JP3130503B2 - 記憶装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、記憶装置に関
し、更に詳しくは、高速および高分解能アクセスを実現
でき、更に小型化が容易となる記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の記憶装置、例えば図６に示すよう
な磁気ディスク装置７００は、支持ばね７０１の先端に
磁気ヘッド７０２を設けた浮動ヘッド機構７０３と、揺
動軸７０４により軸支され前記浮動ヘッド機構７０３を
取り付けるキャリッジ７０５と、磁気ヘッド７０２の反
対側に設けたボイスコイルモータ７０６とを備えてい
る。ボイスコイルモータ７０６に通電することにより、
揺動軸７０４を中心として磁気ヘッド７０２が揺動す
る。磁気ヘッド７０２は、回転する磁気ディスク７０７
上で浮上する。

【０００３】ところで、現在では記憶装置における単位
面積当たりの記録密度が加速度的に上昇している。近年
では、約６０％程度まで達し、これに伴い高速および高
分解能アクセスを可能とするヘッド位置決め機構が要求
されている。これらの要求に対し、例えばボイスコイル
モータを２つ用いることでピポット軸に作用する並進力
を減少させる技術や、粗動・微動の２段アクチュエータ
を用いる技術がなどが開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高速お
よび高分解能アクセスを実現するにあたり、上記従来の
記憶装置では、シーク反力により装置全体が振動し、シ
ーク時間を増大させるという問題点があった。また、図
６に示すような揺動型の記憶装置では、軸受けのガタや
非線形挙動により位置決め精度が低下するという問題点
があった。

【０００５】また、一般に記憶装置では、高速シークお
よび高精度フォローイングを実現するため、シーク制御
系とフォローイング制御系とを切り換えて用いている。
しかし、これら制御系の切り換えによりタイムロスが発
生し、位置決め時間が増大するという問題点があった。

【０００６】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであって、高速および高分解能アクセスを実現で
きるコンパクトな記憶装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項に係る記憶装置は、記憶媒体にデータを記
録し且つ記憶媒体に記録したデータを再生するヘッド部
と、前記ヘッド部を保持し当該ヘッド部に負荷荷重を与
えるサスペンションアームと、前記サスペンションアー
ムを保持すると共に、揺動軸部にて支持された回転支持
体と、一端固定他端自由とした梁部を双方向に形成する
と共に当該梁部毎に圧電体を設けた駆動部を備えたもの
である。

【０００８】ヘッドを備えるサスペンションアームは、
記憶媒体の回転時に前記サスペンションアームのバネ定
数から得られる負荷荷重と浮上力との均衡を得られるよ
うに、形状および材質を選択し、バネ定数を設定する。
これにより、記憶装置の記録再生時には、エアベアリン
グ効果から、記録媒体の回転によりヘッドの浮上力を得
て前記記憶媒体と前記ヘッドとの浮上隙間を生じさせ、
記憶媒体内のデータの読取又は書き込みが行われる。

【０００９】回転支持体は、揺動軸を介して保持する前
記サスペンションアーム揺動及び支持し、サスペンショ
ンアーム先端部の備えたヘッド部の記憶媒体上の走査を
行う。

【００１０】駆動部は、設けられた梁部の振動にて、ヘ
ッドの駆動し記憶媒体上の走査を行う。駆動部の梁部に
は、圧電体を設けて当該圧電体に電圧を印加する事で前
記梁部の振動を誘起する。梁部は、ヘッドを備えたサス
ペンションアームを保持する回転支持体に接しており、
振動した梁部が回転支持体に駆動力成分を伝達すること
で、サスペンションアームと共にヘッドの移動を可能と
する。係る梁部を双方向に設けておけば、ヘッドを記憶
媒体上の双方向に走査出来、任意の領域にヘッドの位置
決めが行える。更に梁部には、共振周波数の電圧を印加
し、この周波数や梁部の振幅の条件により制御し、ヘッ
ドの移動速度や分解能を決める。

【００１１】このヘッドの駆動部は、梁部とサスペンシ
ョンアームを保持する前記回転支持体との間に一定与圧
下で接触する構成とし、回転支持体の軸受けのガタや非
線型挙動を回避する。

【００１２】梁部の動作原理は上記の通りであって、こ
の梁部によればヘッド部の微小移動を行うことができ
る。従って、本発明による記憶装置は、ヘッド部の粗動
を行うシーク動作と微動を行うフォローイング動作を伴
う高速かつ高分解能アクセスを確実に実現できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。

