JP2015035236A - ディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置 - Google Patents

ディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置 Download PDF

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【課題】また、HDDの内部に塵埃捕集フィルターを配置しHDDの内部で発生する塵埃を捕集する構成においても、HDDの内部空間が広く、塵埃捕集フィルターを用いてHDDの内部の塵埃をすべて捕集するまでに時間がかかりすぎること、ドライブ内部の空間がひろくかつ構成部品が多数存在するため空気の流れによどみが発生するためドライブ内部の空間のすべての塵埃を捕集することが困難となるなどの課題がある。
【解決手段】光ディスクまたは磁気ディスクなどの情報記録媒体と、記録ヘッド、サスペンション、スピンドルモータおよびボイスコイルモータなどのメカ部品も気流循環促進壁の内部に収納し、気流循環促進壁の内部を密閉空間とすることで、密閉空間の内部に、外部からの塵埃の侵入をなくする構成とした。
【選択図】図2

Description

本発明は、HDD(ハードディスクドライブ装置:Hard Disc Drive)および光ディスクドライブ装置などのディスク記録再生装置の塵埃対策に関する技術であり、ディスク記録再生装置において塵埃を効率的に取り除く防塵装置に関するものである。
近年の情報化社会の発展にともない、音声や映像の高精細化が進みかつインターネットのデータ通信量も著しく増加している。これにともない、サーバ等に蓄積される電子データ量が増加し、情報記録システムの大容量化が求められている。情報記録装置として、パソコン、レコーダ、カメラなどに装備されているHDDや光ディスクドライブ装置などのディスク記録再生装置は、膨大な情報を蓄積するための高記録密度化が求められている。この高密度化は情報記録媒体(光ディスクまたはハードディスク)の記録ビットサイズの微小化を表している。
光ディスクやハードディスクにおけるディスク記録再生装置の高密度化を達成するためには、情報記録媒体と記録または再生ヘッドの距離を狭めることが必須となる。このとき情報記録媒体と記録または再生ヘッドの距離は数nm〜数十nm程度となり、数十nm〜数μmの塵埃がディスクと記録または再生ヘッドの間に入り込み、ディスクと記録または再生ヘッドに傷を発生させ、記録再生が困難になってしまう。
HDDの高密度化を達成するためには、ハードディスクと記録再生ヘッドの距離を狭め、磁気記録媒体の磁性膜の結晶粒径を微細化することが必要である。磁気記録媒体において、結晶粒径を微細化すると、粒子が熱的に不安定になるという熱ゆらぎの問題があり、近年、高密度化における阻害の主要因として顕在化されてきている。結晶粒径を微細化し、熱的な安定を同時に達成するためには、保持力を大きくすることが有効である。保持力の増加により、記録に必要な磁気ヘッド磁界強度の増加が必要となる。しかし、記録ヘッドに使われる磁性材料の物性及び磁気ディスクとヘッドの距離を狭めることに限界があるため、高密度化にともない保持力を増大させることが困難である。上記の問題を解決するために、光記録と磁気記録を融合した光・磁気ハイブリッド記録技術が提案されている。記録時に印加磁界発生と同時に媒体を加熱して、媒体の保持力を低減させる。これによって、従来の磁気ヘッドでは、記録磁界強度が不足して記録が困難であった高保持力の記録媒体にも記録が容易となる。再生は、従来の磁気記録で用いられている磁気抵抗効果を用いる。このハイブリッド記録方法を熱アシスト磁気記録と呼ぶ。ここで、光による加熱方法は、近接場(Near Field)を利用する方法が提案されている。近接場を用いた熱アシスト磁気記録技術は、レーザ光源が発生したレーザ光を記録ヘッドに導き、近接場光を発生させる機能を有する素子(以下、近接場光発生素子)を用いて光スポット径を記録に適した大きさと形に変換して使用する。
通常、レーザ光源には、ディスクドライブのパッケージ内で使用する必要性から、レーザ光源の中でも小型で低消費電力の半導体レーザ(レーザダイオードとも記される)が用いられる。Tb/in2(テラバイト/平方インチ)以上の記録密度を実現する近接場を用いた熱アシスト磁気記録装置で使用する用途の場合、記録媒体表面に達するまでには、数mW程度のパワーが必要となる。
レーザダイオード(以下、LD)で発生したレーザ光を近接場発生素子に導く光学部品は、反射ミラー、レンズ、光導波路などの光学部品である。LDから発生した光は、光路に配置された光学部品を通過して、近接場発生素子、またその先の記録媒体に到達する。光路を通過する途中に光強度は減衰し、LDの発生した光出力の数十分の一になる。光強度の減衰の主な原因は、光学部品内を通過する時の吸収損失や散乱損失、及び光学部品を接着する時に生じる理想的な位置からのずれに起因する結合損失等である。よって、熱アシスト磁気記録記述において、近接場発生素子に入射するまでの結合損失を小さくした構造が必須となる。
また、HDDのスライダは、ピコスライダ(Picoslider)からフェムトスライダ(Femtoslider)へと小型化が進んでいる。また、浮上面は10nm程度まで浮上量も小さくなってきている。今後はさらに小型化が進み、浮上面が小さくなることも予想される。
一方、光ディスクドライブ装置においては、近接場光を利用して記録又は再生の少なくともいずれかを行う高密度の光ディスクが提案されている。この光ディスクの記録、再生に用いる近接場光学系としては、例えばソリッドイマージョンレンズ(SIL:Solid Immersion Lens)を用いて対物レンズを構成すると共に、このソリッドイマージョンレンズと光ディスクの表面との距離を、使用する光の波長の1/2以下、1/10程度まで近接させる制御が行われる構成とする。このような近接場光学系を構成することで、ソリッドイマージョンレンズ(以下SIL)と光ディスクとの間で近接場光を発生させ、開口数(NA)を1以上とする高密度の記録再生が可能となる。
近接場光を用いる光ディスク装置では、光ディスクと、対物レンズ部等の集光素子に設置されるSILの端面との間のギャップを近接場光が生じる距離(ニアフィールド)に制御する必要がある。レーザ光の短波長化に伴いこのギャップは、数十nm程度となっている。
このような近接場光が用いられる光ディスクドライブ装置では、ギャップ制御において、光ディスクおよびSILの端面に付着するゴミや埃等の塵埃が重要な問題となる。
SILの端面(以下SIL端面)に付着する塵埃としては、空気中に浮遊しているもの(埃や衣服繊維等)、がある。塵埃は、ギャップの目標値より大きい幅(高さ)を有するものが多いため、SILの端面の上にダストが付着していると、ギャップ制御が不能になる。
記録または再生用ヘッド、光ディスクおよび光ディスクドライブ装置の製造時にダストを除去することは、ある程度までは可能であるが、完全に除去することは困難である。また、製造時にダストを除去したとしても、その後、光ディスクおよび光ディスクドライブ装置を使用する際に塵埃が付着することがあるため、完全にダストフリーにするのは極めて困難である。
さらに、上述したHDDの次世代技術として微小なスポットサイズの光を用いて高密度磁気記録を行う熱アシスト磁気記録技術と同様に、HDDおよび光ディスクドライブ装置ともにプラズモン方式が提案されている。
プラズモン方式において高密度記録を達成するためには、光のスポットサイズをより小さくする必要がある。
光のスポットサイズをより小さくするための一つの手法として、導電体に伝播光を照射した際に生じる表面プラズモン共鳴現象を利用する手法が提案されている。この手法では、表面プラズモン共鳴現象により導電体の端部に例えば近接場光等の微小光が生成される。それゆえ、この手法を用いて近接場光を生成することによって、従来の光学系では実現できなかった微小なスポットサイズを有する微小光を光ディスクに照射することが可能となる。
上述した手法において、導電体に表面プラズモン共鳴現象を発生させて近接場光を生成するために、導電体の寸法は、数十nmから数百nm程度に設定される。また、目的とする記録密度が高くなると、近接場光を発生する導電体の端部の寸法をより微小にする必要があると同時に、導電体と光ディスクとの距離を一層狭くする必要があり。
このように端部が微小な寸法を有する導電体に対して、例えばLD(レーザダイオード)等の光源から出射される光を集光して照射させるために、集積性がよく且つ高い伝播効率を有する光学系も必要となる。
上記のディスク記録再生装置において、情報記録媒体と記録または再生ヘッド間が狭ギャップの場合、情報記録媒体および記録または再生ヘッドに付着する塵埃を低減する必要がある。
情報記録媒体上のゴミを取り除く手段としてはクリーニングテープを有したディスククリーニング機構を具備し、クリーニングテープで直接情報記録媒体表面のゴミをふき取る方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、情報記録媒体上のダストが除去されていても、SIL端面にダストが付着している場合には、ギャップ制御ができない。SIL端面のゴミを除去する手段として、クリーニングテープを有したレンズクリーニング機構を設け、クリーニングテープを接触させてSIL端面のゴミを取り除く方式を提案している(例えば、特許文献2参照)。
情報記録媒体の表面およびSIL端面のクリーンニング機構を設けたことにより、情報記録媒体の表面およびSIL端面に付着したダストを除去して、適切にギャップ制御を行うことができる。
また、HDD内部で発生した塵埃を、情報記録媒体の回転に伴い発生する気流の流れの中に塵埃捕集フィルターを配置することで捕集する構成も提案されている(例えば、特許文献3参照)。塵埃を含んだ気流が塵埃捕集フィルターを通過することで、塵埃捕集フィルターにより塵埃が捕集され、一定時間が経過すればHDD内部の空気の浄化が進行する。
次に、従来の光ディスク装置の構成(特許文献2)を、図14、図15、図16、図17および図18(a)、図18(b)、図18(c)を用いて説明する。
図14において、光ディスク装置111は、光学ヘッド128、サーボ制御系140、スピンドルモータ148を有する。光学ヘッド128は、光源となるレーザダイオード(LD)131、コリメータレンズ132及び146、レーザ光の整形用のアナモフィックプリズム133、ビームスプリッタ(BS)134、1/4波長板(QWP)143、色収差補正レンズ144、レーザビームの拡張用レンズ145、ウォラストンプリズム135、集光レンズ136及び138、集光素子115、フォトディテクタ(PD)137及び139、オートパワーコントローラ141、LDドライバ142を有する。
ウォラストンプリズム135は2つのプリズムでなり、このウォラストンプリズム135に入射した光は、互いに直交するような2つの直線偏光として出射する。PD137は光ディスクに記録された信号を再生するためのRF再生信号、サーボ制御に必要なトラッキングエラー信号及びギャップエラー信号等をサーボ制御系140に出力する。
サーボ制御系140は、後述するギャップサーボモジュール(フォーカシングサーボモジュール)151、その他トラッキングサーボモジュール152、チルトサーボモジュール153、スピンドルサーボモジュール154を有する。トラッキングサーボモジュール152は、トラッキングエラー信号に基づき集光素子115をトラッキング制御する。チルトサーボモジュール153は集光素子115のチルト角を制御する。スピンドルサーボモジュール154はスピンドルモータ148の回転を制御する。オートパワーコントローラ141は、PD139から出力された信号に基づき、LD131から出力されるレーザパワーが一定になるようにLDドライバ142に所定の信号を出力する。
