JP4552888B2 - ハードディスクドライブの試験装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ハードディスクドライブの試験装置に係り、より詳細には、ハードディスクドライブの周辺環境を変化させて試験できるハードディスクドライブの試験装置に関する。
近年のハードディスクドライブ(HDD)は記録密度が高まり、磁気ヘッドスライダと磁気ディスク(記録メディア)との間隔が10nm前後まで接近している。磁気ヘッドスライダと磁気ディスクとは、磁気ディスクの回転によって生じる空気流によって、前記間隔を保つように形成されている。一方、ハードディスクドライブが搭載されたいわゆる携帯パソコンなどの携帯機器は、航空機の中でも使用されることがある。航空機の中は地上よりも気圧が下がるため、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクとの間隔が地上と異なる場合でも磁気ヘッドの磁気変換特性を補償する必要があり、この環境下での試験をする場合がある。
従来の磁気ヘッドスライダ、磁気ディスクの試験装置は、磁気ヘッドスライダを着脱自在に装着したヘッドアームをX-Yマイクロステージによって磁気ディスクの径方向および接線方向に直線移動させて磁気ヘッドスライダおよび磁気ディスクの試験を行う装置である(特許文献1)。そうしてこのような従来の試験装置を密封容器に収納して、密封容器内の気圧等の環境を調整して磁気ヘッドと磁気ディスク間の接触発生状況を強制的に発生させる試験を実行する試験装置が提案されている(特許文献2)。
国際公開WO2004/027760号公報 特開平7-21752号公報
しかしながら従来の試験装置は、磁気ヘッドスライダを、製品に搭載されるスタックアームではなく、直交方向に駆動されるX-Yマイクロステージによって支持及びフォローイングさせている。そのため、試験で得た特性が製品のハードディスクドライブの特性とは大きく異なってしまうという問題があった。しかも引用文献2記載の従来の試験装置は、減圧下で強制的に磁気ヘッドと磁気ディスクを接触させて潤滑油等からのガス、塵等が磁気ヘッドスライダ、磁気ディスクに付着する状態を測定するものであり、減圧下で飛行状態の磁気ヘッドを試験できるものではなかった。
本発明はかかる従来技術の問題に鑑みてなされたものであって、ハードディスクドライブを製品に近い状態で周辺環境を変化させて試験できる、コンパクトなハードディスクドライブの試験装置を提供することを目的とする。
かかる課題を解決する本発明は、磁気ヘッドスライダを備えたヘッドジンバルアセンブリが着脱され、ボイスコイルモータによって駆動されるスタックアーム、および前記スタックアームに装着された磁気ヘッドスライダがロードされる回転メディアが搭載された基台と、前記基台に着脱自在に被せられ、この基台上に搭載された前記スタックアーム、ヘッドジンバルアセンブリ、および回転メディアを収容する気密空間を形成する密閉蓋と、前記気密空間に調圧ポンプを接続する空気穴と、前記磁気ヘッドスライダの磁気ヘッド素子に接続され、その端部に複数の電気接点が設けられたFPCと、前記基台上に固定された垂直回転滑り軸であり、前記スタックアームを水平面内において回転自在に支持する軸部と、前記軸部の軸心を挟んで一方に設けられたコンタクトブロックと、前記軸部の軸心を挟んで他方に設けられたコンタクトレバー支持ブロックと、前記コンタクトレバー支持ブロックに軸支され、先端部に凸部を有し、前記軸部を跨いで揺動し、前記凸部に設けられた接続接点としての接続パッドが、前記コンタクトブロックの上面に設けられる前記FPCの前記電気接点に対して接離可能に形成されたコンタクトレバーと、前記コンタクトレバーを、前記接続パッドと前記電気接点が接触するコンタクト位置にロックするロックレバーと、を備えることを特徴とする。
また、本発明のハードディスクドライブの試験装置においては、前記接続パッドは、別のFPCを介してスタックアームから引き出され、ヘッドドライブ回路に接続されることとしもよい。
