JPH06267206A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い精度でもってヘッドの位置決めをおこな
うことができる磁気回路支持構造をもつ磁気ディスク装
置を得ることにある。 【構成】 ヘッドの位置決め機構におけるアクチュエー
タのコイルあるいは磁気回路が容器から分離配置されか
つベースに結合されていて、ヘッドシークによって生じ
る反力がコイルあるいは磁気回路を振動させても、振動
をベースによって吸収して、容器を経由してスピンドル
およびディスクを振動させないようにしている。 【効果】 ヘッドシークによって発生する反力にもとづ
くディスクの振動をなくせるので、ヘッドの位置決めを
高い精度でもっておこなえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、磁気ディスク装置に
係わり、とくに改良されたヘッドの位置決め機構をもつ
磁気ディスク装置に関している。

【０００２】

【従来の技術】図３は電子計算機などの外部記憶装置と
して使用される磁気ディスク装置を示している。この磁
気ディスク装置は、ディスクを回転させ、ヘッドをディ
スクの半径方向に直線移動させることによってヘッドの
位置決めをおこなうタイプのものである。

【０００３】磁気記憶媒体してのディスクａはスピンド
ルｂにかん合かつ固定されている。スピンドルｂは容器
ｃにあるベアリングｄに保持されていると共に、モータ
ｅのシャフトに結合されている。ヘッドｆは支持ばねを
介してアームｇに支持され、アームｇはキャリッジｈに
固定されている。キャリッジｈはローラｉを介在して容
器ｃに部材ｊによって支持されているレールｋに載せら
れ、レールｋにそって直線移動することによって、ヘッ
ドｆをディスクの半径方向、つまりシーク方向に移動さ
せることができる。キャリッジｈの駆動はコイルｍおよ
び磁気回路ｎをもつボイスコイルモータによってなされ
ている。コイルｍはキャリッジｈに取り付けられ、磁気
回路ｎは容器ｃに固定された部材ｐに担持されている。
容器ｃはゴムダンパｑを介在してベースｒに設置されて
いる。ヘッドｆの位置決めは、モータｅによってスピン
ドルｂおよびディスクａを回転させ、コイルｎと磁気回
路ｎとのあいだの電磁気作用によってキャリッジｈを移
動させて、ヘッドｆをディスクａの半径方向の任意に直
線移動させることでもっておこなっている。

【０００４】この磁気ディスク装置において、キャリッ
ジｈは前述のようにコイルｎと磁気回路ｎとのあいだの
電磁気作用によってシーク力を得ているため、磁気回路
ｎが反力を受けることになる。しかし、磁気回路ｎは容
器ｃに固定されているため、ヘッドシークに際して、磁
気回路ｎに生じる反力にもとづく振動が容器ｃに伝達さ
れ、さらにベアリングｄを経由してスピンドルｂに伝達
される。ベアリングｄは剛性が小さいため、ベアリング
をばねとしかつスピンドルを質量とするばね−質量系が
構成され、スピンドルｂがヘッドシークにともなって振
動することになる。スピンドルが振動すると、ディスク
ａも一緒に振動するのであるが、ばね−質量系としてみ
たときに、ベアリングｄにはほとんど粘性項がないた
め、ディスクａの共振峰が高くなり、キャリッジｈがデ
ィスクの振動に追従できなくなり、ヘッドの位置決めに
誤りを生じる。図４はスピンドルの振動周波数とヘッド
の位置決め精度との関係を示している。横軸はスピンド
ルの振動周波数、縦軸はヘッドの位置決め誤差をあらわ
している。図３に関連して説明した磁気ディスク装置で
は、破線Ａによって示すように、ヘッドシークに際して
発生する反力にもとずく振動の周波数成分がスピンドル
ｂの固有振動数に一致すると、前述のようにスピンドル
を保持しているベアリングｄの粘性項が小さいため、共
振峰が高くなりヘッドの位置決め誤差が増大している。

