JP4358191B2 - 磁気転写装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった磁気記憶装置に組み込まれる磁気ディスクにサーボパターンを書き込む磁気転写装置に関する。

例えば特許文献１に示されるように、磁気転写装置は広く知られる。この磁気転写装置は上フランジおよび下フランジを備える。各フランジはマスタ媒体を備える。マスタ媒体同士の間には磁気ディスクが挟み込まれる。上フランジおよび下フランジで区画される内部空間内の空気は排出される。こうしてマスタ媒体は磁気ディスクに密着する。磁石から作用する磁界に基づき磁気ディスクにサーボパターンが書き込まれる。
特開２０００−６７４３３号公報

こうした磁気転写装置では、マスタ媒体および磁気ディスクの密着にあたって、フランジの内部空間から空気が排出される。こういった空気の排出にあたって磁気転写装置には例えば吸引ポンプといった大掛かりな設備が必要とされる。しかも、フランジには吸引ポンプに接続される空気の流路が形成されなければならない。部品の構造は複雑化してしまう。磁気転写装置の製造コストは増大してしまう。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡単な構造で磁気ディスクおよびマスタ磁性体を密着させることができる磁気転写装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、少なくとも磁気ディスクを保持する第１保持部材と、磁気ディスクの表面に重ね合わせられるマスタ磁性体と、第１保持部材に対する相対移動に基づき第１保持部材との間にマスタ磁性体および磁気ディスクを挟み込む第２保持部材と、第１保持部材に取り付けられる第１磁石と、第２保持部材に取り付けられて第１磁石との間に第１および第２保持部材を挟み込み、第１磁石との間に磁界を作用させる第２磁石とを備えることを特徴とする磁気転写装置が提供される。

こうした磁気転写装置では、第１保持部材には第１磁石が取り付けられる。第１保持部材は磁気ディスクを保持する。その一方で、第２保持部材には第２磁石が取り付けられる。第１および第２磁石の間には第１および第２保持部材が挟み込まれる。第２磁石は第１磁石との間に磁界を作用させる。こうして第１および第２磁石の間には磁気的引力が生成される。こうした磁気的引力の働きで第２保持部材は第１保持部材に向かって移動する。磁気ディスクおよびマスタ磁性体は密着することができる。同時に、第１および第２磁石の間には磁力線が生成される。磁力線は磁気ディスクに作用する。その結果、磁気ディスクにはサーボパターンが書き込まれることができる。こうしてサーボパターンの書き込みにあたって用いられる第１および第２磁石が磁気ディスクおよびマスタ磁性体の密着にあたって用いられる。簡単な構造で磁気ディスクおよびマスタ磁性体は密着することができる。

こういった磁気転写装置では、第１および第２磁石は、磁気ディスクの径方向に第１および第２保持部材よりも大きく広がればよい。その結果、磁気ディスクには表裏面の全面にわたって均一に磁気的引力は生成される。磁気ディスクおよびマスタ磁性体の接触面には均一に磁気的引力が作用することができる。磁気ディスクおよびマスタ磁性体は均一に密着することができる。磁気ディスクにはサーボパターンは正確な位置に書き込まれることができる。

第１および第２磁石には例えば電磁石が用いられればよい。電磁石は電流の供給に応じて磁界を生成する。第１および第２磁石で電流の向きが制御されれば、第１および第２磁石は斥力を発生させることもできる。こうした斥力に基づき第２保持部材は第１保持部材から引き離されることができる。したがって、第１および第２磁石に供給される電流の向きが制御されれば、第２保持部材の移動の向きは制御されることができる。こうした効果は磁気転写の自動化に大いに貢献することができる。

以上のように本発明によれば、簡単な構造で磁気ディスクおよびマスタ磁性体を密着させることができる磁気転写装置が提供されることができる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体１２を備える。収容空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク１３が収容される。磁気ディスク１３では表面に直交する垂直方向に磁化は確立される。磁気ディスク１３はスピンドルモータ１４の回転軸に装着される。スピンドルモータ１４は例えば７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１３を回転させることができる。筐体本体１２には、筐体本体１２との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー（図示されず）が結合される。

