JP3264546B2 - アクチュエータロック機構及びこれを用いた記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報記録媒体（以下
「ディスク」という）上で情報の記録再生を行う記録再
生ヘッド（以下「ヘッド」という）を、ディスク上の任
意の位置に位置決めするアクチュエータにおいて、非動
作時にヘッドをディスク上の記録されない領域（以下
「ＣＳＳゾーン」という）に固定するためのアクチュエ
ータロック機構及びこれを用いた記録再生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、記録再生装置、とりわけ、磁気デ
ィスク装置においては、小型で大容量な装置に対する要
望が高まっている。最近の技術開発の結果として、トラ
ック密度（ディスク半径方向の密度）及びビット密度
（ディスク周方向の密度）の向上による高記録密度化が
実現され、磁気ディスク装置は、ラップトップ型、ノー
トブック型などの持ち運びに便利なパーソナルコンピュ
ータの記憶装置として注目されている。

【０００３】これにともない、小型でかつヘッドの高速
・高精度なアクセスが可能で、さらに、装置の電源を落
として持ち運ぶ際に生じる外部からの衝撃等によっても
ヘッドがディスク上のＣＳＳゾーンから外れることがな
いように固定しておくことが可能なアクチュエータを提
供するための試みが盛んに行われている。

【０００４】図８は、従来の磁気ディスク装置における
アクチュエータロック機構の概略を示したものである。
ヘッドをディスクの所定の位置へ移動させるため、一端
にヘッド（図示省略）を支持し、他端に駆動コイル１０
１を保持するためのフレーム１０２を有するキャリッジ
アーム１０３と、駆動コイル１０１及び駆動コイル１０
１を挟み込むように対向して設けられる永久磁石１０４
及びヨークプレート１０５，１０６からなる磁気回路を
有するボイスコイルモータから構成されるアクチュエー
タが設けられている。キャリッジアーム１０３は軸回り
に回動自在に設けられており、このキャリッジアームが
回動することにより、ヘッドがディスク上の所定の位置
に位置決めされるようになっている。最近のアクチュエ
ータロック機構は、可能な限り部品点数を少なくするた
めに、キャリッジアームを駆動するボイスコイルモータ
の磁気回路を構成する永久磁石１０４の漏れ磁束を用
い、キャリッジアーム１０３上の駆動コイル１０１を保
持するフレーム１０２の先端に磁性材からなるピン１０
７を取り付け、このピン１０７を上記した漏れ磁束によ
り生じる磁力により吸引することによって、キャリッジ
アーム１０３を所定の位置に固定することにより、ヘッ
ドをディスク上のＣＳＳゾーンに固定する、いわゆるマ
グネットロック方式が採用されている。特に、アクチュ
エータの非動作時には、上記したピン１０７の近傍にお
ける漏れ磁束を有効に発生させる必要があり、図に示す
ように、非動作時のピン１０７のロック位置近傍におけ
る永久磁石１０４をキャリッジアーム１０３に突出部１
０８を設けている。

【０００５】ところで、このような方法により、外部か
らの衝撃によってもヘッドがディスク上のＣＳＳゾーン
から外れることがないように固定しておくためには、あ
る程度のロック強度が必要となる。このロック強度を向
上させるためには、永久磁石１０４から発生する漏れ磁
束により生じる磁気吸引力の強さとキャリッジアーム１
０３の回動中心からロック位置までの距離の積で与えら
れるロックトルク力を大きくする必要がある。このロッ
クトルク力を大きくするためには、上記した永久磁石１
０４の突出部１０８の体積を大きくして磁気吸引力を強
化するか、ロック位置をキャリッジアーム１０３の回動
中心から遠ざけるべく、そのフレーム１０２を長くする
必要がある。

【０００６】しかし、キャリッジアーム１０３のフレー
ム１０２を長くすると、キャリッジアーム１０３の慣性
モーメントが大きくなることから、ヘッドの高速かつ高
精度なアクセスが困難となるとともに、キャリッジアー
ム１０３自体の大型化により、装置の小型化の要請に反
することになる。また、永久磁石１０４の突出部１０８
の体積が増すと、ヘッドをＣＳＳゾーンに固定しておく
際のロック強度を高めることはできるが、漏れ磁束が生
じる領域も拡大するため、ヘッドを記録領域に移動させ
る際に、キャリッジアーム１０４を固定位置に戻そうと
する磁気吸引力が作用してしまう。また、ヘッドがＣＳ
Ｓゾーンに近い記録領域上にあるうちから、同様に磁気
吸引力が作用してしまう。即ち、ロックの切れが悪くな
る。通常のアクチュエータ制御においては、制御系の構
成を複雑化させないために、ヘッドが記録領域上にある
場合のキャリッジアーム１０４の駆動力を一定に維持す
ることが要求されている。しかしながら、上記したよう
に、ロックの切れが悪いものにあっては、ヘッドが記録
領域上にあるうちに外力が作用することになり、このよ
うな影響を考慮する必要性から、制御系が複雑化すると
ともにヘッドの高速かつ高精度な位置決めが困難になる
おそれがある。

