JPWO2003102951A1 - 記録媒体駆動装置およびランプ部材アセンブリ - Google Patents

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Abstract

ロード・アンロード機構のランプ部材(33)は浮上スライダ(31)に支持される。磁気ディスク(13)の回転時、浮上スライダ(31)の空気軸受け面(29)には浮力が生成される。浮上ヘッドスライダと同様に浮上スライダ(31)の浮上高さは高い精度で調整されることができる。傾斜面(34)は高い精度で磁気ディスク(13)から規定の高さに保持される。傾斜面(34)の広がりが縮小されてもロードバーは確実に傾斜面(34)に受け止められる。ランプ部材(33)はできる限り磁気ディスク(13)の表面から離脱することができる。磁気ディスク(13)の表面ではデータゾーンの拡大は実現されることができる。

Description

技術分野
本発明は、ヘッドスライダに関連していわゆるロード・アンロード機構を備える記録媒体駆動装置に関し、特に、空気軸受け面で記録媒体の表面に向き合わせられるヘッドスライダと、ヘッドスライダに固定されるロードバーと、ロードバーの移動経路に沿って記録媒体の表面から徐々に遠ざかる傾斜面でロードバーを受け止めるランプ部材とを備える記録媒体駆動装置に関する。
背景技術
ロード・アンロード機構を備えるハードディスク駆動装置(HDD)は広く知られる。一般に、ロード・アンロード機構のランプ部材は、磁気ディスクの表面上方に配置される滑り台を備える。滑り台には、磁気ディスクの回転中心から離れるに従って磁気ディスクの表面から遠ざかる傾斜面が形成される。ロードバーが磁気ディスクの外周に向かって移動すると、ロードバーは傾斜面に受け止められる。さらにロードバーの移動が継続される結果、ロードバーは傾斜面を登っていく。こうしてヘッドスライダは磁気ディスクの表面から遠ざけられる。
傾斜面にはロードバーの移動経路に沿って比較的に大きな広がりが確保される。こういった傾斜面によれば、磁気ディスクの表面に直交する方向(垂直方向)に傾斜面の広がりは十分に確保される。したがって、ランプ部材の取り付けにあたって垂直方向に滑り台の位置がずれても、こうした位置ずれにも拘わらず確実にロードバーは傾斜面に接触することができる。こうした広がりが傾斜面に確保されなければ、滑り台の位置ずれに応じてロードバーは傾斜面をすり抜けてしまう。
しかしながら、前述のように傾斜面の広がりが確保されると、傾斜面は、前述の垂直方向に広がるだけでなく磁気ディスクの半径方向にも大きく広がってしまう。滑り台は磁気ディスクの中心に向かって大きく突き出てしまう。滑り台の突出に伴い磁気ディスクの外縁と最外周の記録トラックとの間で非データゾーンは拡大する。
発明の開示
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、記録媒体上に区画されるデータゾーンの拡大に大いに役立つランプ部材を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、空気軸受け面で記録媒体の表面に向き合わせられる浮上スライダと、浮上スライダに固定されて、記録媒体の表面から徐々に遠ざかる傾斜面を形成するランプ部材とを備えることを特徴とする記録媒体駆動装置のランプ部材アセンブリが提供される。
こういったランプ部材アセンブリによれば、例えば、記録媒体と、空気軸受け面で記録媒体の表面に向き合わせられるヘッドスライダと、ヘッドスライダに固定されるロードバーと、ロードバーの移動経路に沿って記録媒体の表面から徐々に遠ざかる傾斜面を形成し、この傾斜面でロードバーを受け止めるランプ部材と、空気軸受け面で記録媒体に向き合わせられて、ランプ部材を支持する浮上スライダとを備えることを特徴とする記録媒体駆動装置は提供されることができる。
