ディスク・ドライブ
【課題】ヘッド・ディスク間放電を抑制する。
【解決手段】本発明の一実施形態において、アーム１６１の外周側領域６１５には、孔６１１ａ〜６１１ｃが形成されている。外周側領域は、これら孔６１１ａ〜６１１ｃの領域を含む。内周領域６１４には孔が形成されていない。最内周位置において、内周領域６１４と磁気ディスク単位面積当たりの容量は、外周側領域６１５と磁気ディスク１０１との間の単位面積当たりの容量よりも小さい。これにより、最内周位置から最外周位置までのアーム１６１と磁気ディスク１０１との間の容量変化を低減し、ヘッド・ディスク間放電を効果的に抑制することができる。
【解決手段】本発明の一実施形態において、アーム１６１の外周側領域６１５には、孔６１１ａ〜６１１ｃが形成されている。外周側領域は、これら孔６１１ａ〜６１１ｃの領域を含む。内周領域６１４には孔が形成されていない。最内周位置において、内周領域６１４と磁気ディスク単位面積当たりの容量は、外周側領域６１５と磁気ディスク１０１との間の単位面積当たりの容量よりも小さい。これにより、最内周位置から最外周位置までのアーム１６１と磁気ディスク１０１との間の容量変化を低減し、ヘッド・ディスク間放電を効果的に抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク・ドライブに関し、特に、ヘッド・スライダとディスクとの間の放電防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク・ドライブ装置として、光ディスク、光磁気ディスク、あるいはフレキシブル磁気ディスクなどの様々な態様の記録ディスクを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及しているほか、動画像記録再生装置あるいはカーナビゲーション・システムなど、多くの電子機器で使用されている。
【０００３】
ＨＤＤで使用される磁気ディスクは、複数のデータ・トラックと複数のサーボ・トラックとを有している。各データ・トラックには、ユーザ・データを含む一つもしくは複数のデータ・セクタが記録されている。各サーボ・トラックはアドレス情報を有する。サーボ・トラックは、円周方向において離間して配置された複数のサーボ・データによって構成されており、各サーボ・データの間に１もしくは複数のデータ・セクタが記録されている。ヘッド素子部がサーボ・データのアドレス情報に従って所望のデータ・セクタにアクセスすることによって、データ・セクタへのデータ書き込み及びデータ・セクタからのデータ読み出しを行うことができる。
【０００４】
ヘッド素子部はスライダ上に形成されており、さらにそのスライダはアクチュエータのサスペンション上に固着されている。サスペンションとヘッド・スライダのアセンブリを、ヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）と呼ぶ。また、アクチュエータとヘッド・スライダのアセンブリを、ヘッド・スタック・アセンブリ（ＨＳＡ）と呼ぶ。
【０００５】
磁気ディスクに対向するスライダ浮上面と回転している磁気ディスクとの間の空気の粘性による圧力が、サスペンションによって磁気ディスク方向に加えられる圧力とバランスすることによって、ヘッド・スライダは磁気ディスク上を浮上する。アクチュエータが回動軸を中心に回動することによって、ヘッド・スライダ（ヘッド素子部）を目的のトラックへ移動すると共に、そのトラック上に位置決めする。
【０００６】
磁気ディスクはスピンドル・モータに固定されており、スピンドル・モータの回転により磁気ディスクが帯電する。磁気ディスクはスピンドル・モータを介してシステム・グランドに接続されているが、システム・グランドと磁気ディスクとの間の抵抗を小さくするには限度があり、磁気ディスクの電位を０Ｖにすることは困難である。特に、近年のスピンドル・モータは流体軸受構造を有している。流体軸受に使用されるオイルの導電率は低いため、磁気ディスクをシステム・グランドに接続することによる帯電除去はより難しいものとなっている。
【０００７】
磁気ディスクが帯電していると、磁気ディスク上を飛行しているヘッド・スライダの表面に逆極性の電荷が誘起され、磁気ディスクとヘッド・スライダとの間に電位差が発生する。ヘッド・スライダと磁気ディスクとの間に大きな電位差が存在すると、磁気ディスクとヘッド・スライダとの間においてアーク放電が発生し、ヘッド素子部が破損する恐れがある。このため、たとえば、読み取り素子の駆動回路の基準電圧を磁気ディスク電位と同電位にする技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２５０１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ヘッド・スライダを支持するアクチュエータは、回転する磁気ディスク上で回動することで、ヘッド・スライダを磁気ディスク上において、ディスク半径方向において移動させる。発明者らは、ヘッド・ディスク間放電の発生確率が、磁気ディスク上におけるヘッド・スライダ（アクチュエータ）の動作により変化することを見出した。具体的には、ヘッド・ディスク間放電は、ヘッド・スライダが磁気ディスク上で移動するとき、つまり、アクチュエータが磁気ディスク上で回動するときに発生しやすい。
【００１０】
発明者らの検討によれば、これはアクチュエータの磁気ディスクに対する射影面積の変化に起因するものであることがわかった。図６Ａと図６Ｂとは、それぞれ、異なるディスク半径位置にあるアクチュエータ６１を示している。図６Ａは、最内周位置にあるＨＳＡを示し、図６Ｂは、アクチュエータ先端がランプ６２に接しているアンロード直前の位置にあるアクチュエータ６１を示している。図６Ａ、６Ｂにおいて、磁気ディスク６３とアクチュエータ６１の重なり位置を明確にするため、磁気ディスク外周端を明示している。
【００１１】
図６Ａと図６Ｂとを比較して理解されるように、アクチュエータ６１の磁気ディスク６３への射影面積は、アクチュエータ６１が外周側へ移動するほど小さくなる。このため、アクチュエータと磁気ディスクとの間の静電容量は、ディスク外周側に行くに従って小さくなる。図７は、従来のＨＤＤにおける、磁気ディスクに対するアクチュエータ射影面積のディスク半径位置による変化とヘッド・ディスク間電圧のディスク半径位置による変化を示すグラフである。射影面積とヘッド・ディスク間電圧とは、共に、規格値である。図７に示すように、記録面上の最内周位置から最外周位置に移動するにつれて、射影面積が減少し、ヘッド・ディスク間電圧は増加している。
【００１２】
静電容量の低下は、ヘッド・スライダと磁気ディスクとの間の電圧の増加を意味する。このように、外周側においてヘッド・ディスク間電圧が大きいことに加え、ヘッド・ディスク間電圧がディスク半径位置によって変化することが、ヘッド・ディスク間放電を引き起こす要因となっている。したがって、アクチュエータ（ヘッド・スライダ）の内周側と外周側との間での移動におけるヘッド・ディスク間放電の発生を効果的に抑制することができる技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様のディスク・ドライブは、データを格納するディスクと、前記ディスク上を浮上するヘッド・スライダと、前記ヘッド・スライダを支持し、回動軸において回動することで前記ヘッド・スライダを前記ディスクの半径方向において移動する、アクチュエータとを有する。前記アクチュエータは、前記ヘッド・スライダを支持するサスペンションと、前記サスペンションと前記回動軸との間にあって前記サスペンションを支持し、金属で形成されているアームとを有する。前記アームは、回転している前記ディスク上において前記ヘッド・スライダが浮上力で浮上している領域の最内周位置において前記ディスクと対向し、前記領域の最外周位置にあるときに前記ディスクの外側にある、外周側領域と、前記外周側領域の内周側であって、前記最内周位置から前記最外周位置の間において前記ディスクと対向する内周側領域とを有する。前記最内周位置における前記外周側領域と前記ディスクとの間の単位面積当たりの静電容量は、前記最内周位置における前記内周側領域と前記ディスクとの間の単位面積当たりの静電容量よりも小さい。この構成により、ヘッド・スライダとディスクとの間の放電の発生を抑制することができる。
【００１４】
好ましい構成において、前記内周領域において、前記アームの前記ディスクに対向する面に誘電体シートが付着している。これにより、アーム形状に大きな変更を加えることなくアームの静電容量の調整を行うことができる。
前記誘電体シートは前記内周領域のみに付着していることが好ましい。これにより、効率的にアームの静電容量の調整を行うことができる。
【００１５】
前記誘電体シートは９以上の比誘電率の材料で形成されていることが好ましい。これにより、誘電体シートの面積を小さくすることでダイナミクスへの影響を低減しつつ、アーム内周側領域の所望の静電容量を得ることができる。
【００１６】
