JP3477959B2 - 情報記録装置、サスペンションおよびガイドアーム - Google Patents

情報記録装置、サスペンションおよびガイドアーム

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哲也 浜口
恵子 渡辺
利彦 清水
寿洋 有坂
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータなどの
外部記録装置に用いられる磁気ディスク装置や、その他
の情報記憶装置や情報読み出し装置に係り、特に、記録
再生時のヘッド位置決めの高速・高精度化,高記録密度
化かつ高信頼化およびコストダウンに好適な、サスペン
ションおよびガイドアームに関する。
【0002】
【従来の技術】以下、磁気ディスク装置を例にとり、従
来の技術,課題,手段,作用または実施例を説明する。
【0003】従来の技術は特開平1−92977号公報に記載
のように、サスペンションに別の部材を付加することで
振動振幅を小さくするものや、特開平1−277380 号公報
に記載のようにサスペンションの形状を工夫することで
固有振動数を大きくすることにより位置決め動作の高速
・高精度化を図るものであった。
【0004】また、特開平3−17872号公報に記載のよう
に、サスペンションやガイドアームに新たにアクチュエ
ータを設け、慣性力や振動による位置決め方向の変位を
補正して、位置決め動作の高速・高精度化を図るもので
あった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置で
は、記録再生素子である磁気ヘッドをサスペンションが
支持し、さらにサスペンションはガイドアームまたはス
ウィングアーム(以下、ガイドアームと称する)と呼ば
れる部材に支持され、ガイドアームが電磁変換アクチュ
エータ(以下、VCMと称する)により駆動される。こ
の動作(以下、シーク動作と称する)により最先端の記
録再生素子が磁気ディスクの半径方向(以下、シーク方
向と称する)に移動し、目的の情報が記録されているト
ラックに制御・位置決めされる。
【0006】このシーク動作に要する時間(以下、シー
ク時間と称する)が短いほど高速での記録再生が可能で
あり、動作の精度が高いほど高記録密度が可能になる。
従って、シーク動作における技術的課題は、シーク時間
を短縮し、かつ動作精度を向上することにある。
【0007】このシーク動作をさらに分類すると、前半
の加減速動作と後半の微調整動作(以下、位置決め動作
と称する)に分類され、上記課題はシーク動作の最終段
階である位置決め動作の高速性と精度にほぼ依存する。
【0008】また、シーク動作に限らず、磁気ヘッドが
ある一定トラック上を走行している状態(以下、フォロ
ーイング状態と称する)でも、磁気ヘッドはそのトラッ
クからはずれないように常にVCMにより微調整・位置
決めされている。フォローイング状態におけるこの動作
も位置決め動作と称し、その性能が記録再生の高速化と
高記録密度化を決定する。従って位置決め動作における
課題は、その動作の高速化と高精度化である。
【0009】位置決め動作は、記録再生素子で読み出さ
れるポジション信号をVCMにフィードバックし、制御
することで行われるため、この動作の高速性と精度の限
界はこの制御の制御帯域で決定され、さらに制御帯域は
機械的部材、主にサスペンションおよびガイドアームの
固有振動数に大きく依存する。これは、先端の記録再生
素子がこれらの固有振動数で振動すること、言い替えれ
ば、振動変位が生じることにある。前述したように、こ
の課題を解決するために、従来よりサスペンションおよ
びガイドアームのシーク方向の固有振動数を高くする、
あるいは二段アクチュエータなどを新たに付加すること
で制御帯域を広くし高速・高精度化することが行われて
きた。しかし、前者の方法には限界があり、後者の手段
は技術的に困難でかつ高価であるため今後の磁気ディス
ク装置の高速・高密度化に対応することは困難である。
【0010】本発明の目的は、上述のサスペンションお
よびガイドアームのシーク方向の固有振動数を大きくす
ることや技術的に困難で高価な手段を付加することな
く、位置決め動作の制御帯域を向上させ、その動作を高
速・高精度化し、安価で高密度・大容量の情報記録装置
を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的は、サスペンシ
ョンあるいはガイドアームのシーク方向の最低次の固有
振動における振動変位の回転中心が記録再生素子の位置
になるように、サスペンションあるいはガイドアームに
変形部を設けることで達成される。
【0012】位置決め動作においては、サスペンション
やガイドアームは、VCMから位置決めのための駆動
