(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録担体ディスクの回転駆動装置において、
（ａ）ディスクの片面または両面が高抵抗体基板からなる記録担体ディスクと、
（ｂ）該記録担体ディスクに対向する表面の片面または両面に形成され、前記記録担体ディスクを回転駆動するとともに、ドット状電極要素が同心円状に配置され、半径方向に対して斜めに位置する隣合うドット状電極要素同士が結線され、かつ該ドット状電極要素の間に形成され、動圧を発生する溝を有する回転駆動用電極板と、
（ｃ）前記記録担体ディスクと前記回転駆動用電極板との間のギャップを一定に保持する支持手段とを備え、
（ｄ）ロータとなる前記記録担体ディスクを、前記支持手段により垂直的に支持し、前記回転駆動用電極板で静電気力により直接回転駆動することを特徴とする記録担体ディスクの回転駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の記録担体ディスクの回転駆動装置において、前記記録担体ディスクは、内部に設けられる記憶層と、該記憶層の外部に設けられる記憶層の保護層と、該保護層の外表面に設けられる高抵抗体基板からなることを特徴とする記録担体ディスクの回転駆動装置。
【請求項３】
請求項１記載の記録担体ディスクの回転駆動装置において、前記高抵抗体基板はガラス基板であることを特徴とする記録担体ディスクの回転駆動装置。
【請求項４】
請求項１記載の記録担体ディスクの回転駆動装置において、前記高抵抗体基板はセラミックス基板であることを特徴とする記録担体ディスクの回転駆動装置。
【請求項５】
請求項１記載の記録担体ディスクの回転駆動装置において、前記高抵抗体基板はプラスチック基板であることを特徴とする記録担体ディスクの回転駆動装置。
【請求項６】
請求項１記載の記録担体ディスクの回転駆動装置において、前記高抵抗体基板は高抵抗体が塗布されてなることを特徴とする記録担体ディスクの回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録担体ディスクの回転駆動装置に係り、特に、表面はガラス基板や他の高抵抗体からなる磁気ディスクを静電気力により直接回転駆動する磁気ディスクの回転駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８に従来のＨＤＤ（磁気ディスク記憶装置）の概略構成図を示す。
【０００３】
この図において、５０１は複数枚積層された磁気ディスク、５０２は積層された磁気ディスク５０１を回転駆動するのに用いられる電磁モータ、５０３は磁気ディスク５０１表面の情報を読み書きする磁気ヘッドとこの磁気ヘッドを先端に搭載したヘッドアーム、５０４は複数のヘッドアームを駆動するＶＣＭ（Ｖｏｉｃｅ  Ｃｏｉｌ  Ｍｏｔｏｒ）である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＨＤＤを搭載したノート型パソコンなどの計算機や記録機器の薄型化が進むにつれ、その記憶装置であるＨＤＤの厚みは、薄型化を制限する大きな要素となる。また、ＨＤＤの厚みの薄型化を制限する主要要素は磁気ディスクを回転駆動するのに用いられている電磁モータの厚みである。
【０００５】
本発明は、上記問題点を除去し、携帯型情報処理装置に好適な、より薄型化を図り得る記録担体ディスクの回転駆動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕記録担体ディスクの回転駆動装置において、ディスクの片面または両面が高抵抗体基板からなる記録担体ディスクと、この記録担体ディスクに対向する表面の片面または両面に形成され、前記記録担体ディスクを回転駆動するとともに、ドット状電極要素が同心円状に配置され、半径方向に対して斜めに位置する隣合うドット状電極要素同士が結線され、かつ該ドット状電極要素の間に形成され、動圧を発生する溝を有する回転駆動用電極板と、前記記録担体ディスクと前記回転駆動用電極板との間のギャップを一定に保持する支持手段とを備え、ロータとなる前記記録担体ディスクを、前記支持手段により垂直的に支持し、前記回転駆動用電極板で静電気力により直接回転駆動するようにしたものである。
【０００７】
〔２〕上記〔１〕記載の記録担体ディスクの回転駆動装置において、前記記録担体ディスクは、内部に設けられる記憶層と、この記憶層の外部に設けられる記憶層の保護層と、この保護層の外表面に設けられる高抵抗体基板からなることを特徴とする。
【０００８】
〔３〕上記〔１〕記載の記録担体ディスクの回転駆動装置において、前記高抵抗体基板はガラス基板である。
【０００９】
