JP3206942B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッドによって磁
気記録媒体にデータを記録したり、磁気記録媒体に記録
したデータを読み出したりする磁気ヘッドをローディン
グさせて浮上させるローディング機構を備えた磁気ディ
スク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は磁気ディスク装置の一例を示す斜
視図である。図３において５はディスクでディスク５は
スピンドルモータ(図示せず)によって高速に回転する。
１はアーム、２は板バネによって構成されアーム１に取
り付けられたフレクシャ、３はフレクシャ２に固定され
たジンバルでジンバル３には磁気ヘッド４が固定されて
いる。磁気ヘッド４は負圧型の磁気ヘッドで、磁気ヘッ
ド４の浮上面には、正圧を発生するコ字型の浮上レール
とコ字に囲まれ負圧を発生する凹部が設けられている。
上記に用いられているフレクシャおよびジンバルおよび
磁気ヘッドを図４に示す。図４において２は金属板から
なるフレクシャでフレクシャのアーム固定部分にはマウ
ント部材２aが固定されておりネジあるいはかしめ等に
よってアームに固定される。２bはサイド曲げ部であ
る。またマウント部材２aの固定部分のはロの字状の穴
空き部２dが形成されこの部分でフレクシャ２は矢印２e
の方向に曲げられており、磁気ヘッドがディスク上に浮
上すると磁気ヘッドにディスクから遠ざかる方向に荷重
が作用するようになっている。そして穴空き部２dの大
きさによって磁気ヘッドに作用する荷重値を設定してい
る。またフレクシャ２の先端にはコの字状の開口部２c
が形成されておりこの開口部２cにジンバル３が固定さ
れる。ジンバル３は薄い金属板を切り出して作られてい
る。ジンバル３はほぼ中心より４本の枝が放射状に延び
た形状をしており、４本の枝にそれぞれにくびれ部３
c，３d，３e，３fが設けられている。そしてくびれ部３
e，３fの設けられた枝の先端は枠部３aで結合され枠部
３aはフレクシャ２の開口部２cに固定される。またくび
れ部３c，３dの設けられている枝の先端部に設けられた
接着部３bは磁気ヘッド４の浮上面とは反対の面に設け
られた溝部４iをまたぐようにして固定される。このよ
うに形成されたフレクシャ２、ジンバル３は磁気ヘッド
４が浮上している時は以下のような動作をする。磁気ヘ
ッド４がディスク面と垂直な方向に変位するとフレクシ
ャの穴空き部２dの付近がたわみ、また磁気ヘッド４が
ピッチングあるいはローリングをするとジンバル３のく
びれ部３c，３d，３e，３fがねじれる。このようにして
磁気ヘッド４はディスクの面振れ振動に追従しながら浮
上することになる。次に磁気ヘッド４のローディング動
作について図５を用いて説明する。ディスク５の回転が
停止している時は、磁気ヘッド４はディスク５から離れ
て配置されている(図５(a))。ディスク５がスピンドル
モータ(図示せず)によって起動回転され、ディスク５の
回転数が定常回転になった後に、図５(b)のようにフレ
クシャ４をフレクシャ押圧部材６でディスク５の方へ移
動させ磁気ヘッド４をディスク５の方へ変位させる。さ
らにフレクシャ４を変位させると磁気ヘッド４は磁気ヘ
ッド４に発生する正圧と負圧とフレクシャ２に設定され
た荷重とが釣り合った状態で浮上する(図５(c))。一方
アンロードする時にはディスク５の回転数が遅くなって
磁気ヘッド４に発生する正圧と負圧とフレクシャ２の荷
重との釣合がとれなくなった時に磁気ヘッド４はディス
ク５から離れて図５(a)の状態にもどる。磁気ディスク
装置においてディスクの回転数は、データ処理回路の処
理時間とディスクに記録できるデータの記録密度によっ
て決定され通常は3600［rpm］から4500［rpm］の回転数
に設定されている。このような磁気ディスク装置におい
て磁気ヘッド４がディスク５と接触せずに浮上するため
には、磁気ヘッド４のディスク面に対する傾きの角度が
ある範囲内になるように配置されている。このようにす
ると、磁気ヘッド４がディスク５に近づく際に空気流に
よって磁気ヘッド４の浮上面に正圧力が発生し、この正
圧力によって磁気ヘッド４の傾きがディスク面とほぼ平
行になるように矯正される。従って磁気ヘッド４はディ
スク５に接触することなく浮上するわけである。

