JP2006277866A - 記憶媒体駆動装置の空気清浄方法及び空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記憶媒体駆動装置内のナノレベルの微小な塵埃を効率的に除去し、記憶媒体駆動装置内の空気を清浄化することを目的とする。
【解決手段】記憶媒体駆動装置の空気清浄方法において、コロナ放電を生じさせるイオン化電極が内設されるとともに装置内に空気を流入する空気流入ノズルを、装置のハウジングに設けられた空気流入口に挿入し、装置内のイオン化された塵埃を集塵する集塵電極が内設されるとともに記憶媒体駆動装置外に空気を排出する空気排出ノズルを、装置のハウジングに設けられた空気排出口に挿入し、イオン化電極及び集塵電極に電圧を印加して装置内の塵埃を帯電し、集塵電極に塵埃を集塵し、空気排出ノズルで装置外部に排出することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった記憶媒体駆動装置の内部の塵埃を除去する為の記憶媒体駆動装置の空気清浄方法及び空気清浄装置に関する。

例えばＨＤＤには、データを記録するための磁気ディスクと、記録/再生ヘッドを搭載するヘッドスライダを支持するヘッドアクチュエータが組み込まれる。ヘッドアクチュエータが磁気ディスクの外側に向かって順方向に最大限に揺動すると、ヘッドアクチュエータは休止位置に位置決めされる。ヘッドアクチュエータの先端はランプ部材に受け止められる。その一方で、ヘッドアクチュエータが休止位置から順方向とは反対の逆方向に向かって揺動すると、ヘッドアクチュエータの先端はランプ部材から離脱する。従来は、コンタクトスタートストップ（ＣＳＳ）方式が一般的であったが、最近では前述のようなヘッドを媒体から離間して退避させるアンロード方式、すなわち、ランプロード方式が主流になっている。
特開平０４−２９１０８３号公報

近年、このようなＨＤＤでは、ヘッドスライダの浮上量、つまりヘッドスライダと磁気ディスク媒体間の離間距離が、１０ｎｍ以下となりつつある。したがって、密封されたディスクエンクロージャー（ＤＥ）内にナノオーダーの塵埃(１０−５００ｎｍ)が発生した場合、塵埃がヘッドスライダと磁気ディスク間に噛み込まれ、ヘッドクラッシュを発生するといった障害リスクを有する。そのため、ＤＥ内の各部品の洗浄を徹底的に実施するとともに、クリーンルーム内での組立てにより徹底的にＤＥ内部に塵埃が混入しないようにしていた。しかしながら、部品レベルでの洗浄強化やクリーンルームの浄化の改善で対応しても、塵埃計の性能限界があった。つまり、管理できる塵埃は０．５μｍ程度の大きさが限界であり、かつ完全に塵埃を無くすことはできなかった。

したがって、ヘッドスライダと磁気ディスク媒体の間に塵埃を噛み込んで、ヘッドスライダの読出／書込ヘッド素子部に微細な傷を付け、ヘッド素子部の特性劣化が生じることがあった。また、噛み込んだ瞬間に浮上量が上昇しリード又はライトができない障害が発生することがあった。さらに、最悪は磁気ディスク媒体に傷をつけデータが破壊される重要障害を引き起こすことがあった。

なお、特許文献１には、磁気ディスク装置に空気清浄機を一体的に設け、特定の条件で集塵するものが開示されているが、構成的には磁気ディスク装置の小型化に逆行し、集塵タイミングを制御する必要があり、コストアップになる。また、開示のような空気循環式の空気清浄機は、空気を循環させてフィルタで単純に塵埃を吸い出して集塵するものであるが、微小な塵埃を十分に除去することができなかった。
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、記憶媒体駆動装置内のナノオーダーの微小な塵埃を効率的に除去し、記憶媒体駆動装置内の空気を清浄化する記憶媒体駆動装置の空気清浄方法及び空気清浄装置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、記憶媒体駆動装置の空気清浄方法において、前記記憶媒体駆動装置内の塵埃をイオン化するためのイオン化電極が内設されるとともに前記記憶媒体駆動装置内に空気を流入する空気流入ノズルを、前記記憶媒体駆動装置のハウジングに設けられた空気流入口に挿入し、前記記憶媒体駆動装置内のイオン化された塵埃を集塵する集塵電極が内設されるとともに前記記憶媒体駆動装置外に空気を排出する空気排出ノズルを、前記記憶媒体駆動装置のハウジングに設けられた空気排出口に挿入し、前記イオン化電極及び前記集塵電極に電圧を印加して前記記憶媒体駆動装置内の塵埃を帯電し、前記集塵電極に塵埃を集塵し、前記空気排出ノズルで前記記憶媒体駆動装置外部に排出し、集塵処理終了後前記空気流入ノズル及び前記空気排出ノズルをはずすことを特徴とする。