力、ノイズによる微小振動が伝達される。それ以外にも
磁気ディスクの回転により生じるランダムな空気抗力、
スピンドルモータや装置外部からの振動外乱なども伝達
される。これら外乱入力によりサスペンションやガイド
アームはそれら自身の持っている固有振動が励振され
る。
【0013】固有振動には振動方向や振動数により多く
のモードが存在するが、位置決め動作に影響を及ぼすも
のはシーク方向(位置決め方向)に変位を生じる振動モ
ードであり、さらにそのなかでも振動数の最も小さい1
次モードと呼ばれるものである。それより高次、つまり
振動数の大きいモードは振幅が小さく大きな問題にはな
らない。
【0014】本発明の変形部は、その変形が位置決め方
向の1次の振動モードとなるように設計されているため
に、上記外乱入力に対しこの変形部が振動するが、その
変形の回転中心が記録再生素子部にあるため、記録再生
素子部は振動変位をほとんど生じない。さらにこの状態
では変形部は固有振動状態(共振状態)にあるため、こ
れより高周波の外乱入力に対しては、力伝達効率も変位
倍率も小さくなるという防振効果を有する。つまり、サ
スペンションやガイドアームの固有振動数が見かけ上大
きくなったことに相当する。この作用によりVCMを用
いた位置決め制御の制御帯域を格段に向上でき、位置決
め動作の高速・高精度化が可能になる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、磁気ディスク装置を例にと
り、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【0016】図1は、本発明の変形部を適用したサスペ
ンションの斜視図、図2はその平面図である。記録再生
素子4を搭載した磁気ヘッドスライダ5はサスペンショ
ン本体6に接着され、さらにこれら全体は取付けベース
8の部分でガイドアームに取り付けられる。サスペンシ
ョン本体6は曲げ加工などで形成したフランジ部7を有
し、本実施例はこのフランジ部7の一部を利用して変形
部1を形成したものである。サスペンション本体6は、
変形部1の部分で平面図(図2)方向から見るとおよそ
台形形状に切り欠いた形状となる。この変形部1の両側
辺(フランジ部7の長手方向)の2本の仮想延長線2の
交点3は、記録再生素子4の図1で言う鉛直上方にあ
る。これを平面図(図2)で見ると、これら2本の仮想
延長線2の交点3は記録再生素子4の位置と一致するこ
とになる。本実施例の場合は、記録再生素子は、サスペ
ンション6の長手方向中心線9上に配置されているもの
とする。位置決め方向の振動に対する変形部1の作用を
次に説明する。
【0017】図1,図2に示したサスペンションにおい
て、本発明の変形部1が作用している状態の平面図を図
3に示す。幾何学的関係に配置された変形部1が、位置
決め方向に変形する場合、仮想延長線2の交点3が回転
中心となり、その結果、図3のように変形する。変形部
1のこのような変形モードは、サスペンション6の位置
決め方向の振動モードのなかで最も低次、言い替えれば
最も固有振動数が小さいように設計されている。従っ
て、シーク動作やVCMの振動あるいは空気抵抗などの
外乱入力に対して、図3の変形の固有振動が励振され他
の振動モードは顕著に現われない。図3の振動では、記
録再生素子4と変形の回転中心3の位置が一致している
ので、記録再生素子4は位置決め方向に変位を生じるこ
となく、記録再生素子4はこの場合元の位置である中心
線9上にある。この結果、記録再生素子が位置決め方向
に振動変位を生じないので、見かけ上サスペンションの
位置決め方向の固有振動数が大きくなったことに相当
し、制御帯域を広くすることができ、位置決め動作・記
録再生動作の高速化が可能となり、また記録密度の向上
も可能となる。
【0018】次に、本発明をガイドアームに適用した実
施例を説明する。図4はそのガイドアーム周辺の平面図
である。本発明の変形部11を有するガイドアーム本体
14の先端にサスペンション6,磁気ヘッドスライダ5
および記録再生素子4が搭載されている。ガイドアーム
本体14は軸受15で支持され、VCM16により回転
駆動されることにより記録再生素子4は位置決め方向に
移動および微小位置決め動作が行われる。変形部11は
ガイドアームの両サイドに薄板部を残して、中心部分を
台形形状に切り欠いた形状をしており、その薄板変形部
の長手方向に描いた2本の仮想延長線12は平面図上の
記録再生素子4の位置13で交差する。このように形成
された変形部11の変形により、それより記録再生素子
4側の部材の運動は図3と同様に、回転中心13を中心
とした回転固有振動となる。この変形部11の変形によ
る固有振動モードは、ガイドアーム14の位置決め方向
に変位を有する固有振動モードのなかで振動数が最も低
