(57)【要約】    【課題】  内部に残留した塵埃を効率よく除塵する帯電フィルターを備えた回転円板形記憶装置を提供する。    【解決手段】  磁気ディスク１６下部には、ベースの底部に帯電フィルター１００を設けている。帯電フィルター１００には、繊維性のエレクトレット濾材をプリーツ状にして複数の貫通孔を設ける。貫通孔は、空気流の方向に向けて配置し、空気流と共に移動する塵埃は分極されて帯電フィルターに吸着する。帯電フィルターは目詰まりや圧力損失の問題がなく微細な粒子まで捕捉することができる。貫通孔を形成するプリーツ部はさらに空気流を整流する効果も発揮する。【選択図】  図２
2005251252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースとカバーを含むディスク・エンクロージャと、
前記ベースに取り付けたスピンドル・モータにより回転可能に支持される回転円板形記録媒体と、
前記回転円板形記録媒体にアクセスするヘッドを搭載したアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリと、
周囲に帯電した濾材を含み空気流が通過する貫通孔を有する帯電フィルターと
を備える回転円板形記憶装置。
【請求項２】
前記帯電フィルターが前記貫通孔を複数形成するプリーツ部を有する請求項１記載の回転円板形記憶装置。
【請求項３】
前記プリーツ部を繊維性のエレクトレット濾材で形成した請求項２記載の回転円板形記憶装置。
【請求項４】
前記繊維性のエレクトレット濾材が前記貫通孔の内面側と外面側に少なくとも帯電量の異なる２つの層を有する請求項３記載の回転円板形記憶装置。
【請求項５】
前記繊維性エレクトレット濾材の外面側の層の帯電量が内面側の層の帯電量より多い請求項４記載の回転円板形記憶装置。
【請求項６】
前記エレクトレット濾材の内面側の層が外面側の層に対して剛性が高い請求項４記載の回転円板形記憶装置。
【請求項７】
前記帯電フィルターが、繊維性のエレクトレット濾材で形成され前記プリーツ部と共に前記貫通孔を形成するライナー部を有する請求項２記載の回転円板形記憶装置。
【請求項８】
前記ライナー部を前記ベースの底部に固定する両面接着テープを有する請求項７記載の回転円板形記憶装置。
【請求項９】
前記貫通孔を１段で形成した請求項１記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１０】
前記帯電フィルターが前記貫通孔を形成する筒部を含む請求項１記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１１】
前記帯電フィルターを前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリの回動範囲外にある前記ベースの底部に取り付けた請求項１記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１２】
前記帯電フィルターを前記カバーに取り付けた請求項１記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１３】
前記貫通孔を前記回転円板形記録媒体の半径の投影に対して垂直方向に向けて前記帯電フィルターを配置した請求項１１又は請求項１２記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１４】
前記帯電フィルターを前記ベースの側壁に取り付けた請求項１記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１５】
前記貫通孔をエレクトレット化したフィルムで形成した請求項１記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１６】
ベースとカバーを含むディスク・エンクロージャと、
前記ベースに取り付けたスピンドル・モータにより回転可能に支持される回転円板形記録媒体と、
前記回転円板形記録媒体にアクセスするヘッドを搭載したアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリと、
前記回転円板形記録媒体と前記ベースの底部との間で前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリの回動範囲の投影面から外れた位置に配置した帯電フィルターと
を備える回転円板形記憶装置。
【請求項１７】
前記帯電フィルターを、前記回転円板形記録媒体と前記ベースの底部との間に代えて、前記回転円板形記録媒体と前記カバーとの間で前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリの回動範囲の投影面から外れた位置に配置した請求項１６記載の回転円板形記憶装置。
【請求項１８】
ベースとカバーを含むディスク・エンクロージャと、
前記ベースに取り付けたスピンドル・モータにより回転可能に支持される回転円板形記録媒体と、
前記回転円板形記録媒体にアクセスするヘッドを搭載したアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリと、
前記ベースの側壁から前記回転円板形記録媒体の表面と水平に延びた濾材を有する帯電フィルターと
を備える回転円板形記憶装置。
【請求項１９】
前記帯電フィルターがエレクトレット化したフィルムを有する請求項１８記載の回転円板形記憶装置。
【請求項２０】