この記録媒体駆動装置では、記録媒体と浮上スライダとの相対移動に基づき浮上スライダには気流が作用する。浮上スライダの空気軸受け面には浮力が与えられる。浮上スライダは記録媒体の表面から浮上する。このとき、情報の読み出しや書き込みに利用される浮上ヘッドスライダと同様に、浮上スライダの浮上高さは高い精度で調整されることができる。その結果、浮上スライダで支持されるランプ部材上の傾斜面は高い精度で記録媒体の表面から規定の高さに保持されることができる。傾斜面の広がりが縮小されてもロードバーは確実に傾斜面に受け止められる。ランプ部材はできる限り記録媒体の表面から離脱することができる。こうしてランプ部材が後退する結果、記録媒体の表面ではデータゾーンの拡大は実現されることができる。
こうした記録媒体駆動装置では、浮上スライダを支持する第1支持部材と、少なくとも記録媒体およびヘッドスライダを収容する筐体に固定される第2支持部材と、第1および第2支持部材の間に挟まれて、第1および第2支持部材の間で相対変位を生み出す駆動部材とがさらに組み込まれてもよい。こういった駆動部材によれば、浮上スライダには記録媒体の表面に沿って微小変位が与えられることができる。こうした微小変位に基づき浮上スライダは記録媒体との吸着から容易に離脱することができる。一般に、記録媒体の表面には保護用の潤滑剤が塗布される。こういった潤滑剤は記録媒体と浮上スライダとの間に吸着力(メニスカス作用)を引き起こすことがある。第1支持部材は、例えば先端で浮上スライダを支持する弾性サスペンションに代表される。
記録媒体駆動装置には、少なくとも前記弾性サスペンションおよび浮上スライダのいずれか一方に接触し、記録媒体の表面から離れた位置で浮上スライダを保持するリフト機構がさらに組み込まれてもよい。こういったリフト機構によれば、浮上スライダに気流に基づき浮力が浮力が作用しない場合でも、浮上スライダは記録媒体の表面から引き離されることができる。したがって、浮上スライダと記録媒体との吸着は確実に回避されることができる。
なお、前述のランプ部材アセンブリは、例えばハードディスク駆動装置(HDD)といった磁気記録媒体駆動装置に組み込まれて使用されることができる。ただし、本発明に係るランプ部材アセンブリは、情報の書き込みや読み出しにあたって浮上ヘッドスライダが利用されるあらゆる記録媒体駆動装置に組み込まれて使用されることができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置(HDD)11の内部構造を概略的に示す。このHDD11は、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体12を備える。収容空間には、記録媒体としての1枚以上の磁気ディスク13が収容される。磁気ディスク13はスピンドルモータ14の回転軸に装着される。スピンドルモータ14は例えば7200rpmや10000rpmといった高速度で磁気ディスク13を回転させることができる。筐体本体12には、筐体本体12との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー(図示されず)が結合される。
磁気ディスク13の表面には、最内周記録トラック15と最外周記録トラック16との間にデータゾーン17が区画される。データゾーン17には同心円状に記録トラックが描かれる。最内周記録トラック15の内側や最外周記録トラック16の外側に区画される非データゾーンには情報すなわちデータは記録されない。
収容空間にはヘッドアクチュエータ18がさらに収容される。このヘッドアクチュエータ18は、垂直方向に延びる支軸19に回転自在に連結される。ヘッドアクチュエータ18は、支軸19から水平方向に延びる複数のアクチュエータアーム21と、各アクチュエータアーム21の先端に取り付けられてアクチュエータアーム21から前方に延びる弾性サスペンション22とを備える。アクチュエータアーム21には所定の剛性が与えられる。こういったアクチュエータアーム21は、例えばステンレス板から打ち抜き加工に基づき成型されてもよく、アルミニウム材料から押し出し加工や鋳造に基づき成型されてもよい。アクチュエータアーム21は磁気ディスク13の表面および裏面ごとに設置される。
アクチュエータアーム21が支軸19回りで揺動すると、弾性サスペンション22の先端は最内周記録トラック15と最外周記録トラック16との間でデータゾーン17を横切ることができる。アクチュエータアーム21が待機位置に位置決めされると、弾性サスペンション22の先端は最外周記録トラック16を越えて磁気ディスク13から外れた位置に到達する。こういったヘッドアクチュエータ18の揺動は例えばボイスコイルモータ(VCM)といった動力源23の働きで実現されればよい。