記憶媒体駆動装置の空気清浄装置において、前記記憶媒体駆動装置内の塵埃をイオン化するためのイオン化電極と、前記イオン化電極が内設されるとともに前記記憶媒体駆動装置内に空気を流入する空気流入ノズルと、前記記憶媒体駆動装置内の帯電された塵埃を集塵する集塵電極と、前記集塵電極が内設されるとともに前記記憶媒体駆動装置外に空気を排出する空気排出ノズルとを備えてなることを特徴とする。

前記空気（気体）は酸素ガスであることを特徴とする。
前記記憶媒体駆動装置は、ヘッドを媒体から離間して退避させるアンロード方式を採用していることを特徴とする。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は、本発明に係る本発明の一実施形態の記憶媒体駆動装置の外部構造を概略的に示す図であり、すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の外部構造を示す。また、図２は、本発明に係る本発明の一実施形態の記憶媒体駆動装置の内部構造を概略的に示す図であり、すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を示す。
このＨＤＤ１１は箱形の筐体すなわちハウジングを備える。ハウジングは、例えば平たい直方体の密閉収容空間を区画する箱形のベース１３を備える。ベース１３は例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。

ベース１３には蓋体すなわちカバー１４が結合される。カバー１４とベース１３との間の隙間やねじ孔などの外気と通じる孔は全て密封シールで覆われ、ＤＥ（ディスクエンクロージャー）として完全に密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。板材には例えばステンレス鋼の金属板などが用いられればよい。板材は積層材などから構成されてもよい。

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媒体１５が収容される。磁気ディスク１５はスピンドルモータ１６の回転軸に装着される。スピンドルモータ１６は例えば５４００ｒｐｍや７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク媒体１５を回転させることができる。

収容空間にはヘッドアクチュエータ１７がさらに収容される。このヘッドアクチュエータ１７はアクチュエータブロック１８を備える。アクチュエータブロック１８は、垂直方向に延びる支軸１９に回転自在に連結される。アクチュエータブロック１８には、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が区画される。アクチュエータブロック１８は例えば押し出し成形に基づきアルミニウムから成型されればよい。

個々のアクチュエータアーム２１の先端には、アクチュエータアーム２１から前方に延びるヘッドサスペンション２２が取り付けられる。ヘッドサスペンション２２の先端にはいわゆるジンバルばね（図示されず）が接続される。ジンバルばねの表面に浮上ヘッドスライダ２３は固定される。こうしたジンバルばねの働きで浮上ヘッドスライダ２３はヘッドサスペンション２２に対してその姿勢を変化させることができる。

浮上ヘッドスライダ２３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媒体１５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と、スピンバルブ膜やトンネル接合膜の抵抗変化を利用して磁気ディスク媒体１５から情報を読み出す巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子やトンネル接合磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子といった読み出し素子とで構成されればよい。

磁気ディスク媒体１５の回転に基づき磁気ディスク媒体１５の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダ２３には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧とヘッドサスペンション２２の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク１５の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２３は浮上し続けることができる。

こういった浮上ヘッドスライダ２３の浮上中にヘッドアクチュエータ１７が支軸１９回りで回転すると、浮上ヘッドスライダ２３は磁気ディスク１５の半径線に沿って移動することができる。その結果、浮上ヘッドスライダ２３上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間でデータゾーンを横切ることができる。こうして浮上ヘッドスライダ２３上の電磁変換素子は目標の記録トラック上に位置決めされる。

アクチュエータブロック１８にはボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２４が連結される。アクチュエータブロック１８には、支軸１９から水平方向に延びる支持体２５が一体に形成される。支持体２５にはＶＣＭ２４のコイル２６が巻き付けられる。支持体２５は、ＶＣＭ２４に固定される永久磁石（図示されず）に向き合わせられる。電流の供給に応じてコイル２６で磁界が生成されると、アクチュエータブロック１８すなわちヘッドアクチュエータ１７の揺動は引き起こされる。

本実施例のＨＤＤはランプロード方式を採用している。ヘッドサスペンション２２の先端には、ヘッドサスペンション２２の先端から前方に延びるロード部材すなわちロードタブ２７が固定される。ロードタブ２７はヘッドアクチュエータ１７の揺動に基づき磁気ディスク１５の半径方向に移動することができる。ロードタブ２７の移動経路上には磁気ディスク１５の外側でランプ部材２８が配置される。ロードタブ２７はランプ部材２８の表面に受け止められる。