前記帯電フィルターが、前記ベースの側壁から前記回転円板形記録媒体の表面と水平に延びた支持プレートと該支持プレートで支持された繊維性のエレクトレット濾材を有する請求項１８記載の回転円板形記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置、光ディスク装置等の回転円板形記憶装置内に収納する集塵フィルターに関し、さらに詳細にはディスク媒体の回転により生じた空気流の中を浮遊する塵埃を、静電気により吸引し空気から分離して捕集する静電式フィルターを備えた回転円板形記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転円板形記憶装置の一つである磁気ディスク装置は、記憶容量の増大や小型化に伴って記録密度が上昇し、記録面とヘッドとの間隔が一層狭くなってきている。これに伴い、微少な塵埃が磁気ディスク表面に付着してヘッド・クラッシュを引き起こすという問題へ対処することがより重要になってきた。磁気ディスク装置の組み立ては清浄な空気環境を維持したクリーンルームで行うが、ディスク・エンクロージャの内部に塵埃が残留することを完全に防ぐことは難しい。また、高速で回転する磁気ディスクとヘッド・スライダとの予期せぬ接触により、新たな塵埃が発生することもある。
【０００３】
さらにディスク・エンクロージャは磁気ディスク装置の内部と外部に圧力差が生じたときに圧力バランスをとるため、呼吸フィルターを介して内部と外部との間の僅かな空気の出入りを可能にしているが、この呼吸フィルターを透過して侵入する微細な塵埃が互いに吸引し合って大きく成長することもある。そのため従来の磁気ディスク装置は、ディスク・エンクロージャ内部の塵埃を捕集するために主として機械式濾過フィルターを使用し、さらに、静電式フィルターも使用していた。図１は、機械式濾過フィルターを備えた従来の磁気ディスク装置１の平面図である。磁気ディスク３が矢印Ａ方向に回転すると、その表面に同一方向に流れる空気流が発生し、その一部は、ディスク・エンクロージャのコーナーに設けた角室８に流入する。角室８には、島状壁部６とディスク・エンクロージャの側壁の間に機械式濾過フィルター７を設けている。
【０００４】
機械式濾過フィルター７は、活性炭フィルターの周囲を帯電性フィルターで囲み、さらに帯電性フィルターの周囲をガーゼのような通気性のよい布で覆うように形成している。角室８に流入した空気流が機械式濾過フィルター７を通過して再び磁気ディスク３側に移動する間に、空気流中を浮遊していた塵埃をフィルター７が捕獲する。機械式濾過フィルターは、空気流と共に移動する塵埃を、より小さな網目で捕集するものである。従って、使用によって徐々にフィルターの表面から内部にかけて網目の間に塵埃が詰まり、圧力損失の増大をもたらして捕集効率を低下させる性質を持っている。
【０００５】
機械式濾過フィルターでは、目付量が大きくなると粒子が衝突する確率が高くなり、捕集効率が向上する。目付量とは、織物状に形成したフィルターの単位面積当たりの重量をいう。フィルターの目付量は捕集する塵埃の大きさによって選定するが、目付量が大きくなるに従いより微細な塵埃までも捕集できるようになる反面、圧力損失が大きくなって通過する空気量も少なくなる。ディスク・エンクロージャ内では、空気流は所定の回転数で回転する磁気ディスク３が生成している。従って、空気流の流速は磁気ディスク３の回転数、半径、及びスタックの枚数等で決まる。最初から機械式濾過フィルターの精度を上げてより微細な塵埃までも捕集しようとすれば、目付量を大きくすることになって空気流の流速が足りないといった事態が起こり得る。また、使用によりフィルターの圧力損失が増大したとしても空気流の流速を上げることはできず、効率の低下に対しては濾材の交換でしか対処できないため、機械式濾過フィルターでは十分な性能を上げることができないという事情もあった。
【０００６】
磁気ディスク装置に使用するフィルターの性能を評価する方法に９０％クリーン・アップ・タイムがある。９０％クリーン・アップ・タイムとはディスク・エンクロージャ内部に残留する塵埃量が磁気ディスクの回転によりフィルターで集塵され、初期値に対して９０％減少するまでに要した時間をいう。機械式濾過フィルターを採用した磁気ディスク装置の９０％クリーン・アップ・タイムを測定してみると、磁気ディスクの回転数と径の積が小さくなるに従い９０％クリーン・アップ・タイムが長くなることがわかった。また磁気ディスクの回転数と径が同一の場合は、積層枚数が少なくなるに従い９０％クリーン・アップ・タイムが増加する傾向にあった。このことより、磁気ディスクの回転数、径、及び積層枚数が機械式濾過フィルターを通過する空気流の総量と関連性があることが推察できる。機械式濾過フィルターでは磁気ディスクの積層枚数が少なく、かつ径も小さい小型の磁気ディスク装置において特に十分な除塵ができないことが考えられる。
【０００７】
特許文献１は、フロッピー・ディスク装置（フロッピーは登録商標）の記録媒体表面を清浄に維持するために、エレクトレット等の静電荷部材（サブライナー）をライナーに貼り付ける技術を開示する（同文献の図２等参照）。静電荷部材は、繊維を不織布状に形成して静電荷吸着素材を形成し、それをライナー状に構成して塵埃の吸着効果を高めている。
【０００８】
特許文献２は、帯電作用を利用した磁気ディスク装置の空気清浄器に関する技術を開示する。空気清浄器を通過する空気は、まず、帯電側に設けられた空気中の塵埃を正電荷及び負電荷のいずれか一方に帯電させる帯電部と、流路の下流側に設けられると共に正電荷及び負電荷のいずれか一方に帯電され一方に帯電された塵埃を吸着する吸着部を備えている。特許文献３は、磁気ディスク装置の位置決め機構に帯電性を有するフィルターを使用して捕集効率を高める技術を開示する。
【特許文献１】特開２０００−２２２８５４号公報
【特許文献２】特開平３−５４７９０号公報
【特許文献３】特開平６−６０６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
