(57)【要約】簡単な構成で安定的にディスクを固定可能なクランプ構造を有するディスク装置である。具体的には、一方の端部の外周部に円筒面からなるディスク挿入部と平面部からなるディスク受け部とを有し、かつ回転自在に支承されたハブと、ディスク挿入部と嵌合する内孔を有し、ディスクのいずれか片方の面に対向して配設され、ディスク上を浮揚走査し、ディスク上に記録された信号を読み取り、あるいはディスク上に信号を記録するヘッドと、ディスク受け部にて保持されたディスクと、ディスク受け部との間にディスクを挟持するクランプ手段とを備え、ディスク受け部が傾斜面で構成される。これにより、クランプすることで生じるディスクの変形量と変形方向とを規定し、かつ温度変化に関わらず安定なヘッド浮上量を得ることでディスクのゆがみの発生を防止して、ヘッド出力の低下等の抑止と信頼性を向上させることが可能になる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部の外周部に円筒面からなるディスク挿入部と平面部からなるディスク受け部とを有し、かつ回転自在に支承されたハブと、
前記ディスク挿入部と嵌合する内孔を有し、前記ディスク受け部にて保持されたディスク状記録媒体と、
前記ディスク状記録媒体の少なくとも一方の面に対向して配設され、前記ディスク状記録媒体上を浮揚走査し、前記ディスク状記録媒体上に記録された信号を読み取り、あるいは前記ディスク状記録媒体上に信号を記録するヘッドと、
前記ディスク受け部との間に前記ディスク状記録媒体を挟持するクランプ手段と
を備え、
前記ディスク受け部が傾斜面で構成されているディスク装置。
【請求項２】
前記クランプ手段は、クランプ部材および複数のネジからなり、前記ハブの天面に載置された前記クランプ部材を複数の前記ネジにより締め付け、前記ディスク状記録媒体を前記クランプ部材によって挟持する請求項１に記載のディスク装置。
【請求項３】
前記ディスク状記録媒体の中央部側の形状が、前記ヘッドを配設した側から見て凸面形状を有している請求項２に記載のディスク装置。
【請求項４】
前記クランプ部材の装着によって前記ハブと前記ディスク状記録媒体の間に形成される接触点または接触面の前記回転軸中心からの距離をＲｈとし、前記ディスク状記録媒体と前記クランプ部材の間に形成される接触点または接触面の前記回転軸中心からの距離をＲｓとしたとき、前記距離ＲｈとＲｓとの関係は、前記ディスク状記録媒体から見て前記ヘッドが前記ハブの前記ディスク受け部側に配設される場合はＲｓ＞Ｒｈであり、前記ヘッドが前記クランプ部材側に配設される場合はＲｓ＜Ｒｈである請求項２に記載のディスク装置。
【請求項５】
前記クランプ手段は、スペーサリング、クランプ部材および複数のネジからなり、前記ハブの天面に載置された前記クランプ部材を複数の前記ネジにより締め付け、前記ディスク状記録媒体と前記スペーサリングを前記クランプ部材によって挟持する請求項１に記載のディスク装置。
【請求項６】
前記クランプ部材の装着によって前記ハブと前記ディスク状記録媒体の間に形成される接触点または接触面の回転軸中心からの距離をＲｈとし、前記ディスク状記録媒体と前記スペーサリングの間に形成される接触点または接触面の前記回転軸中心からの距離をＲｓとしたとき、前記距離ＲｈとＲｓとの関係は、前記ディスク状記録媒体から見て前記ヘッドが前記ハブの前記ディスク受け部側に配設される場合はＲｓ＞Ｒｈであり、前記ヘッドが前記スペーサリング側に配設される場合はＲｓ＜Ｒｈである請求項５に記載のディスク装置。
【請求項７】
前記スペーサリングは、前記ディスク状記録媒体に接触する面および前記クランプ部材に接触する面にそれぞれ段差を有する円環形状である請求項６に記載のディスク装置。
【請求項８】
前記スペーサリングは、ビッカース硬度５００以上、ヤング率２０００００Ｎ／ｍｍ２以上の材質からなる請求項７に記載のディスク装置。
【請求項９】
前記スペーサリングの平面度は５μｍ以下である請求項７に記載のディスク装置。
【請求項１０】
前記ディスク状記録媒体の半径方向に沿って前記ヘッドは中央部に配設されたヘッドエレメントと両端部に配設されたエアベアリングレールとを有し、
前記ディスク状記録媒体の表面と前記ヘッドエレメントとの距離が前記ディスク状記録媒体の表面と前記エアベアリングレールとの距離よりも大きい請求項２または請求項５に記載のディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、情報の読み取り、書き込みに用いられるディスク装置に関するものである。さらに詳しくは、ディスク装置が備えるディスク状記録媒体（以下、単にディスクともいう）の少なくとも一方の面側に記録再生用のヘッドが配置されたディスク装置において、ディスクをハブに固定する薄型のクランプ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、ディスク装置の高密度化が進み、小記録面積のディスク上にも大容量の情報を記録できるようになってきたことから、モバイル機器等の記録媒体としてディスク装置に利用するための各種技術の開発が進められてきている。また、モバイル機器の記録媒体に必要な条件として、小型軽量であることはもちろん、その使用特性上、低消費電力および耐衝撃性も求められている。【０００３】  図１６は、従来のディスク装置におけるクランプ構造の第１の例を示す断面図である。図１６において、クランプ部材３は、そのディスク押圧部３ｇとハブ２のディスク受け面２ｅとの間にねじ４の軸力によりディスク１を挟み込む。そして、それぞれの部材の接触部分の摩擦力によってディスク１がハブ２に一体的に固定されている。この摩擦力を超えるような大きな衝撃が加わった場合、ディスクシフトと称するクランプ部材３とハブ２に固定されているディスク１の位置が大きくずれる現象が生ずることがある。このディスクシフトは、ディスク１の回転振れを発生させる要因の１つである。ディスクシフトが生じると、本来回転中心軸と同軸的に設けられているデータトラックに大きな偏心が生じ、磁気ヘッド（図示せず）のデータトラックへの正確な追従が困難になる。【０００４】  ハードディスクがモバイル機器の記録媒体として使用される場合、非動作時に１５００Ｇを超える衝撃が加わった後でも、正常な動作を保証するような耐衝撃性を要求されることが多い。耐衝撃性を高めるために以下のような構成が提案されている。例えば、強い衝撃に起因するディスクシフトを防ぐには、図１６に示したようなディスク装置において、ディスク１を固定している前述の摩擦力を大きくすることが必要になるため、摩擦係数を大きくするか、または、ねじ４の軸力を大きくする方法が考えられ、以下に述べる理由により、軸力を大きくする方法が従来は採用されていた。すなわち、第一には、加工精度の向上要求に加えて、バリやコンタミネーションの付着等を抑止するため、面粗さを細密にする必要があり、第二には、現行のディスク１面上のヘッドの数十ナノメータ（ｎｍ）の浮上量に対して、技術の開発傾向がさらなるヘッドの浮上量を低下させることを目指していることから、ハブ２、クランプ部材３、およびディスク１の面粗さは細かい方が好ましいのであるが、ハブ２およびクランプ部材３またはディスク１の一方の面の面粗さを粗く（摩擦係数を大きく）することによるディスクシフトの抑制ができないこと、また、技術的にはデータ領域を除くクランプ領域のみ面粗さを粗くする方法も可能であるが、コストアップが避けられないことによって、軸力を大きくする方法が採用されていた。【０００５】  ところが、軸力を大きくして耐衝撃性を高めると、クランプ部材３を締め付けた際のクランプ力に起因してディスク１の回転同期振れが大きくなってしまう。このことは、耐衝撃性を高めるための条件と、クランプ力に起因するディスク１の回転同期振れを解消するための条件が相反することを意味している。それゆえ、耐衝撃性の向上と回転同期振れの解消とを両立させることは、特に小型のディスク装置の開発において重要である。【０００６】  さらに、クランプ力の増加に起因するデ��スク１の回転同期振れを最小限に抑えるためには、ディスク押圧部３ｇの中心軸をハブ２のディスク受け面２ｅとディスクの中心軸と同軸に保つ必要がある。以下、上述した従来の磁気ディスク装置におけるクランプ構造を用いて、これらの関係を説明する。【０００７】  図１６において、ディスク１はハブ２の中央突出部であるディスク挿入部２ａに挿入される。ディスク１の一方の面はハブ２のディスク受け面２ｅで受けられている。クランプ部材３は、ディスク１と同軸的にディスク１の他方の面上に載置され、ねじ４と、ハブ２の回転軸部９に設けられためねじ（雌ねじ）２ｃとの間で締め付けられる。このとき、ねじ４のねじ頭部４ｂの直径はクランプ部材３の中心孔３ａの直径よりも大きいので、ねじ４を軸受スリーブ８の内周面を回転する回転軸部９のめねじ２ｃに締め付けた際に軸力が発生する。軸力は、ねじ頭部座面４ｃからクランプ部材３の中心孔３ａ付近の底面３ｆに伝わり、ディスク押圧部３ｇにおいてディスク１の他方の面を押さえてクランプ部材３がディスク１をハブ２に同軸的、かつ一体的に固定する。また、ハブ２の外周部には、ハブ２を回転させるためのモータの構成部品である永久磁石７が固定されている。この永久磁石７の磁石の磁力を有効に使用し、かつヘッドへの漏れ磁束を抑制するためにハブ２は、マルテンサイト系の鋼材から作成されている。【０００８】  ディスク１とハブ２とを同軸的に搭載するために、ディスク１の中心孔と、ディスク１の中心孔直径よりもわずかに小さい回転軸部９のハブ挿入部９ａの外周円筒部と位置決めし、嵌合させる。また、クランプ部材３とハブ２とを同軸的に搭載するために、回転軸部９のハブ挿入部９ａと、このハブ挿入部９ａの直径よりもわずかに大きい直径を有するクランプ部材３の中心孔３ａとを位置決めして嵌合させる。位置決めは、ハブ挿入部９ａとクランプ部材３とが、かかり代を有するように配置することで実現される。かかり代は、クランプ部材３が中心軸に垂直な方向（すなわち、ディスク１の半径方向）にずれないようにするために設けられる。クランプ部材３は、かかり代を除いた厚みだけたわみ、ねじ４により締め付けられる。【０００９】  また、図１７は、従来のディスク装置におけるクランプ構造の第２の例を示す断面図である。第２の例の構造が第１の例と異なるのは、クランプ部材３の傾きに起因するディスク１の回転軸方向の振れを抑制するためにクランプ部材３の円周上に複数本のねじ４を配した点である。【００１０】  上述した従来のディスク装置は、１枚のディスクのみを備えた構成であったが、大容量化を実現するために、記録領域を両面に設けたディスクを用いるほか、複数枚のディスクを用いる構成も採用されている。複数枚のディスクを備えたディスク装置では、例えば、ディスクとスペーサとをハブとクランプ部材との間に交互に積層し、クランプ部材の外周領域によってディスクおよびスペーサを積層方向に押し、ディスクおよびスペーサをハブに固定する構成を用いている。図１８は複数枚のディスクを備えた従来のディスク装置におけるクランプ構造の第３の例を示す断面図である。【００１１】  図１８において、ハブ１２１は、軸受１２４、１２５を介してブラケット１２���に設けられたシャフト１２３の周りに回転することができる。ロータハブ１２６がハブ１２１およびシャフト１２３に固着されている。シャフト１２３にはステータ１２７が取り付けられ、ハブ１２１にはロータ磁石１２８が取り付けられていて、ステータコイルに電流を供給することによって、ハブ１２１がロータ磁石１２８とともに回転する。ディスク１００はハブ１２１のフランジ１２９に直接接触し、ディスク１１０はディスク１００との間にスペーサ１３０を介在して、ディスク１２０はディスク１１０との間にスペーサ１３１を介在して、ハブ１２１にそれぞれ嵌合されている。クランプ１３２がロータハブ１２６に嵌合されているとともに、ネジ１３３によってハブ１２１に固定され、ディスク１００、１１０、１２０とスペーサ１３０、１３１をフランジ１２９に向かって圧着して、これらをハブ１２１に固定させている。さらに、フランジ１２９には突出部１２１ａが設けられている。この突出部１２１ａはクランプ１３２を装着したときに生じるスペーサ１３０とディスク１００との接触点よりも外側に位置し、フランジ１２９のディスク１００に対向する表面に設けられている。この突出部１２１ａがディスクを変形させようとする曲げモーメントと反対向きの曲げモーメントＭ１を発生させて、ディスクをフラットに維持するように構成されている（例えば、日本公開特許公報  特開平６−１３９６７５号公報参照）。【００１２】  また、上述したような従来のディスク装置では、最近ますます増加しているディスク記録密度の向上により、温度変化によるクランプ部材のずれにより、トラックずれが発生し、再生できなくなるという問題が発生しており、この問題の対策として、クランプ部材やディスクスペーサをディスクと線膨張係数が略等しい材質で構成する方法が提案されている（例えば、日本公開特許公報  特開平６−１６８５３６号公報、特開２００２−１３３７４３号公報参照）。【００１３】  さらに、ディスク装置をモバイル機器に搭載するために、装置そのものの薄型化が望まれており、薄型化を実現するために、ディスクの厚みを薄くしたり、ディスクの片側のみに記録再生用のヘッドを配置したり、ディスク１枚当たりの記録容量を上げたりするといった方法が考えられている。【００１４】  しかしながら、上述した第１の例の構成においては、ディスクをクランプすることによって発生するディスクの反りの方向、さらには、反りの量を安定的にコントロールできないという課題を有しており、このことにより、ヘッドの浮上量が安定しないという、最悪の場合にはヘッドがディスクと接触するというさらに別の課題を抱えることになる。【００１５】  また、別に提案されている第２の例の構成、すなわち複数本のねじ４を用いてディスク１をハブ２に固定するクランプ方法は、ねじ４を締めることによるクランパの変形、または、ディスク押圧力が不均一になり、図１９に示すように、ディスク内周部においてねじの本数だけ歪みやうねりを生ずるという新たな課題が出現する。尚、図１９は従来のディスク装置におけるクランプによるディスクの変形を示す図である。