次に、この光ディスク装置111の光学系を中心とした動作について説明する。例えば記録媒体となる光ディスク147が光ディスク装置111にセットされる。そうすると、サーボ制御系140により各サーボ制御がなされる。一方、LD131から出射されたレーザ光はコリメータレンズ132により平行光とされ、アナモフィックプリズム133により整形される。BS134に入射したレーザ光は、BS134によりそのままQWP143に入射する光と、集光レンズ138へ入射する光とに分割される。集光レンズ138に入射したレーザ光は上述のようにオートパワーコントローラ141によってレーザ光のパワーが一定に制御される。QWP143に入射した光は、このQWP143により直線偏光が円偏光とされ、色収差補正レンズ144により色収差が補正され、拡張用レンズ145及びコリメータレンズ146を介して集光素子115に入射する。
集光素子115に入射したレーザ光は、後述するように光ディスク147に近接場光として集光され、光ディスク147に信号を記録する。あるいは、光ディスク147に近接場光として集光されたレーザ光は、光ディスク147に記録された信号を読み出すために、光ディスク147に入射し、当該光ディスク147からの反射光または回折光を集光素子115が受ける。光ディスク147からの反射光または回折光は集光素子115を介して戻り光としてコリメータレンズ146、拡張用レンズ145、色収差補正レンズ144及びQWP143を介してBS134に入射する。BS134で全反射したレーザ光はウォラストンプリズム135及び集光レンズ136を介してPD137に入射する。PD137によりRF再生信号及びサーボ制御信号が得られ、サーボ制御信号はサーボ制御系140に入力されて各サーボ制御がなされる。
図15および図16は、集光素子115と光ディスク147とを示した側面図である。集光素子115は光ディスク147に対向して配置されている。集光素子115は、SIL112と非球面レンズ113とがレンズホルダ114に収納されて構成されている。SIL112は、そのSIL端面112aがディスク147の記録面147aに対面して配置されている。レンズホルダ114は、離接機構の少なくとも一部を構成する3軸アクチュエータ116に設置されている。3軸アクチュエータ116は、図においては簡略してあるが、例えば3軸方向のコイル、ヨーク等でなり、各コイルに所定のサーボ電圧での電流が流れることによりトラッキングサーボ、ギャップサーボを含むフォーカシングサーボ及びチルトサーボの制御が行われる。
図16は、光ディスク装置111の一部を示す側面図である。図17は、図15に示す光ディスク装置111の下側から見た平面図である。光ディスク装置111は、SIL端面112aに接触して、SIL112をクリーニングするレンズクリーニング機構160と、ディスク147の記録面147aに接触して、当該記録面147aをクリーニングするディスククリーニング機構180とを備えている。
レンズクリーニング機構160は、例えばスピンドルモータ148上にセットされた光ディスク147の外周側に配置されている。レンズクリーニング機構160は、例えば図18(a)に示すように、テープ型のクリーナであり、回転ドラム163及び164、補助ローラ165及び166を有する。回転ドラム163及び164が回転することで、補助ローラ165及び166に沿ってクリーニングテープ161が走行する。クリーニングテープ161は、SIL112が傷つかないような柔らかい樹脂等の材質等でなるが、これに限られない。
集光素子115は、このレンズクリーニング機構160の位置で昇降可能に構成され、テープ161に対してSIL端面112aが接触したり離れたりする。この昇降駆動の方式としては、例えば上記3軸アクチュエータ116(特に、ギャップサーボ用のコイル)による駆動でもよいし、あるいはサーボ系とは別の図示しない駆動機構であってもよい。あるいは、集光素子115がレンズクリーニング機構160に接近駆動する形態ではなく、レンズクリーニング機構160が集光素子115に接近駆動する形態も考えられる。
ディスククリーニング機構180は、例えば光ディスク147の記録面147aに対向して配置されたクリーニング部材182及びこれを支持する支持体181を有する。支持体181は図示しないモータによって昇降可能に構成されている。クリーニング部材182は、例えば光ディスク147の半径程度の長さの長尺状でなる。クリーニング部材182は、記録面147aに接触して塵埃を除去するものであり、例えば繊維状またはメッシュ状で、記録面147aに傷が付かないような材質が用いられるが、これに限られない。例えばレンズペーパ等の材質と同じでよい。
図18において、光ディスク147が光ディスク装置111に装填されると、レンズクリーニング機構160によりSIL112がクリーニングされる。具体的には、例えば図18(a)に示すようにテープ161から離れた位置にあったSIL112が、図18(b)に示すようにテープ161に接触してテープ161が走行する。これにより、SIL端面112aに付着した塵埃が除去される。クリーニングが終了すると図18(c)に示すようにテープ161からSIL112が離れ、SIL112のクリーニング動作が終了する。
また、従来のHDDの概要(特許文献3)を図19、図20および図21を用いて説明する。図19はHDDの平面図を示したもので、図20はHDDにおける磁気ヘッドのアンローディング過程を示す部分斜視図、図21は、図20に示す磁気記録媒体の一部分を示す拡大平面図である。
図19、図20および図21において、HDD200は、ベース部材201とベース部材201に結合されたカバー部材(図示せず)とから構成されたハウジング内にスピンドルモータ205、磁気記録媒体210、HSA220、ボイスコイルモータ218を備える。
磁気記録媒体210を回転させるスピンドルモータ205は、ベース部材201に固設される。スピンドルモータ205に結合されて高速回転する磁気記録媒体210は、データが記録される記録区域211と、記録区域211の外側に設けられた非記録区域212とを備える。
HSA220は、データの記録および再生を行う磁気ヘッド(図示せず)が搭載されたスライダー245を備え、スライダー245を磁気記録媒体210上の所定位置に移動させて磁気記録媒体210への記録および再生を行う。
また、スイングアーム221とスイングアーム221の先端部に固設されたサスペンション223と、サスペンション223の先端部に装着されたスライダー245とを備える。
サスペンション223は、スイングアーム221の先端部に結合されたロードビーム224と、スライダー245を装着する湾曲部(flexure)226とを備え、スライダー245を磁気記録媒体210の表面に付勢するように支持する。湾曲部226がロードビーム224から湾曲部226側に突設したディンプル228に接触して支持されることで、湾曲部226に装着されたスライダー245は、ロードビーム224に対して微細に搖動できる。ロードビーム224の先端部には、スライダー245の保持状態の時にランプ250に接触して支持されるエンドタップ230が設けられる。エンドタップ230のランプ250と対向する面には、ランプ250との接触面積を小さくすることで、摩耗を減らす凸突起231が設けられる。
磁気記録媒体210がベース部材201上で高速回転すると、スライダー245に対して揚力が作用する。スライダー245は、スライダー245を磁気記録媒体210側に加圧するサスペンション223の弾性力と、揚力とが平衡する高さで浮揚状態を維持する。このような浮揚状態において、スライダー245に搭載された磁気ヘッド(図示せず)は、磁気記録媒体210の記録区域211からデータを記録または再生する。
ベース部材201に固設されたボイスコイルモータ(以下VCM)218は、HSA220に回転力を伝達する。VCM218は、HSA220に結合されるVCMコイル237の上側および下側に各々に配置されるマグネット218aと、マグネット218aを支持するヨーク218bとを備える。VCM218は、サーボ制御システムにより制御され、VCMコイル237に入力される電流とマグネット218aにより形成された磁場との相互作用により、フレミングの左手法則に従う方向にHSA220を回転させる。
HDD200の作動が停止すると、VCM218がHSA220を時計回りに回転させるので、スライダー245は、磁気記録媒体210の記録区域211上に位置するローディング状態からランプ250側に移動してアンローディング状態となる。一方、HDD200の作動が開始すると、VCM218がHSA220を反時計回りに回転させるので、スライダー245は、ランプ250に保持されたアンローディング状態からデータ記録媒体210の記録区域211上に位置するローディング状態となる。
スライダー245がランプ250に保持された状態において、HDD200に外部衝撃や振動が与えられると、HSA220が不必要に回転し、スライダー245および情報記媒体210が相互間の接触により損傷する場合がある。したがって、スライダー245がランプ250に保持された状態において、HSA220が不必要に回転しないように一定位置にロックされる必要があり、このためにHDD200はラッチ219を備える。
ベース部材201の一コーナー部には、HSA220に連結されたFPC216をベース部材201の下方に配置された主回路基板(図示せず)に接続するFPCブラケット215が設けられる。一方、一コーナー部の対角線方向に位置する他コーナー部には、HDD200の内部を流動する空気中に含まれた微粒子などの異物をフィルタリングする塵埃捕集フィルター207が設けられる。
塵埃捕集フィルター207の捕集効率(塵埃を含んだ気流が、1回通過毎に捕集する塵埃の割合)は、例えば100nmの直径を有した塵埃のサイズに対して数%から100%におよび、その捕集効率は塵埃捕集フィルター207の圧力損失(フィルターの粗さ)に大きく依存する。
磁気記録媒体210が回転することで気流が発生し、HDD内部で発生した塵埃を含んだ気流が磁気記録媒体210の回転数に応じた流速で塵埃捕集フィルター207を通過する。
この時、塵埃捕集フィルター207の捕集効率に応じて気流に含まれる塵埃を捕集することとなる。
一般的には、HDD内部の塵埃の数を1/10程度に低減するためには、捕集効率が50%(100nmの塵埃を一回の通過毎に50%捕集する)の塵埃捕集フィルター207を用いてかつ磁気記録媒体の回転速度を数千回転としても数十秒から数分かかる。このとき、塵埃の数が1/10となる捕集時間は、塵埃捕集フィルター207の位置にも大きく依存するが、一般的には磁気記録媒体210の側面に塵埃捕集フィルター207が配置されることが多いため磁気記録媒体210の回転により発生する気流の流速は磁気記録媒体210の表面の流速に比べ大幅に低下するため、塵埃の捕集時間は長くなる。
HDD200の作動停止時にスライダー245が保持されるランプ250は、磁気記録媒体210の外縁側に設けられ、ベース部材201に固設される。ランプ250は、エンドタップ230が磁気記録媒体210の外縁側(磁気記録媒体210から離間する方向)に移動するほどエンドタップ230が磁気記録媒体210の表面から離隔するようにする傾斜面252と、エンドタップ230が停止するエンドタップ停止面255とを備える。また、エンドタップ230がエンドタップ停止面255に停止した状態で、保持されたスライダー245を支持するスライダー支持面257と、外部衝撃や振動を与えられてもエンドタップ230がエンドタップ停止面255から離脱しないようにする離脱防止壁256とを備える。
