JPH0690860B2 - 磁気ディスク記憶装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、データ記憶装置の読み取り／書き込みヘツド
のアクチユエータ（移動装置）、より詳細にいえば、平
行に組み合わされた複式可撓性素子のサスペンシヨン装
置と、サスペンシヨン装置に関連した駆動手段とろ使う
ことによつて、比較的高密度なデータ記録を行う読み取
り／書き込みヘツドを直線的に移動させる移動装置に関
する。

B.従来の技術 デイスク・フアイル記憶装置において、読み取り／書き
込みヘツドをデイスクの半径方向に直線的に、即ちリニ
ヤに移動する機構は、データのトラツクをアクセスする
のに必要な装置である。低いトラツク密度のデイスク・
フアイル装置において、読み取り／書き込みヘツドを非
直線的で弧状に駆動する回転移動装置は実用に供されて
いる。高いトラツク密度のデイスク・フアイル装置にお
いては、ボイス・コイルのような高精度のリニヤ・アク
チユエータ（直線的移動装置）が必要である。これらの
高精度のリニヤ・アクチユエータはその直線運動を維持
するために精密なベアリングとか、案内装置などを必要
とする。従来、トラツクをアクセスするために、高精度
で直線的な移動が得られる簡単で安価な手段は得ること
が出来なかつた。

簡単な平行ばねを用いたヘツド移動用のサスペンシヨン
装置は使われていたが（例えば米国特許第3531126号を
参照）、これらの装置は、磁気記録ヘツドに使われたと
き、スキユー角度エラー（トラツクに対するヘツドの回
転に起因する）を含むことが知られている。

例えば、端部にヘツドが設けられている平行板ばね（pa
rallel leaf spring）式サスペンシヨン装置において、
板ばねの面に垂直に加わる力で板ばねが曲げられると、
板ばねの端部の間の直線距離が短縮するのでスキユー角
度エラーが生ずる。換言すれば、この種の装置において
は、ヘツドがデイスク面上で動かされると、ばねの有効
長さが減少し、従つて、磁気デイスク面上のトラツクに
関してヘツドの位置が変化することになる（例えば米国
特許第4374402、同第4188645号、同第3702192号、同第3
634309号及び同第3531126号を参照）。このスキユー角
度エラーのために、簡単なばね式のサスペンシヨンは高
密度記録のデイスク・フアイルには適用することが出来
ない。

C.発明が解決しようとする問題点 従来、複式平行ばねのサスペンシヨン装置は知られてい
たけれども、そのようなばね式のサスペンシヨン装置は
データ記憶装置には使われたことはなかつた。このよう
なばね式の移動装置は、スキユーの問題を持つものとし
ては知られていなかつたけれども、読み取り／書き込み
ヘツドを正確に移動させるための問題とか、サスペンシ
ヨンの高調波がそのようなばね式サスペンシヨン装置に
問題を生ずるとかが、デイスク・フアイル用の読み取り
／書き込みヘツドの移動には不適切であると考えられて
いた。

D.問題点を解決するための手段 従つて、本発明の目的は、高密度記録デイスク用の、簡
単で、コスト効率が良く、且つ高精度の直線移動を与え
る移動装置を提供することにある。

本発明はデータ記憶装置の読み取り／書き込みヘツドの
直線的な移動を行う装置に関する。本発明の装置は、複
式可撓性素子のサスペンシヨンと、それを駆動する装置
とを含んでいる。複式可撓性素子サスペンシヨンは２組
の片持ち梁式の素子を含んでいる。上記の片持ち梁式素
子の一方の組は、その一方の端部が固定支持台に片持ち
梁式に装着されており、他方の端部は移動可能な連結手
段に連結されている。上記の片持ち梁式の素子の他方の
組は、上記の連結手段に共通して装着されており、そこ
から片持ち梁式に延びた素子の端部において、読み取り
／書き込みヘツド組立台（キヤリヤ手段）と、駆動手段
とに連結されている。

１つの実施例において、上記の複式可撓性素子は垂直面
内で上下に取り付けられた板ばねである。この実施例で
は、駆動手段は上記のばねのキヤリヤ手段の端部の処で
連結されている。この実施例では、ばねの引張り力及び
圧縮力が駆動装置に係合するための押付け力を与えるよ
うに、複式ばね組立体を位置付けることが出来る。