今日の磁気ディスク装置にあっては、記録密度の増大に伴って磁気ディスク上におけるヘッド／スライダの浮上高さが益々低くなり、極微細な粉塵でもヘッド・クラッシュの原因になり得ることに加え、ヘッド・サスペンション・アセンブリのフラッタリング発生の原因となる空気流の乱れにも十分に配慮する必要が生じてきている。背景技術で示したように機械式濾過フィルターの集塵性能には、小型化、高記録密度化した磁気ディスク装置に適用するには原理上の限界がある。また、静電式フィルターを磁気ディスク装置に適用しようとしても捕集効率を十分に確保するための構造、取り付けスペースの選定、及び乱流によるサスペンションへのフラッタリング防止等の問題を同時に解決する必要がある。
【００１０】
そこで本発明の目的は、ディスク・エンクロージャの内部に残留又は発生した塵埃を効率よく捕集する構造を備えた帯電式フィルターを備えた回転円板形記憶装置を提供することにある。さらに本発明の目的は、超微細な塵埃粒子を効率よく捕集する集塵フィルターを備えた回転円板形記憶装置を提供することにある。さらに本発明の目的は、集塵効率の経年的な低下が少ない集塵フィルターを備えた回転円板形記憶装置を提供することにある。
【００１１】
さらに本発明の目的は、ディスク・エンクロージャの内部に余分なスペースを必要としたりせず、乱流の発生原因にならない集塵フィルターを備えた回転円板形記憶装置を提供することにある。さらに本発明の目的は、ディスク・エンクロージャ内部の空気流に対して整流作用を発揮する集塵フィルターを備えた回転円板形記憶装置を提供することにある。さらに本発明の目的は、簡易な構造で取り付けも容易な集塵フィルターを備えた回転円板形記憶装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様は、ベースとカバーを含むディスク・エンクロージャと、前記ベースに取り付けたスピンドル・モータにより回転可能に支持される回転円板形記録媒体と、前記回転円板形記録媒体にアクセスするヘッドを搭載したアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリと、周囲に帯電した濾材を含み空気流が通過する貫通孔を有する帯電フィルターとを備える回転円板形記憶装置を提供する。貫通孔を空気流が通過することにより静電式によるフィルター機能と整流作用を発揮する。
【００１３】
周囲に帯電した濾材を含み空気流が通過する貫通孔を設けることにより、回転円板形記憶装置の内部に設置したときに集塵効率の高い帯電フィルターを提供することができる。周囲に帯電した濾材を含むとは、貫通孔の周囲を囲む帯電フィルターの構成要素の全部を帯電した濾材とするか、又は、構成要素の一部を帯電した濾材にして他の部分を帯電していない材料にしてもよいことを意味している。プリーツ部を設けることにより、複数の貫通孔を容易に形成することができ、帯電フィルターが空気流と接触する面積を高めることができる。プリーツ部は貫通孔となる内面と外面の谷部とで空気流に対して整流効果を発揮し、ヘッド／スライダの揺動を減少することができる。また、プリーツ部を繊維性のエレクトレット濾材で形成することで、帯電量が多くて集塵効率の高い帯電フィルターを形成することができる。プリーツ部を複数の層で形成し、帯電量と剛性の相反する要求を充足することができる。多くの空気流と接する外側に帯電量の多いエレクトレット濾材を配置し、内側にはたとえ帯電量が少なくても剛性の高いエレクトレット濾材を配置することで、帯電量と剛性の要求を効果的に満たすことができる。
【００１４】
プリーツ部にエレクトレット濾材で形成したライナー部を組み合わせて、貫通孔を形成するとさらにライナー部でも塵埃を捕集することができる。ライナー部を両面接着テープでベースに固定することにより、帯電フィルターを容易に装置に組み込むことができ、新たな放出ガスの問題も生じにくい。貫通孔を１段にすると、与えられた高さに対して、長いフィルターを裁断する際に貫通孔の出入り口が塞がらない程度に大きな断面の貫通孔を形成することができる。貫通孔を筒部で形成すると、プリーツ部に比べて外力に対する強度が増し、組み立て段階での取り扱いが容易になる。
【００１５】
帯電フィルターをベースとカバーに取り付けると、ディスク・エンクロージャ内に余分なスペースを設ける必要がなくなり、また、機械式濾過フィルターの取り付けスペースを除去した分だけ従来に比べてディスク・エンクロージャの容積を減少でき、組み立て段階で残留する塵埃の量を減少できる。帯電フィルターの貫通孔を帯電フィルターの長手方向の中央を通過する回転円板形記録媒体の半径の投影に対して垂直方向に向けて配置すると、記録媒体により発生した空気流が貫通孔の中を円滑に流れて集塵効率が向上すると共に、整流効果も上昇する。帯電フィルターはベースの側壁に取り付けることができる。ベースの側壁では空気流が速く高い集塵効率を期待することができる。貫通孔はエレクトレット化した高分子フィルムで形成してもよい。高分子フィルムは繊維性の濾材に比べて剛性が高いため、フィルターに剛性を与える場合に都合がよい。
【００１６】
本発明の第２の態様は、ベースとカバーを含むディスク・エンクロージャと、前記ベースに取り付けたスピンドル・モータにより回転可能に支持される回転円板形記録媒体と、前記回転円板形記録媒体にアクセスするヘッドを搭載したアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリと、前記回転円板形記録媒体と前記ベースの底部との間で前記アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリの回動範囲の投影面から外れた位置に配置した帯電フィルターとを備える回転円板形記憶装置を提供する。
【００１７】
帯電フィルターを回転円板形記録媒体とベースの底部との間でアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリの回動範囲の投影面から外れた位置に配置することで、デッド・スペースを有効に活用し、また、帯電フィルターの高さがアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリに制約されないので空気流との接触面積を増大することができる。