好ましい構成において、前記外周領域内に孔が形成されている。これにより、アーム外周側領域の単位面積当たりの静電容量を効果的に小さくすることができる。
さらに好ましい構成において、前記外周領域内に複数の孔が形成されている。これにより、アーム強度の低下を小さくすることができる。
【００１７】
好ましい構成において、前記最内周位置から前記最外周位置への移動における前記外周側領域の静電容量の減少量は、前記最内周位置における前記内周側領域と前記外周側領域とを合わせた領域と前記ディスクとの間の静電容量の５％以下である。これにより、より効果的にヘッド・ディスク間放電を防止することができる。
【００１８】
好ましい構成において、前記ディスクと対向し、前記ディスクの回転による気流を抑制するプレートをさらに有し、前記プレートは、金属部と、その金属部の前記ディスクに対向する面に形成されている誘電体部とを有する。これにより、ヘッド・ディスク間電圧の半径位置による変化を低減し、アクチュエータ・デザインにおいて要求される静電容量変化の低減量を少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ヘッド・スライダとディスクとの間の放電の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態において、筐体のカバーを外したＨＤＤの内部構造を示す平面図である。
【図２Ａ】本実施形態において、アームに孔を有するアクチュエータが、磁気ディスク上における最内周位置に位置する状態を模式的に示す図である。
【図２Ｂ】本実施形態において、アームに孔を有するアクチュエータが、磁気ディスク上における最外周位置に位置する状態を模式的に示す図である。
【図３Ａ】本実施形態において、アームに誘電体シートが付着したアクチュエータが、磁気ディスク上における最内周位置に位置する状態を模式的に示す図である。
【図３Ｂ】本実施形態において、アームに誘電体シートが付着したアクチュエータが、磁気ディスク上における最外周位置に位置する状態を模式的に示す図である。
【図４Ａ】本実施形態において、アームに孔を有し、さらに、アームに付着した誘電体シートを有するアクチュエータが、磁気ディスク上における最内周位置に位置する状態を模式的に示す図である。
【図４Ｂ】本実施形態において、アームに孔を有し、さらに、アームに付着した誘電体シートを有するアクチュエータが、磁気ディスク上における最外周位置に位置する状態を模式的に示す図である。
【図５】本実施形態において、エア・スポイラの構造を模式的に示す断面図である。
【図６Ａ】従来構造のＨＤＤにおいて、内周側の半径位置にあるアクチュエータを模式的に示す図である。
【図６Ｂ】従来構造のＨＤＤにおいて、外周側の半径位置にあるアクチュエータを模式的に示す図である。
【図７】従来のＨＤＤにおける、磁気ディスクに対するアクチュエータ射影面積のディスク半径位置による変化とヘッド・ディスク間電圧のディスク半径位置よる変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。本実施形態においては、ディスク・ドライブの一例として、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）について説明する。
【００２２】
本実施形態のＨＤＤは、アクチュエータのデザインに特徴を有している。本形態のアクチュエータは、ディスク上の半径位置によるアームと磁気ディスクとの間に形成される静電容量変化が小さいように設計されている。これにより、ヘッド・スライダと磁気ディスクとの間の電圧変化を抑制し、ヘッド素子部の破損の原因となるヘッド・ディスク間放電の確率を低減する。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係るハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）１００の概略構成を示す図である。図１は、アクチュエータが磁気ディスク上にあるＨＤＤ１００の状態を示している。図１においては、アクチュエータと磁気ディスクとの重なり位置を明確にするため、アクチュエータの下にある磁気ディスク外周端を明示している。この点は、以下に説明する他の図面において同様である。
【００２４】
図１において、ベース１０２は、ガスケット（不図示）を介してベース１０２の上部開口を塞ぐカバー（不図示）を固定することによってディスク・エンクロージャを構成し、ＨＤＤ１００の構成要素を収容する。以下の説明においては、ベース側を下側、トップカバー側を上側と呼ぶ。ＨＤＤ１００は、データを格納するディスクである磁気ディスク１０１を有している。ＨＤＤ１００は、一枚もしくは複数枚の磁気ディスクを有し、図１はトップの磁気ディスク１０１を示している。
【００２５】
クランプ１０３は、磁気ディスク１０１をスピンドル・モータ（ＳＰＭ）１０４に固定する。ＳＰＭ１０４はベース１０２の底面に固定されており、磁気ディスク１０１を所定の角速度で回転する。図１において、磁気ディスク１０１は反時計回りに回転する。ＨＤＤ１００の非動作時には、ＳＰＭ１０４は静止している。磁気ディスクの記録領域にアクセス（リードもしくはライト）するヘッド・スライダ１０５は、スライダと、スライダ上に形成されているヘッド素子部とを有している。ヘッド素子部は、一般に、リード素子とライト素子とを有する。本発明は、リード素子とライト素子のいずれか一方のみを有するＨＤＤに適用可能である。
【００２６】
アクチュエータ１０６は、ヘッド・スライダ１０５を支持し、回動軸１０７を中心に回動することで、ヘッド・スライダ１０５をディスク半径方向において移動する移動機構である。アクチュエータ１０６はＶＣＭ（ボイス・コイル・モータ）１０９に結合し、ＶＣＭ１０９の駆動力がアクチュエータ１０６を回動させる。ＶＣＭ１０９はマグネットとコイルを有し、コイルはアクチュエータ１０６に固定されている。回動軸１０７を挟んでＶＣＭ１０９の反対に、アクチュエータ１０６はアーム１６１を有している。さらに、アーム１６１の先に、サスペンションン１６２を有する。サスペンション１６２と回動軸１０７との間にアーム１６１が存在している。
【００２７】
アクチュエータ１０９は、典型的には、複数のアーム及びサスペンションを有する。図１は、トップのアーム１６１とトップのサスペンション１６２を示している。記録面に一つのサスペンションが対応し、各サスペンションはその記録面にアクセスするヘッド・スライダを支持する。トップ及びボトムのアームは、トップの磁気ディスク１０１とボトムの磁気ディスクに対応するサスペンションを支持し、磁気ディスク間のアームは、その両面においてサスペンションを支持する。
【００２８】
アーム１６１は金属で形成されており、典型的には、アルミニウム合金あるいはステンレス鋼によって形成されている。他のアームも同様である。アーム１６１の磁気ディスク１０１と対向する側の表面上に、サスペンション１６２を固定する。同様に、サスペンション１６２も金属で形成されており、典型的には、ステンレス鋼によって形成されている。一般に、サスペンション１６２は、ロード・ビームやジンバルといった複数部品で構成されている。本発明が適用可能なＨＤＤにおいて、サスペンションの構造は特に限定されない。
【００２９】
ＨＤＤ１００は、磁気ディスク外周端近傍に、ランプ１１５を有している。図１は模式図であり、ランプ１１５が磁気ディスク外周端から離間しているが、典型的なランプ１１５は、その一部が磁気ディスクの外周端及びその近傍領域と重なっている。パワー・セーブ・モードあるいは電源ＯＦＦ時、アクチュータ１０６はランプ１１５上で待機している。
【００３０】
アクチュエータ１０６が待機位置にあるとき、ヘッド・スライダ１０５は磁気ディスク１０１上にはなく、その外側にある。一般に、サスペンション１６２は、ランプ１１５上を摺動するタブを有している。図１においては、このタブを省略している。アクチュエータ１０６がランプ１１５上にあるとき、タブがランプ１１５により支持されている。アクチュエータ１０６の回動により、タブがランプ１１５の面上を摺動する。
【００３１】
アクチュエータ１０６は、回動軸１０７を中心として回動し、磁気ディスク１０１の記録面上でヘッド・スライダ１０５を移動し、さらに、磁気ディスク１０１の記録面とランプ１１５との間を移動する。アクチュエータ１０６が回動することによって、ヘッド・スライダ１０５が磁気ディスク１０１の記録面の半径方向に沿って移動し、ヘッド・スライダ１０５が所望のトラックにアクセスすることができる。磁気ディスク１０１に対向するスライダの浮上面と回転している磁気ディスク１０１との間の空気の粘性による圧力が、サスペンション１６２によって磁気ディスク１０１方向に加えられる圧力とバランスすることによって、ヘッド・スライダ１０５は磁気ディスク１０１上を浮上する。
【００３２】
図２Ａは、アクチュエータ１０６が磁気ディスク１０１上の最内周位置にある状態を示している。最内周位置は、アクチュエータ１０６が機構的に位置することができる最内周の位置であり、典型的には、アクチュエータ１０６は内周クラッシュ・ストップに当接している。最内周位置において、ヘッド・スライダ１０５は、その浮上力により磁気ディスク１０１上を浮上している。したがって、図２Ａは、ヘッド・スライダ１０５がその浮上力で浮上する領域における最内周位置である。