【０００３】ローディング時の磁気ヘッド４の傾きを図
６に示すようにディスク５の表面に生じる空気流領域で
最大となる磁気ヘッド４はディスク５との角度、すなわ
ちピッチング角度をθP°、ローディング角度をθR°と
定義したときに、例えばディスク５の回転数が3600［rp
m］で、3.5インチのディスクの外周付近でローディング
する磁気ディスク装置の場合には、磁気ヘッド４がディ
スク５と接触せずに浮上するピッチング角度θPとロー
リング角度θRは例えば図７に示す範囲になるように設
定されている。図７において、磁気ヘッドがディスクと
接触せずに浮上できる磁気ヘッドの傾き角度は線分ｋｌ
ｍｎｏｐで囲まれた範囲である。このように磁気ヘッド
がディスクと接触しない磁気ヘッドの角度はピッチング
角度θPが大きくなるとローリング角度θRの範囲がしだ
いに狭くなるようになっている。しかしこのような角度
の範囲を規制するには困難であるので、実際には線分ｑ
ｒｓｔで囲まれた角度範囲になるように磁気ヘッドの傾
きの角度を規制している。しかしながらこの角度の範囲
を満足するように磁気ディスク装置を組み立てるために
は、例えばフレクシャ２，ジンバル３の平面精度、アー
ム１のフレクシャマウント面の高さ精度、ディスク５の
高さ精度など磁気ディスク装置に使用される種々の部品
の加工精度を非常に厳しく規制する必要があり、また組
立の際にも非常に慎重に組み立てる必要があった、この
ために加工や組立のためのコストが非常に高くなり、歩
留まりも悪かった。また部品精度を厳しくしても非接触
でローディングする磁気ヘッド４の角度には余裕がな
く、振動等の外乱が発生すると磁気ヘッド４とディスク
５とが接触しデータを破壊してしまう場合等の問題があ
った。本発明は上記従来の問題点を解決しようと言うも
のであって、従来の同じ部品を使用しても、部品の加工
精度，組立精度を緩めることができ、しかも非接触でロ
ーディングする磁気ヘッド４の角度に余裕があり外乱等
の振動にも強く低コストの磁気ディスク装置を提供する
ことを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、起動時において前記スピンドルモータを
ある回転数で回転し、次に前記フレクシャ押圧部材によ
って前記フレクシャを押し下げ、前記負圧型磁気ヘッド
の磁気記録媒体表面からの距離を減少させ、前記負圧型
磁気ヘッドをある浮上量で浮上させ、しかる後に前記浮
上量をほぼ同等に保ったまま前記スピンドルモータの前
記回転数を減少させて定常動作時の回転数とするもので
ある。

【０００５】

【作用】この方法により、磁気記録媒体面に生じる空気
流を大きくすることができ、磁気ヘッドにより大きな正
圧力を発生することができるので、ローディング時に磁
気ヘッドが磁気記録媒体に接触しない磁気ヘッドの角度
(ピッチング角度θP，ローリング角度θR)の範囲が非常
に広くなる。

