JPH0512835A - 磁気デイスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２．５インチ規格の小型かつ薄形のハードデ
ィスクドライブであって、特にハードディスクを内蔵し
たディスクエンクロージャとディスクコントローラ回路
とを積層して薄形とした磁気ディスク装置。 【構成】 ２．５インチ規格（６５ｍｍの外径寸法を有
した）ハードディスクドライブと、このハードディスク
を高速回転するスピンドルモータと、前記ハードディス
クの径方向に対してリードライトヘッドを動かし、所望
のトラックに制止させるリードライトヘッドアクチュエ
ータと、リードライトアンプ回路を内蔵した気密性に優
れたディスクエンクロージャを有する。このディスクエ
ンクロージャは、ディスクコントローラ回路とコネクタ
にて着脱自在に接続されており、かつ両者が積層されて
いる。磁気ディスク装置の寸法は長さ方向９６ｍｍ、幅
方向７０ｍｍそして厚さ方向１２．７ｍｍに設定されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置、特に
２．５インチ規格として知られるマイクロハードディス
クを用いた小型薄形の磁気ディスク装置の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの外部記憶装置としてハー
ドディスク装置、フロッピィディスク装置あるいはＲＡ
Ｍメモリ等が知られており、特に小型パーソナルコンピ
ュータではこれらの外部装置をその用途に応じて使い分
けることが一般的である。

【０００３】従来において、ハードディスク装置はその
記憶容量が大きいことから最近の大規模になりつつある
プログラム処理には最適であるが、通常コンピュータ内
部に組み込まれた固定メモリ装置を構成しており、簡便
に持ち運ぶことはできない。このようなハードディスク
装置はＩＢＭ社によって提唱されたウィンチェスター型
を標準型として８インチ規格、５．２５インチ規格そし
て３．５インチ規格とその小型化が図られてきた。この
３．５インチ規格のハードディスクドライブは同一サイ
ズのフロッピィディスクドライブともほぼ同等の外形寸
法を有し、現在世界中において幅広く支持された業界標
準を形成している。

【０００４】このような３．５インチ規格の装置は例え
ばフロッピィディスク装置においてはシチズン時計株式
会社製の０ＳＤＡ−３９Ｃ等の０Ｓシリーズ（標準３．
５インチ型）そしてＶ１ＤＡ−１０Ａ等のＶ１シリーズ
（薄型３．５インチ型）として広く用いられ、またハー
ドディスク装置の一例としてはコナーペリフェラルズ社
のＣＰ４０２４が周知である。

【０００５】このような３．５インチ規格の磁気ディス
ク装置に対し、コンピュータの小型化はさらに磁気ディ
スク装置に対する小型化を要求しており、特に近年のブ
ック型コンピュータあるいはノート型コンピュータにお
いては、磁気ディスク装置の小型化特にその薄型化が強
く要望されている。すなわち、このようなブック型ある
いはノート型コンピュータにおいては、キーボードの大
きさ特にその平面形状は使用者のキー入力操作性を確保
するためにも一定の面積を必要とし、従来において装置
の小型化は内蔵バッテリ、表示装置そして記憶装置に絞
られていた。表示装置、特に液晶表示装置あるいはプラ
ズマディスプレイは極めて有力な表示装置であるが、こ
れらの小型化は急速に進んでおり、視認性に優れかつ階
調をもった薄形の液晶あるいはプラズマディスプレイ装
置が既に実用化されている。一方において、内蔵バッテ
リはその小型化及び軽量化が未だ完成してはいないが、
コンピュータの消費電力を低減する努力と共にバッテリ
の小型化も徐々にではあるが進みつつあるのが現状であ
る。

【０００６】このような状態で、ブック型あるいはノー
ト型コンピュータの小型化はその平面形状をキーボード
面積で一定の大きさに規制されるとするならば、外部記
憶装置例えばハードディスク装置はこのキーボードの裏
側に配置されるのが自然であり、また装置の小型化に寄
与する。そして、この場合、従来の３．５インチ型磁気
ディスク装置もその平面形状はキーボードに比して十分
小さくなっており、残る問題はこれらの磁気ディスク装
置をいかに薄型化するかである。

【０００７】ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ９１／０２３４９
号（コナー発明）はこのような磁気ディスク装置の薄型
化に対する有用な提案をしている。このコナー発明によ
れば、２．５インチ（約６５ｍｍ）型規格のハードディ
スクが用いられ、装置外形は長さ４インチ（１０１．６
ｍｍ）、幅２．７５インチ（約７０ｍｍ）そして高さ
０．６８インチ（約１７ｍｍ）の小型化が図られ、両面
記録ハードディスクで約２０メガバイト（フォーマット
容量）のデータ記憶容量を実現した。

【０００８】しかしながら、このコナー発明でも十分に
これからの小型化されたコンピュータに標準タイプとし
て実装するためには満足できない点がいくつか残存して
いる。

【０００９】第１に平面形状の問題がある。コナー発明
は従来の標準３．５インチ規格のＦＤＤ（又はＨＤＤ）
の半分の大きさすなわち長さが標準３．５インチ規格の
幅と等しく幅が標準３．５インチ規格の長さの半分に等
しいという大きさを提案した。

【００１０】しかしながら、このサイズは実用上いくつ
かの不備を生じさせる。すなわち、実際上従来の標準
３．５インチ規格の半分のスペースでマイクロ磁気ディ
スク装置を収納した場合においては、実際上このマイク
ロ磁気ディスク装置では、ホストコンピュータとの接続
用のコネクタを考慮しなければならず、その大きさはコ
ナー発明で提案されているサイズよりさらに小型化が望
まれるわけである。特に、後述するハードディスクアセ
ンブリをコンピュータから取り外して携帯可能とするよ
うな場合にはこのようなコネクタ部の突出が大きな問題
となり、さらにブックコンピュータに２基の磁気ディス
ク装置を装着するような課題に対してコナー発明は満足
のできる解答を与えていない。