【００１８】
本発明の第３の態様は、ベースとカバーを含むディスク・エンクロージャと、前記ベースに取り付けたスピンドル・モータにより回転可能に支持される回転円板形記録媒体と、前記回転円板形記録媒体にアクセスするヘッドを搭載したアクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリと、前記ベースの側壁から前記回転円板形記録媒体の表面と水平に延びた濾材とを有する帯電フィルターとを備える回転円板形記憶装置を提供する。
【００１９】
帯電フィルターの濾材がベースの側壁から回転円板形記録媒体の表面と水平に延びているため整流効果と集塵効果を同時に得ることができる。濾材にエレクトレット化したフィルを使用すると、剛性が高いので特に支持材となるプレート等を設ける必要がない。また、支持プレートを使用すれば帯電量の多い繊維性のエレクトレット濾材を使用することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、ディスク・エンクロージャの内部に残留又は発生した塵埃を効率よく捕集する集塵フィルターを備えた回転円板形記憶装置を提供することができた。さらに本発明により、超微細な塵埃粒子を効率よく捕集する集塵フィルターを備えた回転円板形記憶装置を提供することができた。さらに本発明により、集塵効率の経年的な低下が少ない集塵フィルターを備えた回転円板形記憶装置を提供することができた。
【００２１】
さらに本発明により、ディスク・エンクロージャの内部に余分なスペースを必要としたりせず、乱流の発生原因にならない集塵フィルターを備えた回転円板形記憶装置を提供することができた。さらに本発明により、ディスク・エンクロージャ内部の空気流に対して整流作用を発揮する集塵フィルターを備えた回転円板形記憶装置を提供することができた。さらに本発明により、簡易な構造で取付も容易な集塵フィルターを備えた回転円板形記憶装置を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［磁気ディスク装置の説明］
本発明の実施の形態に係る回転円板形記憶装置を磁気ディスク装置を例にして説明する。尚、本明細書及び図面の全体に渡って同一の構成要素には同一の参照番号を付して説明する。図２は磁気ディスク装置１０の内部構造を説明する平面図である。磁気ディスク装置１０は、ベース１２とカバー１８で構成したディスク・エンクロージャで外形を形成する。ベース１２は、磁気ディスク装置１０の主要な構成要素を取り付ける底部１４と、ベース１２とカバー１８との接合面を提供する側壁１３とで構成し、冷間圧延鋼板のプレス加工又はアルミニウムのダイカスト鋳造で成型することができる。カバー１８はアルミニウムの薄板又は冷間圧延鋼板をプレス加工して成型することができる。ディスク・エンクロージャは、ベース１２とカバー１８とをガスケット（図示せず。）を挟んで接合することにより内部に空気の清浄な密閉空間を形成している。また、ガスケットに代えてシール・テープでディスク・エンクロージャを密閉してもよい。
【００２３】
回転円板形記録媒体としての磁気ディスク１６は、ベースの底部１４に設けたスピンドル・モータとスピンドル・ハブ（図３参照。）で支持され、スピンドル軸２５の回りを矢印Ａの方向に高速で回転する。磁気ディスク１６の少なくとも１面には記録層を形成しており、１枚で、又は複数枚からなる磁気ディスク・スタックとしてハブに取り付けることができる。本実施の形態では、２枚の磁気ディスクを積層している。以後本明細書において、磁気ディスク１６といったときには、適宜磁気ディスク・スタックも含む意味で使用する。ヘッド／スライダ２２は、磁気ディスク１６の記録面にデータの記録及び再生又はそのいずれか一方を行う変換素子とスライダとで構成する。アクチュエータ・ヘッド・サスペンション・アセンブリ（以下、ＡＨＳＡという。）２３は、ヘッド／スライダ２２、ヘッド・スライダ２２を支持するサスペンション機構、及びボイス・コイル・モータ（以後、ＶＣＭという。）２４等で構成し、ピボット軸２６を中心に回動してヘッド／スライダ２２をディスク１６の所定のトラックに運ぶ。
【００２４】
ＡＨＳＡ２３は、アウター・クラッシュ・ストップ２７ａとインナー・クラッシュ・ストップ２７ｂで拘束される範囲を回動範囲として、ヘッド／スライダ２２を移動させる。また、磁気ディスク装置１０は、ロード・アンロード方式を実現し、磁気ディスク１６の回転が停止する際、ヘッド／スライダ２２を磁気ディスク１６の表面から退避させるランプ２１を磁気ディスク１６の外周に近接して設けている。本実施の形態では、退避方式としてロード・アンロード方式を採用しているが、磁気ディスク１６の表面にテクスチャを形成して退避領域を設けたコンタクト・スタート・ストップ方式（ＣＳＳ）を採用してもよい。カバー１８には、外部からの塵埃の侵入を防ぐ呼吸フィルター２８を設けている。また、磁気ディスク装置１０には、ベースの側壁１３のコーナーと磁気ディスク１６の外周とで囲んだコーナー・スペース１５を設けている。コーナー・スペース１５は、対応する位置のカバー１８にパーティクル・カウンター用の小孔を設けて外部から磁気ディスク装置の粉塵量を測定するためのスペースとして利用する。さらに、磁気ディスク１６の下部には、ベースの底部１４に帯電フィルター１００を取り付けている。
【００２５】
図３は、図２のＸ−Ｘ断面を示す図である。２枚の磁気ディスク１６は、スペーサ４４で所定の間隔を維持して、スピンドル・ハブ３２に取り付けている。クランプ３４は止めネジ３６で積層した磁気ディスク１６をスピンドル・ハブ３２に固定する。スピンドル・ハブ３２は、ステータ４０とロータ・マグネット４２により軸受け３８の中で回転する。下側の磁気ディスク１６の下部には、ベースの底部１４に帯電フィルター１００を取り付けている。帯電フィルター１００はエレクトレット濾材を使用して形成している。次に、エレクトレット濾材の一般的な説明をする。