【０００６】

【実施例】本発明の磁気ディスク装置の構成は従来例と
同じ図３であるので説明は省略する。本発明の一実施例
における磁気ディスク装置の起動時のシーケンスを図１
のタイムチャート図を用いて説明する。図１(a)は磁気
ヘッドの変位の時間変化を示した図でＸ１はアンロード
状態、Ｘ２は浮上状態を示している。図１(b)はディス
クの回転数の時間変化を示した図である。時間Ｔ１にお
いて磁気ディスク装置の電源がオンされると、スピンド
ルモータ(図示せず)はあらかじめ設定された回転Ｒｅｖ
１で起動回転しディスク５もＲｅｖ１［rpm］で回転す
る。アンロード状態では磁気ヘッド４はディスク５から
Ｘ１の距離にある。時間Ｔ２でローディング動作は開始
され、フレクシャ押圧部材６でフレクシャ２を変化させ
磁気ヘッド４をディスク５に変位させる。時間の経過と
ともに磁気ヘッド４はディスク５に近づく方へ変位し、
時間Ｔ３の時点で磁気ヘッド４はディスク５に浮上す
る。時間Ｔ４の時点でディスク５の回転数はＲｅｖ２
［rpm］に減速され時間Ｔ４以後は定常動作を行う。

【０００７】図２は非接触でローディング可能な磁気ヘ
ッドの角度(ピッチング角度θP，ローリング角度θR)の
範囲で本発明の実施例と従来例とを比較したグラフであ
る。従来例の場合は起動後ディスクの回転数が定常回転
数3600［rpm］になった後にローディング動作を行って
おり、本実施例の場合には定常状態の回転数をＲｅｖ２
＝3600［rpm］、起動時の回転数はＲｅｖ１＝7200［rp
m］と設定してローディング動作を行っている。実験で
使用した磁気ディスク装置のディスクのサイズは3.5イ
ンチでローディング動作はディスクの外周付近で行って
いる。従来例の場合、ローディング動作時に接触しない
磁気ヘッドの傾きの角度は線分ｋｌｍｎｏｐで囲まれた
範囲である。一方本実施例の場合には接触しない磁気ヘ
ッドの傾きの角度は線分ａｂｃｄｅｆで囲まれた範囲に
なり、従来例と比較して範囲が広がることが分かる。従
って実際に規制する磁気ヘッドの傾きも従来例の場合線
分ｑｒｓｔで囲まれた範囲であったのに対して本実施例
の場合には線分ｇｈｉｊで囲まれた範囲になり、ピッチ
ング角度θPおよびローリング角度θRがそれぞれほぼ２
倍に広がったことが分かる。図２においてピッチング角
度がθP＜0.1の方向には非接触範囲が広がっていない
が、これはピッチング角度がθP＜0.1の場合には磁気ヘ
ッドに正圧力がほとんど発生しないためである。本発明
の実施例ではＲｅｖ１＝7200［rpm］であったが、非接
触でローディング可能な磁気ヘッドの角度の範囲はロー
ディング時の回転数にほぼ比例するため、Ｒｅｖ２の大
きさによって非接触でローディング可能な磁気ヘッドの
角度の範囲を変えることができる。また定常回転での回
転数Ｒｅｖ１は、発信回路からの信号と正確に同期させ
て回転させる必要があるが、ローディング中の回転数は
正確に回転させる必要はないために正確な発信回路も必
要ない。また一般にスピンドルモータは発信回路から信
号を与えなくても、負荷に応じた回転数まで起動回転で
きるので、回転数Ｒｅｖ１のために特別な発信回路を設
けなくても実現可能である。また通常の磁気ディスク装
置に使用されているスピンドルモータの軸受けには転が
り玉軸受けが使用されているが、起動時の回転数をさら
に大きくしようとした場合、玉軸受けの摩耗が激しくな
り、スピンドルモータの寿命が短くなることが考えられ
るが、空気や磁性流体等を使用した流体軸受けを使用す
ることによって摩耗の問題はなくなり、また回転負荷を
軽減できるため起動時の回転数をさらに大きくすること
が可能である。一方磁気ディスク装置を起動し定常動作
が行えるまでの時間は短い方がよい、すなわち図１のタ
イムチャートにおいて時間Ｔ１から時間Ｔ４までの時間
は短い方がよい。また磁気ヘッド４がディスク５と接触
せずに浮上する磁気ヘッド４の傾き角度の範囲を確実に
確保するためには時間Ｔ３は時間Ｔ４よりも小さいこと
が望まれる。このような問題を解決するためにディスク
５のローディング領域にローディング確認信号を予め記
録しておき、浮上したことを確認した後すぐにディスク
の回転数をＲｅｖ２［rpm］に減速させればよい。以上
のように本実施例によれば、起動時のディスクの回転数
を定常回転数よりも大きくし、磁気ヘッドのローディン
グ動作中のディスクの回転数を定常回転数より大きくし
たので、磁気ヘッドがディスクと接触せずに浮上可能な
磁気ヘッドの角度の範囲を従来よりも広くできるため
に、従来と同じ部品を使用しても、部品の加工精度、組
立精度を緩めることができ、低コスト化が図れる。しか
も非接触でローディングする磁気ヘッド４の角度に余裕
があり外乱等の振動にも強い磁気ディスク装置を実現す
ることができる。