好ましい実施形態では、前記空気穴は前記密閉蓋に設けられ、この空気穴と調圧ポンプとが可撓性のパイプを介して接続される。
前記ヘッドジンバルアセンブリとスタックアームとは、ヘッドジンバルアセンブリのベース部に設けられたボスが前記スタックアームの先端部に設けられた装着穴に嵌入され、さらに装着穴を貫通したねじ部材によって固定される。
前記ヘッドジンバルアセンブリを前記回転メディアから離反したアンロード位置において支持するランプ部材を備えたランプロード方式であって、ランプ部材は、垂直昇降部材によって高さ調整される。前記垂直昇降部材は、前記ヘッドジンバルアセンブリの着脱の際に前記ランプ部材を下降させることが好ましい。
実際的には、前記回転メディアは、スピンドルモータによって回転駆動される磁気ディスクである。前記スピンドルモータは、直動案内軸受けを介して前記スタックアームに対して接離移動自在に形成され、前記スタックアームがアンロード位置にあるときに離反し、前記スタックアームに接近して前記磁気ヘッドスライダのロードを許容することが好ましい。
さらに好ましい実施形態では、前記ヘッドジンバルアセンブリは前記磁気ヘッドスライダの磁気ヘッド素子に接続されたFPCを有し、このFPCの端部に複数の電気接点が設けられていて、前記スタックアームには、前記電気接点と接続される接続接点と、これらの電気接点と接続接点とを挟圧して接触させるコンタクト位置と離反させて接続を解除する解放位置とに移動するコンタクトレバーを備える。
実際的には、前記接続接点は、FPCの端部に設けられていて、前記接続接点はこのFPCに実装されたヘッドアンプに接続される。
前記接続接点は、前記コンタクトレバーに配置されていて、前記コンタクトレバーがコンタクト位置にあるときに前記電気接点と接続するか、前記スタックアームに設けられたコンタクト台に配置されていて、前記コンタクト位置にあるコンタクトレバーに押圧された前記電気接点と接触する構成する。
前記コンタクト位置にある前記コンタクトレバーをコンタクト位置にロックするロックレバーを備えることが好ましい。
本発明によれば、磁気ヘッドスライダが装着されたヘッドジンバルアセンブリを、製品に搭載されるボイスコイルモータ駆動のスタックアームと同等のスタックアームに搭載して気圧変化等における特性試験を行うことができるので、より正確なハードディスクドライブの特性試験ができる。
しかもボイスコイルモータ駆動のスタックアームを使用しているので、試験装置をコンパクトに形成できる。
本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施形態の概要を、密閉蓋を透過して示す平面図、図2は図1の切断線II-IIに沿う断面図である。
この磁気ディスクドライブの試験装置は、基台10およびこの基台10上に着脱自在に被せられる箱状の密閉蓋20を備えている。基台10上には、回転メディアとしてスピンドルモータ31によって回転駆動される磁気ディスク30、およびボイスコイルモータ(VCM)41によって駆動制御されるスタックアーム40が搭載されている。密閉蓋20を基台10に被せると、磁気ディスク30、スタックアーム40等を密閉する気密空間(気密室)15が形成される(図2参照)。
スタックアーム40は、磁気ディスク30の外方に配置された軸部42により水平面内において回動自在に支持されている。軸部42は、基台10上に固定された垂直回転滑り軸である。スタックアーム40の先端部には、磁気ヘッドスライダ51を有するHGA50が着脱自在に装着されている。スタックアーム40の後端部には、平面視においてスタックアーム40の回動中心を中心とした扇形のボイスコイル43が装着されている。さらにこのボイスコイル43を両面側から挟んで、一対の永久磁石44がヨーク45を介して基台10上に支持されている。さらにスタックアーム40から引き出されたFPC46が、リード/ライト回路、ボイスコイル駆動回路などを含むヘッドドライブ回路47に接続されている。
ヘッドドライブ回路47には、基台10を気密状態で貫通するFPC48が接続されている。基台10から引き出されたFPC48には、制御、分析装置として例えばパーソナルコンピュータが接続され、このパーソナルコンピュータによって磁気ヘッドスライダ51による書き込み、読み出し特性の測定などの制御が実行される。
