JP3840307B2 - ディスク装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高記録密度を有するディスク装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
磁気ディスク装置は、磁気ディスクをスピンドルモータ等の回転駆動手段により回転させると共に、磁気ディスク上の任意の半径位置に位置決めされる磁気ヘッドにより、同心円状に形成された複数のトラックに情報を記録しまたは読み出すものである。近年のコンピュータをはじめとする情報機器の性能向上に伴い、このような磁気ディスク装置においては、磁気ディスクの記録密度の高密度化と磁気ヘッドによる読取りに関する転送レートの高速化とがますます強く要求されてきている。なお、ディスク装置は磁気ディスク装置に限定されず、情報記録担体として回転ディスクを備える光ディスク装置や光磁気ディスク装置もディスク装置に含まれる。
【0003】
従来の磁気ディスク装置は、情報記録担体としての磁気ディスクと、この磁気ディスクを例えば磁力等により締め付け固定して回転駆動する回転駆動手段としてのモータと、モータにより回転駆動されている磁気ディスクに対して所定の情報を記録再生する情報記録再生手段としての磁気ヘッドと、これらのモータ・磁気ディスク・磁気ヘッドを収容する筐体と、を備えている。例えばスピンドルモータ等の回転駆動手段は、前記筐体の内側底面に固定される基板としてのブラケットと、このブラケットに取り付けられるコイル等の固定子と、固定子の内側に設けられた軸受けと、を備えるモータ固定部を備えている。また、回転駆動手段は、前記軸受けに回転自在に挿入される回転軸と、この回転軸の上端に固定されると共にその外周縁部より前記回転軸方向に延長される円筒部を備えるハブと、このハブの内側で前記固定子に対向するように設けられたロータマグネットと、を備えるモータ回転部を備えている。前記ハブの上面はディスク支持部となっており、このディスク支持部に前記ディスクを載置した後、例えばマグネット等のディスク押さえによりディスクをディスク支持部側に締め付け固定している。
【0004】
上記構成要素を備えるディスク装置を製造するには、まず、前記回転駆動手段としてのモータ固定部を製作し、次にモータ回転部を製作して、固定部の軸受けに回転部の回転軸を挿入して回転軸先端を固定部側に回転自在に係止してモータを製作する。次に、前記筐体に完成したモータをはじめとして情報記録再生手段や回路基板等を装着して固定する。次に、前記ディスクがディスク装置のモータ回転部のディスク支持部に載置された後、ディスク押さえによりディスク支持部に固定され、次に、ディスクの両面に前記磁気ヘッドが浮上可能に当接される。最後に、蓋体が被せられて前記筐体との間で固定されてディスク装置として完成する。
【0005】
前記ディスクは情報を記録するために同心円上に形成された記録トラックを備えており、この記録トラックにはトラック位置決め情報を含むサーボ情報を予め初期書込みしてから流通過程に提供されることになるので、ディスク装置として完成された後のディスクに対して前記サーボ情報の初期書込みが行なわれる。このようにして、ディスク装置は出荷可能な状態となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のディスク装置およびその製造方法によれば、ディスク装置を組み立てた後にサーボライトするようにしていたので、高記録密度を実現するためには、モータやアクチュエータの部品精度や組み立て精度を厳しくする必要があり、これらの精度の向上のためには種々の制約があることから精度の向上を図り難いという問題点があった。
【0007】
また、ディスクの高記録密度化は日進月歩の速さで向上しているため、より高密度化されたディスクが製造されたとしても、上記従来のディスク装置によれば一旦組み付けてしまったディスクを交換することは実質的に困難であり、例えばヘッドとの間でクラッシュ等を生じた場合にはディスク装置全体が使用不可能な状態となってしまうという問題点があった。
【0008】
また、上記とは逆にディスクそのものには全く不具合がなくとも、回転駆動手段における例えば軸受けや、情報記録再生手段としての磁気ヘッド等が衝撃や寿命により故障した場合に、非常に重要な情報が格納されていたとしてももはや再生したり他の情報記録装置にコピーしたりできないという問題点もあった。
【0009】
一方、例えば電話局の回線交換業務等に使用されている記憶容量が大きいディスク装置においては、20枚以上のディスクをスペーサを介して中空軸にスタックして固定したディスク組立て体を構成しておき、後から回転駆動手段の軸に前記中空軸を挿入して固定し、ディスク装置として完成させるタイプのものも提案されている。このタイプのディスク装置は、必要に応じて記録再生装置とは別の装置にてにサーボライトすることも考えられるが、このタイプのディスク装置の最大の目的は装着されるディスクの枚数が多いために記録再生装置に直接組み込むと回転時のバランスをとることが難しく、そのため複数枚のディスクを予めスタックしたディスク組立て体を構成しておくものである。しかしながら、20枚以上の多数のディスクをスタックさせて予めディスク組立て体を構成しておいた場合であっても、組み替えの際に偏心を生じる、所要時間がかかるという制約から、組み立て精度を向上させることができず、また、ディスク組立て体を予め構成しておくコスト上のメリットが少ないという問題があった。
【0010】
以上のように、従来のディスク装置においては、精度補償のためには補正装置が大型化してしまったり高コスト化してしまうという問題があり、さらに、部品の許容誤差寸法が非常に厳しく制限されてしまうといった問題があり、より一層記録密度を向上させるためには位置決め精度を上げることが必要であった。
【0011】
