JP3871353B2

JP3871353B2 - ディスク記録／再生装置

Info

Publication number: JP3871353B2
Application number: JP19367594A
Authority: JP
Inventors: スコット・ケイ・アンダーソン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1994-07-26
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2022-01-24
Also published as: EP0637022A3; DE69424605D1; SG63545A1; JPH0793878A; DE69424605T2; EP0637022B1; US5392176A; EP0637022A2; MY118350A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はディスク記録／再生装置に関し、より詳細には部品およびサブアッセンブリーの製作が容易であり、組み立てが容易であり、製品歩どまりを向上させ、製品コストを低減し、また従来アッセンブリースタック中で物理的に離れており、機能的に関係付けられていない部品を機能的に統合して装置のプロファイルを小さくすることによって機械的体積効率を向上させる構造設計を用いるかかる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録／再生装置は、通常ディスクスピンドルモータによって駆動されるディスクを含む回転可能なディスク媒体構造と、可動支持体上のアクチュエータモータによって駆動されてトランスデューサをディスクの径方向に移動させるトランスデューサ／アクチュエータアームアッセンブリーを有するアクチュエータ構造からなる。このアクチュエータは回転型でも往復型でもよく、サーボ制御アクチュエータモータによって制御されてトランスデューサをディスク上の異なる径方向の位置に移動させる。ディスクドライブにおいて、この動作モードはトラック探索・追跡動作と呼ばれる。
【０００３】
ディスクドライブにおいて、メモリディスク構造は、メモリディスクアッセンブリー中の、ディスクドライブのハウジングのベースに取り付けられたステータを有するラジアルギャップディスクスピンドルモータによって駆動されるディスクスピンドルハブの周囲に同心状に取り付けられた１つあるいはそれ以上のディスクからなる。このメモリディスクアッセンブリーにおいて、１つあるいはそれ以上のディスクはディスクスピンドルハブの周囲でスタック中に保持され、多数のディスクには、その間に個々のアクチュエータ構造が通れる間隔を設けるだけの厚みを有するリングスペーサによって軸方向の間隔が設けられる。ディスクスピンドルモータのステータはディスクスピンドルハブ内に組み立てられる。ディスクスピンドルハブはこのモータのロータとして機能する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ディスクのサイズが小さくなると、メモリディスク構造におけるモータ設計は径方向、軸方向の両方の寸法において実用的でなくなる。半径が小さくなると、適切なモータトルクが得られなくなる。モータの半径を大きくし、軸方向の寸法を小さくすることによってモータトルクを大きくしようとする設計努力の結果、モータトルク条件に合うような直径の比較的薄く平坦なラジアルギャップディスクスピンドルモータが開発された。翼を有するステータ構造がモータのロータ内に配設される。この種のディスクスピンドルモータのモータロータはメモリディスクの寸法に対して直径が大きいため、メモリディスクスタック中に配設することができず、したがってメモリディスクとディスクスピンドルモータは軸方向に集積される。このモータ設計は外形が小さく、モータトルクが向上する。この設計ではディスクスタックをモータのまわりに同心状に配設するかわりに、ディスクスピンドルモータとメモリディスクを軸方向に集積し、その結果体積効率に多少の減少がみられる。ディスクスピンドルモータの厚みすなわち外形をさらに小さくするだけでなく、記録／再生装置の厚みを小さくすることが必要とされている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の最良の実施態様は回転アクチュエータ型のディスクドライブにおいて実現され、ここではこれを本発明を説明する例として用いる。往復型アクチュエータのディスクドライブおよびここに述べるもの以外の回転型アクチュエータディスクドライブ、たとえば回転する媒体を用いる任意のディスク記録／再生装置への本発明の応用は当業者が推考できる範囲内にあるものと考える。
【０００６】
形状係数が小さくなり、情報格納量が大きくなり、駆動装置の価格が下がると、製作および部品の組み立てに大規模な手作業を行なうことは費用効率が悪くなり、あるいは不可能になることもある。本発明はディスクドライブを構成する新しい方法、特に部品数が低減されるようなスピンドルモータの新しい構成とそれをディスクドライブに集積する方法を提供し、自動的な製作および組み立てに適応する簡略化された部品構成を提供し、ディスクドライブ製作および組み立ての処理における手作業を最小限にし、試験条件を少なくし、製品歩どまりを向上させ、その結果アプリケーションと環境に適した耐久性のある製品が得られる。
【０００７】
