JP3597822B2 - ヘッド支持装置およびこれを備えた記録再生装置 - Google Patents
ヘッド支持装置およびこれを備えた記録再生装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヘッドを搭載したヘッド支持装置、およびこれを備えた記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータの外部記録装置として磁気ディスク装置、光ディスク装置などの記録再生装置が広く用いられている。例えば、磁気記録媒体を使用する磁気ディスク装置は、一般に、ケース内に配設された磁気ディスク、磁気ディスクを支持および回転駆動するスピンドルモータ、磁気ヘッドを移動自在に支持したキャリッジ、このキャリッジを駆動するボイスコイルモータ、磁気ヘッドを制御部に電気的に接続するメインフレキシブルプリント回路基板（以下メインＦＰＣと称する）等を備えている。
【０００３】
そして、このような磁気ディスク装置では、磁気ディスクが回転した状態で、キャリッジにより磁気ヘッドを磁気ディスク上の任意の半径位置、つまり、任意のトラック上に移動および位置決めし、磁気ヘッドにより磁気ディスクに対する情報の読取および書き込みを行う。
【０００４】
キャリッジは、ケースに取り付けられた軸受部と、軸受部から延出した複数のアームと、各アームの延出端に固定された磁気ヘッド組立体と、を有している。磁気ヘッド組立体は、その基端部がアームの先端に溶接された細長いサスペンションを有し、サスペンションの延出端に磁気ヘッドが搭載されている。近年、各アームは、ステンレス等の薄板で形成され、同様に、サスペンションもステンレス等によって薄い板バネ状に形成されている。
【０００５】
キャリッジのアームおよび磁気ヘッド組立体は、１枚の磁気ディスクに対して２本ずつ設けられ、磁気ディスクの両面と対向するように積層配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された磁気ディスク装置において、キャリッジのアームは薄板で形成されていることから、上下方向、つまり、磁気ディスク表面に対して垂直な方向の衝撃に対して、あるいはキャジッリを含むアクチュエータ駆動時に振動し易い。この振動はアームを上下に揺するモードであるが、実際には、アクチュエータが左右対称な形状でない場合や、ＶＣＭからの非対称な加振力の付加などにより、アームの上下方向の揺れに伴ってアクチュエータが捩じれ、トラック方向への振動成分も生じる。また、アームの上下振動により、アクチュエータ長手方向（トラック方向）に沿ったヘッドの振動も発生し、ジッタ成分として観察される。そのため、ヘッドの位置決めや記録再生に悪影響を及ぼす。
【０００７】
一方、上記のような磁気ディスク装置では、記録容量の増大に伴い、高密度なデータ記録再生が要求され、磁気ディスクのトラック密度は１μｍ以下になっている。このため、磁気ヘッドを搭載したキャリッジの位置決め精度は０．１μｍ以下が要求され、制御帯域を上げる対策、すなわち、アクチュエータの位置決めサーボ系によって抑制可能な振動の周波数帯域を上げる対策、が必要になっている。例えば、２．５インチタイプの磁気ディスク装置において、現在の制御帯域は約５００〜１０００Ｈｚであり、一層の高帯域化が求められている。
【０００８】
制御帯域を上げるためには、キャリッジの高剛性化が必要となる。しかしながら、１０００Ｈｚ付近およびこれ以上の周波数帯域にはキャリッジの機械共振点が多数存在するため、制御帯域を上げる際の妨げとなっている。例えば、キャリッジを構成するアームの曲げ振動モードは、約１ないし１．５ｋＨｚ付近にあり、キャリッジ駆動時に発生する上下方向振動や捩じれ振動によって励起される。
【０００９】
加えて、アームの上下方向振動モードは、制御帯域に近接した領域に存在するため、制御帯域を上げると発振現象を引き起こす恐れがある。そのため、アームの上下振動を抑制しヘッドの位置決め精度を上げるためには、アームの高剛性化を図り、キャリッジの共振周波数を制御帯域外に追いやることが望ましい。
【００１０】
しかし、一般に磁気ディスク装置などの記録再生装置は、薄型化が望まれているため、ディスクの厚み方向の寸法を増やすことは難しい。従って、アームを厚く形成してアームの曲げ振動の固有振動数を大幅に高めることは困難となる。
【００１１】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、ヘッドの位置決め精度を向上し高密度な記録再生を可能とするヘッド支持装置およびこれを備えた記録再生装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の一態様に係るヘッド支持装置は、支持部と、それぞれ薄板により形成されているとともに、上記支持部に支持された基端部を有し、上記支持部から同一方向に延出した複数のアームと、少なくとも２本のアームの延出端からそれぞれ延びたサスペンションと、各サスペンションの延出端に搭載されたヘッドと、を備えている。
【００１３】
上記複数のアームは所定方向に沿って積層配置されているとともに、背中合わせに隣合った少なくとも２本の内アームと、それぞれ内アームに所定の間隔をおいて対向しているとともに上記積層方向の両端に位置した２本の外アームと、を含み、上記支持部は、上記外アームを支持した第１支持領域と上記内アームを支持した第２支持領域とを備え、上記第１支持領域は、第２支持領域よりも上記アームの延出端側へずれて位置した境界を有している。
【００１４】
また、発明の他の態様に係るヘッド支持装置は、支持部と、それぞれ薄板により形成されているとともに、上記支持部に支持された基端部を有し、上記支持部から同一方向に延出した複数のアームと、少なくとも２本のアームの延出端からそれぞれ延びたサスペンションと、各サスペンションの延出端に搭載されたヘッドと、を備えている。上記複数のアームは所定方向に沿って積層配置されているとともに、背中合わせに隣合った少なくとも２本の内アームと、それぞれ内アームに所定の間隔をおいて対向しているとともに上記積層方向の両端に位置した２本の外アームと、を含み、上記支持部は上記外アームを支持した第１支持領域および上記内アームを支持した第２支持領域を有し、上記第１および第２支持領域は、上記内アームの固有振動数が上記外アームの固有振動数よりも低くなるように、上記アームの延出方向について異なる位置に境界を有している。
【００１５】
更に、この発明の態様に係る記録再生装置は、ディスク状の記録媒体と、上記記録媒体を支持および回転駆動する駆動部と、上記記録媒体に対して情報の記録再生を行うヘッドと、上記ヘッドを上記記録媒体に対して移動自在に支持した上記ヘッド支持装置と、を備えている。
【００１６】
上記のように構成されたヘッド支持装置およびこれを備えた記録再生装置によれば、内アームと外アームとの面外曲げ剛性の大小関係を調整することにより、クロストークの出やすい外アームの面外振動振幅を小さくし、それによって生じる外アームのトラック方向への振動クロストークを減らすことができる。これにより、内アームおよび外アームのトラック方向へのクロストークがほぼ同一となり、ヘッド支持装置全体のクロストークの最悪レベルを下げることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、この発明に係る記録再生装置を、磁気ディスク装置としてのハードディスクドライブ（以下ＨＤＤと称する）に適用した実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１に示すように、ＨＤＤは、上面の開口した矩形箱状のケース１０と、複数のねじによりケースにねじ止めされてケースの上端開口を閉塞する図示しないトップカバーと、を有している。
【００１９】
ケース１０内には、ディスク状の記録媒体としての２枚の磁気ディスク１２ａ、１２ｂ、これらの磁気ディスクを支持および回転させるスピンドルモータ１３、磁気ディスクに対して情報の記録、再生を行なう複数のヘッド、これらの磁気ヘッドを磁気ディスク１２ａ、１２ｂに対して移動自在に支持したキャリッジ１４、キャリッジを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）１６、ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した位置に保持するランプロード機構１８、キャリッジ１４を退避位置に保持するイナーシャラッチ機構２０、およびプリアンプ等の回路部品が実装された基板ユニット１７が収納されている。