磁気記録媒体210の非記録区域212は、傾斜面252が形成されたランプ250の端部と重なり、磁気記録媒体210の外縁部に設けられて微細バンプ213が形成されたバンプ領域212bと、記録区域211とバンプ領域212bとの間に設けられた境界領域212aとを含む。境界領域212aとバンプ領域212bとは、磁気記録媒体210の回転中心を同心とする所定幅の環状領域として形成される。
図21に示すように、微細バンプ213は、磁気記録媒体210の表面にレーザー光を照射して表面を膨張させて形成される。レーザー光の波長、照射量に応じて多様な形態の微細バンプ213が形成されるが、高さhが0.1μm以下の微細バンプ213が形成されるようにレーザー光を照射することが望ましい。
HDD200の作動が停止すると、スライダー245のアンローディングのためにHSA220が時計回りに回転し、スライダー245が情報記録媒体210の記録区域211から非記録区域212に移動される。スピンドルモータ205が停止すると、磁気記録媒体210の回転速度が0に収束してスライダー245の揚力が減少するが、バンプ領域212bに形成された微細バンプ213の作用によって、非記録区域212では、スライダー245をデータ記録媒体210の表面に引きつける吸着力が増加しない。
より詳しくは、情報記録媒体210の表面に対向するスライダー245の面には、スライダー245を情報記録媒体210の表面から離隔させる方向に作用する正圧と、逆方向に作用する負圧とが発生し、正圧と負圧との合力がスライダー245の揚力を形成する。ここで、負圧は、データ記録媒体210の表面粗度が高くなるほど減少することが知られている。したがって、バンプ領域212bに形成された微細バンプ213の作用によって、スライダー245をデータ記録媒体210の表面に引きつける吸着力の増加が抑制される。
吸着力の低下によって、HSA220のエンドタップ230は、微粒子の発生が抑制される適切な速度でランプ250の傾斜面252に衝突し、傾斜面252に沿って移動してエンドタップ停止面255に停止し、スライダー245は、スライダー支持面257に定着される。
特開2004−30821号公報 特開2007−12126号公報 特開2007−87572号公報
SIL端面に付着した塵埃を除去する場合、クリーニングテープをSIL端面に直接接触させてふき取ろうとすると、SIL端面にキズがつく、クリーニングテープに付着した塵埃が再びSIL端面に接触してしまう、あるいはクリーニングテープを常に未使用状態とするために巻き取り方式等を構成してもふき取り回数に制限がある、さらにはこのようなSIL表面の塵埃のふき取り機構やクリーニングテープの巻き取り機構は設置スペースを必要とするため光ディスク設備のサイズが大きくなってしまうという問題点を有していた。
同様に、情報記録媒体に付着した塵埃あるいはヘッド表面に付着した塵埃を接触状態で除去する場合、情報記録媒体およびヘッド表面にキズが発生し、記録および再生特性が大幅に悪化する。
また、HDDの内部に塵埃捕集フィルターを配置しHDDの内部で発生する塵埃を捕集する構成においても、HDDの内部空間が広く、塵埃捕集フィルターを用いてHDDの内部の塵埃をすべて捕集するまでに時間がかかりすぎること、ドライブ内部の空間がひろくかつ構成部品が多数存在するため空気の流れによどみが発生するためドライブ内部の空間のすべての塵埃を捕集することが困難となるなどの課題がある。
さらに、磁気記録媒体の表面の直近(流速が速いところ)と磁気記録媒体の表面から離れたところ(流速の遅いところ)との流速差が大いため、塵埃捕集フィルターを置く位置により塵埃の集塵効率が大きく変化するなどの課題がある。
一方、HDD内部に発生する塵埃は、スライダ245と磁気記録媒体210との接触、凸突起231とランプ250との接触、スピンドルモータ205の流体軸受け部のオイルの蒸発、VCM218の軸受け部の摺動、接着剤およびグリス等の蒸発などにより発生し、そのサイズは数十nmから数μmとなる。
磁気記録媒体210の回転時にスライダ245の浮上量は数nmから数十nmであるため、集塵効率が低下しHDD内部に存在する数十nmから数μmの塵埃が、磁気記録媒体210の回転時に気流により磁気記録媒体210とスライダ245の間に噛みこむ確率が上がることにより、磁気記録媒体210の表面に傷または欠陥が発生し、記録および再生が困難となる。さらには、スライダ245の浮上姿勢が大きく変化し、湾曲部(flexure)226が変形することで、スライダ245の内部に組み込まれた磁気ヘッド部分(図示せず)の破壊(クラッシュ)につながることとなり、HDDの信頼性および記録再生能力大幅に低下することとなる。
本発明は、上記の課題に鑑みて提案されたものであり、情報記録媒体およびヘッドの表面に塵埃が付着しない構成を非接触で実現するために、情報記録媒体、記録再生ヘッドおよび可動メカ部分をすべて密閉された気流循環促進壁の内部に収納し、気流循環促進壁の内部に配置した塵埃捕集フィルターで気流循環促進壁の内部に発生する塵埃をすべて捕集することで安定した記録再生が可能となり、信頼性の高いディスク記録再生装置を提案するものである。
また、気流循環促進壁の内部空間を出来るだけ小さくすることで、短時間に発生した塵埃を塵埃捕集フィルターで捕集することが可能となり、記録および再生エラー、記録および再生ヘッドのクラッシュが少ない、一層安定した記録再生能力を有した、信頼性の高いディスク記録再生装置を実現するものである。
記録又は再生の少なくともいずれかが行われる光学的な記録再生面を有する情報記録媒体と、前記情報記録媒体を保持して回転駆動する駆動手段と、光束を出射する光源と、前記情報記録媒体の記録再生面に対向して近接配置され前記光源からの光束を用い記録又は再生を行う記録素子および再生素子と、前記記録および再生素子を保持するサスペンションと、前記サスペンションを前記情報記録媒体の記録再生面上で回動させる回動モータと、前記回動モータを保持するモータベースと、前記情報記録媒体の回転により発生する気流の流路を制限する気流循環促進壁とを有し、前記気流循環促進壁と前記モータベースの一部とを密接させることにより前記気流循環促進壁および前記モータベースから構成される密閉空間を構成し、前記密閉空間の内部で前記情報記録媒体の回転により発生する気流を循環させるとともに、前記密閉空間の内部に前記情報記録媒体と前記回動モータと前記サスペンションと前記記録および再生素子と前記駆動手段を包囲する構成としている。
本構成により、気流循環促進壁の内部を密閉することにより、気流循環促進壁の外部で発生した塵埃が気流循環促進壁の内部に侵入することがなくなるため、気流循環促進壁の内部の塵埃の量を大幅に低減することが可能となり、前記情報記録媒体の回転で発生した風の流れで前記気流循環促進壁の内部の塵埃が前記情報記録媒体と、前記記録または再生素子に付着する確率を大幅に低減することが可能となり、信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することができる。
望ましくは、記録又は再生の少なくともいずれかが行われる磁気記録再生面を有する情報記録媒体と、前記情報記録媒体を保持して回転駆動する駆動手段と、前記情報記録媒体の磁気記録再生面に対向して近接配置され磁気を用いて記録または再生を行う記録素子および再生素子と、前記記録および再生素子を保持するサスペンションと、前記サスペンションを前記情報記録媒体の磁気記録再生面上で回動させる回動モータと、前記回動モータを保持するモータベースと、前記情報記録媒体の回転により発生する気流の流路を制限する気流循環促進壁とを有し、前記気流循環促進壁と前記モータベースの一部とを密接させることにより前記気流循環促進壁および前記モータベースから構成される密閉空間を構成し、前記密閉空間の内部で前記光情報記録媒体の回転により発生する気流を循環させるとともに、前記密閉空間の内部に前記光情報記録媒体と前記回動モータと前記サスペンションと前記記録および再生素子と前記駆動手段を包囲する構成としている。
本構成により、HDDのような磁気記録再生面を有する記録再生方式のディスク記録再生装置においても気流循環促進壁の内部を密閉することにより、気流循環促進壁の外部で発生した塵埃が気流循環促進壁の内部に侵入することがなくなるため、気流循環促進壁の内部の塵埃の量を大幅に低減することが可能となり、磁気記録再生面を有する前記情報記録媒体の回転で発生した風の流れで前記気流循環促進壁の内部の塵埃が前記情報記録媒体と、前記記録または再生素子に付着する確率を大幅に低減することが可能となり、信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することができる。
望ましくは、前記気流循環促進壁は6面以上の壁面を有し、少なくとも2つ以上の部品より構成されている。
この構成により前記気流循環促進壁、ディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を容易に組み立てることが可能となり、部品構成の簡単なディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現できるとともに、ディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置の組み立て時間を大幅に短縮することが可能となる。
望ましくは、前記気流循環促進壁の接合部および、前記気流循環促進壁と前記モータベースとの接合部に樹脂、ゴムまたはシリコンなどから構成されるシールド材を配置した構成とする。
この構成により、前記密閉空間の密閉性を一層向上させることが可能となり、前記密閉空間への塵埃の侵入を高精度に防ぐことが可能となり、数十nmの塵埃も遮断することができるため、前記情報記録媒体の回転で発生した風の流れで前記気流循環促進壁の内部の塵埃が前記情報記録媒体と、前記記録または再生素子に付着する確率を大幅に低減することが一層可能となり、信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することができる。
望ましくは、前記密閉空間の内部に一つ以上配置された塵埃捕集フィルターを有した構成とする。
この構成により、前記情報記録媒体の回転で発生した風の流れを用い前記密閉空間の内部の塵埃を前記塵埃捕集フィルターで捕集することができ、前記密閉空間の内部に存在する塵埃および前記密閉空間の内部で発生した塵埃を精度よく捕集することができ、前記情報記録媒の回転で発生した風の流れで前記気流循環促進壁の内部の塵埃が前記情報記録媒体と、前記記録または再生素子に付着する確率を大幅に低減することが一層可能となり、信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することができる。
望ましくは、前記塵埃捕集フィルターは、前記気流循環促進壁の内壁に固定され、前記光情報記録媒体と可能な限り接近させた構成とする。
この構成により、前記密閉空間内で前記塵埃捕集フィルターを精度よく、堅剛にかつ容易に固定できる。また、前記塵埃捕集フィルター前記記録媒体との距離を大幅に近接することが可能となるため、前記情報記録媒体の回転により発生する気流の流速の速い空間に前記塵埃捕集フィルターを配置することができ、気流の内部に含まれる塵埃を効率的に前記塵埃捕集フィルターに導くことが可能となり単位時間当たりの捕集の割合(捕集効率)を大幅に向上させることが可能となる。
望ましくは、前記駆動手段は駆動部となるスピンドルモータと前記情報記録媒体を保持するとともに回転部となるハブを有し、キャップおよび固定ねじにより前記情報記録媒体を前記ハブの上面に固定する構成とする。