【００３３】
アクチュエータ１０６が外周側に回動すると、アクチュエータ１０６（のタブ）がランプ１１５に接触し、さらに、アクチュエータ１０６がランプ１１５上を外周側に移動する。図２Ｂは、外側に回動するアクチュエータ１０６がランプ１１５に接触したときの状態を示している。この後、アクチュエータ１０６はランプ１１５上に乗り上げ、さらに、その上を外周側に移動する。アクチュエータ１０６がランプ１１５にのるとき、アクチュエータに１０６はヘッド・スライダ１０５を引き上げる。したがって、図２Ｂに示すアクチュエータ１０６は、ヘッド・スライダがその浮上力により磁気ディスク１０１上を浮上する領域の最外周位置にある。
【００３４】
図２Ａ及び図２Ｂを比較して理解されるように、アクチュエータ１０６が最外周位置にあるとき、アーム１６１の一部が磁気ディスク１０１の外側にある。アーム１６１の磁気ディスク１０１への投影面積の変化により、アーム１６１と磁気ディスク１０１との間の静電容量が変化する。これにより、ヘッド・スライダ１０５と磁気ディスク１０１との間の電圧（ヘッド・ディスク間電圧）が大きく変化する。投影面積の低下は、ヘッド・ディスク間電圧の増加となり、ヘッド・ディスク間放電によるヘッド素子部の破損の可能性が高くなる。
【００３５】
図２Ａ、図２Ｂに示す好ましい構成において、アーム１６１は、その外周側領域に孔を有している。図２Ａ、図２Ｂの例において、アーム１６１は、三つの孔６１１ａ〜６１１ｃを有している。このように、外周側の領域に孔を有することで、アクチュエータ位置によるアーム１６１と磁気ディスク１０１との間の静電容量変化を低減し、ヘッド・ディスク間放電の発生確率を小さくすることができる。
【００３６】
図２Ａ、図２Ｂに示すように、アーム１６１は、回動軸１０７とサスペンション１６２とを結ぶ方向において延びている内周側端６１２と外周側端６１３とを有している。図２Ａ、図２Ｂに示すようにディスク法線方向（スライダ浮上方向）において見たとき、内周側端６１２は曲線状であり、外周側端６１３は直線状である。本発明において、内周側端６１２と外周側端６１３の形状は特に限定しない。
【００３７】
一般に、外周側端６１３は、直線状である。サスペンション１６２は、回動軸１０７に向かって延出するテイル部（図３Ａにおけるテイル部６２１を参照）を有しており、そのテイル部が直線状の外周側端６１３に固定される。テイル部上にはヘッド・スライダの１０５の信号伝送線がレイアウトされている。
【００３８】
アーム１６１は、外周側端６１３と内周側端６１２との間において、内周側領域６１４と外周側領域６１５とを有している。内周側領域６１４は、アーム１６１の最内周位置と最外周位置との間におけるいずれの位置においても、磁気ディスク１０１と対向している領域である。つまり、ディスク法線方向において見て、内周側領域６１４と磁気ディスク１０１とは重なっている。外周側領域６１５は、最内周位置において磁気ディスク１０１にディスク法線方向において対向しており、最外周位置において磁気ディスク外周端２１１よりも外側にあって、磁気ディスク１０１と対向していない領域である。
【００３９】
図２Ａ、図２Ｂに示すように、外周側領域６１５には、孔６１１ａ〜６１１ｃが形成されている。外周側領域は、これら孔６１１ａ〜６１１ｃの領域を含む。内周領域６１４には孔が形成されていない。このため、最内周位置において、外周側領域６１５と磁気ディスク１０１との間の単位面積当たりの静電容量は、内周領域６１４と磁気ディスクとの間の単位面積当たりの静電容量よりも小さい。これにより、最内周位置から最外周位置までのアーム１６１と磁気ディスク１０１との間の静電容量変化を低減し、ヘッド・ディスク間放電を効果的に抑制することができる。
【００４０】
好ましい構成において、最内周位置と最外周位置との間における外周側領域６１５の静電容量の変化量は、最内周位置における内周側領域６１４と外周側領域６１５の静電容量全体の５％以下であり、さらに好ましくは１％以下である。最内周位置から最外周位置までの容量変化がこの範囲にあることで、ヘッド・ディスク間放電をより効果的に抑制することができる。この点は、下に説明する誘電体シートを有するアーム及び誘電体シートと外周側領域における孔を有するアームについて同様である。
【００４１】
アーム１６１の射影面積について考えると、最内周位置と最外周位置との間における外周側領域６１５の磁気ディスク１０１への射影面積の変化量は、最内周位置における内周側領域６１４と外周側領域６１５の射影面積合計の５％以下であることが好ましく、さらに好ましくは１％以下である。射影面積はアーム１６１において磁気ディスク１０１と対向する金属部分の面積である。したがって、最内周位置における外周側領域６１５領域の射影面積は、外周側領域６１５領域から孔６１１ａ〜６１１ｃを除いた金属部分の面積である。
【００４２】
図２Ａ、図２Ｂの構成例において、外周側領域６１５は、外周端６１３の一部を含む外周端部６１６、三つの孔６１１ａ〜６１１ｃ、梁６１７、６１８で構成されている。梁６１７は、外周端部６１６と梁６１８とを結ぶ。外周側領域６１５が一つの孔ではなく複数の孔を有することで、外周側領域６１５の射影面積（孔６１１ａ〜６１１ｃ以外の部分における磁気ディスク１０１に対向する面積）の変化（外周側領域６１５と磁気ディスク１０１との間の静電容量変化）を低減しつつ、アーム１６１の強度の低下を小さくすることができる。設計によっては、外周側領域６１５における孔は一つのみでもよい。
【００４３】
孔６１１ｂ、６１１ｃは、孔６１２ａの回動軸側にあり、孔６１１ａ、６１１ｃは、孔６１２ｂの内周側にある。図２Ａに示すように、孔６１１ｂ、６１１ｃの回動軸側端は、最内周位置において磁気ディスク外周端２１１とディスク法線方向において一致している。これにより、アーム１０６の金属部分の面積を確保しつつ、外周側領域６１５の金属部分の面積をより小さくすることができる。外周領域の孔はこのような形状を有することが好ましいが、これらと異なる形状を有していてもよい。
【００４４】
また、図２Ｂに示すように、アーム１６１が最外周位置にあるとき、孔６１１ａ、６１１ｃの内周側端（図２Ａを参照）は、磁気ディスク外周端２１１とディスク法線方向において一致している。これにより、アーム１０６の金属部分の面積を確保しつつ、外周側領域６１５の金属部分の面積をより小さくすることができる。外周領域の孔はこのような形状を有することが好ましいが、これらと異なる形状を有していてもよい。
【００４５】
好ましくは、本構成例のように、内周側領域６１４は孔を有しておらず、連続する金属部で構成されている。これにより、内周側領域６１４の磁気ディスク１０１への射影面積（対向面積）を大きくすることができ、アクチュエータ１０６の回動によるアーム１６１と磁気ディスク１０１との間の静電容量変化を低減することができる。設計によっては、内周側領域６１４が孔を有していてもよい。
【００４６】
ヘッド・ディスク間放電を防止するためには、外周側領域の静電容量変化が、外周側領域と内周側領域の静電容量に対して小さいことが重要である。上記構成は、外周側領域に孔を形成して磁気ディスク１０１への射影面積（金属面積）を小さくすることで、外周側領域の単位面積当たりの容量を小さくする。これにより、外周側領域と内周側領域の静電容量に対する外周側領域の静電容量変化を小さくすることがきる。これと異なり、内周側領域の単位面積の静電容量を外周側領域の単位面積当たりの静電容量より大きくすることで、外周側領域の相対的静電容量変化を小さくすることができる。
【００４７】
図３Ａ、図３Ｂに示すＨＤＤにおいて、アーム１６１の内周側領域６１４に、誘電体シート３０１が付着されている。図３Ａは最内周位置にあるアクチュエータ１０６を示し、図３Ｂは最外周位置にあるアクチュエータ１０６を示している。誘電体シート３０１は、アーム１６１の磁気ディスク対向面上に付着されている。誘電体シート３０１により、内周側領域６１４と磁気ディスク１０１との間の静電容量が大きくなり、また、内周側領域６１４の単位面積当たりの静電容量も高くなる。これにより、外周側領域の相対的静電容量変化を小さくし、ヘッド・ディスク間放電の効果的に抑制する。
【００４８】
図３Ａ、図３Ｂの構成において、外周側領域６１５は、図２Ａ、図２Ｂの構成と異なり、孔を有しておらず、外周領域６１５の全てが連続する金属で形成されている。したがって、本構成例において、内周側領域６１４と外周側領域６１５との間における単位面積当たりの静電容量の相違は、誘電体シート３０１による。
【００４９】
図３Ａ、図３Ｂにおいて誘電体シート３０１は円形であるが、誘電体シート３０１はどのような形状を有していてもよい。内周側領域６１４の全面を覆うことで、誘電率の小さい誘電体材料でも、効率的に内周側領域６１４の容量を大きくすることができる。静電容量を大きくするためには、誘電体シートの比誘電率は高いことが好ましい。好ましくは、誘電体シート３０１を構成する誘電体材料の比誘電率は９以上であり、さらに好ましくは３０以上である。