【００２０】
また、ケース１０の外面には、基板ユニット１７を介してスピンドルモータ１３、ＶＣＭ１６、およびヘッドの動作を制御する図示しないプリント回路基板がねじ止めされ、ケースの底壁と対向して位置している。
【００２１】
各磁気ディスク１２ａ、１２ｂは、例えば、直径６５ｍｍ（２．５インチ）に形成され、上面および下面に磁気記録層を有している。２枚の磁気ディスク１２ａ、１２ｂは、スピンドルモータ１３の図示しないハブに互いに同軸的に嵌合されているとともにクランプばね２１によりクランプされ、ハブの軸方向に沿って１〜２ｍｍの間隔をおいて積層されている。そして、磁気ディスク１２ａ、１２ｂは、駆動部としてのスピンドルモータ１３により所定の速度で回転駆動される。
【００２２】
図１ないし図３に示すように、ヘッド支持装置を構成するキャリッジ１４は、ケース１０の底壁上に固定された軸受組立体２４を備えている。支持部として機能する軸受組立体２４は、ケース１０の底壁に立設された枢軸２３と、枢軸に一対の軸受を介して回転自在に支持された円筒形状のハブ２６と、を有している。ハブ２６の上端には環状のフランジ２９が形成され、下端部外周にはねじ部２５が形成されている。なお、枢軸２３はスピンドルモータ１３の回転軸と平行に設けられている。
【００２３】
また、キャリッジ１４は、軸受組立体２４に片持ち支持された４本のアーム２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄおよび２つのスペーサリング２８ａ、２８ｂと、各アームに支持された４つの磁気ヘッド組立体３０と、を備えている。
【００２４】
アーム２７ａないし２７ｄの各々は、例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレス系の材料により、板厚３００μｍ程度の薄い平板状に形成され、その一端、つまり、基端部には円形の透孔３１が形成されている。
【００２５】
各磁気ヘッド組立体３０は、板ばねによって形成された細長いサスペンション３２と、サスペンションに固定された磁気ヘッド３３と、を備えている。サスペンション３２は、板厚３０〜１００μｍの板ばねにより構成され、その基端がスポット溶接あるいは接着によりアーム２７ａないし２７ｄの先端に固定され、アームから延出している。
【００２６】
各磁気ヘッド３３は、図示しないほぼ矩形状のスライダとこのスライダに形成された記録再生用のＭＲ（磁気抵抗）ヘッドとを有し、サスペンション３２の先端部に形成されたジンバル部に固定されている。また、各磁気ヘッド３３は、図示しない４つの電極を有している。なお、サスペンション３２は、アームと同一の材料によりアームと一体的に形成されていてもよい。
【００２７】
一方、図２に示すように、キャリッジ１４の各磁気ヘッド３３は、それぞれ中継フレキシブルプリント回路基板（以下、中継ＦＰＣと称する）６２を介して後述するメインＦＰＣ４２に電気的に接続される。中継ＦＰＣ６２は、キャリッジ１４の各アームおよびサスペンション３２の表面に貼り付け固定され、サスペンションの先端からアームの回動基端に亘って延びている。中継ＦＰＣ６２は、全体として細長い帯状に形成され、その先端は磁気ヘッド３３に電気的に接続されているとともに、その基端部はアームの基端から外側に延出し、複数の接続パッドを有した接続端部６４を構成している。
【００２８】
図２ないし図４に示すように、磁気ヘッド組立体３０および中継ＦＰＣ６２が取り付けられた４本のアーム２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄは、透孔３１にハブ２６を挿通することにより、ハブ２６の軸方向に沿ってフランジ２９上に積層された状態でハブの外周に嵌合されている。また、スペーサリング２８ａは、アーム２７ａ、２７ｂ間、およびスペーサリング２８ｂは、アーム２７ｃ、２７ｄ間にそれぞれ挟まれた状態でハブ２６の外周に嵌合されている。
【００２９】
ハブ２６の外周に嵌合された４本のアーム２７ａないし２７ｄ、および２つのスペーサリング２８ａ、２８ｂは、ハブ２６のねじ部２５に螺合されたナット３７とフランジ２９との間に挟持され、ハブ２６の外周上に固定保持されている。なお、締め部材としてのナット３７とアーム２７ｄとの間にはリングワッシャ３９が挟み込まれている。そして、フランジ２９を有したハブ２６およびナット３７は挟持機構を構成している。
【００３０】
軸受組立体２４によって支持されたアーム２７ａないし２７ｄは、ハブ２６から同一方向に延出している。アーム２７ａおよび２７ｂは所定の間隔を置いて互いに平行に位置し、これらのアームに取り付けられた磁気ヘッド組立体３０の磁気ヘッド３３は互いに向かい合って位置している。また、アーム２７ｃおよび２７ｄは所定の間隔を置いて互いに平行に位置し、これらのアームに取り付けられた磁気ヘッド組立体３０の磁気ヘッド３３は互いに向かい合って位置している。
【００３１】
アーム２７ｂ、２７ｃは背中合わせで互いに接触して位置し、この発明における内アームとして機能する。また、積層方向に沿って上端及び下端に位置したアーム２７ａ、２７ｄは、この発明における外アームとして機能している。そして、４本のアーム２７ａないし２７ｄおよび磁気ヘッド組立体３０は、ハブ２６と一体的に回動可能となっている。
【００３２】
図２ないし図６に示すように、スペーサ２８ａは、ハブ２６の外周に嵌合された環状の本体５０と、この本体の外周からアームの延出方向に突出した突出部５１とを一体に備えている。外アームとして機能する上端のアーム２７ａに対向したスペーサ２８ａの上面は、本体５０および突出部５１に亘って平坦に形成されている。そして、この上面全体は、アーム２７ａに接触した第１接触面５２ａを構成し、アーム２７ａを支持する第１支持領域を規定している。
【００３３】
これに対し、内アームとして機能するアーム２７ｂに対向したスペーサ２８ａの下面の内、突出部５１の部分に凹所５３が形成され、本体５０の下面よりも一段低くなっている。そして、本体５０の下面のみがアーム２７ａに接触した第２接触面５２ｂを構成し、アーム２７ｂを支持する第２支持領域を規定している。
【００３４】
同様に、スペーサ２８ｂは、ハブ２６の外周に嵌合された環状の本体５０と、この本体の外周からアームの延出方向に突出した突出部５１とを一体に備えている。外アームとして機能する上端のアーム２７ｄに対向したスペーサ２８ｂの下は、本体５０および突出部５１に亘って平坦に形成されている。そして、この下面全体は、アーム２７ｄに接触した第１接触面５２ａを構成し、アーム２７ｄを支持する第１支持領域を規定している。
【００３５】
内アームとして機能するアーム２７ｃに対向したスペーサ２８ｂの上面の内、突出部５１の部分に凹所５３が形成され、本体５０の上面よりも一段低くなっている。そして、本体５０の上面のみがアーム２７ｃに接触した第２接触面５２ｂを構成し、アーム２７ｃを支持する第２支持領域を規定している。
【００３６】
更に、スペーサリング２８ｂは、アーム２７ａないし２７ｄと反対方向へ延出した支持フレーム３４を有し、合成樹脂等によって一体に整形されている。支持フレーム３４には、ＶＣＭ１６の一部を構成するボイスコイル３６が埋め込まれている。
【００３７】
スペーサ２８ａ、２８ｂに設けられた突出部５１は、図５に示すように、キャリッジ１４が回動しヘッド３３が磁気ディスク１２ａ、１２ｂの最内周に位置した状態で、磁気ディスク１２ａ、１２ｂとスペーサ２８ａ、２８ｂとが衝突しないぎりぎりの位置まで突出形成されていることが望ましく、その突出長さａは、例えば１〜２ｍｍに設定されている。
【００３８】
スペーサ２８ａに設けられた突出部５１の先端部には、ねじ孔５６が形成されている。また、アーム２７ａには、ねじ孔５６と対向する位置に透孔が形成されている。そして、この透孔を介して突出部５１のねじ孔５６にねじ５７がねじ込まれ、このねじ５７の締付け力によりアーム２７ａの基端部がスペーサ２８ａの突出部５１に密着し、第１接触面５２ａに支持されている。