【００２６】
［エレクトレット濾材の説明］
帯電フィルター１００は、エレクトレット（electret）化した繊維性のフィルターを素材にして形成している。エレクトレット化した繊維を使用したフィルターをエレクトレット濾材という。エレクトレットとは、ポリエチレンやポリプロピレンで代表されるポリオレフィン、テフロン、及びマイラ（テフロン及びマイラはデュポン社の登録商標）等の電気的絶縁性に富んだ高分子材料に、直流高電圧を引加しながら成形することによって半永久的に分極させ、それらが常に静電気を帯びた状態になることをいう。エレクトレット処理した繊維の二つの表面は、一方の面がプラスに分極し他方の面がマイナスに分極した状態になる。磁気ディスク装置内に存在する塵埃は一般に電気的に中性であるが、エレクトレット濾材の表面に接近すると誘電分極を起こす。誘電分極とは、電気的に中性の塵埃粒子が近接する電荷の影響で、同一微粒子内にプラスとマイナスの電荷が離間して出現する現象である。
【００２７】
エレクトレット濾材は電気的に中性の塵埃粒子に誘電分極を起こさせ、相異なる極性の電荷同士が引き合う誘起力により空気流に抗して吸引することができる。さらにエレクトレット濾材は、塵埃粒子がプラス又はマイナスに帯電している場合にはクーロン力によりこれを吸引する。従って、フィルター繊維がエレクトレット化していると、機械式の濾過原理だけを採用した場合に比べて集塵量が多くなる。本実施の形態に係る帯電フィルターは、このようなエレクトレット濾材の特性に着目し、磁気ディスク装置の集塵フィルターとして適切に機能するように構成している。
【００２８】
［帯電フィルター１００の説明］
図４は、エレクトレット濾材を使用した帯電フィルター１００の外形を示す正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。説明の都合上図の縮尺は無視している。帯電フィルター１００は、エレクトレット化した不織布で形成したプリーツ部１０１と、同じくエレクトレット化した不織布で形成したシート状のライナー部１０３とで構成している。エレクトレット濾材は、ポリオレフィン系合成繊維で形成しており、一例として、東洋紡株式会社から商品名エリトロン（同社の登録商標）で購入することができる。プリーツ部１０１は、シート状のエレクトレット濾材を規則正しく折り曲げて形成し、図４（Ａ）に示すように断面を折板形状で形成しているが、波板形状、デッキ・プレート形状等の任意の形状で幅Ｌ方向に多数の貫通孔１０５を設けるようなハニカム構造にすることができる。
【００２９】
プリーツ部１０１は、長さＬ方向に空気流の通路となる複数の貫通孔１０５を形成する。プリーツ部１０１は、貫通孔１０５に接する内面側と貫通孔１０５の外側の外面側が共に帯電している。ライナー部１０３は捕集効率を高めるために貫通孔１０５に接する面が帯電していることが望ましいが、両面接着テープ１０７との接着力を高めるため、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）や紙等の帯電していない材料で形成してもよい。さらに、ライナー部１０３を設けないでプリーツ部１０１を直接両面接着テープ１０７に接合して貫通孔１０５を形成してもよい。また、プリーツ部が形成する貫通孔１０５を上下１段構造にしているのは、剛性が低くて帯電量の多いエレクトレット濾材を使用しても一定の強度を保つようにするためである。帯電量と強度を維持できれば、多段のハニカム構造にしてもよい。多段ハニカム構造の帯電フィルターの例を図１０に示す。図１０の帯電フィルター３００は、多段構造の一例として２段のハニカム構造を示す。プリーツ部３０１、ライナー部３０３、貫通孔３０５ａ、及び両面接着テープ３０７の構造は図４に示した帯電フィルター１００と同じである。しかし、帯電フィルター３００はさらに、ライナー部３０９をプリーツ部３０１の頂部に設け、その上にプリーツ部３１１を形成して貫通孔３０５ｂ、３１３を形成する。この結果、貫通孔３０５ａ、３０５ｂ、３１３を形成する面、及びプリーツ部３１１の外側表面が主として塵埃を捕集する。このようにプリーツ部を上の方に積み重ねて２段以上のハニカム構造にすることで捕集面積を増加することができる。貫通孔の形状は、図１０に示した例に限らず、蜂の巣形状、円形の筒を並べた形状等の任意の形状の中から強度や捕集面積等を考慮して選定してよい。図４において、プリーツ部１０１とライナー部１０３は融着等の方法で接着する。ライナー部１０３の底面からプリーツ部１０１の頂部までの高さＨは、０．８ｍｍ〜０．３５ｍｍ程度に選択しているが、磁気ディスク１６とベースの底部１４との間隔で選択してよい。
【００３０】
ライナー部１０３の底面には、両面接着テープ１０７を設け、帯電フィルター１００をベースの底部１４に固定する。ライナー部１０３の固定に接着剤を使用すると接着剤からの放出ガスの除去処理が必要となるので、両面接着テープ１０７の使用はこの点で優れており、また、帯電フィルターの取付を容易にしている。ただし、両面接着テープ１０７に代えてガス放出の少ない接着剤を使用して固定してもよい。
【００３１】
［帯電フィルターの取り付け位置の説明］
図５を参照して帯電フィルターの取り付け位置について説明する。図５（Ａ）において、帯電フィルターは１００ａは、図４の帯電フィルター１００に対して幅Ｗと長さＬだけ特定し、他の構造は同一にしてベースの底部１４に取り付けている。帯電フィルター１００ａは、外形寸法を幅Ｗと長さＬが等しい正方形に形成して、長さＬ方向の中心を通る磁気ディスク１６の半径の投影が、帯電フィルター１００ａの貫通孔１０５に直交するように配置する。帯電フィルター１００ａの投影面は、点Ｐ１と点Ｐ２とで磁気ディスク１６の外周に接触し、点Ｐ３でクランプ３４の外周に接触する。
【００３２】