【００１６】  さらに、近年の装置の薄型化に伴いディスクそのものの厚みも薄くなる傾向にあり、そ��結果、ディスクの強度も低くなり、ディスクの円周方向の歪みやうねりが大きくなるとともに、ディスクの半径方向の反り量が大きくなる。このようなディスク内周部の歪みやうねりは、ディスク装置の動作中にディスク内周部ではこの歪みやうねりが原因となり瞬間的にヘッド２０とディスク１との浮上隙間の変動を発生させる。例えば、クランプ部材３を締結するねじの本数が３本の場合、ヘッド出力は図２０に示すようにディスク１の一回転毎にねじの本数に対応する出力の変動が起こる。ヘッド出力の最小値を最大値で除した値をパーセントで表した値をモジュレーションと呼び、モジュレーションが小さくなると、その出力波の変動に応じて再生出力信号のＳ／Ｎの劣化を招き、データ再生パルスのタイムジッタ増加によるエラーレートの低下を生じ、データの記録・再生が不正確となる。また、ヘッド２０の目的トラックへの位置決めやデータの書き込み、読み取りが正確に行われなくなる。そして、浮上量の低下からディスク１とヘッドとの接触等の故障が発生するといった課題も生じている。尚、図２０は従来のディスク装置におけるヘッド信号出力図である。【００１７】  さらに、ディスクと線膨張係数の略等しい材質で、クランプ部材やディスクスペーサを構成する方法においては、ディスクとクランプ部材やディスクスペーサの温度変化による伸び縮みは同一の傾向で変化するが、ディスクと異なる材質で構成されているハブの線膨張係数がディスクよりも大きいので、クランプ部材の装着によってハブとディスクの間に形成される接触点、あるいは接触面のモータの回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとスペーサリングの間に形成される接触点、あるいは接触面のモータの回転軸中心からの距離Ｒｓが変化する。その結果、ディスクの反り量、また反り方向が変化する。【００１８】  例えば、通常温度（２５℃）で、図２１Ａに示すようにディスク１が反りのない略平坦になるように調整されている場合、マルテンサイト系ＳＵＳ製ハブ２の線膨張係数（９．２〜１２×１０−６）、ガラスまたはアルミ製のクランプ部材３等の線膨張係数（ガラス製の場合で６〜７．２×１０−６、アルミ製の場合、約２３．５×１０−６）との違いにより、ディスク１とハブ２との接触位置の回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスク１とクランプ部材３側との接触位置の回転軸中心からの距離Ｒｓが、周囲温度の変化により相対的に変化する。すなわち、ディスク１の材質がガラスの場合、高温になるとハブ２の延び率がクランプ部材３の延び率よりも大きいので、ディスク１とハブ２との接触位置の回転軸中心からの距離Ｒｈが、ディスク１とクランプ部材３との接触位置の回転軸中心からの距離Ｒｓより外周部に移動することになり、図２１Ｂに示すように、ディスク１の外周方向に向かってディスク１がクランプ部材３の方向に反る。一方、ディスク１の材質がアルミの場合、同じように高温になるとクランプ部材３の延び率が、ハブ２の延び率よりも大きいので、ディスク１とクランプ部材３との接触位置の回転軸中心からの距離Ｒｓが、ディスク１とハブ２との接触位置の回転軸中心からの距離Ｒｈより外周部に移動することになり、図２１Ｃに示すようにディスク１の外周方向に向かってディスク１が���ブ２の方向に反る。逆に低温環境になると、高温時と逆の現象が生ずる。したがって、材質と温度の変化によってディスクの反りの方向が変化するので、ヘッドの浮上状態が変化してヘッドの記録再生に支障を来たすという課題もある。【００１９】  一方、複数枚のディスクを備えたディスク装置の構成においては、ハブがクランプの加圧力によって変形し、ディスクが径方向に変形して反りが生じる。また、ディスク装置が小型化すると、スピンドルモータも小型化し、ハブの剛性も低下するとともに、ディスクの厚みも薄くなるため、変形もより大きくなる。そして大容量化を実現するためには、ディスクにおけるデータの記録密度を高めるだけでなく、データ記録の分解能を上げる必要があり、このために、ヘッドの浮上量は、非常に小さくなっている。さらに、ディスクが小径化すると、ディスクをクランプする領域が、より内径にシフトするため、ディスクが変形する度合いは、さらに増加する傾向にある。【００２０】  また、図１８に示したような複数枚のディスクを備えた従来のディスク装置におけるクランプ構造では、クランプ１３２を装着したときに生じるスペーサ１３０とディスク１００との接触点よりも外側に位置するように、フランジ１２９に突出部１２１ａを設けることによって、ディスクを変形させようとする曲げモーメントと反対向きの曲げモーメントＭ１を発生させて、ディスクをフラットに維持するように構成されている。さらに、この構成のクランプ構造では、ディスクの変形を小さく抑える、あるいは、環境温度の変化によって発生するディスクの変形を小さく抑えることが考慮されているが、ディスクを確実にフラットに維持し、ディスクの変形を全くなくすことは非常に難しいことに加えて、ディスクに小さな変形が生じたとき、その変形の方向によっては、充分なヘッド出力が得られなくなることが生じるという課題も生じている。【００２１】  さらに、上述した従来のディスク装置におけるクランプ構造では、ディスクの厚みが薄くなるに伴い、クランプによるディスクの変形量や歪みが大きくなって記録容量を上げることができない、また安定的なヘッド浮上を得ることができないという課題も出現している。
【発明の開示】
【００２２】  本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ディスクのクランプ構造を有するディスク装置において、ディスクをクランプすることによって発生するディスクの変形量および変形方向を規定し、ヘッドを安定的に浮上させることを可能にし、ヘッド出力の低下等を抑止してヘッド出力の安定性、信頼性を向上さるとともに、ディスクのゆがみの発生を防止し、かつ温度変化に関わらず安定的なディスクのスピンドルに対する固定構造を有し、薄型化、高容量化を図ることが容易なディスク装置を提供することを目的とする。
【００２３】  上記の目的を達成するために、本発明のディスク装置は、一方の端部の外周部に円筒面からなるディスク挿入部と平面部からなるディスク受け部とを有し、かつ回転自在に支承されたハブと、ディスク挿入部と嵌合する内孔を有し、ディスク状記録媒体のいずれか片方の面に対向して配設され、ディスク状記録媒体上を浮揚走査し、ディスク状記録媒体上に記録された信号を読み取り、あるいはディスク状記録媒体上に信号を記録するヘッドと、ディスク受け部にて保持されたディスク状記録媒体と、ディスク受け部との間にディスク状記録媒体を挟持するクランプ手段とを備え、ディスク受け部は傾斜面で構成されている。また、クランプ手段は、クランプ部材および複数のねじからなり、ハブの天面に載置されたクランプ部材を複数のねじにより締め付け、ディスク状記録媒体を前記クランプ部材によって挟持する構成のみならず、ディスク状記録媒体の中央部側の形状がヘッドを配設した側から見て凸面形状を有している構成や、クランプ部材の装着によってハブとディスク状記録媒体の間に形成される接触点または接触面の軸中心からの距離をＲｈとし、ディスク状記録媒体とクランプ部材の間に形成される接触点または接触面の回転軸中心からの距離をＲｓとしたとき、距離ＲｈとＲｓとの関係がディスク状記録媒体から見てヘッドをハブのディスク受け部側に配設する場合はＲｓ＞Ｒｈであり、ヘッドをクランプ部材側に配設する場合はＲｓ＜Ｒｈである構成を有してもよい。
【００２４】  これらの構成により、ディスク面の片側にのみ記録再生用のヘッドが存在するディスク装置において、ヘッドが配設された側から見てディスクの形状を凸面形状にすることによって、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッドとディスクの接触を防止することが可能となる。さらに、ディスク受け部の平面形状をヘッドが配設された側から見て凸面形状にすることにより、簡単な構成でヘッドが配設された側から見てディスクの形状を凸面形状にすることが可能となる。また、ディスクの形状を凸面形状にすることは、ディスクを挟持したことによってハブとディスクとの間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとクランプ部材との間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｓとの関係をディスクから見てヘッドが配される側を大きくすることによっても可能になる。したがって、簡単な構成で、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッドとディスクの接触を防止することができる。
【００２５】  また、本発明のディスク装置の上記構成において、クランプ手段がスペーサリング、クランプ部材および複数のねじからなり、ハブの天面に載置されたクランプ部材を複数のねじにより締め付け、ディスク状記録媒体と前記スペーサリングをクランプ部材によって挟持するようにしても、また、クランプ部材の装着によってハブとディスク状記録媒体の間に形成される接触点または接触面の回転軸中心からの距離をＲｈとし、ディスク状記録媒体とスペーサリングの間に形成される接触点または接触面の回転軸中心からの距離をＲｓとしたとき、距離ＲｈとＲｓとの関係は、ディスク状記録媒体から見てヘッドがハブのディスク受け部側に配設される場合はＲｓ＞Ｒｈであり、ヘッドがスペーサリング側に配設される場合はＲｓ＜Ｒｈである構成を有している。また、この構成に加えて、スペーサリングは、ディスク状記録媒体が接触する側の一部に段差を設けようにしても、スペーサリングは、ディスク状記録媒体に接触する面およびクランプ部材と接触する面にそれぞれ段差を設けるようにしても、またスペーサリングは、ビッカース硬度５００以上、ヤング率２０００００Ｎ／ｍｍ２以上の材質からなるようにしても、さらに、スペーサリングの平面度を５μｍ以下とするようにしてもよい。
【００２６】  これらの構成により、ディスクを固定する際に、通常のクランプ部材の他に、スペーサリングを介してディスクを固定する構造を採用しているので、簡単な形状で平面性を出すことが可能なスペーサリングを介してディスクをハブに固定することにより、ディスク変形を低減することが可能となり、また、ハブの線膨張係数とスペーサリングの線膨張係数を同一、または略同一にしたことにより、クランプ部材の装着によってハブとディスクの間に形成される接触点または接触面のモータの回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとスペーサリングの間に形成される接触点または接触面のモータの回転軸中心からの距離をＲｓの位置関係が、周囲の温度変化に関わらず変化しにくくなるので、温度変化によるディスクの半径方向の反りの変化が少なくなり、周囲の温度変化に関わらず、ヘッドの浮上量を安定化させることが可能となる。また、クランプ部材との間にスペーサリングを介してディスクを挟持したことによってハブとディスクとの間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとスペーサリングとの間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｓとの関係は、ディスクから見てヘッドが配される側が大きくすることにより、ディスク受け部の平面形状によらず、ヘッドが配設された側から見てディスクの形状を凸面形状にすることが可能になるとともに、使用温度環境によらず、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッドとディスクの接触を防止することが可能となる。さらに、ディスクおよびクランプ部材にそれぞれ接触する面積が小さくなり、それらの接触面の平坦度の精度を高くすることができるとともに、クランプ部材を弾性変形させ、その弾性力によってスペーサリングを介してディスクをハブのディスク受け部に押圧することができる。また、ディスクが反ったときに、ディスクに余分な歪みを与えることもなくなる。
【００２７】  また、この目的を達成するために本発明のディスク装置の上記構成において、ディスク状記録媒体の半径方向に沿ってヘッドは中央部に配設されたヘッドエレメントと両端部に配設されたエアベアリングレールとを有し、ディスク状記録媒体の表面とヘッドエレメントとの距離がディスク状記録媒体の表面とエアベアリングレールとの距離よりも大きくなるようにすることもできる。
【００２８】  この構成によって、ディスクの半径方向において、ディスクに対向するヘッドの面が、平面であっても、あるいは、ディスク側に凸の形状を有していても、ヘッドの両端部で、ディスクの半径方向にそれぞれ形成されたエアベアリングレールとそれらに対向するディスクの表面との距離を、ヘッドの略中央部に設けられたヘッドエレメントとそれに対向するディスクの表面との距離より大きくすることができる。これにより、安定したヘッド浮上とヘッド出力を得ることができるとともに、ヘッドとディスクとの接触を抑止することができる。さらに、ディスクの厚みを薄くしても、安定的なヘッド浮上およびヘッド出力を得ることができる。したがって、ディスク装置の薄型化、高容量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は本発明の実施の形態１におけるディスク装置の概略構造を示す部分断面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１におけるディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１における別のディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態２におけるディスク装置の概略構造を示す部分断面図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態２におけるディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図である。
