JP3880876B2 - 情報書込み装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク等のディスク状情報記憶媒体に情報を書き込む情報書き込み装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
ディスク状の情報記憶媒体例えば磁気ディスクを備えた情報記憶装置としてハードディスク駆動装置（以下、ＨＤＤ装置）がある。前記ＨＤＤ装置は、スピンドルモータ、このスピンドルモータの回転軸に着脱自在に装着され１ないし複数枚の磁気ディスクを積層配置してなるディスク装填ハブ、前記磁気ディスクに対して情報の書込み、読み出しを行う磁気ヘッド等を備えて構成されている。前記ＨＤＤ装置においては、通常、装置の組み立て後、前記装置が備える磁気ヘッドにより磁気ディスクに対するサーボ情報の書き込みが行われる。
【０００３】
これに対して、本出願人は、多数枚のディスク状記憶媒体に対して同時に情報を書込むことができる情報書込み装置を発明し、先に出願した（特開2001-216750）。このような情報書込み装置を用いることにより、サーボ情報の書き込み処理効率を大幅に向上することができる。
【０００４】
情報書込み装置は、上記したＨＤＤ装置と同様、スピンドルモータの回転軸に着脱自在に装着され、多数枚の磁気ディスクを積層配置してなるディスク装填ハブと、前記磁気ディスクと対応する数だけ所定の間隔をおいて設けられた磁気ヘッドとを備えている。
【０００５】
この場合、前記情報書込み装置が備えるディスク装填ハブは、磁気ディスクの枚数が多いためにその軸方向寸法がＨＤＤ装置に比べて長い。従って、スピンドルモータのわずかな軸振れや振動がサーボ情報のトラックの振れとして記録されてしまう。そのため、情報書込み装置では、スピンドルモータの駆動時における軸振れや振動の低減を図り、回転精度の更なる向上、換言するとサーボ情報書込み精度の更なる向上が望まれていた。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数枚のディスク状記憶媒体に対して高精度で情報を書込むことができる情報書込み装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の情報書込み装置は、スピンドルモータと、前記スピンドルモータの回転軸のうち当該スピンドルモータよりも上方に突出する部分に着脱自在に取り付けられ複数のディスク状記憶媒体を所定の間隔で同軸上に装着可能なディスク装填ハブと、前記ディスク装填ハブに装着されたディスク状記憶媒体に情報を書き込むための磁気ヘッドを前記ディスク状記憶媒体の数に対応した数だけ所定の間隔をおいて積層してなるヘッド積層アッセンブリと、前記ヘッド積層アッセンブリを着脱可能に支持し前記磁気ヘッドを対応するディスク状記憶媒体上の所定位置に移動及び位置決めするロータリポジショナと、前記磁気ヘッドを前記ディスク状記憶媒体の外周側にアンロードするアンロード手段と、前記スピンドルモータの回転軸と前記ロータリポジショナとの間の距離が変化する方向に沿って前記スピンドルモータ及び前記ロータリポジショナを相対的に移動させる移動機構と、前記スピンドルモータの回転軸のうち前記スピンドルモータの内部に位置する部分に設けられ内部に比重が１以上の流体が封入されてなるバランス調整部材と、前記スピンドルモータの回転軸のうち前記ディスク装填ハブから上方に突出する部分に設けられ内部に比重が１以上の流体が封入されてなるバランス調整部材として機能するものであって前記複数のディスク状記憶媒体を押えるディスク押えを備え、前記スピンドルモータを、環状に並べられた複数の電機子コイルを有するステータと、前記電機子コイルと対向する界磁用永久磁石を有し前記回転軸と一体的に回転するロータと、前記界磁用永久磁石との間で前記電機子コイルを挟むように設けられ前記回転軸と一体的に回転する磁性体からなる回転体とを備えて構成したことを特徴とする。