ランプ部材２８は、磁気ディスク１５の外側でベース１３の底板に例えばねじ留めされる取り付け台２９を備える。取り付け台２９には、ヘッドアクチュエータ１７の支軸１９に向かって水平面に沿って突き出る突片３１が形成される。突片３１は例えば一体成型に基づき取り付け台２９に一体化される。突片３１の先端は最外周記録トラックの外側で非データゾーンに向き合わせられる。ランプ部材２８およびロードタブ２７は協働でいわゆるロードアンロード機構を構成する。ランプ部材２８は例えば硬質プラスチック材料から成型されればよい。

このようなＨＤＤは、クリーンルームで前述した各部品が取り付けられ、ベース１３とカバー１４がはめられ、螺子で螺合される。そして、最終的に、カバーやベースに密封シールを貼り付け、収容空間は完全に密閉される。その直前に、空気清浄装置５０で収容空間内に存在する塵埃パーティクルを除去する。

図３は、本発明の一実施形態の空気清浄装置の内部構造を概略的に示す図である。

空気清浄装置５０は、空気を流入するための空気流入ノズル６０と空気を排出するための空気排出ノズル７０が設けられ、空気清浄装置とＨＤＤ内部との間を空気が循環するように構成されている。空気流入ノズル６０と空気排出ノズル７０はカバー１４の空気流入口４２と空気排出口４１にそれぞれ挿入される。
空気流入ノズル６０と空気排出ノズル７０の外周は、空気流入口４２と空気排出口４１とその弾力で密着するとともに電気絶縁するために絶縁樹脂などの材料で構成された絶縁導管６１、７１で構成される。

空気流入口４２と空気排出口４１は、カバー１４をプレスで成型する際に形成される。空気流入口４２と空気排出口４１は、図２に点線で図示されているように、ヘッドや媒体を傷つけないように、信号処理回路（リード／ライトチャネル）とヘッド回路（ヘッドＩＣ）に接続するフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）３１が搭載される空間、すなわちボイスコイルモータ２４の横の空間に、対向する位置のカバー側に設けるのが良い。