【０００５】このようなスピンドルおよびディスクの振
動を防止し、ヘッドの位置決め精度を向上させるため
に、特開昭６４−３９６８５号公報では、アクチュエー
タのコイルをキャリッジに取り付け、磁気回路を板ばね
とせん断ゴムダンパとによって磁気回路を容器に固定さ
れたハウジングに支持させて、図４において一点鎖線Ｂ
に示すように磁気回路の固有振動数をスピンドルの固有
振動数より低くすることによって、ヘッドシークにおけ
る反力を減衰させて、スピンドルおよびディスクの振動
の低減をおこなっている。さらに、米国特許明細書第３
６４３２４２号では、磁気回路をリニアベアリングによ
って支持して、磁気回路をヘッドシーク方向に移動でき
るようにさせると共に、磁気回路をダイヤフラムに連結
して、磁気回路の移動範囲を規制するようにしている。
ダイヤフラムの復元力は、通常のヘッドシークにおける
反力にもとづく磁気回路の動きにたいして小さいため、
スピンドルがほとんど振動しなくなるばかりか、ロード
がスピンドルにかからないため、ヘッドシークによって
生じる反力にもとづくヘッドの位置決め精度の低下がな
い。なお、この特許明細書において、磁気回路の固有振
動数について記載されていないが、特開昭６４−３９６
８５号公報と同様に、スピンドルおよびディスクの振動
を改善しているものと推察される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６４−３９６８５号公報の磁気ディスク装置では、磁気
回路の固有振動数をスピンドルの固有振動数より低く
し、ゴムダンパを併用しても、前述のように、磁気回路
の固有振動数において大きな共振峰をもっているため、
近年ますます位置決め精度の向上が求められているな
か、スピンドルおよびディスクの振動が低減しても、磁
気回路の振動がヘッドの位置決め誤差として問題とな
る。つまり、スピンドルの振動数が磁気回路の固有振動
数よりもたかくなるため、スピンドルおよびハウジング
が一体となって振動し、スピンドルの動きにキャリッジ
が追随できなくなるということである。これは、図４に
おいて実線Ｃによって示すように、磁気回路の固有振動
数を十分に低くし、サーボ系における数１０Ｈｚ以下の
低域での高圧縮性を利用して、スピンドルの動きにキャ
リッジを追随させることができれば改善することがで
き、ヘッドの位置決め精度を向上させることができる。
そうするためには、磁気回路の振動振幅を大きくしなけ
ればならない。しかし、磁気回路を支持している板ばね
は、振動振幅を大きく取れないため、磁気回路の固有振
動数をあまり低くすることができず、実際にはヘッドの
位置決め精度の向上を期待できない。さらに、ゴムダン
パは、温度特性があり、常温に比較して、低温になると
剛性があがりかつ損失係数が小さくなるため、磁気回路
の固有振動数がたかくなりかつ共振峰も大きくなって、
ヘッドの位置決め精度を低下させ、逆に高温になると、
剛性が下がっても、損失係数が小さくなるため、磁気回
路の支持固有振動数が低くなるものの、共振峰が大きく
なって、ヘッドの位置決め精度を低下させる。

【０００７】また、米国特許明細書第３６４３２４２号
では、磁気回路がリニアベアリングによって支持されて
いるため、板ばねとちがって低周波数において磁気回路
に大きな振幅をあたえることができる。しかし、磁気回
路の可動範囲はダイヤフラムによって制限しているた
め、たとえ大きな振幅でも低周波数となる小さなばね定
数をもつダイヤフラムを実現することができたとして
も、このようなダイヤフラムは減衰特性がよくないた
め、通常のランダムなキャリッジのアクセスにもとづく
磁気回路のランダムな動きにたいして問題なくても、ヘ
ッドシークに際して磁気回路に共振現象を引き起こすよ
うなパターンをもつ反力が発生すると、磁気回路の振動
振幅が通常の磁気回路の動きの振幅の数倍にもなる。共
振が生じても、ダイヤフラムのばね定数が小さくかつ磁
気回路の支持固有振動数が低いままであれば、ヘッドの
位置決め精度は悪化しない。しかし、磁気回路の長さを
長くしなけらればならなくなるため、磁気回路の製作コ
ストが増大するばかりか、磁気ディスク装置全体も大き
くなり、小型化を絶対としている現状のニーズを満たす
ことができない。また、ストッパによって磁気回路の動
きを制限することもできるが、磁気回路がストッパとの
衝突によって発生する衝突加速度によって、かえってヘ
ッドの位置決め精度を劣化させ、あるいは、ダイヤフラ
ムが面外変形から面内変形に転移し、ダイヤフラムのば
ね定数が急激に大きくなり、磁気回路の固有振動数が上
がり、急激な加速度変化が容器に伝わり、ヘッドの位置
決め精度を悪化させる。