帯電フィルター１００ａをこのように配置すると、磁気ディスク１６の回転方向に移動する矢印Ａで示した空気流の方向と貫通孔１０５の通し方向が略一致し、空気流が効率よくプリーツ部１０１の外側表面と貫通孔１０５に接する内側表面とを接触しながら通過し、空気流とエレクトレット濾材との接触面積を大きくすることができ塵埃の捕集効率を高めることができる。帯電フィルター１００ａは、繊維性のフィルターであるためプリーツ部１０１及びライナー部１０３を形成しているエレクトレット濾材の繊維の隙間を僅かな空気流が通過する。
【００３３】
エレクトレット濾材の繊維の隙間を通過する空気流に含まれる塵埃は、エレクトレット濾材の繊維に塵埃が衝突して捕集される機械式原理と、繊維の隙間をすり抜ける塵埃が帯電した繊維に吸引されて捕集される静電式原理の二つの作用で捕集されるので、繊維の隙間を通過する空気流に対する捕集効率は帯電していないフィルターより高くなる。帯電フィルター１００は、大部分の空気流が繊維の外側である複数の平行した貫通孔１０５の内面と外面に沿って移動するので、当初から圧力損失に伴う捕集効率低下の問題はほとんどなく、経年的にエレクトレット濾材が粉塵の捕集を重ねても、圧力損失が増大して効率が低下するといった機械式濾過フィルターに存在していた問題を解消できる。
【００３４】
帯電フィルター１００の長さＬが長すぎると空気流が貫通孔１０５とプリーツ部１０１の谷の部分を円滑に流れないことになり捕集効率は低下する。長さＬが短すぎると帯電フィルター１００の表面積が減ることになり、これもまた捕集効率の低下につながる。最も効率がよいのは、図５（Ａ）の帯電フィルター１００ａのように、平面的な外形を正方形にすることである。また、帯電フィルター１００は、図５（Ｂ）で１００ｂ、１００ｃとして示すように、二つ以上ベースの底部１４に設けることもできる。エレクトレット濾材の加工上の理由や取り付け工程上の理由などで、帯電フィルター１００を図５（Ｂ）の１００ｂ、１００ｃのように１００ａより小さくする場合も平面的な外形を正方形で形成し、外形の投影面が点Ｐ４〜点Ｐ７で磁気ディスク１６の外周に接するように配置するとよい。磁気ディスク１６の外周側は内周側に比べて周速度が速く、従って空気流の速度も速いため塵埃の捕集効率が高めることができるからである。
【００３５】
図２を参照すると、帯電フィルター１００の取り付け位置は、平面的にＡＨＳＡ２３の回動範囲から外れた位置を選択してベースの底部１４に取り付けている。磁気ディスク１６に対してベースの底部１４側にも記録面を設けている場合は、磁気ディスク１６と底部１４との間にＡＨＳＡ２３のスペースが必要となり、帯電フィルター１００の高さを十分にとることができないので、図２に示した位置は都合がよい。また、磁気ディスク１６の表面に発生した空気流は、ＡＨＳＡ２３のアクチュエータ・アームやヘッド・サスペンション・アセンブリに衝突して乱れる。空気流の乱れは、ヘッド／スライダ２２の不規則な揺動をもたらし、位置決め性能を低下させる。しかし、帯電フィルター１００は、プリーツ部１０１が形成する貫通孔１０５と山と谷を含む外側表面を備えており、乱れた空気流が貫通孔１０５や外側表面を通過する間に貫通孔１０５の方向に整流して、乱流を抑制する効果を有する。
【００３６】
また、従来から、最下層に積層した磁気ディスク１６とベース１２の底部との間の空間はデッド・スペースとなっていた。帯電フィルター１００はこのデッド・スペースを活用して配置しているので、図１に示したように、フィルターのためにベースのコーナーに設けていた従来の角室８を除去してディスク・エンクロージャ全体の容積を減少させることができる。ディスク・エンクロージャの容積を減少させると、組み立て段階で磁気ディスク装置１０の内部に残留する塵埃の量を低減することができ、また、角室８部分の形状が単純になるので金型を製作する際にも都合がよい。また、角室８を除去することにより、流路断面積の変化による空気流の乱れを防ぐこともできる。帯電フィルター１００ａを使用して９０％クリーン・アップ・タイムを測定すると、従来に比べて、磁気ディスクの枚数が１枚の機種について約８０％減少して２０％に短縮することができ、磁気ディスクの枚数が少なくて空気流の移動量が少ない磁気ディスク装置において効果の高いことが確認できた。
【００３７】
これまで帯電フィルター１００を、ベース１２の底部に配置する例を説明したが、これらを図２に示したカバー１８の内側又はコーナー・スペース１５の側壁１３に設けるようにしてもよい。帯電フィルター１００をカバー１８の内側に設ける場合は、磁気ディスク１６の投影面に対して図５で説明した関係になる大きさ及び位置に配置するとよい。また、帯電フィルター１００は、ベースの底部１４、ベースの側壁１３、及びカバー１８から選択した任意の二つの場所又はすべての場所に設けることもできる。
【００３８】
また、帯電フィルター１００の貫通孔１０５を形成するプリーツ部は、図９に示すようにライナー部１９５の上に繊維性のエレクトレット濾材の複数の中空円筒１９１で形成した筒部を並べて、複数の貫通孔１９３を形成した帯電フィルター１９０の構成を採用してもよい。また、ライナー部２０５の上に繊維性のエレクトレット濾材の複数の中空角形円筒２０１で形成した筒部を並べて、複数の貫通孔２０３を形成した帯電フィルター２００の構成を採用してもよい。中空円筒や中空角形筒は、波板形状やデッキ・プレート形状に比べて外力に対して形状が安定しているので、特に帯電量が多くて剛性の低いエレクトレット濾材を採用する際には、製造段階での取り扱いが容易となる。さらに帯電フィルター２１０のようにライナー２１５の上に、筒部２１１を連続したエレクトレット濾材で形成して複数の貫通孔２１３を設けるようにしてもよい。帯電フィルター１６０、２００、２１０の筒部を重ねて２段以上のハニカム構造にしてもよい。
【００３９】
［帯電フィルターによる塵埃捕集の説明］