収容空間にはキャリッジ１５がさらに収容される。このキャリッジ１５は、垂直方向に延びる支軸１６に回転自在に支持されるキャリッジブロック１７を備える。キャリッジブロック１７には、支軸１６から水平方向に延びる剛体のキャリッジアーム１８が規定される。キャリッジアーム１８は磁気ディスク１３の表面および裏面ごとに配置される。キャリッジブロック１７は例えば鋳造に基づきアルミニウムから成型されればよい。

キャリッジアーム１８の先端にはヘッドサスペンション１９が取り付けられる。ヘッドサスペンション１９は、キャリッジアーム１８の先端から前方に向かって延びる。周知の通り、ヘッドサスペンション１９の前端には浮上ヘッドスライダ２１が支持される。こうして浮上ヘッドスライダ２１はキャリッジブロック１７に連結される。浮上ヘッドスライダ２１は磁気ディスク１３の表面に向き合わせられる。周知の通り、複数枚の磁気ディスク１３が筐体本体１２内に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク１３同士の間で２本のキャリッジアーム１８すなわち２つのヘッドサスペンション１９が配置される。

浮上ヘッドスライダ２１にはいわゆる磁気ヘッドすなわち電磁変換素子（図示されず）が搭載される。この電磁変換素子は、例えば、スピンバルブ膜やトンネル接合膜の抵抗変化を利用して磁気ディスク１３から情報を読み出す巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子やトンネル接合磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子といった読み出し素子（図示されず）と、薄膜コイルパターンで生成される磁界を利用して磁気ディスク１３に情報を書き込む単磁極ヘッドといった書き込み素子（図示されず）とで構成されればよい。

浮上ヘッドスライダ２１には、磁気ディスク１３の表面に向かってヘッドサスペンション１９から押し付け力が作用する。磁気ディスク１３の回転に基づき磁気ディスク１３の表面で生成される気流の働きで浮上ヘッドスライダ２１には浮力が作用する。ヘッドサスペンション１９の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク１３の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２１は浮上し続けることができる。

キャリッジブロック１７には例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２２といった動力源が接続される。このＶＣＭ２２の働きでキャリッジブロック１７は支軸１６回りで回転することができる。こうしたキャリッジブロック１７の回転に基づきキャリッジアーム１８およびヘッドサスペンション１９の揺動は実現される。浮上ヘッドスライダ２１の浮上中に、支軸１６回りでキャリッジアーム１８が揺動すると、浮上ヘッドスライダ２１は半径方向に磁気ディスク１３の表面を横切ることができる。

図２に示されるように、磁気ディスク１３の表裏面には、磁気ディスク１３の半径方向に沿って湾曲しつつ延びる複数筋（例えば６０本）のサーボセクタ領域２３が規定される。サーボセクタ領域２３にはサーボパターンが確立される。サーボパターンに書き込まれる磁気情報は浮上ヘッドスライダ２１上の電磁変換素子で読み取られる。サーボパターンから読み出される情報に基づき浮上ヘッドスライダ２１は磁気ディスク１３の半径方向に位置決めされる。サーボセクタ領域２３の湾曲は電磁変換素子の移動経路に基づき設定される。

隣接するサーボセクタ領域２３の間にはデータ領域２４が確保される。磁気ディスク１３の回転中に磁気ディスク１３の半径方向に浮上ヘッドスライダ２１が位置決めされると、浮上ヘッドスライダ２１上の電磁変換素子は所定の１記録トラック上を辿り続けることができる。電磁変換素子の書き込み素子は記録トラックに沿ってデータ領域２４に情報を書き込む。同様に、電磁変換素子の読み出し素子は、データ領域２４の記録トラックに書き込まれるビットデータ列を読み取る。