【０００８】本発明の目的は、より高い精度でもってヘ
ッドの位置決めをおこなうことができる、改良されたヘ
ッドの位置決め機構をもつ磁気ディスク装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ディスクと、ディスクを支持しかつ回転
させる駆動機構と、ディスクにたいする情報の書き込み
および読み出し動作をおこなうヘッドを含むヘッドアッ
センブリと、ヘッドアッセンブリを支持しかつディスク
上の移動をヘッドになさせる部材およびこの部材を駆動
するアクチュエータを含む位置決め機構と、これらの機
構を収納しかつ担持する容器と、防振脚を介在して容器
を支持するベースとを具備している磁気ディスク装置に
おいて、アクチュエータにおけるコイルおよび磁気回路
の一方が容器から分離配置されていると共に、ベースに
結合されていることを特徴としている。

【００１０】

【作用】ヘッドシークがなされると、反力がコイルある
いは磁気回路に発生する、たとえば磁気回路に発生する
と、磁気回路が振動するが、この振動は磁気回路から大
きな質量をもつベースに伝達され、ベースよって吸収さ
れるため、容器がほとんど振動せず、そこで、容器に担
持されているスピンドルおよびディスクの振動がごくわ
ずかとなり、ヘッドの位置決め精度を低下させない。

【００１１】

【実施例】本発明の磁気ディスク装置の実施例は、以下
に、図１および図２を参照して説明する。

【００１２】図１はヘッドの位置決めがディスクの回転
とディスクの半径方向にヘッドを直線運動させることに
よっておこなう磁気ディスク装置である。

【００１３】容器１０は、ボルトによって締結された、
ふたつの部材１１、１２からなっている。この容器１０
は防振脚２６を介在してベース２７に支持されている。
容器の内部空間には、ディスク１３、ディスクを支持す
るスピンドル１４を含む駆動機構、ディスクにたいする
情報の書き込みおよび読み出し動作をおこなうヘッド１
５を含むヘッドアッセンブリ、それにヘッドアッセンブ
リを支持しかつヘッドにディスク上の移動をなさせる位
置決め機構が収容されている。

【００１４】ディスク１３は一定間隔を形成してスピン
ドル１４にかん合かつ固定されている。スピンドル１４
は容器構成部材１１にあるベアリング１７に保持され、
回転することができる。モータ１８は、容器構成部材１
１の外部に設置され、シャフトをスピンドル１４に結合
されている。

【００１５】ヘッド１５はヘッドアーム１９に支持ばね
を介在して取り付けられ、ヘッドアーム１９はガイドア
ーム２０に固定されている。このヘッドアッセンブリ
は、ヘッド１５をディスク１３に向けて配置されている
と共に、ガイドアーム２０をキャリッジ２１に固定され
ている。

【００１６】位置決め機構はこのキャリッジ２１を含
み、キャリッジ２１はこれにあるローラ２２が容器構成
部材１１に固定されているレール２３の上を転動するこ
とによって、ヘッド１５をディスク１３の半径方向に移
動させるようにさせている。キャリッジ２１の駆動はボ
イスコイルモータによってなされている。ボイスコイル
モータにおけるコイル２４はキャリッジ２１に取り付け
られ、磁気回路２５はマグネットやヨークなどからなっ
ていて容器構成部材１２に取り付けられ、コイルと磁気
回路との電磁気作用によってキャリッジ２１に前記直線
移動をなさせようにしている。