このスタックアーム40は、磁気ディスク30の上面に、HGA50の磁気ヘッドスライダ51をロードするランプ/ロードタイプである。HGA50はスタックアーム40に対して、HGA50のベース部52に設けられたボス52aが、スタックアーム40の先端部に設けられた装着穴40aに嵌入され、さらにボス52aの穴を貫通したねじ57およびそのねじ57に螺合されたナット58によって締め付け固定されている(図3)。ナット58またはねじ57を回動させることにより、HGA50とスタックアーム40とを締結固定し、またはナット58をねじ57から取り外し、ねじ57をボス52aから抜き去ってHGA50を交換することができる。なお、ねじ57をボス52aに挿入する方向は上からでもよい。
HGA50は、磁気ディスク30の外周よりもさらに外方のアンロード位置にあるときは、サスペンション部53がその弾性によって大きく屈曲する。そこでこの実施形態では、磁気ヘッドスライダ51の先端部の回動軌跡上であって、磁気ディスク30の外周部およびその外方に延びていて、サスペンション部53の先端部に突設されたタブ53aを摺動支持するランプブロック60を設けてある。
ランプブロック60の平面図を図4(A)に、側面図を図4(B)に示した。このランプブロック60は、磁気ヘッドスライダ51をスタックアーム40により磁気ディスク30の外周よりもさらに外方のアンロード位置方向に移動する際に、サスペンション部53のタブ53aが乗り上げて磁気ヘッドスライダ51を磁気ディスク30の上面30aから引き離し、アンロード位置に導くランプ面61を備えている。またこのランプ面61は、アンロード位置の磁気ヘッドスライダ51がロード位置方向に移動するときは、磁気ヘッドスライダ51が徐々に磁気ディスク30の上面30aに接近して磁気ディスク30の上面30aにロードするようにタブ53aをガイドする輪郭に形成されている。
HGA50の着脱は、スタックアーム40をタブ53aがランプ面61に乗り上げたアンロード位置に移動させた状態で行う。
気密空間15を形成する密閉蓋20には、一つの側面に、気密空間15の外方に延びる接続管22を有する空気穴21が形成されている。この接続管22には、調圧ポンプ(真空ポンプ)25が、可撓性のある空気パイプ23を介して接続される。この空気パイプ23としては、容易に撓むが潰れ難い構造のものが使用される。調圧ポンプ25は、使用者が設定した圧力を保つように動作する。空気穴21の位置または向きは、この空気穴21を通って流入した気体が、気密室内に収容された磁気ディスク30、スタックアーム40、磁気ヘッドスライダ51などの可動部に直接当たらない位置、向きに設けることが好ましい。
密閉蓋20は、開口縁部20aが、基台10の周囲に形成された段差部10aにはめ込まれる。開口縁部20aまたは段差部10aの少なくとも一方に、他方と密着するシール部材を設ければ、より気密性が高くなる。密閉蓋20と基台10とヒンジで連結して回動により開閉可能に形成すると、密閉蓋20の開閉操作が楽になる。
また、空気穴および接続管を密閉蓋20ではなく基台10側に設けて、空気パイプ23を基台10の接続管に接続する構成にすると、密閉蓋20を着脱、開閉しても空気パイプ23は移動しないので、空気パイプ23の取り回し、密閉蓋20の着脱、開閉操作が容易になる。
以上の本発明の実施形態によれば、製品の磁気ディスク装置と同等のスタックアーム40、ボイスコイルモータ(VCM)41を使用して、気圧などの環境を任意に設定して、製品に近い状態でHGA50、磁気ヘッドスライダ51の試験を実施できる。
スタックアーム40の軸受け、スピンドルモータ31などの可動部は、気密空間15の気圧が下がっても潤滑油等の漏れを生じるおそれが無いもの、例えば転がり軸受仕様または滑り軸受仕様のものが適している。
