JPH05234280A

JPH05234280A - リムーバブルハードディスク装置

Info

Publication number: JPH05234280A
Application number: JP3052092A
Authority: JP
Inventors: Makoto Shibata; 眞芝田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-02-18
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 1993-09-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ヘッドをハードディスクの半径方向に動か
し、アクチュエータ機構を簡単にする。【構成】アーム１０６の先にはアジマス角調整部材１
０８を介して針状ヘッド１０９が備えられている。アー
ム１０６はキャリッジ１０５に備えられており、キャリ
ッジ１０５は、吊りバネ１０３，１０４により支持され
ている。ボイスコイルモータ１１１が作動すると、吊り
バネ１０３，１０４に支持されたキャリッジ１０５がハ
ードディスク５２の半径方向に移動して、ヘッド１０９
のシークができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はハードディスク装置のう
ち、ハードディスクが着脱可能ないわゆるリムーバブル
ハードディスク装置に関し、特に磁気ヘッドの移動機構
に工夫を施こしたものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの外部記憶装置としてハー
ドディスク装置が多用されている。ハードディスク装置
では、アルミ基板に磁性体を付与してなるディスクを高
速回転（２７００〜３６００r.p.m.）させ、浮上ヘッド
により磁気記録・再生をする。このハードディスク装置
を、ディスクの取付状態で分類すると、次の３方式があ
る。（ｉ）ディスクが、キャビティ内に収納されて回転軸に
固定されており、ディスク交換のできない固定ディスク
方式。（ii）複数枚のディスクがディスクパック内の回転軸に
積み重ねて取り付けられており、ディスクパック全体が
一体となって交換できるディスクパック方式。 (iii)１枚のディスクがカートリッジケースに収納され
ており、カートリッジケースをハードディスク装置本体
に挿脱して交換できるディスクカートリッジ方式。

【０００３】ここでディスクカートリッジ方式を採用し
ている従来のハードディスク装置（リムーバブルハード
ディスク装置）及びディスクカートリッジを、図１３を
参照して説明する。ディスクカートリッジ１は、ケース
２内にハードディスク３を回転自在に収納支持して構成
されており、ケース２の後面にはシャッタ４が備えられ
ている。一方、リムーバブルハードディスク装置５は、
前面にディスク挿脱窓６を有し、内部には、モータ，ア
ーム，磁気ヘッド，ボイスコイルモータ，シャッタ開閉
機構，記録再生回路，サーボ回路等が備えられている。

【０００４】ディスクカートリッジ１をディスク挿脱窓
６を介してリムーバブルハードディスク装置５内に装着
すると、シャッタ４が開けられ、２つのヘッドがケース
２内に入りハードディスク３の上面及び下面に対し磁気
記録再生が行なわれるようになっている。この状態を図
１４を基に説明する。

【０００５】図１４はディスクカートリッジ１をリムー
バブルハードディスク装置５に挿入したときの状態を示
しており、主要構成部品のみを示している。ハードディ
スク３は、中心部に金属ハブ７を有しており、プラスチ
ック製のケース２内に回転自在に収納されている。この
ハードディスク３には水平磁気記録をすることができ
る。ケース２の後面（図中上側の面）にはシャッタ４が
備えられている。シャッタ４は、ディスクカートリッジ
１がリムーバブルハードディスク装置５内に挿入される
と、リムーバブルハードディスク装置５の開閉機構（図
示省略）により開けられ、リムーバブルハードディスク
装置５外に取り出されると閉まる。

【０００６】アーム８は軸受９で枢支されており、ボイ
スコイルモータ１０の駆動により軸受９を中心として揺
動する。アーム８の先にはヘッド１１が備えられてい
る。ヘッド１１はハードディスク３の上面に対し水平磁
気記録・再生をする。なお、ハードディスク３の下面に
対し磁気記録・再生をするために、部材８，９，１１と
同一構成部材が備えられているが、図示は省略してい
る。ボイスコイルモータ１０は、ハードディスク３の上
面側で揺動するアーム８と、下面側で揺動するアーム
（図示省略）を、個別に独立して駆動する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで図１３及び図
１４に示す従来のリムーバブルハードディスク装置では
次のような問題があった。

【０００８】（１）アーム８を軸受９で枢支している
が、軸受９には高精度なベアリングを用いるため、高価
になるとともに機構が複雑になる。またベアリングの静
摩擦に起因してヒステリシスが生じ揺動精度が悪くな
る。