本発明のディスクスピンドルモータとディスクドライブへのその集積には、ディスクドライブアッセンブリーに要する部品数を低減し、部品を自動製作および組み立て技術に適応させる独特な構造が採用される。これはこのディスクスピンドルモータをディスクドライブハウジングとプリント回路アッセンブリーに集積することによって達成される。ボビン状のモータロータを有するアキシャルギャップ永久磁石ディスクスピンドルモータが用いられる。このボビン状のモータロータはハウジングのベース上のディスクドライブハウジング中に回転可能に受けられ、ハブ上に設けた一対の円形の間隔をおいたロータプレートを有する。円形のロータプレートの間に離散的な極性が交互に逆になった軸方向の磁界が発生する。平面的なディスクスピンドルステータモータ巻線とその回路がディスクドライブハウジングのベースにプリント回路基板アッセンブリーの一部として製作される。このプリント回路基板アッセンブリーはディスクドライブハウジング内のベースに取り付けられ、軸方向に間隔をおいて配置された円形のロータプレートの間にはめ込まれた平面状の巻線を担持する部分を有する。この平面状の巻線は型巻線で構成することもできるが、プリント回路で構成する方が好適である。これによって部品の製作と組み立て加工における手作業が大幅に低減される。この独特の構造設計の特徴は、ある形状係数に対して、また従来の設計に対して、モータ自体についても、またディスクドライブの外部のその下の位置からディスクドライブ内の既存のスペースへのプリント回路アッセンブリーの取り外しについてもディスクスピンドルモータのプロファイル寸法を低減し、これによって機械的体積効率が向上する。
【０００８】
さらに、ディスクドライブハウジングのベースとプリント回路アッセンブリーの電子部品はディスクドライブハウジング内にディスクスピンドルモータと一体をなす部分として組み込まれる。ディスクスピンドルモータの巻線はプリント回路基板アッセンブリー上のプリント回路である。この実施態様では、電子部品と電気的機能が１つの共通のプリント回路基板に一括される。このプリント回路基板は薄い、たとえばガラス繊維、ポリイミド等の低コストの材料からなるものであり、ハウジング内のディスクドライブベースにメモリディスク構造と回転型アクチュエータ構造に沿って接着される。ディスクスピンドルモータのプリント回路巻線に加えて、集積回路、コネクタおよび分離した回路素子がプリント回路板に接着される。
【０００９】
ディスクドライブのベースと一体化され、プリント回路巻線を設けたアキシャルギャップディスクスピンドルモータを使用することによって、ディスクスピンドルモータの外形が小さくなり、プリント回路アッセンブリーをディスクドライブハウジング内に入れることができ、通常プリント回路アッセンブリー基板によって発生するディスクドライブの外形寸法のさらなる増大を防止する。構造的外形のかかる累積的な縮小によって、メモリディスク構造とディスクドライブハウジングの全体的外形が小さくなり、ディスクドライブの機械的体積効率が向上する。これによって、ディスクドライブと電子部品の間の接続はすべてディスクドライブのハウジング内で行なわれ、ハウジング中の電気的接続の複雑さが外部のプリント回路板アッセンブリーにまでおよび、かかる接続によって汚染要因物質が漏出することが防止される。
【００１０】
このディスクドライブのこの独特な構造では、所要部品点数が少なく、自動的な製作および組み立てに適合した構成の部品が用いられ、製作および組み立てにおける手作業の必要が最小限になり、製品歩どまりを向上させ、形状係数のより小さいディスクドライブ用のディスクスピンドルモータを低コストで製作することを可能にする。
【００１１】
【実施例】
本発明の原理を実施し、また本発明の現在わかっている最良の実施態様を示すディスクドライブを図１に示す。ディスクドライブハウジングは、このディスクドライブの主要部分をなす、改良された小さい外形のディスクスピンドルモータを含むメモリディスク構造３と回転型アクチュエータ構造５を支持するベース１を有する。ベース１はディスクドライブハウジングの一部をなし、ディスクドライブの部品に対する主支持体をなす。
【００１２】
メモリディスク構造
メモリディスク構造３は図１には一点鎖線で示すメモリディスクアッセンブリー７とディスクスピンドルモータアッセンブリー９からなる。図１の断面II-IIの図である図２に示すように、メモリディスクアッセンブリー７はこの例では１つのメモリディスク7aしか有しない。ディスクスピンドルモータ９はボビン状のモータロータ9aとプリント回路ステータ巻線9b1を含むモータステータ9b からなる。モータロータ9aのハブ9a1はベース１中に固定されたディスクモータスピンドル9a3上に同軸ベアリング対9a2によって受けられている。ディスクモータスピンドル9a3をベース１に固着するには接着あるいは圧着を用いることができる。２つ以上のメモリディスク7aをメモリディスクアッセンブリー７中に用いてディスクドライブのデータ容量を大きくすることができる。
【００１３】
ボビン状のディスクモータロータ9aは軟鋼やステンレス鋼といった磁化可能な材料で製作される。保磁力が弱く、透磁率の高い任意の材料を用いることができる。このボビン状のディスクモータロータ9aはハブ9a1に軸方向に間隔をおいた一対の円形のロータプレート9a4および9a5を有する。下ロータプレート9a4はロータハブ9a1と一体であることが好適である。これは、この構造によれば部品と組み立てステップが１つずつ少なくなるためである。上ロータプレート9a5は、ロータプレート9a4と9a5の軸方向の間隔を決めるハブ9a1の肩部9a6の上に載ることが好適である。接着あるいは圧着によってロータプレート9a5がハブ9a1に固着される。リング状の永久磁石9a7がロータプレート9a4の周辺対向面上に接着され、ディスクモータスピンドル9a3に対し同心状に配設されることとなる。メモリディスク7aは上ロータプレート9a5の上面に接着されている。メモリディスクが入ったときその平坦さを保証するために、ロータプレート9a5の上面はハブへの組み付けとそれに対するメモリディスク7aの取り付けの前にラップ仕上げすることが好適である。