【００５０】
外周側領域６１５の容量変化を小さくするため、誘電体シート３０１は外周側領域６１５の外側にあり、外周側領域６１５内に誘電体シート３０１の一部も存在していないことが好ましい。内周側領域６１４には、複数の誘電体シートが付着されていてもよい。また、それらが異なる誘電体材料で構成されていてもよい。いずれの構成においても、外周側領域６１５内には、内周側領域６１４内に付着されている誘電体シートと同一材料の誘電体シートが付着されていないことが好ましい。
【００５１】
図３Ａ、図３Ｂは、トップのアーム１６１を示しており、磁気ディスク１０１に対向する面にのみ誘電体シート３０１を有している。磁気ディスク間に挿入されるアームは、その両面に誘電体シートを有することが好ましい。磁気ディスク間のアームの両面が、それぞれ、磁気ディスクに対向しており、その静電容量変化がヘッド・ディスク間放電を引き起こしうるからである。
【００５２】
アクチュエータ１０６が、図２Ａ、図２Ｂに示す外周側領域６１５の形状と図３Ａ、図３Ｂに示す誘電体シート３０１をあわせ持つことで、ディスク半径位置による静電容量変化をより効果的に低減することができる。図４Ａ、図４Ｂは、このような構成を有するアクチュエータ１０６を示している。図４Ａは最内周位置にあるアクチュエータ１０６を示し、図４Ｂは最外周位置にあるアクチュエータ１０６を示している。図４Ａ、図４Ｂに示す外周側領域６１５の形状は、図２Ａ、図２Ｂに示す形状と同一である。本構成に対しては、図２Ａ、図２Ｂを参照して行なった説明及び図３Ａ、図３Ｂを参照して行なった説明を適用することができる。
【００５３】
孔が形成されている外周側領域６１５と誘電体シート３０１とを合わせて使用することで、孔あるいは誘電体シートの面積を小さくする、もしくは、低い誘電率の材料を使用することができる。外周側領域６１５に孔を形成することがアーム１６１強度の低下を招く場合、誘電体シート３０１を内周側領域に付着することで、外周側領域６１５の孔を小さくし、アーム１６１の強度を上げることができる。また、低い誘電率材料を使用することができることで、使用可能な誘電体材料の幅が広がり、設計をより容易なものとすることができる。
【００５４】
次に、磁気ディスク回転による気流を抑制するプレート構造について説明する。ＨＤＤ１００においては、磁気ディスクの回転によって発生する気流が問題とされる。磁気ディスクの回転に伴う気流によってアクチュエータが揺れ、ヘッドの正確なポジショニングを妨げられる。そのため、この気流を抑制するため、磁気ディスク記録面と対向するプレートを配置する技術が知られている。
【００５５】
このようなプレートを有する部品として、ダンパ・プレートやエア・スポイラが知られている。これらプレートは、アクチュエータの上流もしくは下流に配置され、磁気ディスク回転に伴う気流を減らし、ヘッド・ポジショニングを改善する。一般に、ダンパ・プレートは大きな面積を有するプレートであり、各プレートが個別にベースに固定される。一方、エア・スポイラは、一般に、ディスク記録面に対向するプレートが一体的に形成された部品であり、そのプレートの面積はダンパ・プレートに比較すると小さい。
【００５６】
このような気流抑制プレートは、磁気ディスク記録面と対向しているため、金属で形成されている場合に、磁気ディスクとの間において容量を構成する。磁気ディスクと気流抑制プレートとの間の容量の増加は、ヘッド・スライダと磁気ディスクとの間の電圧を小さくする。そこで、好ましい構成において、ＨＤＤ１００は、気流抑制プレートを有し、さらに、その気流抑制プレートは、金属部と、その金属部のディスク対向面に形成された誘電体とを有する。
【００５７】
図５は、エア・スポイラ５１の構造を模式的に示す断面図である。図５の構成例において、ＨＤＤはスピンドル・モータ１０４に固定された３枚の磁気ディスク１０１ａ〜１０１ｃを有している。エア・スポイラ５１は、４枚のプレート５１１ａ〜５１１ｄを有しており、２段目と３段目のプレート５１１ｂ、５１１ｃは、２枚の磁気ディスク間にある。トップ及びボトムのプレート５１１ａ、５１１ｄは、それぞれ、トップ及びボトムの磁気ディスク１０１ａ、１０１ｃのみに対向する。
【００５８】
プレート５１１ａ〜５１１ｄは、同様の構造を有している。プレート５１１ａについて詳細に説明する。図５に示すように、プレート５１１ａは、内部の金属部５１２と、その上下両面に形成されている誘電体部５１３ａ、５１３ｂとで構成されている。金属部５１２は、エア・スポイラ５１の支持部を介してベース１０２に電気的に接続されている。ベース１０２は、グランドと見なすことができる。
【００５９】
誘電体部５１３ａ、５１３ｂ材料は、例えば、誘電体シート３０１と同じ材料である。このように、金属部と磁気ディスクとの間に誘電体部を有することで、プレート５１１ａと磁気ディスクとの間の静電容量を効果的に増加させることができ、それにより、ヘッド・ディスク間電圧を低減することができる。
【００６０】
図５の例において、プレート５１１ａは、磁気ディスクと対向していない上面にも誘電体部５１３ｂを有するが、これを省略してもよい。同様のことは、ボトムのプレート５１１ｄにも当てはまる。ディスク間のプレート５１１ｂ、５１１ｃの上下面の双方が磁気ディスク記録面に対向するため、それらは両ディスク対向面に誘電体部を有する。図５は、エア・スポイラのプレートの構造を示しているが、同様の構造を有するダンパ・プレートも、ヘッド・ディスク間電圧を効果的に低下させることができる。
【００６１】
以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、本発明はＨＤＤに特に有用であるが、それ以外のディスク・ドライブ装置に適用してもよい。外周領域の単位面積当たりの静電容量を内周側領域に対して相対的に小さくするため、外周側領域と磁気ディスクとの間の距離の平均値を、内周側領域と磁気ディスクとの間の距離の平均値よりも大きくしてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
５１ エア・スポイラ、６１ アクチュエータ、６２ ランプ、６３ 磁気ディスク
１００ ハードディスク・ドライブ、１０１、１０１ａ〜１０１ｃ 磁気ディスク
１０２ ベース、１０３ クランプ、１０４ スピンドル・モータ
１０５ ヘッド・スライダ、１０６ アクチュエータ、１０７ 回動軸、１１５ ランプ
１６１ アーム、１６２ サスペンション、２１１ 磁気ディスク外周端
３０１ 誘電体シート、５１１ａ〜５１１ｄ プレート、５１２ 内部金属
５１３ａ、５１３ｂ 誘電体、６１１ａ〜６１１ｃ 孔、６１２ 内周側端
６１３ 外周側端、６１４ 内周側領域、６１５ 外周側領域、６１６ 外周端部
６１７、６１８ 梁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク・ドライブに関し、特に、ヘッド・スライダとディスクとの間の放電防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク・ドライブ装置として、光ディスク、光磁気ディスク、あるいはフレキシブル磁気ディスクなどの様々な態様の記録ディスクを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及しているほか、動画像記録再生装置あるいはカーナビゲーション・システムなど、多くの電子機器で使用されている。
【０００３】
ＨＤＤで使用される磁気ディスクは、複数のデータ・トラックと複数のサーボ・トラックとを有している。各データ・トラックには、ユーザ・データを含む一つもしくは複数のデータ・セクタが記録されている。各サーボ・トラックはアドレス情報を有する。サーボ・トラックは、円周方向において離間して配置された複数のサーボ・データによって構成されており、各サーボ・データの間に１もしくは複数のデータ・セクタが記録されている。ヘッド素子部がサーボ・データのアドレス情報に従って所望のデータ・セクタにアクセスすることによって、データ・セクタへのデータ書き込み及びデータ・セクタからのデータ読み出しを行うことができる。
【０００４】
ヘッド素子部はスライダ上に形成されており、さらにそのスライダはアクチュエータのサスペンション上に固着されている。サスペンションとヘッド・スライダのアセンブリを、ヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）と呼ぶ。また、アクチュエータとヘッド・スライダのアセンブリを、ヘッド・スタック・アセンブリ（ＨＳＡ）と呼ぶ。
【０００５】
磁気ディスクに対向するスライダ浮上面と回転している磁気ディスクとの間の空気の粘性による圧力が、サスペンションによって磁気ディスク方向に加えられる圧力とバランスすることによって、ヘッド・スライダは磁気ディスク上を浮上する。アクチュエータが回動軸を中心に回動することによって、ヘッド・スライダ（ヘッド素子部）を目的のトラックへ移動すると共に、そのトラック上に位置決めする。