この構成により前記情報記録媒体を前記ハブにより偏芯および面振れが小さくかつ高さを精度よく保持することが可能となるとともに、前記情報記録媒体をキャップによりハブに押し付けるように挟み込み、ねじの締結力により数Kgf〜数十Kgfの押し付け力で精度よく固定することが可能となる。
また、前記ねじの本数を増やすことにより一層高精度かつ高い押し付け力で全周にわたりバランスよく前記情報記録媒体を前記ハブの上面に固定することが可能となり、前記情報記録媒体の回転時に共振による変位を大幅に低減することができ、共振による前記情報記録媒体と前記記録素子または前記再生素子との衝突を低減することができ、信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することができる。
望ましくは、前記気流循環促進壁の一部分に呼吸フィルターを構成した構成としている。
この構成により、前記密閉空間の内部と前記密閉空間の外部との圧力差を低減し、圧力差による前記密閉空間および前記気流循環促進壁の変形および前記密閉空間の内部の機構部品の変形を防ぐことで、前記気流循環促進壁の内部の寸法関係を維持することができ、信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することが可能となる。
また前記呼吸フィルターは、前記塵埃捕集フィルターにくらべ、圧力損失が高く(繊維間隔の密なフィルター)かつ塵埃の捕集効率が高い性能を有し、前気密閉空間の内部の気圧を調整しかつ前記密閉空間の外部からの塵埃の侵入を遮断できる構成としているため、一層信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することが可能となる。
望ましくは、前記密閉空間の内部に前記サスペンションの保持機構(ランプ)配置し、前記密閉空間の内部に、前記サスペンションの退避機能を有した構成とする。
この構成により、保持機構を含めて前記密閉空間の内部に構成することが出来るため、ロード、アンロード時に保持機構と前記サスペンションに形成された接触部(従来例での凸突起231)との摩擦により発生する塵埃も、前記塵埃捕集フィルターにより捕集することが可能となり、信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することが可能となる。
望ましくは、前記気流循環促進壁と前記情報記録媒体との距離は20μmから5mmの間とした構成とする。
この構成により、前記密閉空間の容積を大幅に低減することが可能となり、塵埃を捕集する空間が狭くなることにより前記密閉空間に浮遊する塵埃および前記密閉空間の内部で発生した塵埃の捕集時間を大幅に短縮することが可能となり、信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することが可能となる。
また、前記情報記録媒体の回転により発生する気流の、比較的流速の速い位置に前記塵埃捕集フィルターを設置することが可能となり一層、前記密閉空間の内部の塵埃の捕集効率を向上させることが可能となる。
このとき、前記塵埃捕集フィルターは、前記情報記録媒体の回転数が同じなら中周から外周部に位置したほうが、流速が速くなるためより一層、前記密閉空間の内部の塵埃の捕集効率を向上させることが可能となる。
さらに、前記情報記録媒体と前記気流循環促進壁との距離が狭くなくことにより、前記情報記録媒体と前記気流循環促進壁との間を流れる気流が安定し、前記情報記録媒体の共振が大幅に低減され、前記記録素子または再生素子と前記情報記録媒体との相対距離をナノオーダーで正確に確保することができ、記録素子または再生素子のクラッシュ等の無い信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することが可能となる。
望ましくは、前記情報記録媒体の外周部と前記気流循環促進壁との距離は、前記光情報記録媒体の内周部と前記気流循環促進壁との距離より一層短くする構成とする。
この構成により、前記情報記録媒体の面振れや位置ズレを考慮してもさらに前記情報記録媒体と前記気流循環促進壁との距離を狭くすることができ、前記情報記録媒体と前記気流循環促進壁との間を流れる気流が一層安定し、前記情報記録媒体の共振が大幅に低減され、前記記録素子または再生素子と前記情報記録媒体との相対距離を数nmオーダーで正確に確保することができ、記録素子または再生素子のクラッシュ等の無い信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することが可能となる。
望ましくは、前記情報記録媒体の外周部と前記気流循環促進壁の外周部との距離は10μmから5mmの間となる構成とする。
この構成により、前記情報記録媒体の面振れや位置ズレを考慮してもさらに前記情報記録媒体と前記気流循環促進壁との距離を狭くすることができ、前記情報記録媒体と前記気流循環促進壁との間を流れる気流が一層安定し、前記情報記録媒体の共振が大幅に低減され、前記記録素子または再生素子と前記情報記録媒体との相対距離を数nmオーダーで正確に確保することができ、記録素子または再生素子のクラッシュ等の無い信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することが可能となる。
望ましくは、前記密閉空間の内部に有機ガスを吸収する活性炭および水分を吸収する乾燥剤を有した構成とする。
この構成により、前記密閉空間の内部で発生する有機ガスおよび水分、外部から浸入する水分を吸収することが可能となり、前記情報記録媒体、前記記録素子および前記再生への有機ガスおよび水分の付着を防ぐことが可能となり、記録素子または再生素子のクラッシュ等の無い信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することが可能となる。
このとき、前記乾燥剤は前記呼吸フィルターと一体にすることで、一層効率よく外部からの水蒸気の侵入を防ぐことが可能となる。
望ましくは、前記ディスク記録再生装置の電源をオンした後および電源をオフした後の数秒〜数十秒の間、前記情報記録媒体を高速に回転させ前記密閉空間の内部の塵埃を前記塵埃捕集フィルターで捕集する塵埃浄化モードを有する構成とする。
この構成により、記録再生動作の前および動作停止の直前に、密閉空間32の内部の塵埃を大幅に低減することとなり、磁気ヘッド51のクラッシュ、磁気ディスク50の記録再生エラー、磁気ヘッド51およびスライダ52および磁気ディスク50にキズが発生し、ディスク記録再生装置90の記録再生性能が悪化する確率を大幅に低減する。
本発明の防塵装置およびディスク記録再生装置によれば、情報記録媒体、記録再生ヘッドおよび可動メカ部分をすべて密閉された気流循環促進壁の内部に収納し、気流循環促進壁の内部に配置した塵埃捕集フィルターで気流循環促進壁の内部に発生する塵埃をすべて捕集する構成とすることにより、非接触で信頼性が高くかつ簡素な構成で情報記録媒体およびヘッド表面に塵埃の付着のないクリーンな状況に保つことができ、情報記録媒体およびヘッドの相対距離をnmオーダーで安定に保つことが可能となり、安定かつ信頼性の高い記録および再生が可能とするとともに、高性能かつ信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現できる。
情報記録媒体の表面や記録素子および再生素子の表面に付着した塵埃を除去する構成として、クリーニングテープを用いSIL端面に直接接触させてふき取る接触式ではなく、簡素な構成かつ、塵埃のふき取り機構やクリーニングテープの巻き取り機構等の設置スペースを必要としないためディスク記録再生装置を大幅に小型化することが可能となる。
また、情報記録媒体の表面や記録素子および再生素子の表面に塵埃が付着しない構成を非接触で実現するために、情報記録媒体、記録素子および再生素子および可動メカ部分をすべて密閉された気流循環促進壁の内部に収納し、気流循環促進壁の内部に配置した塵埃捕集フィルターで気流循環促進壁の内部に発生する塵埃をすべて捕集することで安定した記録再生が可能となり、信頼性の高いディスク記録再生装置を実現できる。
具体的には、光ディスクまたは磁気ディスクなどの情報記録媒体と、記録素子および再生素子等のヘッド部分と、スピンドルモータとボイスコイルモータとサスペンションおよびランプ等のメカ部分とをすべて気流循環促進壁の内部に密閉することで、気流循環促進壁の内部の密閉空間に外部から塵埃が侵入することを防ぐことができる。
また、空気の浄化を行う塵埃捕集フィルターを密閉空間の内部に配置し、気流循環促進壁の内部に配置し、情報記録媒体の回転に伴い気流循環促進壁と情報記録媒体の間に流速の速いエアーフローを発生させ、そのエアーフロー内の塵埃を効率的に捕集することで、情報記録媒体および記録素子および再生素子の表面に塵埃が付着することを非接触で防止する構成とすることで、記録および再生エラー、記録素子および再生素子のクラッシュする確率が少ない、一層安定した記録再生能力を有した、信頼性の高いディスク記録再生装置を実現できる。
また、気流循環促進壁の内部の密閉空間の容積を可能な限り小さくすることで、短時間で密閉空間の内部で発生した塵埃を塵埃捕集フィルターで捕集することが可能となり、記録および再生エラー、記録素子および再生素子のクラッシュする確率が少ない、一層安定した記録再生能力を有した、信頼性の高いディスク記録再生装置を実現できる。
さらに、密閉内部の空間容積を可能な限り小さくすることで、空気の流れのよどみを低減することが可能となり塵埃捕集フィルターでの捕集効率を一層向上させることが可能となる。
また、乾燥剤と活性炭等を密閉空間の内部に配置することで、密閉空間の内部で発生する水分や有機ガスを低減することができるため、記録および再生エラー、記録素子および再生素子のクラッシュする確率が少ない、一層安定した記録再生能力を有した、信頼性の高いディスク記録再生装置を実現できる。
一方、記録または再生動作の終了時あるいはディスク記録再生装置の停止前に浄化モードを設け塵埃、気流循環促進壁の内部の塵埃を捕集することで、エアーフローがなくなり塵埃が情報記録媒体およびヘッドの表面に落下して付着することを防止できる。
さらに、記録および再生の動作中においても気流循環促進壁の内部のエアーフロー内の塵埃も効率よく捕集することで情報記録媒体とヘッド間に塵埃が侵入することを防止することができ、一層安定した記録再生能力を有した、信頼性の高いディスク記録再生装置を実現できる。
また、情報記録媒体の表面の直近(流速が速いところ)と情報記録媒体の表面から離れたところ(流速の遅いところ)との流速差が大いため、情報記録媒体の表面と気流循環促進壁との距離を小さくして気流の流速を早めるとともに、流速の速いところに塵埃捕集フィルターを置くことにより一層塵埃の集塵効率を高めることが可能となる。
一方、情報記録媒体の表面と気流循環促進壁との距離を小さくすることで、気流の整流効果が増大し、気流の乱れにより誘発される情報記録媒体の共振(NRRO:回転非同期振動)を大幅に低減することが可能となり、情報記録媒体と記録素子および再生素子とのnmオーダーの相対距離を安定に保つことができるため、記録および再生エラー、記録素子および再生素子のクラッシュする確率が少ない、一層安定した記録再生能力を有した、信頼性の高いディスク記録再生装置を実現できる。