他の実施例において、複式可撓性素子は上述した駆動装
置と同じ面内に設けることが出来る。

上記のサスペンシヨン装置を駆動するための方法は例え
ば、回転ステツプ・モータ及び摩擦駆動装置の組み合わ
せや、回転ステツプ・モータ及びタウト・バンド駆動装
置（taut band drive system）や、ラツク及びピニオン
歯車装置などがある。

E.実施例 第１図は、読み取り／書き込みヘツド組立体の駆動手段
が回転ステツプ・モータと摩擦駆動手段を有する複式ば
ね装置を含む代表的なデータ記憶装置の斜視図を示す。

本発明の幾つかの実施例に共通した素子（例えば、読み
取り／書き込みヘツド、デイスク、可撓性素子など）の
材料及び構造は普通のデザインと普通の材料である。従
つて、デイスクは所望のデータ記憶装置の特定の型に応
じて任意の型の回転記録媒体であつてよい。読み取り／
書き込みヘツド又は空気ベアリング式ヘツド用スライダ
は、可撓性アーム・サスペンシヨンに装着され、デイス
クに近接して動作するように位置付けられている。可撓
性アームのサスペンシヨンは、データの読み取り及び書
き込みを行うために、上記の記録媒体上のトラツクから
トラツクへ直線的な移動を行うように設計されている。
上述したような本発明に共通した要素に当業者が変更を
施すことはきわめて容易に行うことが出来るのは明らか
である。

第１図に示されたリニヤ移動機構の部分は複式の平行な
板ばねの組立体１を含んでおり、ばねの一方の端部５に
はキヤリヤ重り３が取り付けられている。複式板ばね組
立体１の他方の端部７は、ヘツドのストローク方向に対
して動かないように固定して設けられた支持台９に固着
して取り付けられている。

当業者は、複式平行ばねのサスペンシヨンを形成するた
めに、同じ機能だが異なつた種々の構造の任意のものを
板ばね組立体１に適用することが出来るのは注意を要す
る。この実施例において、複式板ばね組立体１は、連結
手段17のところで連結されている一体的に形成された複
式ばね構造を持つものが示されている。然しながら、こ
のばね構造は４個の独立した板ばねで形成することが出
来、その場合、２対のばねのうち一方の組は上側のばね
対とし、他方の組は下側のばね対として、第１図のばね
構成になるように、夫々の組を連結手段17に取り付け
る。

第１図を参照して説明を続けると、キヤリヤ重り３は回
転素子13に対して押付けられる位置に位置付けられる。
回転素子13は、ステツプ・モータ（図示せず）に取り付
けられ、ローレツトが付された軸である。第１図に示さ
れているように、ローレツト付きの回転軸13は、軸と摩
擦接触を行うための素子3Aの処でキヤリヤ重りを支えて
いる。この実施例では、摩擦素子3Aはキヤリヤ重り３に
装着されたナイロン・ブロツクである。加えて、摩擦素
子3Aは、押付け用ばね15のばね力によつて、ローレツト
付きの軸13と常に接触が保たれている。上記のばね15で
支持台９を移動させることにより、素子3Aをローレツト
付き軸13に押付ける。上記の摩擦素子を上記の駆動装置
に押付けるための他の手段は当業者には容易に推考でき
ることは明らかである。

更に、可撓性サスペンシヨン・アーム18A及び18Bが上記
のキヤリヤ重り３から片持ち梁の態様で延びている。こ
れらの可撓性アームには読み取り／書き込みヘツドまた
は空気ベアリング式ヘッド用スライダ19A（及び19B−図
示せず）が装着されている。

動作について説明すると、ステツプモータ（図示せず）
の回転運動が、ローレツト付き軸13を或る大きさの歩進
的な速度で回転させる。従つて、ローレツト付きの軸13
は、キヤリヤ重り３に装着されているナイロン素子3Aを
ローレツトにより移動させる。キヤリヤ重り３のこの移
動は、可撓性アーム18A及び18Bをデイスク21の表面に沿
って移動させ、これによりヘツド19A及び19Bをトラツク
からトラツクへ直線的に移動させる。第１図に示された
移動装置はストロークの中心に位置している。