【０００６】
磁気ディスクはスピンドル・モータに固定されており、スピンドル・モータの回転により磁気ディスクが帯電する。磁気ディスクはスピンドル・モータを介してシステム・グランドに接続されているが、システム・グランドと磁気ディスクとの間の抵抗を小さくするには限度があり、磁気ディスクの電位を０Ｖにすることは困難である。特に、近年のスピンドル・モータは流体軸受構造を有している。流体軸受に使用されるオイルの導電率は低いため、磁気ディスクをシステム・グランドに接続することによる帯電除去はより難しいものとなっている。
【０００７】
磁気ディスクが帯電していると、磁気ディスク上を飛行しているヘッド・スライダの表面に逆極性の電荷が誘起され、磁気ディスクとヘッド・スライダとの間に電位差が発生する。ヘッド・スライダと磁気ディスクとの間に大きな電位差が存在すると、磁気ディスクとヘッド・スライダとの間においてアーク放電が発生し、ヘッド素子部が破損する恐れがある。このため、たとえば、読み取り素子の駆動回路の基準電圧を磁気ディスク電位と同電位にする技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２５０１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ヘッド・スライダを支持するアクチュエータは、回転する磁気ディスク上で回動することで、ヘッド・スライダを磁気ディスク上において、ディスク半径方向において移動させる。発明者らは、ヘッド・ディスク間放電の発生確率が、磁気ディスク上におけるヘッド・スライダ（アクチュエータ）の動作により変化することを見出した。具体的には、ヘッド・ディスク間放電は、ヘッド・スライダが磁気ディスク上で移動するとき、つまり、アクチュエータが磁気ディスク上で回動するときに発生しやすい。
【００１０】
発明者らの検討によれば、これはアクチュエータの磁気ディスクに対する射影面積の変化に起因するものであることがわかった。図６Ａと図６Ｂとは、それぞれ、異なるディスク半径位置にあるアクチュエータ６１を示している。図６Ａは、最内周位置にあるＨＳＡを示し、図６Ｂは、アクチュエータ先端がランプ６２に接しているアンロード直前の位置にあるアクチュエータ６１を示している。図６Ａ、６Ｂにおいて、磁気ディスク６３とアクチュエータ６１の重なり位置を明確にするため、磁気ディスク外周端を明示している。
【００１１】
図６Ａと図６Ｂとを比較して理解されるように、アクチュエータ６１の磁気ディスク６３への射影面積は、アクチュエータ６１が外周側へ移動するほど小さくなる。このため、アクチュエータと磁気ディスクとの間の静電容量は、ディスク外周側に行くに従って小さくなる。図７は、従来のＨＤＤにおける、磁気ディスクに対するアクチュエータ射影面積のディスク半径位置による変化とヘッド・ディスク間電圧のディスク半径位置による変化を示すグラフである。射影面積とヘッド・ディスク間電圧とは、共に、規格値である。図７に示すように、記録面上の最内周位置から最外周位置に移動するにつれて、射影面積が減少し、ヘッド・ディスク間電圧は増加している。
【００１２】
静電容量の低下は、ヘッド・スライダと磁気ディスクとの間の電圧の増加を意味する。このように、外周側においてヘッド・ディスク間電圧が大きいことに加え、ヘッド・ディスク間電圧がディスク半径位置によって変化することが、ヘッド・ディスク間放電を引き起こす要因となっている。したがって、アクチュエータ（ヘッド・スライダ）の内周側と外周側との間での移動におけるヘッド・ディスク間放電の発生を効果的に抑制することができる技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様のディスク・ドライブは、データを格納するディスクと、前記ディスク上を浮上するヘッド・スライダと、前記ヘッド・スライダを支持し、回動軸において回動することで前記ヘッド・スライダを前記ディスクの半径方向において移動する、アクチュエータとを有する。前記アクチュエータは、前記ヘッド・スライダを支持するサスペンションと、前記サスペンションと前記回動軸との間にあって前記サスペンションを支持し、金属で形成されているアームとを有する。前記アームは、回転している前記ディスク上において前記ヘッド・スライダが浮上力で浮上している領域の最内周位置において前記ディスクと対向し、前記領域の最外周位置にあるときに前記ディスクの外側にある、外周側領域と、前記外周側領域の内周側であって、前記最内周位置から前記最外周位置の間において前記ディスクと対向する内周側領域とを有する。前記最内周位置における前記外周側領域と前記ディスクとの間の単位面積当たりの静電容量は、前記最内周位置における前記内周側領域と前記ディスクとの間の単位面積当たりの静電容量よりも小さい。この構成により、ヘッド・スライダとディスクとの間の放電の発生を抑制することができる。
【００１４】
好ましい構成において、前記内周領域において、前記アームの前記ディスクに対向する面に誘電体シートが付着している。これにより、アーム形状に大きな変更を加えることなくアームの静電容量の調整を行うことができる。
前記誘電体シートは前記内周領域のみに付着していることが好ましい。これにより、効率的にアームの静電容量の調整を行うことができる。
【００１５】
前記誘電体シートは９以上の比誘電率の材料で形成されていることが好ましい。これにより、誘電体シートの面積を小さくすることでダイナミクスへの影響を低減しつつ、アーム内周側領域の所望の静電容量を得ることができる。
【００１６】
好ましい構成において、前記外周領域内に孔が形成されている。これにより、アーム外周側領域の単位面積当たりの静電容量を効果的に小さくすることができる。
さらに好ましい構成において、前記外周領域内に複数の孔が形成されている。これにより、アーム強度の低下を小さくすることができる。
【００１７】
好ましい構成において、前記最内周位置から前記最外周位置への移動における前記外周側領域の静電容量の減少量は、前記最内周位置における前記内周側領域と前記外周側領域とを合わせた領域と前記ディスクとの間の静電容量の５％以下である。これにより、より効果的にヘッド・ディスク間放電を防止することができる。
【００１８】
好ましい構成において、前記ディスクと対向し、前記ディスクの回転による気流を抑制するプレートをさらに有し、前記プレートは、金属部と、その金属部の前記ディスクに対向する面に形成されている誘電体部とを有する。これにより、ヘッド・ディスク間電圧の半径位置による変化を低減し、アクチュエータ・デザインにおいて要求される静電容量変化の低減量を少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ヘッド・スライダとディスクとの間の放電の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態において、筐体のカバーを外したＨＤＤの内部構造を示す平面図である。
【図２Ａ】本実施形態において、アームに孔を有するアクチュエータが、磁気ディスク上における最内周位置に位置する状態を模式的に示す図である。
【図２Ｂ】本実施形態において、アームに孔を有するアクチュエータが、磁気ディスク上における最外周位置に位置する状態を模式的に示す図である。
【図３Ａ】本実施形態において、アームに誘電体シートが付着したアクチュエータが、磁気ディスク上における最内周位置に位置する状態を模式的に示す図である。
【図３Ｂ】本実施形態において、アームに誘電体シートが付着したアクチュエータが、磁気ディスク上における最外周位置に位置する状態を模式的に示す図である。
【図４Ａ】本実施形態において、アームに孔を有し、さらに、アームに付着した誘電体シートを有するアクチュエータが、磁気ディスク上における最内周位置に位置する状態を模式的に示す図である。
【図４Ｂ】本実施形態において、アームに孔を有し、さらに、アームに付着した誘電体シートを有するアクチュエータが、磁気ディスク上における最外周位置に位置する状態を模式的に示す図である。
【図５】本実施形態において、エア・スポイラの構造を模式的に示す断面図である。
【図６Ａ】従来構造のＨＤＤにおいて、内周側の半径位置にあるアクチュエータを模式的に示す図である。
【図６Ｂ】従来構造のＨＤＤにおいて、外周側の半径位置にあるアクチュエータを模式的に示す図である。
【図７】従来のＨＤＤにおける、磁気ディスクに対するアクチュエータ射影面積のディスク半径位置による変化とヘッド・ディスク間電圧のディスク半径位置よる変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。本実施形態においては、ディスク・ドライブの一例として、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）について説明する。
【００２２】