そこで、本発明は、機械部品の精度要求に偏重されず、ヘッド位置決め誤差すなわちトラックエラー量を抑えることにより、高密度記録を実現できる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ため、請求項1に係るディスク装置は、情報を記録可能なディスクを固定して回転させる回転駆動手段と、前記ディスクに対して所定の方式により前記情報を記録再生する情報記録再生手段と、前記ディスクを支持するディスク支持部、このディスク支持部に固定されると共に前記回転駆動手段の回転軸として機能する支持軸、前記ディスク支持部により前記ディスクを締め付け固定する締付固定手段、この締付固定手段により前記ディスク支持部に固定された前記ディスク、より構成される回転体と、前記回転駆動手段に設けられて前記回転体を構成する前記支持軸が挿入固定される固定部と、を備えると共に、前記回転駆動手段は、前記ディスクと一体となった前記回転体をサーボライト装置に取り付けて前記ディスクの情報記録面にトラック位置決め情報を含むサーボ情報が書き込まれた前記ディスクを一体に備える前記回転体の前記回転軸の他端を、前記固定部の軸受けに挿入して、前記固定部と前記回転部とを一体に組み付けて構成されていることを特徴としている。
【0013】
また、請求項2に係るディスク装置は、請求項1に記載のものにおいて、前記回転駆動手段の前記固定部が、装置の筐体の底面に固定される基板と、この基板上に配置されたコイルよりなる固定子と、この固定子に囲まれると共に前記支持軸が挿入固定される軸受と、を備えていることを特徴としている。
【0014】
また、請求項3に係るディスク装置は、請求項1または請求項2に記載のディスク装置において、前記回転体の前記支持軸が前記回転駆動手段としてのスピンドルモータとは異なる回転駆動手段としての前記サーボライト装置の軸受けに挿入可能に形成されていると共に、前記異なる回転駆動手段としての前記サーボライト装置に設けられた固定子のコイルに駆動電流を供給することにより、前記異なる回転駆動手段としての前記サーボライト装置により回転駆動可能に構成されていることを特徴としている。
【0015】
また、請求項4に係るディスク装置は、請求項1に記載のディスク装置において、前記回転体が、前記回転駆動手段としてのスピンドルモータとは異なる回転駆動手段としての前記サーボライト装置および前記ディスクの情報記録トラックに対して前記サーボ情報を書き込むサーボ情報記録手段を備える前記サーボライト装置の固定部に挿入可能な支持軸を備え、前記サーボライト装置の前記固定部に前記回転体の支持軸を挿入固定して回転させられる前記ディスクに対して前記サーボ情報記録手段により前記サーボ情報を記録することを特徴としている。
【0016】
また、請求項5に係るディスク装置は、請求項1に記載のディスク装置において、前記回転体が、前記支持軸を囲うように前記ディスク支持部より一体的に突出すると共に前記固定部と組み合わせたときにこの固定部の固定子の外周側に位置する回転子を備えていることを特徴としている。
また、請求項6に係るディスク装置は、請求項1に記載のディスク装置において、前記回転体は、前記ディスク支持部上に積層固定される複数枚のディスクと、これら複数枚のディスク間に介装された複数個のスペーサと、これら複数のディスクのうち前記ディスク支持部より最も離隔したディスクをディスク支持部方向に押圧することにより複数枚のディスクを回転体に締め付け固定する締付固定手段と、を備えることを特徴としている。
【0017】
請求項7に係るディスク装置の製造方法は、少なくとも固定子と回転軸用の軸受とを備えると共に情報を記録可能なディスクを保持しつつ回転させる回転駆動手段の一部を構成する固定部を筐体の所定位置に配置決めする工程と、ヘッドを含みかつ前記回転駆動手段により回転させられる前記ディスクに対して前記情報を記録再生する情報記録再生手段を情報記録再生回路と共に前記筐体の所定位置に取り付ける工程と、ディスク支持部と、このディスク支持部のディスク受面と逆の面の中心に一端が固定された回転軸と、この回転軸が固定された側の面の周縁部より回転軸と同一方向に略筒状に延長して設けられた回転子とを組み立てて、前記回転駆動手段の一部を構成する回転部を構成する工程と、前記回転駆動手段の回転部の前記ディスク支持部に前記ディスクを載置した後、締付固定手段により前記ディスク支持部に締め付け固定して、前記回転部と前記ディスクとが一体となった回転体を構成する工程と、前記ディスクが一体となった前記回転体を、サーボライト装置に取り付けて前記ディスクの情報記録面にトラック位置決め情報を含むサーボ情報を書き込む工程と、前記サーボ情報が書き込まれた前記ディスクを一体に備える前記回転体の前記回転軸の他端を、前記固定部の軸受に挿入して、前記固定部と前記回転部とを一体に組み付けて前記回転駆動手段を構成する工程と、を備えることを特徴としている。
【0019】
請求項8に係るディスク装置の製造方法は、請求項7に記載のディスク装置の製造方法において、前記回転駆動手段として構成されている前記回転体を取り外し、別個の回転体の回転軸の他端を、前記回転体の回転軸が抜き取られた前記軸受に挿入することによりディスクを含む前記回転体の一部が交換された前記回転駆動手段を構成する工程をさらに含むことを特徴としている。
【0020】
請求項9に記載のディスク装置の製造方法は、請求項7に記載のディスク装置の製造方法において、前記回転体を構成する工程は、前記ディスク受部にスペーサを介して複数枚のディスクを積層させ、装着された全てのディスクを前記締付固定手段により前記ディスク支持部に締め付け固定することを特徴としている。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るディスク装置およびその製造方法の好適な実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、図1ないし図6を参照しながら、本発明の第1実施形態に係るディスク装置について説明する。図1は第1実施形態に係るディスク装置の回転駆動手段としてのスピンドルモータの回転部をディスクおよびディスク押さえと共に示す断面図であり、図1に示された回転体を流通過程における単一製品として取り扱う点が本願発明の要旨である。
【0022】
第1実施形態に係るディスク装置の完成後の全体を示す図4において、ディスク装置1は、筐体2と、所定の情報を記録可能でかつ回転させられるディスク3に対して所定の方式により所定の情報を記録再生する情報記録再生手段4と、前記ディスク3を固定してから回転させる回転駆動手段としてのスピンドルモータ5と、を備えている。前記スピンドルモータ5は、図1に示す回転部10と、図2に示される固定部20と、を備えている。
【0023】