【００１４】（実施の形態）図１は、この発明の実施の
形態に係る磁気ディスク装置を示す概略組立図である。
図２は、図１に示した位置決め機構部を示す斜視図であ
る。この磁気ディスク装置１００は、磁気ディスク１１
を回転させるスピンドル機構１と、磁気ヘッド２１の位
置決めを行う運動機構を有する。前記スピンドル機構１
と位置決め機構２とはベース３に組み込まれる。

【００１５】スピンドル機構１は、ベース３に組み込ん
だＤＣモータの回転軸１２に磁気ディスク１１をボルト
止めした構造である。磁気ディスク１１は、ディスク基
盤表面に酸化物を塗布して磁気記録層を構成したもの、
磁性体をスパッタしたもののいずれでもよい。磁気ディ
スク１１の磁性層としては、薄く且つ抗磁力が高いも
の、磁性体の粒子が細かく表面が均一なものが好まし
い。

【００１６】磁気ヘッド２１には、フェライトヘッド、
ＭＩＧ（Metal In Gap）ヘッド、薄膜ヘッド、ＭＲ
（Magneto Resistive）ヘッド、又はＧＭＲ（Giant M
agnetoResistive）ヘッドのいずれを用いても良い。な
お、磁気ヘッド２１の代わりに、近視野光を用いたヘッ
ドを用いてもよい。

【００１７】駆動部３０は、図２で示すように駆動部３
０に設けられた梁部３１，３２とサスペンションアーム
を保持する回転支持体２６端部との間に、サスペンショ
ンアーム２４が揺動時においても常に、駆動部３０の梁
部３１、３２と一定与圧下で接触する様な構成になって
いる。この為、回転支持体２６に設けられている揺動軸
２７の軸受けガタや非線型挙動の回避し、高精度な磁気
ヘッド２１の走査が可能となる構造が得られることとな
る。磁気ヘッド２１の走査は、駆動部３０に設けられた
梁部３１，３２の振動による駆動力を、磁気ヘッド２１
を備えたサスペンションアーム２４を保持する回転支持
体２６の回転する接線方向、例えば図中矢印A又はB方向
に伝達し、揺動軸２７を介して、サスペンションアーム
２４の先端に備わっている磁気ヘッド２１を移動制御し
行われる。

【００１８】図３で示すサスペンションアーム２４は、
磁気ヘッド２１を保持するジンバルバネ２２と当該ジン
バルバネ２２を保持するロードバネ２３からなる。磁気
ヘッド２１は、ヘッドスライダ２５に取り付けられてい
る。浮上ヘッド機構は、磁気ヘッド２１とサスペンショ
ンアーム２４よりを構成される。 サスペンションアー
ム２４は、回転支持体２６に取り付ける。

【００１９】図４で示す駆動部３０の回転支持体２６に
接する面には、一端自由他端固定とした梁部３１、３２
が双方向に形成される。梁部３１、３２の形成方向は、
磁気ヘッド２１の揺動する円弧軌跡の接線方向から求
め、梁部３１、３２が互いに双方向に向かい合うこと
で、磁気ヘッド２１が記憶媒体上に任意方向に走査出来
る配置とする。梁部３１、３２は、エッチング等のフォ
トファブリケーション技術を用いて形成する。非機械加
工プロセスを用いることで、加工形成時に発生する変
形、応力および機械的ストレスを排除でき、機能および
再現性が安定する。また、図４に示すように、梁部３
１、３２の回転支持体２６に接する反対面にはそれぞれ
圧電素子３３、３４が展着してある。

【００２０】前記圧電素子３３、３４は、印加された電
圧に応じて応力ないし変位を生じ、印加電圧の周波数に
より共振現象を生じさせ、加えられた圧力に応じて電圧
が発生する特性を示す材料である。本例の圧電素子３
３、３４には、圧電定数の高い薄膜ジルコンチタン酸鉛
を用いてある。また、チタン酸バリウム、ニオブ酸リチ
ウムやジルコンチタン酸鉛などを用いても良い。また、
これら圧電セラミックスの代わりに、傾斜機能材料やリ
チウムナイオベートを用いることもできる。

【００２１】圧電素子３３、３４は、薄膜形成プロセス
によって形成する。大量生産に適するためである。ま
た、梁部３１、３２のサイズが小さいので製作が容易に
なるためである。なお、梁部３１、３２と圧電素子３
３、３４とを接着により一体化するようにしてもよい。
この際の接合界面は、非常に薄く硬いこと、強靱である
こと、また、接着後における共振周波数付近の抵抗値が
小さいことが条件となる。例えば接着剤には、ホットメ
ルトおよびエポキシ樹脂に代表される高分子接着材を用
いる。なお、上記梁部３１、３２は、１枚の圧電素子３
３、３４を用いるユニモルフ型であるが、２枚の圧電素
子を用いるバイモルフ型、４枚以上の圧電素子を用いる
マルチモルフ型を用いても良い。また、梁部３１、３２
の形状は、図４に示すような平面Ｌ字形状に限定されな
い。例えば梁部先端に山部や突起部を設けたり、くびれ
部を持つような形状にしてもよい。