本実施形態のＨＤＤは、アクチュエータのデザインに特徴を有している。本形態のアクチュエータは、ディスク上の半径位置によるアームと磁気ディスクとの間に形成される静電容量変化が小さいように設計されている。これにより、ヘッド・スライダと磁気ディスクとの間の電圧変化を抑制し、ヘッド素子部の破損の原因となるヘッド・ディスク間放電の確率を低減する。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係るハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）１００の概略構成を示す図である。図１は、アクチュエータが磁気ディスク上にあるＨＤＤ１００の状態を示している。図１においては、アクチュエータと磁気ディスクとの重なり位置を明確にするため、アクチュエータの下にある磁気ディスク外周端を明示している。この点は、以下に説明する他の図面において同様である。
【００２４】
図１において、ベース１０２は、ガスケット（不図示）を介してベース１０２の上部開口を塞ぐカバー（不図示）を固定することによってディスク・エンクロージャを構成し、ＨＤＤ１００の構成要素を収容する。以下の説明においては、ベース側を下側、トップカバー側を上側と呼ぶ。ＨＤＤ１００は、データを格納するディスクである磁気ディスク１０１を有している。ＨＤＤ１００は、一枚もしくは複数枚の磁気ディスクを有し、図１はトップの磁気ディスク１０１を示している。
【００２５】
クランプ１０３は、磁気ディスク１０１をスピンドル・モータ（ＳＰＭ）１０４に固定する。ＳＰＭ１０４はベース１０２の底面に固定されており、磁気ディスク１０１を所定の角速度で回転する。図１において、磁気ディスク１０１は反時計回りに回転する。ＨＤＤ１００の非動作時には、ＳＰＭ１０４は静止している。磁気ディスクの記録領域にアクセス（リードもしくはライト）するヘッド・スライダ１０５は、スライダと、スライダ上に形成されているヘッド素子部とを有している。ヘッド素子部は、一般に、リード素子とライト素子とを有する。本発明は、リード素子とライト素子のいずれか一方のみを有するＨＤＤに適用可能である。
【００２６】
アクチュエータ１０６は、ヘッド・スライダ１０５を支持し、回動軸１０７を中心に回動することで、ヘッド・スライダ１０５をディスク半径方向において移動する移動機構である。アクチュエータ１０６はＶＣＭ（ボイス・コイル・モータ）１０９に結合し、ＶＣＭ１０９の駆動力がアクチュエータ１０６を回動させる。ＶＣＭ１０９はマグネットとコイルを有し、コイルはアクチュエータ１０６に固定されている。回動軸１０７を挟んでＶＣＭ１０９の反対に、アクチュエータ１０６はアーム１６１を有している。さらに、アーム１６１の先に、サスペンションン１６２を有する。サスペンション１６２と回動軸１０７との間にアーム１６１が存在している。
【００２７】
アクチュエータ１０９は、典型的には、複数のアーム及びサスペンションを有する。図１は、トップのアーム１６１とトップのサスペンション１６２を示している。記録面に一つのサスペンションが対応し、各サスペンションはその記録面にアクセスするヘッド・スライダを支持する。トップ及びボトムのアームは、トップの磁気ディスク１０１とボトムの磁気ディスクに対応するサスペンションを支持し、磁気ディスク間のアームは、その両面においてサスペンションを支持する。
【００２８】
アーム１６１は金属で形成されており、典型的には、アルミニウム合金あるいはステンレス鋼によって形成されている。他のアームも同様である。アーム１６１の磁気ディスク１０１と対向する側の表面上に、サスペンション１６２を固定する。同様に、サスペンション１６２も金属で形成されており、典型的には、ステンレス鋼によって形成されている。一般に、サスペンション１６２は、ロード・ビームやジンバルといった複数部品で構成されている。本発明が適用可能なＨＤＤにおいて、サスペンションの構造は特に限定されない。
【００２９】
ＨＤＤ１００は、磁気ディスク外周端近傍に、ランプ１１５を有している。図１は模式図であり、ランプ１１５が磁気ディスク外周端から離間しているが、典型的なランプ１１５は、その一部が磁気ディスクの外周端及びその近傍領域と重なっている。パワー・セーブ・モードあるいは電源ＯＦＦ時、アクチュータ１０６はランプ１１５上で待機している。
【００３０】
アクチュエータ１０６が待機位置にあるとき、ヘッド・スライダ１０５は磁気ディスク１０１上にはなく、その外側にある。一般に、サスペンション１６２は、ランプ１１５上を摺動するタブを有している。図１においては、このタブを省略している。アクチュエータ１０６がランプ１１５上にあるとき、タブがランプ１１５により支持されている。アクチュエータ１０６の回動により、タブがランプ１１５の面上を摺動する。
【００３１】
アクチュエータ１０６は、回動軸１０７を中心として回動し、磁気ディスク１０１の記録面上でヘッド・スライダ１０５を移動し、さらに、磁気ディスク１０１の記録面とランプ１１５との間を移動する。アクチュエータ１０６が回動することによって、ヘッド・スライダ１０５が磁気ディスク１０１の記録面の半径方向に沿って移動し、ヘッド・スライダ１０５が所望のトラックにアクセスすることができる。磁気ディスク１０１に対向するスライダの浮上面と回転している磁気ディスク１０１との間の空気の粘性による圧力が、サスペンション１６２によって磁気ディスク１０１方向に加えられる圧力とバランスすることによって、ヘッド・スライダ１０５は磁気ディスク１０１上を浮上する。
【００３２】
図２Ａは、アクチュエータ１０６が磁気ディスク１０１上の最内周位置にある状態を示している。最内周位置は、アクチュエータ１０６が機構的に位置することができる最内周の位置であり、典型的には、アクチュエータ１０６は内周クラッシュ・ストップに当接している。最内周位置において、ヘッド・スライダ１０５は、その浮上力により磁気ディスク１０１上を浮上している。したがって、図２Ａは、ヘッド・スライダ１０５がその浮上力で浮上する領域における最内周位置である。
【００３３】
アクチュエータ１０６が外周側に回動すると、アクチュエータ１０６（のタブ）がランプ１１５に接触し、さらに、アクチュエータ１０６がランプ１１５上を外周側に移動する。図２Ｂは、外側に回動するアクチュエータ１０６がランプ１１５に接触したときの状態を示している。この後、アクチュエータ１０６はランプ１１５上に乗り上げ、さらに、その上を外周側に移動する。アクチュエータ１０６がランプ１１５にのるとき、アクチュエータに１０６はヘッド・スライダ１０５を引き上げる。したがって、図２Ｂに示すアクチュエータ１０６は、ヘッド・スライダがその浮上力により磁気ディスク１０１上を浮上する領域の最外周位置にある。
【００３４】
図２Ａ及び図２Ｂを比較して理解されるように、アクチュエータ１０６が最外周位置にあるとき、アーム１６１の一部が磁気ディスク１０１の外側にある。アーム１６１の磁気ディスク１０１への投影面積の変化により、アーム１６１と磁気ディスク１０１との間の静電容量が変化する。これにより、ヘッド・スライダ１０５と磁気ディスク１０１との間の電圧（ヘッド・ディスク間電圧）が大きく変化する。投影面積の低下は、ヘッド・ディスク間電圧の増加となり、ヘッド・ディスク間放電によるヘッド素子部の破損の可能性が高くなる。
【００３５】
図２Ａ、図２Ｂに示す好ましい構成において、アーム１６１は、その外周側領域に孔を有している。図２Ａ、図２Ｂの例において、アーム１６１は、三つの孔６１１ａ〜６１１ｃを有している。このように、外周側の領域に孔を有することで、アクチュエータ位置によるアーム１６１と磁気ディスク１０１との間の静電容量変化を低減し、ヘッド・ディスク間放電の発生確率を小さくすることができる。
【００３６】
図２Ａ、図２Ｂに示すように、アーム１６１は、回動軸１０７とサスペンション１６２とを結ぶ方向において延びている内周側端６１２と外周側端６１３とを有している。図２Ａ、図２Ｂに示すようにディスク法線方向（スライダ浮上方向）において見たとき、内周側端６１２は曲線状であり、外周側端６１３は直線状である。本発明において、内周側端６１２と外周側端６１３の形状は特に限定しない。
【００３７】
一般に、外周側端６１３は、直線状である。サスペンション１６２は、回動軸１０７に向かって延出するテイル部（図３Ａにおけるテイル部６２１を参照）を有しており、そのテイル部が直線状の外周側端６１３に固定される。テイル部上にはヘッド・スライダの１０５の信号伝送線がレイアウトされている。
【００３８】
アーム１６１は、外周側端６１３と内周側端６１２との間において、内周側領域６１４と外周側領域６１５とを有している。内周側領域６１４は、アーム１６１の最内周位置と最外周位置との間におけるいずれの位置においても、磁気ディスク１０１と対向している領域である。つまり、ディスク法線方向において見て、内周側領域６１４と磁気ディスク１０１とは重なっている。外周側領域６１５は、最内周位置において磁気ディスク１０１にディスク法線方向において対向しており、最外周位置において磁気ディスク外周端２１１よりも外側にあって、磁気ディスク１０１と対向していない領域である。
【００３９】