【０００８】

【発明の効果】本発明は上記実施例から明らかなよう
に、起動時において前記スピンドルモータをある回転数
で回転し、次に前記フレクシャ押圧部材によって前記フ
レクシャを押し下げ、前記負圧型磁気ヘッドの磁気記録
媒体表面からの距離を減少させ、前記負圧型磁気ヘッド
をある浮上量で浮上させ、しかる後に前記浮上量をほぼ
同等に保ったまま前記スピンドルモータの前記回転数を
減少させて定常動作時の回転数とするので、ローディン
グ時には磁気記録媒体面に生じる空気流を大きくするこ
とができ、磁気ヘッドにより大きな正圧力を発生するこ
とができるので、ローディング時に磁気ヘッドが磁気記
録媒体に接触せずに浮上可能な磁気ヘッドの角度の範囲
を従来よりも広くできるために、従来と同じ部品を使用
しても、部品の加工精度、組立精度を緩めることがで
き、低コスト化が図れる。しかも非接触でローディング
する磁気ヘッドの角度に余裕があり外乱等の振動にも強
い磁気ディスク装置を実現することができるという効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における磁気ディスク装置の
起動時のシーケンスを示すタイムチャートである。

【図２】本発明の一実施例と従来例とを比較した磁気ヘ
ッドが磁気記録媒体と接触せずに浮上するピッチング角
度およびローリング角度を示すグラフである。

【図３】本発明および従来例の磁気ディスク装置の一例
を示す斜視図である。

【図４】図３に示した磁気ディスク装置に用いられてい
るフレクシャ，ジンバル，磁気ヘッドを示す斜視図であ
る。

【図５】磁気ヘッドの移動方法を説明する側面図であ
る。

【図６】磁気ヘッドのローディング方法を説明する斜視
図である。

【図７】従来例における磁気ヘッドが磁気記録媒体と接
触せずに浮上するピッチング角度およびローリング角度
を示すグラフである。

【符号の説明】

１…アーム、 ２…フレクシャ、 ３…ジンバル、 ４
…磁気ヘッド、 ４i…溝部、 ５…ディスク、 ６…
フレクシャ押圧部材。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気記録媒体を回転させるスピンドルモ
   ータとフレクシャにジンバルを介して取り付けた負圧型
   磁気ヘッドと、前記フレクシャを前記磁気記録媒体の方
   に移動させるためのフレクシャ押圧部材とを有し、前記
   フレクシャ押圧部材によって前記磁気記録媒体に近づけ
   て、前記磁気記録媒体上に前記磁気ヘッドを浮上させる
   ローディング機構を備えた磁気ディスク装置であって、起動時において前記スピンドルモータをある回転数で回
   転し、次に前記フレクシャ押圧部材によって前記フレク
   シャを押し下げ、前記負圧型磁気ヘッドの磁気記録媒体
   表面からの距離を減少させ、前記負圧型磁気ヘッドをあ
   る浮上量で浮上させ、しかる後に前記浮上量をほぼ同等
   に保ったまま前記スピンドルモータの前記回転数を減少
   させて定常動作時の回転数とする ことを特徴とする磁気
   ディスク装置。