このハードディスクドライブの試験装置の動作は次の通りである。まず、調圧ポンプ25動作前の1気圧状態で、磁気ディスク30上の試験用データをVCM41を駆動制御することで磁気ヘッドスライダ51へ読み出し、変換後の電気特性を記録する。次に、例えば、0.5気圧あるいは0.2気圧となるように調圧ポンプ25を動作させ、気密室15内を減圧する。減圧下で、磁気ディスク30上の試験用データをVCM41を駆動制御することで磁気ヘッドスライダ51へ読み出し、変換後の電気特性を記録する。例えば、0.2気圧下で得られた電気特性が所定の値に達しているかどうか検査する。また、1気圧と減圧状態との電気特性の変化率を計算し、変化率が所定範囲内に収まっているかどうか検査する。
次に、HGA50の着脱を容易にした着脱機構を備えた本発明の実施形態について、図5および図6を参照して説明する。図5には、基台10を長手方向に縦断した断面図を示した。
スピンドルモータ31は直進案内軸受け80に搭載され、ヨーク45は直動案内軸受け84に搭載され、これらの直動案内軸受け80、84を介して基台10上を直線移動自在に支持されている。これらの直動案内軸受け80、84は、移動方向が互いに平行になるように配置されている。
各直動案内軸受け80、84は、基台10上に固定されたレール81、85と、レール81、85上に摺動自在に嵌合された滑りガイド82、86を備え、滑りガイド82にスピンドルモータ31、滑りガイド86にヨーク45が搭載されている。これらの直動案内軸受け80、84としては、例えば公知の、無給油タイプの転がり軸受け仕様、滑り軸受け仕様などが適している。
スピンドルモータ31はモータベース32に固定され、モータベース32が、直動案内軸受け80の滑りガイド82に固定され、滑りガイド82が、基台10上に固定されたレール81に摺動自在に支持されている。滑りガイド82は、磁気ヘッドスライダ51をロードして試験する試験位置と、アンロード位置においてHGA50を着脱する際に、磁気ディスク30をよりHGA50から離反して着脱を容易にする離反位置とに移動可能に形成されている。
この移動は、例えば手動により、またはリニアモータによって行う。また、図示しないが、スピンドルモータ31に駆動電流を伝えるFPCは、スピンドルモータ31の移動を許容するように撓みをもって引き回されている。
VCM41を構成する永久磁石44およびヨーク45は、直動案内軸受け84の滑りガイド86に固定され、この滑りガイド86が、基台10上に固定されたレール85に摺動自在に支持されている。レール81、85は互いに平行に固定されている。
直動案内軸受け84は、永久磁石44およびヨーク45を滑りガイド86を介してレール85に沿って移動させることにより、スタックアーム40の回動範囲を拡大することができる。
HGA50から引き出されたFPC(フレキシブルプリント配線基板)54の端部に設けられた電気パッド55は、スタックアーム40の側部に沿って延びて、スタックアーム40の軸部42に設けられた、接続パッド46aに接続される。の対応する接続接点に接続される。なお、電気パッド55は、磁気ヘッドスライダ51の磁気ヘッド素子に接続された複数の電気接点を備えており、接続パッド46aには、電気パッド55の対応する電気接点と接続される接続接点を備えている。
電気パッド55と接続パッド46aの接離構造について、さらに図6(A)、(B)を参照して説明する。これらの図は、図5の切断線VI-VIに沿う断面図である。
スタックアーム40の軸部42には、軸心を挟んで、一方に、コンタクトブロック75が設けられ、他方にコンタクトレバー支持ブロック71が設けられている。コンタクトレバー支持ブロック71には、先端部に凸部74を備えたコンタクトレバー73が軸72を介して軸支されている。凸部74には、FPC46から連なるFPC(図示せず)の端部に形成された接続パッド46aが装着されている。接続パッド46aは、FPC46を介してスタックアーム40から引き出され、ヘッドドライブ回路47に接続されている。なお、図示しないが、ヘッドアンプは接続パッド46a近傍のスタックアーム40に搭載することがノイズ対策上好ましい。