【００１４】
スピンドルモータ９のステータ9bはプリント回路板アッセンブリー9b3の薄い基板9b2上の平坦なプリント回路ステータ巻線9b1を有する。プリント回路板アッセンブリー9b3の薄い基板9b2はハウジング内のベース１にメモリディスク構造３とアクチュエータ構造５に沿って固着される。基板9b2はロータハブ9a1への上ローラプレート9a5の固着に先だって設置される。この基板に設けた円形の開口部9b21はロータハブ9a1を通し、それを取り囲む。この位置では、基板9b2はモータロータ9aのロータプレート9a4と9a5の間の位置をとり、その結果プリント回路モータステータ巻線9b1はリング磁石9a7と上ロータプレート9a5の境界面の間の軸方向のギャップの間に入り、この位置では巻線はリング磁石9a7の極性が交互に入れ換わった軸方向の磁界によってリンクされる。
【００１５】
図１からわかるように、ステータ巻線9b1はプリント回路板アッセンブリー9b3の基板9b2上のプリント回路レイアウトである。この巻線9b1は径方向に配設された複数のプリント回路巻線部9b11を有し、この巻線部9b11はリング磁石9a7を６つの周方向に等しく間隔をおいた位置において径方向に横切る。これらの径方向の巻線部9b11は内周側巻線部9b12と外周側巻線部9b13を含む連続的なプリント回路巻線パターンの部分をなす。この巻線パターンは基板9b2の両側に正確に位置あわせされた状態で印刷され、これによって２倍の巻き数とモータトルクが得られる。基板9b2の上面のプリント回路巻線の内側の端部は、通孔9b14によって基板9b12の下面上のプリント回路巻線の内側の巻線に接続される。下面の巻線の外側の端部は通孔9b15によって基板9b2の上面に接続される。通孔9b14と通孔9b15はプリント回路パターン9b16および9b17によってプリント回路基板9b2上のアクチュエータ／スピンドルドライバ9b4のスピンドルドライバ9b41に接続される（図３、図７）。
【００１６】
リング磁石9a7は図１に示すように６つの周方向に等しく間隔をおいた位置9a71において極性が交互になるように軸方向にスポット磁化される。リング磁石9a7における隣り合う軸方向に交互の極を有する永久磁石スポット9a71の間の磁束結合は、モータロータプレート9a4および9a5の周辺部において周方向になっている。プリント回路巻線9b1が位置する軸方向のギャップは、リング磁石9a7の上面と上ロータプレート9a5の内面の周辺部の間に形成される。
【００１７】
ディスクスピンドルモータ９の動作は平コイルリニアモータの動作と同様である。この場合、リニアモータは円形自閉型である。リング磁石9a7とロータプレート9a5の間のエアーギャップ中に軸方向ギャップ磁束路が形成される。この磁束路中の永久磁界はこの軸方向のギャップ中に配設されたプリント回路ステータ巻線9b1の径方向の巻線部9b11を連結する。プリント回路ステータ巻線9b1の径方向の巻線部9b11中の電流はこの永久磁界に対して直角であり、またモータの回転の接線方向成分に対して直角である、これによって、モータロータ９にロータを回転させる電磁結合された接線力が発生する。
【００１８】
ディスクスピンドルモータ９が機能するには少なくとも２つの永久磁極9a71が必要である。図６には４つの極を示す。図１に示す６極よりも多い極数を採用することもできる。前述したように、これらの個々の極9a71の軸方向の極性は永久磁石リング9a7の周囲で交互になっている。１つの径方向の巻線部9b11中の電流はハブ9a1から離れる方向に流れ、それに隣り合う径方向の巻線部9b11中の電流はハブ9a1に向かって流れる。プリント回路巻線9b1の径方向の巻線部9b11は軸方向のギャップ中の極が交互になった軸方向の磁束路を横切るため、これらの相互作用する磁束場によって生成される力は常に同方向である。モータロータ9aが回転し、スポット磁石が周方向に隣接する径方向の巻線部9b11に接近すると、プリント回路巻線9b1に結合されたアクチュエータスピンドルドライバ9b4のスピンドルドライバ部9b41は巻線電圧を逆転させて接線力を同じ方向に維持する。リング磁石9a7の周辺位置（図１、図２）に配設された、径方向の巻線部9b11（図１）の位置においてこの位置での軸方向磁界を検出するためのホールセンサー9b18を用いて、この切り換えを開始するすなわちこの切り換えのタイミングを取ることができる。リング磁石9a7の軸方向に極が交互になった磁気スポット9a71の分岐点がホールセンサー9b18に接近し横切るとき、ホールセンサーはスピンドルドライバ9b41に結合される信号を生成し、この信号は単一方向の磁力結合を維持するために、巻線電流の極性の反転が必要であることを示す。あるいは、巻線9bの逆起電力を巻線電流の反転のタイミングを取るための信号源として検出することもできる。
【００１９】
図1のアクチュエータスピンドルドライバ9ｂ4のスピンドルドライバ部9ｂ41を、プリント回路巻線9b中の電流の逆転切り換えを行なうための転流回路として図３に詳細に示す。この転流回路は一定の正の電圧Vの供給源とグラウンドの間に接続されたトランジスタブリッジ回路11からなる。トランジスタ対T1、T2およびT3、T4はブリッジ回路11の反対の足（leg）に接続されている。プリント回路モータ巻線9b1はブリッジ回路11の一対の出力端子OT1およびOT2に接続されている。トランジスタ対T1、T2およびT3、T4は２つの状態の間で切り替わり、それによってプリント回路巻線9b1を流れる電流の方向が逆転する。ホールセンサー9b18は正電圧端子Vとグラウンドの間の回路中の正電圧源によって付勢される。ホールセンサー9b18への入力は逆転磁界であり、モータロータ9a7が回転するときこの磁界が加わる。これを図３にホールセンサーの左側の反対方向を向いた矢印で示す。ホールセンサー9b18の出力は、それが図１の径方向巻線部9b11の１つにおける位置で検出する永久磁界の逆転と同期して、同じ極性の２つの異なる電圧値あるいは電圧状態の間で切り替わる。