【０００９】（２）アーム８を揺動させているため、ケ
ース２の開口部、即ちシャッタ４の長さＬを広くしなけ
ればならない（図１５参照）。したがってシャッタ４の
構造が大形・複雑になる。ちなみに従来ではシャッタを
開くときには、図１５において、シャッタ４を面２ａの
位置から面２ｂの位置にまでスライドさせていた。ま
た、図１３，図１４に示すようにヘッド８をケース２内
に入れて磁気記録・再生をするときにはケース２の厚さ
Ｗ及びシャッタ４の厚さを大きくしておかなければなら
ない。

【００１０】（３）リムーバブルハードディスク装置で
は、１枚のディスクカートリッジ１を異なったリムーバ
ブルハードディスク装置で再生する場合、ハードディス
ク本体装置の特性のばらつきや、チャッキングの誤差
や、環境条件の変化等により、トラックに対するヘッド
ギャップの角度が正規の角度からずれてしまうことがあ
る。このようにヘッドギャップの角度がずれてしまうと
アジマス損失が生じ再生信号のうち特に高周波成分が大
きく減衰し再生特性が悪化してしまう。

【００１１】本発明は、上記従来技術に鑑み、ヘッドを
シーク方向に移動させる機構が簡単で、且つ、ディスク
カートリッジのシャッタ機構も簡単にすることのできる
記録再生特性の良好なリムーバブルハードディスク装置
を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、１枚のハードディスクがケース内に回転自
在に収納されてなるディスクカートリッジが着脱可能
で、アームの先に備えたヘッドにより前記ハードディス
クに対し磁気記録再生をするリムーバブルハードディス
ク装置において、前記アームを支持するキャリッジと、
このキャリッジを前記ハードディスクの半径方向に沿い
移動可能に支持する吊りバネとを有するリニアアクチュ
エータを備えたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明のリムーバブルハードディスク装置で
は、ディスクカートリッジを挿脱可能である。またアー
ムに備えたヘッドはリニアアクチュエータにより、ハー
ドディスクの半径方向に沿い移動する。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は実施例のリムーバブルハードディスク
装置１００とディスクカートリッジ５０を示している。
ディスクカートリッジ５０は、リムーバブルハードディ
スク装置１００のボディ１０１に備えたディスク挿脱窓
１０２から挿入される。このディスクカートリッジ５０
は、ケース５１内にハードディスク５２を回転自在に備
えるとともに、ウインドウ５３を開閉するシャッタ５４
を備えて構成されている。ハードディスク５２は垂直磁
気記録ができるタイプのものとなっている。またシャッ
タ５４は「コ」の字状をなしておりケース５１の一つの
面５１ａで直線状にスライドしてウインドウ５３を開閉
するものであり、ちょうど３．５インチのフロッピーデ
ィスクのシャッタと同様な構造となっている。シャッタ
５４は、ボディ１０１内に挿入されるとリムーバブルハ
ードディスク装置１００のシャッタ開閉機構（図示省
略）により開けられ、外に取り出されると閉まる。

【００１５】２枚の平行配置された吊りバネ１０３，１
０４は、その基端がボディ１０１に固定されており、そ
の先端がキャリッジ１０５に固定されている。吊りバネ
１０３，１０４にはプレスにより凹部（リブ）１０３
ａ，１０４ａが形成されており、リブ１０３ａ，１０４
ａの両端部分は屈曲しやすくなっている。この屈曲部を
１０３ｂ，１０３ｃ，１０４ｂ，１０４ｃで示す（図
２，図３参照）。

【００１６】キャリッジ１０５の先には、可撓性を有す
る２枚のアーム１０６，１０７が相互間隔をとって備え
られている。アーム１０６の先にはアジマス角調整部材
１０８が備えられ、アジマス角調整部材１０６には垂直
磁気記録・再生をする針状ヘッド１０９が備えられてい
る。アーム１０７側にも同様にしてアジマス角調整部材
及び針状ヘッドが備えられている。アジマス角調整部材
及び針状ヘッドの詳細構成は後述する。

【００１７】円柱状のリフタ１１０はアーム１０６，１
０７の間に位置するよう配置されている。図４に示すよ
うにアーム１０６，１０７がハードディスク５２側に近
づくと、アーム１０６，１０７はリフタ１１０から離
れ、針状ヘッド１０９，１０９ａがハードディスク５２
に接触する。また図５に示すようにアーム１０６，１０
７がハードディスク５２から後退すると、アーム１０
６，１０７がリフタ１１０に接触してアーム相互間隔が
広がり、ヘッド１０９，１０９ａがハードディスク５２
から離れる。