【００３９】
同様に、スペーサ２８ｂに設けられた突出部５１の先端部には、ねじ孔５６が形成されている。また、アーム２７ｄには、ねじ孔５６と対向する位置に透孔が形成されている。そして、この透孔を介して突出部５１のねじ孔５６にねじ５７がねじ込まれ、このねじ５７の締付け力によりアーム２７ｄの基端部がスペーサ２８ｂの突出部５１に密着し、第１接触面５２ａに支持されている。
【００４０】
上記支持構造であると、各スペーサ２８ａ、２８ｂに突出部５１を設けることにより、外アームとしてのアーム２７ａ、２７ｄに対する第１支持領域がアーム延出端側に拡大する。そして、図５に示すように、第１支持領域のアーム延出端側の境界は、スペーサ本体５０の周縁位置Ａから位置Ｂへとアームの先端側へ移動する。これにより、アーム２７ａ、２７ｄの支持領域からのアーム長が等価的に短くなり、これらアームの面外曲げ剛性が向上する。その結果、アーム２７ａ、２７ｄの固有振動数を上げることができる。
【００４１】
これに対して、スペーサ２８ａ、２８ｂの第２支持領域は、突出部５１の部分に凹所５３を設けることにより、アーム２７ｂ、２７ｃの延出端側へ拡大されておらず、第２支持領域のアーム延出端側の境界は、スペーサ本体５０の周縁位置Ａのままとなっている。すなわち、第２支持領域のアーム延出端側の境界は、第１支持領域の境界よりもアームの基端側にずれて位置している。そのため、内アームとして機能するアーム２７ｂ、２７ｃは、外アームとして機能するアーム２７ａ、２７ｄよりも面外曲げ剛性が弱く、固有振動数も低くなっている。
【００４２】
図１および図４に示すように、上記のように構成されたキャリッジ１４をケース１０に組み込んだ状態において、磁気ディスク１２ａはアーム２７ａ、２７ｂ間に位置し、また、磁気ディスク１２ｂはアーム２７ｃ、２７ｄ間に位置している。
【００４３】
そして、ＨＤＤの動作時、アーム２７ａ、２７ｂに取り付けられた磁気ヘッド３３は、磁気ディスク１２ａの上面および下面にそれぞれ対向し、磁気ディスク１２ａを両面側から挟持する。同様に、アーム２７ｃ、２７ｄに取り付けられた磁気ヘッド３３は、磁気ディスク１２ｂの上面および下面にそれぞれ対向し、磁気ディスク１２ｂを両面側から挟持する。
【００４４】
また、キャリッジ１４をケース１０に組み込んだ状態において、支持フレーム３４に固定されたボイスコイル３６は、ケース１０上に固定された一対のヨーク３８間に位置し、これらのヨークおよび一方のヨークに固定された図示しない磁石とともにＶＣＭ１６を構成している。そして、ボイスコイル３６に通電することにより、キャリッジ１４が回動し、磁気ヘッド３３は磁気ディスク１２ａ、１２ｂの所望のトラック上に移動および位置決めされる。
【００４５】
図１および図２に示すように、基板ユニット１７は、ケース１０の底壁上に固定された矩形状の基板本体４０を有し、この基板本体上には、複数の電子部品およびコネクタ等が実装されている。また、基板ユニット１７は、基板本体４０とキャリッジ１４とを電気的に接続した帯状のメインフレキシブルプリント回路基板（以下、メインＦＰＣと称する）４２を有している。そして、キャリッジ１４に支持された各磁気ヘッド３３は、中継ＦＰＣ６２およびメインＦＰＣ４２を介して基板ユニット１７に電気的に接続されている。
【００４６】
すなわち、メインＦＰＣ４２は、キャリッジ１４の軸受組立体２４に取付けられた接続端部４２ａと、基板本体４０と一体に形成された基端部と、を有している。接続端部４２ａには透孔５８が形成され、この透孔に挿通されたねじ５６によってスペーサリング２８ａにねじ止めされている。また、各アームおよびサスペンション３２上に設けられた中継ＦＰＣ６２の接続端部６４は、メインＦＰＣ４２の接続端部４２ａに設けられたパッド部にそれぞれ接続されている。これにより、各中継ＦＰＣ６２とメインＦＰＣ４２とが電気的に接続されている。
【００４７】
以上のように構成されたＨＤＤによれば、外アーム２７ａ、２７ｄを支持した第１支持領域の境界を、内アーム２７ｂ、２７ｃを支持した第２支持領域の境界に対してアーム延出端側にずらして形成することにより、同一キャリッジ１４内で、外アーム２７ａ、２７ｄと内アーム２７ｂ、２７ｃとの間に面外曲げ剛性の相違を生じさせている。この場合、ボイスコイル３６に上下方向の加振力が作用すると、図７に示すように、外アーム２７ａ、２７ｄと内アーム２７ｂ、２７ｃとの面外曲げ剛性が等しい場合（図８）に比較して、面外曲げ剛性の低い方のアーム２７ｂ、２７ｃが大きく揺れるようになる反面、面外曲げ剛性の高い方のアーム２７ａ、２７ｄの揺れが低減する効果が得られる。
【００４８】
これは、面外曲げ剛性が低い方のアームが共振する時は、図９（ａ）に示すように、面外曲げ剛性が高い方のアームと同位相に揺れるが、面外曲げ剛性が高い方のアームが共振する時は、図９（ｂ）に示すように、面外曲げ剛性が低い方のアームが共振点を過ぎて逆位相に揺れるようになるため、振動エネルギが打ち消される効果が働くことによると考えられる。
【００４９】
すなわち、図１０に示すような面外曲げ方向のアーム振動は、ＶＣＭ１６駆動時に発生するボイスコイル３６への上下方向や捩じれ方向の加振力によって励起され、磁気ヘッドのトラック方向へのクロストーク振動につながる。ただし、シミュレーション上におけるアームの面外方向の振動振幅が同じであっても、アームのキャリッジに対する配設位置によって、トラック方向へのクロストーク振動量に違いがある。
【００５０】
例えば、トラック方向へのクロストークの振動量は、アームそのものの面外方向振動に伴うトラック方向へのクロストークと、キャリッジ１４全体がその影響でトラック方向へ揺すられることによって発生するクロストークの合計で表される。しかし、キャリッジ１４全体の揺れは、主に軸受組立体２４のばね性およびキャリッジ全体のイナーシャによって発生する。
【００５１】
そのため、図１１に示すように、キャリッジ１４の中央付近にあるアーム２７ｂ、２７ｃは、外側にあるアーム２７ａ、２７ｄに比べて振幅が小さくなる。よって、キャリッジ全体の振動によるクロストークの量もアーム２７ｂ、２７ｃの方がアーム２７ａ、２７ｄに比べて小さくなる。
【００５２】
また、アーム２７ｂ、２７ｃは背中合わせになっているため、接触面の摩擦によって減衰効果が生じ、面外振動振幅そのものが、シミュレーションに比べて小さくなるという効果もある。
【００５３】
このように、アーム２７ｂ、２７ｃはクロストークが出にくいため、前述のように、アーム２７ａ、２７ｄとの面外曲げ剛性の大小関係を調整することにより、クロストークの出やすいアーム２７ａ、２７ｄの面外振動振幅を小さくし、アーム２７ａ、２７ｄのクロストークの振動量を減らすことができる。その結果、アーム２７ａ〜２７ｄのクロストークの振動量がほぼ同一となり、キャリッジ１４全体のクロストークの最悪レベルを下げることが可能となる。
【００５４】
以上のことから、１ｋＨｚ付近にあるアームの面外曲げ振動に伴うクロストークの影響を低減すことができ、これに応じて位置決めサーボ系の制御帯域を上げることが可能となる。従って、ヘッドの高密度な位置決めができ、高密度な記録再生が可能なキャリッジおよびＨＤＤを得ることができる。
【００５５】
上述した第１の実施の形態において、各スペーサ２８ａ、２８ｂは、内アームと対向する表面側において、突出部５１の部分に凹所を設ける構成としたが、図１２に示すように、スペーサの内アームと対向する表面全体を平坦に形成するとともに、この表面と内アーム２７ｂあるいは２７ｃとの間に、平坦なスペーサリング６０を配置してもよい。この場合、スペーサリング６０は、スペーサ２８ａ、２８ｂの本体５０とほぼ同一の径に形成する。これにより、内アーム２７ｂあるいは２７ｃに対するスペーサリング６０の接触面が第２接触面５２ｂおよび第２支持領域を構成し、前述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５６】
図１３および図１４に示す第２の実施の形態によれば、スペーサ２８ａ、２８ｂは前述した突出部５１を持たない構成としている。すなわち、スペーサ２８ａは環状の本体５０のみを有し、アーム２７ａに対向した本体５０の上面全体は、アーム２７ａに接触した第１接触面５２ａを構成し、アーム２７ａを支持する第１支持領域を規定している。
【００５７】