〔４〕上記〔１〕記載の記録担体ディスクの回転駆動装置において、前記高抵抗体基板はセラミックス基板である。
【００１０】
〔５〕上記〔１〕記載の記録担体ディスクの回転駆動装置において、前記高抵抗体基板はプラスチック基板である。
【００１１】
〔６〕上記〔１〕記載の記録担体ディスクの回転駆動装置において、前記高抵抗体基板は高抵抗体が塗布されてなるようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施例を示す磁気ディスクの回転駆動装置の概略構成図、図２はその磁気ディスクの回転駆動装置の一部破断斜視図、図３は図２のＡ−Ａ′線断面図、図４はその磁気ディスクの断面図、図５はその磁気ディスクの電極形状を示す図である。
【００１４】
図１乃至図３において、１００は磁気ディスクのベース、１０１はヘッドアーム、１１０は回転駆動装置、１１１は両面電極板と片面電極板間に配置される高抵抗体（磁気ディスク）、１１２は両面電極板（回転駆動用電極板）、１１２Ａは両面電極板の表面側電極、１１２Ｂは両面電極板の裏面側電極（回転駆動用電極板）、１１３は上側の片面電極板（回転駆動用電極板）、１１３Ａはその片面電極板の片面電極、１１４は下側の片面電極板（回転駆動用電極板）、１１４Ａはその片面電極板の片面電極、（詳細は後述）である。
【００１５】
この磁気ディスクの回転駆動装置１１０は、
（１）磁気ディスク１１１の片面または両面が高抵抗体からなり、磁気ディスク１１１に対向する表面の片面または両面に電極１１２Ａ，１１２Ｂ，１１３Ａ１１４Ａが形成され、磁気ディスク１１１を回転駆動する回転駆動用電極板１１２，１１３，１１４を有し、前記磁気ディスク１１１と前記電極面との間のギャップを一定に保持する支持手段（図示しないが、ベアリング軸受け、滑り軸受け、空気軸受など）とを備え、ロータとなる磁気ディスク１１１を、前記支持手段により垂直的に支持し、前記薄い回転用駆動電極板１１２，１１３，１１４で静電気力により直接回転駆動する。
【００１６】
（２）磁気ディスク１１１の表面はガラス基板、セラミックス基板、プラスチック基板、または磁気ディスク１１１の表面に高抵抗体が塗布されたもので構成することができる。
【００１７】
そして、本発明は、図４に示すように、磁気ディスクの基板２００としてガラ  ス基板２０１を用い、このガラス基板２０１の表面に何らかの電極を構成することなく、静電気力でガラス基板２０１に回転トルクを働かせることに着目して、磁気ディスクを静電気力で回転駆動するようにしたものである。
【００１８】
この磁気ディスクの駆動方式は、磁気ディスクの基板２００に対向する電極板の片面または両面に僅か数十μｍの厚みの電極を構成して、電極に電圧を印加して回転電場を形成するだけで、ガラス基板２０１に回転トルクが働き、磁気ディスクの基板２００を直接かつ高速に回転駆動させることができる。なお、２０２は磁気ディスクの内部の記憶層、２０３は、その記憶層２０２の保護層である。
【００１９】
この磁気ディスクの駆動方式は、従来磁気ディスクを回転駆動するのに用いられた電磁モータを無くすことができ、ＨＤＤの厚みを大幅に薄くすることができる。
【００２０】
更に、磁気ディスクの回転駆動速度を実用範囲まで上げるために、本発明では図５に示すような磁気ディスクの電極パターンを提案し、移動電場の中にも高抵抗体であるガラス基板の表面に迅速に電荷を誘導し、トルクを生じさせることができ、静電気力による磁気ディスクの高速回転駆動を実現する。
【００２１】
また、図５の電極パターンにおいて、斜め結線されるドット状電極要素の間の溝は回転する磁気ディスクに対して動圧軸受の働きをし、そのため従来用いられていた磁気ディスクを垂直的に支持するのに負担の大きい特定の規格の軸受部材を必要としない。
【００２２】
以下、図５を参照しながら磁気ディスクの回転トルクの生成原理について説明する。
【００２３】
図５において、電極板面３０４には、回転用ドット状電極３０１が形成され、その回転用ドット状電極３０１は、例えば、一番内側にリング状に配置されるドット状電極３０１ａ、そのドット状電極３０１ａの外側にリング状に配置されるドット状電極３０１ｂ、そのドット状電極３０１ｂの外側にリング状に配置されるドット状電極３０１ｃ、そのドット状電極３０１ｃの外側にリング状に配置されるドット状電極３０１ｄ、そのドット状電極３０１ｄの外側にリング状に配置されるドット状電極３０１ｅ、そのドット状電極３０１ｅの外側にリング状に配置されるドット状電極３０１ｆ、そのドット状電極３０１ｆの外側にリング状に配置されるドット状電極３０１ｇを備え、これら回転用ドット状電極３０１は、中心から外側に向かって斜行するドット状電極間配線３０２によって配線されている。最外側のリング状に配置されるドット状電極３０１ｇには３相配線３０３が接続され、その３相配線３０３は３相交番電圧電源３０５に接続される。