回転部10は、図1に示すように、前記ディスク3を支持するディスク支持部11と、このディスク支持部11に固定されると共に前記スピンドルモータ5の回転軸して機能する支持軸12と、前記ディスク支持部11に前記ディスク3を締め付け固定する締付固定手段13と、を備えている。前記モータ5を構成する回転部10は、締付固定手段13により前記ディスク支持部11に固定された前記ディスクと、により互換可能な回転体14を構成している。前記ディスク支持部11の支持軸12が取り付けられている側には、支持軸12に沿って外周縁より突出するハブ部16が設けられており、このハブ部16の内周面にはマグネット17が取り付けられて、ハブ部16とマグネット17とによりロータ15が構成されている。
【0024】
前記回転駆動手段としてのスピンドルモータ5は、前記加点対14を構成する前記支持軸12が挿入され固定される固定部20を備えており、この固定部20は、図2に示すように、前記筐体2の凹部2a内に突出する筒部2bの外周に取り付けられる電磁コイル21と、筒部2bの内周面に取り付けられる軸受ライナ22と、筒部2bの上端部に固定されたシール部材23と、前記筒部2bの底部開口を塞ぐと共に支持軸12の先端部を回転自在に支持するスラスト受け24と、を備えている。
【0025】
上記構成を備えるディスク装置の製造方法について説明する。まず、最初の工程としては、少なくとも固定子21と回転軸12用の軸受け22とを備えると共に前記回転駆動手段としてのモータ5の一部を構成する固定部20を筐体2の所定位置2aに固定させて組み込む。次の工程では、ヘッドを含む前記情報記録再生手段4を情報記録再生回路(図示されず)と共に前記筐体2の所定位置に取り付ける。第3の工程では、前記回転駆動手段の一部を構成する回転部10を、ディスク支持部11と、このディスク支持部11のディスク受面と逆の面の中心に一端が固定された回転軸12と、この回転軸が固定された面の周縁部より回転軸12と同一方向に略筒状に延長して設けられたロータ(回転子)15とを組み立てる。第4の工程としては、前記回転駆動手段としてのモータ5の回転部10より前記ディスク支持部11に締め付け固定して、前記回転部10と前記ディスク3とが一体となった回転体14を構成する。第4の工程としては、前記ディスク3が一体となった前記回転体14を、図5および図6に示すようなサーボライト装置30に取り付けて前記ディスク3の情報記録面にトラック位置決め情報を含むサーボ情報を初期書き込みする。
【0026】
この第4の工程においてサーボ情報の初期書き込みに用いられるサーボライト装置30の詳細について、図5および図6を参照しながら説明する。図5は、回転体14を装着してサーボ情報の初期書き込みを行なう前のサーボライト装置を分解して示している。図5において、サーボライト装置30は、固定子としてのコイル31と、このコイル31がその外周に装着される下部静圧軸受け32と、この軸受け32がその中心孔に取り付けられたステータベース33と、図1に示された構成を有する回転体14を載置した後、回転体14を上方より押さえる上部静圧軸受け34と、回転体14を装置30にセットした後サーボ情報の書き込みおよび読み出し等を行う情報記録再生ヘッド35と、前記ステータベース33に連結されて前記ヘッド35をディスク3の上下両面の所定位置に移動させるための可動部36および固定部37よりなるヘッド移動機構38と、クロック用のヘッド39と、を備えている。
【0027】
上記構成を備えるサーボライト装置30に回転体14をセットした後、圧縮空気が吹き出すようになっている上部静圧軸受34を下降させて回転体14と軸受34を所定の間隙に保ち回転体14の軸方向の変位を抑制して安定支持する。さらに、ヘッド移動機構38を操作して記録再生ヘッド35をシーク方向に調整してサーボ情報の初期書き込みを行なう。ディスク3を装着した回転体14は装置基台に設けられたステータユニットに装着されて抜け止めのリングを装着してある。さらに装置裏側からはスラスト受プレートが挿入されている。
【0028】
図6は本発明の第2実施形態に係るディスク装置におけるスピンドルモータの構成を示す分解断面図である。この第2実施形態に係るディスク装置は、シャフト12にヘリングボーン型軸受面を有する例を示している。軸受面上部に磁性流体シール18を備え、ディスク回転空間へのゴミの侵入を抑制した。
【0029】
回転体のスラスト方向の支持はスラスト受け24とシャフト12で摺動あるいは動圧を発生させて行う。ステータユニット2cを装置ベース板に挿入あるいはネジ止め、接着などにより記録再生装置を構成する。この例では回転体の抜け防止のために、シャフトに切り欠き溝12aを設けて、軸受内径より大きな外形を有するリング(図示されず)を装着している。溝12aは無くても構わない。この例では溝はモータ下部へ配してあるが、分解をしない前提では、中央に配置して上下の軸受で挟むことも可能である。2つの軸受の間に第3の間座を挿入しても、あるいは軸受に切り欠きを入れて、リングを固定あるいは回転自在に保つことができる。また間座に保油機能を持つ樹脂などを用いても構わない。リングを回転自在に保持する場合は、隙間を数[μm]の一定の狭さに管理することによりスラスト軸受として作用させることも可能である。この場合は、溝断面は例えば角型でもテーパ型あるいはR溝でも構わない。
【0030】
また、図1に示す第1実施形態に係るディスク装置において、スピンドルモータの回転体の回転軸の先端はR形状でも平面でも構わない。平面の場合にはその端面をR面もしくはC面に面取りしても良い。また平面にグルーブを例えばスパイラル状に切り、平面のスラスト受けと対向させることにより動圧を発生させるて軸剛性を持たせることも可能である。
【0031】
図7は本発明の第3実施形態に係るディスク装置の回転体14Aを外部装置にてサーボライトする場合の構成の一例を示している。装置の回転体14Aとコイルステータを有する静圧軸受32および34を組み合わせてエアスピンドルを構成する。さらに剛性を高める必要があるならば、例えば軸受を増やすことが好ましい。ここでは、回転体をステータユニットに組み込んだ後、上からロータ上面に軸受体を近接させて軸受を構成する。ディスク押さえなどの平面で構成している回転体の上面と圧縮空気を吹き出す多孔質体または自制絞り面とを対向させることにより空気軸受を構成することにより、回転軸方向の剛性が向上する。モータ回転数を高く設定する場合、加圧空気源が必要な静圧軸受に依らず、動圧軸受を構成しても良い。
【0032】
