JPH04167276A

JPH04167276A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JPH04167276A
Application number: JP2293442A
Authority: JP
Inventors: Minoru Minase; 実水無瀬
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 1990-10-30
Filing date: 1990-10-30
Publication date: 1992-06-15
Also published as: US5307224A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は磁気ディスク面上に係り、特に磁気ディスクが
回転を停止したときに、磁気ヘッドを磁気ディスクから
浮上させる磁気ディスク装置に関する。

従来の技術従来の磁気ディスク装置において、一般に、記録媒体で
ある磁気ディスク（以下ディスクと略す）が回転を停止
している時には、浮動形磁気ヘッド（以下ヘッドと略す
）をディスク面上に接触させておき、ディスクが高速回
転（通常３０００〜３５００ｒｐｍである）することに
より生ずる空気流により０．４μｍ〜０．５μｍヘッド
をディスク面から浮上させて、記録再生を行うコンタク
ト・スタート・ストップ（Ｃ３Ｓ）方式が広く採用され
てぃる（特公昭５Ｂ−１８６９６号公報　発明の名称「
磁気ディスク装置」参照）。

また、例えばＵ　Ｓ　４９３３７８５にみられる様に、
クランプ機構を設けて、ディスク装置の停止時にはヘッ
ドをディスク面から浮上させる方式が考案されてきた。

また、ソレノイドを用いてヘッドとディスクを離間させ
るいくつかの方法も知られている。

発明が解決しようとする課題上述したクランプ機構を具備しないＣ８Ｓ方式によれば
、ディスクが停止しているときにヘッドとディスク面が
接触しているために次に述べるような様々な問題がある
。

第１に、磁気ディスク装置か高温多湿の環境に置かれた
場合には、ヘッドとディスクの間の静止摩擦係数か著し
く増大して、所謂粘着現象が発生することがある。この
ため、摩擦力によりディスクが回転出来ず、装置が起動
しない為磁気ディスク装置の信頼性を損ねることがあっ
た。

第２に、ヘッドとディスクの間に摩擦力があるために、
ディスクを駆動するスピンドルモータの起動時に大なる
トルクが必要であった。このため、ある程度トルクの大
きなスピンドルモータを使わなくてはならないため、装
置の小型化が困難であり、また起動時に大きな電力が必
要であった。

第３に、ヘッドとディスクが接触する為、接触により塵
埃が発生し、この塵埃がヘッドとディスクの間に入ると
、ディスクまたはヘッドを傷つけるヘッドクラッシュ現
象が発生し、保存情報を破壊し保存情報の再生が不可能
となり、著しく装置の信頼性を損ねることかあった。

第４に、センサレススピンドルモータを使用した場合に
は、周知の如（起動時に逆回転が起きることがあり、ヘ
ッドがディスク面に降りていると、ヘッドがディスクを
こじって、ヘッドクラッシュが発生するおそれがあった
。

また、クランプ機構による方法では、ヘッドがディスク
面上にランディングする時に、ヘッドの姿勢がバラツク
ことかある。このため、ヘッドのエッヂによりディスク
が傷つけられ、記録済の貴重な情報が失なわれることが
あり、装置の信頼性を著しく損なうものであった。

また、ソレノイドを使用してヘッドをディスク面から離
間させる方法においても、一般に次の様な問題があった
。すなわち、従来装置ではヘッドの移動速度を所望の速
さにするために、機械的なダンパ機構を設けるか、電気
的にフィードバック制御を行う等、ヘッドをゆっくりと
動かすための特別な工夫が必要であった。このため、装
置が繁雑なものとなり、製品のコストアップにも繋がる
ものであった。

本発明は上記の欠点に鑑みてなされたもので、小型化が
可能で、低消費電力で、ヘッドやディスクを傷つけるこ
とのない信頼性の高い磁気ディスク装置を安価に提供す
ることを目的とする。

課題を解決するための手段上記問題点を解決するために本発明では、磁気ディスク
と、該磁気ディスクに記録再生可能な浮動型磁気ヘッド
と、該浮動型磁気ヘッドを一端に設け、該磁気ヘッドを
該磁気ディスクの半径方向に駆動する磁気ヘッド駆動手
段とを具備した磁気ディスク装置において、前記磁気ディスクの回転停止時は前記磁気ヘッドのバネ
構造より発生するバネ力により磁気ディスク面方向に対
して付勢される力に抗して、前記磁気ヘッドを前記磁気
ディスクから離間させ、前記磁気ディスクの回転時は前
記磁気ヘッドを前記磁気ディスクに当接させる支持部材
を設け、該支持部材を形状記憶合金または圧電材料によ
り駆動する構成とした。