【００１１】このような平面サイズに関しては、さらに
従来の薄型ＦＤＤ装置で標準とされた９６ｍｍ×１３０
ｍｍという大きさがさらに考慮されなければならない。
前述したコナー発明のマイクロハードディスクドライブ
の長さはこの薄型ＦＤＤ３．５インチ規格に対してはそ
の長さが標準規格の幅９６ｍｍを上回る１０１．６ｍｍ
となってしまい、実際上出荷数の多い薄型ＦＤＤフレー
ムをもったコンピュータに対する互換性を失ってしまう
場合が生じる。

【００１２】さらに大きな問題はコナー発明の厚さであ
り、コンピュータ業界の要望は真に携帯可能なコンピュ
ータを実現するためには磁気ディスク装置のさらなる薄
型化を要求しているのが実状である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来に
おいては、磁気ディスク装置、特にハードディスク装置
の小型薄型化に対し未だ標準仕様となるべき成熟した開
発がなされておらず、このために、使用者は依然として
メモリ装置に対して大きな容積を割かなければならず、
厚みのあるキーボードを用いられる結果、劣悪な操作性
を余儀なくされるという問題が残っていた。

【００１４】従って、本発明の目的は、磁気ディスク装
置を小型化し特に薄型化することによってブック型ある
いはノート型コンピュータに対しても広く適用可能な磁
気ディスク装置を提供することを目的とする。

【００１５】さらに本発明の目的は電力消費の少ない磁
気ディスク装置、特にこのような省電効果の優れたディ
スクコントローラ回路を内蔵した装置を提供することに
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における磁気ディスク装置は、ハードディス
ク等の磁気記録媒体を高速回転可能に内蔵したディスク
エンクロージャとこのディスクエンクロージャに必要な
駆動制御信号及びリードライト信号の授受を行うディス
クコントローラ回路とを積層配置し、この磁気ディスク
装置の形状を最適なサイズにしたことを特徴とする。

【００１７】前記ディスクエンクロージャはベースとカ
バーがパッキンにてシールされて気密性に優れたハウジ
ングを形成し、このハウジングは外形がほぼフラットな
凹凸のない形状を有し、本発明においてはその形状が長
さ方向に約９６ｍｍ、幅方向に約７０ｍｍ設定されてい
る。

【００１８】そして、このハウジング内には２．５イン
チ規格すなわち約６５ｍｍの外形を有する磁気ハードデ
ィスクが回転可能に組み込まれており、またこの磁気ハ
ードディスクを高速回転するためにスピンドルモータが
内蔵され、本発明においてこのスピンドルモータは薄型
軸受を有し、前記従来に比して著しく薄型化されたディ
スクエンクロージャを可能としている。

【００１９】磁気ハードディスクに対してその径方向に
移動して所定トラックでデータのリードライトを行うリ
ードライトヘッドをサスペンションの一端に担持し、こ
のサスペンションの他端をボイスコイルモータにて回動
させるリードライトアクチュエータがハウジング内に組
み込まれており、本発明におけるアクチュエータは低慣
性かつ小型に構成されており、前記サスペンションをウ
ィンチェスター型ヘッドの標準サスペンションを用いた
場合においても前述した小型ハウジングを実現すること
ができた。

【００２０】本発明においてリードライトヘッドから得
られる微小電圧信号に外部ノイズが混入することを防ぐ
ため、ハウジング内にはリードライトアンプ回路基板が
内蔵されており、これによって、ディスクエンクロージ
ャからはＳＮ比の高いリード信号を導き出すことができ
る。

【００２１】また、本発明において前記ハウジングは金
属製、好ましくはアルミダイキャストから構成すること
が好適であり、これによって十分な強度と外部からの電
磁波あるいは静電ノイズの侵入を確実に防止している。

【００２２】また、本発明のディスクエンクロージャは
前述した如くディスクコントローラ回路と積層配置さ
れ、それらの合計厚みは約１２．７ｍｍに設定されてい
る。

【００２３】本発明において、好ましくは前記ディスク
コントローラ回路に設けられているボイスコイルモータ
コントローラは現代制御による状態推定制御を行うこと
が好適であり、このような磁気ディスク装置への現代制
御理論の適用は既にワークマン特許（米国特許第４６７
９１０３号及びこれに対応する特開昭６２−２５７６８
２号）で示されているが、本発明における現代制御回路
においては、リードライトヘッドの動き推定系とリード
ライトヘッドに加わる外乱推定系の２系列を分離独立し
て構成したことを特徴とする。

【００２４】この結果、装置の小型化のために本発明に
おいてボイスコイルモータすなわちリードライトヘッド
アクチュエータを小型化したことによる外乱の影響を受
け易いという点に対しこのＶＣＭコントローラでの独立
した外乱推定系による補償作用が有効に働き、前記小型
ＶＣＭであっても十分な高密度記録を可能としている。