第２図を参照すると、第２図は第１図の装置の平面図を
示しており、読み取り／書き込みヘツド19A及び19Bが記
録媒体の外側トラツクに位置付けられている、即ち駆動
されている。ここで、外側トラツク及び内側トラツクと
いう術語は、夫々最外周のトラツク及び最内周のトラツ
ク（デイスクの回転軸に最も近いトラツク）を意味する
ものとする。

この滑動位置において、キヤリヤ重り３に装着されたナ
イロン・ブロツク3Aはその最大移動距離まで駆動されて
いる。キヤリヤ３及びナイロン・ブロツク3Aの位置のこ
の変化は板ばね2A、2B及び4A及び、4Bを反り返らせ、そ
して連結手段17を移動させる。連結手段17のこの移動は
キヤリヤ重り３の移動と同じ方向である。然しながら、
連結手段17の移動は、上側板ばね2A及び2Bと、下側板ば
ね4A及び4Bとに同じ大きさの反り返りを与えるから、連
結手段17の移動距離は、読み取り／書き込みヘツドの合
計の直線的移動距離のわずか半分だけである。

第３図は第１図のアクチユエータ装置の平面図である。
然しながら、この図では、読み取り／書き込みヘツドが
記録デイスク21の最内周のトラツクに位置付けられてい
る。第２図の場合と同じように、連結手段17は、第２図
の複式板ばねサスペンシヨンの同じ曲げ応答によつて、
読み取り／書き込みヘツドの合計移動距離の半分だけス
トロークの方向に変位する。

従つて、読み取り／書き込みヘツドは、支持された方向
に、デイスク上をトラツクからトラツクへ往復運動をす
るような態様で歩進的に移動させることが出来る。磁気
変換器の飛翔の高さは、板ばねサスペンシヨンが剛直で
垂直方向に曲がらないから、上記のばね性の移動によつ
て影響を受けることはない。第１図乃至第３図で説明し
た実施例のスキユー角度エラーは約25ミリメートルのス
トロークに対して、スキユー角度が23ミリ・ラジアン以
下であつた。これは、従来の同様な揺動アーム式のアク
チユエータが、25ミリメートルのストロークに対して10
゜程度のスキユー・エラーを有していることと比較して
顕著に改善されていることがわかる。

既に述べたように、第１図の複式ばね組立体を用いた他
の型の摩擦駆動装置において、摩擦接触は平行ばね2A及
び2Bの圧縮力と、平行ばね4A及び4Bの引張り力とによつ
て、維持することが出来る。これは、ばねの水平面にお
いて上側の支持台９を動かすことにより行う。

第４図を参照すると、本発明のリニヤ移動装置の他の実
施例が示されている。第４図の実施例は複式ばねの移動
機構は第１図のものと同じであるが、駆動手段がラツク
とピニオン歯車の組み合わせに変更されている。

キヤリヤ重り31は、ピニオン歯車35に対して噛み合わさ
れているラツク33が設けられており、ピニオン歯車35は
ステツプモータ（図示せず）に連結され図示の方向に回
転する。ピニオン歯車35が回転すると、ラツク33はスト
ロークの方向に水平に駆動される。第１図においては、
複式ばね組立体の下側ばねが駆動手段に装着されていた
が、第４図においては、上側ばねの端部に駆動手段が装
着されていることは注意を要する。ばね組立体のばね対
の他端が固定されている限りにおいて、移動するばね端
部を決めるのは端なる選択の問題であることは理解する
ことが出来るであろう。

第５図は本発明のリニヤ移動装置の他の実施例の斜視図
である。第１図及び第４図の実施例と同様に、ばね式の
移動機構は第１図乃至第３図で説明したのと同じであ
る。

然しながら、相違点は、駆動手段がタウト駆動バンド組
立体（taut drive band assembly）で置き換えられてい
ることである。駆動バンド41はキヤリヤ重り43に設けら
れた２個のポスト45A及び45Bの間に取り付けられてい
る。キャリア重り43は、これらのポスト45A及び45Bと、
上側ばね対47の間のスペーサと、変換器組立体が装着さ
れたブロック49とを含んでいる。下側ばね対51はポスト
53に装着されているが、既に述べたように、これは単な
る選択の問題であつて、必要ならば上側ばね対に変える
ことが出来る。ステツプモータ（図示せず）がバンド用
の軸を回転させ、バンド41を巻き込んだり、巻き戻すこ
とにより、図示されたストロークの方向に記録変換器の
直線的な移動を行う。