【００１８】ボイスコイルモータ１１１は、キャリッジ
１０５を進退移動させるものであり、図６に示すように
ボイスコイル１１２はキャリッジ１０５に固定されてい
る。ボイスコイル１１２に電流を流すと、ボイスコイル
モータ１１１に内蔵した永久磁石との電磁作用により、
キャリッジ１０５を進退させる力が発生する。なお図１
ではボイスコイルは図示省略している。

【００１９】ここで実施例のリムーバブルハードディス
ク装置に備える針状ヘッド１０９（MICRO FLEXHEAD，米
国Censtor 社製）について、図７を基に説明する。図７
に示す針状ヘッド１０９は、ヘッド構造体１０９ａが酸
化アルミニウムで構成されており、長さＬ１が１２．７
mm、長さＬ２が０．５mm、厚さ（紙面に垂直方向の長
さ）が０．５mmであり極めて細く針状になっている。針
状ヘッド１０９内には高透磁率材により主磁極１０９
ｂ，ヨーク１０９ｃ，スタッド部１０９ｄ及び補助磁極
１０９ｅが形成されている。更に、ヨーク１０９ｃを螺
旋状に囲繞するコイル１０９ｆが形成されており、コイ
ル１０９ｆはリード導体１０９ｇを介して結合パッド１
０９ｈに電気的に接続されている。

【００２０】かかる構成となっている針状ヘッド１０９
は、小型・軽量でありしかも記録媒体に接触する部分の
面積が小さいので、ハードディスクに接触した状態で記
録・再生ができる。もちろん接触記録をしても、針状ヘ
ッド１０９やハードディスクに傷は付かない。また針状
ヘッド１０９はたとえ大きな曲率で曲げても折れること
なく、曲げ力がなくなるとただちに図７に示す直線状態
に戻る、という良好なバネ特性を有している。

【００２１】図８は針状ヘッド１０９により記録再生を
行うときの磁路の状態を模式的に示している。図８に示
すように垂直記録用のハードディスク５２では、基板５
２ａ上に軟磁性層５２ｂが形成され、その上に垂直磁化
層５２ｃが形成されている。針状ヘッド１０９の主磁極
１０９ｂは垂直磁化層５２ｃに接触した状態で磁気記録
・再生を行う。即ち、図８中に点線で示すように、主磁
極１０９ｂ→垂直磁化層５２ｃ→軟磁性層５２ｂ→垂直
磁化層５２ｃ→補助磁極１０９ｅ→スタッド部１０９ｄ
→ヨーク１０９ｃ→主磁極１０９ｂという経路に沿う磁
路が形成さる。かくて垂直磁化層５２ｃのうち主磁極１
０９ｂに接触している部分が垂直磁化されて垂直磁気記
録がされ、また再生ができる。

【００２２】針状ヘッド１０９を用いれば記録媒体に接
触して記録・再生ができるため、高密度記録ができると
いう垂直磁気記録の長所を十分に引き出すことができ
る。従来種々開発された垂直磁気記録用ヘッドは大きく
て重いため、磁性層に接触させることができないため、
ウインチェスター技術を用いて、空気力学的に浮上させ
て使用せねばならず、垂直磁気記録本来の高い密度での
記録再生ができなかった。つまり、針状ヘッドを用いる
ことによりはじめて、垂直磁気記録を用いた高密度記録
が実用可能となったのである。

【００２３】次にアジマス角調整部材１０８について説
明する。アジマス角調整部材１０８は撓むことにより、
アーム１０６に対する針状ヘッド１０９の向きを調整
し、針状ヘッド１０９の主磁極をトラックに対し正規の
向きにしてアジマス損失を無くす機能を有している。こ
のアジマス角調整部材１０８の構成としては、図９や図
１０に示すものを採用している。