【０００７】このように、従来のアクチュエータロック
機構では、これ以上ロック強度を高めようとすると装置
が大型化したり、ロックの切れが悪くなり、ヘッドの高
速かつ高精度な位置決めが困難になることから、記録密
度の向上に対する障害となる。一方、ロック強度を高め
られなければ外部からの衝撃等に対する信頼性の高い装
置の構築は困難である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のアクチュエータロック機構を用いた記録再生装置
にあっては、これ以上ロック強度を高めようとすると装
置が大型化したり、ロックの切れが悪くなり、ヘッドの
高速かつ高精度な位置決めが困難になることから、記録
密度の向上に対する障害となる等の問題があった。

【０００９】そこで、本発明では上記問題を解決し、装
置を大型化させずにロック強度を高めることができ、か
つ、ロックの切れが良くヘッドの高速かつ高精度な位置
決め機能を損なわないアクチュエータロック機構及びこ
れを用いた記録再生装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、情報記録媒体上に情報の記録再生を行
う記録再生ヘッドを前記情報記録媒体の所定の位置に位
置決めする機能を備えたアームに設けられる第１の磁性
部材と、前記アームを駆動するための駆動手段を構成す
る永久磁石と、前記アームの非動作時に、前記第１の磁
性部材を前記永久磁石の漏れ磁束による磁気吸引力によ
り所定位置に固定するため、前記第１の磁性部材を吸引
する方向に前記永久磁石の漏れ磁束を導くことが可能な
位置に設けられる第２の磁性部材とからなることを特徴
とするアクチュエータロック機構、及び前記アームの非
動作時に、前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材と
の間には、所定の間隙が存在することを特徴とする上記
アクチュエータロック機構、並びに、情報記録媒体と、
この情報記録媒体を保持する回転手段と、前記情報記録
媒体上に情報の記録再生を行う記録再生ヘッドと、この
記録再生ヘッドを前記情報記録媒体の所定の位置に位置
決めする機能を備えたアームと、このアームに設けられ
る第１の磁性部材と、前記アームを駆動するための駆動
手段を構成する永久磁石と、前記アームの非動作時に、
前記第１の磁性部材を前記永久磁石の漏れ磁束による磁
気吸引力により所定位置に固定するため、前記第１の磁
性部材を吸引する方向に前記永久磁石の漏れ磁束を導く
ことが可能な位置に設けられる第２の磁性部材とを有す
ることを特徴とする記録再生装置を提供するものであ
る。

【００１１】

【作用】上記した本発明の構成によれば、情報記録媒体
上に情報に記録再生を行う記録再生ヘッドを前記情報記
録媒体の所定の位置に位置決めする機能を備えたアーム
の非動作時に、アームに設けられた第１の磁性部材を、
アームを駆動するための駆動手段を構成する永久磁石の
漏れ磁束による磁気吸引力により所定位置に固定するこ
とができる。その際、第１の磁性部材を吸引する方向に
前記永久磁石の漏れ磁束を導くことが可能な位置に第２
の磁性部材を設けることにより、第１の磁性部材のロッ
ク位置近傍の磁束密度を高めることができるため、特に
ロック位置近傍の磁気吸引力を高めることができる。一
方、永久磁石の体積を増加させないので、漏れ磁束が生
じる領域が拡大することがなく、ロックの切れが悪くな
ることもない。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例について、図面を参照しつつ
詳細に説明する。ここでは、記録再生装置の一例とし
て、磁気ディスク装置に関する実施例について説明する
が、本願発明は、この場合な限られず光ディスク等の他
の記録再生装置にも適用が可能である。