【０００８】
上記構成では、電機子コイルを挟んで界磁用永久磁石と対向する回転体は、ステータヨークとして機能し、界磁用永久磁石との間に磁路を形成すると共にロータと一体的に回転する。このため、永久磁石と回転体との間に作用する磁気吸引力が減少する。従って、前記永久磁石と電機子コイルとの対向方向に発生する不要な振動を減少させることができ、回転軸の軸振れや振動を極力抑えた高精度な回転を実現することができる。しかも、バランス調整部材およびディスク押えのそれぞれがアンバランスを調整するように作用するため、回転精度の一層の向上を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例について図１ないし図５を参照しながら説明する。まず、本実施例に係る情報書込み装置の全体構成を図１ないし図４を参照しながら説明する。この情報書込み装置１は、ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ装置）に組み込まれる磁気ディスク（ディスク状記憶媒体に相当）に対してトラック情報、位置情報などのサーボ情報を書き込むためのものである。尚、前記ＨＤＤ装置の構成は周知であるため、ここでは図示およびその説明を省略する。
【００１３】
情報書込み装置１は、ベース２上に固定されたスピンドルモータ３と、前記スピンドルモータ３上に設けられ多数枚の磁気ディスク４を備えたディスクアッセンブリ５と、前記磁気ディスク４に対応する数の磁気ヘッド６を着脱可能に支持するロータリポジショナ７とを備ている。
【００１４】
スピンドルモータ３の回転軸たるスピンドル軸８のうち当該スピンドルモータ３の上部に突出する部分には、棒状の取付治具（図示せず）が固定されており、この取付治具にディスク装填ハブ９が着脱可能に装着されている。前記ディスク装填ハブ９は、円板状のベース部１０及びベース部１０上に突設され前記取付治具に挿入される軸部１１を備えており、前記軸部１１に多数枚例えば２５から５０枚の磁気ディスク４が着脱可能に装着されている。前記磁気ディスク４のうち最下部に位置するものは、基準用磁気ディスク４ａとされている。前記磁気ディスク４及び基準用磁気ディスク４ａの間には、スペーサリング１２が装着されている。
【００１５】
また、前記軸部１１の最上部にはスペーサリング１２を介してディスク押さえ１３が取り付けられている。前記ディスク押さえ１３により、磁気ディスク４、スペーサリング１２、基準用磁気ディスク４ａはディスク装填ハブ９に固定される。以上、ディスク押さえ１３、磁気ディスク４、スペーサリング１２、基準用磁気ディスク４ａ、ディスク装填ハブ９からディスクアッセンブリ５が構成される。前記ディスクアッセンブリ５は、ディスク装填ハブ９を取付治具に上方から装着し、固定ねじ１４でねじ止めすることによりスピンドルモータ３に対して着脱可能に装着される。
【００１６】
前記ディスク押さえ１３の内部には、スピンドル軸８の軸心を中心とする環状の中空部（図示せず）が設けられており、その中空部に水が封入されている。このような構成により、前記ディスク押さえ１３はバランス調整部材として機能する。そして、ディスクアッセンブリ５は、スピンドルモータ３により所定の回転数、例えば４２００ｒｐｍで回転駆動される。
【００１７】
一方、ロータリポジショナ７は、ベース２上に移動自在に設けられた可動テーブル１５に設けられている。ベース２上には、一対の平行なガイドレール１６が敷設されていると共に前記ガイドレール１６の間に位置し当該ガイドレール１６と平行な送りねじ１７が取付けられている。可動テーブル１５は、その下面に前記ガイドレール１６に対応する溝部１８及び前記送りねじ１７に歯合するねじガイド１９が取付けられている。
【００１８】