【００１７】しかし、本発明による磁気ディスク装置に
おいて、ボイスコイルモータの磁気回路２５は、空気軸
受やリニアベアリングなどの直線案内２８を介在して容
器構成部材１２に取り付けられ、この直線案内２８によ
ってキャリッジ２１と同じ方向に移動することができる
ようにさせられていると共に、支持機構３０を介在して
ベース２７に連結されている。支持機構３０は、リンク
３１を磁気回路２５から延びる部材３２とベース２７と
一体に形成されたコラム２７ａから延びる部材３３とに
ピン３４によって連結したもので、リンク３１、部材３
２，３３およびピン３４は磁気回路２５の移動方向と平
行に直線配置されていて、磁気回路２５が直線案内２８
にそって移動しようとするときに、磁気回路２５の移動
量を制限していると共に、防振脚１６によってフレーム
１７に支持されベース１３が振動などによってフレーム
１７にたいして位置ずれを発生したときに、ピン３４を
支点にして折れ曲がって、この位置ずれを吸収すること
ができるようにしている。必要に応じて、リンク３１
は、ピン３４にかえてゴムなどの弾性体によって部材３
２，３３に連結するようにしてもよい。シール３５が容
器構成部材１２における部材３３が貫通する孔を覆うよ
うに配置されていると共に、内周縁および外周縁を部材
３３および容器構成部材１１に固定されている。

【００１８】この磁気ディスク装置において、ヘッドの
位置決めは、スピンドルモータ１８を作動させ、ディス
ク１３をスピンドル１４といっしょに回転させ、リニア
アクチュエータのコイル２４に電流をながし、キャリッ
ジ２１を移動させると共に、コイル２４にながれる電流
を制御することによってなされる。

【００１９】ヘッドシークがなされると、キャリッジ２
１がコイル２４と磁気回路２５との電磁気作用によって
シーク力を得ているため、磁気回路２５が反力をうける
ことになる。この反力は、支持機構３０を構成するリン
ク３１、部材３２，３３および軸継手３４，３５を介在
してベース２７から延びるコラム２７ａが受け、ベース
２７を振動させようとするが、ベース２７は容器１０に
比較してはるかに大きな質量をもっているため、反力が
直接に容器１０に加わった場合に比較して、ベース２７
に伝達された振動振幅が容器１０とベース２７との質量
比に反比例して小さくなり、容器１０、容器に設置され
ているスピンドル１４およびスピンドルに支持されてい
るディスク１３を振動させず、ヘッドの位置決め精度が
ヘッドシークによって発生する反力でもって低下しな
い。

【００２０】さらに、容器１０はたとえば数１０Ｈｚの
共振周波数をもつ防振脚２６よってベース２７に支持さ
れ、この周波数はサーボ系の圧縮率が十分高い領域にあ
るため、防振脚２６を通して容器１０に伝えられる振動
によるヘッドの位置決め誤差もごくわずかとなり、そし
て、スピンドル１４の固有振動数は数１００Ｈｚとなっ
ていて、容器１０の支持周波数よりはるかに高いため、
容器１０にはほとんど伝わらず、スピンドル１４に振動
を発生させないため、ヘッドの位置決め誤差はごくわず
かなもとなり、この結果、ヘッドの位置決めをきわめて
高い精度でもっておこなえる。

【００２１】なお、この磁気ディスク装置では、ヘッド
シークに際して磁気回路２５に発生する反力が容器１０
にほとんど伝達されず、ベース２７に伝達され、容器１
０にもリニアベアリング２８の摩擦力分の力が加わるこ
とになるため、リニアベアリング２８は摩擦が極力小さ
いものからなるようにすることが望ましい。

【００２２】図２は本発明の磁気ディスク装置の他の実
施例を示している。この磁気ディスク装置は、図１に関
連して説明した磁気ディスク装置と同様に、ディスク１
３、ディスクを支持する回転可能なスピンドル１４、デ
ィスク１３にたいする情報の書き込みおよび読み出し動
作をおこなうヘッド１５を含むヘッドアッセンブリ、ヘ
ッドアッセンブリを支持しかつディスク上の移動をヘッ
ドになさせるキャリッジ２１およびボイスコイルモータ
を含む位置決め機構を具備している。これらは容器１０
の内部に収納されていると共に、容器１０に固定されて
いる。そして、容器１０は防振脚２６を介在してベース
２７に設置されている。

【００２３】しかし、この磁気ディスク装置において、
ボイスコイルモータを構成しているコイル２４はキャリ
ッジ２１に取り付けられている。が、マグネットやヨー
クなどからなる磁気回路２５は、容器構成部材１２を貫
通してベース２７に設置された柱部材１３３に固定さ
れ、容器１０にたいして分離されている。シール１３５
が、容器構成部材１２における柱部材１３３がとおって
いる孔を覆うように、柱部材１３３にはめられ、内周縁
および外周縁を柱部材１３３および容器構成部材１２に
密着かつ結合されている。