また、ヘッドアクチュエータやＦＰＣ３１などの部品は形状が複雑であり、そこに付着した塵埃は洗浄で落としきれずに残っていることが多く、装置内汚染の主原因となっている。したがって、汚染源付近で集塵を効率的に行うために、ＦＰＣ３１やヘッドアクチュエータのボイスコイルモータ２４付近に空気流入口４２と空気排出口４１を設けるのが良い。なお、本実施例では、カバーに空気流入口４２と空気排出口４１を設けたがベース側に設けても良い。
空気流入口４２には空気流入ノズル６０を挿入し易くするための環状のリブ４４と、空気排出口４１には空気排出ノズル（集塵ノズル）７０を挿入し易くするための環状のリブ４３を有している。
また、円筒形のイオン化電極６２は空気流入ノズル６０の絶縁導管６１内にはめ込まれている。さらに、イオン化電極６２の円筒の中央部分にニードル型のイオン化電極６４が内設されている。イオン化電極６２、６４はそれぞれ電源６３に接続され、イオン化電極６２はマイナス電極として、イオン化電極６４はプラス電極として機能する。コロナ放電を生じさせるために、イオン化電極６２の表面とイオン化電極６４のニードルの先端部分との間の距離Ｌは例えば約１〜３ｍｍに設定されている。
集塵電極７２である円筒形のプラス電極は空気排出ノズル７０の絶縁導管７１内にはめ込まれている。電源７３の一端は集塵電極７２に接続され、他端はグランドに接続される。
なお、各ノズルの内径は例えば３〜１０ｍｍに設定すれば良い。
カバーの強度が落ちるので、空気流入口４２と空気排出口４１の孔のサイズは小さい方が良い。従って、各ノズルの内径も小さい方が良い。本実施例では、各ノズルの内径を約３ｍｍ、イオン化電極６２の先端とイオン化電極６４の表面との間の距離Ｌを約１ｍｍとした。
なお、電極６２、７２は、銅Ｃｕや金Ａｕなどの導電体で構成され、イオン化電極６４はタングステンなどで構成しても良い。イオン化電極６４はニードル型（ニードル放電方式）の例で説明したが、ワイヤ型（イオン化線方式）やプレート型で構成しても良い。また、イオン化電極６４はできるだけ空気流入口４２の近傍で効率的に放電を生じさせ、電子を装置内に有効に送り込むには、細いノズルに挿入可能なニードル型やワイヤ型が効果的である。
ファン６５は、図３のように空気流入ノズル６０に内設しても良いが、空気流入ノズル６０に接続される空気流路上に設けられていれば良い。ファン７５は、図３のように空気流入ノズル７０に内設しても良いが、空気排出ノズル７０に接続される空気流路上に設けられていれば良い。
また、図４は、ニードル型イオン化電極保持部材の拡大図である。図４（ａ）は、十字型の保持部材９１であり、中心孔にイオン化電極６４を挿入してイオン化電極６４を支持するためのリング９１ａを有し、ノズル内でイオン化電極６４を位置決め保持するための十字の支持部材９１ｂが４本設けられている。図４（ｂ）は、リング型の保持部材９２であり、中心孔にイオン化電極６４を挿入してイオン化電極６４を支持するためのリング９２ａを有し、ノズル内でイオン化電極６４を位置決め保持するためのリング状支持部材９２ｂが設けられている。これらの保持部材９１、９２を少なくとも２本使用してノズルにはめ込むことにより、ノズル内にニードル型のイオン化電極６４を安定して位置決めして支持することが可能である。
なお、保持部材は、デルリンなどの樹脂材で絶縁性があり、固定保持する形態であれば実施例に限定されない。
空気清浄処理の手順は下記のとおりである。
（１）空気流入口４２に空気流入ノズル６０を挿入する。また、空気排出口４１には空気排出ノズル７０を挿入する。
（２）次に、電源６３は例えば約１０〜３０ｋＶの高電圧をイオン化電極、つまりマイナス電極６２、プラス電極６４にそれぞれ印加する。
（３）空気排出ノズル７０内には、プラス電極（集塵電極）７２が設けられており、電源７３は例えば１２Ｖの電圧を印加する。
（４）空気清浄処理を行う際に、ヘッドスライダ２３を磁気ディスク媒体上にロードせずに、つまりラッチ機構にヘッドアセンブリをラッチさせたまま、磁気ディスク媒体１５を高速回転させ、ＤＥ内の空気を対流させ攪拌し、塵埃パーティクルを浮遊させる。
（５）上記（２）のステップによりコロナ放電が生じ、浮遊粒子は帯電される。具体的には、コロナ放電により放射状の強い電界が現れ、放電部（ニードル型のプラス電極６４とマイナス電極６２）付近の気体分子がプラズマ状態となり、大量の電子が発生して空気中に拡散し、空気の分子がマイナスイオン化される。このようにして、帯電されたマイナスイオン化エアー（−イオン化Ａｉｒ）はファン６５によりＤＥ（ＨＤＤ）内部に送り込まれ、ＤＥ内の塵埃パーティクルを帯電し、マイナスイオン化させる。
（６）マイナスイオン化された塵埃パーティクルＰは、空気排出ノズル７０内のプラスに帯電された集塵電極７２に静電気作用により引き寄せられ、さらに、ファン７５による吸引力により吸引されて空気清浄装置５０内の図示しないフィルタに集塵される。集塵後の空気は循環させてＤＥ内に戻しても良いし、そのまま排気しても良い。
空気清浄処理時間は例えば１０分間行う。空気は例えば約１０〜１００ｃｃ／ｓｅｃでＤＥ内に流入する。流入する空気（気体）は、コロナ放電により発生するオゾンガスを抑制するために酸素ガスなどのガスを使用しても良い。酸素ガスはオゾンガスを発生せず、オゾンガスがＤＥ内の部品を腐食するのを防止する効果が期待できる。
（７）空気清浄処理終了後は、空気流入口４２と空気排出口４１から各ノズルをはずし、空気流入口４２と空気排出口４１を密封シール８１で覆う。
なお、空気清浄処理を行う前に、空気流入口４２と空気排出口４１以外は、装置外からの空気の流入を防止するため、密封シールを貼っておくのが良い。すなわち、ねじ孔などやカバーとベースの間を塞ぐために、それらの箇所に図示しない他の密封シールを貼っておく。
ヘッドロード／アンロード方式を採用したＨＤＤに適用する場合は、ＣＳＳ方式を採用したＨＤＤに比較して製造出荷後の塵埃発生率が低い為、製造出荷前の空気清浄処理で十分に塵埃を除去可能である。この空気清浄処理方法は、ヘッドの不使用時にヘッドを退避させヘッドの使用時にヘッドをロードさせるヘッドロード／アンロード方式（ランプロード方式など）を採用したＨＤＤなどに有効であり、ＣＳＳ方式を採用したＨＤＤを開示する特許文献１のように空気清浄装置を一体化してＨＤＤを大型化したり、空気清浄のための通常動作時(リード／ライト時)に不要な部品を搭載したりする必要が全く無い。
その後、各種試験やサーボトラックライトなどが行われ、最終的に製造工場から出荷される。製品出荷後ＤＥは密封状態が保たれるが、故障等のメンテナンス時に必要があれば再度空気清浄処理を行っても良い。