この場合、静止側もしくは回転側にヘリングボーン型軸受あるいはステップ軸受ないしは3円弧軸受などの円弧軸受を備えれば良い。また、潤滑剤を介した滑り軸受を構成しても振動量が小さく、ごみの発生などが少なくサーボライト精度が確保されれば良い。なお、図7において波線付きの斜線部は軸受けにおける静圧発生面を示している。ロータ上面に限らず、ディスク面に軸受体を近接させて軸受を構成することも可能である。
【0033】
なお、上述した第1または第3実施形態に係るディスク装置においては、ディスク3は回転体14に1枚設けるものとして説明したが、本発明はこれに限定されず図8に示す第4実施形態に係るディスク装置のように複数枚、例えば第1から第5の5枚のディスク4から8の4つのスペーサ25から28を介して装着するようにしてもよい。近年の高密度化はこのように1枚のディスクに対する記録密度の向上に加えて装着ディスクの枚数を増加して相乗的に行なわれており、この第4実施形態に係るディスク装置はこのような要請に合致させるためのものである。
【0034】
本発明は、回転子と固定子を従来の玉軸受モータのように接着せず着脱可能に構成したディスク回転のためのディスク駆動手段を備えたディスク装置に適用される。そして、上記目的を達成するために、本発明のディスク装置においては、ディスク、ハブ、マグネットなどからなるディスク回転体とステータ・コイルなどからなる固定子、回転体を支持固定手段である軸受、ディスクから位置情報、記録情報を読むための位置誤差検出手段とその誤差信号をもとに駆動信号を生成する駆動制御手段などから構成される。
【0035】
上記の本発明のディスク装置によれば、例えば図3のデスク回転体を図4のようにサーボライト装置に組み込み、位置情報などの初期記録を行なった後、図1のように記録再生装置へ組み込み、記録再生を行う場合には装置モータにてディスク回転体の駆動を行なうことにより位置決め誤差量の少ない高密度記録に適したディスク装置を構成することができる。
【0036】
【発明の効果】
以上説明した本発明に係るディスク装置は、サーボライト時は回転体を装置モータでなく他の高精度モータにて回転させることができ、サーボライト時の振動を低減して、フォーマット精度を向上させ、高記録密度に適したディスク装置を提供することができる。また、分解が可能なため調整や部品交換などメンテナンスやリサイクルにも適した構成となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るディスク装置のスピンドルモータを構成する回転部を示す断面図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係るディスク装置のスピンドルモータを構成する固定部を示す断面図である。
【図3】本発明の第1実施形態に係るディスク装置のスピンドルモータの完成状態をディスクと共に示す断面図である。
【図4】本発明の第1実施形態に係るディスク装置を示す断面図である。
【図5】本発明の第1実施形態に係るディスク装置の回転体に初期書き込みする際の外部サーボライト装置および回転体を示す断面図である。
【図6】本発明の第2実施形態に係るディスク装置の構成を示す分解断面図である。
【図7】本発明の第3実施形態に係るディスク装置の外部サーボライト装置とこれに装着した回転体とを示す断面図である。
【図8】本発明の第4実施形態に係るディスク装置を分解して示す断面図である。
【符号の説明】
1 ディスク装置
2 筐体
3 ディスク
4 情報記録再生手段
5 回転駆動手段(スピンドルモータ)
10 回転部
11 ディスク支持部
12 支持軸(回転軸)
13 締付固定手段
14 回転体
15 ロータ
20 固定部
22 軸受
【発明の属する技術分野】
本発明は、高記録密度を有するディスク装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
磁気ディスク装置は、磁気ディスクをスピンドルモータ等の回転駆動手段により回転させると共に、磁気ディスク上の任意の半径位置に位置決めされる磁気ヘッドにより、同心円状に形成された複数のトラックに情報を記録しまたは読み出すものである。近年のコンピュータをはじめとする情報機器の性能向上に伴い、このような磁気ディスク装置においては、磁気ディスクの記録密度の高密度化と磁気ヘッドによる読取りに関する転送レートの高速化とがますます強く要求されてきている。なお、ディスク装置は磁気ディスク装置に限定されず、情報記録担体として回転ディスクを備える光ディスク装置や光磁気ディスク装置もディスク装置に含まれる。
【0003】
従来の磁気ディスク装置は、情報記録担体としての磁気ディスクと、この磁気ディスクを例えば磁力等により締め付け固定して回転駆動する回転駆動手段としてのモータと、モータにより回転駆動されている磁気ディスクに対して所定の情報を記録再生する情報記録再生手段としての磁気ヘッドと、これらのモータ・磁気ディスク・磁気ヘッドを収容する筐体と、を備えている。例えばスピンドルモータ等の回転駆動手段は、前記筐体の内側底面に固定される基板としてのブラケットと、このブラケットに取り付けられるコイル等の固定子と、固定子の内側に設けられた軸受けと、を備えるモータ固定部を備えている。また、回転駆動手段は、前記軸受けに回転自在に挿入される回転軸と、この回転軸の上端に固定されると共にその外周縁部より前記回転軸方向に延長される円筒部を備えるハブと、このハブの内側で前記固定子に対向するように設けられたロータマグネットと、を備えるモータ回転部を備えている。前記ハブの上面はディスク支持部となっており、このディスク支持部に前記ディスクを載置した後、例えばマグネット等のディスク押さえによりディスクをディスク支持部側に締め付け固定している。
【0004】
上記構成要素を備えるディスク装置を製造するには、まず、前記回転駆動手段としてのモータ固定部を製作し、次にモータ回転部を製作して、固定部の軸受けに回転部の回転軸を挿入して回転軸先端を固定部側に回転自在に係止してモータを製作する。次に、前記筐体に完成したモータをはじめとして情報記録再生手段や回路基板等を装着して固定する。次に、前記ディスクがディスク装置のモータ回転部のディスク支持部に載置された後、ディスク押さえによりディスク支持部に固定され、次に、ディスクの両面に前記磁気ヘッドが浮上可能に当接される。最後に、蓋体が被せられて前記筐体との間で固定されてディスク装置として完成する。