コンタクトレバー73は、軸部42を跨いで揺動し、凸部74の接続パッド46aが、コンタクトブロック75の上面に対して接離可能に形成されている。コンタクトブロック75の上面には、FPC54の端部に設けられた電気パッド55が乗るように形成されている。つまり、コンタクトブロック75の上面に電気パッド55が乗った状態でコンタクトレバー73を閉じると、接続パッド46aの電気接点が対応する電気パッド55の電気接点と接触して導通する(図6(A))。このコンタクトレバー73の位置がコンタクト位置となる。
一方、コンタクトブロック75には、ロックレバー77の一端部が軸76を介して揺動自在に軸支されている。ロックレバー77の自由端部には、コンタクト位置にあるコンタクトレバー73をコンタクト位置に係止するロック爪78が突設されている。このロック爪78は、ロックレバー77をロック解除位置(図6(B))からロック位置に回動させると、コンタクト位置にあるコンタクトレバー73の上面に係合して、接続パッド46aを電気パッド55に押圧したコンタクト状態でコンタクトレバー73を係止する(図6(B))。
HGA50を着脱するときは、ロックレバー77をロック解除方向に回動させてロック爪78をコンタクトレバー73の背面から離反させる。そうして、コンタクトレバー73を解放位置に回動させて電気パッド55から離反させる(図6(B))。この操作によって電気パッド55は解放され、自由になる。この自由状態で、HGA50をスタックアーム40から取り外す。そうして別のHGA50を装着し、電気パッド55をコンタクトブロック75上に乗せる。そうして、コンタクトレバー73をコンタクト位置に回動させ、ロックレバー77をロック位置に回動させてコンタクトレバー73をロックし、接続パッド46aと電気パッド55とを接続する。
以上の通りこの実施形態によれば、HGA50の電気パッド55を簡単な操作でスタックアーム40の接続パッド46aに接続することができるので、着脱操作時間を短縮できる。
なお、接続パッド46aは、コンタクトブロック75上に配置するように形成してもよい。
さらに本発明の実施形態では、ランプブロック60を、基台10に対して垂直に装着された、直動シリンダ63のピストンロッド64に固定した。この直動シリンダ63は、HGA50を着脱するときはピストンロッド64を引き込んでランプブロック60をHGA50(タブ53a)から離反させ、装着後にピストンロッド64を上昇させてランプ面61でタブ53aを支持し、ロード可能とした。なお、この直動シリンダ63として、例えば公知のエアシリンダまたは電動シリンダが使用される。
ランプブロック60を直動シリンダ63によって昇降自在としたことにより、例えばHGA50着脱の際にランプブロック60を下降させて、HGA50の着脱を容易にすることができる。
以上の各スピンドルモータ31、軸受け80、84、シリンダ63等の可動部は、減圧したときに潤滑油等が飛散するまたはガス発生のおそれの無い仕様のものが好ましい。
以上の通り本発明の実施形態によれば、ヘッドジンバルアセンブリ40を、実際のハードディスクドライブに近いVCM41で駆動するスタックアーム40に装着して試験を行うことができるので、製品と同等の特性試験を行うことができる。しかも、試験装置の大きさは、製品のハードディスクドライブよりやや大きい程度で済む。
本発明の磁気ディスクドライブ試験装置の実施形態を、密閉蓋を透視して示す平面図である。 図1の切断線II-IIに沿う断面図である。 HGAとスタックアームとの着脱構造を示す拡大側面図である。 HGAとランプブロックの関係を説明する図であって、(A)は平面、(B)は側面図である。 本発明の他の実施形態の要部を、図2同様に縦断して示す図である。 HGAの電気コンタクトとスタックアームの試験コンタクトとの接続構造の一例を示す、図5の切断線VI-VI切断線に沿う断面図であって、(A)はコンタクトレバーがコンタクト位置にあるロック状態を示す図、(B)はコンタクトレバーが解放位置にある解放状態を示す図である。
符号の説明
10 基台
15 気密空間
20 密閉蓋
21 空気穴
23 空気パイプ
25 調圧ポンプ(真空ポンプ)
30 磁気ディスク
31 スピンドルモータ
40 スタックアーム
40a 装着穴
42 軸部
43 ボイスコイル
44 永久磁石
46 FPC