本実施例の静電式の空気清浄装置は、一般的な空気清浄装置よりも、製造時に混入する微小な塵埃を確実に除去することが可能になる。また、従来測定困難である程に小さなナノレベル塵埃を効率的に集塵するとともに確実に除去することが可能になる。したがって、ヘッドスライダ、ヘッド素子などのヘッドや磁気ディスク媒体に対する塵埃の影響を防止して、ヘッドや磁気ディスク媒体の損傷などの障害発生率を大幅に低減することができる。

また、塵埃除去率を向上させることで、ＤＥ内に配置される吸着剤や乾燥剤の寿命を長く保つ効果がある。

本実施例では、コロナ放電方式で説明したが、他の気中放電方式により、気体中に電子を発生させてイオン化エアーを生成しても良い。

本実施例では、 磁気ディスク及び磁気ヘッドスライダを使用する密閉型の磁気ディスク装置で説明したが、光磁気ディスク及び磁気ヘッドスライダを使用する光磁気ディスク装置や、光ディスク及び光ヘッドスライダを使用する光ディスク装置などの記憶媒体駆動装置で密閉構造を採用したものにも本発明は応用できる。

以上のように本発明によれば、記憶媒体駆動装置内部のナノレベルの塵埃を効率的に集塵するとともに除去することができ、記憶媒体駆動装置の障害発生率を低減することが可能な信頼性の高い記憶媒体駆動装置の空気清浄方法及び空気清浄装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態の記憶媒体駆動装置の外部構造を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態の記憶媒体駆動装置の内部構造を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態の空気清浄装置の内部構造を概略的に示す図である。 ニードル型のイオン化電極保持部材の拡大図である。

符号の説明

１１ 磁気ディスク駆動装置（記憶媒体駆動装置）
１４ カバー
１７ ヘッドアクチュエータ
２３ ヘッドスライダ
４１ 空気排出口
４２ 空気流入口
５０ 空気清浄装置
６０ 空気流入ノズル
７０ 空気排出ノズル
６２ ６４ イオン化電極
７２ 集塵電極

Claims (5)

1. 記憶媒体駆動装置の空気清浄方法において、
   前記記憶媒体駆動装置内の塵埃をイオン化するためのイオン化電極が内設されるとともに前記記憶媒体駆動装置内に空気を流入する空気流入ノズルを、前記記憶媒体駆動装置のハウジングに設けられた空気流入口に挿入し、
   前記記憶媒体駆動装置内のイオン化された塵埃を集塵する集塵電極が内設されるとともに前記記憶媒体駆動装置外に空気を排出する空気排出ノズルを、前記記憶媒体駆動装置のハウジングに設けられた空気排出口に挿入し、
   前記イオン化電極及び前記集塵電極に電圧を印加して前記記憶媒体駆動装置内の塵埃を帯電し、
   前記集塵電極に塵埃を集塵し、前記空気排出ノズルで前記記憶媒体駆動装置外部に排出し、
   集塵処理終了後前記空気流入ノズル及び前記空気排出ノズルをはずすこと、
   を特徴とする記憶媒体駆動装置の空気清浄方法。
2. 前記空気は酸素ガスであることを特徴とする請求項１記載の記憶媒体駆動装置の空気清浄方法。
3. 前記記憶媒体駆動装置は、ヘッドを媒体から離間して退避させるアンロード方式を採用していることを特徴とする空気清浄方法。
4. 記憶媒体駆動装置の空気清浄装置において、
   前記記憶媒体駆動装置内の塵埃をイオン化するためのイオン化電極と、
   前記イオン化電極が内設されるとともに前記記憶媒体駆動装置内に空気を流入する空気流入ノズルと、
   前記記憶媒体駆動装置内の帯電された塵埃を集塵する集塵電極と、
   前記集塵電極が内設されるとともに前記記憶媒体駆動装置外に空気を排出する空気排出ノズルと、
   を少なくとも備えてなることを特徴とする記憶媒体駆動装置の空気清浄装置。
5. 前記空気は酸素ガスであることを特徴とする請求項４記載の記憶媒体駆動装置の空気清浄装置。
   
   

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