弾性サスペンション22の先端では、いわゆるジンバルばね(図示されず)の働きで浮上ヘッドスライダ24が片持ち支持される。浮上ヘッドスライダ24には、磁気ディスク13の表面に向かって弾性サスペンション22から押し付け力が作用する。磁気ディスク13の回転に基づき磁気ディスク13の表面で生成される気流の働きで浮上ヘッドスライダ24には浮力が作用する。弾性サスペンション22の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク13の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ24は浮上し続けることができる。こうした浮上ヘッドスライダ24の浮上中に、前述のようにアクチュエータアーム21が揺動すると、浮上ヘッドスライダ24は磁気ディスク13上の所望の記録トラックに位置決めされることができる。
浮上ヘッドスライダ24にはいわゆる磁気ヘッドすなわち電磁変換素子(図示されず)が搭載される。この電磁変換素子は、例えば、薄膜コイルパターンで生成される磁界を利用して磁気ディスク13に情報を書き込む薄膜磁気ヘッドといった書き込み素子(図示されず)と、スピンバルブ膜やトンネル接合膜の低抗変化を利用して磁気ディスク13から情報を読み出す巨大磁気抵抗効果素子(GMR)やトンネル接合磁気抵抗効果素子(TMR)といった読み出し素子(図示されず)とで構成されればよい。
弾性サスペンション22の先端には、弾性サスペンション22の先端からさらに前方に延びるロードバー25が固定される。ロードバー25は、アクチュエータアーム21の揺動に基づき磁気ディスク13の半径方向に移動することができる。ロードバー25の移動経路上には磁気ディスク13の外側でランプ部材アセンブリ26が配置される。アクチュエータアーム21が待機位置に位置決めされると、ランプ部材アセンブリ26はロードバー25を受け止めることができる。ロードバー25およびランプ部材アセンブリ26は、後述されるように、協働していわゆるロード・アンロード機構を構成する。
ランプ部材アセンブリ26は、磁気ディスク13の外側で筐体本体12の底板に固定される取り付け台27を備える。取り付け台27には、スピンドルモータ14の回転軸に向かって水平方向に延びる弾性サスペンション28が固定される。図2から明らかなように、弾性サスペンション28の先端には、空気軸受け面29で磁気ディスク13の表面に向き合わせられる浮上スライダ31が固定される。空気軸受け面29は、最外周記録トラック16の外側で磁気ディスク13の表裏の非データゾーンに向き合わせられればよい。浮上スライダ31には、磁気ディスク13の表面に向かって弾性サスペンション28から押し付け力が作用する。磁気ディスク13の回転に基づき磁気ディスク13の表面で気流が生成されると、この気流の働きで浮上スライダ31の空気軸受け面29には浮力が作用する。弾性サスペンション28の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク13の回転中に浮上スライダ31は浮上し続けることができる。
浮上スライダ31の空気軸受け面29にはいわゆる吸着防止突起(パッド)32が形成される。吸着防止突起32は空気軸受け面29から立ち上がる。こういった吸着防止突起32は、例えば長方形の空気軸受け面29の4角に配置されればよい。周知の通りに、磁気ディスク13の表面には潤滑剤が広がる。潤滑剤は、浮上スライダ31が磁気ディスク13の表面に接触する際に浮上スライダ31に吸着力(メニスカス作用)を及ぼす。こうした吸着力は磁気ディスク13の回転さえも妨げる。吸着防止突起32は吸着力の伝達を阻止する。
浮上スライダ31上にはランプ部材33が固定される。このランプ部材33には、磁気ディスク13の中心から離れるに従って磁気ディスク13の表面から徐々に遠ざかる傾斜面34が形成される。こういった傾斜面34はロードバー25の移動経路に沿って広がる。