本発明の実施の形態1におけるディスク記録再生装置の構成図の略図 本発明の実施の形態1におけるディスク記録再生装置の気流循環促進壁の略図 本発明の実施の形態1における防塵装置の塵埃濃度解析の解析結果を示す図 本発明の実施の形態1おける防塵装置の浄化濃度解析結果を示す図 本発明の実施の形態1おける防塵装置の塵埃捕集フィルターの構成を示した略図 本発明の実施の形態1におけるディスク記録再生装置の防塵措置の動作を示した構成図 本発明の実施の形態1における防塵装置を示した略図 本発明の実施の形態1おけるフィルターの構成を示した略図 本発明の実施の形態2おける光記録の構成を示した略図 本発明の実施の形態3おける防塵装置を示した略図 本発明の実施の形態3におけるディスク記録再生装置の部分的な構成を示した略図 本発明の実施の形態4における塵埃捕集フィルターの構成を示した略図 本発明の実施の形態5における塵埃浄化モードの動作フロ−を示した図 従来の光学ヘッドにおける光学ヘッドの光学系の構成図 従来の光学ヘッドの部分的な略図 従来の光学ヘッドの部分的な略図 従来の光ディスク装置の部分的な略図 従来の光ディスク装置のクリーニング機構の部分的な略図 従来のHDDの構成を示した略図 従来のHDDのアンロード機構を示した部分的な斜視図 従来のHDDの磁気記録媒体の部分的な略図
(実施の形態1)
以下本発明の実施の形態について、図1〜図9を参照しながら説明する。
図1(a)および(b)は実施の形態1におけるディスク記録再生装置の部分的な構成を示した略図である。図1(a)および(b)において、50は磁気記録用の情報記録媒体となる磁気ディスク、51は記録および再生を行う磁気ヘッド、52は磁気ヘッド51を保持しかつ磁気ディスク50の回転で発生する流速で浮上するスライダ、53はスライダをいわゆるジンバルと呼ばれるやわらかい板バネ構成(図示せず)を介して保持するサスペンション、54はサスペンションを保持するスイングアーム、55はスイングアームを磁気ディスク50の面内で回動させるボイスコイルモータであり回転軸、コイル、マグネット(Mg)およびヨーク等から構成されている(詳細は図示せず)。また、56は磁気ヘッド51に記録信号を供給したり磁気ヘッド51からの再生信号を伝送するFPC、57は磁気ヘッド51からの再生信号を増幅するヘッドアンプ、58は回路基板、59はメカ部品および回路部品を固定するフレームである。
図2(a)および(b)は図1に示したディスク記録再生装置90の気流循環促進壁31および磁気ディスク50のチャッキング構成を示した図である。
磁気ディスク50はターンテーブル25の上面に搭載され、キャップ60および固定ネジ61により精度良く固定され、スピンドルモータ26の回転により数千rpmの回転数で精度よく回転する。
気流循環促進壁31の一部はフレーム59に保持され位置決めされるとともに、スピンドルモータ26、ボイスコイルモータ55は気流循環促進壁31に精度良く固定される。
磁気ディスク50、ボイスコイルモータ55、スイングアーム54、サスペンション53、スライダ52、磁気ヘッド51、ターンテーブル25およびキャップ60は気流循環促進壁31の内部に配置され、気流循環促進壁31、スピンドルモータ26、モータベース27およびシールド28により密閉空間32としている。このとき、ボイスコイルモータ55の底部が気流促進壁31の外部にあり、ボイスコイルモータ55がフレーム59に固定される構成でもよい(ただし、2つの部品はシールド剤などで密閉されるものとする)。
密閉空間の内部にあるスイングアーム54、サスペンション53、スライダ52および磁気ヘッド51は磁気ディスク50の表面を回動し、磁気ヘッド51により磁気ディスク50に情報を記録したり、磁気ディスク50に記憶された情報を再生する。
磁気ヘッド51およびスライダ52は磁気ディスク50の回転により発生する流速により浮上する。浮上量はサスペンション53等の設計にもよるが、数nmから数十nm程度となり、スライダ52および磁気ヘッド51と磁気ディスク50の表面との間に塵埃が入り込むと磁気ヘッド51およびスライダ52および磁気ディスク50にキズが発生し、ディスク記録再生装置90の記録再生性能が大幅に悪化する。
気流循環促進壁31、スピンドルモータ26、モータベース27およびシールド28により内部空間を密閉空間32とすることにより、内部空間(密閉空間32)の外部から塵埃が入り込むことを防ぐことができ、スライダ52、磁気ヘッド50および磁気ディスク50の間に入り込む塵埃を大幅に低減することができ、磁気ヘッド51のクラッシュ、磁気ディスク50の記録再生エラー、磁気ヘッド51およびスライダ52および磁気ディスク50にキズが発生し、ディスク記録再生装置90の記録再生性能が悪化する確率を大幅に低減する。
また、気流循環促進壁31は複数の部品より構成され、その接合部はシールド剤や接着剤で密閉される。このとき、図2(a)に示すような角型でもいいが、磁気ディスク50と同心円上の形状でもよい。
一方、37は塵埃捕集フィルターで、ポリエチレンンやポリプロピレン等の樹脂や静電不織布等から構成され、100nm程度の塵埃が一回通過するごとに、約50%の塵埃捕集効率を有したものである。塵埃捕集フィルター37の空気の通過部分の樹脂の密集度合いを細かくすると塵埃捕集効率は上がるが、通過前後の圧力差(圧力損失)が大きくなりすぎ逆に空気が塵埃捕集フィルター37を避けるように流れることになる。塵埃捕集効率は100%近くまで上げることは可能だが、空気が通らないことにより、逆に密閉空間32の内部の塵埃の捕集効率が悪化する。
図3(a)、(b)および(c)は図2に述べた気流循環促進壁31と密閉空間32と、磁気ディスク50と塵埃補集フィルター37を示した図で、密閉空間32の内部の気流の流れ解析をした結果を示したものである。
図3(a)は流れ解析を行う解析モデルを示し、図3(b)は磁気ディスク50の表面付近の流速分布を示し、図3(c)はそのときの圧力分布を示したものである。
図3(a)は気流循環促進壁31で囲まれた密閉空間32を示した解析モデル図で、図1の気流循環促進壁31の形状に対して、円形(磁気ディスク50とほぼ同心円)としている。
図3(b)は密閉空間32内の気流の流れを示したもので、内周から外周に向けてらせん状に広がっていく様子がわかる。
図3(c)は密閉空間32内の圧力分布を示したもので、内周に対して外周は比較的高い圧力分布となっている。
気流循環促進壁31を設け磁気ディスク50に近接して配置することにより、磁気ディスク50の回転により内周と外周で圧力差が生じ、気流が発生し、密閉空間32の内部で空気の循環がおこる。圧力は、内周側の圧力が低く、外周側が高くなる。これは磁気ディスク50の回転によって発生する気流に遠心力が生じたため発生するもので、内周側から(圧力の低い方から)外周側(圧力の高い方)にらせん状に気流が発生する。この気流は、磁気ディスク50の表面が最も速く、例えば3.5インチの磁気ディスク50が7000rpmで回った場合、磁気ディスク50の中周付近の表面では、約20m/sの気流となり、内周から外周に向けたらせん状となる。このとき、気流の速度は磁気ディスク50の表面が最も速く、表面から離れるに従い次第に遅くなる。また、内周から外周に向かうに従い、次第に速くなる。
気流循環促進壁31と磁気ディスク50の距離が短いほど、気流の密閉空間32の内部の平均速度が高くなるとともに気流循環促進壁31と磁気ディスク50の間の気流が整流され安定した流れとなるため磁気ディスク50に対する制振作用となるため磁気ディスク50の共振が大幅に低減され、スライダ52、磁気ヘッド51と磁気ディスク50との相対距離を安定して確保することが可能となり、磁気ヘッド51のクラッシュ、磁気ディスク50の記録再生エラー、磁気ヘッド51およびスライダ52および磁気ディスク50にキズが発生し、ディスク記録再生装置90の記録再生性能が悪化する確率を大幅に低減する。
図4は図3の解析モデルにおいて、磁気ディスク50のサイズを3.5インチとし、回転数を7000rpm、塵埃補集フィルター37の捕集効率を50%(100nm以上のサイズに対して)、気流循環促進壁31と磁気ディスク50との間隔を0.5mmとしたときの密閉空間32の内部の塵埃の浄化時間の計算結果を示した図である。
循環促進壁31がない3.5インチのドライブの内部空間における浄化時間は、10%に浄化する時間は約22秒となり、かなり浄化時間が必要となる。
一方、循環促進壁31を設けた3.5インチのドライブの内部空間における浄化時間は、10%に浄化する時間は約2.5秒となり、浄化時間を1/10に大幅に短縮することが可能となる。
塵埃捕集フィルター37を密閉空間32の内部に配置することで、気流の内部に存在する塵埃を効率的に捕集することが可能となる。塵埃捕集フィルタ−37の捕集効率を50%(100nm以上のサイズの塵埃の場合)、磁気ディスク50の回転数を7000rpm、磁気ディスク50と気流循環促進壁31との距離を0.2mmとした場合、気流内部の100nm以上のサイズの塵埃を90%以上取り除くのに約2.5秒以下となり、8秒あれば99%以上の補集を実現できる。
塵埃補集フィルター37の位置は磁気ディスク50と気流循環促進壁31の間に、気流に対して平面方向で直交(紙面と平行な方向、図2(a)のX軸と平行)するようにかつ、できるだけ磁気記録ディスク50に近づけて配置する。このとき、塵埃捕集フィルター37の図5(a)におけるZ軸方向の位置及び姿勢を図5(a)および図5(b)に示す。
図5(a)に示すように、塵埃捕集フィルター37はZ軸方向に垂直に固定し気流(図中の矢印の方向)に対して直交する配置としてもよい。このとき塵埃捕集フィルター37と磁気ディスク50は可能限り接近した配置としたほうがよい。また、塵埃捕集フィルター37の気流循環促進壁31への固定は樹脂または金属で構成された固定部を、接着、貼り付けまたははめ込み等により固定する構成とする。
さらに図5(b)に示すように塵埃捕集フィルター37を気流に対して90〜最小30度程度まで傾けて固定することで、圧力損失による抵抗により気流が塵埃捕集フィルター37を避けて通過することを防ぐことができ、一層効率的な塵埃の捕集が可能となる。
このとき、気流循環促進壁31と磁気ディスク50のZ軸方向の距離は磁気ディスク50の面振れ、位置精度、共振時の振幅および塵埃補集フィルター37の固定方法および面積などを考慮して決めることになるが、できるだけ短いほうが良く、50μm〜3mm程度が最適と考える。
また、気流促進壁31は複数の壁面および部品より構成され、互いの接合部は接着剤やシールド剤などで密閉される。また、モータベース27と気流循環促進壁31との境界もシールド剤28または接着剤で密閉される。気流促進壁31は1mm〜0.1mm程度の金属板でもよいが、樹脂等の材料から構成されても問題ない。
図6はディスク記録再生装置90の全体の構成例を示す。磁気ディスク50はキャップ60とターンテーブル25ではさんで固定され、スピンドルモータ(回転系)26によって回転させられる。磁気ヘッド51およびスライダ52はボイスコイルモータ55により、磁気ディスク50の内周から外周まで移動できるようにしている。
スライダ52は磁気ディスク50の回転により10nm程度の浮上量で精度よく浮上している。
制御回路28は磁気ヘッド51から受けた信号をもとに磁気ヘッドのトラッキング制御、ボイスコイルモータ55の回転制御、スピンドルモータ26の回転制御等を行う。また信号処理回路29は再生信号から情報の再生を行い入出力回路30に出力する。入出力回路30から入ってきた信号は制御回路28を通じて磁気ヘッド51へ送出する。
図7(a)は、ディスク記録再生装置90の断面の略図を示したもので、気流循環促進壁31、気流循環促進壁31の接合部、スピンドルモータ26、ボイスコイルモータ55、磁気ディスク50、フレーム59、フレーム59の天板、磁気ヘッド51、サスペンション53、ターンテーブル25、キャップ60、固定ネジ61、シールド28より構成されている。スピンドルモータ26は寿命および回転精度の観点より、流体軸受を有した構成としている。図中の矢印は密閉空間32の内部の気流の流れを示す。回路基板58はフレーム59の内部に配置しているが、図1(a)に示すようにフレーム59の外部に配置してもよい。