くなるように設計されている。従って、シーク動作,V
CMの微小振動などのガイドアームへの外乱入力に対し
て、変形部11の固有振動のみが顕著に現われるが、こ
れにより記録再生素子4の近傍の部材は回転中心13を
中心とする回転振動を生じるだけで位置決め方向に変位
を生じない。これにより図3の実施例と同様、制御帯域
を広くかつ位置決め精度を向上できるので、記録再生の
高速・高密度化が可能となる。
【0019】図5に本発明を適用した磁気ディスク装置
の平面図を示す。磁気ディスク21はスピンドル22に
より回転し、その磁気ディスク21の表面上を記録再生
素子4を搭載した磁気ヘッドスライダ5が走行する。磁
気ヘッドスライダ5はサスペンション6,ガイドアーム
14に支持され、ガイドアーム14は軸受15を中心と
してVCM16により回転駆動される。これにより、記
録再生素子4は磁気ディスク21の表面を位置決め方向
に移動・位置決めされる。全体はケーシング23に納め
られている。本実施例はガイドアーム14およびサスペ
ンション6の両方にそれぞれ変形部11および変形部1
を設けたものである。実施例のように、これら変形部1
および11の作用により、振動外乱に対してガイドアー
ム14およびサスペンション6は記録再生素子4に位置
決め方向の変位を生じさせない。このため、位置決め動
作における制御性能が向上し、高速・高密度・大容量で
安価な情報記録装置が可能になる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、サスペンションおよび
ガイドアームのシーク方向の固有振動数を大きくするこ
とや技術的に困難で高価な手段を付加することなく、位
置決め動作の制御帯域を向上させ、その動作を高速・高
精度化できるので、安価で高密度・大容量の情報記録装
置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を表すサスペンションの斜視
図。
【図2】図1のサスペンションの平面図。
【図3】図1,図2のサスペンションにおける本発明の
作用を表す平面図。
【図4】本発明の一実施例を表すガイドアームの平面
図。
【図5】本発明の一実施例を表す磁気ディスク装置の平
面図。
【符号の説明】
1…変形部、2…仮想延長線、3…回転中心、4…記録
再生素子、5…磁気ヘッドスライダ、6…サスペンショ
ン本体、7…フランジ部、8…取付けベース。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有坂 寿洋 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (56)参考文献 特開 平5−250829(JP,A) 特開 平4−295679(JP,A) 特開 平3−219473(JP,A) 特開 平8−129726(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 21/16 - 21/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】情報記録媒体と、記録再生素子と、前記記
    録再生素子を支持するサスペンションと、前記記録再生
    素子を前記情報記録媒体上に位置決め動作させるアクチ
    ュエータを有する情報記録装置において、前記サスペンションは 前記記録再生素子を中心として
    その長手方向が放射状で、かつ変形容易方向が前記記録
    再生素子の概略位置決め方向になるように配置された2
    枚の薄板形状を成す変形部を備え 前記変形部を、そ の固有振動における1次の振動モード
    による変形により、前記変形部より前記記録再生素子側
    部分の運動の回転中心が、位置決め平面投影位置で前記
    記録再生素子の位置になるように構成したことを特徴と
    する情報記録装置
  2. 【請求項2】情報記録媒体と、記録再生素子と、前記記
    録再生素子を支持するガイドアームと、前記記録再生素
    子を前記情報記録媒体上に位置決め動作させるアクチュ
    エータを有する情報記録装置において、前記ガイドアームは 前記記録再生素子を中心としてそ
    の長手方向が放射状で、かつ変形容易方向が前記記録再
    生素子の概略位置決め方向になるように配置された2枚
    の薄板形状を成す変形部を備え 前記変形部を、そ の固有振動における1次の振動モード
    による変形により、前記変形部より前記記録再生素子側
    部分の運動の回転中心が、位置決め平面投影位置で前記
    記録再生素子の位置になるように構成したことを特徴と
    する情報記録装置
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