前記送りねじ１７の先端には当該送りねじ１７を回転駆動するステッピングモータ２０が接続されている。従って、前記ステッピングモータ２０を駆動することにより、ガイドレール１６に沿って可動テーブル１５が往復移動される。可動テーブル１５、ガイドレール１６、送りねじ１７、溝部１８、ねじガイド１９、ステッピングモータ２０から移動機構５３が構成される。
【００１９】
ロータリポジショナ７は、可動テーブル１５上の垂直に立設された起立部２１及び起立部２１の上端から延出され可動テーブル１５と平行な水平部２２からなる支持枠２３、可動テーブル１５と前記水平部２２との間に支持されスピンドルモータ３のスピンドル軸８と平行な枢軸２４を備えている。前記枢軸２４には円筒状のハブ２５が回動自在に支持されている。前記ハブ２５には、磁気ヘッド組立体２６を磁気ディスク４の枚数の２倍の数だけ積層したヘッド積層アッセンブリ２７が着脱自在に装着されている。
【００２０】
前記磁気ヘッド組立体２６は、ハブ２５から延出するアーム、サスペンション、サスペションの先端にジンバルばね（いずれも図示せず）を介して取付けられた磁気ヘッド６を有している。磁気ヘッド組立体２６は、２つずつ向き合うように所定の間隔をおいて垂直方向に積層されている。可動テーブル１５上には制御基板３４が設けられており、各磁気ヘッド組立体２６はフレキシブルケーブル３５を介して前記制御基板３４と電気的に接続されている。
【００２１】
また、ロータリポジショナ７は、磁気ディスク４に対してヘッド積層アッセンブリ２７を回動及び位置決めするボイスコイルモータ２９（以下、ＶＣＭと称する）及びレーザエンコーダ３０を備えている。ＶＣＭ２９は、ハブ２５に取り付けられたボイスコイル３１と、支持枠２３の起立部２１に固定された一対のヨーク３２ａ，３２ｂと、一対のヨーク３２ａ，３２ｂのうちの一方に固定された磁石３３とを有している。ボイスコイル３１，ヨーク３２ａ，３２ｂ，磁石３３は、いずれも水平方向に延びており、前記ボイスコイル３１は、ヨーク３２ａと磁石３３との間に位置している。
【００２２】
前記ボイスコイル３１に通電することによりロータリポジショナ７が回動される。前記ロータリポジショナ７の動作は前記制御基板３４により制御されるようになっている。また、ロータリポジショナ７の回動は、図示しないストッパにより所定範囲に制限されている。
【００２３】
前記レーザエンコーダ３０は、ロータリポジショナ７の回動位置を検出するものであり、ハブ２５に設けられ水平方向に延びるエンコーダスケール３６と、支持枠２３の水平部２２に前記エンコーダスケール３６と対向するように取り付けられたエンコーダセンサ３７とを有している。
【００２４】
また、可動テーブル１５上には、磁気ディスク４に対して各磁気ヘッド組立体２６の磁気ヘッド６をロード、アンロードするためのランプ３８（アンロード手段に相当）が設けられている。ランプ３８は磁気ヘッド組立体２６に対応した数だけ垂直方向に所定の間隔をおいて積層されている。更に、可動テーブル１５上には、ディスクアッセンブリ５の基準用磁気ディスク４ａに対してクロック信号を記録、再生する専用の磁気ヘッド（クロックヘッド）５４が設けられている。
【００２５】
上記構成においては、可動テーブル１５が往復移動されることに伴い、スピンドルモータ３のスピンドル軸８とロータリポジショナ７の枢軸２４とが接離するように構成されている。
【００２６】
次に、スピンドルモータ３の構成について詳しく説明する。スピンドルモータ３は、軸受部３９、モータ部４０、エンコーダ４１を備えて構成されている。スピンドルモータ３のスピンドル軸８は、エンコーダ４１、モータ部４０、軸受部３９を貫通して前記軸受部３９の上方まで延びている。図示はしないが、軸受部３９はスピンドル軸８を支持する静圧軸受から構成されている。
【００２７】
前記モータ部４０は、前記軸受部３９の下部に連なる円筒容器状のベース部４２と、前記ベース部４２内の底部にねじ４３ａにより固定されたコイルユニット４３と、ベース部４２内に位置するスピンドル軸８の上部に固定され、スピンドル軸８と一体的に回転するロータ組立４４とから構成されている。