【００２０】
より詳細には、ホールセンサー9b18の出力はプルアップ抵抗R1によって正電圧源Vに接続された端子11aに接続されている。端子11aに現われる電圧は高電圧状態か低電圧状態のいずれかであり、ホールセンサー9b18によって検出される磁束の方向と同期して変化する。端子11aはブリッジ回路11の転流制御回路11bの入力端子である。転流制御回路11bは入力端子11aに並列に接続された２つの転流回路ブランチ11cおよび11dからなる。ブランチ11cは直列接続された反転増幅器I1およびI2からなる。ブランチ11dは１つの反転増幅器I3からなる。したがって、インバータI2およびI3の出力電圧はそれぞれ入力端子11aの電圧がホールセンサー9b18によってその２つの電圧レベルの間で切り換えられるとき、反対の位相の同じ極性の２つの電圧状態の間で変化する。インバータI2の出力電圧はトランジスタ対T1、T2のベース電圧であり、インバータI3の出力電圧はトランジスタ対T3、T4のベースバイアス電圧である。トランジスタT1およびT3のバイアス電圧は、対応するインバータI2およびI3の制御のもとに、それぞれが抵抗器R2およびR3からなる対応する分圧器のタップから得られる。インバータI2の出力がその２つの電圧状態のうち低いほうにあるとき、トランジスタ対T1、T2が導通する。インバータI3の出力がその２つの電圧状態のうち低いほうにあるとき、トランジスタ対T3、T4が導通する。ブリッジ回路に印加される電圧Ｖが一定の時、モータ速度は一定である。
【００２１】
ディスクスピンドルモータ９の速度の制御は、巻線9b1の電圧の大きさを制御するブリッジ回路に結合される電圧を制御するか、あるいはトランジスタT1、T2、T3およびT4のオン状態のデューティサイクルを制御することによって達成することができる。いずれの種類の制御も、磁気ヘッドによってメモリディスクから得られるタイミングパルスの発生によってほぼ一定のモータ速度を維持する、ブリッジ回路11に供給される電圧の大きさを制御する、あるいはブリッジ回路11に結合される一定の電圧のデューティサイクルを変調するように調整することができる。かかる速度調整は本発明には含まれない。
【００２２】
ディスクスピンドルモータアッセンブリー９のボビン状のロータ9aの変更態様を図４に示す。1.8、1.3およびそれ以下の小さな形状係数のディスクドライブの製作においては、部品点数の低減と組み立てステップ、特に小型部品の組み立てステップの低減が重要である。この目的のために、図４（これも図２のII-IIにおける断面図である）には、単体構造のボビン状のモータロータ9aを示す。上述した小さい形状係数においては、かかる部品はたとえばねじ切り盤や成型を用いて単体部品として製作するのが簡便な方法である。別々のモータロータ部品の管理が不要になり、また少なくとも１つの難しい組み立てステップが削除される。
【００２３】
単体のボビン状モータロータを用いるには、図１および図２に示すディスクドライブの組み立てに用いられるものとは異なるディスクドライブ組み立て処理が必要であり、またプリント回路アッセンブリーをモータロータの上ロータプレート9a4と下ロータプレート9a5の間に入れるための変更が必要である。図５に示すように、プリント回路アッセンブリーは向かって右の端部から入れられる。図１の巻線配置ではかかるスロットは不可能であるが、巻線9b1を基板9b2上で60°回転させ、巻線部9b13をロータハブ9a1を迂回して引き回すことによって、スロット9b22を内側に伸張させてロータハブ9a1を通過させることができる。この巻線部の励磁は図３の転流回路を用いて図１を参照して説明した通りである。
【００２４】
スロットを設けた基板9b2上の巻線構成の他の変更態様を図６に示す。この巻線はスロットの両側に配置された２つの別々の巻線部9b1aと9b1bからなる。この巻線パターンには別々の巻線部9b1aおよび9b1bのそれぞれに２つずつの４つの径方向の巻線部9b11が設けられている。４つの等間隔の極が軸方向に交互になった永久磁石スポット9a71がリング磁石9a7に設けられて、軸方向の磁界が発生する。図１および図５の巻線の場合と同様に、径方向の巻線部9b11中の電流はそれを通過する磁化されたスポット9a71の動きと同期して逆転しなければならない。これを達成するためには、電流の逆転がすべての径方向巻線部9b11において同時に起こるように、別々の巻線部9b1aおよび9b1bをスピンドルドライバ9b41に並列に接続しなければならない。図３の転流回路をここでも用いることができる。図１および図５の巻線構成と同様に、図３のブリッジ回路11の出力端子OT1、OT2と並列に接続される図６の別々の巻線部9b1aおよび9b1bは、同時に切り換えられて径方向の巻線部9b11における電流の逆転が達成される。
【００２５】
アクチュエータ構造