【００２４】
結線によって電極板上の各ドット状電極要素は３組に分離され、同一組に属するドット状電極要素群は同じ電位になっている。この３組のドット状電極要素群のそれぞれに、互いに１２０度の位相差を持つ３相交番電圧を時計方向に位相の大きい順で印加すると、電極パターンの円心を中心とした回転電場が形成される。この回転電場により、電極板に対向するガラス基板２０１の表面に電荷が誘導される。なお、図５において、３０５は３相交番電圧電源、例えば、３相交流電源、３相交番パルス電源である。
【００２５】
また、図４に示すように、ガラスは高抵抗体であるため、誘導される電荷と、電極に印加される電圧との間に位相遅れが生じて、磁気ディスク２００のガラス基板２０１に時計方向の回転トルクが働き、磁気ディスク２００を時計方向に回転駆動する。勿論、印加電圧の位相差を逆方向に印加することにより、磁気ディスク２００のガラス基板２０１に逆時計方向の回転トルクが働き、磁気ディスク２００を逆時計方向に回転できる。
【００２６】
また、このような電極形状にすることにより、回転電場を形成できるだけではなく、回転電場の中で高抵抗体であるガラス基板２０１の表面に迅速に電荷を誘導できる。
【００２７】
以下、これについて説明する。ガラス基板２０１は高抵抗体であるため、電圧を印加し始めてから、ガラスの表面に電荷が誘導されるまで時間がかかる。この電荷の誘導速度は電界が強いほど速い。また、磁気ディスク２００の回転駆動速度は印加電圧周波数に比例している。磁気ディスク２００を高速に回転駆動するためには、印加電圧周波数を上げる必要がある。
【００２８】
一方、印加電圧周波数が高ければ高いほど、回転電場の中でガラス基板２０１表面に誘導できる電荷の量は少なくなり、回転駆動力は小さくなる。
【００２９】
このように、磁気ディスク２００を高速回転するためには、ガラス基板２０１表面電荷の誘導速度を速くすることが対応策である。
【００３０】
次に、図６を用いて、どうして図５の電極形状は移動電場内でガラス基板表面に電荷を多く誘導できるのかについて説明する。
【００３１】
前述したようにガラス基板の表面電荷の誘導速度は電界の強さに大きく依存する。そのため、ガラス表面に素早く分極を進ませ電荷を誘導させるためにはガラス表面に強い電界を形成する必要がある。
【００３２】
図６に示すように、それぞれ正電圧を印加した電極４０１と負電圧を印加した電極４０２の真下にガラスのような高抵抗体４０３を配置すると、両電極境界付近において電界が強いため分極が速く進み電荷の誘導が速く、電荷量が多い。この境界から離れれば離れるほど過渡状態において誘導電荷量が少ない。そしてこのような境界を多く構成するように電極形状を作製することによって、ガラス基板の全表面に素早く電荷を誘導することができる。なお、図６において、●の部分Ｅは強い電界を示している。
【００３３】
図５に示す電極は上記の考えに基づいて提案したものである。
【００３４】
図５の電極の真上に直径１００ｍｍ、厚み０．７ｍｍ、質量１８ｇの青板ガラスを載せ、回転駆動してみた。印加電圧は１ｋＶｐｐの３相交流電圧で、電極板とガラスディスクとの間のギャップは１００μｍで、大気湿度が５５％ＲＨの条件では、最大回転駆動速度は２０００ｒｐｍを得た。ガラスの下のみではなく、その上にも同じように電極板を配置し回転電場を形成すると、２倍の回転速度は得られると思われる。
【００３５】
また、駆動ガラスの寸法にほぼ反比例して駆動最大回転速度は大きくなることを考慮して、小型記憶装置の磁気ディスクの寸法として直径２．５インチまたはそれ以下のものが主に使用される今、この寸法の磁気ディスクを本発明で提案した電極で駆動すれば、１００００ｒｐｍ程度の駆動速度は得られる。
【００３６】
図７は本発明の他の実施例を示す磁気ディスクの電極形状を示す図である。
【００３７】
この実施例においては、電極板の電極間を接続する配線パターン３０６にするようにした。すなわち、放射状に配置される電極３０１ａ〜３０１ｇ間をジグザグ状に傾斜させた配線３０６とする構成にした。
【００３８】
更に、電極の形状は楕円形に限定されるものではなく、円形にしたり、六角形状にするなど各種の形状とすることができる。
【００３９】
また、ディスクの支持手段としてエアを用いるような場合には、ディスクの内径部の電極形状は、その支持手段を有効ならしめる形状とする事が望ましい。
【００４０】
なお、上記したディスクは、磁気ディスクではなく光ディスクや他の記憶媒体であっても、ディスクの表面が高抵抗体である限り、本発明を適用することができる。