【0005】
前記ディスクは情報を記録するために同心円上に形成された記録トラックを備えており、この記録トラックにはトラック位置決め情報を含むサーボ情報を予め初期書込みしてから流通過程に提供されることになるので、ディスク装置として完成された後のディスクに対して前記サーボ情報の初期書込みが行なわれる。このようにして、ディスク装置は出荷可能な状態となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のディスク装置およびその製造方法によれば、ディスク装置を組み立てた後にサーボライトするようにしていたので、高記録密度を実現するためには、モータやアクチュエータの部品精度や組み立て精度を厳しくする必要があり、これらの精度の向上のためには種々の制約があることから精度の向上を図り難いという問題点があった。
【0007】
また、ディスクの高記録密度化は日進月歩の速さで向上しているため、より高密度化されたディスクが製造されたとしても、上記従来のディスク装置によれば一旦組み付けてしまったディスクを交換することは実質的に困難であり、例えばヘッドとの間でクラッシュ等を生じた場合にはディスク装置全体が使用不可能な状態となってしまうという問題点があった。
【0008】
また、上記とは逆にディスクそのものには全く不具合がなくとも、回転駆動手段における例えば軸受けや、情報記録再生手段としての磁気ヘッド等が衝撃や寿命により故障した場合に、非常に重要な情報が格納されていたとしてももはや再生したり他の情報記録装置にコピーしたりできないという問題点もあった。
【0009】
一方、例えば電話局の回線交換業務等に使用されている記憶容量が大きいディスク装置においては、20枚以上のディスクをスペーサを介して中空軸にスタックして固定したディスク組立て体を構成しておき、後から回転駆動手段の軸に前記中空軸を挿入して固定し、ディスク装置として完成させるタイプのものも提案されている。このタイプのディスク装置は、必要に応じて記録再生装置とは別の装置にてにサーボライトすることも考えられるが、このタイプのディスク装置の最大の目的は装着されるディスクの枚数が多いために記録再生装置に直接組み込むと回転時のバランスをとることが難しく、そのため複数枚のディスクを予めスタックしたディスク組立て体を構成しておくものである。しかしながら、20枚以上の多数のディスクをスタックさせて予めディスク組立て体を構成しておいた場合であっても、組み替えの際に偏心を生じる、所要時間がかかるという制約から、組み立て精度を向上させることができず、また、ディスク組立て体を予め構成しておくコスト上のメリットが少ないという問題があった。
【0010】
以上のように、従来のディスク装置においては、精度補償のためには補正装置が大型化してしまったり高コスト化してしまうという問題があり、さらに、部品の許容誤差寸法が非常に厳しく制限されてしまうといった問題があり、より一層記録密度を向上させるためには位置決め精度を上げることが必要であった。
【0011】
そこで、本発明は、機械部品の精度要求に偏重されず、ヘッド位置決め誤差すなわちトラックエラー量を抑えることにより、高密度記録を実現できる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ため、請求項1に係るディスク装置は、情報を記録可能なディスクを固定して回転させる回転駆動手段と、前記ディスクに対して所定の方式により前記情報を記録再生する情報記録再生手段と、前記ディスクを支持するディスク支持部、このディスク支持部に固定されると共に前記回転駆動手段の回転軸として機能する支持軸、前記ディスク支持部により前記ディスクを締め付け固定する締付固定手段、この締付固定手段により前記ディスク支持部に固定された前記ディスク、より構成される回転体と、前記回転駆動手段に設けられて前記回転体を構成する前記支持軸が挿入固定される固定部と、を備えると共に、前記回転駆動手段は、前記ディスクと一体となった前記回転体をサーボライト装置に取り付けて前記ディスクの情報記録面にトラック位置決め情報を含むサーボ情報が書き込まれた前記ディスクを一体に備える前記回転体の前記回転軸の他端を、前記固定部の軸受けに挿入して、前記固定部と前記回転部とを一体に組み付けて構成されていることを特徴としている。
【0013】
また、請求項2に係るディスク装置は、請求項1に記載のものにおいて、前記回転駆動手段の前記固定部が、装置の筐体の底面に固定される基板と、この基板上に配置されたコイルよりなる固定子と、この固定子に囲まれると共に前記支持軸が挿入固定される軸受と、を備えていることを特徴としている。
【0014】
また、請求項3に係るディスク装置は、請求項1または請求項2に記載のディスク装置において、前記回転体の前記支持軸が前記回転駆動手段としてのスピンドルモータとは異なる回転駆動手段としての前記サーボライト装置の軸受けに挿入可能に形成されていると共に、前記異なる回転駆動手段としての前記サーボライト装置に設けられた固定子のコイルに駆動電流を供給することにより、前記異なる回転駆動手段としての前記サーボライト装置により回転駆動可能に構成されていることを特徴としている。
【0015】
また、請求項4に係るディスク装置は、請求項1に記載のディスク装置において、前記回転体が、前記回転駆動手段としてのスピンドルモータとは異なる回転駆動手段としての前記サーボライト装置および前記ディスクの情報記録トラックに対して前記サーボ情報を書き込むサーボ情報記録手段を備える前記サーボライト装置の固定部に挿入可能な支持軸を備え、前記サーボライト装置の前記固定部に前記回転体の支持軸を挿入固定して回転させられる前記ディスクに対して前記サーボ情報記録手段により前記サーボ情報を記録することを特徴としている。
【0016】
また、請求項5に係るディスク装置は、請求項1に記載のディスク装置において、前記回転体が、前記支持軸を囲うように前記ディスク支持部より一体的に突出すると共に前記固定部と組み合わせたときにこの固定部の固定子の外周側に位置する回転子を備えていることを特徴としている。
また、請求項6に係るディスク装置は、請求項1に記載のディスク装置において、前記回転体は、前記ディスク支持部上に積層固定される複数枚のディスクと、これら複数枚のディスク間に介装された複数個のスペーサと、これら複数のディスクのうち前記ディスク支持部より最も離隔したディスクをディスク支持部方向に押圧することにより複数枚のディスクを回転体に締め付け固定する締付固定手段と、を備えることを特徴としている。