【００２４】図９に示すアジマス角調整部材１０８で
は、水晶板１０８ａにＹ字状のスリット１０８ｂを入
れ、表面に２枚の電極１０８ｃを備え、裏面にも表面の
ものに対向する状態で２枚の電極１０８ｃを備えてい
る。そして例えば、図中に電界の向きを記号で示すよう
に、右側にある表裏の電極１０８ｃに電圧を印加して紙
面に対し裏から表に向う電界を生じさせ、左側にある表
裏の電極１０８ｃに電圧を印加して紙面に対し表から裏
に向う電界を生じさせると、水晶板１０８ａの右側が伸
びて左側が縮む。このようにして水晶板１０８ａが左側
に曲がると針状ヘッド１０９の向きが変わりアジマス角
の調整ができる。電界の向きを上述したのと逆にすると
水晶板１０８ａが右側に曲がり、アジマス角を上述した
向きと逆方向に調整することができる。アジマス角の調
整量は印加電圧を調整することにより制御できる。

【００２５】図１０に示すアジマス角調整部材１０８で
は、Ｉ字状の可撓性を有する本体１０８ｄの左右に、ス
タックした圧電素子１０８ｅを備えている。そして左右
の圧電素子１０８ｅに印加する電圧特性を逆にするよう
調整して圧電素子１０８ｅを伸縮させることにより本体
１０８ｄを撓ませて針状ヘッド１０９のアジマス角の調
整ができる。

【００２６】次に本実施例の動作、特にヘッドをハード
ディスクの半径方向に移動させるシーク動作について説
明する。まずボイスコイルモータ１１１のボイスコイル
１１２に電流を通すと、電磁力によりキャリッジ１０５
はハードディスク５２に近づく向きの力を受ける。そう
すると吊りバネ１０３，１０４は、図２に示す状態から
図３に示すように屈曲した状態になり、アーム１０６，
１０７及び針状ヘッド１０９，１０９ａがハードディス
ク５２の面上に進む。このとき図４に示すようにアーム
１０６，１０７とリフタ１１０とが離れて針状ヘッド１
０９，１０９ａがハードディスク５２の記録面上に接触
して磁気記録再生ができる。またアジマスずれが生じた
ときにはアジマス角調整部材１０８によりアジマス調整
をして良好な磁気記録再生を行う。磁気記録再生をする
トラックを変えるときには、ボイスコイル１１２に流す
電流値を変えることによりヘッド位置を調整する。

【００２７】ボイスコイル１１２に流していた電流を遮
断すると、ボイスコイルモータ１１１による電磁力がな
くなり、吊りバネ１０３，１０４は自身のバネ力によ
り、図３に示す屈曲状態から、図２に示す直線状態に戻
る。このため針状ヘッド１０９，１０９ａ，アーム１０
６，１０７及びキャリッジ１０５が、ハードディスクか
ら離れる向きに後退する。このとき図５に示すようにア
ーム１０６，１０７はリフタ１１０に接触してアーム間
隔が広がり針状ヘッド１０９，１０９ａはハードディス
ク５２の記録面上から浮く。

【００２８】上述したように本実施例では、アームを動
かすために吊りバネ１０３，１０４を用いたリニアアク
チュエータ構造を採用しているため、ベアリングが不要
となり、コストダウンや構成の簡素化が図れる。またヘ
ッドがリニアに、つまりハードディスク５２の半径方向
に沿い移動するため、ディスクカートリッジ５０のケー
ス５１に形成するウインドウ５２を小さくすることがで
き、シャッタ５４は小さくて簡単な構成ですむ。またア
ジマス調整をして良好な記録再生ができる。また、針状
ヘッド１０９，１０９ａを用いることにより高密度な垂
直磁気記録再生を実用化できる。

【００２９】次に、本発明の第２の実施例に係るリムー
バブルハードディスク装置のリニアアクチュエータ部
を、図１１及び図１２を参照して説明する。両図に示す
ように、キャリッジ２００は４本の吊りバネ２０１，２
０２，２０３，２０４を介して、リムーバブルハードデ
ィスク装置のボディ２０５に支持されている。各吊りバ
ネ２０１，２０２，２０３，２０４にはループ２０１
ａ，２０２ａ，２０３ａ，２０４ａが形成されている。
ボイスコイルモータのボイスコイル２０６はキャリッジ
２００に固定され、磁路２０７及び磁石２０８はボディ
２０５に備えられている。キャリッジ２００の先にはア
ーム２０９が備えられ、アーム２０９の先にはヘッド２
１０が備えられている。