図１に示すように、回転型アクチュエータアーム構造５は少なくとも１つの可撓性のアーム5aからなる。アクチュエータアーム5aはメモリディスク7aの上面に重なる。図２のジンバルばね5a1がトランスデューサアッセンブリー5bを可撓性アーム5aの末端部に取り付ける。トランスデューサアッセンブリー5bはスライダ5b1と磁気ヘッド5b2等の読み出し／書き込み要素からなる。図２および図４はディスクドライブの各部の関係を示し、図中、メモリディスクアッセンブリー７は単一のディスク7aからなる。図２および図４には、アクチュエータ／トランスデューサアッセンブリーをメモリディスク7aの上面にのみ示すが、第２のかかるアッセンブリーをメモリディスク7aの下面にも配置することができることは明らかである。また、本発明は図７に示すように２つ以上のメモリディスクを用いて実施することもできる。
【００２６】
アクチュエータアーム構造５はベース１に固着されたスピンドル5d上に受けられた円筒状のハブ5c（図１）に取り付けられている。
【００２７】
回転型アクチュエータアーム５はハブ5dのアクチュエータ構造に固着された平形コイル5e1を有するアキシャルギャップアクチュエータモータ5eからなる。コイル5e1は、ベース１に固着された永久磁石アクチュエータモータステータ5e3の上下のステータプレート5e2（図１には上のプレートだけを示す）の間の軸方向磁界の中でスピンドル5dのまわりの平面的な円弧状のパスを揺動する。コイル5e1が両方向に付勢されることによって、トラックセンサーとしてサーボループ中の磁気ヘッドを用いる回転形アクチュエータアッセンブリー５のトラック探索追跡機能が制御される。図１に示すように、プリント回路板アッセンブリー9b3には開口部5e4が設けられ、アキシャルギャップアクチュエータモータ5eの永久磁石ステータ5e3をベース１に直接取り付けられるようになっている。
【００２８】
可撓性アーム5aのエッジに沿って伸張するワイヤ5f1が磁気ヘッド5b2を回転型アクチュエータ５のハブ5cにある個々の接着パッド5f2に接続する。他のワイヤ5f3がアキシャルギャップアクチュエータモータ5eのコイル5e1をアクチュエータハブ5cにある他の個々の接着パッド5f2に接続する。複数の回路パターンを有する平坦な可撓性のケーブル5f4がアクチュエータハブ5cの接着パッド5f2をプリント回路板アッセンブリー9b3上の他の接着パッド5f5に接続する。この位置から、プリント回路板の回路パターン（図示せず）は磁気ヘッド5b2を前置増幅器20と読み出し／書き込み増幅器21を含む読み出し／書き込みチャンネル（図７参照）に、またアクチュエータモータ5eのコイル5e1をプリント回路板アッセンブリー9b3上のスピンドル／アクチュエータドライバ9b4（図７参照）に接続して、位置決め磁気ヘッド5b2を制御するのに用いられる。
【００２９】
プリント回路板がディスクドライブハウジングの外部に取り付けられる従来のディスクドライブにおいては通常ディスクドライブハウジングの下側に行なわれるこれらの回路接続はすべて、ディスクドライブハウジングの内部に入っており、それによって電気ケーブル接続をハウジングの開口部やコネクタを介してプリント回路板やその上の電気素子に対して行なう必要がなくなる。ディスクドライブハウジングの側面に配設されたコネクタ5gはディスクドライブとディスクドライブの外部にあるホストコンピュータの間の電気的接続を提供する。
【００３０】
読み出し／書き込み機能の実行中のトラック探索追跡動作モードにおいてディスクドライブを制御するための電子部品およびシステムはすべてプリント回路板アッセンブリー9b3に取り付けられ、ここに開示した独特の構成法によって、ディスクドライブハウジング１の内部においてディスクスピンドルモータ９およびアクチュエータ５と機能的にも構造的にも統合されている。
【００３１】
メモリディスク7aに記録されたすべてのデータはトラックおよびトラックセクタによって決まる位置に記録される。トラックの発見には２つの方法がある。１つは現在のトラックから径方向にトラックをカウントする方法であり、もう１つは個々のトラックに記録されたトラック番号による方法である。
【００３２】
図１に示すような１つの磁気ヘッドがトラック探索とトラック追跡のための埋め込み型サーボコードと呼ばれるサーボコードを読み、サーボコードのバースピンドルとの間のデータセクタ中のトラックに対してデータの読み出しおよび書き込みを行なう。図７に示すように、ディスクスタック中に多数のディスクが各ディスク面用のトランスデューサとともに用いられる場合、１つのディスク面ｍすなわち一番下のディスクの下面をサーボコード専用とすることができ、この場合、磁気ヘッド5b21がサーボコード専用とされる。これらの異なる機能のタイミングは選択されたトラック中のアドレス指定されたセクタ中のサーボコード記録の始点あるいはデータ記録の始点に応じて磁気ヘッドから送られる信号によって起動されるインターフェース15によって提供される。
【００３３】
図１および図４は本発明の物理的側面と機能的側面を関係付けるものであり、電子構成要素をブロック図の形態で示す。実際には、これらのブロックは、図１に示すようにプリント回路板アッセンブリー9b3の基板上に配置され、プリント回路パターン（図示せず）によって接続されてこのディスクドライブ制御システムの構成要素として機能する電子回路チップあるいはその他の分離した回路素子からなる。図７に示すように、この制御システムはいくつかのシステム構成要素間の接続を示す。このシステムはホストコンピュータ19とディスクメモリファイルあるいは駆動装置５、７の間の双方向の通信を提供する機能をはたす。
【００３４】