【0017】
請求項7に係るディスク装置の製造方法は、少なくとも固定子と回転軸用の軸受とを備えると共に情報を記録可能なディスクを保持しつつ回転させる回転駆動手段の一部を構成する固定部を筐体の所定位置に配置決めする工程と、ヘッドを含みかつ前記回転駆動手段により回転させられる前記ディスクに対して前記情報を記録再生する情報記録再生手段を情報記録再生回路と共に前記筐体の所定位置に取り付ける工程と、ディスク支持部と、このディスク支持部のディスク受面と逆の面の中心に一端が固定された回転軸と、この回転軸が固定された側の面の周縁部より回転軸と同一方向に略筒状に延長して設けられた回転子とを組み立てて、前記回転駆動手段の一部を構成する回転部を構成する工程と、前記回転駆動手段の回転部の前記ディスク支持部に前記ディスクを載置した後、締付固定手段により前記ディスク支持部に締め付け固定して、前記回転部と前記ディスクとが一体となった回転体を構成する工程と、前記ディスクが一体となった前記回転体を、サーボライト装置に取り付けて前記ディスクの情報記録面にトラック位置決め情報を含むサーボ情報を書き込む工程と、前記サーボ情報が書き込まれた前記ディスクを一体に備える前記回転体の前記回転軸の他端を、前記固定部の軸受に挿入して、前記固定部と前記回転部とを一体に組み付けて前記回転駆動手段を構成する工程と、を備えることを特徴としている。
【0019】
請求項8に係るディスク装置の製造方法は、請求項7に記載のディスク装置の製造方法において、前記回転駆動手段として構成されている前記回転体を取り外し、別個の回転体の回転軸の他端を、前記回転体の回転軸が抜き取られた前記軸受に挿入することによりディスクを含む前記回転体の一部が交換された前記回転駆動手段を構成する工程をさらに含むことを特徴としている。
【0020】
請求項9に記載のディスク装置の製造方法は、請求項7に記載のディスク装置の製造方法において、前記回転体を構成する工程は、前記ディスク受部にスペーサを介して複数枚のディスクを積層させ、装着された全てのディスクを前記締付固定手段により前記ディスク支持部に締め付け固定することを特徴としている。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るディスク装置およびその製造方法の好適な実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、図1ないし図6を参照しながら、本発明の第1実施形態に係るディスク装置について説明する。図1は第1実施形態に係るディスク装置の回転駆動手段としてのスピンドルモータの回転部をディスクおよびディスク押さえと共に示す断面図であり、図1に示された回転体を流通過程における単一製品として取り扱う点が本願発明の要旨である。
【0022】
第1実施形態に係るディスク装置の完成後の全体を示す図4において、ディスク装置1は、筐体2と、所定の情報を記録可能でかつ回転させられるディスク3に対して所定の方式により所定の情報を記録再生する情報記録再生手段4と、前記ディスク3を固定してから回転させる回転駆動手段としてのスピンドルモータ5と、を備えている。前記スピンドルモータ5は、図1に示す回転部10と、図2に示される固定部20と、を備えている。
【0023】
回転部10は、図1に示すように、前記ディスク3を支持するディスク支持部11と、このディスク支持部11に固定されると共に前記スピンドルモータ5の回転軸して機能する支持軸12と、前記ディスク支持部11に前記ディスク3を締め付け固定する締付固定手段13と、を備えている。前記モータ5を構成する回転部10は、締付固定手段13により前記ディスク支持部11に固定された前記ディスクと、により互換可能な回転体14を構成している。前記ディスク支持部11の支持軸12が取り付けられている側には、支持軸12に沿って外周縁より突出するハブ部16が設けられており、このハブ部16の内周面にはマグネット17が取り付けられて、ハブ部16とマグネット17とによりロータ15が構成されている。
【0024】
前記回転駆動手段としてのスピンドルモータ5は、前記加点対14を構成する前記支持軸12が挿入され固定される固定部20を備えており、この固定部20は、図2に示すように、前記筐体2の凹部2a内に突出する筒部2bの外周に取り付けられる電磁コイル21と、筒部2bの内周面に取り付けられる軸受ライナ22と、筒部2bの上端部に固定されたシール部材23と、前記筒部2bの底部開口を塞ぐと共に支持軸12の先端部を回転自在に支持するスラスト受け24と、を備えている。
【0025】
上記構成を備えるディスク装置の製造方法について説明する。まず、最初の工程としては、少なくとも固定子21と回転軸12用の軸受け22とを備えると共に前記回転駆動手段としてのモータ5の一部を構成する固定部20を筐体2の所定位置2aに固定させて組み込む。次の工程では、ヘッドを含む前記情報記録再生手段4を情報記録再生回路(図示されず)と共に前記筐体2の所定位置に取り付ける。第3の工程では、前記回転駆動手段の一部を構成する回転部10を、ディスク支持部11と、このディスク支持部11のディスク受面と逆の面の中心に一端が固定された回転軸12と、この回転軸が固定された面の周縁部より回転軸12と同一方向に略筒状に延長して設けられたロータ(回転子)15とを組み立てる。第4の工程としては、前記回転駆動手段としてのモータ5の回転部10より前記ディスク支持部11に締め付け固定して、前記回転部10と前記ディスク3とが一体となった回転体14を構成する。第4の工程としては、前記ディスク3が一体となった前記回転体14を、図5および図6に示すようなサーボライト装置30に取り付けて前記ディスク3の情報記録面にトラック位置決め情報を含むサーボ情報を初期書き込みする。
【0026】