作用形状記憶合金の変態点を常温よりも高い温度に設定して
おき、環境温度を形状記憶合金の変態点より高い温度に
設定すると、形状記憶合金は予め記憶された形状に変化
することにより前記支持部材を駆動し、ヘッドをディス
クに当接させる。

環境温度が変態点よりも下がると、形状記憶合金は記憶
形状を失ない、バイアスバネのバネ力により元の形状に
復帰することにより前記支持部材を駆動し、ヘッドをデ
ィスクから浮上させる。

圧電材料を電界中に置くと、圧電材料はひずみを生じ変
形することにより前記支持部材を駆動し、ヘッドをディ
スクに当接させる。

圧電材料を電界中から放つと、圧電材料は元の形状に復
帰することにより前記支持部材を駆動し、ヘッドをディ
スクから浮上させる。

実施例第１図は本発明の一実施例を示す平面図である。

同図において、スピンドルモータ１５はハウジング１１
に固定されている。磁気ディスクｌＯはアルミニウムに
スパッタリングを施した円盤状磁気記録媒体であり、ク
ランパ１４によりスピンドルモータ１５に固定されてい
る。

次に、ヘッドを図中矢印Ａで示すディスクの半径方向に
駆動するアクチュエータ２０の構成について第１図及び
第２図を用いて説明する。アーム１７は、中心付近に軸
受１９が配設されており、ハウジングｆｉに固着された
軸１８に回動自在に軸支されている。アーム１７の一端
には、ジンバル４ａがネジ化−めされている。ジンバル
４ａの先端には、ディスク１０面に平行にヘッドシェル
１３ａが設けられており、ヘッドシェル１３ａの先端に
はヘット３ａが取付けられている。

次に、アクチュエータ２０の駆動部について第２図を用
いて説明する。第２図はアクチュエータ２０の駆動部を
第１図中矢印り方向から見た図である。２３は駆動側の
永久磁石で、ノ１ウジング１１に固着された下側ヨーク
２２の上面に固着されている。尚、永久磁石２３は両端
の夫々に異なる磁極かあられれるように着磁され、下側
ヨーク２２及び上側ヨーク１６との組合せにより磁気回
路が構成される。２１は偏平型の駆動コイルで、永久磁
石２３と近接対向するように水平方向に設けられ、アー
ム１７の後端部の下面に固着されている。そのため、駆
動コイル２１は永久磁石２３と上側ヨーク１６との間に
形成される磁気回路の空隙部に介在する。

上記駆動コイル２１に電流を流すと、フレミングの左手
の法則により、駆動コイル２１に軸１８を中心とする回
転力が発生する。これにより、アーム１７は矢印Ａ方向
に回動し、アーム先端のヘッド３ａがディスク１０上を
移動する。

次に、ヘッド３ａのローディング機構について第３図、
第４図、第５図及び第６図を用いて説明する。第３図は
、本実施例の支持部材か、ヘッドをディスクから離間さ
せた状態を第１図中矢印Ｂ方向から見た図である。第５
図は、この時の支持部材の駆動部を、第１図中矢印Ｃ方
向から拡大して示した図である。第４図は、本実施例の
支持部材がアクチュエータ２０から離間し、ジンバルが
自由に変位することによりヘッドかディスクに接触した
状態を第１図中矢印Ｂ方向から見た図である。第６図は
、この時の支持部材の駆動部を、第１図中矢印Ｃ方向か
ら拡大して示した図である。

第３図において、ハウジング１１上にフランジ９が配設
されている。フランジ９にはピン５ａ及び５ｂが設けら
れている。支持部材であるローディングアーム２ａは、
ピン５ａを回転中心として、回動自在に軸支されている
。ローディングアーム２ａのフランジ９側の先端には、
形状記憶合金バネＩａとバイアスバネ７ａとが連結され
て、ピン６ａにより係止されている。ローディングアー
ム２ａの別の一端は、アクチュエータのアームの移動範
囲に於て、ジンバル４ａの先端に設けられたヘッドシェ
ル１３ａのヘッド３ａ近傍位置に当接している。ローデ
ィングアーム２ｂもローディングアーム２ａと同様に構
成されていて、フランジ側の一端には、形状記憶合金バ
ネ１ｂとバイアスバネ７ｂが連結され係止されている。