【図６】図６はディスクをクランプすることによって形成されるクランプ部材とディスクの接触点Ｒｓとディスクとハブの接触点Ｒｈとディスクの反り量の関係を表す相関図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態２における別のディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図である。
【図８】図８は本発明の実施の形態３におけるディスク装置の概略構造を示す部分断面図である。
【図９】図９は本発明の実施の形態３におけるディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施の形態３におけるディスク装置のＲｓとＲｈとディスクの曲率の関係を表す相関図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは本発明の実施の形態３におけるディスク装置のディスクの反りがヘッドに対して凹形状である場合のヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂはディスクの反りがヘッドに対して凸形状である場合のヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは本発明の実施の形態３におけるディスク装置のヘッドの曲率に等しい曲率のディスクの反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂはヘッドの曲率より大きい曲率のディスクの反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃはヘッドの曲率より小さい曲率のディスクの反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図である。
【図１３】図１３は本発明の実施の形態３におけるディスク装置のクランプによるディスクの変形を示す図である。
【図１４】図１４は本発明の実施の形態３におけるディスク装置のヘッド信号出力を示す図である。
【図１５】図１５は本発明の実施の形態３における別のディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図である。
【図１６】図１６は従来のディスク装置におけるクランプ構造の第１の例を示す断面図である。
【図１７】図１７は従来のディスク装置におけるクランプ構造の第２の例を示す断面図である。
【図１８】図１８は複数枚のディスクを備えた従来のディスク装置におけるクランプ構造の第３の例を示す断面図である。
【図１９】図１９は従来のディスク装置におけるクランプによるディスクの変形を示す図である。
【図２０】図２０は従来のディスク装置におけるヘッド信号出力図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは従来のディスク装置における通常温度時のクランプによるディスクの変形状態を示す断面図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは従来のディスク装置における高温時のクランプによるディスクの変形状態を示す断面図である。
【図２１Ｃ】図２１Ｃは従来のディスク装置における低温時のクランプによるディスクの変形状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】  １，１００，１１０，１２０    ディスク（ディスク状記録媒体）
２，１２１    ハブ
２ａ    ディスク挿入部（中央突出部）
２ｃ    めねじ
２ｅ    ディスク受け部
３    クランプ部材
３ａ    中心孔
３ｆ    底面
３ｇ，３ｈ    ディスク押圧部
４    ねじ
４ａ    めねじ部
４ｂ    ねじ頭部
４ｃ    ねじ頭部座面
６    スペーサリング
６ａ，６ｅ    接触面
６ｂ，６ｄ    段差
７    永久磁石
８    軸受スリーブ
９    回転軸部
９ａ    ハブ挿入部
９ｃ    回転軸中心
２０    ヘッド
２０ａ    エアベアリングレール
２０ｂ    センターレール
２１，２２    接触点
１２１ａ    突出部
１２２    ブラケット
１２３    シャフト
１２４，２５    ベアリング
１２６    ロータハブ
１２７    ステータ
１２８    ロータ磁石
１２９    フランジ
１３０，１３１    スペーサ
１３２    クランプ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】  以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。【００３２】  （実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるディスク装置について、図１〜図３を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１におけるディスク装置の概略構造を示す部分断面図、図２は本発明の実施の形態１におけるディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図、図３は本発明の実施の形態１における別のディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図である。図１、図２、図３中で、従来のディスク装置の構成を説明した図１６、図１７と同じ構成要素には同じ符号を付している。【００３３】  図１、図２において、内周側に孔部を有するディスク状記録媒体１（以下、ディスク状記録媒体をディスクと略記する）はハブ２の円筒状に突出するディスク挿入部２ａに挿入される。ディスク１の一方の面はハブ２のディスク挿入部２ａの外周側にあるディスク受け部２ｅの上面で受けられている。このディスク受け部２ｅは、半径方向の外周側に向かうにしたがって所定の角度だけ傾斜するように構成されている。図１、図２に示した構成では、ディスク受け部２ｅの半径方向の外周側が下がるように傾斜がつけられている。ハブ２と同一の素材、または、線膨張係数の近い素材からなるクランプ部材３は、ディスク１と同様にハブ２のディスク挿入部２ａが挿通される内孔を有し、ディスク１の他方の面上に載置されている。ここで、クランプ部材３は、ディスク１を挟持して、ねじ４によりハブ２に複数箇所設けられためねじ部４ａとの間で締め付けられる。複数のねじとクランプ部材３がディスク１をクランプするクランプ手段を構成している。このとき、ねじ４のねじ頭部４ｂの直径はクランプ部材３に設けられた穴部の直径よりも大きいので、ねじ４をハブ２のめねじ部４ａに締め付けた際に軸力が発生する。軸力は、ねじ頭部座面４ｃからクランプ部材３の穴部付近の底面３ｆに伝わり、ディスク押圧部３ｇにおいてディスク１の他方の面を押さえてクランプ部材３がディスク１をハブ２に同軸的かつ一体的に固定する。さらに、ディスク１の一方の平面部に対向し、ディスク１上を浮揚走査し、ディスク１上に記録された信号を読み取り再生し、あるいはディスク１上に信号を書き込み記録するヘッド２０が配設されている。そして、ハブ２を回転させるためのモータの構成部品である永久磁石７がハブ２の外周部に固定されている。この永久磁石７の磁石の磁力を有効に使用し、かつヘッド２０への漏れ磁束を抑制するためにハブ２は、マルテンサイト系の鋼材から作成されている。【００３４】  ここで、ディスク受け部２ｅの平面形状は、ヘッド２０が配設された位置から見て凸面形状に形成しているので、軸力によって、ディスク１は、ディスク受け部２ｅに押し付けられ、ディスク受け部２ｅの形状に倣って変形する。すなわち、図１、図２の場合、ディスク受け部２ｅの形状が半径方向の外周側が下がるように傾斜がつけられて傘状に形成されているので、ディスク１の形状はヘッド２０が配設された位置から見て凸面形状になる。【００３５】  したがって、本発明の実施の形態１におけるディスク装置によれば、クランプすることによってヘッド２０から見てディスク１が凸面形状に変形するので、ディスク１の中心部の位置高さとヘッド２０の浮上高さと比較して、ヘッド２０とディスク１の外周側の位置との距離が大きくなるので、ヘッド２０がディスク１から浮揚していれば、基本的に、ヘッド２０の端部がディスク１と接触することはない。したがって、図１、図２に示すような簡単な構成により、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッド２０とディスク１の接触を防止することが可能となる。また、この構成においては、ハブ２の外周側端部とディスク１の下側面とが接触しないように、ディスク受け部２ｅの傾斜角を適宜設定している。【００３６】  なお、本発明の実施の形態１のディスク装置においては、クランプ側、すなわちディスク１の上側に信号を記録・再生するヘッド２０を配設する構成のディスク装置を例に挙げて説明を行っているが、図３に示すように、ハブ側、すなわちディスク１の下側に信号を記録・再生するヘッド２０を配設してもよい。この場合、ハブ２の上側面の形状は、ディスク受け部２ｅの上側面のディスク１を受け、接触する部分において図１、図２とは逆の向き、すなわちディスク受け部２ｅの半径方向の外周側が上がるように傾斜させた擂鉢状に形成すればよい。そして、この構成のディスク装置では、クランプすることによってヘッド２０から見てディスク１の内周側が図１、図２とは逆ではあるが、凸面形状に変形するので、ディスク１の中心部の位置高さとヘッド２０の浮上高さと比較して、ヘッド２０とディスク１の外周側の位置との距離が大きくなる。それで、ヘッド２０がディスク１から浮揚していれば、基本的に、ヘッド２０の端部がディスク１と接触することはない。したがって、図３に示すような簡単な構成により、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッド２０とディスク１の接触を防止することが可能となる。【００３７】  （実施の形態２）
続いて、本発明の実施の形態２におけるディスク装置について、図４〜図７を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態２におけるディスク装置の概略構造を示す部分断面図、図５は本発明の実施の形態２におけるディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図、図６はディスクをクランプすることによって形成されるクランプ部材とディスクおよびディスクとハブのそれぞれの接触点Ｒｈとディスクの反り量の関係を表す相関図、図７は本発明の実施の形態２における別のディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図である。図４、図５、図７中で、本発明の実施の形態１のディスク装置の構成を説明した図１、図２、図３と同じ構成要素には同じ符号を付している。【００３８】  図４、図５において、内周側に孔部を有するディスク１はハブ２の円筒状に突出するディスク挿入部２ａに挿入される。ディスク１の一方の面はハブ２のディスク挿入部２ａの外周側にあって凸字状に突出するディスク受け部２ｅの上面で受けられている。ハブ２と同一の素材、または、線膨張係数の近い素材からなるクランプ部材３は、ディスク１と同様にハブ２のディスク挿入部２ａが挿通された内孔を有し、ディスク１の他方の面上に載置されている。ここで、クランプ部材３は、ディスク１を挟持して、ねじ４によりハブ２に複数箇所設けられためねじ部４ａとの間で締め付けられる。複数のねじとクランプ部材３がディスク１をクランプするクランプ手段を構成している。このとき、ねじ４のねじ頭部４ｂの直径はクランプ部材３に設けられた穴部の直径よりも大きいので、ねじ４をハブ２のめねじ部４ａに締め付けた際に軸力が発生する。軸力は、ねじ頭部座面４ｃからクランプ部材３の穴部付近の底面３ｆに伝わり、ディスク押圧部３ｇにおいてディスク１の他方の面を押さえてクランプ部材３がディスク１をハブ２に同軸的かつ一体的に固定する。さらに、ディスク１の一方の平面部に対向し、ディスク１上を浮揚走査し、ディスク１上に記録された信号を読み取り再生し、あるいはディスク１上に信号を書き込み記録するヘッド２０が配設されている。そして、ハブ２を回転させるためのモータの構成部品である永久磁石７がハブ２の外周部に固定されている。この永久磁石７の磁石の磁力を有効に使用し、かつヘッド２０への漏れ磁束を抑制するためにハブ２は、マルテンサイト系の鋼材から作成されている。【００３９】  ここで、ディスク１を挟持したことによって、ハブ２のディスク受け部２ｅとディスク１の下側面との間には接触点２１、あるいは接触面が形成され、ディスク１の上側面とクランプ部材３のディスク押圧部３ｇとの間には接触点２２、あるいは接触面が形成される。回転軸中心９ｃから接触点２１、接触点２２までの距離をそれぞれＲｈ、Ｒｓとしたとき、Ｒｈ、Ｒｓの大きさによりディスク１の反りの方向、および反り量が規定される。反りの大きさ（量）とＲｈ、Ｒｓとの関係は、ディスク１、ハブ２、クランプ部材３の材料、形状および温度により異なるが、例えば、図６に示すような関係が得られる。本発明の実施の形態２におけるディスク装置の構成を示すＢ４、Ｂ５においては、ディスク１から見てヘッド２０が配設される側の距離が大きくなるように、すなわち、次に示す関係を満��すように設定している。【００４０】
【数１】
2006075639.tif 000002