46a 接続パッド
50 HGA
51 磁気ヘッドスライダ
52a ボス
53 サスペンション部
53a タブ
54 FPC
55 電気パッド
57 ねじ
58 ナット
60 ランプブロック
61 ランプ面
63 直動シリンダ
64 ピストンロッド
71 コンタクトレバー支持ブロック
73 コンタクトレバー
74 凸部
77 ロックレバー
78 ロック爪
80 直進案内軸受け
84 直動案内軸受け

Claims (8)

  1. 磁気ヘッドスライダを備えたヘッドジンバルアセンブリが着脱され、ボイスコイルモータによって駆動されるスタックアーム、および前記スタックアームに装着された磁気ヘッドスライダがロードされる回転メディアが搭載された基台と、
    前記基台に着脱自在に被せられ、この基台上に搭載された前記スタックアーム、ヘッドジンバルアセンブリ、および回転メディアを収容する気密空間を形成する密閉蓋と、
    前記気密空間に調圧ポンプを接続する空気穴と
    前記磁気ヘッドスライダの磁気ヘッド素子に接続され、その端部に複数の電気接点が設けられたFPCと、
    前記基台上に固定された垂直回転滑り軸であり、前記スタックアームを水平面内において回転自在に支持する軸部と、
    前記軸部の軸心を挟んで一方に設けられたコンタクトブロックと、
    前記軸部の軸心を挟んで他方に設けられたコンタクトレバー支持ブロックと、
    前記コンタクトレバー支持ブロックに軸支され、先端部に凸部を有し、前記軸部を跨いで揺動し、前記凸部に設けられた接続接点としての接続パッドが、前記コンタクトブロックの上面に設けられる前記FPCの前記電気接点に対して接離可能に形成されたコンタクトレバーと、
    前記コンタクトレバーを、前記接続パッドと前記電気接点が接触するコンタクト位置にロックするロックレバーと、
    を備えることを特徴とするハードディスクドライブの試験装置。
  2. 請求項1記載のハードディスクドライブの試験装置において、前記空気穴は前記密閉蓋に設けられ、この空気穴と調圧ポンプとが可撓性のパイプを介して接続されるハードディスクドライブの試験装置。
  3. 請求項1または2記載のハードディスクドライブの試験装置において、前記ヘッドジンバルアセンブリとスタックアームとは、ヘッドジンバルアセンブリのベース部に設けられたボスが前記スタックアームの先端部に設けられた装着穴に嵌入され、さらに装着穴を貫通したねじ部材によって固定されるハードディスクドライブの試験装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれか一項記載のハードディスクドライブの試験装置は、前記ヘッドジンバルアセンブリを前記回転メディアから離反したアンロード位置において支持するランプ部材を備えたランプロード方式であって、ランプ部材は、垂直昇降部材によって高さ調整されるハードディスクドライブの試験装置。
  5. 請求項4記載のハードディスクドライブの試験装置において、前記垂直昇降部材は、前記ヘッドジンバルアセンブリの着脱の際に前記ランプ部材を下降させるハードディスクドライブの試験装置。
  6. 請求項1乃至5のいずれか一項記載のハードディスクドライブの試験装置において、前記回転メディアは、スピンドルモータによって回転駆動される磁気ディスクであるハードディスクドライブの試験装置。
  7. 請求項6記載のハードディスクドライブの試験装置において、前記スピンドルモータは、直動案内軸受けを介して前記スタックアームに対して接離移動自在に形成され、前記スタックアームがアンロード位置にあるときに離反し、前記スタックアームに接近して前記磁気ヘッドスライダのロードを許容するハードディスクドライブの試験装置。
  8. 請求項1ないし7のいずれか一項記載のハードディスクドライブの試験装置において、前記接続パッドは、別のFPCを介してスタックアームから引き出され、ヘッドドライブ回路に接続されていることを特徴とするハードディスクドライブの試験装置。

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