図２Ａ、図２Ｂに示すように、外周側領域６１５には、孔６１１ａ〜６１１ｃが形成されている。外周側領域は、これら孔６１１ａ〜６１１ｃの領域を含む。内周領域６１４には孔が形成されていない。このため、最内周位置において、外周側領域６１５と磁気ディスク１０１との間の単位面積当たりの静電容量は、内周領域６１４と磁気ディスクとの間の単位面積当たりの静電容量よりも小さい。これにより、最内周位置から最外周位置までのアーム１６１と磁気ディスク１０１との間の静電容量変化を低減し、ヘッド・ディスク間放電を効果的に抑制することができる。
【００４０】
好ましい構成において、最内周位置と最外周位置との間における外周側領域６１５の静電容量の変化量は、最内周位置における内周側領域６１４と外周側領域６１５の静電容量全体の５％以下であり、さらに好ましくは１％以下である。最内周位置から最外周位置までの容量変化がこの範囲にあることで、ヘッド・ディスク間放電をより効果的に抑制することができる。この点は、下に説明する誘電体シートを有するアーム及び誘電体シートと外周側領域における孔を有するアームについて同様である。
【００４１】
アーム１６１の射影面積について考えると、最内周位置と最外周位置との間における外周側領域６１５の磁気ディスク１０１への射影面積の変化量は、最内周位置における内周側領域６１４と外周側領域６１５の射影面積合計の５％以下であることが好ましく、さらに好ましくは１％以下である。射影面積はアーム１６１において磁気ディスク１０１と対向する金属部分の面積である。したがって、最内周位置における外周側領域６１５領域の射影面積は、外周側領域６１５領域から孔６１１ａ〜６１１ｃを除いた金属部分の面積である。
【００４２】
図２Ａ、図２Ｂの構成例において、外周側領域６１５は、外周端６１３の一部を含む外周端部６１６、三つの孔６１１ａ〜６１１ｃ、梁６１７、６１８で構成されている。梁６１７は、外周端部６１６と梁６１８とを結ぶ。外周側領域６１５が一つの孔ではなく複数の孔を有することで、外周側領域６１５の射影面積（孔６１１ａ〜６１１ｃ以外の部分における磁気ディスク１０１に対向する面積）の変化（外周側領域６１５と磁気ディスク１０１との間の静電容量変化）を低減しつつ、アーム１６１の強度の低下を小さくすることができる。設計によっては、外周側領域６１５における孔は一つのみでもよい。
【００４３】
孔６１１ｂ、６１１ｃは、孔６１２ａの回動軸側にあり、孔６１１ａ、６１１ｃは、孔６１２ｂの内周側にある。図２Ａに示すように、孔６１１ｂ、６１１ｃの回動軸側端は、最内周位置において磁気ディスク外周端２１１とディスク法線方向において一致している。これにより、アーム１０６の金属部分の面積を確保しつつ、外周側領域６１５の金属部分の面積をより小さくすることができる。外周領域の孔はこのような形状を有することが好ましいが、これらと異なる形状を有していてもよい。
【００４４】
また、図２Ｂに示すように、アーム１６１が最外周位置にあるとき、孔６１１ａ、６１１ｃの内周側端（図２Ａを参照）は、磁気ディスク外周端２１１とディスク法線方向において一致している。これにより、アーム１０６の金属部分の面積を確保しつつ、外周側領域６１５の金属部分の面積をより小さくすることができる。外周領域の孔はこのような形状を有することが好ましいが、これらと異なる形状を有していてもよい。
【００４５】
好ましくは、本構成例のように、内周側領域６１４は孔を有しておらず、連続する金属部で構成されている。これにより、内周側領域６１４の磁気ディスク１０１への射影面積（対向面積）を大きくすることができ、アクチュエータ１０６の回動によるアーム１６１と磁気ディスク１０１との間の静電容量変化を低減することができる。設計によっては、内周側領域６１４が孔を有していてもよい。
【００４６】
ヘッド・ディスク間放電を防止するためには、外周側領域の静電容量変化が、外周側領域と内周側領域の静電容量に対して小さいことが重要である。上記構成は、外周側領域に孔を形成して磁気ディスク１０１への射影面積（金属面積）を小さくすることで、外周側領域の単位面積当たりの容量を小さくする。これにより、外周側領域と内周側領域の静電容量に対する外周側領域の静電容量変化を小さくすることがきる。これと異なり、内周側領域の単位面積の静電容量を外周側領域の単位面積当たりの静電容量より大きくすることで、外周側領域の相対的静電容量変化を小さくすることができる。
【００４７】
図３Ａ、図３Ｂに示すＨＤＤにおいて、アーム１６１の内周側領域６１４に、誘電体シート３０１が付着されている。図３Ａは最内周位置にあるアクチュエータ１０６を示し、図３Ｂは最外周位置にあるアクチュエータ１０６を示している。誘電体シート３０１は、アーム１６１の磁気ディスク対向面上に付着されている。誘電体シート３０１により、内周側領域６１４と磁気ディスク１０１との間の静電容量が大きくなり、また、内周側領域６１４の単位面積当たりの静電容量も高くなる。これにより、外周側領域の相対的静電容量変化を小さくし、ヘッド・ディスク間放電の効果的に抑制する。
【００４８】
図３Ａ、図３Ｂの構成において、外周側領域６１５は、図２Ａ、図２Ｂの構成と異なり、孔を有しておらず、外周領域６１５の全てが連続する金属で形成されている。したがって、本構成例において、内周側領域６１４と外周側領域６１５との間における単位面積当たりの静電容量の相違は、誘電体シート３０１による。
【００４９】
図３Ａ、図３Ｂにおいて誘電体シート３０１は円形であるが、誘電体シート３０１はどのような形状を有していてもよい。内周側領域６１４の全面を覆うことで、誘電率の小さい誘電体材料でも、効率的に内周側領域６１４の容量を大きくすることができる。静電容量を大きくするためには、誘電体シートの比誘電率は高いことが好ましい。好ましくは、誘電体シート３０１を構成する誘電体材料の比誘電率は９以上であり、さらに好ましくは３０以上である。
【００５０】
外周側領域６１５の容量変化を小さくするため、誘電体シート３０１は外周側領域６１５の外側にあり、外周側領域６１５内に誘電体シート３０１の一部も存在していないことが好ましい。内周側領域６１４には、複数の誘電体シートが付着されていてもよい。また、それらが異なる誘電体材料で構成されていてもよい。いずれの構成においても、外周側領域６１５内には、内周側領域６１４内に付着されている誘電体シートと同一材料の誘電体シートが付着されていないことが好ましい。
【００５１】
図３Ａ、図３Ｂは、トップのアーム１６１を示しており、磁気ディスク１０１に対向する面にのみ誘電体シート３０１を有している。磁気ディスク間に挿入されるアームは、その両面に誘電体シートを有することが好ましい。磁気ディスク間のアームの両面が、それぞれ、磁気ディスクに対向しており、その静電容量変化がヘッド・ディスク間放電を引き起こしうるからである。
【００５２】
アクチュエータ１０６が、図２Ａ、図２Ｂに示す外周側領域６１５の形状と図３Ａ、図３Ｂに示す誘電体シート３０１をあわせ持つことで、ディスク半径位置による静電容量変化をより効果的に低減することができる。図４Ａ、図４Ｂは、このような構成を有するアクチュエータ１０６を示している。図４Ａは最内周位置にあるアクチュエータ１０６を示し、図４Ｂは最外周位置にあるアクチュエータ１０６を示している。図４Ａ、図４Ｂに示す外周側領域６１５の形状は、図２Ａ、図２Ｂに示す形状と同一である。本構成に対しては、図２Ａ、図２Ｂを参照して行なった説明及び図３Ａ、図３Ｂを参照して行なった説明を適用することができる。
【００５３】
孔が形成されている外周側領域６１５と誘電体シート３０１とを合わせて使用することで、孔あるいは誘電体シートの面積を小さくする、もしくは、低い誘電率の材料を使用することができる。外周側領域６１５に孔を形成することがアーム１６１強度の低下を招く場合、誘電体シート３０１を内周側領域に付着することで、外周側領域６１５の孔を小さくし、アーム１６１の強度を上げることができる。また、低い誘電率材料を使用することができることで、使用可能な誘電体材料の幅が広がり、設計をより容易なものとすることができる。
【００５４】
次に、磁気ディスク回転による気流を抑制するプレート構造について説明する。ＨＤＤ１００においては、磁気ディスクの回転によって発生する気流が問題とされる。磁気ディスクの回転に伴う気流によってアクチュエータが揺れ、ヘッドの正確なポジショニングを妨げられる。そのため、この気流を抑制するため、磁気ディスク記録面と対向するプレートを配置する技術が知られている。
【００５５】
このようなプレートを有する部品として、ダンパ・プレートやエア・スポイラが知られている。これらプレートは、アクチュエータの上流もしくは下流に配置され、磁気ディスク回転に伴う気流を減らし、ヘッド・ポジショニングを改善する。一般に、ダンパ・プレートは大きな面積を有するプレートであり、各プレートが個別にベースに固定される。一方、エア・スポイラは、一般に、ディスク記録面に対向するプレートが一体的に形成された部品であり、そのプレートの面積はダンパ・プレートに比較すると小さい。
【００５６】