【００４１】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００４２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００４３】
（１）請求項１記載の発明によれば、記録担体ディスクを垂直支持するのに特定のベアリング部材を設けることなく、動圧軸受で記録担体ディスクを浮上させ、静電気力で直接に高速回転駆動を行うことができる。そのため、従来、記録担体ディスクを回転駆動するのに用いた電磁モータを無くし、その代わりに薄い電極板を用いるため、記憶装置の薄型化を実現することができる。
【００４４】
（２）請求項２記載の発明によれば、上記（１）の効果に加えて、表面は高抵抗体基板からなる記録担体ディスクを、薄い電極板で静電気力により直接に高速回転駆動できる。
【００４５】
（３）請求項３記載の発明によれば、表面はガラス基板からなる記録担体ディスクを、記録担体ディスクに対向して配置する薄い電極板で静電気力により直接に高速回転駆動できる。そのため、従来、記録担体ディスクを回転駆動するのに用いた電磁モータを無くし、その代わりに薄い電極板を用いるため、記憶装置の薄型化を実現することができる。
【００４６】
（４）請求項４記載の発明によれば、表面はセラミックス基板からなる記録担体ディスクを、記録担体ディスクに対向して配置する薄い電極板で静電気力により直接に高速回転駆動できる。そのため、従来、記録担体ディスクを回転駆動するのに用いた電磁モータを無くし、その代わりに薄い電極板を用いるため、記憶装置の薄型化を実現することができる。
【００４７】
（５）請求項５記載の発明によれば、表面はプラスチック基板からなる記録担体ディスクを、記録担体ディスクに対向して配置する薄い電極板で静電気力により直接に高速回転駆動できる。そのため、従来、記録担体ディスクを回転駆動するのに用いた電磁モータを無くし、その代わりに薄い電極板を用いるため、記憶装置の薄型化を実現することができる。
【００４８】
（６）請求項６記載の発明によれば、表面に高抵抗体が塗布されている記録担体ディスクを、記録担体ディスクに対向して配置する薄い電極板で静電気力により直接に高速回転駆動できる。そのため、従来、記録担体ディスクを回転駆動するのに用いた電磁モータを無くし、その代わりに薄い電極板を用いるため、記憶装置の薄型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示す磁気ディスクの回転駆動装置の概略構成図である。
【図２】  本発明の実施例を示す磁気ディスクの回転駆動装置の一部破断斜視図である。
【図３】  図２のＡ−Ａ′線断面図である。
【図４】  本発明の実施例を示す磁気ディスクの断面図である。
【図５】  本発明の実施例を示す磁気ディスクの電極形状を示す図である。
【図６】  本発明の実施例を示す磁気ディスクが移動電場内でガラス基板表面に電荷を多く誘導できる原理についての説明図である。
【図７】  本発明の他の実施例を示す磁気ディスクの電極形状を示す図である。
【図８】  従来形ＨＤＤの概略構成図である。
【符号の説明】
１００    磁気ディスクのベース
１０１    ヘッドアーム
１１０    回転駆動装置
１１１    高抵抗体（磁気ディスク）
１１２    両面電極板
１１２Ａ    両面電極板の表面側電極
１１２Ｂ    両面電極板の裏面側電極
１１３    上側の片面電極板
１１３Ａ    上側の片面電極板の片面電極
１１４    下側の片面電極板
１１４Ａ    下側の片面電極板の片面電極
２００    磁気ディスクの基板
２０１    ガラス基板
２０２    磁気ディスクの内部の記憶層
２０３    記憶層の保護層
３０１    回転用ドット状電極
３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ，３０１ｅ，３０１ｆ，３０１ｇ    ドット状電極
３０２    ドット状電極間配線
３０３    ３相配線
３０４    電極板面
３０５    ３相交番電圧電源
３０６    ジグザグ状に傾斜させた配線
４０１，４０２    電極
４０３    高抵抗体
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003725986.tif 000004
【図４】
0003725986.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003725986.tif 000007
【図７】
0003725986.tif 000008
【図８】
0003725986.tif 000009