【００３０】ボイスコイル２０６に電流を流すとキャリ
ッジ２００を前進させる向き（図４参照）の力が発生
し、図１２に示すように吊りバネ２０１，２０２，２０
３，２０４は斜めになるとともにループ２０１ａ，２０
２ａ，２０３ａ，２０４ａの曲率が小さくなって伸び
る。これに伴いアーム２０９及びヘッド２１０がリニア
に左方に進み磁気記録再生ができる。一方、ボイスコイ
ル２０６に電流していた電流を切ると、吊りバネ２０
１，２０２，２０３，２０４のバネ力により、キャリッ
ジ２００，アーム２０９，ヘッド２１０は図１の状態に
戻る。

【００３１】

【発明の効果】本発明ではリニアアクチュエータの可動
部として吊りバネを用いたので、軸受（ベアリング）が
不要となり、安価となり構成が簡単になる。またリニア
アクチュエータによりヘッドをハードディスクの半径方
向に沿い移動させるようにしたので、ディスクカートリ
ッジの開口を小さくでき、この開口を開閉するシャッタ
機構を簡素化できる。また、アジマス角調整部材を備え
ることによりアジマス損を無くして良好な記録再生がで
きる。更に針状ヘッドを用いることにより高密度な垂直
磁気記録再生ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す斜視図。

【図２】第１実施例に用いた吊りバネを示す平面図。

【図３】第１実施例に用いた吊りバネを示す平面図。

【図４】アームとリフタとの関係を示す断面図。

【図５】アームとリフタとの関係を示す断面図。

【図６】キャリッジとボイスコイルモータとの関係を示
す斜視図。

【図７】針状ヘッドを示す構成図。

【図８】針状ヘッドで磁気記録するときの磁路を示す模
式図。

【図９】アジマス角調整部材を示す構成図。

【図１０】アジマス角調整部材を示す構成図。

【図１１】本発明の第２実施例に用いたリニアアクチュ
エータを示す構成図。

【図１２】第２実施例に用いたリニアアクチュエータを
示す構成図。

【図１３】従来のリムーバブルハードディスク装置を示
す斜視図。

【図１４】従来のリムーバブルハードディスク装置を示
す構成図。

【図１５】従来技術でのアーム動作を示す説明図。

【符号の説明】

５０ディスクカートリッジ５１ケース５２ハードディスク５３ウインドウ１００リムーバブルハードディスク装置１０１ボディ１０２ディスク挿脱窓１０３，１０４吊りバネ１０３ａ，１０４ａ凹部（リブ）１０３ｂ，１０３ｃ，１０４ｂ，１０４ｃ屈曲部１０５キャリッジ１０６，１０７アーム１０８アジマス角調整部材１０９，１０９ａ針状ヘッド１１０リフタ１１１ボイスコイルモータ１１２ボイスコイル２００キャリッジ２０１，２０２，２０３，２０４吊りバネ２０１ａ，２０２ａ，２０３ａ，２０４ａループ２０５ボディ２０６ボイスコイル２０７磁路２０８磁石２０９アーム２１０ヘッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１枚のハードディスクがケース内に回転
自在に収納されてなるディスクカートリッジが着脱可能
で、アームの先に備えたヘッドにより前記ハードディス
クに対し磁気記録再生をするリムーバブルハードディス
ク装置において、前記アームを支持するキャリッジと、このキャリッジを
前記ハードディスクの半径方向に沿い移動可能に支持す
る吊りバネとを有するリニアアクチュエータを備えたこ
とを特徴とするリムーバブルハードディスク装置。
【請求項２】請求項１において、アームとヘッドとの
間に、ヘッドのアジマス角を調整するアジマス角調整部
材を備えたことを特徴とするリムーバブルハードディス
ク装置。
【請求項３】請求項１において、前記ヘッドは、細長
い絶縁性の非磁性体製の可撓性を有するヘッド構造体
と、このヘッド構造体に埋設された、記録媒体に記録を
行う主磁極及び補助磁極と、前記主磁極に結合したコイ
ルを具備した針状ヘッドであることを特徴とするリムー
バブルハードディスク装置。
【請求項４】請求項１において、それぞれヘッドを備
えた２本のアームが相互間隔をとって前記キャリッジに
備えられており、２本のアームの間には、アームがハー
ドディスクに近づくとアームとの間に隙間ができてアー
ム先端がハードディスクの記録面に近づくことを許容
し、アームがハードディスクから遠ざかるとアームに接
触してアーム先端をハードディスクの記録面から浮かせ
るリフタを備えたことを特徴とするリムーバブルハード
ディスク装置。