【００１３】図７は、本発明に係るアクチュエータロッ
ク機構を備えた磁気ディスク装置の概略を示したもので
ある。情報を記録するための磁気ディスク１は、スピン
ドルモータ２に装着され、一定速度で回転される。磁気
ディスク１は、１枚もしくは多数枚が積層されるかたち
で配設される。磁気ディスク１にアクセスして情報の記
録再生を行う磁気ヘッド３は、薄板状のサスペンション
４の先端に取着されている。また、サスペンション４
は、キャリッジアーム５の一端に接続されている。ここ
で、サスペンション４を特に設けずに、キャリッジアー
ム５の先端部を薄板状にすることにより、同様の効果を
持たせても良い。キャリッジアーム５の他端には、駆動
コイルを保持するためのフレームが設けられ、このフレ
ームに保持される駆動コイルとこれを挟み込むように対
向して配置される永久磁石及びヨークプレートにより構
成される磁気回路とにより、リニアモータの一種である
ボイスコイルモータ６が構成されている。キャリッジア
ーム５は、固定軸７の上下２カ所に設けられた図示しな
いボールベアリングによって保持され、上記したボイス
コイルモータ６により回転揺動が自在にできるようにな
っている。

【００１４】なお、磁気ディスク１上での磁気ヘッド３
の位置決めは、磁気ディスク１に書き込まれたサーボ情
報を磁気ヘッド３により読み出し、この情報をボイスコ
イルモータ６にフィードバックする位置決めサーボ系に
より、キャリッジアーム５を回動させることにより行わ
れる。

【００１５】以上の各構成部品は、筐体８内に配置さ
れ、装置全体を密閉するために薄板上のカバー９により
上部から覆われて磁気ディスク装置が構成される。上述
したように、装置の非動作時には、磁気ヘッド３を磁気
ディスク１上のＣＳＳゾーン（通常磁気ディスク１の内
周側）に退避させておく必要がある。そして、装置を持
ち運ぶ際に外部から衝撃等が加わっても、磁気ヘッド３
がその領域から外れないようにする必要がある。そこ
で、本発明では、以下に示すようなアクチュエータロッ
ク機構を提案するとともに、その有用性について、実験
的に立証した。

【００１６】図１は、本発明に係るアクチュエータロッ
ク機構の第１実施例を示した概略図である。図１（ａ）
は、アクチュエータを構成するボイスコイルモータ周辺
の上面図、図１（ｂ）は同側面図である。また、図は、
磁気ヘッド３（図示省略）が磁気ディスク１（図示省
略）上のＣＳＳゾーンに固定されている状態を示したも
のである。ここで、磁気ヘッド３をサスペンション４を
介して支持するキャリッジアーム７は、そのフレーム１
１の側面がストッパ１２に接触して停止し、本発明に係
るアクチュエータロック機構により固定される。本発明
に係るアクチュエータロック機構は、従来と同様に、ボ
イスコイルモータ６を構成する永久磁石１３の漏れ磁束
を利用し、フレーム１１の先端に設けられた磁性材から
なるピン１４を吸引することにより固定するマグネット
ロック方式によるものである。本実施例においては、永
久磁石１３の突出部１５と対向する位置に磁性部材１６
を設けている。磁性部材１６は、図１（ｂ）に示すよう
に、ボイスコイルモータ６の磁気回路を構成する上側ヨ
ークプレート１７に取り付けられ、その厚さは永久磁石
１３とほぼ同様である。また、ロック時には、ピン１４
と磁性部材１６とは接触しない状態になっている。これ
は、ピン１４が磁性部材１６に衝突することにより、ロ
ック機構が破損するのを防止するためであり、両者が接
触せずにキャリッジアーム７が停止し、かつ、ロック機
構が十分に機能するように、上記したストッパ１２の位
置が決められている。なお、ストッパ１２は、フレーム
１１の側面が接触する際のショックを緩和するために、
ゴムなどの緩衝材により形成されており、アクチュエー
タが暴走した際のハードストップとしての機能をも有す
る。

【００１７】次に、上記した磁性部材１６を設けること
による効果について説明する。図２は、本発明の第１実
施例に係るアクチュエータロック機構における磁気吸引
力の作用を示した模式図である。従来のアクチュエータ
ロック機構において、永久磁石１３の突出部１５による
漏れ磁束の流れは、その上下に位置するヨークプレート
１７，１８の方向に拡散しており、特にロック力に寄与
することを意図していない。これに対し、本実施例にお
いては、磁性部材１６を設けることにより、図中の矢印
で示したような磁束の流れを形成し、キャリッジアーム
のフレーム１１の先端に設けられたピン１４のロック位
置近傍の磁束密度を高める工夫がなされている。即ち、
永久磁石１３の突出部１５より生ずる漏れ磁束は、磁性
部材１６へ向かってピン１４を吸引する向きに流れるた
め、特にロック位置近傍の磁気吸引力を高めることがで
きる。一方、本実施例においては、永久磁石１３の突出
部１５の体積を増加させないので、漏れ磁束が生じる領
域が拡大することがなく、ロックの切れが悪くなること
もない。また、キャリッジアーム７を大型化しなくても
十分なロック力が得られるため、磁気ヘッドの高速かつ
高精度な位置決め機能を損なうことなく、かつ、装置の
小型化にも適している。