フランジ９には、形状記憶合金バネ１ａと形状記憶合金
バネ１ｂとを加熱可能な位置にヒータ１２が配設されて
いて、ヒータ１２には温度制御回路２４か接続されてい
る。

形状記憶合金バネｌａとバイアスバネ７ａは、第５図に
示されるように軸２６の中心付近に設けられた円盤状部
分２７を挟んで上下に、軸２６に夫々挿通されている。

円盤状部分２７には軸２６の方向と垂直にピン６ａが設
けられており、ピン６ａはローディングアーム２ａに軸
通されている。

軸２６は、上端及び下端を、フランジ９に設けられた空
隙部２９の上下に穿設された軸受２８ａ。

２９ａに軸通されている。軸２６は上下動可能であり、
軸２６が上下動することにより、ローディングアーム２
ａはピン５ａを回転中心として回転する様構成されてい
る。

フランジ９上にストッパ８ａを設けて、軸２６か上動し
、ヘッド３ａかディスクＩＯに当接したときに、ローデ
ィングアーム２ａがヘッド３ａとディスクｌＯの当接位
置で停止する様構成している。この様子を第４図に示す
。ローディングアーム２ｂの構成についても、ローディ
ングアーム２ａと同様であるので説明を省略する。

次にローディングアームの駆動原理について、第５図及
び第６図を用いて説明する。

形状記憶合金バネＩａは、ニッケル・チタン合金製であ
り、所定の温度（高温）と時間で第６図に示す形状を記
憶されたものである。形状記憶合金は温度変化により形
状が変化するが、ある温度で急激に変形するのが特徴で
ある。この温度を変態温度または変態点という。

第５図において、ヒータ（図示せず）は通電されておら
ず形状記憶合金バネｌａは変態点以下に保たれている。

変態点以下ては、形状記憶合金バネＩａのバネ定数はバ
イアスバネ７ａのバネ定数よりも小さく、円盤状部分２
７と形状記憶合金バネｌａは図中下側に押し付けられて
いる。ヒータに通電し変態点以上の高温になると、形状
記憶合金バネｌａは予め記憶された第６図に示す形状に
伸びて、円盤状部分２７とバイアスバネ７ａを第６図中
上側に押し付ける。ヒータへの通電を停止して変態点以
下の温度になると、再びバイアスバネ７ａにより円盤状
部分は下側に押し付けられる。

この様に円盤部分２７が上下動することにより、ローデ
ィングアーム２ａはピン５ａを回動支軸として揺動し、
ローディングアーム２ａに当接したヘッドシェル１３ａ
に設けられたヘッド３ａをディスクＩＯに当接または離
間させることができる。ヘッドシェル１３ａはディスク
ｌＯに対して平行であり、ローディングアーム２ａとの
当接位置はヘッド３ａ近傍となっている。このため、従
来のクランプ機構と比べると、ヘッドが上下する時の姿
勢がばらつくことなく安定している。

前述したとおり、形状記憶合金バネＩａは変態点を境と
して形状か変化し、ローディングアーム２ａを駆動する
。一方、磁気ディスク装置の使用を中止してヒータ１２
への通電を停止しても、形状記憶合金バネｌａの温度は
すぐには変態点以下には下がらない。従って、本実施例
ては、磁気ディスク装置の使用を中止してヒータ！２へ
の通電を停止してからある時間が経過して、形状記憶合
金バネ１ａの温度が変態点以下に下がった後に、初めて
ローディングアーム２ａが駆動され、ヘッド３ａがディ
スク１０から浮上させられる。

以上説明したように本実施例によれば、磁気ディスク装
置を使用しないときには、ヘッドを安定した姿勢でディ
スク面から浮上させておくことが出来る。従って、粘着
現象は発生せず、塵埃も発生しないためヘッドクラッシ
ュ現象も起きない。

また、ディスク起動時には、ヘッドとディスクは浮上し
ているのでスピンドルモータは余りトルクを必要としな
いため、小型のものが使用出来るので、装置が小型化出
来る。更に、センサレスモータ使用時に起動時の逆回転
が起きても、ディスク及びヘッドを傷つけることがない
。

これにより、ヘッドのディスクに対する浮上と当接をゆ
っくり行う、小型で、信頼性の高い磁気ディスク装置が
得られる。

次に、第７図、第８図及び第９図を用いて、他の実施例
について説明する。第７図は第３図と同様に、本発明の
他の実施例の支持部材が、ヘッドをディスクから離間さ
せた状態を第】図中矢印Ｂ方向から見た図である。第８
図は第４図と同様に、本発明の他の実施例の支持部材が
ヘッドをディスクに当接させた状態を第１図中矢印Ｂ方
向から見た図である。第９図は、本発明の他の実施例の
支持部材の駆動部を、拡大して示した斜視図である。

第７図において、支持部材であるローディングアーム２
ａのフランジ９例の一端には、ピン３１ａが設けられて
いる。フランジ９に設けられた空隙部分２９の下側部に
は、圧電材料であるＰＺＴ２成分系圧電セラミックス３
０ａか固着されており、圧電セラミックス３０ａの上端
に前記ビン３１ａが軸通されている。圧電セラミックス
３０ａには駆動回路２５が接続されている。ローディン
グアーム２ａの回動支軸となるビン５Ｃは、前記実施例
に比べるとフランジ９の中央寄りに配設されている。ロ
ーディングアーム２ｂも、同様に構成されているので、
その説明は省略する。

