲＲＯよりも、約３０％程度小さいことも判明した。また、本発明者は、他の厚さの磁気ディスクについても上記と同様の実験を行ったところ、磁気ディスクが厚くなるほど、ＮＲＲＯが小さくなるという傾向も見出した。

本発明者は、上記のような実験データに基づいて、本実施形態のようなＨＤＤ（図１に示すような磁気ディスク１６Ａが他の磁気ディスク１６Ｂ，１６Ｃよりも厚く設定されたＨＤＤ１００）を試作して、図３の場合と同様の実験を行ったところ、最上位に位置する磁気ディスク１６ＡのＮＲＲＯを効果的に低減させることができ、結果的に、ＨＤＤ全体におけるトータルのＮＲＲＯを効果的に低減することができた。

このように、本発明者は、上述した実験、試作及びシミュレーション、並びにこれらに基づく検討を経て、磁気ディスク１６Ａの厚さを、磁気ディスク１６Ｂ，１６Ｃの厚さよりも厚く設定することとしたのである。

以上説明したように、本実施形態のＨＤＤ１００によると、ＨＤＤ１００内に存在する複数の磁気ディスクのうち、ＮＲＲＯ（特にフラッタ成分）が他の磁気ディスクに比べて大きい磁気ディスク１６Ａをその他の磁気ディスク１６Ｂ，１６Ｃよりも厚く設定して、磁気ディスク自体の剛性を高めることにより、磁気ディスクのばたつきを低減することとしているので、フラッタの効果的な低減、及びＮＲＲＯの効果的な低減を図ることができる。また、これにより、ＨＤＤ１００における書き込みエラーや読み出しエラーを効果的に抑制することが可能である。

また、本実施形態では、従来の装置（図２）と比較しても分かるように、筺体１０の大きさ（高さｈ）を変更すること無く、すなわち、装置全体の大型化を引き起こすこと無く、ＮＲＲＯ（特に、フラッタ成分）を低減することが可能である。

なお、上記実施形態では、最上位に位置する磁気ディスク１６Ａの厚さを他の磁気ディスク１６Ｂ，１６Ｃよりも厚く設定する場合について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、ＨＤＤの構成によっては、トップカバー１０Ｂと磁気ディスク１６Ａ’との間の隙間以外の隙間に大きな風乱が生じることも考えられることから、実験やシミュレーションの結果に応じて、磁気ディスク１６Ａ以外の磁気ディスクの厚さを厚く設定することとしても良い。

また、上記実施形態では、ＨＤＤ１００が有する複数の磁気ディスクとして、厚さの異なる２種類の磁気ディスクを採用した場合について説明したが、これに限らず、複数の磁気ディスクとしては、ＮＲＲＯやフラッタの実測値に応じた、多数種類の磁気ディスクを採用することとしても良い。このようにすることで、ＨＤＤ内において発生するＮＲＲＯやフラッタをほぼ均一に設定することが可能となる。

また、上記実施形態では、磁気ディスク１６Ａ，１６Ｂ間と、磁気ディスク１６Ｂ，１６Ｃ間との間隔を同一にした場合について説明したが、これに限らず、各間隔を異ならせても良い。

なお、上記実施形態では、最上位に位置する磁気ディスク（ＮＲＲＯの実測値が大きい磁気ディスク）の厚さをディスク全体にわたって一律に厚くする場合について説明したが、これに限らず、最上位に位置する磁気ディスク（又はＮＲＲＯの実測値が大きい磁気ディスク）の少なくとも一部を厚くすることとしても良い。この場合、磁気ヘッドによるデータの読み取りや書き込みが可能な範囲内で、ディスクの内周部から外周部にかけて厚くするようにしても良い。

なお、上記実施形態では、ＨＤＤ１００が３枚の磁気ディスクを備える場合について説明したが、これに限らず、２枚又は４枚以上の磁気ディスクを備えていても良い。いずれの場合でも、上記実施形態と同様の構成を採用することにより、従来技術（磁気ディスク間の間隔を異ならせる技術）に比べて、磁気ディスクのばたつきに起因するフラッタの発生を抑制することが可能である。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

一実施形態に係るＨＤＤの縦断面図である。従来のＨＤＤの縦断面図である。図２のＨＤＤにおける最上位に位置する磁気ディスクと最下位に位置する磁気ディスクのＮＲＲＯの実測結果を示すグラフである。厚さの異なる磁気ディスクそれぞれにおけるＮＲＲＯの実測結果を示すグラフである。

符号の説明

１０筺体
１６Ａ〜１６Ｃ磁気ディスク（ディスク媒体）
１８Ａ₁〜１８Ｃ₂ ヘッド
１００ハードディスクドライブ（ディスク装置）
Ｏａ回転軸

Claims

所定の回転軸方向に沿って配列された複数のディスク媒体と、
前記回転軸を中心に回転する前記各ディスク媒体に対して、データの記録再生を行うヘッドと、
前記複数のディスク媒体及び前記ヘッドを、内部の収容空間内に収容する筺体と、を備え、
前記複数のディスク媒体は、２種類以上の厚さのディスク媒体を含むことを特徴とするディスク装置。
前記筺体は、前記複数のディスク媒体を回転可能に保持するベースと、当該ベースとの間に前記収容空間を形成するトップカバーとを有し、
前記複数のディスク媒体のうち、前記トップカバーに最も近いディスク媒体の厚さは、他のディスク媒体よりも厚いことを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
前記２種類以上の厚さのディスク媒体は、異なる厚さのディスク基板を有することを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。