いま、磁気ディスク13の回転が停止する場面を想定する。情報の書き込みや読み出しが完了すると、動力源23は待機位置に向けて順方向にアクチュエータアーム21を駆動する。浮上ヘッドスライダ24が最外周記録トラック16を越えて非データゾーンすなわちランディングゾーンに向き合うと、例えば図3に示されるように、ロードバー25はランプ部材33の傾斜面34に接触する。さらにアクチュエータアーム21が揺動すると、ロードバー25は傾斜面34を登っていく。ロードバー25が傾斜面34を登るにつれて、浮上ヘッドスライダ24は磁気ディスク13の表面から徐々に遠ざかっていく。こうしてロードバー25はランプ部材33に受け止められる。浮上ヘッドスライダ24は磁気ディスク13の表面から離脱することから、浮上ヘッドスライダ24の空気軸受け面では浮力は消失する。その一方で、ロードバー25はランプ部材33上に保持されることから、無風状態にも拘わらず、磁気ディスク13に対する浮上ヘッドスライダ24の衝突や接触は回避されることができる。
このとき、浮上スライダ31の空気軸受け面29には、浮上ヘッドスライダ24の空気軸受け面と同様な手法で浮力は設定されることができる。浮上スライダ31の浮上高さは高い精度で調整されることができる。その結果、浮上スライダ31で支持されるランプ部材33上の傾斜面34は高い精度で磁気ディスク13の表面から規定の高さに保持されることができる。例えば磁気ディスク13の表面に直交する方向(垂直方向)に傾斜面34の広がりが縮小されても、ロードバー25は確実に傾斜面34に受け止められる。同時に、磁気ディスク13の半径方向に傾斜面34の広がりは十分に縮小されることができる。ランプ部材33はできる限り磁気ディスク13の表面から後退することができる。こうしたランプ部材33の後退に基づき磁気ディスク13上の最外周記録トラック16は磁気ディスク13の外縁にできる限り寄せられることができる。データゾーン17の拡大は実現される。
アクチュエータアーム21が完全に待機位置に位置決めされると、磁気ディスク13の回転は停止する。浮上スライダ31の空気軸受け面29から浮力は消失する。その結果、図4に示されるように、弾性サスペンション28の弾性力の働きで浮上スライダ31は磁気ディスク13の表面に押し付けられる。浮上スライダ31は吸着防止突起32で磁気ディスク13の表面に接触する。一般に、浮上ヘッドスライダ24には、情報の書き込みや読み出しに利用されることから、浮上高さの低減が求められる。その一方で、浮上スライダ31には浮上ヘッドスライダ24ほどに浮上高さの低減は求められる必要はない。したがって、浮上スライダ31の吸着防止突起32には十分な高さ(突出量)が確保されることができる。浮上スライダ31の吸着は確実に防止されることができる。
このとき、浮上スライダ31には、ランプ部材アセンブリ26に組み込まれる弾性サスペンション28から押し付け力が作用すると同時に、ヘッドアクチュエータ18に組み込まれる弾性サスペンション22から押し付け力が作用する。浮上ヘッドスライダ31は情報の読み出しや書き込みに利用されないことから、弾性サスペンション28には十分に大きな押し付け力は確保されることができる。したがって、例えばHDD11に衝撃が加わっても、浮上スライダ31は磁気ディスク13の表面に接触し続けることができる。浮上スライダ31の衝突は十分に回避されることができる。
HDD11が情報の書き込みや読み出しといった指令を受け取ると、まず、磁気ディスク13の回転が始まる。磁気ディスク13の回転に伴い浮上スライダ31は磁気ディスク13から浮上し始める。磁気ディスク13の回転が定常状態に達すると、浮上スライダ31は規定の浮上高さに位置決めされる。動力源23は前述の順方向とは反対の逆方向にアクチュエータアーム21を駆動し始める。ロードバー25は傾斜面34に向かって進んでいく。さらにアクチュエータアーム21が揺動すると、ロードバー25は傾斜面34を下っていく。
こうしてロードバー25が傾斜面34を下っていく間に浮上ヘッドスライダ24は磁気ディスク13の表面に向き合う。浮上ヘッドスライダ24には、磁気ディスク13の表面に沿って生成される気流に基づき浮力が付与される。その後、アクチュエータアーム21がさらに揺動すると、ロードバー25は傾斜面34すなわちランプ部材33から離脱する。磁気ディスク13が定常状態で回転する結果、ランプ部材33に支えられなくても浮上ヘッドスライダ24は磁気ディスク13の表面から浮上し続けることができる。