また、アーム２７ｂに対向した本体５０の下面外周縁には環状の凹所５３が全周に亘って形成され一段低くなっている。これにより、本体５０の下面は、アーム２７ａに接触しているとともに本体の外径よりも小さな外径の第２接触面５２ｂを構成し、この第２接触面はアーム２７ｂを支持する第２支持領域を規定している。
【００５８】
一方、スペーサ２８ｂは、環状の本体５０および支持フレーム３４のみを備えて構成されている。アーム２７ｄに対向した本体５０の下面全体は、アーム２７ｄに接触した第１接触面５２ａを構成し、アーム２７ｄを支持する第１支持領域を規定している。また、アーム２７ｃに対向した本体５０の上面外周縁には環状の凹所５３が全周に亘って形成され一段低くなっている。これにより、本体５０の上面は、アーム２７ｃに接触しているとともに本体の外径よりも小さな外径の第２接触面５２ｂを構成し、この第２接触面はアーム２７ｂを支持する第２支持領域を規定している。
【００５９】
以上のように、スペーサ２８ａ、２８ｂの第２支持領域は、第１支持領域よりも外径が小さく形成され、第２支持領域のアーム延出端側の境界は、第１支持領域の境界よりもアームの基端側にずれて位置している。そのため、内アームとして機能するアーム２７ｂ、２７ｃは、外アームとして機能するアーム２７ａ、２７ｄよりも面外曲げ剛性が弱く、固有振動数も低くなっている。なお、スペーサ２８ａ、２８ｂの本体５０に形成された凹所５３は、環状に限らず、本体のアーム延出端側周縁部のみに形成しても良い。
【００６０】
第２の実施の形態において、他の構成は、前述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。そして、上記構成を有する第２の実施の形態においても、前述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６１】
図１５および図１６に示すように、この発明の第３の実施の形態に係るキャリッジ１４は、単一の磁気ディスク１２ｂのみを備えたＨＤＤに適用するように構成されている。すなわち、キャリッジ１４を構成する４本のアーム２７ａないし２７ｄの内、例えば、下側の内アーム２７ｃおよび外アーム２７ｄのみに磁気ヘッド組立体３０がそれぞれ取り付けられている。そして、残りのアーム２７ａ、２７ｂは、ダミーのアームとして設けられている。
【００６２】
他の構成は、前述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
このように構成された第３の実施の形態においても、１ｋＨｚ付近にあるアームの面外曲げ振動に伴うクロストークの影響を低減すことができ、これに応じて位置決めサーボ系の制御帯域を上げることが可能となる。従って、ヘッドの高密度な位置決めができ、高密度な記録再生が可能なキャリッジおよびＨＤＤを得ることができる。
【００６３】
なお、この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上述した実施の形態では、記録媒体が１枚あるいは２枚の記録再生装置およびこれに適用するヘッド支持装置について説明したが、この発明は、３枚以上の記録媒体を備えた記録再生装置およびこれに用いるヘッド支持装置についても適用することができる。
また、この発明は、磁気ディスク装置に限らず、光ディスク装置、光磁気ディスク装置等の他の記録再生装置およびそのヘッド支持装置に適用可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、簡単な構成であるにも拘わらず、アームの上下方向振動を抑制することによって制御系の発振を抑え、制御系の高帯域化を可能にし、より高密度な記録再生を可能にするヘッド支持装置およびこれを用い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】この発明の第１の実施の形態に係るＨＤＤの内部を示す斜視図。
【図２】上記ＨＤＤに設けられたキャリッジの分解斜視図。
【図３】上記キャリッジの斜視図。
【図４】上記キャリッジの側面図。
【図５】上記ＨＤＤの磁気ディスクと上記キャリッジと配置関係を示す平面図。
【図６】上記キャリッジの支持部におけるスペーサを示す斜視図。
【図７】上記キャリッジを構成するアームの振動特性を示す図。
【図８】比較例として従来構成のキャリッジにおけるアームの振動特性を示す図。
【図９】アームの振動モードを説明するための図。
【図１０】上記第１の実施の形態におけるキャリッジのアームの振動モードを模式的に示す斜視図。
【図１１】上記第１の実施の形態におけるキャリッジの振動状態を模式的に示す側面図。
【図１２】上記第１の実施の形態の変形例に係るキャリッジを示す側面図。
【図１３】この発明の第２の実施の形態に係るＨＤＤにおけるキャリッジを示す側面図。
【図１４】この発明の第２の実施の形態に係るＨＤＤにおけるキャリッジを示す分解斜視図。
【図１５】この発明の第３の実施の形態に係るＨＤＤにおけるキャリッジを示す側面図。
【図１６】この発明の第３の実施の形態に係るＨＤＤにおけるキャリッジを示す分解斜視図。
【符号の説明】
１２ａ、１２ｂ…磁気ディスク
１４…キャリッジ
１６…ボイスコイルモータ
１７…基板ユニット
２４…軸受組立体
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ…アーム
２８ａ、２８ｂ…スペーサ
３０…磁気ヘッド組立体
３２…サスペンション
３３…磁気ヘッド
３４…支持フレーム
５０…本体
５１…突出部
５２ａ…第１接触面
５２ｂ…第２接触面
５３…凹所
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヘッドを搭載したヘッド支持装置、およびこれを備えた記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータの外部記録装置として磁気ディスク装置、光ディスク装置などの記録再生装置が広く用いられている。例えば、磁気記録媒体を使用する磁気ディスク装置は、一般に、ケース内に配設された磁気ディスク、磁気ディスクを支持および回転駆動するスピンドルモータ、磁気ヘッドを移動自在に支持したキャリッジ、このキャリッジを駆動するボイスコイルモータ、磁気ヘッドを制御部に電気的に接続するメインフレキシブルプリント回路基板（以下メインＦＰＣと称する）等を備えている。
【０００３】
そして、このような磁気ディスク装置では、磁気ディスクが回転した状態で、キャリッジにより磁気ヘッドを磁気ディスク上の任意の半径位置、つまり、任意のトラック上に移動および位置決めし、磁気ヘッドにより磁気ディスクに対する情報の読取および書き込みを行う。
【０００４】
キャリッジは、ケースに取り付けられた軸受部と、軸受部から延出した複数のアームと、各アームの延出端に固定された磁気ヘッド組立体と、を有している。磁気ヘッド組立体は、その基端部がアームの先端に溶接された細長いサスペンションを有し、サスペンションの延出端に磁気ヘッドが搭載されている。近年、各アームは、ステンレス等の薄板で形成され、同様に、サスペンションもステンレス等によって薄い板バネ状に形成されている。
【０００５】
キャリッジのアームおよび磁気ヘッド組立体は、１枚の磁気ディスクに対して２本ずつ設けられ、磁気ディスクの両面と対向するように積層配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された磁気ディスク装置において、キャリッジのアームは薄板で形成されていることから、上下方向、つまり、磁気ディスク表面に対して垂直な方向の衝撃に対して、あるいはキャジッリを含むアクチュエータ駆動時に振動し易い。この振動はアームを上下に揺するモードであるが、実際には、アクチュエータが左右対称な形状でない場合や、ＶＣＭからの非対称な加振力の付加などにより、アームの上下方向の揺れに伴ってアクチュエータが捩じれ、トラック方向への振動成分も生じる。また、アームの上下振動により、アクチュエータ長手方向（トラック方向）に沿ったヘッドの振動も発生し、ジッタ成分として観察される。そのため、ヘッドの位置決めや記録再生に悪影響を及ぼす。
【０００７】