【００４１】  そして、図６に示したグラフを用いてＲｓとＲｈの関係を調整することにより、ディスク１の反りの方向、および反り量をコントロールすることができる。【００４２】  したがって、本発明の実施の形態２におけるディスク装置によれば、ディスク１を挟持したことによってハブ２とディスク１との間に形成される接触点２１、あるいは接触面の回転軸中心９ｃからの距離Ｒｈと、ディスク１とクランプ部材３との間に形成される接触点２２、あるいは接触面の回転軸中心９ｃからの距離Ｒｓとの関係は、ディスク１から見てヘッド２０が配設される側の距離を大きくしているので、クランプすることによってヘッド２０から見てディスクが凸面形状になる。ディスク１の中心部の位置高さとヘッド２０の浮上高さと比較して、ヘッド２０とディスク１の外周側の位置との距離が大きくなるので、ヘッド２０がディスク１から浮揚していれば、基本的に、ヘッド２０の端部がディスク１と接触することはない。したがって、図４、図５に示すような簡単な構成により、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッド２０とディスク１の接触を防止することが可能となる。また、この構成においても、ハブ２の外周側端部とディスク１の下側面とが接触しないように、接触点２１と接触点２２の位置を適宜設定する必要がある。【００４３】  さらに、ハブ２とクランプ部材３を同一の材質、あるいは、ハブ２の線膨張係数とクランプ部材３の線膨張係数を同一または略同一の材質で構成することにより、クランプ部材３の装着によってハブ２のディスク受け部２ｅとディスク１の上側面との間に形成される接触点２１または接触面のモータの回転軸中心９ｃからの距離Ｒｈと、ディスク１の下側面とクランプ部材３の間に形成される接触点２２または接触面のモータの回転軸中心９ｃからの距離Ｒｓとの位置関係が、周囲の温度変動に関わらず変化しにくくなる。ここで、ディスク１をクランプすることによって発生するディスク１の半径方向の反りは、このＲｈとＲｓの位置関係で決まるので、本発明の実施の形態２におけるディスク装置では、装置の周囲温度環境の変化に関わらず、半径方向の反りの変化を少なくすることができる。それ故、温度変動によるディスク１の半径方向の反りの変化が少なくなるので、周囲の温度変動に関わらず、ディスク１の半径方向の反り方向と反り量（角度）を一定にでき、ヘッド２０の浮上量が安定する。【００４４】  また、本発明の実施の形態２のディスク装置においては、上述したようにハブ２とクランプ部材３の線膨張係数を略等しい素材で形成する例により説明しているが、本発明の実施の形態２のディスク装置はこの例に限定されるものではない。この例のほかに、例えば、ハブ２の線膨張係数をα／℃、クランプ部材３の線膨張係数をβ／℃、クランプ位置の概略半径をＲ（例えば、Ｒ＝（ＲＳ＋Ｒｈ）／２と定義することができる）とすると、β＞αのとき、ディスク装置の動作保障温度を−２０℃〜８０℃とした場合、−２０℃において、ディスク１の反り量がゼロとなるように、通常使用温度（２５℃）のときのＲｈとＲｓの関係を決めればよいことになる。すなわち、【００４５】
【数２】
2006075639.tif 000003
【００４６】に設定すれば、動作保障温度の範囲内で、ディスク１の反り方向は、常に一方の方向となる。逆に、各構成部品の線膨張係数が、α＞βのときは、同様に、通常使用温度（２５℃）のときのＲｈとＲｓの関係を【００４７】
【数３】
2006075639.tif 000004
【００４８】に設定すれば、動作保障温度範囲内で、ディスク１の反り方向は、常に一方の方向となる。したがって、ハブ２とクランプ部材３の材質は、線膨張係数が等しいか、あるいは線膨張係数が略同一の材料に限る必要はない。【００４９】  さらには、本発明の実施の形態２のディスク装置においては、クランプ側、すなわちディスク１の上側に信号を記録再生するヘッド２０を配する構成のディスク装置を例に挙げて説明を行っているが、図７に示すように、ハブ側、すなわちディスク１の下側に信号を記録再生するヘッド２０を配設してもよい。この場合、回転軸中心９ｃから接触点２１、接触点２２までのそれぞれの距離Ｒｈ、Ｒｓの関係は、次に示す関係を満たすように設定すればよい。【００５０】
【数４】
2006075639.tif 000005
【００５１】  そして、同様に、図６に示したグラフを用いてＲｓとＲｈの関係を調整することにより、ディスク１の反りの方向、および反り量をコントロールすることができる。【００５２】  したがって、この構成のディスク装置でも、ディスク１を挟持したことによってハブ２とディスク１との間に形成される接触点２１、あるいは接触面の回転軸中心９ｃからの距離Ｒｈと、ディスク１とクランプ部材３との間に形成される接触点２２、あるいは接触面の回転軸中心９ｃからの距離Ｒｓとの関係は、ディスク１から見てヘッド２０が配設される側の距離を大きくしているので、クランプすることによってヘッド２０から見てディスク１が図４、図５とは逆ではあるが、凸面形状になる。それで、ディスク１の中心部の位置高さとヘッド２０の浮上高さと比較して、ヘッド２０とディスク１の外周側の位置との距離が大きくなり、ヘッド２０がディスク１から浮揚していれば、基本的に、ヘッド２０の端部がディスク１と接触することはない。したがって、図７に示すような簡単な構成により、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッド２０とディスク１の接触を防止することが可能となる。【００５３】  （実施の形態３）
引き続き、本発明の実施の形態３におけるディスク装置について、図８〜図１５を用いて説明する。図８は本発明の実施の形態３におけるディスク装置の概略構造を示す部分断面図、図９は本発明の実施の形態３におけるディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図、図１０は図６はディスクをクランプして反ることによって形成されるクランプ部材とディスクおよびディスクとハブのそれぞれの接触点Ｒｈとディスクの反りの曲率半径の関係を表す相関図、図１１はディスクに反りがある場合のヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を説明する図、図１２はデイスクおよびヘッドが曲率を有している場合のディスクの反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を説明する図、図１３は本発明の実施の形態３におけるディスク装置のクランプによるディスクの変形を示す図、図１４は本発明の実施の形態３におけるディスク装置のヘッド信号出力を示す図、図１５は本発明の実施の形態３における別のディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図である。図８、図９、図１５中で、本発明の実施の形態１、２のディスク装置の構成を説明した図１〜図５および図７と同じ構成要素には同じ符号を付している。【００５４】  図８、図９において、内周側に孔部を有するディスク１は回転軸部９に固着されたハブ２の円筒状に突出するディスク挿入部２ａに挿入される。ディスク１の一方の面はハブ２のディスク挿入部２ａの外周側にあるディスク受け部２ｅの上面で受けられている。ハブ２と同一の素材、または、線膨張係数の近い素材からなるスペーサリング６は、ディスク１と同様にハブ２のディスク挿入部２ａが挿通された内孔を有し、ディスク１の他方の面上に載置されている。さらに、クランプ部材３は、ハブ２の天面上に載置され、ディスク１とスペーサリング６を挟持して、ねじ４によりハブ２に複数箇所設けられためねじ部４ａとの間で締め付けられる。ここでは、複数のねじとクランプ部材３およびスペーサリング６がディスク１をクランプするクランプ手段を構成している。このとき、ねじ４のねじ頭部４ｂの直径はクランプ部材３に設けられた穴部３ｊの直径よりも大きいので、ねじ４をハブ２のめねじ部４ａに締め付けた際に軸力が発生する。軸力は、ねじ頭部座面４ｃからクランプ部材３の穴部付近の底面３ｆを介してスペーサリング６に伝わり、ディスク１をハブ２に同軸的かつ一体的に固定する。さらに、ディスク１の一方の平面部に対向し、ディスク１上を浮揚走査し、ディスク１上に記録された信号を読み取り再生し、あるいはディスク１上に信号を書き込み記録するヘッド２０が配設されている。なお、図８、図９においては、ヘッド２０のみを矩形の要素部材で示しているが、実際にはヘッド２０は図示しないヘッド支持機構およびヘッド支持アームにより支持されている。そして、ハブ２を回転させるためのモータの構成部品である永久磁石７がハブ２の外周部に固定されている。この永久磁石７の磁石の磁力を有効に使用し、かつヘッド２０への漏れ磁束を抑制するためにハブ２は、マルテンサイト系の鋼材から作成されている。【００５５】  ここで、ディスク１を挟持したことによってハブ２のディスク受け部２ｅとディスク１の下側面との間には接触点２１、あるいは接��面が形成され、ディスク１の上側面とスペーサリング６のディスク押圧部３ｈとの間には接触点２２が形成される。回転軸中心９ｃから接触点２１、接触点２２までの距離をそれぞれＲｈ、Ｒｓとしたとき、Ｒｈ、Ｒｓの大きさによりディスク１の反りの方向、および反り量が規定される。反りの大きさ（量）とＲｈ、Ｒｓとの関係は、ディスク１、ハブ２、クランプ部材３の材料、形状および温度により異なるが、実施の形態３におけるディスク装置においても、実施の形態２におけるディスク装置に備わるディスクで説明した図６と同様な関係が得られる。【００５６】  ここで、図８、図９に示した実施の形態３におけるディスク装置に備わるディスク１が曲率半径Ｄｒを有する曲面形状で反っているとする。曲率半径Ｄｒは回転軸中心９ｃから接触点２１、接触点２２までのそれぞれ距離Ｒｈ、Ｒｓの差（Ｒｓ−Ｒｈ）に関係する。実際に、曲率半径Ｄｒと距離Ｒｈ、Ｒｓの差（Ｒｓ−Ｒｈ）を実測して、横軸に（Ｒｓ−Ｒｈ）、そして縦軸に曲率半径Ｄｒをとってプロットすると、例えば、図１０に示すようなグラフが得られる。図１０の結果からわかるように、ＲｓとＲｈとの相対位置関係を調整することにより、ディスク１の曲率半径を制御することができる。ここで、（Ｒｓ−Ｒｈ）の値が負のときは、ディスク１の曲率半径は正の値を示し、ディスク１がヘッド２０側に反っていることを示し、また、（Ｒｓ−Ｒｈ）の値が正のときは、ディスク１の曲率半径は負の値を示し、ディスク１がハブ側に反っていることを示す。【００５７】  つぎに、ディスク１の曲率半径とヘッド２０の浮上量との関係について、図１１Ａから図１２Ｃを用いて説明する。図１１Ａはディスクの反りがヘッドに対して凹形状である場合のヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図、図１１Ｂはディスクの反りがヘッドに対して凸形状である場合のヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図、図１２Ａはヘッドの曲率に等しい曲率のディスクの反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図、図１２Ｂはヘッドの曲率より大きい曲率のディスクの反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図、図１２Ｃはヘッドの曲率より小さい曲率のディスクの反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図である。【００５８】  最初に、ディスク１と対向するヘッド２０の面が平坦であるときのディスク１の反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係について説明する。図１１Ａは、ディスク１がヘッド２０から見て凹形状に変形している状態を表している。ディスク１と対向するヘッド２０の面には、ディスク１の半径方向の両端部にヘッド２０を浮上させるためのエアベアリングレール２０ａと、略中央部に情報を記録再生するためのヘッドエレメントが設けられているセンターレール２０ｂとが形成されている。ヘッド２０の浮上量は、ヘッド２０の両サイドに設けられているエアベアリングレール２０ａによって決まる。したがって、図１１Ａに示すように、ディスク１の形状がヘッド２０から見て凹形状に変形しているときは、ヘッド２０の浮上量をＨｈとすると、ディスク１とセンターレール２０ｂに設けられたヘッドエレメントの距離Ｈｇは、Ｈｇ＞Ｈｈとなる。したがって、ヘ��ドエレメントが設けられているセンターレール２０ｂの部分の浮上量が設計値より高くなる。その結果、充分なヘッド出力が得られなくなる。【００５９】  一方、図１１Ｂは、ディスク１が、ヘッド２０から見て凸形状に変形している状態を表している。上述の図１１Ａと同様に、ヘッド２０の浮上量をＨｈとすると、ディスク１とヘッドエレメントの距離Ｈｇは、Ｈｇ＜Ｈｈとなる。したがって、ヘッドエレメントが設けられているセンターレール２０ｂ部分の浮上量が設計値より、低くなりヘッド出力が増加する。したがって、ディスク１と対向するヘッド２０の面が平坦であるとき、すなわち、ディスク１と対向するヘッド２０の面の曲率半径が無限大のとき、クランプすることによって発生するディスク１の反りの形状をヘッド２０側から見て凸になるようにすることによって、ヘッド２０から得られる出力信号は設計値より大きくなるので、良好なヘッド出力を得ることが可能となる。【００６０】  つぎに、ディスク１と対向するヘッド２０の面がヘッドエレメントを設けたセッターレール２０ｂを頂点としてディスク１の半径方向に曲率半径Ｈｒを持っている形状であるときのディスク１の反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係について、図１２Ａから図１２Ｃを用いて説明する。【００６１】  図１２Ａに示すように、ディスク１の反りの曲率半径Ｄｒが、ヘッド２０の曲率半径Ｈｒと等しい場合、ディスク１からのヘッド２０の浮上量Ｈｈと、ディスク１とセンターレール２０ｂに設けられたヘッドエレメントとの距離Ｈｇが等しくなるので、ヘッド２０のヘッド出力の低下は発生しない。また、図１２Ｂに示すように、ディスク１の反りの曲率半径Ｄｒが、ヘッド２０の曲率半径Ｈｒより大きくなる場合、ディスク１とヘッドエレメントとの距離Ｈｇは、ディスク１からのヘッド２０の浮上量Ｈｈより小さくなるので、ヘッド２０のヘッド出力は増加する。そして、図１２Ｃに示すように、ディスク１の反りの曲率半径Ｄｒが、ヘッド２０の曲率半径Ｈｒより小さくなる場合、ディスク１とヘッドエレメントとの距離Ｈｇは、ディスク１からのヘッド２０の浮上量Ｈｈより大きくなるので、ヘッド２０のヘッド出力は低下する。【００６２】  したがって、ディスク１と対向するヘッド２０の面がヘッドエレメントを設けたセンターレール２０ｂを頂点としてディスク１の半径方向に曲率半径Ｈｒを持っている形状であるとき、クランプすることによって発生するディスク１の反りの形状は、ヘッド２０側から見て曲率半径Ｄｒをヘッド２０の曲率半径Ｈｒと同一、または曲率半径Ｈｒより大きくする、あるいはヘッド２０側に凸になる形状とする。これにより、ヘッド２０から得られる出力信号は、設計値より大きくなり、良好なヘッド出力を得ることが可能となる。【００６３】  例えば、ヘッド２０のディスク１の半径方向の幅を、０．７ｍｍ、ヘッドエレメントとヘッド端部の高低差が１０ｎｍの場合、ヘッド２０の曲率半径の絶対値は６１２５ｍｍとなる。したがって、ディスク１の曲率半径の絶対値が６１２５ｍｍ以上になるように、ハブ２とディスク１との間に形成される接触点１１に対する回転軸中心９ｃからの距離Ｒｈと、ディスク１とスペーサリング６との間に形成される接触点���２、すなわち接触面の中心点に対する回転軸中心９ｃからの距離Ｒｓとの関係を設定して、ディスク１を挟持すればよい。すなわち、図１０より、ディスク１の曲率半径の絶対値が６１２５ｍｍ以上になる（Ｒｓ−Ｒｈ）の範囲を求めると、−０．１２ｍｍ≦（Ｒｓ−Ｒｈ）≦０．１２ｍｍとなる。それ故、ＲｓとＲｈとの差の絶対値を０．１２ｍｍ以下（図１０に示すハッチング領域）に設定すれば、ディスク１の変形によってヘッド２０の出力低下が発生することを防止できる。【００６４】  本発明の実施の形態３におけるディスク装置の構成においては、実施の形態２におけるディスク装置と同様に、ディスク１から見てヘッド２０が配設される側の距離が大きくなるように、すなわち、次に示す関係を満たすように設定している。【００６５】