【００２８】
図５はコイルユニット４３の斜視図である。図３及び図５に示すように、前記コイルユニット４３は、ベース部４２の内底部に載置された環状の円板部４５と、円板部４５上に立設されステータとして機能する円筒部４６とから構成されている。前記コイルユニット４３は次のように構成されている。
【００２９】
即ち、可撓性を有する印刷配線板に、複数個の空芯状の電機子コイル５１を電気配線と接続した状態で等間隔に固定した後、前記印刷配線板を筒状に変形させて筒体を構成する。そして、前記筒体を樹脂によりモールドすることによりコイルユニット４３が構成される。このとき、前記筒体は円筒部４６の内部に位置する。また、円筒部４６の厚み寸法は全周にわたって一定となるように構成されている。更に、コイルユニット４３の内周面及び外周面は凹凸が無い平滑面となるように処理されている。このような構成により、コイルユニット４３の製造作業性が良くなる。
【００３０】
一方、図３に示すように、ロータ組立４４は、スピンドル軸８に対して垂直に固定された円板部４７、前記円板部４７の外周縁部から下方に延びる外筒部４８、前記円板部４７のうち前記外筒部４８よりも内周側から下方に延びる内筒部４９、前記外筒部４８の内周面に固着された筒状の界磁用永久磁石５０から構成されている。前記界磁用永久磁石５０は複数極に着磁されている。円板部４７、外筒部４８、内筒部４９はいずれも磁性体により一体的に構成されている。本実施例においては、前記外筒部４８及び界磁用永久磁石５０はロータとして機能し、内筒部４９は回転体として機能する。
【００３１】
前記コイルユニット４３の円筒部４６は、ロータ組立４４の界磁用永久磁石５０の内周面及び内筒部４９の外周面と所定の間隔をおいて外筒部４８と内筒部４９との間に配置されている。即ち、本実施例においては、界磁用永久磁石５０と電機子コイル５１とは径方向に対向するように構成されている。
【００３２】
また、前記ロータ組立４４の円板部４５の下面には、バランスリング５２（バランス調整部材に相当）が設けられている。前記バランスリング５２は、ディスク装填ハブ９の上部に設けられたディスク押さえ１３と同様に中空状に構成され、その中空部分に水が封入されている。
【００３３】
上記構成の情報書込み装置１は、初期状態では可動テーブル１５はロータリポジショナ７の枢軸２４がスピンドルモータ３のスピンドル軸８から十分に離間した位置に保持されている。また、ヘッド積層アッセンブリ２７はランプ３８によりアンロード状態に保持されている。そして、磁気ディスク４に対して所望のサーボ情報を書き込む場合は、まず、ディスク装填ハブ９に所定枚数の磁気ディスク４及び基準用磁気ディスク４ａを装填してなるディスクアッセンブリ５を、スピンドルモータ３の治具に取り付ける。
【００３４】
続いて、ステッピングモータ３を駆動して可動テーブル１５をディスクアッセンブリ５側へ移動させ、スピンドル軸８と枢軸２４との間が所定の距離となる位置で停止させる。このとき、可動テーブル１５上のランプ３８は各磁気ディスク４の周縁部とわずかに重なって位置し、磁気ヘッド５４は基準用磁気ディスク４ａと対向して位置する。
【００３５】
次に、スピンドルモータ３を動作させてディスクアッセンブリ５を所定の速度で回転駆動した後、ロータリポジショナ７によりヘッド積層アッセンブリ２７をディスクアッセンブリ５側へ回動させ、各磁気ヘッド６を対応する磁気ディスク４上にロードする。そして、あらかじめ設定されたディスク半径位置にヘッド積層アッセンブリ２７を回動させて位置決めし、磁気ヘッド６により各磁気ディスク４に対してサーボ情報を書き込む。
【００３６】
スピンドルモータ３が動作されて電機子コイル５１に通電されると、電機子コイル５１に発生する磁束と永久磁石５０による磁束とに基づいてロータ組立４４が回転する。このとき、外筒部４８と内筒部４９とは、電機子コイル５１を挟んだ状態で一体的に回転しつつ磁路を形成する。即ち、内筒部４９はステータヨークとして機能する。