一方、上記のような磁気ディスク装置では、記録容量の増大に伴い、高密度なデータ記録再生が要求され、磁気ディスクのトラック密度は１μｍ以下になっている。このため、磁気ヘッドを搭載したキャリッジの位置決め精度は０．１μｍ以下が要求され、制御帯域を上げる対策、すなわち、アクチュエータの位置決めサーボ系によって抑制可能な振動の周波数帯域を上げる対策、が必要になっている。例えば、２．５インチタイプの磁気ディスク装置において、現在の制御帯域は約５００〜１０００Ｈｚであり、一層の高帯域化が求められている。
【０００８】
制御帯域を上げるためには、キャリッジの高剛性化が必要となる。しかしながら、１０００Ｈｚ付近およびこれ以上の周波数帯域にはキャリッジの機械共振点が多数存在するため、制御帯域を上げる際の妨げとなっている。例えば、キャリッジを構成するアームの曲げ振動モードは、約１ないし１．５ｋＨｚ付近にあり、キャリッジ駆動時に発生する上下方向振動や捩じれ振動によって励起される。
【０００９】
加えて、アームの上下方向振動モードは、制御帯域に近接した領域に存在するため、制御帯域を上げると発振現象を引き起こす恐れがある。そのため、アームの上下振動を抑制しヘッドの位置決め精度を上げるためには、アームの高剛性化を図り、キャリッジの共振周波数を制御帯域外に追いやることが望ましい。
【００１０】
しかし、一般に磁気ディスク装置などの記録再生装置は、薄型化が望まれているため、ディスクの厚み方向の寸法を増やすことは難しい。従って、アームを厚く形成してアームの曲げ振動の固有振動数を大幅に高めることは困難となる。
【００１１】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、ヘッドの位置決め精度を向上し高密度な記録再生を可能とするヘッド支持装置およびこれを備えた記録再生装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の一態様に係るヘッド支持装置は、支持部と、それぞれ薄板により形成されているとともに、上記支持部に支持された基端部を有し、上記支持部から同一方向に延出した複数のアームと、少なくとも２本のアームの延出端からそれぞれ延びたサスペンションと、各サスペンションの延出端に搭載されたヘッドと、を備えている。
【００１３】
上記複数のアームは所定方向に沿って積層配置されているとともに、背中合わせに隣合った少なくとも２本の内アームと、それぞれ内アームに所定の間隔をおいて対向しているとともに上記積層方向の両端に位置した２本の外アームと、を含み、上記支持部は、上記外アームを支持した第１支持領域と上記内アームを支持した第２支持領域とを備え、上記第１支持領域は、第２支持領域よりも上記アームの延出端側へずれて位置した境界を有している。
【００１４】
また、発明の他の態様に係るヘッド支持装置は、支持部と、それぞれ薄板により形成されているとともに、上記支持部に支持された基端部を有し、上記支持部から同一方向に延出した複数のアームと、少なくとも２本のアームの延出端からそれぞれ延びたサスペンションと、各サスペンションの延出端に搭載されたヘッドと、を備えている。上記複数のアームは所定方向に沿って積層配置されているとともに、背中合わせに隣合った少なくとも２本の内アームと、それぞれ内アームに所定の間隔をおいて対向しているとともに上記積層方向の両端に位置した２本の外アームと、を含み、上記支持部は上記外アームを支持した第１支持領域および上記内アームを支持した第２支持領域を有し、上記第１および第２支持領域は、上記内アームの固有振動数が上記外アームの固有振動数よりも低くなるように、上記アームの延出方向について異なる位置に境界を有している。
【００１５】
更に、この発明の態様に係る記録再生装置は、ディスク状の記録媒体と、上記記録媒体を支持および回転駆動する駆動部と、上記記録媒体に対して情報の記録再生を行うヘッドと、上記ヘッドを上記記録媒体に対して移動自在に支持した上記ヘッド支持装置と、を備えている。
【００１６】
上記のように構成されたヘッド支持装置およびこれを備えた記録再生装置によれば、内アームと外アームとの面外曲げ剛性の大小関係を調整することにより、クロストークの出やすい外アームの面外振動振幅を小さくし、それによって生じる外アームのトラック方向への振動クロストークを減らすことができる。これにより、内アームおよび外アームのトラック方向へのクロストークがほぼ同一となり、ヘッド支持装置全体のクロストークの最悪レベルを下げることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、この発明に係る記録再生装置を、磁気ディスク装置としてのハードディスクドライブ（以下ＨＤＤと称する）に適用した実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１に示すように、ＨＤＤは、上面の開口した矩形箱状のケース１０と、複数のねじによりケースにねじ止めされてケースの上端開口を閉塞する図示しないトップカバーと、を有している。
【００１９】
ケース１０内には、ディスク状の記録媒体としての２枚の磁気ディスク１２ａ、１２ｂ、これらの磁気ディスクを支持および回転させるスピンドルモータ１３、磁気ディスクに対して情報の記録、再生を行なう複数のヘッド、これらの磁気ヘッドを磁気ディスク１２ａ、１２ｂに対して移動自在に支持したキャリッジ１４、キャリッジを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）１６、ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した位置に保持するランプロード機構１８、キャリッジ１４を退避位置に保持するイナーシャラッチ機構２０、およびプリアンプ等の回路部品が実装された基板ユニット１７が収納されている。
【００２０】
また、ケース１０の外面には、基板ユニット１７を介してスピンドルモータ１３、ＶＣＭ１６、およびヘッドの動作を制御する図示しないプリント回路基板がねじ止めされ、ケースの底壁と対向して位置している。
【００２１】
各磁気ディスク１２ａ、１２ｂは、例えば、直径６５ｍｍ（２．５インチ）に形成され、上面および下面に磁気記録層を有している。２枚の磁気ディスク１２ａ、１２ｂは、スピンドルモータ１３の図示しないハブに互いに同軸的に嵌合されているとともにクランプばね２１によりクランプされ、ハブの軸方向に沿って１〜２ｍｍの間隔をおいて積層されている。そして、磁気ディスク１２ａ、１２ｂは、駆動部としてのスピンドルモータ１３により所定の速度で回転駆動される。
【００２２】
図１ないし図３に示すように、ヘッド支持装置を構成するキャリッジ１４は、ケース１０の底壁上に固定された軸受組立体２４を備えている。支持部として機能する軸受組立体２４は、ケース１０の底壁に立設された枢軸２３と、枢軸に一対の軸受を介して回転自在に支持された円筒形状のハブ２６と、を有している。ハブ２６の上端には環状のフランジ２９が形成され、下端部外周にはねじ部２５が形成されている。なお、枢軸２３はスピンドルモータ１３の回転軸と平行に設けられている。
【００２３】
また、キャリッジ１４は、軸受組立体２４に片持ち支持された４本のアーム２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄおよび２つのスペーサリング２８ａ、２８ｂと、各アームに支持された４つの磁気ヘッド組立体３０と、を備えている。
【００２４】
アーム２７ａないし２７ｄの各々は、例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレス系の材料により、板厚３００μｍ程度の薄い平板状に形成され、その一端、つまり、基端部には円形の透孔３１が形成されている。
【００２５】
各磁気ヘッド組立体３０は、板ばねによって形成された細長いサスペンション３２と、サスペンションに固定された磁気ヘッド３３と、を備えている。サスペンション３２は、板厚３０〜１００μｍの板ばねにより構成され、その基端がスポット溶接あるいは接着によりアーム２７ａないし２７ｄの先端に固定され、アームから延出している。
【００２６】
各磁気ヘッド３３は、図示しないほぼ矩形状のスライダとこのスライダに形成された記録再生用のＭＲ（磁気抵抗）ヘッドとを有し、サスペンション３２の先端部に形成されたジンバル部に固定されている。また、各磁気ヘッド３３は、図示しない４つの電極を有している。なお、サスペンション３２は、アームと同一の材料によりアームと一体的に形成されていてもよい。