図３は、サーボパターンの確立にあたって利用される磁気転写装置３１を概略的に示す。この磁気転写装置３１は、内向き面同士で相互に向き合わせられる例えば円盤形の第１および第２ホルダ３２、３３を備える。第１および第２ホルダ３２、３３の内向き面は、例えば床面に直交する垂直面に沿って規定されればよい。第１および第２ホルダ３２、３３は非磁性体から形成されればよい。

第１ホルダ３２の内向き面にはマスタ用内径軸３４が区画される。マスタ用内径軸３４には第１マスタ磁性体３５が装着される。第１マスタ磁性体３５は、非磁性体と、非磁性体の表面に配置される磁性体とから形成される。磁性体は、磁気ディスクの表面に確立されるサーボパターンの形状を反映する。ここでは、磁性体は、前述の磁気ディスク１３裏面のサーボセクタ領域２３に確立されるサーボパターンの形状を反映すればよい。

マスタ用内径軸３４には磁気ディスク用内径軸３６が形成される。マスタ用内径軸３４の軸心は磁気ディスク用内径軸３６の軸心に一致する。磁気ディスク用内径軸３６は例えば軟磁性材料から形成されればよい。後述されるように、磁気ディスク用内径軸３６には磁気ディスク（図示されず）が装着される。こうして第１マスタ磁性体３５の表面には磁気ディスクの裏面が重ね合わせられる。

図４を併せて参照し、第２ホルダ３３の内向き面にはマスタ用内径軸３７が区画される。マスタ用内径軸３７には第２マスタ磁性体３８が装着される。第２マスタ磁性体３８は第１マスタ磁性体３５に向き合わせられる。第１ホルダ３２のマスタ用内径軸３４の軸心と、第２ホルダ３３のマスタ用内径軸３７の軸心とは一致する。第２マスタ磁性体３８の径は第１マスタ磁性体３５の径と同一に設定されればよい。

第２マスタ磁性体３８は、第１マスタ磁性体３５と同様に、非磁性体と、非磁性体の表面に配置される磁性体とから形成される。磁性体は、磁気ディスクの表面に確立されるサーボパターンの形状を反映する。ここでは、磁性体は、前述の磁気ディスク１３表面のサーボセクタ領域２３に確立されるサーボパターンの形状を反映すればよい。

第１および第２ホルダ３２、３３には着磁機構４１が関連付けられる。この着磁機構４１は、電流の供給に応じて磁界を生成する第１および第２電磁石４２、４３を備える。第１電磁石４２は第１ホルダ３２の外向き面に取り付けられる。第２電磁石４３は第２ホルダ３３の外向き面に取り付けられる。第１および第２電磁石４２、４３は、磁性コア４４と、磁性コア４４に巻き付けられるコイル４５とから構成される。ここでは、第１および第２電磁石４２、４３の間で生成される磁力線に基づき磁界は生成される。

着磁機構４１には制御回路４６が接続される。この制御回路４６は、第１および第２電磁石４２、４３に供給される電流の大きさや向きを個別に制御することができる。制御回路４６は所定の処理プログラムに従って電流の大きさや向きを制御する。第１および第２電磁石４２、４３に供給される電流の向きが制御されると、第１および第２電磁石４２、４３の間で生成される磁力線の向きは制御されることができる。

磁気転写装置３１は第１ホルダ３２および第１電磁石４２を不動に保持する。その一方で、第２ホルダ３３および第２電磁石４３は第１ホルダ３２および第１電磁石４２に対して相対移動することができる。第２ホルダ３３はマスタ用内径軸３７の軸心に沿って前後方向に移動することができる。こういった第２ホルダ３３の移動は例えば案内レール（図示されず）の案内に基づき実現されればよい。

ここでは、第２ホルダ３３は静止位置および結合位置の間で移動することができる。静止位置では、第１および第２ホルダ３２、３３の間には所定の間隔が確保される。このとき、第１ホルダ３２の磁気ディスク用内径軸３６には磁気ディスクが装着される。その一方で、第２ホルダ３３および第２電磁石４３が静止位置から第１ホルダ３２に向かって前進移動すると、第１および第２ホルダ３２、３３は結合位置で結合する。こうして第１および第２ホルダ３２、３３内では第１および第２マスタ磁性体３５、３８は磁気ディスクを挟み込むことができる。