図７に示すように、（図１も参照）、ホストコンピュータ19はコネクタ5gを介してインターフェース回路15に接続されている。ホストコンピュータ19によるディスクメモリ５、７からのデータの読み出し、あるいはディスクメモリ５、７へのデータの書き込みの要求はインターフェース15のインターフェース制御部15aで受け取られ、インターフェース15によって処理されてデータの検索あるいは書き込みが行なわれるべきトラックアドレスとトラックセクタアドレスが得られる。かかる処理は主として必要に応じて外部の読み出し専用メモリ（ROM）16にアクセスするマイクロプロセッサ15bによって行なわれる。トラックカウント値あるいはトラック番号の形態のトラックアドレスが、どちらのトラック同定形式あるいはアドレス形式が取られるかに応じて、インターフェース15からデータコントローラ15cを介してディスクコントローラ17に送られる。トラックアドレスとセクタアドレスはマイクロプロセッサ15b中のランダムアクセスメモリに格納される。バッファＲＡＭ15dは読みだし／書き込みデータを備える。
【００３５】
ディスクコントローラ17はアクチュエータ／スピンドルドライバ9b4を介して回転型アクチュエータモータ5eとディスクスピンドルモータ９の制御を行なう。アクチュエータ／スピンドルドライバ9b4中のスピンドルドライバ9b41は、ディスクコントローラ17に応答して、ディスクアッセンブリー７のスピンアップを開始し、ディスクスピンドルモータ９の速度を調整する。アクチュエータ／スピンドルドライバ9b4の位置コントローラ9b42と増幅器9b43が、トラックカウント値あるいはトラック番号に関するディスクコントローラ17からの入力に応じて、回転型アクチュエータモータ5eを制御し、これによってトラック探索が開始される。位置コントローラ9b42と増幅器9b43は、探索動作モード中にトラックの横断あるいはトラック番号に関して磁気ヘッド位置のフィードバックを受け取る位置センサー9b44を含む閉サーボループの一部をなす。複数ディスクを用いるディスクメモリの場合には、フィードバックは選択された磁気ヘッド5b2を介して埋め込み型サーボコードから得ることができ、あるいはまた専用の磁気ヘッド5b21を介して専用のサーボコードから得ることもできる。トラック横断数あるいはトラック番号が位置コントローラ9b42のそれと一致するとき、トラック探索が終了しトラック追跡が開始される。
【００３６】
トラック追跡モードにおいては、専用のサーボ機能が選択されないものとすると、磁気ヘッド5b2は追跡されるトラックのそれぞれのトラックセクタ中の埋め込み型サーボコードのバーストを検出し、データアドレスを検出し、データコードの始点を検出する。インターフェース15に結合された前置増幅器20と読み出し／書き込み増幅器21を含む読み出し／書き込みチャンネル中のこれらの信号は読み出しあるいは書き込み機能を開始させる。読み出されたデータはディスクからバッファRAMに転送され、書き込みデータはバッファコントローラ14の制御のもとにバッファRAMからディスクに転送される。
【００３７】
読み出し／書き込みチャンネルにおいて、前置増幅器20はトランスデューサあるいはヘッドインターフェースとして機能する。サーボコード、アドレスコードあるいはデータコードの始点から磁気ヘッド中に誘起された信号は、読み出し／書き込み増幅器21にパルスとして送出される。ここでは、埋め込み型サーボコードから得られた信号はパルス検出器21aによってこの閉サーボループ中の位置センサー9b44にフィードバックされ、これによってサーボコードフィールドの横断中にトラック追跡が維持され、アドレスコードとデータコードの始点から得られたパルスがクロック同期位相同期ループ21bを介して読み出し／書き込みエンコーダ回路21cに送出される。説明上、回路21bはその入力に位相比較器を有し、その出力に電圧制御発振器（VCO）を有する。これらはローパスフィルターと積分器によって結合される。この回路は符号化されたデータストリームからクロック発生器CGのクロックを抽出する機能を果たす。デコーダ／エンコーダ21cはシステムのディスクメモリ側の1,7あるいは2,7コードのデータをシステムのインターフェース／ホストコンピュータ側でNRZコードに変換する。データフレーム化および制御回路15eが書き込みを行なうべきセクタを構築するか、あるいは読み出し済みのセクタを分解する。このセクタはデータの他にオーバーヘッド情報を含む。
【００３８】
コネクタ回路15fを用いてデータの直列化／非直列化を行なう。読み出し中直列データストリームは並列データに変換される。書き込むべき並列フォーマットのデータは直列データストリームに変換される。この位置には誤り修正回路を用いることも有益である。
【００３９】
図１と図７の比較から、いくつかの電子システム、メモリ、増幅器その他の間の主要な接続が説明される。これらはプリント回路アッセンブリー9b3の一部をなすプリント回路パターン中に組み込まれていることがわかる。かかるプリント回路設計の詳細は本発明に関してはその実施例には重要ではない。
【００４０】
本発明は光学ディスクドライブ、磁気光学ディスクドライブ、磁気抵抗ディスクドライブおよびその他の種類のディスクドライブに適用することができる。
【００４１】
以上、本発明の実施例について詳述したが、以下、本発明を各実施態様毎に列挙する。
【００４２】
１． a. ベースを有するハウジングと、
b. ハブと該ハブ上に軸方向に間隔をおいた一対の磁性材料からなるロータプレートを備えるモータロータと、
c. 前記ベース上に前記モータロータを回転可能に取り付けるための手段と、
d. 前記モータロータに所定の径寸法を有するディスクを同心状に接続する手段と、
e. 前記ロータプレートの周辺部に隣接して、前記一対のロータプレートの間に極性が交互で周方向に間隔をおいた軸方向の磁界を発生させる手段と、
f. その一部が前記ロータプレートの間に配設された前記ベース上に設けられた回路板と、
g. 前記軸方向の磁界のうちの少なくともいくつかにある前記回路板の一部に配設されたモータ巻線と、
h. トランスデューサと、