【００２７】
一方、図２に示すように、キャリッジ１４の各磁気ヘッド３３は、それぞれ中継フレキシブルプリント回路基板（以下、中継ＦＰＣと称する）６２を介して後述するメインＦＰＣ４２に電気的に接続される。中継ＦＰＣ６２は、キャリッジ１４の各アームおよびサスペンション３２の表面に貼り付け固定され、サスペンションの先端からアームの回動基端に亘って延びている。中継ＦＰＣ６２は、全体として細長い帯状に形成され、その先端は磁気ヘッド３３に電気的に接続されているとともに、その基端部はアームの基端から外側に延出し、複数の接続パッドを有した接続端部６４を構成している。
【００２８】
図２ないし図４に示すように、磁気ヘッド組立体３０および中継ＦＰＣ６２が取り付けられた４本のアーム２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄは、透孔３１にハブ２６を挿通することにより、ハブ２６の軸方向に沿ってフランジ２９上に積層された状態でハブの外周に嵌合されている。また、スペーサリング２８ａは、アーム２７ａ、２７ｂ間、およびスペーサリング２８ｂは、アーム２７ｃ、２７ｄ間にそれぞれ挟まれた状態でハブ２６の外周に嵌合されている。
【００２９】
ハブ２６の外周に嵌合された４本のアーム２７ａないし２７ｄ、および２つのスペーサリング２８ａ、２８ｂは、ハブ２６のねじ部２５に螺合されたナット３７とフランジ２９との間に挟持され、ハブ２６の外周上に固定保持されている。なお、締め部材としてのナット３７とアーム２７ｄとの間にはリングワッシャ３９が挟み込まれている。そして、フランジ２９を有したハブ２６およびナット３７は挟持機構を構成している。
【００３０】
軸受組立体２４によって支持されたアーム２７ａないし２７ｄは、ハブ２６から同一方向に延出している。アーム２７ａおよび２７ｂは所定の間隔を置いて互いに平行に位置し、これらのアームに取り付けられた磁気ヘッド組立体３０の磁気ヘッド３３は互いに向かい合って位置している。また、アーム２７ｃおよび２７ｄは所定の間隔を置いて互いに平行に位置し、これらのアームに取り付けられた磁気ヘッド組立体３０の磁気ヘッド３３は互いに向かい合って位置している。
【００３１】
アーム２７ｂ、２７ｃは背中合わせで互いに接触して位置し、この発明における内アームとして機能する。また、積層方向に沿って上端及び下端に位置したアーム２７ａ、２７ｄは、この発明における外アームとして機能している。そして、４本のアーム２７ａないし２７ｄおよび磁気ヘッド組立体３０は、ハブ２６と一体的に回動可能となっている。
【００３２】
図２ないし図６に示すように、スペーサ２８ａは、ハブ２６の外周に嵌合された環状の本体５０と、この本体の外周からアームの延出方向に突出した突出部５１とを一体に備えている。外アームとして機能する上端のアーム２７ａに対向したスペーサ２８ａの上面は、本体５０および突出部５１に亘って平坦に形成されている。そして、この上面全体は、アーム２７ａに接触した第１接触面５２ａを構成し、アーム２７ａを支持する第１支持領域を規定している。
【００３３】
これに対し、内アームとして機能するアーム２７ｂに対向したスペーサ２８ａの下面の内、突出部５１の部分に凹所５３が形成され、本体５０の下面よりも一段低くなっている。そして、本体５０の下面のみがアーム２７ａに接触した第２接触面５２ｂを構成し、アーム２７ｂを支持する第２支持領域を規定している。
【００３４】
同様に、スペーサ２８ｂは、ハブ２６の外周に嵌合された環状の本体５０と、この本体の外周からアームの延出方向に突出した突出部５１とを一体に備えている。外アームとして機能する上端のアーム２７ｄに対向したスペーサ２８ｂの下は、本体５０および突出部５１に亘って平坦に形成されている。そして、この下面全体は、アーム２７ｄに接触した第１接触面５２ａを構成し、アーム２７ｄを支持する第１支持領域を規定している。
【００３５】
内アームとして機能するアーム２７ｃに対向したスペーサ２８ｂの上面の内、突出部５１の部分に凹所５３が形成され、本体５０の上面よりも一段低くなっている。そして、本体５０の上面のみがアーム２７ｃに接触した第２接触面５２ｂを構成し、アーム２７ｃを支持する第２支持領域を規定している。
【００３６】
更に、スペーサリング２８ｂは、アーム２７ａないし２７ｄと反対方向へ延出した支持フレーム３４を有し、合成樹脂等によって一体に整形されている。支持フレーム３４には、ＶＣＭ１６の一部を構成するボイスコイル３６が埋め込まれている。
【００３７】
スペーサ２８ａ、２８ｂに設けられた突出部５１は、図５に示すように、キャリッジ１４が回動しヘッド３３が磁気ディスク１２ａ、１２ｂの最内周に位置した状態で、磁気ディスク１２ａ、１２ｂとスペーサ２８ａ、２８ｂとが衝突しないぎりぎりの位置まで突出形成されていることが望ましく、その突出長さａは、例えば１〜２ｍｍに設定されている。
【００３８】
スペーサ２８ａに設けられた突出部５１の先端部には、ねじ孔５６が形成されている。また、アーム２７ａには、ねじ孔５６と対向する位置に透孔が形成されている。そして、この透孔を介して突出部５１のねじ孔５６にねじ５７がねじ込まれ、このねじ５７の締付け力によりアーム２７ａの基端部がスペーサ２８ａの突出部５１に密着し、第１接触面５２ａに支持されている。
【００３９】
同様に、スペーサ２８ｂに設けられた突出部５１の先端部には、ねじ孔５６が形成されている。また、アーム２７ｄには、ねじ孔５６と対向する位置に透孔が形成されている。そして、この透孔を介して突出部５１のねじ孔５６にねじ５７がねじ込まれ、このねじ５７の締付け力によりアーム２７ｄの基端部がスペーサ２８ｂの突出部５１に密着し、第１接触面５２ａに支持されている。
【００４０】
上記支持構造であると、各スペーサ２８ａ、２８ｂに突出部５１を設けることにより、外アームとしてのアーム２７ａ、２７ｄに対する第１支持領域がアーム延出端側に拡大する。そして、図５に示すように、第１支持領域のアーム延出端側の境界は、スペーサ本体５０の周縁位置Ａから位置Ｂへとアームの先端側へ移動する。これにより、アーム２７ａ、２７ｄの支持領域からのアーム長が等価的に短くなり、これらアームの面外曲げ剛性が向上する。その結果、アーム２７ａ、２７ｄの固有振動数を上げることができる。
【００４１】
これに対して、スペーサ２８ａ、２８ｂの第２支持領域は、突出部５１の部分に凹所５３を設けることにより、アーム２７ｂ、２７ｃの延出端側へ拡大されておらず、第２支持領域のアーム延出端側の境界は、スペーサ本体５０の周縁位置Ａのままとなっている。すなわち、第２支持領域のアーム延出端側の境界は、第１支持領域の境界よりもアームの基端側にずれて位置している。そのため、内アームとして機能するアーム２７ｂ、２７ｃは、外アームとして機能するアーム２７ａ、２７ｄよりも面外曲げ剛性が弱く、固有振動数も低くなっている。
【００４２】
図１および図４に示すように、上記のように構成されたキャリッジ１４をケース１０に組み込んだ状態において、磁気ディスク１２ａはアーム２７ａ、２７ｂ間に位置し、また、磁気ディスク１２ｂはアーム２７ｃ、２７ｄ間に位置している。
【００４３】
そして、ＨＤＤの動作時、アーム２７ａ、２７ｂに取り付けられた磁気ヘッド３３は、磁気ディスク１２ａの上面および下面にそれぞれ対向し、磁気ディスク１２ａを両面側から挟持する。同様に、アーム２７ｃ、２７ｄに取り付けられた磁気ヘッド３３は、磁気ディスク１２ｂの上面および下面にそれぞれ対向し、磁気ディスク１２ｂを両面側から挟持する。
【００４４】
また、キャリッジ１４をケース１０に組み込んだ状態において、支持フレーム３４に固定されたボイスコイル３６は、ケース１０上に固定された一対のヨーク３８間に位置し、これらのヨークおよび一方のヨークに固定された図示しない磁石とともにＶＣＭ１６を構成している。そして、ボイスコイル３６に通電することにより、キャリッジ１４が回動し、磁気ヘッド３３は磁気ディスク１２ａ、１２ｂの所望のトラック上に移動および位置決めされる。
【００４５】