第６図は本発明の他の実施例を示す斜視図である。第６
図において、第１図、第４図及び第５図に示したばね式
の移動装置と同じ機構が、キヤリヤ重り63を直線的なス
トロークで移動するのに使われるボイス・コイル駆動器
（モータ）61に装着されている。この実施例において、
ボイス・コイルのアーマチヤ65はキヤリヤ重りに直接に
取り付けられている。従つて、キヤリヤ重り63と駆動装
置61との間の摩擦力は事実上、無くなることになる。駆
動装置61は、機械的な接触なしで電磁気的にキヤリヤ重
り63を動かす。その結果、ボイス・コイル駆動装置によ
るアクセス時間は、ばね及び連結素子の質量を含む機械
的装置のそれよりも遥かに短くすることが出来る。

ボイス・コイル駆動器とは磁気変換器を移動するのに用
いられている公知の月並なボイス・コイル・アクチユエ
ータを意味することは注意を要する。このような駆動器
において、磁気固定子67は、アーマチヤ65がヘツドを直
線的に動かすのに使う磁界を与える。コイルの電流は、
図示された矢印の方向に、アーマチヤ65及び変換器69を
動かすストロークの方向に力を発生する。ボイス・コイ
ル駆動器を用いることによつて、コイルの電流は、サー
ボ制御ループの一部にすることが出来るので、選択され
たトラツクとヘツドとの整列を保証するための簡単で効
率的な機構を与える。加えて、デイスクを反り返らせる
方向の力は発生しない。

第７図は第６図のボイス・コイル手段と同じボイス・コ
イル手段を持つた複式ばね移動装置の斜視図であり、そ
れらのばねは同一面上に設けられている。即ち、第７図
に示した装置は第６図の装置の上側及び下側ばねの代り
に、内側ばね71A及び71Bと、外側ばね73A及び73Bが設け
られていることを除き、他は第６図の装置と同じであ
る。また、キヤリヤ重り72は、ボイス・コイルのアーマ
チヤ75とつながるように延びている。第７図に示された
装置において、移動装置は記録媒体に隣接してストロー
クの中間に位置付けられている。

第８図は第７図の装置の平面図を示しており、読み取り
／書き込みヘツドは記録媒体79の外側トラツクに位置付
けられている、即ち駆動されている。この移動位置で
は、アーマチヤ75がその運動範囲の最も外端部に駆動さ
れている。従つて、アーマチヤ75のこの位置の変化は、
ばね71A及び71Bと、73A及び73Bを撓ませて、連結手段77
を移動させる。連結手段77のこの移動は、アーマチヤ75
の移動方向と同じである。然しながら、連結手段77の移
動は、内側ばね71A及び71Bと、外側ばね73A及び73Bの同
じ撓み量に従属している。従つて、連結手段77の移動距
離はアーマチヤの合計直線変位距離の半分だけである。
上述のことは、ばね71A及び71Bが短くなつた分は、ばね
73A及び73Bの短縮によつて補われた結果であることは容
易に理解されるであろう。

第９図は、第７図の装置の平面図である。然しながら、
読み取り／書き込みヘツドは記録媒体の最も内側のトラ
ツクに駆動されている。第８図の場合のように、連結手
段77はアーマチヤ75の移動方向に動かされているが、そ
の移動距離は、複式ばね71A及び71Bと、73A及び73Bとの
同じ撓みの応答によつて、アーマチヤの移動距離の半分
である。

説明してきた実施例は、すべて板ばねを用いたもので説
明してきたが、ばね機能を持つ他の可撓性素子も勿論使
用することが出来る。

第10図は可撓性素子の１例を示す。この可撓性素子は可
撓性リンク83A及び83Bに連結された剛直な部材、リンク
81を有している。従つて、剛直なリンク81の両端は、ば
ね機能用の薄い可撓性素子83A及び83Bを持つことにな
る。リンク85A及び85Bは可撓性の素子を固定するために
可撓性素子83A及び83Bに連結されている。