【数５】
2006075639.tif 000006
【００６６】  それで、実施の形態２の発明と同様に、図６および図１０に示したグラフを用いてＲｓとＲｈの関係を調整することにより、ディスク１の反りの方向、反り量、およびディスク１の反りの曲率半径Ｄｒをコントロールすることができる。【００６７】  スペーサリング６は、ディスク１に円周方向に歪みやうねりが生じないように均一に押圧するために精度の高い加工が施されている。例えば、ディスク１の上側面に接触するスペーサリング６の接触面６ａの平面度を５μｍ以下に加工している。このスペーサリング６の形状は、円環形状のような単純形状でよいため、ディスク１の上側面に接触する面（接触面６ａ）の平坦度が出やすい構造になっている。また、ディスク１が反ったときに、ディスクに歪みを与えないために、ディスク１の上側面に接触するスペーサリング６の接触面６ａには外周側の一部に段差６ｂを設けている。また、クランプ部材３の底面３ｆに接触するスペーサリング６の接触面６ｅにも外周側の一部に段差６ｄを設けている。この段差６ｄにより、クランプ部材３をねじ４でハブ２に挟持して固定するときに、クランプ部材３を弾性変形させることができるので、本発明の実施の形態３におけるディスク装置では、クランプ部材３、ねじ４、ディスク１、およびハブ２等の異なる材料のそれぞれの線膨張係数の差によって温度変動時に生ずるねじ４の緩み、さらには、クランプ力の変化を最小限に抑えることができる。【００６８】  そして、モータを回転させるための永久磁石７をハブ２に一体的に保持することが多いので、永久磁石７の漏れ磁束を低減するためにハブ２は磁性材で形成することが望ましい。それで、スペーサリング６の材質をＳＵＳ４２０等の高硬度、すなわち、ビッカース硬度５００以上、ヤング率２０００００Ｎ／ｍｍ２以上の磁性材で形成すれば、図８、図９に示す本発明の実施の形態３におけるディスク装置はスペーサリング６を介してディスク１を挟持する構成を有しているので、ディスク１にクランプ部材３の円周方向の歪みや変形（うねり）がディスクのデータ形成領域に影響することはない。実際、図１３に示すように、クランプすることによるディスク１への歪みやうねりの影響はほとんど認められない。尚、図１３は本発明の実施の形態３におけるディスク装置のクランプによるディスクの変形を示す図である。【００６９】  ここで、ハブ２とスペーサリング６を同一の材質、あるいは、ハブ２の線膨張係数とスペーサリング６の線膨張係数を同一または略同一の材質で構成することにより、クランプ部材３の装着によってハブ２のディスク受け部２ｅとディスク１の下側面と間に形成される接触点２１または接触面のモータの回転軸中心９ｃからの距離Ｒｈと、ディスク１の上側面とスペーサリング６のディスク押圧部３ｈとの間に形成される接触点２２または接触面６ａのモータの回転軸中心９ｃからの距離Ｒｓとの位置関係が、周囲の温度変動に関わらず変化しにくくなる。したがって、ディスク１をクランプすることによって発生するディスク１の半径方向の反りは、このＲｈとＲｓの位置関係で決まるので、本発明の実施の形態３におけるディスク装置では、装置の周囲温度環境の変化に関わらず、半径方向の反りの変化を少なくす��ことができる。【００７０】  すなわち、本発明の実施の形態３におけるディスク装置によれば、ディスク１を挟持したことによってハブ２のディスク受け部２ｅとディスク１の下側面との間に形成される接触点２１または接触面の回転軸中心９ｃからの距離Ｒｈと、ディスク１の上側面とスペーサリング６のディスク押圧部３ｈとの間に形成される接触点２２または接触面６ａの回転軸中心９ｃからの距離Ｒｓとの関係は、ディスク１から見てヘッド２０が配設される側の距離を大きくしているので、クランプすることによってヘッド２０から見てディスクが凸面形状になる。ディスク１の中心部の位置高さとヘッド２０の浮上高さと比較して、ヘッド２０とディスク１の外周側の位置との距離が大きくなるので、ヘッド２０がディスク１から浮揚していれば、基本的に、ヘッド２０の端部がディスク１と接触することはない。したがって、図８、図９に示すような簡単な構成により、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッド２０とディスク１の接触を防止することが可能となる。また、この構成においても、ハブ２の外周側端部とディスク１の下側面とが接触しないように、接触点２１と接触点２２の位置を適宜設定する必要がある。【００７１】  また、ディスク１をハブ２に一体的に保持するためのクランプ機構を構成する部品の形状が単純であるので、精度の高い加工が可能となることにより、クランプによるディスク歪みを少なくすることが可能である。さらには、ハブ２とスペーサリング６を同一の材質、あるいは、ハブ２の線膨張係数とスペーサリング６の線膨張係数を同一または略同一の材質で構成することにより、ディスク１を保持しているディスク１の両側の面がそれぞれ接触点２１、接触点２２と接触する相対的な位置の変化が少なくなる。この結果、温度変動によるディスク１の半径方向の反りの変化が少なくなるので、周囲の温度変動に関わらず、ディスク１の半径方向の反り方向と反り量（角度）および反りの曲率半径Ｄｒが一定になり、ヘッド２０の浮上量が安定する。【００７２】  さらに、スペーサリング６を介してハブ２と一体的に固定することにより、図１４に示す例から判断できるように、ねじの締結による歪みやうねりといったモジュレーションが発生せず、データ再生パルスのタイムジッタ増加によるエラーレートの低下が生じない。その結果、データの記録・再生が正確に行われることになる。そして、ヘッドの目的トラックへの位置決めやデータの書き込み、読み取りが正確に行われ、浮上量の低下からディスクとのコンタクト等が発生しにくくなる。これにより、ディスクの厚みを薄くしても、安定的なヘッド浮上を得ることが可能になり、ディスク装置の薄型化・高容量化を図ることが可能となる。尚、図１４は本発明の実施の形態３におけるディスク装置のヘッド信号出力を示す図である。【００７３】  したがって、ディスク１の厚みを薄くしても、クランプすることによって発生するディスク１の反りの曲率半径をヘッド２０の曲率半径に対応させて決定し、ディスク１の曲率半径がその範囲内に収まるようにクランプの構成を決めることによって、安定的なヘッド浮上量を得ることが可能となる。この結果、ヘッド出力の低下が生じなくなり、かつディスク装置の薄型化、高容量化を図ることが可能となる。【００７４】  なお、本発明の実施の形態３のディスク装置においては、図８、図９に示したように、ディスクの枚数を１枚のみの例で説明しているが、ディスクの枚数は１枚に限定されるものではない。例えば、２枚のディスクを備えるディスク装置の場合、１枚目と２枚目のディスクの間に同等のスペーサリングを配設すればよい。【００７５】  また、本発明の実施の形態３のディスク装置においては、上述したようにハブ２とスペーサリング６の線膨張係数を略等しい素材で形成する例により説明しているが、本発明の実施の形態３のディスク装置はこの例に限定されるものではない。この例のほかに、例えば、ハブ２の線膨張係数をα／℃、クランプ部材の線膨張係数をβ／℃、クランプ位置の概略半径をＲとすると、ディスク装置の動作保障温度をＴｍｉｎ（℃）〜Ｔｍａｘ（℃）とした場合、ＴｍｉｎからＴｍａｘの温度範囲内の温度Ｔで次の（式１）を満たすように、（Ｒｓ−Ｒｈ）の絶対値を設定すればよい。【００７６】
【数６】
2006075639.tif 000007
【００７７】  概略半径Ｒを有効半径として、【００７８】
【数７】
2006075639.tif 000008
【００７９】と定義し、常温を２５℃としており、ＴｍｉｎおよびＴｍａｘのどちらの場合にも（式１）を満たすことが必要である。各構成部品の線膨張係数が、β＜αのきは、Ｔｍｉｎ＝−２０℃とし、ディスク１の反り量がゼロとなるように、通常使用温度（２５℃）のときのＲｈとＲｓの関係を求めて、【００８０】
【数８】
2006075639.tif 000009
【００８１】に設定すれば、動作保障温度の範囲内で、ディスク１の反り方向は、常に一方の方向となる。逆に、各構成部品の線膨張係数が、α＞βのときは、Ｔｍａｘ＝８０℃として、同様に、通常使用温度（２５℃）のときのｈとＲｓの関係を【００８２】
【数９】
2006075639.tif 000010
【００８３】に設定すれば、動作保障温度範囲内で、ディスクの反り方向は、常に一方の方向となる。したがって、ハブ２とスペーサリング６の材質は、線膨張係数が等しいか、あるいは線膨張係数が略同一の材料に限る必要はない。【００８４】  （式１）を満足する（Ｒｓ−Ｒｈ）を求めることによって、例えば図６、図１０に示されるような測定結果を有するディスク装置に対して、設定すべきディスク１の反りの量を規定し、および反りの曲率半径を形成するためのディスク受け部２ｅの距離Ｒｓとスペーサリング６の距離Ｒｈとの相対位置関係を求めることができる。なお、（式１）における右辺の数値（０．１２ｍｍ）は、図１０に示されるような測定結果を有するディスク装置に該当するもので、ディスク装置によってその値が変わるのはいうまでもない。【００８５】  本発明の実施の形態３のディスク装置においては、クランプ側、すなわちディスク１の上側に信号を記録再生するヘッド２０を配する構成を有する図８、図９にしたディスク装置を例に挙げて説明を行っているが、図１５に示すようにディスク１の下側に信号を読み取りするヘッド２０を配してもよい。この場合、回転軸中心９ｃから各接触点２１、２２までのそれぞれの距離ＲｈとＲｓの関係は、次に示す関係を満たすように設定すればよい。【００８６】
【数１０】
2006075639.tif 000011
【００８７】  この場合も、同様に、図６および図１０に示したグラフを用いてＲｓとｈの関係を調整することにより、ディスク１の反りの方向、反り量、および反りの曲率半径Ｄｒをコントロールすることができる。【００８８】  したがって、ヘッド２０が図１５に示すようにディスク１の下側に配置した構成のディスク装置においても、ディスク１がスペーサリング６を用いて挟持されることによってハブ２とディスク１との間に形成される接触点２１、あるいは接触面の回転軸中心９ｃからの距離Ｒｈと、ディスク１とスペーサリング６との間に形成される接触点２２、あるいは接触面６ａの回転軸中心９ｃからの距離Ｒｓとの関係は、ディスク１から見てヘッド２０が配設される側の距離の方が大きくなる。この構成の場合、図８、図９とは逆ではあるが、クランプすることによってヘッド２０から見てディスク１が凸面形状になる。それ故、ディスク１の中心部の位置高さとヘッド２０の浮上高さと比較して、ヘッド２０とディスク１の外周側の位置との距離が大きくなり、ヘッド２０がディスク１から浮揚していれば、基本的に、ヘッド２０の端部がディスク１と接触することはない。したがって、図１５に示すような簡単な構成により、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッド２０とディスク１の接触を防止することが可能となる。【００８９】  なお、ディスク１をハブ２とスペーサリングと６の間に狭持するクランプ機構についても、上述した本発明の実施の形態に記述された構成に限定されない。【００９０】  上述したように、本発明のディスク装置は、ディスク面の片側にのみ記録再生用のヘッドが存在するディスク装置において、ヘッドが配設された側から見てディスクの形状を凸面形状にすることによって、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッドとディスクの接触を防止することが可能できる。また、本発明のディスク装置には、ディスク受け部の平面形状をヘッドが配設された側から見て凸面形状にすることにより、簡単な構成でヘッドが配設された側から見てディスクの形状を凸面形状にすることが可能となる。したがって、簡単な構成で、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッドとディスクの接触を防止することが可能できる。