【００２４】この磁気ディスク装置において、ヘッドの
位置決めは、スピンドルモータ１８を作動させ、ディス
ク１３をスピンドル１４といっしょに回転させ、リニア
アクチュエータのコイル２４に電流をながし、キャリッ
ジ２１を移動させると共に、コイル２４にながれる電流
を制御することによってなされる。

【００２５】ヘッドシークがなされ、磁気回路２５が反
力を受け、磁気回路２５が振動すると、容器１０は磁気
回路２５から分離配置されているため、振動が柱部材１
３３を経由してベース２７に伝達されたあと、質量の大
きなベース２７によって吸収され、スピンドル１４およ
びディスク１３がヘッドシークにともなう反力によって
ほとんど振動しなくなり、ヘッドの位置決め誤差をごく
わずかなものとさせることができる。そして、容器１０
はたとえば数１０Ｈｚの共振周波数をもつ防振脚２６よ
ってベース２７に支持され、この周波数はサーボ系の圧
縮率が十分高い領域にあるため、防振脚２６を通して容
器１０に伝えられる振動によるヘッドの位置決め誤差も
ごくわずかとなり、スピンドル１４の固有振動数も数１
００Ｈｚとなっていて、容器１０の支持周波数よりはる
かに高いため、容器１０にはほとんど伝わらず、スピン
ドル１４に振動を発生させないため、ヘッドの位置決め
誤差はごくわずかなもとなり、この結果、ヘッドの位置
決めをきわめて高い精度でもっておこなえる。

【００２６】なお、これらの実施例は、ボイスコイルモ
ータのコイルがキャリッジに取り付けられている磁気デ
ィスク装置についてのみ説明したが、磁気回路がキャリ
ッジに取り付けられている磁気ディスク装置において、
コイルをベースに結合することによって、ヘッドシーク
に際してコイルに生じる反力にもとづくスピンドルおよ
びディスクの振動を低減させることができ、また、ヘッ
ドの位置決めがディスクを回転させ、ディスクの半径方
向にヘッドを移動させることによってなされているが、
ディスクの外部にある一点を中心にして回転するスイン
グアームによってヘッドの位置決めをおこなっているデ
ィスク装置であっても、スイングアームを回転させるア
クチュエータの磁気回路あるいはコイルをベースに結合
することによって、ヘッドシークに際して磁気回路ある
いはコイルに生じる反力にもとづくスピンドルおよびデ
ィスクの振動を低減させることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の磁気ディスク装置は、以上説明
したように、ヘッドシークにともなって発生する反力に
もとづく振動がアクチュエータを構成するコイルあるい
は磁気回路に発生しても、容器を経由して、ディスクお
よびこれを支持しかつ回転させる機構にほとんど伝達さ
れないため、従来の磁気ディスク装置に比較して、より
高い精度でもってヘッドの位置決めをおこなわことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスク装置の一実施例を断面に
して示す説明図である。

【図２】本発明の磁気ディスク装置の他の実施例を断面
にして示す説明図である。

【図３】従来の磁気ディスク装置を断面にして示す説明
図である。

【図４】磁気ディスク装置における位置決め誤差と振動
周波数との関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１０…容器、１３…ディスク、１４，１７，１８…ディ
スク駆動機構、１５，１９，２０…ヘッドアッセンブ
リ、１７…ベース、２１，２２…ヘッドアッセンブリ支
持移動させる部材、２４…コイル、２５…磁気回路、２
６…防振脚。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスクと、ディスクを支持しかつ回転
   させる駆動機構と、ディスクにたいする情報の書き込み
   および読み出し動作をおこなうヘッドを含むヘッドアッ
   センブリと、ヘッドアッセンブリを支持しかつディスク
   上の移動をヘッドになさせる部材およびこの部材を駆動
   するアクチュエータを含む位置決め機構と、これらの機
   構を収納しかつ担持する容器と、防振脚を介在して容器
   を支持するベースとを具備している磁気ディスク装置に
   おいて、アクチュエータにおけるコイルおよび磁気回路
   の一方が容器から分離配置されていると共に、ベースに
   結合されていることを特徴とする磁気ディスク装置。