いま、磁気ディスクにサーボパターンが書き込まれる場面を想定する。まず、図５に示されるように、第１ホルダ３２の磁気ディスク用内径軸３６に、初期化された磁気ディスク５１が装着される。磁気ディスク５１の裏面は第１マスタ磁性体３５の表面に重ね合わせられる。第１および第２ホルダ３２、３３並びに第１および第２電磁石４２、４３は磁気ディスク５１の径方向に磁気ディスク５１よりも大きく広がる。初期化された磁気ディスク５１の表裏面では、例えば磁気ディスク５１の表面から裏面に向かって磁気ディスク５１の表裏面の全面にわたって画一的に磁化は確立される。磁化は、磁気ディスク５１の表裏面に直交する垂直方向に確立される。

制御回路４６は第１および第２電磁石４２、４３に電流を供給し始める。第１および第２電磁石４２、４３に電流が供給されると、例えば図６に示されるように、第１電磁石４２から第２電磁石４３に向かって磁力線５２が生成される。第１および第２電磁石４２、４３の間には磁気的引力が生成される。第２電磁石４３および第２ホルダ３３は静止位置から結合位置に向かって前進する。第２電磁石４３の移動は案内レールで案内される。第１および第２電磁石４２、４３には電流が供給され続ける。第１および第２電磁石４２、４３の間で磁気的引力は維持される。

こうして、図７に示されるように、第２ホルダ３３は結合位置に位置決めされる。第１および第２電磁石４２、４３の間では磁気的引力が維持されることから、第１マスタ磁性体３５の表面は磁気ディスク５１の裏面に密着することができる。第１マスタ磁性体３５の磁性体は磁気ディスク５１の裏面に密着する。このとき、磁力線５２の働きで、磁気ディスク５１の裏面では磁性体に密着する領域で磁化は上書きされる。こうして磁気ディスク５１の裏面では前述の向きとは反対向きに磁化は確立される。

同様に、第１および第２電磁石４２、４３の磁気的引力の働きで、第２マスタ磁性体３８の表面は磁気ディスク５１の表面に密着することができる。第２マスタ磁性体３８の磁性体は磁気ディスク５１の表面に密着する。このとき、磁力線５２の働きで、磁気ディスク５１の表面では磁性体に密着する領域で磁化は上書きされる。こうして磁気ディスク５１の表面には前述の向きと反対向きに磁化は確立される。こうして磁気ディスク５１の表裏面にはサーボパターンが書き込まれる。

その後、第１および第２電磁石４２、４３に電流の供給は停止される。第１および第２電磁石４２、４３の間では磁気的引力は解消される。第２ホルダ３３は結合位置から静止位置に向かって駆動される。磁気ディスク５１は取り外される。このとき、第１および第２電磁石４２、４３には前述とは反対向きの電流が供給されてもよい。こうして第１および第２電磁石４２、４３の間で生成される斥力に基づき静止位置に向かって第２ホルダ３３の移動は引き起こされてもよい。続いて、磁気ディスク用内径軸３６には新しい磁気ディスク５１が装着される。その後、前述の磁気転写の処理が繰り返される。

以上のような磁気転写装置３１によれば、供給される電流に基づき第１および第２電磁石４２、４３の間で磁気的引力が生成される。こうした磁気的引力の働きで磁気ディスク５１および第１および第２マスタ磁性体３５、３８は密着することができる。簡単な構造で磁気ディスク５１およびマスタ磁性体３５、３８は密着することができる。同時に、第１および第２電磁石４２、４３の間には磁力線５２が生成される。磁力線５２は磁気ディスク５１に作用する。その結果、磁気ディスク５１にはサーボパターンが書き込まれることができる。こうして磁気ディスク５１およびマスタ磁性体３５、３８の密着にあたって、サーボパターンの書き込みにあたって用いられる第１および第２電磁石４２、４３が用いられることができる。簡単な構造で磁気ディスク５１およびマスタ磁性体３５、３８は密着することができる。