気流循環促進壁31の接合部の密閉度を向上させるため、気流循環促進壁31をフレーム59に押し付け気流循環促進壁31の位置精度を向上させるためにプリロードを付加し気流循環促進壁31を上から押し、フレーム59に押し付ける。
また、塵埃捕集フィルター37を気流促進壁31に取り付け、磁気ディスク50の上下に配置し、密閉空間32の内部の塵埃を捕集する。
また、磁気ディスク50はターンテーブル25により芯だしされるとともに、キャップ60および固定ネジ61により、ターンテーブル25に固定される。このとき固定ネジ61の本数は1本〜8本とする。固定ネジ61の本数が多いほど細会ピッチで締結力を与えられるため、磁気ディスク50の共振をより小さくすることが可能となり、磁気ディスク50の回転と非同期な振動NRRO(Non−repeatable Runout)を低減することが可能となり、磁気ヘッド51と磁気ディスク50との数nm〜数十nmの安定した相対位置関係を保つことができ、磁気ヘッド51のクラッシュ、磁気ディスク50の記録再生エラー、磁気ヘッド51およびスライダ52および磁気ディスク50にキズが発生し、ディスク記録再生装置90の記録再生性能が悪化する確率を大幅に低減する。
また、図7(b)に示すように、気流循環促進壁31の一部に呼吸フィルター39取り付ける構成とすることで密閉空間32の内部と密閉空間32の外部(ディスク記録再生装置90の圧力)との圧力差を低減し、圧力差による密閉空間32および気流循環促進壁31の変形および密閉空間32の内部の機構部品の変形を防ぐことで、気流循環促進壁31の内部の寸法関係を維持することができ、信頼性の高いディスク記録再生装置90の防塵装置およびディスク記録再生装置90を実現することが可能となる。
この呼吸フィルター39は、塵埃捕集フィルター37にくらべ、圧力損失が高く(繊維間隔の密なフィルター)かつ塵埃の捕集効率が高い性能を有し、密閉空間32の内部の気圧を調整しかつ密閉空間32の外部からの塵埃の侵入を遮断できる構成としているため、一層信頼性の高いディスク記録再生装置90の防塵装置およびディスク記録再生装置90を実現することが可能となる。このとき、呼吸フィルター39の取り付け位置は密閉空間32の内部における圧力が最も低い場所となる磁気ディスク50の中心付近に取り付けるのが密閉空間32の外部から空気を取り入れるのに、最も効率的な場所となる。
さらに、乾燥剤38および活性炭(有機ガス捕集フィルター)40を密閉空間32の内部に配置することで、密閉空間32の内部で発生する水分や有機ガスを低減することができるため、記録および再生エラー、記録素子および再生素子のクラッシュする確率が少ない、一層安定した記録再生能力を有した、信頼性の高いディスク記録再生装置90の防塵装置およびディスク記録再生装置90を実現することが可能となる。
また、呼吸フィルター39と水分を吸収する乾燥剤38および有機ガスを吸収する活性炭40を一体とした構成とする。
この構成により、密閉空間32の内部で発生する有機ガスおよび水分、外部から浸入する水分を吸収することが可能となり、磁気ディスク50および磁気ヘッドへの有機ガスおよび水分の付着を防ぐことが可能となり、記録ヘッドのクラッシュ等の無い信頼性の高いディスク記録再生装置90の防塵装置およびディスク記録再生装置90を実現することが可能となる。
図8(a)、図8(b)および図8(c)は塵埃捕集フィルタ−37、乾燥剤38、呼吸フィルター39および活性炭40の断面の略図を示したものである。矢印はそれぞれ空気の流れ(気流)をあらわしている。
塵埃捕集フィルター37は補強材とフィルターより構成され、一般的には圧力損失は3.2/minの流速で約5mmAqとなり、100nmの塵埃の捕集効率は約50%となる。
呼吸フィルター39は補強材とフィルターより構成され、一般的には圧力損失は3.2/minの流速で約50mmAqとなり、100nmの塵埃の捕集効率は約99.9%となる。
乾燥剤38および活性炭40は、補強材の中にそれぞれ乾燥剤(シリカゲル)および活性炭を有した構成となり、一般的には圧力損失は3.2/minの流速で約150mmAqとなり、100nmの塵埃の捕集効率は約99.9%となる。
尚、実施の形態1において、磁気ディスク50は1つとしたが、複数枚としても問題ないし、磁気ヘッド51、スライダ52、サスペンション53およびスイングアーム54はその枚数に応じて増えても問題ない。
また、塵埃捕集フィルター37の設置場所は、気流循環促進壁31の上面部および下面としたが、気流循環促進壁31の内部の任意の場所に複数個あっても問題ない。
さらに、実施の形態1では記録方式は磁気記録とし、記録メディアは磁気ディスク50としたが、レーザ光と金属アンテナをもちい、プラズモン共鳴を利用したいわゆる熱アシストの磁気記録方式を用いたディスク記録再生装置90でも問題ない。
尚、実施の形態1では、フレーム59は金属製(アルミまたは亜鉛などのダイキャスト)としたが、気流循環制御壁31は密閉可能で、寸法精度があれば薄い板金または樹脂としても問題ない。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2について図9を用いて説明する。
実施の形態1との主な違いは、情報記録方式が磁気記録から光記録になること、情報記録媒体が磁気ディスクから光ディスクに変わること、記録ヘッドが磁気ヘッドから光ヘッドに変わることなどが挙げられる。以下図面を用いて構成および動作を詳細に説明する。
図9において、1は半導体レーザ、54はスイングアーム、53はサスペンション、52はスライダ、22は光導波路、23は金属アンテナ、20は光ディスクおよび21は相変化記録膜を示す。
半導体レーザ1から発光した光束は光導波路を通じ、金属アンテナ23に導かれ、金属アンテナ23と相変化記録膜21とがプラズモン共鳴を起こすことにより、局部的に温度が上昇し信号を記録することが可能となる。信号を再生する場合も同様に、金属アンテナ23と相変化記録膜21とがプラズモン共鳴を起こすことにより、結晶構造がクリスタルかアモルファスかにより信号のレベルが異なることにより、その信号量を受光素子(図示せず)で検出および演算することにより記録された信号を読み取ることが可能となる。
(実施の形態3)
次に、実施の形態3について図10および図11を用いて説明する。
図10において、65はランプ、66はラッチを示し、実施の形態1および実施の形態2との主な違いは、非動作時(アンロード時)にサスペンション53、スライダ52および磁気ヘッド51を保持ランプ65を気流循環促進壁31の内部に構成し、密閉空間32の内部にランプ65およびラッチ66を有した構成としたことである。
磁気ヘッド51、スライダー52およびサスペンション53がランプ250に保持された状態において、磁気ディスク50に外部衝撃や振動が与えられると、スイングアーム54が不必要に回転し、磁気ヘッド51、スライダー52および磁気ディスク50が相互間の接触により損傷する場合がある。したがって、スライダー52がランプ65に保持された状態において、スイングアーム54が不必要に回転しないように一定位置にロックされる必要があり、このためにラッチ66を備える。
また、図11においてスイングアーム54と、サスペンション53と、サスペンション53から分岐した比較的やわらかい板バネで構成されたジンバル67とサスペンション53に構成されたスライダ52の支点となるディンプル70と、スライダー52のアンロード時にランプ64に接触して支持されるエンドタップ68が設けられる。エンドタップ68のランプ65と対向する面には、ランプ65との接触面積を小さくすることで、摩耗を減らす凸突起69が設けられる。
アンロード時(ディスク記録再生装置90)の作動停止時にスライダー52が保持されるランプ65は、磁気ディスク50の外縁側に設けられ、気流循環促進壁31またはフレーム59に固設される。ランプ65は、エンドタップ68が磁気ディスク50の外縁側に移動するほどエンドタップ68が磁気ディスク50の表面から離隔するようにする傾斜面71と、エンドタップ68が停止するエンドタップ停止面72とを備える。また、エンドタップ68がエンドタップ停止面72に停止した状態で、保持されたスライダー52を支持するスライダー支持面73と、外部衝撃や振動を与えられてもエンドタップ68がエンドタップ停止面72から離脱しないようにする離脱防止壁74とを備える。
この構成により、エンドタップ68の凸突起69とランプ65が接触して発生する塵埃も、密閉空間32の内部の塵埃捕集フィルター37にて捕集するため、磁気ヘッド51のクラッシュ、磁気ディスク50の記録再生エラー、磁気ヘッド51およびスライダ52および磁気ディスク50にキズが発生し、ディスク記録再生装置90の記録再生性能が悪化する確率を大幅に低減する。
尚、実施の形態3では、情報記録媒体は磁気ディスク50としヘッドは磁気ヘッド51とした磁気記録としたが、磁気記録の熱アシスト記録でもよいし、光ディスク20および半導体レーザ1を有した光記録としてもよい。
(実施の形態4)
次に、実施の形態4について図12(a)および(b)を用いて説明する。
図12(a)および(b)において、実施の形態1〜実施の形態3との主な違いは、気流循環促進壁31の磁気ディスク50の外周部に段差を設けた点である。
図12の(a)は、磁気ディスク50の外周部付近で気流循環促進壁31と磁気ディスク50との距離を狭くしている。この構成により、磁気ディスク50の外周付近における気流循環促進壁31との間の気流の速度が一層速くなり整流作用が増加し、空気バネの剛性が高くなることで、磁気ディスク50の共振が大幅に低下し、スライダ52、磁気ヘッド51および磁気ディスク50との相対距離が安定し、磁気ヘッド51のクラッシュ、磁気ディスク50の記録再生エラー、磁気ヘッド51およびスライダ52および磁気ディスク50にキズが発生し、ディスク記録再生装置90の記録再生性能が悪化する確率を大幅に低減する。
さらに、図12(b)に示すように、気流循環促進壁31の段差部分にテーパ部を構成することで、気流の流れがスムーズになるため、磁気ディスク50の外周部と気流循環促進壁31の間の気流の流速が一層早くなり、磁気ディスク50の制振作用が一層大きくなる。
尚、実施の形態4では、情報記録媒体は磁気ディスク50としヘッドは磁気ヘッド51とした磁気記録としたが、磁気記録の熱アシスト記録でもよいし、光ディスク20および半導体レーザ1を有した光記録としてもよい。
(実施の形態5)
次に、実施の形態5について図13を用いて説明する。
図13において、実施の形態1〜実施の形態4との主な違いは、密閉空間32の内部の塵埃を塵埃捕集フィルター37により高精度に捕集する浄化モードを設けた点である。
図13は、ディスク記録再生装置90の塵埃浄化モードを示した図である。ディスク記録再生装置90の電源をオンした状態からオフまでの動作フローを説明する。
ディスク記録再生装置90の電源をオンにした後、あるいは停止状態から記録再生動作に入る前に塵埃浄化モードを実施する。また、記録再生動作の終了時あるいはディスク記録再生装置90の電源がオフとなった場合にも再び塵埃浄化モードを設ける構成とする。
塵埃浄化モードは、スライダー52をランプ65に退避した状態(いわゆるアンロード状態)にした後、スピンドルモータを数秒〜数十秒の間、5000回転〜1万回転以上にて高速回転させる。その後スピンドルモータ26が停止または低速回転させる。