第９図に示した様に、圧電セラミックス３０ａは、高さ
り、巾Ｗ、厚さｔの立方体からなり、上端部にローディ
ングアーム２ａの一端に設けられたビン３１ａが軸通さ
れている。圧電セラミックス３０ａはフランジ９に固着
されている。圧電セラミックス３０ａには電極（図示せ
ず）が設けられており、駆動回路２５により図中矢印Ｖ
て示す方向に電界を発生することが出来る。

該電極に電圧を印加し、圧電セラミックスに図中Ｖなる
電界が発生すると、破線で示す様に、△Ｌ＝　（Ｌ／ｌ
）　　・Ｖｄ　３１　　　　　　　　（１）なる伸びが
生ずる。ただし、ｄ３１は圧電ひずみ定数である。

これにより、ビン３１ａは略△Ｌだけ上に押し上げられ
て、ローディングアーム２ａはビン５Ｃを回動支軸とし
て揺動する。伸び△Ｌは非常に小さいので、圧電セラミ
ックスの厚さｔを出来るだけ小さくしている。また、ビ
ン５Ｃをフランジ９の中央付近に設け、圧電セラミック
ス３０ａの小さな伸びでも、ローディングアーム２ａの
ヘット側部分が大きく動く様に構成されている。

（１）式から明らかな様に、圧電セラミックスの伸び△
Ｌは印加電圧Ｖに比例する。従って、レベルが少しずつ
変化するステップ電圧を印加することにより圧電セラミ
ックスの伸びを制御すれば、ローディングアームをゆっ
くりと動かすことか出来、複雑なフィードバック制御等
をする必要がない。

これにより、ヘッドのディスクに対する離間、当接をゆ
っくりとした動きて行うことか出来、小型で、簡単な構
成の、信頼性の高い磁気ディスク装置か得られる。

なお、以上の実施例においては、形状記憶合金バネとし
てニッケル・チタン合金製のコイルバネを使用した例に
ついて説明したが、これは板バネであってもよいし、他
の銅系または鉄系の形状記憶合金を使用してもよい。ま
た、圧電材料としてＰＺＴ２成分系の立方体の圧電セラ
ミックスを使用した例について説明したが、形状は立方
体に限らず棒状であってもよいし、円筒状であってもよ
い。また、ＰＺＴ２成分系の圧電セラミックスに限らず
、チタン酸バリウム系の圧電セラミックスを使用しても
よいし、その他の圧電効果を生ずる材料を用いてもよい
。

発明の効果上述した様に本発明によれば、小型で、簡単な構成で、
低消費電力で、ヘッドやディスクを傷つけることがなく
、信頼性が高いという特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す側面図、第２図
は本発明の一実施例を説明するための図、第３図は本発
明の一実施例を説明するための図、第４図は本発明の他
の実施例を説明するための図、第５図は本発明の一実施
例の動作を説明するための図、第６図は本発明の一実施
例の動作を説明するための図、第７図は本発明の他の実
施例を説明するための図、第８図は本発明の他の実施例
を説明するための図、第９図は本発明の他の実施例の動
作を説明するための図である。Ｉａ、Ｉｂ・・・形状記憶合金バネ、２ａ、２ｂ・・・
ローディングアーム、３０ａ、３０ｂ・・・圧電材料。特許出願人　ティアツク株式会社第３図第４図第５図第６図第７図第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁気ディスクと、該磁気ディスクに記録再生可能
な浮動型磁気ヘッドと、該浮動型磁気ヘッドを一端に設
け、該磁気ヘッドを該磁気ディスクの半径方向に駆動す
る磁気ヘッド駆動手段とを具備した磁気ディスク装置に
おいて、前記磁気ディスクの回転停止時は前記磁気ヘッドのバネ
構造より発生するバネ力により磁気ディスク面方向に対
して付勢される力に抗して、前記磁気ヘッドを前記磁気
ディスクから離間させ、前記磁気ディスクの回転時は前
記磁気ヘッドを前記磁気ディスクに当接させる支持部材
と、該支持部材を前記磁気ディスクの面に対して垂直方
向に駆動する形状記憶合金を含む支持部材駆動手段とを
有することを特徴とする磁気ディスク装置。
（２）請求項１記載の支持部材駆動手段に代えて、支持
部材駆動手段を圧電材料により前記支持部材を前記磁気
ディスクの面に対して垂直方向に駆動する構成としたこ
とを特徴とする磁気ディスク装置。