しかも、第１および第２ホルダ３２、３３並びに第１および第２電磁石４２、４３は磁気ディスク５１の径方向に磁気ディスク５１よりも大きく広がる。したがって、磁気ディスク５１には表裏面の全面にわたって均一に磁気的引力は生成される。第１および第２マスタ磁性体３５、３８と磁気ディスク５１の表裏面との接触面には均一に磁気的引力が作用することができる。第１および第２マスタ磁性体３５、３８と磁気ディスク５１の表裏面とは均一に密着することができる。磁気ディスクにはサーボパターンは正確な位置に書き込まれることができる。

ここで、静止位置から結合位置に向かって第２ホルダ３３が移動する間、第１および第２電磁石４２、４３に供給される電流は必要最小限に留められればよい。こうして第１および第２電磁石４２、４３の間で生成される磁気的引力は必要最小限に設定される。その結果、第２ホルダ３３の移動速度は緩やかに保持される。第２マスタ磁性体３８および磁気ディスク５１の間で衝突は回避される。第２ホルダ３３が結合位置に到達すると同時に、第１および第２電磁石４２、４３に供給される電流は増大すればよい。その他、第１および第２電磁石４２、４３に代えて永久磁石が用いられてもよい。

以上のような磁気転写装置３１は例えば磁気ディスクの初期化にも用いられることができる。初期化にあたって、磁気転写装置３１では第１および第２マスタ磁性体３５、３８の組み込みは省略される。このとき、第１および第２電磁石４２、４３に供給される電流に基づき第１電磁石４２から第２電磁石４３に向かって磁力線が生成される。この磁力線の働きで磁気ディスクは初期化される。初期化された磁気ディスクの表裏面では磁気ディスクの表裏面の全面にわたって画一的に磁化は確立される。

磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の構造を概略的に示す平面図である。 磁気記録媒体すなわち磁気ディスクの構造を概略的に示す部分拡大平面図である。 本発明の一実施形態に係る磁気転写装置の構造を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る磁気転写装置の構造を概略的に示す斜視図である。 磁気転写装置の構造を概略的に示す部分断面図である。 図５に対応し、第１および第２電磁石の間で磁力線が生成される様子を概略的に示す図である。 第１および第２ホルダが結合される様子を概略的に示す図である。

符号の説明

１１ 磁気転写装置、３２ 第１保持部材（第１ホルダ）、３３ 第２保持部材（第２ホルダ）、３５ マスタ磁性体（第１マスタ磁性体）、３８ マスタ磁性体（第２マスタ磁性体）、４２ 第１磁石（第１電磁石）、４３ 第２磁石（第２電磁石）、５１ 磁気ディスク。

Claims (2)

1. 少なくとも磁気ディスクを保持する第１保持部材と、前記磁気ディスクの表面に重ね合わせられるマスタ磁性体と、前記第１保持部材との間に前記マスタ磁性体および前記磁気ディスクを配置する第２保持部材と、前記第１保持部材に取り付けられる第１電磁石と、前記第２保持部材に取り付けられて、前記第１電磁石との間に生成される磁気的引力に基づき前記第１電磁石に接近し前記マスタ磁性体および前記磁気ディスクを挟み込む前記第１および第２保持部材を前記第１電磁石との間に挟み込んで前記磁気的引力を生成する磁力線に基づき前記磁気ディスクに前記マスタ磁性体の磁化パターンを転写し、前記第１電磁石との間に生成される斥力に基づき前記第１電磁石から離れる第２電磁石とを備えることを特徴とする磁気転写装置。
2. 請求項１に記載の磁気転写装置において、前記第１および第２電磁石は、前記磁気ディスクの径方向に前記第１および第２保持部材よりも大きく広がることを特徴とする磁気転写装置。

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