【００１８】図３は、本発明の第１実施例に係るアクチ
ュエータロック機構のロックトルク力の測定結果を示し
たものである。図中には、従来のアクチュエータロック
機構のロックトルク力の測定結果が併記されている。図
中の縦軸はロックトルク力、横軸は記録領域の最外周に
磁気ヘッドが位置しているときを基準としたアクチュエ
ータの回転角度をそれぞれ示している。ここで、ロック
時における最大ロックトルク力は、従来例では約４ｇｆ
・ｃｍであるのに対し、本発明の第１実施例では約１２
ｇｆ・ｃｍと約３倍になっている。また、ロックトルク
力が生じはじめるアクチュエータの回転角度は両者とも
ほぼ等しくロックの切れが悪くなっていないことがわか
る。したがって、磁気ヘッドが記録領域内にあるうちに
外力が作用することもなく、アクチュエータの制御系が
複雑化したり、磁気ヘッドの高速かつ高精度な位置決め
が困難になるおそれもない。

【００１９】図４は、本発明に係るアクチュエータロッ
ク機構の第２実施例を示した概略図である。図４（ａ）
は、アクチュエータを構成するボイスコイルモータ周辺
の上面図、図４（ｂ）は同側面図である。また、図は、
磁気ヘッド３（図示省略）が磁気ディスク１（図示省
略）上のＣＳＳゾーンに固定されている状態を示したも
のである。なお、図１に示した第１実施例の各部分と同
一部分は同一番号を付すことにより重複説明を省略する
こととする。

【００２０】本実施例においては、第１実施例で設けら
れていた永久磁石１３の突出部が設けられていない。こ
れは、永久磁石１３を製作する際、突出部を設けるのが
容易でないと言う製作性の問題、並びに、突出部を設け
ることにより生じる不要な外力の影響を極力排除しよう
と言う観点からである。このような構成でも、図５に示
すように、永久磁石１３からの漏れ磁束の流れを導くこ
とができるため、第１実施例と同様に、キャリッジアー
ムのフレーム１１の先端に設けられたピン１４のロック
位置近傍の磁束密度を高めることができる。なお、その
他の効果に関しては、第１実施例と同様である。

【００２１】図６は、本発明の第２実施例に係るアクチ
ュエータロック機構のロックトルク力の測定結果を示し
たものである。図に示すように、本実施例に係るアクチ
ュエータロック機構におけるロック時の最大ロックトル
ク力は約９ｇｆ・ｃｍであり、第１実施例よりも低下す
るが、従来例に比べれば約２倍強のロックトルク力を示
す。一方、ロック力が作用し始めるアクチュエータ回転
角度は、第１実施例に比べて、よりＣＳＳゾーン側へ移
動しており、ロックの切れが良くなっていることがわか
る。

【００２２】以上説明した、第１及び第２実施例におい
て、永久磁石１３の近傍に設けられる磁性部材１６は、
上記したようにボイスコイルモータ６の磁気回路を構成
する上側ヨークプレート１７上に取り付けても良いし、
あるいは、ヨークプレート１７の一部を切り欠いて、永
久磁石１３と対向するように折り曲げることにより構成
しても良い。または、ヨークプレート１７上にエンボス
という加工方法により、円筒上の段差部を設けることに
よっても同様な効果を得ることができる。

【００２３】また、第１実施例における永久磁石１３の
突出部１５を設ける位置、あるいは第１及び第２実施例
において磁性部材１６を設ける位置は、キャリッジアー
ム７上の磁性材よりなるピン１４を設ける位置に対応
し、例えば、永久磁石１３の磁極が変化する中央付近に
設ける場合でも、その効果は変わらない。その他、本発
明の要旨を変更しない範囲内での種々の変更が可能であ
る。

【００２４】次に、他の発明に関する実施例について説
明する。図９及び図１０は、回転揺動型アクチュエータ
のキャリッジアームを回動自在に保持する固定軸の固定
方法の概略を示したものである。図９は、回転揺動型ア
クチュエータの概略を示す上面図、図１０は、その部分
断面図である。図に示すように、駆動コイル２１を保持
したキャリッジアーム２２は２個のボールベアリング２
３，２４を介して固定軸２５上に回動自在に支持されて
いる。固定軸２５は、下端が装置ベース２６に、上端が
上側ヨークプレート２７にそれぞれねじ２８，２９によ
り固定されている。なお、装置ベース２６には、磁気デ
ィスクを回転させるための図示しないスピンドルモータ
も固定されている。