【００２５】すなわち、本発明においてはボイスコイル
モータによってリードライトヘッドを所望のトラックに
移送してこのトラックをトレースしなければならない
が、実際上各トラックは真円ではなく僅かな歪を有して
おり、この歪に対してボイスコイルモータを用いてリー
ドライトヘッドを正しく追従させるため本発明において
は動き推定系によるフィードフォワード制御が行われ
る。前述した従来のワークマン発明によれば、この動き
推定系に外乱推定系が一体に組み込まれ単独系でフィー
ドフォワード制御が行われていた。このような単独推定
系による現代制御は対象となるボイスコイルモータが十
分に大きな出力トルクを有する場合には正しいトラック
追従作用を行うことができるが、本発明のようにボイス
コイルモータの小型化を図った場合には、外乱すなわち
ボイスコイルモータの軸受摩擦力、ベアリングにおける
不正回転（スティクション）、アクチュエータ及びヘッ
ドに電力あるいは信号を供給するためのＦＰＣ基板の付
勢力あるいはディスクエンクロージャ内での風力等が外
乱として小型アクチュエータに対して大きな影響力を与
えてしまう。

【００２６】本発明の小型アクチュエータでこのような
外乱が従来の大トルクアクチュエータに比して大きな比
率を占めることは容易に理解され、本発明はこのような
事態に対処するために、現代制御における外乱推定系を
動き推定系と別個に独立させ両系統に対してそれぞれ最
適なゲインを実験的に与えて高密度記録を可能とした。
実際上、本発明において、２０００ｔｐｉ以上そして５
５Ｋｂｐｉ以上の高密度記録を達成することができた。

【００２７】本発明はさらに、装置の薄型を図るために
前述した如くスピンドルモータを薄型軸受によって支持
している。そして、このような薄型化によるスピンドル
モータの回転寿命の減少を補償するために、本発明に係
るディスクコントローラ回路はオートスタンバイモード
を含むことを特徴とする。このオートスタンバイモード
によれば、磁気ディスク装置はホストコンピュータから
のリードライトコマンドが所定時間以上継続して出力さ
れない場合に自動的に装置をスタンバイモードとするこ
とができ、この時スピンドルモータは休止状態となる。
従って、実際のパーソナルコンピュータの使用実態から
明らかなように、ハードディスク装置の使用頻度はコン
ピュータの使用時間中のほんの一部であることから、こ
のようなスタンバイモードを採用することによって前記
薄型軸受によるスピンドルモータの寿命低下を十分に補
償してより実用的な薄型装置を提供することができた。

【００２８】本発明においてディスクエンクロージャの
外部接続用コネクタはハウジングの長手方向の端面に設
けられており、ここでディスクエンクロージャ回路と接
続される。

【００２９】

【作用】従って、本発明によれば、磁気ディスク装置が
著しく小型化され、また従来の標準３．５インチ規格装
置に対してもその幅方向に対してコネクタを含めた長さ
の組込みを可能とし、あるいは従来における薄型３．５
インチ規格の横幅と同じ長さのディスク装置を提供する
ことができる。

【００３０】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。

【００３１】図１には本発明に係る磁気ディスク装置の
好適な実施例の要部断面が示され、また図２にはこの磁
気ディスク装置のディスクエンクロージャとディスクコ
ントロール回路との間のコネクタ側の端面形状が示され
ている。さらに、図３には本発明の実施例におけるディ
スクエンクロージャとディスクコントロール回路との積
層状態が正面図として示され、また、図４には本実施例
のハウジングカバーを取り外した状態のディスクエンク
ロージャ内部構造が示されている。図において、ディス
クエンクロージャ１０はハウジング１１の内部に各部が
内蔵された気密エンクロージャ構造を有しており、前記
ハウジング１１はハウジングベース１２とハウジングカ
バー１３を含み、両者間にはパッキン１４が介装され、
内部を気密室としている。

【００３２】前記ハウジングベース１２及びハウジング
カバー１３はアルミダイキャストから形成されており、
各ベース１２及びカバー１３の表面には２０μｍ程度の
厚さを有する電着塗装が施され、外面の装飾、電気的絶
縁そして内面におけるダイキャスト細孔からのガス侵出
を防いでいる。このアルミ金属製ハウジングによれば、
外部からディスクエンクロージャ１０内に電磁ノイズあ
るいは静電ノイズが侵入することを確実に防止すること
が可能である。

【００３３】前記パッキン１４は両ベース１２及びカバ
ー１３の結合面に設けられ、実際上いずれかの接合面に
パッキン１４が凹凸噛合いし、あるいは予め接着され、
両ベース１２、カバー１３を止めネジ１５によってネジ
締め固定するときに内部の気密室をしっかりとシールす
ることができる。パッキン１４としては例えばフッソ系
ゴムが好適である。

【００３４】本発明において、このディスクエンクロー
ジャは小型形状を有しており、実際上その長さ方向には
約９６ｍｍ、幅方向には約７０ｍｍの寸法が与えられて
いる。

【００３５】本実施例において、ディスクエンクロージ
ャ１０にはディスクコントローラ回路７５が積層配置さ
れており、このディスクコントローラ回路７５はディス
クコントローラ回路基板７６を有し、この基板７６が止
めネジ７７によってディスクエンクロージャ１０のハウ
ジングベース１２にしっかりと固定されている。

【００３６】実施例において、このディスクコントロー
ラ回路基板７６は前記ディスクエンクロージャ１０とほ
ぼ同一の平面形状を有し、その一端に固定された外部接
続用コネクタ７８によってホストコンピュータと接続さ
れている。また基板７６にはディスクエンクロージャ１
０の駆動系及び信号系と電気的に接続するためのコント
ローラコネクタ７９を含む。

【００３７】そして、本発明において特徴的なことは、
このようにしてディスクエンクロージャ１０とディスク
コントローラ回路７５とを積層配置した状態で、その合
計厚みが約１２．７ｍｍに設定されていることであり、
これによって、ブック型あるいはノート型の小型コンピ
ュータに最適な磁気ディスク装置を提供することが可能
となる。