この第4の工程においてサーボ情報の初期書き込みに用いられるサーボライト装置30の詳細について、図5および図6を参照しながら説明する。図5は、回転体14を装着してサーボ情報の初期書き込みを行なう前のサーボライト装置を分解して示している。図5において、サーボライト装置30は、固定子としてのコイル31と、このコイル31がその外周に装着される下部静圧軸受け32と、この軸受け32がその中心孔に取り付けられたステータベース33と、図1に示された構成を有する回転体14を載置した後、回転体14を上方より押さえる上部静圧軸受け34と、回転体14を装置30にセットした後サーボ情報の書き込みおよび読み出し等を行う情報記録再生ヘッド35と、前記ステータベース33に連結されて前記ヘッド35をディスク3の上下両面の所定位置に移動させるための可動部36および固定部37よりなるヘッド移動機構38と、クロック用のヘッド39と、を備えている。
【0027】
上記構成を備えるサーボライト装置30に回転体14をセットした後、圧縮空気が吹き出すようになっている上部静圧軸受34を下降させて回転体14と軸受34を所定の間隙に保ち回転体14の軸方向の変位を抑制して安定支持する。さらに、ヘッド移動機構38を操作して記録再生ヘッド35をシーク方向に調整してサーボ情報の初期書き込みを行なう。ディスク3を装着した回転体14は装置基台に設けられたステータユニットに装着されて抜け止めのリングを装着してある。さらに装置裏側からはスラスト受プレートが挿入されている。
【0028】
図6は本発明の第2実施形態に係るディスク装置におけるスピンドルモータの構成を示す分解断面図である。この第2実施形態に係るディスク装置は、シャフト12にヘリングボーン型軸受面を有する例を示している。軸受面上部に磁性流体シール18を備え、ディスク回転空間へのゴミの侵入を抑制した。
【0029】
回転体のスラスト方向の支持はスラスト受け24とシャフト12で摺動あるいは動圧を発生させて行う。ステータユニット2cを装置ベース板に挿入あるいはネジ止め、接着などにより記録再生装置を構成する。この例では回転体の抜け防止のために、シャフトに切り欠き溝12aを設けて、軸受内径より大きな外形を有するリング(図示されず)を装着している。溝12aは無くても構わない。この例では溝はモータ下部へ配してあるが、分解をしない前提では、中央に配置して上下の軸受で挟むことも可能である。2つの軸受の間に第3の間座を挿入しても、あるいは軸受に切り欠きを入れて、リングを固定あるいは回転自在に保つことができる。また間座に保油機能を持つ樹脂などを用いても構わない。リングを回転自在に保持する場合は、隙間を数[μm]の一定の狭さに管理することによりスラスト軸受として作用させることも可能である。この場合は、溝断面は例えば角型でもテーパ型あるいはR溝でも構わない。
【0030】
また、図1に示す第1実施形態に係るディスク装置において、スピンドルモータの回転体の回転軸の先端はR形状でも平面でも構わない。平面の場合にはその端面をR面もしくはC面に面取りしても良い。また平面にグルーブを例えばスパイラル状に切り、平面のスラスト受けと対向させることにより動圧を発生させるて軸剛性を持たせることも可能である。
【0031】
図7は本発明の第3実施形態に係るディスク装置の回転体14Aを外部装置にてサーボライトする場合の構成の一例を示している。装置の回転体14Aとコイルステータを有する静圧軸受32および34を組み合わせてエアスピンドルを構成する。さらに剛性を高める必要があるならば、例えば軸受を増やすことが好ましい。ここでは、回転体をステータユニットに組み込んだ後、上からロータ上面に軸受体を近接させて軸受を構成する。ディスク押さえなどの平面で構成している回転体の上面と圧縮空気を吹き出す多孔質体または自制絞り面とを対向させることにより空気軸受を構成することにより、回転軸方向の剛性が向上する。モータ回転数を高く設定する場合、加圧空気源が必要な静圧軸受に依らず、動圧軸受を構成しても良い。
【0032】
この場合、静止側もしくは回転側にヘリングボーン型軸受あるいはステップ軸受ないしは3円弧軸受などの円弧軸受を備えれば良い。また、潤滑剤を介した滑り軸受を構成しても振動量が小さく、ごみの発生などが少なくサーボライト精度が確保されれば良い。なお、図7において波線付きの斜線部は軸受けにおける静圧発生面を示している。ロータ上面に限らず、ディスク面に軸受体を近接させて軸受を構成することも可能である。
【0033】
なお、上述した第1または第3実施形態に係るディスク装置においては、ディスク3は回転体14に1枚設けるものとして説明したが、本発明はこれに限定されず図8に示す第4実施形態に係るディスク装置のように複数枚、例えば第1から第5の5枚のディスク4から8の4つのスペーサ25から28を介して装着するようにしてもよい。近年の高密度化はこのように1枚のディスクに対する記録密度の向上に加えて装着ディスクの枚数を増加して相乗的に行なわれており、この第4実施形態に係るディスク装置はこのような要請に合致させるためのものである。
【0034】
本発明は、回転子と固定子を従来の玉軸受モータのように接着せず着脱可能に構成したディスク回転のためのディスク駆動手段を備えたディスク装置に適用される。そして、上記目的を達成するために、本発明のディスク装置においては、ディスク、ハブ、マグネットなどからなるディスク回転体とステータ・コイルなどからなる固定子、回転体を支持固定手段である軸受、ディスクから位置情報、記録情報を読むための位置誤差検出手段とその誤差信号をもとに駆動信号を生成する駆動制御手段などから構成される。
【0035】
上記の本発明のディスク装置によれば、例えば図3のデスク回転体を図4のようにサーボライト装置に組み込み、位置情報などの初期記録を行なった後、図1のように記録再生装置へ組み込み、記録再生を行う場合には装置モータにてディスク回転体の駆動を行なうことにより位置決め誤差量の少ない高密度記録に適したディスク装置を構成することができる。
【0036】
【発明の効果】
以上説明した本発明に係るディスク装置は、サーボライト時は回転体を装置モータでなく他の高精度モータにて回転させることができ、サーボライト時の振動を低減して、フォーマット精度を向上させ、高記録密度に適したディスク装置を提供することができる。また、分解が可能なため調整や部品交換などメンテナンスやリサイクルにも適した構成となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るディスク装置のスピンドルモータを構成する回転部を示す断面図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係るディスク装置のスピンドルモータを構成する固定部を示す断面図である。