また、本発明のディスク装置は、ディスクを挟持したことによってハブとディスクとの間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとクランプ部材と間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｓとの関係は、ディスクから見てヘッドが配される側を大きくすることにより、ディスク受け部の平面形状によらず、ヘッドが配設された側から見てディスクの形状を凸面形状にすることによって、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッドとディスクの接触を防止することができる。さらに、本発明のディスク装置によれば、クランプ部材との間にスペーサリングを介してディスクを挟持したことによってハブとディスクとの間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとスペーサリングとの間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｓとの関係は、ディスクから���てヘッドが配される側が大きくすることにより、ディスク受け部の平面形状によらず、ヘッドが配設された側から見てディスクの形状を凸面形状にすることが可能になるとともに、使用温度環境によらず、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッドとディスクの接触を防止することができる。【００９１】  さらに、ディスク表面からヘッドのエアベアリングレールまでの距離よりも、ディスク表面からヘッドのヘッドエレメントまでの距離が小さくなるように、ディスクの変形方向および変形量を設定してディスクをハブとスペーサリングとの間に狭持することができる。このため、安定したヘッド浮上とヘッド出力を得ることができるとともに、ヘッドとディスクとの接触を抑止することが可能となる。この結果、ディスクの厚みを薄くしても、安定的なヘッド浮上およびヘッド出力を得ることができ、ディスク装置の薄型化、高容量化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】  本発明のディスク装置によれば、簡単な形状で平面性を出すことが可能なスペーサリングを介してディスクをハブに固定することにより、ディスクの変形を低減することが可能なディスク取り付け構造を提供することが可能となるとともに、ハブの線膨張係数とスペーサリングの線膨張係数を同一、または略同一にしたことにより、クランプ部材の装着によってハブとディスクの間に形成される接触点、あるいは接触面のモータの回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとスペーサリングの間に形成される接触点、あるいは接触面のモータの回転軸中心からの距離Ｒｓの位置関係が、周囲の温度変化に関わらず変化しにくくなる。この結果、ディスクを保持しているディスク両面においてそれぞれ接触する相対的な位置が変化しないので、温度変化によるディスクの半径方向の反りの変化が少なくなり、周囲の温度変化に関わらず、ヘッドの浮上量が安定的なディスクのスピンドルに対する固定構造を有し、ヘッドとディスクとの接触を抑止することが可能となって、薄型化、高容量化を図ることが容易なディスク装置として情報記録再生装置に有用である。
【図１】
2006075639.tif 000012
【図２】
2006075639.tif 000013
【図３】
2006075639.tif 000014
【図４】
2006075639.tif 000015
【図５】
2006075639.tif 000016
【図６】
2006075639.tif 000017
【図７】
2006075639.tif 000018
【図８】
2006075639.tif 000019
【図９】
2006075639.tif 000020
【図１０】
2006075639.tif 000021
【図１１Ａ】
2006075639.tif 000022
【図１１Ｂ】
2006075639.tif 000023
【図１２Ａ】
2006075639.tif 000024
【図１２Ｂ】
2006075639.tif 000025
【図１２Ｃ】
2006075639.tif 000026
【図１３】
2006075639.tif 000027
【図１４】
2006075639.tif 000028
【図１５】
2006075639.tif 000029
【図１６】
2006075639.tif 000030
【図１７】
2006075639.tif 000031
【図１８】
2006075639.tif 000032
【図１９】
2006075639.tif 000033
【図２０】
2006075639.tif 000034
【図２１Ａ】
2006075639.tif 000035
【図２１Ｂ】
2006075639.tif 000036
【図２１Ｃ】
2006075639.tif 000037
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月28日(2006.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】（補正後）一方の端部の外周部に円筒面からなるディスク挿入部と平面部からなるディスク受け部とを有し、かつ回転自在に支承されたハブと、前記ディスク挿入部と嵌合する内孔を有し、前記ディスク受け部にて保持されたディスク状記録媒体と、前記ディスク状記録媒体の少なくとも一方の面に対向して配設され、前記ディスク状記録媒体上を浮揚走査し、前記ディスク状記録媒体上に記録された信号を読み取り、あるいは前記ディスク状記録媒体上に信号を記録するヘッドと、前記ディスク受け部との間に前記ディスク状記録媒体を挟持するクランプ手段とを備え、
前記クランプ部材の装着によって前記ハブと前記ディスク状記録媒体の間に形成される接触点または接触面の前記回転軸中心からの距離をＲｈとし、前記ディスク状記録媒体と前記クランプ部材の間に形成される接触点または接触面の前記回転軸中心からの距離をＲｓとしたとき、前記距離ＲｈとＲｓとの関係は、前記ディスク状記録媒体から見て前記ヘッドが前記ハブの前記ディスク受け部側に配設される場合はＲｓ＜Ｒｈであり、前記ヘッドが前記クランプ部材側に配設される場合はＲｓ＞Ｒｈであることを特徴とするディスク装置。
【請求項２】（補正後）前記クランプ手段は、クランプ部材および複数のネジからなり、前記ハブの天面に載置された前記クランプ部材を複数の前記ネジにより締め付け、前記ディスク状記録媒体を前記クランプ部材によって挟持し、前記ディスク状記録媒体の中央部側の形状が、前記ヘッドを配設した側から見て凸面形状を有し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。
【請求項３】（補正後）前記クランプ手段は、線膨張係数を前記ハブと近い材質で構成したスペーサリングとクランプ部材とから構成され、前記ディスク状記録媒体と前記スペーサリングを前記クランプ部材によって挟持し、前記ディスク状記録媒体の中央部側の形状が、前記ヘッドを配設した側から見て凸面形状を有していることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
【請求項４】（補正後）前記スペーサリングは、前記ディスク状記録媒体に接触する面および前記クランプ部材に接触する面にそれぞれ円環状の段差を有する円環形状であることを特徴とする請求項３に記載のディスク装置。
【請求項５】（補正後）前記スペーサリングは、ビッカース硬度５００以上、ヤング率２０００００Ｎ／ｍｍ２以上の材質からなることを特徴とする請求項４に記載のディスク装置。
【請求項６】（補正後）前記スペーサリングの前記ディスク状記録媒体に当接する面の平面度を５μｍ以下としたことを特徴とする請求項５に記載のディスク装置。
【請求項７】（補正後）前記ディスク状記録媒体の半径方向に沿って前記ヘッドは中央部に配設されたヘッドエレメントと両端部に配設されたエアベアリングレールとを有し、前記ディスク状記録媒体の表面と前記ヘッドエレメントとの距離が前記デイスク状記録媒体の表面と前記エアベアリングレールとの距離よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
【請求項８】（削除）
【請求項９】（削除）
【請求項１０】（削除）
３５
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月22日(2006.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部の外周部に円筒面からなるディスク挿入部と平面部からなるディスク受け部とを有し、かつ回転自在に支承されたハブと、前記ディスク挿入部と嵌合する内孔を有し、前記ディスク受け部にて保持されたディスク状記録媒体と、前記ディスク状記録媒体の少なくとも一方の面に対向して配設され、前記ディスク状記録媒体上を浮揚走査し、前記ディスク状記録媒体上に記録された信号を読み取り、あるいは前記ディスク状記録媒体上に信号を記録するヘッドと、前記ディスク受け部との間に前記ディスク状記録媒体を挟持するクランプ手段とを備え、
前記クランプ部材の装着によって前記ハブと前記ディスク状記録媒体の間に形成される接触点または接触面の前記回転軸中心からの距離をＲｈとし、前記ディスク状記録媒体と前記クランプ部材の間に形成される接触点または接触面の前記回転軸中心からの距離をＲｓとしたとき、前記距離ＲｈとＲｓとの関係は、前記ディスク状記録媒体から見て前記ヘッドが前記ハブの前記ディスク受け部側に配設される場合はＲｓ＜Ｒｈであり、前記ヘッドが前記クランプ部材側に配設される場合はＲｓ＞Ｒｈであることを特徴とするディスク装置。
【請求項２】
前記クランプ手段は、クランプ部材および複数のネジからなり、前記ハブの天面に載置された前記クランプ部材を複数の前記ネジにより締め付け、前記ディスク状記録媒体を前記クランプ部材によって挟持し、前記ディスク状記録媒体の中央部側の形状が、前記ヘッドを配設した側から見て凸面形状を有し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。
【請求項３】
前記クランプ手段は、線膨張係数を前記ハブと近い材質で構成したスペーサリングとクランプ部材とから構成され、前記ディスク状記録媒体と前記スペーサリングを前記クランプ部材によって挟持し、前記ディスク状記録媒体の中央部側の形状が、前記ヘッドを配設した側から見て凸面形状を有していることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
【請求項４】
前記スペーサリングは、前記ディスク状記録媒体に接触する面および前記クランプ部材に接触する面にそれぞれ円環状の段差を有する円環形状であることを特徴とする請求項３に記載のディスク装置。
【請求項５】
前記スペーサリングは、ビッカース硬度５００以上、ヤング率２０００００Ｎ／ｍｍ２以上の材質からなることを特徴とする請求項４に記載のディスク装置。
【請求項６】
前記スペーサリングの前記ディスク状記録媒体に当接する面の平面度を５μｍ以下としたことを特徴とする請求項５に記載のディスク装置。
【請求項７】
前記ディスク状記録媒体の半径方向に沿って前記ヘッドは中央部に配設されたへッドエレメントと両端部に配設されたエアべアリングレールとを有し、前記ディスク状記録媒体の表面と前記ヘッドエレメントとの距離が前記デイスク状記録媒体の表面と前記エアベアリングレールとの距離よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】ディスク装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報の読み取り、書き込みに用いられるディスク装置に関するものである。さらに詳しくは、ディスク装置が備えるディスク状記録媒体（以下、単にディスクともいう）の少なくとも一方の面側に記録再生用のヘッドが配置されたディスク装置において、ディスクをハブに固定する薄型のクランプ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスク装置の高密度化が進み、小記録面積のディスク上にも大容量の情報を記録できるようになってきたことから、モバイル機器等の記録媒体としてディスク装置に利用するための各種技術の開発が進められてきている。また、モバイル機器の記録媒体に必要な条件として、小型軽量であることはもちろん、その使用特性上、低消費電力および耐衝撃性も求められている。
【０００３】
図１６は、従来のディスク装置におけるクランプ構造の第１の例を示す断面図である。図１６において、クランプ部材３は、そのディスク押圧部３ｇとハブ２のディスク受け面２ｅとの間にねじ４の軸力によりディスク１を挟み込む。そして、それぞれの部材の接触部分の摩擦力によってディスク１がハブ２に一体的に固定されている。この摩擦力を超えるような大きな衝撃が加わった場合、ディスクシフトと称するクランプ部材３とハブ２に固定されているディスク１の位置が大きくずれる現象が生ずることがある。このディスクシフトは、ディスク１の回転振れを発生させる要因の１つである。ディスクシフトが生じると、本来回転中心軸と同軸的に設けられているデータトラックに大きな偏心が生じ、磁気ヘッド（図示せず）のデータトラックへの正確な追従が困難になる。
【０００４】
ハードディスクがモバイル機器の記録媒体として使用される場合、非動作時に１５００Ｇを超える衝撃が加わった後でも、正常な動作を保証するような耐衝撃性を要求されることが多い。耐衝撃性を高めるために以下のような構成が提案されている。例えば、強い衝撃に起因するディスクシフトを防ぐには、図１６に示したようなディスク装置において、ディスク１を固定している前述の摩擦力を大きくすることが必要になるため、摩擦係数を大きくするか、または、ねじ４の軸力を大きくする方法が考えられ、以下に述べる理由により、軸力を大きくする方法が従来は採用されていた。すなわち、第一には、加工精度の向上要求に加えて、バリやコンタミネーションの付着等を抑止するため、面粗さを細密にする必要があり、第二には、現行のディスク１面上のヘッドの数十ナノメータ（ｎｍ）の浮上量に対して、技術の開発傾向がさらなるヘッドの浮上量を低下させることを目指していることから、ハブ２、クランプ部材３、およびディスク１の面粗さは細かい方が好ましいのであるが、ハブ２およびクランプ部材３またはディスク１の一方の面の面粗さを粗く（摩擦係数を大きく）することによるディスクシフトの抑制ができないこと、また、技術的にはデータ領域を除くクランプ領域のみ面粗さを粗くする方法も可能であるが、コストアップが避けられないことによって、軸力を大きくする方法が採用されていた。