図１および図２に示すように、基板ユニット１７は、ケース１０の底壁上に固定された矩形状の基板本体４０を有し、この基板本体上には、複数の電子部品およびコネクタ等が実装されている。また、基板ユニット１７は、基板本体４０とキャリッジ１４とを電気的に接続した帯状のメインフレキシブルプリント回路基板（以下、メインＦＰＣと称する）４２を有している。そして、キャリッジ１４に支持された各磁気ヘッド３３は、中継ＦＰＣ６２およびメインＦＰＣ４２を介して基板ユニット１７に電気的に接続されている。
【００４６】
すなわち、メインＦＰＣ４２は、キャリッジ１４の軸受組立体２４に取付けられた接続端部４２ａと、基板本体４０と一体に形成された基端部と、を有している。接続端部４２ａには透孔５８が形成され、この透孔に挿通されたねじ５６によってスペーサリング２８ａにねじ止めされている。また、各アームおよびサスペンション３２上に設けられた中継ＦＰＣ６２の接続端部６４は、メインＦＰＣ４２の接続端部４２ａに設けられたパッド部にそれぞれ接続されている。これにより、各中継ＦＰＣ６２とメインＦＰＣ４２とが電気的に接続されている。
【００４７】
以上のように構成されたＨＤＤによれば、外アーム２７ａ、２７ｄを支持した第１支持領域の境界を、内アーム２７ｂ、２７ｃを支持した第２支持領域の境界に対してアーム延出端側にずらして形成することにより、同一キャリッジ１４内で、外アーム２７ａ、２７ｄと内アーム２７ｂ、２７ｃとの間に面外曲げ剛性の相違を生じさせている。この場合、ボイスコイル３６に上下方向の加振力が作用すると、図７に示すように、外アーム２７ａ、２７ｄと内アーム２７ｂ、２７ｃとの面外曲げ剛性が等しい場合（図８）に比較して、面外曲げ剛性の低い方のアーム２７ｂ、２７ｃが大きく揺れるようになる反面、面外曲げ剛性の高い方のアーム２７ａ、２７ｄの揺れが低減する効果が得られる。
【００４８】
これは、面外曲げ剛性が低い方のアームが共振する時は、図９（ａ）に示すように、面外曲げ剛性が高い方のアームと同位相に揺れるが、面外曲げ剛性が高い方のアームが共振する時は、図９（ｂ）に示すように、面外曲げ剛性が低い方のアームが共振点を過ぎて逆位相に揺れるようになるため、振動エネルギが打ち消される効果が働くことによると考えられる。
【００４９】
すなわち、図１０に示すような面外曲げ方向のアーム振動は、ＶＣＭ１６駆動時に発生するボイスコイル３６への上下方向や捩じれ方向の加振力によって励起され、磁気ヘッドのトラック方向へのクロストーク振動につながる。ただし、シミュレーション上におけるアームの面外方向の振動振幅が同じであっても、アームのキャリッジに対する配設位置によって、トラック方向へのクロストーク振動量に違いがある。
【００５０】
例えば、トラック方向へのクロストークの振動量は、アームそのものの面外方向振動に伴うトラック方向へのクロストークと、キャリッジ１４全体がその影響でトラック方向へ揺すられることによって発生するクロストークの合計で表される。しかし、キャリッジ１４全体の揺れは、主に軸受組立体２４のばね性およびキャリッジ全体のイナーシャによって発生する。
【００５１】
そのため、図１１に示すように、キャリッジ１４の中央付近にあるアーム２７ｂ、２７ｃは、外側にあるアーム２７ａ、２７ｄに比べて振幅が小さくなる。よって、キャリッジ全体の振動によるクロストークの量もアーム２７ｂ、２７ｃの方がアーム２７ａ、２７ｄに比べて小さくなる。
【００５２】
また、アーム２７ｂ、２７ｃは背中合わせになっているため、接触面の摩擦によって減衰効果が生じ、面外振動振幅そのものが、シミュレーションに比べて小さくなるという効果もある。
【００５３】
このように、アーム２７ｂ、２７ｃはクロストークが出にくいため、前述のように、アーム２７ａ、２７ｄとの面外曲げ剛性の大小関係を調整することにより、クロストークの出やすいアーム２７ａ、２７ｄの面外振動振幅を小さくし、アーム２７ａ、２７ｄのクロストークの振動量を減らすことができる。その結果、アーム２７ａ〜２７ｄのクロストークの振動量がほぼ同一となり、キャリッジ１４全体のクロストークの最悪レベルを下げることが可能となる。
【００５４】
以上のことから、１ｋＨｚ付近にあるアームの面外曲げ振動に伴うクロストークの影響を低減すことができ、これに応じて位置決めサーボ系の制御帯域を上げることが可能となる。従って、ヘッドの高密度な位置決めができ、高密度な記録再生が可能なキャリッジおよびＨＤＤを得ることができる。
【００５５】
上述した第１の実施の形態において、各スペーサ２８ａ、２８ｂは、内アームと対向する表面側において、突出部５１の部分に凹所を設ける構成としたが、図１２に示すように、スペーサの内アームと対向する表面全体を平坦に形成するとともに、この表面と内アーム２７ｂあるいは２７ｃとの間に、平坦なスペーサリング６０を配置してもよい。この場合、スペーサリング６０は、スペーサ２８ａ、２８ｂの本体５０とほぼ同一の径に形成する。これにより、内アーム２７ｂあるいは２７ｃに対するスペーサリング６０の接触面が第２接触面５２ｂおよび第２支持領域を構成し、前述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５６】
図１３および図１４に示す第２の実施の形態によれば、スペーサ２８ａ、２８ｂは前述した突出部５１を持たない構成としている。すなわち、スペーサ２８ａは環状の本体５０のみを有し、アーム２７ａに対向した本体５０の上面全体は、アーム２７ａに接触した第１接触面５２ａを構成し、アーム２７ａを支持する第１支持領域を規定している。
【００５７】
また、アーム２７ｂに対向した本体５０の下面外周縁には環状の凹所５３が全周に亘って形成され一段低くなっている。これにより、本体５０の下面は、アーム２７ａに接触しているとともに本体の外径よりも小さな外径の第２接触面５２ｂを構成し、この第２接触面はアーム２７ｂを支持する第２支持領域を規定している。
【００５８】
一方、スペーサ２８ｂは、環状の本体５０および支持フレーム３４のみを備えて構成されている。アーム２７ｄに対向した本体５０の下面全体は、アーム２７ｄに接触した第１接触面５２ａを構成し、アーム２７ｄを支持する第１支持領域を規定している。また、アーム２７ｃに対向した本体５０の上面外周縁には環状の凹所５３が全周に亘って形成され一段低くなっている。これにより、本体５０の上面は、アーム２７ｃに接触しているとともに本体の外径よりも小さな外径の第２接触面５２ｂを構成し、この第２接触面はアーム２７ｂを支持する第２支持領域を規定している。
【００５９】
以上のように、スペーサ２８ａ、２８ｂの第２支持領域は、第１支持領域よりも外径が小さく形成され、第２支持領域のアーム延出端側の境界は、第１支持領域の境界よりもアームの基端側にずれて位置している。そのため、内アームとして機能するアーム２７ｂ、２７ｃは、外アームとして機能するアーム２７ａ、２７ｄよりも面外曲げ剛性が弱く、固有振動数も低くなっている。なお、スペーサ２８ａ、２８ｂの本体５０に形成された凹所５３は、環状に限らず、本体のアーム延出端側周縁部のみに形成しても良い。
【００６０】
第２の実施の形態において、他の構成は、前述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。そして、上記構成を有する第２の実施の形態においても、前述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６１】
図１５および図１６に示すように、この発明の第３の実施の形態に係るキャリッジ１４は、単一の磁気ディスク１２ｂのみを備えたＨＤＤに適用するように構成されている。すなわち、キャリッジ１４を構成する４本のアーム２７ａないし２７ｄの内、例えば、下側の内アーム２７ｃおよび外アーム２７ｄのみに磁気ヘッド組立体３０がそれぞれ取り付けられている。そして、残りのアーム２７ａ、２７ｂは、ダミーのアームとして設けられている。
【００６２】
他の構成は、前述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
このように構成された第３の実施の形態においても、１ｋＨｚ付近にあるアームの面外曲げ振動に伴うクロストークの影響を低減すことができ、これに応じて位置決めサーボ系の制御帯域を上げることが可能となる。従って、ヘッドの高密度な位置決めができ、高密度な記録再生が可能なキャリッジおよびＨＤＤを得ることができる。
【００６３】