【００３７】
従って、半径方向に作用する磁気吸引力が減少し、半径方向の不要な振動を減少することができる。また、モータ部４０内に位置するスピンドル軸８の外周にバランスリング５２を設けると共にディスク押さえ１３をバランス調整部材としても機能するように構成した。即ち、スピンドルモータ３の回転に伴い回転する部分に軸方向に離れた２個のバランス調整部材を設けて、アンバランスが修正されるように構成した。
【００３８】
更にまた、軸受部３９においては静圧軸受によりスピンドル軸８を支持すると共に軸受の軸方向寸法を長く構成した。このため、スピンドル軸８の軸振れや振動を極力抑えた高精度な回転を実現することができ、サーボ情報を高い精度で磁気ディスク４に書き込むことができる。
【００３９】
全てのトラックのサーボ情報が書き込まれると、ヘッド積層アッセンブリ２７を磁気ディスク４の外周側に回動させ、各磁気ヘッド６をランプ３８上にアンロードする。
【００４０】
続いて、スピンドルモータ３の回転を停止した後、可動テーブル１５をディスクアッセンブリ５から離間する方向に移動させ、ロータリポジショナ７、ランプ３８をディスクアッセンブリ５から十分に離間させる。この状態で、スピンドルモータ３からディスクアッセンブリ５を取り外し、更にディスク装填ハブ９から磁気ディスク４を取り外すことによりサーボ情報の書込み処理が終了する。サーボ情報が書き込まれた磁気ディスク４は、それぞれＨＤＤ装置に組み込まれる。
【００４１】
以上のように、本実施例に係る情報書込み装置１によれば、駆動時におけるスピンドル軸８の軸振れや振動を極力抑えることができるので、多数枚の磁気ディスク４に対して高精度で同時にサーボ情報を書き込むことができる。
【００４２】
また、永久磁石５０（外筒部４８）とステータヨーク（内筒部４９）とが一体的に回転するので、回転によって磁束が変化しないため、渦電流損の発生を抑えることができる。このため、高速回転しても消費電力が少なく、高効率化を図ることができるという効果もある。
【００４３】
図６は本発明の第２の実施例を示すものであり、第１の実施例と異なるところを説明する。尚、第１の実施例と同一部分には同一符号を付している。この第２の実施例では、スピンドルモータ３のモータ部４０の構成が第１の実施例と異なっている。即ち、モータ部４０は、スピンドル軸８に所定の間隔をおいて固定された円板状のロータ６１及び回転体６２と、前記ロータ６１および回転体６２の間に配置された円板状のステータ６３とを備えて構成されている。
【００４４】
前記ステータ６３は、樹脂製で、環状に配列された複数の空芯状の電機子コイル（図示せず）を内部に埋設して一体成形することにより構成されている。前期ステータ６３は、ベース部４２の周壁部の途中部に固定されている。前記回転体６２は磁性体からなり、ステータヨークとして機能する。
【００４５】
前記ロータ６１は、磁性体からなるロータヨーク６４と、ロータヨーク６４に例えば接着により固定され前記電機子コイルと軸方向に対向する環状の界磁用永久磁石６５とから構成されている。ロータヨーク６４の上面であってスピンドル軸８の外周には、バランスリング５２が固定されている。
【００４６】
上記構成の情報書込み装置１においても、電機子コイルへの通電に伴い、電機子コイルに発生する磁束と永久磁石６５による磁束とに基づいてロータ６１即ちスピンドル軸８が回転される。このとき、永久磁石６５と磁路を形成する回転体６２はロータ６１と一体的に回転するため、軸方向に作用する磁気吸引力が減少し、軸方向の不要な振動を減少することができる。従って、第１の実施例と同様に、駆動時におけるスピンドル軸８の軸振れや振動を極力抑えることができる。
【００４７】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形、拡張が可能である。
バランス調整部材は、ディスク装填ハブ９或いはモータ部４０に位置するスピンドル軸８のうちのどちらか一方に設けても良い。