i. 前記トランスデューサを前記ディスクの径方向の寸法内の異なる径方向の位置に移動させるための前記ベースに移動可能に取り付けられた可動トランスデューサアクチュエータ手段と
からなるディスク記録／再生装置。
【００４３】
２． a. 前記軸方向の磁界を発生させるための手段が、前記ハブに対して同心状に前記ロータプレートの間で該一方のロータプレートに固着された円形の永久磁石リングからなり、該永久磁石リングは前記ロータプレートの間に前記の磁界を発生させるための極性が交互で周方向にほぼ等間隔の軸方向に磁化された永久磁石スポットを有してなる前項１記載のディスク記録／再生装置。
【００４４】
３． a. 前記モータ巻線がプリント回路巻線である前項１記載のディスク記録／再生装置。
【００４５】
４． a. 前記回路板がプリント回路板からなり、
b. 前記モータ巻線が前記軸方向の磁界中の前記プリント回路板の両面の連続的なプリント回路巻線部からなるプリント回路巻線である前項１記載のディスク記録／再生装置。
【００４６】
５． a. 前記プリント回路巻線部がそれぞれ前記軸方向の磁界によって連結される径方向の巻線部からなり、該径方向の巻線部の数が軸方向の磁界の数と等しい前項４記載のディスク記録／再生装置。
【００４７】
６． a. 前記プリント回路板上の転流回路と、
b. 前記転流回路を前記プリント回路巻線部に接続する前記プリント回路板上のプリント回路パターンと、
c. 前記転流回路を制御するため前記モータロータの回転中に軸方向の磁界を通過して該磁界と磁束結合する状態で径方向の巻線部に隣接して配設された磁界センサーを有する前項５記載のディスク記録／再生装置。
【００４８】
７． a. 前記モータロータが単体の磁性材料からなるものである前項１記載のディスク記録／再生装置。
【００４９】
８． a. 前記一方のロータプレートが前記ハブと一体であり、前記他方のロータプレートが前記ハブに取り付けられた前項１記載のディスク記録／再生装置。
【００５０】
９． a. 前記可動トランスデューサアクチュエータ手段が回転型アクチュエータである前項１記載のディスク記録／再生装置。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、本発明はディスクスピンドルモータをディスクドライブのベースとハウジングに一体化し、ディスクスピンドルモータの独特な設計によって可能なプリント回路板アッセンブリーのディスクドライブハウジングへの組み込みによって、プリント回路板の電子部品をハウジング内のディスクドライブモータ、アクチュエータモータおよび磁気ヘッドと一体化し、ディスクスピンドルモータの機能的部分としてのディスクドライブベースとプリント回路板アッセンブリーを用いる。これによって、製造コスト、組み立てコストおよび作業が低減される。プリント回路板アッセンブリー上のプリント回路を用いることによって、特にディスクスピンドルモータ巻線については、ディスクスピンドルモータ内の巻コイルが不要になり、このアッセンブリーにはディスクスピンドルモータのための別途の外部ハウジングが不要であり、モータハウジングはディスクドライブのベースあるいはハウジングであり、プリント回路巻線を含むモータステータはこれもハウジング内のディスクドライブのベース上にあるプリント回路板アッセンブリーの一部である。
【００５２】
このディスクスピンドルモータ設計は、すべての電子的および電気的機能を１つの共通のプリント回路板アッセンブリーに統合することを可能にする。このプリント回路板アッセンブリーの基板は、ハウジング内の金属の駆動装置ベースに接着して支持することのできる薄い低コストの材料（薄いガラス繊維、ポリイミドその他）で製作される。集積回路チップ、コネクタおよびその他の分離した電気あるいは電子素子はこのプリント回路基板に接着される。また、このプリント回路基板の一部はディスクスピンドルモータ巻線を支持するディスクスピンドルモータステータとしても機能する。
【００５３】
このプリント回路基板9b2は非常に低コストでバッチ生産することができ、すなわち（１）電子部品の基板、（２）スピンドルモータステータ、（３）コネクタ基板、（４）すべての電気的および電子的構成要素のための単一の相互接続手段、（５）かかる回路接続はすべてハウジングの内部にあり、外部の回路基板への接続のためにハウジングに開口部を設ける必要がないといった多数の機能を果たす。このバッチ生産される部品への唯一の外部取り付け物はアクチュエータアームアッセンブリーからの可撓性のケーブルである。基板がポリイミドである場合、この可撓性のケーブルは基板への付属物としてに示すような接続を削除することができる。
【００５４】
このディスクスピンドルモータの設計は簡単であるため、従来のディスクスピンドルモータにくらべて大幅なコストダウンが可能である。印刷されたコイル以外に必要な構成要素は（１）たとえば軸方向のベアリング対からなるカートリッジベアリングアッセンブリー、（２）磁石、および（３）ディスクモータロータ、好適にはモータの磁束路としてもはたらくボビン状のロータのみである。モータロータは外形が小さく、これは超薄型ディスクドライブにおけるディスクスピンドルモータのアプリケーションには欠かすことのできない特徴である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を実現したメモリディスク構造とアクチュエータ構造を有するディスクドライブ等に用いられるディスク記録／再生装置の平面図である。
【図２】図１の線II-IIにおける図１のメモリディスク構造の断面図である。
【図３】ディスクスピンドルモータの巻線の励起を制御する回路図である。
【図４】図２のメモリディスク構造の変更態様を示す図１の線II-IIにおける断面図である。