なお、この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上述した実施の形態では、記録媒体が１枚あるいは２枚の記録再生装置およびこれに適用するヘッド支持装置について説明したが、この発明は、３枚以上の記録媒体を備えた記録再生装置およびこれに用いるヘッド支持装置についても適用することができる。
また、この発明は、磁気ディスク装置に限らず、光ディスク装置、光磁気ディスク装置等の他の記録再生装置およびそのヘッド支持装置に適用可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、簡単な構成であるにも拘わらず、アームの上下方向振動を抑制することによって制御系の発振を抑え、制御系の高帯域化を可能にし、より高密度な記録再生を可能にするヘッド支持装置およびこれを用い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】この発明の第１の実施の形態に係るＨＤＤの内部を示す斜視図。
【図２】上記ＨＤＤに設けられたキャリッジの分解斜視図。
【図３】上記キャリッジの斜視図。
【図４】上記キャリッジの側面図。
【図５】上記ＨＤＤの磁気ディスクと上記キャリッジと配置関係を示す平面図。
【図６】上記キャリッジの支持部におけるスペーサを示す斜視図。
【図７】上記キャリッジを構成するアームの振動特性を示す図。
【図８】比較例として従来構成のキャリッジにおけるアームの振動特性を示す図。
【図９】アームの振動モードを説明するための図。
【図１０】上記第１の実施の形態におけるキャリッジのアームの振動モードを模式的に示す斜視図。
【図１１】上記第１の実施の形態におけるキャリッジの振動状態を模式的に示す側面図。
【図１２】上記第１の実施の形態の変形例に係るキャリッジを示す側面図。
【図１３】この発明の第２の実施の形態に係るＨＤＤにおけるキャリッジを示す側面図。
【図１４】この発明の第２の実施の形態に係るＨＤＤにおけるキャリッジを示す分解斜視図。
【図１５】この発明の第３の実施の形態に係るＨＤＤにおけるキャリッジを示す側面図。
【図１６】この発明の第３の実施の形態に係るＨＤＤにおけるキャリッジを示す分解斜視図。
【符号の説明】
１２ａ、１２ｂ…磁気ディスク
１４…キャリッジ
１６…ボイスコイルモータ
１７…基板ユニット
２４…軸受組立体
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ…アーム
２８ａ、２８ｂ…スペーサ
３０…磁気ヘッド組立体
３２…サスペンション
３３…磁気ヘッド
３４…支持フレーム
５０…本体
５１…突出部
５２ａ…第１接触面
５２ｂ…第２接触面
５３…凹所
Claims (12)
- 支持部と、
それぞれ薄板により形成されているとともに、上記支持部に支持された基端部を有し、上記支持部から同一方向に延出した複数のアームと、
少なくとも２本のアームの延出端からそれぞれ延びたサスペンションと、
各サスペンションの延出端に搭載されたヘッドと、を備え、
上記複数のアームは所定方向に沿って積層配置されているとともに、背中合わせに隣合った少なくとも２本の内アームと、それぞれ内アームに所定の間隔をおいて対向しているとともに上記積層方向の両端に位置した２本の外アームと、を含み、
上記支持部は、上記外アームを支持した第１支持領域と上記内アームを支持した第２支持領域とを備え、上記第１支持領域は、第２支持領域よりも上記アームの延出端側へずれて位置した境界を有しているヘッド支持装置。 - 支持部と、
それぞれ薄板により形成されているとともに、上記支持部に支持された基端部を有し、上記支持部から同一方向に延出した複数のアームと、
少なくとも２本のアームの延出端からそれぞれ延びたサスペンションと、
各サスペンションの延出端に搭載されたヘッドと、を備え、
上記複数のアームは所定方向に沿って積層配置されているとともに、背中合わせに隣合った少なくとも２本の内アームと、それぞれ内アームに所定の間隔をおいて対向しているとともに上記積層方向の両端に位置した２本の外アームと、を含み、
上記支持部は上記外アームを支持した第１支持領域および上記内アームを支持した第２支持領域を有し、上記第１および第２支持領域は、上記内アームの固有振動数が上記外アームの固有振動数よりも低くなるように、上記アームの延出方向について異なる位置に境界を有しているヘッド支持装置。 - 上記支持部は、上記外アームと、この外アームに対向した上記内アームとの間にそれぞれ挟まれた複数のスペーサと、上記アームの基端部およびスペーサを上記積層方向に沿って締付挟持した挟持機構と、を備え、
各スペーサは、上記外アームの基端部に接触し上記第１支持領域を形成した第１接触面と、上記内アームの基端部に接触し上記第２支持領域を形成した第２接触面と、を有している請求項１又は２に記載のヘッド支持装置。 - 上記各アームは上記基端部に形成された透孔を有し、
上記支持部は、上記各アームの透孔に挿通および嵌合されたほぼ円筒状のハブと、上記ハブの外周に嵌合され上記外アームとこの外アームに対向した上記内アームとの間にそれぞれ挟まれた複数のスペーサと、上記各アームの基端部およびスペーサを上記積層方向に沿って締付挟持した挟持機構と、を備え、
各スペーサは、上記外アームの基端部に接触し上記第１支持領域を形成した第１接触面と、上記内アームの基端部に接触し上記第２支持領域を形成した第２接触面と、を有している請求項１又は２に記載のヘッド支持装置。 - 上記各スペーサは、上記ハブに嵌合された環状の本体とこの本体から上記アームの延出方向に突出した突出部とを一体に備え、
各スペーサは、上記本体および突出部に亘って延び上記第１接触面を形成した第１表面と、この第１表面と反対側に位置しているとともに上記本体および突出部に亘って延び上記第２接触面を形成した第２表面と、上記突出部の位置で上記第２表面に形成された凹所と、を有している請求項４に記載のヘッド支持装置。 - 上記各スペーサは、上記ハブに嵌合された環状の本体とこの本体から上記アームの延出方向に突出した突出部とを一体に備え、
各スペーサは、上記本体および突出部に亘って延び上記第１接触面を形成した第１表面と、この第１表面と反対側に位置しているとともに上記本体および突出部に亘って延び第２表面と、上記ハブに嵌合され上記第２表面と内アームとの間に挟持されているとともに、上記本体とほぼ等しい外径を有し上記第２接触面を形成したスペーサリングと、を備えている請求項４に記載のヘッド支持装置。 - 上記外アームの一部は、上記スペーサの突出部にねじ止めされている請求項５又は６に記載のヘッド支持装置。
- 上記各スペーサは、上記ハブに嵌合された環状の本体を備え、
上記本体は、上記第１接触面を形成した環状の第１表面と、この第１表面と反対側に位置しているとともに上記第２接触面を形成した環状の第２表面と、上記第２表面の少なくとも上記アーム延出端側の周縁部に形成された凹所と、を有している請求項４に記載のヘッド支持装置。 - 上記挟持機構は、上記ハブの一端に形成されたフランジと、上記ハブの他端に螺合され上記フランジとの間に上記アームの基端部およびスペーサを挟持した締め部材と、を備えている請求項４ないし８のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
- 上記全てのアームにサスペンションが設けられ、上記外アームに取り付けられたサスペンション上のヘッドは、この外アームと対向した内アームに取り付けられたサスペンション上のヘッドと向い合っている請求項１ないし９のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
- 上記サスペンションは、１本の内アームおよび、この内アームに対向した１本の外アームのみに設けられている請求項１ないし９のいずれか１項に記載のヘッド支持装置。
- ディスク状の記録媒体と、
上記記録媒体を支持および回転駆動する駆動部と、
上記記録媒体に対して情報の記録再生を行うヘッドと、
上記ヘッドを上記記録媒体に対して移動自在に支持した請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のヘッド支持装置と、
を備えた記録再生装置。
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