F.発明の効果 本発明は、高密度記録のデイスク・フアイルに使用する
ことの出来る簡単な構造のヘツド・サスペンシヨン装置
を提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、ばねが二平面に分けられた複式ば
ね装置と、摩擦駆動装置を有するステツプ・モータとを
含む本発明に従つた直線的移動装置の斜視図及び平面
図、第４図は第１図の複式ばね装置と、ラツク及びピニ
オン歯車駆動装置を持つステツプ・モータとを含む本発
明に従つた直線的移動装置の斜視図、第５図は第１図の
複式ばね装置と、ステツプ・モータ及びタウト・バンド
駆動装置とを含む本発明に従つた直線的移動装置の斜視
図、第６図は第１図の複式ばね装置と、ボイス・コイル
駆動装置とを含む本発明に従つた直線的移動装置の斜視
図、第７図乃至第９図は、ばねが一平面に設けられた複
式ばね装置と、ボイス・コイル駆動装置とを含む本発明
に従つた直線的移動装置の斜視図、第10図は本発明の可
撓性素子の他の実施例の斜視図である。 2A、2B、4A、4B……板ばね、３、31、63、72……キヤリ
ヤ重り、3A……摩擦素子、９……支持台、13……回転
軸、17、77……連結手段、18A、18B……サスペンシヨン
・アーム、19A、19B、69、79……ヘツド、21、79……デ
イスク、33……ラツク、35……ピニオン歯車、41……駆
動バンド、61……ボイス・コイル駆動器、71A、71B……
内側ばね、73A、73B……外側ばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持部に回転可能に取り付けられ且つ少な
   くとも１つの記録表面を有する磁気デイスクが設けら
   れ、 各々が第１及び第２の取り付け点とこれらの取り付け点
   間の長さ部分とをそれぞれ有する第１及び第２の可撓性
   素子が設けられ、 前記第１の可撓性素子の長さ部分は前記第２の可撓性素
   子の長さ部分と実質的に等しく、前記第１及び第２の可
   撓性素子は、前記磁気デイスクの記録表面に対し平行な
   第１の方向で可撓性を呈するように、それぞれの第１の
   取り付け点を前記第１の方向に一定の間隔を置いて前記
   支持部に設けられた支持台へ固定され且つ前記支持台か
   ら前記磁気デイスクの記録表面に対し平行で前記第１の
   方向に実質的に直角の第２の方向に延び、前記第１及び
   第２の可撓性素子のそれぞれの第２の取り付け点は前記
   第１の方向に前記第１の取り付け点相互間の間隔と実質
   的に等しい間隔を置いて連結手段に固定されており、 各々が第３及び第４の取り付け点とこれらの取り付け点
   間の長さ部分とをそれぞれ有する第３及び第４の可撓性
   素子が設けられ、 前記第３及び第４の可撓性素子の長さ部分は前記第１及
   び第２の可撓性素子の長さ部分と実質的に等しく、前記
   第３及び第４の可撓性素子は、前記第１の方向で可撓性
   を呈するように、それぞれの第３の取り付け点を前記第
   １の方向に一定の間隔を置いて前記連結手段へ固定され
   且つ前記連結手段から前記支持台へ向かって前記第２の
   方向に延び、前記第３及び第４の可撓性素子のそれぞれ
   の第４の取り付け点は前記第１の方向に第３の取り付け
   点相互間の間隔に実質的に等しい間隔を置いて読み取り
   ／書き込み用磁気ヘッド組立体に取り付けられており、 前記読み取り／書き込み用磁気ヘッド組立体を前記支持
   部に関し前記第１の方向へ移動させるための駆動手段が
   設けられ、 前記読み取り／書き込み用磁気ヘッド組立体が前記支持
   部に関し前記第１の方向へ移動されるとき、前記連結手
   段が前記読み取り／書き込み用磁気ヘッド組立体の移動
   距離の半分だけ前記第１の方向に移動されるようにし
   た、磁気デイスク記憶装置。