【図５】図１に示す種類のディスク記録／再生装置の平面図であり、ディスクスピンドルモータプリント回路巻線の異なる配置を示す。
【図６】図１に示す種類のディスク記録／再生装置の平面図であり、ディスクスピンドルモータプリント回路巻線の異なる構成を示す。
【図７】基本回路要素間の電気的接続を示すサーボ機能および処理機能を用いたディスクドライブシステムの図である。
【符号の説明】
１: ベース
３: メモリディスク構造
５: 回転型アクチュエータ構造
5a: 可撓性のアーム
5a1: ジンバルばね
5b: トランスデューサアッセンブリー
5b2: 磁気ヘッド
5b21: 磁気ヘッド
5c: 円筒状のハブ
5d: スピンドル
5e: アキシャルギャップアクチュエータモータ
5e1: 平形コイル
5e2: ステータプレート
5e3: 永久磁石アクチュエータモータステータ
5e4: 開口部
5f1: ワイヤ
5f2: 接着パッド
5f3: ワイヤ
5f4: 可撓性のケーブル
5f5: 接着パッド
5g: コネクタ
７: メモリディスクアッセンブリー
7a: メモリディスク
９: ディスクスピンドルモータアッセンブリー
9a: モータロータ
9a1: ハブ
9a2: 同軸ベアリング対
9a3: ディスクモータスピンドル
9a4: 下ロータプレート
9a5: 上ロータプレート
9a6: ハブ9a1の肩部
9a7: リング状の永久磁石
9a71: 永久磁石スポット
9b: モータステータ
9b1: プリント回路ステータ巻線
9b1a, 9b1b: 巻線部
9b2: 基板
9b3: プリント回路板アッセンブリー
9b4: スピンドル／アクチュエータドライバ
9b11: 径方向の巻線部
9b12: 内周側巻線部
9b13: 外周側巻線部
9b16, 9b17: プリント回路パターン
9b18: ホールセンサー
9b21: 開口部
9b41: スピンドルドライバ
9b42: 位置コントローラ
9b43: 増幅器
9b44: 位置センサー
11: トランジスタブリッジ回路
11a: 端子
11b: 転流制御回路
11c, 11d: 転流回路ブランチ
11, 12: 反転増幅器
13: 反転増幅器
15a: インターフェース制御
15b: マイクロプロセッサ
15c: データコントローラ
15d: バッファコントローラ
15e: データフレーム化および制御回路
15f: コネクタ回路
16: 読み出し専用メモリ
17: ディスクコントローラ
19: ホストコンピュータ
20: 前置増幅器
21: 読み出し／書き込み増幅器
21b: クロック同期位相同期ループ
21c: 読み出し／書き込みエンコーダ回路
T1、T2: トランジスタ対
T3、T4: トランジスタ対
OT1、 OT2: 出力端子
R1: プルアップ抵抗
V: 正電圧源
R2, R3: 抵抗器

Claims

ディスク記録／再生装置であって、
ベースを有するハウジングと、
ハブと該ハブ上に軸方向に間隔をおいた一対の磁性材料からなるロータプレートを備えるモータロータを有するディスクモータと、
前記ハウジング内で前記ベース上に前記モータロータを回転可能に取り付けるための手段と、
前記モータロータに所定の径寸法を有するディスクを同心状に接続する手段と、
前記ロータプレートの周辺部に隣接して、前記一対のロータプレートの間に極性が交互で周方向に間隔をおいた軸方向の磁界を発生させる手段と、
前記ベース上に設けられたプリント回路板であって、その一部が前記ロータプレートの間に配設されたスロットを有するプリント回路板と、
前記軸方向の磁界のうちの少なくともいくつかにおいて、前記スロットに隣接して前記プリント回路板の一部に配設されたプリントモータ巻線と、
トランスデューサと、
前記トランスデューサを前記ディスクの径方向の寸法内の異なる径方向の位置に移動させるために、前記ハウジング内で前記ベースに移動可能に取り付けられた可動トランスデューサアクチュエータ手段とからなり、
前記プリント回路板上の転流回路と、前記転流回路を前記プリント回路巻線部に接続する前記プリント回路板上のプリント回路パターンと、ホールセンサーであって、前記転流回路を制御するため、前記モータロータの回転中に、該ホールセンサーを通過して移動する軸方向の磁界と磁束結合する状態で径方向の巻線部に隣接して前記プリント回路板上に配設されたホールセンサーをさらに有し、
前記可動トランスデューサアクチュエータ手段の永久磁石ステータを前記ベースに直接取り付けられるように、前記プリント回路板に開口部が設けられている、ディスク記録／再生装置。
前記軸方向の磁界を発生させるための手段が、前記ハブに対して同心状に前記ロータプレートの間で前記ロータプレートの一方に固着された円形の永久磁石リングからなり、該永久磁石リングは前記ロータプレートの間に前記軸方向の磁界を発生させるための極性が交互で周方向にほぼ等間隔の軸方向に磁化された永久磁石スポットを有してなる請求項１記載のディスク記録／再生装置。
前記モータ巻線が前記軸方向の磁界中の前記プリント回路板の両面の連続的なプリント回路巻線部からなるプリント回路巻線である請求項１記載のディスク記録／再生装置。
前記プリント回路巻線部がそれぞれ前記軸方向の磁界によって連結される径方向の巻線部からなり、該径方向の巻線部の数が軸方向の磁界の数と等しい請求項３記載のディスク記録／再生装置。
前記モータロータが磁性材料の単一片である請求項１記載のディスク記録／再生装置。
一方のロータプレートが前記ハブと一体であり、他方のロータプレートが前記ハブに取り付けられる請求項１記載のディスク記録／再生装置。
前記可動トランスデューサアクチュエータ手段がロータリアクチュエータである請求項１記載のディスク記録／再生装置。