図６は、帯電フィルター１００が空気流と共に浮遊して移動してきた塵埃を捕集する状態を説明する図である。プリーツ部１０１及びライナー部１０３のエレクトレット濾材の表面はエレクトレット化している。プリーツ部１０１は貫通孔１０５に接する内面と、磁気ディスク１６に近接する外側の面が帯電している。ライナー部１０３も貫通孔１０５に接する面が帯電している。磁気ディスク１６が矢印Ａ方向に回転するに伴い、ディスク・エンクロージャ内にも矢印Ａ方向の空気流が発生する。空気流を浮遊する微細な塵埃粒子は、空気流と共に位置Ｍ１、位置Ｍ２、位置Ｍ３、及び位置Ｍ４の順に移動する。
【００４０】
粉塵粒子は、説明のために大きく記載しているが、実際は約０．３μｍ程度と非常に小さく、太さが１μｍ〜７０μｍ程度の繊維で形成したエレクトレット濾材の内部にも進入する。塵埃粒子は通常電気的に中性であり、位置Ｍ１では帯電フィルター１００より離間していることから誘電分極は発生していない。塵埃粒子は位置Ｍ２で、帯電したプリーツ部１０１に近づいたため、僅かに誘電分極を発生しプリーツ部１０１から吸引力を受ける。しかし、プリーツ部１０１の断面との衝突で発生した空気流の上昇に従い少し上昇する。塵埃粒子は、位置Ｍ２近辺から位置Ｍ３にかけて吸引力を受け続けているため、空気流から反れてさらにプリーツ部１０１の表面に向かって移動する。こうして塵埃粒子は位置Ｍ４でプリーツ部の外表面に付着する。また、繊維を編んで製作したエレクトレット濾材の表面では、繊維の片側がプラス又、反対側がマイナスに帯電しており巨視的には帯電が中和されているようにみえるが、塵埃粒子の大きさと繊維の太さの関係からすると微視的には各繊維がそれぞれの極性で塵埃粒子に吸引作用を発揮する。よって、いずれかの極性に帯電した塵埃粒子が接近した場合でもエレクトレット濾材はクーロン力で塵埃粒子を吸着することができる。
【００４１】
帯電フィルター１００の装着による空気抵抗の増大は、磁気ディスク１６とベース１２の底部が形成する流路の断面積が、プリーツ部１０１、ライナー部１０３及び両面接着テープ１０７の厚さ分だけ狭くなったことによる空気流の変動による程度であり極僅かである。貫通孔１０５を通過する塵埃粒子もＭ５の位置から進入した後、Ｍ６の位置でプリーツ部１０１の内面に付着するか、Ｍ７の位置でライナー部１０３の表面に付着する。プリーツ部１０１又はライナー部１０３に付着した塵埃粒子は、エレクトレット濾材の表面で分極状態を維持して二度と離れることはなく、また、分極した塵埃粒子自体が次に飛来する塵埃粒子に対して帯電フィルターの役目をするために、機械式濾過フィルターのように使用による収集効率の低下が極めて少ない。
【００４２】
静電気力による吸引、吸着は、機械式濾過フィルターでは目詰まりによる濾過能力の低下が目立つサブミクロンメートルからナノメートルレベルの塵埃に対しても集塵能力が大きく低下しないことから磁気ディスク装置内でヘッド／スライダが浮上する十ナノメートル程度の高さに影響を与える微細な塵埃を長期に渡って効率よく集塵することができる。また、機械式濾過フィルターで捕集効率を上げようとして目付量を多くすると、圧力損失が多くなり内部を通過する空気量が減少するので９０％クリーン・アップ・タイムが長くなるが、帯電フィルターでは圧力損失を問題にする必要がない。
【００４３】
［積層構造の帯電フィルターの説明］
図７に他の態様としての帯電フィルター１２０の断面を示す。図７に示す帯電フィルター１２０は、プリーツ部を外側プリーツ部１２１と内側プリーツ部１２３の２層構造にしている。外側プリーツ部１２１も内側プリーツ部１２３も共に繊維性のエレクトレット濾材で形成するが、その繊維帯電量と剛性が異なっている。図４に示した帯電フィルター１００は、プリーツ部１０１とライナー部１０３とを融着して長さＬ方向に長く連続するように製造し、その後適切な長さＬに裁断して使用する。裁断の際、プリーツ部１０１の剛性が小さいと貫通孔の出入り口が塞がってしまい、貫通孔を空気流が流れないといった問題が生ずる。一方、エレクトレット濾材の中には、剛性と帯電量が背反する特性をもつものがある。
【００４４】
すなわち、剛性が高くて帯電量が少ない濾材又は剛性が低くて帯電量が多い濾材が存在する。よって剛性と帯電量を一種類のエレクトレット濾材で充足させることが困難な場合があり、帯電フィルター１２０はこれらを複合濾材として構成することで剛性と帯電量の問題を解決する。外側プリーツ部１２１は、剛性は低いが帯電量が多いエレクトレット濾材で、例えば東洋紡株式会社よりエリトロンのＮＡタイプと指定して購入することができ、その帯電量は単位平方センチメートル当たり１０〜２０ｎＣである。内側プリーツ部１２３は、剛性は高いが帯電量は少ないエレクトレット濾材で、例えば東洋紡株式会社よりエリトロンのＡＡタイプと指定して購入することができ、その帯電量は単位平方センチメートル当たり０．５〜１ｎＣである。エレクトレット濾材の組み合わせは、ここに例示したものに限らず、捕集効率、剛性、又は毛羽の量等の各種パラメータの優先順位や磁気ディスク１６とベース底部１４とのスペースに応じて適宜選択することができる。帯電フィルター１２０の外側は磁気ディスク１６の表面に近く、空気流も速いため帯電量の多いエレクトレット濾材を積層することで捕集効率を向上することができる。外側プリーツ部１２１と内側プリーツ部１２３とは融着等の方法で接着する。
【００４５】
ライナー部は、エレクトレット濾材１２５と裏打材１２７を積層している。裏打材１２７は、補強紙やポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）を使用して両面接着テープとの接着力を強化している。エレクトレット濾材１２５と裏打材１２７とは融着等の方法で接着する。帯電フィルター１２０は、プリーツ部とライナー部の双方を複合材料で構成しているが、いずれか一方だけ複合材料で形成し、他方は単一材料で形成してもよい。また、プリーツ部を２層で構成しているが、３層構造にして、外面側と内面側を帯電量の多いエレクトレット濾材で形成し、中層には剛性のある材料を使用してもよい。この場合、中層は、必ずしも帯電材料を使用する必要はない。これまで、繊維性のエレクトレット濾材を例にして帯電フィルターを説明してきたたが、本発明の範囲には、高分子フィルムをエレクトレット化した材料や、エレクトレット以外の方法で永久帯電を供えている材料を使用することも含んでいる。