また、同様に記録再生動作の終了時あるいはディスク記録再生装置90の電源がオフされた場合は、スピンドルモータ26が停止し重力およびクーロン力により、磁気ディスク50の表面、スライダー52および磁気ヘッド51の表面に気流循環促進壁31の内部の存在する塵埃が付着することを防ぐために塵埃浄化モードを実施する構成とする。
この塵埃浄化モードを実施することで、密閉空間32の内部の塵埃の濃度(個数)は1/100以下となる。
この構成により、密閉空間32の内部の塵埃を大幅に低減することとなり、磁気ヘッド51のクラッシュ、磁気ディスク50の記録再生エラー、磁気ヘッド51およびスライダ52および磁気ディスク50にキズが発生し、ディスク記録再生装置90の記録再生性能が悪化する確率を大幅に低減する。
尚、実施の形態1では、除電浄化モードにてイオナイザ35からイオンを放出した後スピンドルモータ26の回転速度を上げたが、記録再生時の通常回転または低速回転でもよい。
また、除電浄化モードのトータル時間の推奨は数秒から数十秒とし、スピンドルモータ26の高速回転、スピンドルモータ26の低速回転およびスピンドルモータ26の通常回転(記録再生時の回転数)の組み合わせおよび繰り返し回数は装置ごとに設定するものとする。さらにスピンドルモータ26の回転時間は任意に設定可能とする。
実施の形態5において、前記の塵埃浄化モードは記録再生動作の前後としたが記録再生動作中(いわゆるロード状態)に行っても効果が大きいことはいうまでもないし、スライダ−52がランプ65に退避していない状態で行ってもよい。
また、この塵埃浄化モードで、乾燥剤38および活性炭40にて水分および有機ガスも除去できることはいうまでもない。
また、実施の形態5ではディスク記録再生装置90の電源がオフされた場合に塵埃浄化モードを行うとしたが、不意に電源コンセントを抜かれた場合でも塵埃浄化モードが行われるようにディスク記録再生装置90の電源部分に大容量のキャパシタ(コンデンサ)を設け、数秒から数十秒の塵埃浄化モードを行える構成としてもよい。
また、実施の形態5では、情報記録媒体は磁気ディスク50としヘッドは磁気ヘッド51とした磁気記録としたが、磁気記録の熱アシスト記録でもよいし、光ディスク20および半導体レーザ1を有した光記録としてもよい。
以上のように、実施の形態1から5の防塵装置およびディスク記録再生装置は、主に下記の構成を有している。
すなわち、実施の形態の防塵装置およびディスク記録再生装置は、記録又は再生の少なくともいずれかが行われる記録再生面を有する情報記録媒体と、情報記録媒体を保持して回転駆動する駆動手段と、情報記録媒体の記録再生面に対向して近接配置され、記録又は再生を行う記録素子および再生素子と、記録素子および再生素子を保持するサスペンションと、サスペンションを情報記録媒体の記録再生面上で回動させる回動モータと、回動モータを保持するモータベースと、情報記録媒体の回転により発生する気流の流路を制限する気流循環促進壁とを有している。このとき、気流循環促進壁とモータベースの一部とを密接させることにより、気流循環促進壁およびモータベースから構成される密閉空間を構成している。このとき、密閉空間の内部で、情報記録媒体の回転により発生する気流を循環させる。さらに、密閉空間の内部に、情報記録媒体と回動モータとサスペンションと記録素子および再生素子と駆動手段を包囲する構成としている。
以上の構成によれば、気流循環促進壁の外部で発生した塵埃が、気流循環促進壁の内部に侵入することがなくなる。このため、気流循環促進壁の内部の塵埃の量を大幅に低減することが可能となる。これにより、情報記録媒体の回転で発生した風の流れで、気流循環促進壁の内部の塵埃が、情報記録媒体と、記録素子または再生素子に付着する確率を、大幅に低減することが可能となる。このため、非接触で信頼性が高くかつ簡素な構成で情報記録媒体およびヘッド表面に塵埃の付着のないクリーンな状況に保つことができる。このため、情報記録媒体およびヘッドの相対距離をnmオーダーで安定に保つことが可能となる。このため、安定かつ信頼性の高い記録および再生が可能となる。
なお、例えば、実施の形態2などで説明したように、上記の情報記録媒体は、光学的な記録再生面を有する情報記録媒体であっても良い。また、ディスク記録再生装置は、光束を出射する光源を有していても良い。また、上記の記録素子および再生素子は、情報記録媒体の記録再生面に対向して近接配置され、光源からの光束を用いて、記録又は再生を行う記録素子および再生素子であっても良い。
または、例えば、実施の形態1などで説明したように、上記の情報記録媒体は、磁気記録再生面を有する情報記録媒体であっても良い。また、上記の記録素子および再生素子は、情報記録媒体の磁気記録再生面に対向して近接配置され、磁気を用いて記録または再生を行う記録素子および再生素子であっても良い。
また、実施の形態の防塵装置およびディスク記録再生装置においては、気流循環促進壁は、6面以上の壁面を有し、少なくとも2つ以上の部品より構成されていても良い。
この構成によれば、気流循環促進壁、ディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を容易に組み立てることが可能となる。これにより、部品構成の簡単なディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現できる。さらに、ディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置の組み立て時間を大幅に短縮することが可能となる。
また、実施の形態の防塵装置およびディスク記録再生装置においては、気流循環促進壁の接合部および、気流循環促進壁とモータベースとの接合部に樹脂、ゴムまたはシリコンなどから構成されるシールド材を配置しても良い。
この構成によれば、密閉空間の密閉性を一層向上させることが可能となる。このため、密閉空間への塵埃の侵入を高精度に防ぐことが可能となる。つまり、数十nmの塵埃も遮断することができる。
また、実施の形態の防塵装置およびディスク記録再生装置は、密閉空間の内部に、一つ以上配置された塵埃捕集フィルターを有していても良い。このとき、情報記録媒体の回転で発生した風の流れを用いて、密閉空間の内部の塵埃を、塵埃捕集フィルターで捕集しても良い。
この構成によれば、前記密閉空間の内部に存在する塵埃および前記密閉空間の内部で発生した塵埃を精度よく捕集することができる。
また、実施の形態の防塵装置およびディスク記録再生装置においては、塵埃捕集フィルターは、気流循環促進壁の内壁に固定され、情報記録媒体と可能な限り接近させた構成であっても良い。
この構成によれば、密閉空間内で、塵埃捕集フィルターを精度よく、堅剛にかつ容易に固定できる。また、前記塵埃捕集フィルター前記記録媒体との距離を大幅に近接することが可能となる。このため、情報記録媒体の回転により発生する、気流の流速の速い空間に、塵埃捕集フィルターを配置することができる。このため、気流の内部に含まれる塵埃を、効率的に塵埃捕集フィルターに導くことが可能となる。このため、単位時間当たりの捕集の割合(捕集効率)を大幅に向上させることが可能となる。
また、実施の形態の防塵装置およびディスク記録再生装置においては、駆動手段は、駆動部となるスピンドルモータと、情報記録媒体を保持するとともに回転部となるハブを有していても良い。このとき、キャップおよび固定ねじにより、情報記録媒体をハブの上面に固定しても良い。
この構成によれば、情報記録媒体を、ハブにより、偏芯および面振れが小さく、かつ、高さを精度よく保持することが可能となる。さらに、情報記録媒体を、キャップにより、ハブに押し付けるように挟み込み、ねじの締結力により、数Kgf〜数十Kgfの押し付け力で、精度よく固定することが可能となる。また、ねじの本数を増やすことにより、一層高精度かつ高い押し付け力で、全周にわたりバランスよく、情報記録媒体をハブの上面に固定することが可能となる。これにより、情報記録媒体の回転時に、共振による変位を大幅に低減することができる。このため、共振による情報記録媒体と記録素子または再生素子との衝突を低減することができる。
また、実施の形態の防塵装置およびディスク記録再生装置は、気流循環促進壁の一部分に、呼吸フィルターを有していても良い。
この構成によれば、密閉空間の内部と密閉空間の外部との圧力差を低減し、圧力差による密閉空間および気流循環促進壁の変形および密閉空間の内部の機構部品の変形を防ぐことができる。これにより、気流循環促進壁の内部の寸法関係を維持することができる。また、呼吸フィルターは、塵埃捕集フィルターにくらべ、圧力損失が高く(繊維間隔の密なフィルター)かつ塵埃の捕集効率が高い性能を有する。このため、密閉空間の内部の気圧を調整し、かつ、密閉空間の外部からの塵埃の侵入を遮断できる構成としている。このため、一層、信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することが可能となる。
また、実施の形態の防塵装置およびディスク記録再生装置においては、密閉空間の内部に、サスペンションの保持機構(ランプ)が配置されていても良い。これにより、密閉空間の内部に、サスペンションの退避機能を有していても良い。
この構成によれば、保持機構を含めて、密閉空間の内部に構成することが出来る。このため、ロード、アンロード時に保持機構と前記サスペンションに形成された接触部との摩擦により発生する塵埃も、塵埃捕集フィルターにより捕集することが可能となる。
また、実施の形態の防塵装置およびディスク記録再生装置においては、気流循環促進壁と情報記録媒体との距離は、20μmから5mmの間の距離であっても良い。
この構成によれば、密閉空間の容積を大幅に低減することが可能となる。このため、塵埃を捕集する空間が狭くなることにより、密閉空間に浮遊する塵埃および密閉空間の内部で発生した塵埃の捕集時間を大幅に短縮することが可能となる。また、情報記録媒体の回転により発生する気流の、比較的流速の速い位置に塵埃捕集フィルターを設置することが可能となる。このため、一層、前記密閉空間の内部の塵埃の捕集効率を向上させることが可能となる。さらに、情報記録媒体と気流循環促進壁との距離が狭くなくことにより、情報記録媒体と気流循環促進壁との間を流れる気流が安定し、情報記録媒体の共振が大幅に低減される。このため、記録素子または再生素子と情報記録媒体との相対距離をナノオーダーで正確に確保することができる。これにより、記録素子または再生素子のクラッシュ等の無い信頼性の高いディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置を実現することが可能となる。
なお、塵埃捕集フィルターは、情報記録媒体の中周から外周部に位置させても良い。この構成によれば、流速が速くなるため、より一層、前記密閉空間の内部の塵埃の捕集効率を向上させることが可能となる。
また、実施の形態の防塵装置およびディスク記録再生装置においては、情報記録媒体の外周部と気流循環促進壁との距離は、情報記録媒体の内周部と気流循環促進壁との距離より、一層短くしても良い。
この構成によれば、情報記録媒体の面振れや位置ズレを考慮しても、さらに情報記録媒体と気流循環促進壁との距離を狭くすることができる。これにより、情報記録媒体と気流循環促進壁との間を流れる気流が一層安定する。このため、情報記録媒体の共振が大幅に低減される。
また、実施の形態の防塵装置およびディスク記録再生装置においては、情報記録媒体の外周部と気流循環促進壁の外周部との距離は、10μmから5mmの間の距離であっても良い。
この構成によれば、情報記録媒体の面振れや位置ズレを考慮しても、さらに情報記録媒体と気流循環促進壁との距離を狭くすることができる。これにより、情報記録媒体と気流循環促進壁との間を流れる気流が一層安定する。このため、情報記録媒体の共振が大幅に低減される。