【００２２】電源は、配線や図２で示すフレキシブル基
板２２を介して前記圧電素子３３、３４に電力を供給し
制御する。磁気ヘッド２１のシーク・フォローイング制
御部は、磁気ヘッド２１からのサーボ信号に基づき、前
記供給電圧を制御する。

【００２３】つぎに、この磁気ディスク装置１００の動
作について説明する。まず、梁部単位の動作原理を図５
に示す。圧電素子３３、３４に特定周波数の駆動電圧を
印加することにより、当該圧電素子３３、３４が図中矢
印Ａ方向に伸縮する。この伸縮により梁部３１、３２が
図中矢印Ｂ方向に振動する。梁部３１、３２が振動する
と、当該梁部３１、３２の先端がヘッド部を備えたサス
ペンションアームを保持する回転支持体２６接触部に駆
動力を伝達する。接触方向は、回転支持体端部に対して
垂直ではなく、図中矢印Ｃの示す方向である。また、回
転支持体２６は、回転支持軸を介して固定されているか
ら、その横方向の力成分Ｃｈの反力により回転支持体の
回転軌跡の接線方向に一致することで回転支持体の保持
するサスペンションアームの回転移動が誘起され、これ
により磁気ヘッド２１が横方向に移動する。また、特定
周波数は、梁部３１、３２の寸法、形状に応じた固有振
動数に合致させる。共振周波数近傍に設定すれば梁部３
１、３２の最大振幅が得られるからである。

【００２４】この共振周波数近傍にて、周波数制御を行
うことで、ヘッドの移動速度が可能となる。当該梁部３
１、３２に供与する周波数を制御する因子として扱えば
シーク動作及びフォローイング動作の共用が容易に可能
となる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の記憶装
置は、一端固定他端自由とした梁部を双方向に形成する
と共に当該梁部毎に圧電体を設け、前記梁部を振動させ
て当該梁部とヘッド部に連結した部材とを接触させるこ
とにより前記ヘッド部を直接駆動する構成としたので、
シーク制御とフォローイング制御との切り換えが不要に
なり、切り換えによるタイムロスを減少でき、シーク動
作およびフォローイング動作を効率よく行うことができ
る。また、ヘッドを走査する駆動部が、ヘッドと連結し
た部材の回転支持体と一定与圧下で接する構成で、駆動
部からの振動を伝達してヘッド部を駆動制御する為、回
転支持体のガタや非線型挙動を回避し、ヘッドの微細な
移動が可能となり、ヘッド部位置決め精度が高くなる。

【００２６】以上のことから、ヘッドの高速かつ高分解
能アクセスを実現でき、更に前記ヘッド駆動部の梁部は
微小形状で構成できる事から、小型化が容易な記憶装置
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係る磁気ディスク装
置を示す概略組立図である。

【図２】図１に示した位置決め機構部分を示す斜視図で
ある。

【図３】図１に示した駆動部分を示す斜視図である。

【図４】ジンバルバネを示す図である。

【図５】梁部単位の動作原理を示す説明図である。

【図６】従来の磁気ディスク装置の構造を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１００ 磁気ディスク装置 １ スピンドル機構 １１ 磁気ディスク １２ 回転軸 ２ 位置決め機構 ２１ 磁気ヘッド ２２ ジンバルバネ ２３ ロードバネ ２４ サスペンションアーム ２５ ヘッドスライダ ２６ 回転支持体 ２７ 揺動軸 ３０ 駆動部 ３１、３２ 梁部 ３３、３４ 圧電素子 ３５ フレキシブル基板 ３ ベース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 陽子 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セイコーインスツルメンツ株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−31871（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 21/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記憶媒体にデータを記録し且つ記憶媒体
   に記録したデータを再生するヘッド部と、前記ヘッド部
   を保持し当該ヘッド部に負荷荷重を与えるサスペンショ
   ンアームと、前記サスペンションアームを保持すると共
   に、揺動軸部にて支持された回転支持体と、一端固定他
   端自由とした梁部を双方向に形成すると共に当該梁部毎
   に圧電体を設けた駆動部を備え、前記梁部を振動させる
   ことにより、前記ヘッド部に連結した前記回転支持体を
   介して、記憶媒体上を前記ヘッド部が走査する構成とし
   たことを特徴とする記憶装置。