図5は本発明の第2実施形態に係る磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちHDD11aの内部構造を概略的に示す。このHDD11aには前述と同様にランプ部材アセンブリ36が組み込まれる。このランプ部材アセンブリ36は、図5から明らかなように、磁気ディスク13の外側で筐体本体12の底板に固定される取り付け台37を備える。取り付け台37には、スピンドルモータ14の回転軸に向かって水平方向に延びる弾性サスペンション38が固定される。
この弾性サスペンション38は磁気ディスク13の半径方向にデータゾーン17を横断する。弾性サスペンション38の先端は、最内周記録トラック15の内側に区画される非データゾーンに達する。弾性サスペンション38の先端には、前述と同様に、空気軸受け面で磁気ディスク13の表面に向き合わせられる浮上スライダ39が固定される。空気軸受け面は、最内周記録トラック15の内側で磁気ディスク13の非データゾーンに向き合わせられればよい。
浮上スライダ39上にはランプ部材41が固定される。このランプ部材41には、磁気ディスク13の中心に向かうにつれて磁気ディスク13の表面から遠ざかる傾斜面42が形成される。こういった傾斜面42はロードバー25の移動経路に沿って広がる。
こうして第2実施形態に係るHDD11aでは、ランプ部材41すなわち傾斜面42は最内周記録トラック15の内側に配置される。磁気ディスク13上では最外周記録トラック16の外側に余分な非データゾーンすなわちランディングゾーンが確保される必要はない。最外周記録トラック16は磁気ディスク13の外縁に最大限に寄せられることができる。磁気ディスク13では、外周側の1記録トラックでは内周側の1記録トラックに比べて多くの情報すなわちデータは記録されることができる。したがって、最外周記録トラック16が磁気ディスク13の外縁にできる限り寄せられれば、磁気ディスク13の記録容量は増大する。
ランプ部材アセンブリ26、36では、例えば図6に示されるように、取り付け台27、37と弾性サスペンション28、38との間に駆動部材43が挟み込まれてもよい。こういった駆動部材43は例えば圧電素子で構成されればよい。圧電素子は電圧の印加に応じて伸縮することができる。図7に示されるように、圧電素子の伸縮に基づき浮上スライダ31、39には磁気ディスク13の表面に沿って微小変位が与えられる。こうした微小変位に基づき浮上スライダ31、39は磁気ディスク13との吸着から容易に離脱することができる。圧電素子は弾性サスペンション28、38と浮上スライダ31、39との間に挟み込まれてもよい。
図8に示されるように、駆動部材43には圧電素子に代えて熱変形素子44が用いられてもよい。熱変形素子44には例えば電熱コイル45が巻き付けられる。電流の供給に応じて電熱コイル45は発熱する。こうして電熱コイル45が発熱すると、熱変形素子44に固有の線膨張係数に基づき熱変形素子44は膨張する。こうした熱膨張に基づき熱変形素子44は長手方向に伸縮することができる。熱変形素子44の伸縮に基づき浮上スライダ31、39には磁気ディスク13の表面に沿って微小変位が与えられる。こうした微小変位に基づき浮上スライダ31、39は磁気ディスク13との吸着から容易に離脱することができる。熱変形素子44は弾性サスペンション28、38と浮上スライダ31、39との間に挟み込まれてもよい。
その他、ランプ部材アセンブリ26、36にはリフト機構46が組み込まれてもよい。このリフト機構46は、図9に示されるように、例えば磁気ディスク13の表面に直交する方向(垂直方向)に移動する接触部材47を備える。この接触部材47は動作位置および待機位置の間で垂直方向に沿って往復移動する。こうした往復移動は駆動機構48の働きで実現されればよい。駆動機構48は、例えば電気モータといった駆動源と、駆動源の駆動力を伝達するギアやカムといった伝達部材とから構成されればよい。