【００３８】実施例において、図３から明らかなように
ハウジングベース１２はその一部に凹部１２ａを有し、
ディスクコンピュータ７５の回路素子をこの凹部に収納
して全体の厚みを減少することが可能であり、この凹部
１２ａは図１から明らかなように、後述する磁気ディス
ク１６の回転領域であってかつリードライトヘッドアク
チュエータ及びアンプ回路基板の設けられていない領域
に設定されている。

【００３９】また、図３から明らかなように、前記ハウ
ジング１１のハウジングベース１２には、本発明に係る
磁気ディスク装置をホストコンピュータに固定するため
の固定ネジ穴部１２ｂを有する。

【００４０】本発明におけるディスクエンクロージャ１
０の内部構造を以下に説明する。

【００４１】ディスクエンクロージャ１０内には２．５
インチ規格すなわち実施例において６５ｍｍ外径の磁気
ディスク１６が内蔵されており、この磁気ディスク１６
はその内径が２０ｍｍそして０．８８９ｍｍの厚みを有
する。周知のように、硬質処理を施したアルミ板もしく
はガラス板からなる磁気ディスク１６の両面には磁気記
録層が設けられており、本発明においてこの１枚磁気デ
ィスク１６の両面にそれぞれ２０００ｔｐｉ以上そして
５５Ｋｂｐｉ以上の記録密度で高密度記録が行われ、こ
の結果、１枚ディスクでありながら、４３メガバイトの
フォーマット記憶容量を達成している。

【００４２】前記磁気ディスク１６を高速回転駆動する
ためにディスクエンクロージャ１０内にはスピンドルモ
ータ１７が収納されており、このスピンドルモータ１７
はディスクエンクロージャ１０から着脱可能なモータア
センブリを形成しており、スピンドルモータベース１８
がその外周をハウジングベース１２に対して止めネジ１
９でネジ止め固定されており、またその内周がロータの
軸受部を形成している。図１から明らかなようにロータ
２０は２個のベアリング２１、２２によって前記スピン
ドルモータベース１８に回転自在に軸支されている。本
発明において、このスピンドルモータ１７の軸受高さは
ディスクエンクロージャ１０の厚みを決めるための制約
条件であり、本発明においては、このベアリング２１、
２２の高さをできるだけ小さくし、前述した８．５ｍｍ
厚みのディスクエンクロージャ１０を可能としている。
このベアリングの小型化は反面スピンドルモータ１７の
寿命低下を生じさせるが、本発明においてこれは致命的
ではなく、また実施例によれば、この寿命低下に対して
はオートスタンバイモードの設定によって全体的な磁気
ディスクアセンブリ装置の寿命が低下しない補償を行っ
ている。前記スピンドルモータベース１８の軸受部１８
ａの外周にはステータコイル２３が固定されており、一
方ロータ２０の外周フランジ２０ａの内周には前記ステ
ータコイル２３と対向して近接した位置にロータ磁石２
４が固定されている。従って、ステータコイル２３に所
定のタイミングで励磁電流を供給すれば、ロータ磁石２
４との協働作用により、ロータ２０を回転駆動すること
ができ、実施例において前記ステータコイル２３はＵ、
Ｖ及びＷの３相コイルからなる。また、スピンドルモー
タ１７の回転制御はステータコイルに、回転により生ず
る逆電力信号を検出し、基準周波数信号との比較に基づ
いて行われ、これによって磁気ディスク１６の回転速度
及び回転位相の制御がディスクコントローラ回路に設け
られているスピンドルモータコントローラのサーボ制御
により実行されている。

【００４３】前記ロータ２０のフランジ２０ａにはディ
スクスペーサ２５を介して前記磁気ディスク１６が位置
決めされ、この磁気ディスク１６をロータ２０にディス
ク止めネジ２６でしっかりと固定されたディスククラン
パ２７が緊締固定している。ディスクスペーサ２５は磁
気ディスク１６の高さ調整を可能とし、またディスクク
ランパ２７は実施例においてアルミ製の皿形状の部材か
らなる。

【００４４】図５にはスピンドルモータ１７をハウジン
グ１１から取り外しかつディスククランパ２８を緩めて
磁気ディスク１６をロータ２０から取り外した平面図が
示されている。図から明らかなように、このスピンドル
モータ１７は３個の止め穴１８ｂ、１８ｃ、１８ｄにて
ハウジングベース１２にしっかりと固定保持されてい
る。また、スピンドルモータベース１８には前記ＵＶＷ
ステータコイルへそれぞれ励磁電流を供給するためのリ
ード線２８を導く溝１８ｅが設けられ、さらに後述する
下側リードライトヘッドが衝突することを避けるための
逃げ溝１８ｆを有する。

【００４５】ディスクエンクロージャ１０内部にはさら
に前記ハードディスク１６の両面からデータをリードラ
イトするためのリードライトヘッドそしてこのリードラ
イトヘッドを磁気ディスク１６の径方向に移送して所定
トラックでトラック追従制御を行うためのリードライト
ヘッドアクチュエータが設けられており、本発明におい
てこのアクチュエータはボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
を有する。

【００４６】図６、７には完成上ヘッドブロックが示さ
れており、同様に下ヘッドアセンブリもこれと類似した
構造を有しその説明は省略する。

【００４７】図６、７において、完成上ヘッドアセンブ
リ２９は金属製薄板弾性板からなるサスペンション３０
の先端に支持されたスライダ３１を有し、このスライダ
３１には周知の如くリードライトギャップが設けられて
おり、リードライトワイヤ３２によって後述するリード
ライトアンプ回路基板と接続されている。前記サスペン
ション３０の他端には固定ブッシュ３３が圧入されてお
り、後述するＶＣＭのアーム体とサスペンション３０と
がこの固定ブッシュ３３によってしっかりと固定され
る。