また、実施の形態の防塵装置およびディスク記録再生装置は、密閉空間の内部に、有機ガスを吸収する活性炭および水分を吸収する乾燥剤を有していても良い。
この構成によれば、密閉空間の内部で発生する有機ガスおよび水分、外部から浸入する水分を吸収することが可能となる。このため、情報記録媒体、記録素子および再生への、有機ガスおよび水分の付着を防ぐことが可能となる。
なお、乾燥剤は、呼吸フィルターと、一体にしても良い。この構成によれば、一層効率よく、外部からの水蒸気の侵入を防ぐことが可能となる。
また、実施の形態の防塵装置およびディスク記録再生装置は、ディスク記録再生装置の電源をオンした後および電源をオフした後の数秒〜数十秒の間、情報記録媒体を高速に回転させ密閉空間の内部の塵埃を塵埃捕集フィルターで捕集する塵埃浄化モードを有していても良い。
この構成によれば、記録再生動作の前および動作停止の直前に、密閉空間の内部の塵埃を大幅に低減することとなる。これにより、例えば、磁気ヘッドのクラッシュ、磁気ディスクの記録再生エラー、磁気ヘッドおよびスライダおよび磁気ディスクにキズが発生することによりディスク記録再生装置の記録再生性能が悪化する確率を、大幅に低減することができる。
本発明にかかるディスク記録再生装置の除電装置およびディスク記録再生装置は、非接触で信頼性が高い塵埃捕集構成を実現することで、狭ギャップのディスク記録再生システムに応用でき、大容量の記録が可能なとなるためコンピュータの外部記憶装置等として、映像記録装置や映像再生装置等の用途にも応用できる。さらに、カーナビゲーションシステムや、携帯音楽プレーヤー、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの記憶装置の用途にも応用できる。
具体的な製品分野としては、光ディスクドライブおよびハードディスクドライブのようなディスク記録再生装置の塵埃対策に関する分野(特に、塵埃取り除く技術に関する分野)、SIL方式およびプラズモン方式の記録再生原理を用いた光ディスク記録再生装置の分野、熱アシスト記録原理を用いたハードディスクドライブの分野が挙げられる。
1 半導体レーザ
20 光ディスク
21 相変化記録膜
22 光導波路
23 金属アンテナ
25 ターンテーブル
26 スピンドルモータ
27 モータベース
28 制御回路
29 信号処理回路
30 入出力回路
31 気流循環促進壁
32 密閉空間
33 シールド
37 塵埃捕集フィルタ−
38 乾燥剤
39 呼吸フィルター
40 活性炭(有機ガス捕集フィルター))
50 磁気ディスク
51 磁気ヘッド
52 スライダ
53 サスペンション
54 スイングアーム
55 ボイスコイルモータ
56 FPC
57 ヘッドアンプ
58 回路基板
59 フレーム
60 キャップ
61 固定ネジ
65 ランプ
66 ラッチ
67 ジンバル
68 エンドタップ
69 凸突起
70 ディンプル
71 傾斜面
72 エンドタップ停止面
73 スライダー支持面
74 離脱防止壁
90 ディスク記録再生装置
111 光ディスク装置
112 SIL
112a SIL端面
113 非球面レンズ
114 レンズホルダ
115 集光素子
116 3軸アクチュエータ
128 光学ヘッド
131 レーザダイオード
132 コリメータレンズ
133 アナモフィックプリズム
134 ビームスプリッタ
135 ウォラストンプリズム
136 集光レンズ
138 集光レンズ
137 フォトディテクタ
139 フォトディテクタ
140 サーボ制御系
141 オートパワーコントローラ
142 LDドライバ
143 1/4波長板
144 色収差補正レンズ
145 拡張用レンズ
146 コリメータレンズ
147 光ディスク
147a 記録面
148 スピンドルモータ
151 ギャップサーボモジュール
152 トラッキングサーボモジュール
153 チルトサーボモジュール
154 スピンドルサーボモジュール
160 レンズクリーニング機構
161 クリーニングテープ
163 回転ドラム
164 回転ドラム
165 補助ローラ
166 補助ローラ
180 ディスククリーニング機構
181 支持体
182 クリーニング部材
200 HDD
201 ベース部材
205 スピンドルモータ
207 塵埃捕集フィルター
210 磁気記録媒体
211 記録区域
212 非記録区域
212a 境界領域
212b バンプ領域
213 微細バンプ
215 FPCブラケット
216 FPC
218 ボイスコイルモータ
218a マグネット218a
218b ヨーク
219 ラッチ
220 HSA
221 スイングアーム
223 サスペンション
224 ロードビーム
226 湾曲部(flexure)
228 ディンプル
230 エンドタップ
231 凸突起
237 VCMコイル
245 スライダー
250 ランプ
252 傾斜面
255 エンドタップ停止面
256 離脱防止壁
257 スライダー支持面

Claims (14)

  1. 記録又は再生の少なくともいずれかが行われる光学的な記録再生面を有する情報記録媒体と、前記情報記録媒体を保持して回転駆動する駆動手段と、光束を出射する光源と、前記情報記録媒体の記録再生面に対向して近接配置され前記光源からの光束を用い記録又は再生を行う記録素子および再生素子と、前記記録および再生素子を保持するサスペンションと、前記サスペンションを前記情報記録媒体の記録再生面上で回動させる回動モータと、前記回動モータを保持するモータベースと、前記情報記録媒体の回転により発生する気流の流路を制限する気流循環促進壁とを有し、
    前記気流循環促進壁と前記モータベースの一部とを密接させることにより前記気流循環促進壁および前記モータベースから構成される密閉空間を構成し、
    前記密閉空間の内部で前記情報記録媒体の回転により発生する気流を循環させるとともに、前記密閉空間の内部に前記情報記録媒体と前記回動モータと前記サスペンションと前記記録および再生素子と前記駆動手段を包囲する構成としたことを特徴とするディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置。
  2. 記録又は再生の少なくともいずれかが行われる磁気記録再生面を有する情報記録媒体と、前記情報記録媒体を保持して回転駆動する駆動手段と、前記情報記録媒体の磁気記録再生面に対向して近接配置され磁気を用いて記録または再生を行う記録素子および再生素子と、前記記録および再生素子を保持するサスペンションと、前記サスペンションを前記情報記録媒体の磁気記録再生面上で回動させる回動モータと、前記回動モータを保持するモータベースと、前記情報記録媒体の回転により発生する気流の流路を制限する気流循環促進壁とを有し、
    前記気流循環促進壁と前記モータベースの一部とを密接させることにより前記気流循環促進壁および前記モータベースから構成される密閉空間を構成し、
    前記密閉空間の内部で前記情報記録媒体の回転により発生する気流を循環させるとともに、前記密閉空間の内部に前記情報記録媒体と前記回動モータと前記サスペンションと前記記録および再生素子と前記駆動手段を包囲する構成としたことを特徴とするディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置。
  3. 前記気流循環促進壁は6面以上の壁面を有し、少なくとも2つ以上の部品より構成されることを特徴とする請求項1または請求項2記載のディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置。
  4. 前記気流循環促進壁の接合部および、前記気流循環促進壁と前記モータベースとの接合部に樹脂、ゴムまたはシリコンなどから構成されるシールド材を配置した構成とし、前記密閉空間の密閉性を向上させたことを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3記載のディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置。
  5. 前記密閉空間の内部に一つ以上配置された塵埃捕集フィルターを有した構成とし、前記情報記録媒体の回転で発生した風の流れを用い前記密閉空間の内部の塵埃を前記塵埃捕集フィルターで捕集することを特徴とする請求項1または請求項2記載のディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置。
  6. 前記塵埃捕集フィルターは、前記気流循環促進壁の内壁に固定され、前記情報記録媒体と可能な限り接近させた構成とする請求項1、請求項2または請求項5記載のディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置。
  7. 前記駆動手段は駆動部となるスピンドルモータと前記情報記録媒体を保持するとともに回転部となるハブを有し、キャップおよび固定ねじにより前記情報記録媒体を前記ハブの上面に固定する構成としたことを特徴とする請求項1または請求項2記載のディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置。
  8. 前記気流循環促進壁の一部分に呼吸フィルターを構成し、前記密閉空間の内部と前記密閉空間の外部との圧力差を低減することを特徴とする請求項1または請求項2記載のディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置。
  9. 前記密閉空間の内部に前記サスペンションの保持機構を配置し、前記密閉空間の内部に前記サスペンションの退避機能を有した構成したことを特徴とする請求項1または請求項2記載のディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置。
  10. 前記気流循環促進壁と前記情報記録媒体との距離は20μmから5mmの間とした構成とすることを特徴とする請求項請求項1または請求項2記載のディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置。
  11. 前記情報記録媒体の外周部と前記気流循環促進壁との距離は、前記情報記録媒体の内周部と前記気流循環促進壁との距離より一層短くした構成としていることを特徴とする請求項1または請求項2記載のディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置。
  12. 前記情報記録媒体の外周部と前記気流循環促進壁の外周部との距離は10μmから5mmの間となる構成とする請求項11記載のディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置。
  13. 前記密閉空間の内部に有機ガスを吸収する活性炭および水分を吸収する乾燥剤を有した構成とする請求項1、請求項2または請求項8記載のディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置。
  14. 前記ディスク記録再生装置の電源をオンした後および電源をオフした後の数秒〜数十秒の間、前記情報記録媒体を高速に回転させ前記密閉空間の内部の塵埃を前記塵埃捕集フィルターで捕集する塵埃浄化モードを有することを特徴とする請求項1、請求項2、請求項5記載のディスク記録再生装置の防塵装置およびディスク記録再生装置。
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