【０００５】
ところが、軸力を大きくして耐衝撃性を高めると、クランプ部材３を締め付けた際のクランプ力に起因してディスク１の回転同期振れが大きくなってしまう。このことは、耐衝撃性を高めるための条件と、クランプ力に起因するディスク１の回転同期振れを解消するための条件が相反することを意味している。それゆえ、耐衝撃性の向上と回転同期振れの解消とを両立させることは、特に小型のディスク装置の開発において重要である。
【０００６】
さらに、クランプ力の増加に起因するディスク１の回転同期振れを最小限に抑えるためには、ディスク押圧部３ｇの中心軸をハブ２のディスク受け面２ｅとディスクの中心軸と同軸に保つ必要がある。以下、上述した従来の磁気ディスク装置におけるクランプ構造を用いて、これらの関係を説明する。
【０００７】
図１６において、ディスク１はハブ２の中央突出部であるディスク挿入部２ａに挿入される。ディスク１の一方の面はハブ２のディスク受け面２ｅで受けられている。クランプ部材３は、ディスク１と同軸的にディスク１の他方の面上に載置され、ねじ４と、ハブ２の回転軸部９に設けられためねじ（雌ねじ）２ｃとの間で締め付けられる。このとき、ねじ４のねじ頭部４ｂの直径はクランプ部材３の中心孔３ａの直径よりも大きいので、ねじ４を軸受スリーブ８の内周面を回転する回転軸部９のめねじ２ｃに締め付けた際に軸力が発生する。軸力は、ねじ頭部座面４ｃからクランプ部材３の中心孔３ａ付近の底面３ｆに伝わり、ディスク押圧部３ｇにおいてディスク１の他方の面を押さえてクランプ部材３がディスク１をハブ２に同軸的、かつ一体的に固定する。また、ハブ２の外周部には、ハブ２を回転させるためのモータの構成部品である永久磁石７が固定されている。この永久磁石７の磁石の磁力を有効に使用し、かつヘッドへの漏れ磁束を抑制するためにハブ２は、マルテンサイト系の鋼材から作成されている。
【０００８】
ディスク１とハブ２とを同軸的に搭載するために、ディスク１の中心孔と、ディスク１の中心孔直径よりもわずかに小さい回転軸部９のハブ挿入部９ａの外周円筒部と位置決めし、嵌合させる。また、クランプ部材３とハブ２とを同軸的に搭載するために、回転軸部９のハブ挿入部９ａと、このハブ挿入部９ａの直径よりもわずかに大きい直径を有するクランプ部材３の中心孔３ａとを位置決めして嵌合させる。位置決めは、ハブ挿入部９ａとクランプ部材３とが、かかり代を有するように配置することで実現される。かかり代は、クランプ部材３が中心軸に垂直な方向（すなわち、ディスク１の半径方向）にずれないようにするために設けられる。クランプ部材３は、かかり代を除いた厚みだけたわみ、ねじ４により締め付けられる。
【０００９】
また、図１７は、従来のディスク装置におけるクランプ構造の第２の例を示す断面図である。第２の例の構造が第１の例と異なるのは、クランプ部材３の傾きに起因するディスク１の回転軸方向の振れを抑制するためにクランプ部材３の円周上に複数本のねじ４を配した点である。
【００１０】
上述した従来のディスク装置は、１枚のディスクのみを備えた構成であったが、大容量化を実現するために、記録領域を両面に設けたディスクを用いるほか、複数枚のディスクを用いる構成も採用されている。複数枚のディスクを備えたディスク装置では、例えば、ディスクとスペーサとをハブとクランプ部材との間に交互に積層し、クランプ部材の外周領域によってディスクおよびスペーサを積層方向に押し、ディスクおよびスペーサをハブに固定する構成を用いている。図１８は複数枚のディスクを備えた従来のディスク装置におけるクランプ構造の第３の例を示す断面図である。
【００１１】
図１８において、ハブ１２１は、軸受１２４、１２５を介してブラケット１２２に設けられたシャフト１２３の周りに回転することができる。ロータハブ１２６がハブ１２１およびシャフト１２３に固着されている。シャフト１２３にはステータ１２７が取り付けられ、ハブ１２１にはロータ磁石１２８が取り付けられていて、ステータコイルに電流を供給することによって、ハブ１２１がロータ磁石１２８とともに回転する。ディスク１００はハブ１２１のフランジ１２９に直接接触し、ディスク１１０はディスク１００との間にスペーサ１３０を介在して、ディスク１２０はディスク１１０との間にスペーサ１３１を介在して、ハブ１２１にそれぞれ嵌合されている。クランプ１３２がロータハブ１２６に嵌合されているとともに、ネジ１３３によってハブ１２１に固定され、ディスク１００、１１０、１２０とスペーサ１３０、１３１をフランジ１２９に向かって圧着して、これらをハブ１２１に固定させている。さらに、フランジ１２９には突出部１２１ａが設けられている。この突出部１２１ａはクランプ１３２を装着したときに生じるスペーサ１３０とディスク１００との接触点よりも外側に位置し、フランジ１２９のディスク１００に対向する表面に設けられている。この突出部１２１ａがディスクを変形させようとする曲げモーメントと反対向きの曲げモーメントＭ１を発生させて、ディスクをフラットに維持するように構成されている（例えば、日本公開特許公報  特開平６−１３９６７５号公報参照）。
【００１２】
また、上述したような従来のディスク装置では、最近ますます増加しているディスク記録密度の向上により、温度変化によるクランプ部材のずれにより、トラックずれが発生し、再生できなくなるという問題が発生しており、この問題の対策として、クランプ部材やディスクスペーサをディスクと線膨張係数が略等しい材質で構成する方法が提案されている（例えば、日本公開特許公報  特開平６−１６８５３６号公報、特開２００２−１３３７４３号公報参照）。
【００１３】
さらに、ディスク装置をモバイル機器に搭載するために、装置そのものの薄型化が望まれており、薄型化を実現するために、ディスクの厚みを薄くしたり、ディスクの片側のみに記録再生用のヘッドを配置したり、ディスク１枚当たりの記録容量を上げたりするといった方法が考えられている。
【００１４】
しかしながら、上述した第１の例の構成においては、ディスクをクランプすることによって発生するディスクの反りの方向、さらには、反りの量を安定的にコントロールできないという課題を有しており、このことにより、ヘッドの浮上量が安定しないという、最悪の場合にはヘッドがディスクと接触するというさらに別の課題を抱えることになる。
【００１５】
また、別に提案されている第２の例の構成、すなわち複数本のねじ４を用いてディスク１をハブ２に固定するクランプ方法は、ねじ４を締めることによるクランパの変形、または、ディスク押圧力が不均一になり、図１９に示すように、ディスク内周部においてねじの本数だけ歪みやうねりを生ずるという新たな課題が出現する。尚、図１９は従来のディスク装置におけるクランプによるディスクの変形を示す図である。
【００１６】
さらに、近年の装置の薄型化に伴いディスクそのものの厚みも薄くなる傾向にあり、その結果、ディスクの強度も低くなり、ディスクの円周方向の歪みやうねりが大きくなるとともに、ディスクの半径方向の反り量が大きくなる。このようなディスク内周部の歪みやうねりは、ディスク装置の動作中にディスク内周部ではこの歪みやうねりが原因となり瞬間的にヘッド２０とディスク１との浮上隙間の変動を発生させる。例えば、クランプ部材３を締結するねじの本数が３本の場合、ヘッド出力は図２０に示すようにディスク１の一回転毎にねじの本数に対応する出力の変動が起こる。ヘッド出力の最小値を最大値で除した値をパーセントで表した値をモジュレーションと呼び、モジュレーションが小さくなると、その出力波の変動に応じて再生出力信号のＳ／Ｎの劣化を招き、データ再生パルスのタイムジッタ増加によるエラーレートの低下を生じ、データの記録・再生が不正確となる。また、ヘッド２０の目的トラックへの位置決めやデータの書き込み、読み取りが正確に行われなくなる。そして、浮上量の低下からディスク１とヘッドとの接触等の故障が発生するといった課題も生じている。尚、図２０は従来のディスク装置におけるヘッド信号出力図である。
【００１７】
さらに、ディスクと線膨張係数の略等しい材質で、クランプ部材やディスクスペーサを構成する方法においては、ディスクとクランプ部材やディスクスペーサの温度変化による伸び縮みは同一の傾向で変化するが、ディスクと異なる材質で構成されているハブの線膨張係数がディスクよりも大きいので、クランプ部材の装着によってハブとディスクの間に形成される接触点、あるいは接触面のモータの回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとスペーサリングの間に形成される接触点、あるいは接触面のモータの回転軸中心からの距離Ｒｓが変化する。その結果、ディスクの反り量、また反り方向が変化する。
【００１８】
例えば、通常温度（２５℃）で、図２１Ａに示すようにディスク１が反りのない略平坦になるように調整されている場合、マルテンサイト系ＳＵＳ製ハブ２の線膨張係数（９．２〜１２×１０−６）、ガラスまたはアルミ製のクランプ部材３等の線膨張係数（ガラス製の場合で６〜７．２×１０−６、アルミ製の場合、約２３．５×１０−６）との違いにより、ディスク１とハブ２との接触位置の回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスク１とクランプ部材３側との接触位置の回転軸中心からの距離Ｒｓが、周囲温度の変化により相対的に変化する。すなわち、ディスク１の材質がガラスの場合、高温になるとハブ２の延び率がクランプ部材３の延び率よりも大きいので、ディスク１とハブ２との接触位置の回転軸中心からの距離Ｒｈが、ディスク１とクランプ部材３との接触位置の回転軸中心からの距離Ｒｓより外周部に移動することになり、図２１Ｂに示すように、ディスク１の外周方向に向かってディスク１がクランプ部材３の方向に反る。一方、ディスク１の材質がアルミの場合、同じように高温になるとクランプ部材３の延び率が、ハブ２の延び率よりも大きいので、ディスク１とクランプ部材３との接触位置の回転軸中心からの距離Ｒｓが、ディスク１とハブ２との接触位置の回転軸中心からの距離Ｒｈより外周部に移動することになり、図２１Ｃに示すようにディスク１の外周方向に向かってディスク１がハブ２の方向に反る。逆に低温環境になると、高温時と逆の現象が生ずる。したがって、材質と温度の変化によってディスクの反りの方向が変化するので、ヘッドの浮上状態が変化してヘッドの記録再生に支障を来たすという課題もある。
【００１９】
一方、複数枚のディスクを備えたディスク装置の構成においては、ハブがクランプの加圧力によって変形し、ディスクが径方向に変形して反りが生じる。また、ディスク装置が小型化すると、スピンドルモータも小型化し、ハブの剛性も低下するとともに、ディスクの厚みも薄くなるため、変形もより大きくなる。そして大容量化を実現するためには、ディスクにおけるデータの記録密度を高めるだけでなく、データ記録の分解能を上げる必要があり、このために、ヘッドの浮上量は、非常に小さくなっている。さらに、ディスクが小径化すると、ディスクをクランプする領域が、より内径にシフトするため、ディスクが変形する度合いは、さらに増加する傾向にある。
【００２０】
また、図１８に示したような複数枚のディスクを備えた従来のディスク装置におけるクランプ構造では、クランプ１３２を装着したときに生じるスペーサ１３０とディスク１００との接触点よりも外側に位置するように、フランジ１２９に突出部１２１ａを設けることによって、ディスクを変形させようとする曲げモーメントと反対向きの曲げモーメントＭ１を発生させて、ディスクをフラットに維持するように構成されている。さらに、この構成のクランプ構造では、ディスクの変形を小さく抑える、あるいは、環境温度の変化によって発生するディスクの変形を小さく抑えることが考慮されているが、ディスクを確実にフラットに維持し、ディスクの変形を全くなくすことは非常に難しいことに加えて、ディスクに小さな変形が生じたとき、その変形の方向によっては、充分なヘッド出力が得られなくなることが生じるという課題も生じている。
【００２１】
さらに、上述した従来のディスク装置におけるクランプ構造では、ディスクの厚みが薄くなるに伴い、クランプによるディスクの変形量や歪みが大きくなって記録容量を上げることができない、また安定的なヘッド浮上を得ることができないという課題も出現している。
【発明の開示】
【００２２】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ディスクのクランプ構造を有するディスク装置において、ディスクをクランプすることによって発生するディスクの変形量および変形方向を規定し、ヘッドを安定的に浮上させることを可能にし、ヘッド出力の低下等を抑止してヘッド出力の安定性、信頼性を向上さるとともに、ディスクのゆがみの発生を防止し、かつ温度変化に関わらず安定的なディスクのスピンドルに対する固定構造を有し、薄型化、高容量化を図ることが容易なディスク装置を提供することを目的とする。
【００２３】
上記の目的を達成するために、本発明のディスク装置は、一方の端部の外周部に円筒面からなるディスク挿入部と平面部からなるディスク受け部とを有し、かつ回転自在に支承されたハブと、ディスク挿入部と嵌合する内孔を有し、ディスク状記録媒体のいずれか片方の面に対向して配設され、ディスク状記録媒体上を浮揚走査し、ディスク状記録媒体上に記録された信号を読み取り、あるいはディスク状記録媒体上に信号を記録するヘッドと、ディスク受け部にて保持されたディスク状記録媒体と、ディスク受け部との間にディスク状記録媒体を挟持するクランプ手段とを備え、ディスク受け部は傾斜面で構成されている。また、クランプ手段は、クランプ部材および複数のねじからなり、ハブの天面に載置されたクランプ部材を複数のねじにより締め付け、ディスク状記録媒体を前記クランプ部材によって挟持する構成のみならず、ディスク状記録媒体の中央部側の形状がヘッドを配設した側から見て凸面形状を有している構成や、クランプ部材の装着によってハブとディスク状記録媒体の間に形成される接触点または接触面の軸中心からの距離をＲｈとし、ディスク状記録媒体とクランプ部材の間に形成される接触点または接触面の回転軸中心からの距離をＲｓとしたとき、距離ＲｈとＲｓとの関係がディスク状記録媒体から見てヘッドをハブのディスク受け部側に配設する場合はＲｓ＞Ｒｈであり、ヘッドをクランプ部材側に配設する場合はＲｓ＜Ｒｈである構成を有してもよい。