【００４８】図１、４において、リードライトヘッドア
クチュエータ３４は下ヨーク３５にアセンブリされてお
り、アクチュエータ３４をアセンブリごとハウジングベ
ース１２から取り外すことができあるいは単独で組み立
てた後にハウジングベース１２に組み込むことができ
る。図８にはＶＣＭモータ３４が取り出して示され、ま
たそのコイル側から見た端面が図９に示されている。

【００４９】下ヨーク３５は透磁率の大きな例えば鉄板
等からなり、実施例においてほぼ扇形状を有し、その要
の位置にＶＣＭ回転軸３６がしっかりと固定保持されて
いる。このＶＣＭ回転軸３６には２個のベアリング３
７、３８を介して軸受外輪３９が回転自在に軸支されて
おり、この軸受外輪３９の外周にアーム体４０が接着等
によってしっかりと固定保持されている。このアーム体
４０はアルミダイキャストから構成されており、そのサ
スペンション支持穴４０ａに前述した固定ブッシュ３３
を圧入することによってＶＣＭとヘッドアセンブリ２９
とがしっかりと組み合わされ、この結合構造は完成下ヘ
ッドアセンブリ４６に対しても同様である。

【００５０】前記アーム体４０は本発明においてできる
だけ小型軽量化し、これによってリードライトヘッドア
クチュエータ３４の質量及び慣性を著しく低減し、また
この結果回転支持部の厚みも減らすことができ、磁気デ
ィスク装置の厚みを１２．７ｍｍ以下にすることが可能
となった。

【００５１】実際上、アーム体４０はできるだけその外
形を小さくし、さらにコイル枠４７にて一体固定するＶ
ＣＭコイル４８もできるだけ小型に構成している。ＶＣ
Ｍコイル４８は図８に詳細に示されるようなほぼ台形状
からなり、コイル枠４７はこのＶＣＭコイル４８と前記
アーム体４０とを一体にアウター成形しており、その厚
みも前記ディスクエンクロージャ１０の厚み制約に対応
するようできるだけ薄く成形されている。ＶＣＭコイル
４８の下側には、図１から明らかなように前記ＶＣＭ下
ヨーク３５の上にＶＣＭ磁石４９が固定されており、こ
のＶＣＭ磁石４９は図１３の破線で示されるようにＶＣ
Ｍコイル４８の回動軌跡に沿ったほぼ扇形からなり、そ
の厚み方向に半分ずつ反対方向に着磁されている。従っ
て、ＶＣＭコイル４８の両側辺に対して異極性を与え、
同一方向の駆動力が生じることとなる。

【００５２】ＶＣＭコイル４８の上方にはＶＣＭ上ヨー
ク５０が設けられており、この上ヨーク５０は図９に詳
細に示されるようにその両端が支持脚５１、５２によっ
てＶＣＭ下ヨーク３５に圧入固定され、この結果両ヨー
ク３５、５０間の間隔は支持脚５１、５２によって正確
に定められる。図９に示されるように、一方の支持脚５
２の周囲には弾性ゴムからなるストッパ５３が装着され
ており、リードライトヘッドが磁気ディスク１６の外周
側一杯に振れたときにコイル枠４７の受け部４７ａと圧
接して、ＶＣＭコイルあるいはヘッドに破壊的な衝撃を
与えないよう考慮されている。

【００５３】また、実施例において、リードライトヘッ
ドはコンタクトスタートストップ（ＣＳＳ）方式が採用
されており、装置の停止時、スタンバイ時等においては
リードライトヘッドが磁気ディスク１６の内周非記録領
域で磁気ディスク１６と接触した状態で保持される。こ
のために、コイル枠４７の尾端にはロックピン５４が前
述したアウター成形時に一体成形されており、一方ＶＣ
Ｍ下ヨーク３５の尾端にはロック磁石５５が固定されて
いる。このロック磁石５５はその周囲を弾性を有した樹
脂５６にて被覆し（図８）、前記停止時、スタンバイ時
にＶＣＭ駆動力によってヘッドが図４のようにディスク
内周に移動するとロックピン５４がロック磁石５５に吸
引されてその位置を保持することとなる。

【００５４】勿論、このような磁気吸引ロック方式によ
れば、ロック解除のために装置の起動時には多少ＶＣＭ
に大きな駆動力を供給しなければならないが、全体的に
は前述したオートスタンバイモードを用いることによっ
て著しく大きな省電効果を得ることができる。