このような気流抑制プレートは、磁気ディスク記録面と対向しているため、金属で形成されている場合に、磁気ディスクとの間において容量を構成する。磁気ディスクと気流抑制プレートとの間の容量の増加は、ヘッド・スライダと磁気ディスクとの間の電圧を小さくする。そこで、好ましい構成において、ＨＤＤ１００は、気流抑制プレートを有し、さらに、その気流抑制プレートは、金属部と、その金属部のディスク対向面に形成された誘電体とを有する。
【００５７】
図５は、エア・スポイラ５１の構造を模式的に示す断面図である。図５の構成例において、ＨＤＤはスピンドル・モータ１０４に固定された３枚の磁気ディスク１０１ａ〜１０１ｃを有している。エア・スポイラ５１は、４枚のプレート５１１ａ〜５１１ｄを有しており、２段目と３段目のプレート５１１ｂ、５１１ｃは、２枚の磁気ディスク間にある。トップ及びボトムのプレート５１１ａ、５１１ｄは、それぞれ、トップ及びボトムの磁気ディスク１０１ａ、１０１ｃのみに対向する。
【００５８】
プレート５１１ａ〜５１１ｄは、同様の構造を有している。プレート５１１ａについて詳細に説明する。図５に示すように、プレート５１１ａは、内部の金属部５１２と、その上下両面に形成されている誘電体部５１３ａ、５１３ｂとで構成されている。金属部５１２は、エア・スポイラ５１の支持部を介してベース１０２に電気的に接続されている。ベース１０２は、グランドと見なすことができる。
【００５９】
誘電体部５１３ａ、５１３ｂ材料は、例えば、誘電体シート３０１と同じ材料である。このように、金属部と磁気ディスクとの間に誘電体部を有することで、プレート５１１ａと磁気ディスクとの間の静電容量を効果的に増加させることができ、それにより、ヘッド・ディスク間電圧を低減することができる。
【００６０】
図５の例において、プレート５１１ａは、磁気ディスクと対向していない上面にも誘電体部５１３ｂを有するが、これを省略してもよい。同様のことは、ボトムのプレート５１１ｄにも当てはまる。ディスク間のプレート５１１ｂ、５１１ｃの上下面の双方が磁気ディスク記録面に対向するため、それらは両ディスク対向面に誘電体部を有する。図５は、エア・スポイラのプレートの構造を示しているが、同様の構造を有するダンパ・プレートも、ヘッド・ディスク間電圧を効果的に低下させることができる。
【００６１】
以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、本発明はＨＤＤに特に有用であるが、それ以外のディスク・ドライブ装置に適用してもよい。外周領域の単位面積当たりの静電容量を内周側領域に対して相対的に小さくするため、外周側領域と磁気ディスクとの間の距離の平均値を、内周側領域と磁気ディスクとの間の距離の平均値よりも大きくしてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
５１ エア・スポイラ、６１ アクチュエータ、６２ ランプ、６３ 磁気ディスク
１００ ハードディスク・ドライブ、１０１、１０１ａ〜１０１ｃ 磁気ディスク
１０２ ベース、１０３ クランプ、１０４ スピンドル・モータ
１０５ ヘッド・スライダ、１０６ アクチュエータ、１０７ 回動軸、１１５ ランプ
１６１ アーム、１６２ サスペンション、２１１ 磁気ディスク外周端
３０１ 誘電体シート、５１１ａ〜５１１ｄ プレート、５１２ 内部金属
５１３ａ、５１３ｂ 誘電体、６１１ａ〜６１１ｃ 孔、６１２ 内周側端
６１３ 外周側端、６１４ 内周側領域、６１５ 外周側領域、６１６ 外周端部
６１７、６１８ 梁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを格納するディスクと、
前記ディスク上を浮上するヘッド・スライダと、
前記ヘッド・スライダを支持し、回動軸において回動することで前記ヘッド・スライダを前記ディスクの半径方向において移動する、アクチュエータと、を有し、
前記アクチュエータは、
前記ヘッド・スライダを支持するサスペンションと、
前記サスペンションと前記回動軸との間にあって、前記サスペンションを支持し、金属で形成されているアームと、を有し、
前記アームは、
回転している前記ディスク上において前記ヘッド・スライダが浮上力で浮上している領域の最内周位置において前記ディスクと対向し、前記領域の最外周位置にあるときに前記ディスクの外側にある、外周側領域と、
前記外周側領域の内周側であって、前記最内周位置から前記最外周位置の間において前記ディスクと対向する内周側領域と、を有し、
前記最内周位置における前記外周側領域と前記ディスクとの間の単位面積当たりの静電容量は、前記最内周位置における前記内周側領域と前記ディスクとの間の単位面積当たりの静電容量よりも小さい、
ディスク・ドライブ。
【請求項２】
前記内周領域において、前記アームの前記ディスクに対向する面に誘電体シートが付着している、
請求項１に記載のディスク・ドライブ。
【請求項３】
前記外周領域内に孔が形成されている、
請求項２に記載のディスク・ドライブ。
【請求項４】
前記誘電体シートは前記内周領域にのみ付着している、
請求項２に記載のディスク・ドライブ。
【請求項５】
前記誘電体シートは９以上の比誘電率の材料で形成されている、
請求項２に記載のディスク・ドライブ。
【請求項６】
前記外周領域内に孔が形成されている、
請求項１に記載のディスク・ドライブ。
【請求項７】
前記外周領域内に複数の孔が形成されている、
請求項６に記載のディスク・ドライブ。
【請求項８】
前記最内周位置から前記最外周位置への移動における前記外周側領域の静電容量の減少量は、前記最内周位置における前記内周側領域と前記外周側領域とを合わせた領域と前記ディスクとの間の静電容量の５％以下である、
請求項１に記載のディスク・ドライブ。
【請求項９】
前記ディスクと対向し、前記ディスクの回転による気流を抑制するプレートをさらに有し、
前記プレートは、金属部と、その金属部の前記ディスクに対向する面に形成されている誘電体部と、を有する、
請求項１に記載のディスク・ドライブ。
【請求項１】
データを格納するディスクと、
前記ディスク上を浮上するヘッド・スライダと、
前記ヘッド・スライダを支持し、回動軸において回動することで前記ヘッド・スライダを前記ディスクの半径方向において移動する、アクチュエータと、を有し、
前記アクチュエータは、
前記ヘッド・スライダを支持するサスペンションと、
前記サスペンションと前記回動軸との間にあって、前記サスペンションを支持し、金属で形成されているアームと、を有し、
前記アームは、
回転している前記ディスク上において前記ヘッド・スライダが浮上力で浮上している領域の最内周位置において前記ディスクと対向し、前記領域の最外周位置にあるときに前記ディスクの外側にある、外周側領域と、
前記外周側領域の内周側であって、前記最内周位置から前記最外周位置の間において前記ディスクと対向する内周側領域と、を有し、
前記最内周位置における前記外周側領域と前記ディスクとの間の単位面積当たりの静電容量は、前記最内周位置における前記内周側領域と前記ディスクとの間の単位面積当たりの静電容量よりも小さい、
ディスク・ドライブ。
【請求項２】
前記内周領域において、前記アームの前記ディスクに対向する面に誘電体シートが付着している、
請求項１に記載のディスク・ドライブ。
【請求項３】
前記外周領域内に孔が形成されている、
請求項２に記載のディスク・ドライブ。
【請求項４】
前記誘電体シートは前記内周領域にのみ付着している、
請求項２に記載のディスク・ドライブ。
【請求項５】
前記誘電体シートは９以上の比誘電率の材料で形成されている、
請求項２に記載のディスク・ドライブ。
【請求項６】
前記外周領域内に孔が形成されている、
請求項１に記載のディスク・ドライブ。
【請求項７】
前記外周領域内に複数の孔が形成されている、
請求項６に記載のディスク・ドライブ。
【請求項８】
前記最内周位置から前記最外周位置への移動における前記外周側領域の静電容量の減少量は、前記最内周位置における前記内周側領域と前記外周側領域とを合わせた領域と前記ディスクとの間の静電容量の５％以下である、
請求項１に記載のディスク・ドライブ。
【請求項９】
前記ディスクと対向し、前記ディスクの回転による気流を抑制するプレートをさらに有し、
前記プレートは、金属部と、その金属部の前記ディスクに対向する面に形成されている誘電体部と、を有する、
請求項１に記載のディスク・ドライブ。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１２９２２３（Ｐ２０１１−１２９２２３Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８８９６７（Ｐ２００９−２８８９６７）
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【出願人】（５０３１１６２８０）ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【出願人】（５０３１１６２８０）ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
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