磁気ディスク13の回転の停止に先立って接触部材47は動作位置に位置決めされる。動作位置で接触部材47は弾性サスペンション28、38に接触する。接触部材47は磁気ディスク13から遠ざかる方向に弾性サスペンション28、38を押し上げる。その後、磁気ディスク13の回転が停止すると、浮上スライダ31、39で浮力は消失する。浮力の消失にも拘わらず、弾性サスペンション28、38の先端で浮上スライダ31、39は磁気ディスク13の表面から引き離される。浮上スライダ31、39は、磁気ディスク13の表面から離れた位置に保持される。こうして磁気ディスク13の静止中であっても浮上スライダ31、39と磁気ディスク13との接触は回避される。浮上スライダ31、39と磁気ディスク13との吸着は確実に回避される。
その一方で、磁気ディスク13の回転が定常状態に達すると、リフト機構46の接触部材47は待機位置に下降する。浮上スライダ31、39には規定の浮力が作用する。接触部材47と弾性サスペンション28、38との接触は解除される。浮上スライダ31、39には弾性サスペンション28、38から所定の押し付け力が作用する。こうして浮上スライダ31、39の浮上高さは規定通りに設定される。
その他、リフト機構46では、例えば図10に示されるように、前述の接触部材47に代えて接触部材51が用いられてもよい。この接触部材51は動作位置および待機位置の間で垂直方向に沿って往復移動する。こうした往復移動は駆動機構52の働きで実現されればよい。駆動機構52は、例えば電気モータといった駆動源と、駆動源の駆動力を伝達するギアやカムといった伝達部材とから構成されればよい。接触部材51や駆動機構52は例えば取り付け台27、37に支持されればよい。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明の第1実施形態に係るハードディスク駆動装置(HDD)の構造を概略的に示す平面図である。
図2は、ランプ部材アセンブリの構造を概略的に示す拡大斜視図である。
図3は、磁気ディスクの回転が停止する際にランプ部材アセンブリの機能を概略的に示すHDDの拡大部分側面図である。
図4は、磁気ディスクの停止中にランプ部材アセンブリの機能を概略的に示すHDDの拡大部分側面図である。
図5は、本発明の第2実施形態に係るHDDの構造を概略的に示す平面図である。
図6は、取り付け台と弾性サスペンションとの間に挟まれる駆動部材すなわち圧電素子を概略的に示すランプ部材アセンブリの拡大側面図である。
図7は、圧電素子の働きを概略的に示すランプ部材アセンブリの拡大平面図である。
図8は、駆動部材すなわち熱変形素子の働きを概略的に示すランプ部材アセンブリの拡大平面図である。
図9は、ランプ部材アセンブリに組み込まれるリフト機構の一具体例を示す拡大斜視図である。
図10は、ランプ部材アセンブリに組み込まれるリフト機構の他の具体例を示す拡大斜視図である。

Claims (5)

  1. 記録媒体と、空気軸受け面で記録媒体の表面に向き合わせられるヘッドスライダと、ヘッドスライダに固定されるロードバーと、ロードバーの移動経路に沿って記録媒体の表面から徐々に遠ざかる傾斜面を形成し、この傾斜面でロードバーを受け止めるランプ部材と、空気軸受け面で記録媒体に向き合わせられて、ランプ部材を支持する浮上スライダとを備えることを特徴とする記録媒体駆動装置。
  2. 請求の範囲第1項に記載の記録媒体駆動装置において、前記浮上スライダを支持する第1支持部材と、少なくとも前記記録媒体およびヘッドスライダを収容する筐体に固定される第2支持部材と、第1および第2支持部材の間に挟まれて、第1および第2支持部材の間で相対変位を生み出す駆動部材とを備えることを特徴とする記録媒体駆動装置。
  3. 請求の範囲第2項に記載の記録媒体駆動装置において、前記第1支持部材は弾性サスペンションであることを特徴とする記録媒体駆動装置。
  4. 請求の範囲第3項に記載の記録媒体駆動装置おいて、少なくとも前記弾性サスペンションおよび浮上スライダのいずれか一方に接触し、記録媒体の表面から離れた位置で浮上スライダを保持するリフト機構をさらに備えることを特徴とする記録媒体駆動装置。
  5. 空気軸受け面で記録媒体の表面に向き合わせられる浮上スライダと、浮上スライダに固定されて、記録媒体の表面から徐々に遠ざかる傾斜面を形成するランプ部材とを備えることを特徴とする記録媒体駆動装置のランプ部材アセンブリ。
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