【図3】本発明の第1実施形態に係るディスク装置のスピンドルモータの完成状態をディスクと共に示す断面図である。
【図4】本発明の第1実施形態に係るディスク装置を示す断面図である。
【図5】本発明の第1実施形態に係るディスク装置の回転体に初期書き込みする際の外部サーボライト装置および回転体を示す断面図である。
【図6】本発明の第2実施形態に係るディスク装置の構成を示す分解断面図である。
【図7】本発明の第3実施形態に係るディスク装置の外部サーボライト装置とこれに装着した回転体とを示す断面図である。
【図8】本発明の第4実施形態に係るディスク装置を分解して示す断面図である。
【符号の説明】
1 ディスク装置
2 筐体
3 ディスク
4 情報記録再生手段
5 回転駆動手段(スピンドルモータ)
10 回転部
11 ディスク支持部
12 支持軸(回転軸)
13 締付固定手段
14 回転体
15 ロータ
20 固定部
22 軸受
Claims (9)
- 情報を記録可能なディスクを固定して回転させる回転駆動手段と、
前記ディスクに対して所定の方式により前記情報を記録再生する情報記録再生手段と、
前記ディスクを支持するディスク支持部、このディスク支持部に固定されると共に前記回転駆動手段の回転軸として機能する支持軸、前記ディスク支持部により前記ディスクを締め付け固定する締付固定手段、この締付固定手段により前記ディスク支持部に固定された前記ディスク、より構成される回転体と、
前記回転駆動手段に設けられて前記回転体を構成する前記支持軸が挿入固定される固定部と、
を備えると共に、
前記回転駆動手段は、前記ディスクと一体となった前記回転体をサーボライト装置に取り付けて前記ディスクの情報記録面にトラック位置決め情報を含むサーボ情報が書き込まれた前記ディスクを一体に備える前記回転体の前記回転軸の他端を、前記固定部の軸受けに挿入して、前記固定部と前記回転部とを一体に組み付けて構成されていることを特徴とするディスク装置。 - 前記回転駆動手段の前記固定部は、該ディスク装置を収納する筐体の凹部に突出する筒部の底面に設けられるスラスト受けと、このスラスト受け上に配置されたコイルよりなる固定子と、この固定子に囲まれると共に前記支持軸が挿入固定される軸受と、を備えていることを特徴とする請求項1に記載のディスク装置。
- 前記回転体の前記支持軸は、前記回転駆動手段としてのスピンドルモータとは異なる回転駆動手段としての前記サーボライト装置の軸受けに挿入可能に形成されていると共に、前記異なる回転駆動手段としての前記サーボライト装置に設けられた固定子のコイルに駆動電流を供給することにより、前記異なる回転駆動手段としての前記サーボライト装置により回転駆動可能に構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のディスク装置。
- 前記回転体は、前記回転駆動手段としてのスピンドルモータとは異なる回転駆動手段としての前記サーボライト装置および前記ディスクの情報記録トラックに対して前記サーボ情報を書き込むサーボ情報記録手段を備える前記サーボライト装置の固定部に挿入可能な支持軸を備え、前記サーボライト装置の前記固定部に前記回転体の支持軸を挿入固定して回転させられる前記ディスクに対して前記サーボ情報記録手段により前記サーボ情報を記録することを特徴とする請求項1に記載のディスク装置。
- 前記回転体は、前記支持軸を囲むように前記ディスク支持部より一体的に突出すると共に前記固定部と組み合わせたときにこの固定部の固定子の外周側に位置する回転子を備えていることを特徴とする請求項1に記載のディスク装置。
- 前記回転体は、前記ディスク支持部上に積層固定される複数枚のディスクと、これら複数枚のディスク間に介装されたスペーサと、これら複数枚のディスクのうち前記ディスク支持部よりも最も離隔されたディスクをディスク支持部方向に押圧することにより前記複数枚のディスクを該回転体に締め付け固定する締め付け固定手段と、を備えることを特徴とする請求項1に記載のディスク装置。
- 少なくとも固定子と回転軸用の軸受とを備えると共に情報を記録可能なディスクを保持しつつ回転させる回転駆動手段の一部を構成する固定部を筐体の所定位置に配置決めする工程と、
ヘッドを含みかつ前記回転駆動手段により回転させられる前記ディスクに対して前記情報を記録再生する情報記録再生手段を情報記録再生回路と共に前記筐体の所定位置に取り付ける工程と、
ディスク支持部と、このディスク支持部のディスク受面と逆の面の中心に一端が固定された回転軸と、この回転軸が固定された側の面の周縁部より回転軸と同一方向に略筒状に延長して設けられた回転子とを組み立てて、前記回転駆動手段の一部を構成する回転部を構成する工程と、
前記回転駆動手段の回転部の前記ディスク支持部に前記ディスクを載置した後、締付固定手段により前記ディスク支持部に締め付け固定して、前記回転部と前記ディスクとが一体となった回転体を構成する工程と、
前記ディスクが一体となった前記回転体を、サーボライト装置に取り付けて前記ディスクの情報記録面にトラック位置決め情報を含むサーボ情報を書き込む工程と、
前記サーボ情報が書き込まれた前記ディスクを一体に備える前記回転体の前記回転軸の他端を、前記固定部の軸受に挿入して、前記固定部と前記回転部とを一体に組み付けて前記回転駆動手段を構成する工程と、
を備えることを特徴とするディスク装置の製造方法。 - 前記回転駆動手段として構成されている前記回転体を取り外し、別個の回転体の回転軸の他端を、前記回転体の回転軸が抜き取られた前記軸受に挿入することにより、ディスクを含む前記回転体の一部が交換された前記回転駆動手段を構成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載のディスク装置の製造方法。
- 前記回転体を構成する工程は、前記ディスク受部にスペーサを介して複数枚のディスクを積層させ、装着された全てのディスクを前記締付固定手段により前記ディスク支持部に締め付け固定することを特徴とする請求項7に記載のディスク装置の製造方法。
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JPH10302357A JPH10302357A (ja) | 1998-11-13 |
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