【００２５】このような構成によれば、装置全体の高さ
を最も低く抑えることが可能となる。また、駆動コイル
２１やキャリッジアーム２２が上下方向に曲げ振動を起
こしても、固定軸の両端が固定されていることから、上
下方向の振動エネルギーがキャンセルされる。したがっ
て、図９に示すヘッド３０の位置決め方向のサーボゲイ
ンを高くすることができるので、ヘッド３０の位置決め
を高速かつ高精度に行うことが可能になる。

【００２６】また、駆動コイル２１やキャリッジアーム
２２に任意方向の外力が発生し、固定軸２５に傾き変形
を与えるように作用する場合でも、固定軸２５の両端が
固定されていることから、固定軸２５の静的な変形が生
じないため、ヘッド３０がディスク上のいかなる位置に
ある場合でも高い位置決め精度が得られる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
装置を大型化させず、ロック位置近傍の磁気吸引力を高
めることができるとともに、永久磁石の体積を増加させ
ないので、漏れ磁束が生じる領域が拡大することがな
く、ロックの切れが悪くなることのないアクチュエータ
ロック機構を構築することができる。よって、ヘッドの
高速かつ高精度な位置決め機能を損なうことなく、小型
化に適した記録再生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアクチュエータロック機構の第１
実施例を示した概略図。

【図２】本発明の第１実施例に係るアクチュエータロッ
ク機構における磁気吸引力の作用を示した模式図。

【図３】本発明の第１実施例に係るアクチュエータロッ
ク機構のロックトルク力の測定結果を示した図。

【図４】本発明に係るアクチュエータロック機構の第２
実施例を示した概略図。

【図５】本発明の第２実施例に係るアクチュエータロッ
ク機構における磁気吸引力の作用を示した模式図。

【図６】本発明の第２実施例に係るアクチュエータロッ
ク機構のロックトルク力の測定結果を示した図。

【図７】本発明に係るアクチュエータロック機構を備え
た磁気ディスク装置の概略図。

【図８】従来の磁気ディスク装置におけるアクチュエー
タロック機構の概略図。

【図９】回転揺動型アクチュエータのキャリッジアーム
を回動自在に保持する固定軸の固定方法の概略を示した
上面図。

【図１０】回転揺動型アクチュエータのキャリッジアー
ムを回動自在に保持する固定軸の固定方法の概略を示し
た断面図。

【符号の説明】

１ 磁気ディスク ２ スピンドルモータ ３ 磁気ヘッド ４ サスペンション ５ キャリッジアーム ６ ボイスコイルモータ ７ 固定軸 ８ 筐体 ９ カバー １１ フレーム １２ ストッパ １３ 永久磁石 １４ 磁性材からなるピン（第１の磁性部材） １５ 永久磁石の突出部 １６ 磁性部材（第２の磁性部材）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報記録媒体上に情報の記録再生を行う
   記録再生ヘッドを前記情報記録媒体の所定の位置に位置
   決めする機能を備えたアームに設けられる第１の磁性部
   材と、前記アームを駆動するための駆動手段を構成する
   永久磁石と、前記アームの非動作時に、前記第１の磁性
   部材を前記永久磁石の漏れ磁束による磁気吸引力により
   所定位置に固定するため、前記第１の磁性部材を吸引す
   る方向に前記永久磁石の漏れ磁束を導くことが可能な位
   置に設けられる第２の磁性部材とからなることを特徴と
   するアクチュエータロック機構。
2. 【請求項２】 前記アームの非動作時に、前記第１の磁
   性部材と前記第２の磁性部材との間には、所定の間隙が
   存在することを特徴とする請求項１記載のアクチュエー
   タロック機構。
3. 【請求項３】 情報記録媒体と、この情報記録媒体を保
   持する回転手段と、前記情報記録媒体上に情報の記録再
   生を行う記録再生ヘッドと、この記録再生ヘッドを前記
   情報記録媒体の所定の位置に位置決めする機能を備えた
   アームと、このアームに設けられる第１の磁性部材と、
   前記アームを駆動するための駆動手段を構成する永久磁
   石と、前記アームの非動作時に、前記第１の磁性部材を
   前記永久磁石の漏れ磁束による磁気吸引力により所定位
   置に固定するため、前記第１の磁性部材を吸引する方向
   に前記永久磁石の漏れ磁束を導くことが可能な位置に設
   けられる第２の磁性部材とを有することを特徴とする記
   録再生装置。