【００４６】
［片持ち構造の帯電フィルターの説明］
図８は、片持ち構造にした帯電フィルターの斜視図である。図８（Ａ）に示した帯電フィルター１５０は、繊維性のエレクトレット濾材に代えて剛性の高い高分子フィルムをエレクトレット化した帯電フィルムを濾材として使用する。両面が帯電した帯電フィルム１５１ａ〜１５１ｃを、貫通孔１５３ａ〜１５３ｃを形成して両端が重なるように二枚に折り曲げ、重ねた両端を合わせて固定部１５５ａ〜１５５ｃとして固定部材１５７に片持構造で固定する。帯電フィルター１５０は、２枚の磁気ディスクを積層した磁気ディスク・スタック１６の各磁気ディスクを、帯電フィルム１５１ａ及び１５１ｂ並びに１５１ｂ及び１５１ｃの間に挟むようにして、固定部材１５７をベース１２の側壁１３に取り付ける。
【００４７】
帯電フィルター１５０は、プリーツ部を備える帯電フィルター１００に比べるとその表面積は小さく捕集効率は低下するが、流速が速く風量の多い磁気ディスク１６の表面に近接した位置に帯電フィルムを配置することができるので、単位時間内に貫通孔１５３を通過する空気流の量は多くその分集塵効率を高めることができる。一方、帯電フィルター１５０には集塵作用の他に整流作用がある。帯電フィルム１５１を上下に隣接する磁気ディスク１６の間に配置することにより、ＡＨＳＡ２３に衝突して発生する乱流を貫通孔１５３の方向に導くことで整流することができる。この場合、固定部材１５７は、図２に示すディスク・エンクロージャの角部と磁気ディスク１６の外周部とで囲まれたコーナー・スペース１５等でベース側壁１３に取り付けることができる。帯電フィルムの表面が滑らかであるために一旦付着した塵埃粒子が空気流の勢いで離れる恐れがある場合は、周知の粘着材を塗布しておくとよい。このような機能を有する専用の整流翼を備える磁気ディスク装置については、特開２００１−０２３３４７号公報で開示している。
【００４８】
図８（Ｂ）に示した帯電フィルター１７０は、剛性を有する一対の平らなプレート１７１ａ、１７１ｂの間に、プリーツ状に形成した繊維性のエレクトレット濾材１７５を挟んだ片持ち構造にしている。プリーツ部１７５は、複数の貫通孔１７８を有している。プレート１７１ａ、１７１ｂとエレクトレット濾材１７５のサンドイッチ構造の固定部１７３を固定部材１７９が支持する。あるいは、固定部１７３を直接ベースの側壁１３に固定してもよい。図８（Ｂ）に示す帯電フィルター１７０は、図８（Ａ）に示した帯電フィルター１５０に比べるとその表面積及び剛性を共に大きくすることができる。図８（Ａ）のように濾材自体が剛性を備える必要がないので、帯電量の大きいエレクトレット濾材を自由に選択することができる。サンドイッチ構造を磁気ディスク１６のスタック枚数に合わせて複数積層して帯電フィルター１５０と同様にベース側壁１３に取り付けることで集塵効果と整流効果を同時に発揮することができる。
【００４９】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定するものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】機械式濾過フィルターを備えた磁気ディスク装置の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る磁気ディスク装置の内部構造を説明する平面図である。
【図３】図３のＸ−Ｘ断面を示す図である。
【図４】図２に示した帯電フィルター１００の斜視図である。
【図５】帯電フィルター１００の長さＬ及び幅Ｗと、磁気ディスク１６に対するベースの底部１４における位置を説明する図である。
【図６】帯電フィルター１００が空気流を浮遊して移動してきた塵埃を捕集する状態を説明する図である。
【図７】他の実施態様に係る帯電フィルターの断面図である。
【図８】他の実施態様に係る帯電フィルターの断面図である。
【図９】他の実施形態に係る帯電フィルターの断面図である。
【図１０】他の実施形態に係る帯電フィルターの断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  磁気ディスク装置
１２  ベース
１３  ベース側壁
１４  ベース底部
１５  コーナー・スペース
１６  磁気ディスク
１８  カバー
２１  ランプ
２２  ヘッド／スライダ
２３  アクチュエータ・へッド・サスペンション・アセンブリ（ＡＨＳＡ）
２４  ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）
２５  スピンドル軸
２６  ピボット軸
２７  クラッシュ・ストップ
２８  呼吸フィルター
３２  スピンドル・ハブ
３４  クランプ
３６  止めネジ
３８  軸受け
４０  ステータ
４２  ロータ・マグネット
４４  スペーサ
６１、６３、６５  ベース上の帯電フィルターの取付領域
１００、１２０、１５０、１７０、１９０、２００、３００  帯電フィルター
１０１、３０１、３１１  プリーツ部
１０３、１９５、２０５、３０３  ライナー部
１０５、１９３、２０３、３０５、３１３  貫通孔
１０７  両面接着テープ
１２１  外側プリーツ部
１２３  内側プリーツ部
１２５  エレクトレット濾材
１２７  裏打材
１５１  帯電フィルム
１５３、１７８  貫通孔
１５５、１７３  固定部
１５７、１７９  固定部材
１７１  支持プレート
１７５  プリーツ状のエレクトレット濾材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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