【００５５】本発明において、ディスクエンクロージャ
１０内にはさらにリードライトアンプ回路基板が内蔵さ
れており、図４にはＦＰＣ（フレキシブルプリントサー
キット）からなるリードライトアンプ回路基板６０が示
されている。図１０には本実施例におけるＦＰＣリード
ライトアンプ回路基板６０の展開図が示されており、図
には詳細に示していないが、アルミ薄板からなる支持薄
板にこのＦＰＣ基板６０を接着固定し、この支持薄板を
ハウジングベース１２に固定することによってＦＰＣ基
板６０をしっかりとハウジング１１内に固定保持してい
る。図４の符号６１で示した立上げ壁がこの支持薄板の
一部を示しており、ＦＰＣ基板６０を接着した後に立上
げ壁が折り曲げられ、ＶＣＭ及びヘッドへの駆動系及び
信号系の伝達が行われる。図１０において、リード部６
０ａがＶＣＭ及びヘッドへの駆動系及び信号系の伝達Ｆ
ＰＣであり、一方リード部６０ｂが前記ＵＶＷ３相スピ
ンドルモータへの駆動系の伝達路を構成している。また
ＦＰＣ基板６０の端部にあるコネクタ部６０ｃが図４の
如く折り曲げられて内側コネクタ６２に結線されてい
る。前記リード部６０ａは比較的長いリード長を有して
おり、これを図４の如く自由に弛ませることによって、
この変形付勢力がＶＣＭに大きな付勢力を与えないよう
考慮されている。しかしながら、このような考慮をした
としても、ＦＰＣリード部６０ａの付勢力はリードライ
トヘッドアクチュエータの回転角度によって変動し、外
乱としてＶＣＭに与えられる。この外乱を除去するため
の構成は後述するディスクコントローラ回路のＶＣＭコ
ントローラにおいて詳細に説明する。

【００５６】本実施例において、ハウジングカバー１３
の断面図を示す図１１から明らかなように、ハウジング
カバー１３の一部にはディスクエンクロージャ１０内部
が呼吸可能となるように、細孔１３ｄが設けられ、ま
た、この細孔１３ｄと対応するハウジングカバー１３の
内側には内部に乾燥剤４１が封入されたフィルタ４２が
設けられ、ディスクエンクロージャ内部は呼吸するとき
に外部からの塵埃の侵入を防ぎ、また同時に外部空気を
除湿してエンクロージャ内部に取り込むことができる。

【００５７】以上のようにして、磁気ディスク１６、ス
ピンドルモータ１７、リードライトヘッドアクチュエー
タ３４そしてリードライトアンプ基板６０がハウジング
１１内に気密に内蔵されており、このディスクエンクロ
ージャ１０とこれに積層されるディスクコントローラ回
路７５との接続は前記気密に接続された外部コネクタ６
５によって行われる。この外部コネクタ６５は２０ピン
端子を有し、図２に示されるように２本の止めネジ６６
によって実施例におけるハウジングベース１２にしっか
りと固定されている。

【００５８】図１２にはディスクエンクロージャ１０の
コネクタ部の断面が示され、さらに外部コネクタ６５に
ディスクコントローラ回路７５のコネクタ７９が結合し
た状態を示している。

【００５９】前述したように、リードライトアンプ回路
基板６０は支持薄板６１に接着されてハウジングベース
１２に固定され、そのコネクタ部６０ｃは内部コネクタ
６２の端子に半田付け固定されている。この内部コネク
タ６２はハウジングベース１２に装着されているが、ハ
ウジングベース１２との間そして各コネクタ孔が隙間を
もっているために、それ自体ディスクエンクロージャ１
０を気密に保持することができず、このために、ハウジ
ングベース１２はその端面にコネクタ受け部１２ｄを有
しており、ここに外部コネクタ６５が装着される。外部
コネクタ６５は各端子がインサート成形されており、そ
れ自体腔孔を有しておらず、この外部コネクタ６５をパ
ッキン６８を介してハウジングベース１２に固定するこ
とによってコネクタ部の気密保持を行うことができる。
前記外部コネクタ６５の端子は９０度屈曲して両側に突
出しており、内側は前記内部コネクタ６２と電気的に接
触し、外部の端子はディスクコントローラ回路７５のコ
ネクタ７９と電気的に接触する。以上のようにして、本
発明によれば、ディスクエンクロージャ１０の長手方向
端面にコネクタ６５が設けられることとなり、これによ
って積層されるディスクコントローラ回路７５との電気
的な接続を極めて容易に行うことが可能となる。

【００６０】前述したように、本発明の磁気ディスク装
置は従来にない極めて小型薄型化された構造を有する
が、このために、本発明によれば、スピンドルモータ及
びリードライトヘッドアクチュエータを小型薄型化とし
ており、これに対処するために前記ディスクコントロー
ラ回路７５にはそれぞれ本発明の磁気ディスク装置に好
適な回路構成が組み込まれている。

【００６１】まず、本ディスクコントローラ回路はその
内部にオートスタンバイモードを含み、この結果、実施
例においてはホストコンピュータからリードライトコマ
ンドが送られない状態が継続して所定時間、例えば６０
秒経過したときには自動的にスタンバイモードとなり、
これによってスピンドルモータの回転を停止し、モータ
寿命が短くても実際のディスクエンクロージャの耐用時
間を十分に補償することが可能となる。

【００６２】また、このスタンバイモードの使用によっ
て装置の電流消費も著しく低減することができ、例えば
本実施例においてスピンドルモータを停止するスタンバ
イモードにすれば通常のリードライトモードの２５分の
１の電力消費となり、極めて優れた省電効果を発揮する
ことができる。

【００６３】勿論、本発明においてディスクコントロー
ラ回路７５は前記オートスタンバイモードを設定するか
否かをホストコンピュータからの指示によって選択可能
であり、ホストコンピュータの内容によっては前記スタ
ンバイモードを選択しないようにすることも可能であ
る。

【００６４】実施例において、このようなモード設定は
８種類のモードを有しており、 １．アイドルモード：常時リードライトコマンドを待つ
モード。

【００６５】２．スタンバイ１モード：このコマンド入
力後直ちにリードライトヘッドをディスク内側へロック
してＶＣＭモータを遮断しスピンドルモータのみを回転
継続する。