バランス調整部材の内部に封入する液体は水に限定されるものではなく、比重が１以上の液体であれば良い。
ディスク状記憶媒体としては、磁気ディスクの他、光ディスクや光磁気ディスクでも良い。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の情報書込み装置は、複数のディスク状記憶媒体を装着可能なディスク装填ハブを回転駆動するスピンドルモータを、環状に並べられた複数の電機子コイルを有するステータと、前記電機子コイルと対向する界磁用永久磁石を有し前記回転軸と一体的に回転するロータと、前記永久磁石との間に前記電機子コイルを挟むように設けられ前記回転軸と一体的に回転する磁性体からなる回転体とを備えて構成し、回転軸の軸振れや振動の発生を極力抑えて高精度な回転ができるように構成したので、ディスク状記憶媒体に対して精度良く情報を書き込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す情報書込み装置を一部省略して示す斜視図
【図２】情報書込み装置の一部を省略して示す平面図
【図３】ディスクアッセンブリ及びスピンドルモータの一部を断面にて示す側面図
【図４】ロータリポジショナの側面図
【図５】コイルユニットの斜視図
【図６】本発明の第２の実施例を示す図３相当図
【符号の説明】
図中、１は情報書込み装置、３はスピンドルモータ、４は磁気ディスク（ディスク状記憶媒体）、６は磁気ヘッド、７はロータリポジショナ、８はスピンドル軸（回転軸）、９はディスク装填ハブ、１３はディスク押さえ（バランス調整部材）、２７はヘッド積層アッセンブリ、３８はランプ（アンロード手段）、４６は円筒部（ステータ）、４８は外筒部（ロータ）、４９は内筒部（回転体）、５０は界磁用永久磁石、５１は電機子コイル、５２はバランスリング（バランス調整部材）、５３は移動機構、６１はロータ、６２は回転体、６３はステータ、６５は界磁用永久磁石を示す。

Claims (1)

1. スピンドルモータと、
   前記スピンドルモータの回転軸のうち当該スピンドルモータよりも上方に突出する部分に着脱自在に取り付けられ、複数のディスク状記憶媒体を所定の間隔で同軸上に装着可能なディスク装填ハブと、
   前記ディスク装填ハブに装着されたディスク状記憶媒体に情報を書き込むための磁気ヘッドを前記ディスク状記憶媒体の数に対応した数だけ所定の間隔をおいて積層してなるヘッド積層アッセンブリと、
   前記ヘッド積層アッセンブリを着脱可能に支持し前記磁気ヘッドを対応するディスク状記憶媒体上の所定位置に移動及び位置決めするロータリポジショナと、
   前記磁気ヘッドを前記ディスク状記憶媒体の外周側にアンロードするアンロード手段と、
   前記スピンドルモータの回転軸と前記ロータリポジショナとの間の距離が変化する方向に沿って前記スピンドルモータ及び前記ロータリポジショナを相対的に移動させる移動機構と、
   前記スピンドルモータの回転軸のうち前記スピンドルモータの内部に位置する部分に設けられ、内部に比重が１以上の流体が封入されてなるバランス調整部材と、
   前記スピンドルモータの回転軸のうち前記ディスク装填ハブから上方に突出する部分に設けられ、内部に比重が１以上の流体が封入されてなるバランス調整部材として機能するものであって前記複数のディスク状記憶媒体を押えるディスク押えを備え、
   前記スピンドルモータは、環状に並べられた複数の電機子コイルを有するステータと、前記電機子コイルと対向する界磁用永久磁石を有し前記回転軸と一体的に回転するロータと、前記界磁用永久磁石との間で前記電機子コイルを挟むように設けられ前記回転軸と一体的に回転する磁性体からなる回転体とを備えて構成されていることを特徴とする情報書込み装置。

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