【００６６】３．スタンバイモード２：このコマンドに
よって、前記スタンバイモード１に加えてスピンドルモ
ータも停止する。

【００６７】４．スリープモード：コマンド受付けのみ
を残し他の全ての電源を遮断する。

【００６８】５．アイドル／オートスタンバイモード
１：一旦アイドルモードとし、次のコマンドが来た後に
所定時間後スタンバイモード１に切り替る。

【００６９】６．アイドル／オートスタンバイモード
２：一旦アイドルモードにし、コマンドが来た後にオー
トスタンバイモード２に移る。

【００７０】７．スタンバイモード１／オートスタンバ
イモード１：このコマンドによって一旦スタンバイモー
ド１が働き、以降のコマンド印加から所定時間経過によ
ってスタンバイモード１が働く。

【００７１】８．スタンバイモード２／オートスタンバ
イモード２：このコマンドによって直ちにスタンバイモ
ード２が実行され、その後のコマンドの来ない時間によ
りオートスタンバイモード２が実行される。

【００７２】以上のようにして、本発明によれば、スピ
ンドルモータの寿命が短くとも全体としてディスクエン
クロージャの使用時間を十分に長く設定することがで
き、また良好な省電作用を得ることができる。

【００７３】次に、本発明によるＶＣＭモータ小型化に
対処するためのＶＣＭコントローラの構造及び作用を説
明する。

【００７４】本発明におけるＶＣＭコントローラのブロ
ック線図は図１３に示され、状態推定系を用いた制御に
より迅速な応答制御が行われる。

【００７５】そして、本発明において特徴的なことは、
前記状態推定系が動き推定系と外乱推定系に分離されて
いることであり、これによって本発明が小型ＶＣＭを用
いたときに外乱の影響が比率的に高まることを確実に補
償することが可能となる。

【００７６】図１３において、回路ブロック１００は本
発明におけるディスクエンクロージャのＶＣＭを等価回
路的に表しており、零次ホールド回路１０１から入力さ
れた励磁電流は電流／トルク変換器１０２によってトル
ク定数Ｋが掛けられ、トルク信号としてＶＣＭに供給さ
れる。この信号は等価回路１０３、１０４、１０５を介
してそれぞれ加速度、速度そして位置変位に変換されて
再び出力側の零次ホールド回路１０６からリードライト
ヘッドアクチュエータの変位信号として出力される。リ
ードライトヘッドアクチュエータには外乱が加わり、こ
れらの外乱は実施例において回転軸受の摩擦１０７、位
置変位１０８及びＦＰＣリード部６０ａの付勢力１０９
として示され、これら３種類で代表される外乱がリード
ライトアクチュエータに加わっていることが理解され
る。

【００７７】本発明においては、このような実際のリー
ドライトアクチュエータに加わる入力と出力（リードラ
イトヘッドの変位）を検出すると共にこのようなリード
ライトアクチュエータの動きを推定した動き推定系１１
０と外乱推定系１２０とをそれぞれ別個に設けたことを
特徴とする。

【００７８】これらの動き推定系１１０及び外乱推定系
１２０はそれぞれ動きに対しては例えば一旦トラックが
選択された後には正しいトラック追従作用が行われると
の前提で回路が理想的に構成されており同様に外乱推定
系においては外乱がない状態でのヘッドの動きが理想的
に模擬される。従って、これら両動き推定系１１０及び
外乱推定系１２０の出力を実際の前述したＶＣＭ等価回
路１００の変位出力と比較すれば、動き補償及び外乱補
償を行うに必要な修正値を得ることが可能となり、これ
を計算回路１３０によって次のセグメントの指令値に対
して反映させることができる。

【００７９】まず、動き推定系１１０は前記ブロック１
００における実際のＶＣＭと等価な回路１１１、１１
２、１１３、１１４を有する。

【００８０】この動き推定系において重要なことは、実
際のＶＣＭ等価回路１００において存在した外部からの
変位例えば１０８が存在しないことである。

【００８１】本発明において、前記ＶＣＭ等価回路１０
０から零次ホールド回路１０６を介して出力された変位
信号はバーストデコーダ１４１を介して動き推定系１１
０の理想的な出力と比較され、その結果がフィードバッ
クゲイン１１５及び１１６を与えられてそれぞれ前記理
想ブロックにフィードバックされる。従って、動き推定
系１１０からは理想的な状態と実際の状態との差が出力
されることとなり、実施例においてはこれらの動き修正
値はバッファ１１７から位置推定値として出力され、同
様にバッファ１１８から速度推定値として出力される。

【００８２】本発明において特徴的なことは、前記動き
推定系と別個に外乱推定系１２０が独立して設けられて
いることであり、このように外乱推定系１２０のみを単
独で設けたことによって、前述したようにＶＣＭを低質
量低慣性とした場合に外乱の影響比率が大きくともこれ
を確実に補償することが可能となる。

【００８３】図１３において、１２１、１２２、１２
３、１２４で示したブロックはＶＣＭと等価であり、外
乱である１０７、１０９はこれらに存在することがない
ので理想的な外乱のない状態の変位を得ることができ
る。

【００８４】前記動き推定系１１０と同様に、バースト
デコーダ１４１の出力と、外乱推定系の理想的な出力と
の比較の結果はゲイン１２５または１２６が掛けられて
フィードバックされる。

【００８５】そして、実施例によればこのときの理想的
状態と外乱がある状態との変位の差が変換器１２７及び
バッファ１２８を通って外乱推定値として出力される。

【００８６】なお、実施例においては、外乱推定系には
実際のＶＣＭの等価回路１００に与えると同様の指令値
１４２が供給されているが、動き推定系１１０に対して
はこの指令値１４２から後述するように外乱の影響を除
去した指令値１４３が供給されている。

【００８７】前述した両推定系１１０、１２０から得ら
れた各推定値は計算回路１３０によって次のセグメント
の指令値に対して反映させることができる。

【００８８】図において計算回路はまず前記位置推定値
が位置目標値と差算され、これにゲイン１４４が加えら
れ、等価的に速度に変換されてさらにこの出力が速度推
定値と比較される。そしてこのエラー信号はＤＡ変換等
のゲイン１４５が加えられた後、等価的に加速度に変換
されリミッタ１４６を通ってさらに前記外乱推定値の補
償が与えられ、さらにリミッタ１４７を通って指令値１
４２として出力される。

【００８９】前記動き指令値１４３はさらに外乱が取り
除かれた状態で出力される。

【００９０】以上のように、本発明におけるＶＣＭ制御
は動き推定系と外乱推定系の両者を別個に設けた現代制
御により行われるので、ＶＣＭが軽量かつ低慣性であっ
ても、十分に外乱補償を行うことができ、これによって
ディスクエンクロージャの小型化及び薄型化を図ること
が可能となる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型薄型の磁気ディスク装置を構成したので、ブック型
あるいはノート型コンピュータ等に最適な標準的な装置
を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気ディスク装置の好適な実施例
を示す要部断面図。

【図２】本実施例における磁気ディスク装置のコネクタ
側断面図。

【図３】本実施例における磁気ディスク装置の正面図。

【図４】本実施例におけるディスクエンクロージャのカ
バーを取り外した状態のディスクエンクロージャ内部構
造を示す平面図。

【図５】本実施例におけるスピンドルモータのクランパ
を取り外した平面図。

【図６】本発明における完成上ヘッドアセンブリの平面
図。

【図７】図６に示したヘッドアセンブリの正面図。

【図８】本実施例におけるＶＣＭアセンブリの平面図。

【図９】図８に示したＶＣＭアセンブリの尾端側から見
た側面図。

【図１０】本実施例におけるディスクエンクロージャ内
に装着されるリードライトヘッドアンプ回路基板の展開
した状態を示す平面図。

【図１１】本実施例におけるハウジングの要部断面図。

【図１２】本実施例におけるディスクエンクロージャの
コネクタ部の要部を示す断面図。

【図１３】本実施例におけるディスクコントローラ回路
のＶＣＭコントローラを示す回路図。

【符号の説明】

１０ ディスクエンクロージャ １１ ハウジング １２ ハウジングベース １３ ハウジングカバー １４ パッキン １６ 磁気ディスク １７ スピンドルモータ ３４ リードライトヘッドアクチュエータ ４８ ＶＣＭコイル ４９ ＶＣＭ磁石 ５４ ロックピン ５５ ロック磁石 ６０ リードライトアンプ回路基板 ６５ 外部コネクタ ７９ 回路側コネクタ １００ ＶＣＭ等価回路 １１０ 動き推定系 １２０ 外乱推定系

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ディスクのリードライトを制御する
   ディスクコントローラ回路と、前記ディスクコントロー
   ラ回路と積層配置され、その内部に記録情報を磁気的に
   リードライト可能な磁気ディスクが内蔵されたディスク
   エンクロージャと、を含み、 前記ディスクエンクロージャは、 少なくとも、前記磁気ディスクと、この磁気ディスクを
   高速回転するスピンドルモータと、前記磁気ディスクの
   径方向にリードライトヘッドを移動させて所望のトラッ
   ク位置に静止保持させるリードライトアクチュエータ
   と、リードライトアンプ回路基板と、さらにこれらの各
   構成要素を気密状態で内蔵するハウジングとを含み、 前記磁気ディスクはその両面に磁気記録面を有する外形
   が約６５ｍｍの大きさからなり、 前記スピンドルモータは薄型軸受けを有し、 前記リードライトヘッドアクチュエータは低慣性小型ボ
   イスコイルモータを含み、 前記ハウジングは外面がほぼ平坦なハウジングベース
   と、同様に外面がほぼ平坦なハウジングカバーと、両ベ
   ース、カバー間を気密にシールするパッキンとを含み、
   その外形は長さ方向約９６ｍｍ、幅方向約７０ｍｍそし
   て厚み方向が約８．５ｍｍに設定され、 前記ディスクコントローラ回路は前記ディスクエンクロ
   ージャのハウジングに固定配置されたディスクコントロ
   ーラ回路基板を有し、 ディスクエンクロージャとディスクコントローラ回路の
   合計厚みが約１２．７ｍｍに設定されていることを特徴
   とする磁気ディスク装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 ディスクコントローラ回路はリードライトヘッドアクチ
   ュエータのボイスコイルモータを駆動制御するためのＶ
   ＣＭコントローラを含み、このＶＣＭコントローラはリ
   ードライトヘッドの動き推定系とリードライトヘッドに
   加わる外乱推定系の２系列の電気的推定系を有すること
   を特徴とする磁気ディスク装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の装置において、 前記ディスクコントローラ回路はスピンドルモータを駆
   動制御するためのスピンドルモータコントローラを有
   し、このスピンドルモータコントローラはホストコンピ
   ュータからのディスクコントロール信号が所定時間供給
   されなかったときに自動的に装置をスタンバイ状態に制
   御するオートスタンバイモードを有することを特徴とす
   る磁気ディスク装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の装置において、 ディスクエンクロージャのディスクコントローラ回路と
   の接続用コネクタはハウジングの端面でありかつハウジ
   ングの長手方向に対してはリードライトヘッドアクチュ
   エータ側でありかつハウジングの幅方向に沿っては前記
   アクチュエータが配置されていない半面側に設けられて
   いることを特徴とする磁気ディスク装置。