【００２４】
これらの構成により、ディスク面の片側にのみ記録再生用のヘッドが存在するディスク装置において、ヘッドが配設された側から見てディスクの形状を凸面形状にすることによって、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッドとディスクの接触を防止することが可能となる。さらに、ディスク受け部の平面形状をヘッドが配設された側から見て凸面形状にすることにより、簡単な構成でヘッドが配設された側から見てディスクの形状を凸面形状にすることが可能となる。また、ディスクの形状を凸面形状にすることは、ディスクを挟持したことによってハブとディスクとの間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとクランプ部材との間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｓとの関係をディスクから見てヘッドが配される側を大きくすることによっても可能になる。したがって、簡単な構成で、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッドとディスクの接触を防止することができる。
【００２５】
また、本発明のディスク装置の上記構成において、クランプ手段がスペーサリング、クランプ部材および複数のねじからなり、ハブの天面に載置されたクランプ部材を複数のねじにより締め付け、ディスク状記録媒体と前記スペーサリングをクランプ部材によって挟持するようにしても、また、クランプ部材の装着によってハブとディスク状記録媒体の間に形成される接触点または接触面の回転軸中心からの距離をＲｈとし、ディスク状記録媒体とスペーサリングの間に形成される接触点または接触面の回転軸中心からの距離をＲｓとしたとき、距離ＲｈとＲｓとの関係は、ディスク状記録媒体から見てヘッドがハブのディスク受け部側に配設される場合はＲｓ＞Ｒｈであり、ヘッドがスペーサリング側に配設される場合はＲｓ＜Ｒｈである構成を有している。また、この構成に加えて、スペーサリングは、ディスク状記録媒体が接触する側の一部に段差を設けようにしても、スペーサリングは、ディスク状記録媒体に接触する面およびクランプ部材と接触する面にそれぞれ段差を設けるようにしても、またスペーサリングは、ビッカース硬度５００以上、ヤング率２０００００Ｎ／ｍｍ２以上の材質からなるようにしても、さらに、スペーサリングの平面度を５μｍ以下とするようにしてもよい。
【００２６】
これらの構成により、ディスクを固定する際に、通常のクランプ部材の他に、スペーサリングを介してディスクを固定する構造を採用しているので、簡単な形状で平面性を出すことが可能なスペーサリングを介してディスクをハブに固定することにより、ディスク変形を低減することが可能となり、また、ハブの線膨張係数とスペーサリングの線膨張係数を同一、または略同一にしたことにより、クランプ部材の装着によってハブとディスクの間に形成される接触点または接触面のモータの回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとスペーサリングの間に形成される接触点または接触面のモータの回転軸中心からの距離をＲｓの位置関係が、周囲の温度変化に関わらず変化しにくくなるので、温度変化によるディスクの半径方向の反りの変化が少なくなり、周囲の温度変化に関わらず、ヘッドの浮上量を安定化させることが可能となる。また、クランプ部材との間にスペーサリングを介してディスクを挟持したことによってハブとディスクとの間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとスペーサリングとの間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｓとの関係は、ディスクから見てヘッドが配される側が大きくすることにより、ディスク受け部の平面形状によらず、ヘッドが配設された側から見てディスクの形状を凸面形状にすることが可能になるとともに、使用温度環境によらず、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッドとディスクの接触を防止することが可能となる。さらに、ディスクおよびクランプ部材にそれぞれ接触する面積が小さくなり、それらの接触面の平坦度の精度を高くすることができるとともに、クランプ部材を弾性変形させ、その弾性力によってスペーサリングを介してディスクをハブのディスク受け部に押圧することができる。また、ディスクが反ったときに、ディスクに余分な歪みを与えることもなくなる。
【００２７】
また、この目的を達成するために本発明のディスク装置の上記構成において、ディスク状記録媒体の半径方向に沿ってヘッドは中央部に配設されたヘッドエレメントと両端部に配設されたエアベアリングレールとを有し、ディスク状記録媒体の表面とヘッドエレメントとの距離がディスク状記録媒体の表面とエアベアリングレールとの距離よりも大きくなるようにすることもできる。
【００２８】
この構成によって、ディスクの半径方向において、ディスクに対向するヘッドの面が、平面であっても、あるいは、ディスク側に凸の形状を有していても、ヘッドの両端部で、ディスクの半径方向にそれぞれ形成されたエアベアリングレールとそれらに対向するディスクの表面との距離を、ヘッドの略中央部に設けられたヘッドエレメントとそれに対向するディスクの表面との距離より大きくすることができる。これにより、安定したヘッド浮上とヘッド出力を得ることができるとともに、ヘッドとディスクとの接触を抑止することができる。さらに、ディスクの厚みを薄くしても、安定的なヘッド浮上およびヘッド出力を得ることができる。したがって、ディスク装置の薄型化、高容量化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のディスク装置によれば、簡単な形状で平面性を出すことが可能なスペーサリングを介してディスクをハブに固定することにより、ディスクの変形を低減することが可能なディスク取り付け構造を提供することが可能となるとともに、ハブの線膨張係数とスペーサリングの線膨張係数を同一、または略同一にしたことにより、クランプ部材の装着によってハブとディスクの間に形成される接触点、あるいは接触面のモータの回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとスペーサリングの間に形成される接触点、あるいは接触面のモータの回転軸中心からの距離Ｒｓの位置関係が、周囲の温度変化に関わらず変化しにくくなる。この結果、ディスクを保持しているディスク両面においてそれぞれ接触する相対的な位置が変化しないので、温度変化によるディスクの半径方向の反りの変化が少なくなり、周囲の温度変化に関わらず、ヘッドの浮上量が安定的なディスクのスピンドルに対する固定構造を有し、ヘッドとディスクとの接触を抑止することが可能となって、薄型化、高容量化を図ることが容易なディスク装置として情報記録再生装置に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるディスク装置について、図１〜図３を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１におけるディスク装置の概略構造を示す部分断面図、図２は本発明の実施の形態１におけるディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図、図３は本発明の実施の形態１における別のディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図である。図１、図２、図３中で、従来のディスク装置の構成を説明した図１６、図１７と同じ構成要素には同じ符号を付している。
【００３２】
図１、図２において、内周側に孔部を有するディスク状記録媒体１（以下、ディスク状記録媒体をディスクと略記する）はハブ２の円筒状に突出するディスク挿入部２ａに挿入される。ディスク１の一方の面はハブ２のディスク挿入部２ａの外周側にあるディスク受け部２ｅの上面で受けられている。このディスク受け部２ｅは、半径方向の外周側に向かうにしたがって所定の角度だけ傾斜するように構成されている。図１、図２に示した構成では、ディスク受け部２ｅの半径方向の外周側が下がるように傾斜がつけられている。ハブ２と同一の素材、または、線膨張係数の近い素材からなるクランプ部材３は、ディスク１と同様にハブ２のディスク挿入部２ａが挿通される内孔を有し、ディスク１の他方の面上に載置されている。ここで、クランプ部材３は、ディスク１を挟持して、ねじ４によりハブ２に複数箇所設けられためねじ部４ａとの間で締め付けられる。複数のねじとクランプ部材３がディスク１をクランプするクランプ手段を構成している。このとき、ねじ４のねじ頭部４ｂの直径はクランプ部材３に設けられた穴部の直径よりも大きいので、ねじ４をハブ２のめねじ部４ａに締め付けた際に軸力が発生する。軸力は、ねじ頭部座面４ｃからクランプ部材３の穴部付近の底面３ｆに伝わり、ディスク押圧部３ｇにおいてディスク１の他方の面を押さえてクランプ部材３がディスク１をハブ２に同軸的かつ一体的に固定する。さらに、ディスク１の一方の平面部に対向し、ディスク１上を浮揚走査し、ディスク１上に記録された信号を読み取り再生し、あるいはディスク１上に信号を書き込み記録するヘッド２０が配設されている。そして、ハブ２を回転させるためのモータの構成部品である永久磁石７がハブ２の外周部に固定されている。この永久磁石７の磁石の磁力を有効に使用し、かつヘッド２０への漏れ磁束を抑制するためにハブ２は、マルテンサイト系の鋼材から作成されている。
【００３３】
ここで、ディスク受け部２ｅの平面形状は、ヘッド２０が配設された位置から見て凸面形状に形成しているので、軸力によって、ディスク１は、ディスク受け部２ｅに押し付けられ、ディスク受け部２ｅの形状に倣って変形する。すなわち、図１、図２の場合、ディスク受け部２ｅの形状が半径方向の外周側が下がるように傾斜がつけられて傘状に形成されているので、ディスク１の形状はヘッド２０が配設された位置から見て凸面形状になる。
【００３４】
したがって、本発明の実施の形態１におけるディスク装置によれば、クランプすることによってヘッド２０から見てディスク１が凸面形状に変形するので、ディスク１の中心部の位置高さとヘッド２０の浮上高さと比較して、ヘッド２０とディスク１の外周側の位置との距離が大きくなるので、ヘッド２０がディスク１から浮揚していれば、基本的に、ヘッド２０の端部がディスク１と接触することはない。したがって、図１、図２に示すような簡単な構成により、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッド２０とディスク１の接触を防止することが可能となる。また、この構成においては、ハブ２の外周側端部とディスク１の下側面とが接触しないように、ディスク受け部２ｅの傾斜角を適宜設定している。
【００３５】
なお、本発明の実施の形態１のディスク装置においては、クランプ側、すなわちディスク１の上側に信号を記録・再生するヘッド２０を配設する構成のディスク装置を例に挙げて説明を行っているが、図３に示すように、ハブ側、すなわちディスク１の下側に信号を記録・再生するヘッド２０を配設してもよい。この場合、ハブ２の上側面の形状は、ディスク受け部２ｅの上側面のディスク１を受け、接触する部分において図１、図２とは逆の向き、すなわちディスク受け部２ｅの半径方向の外周側が上がるように傾斜させた擂鉢状に形成すればよい。そして、この構成のディスク装置では、クランプすることによってヘッド２０から見てディスク１の内周側が図１、図２とは逆ではあるが、凸面形状に変形するので、ディスク１の中心部の位置高さとヘッド２０の浮上高さと比較して、ヘッド２０とディスク１の外周側の位置との距離が大きくなる。それで、ヘッド２０がディスク１から浮揚していれば、基本的に、ヘッド２０の端部がディスク１と接触することはない。したがって、図３に示すような簡単な構成により、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッド２０とディスク１の接触を防止することが可能となる。
【００３６】
（実施の形態２）
続いて、本発明の実施の形態２におけるディスク装置について、図４〜図７を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態２におけるディスク装置の概略構造を示す部分断面図、図５は本発明の実施の形態２におけるディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図、図６はディスクをクランプすることによって形成されるクランプ部材とディスクおよびディスクとハブのそれぞれの接触点Ｒｈとディスクの反り量の関係を表す相関図、図７は本発明の実施の形態２における別のディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図である。図４、図５、図７中で、本発明の実施の形態１のディスク装置の構成を説明した図１、図２、図３と同じ構成要素には同じ符号を付している。
【００３７】
図４、図５において、内周側に孔部を有するディスク１はハブ２の円筒状に突出するディスク挿入部２ａに挿入される。ディスク１の一方の面はハブ２のディスク挿入部２ａの外周側にあって凸字状に突出するディスク受け部２ｅの上面で受けられている。ハブ２と同一の素材、または、線膨張係数の近い素材からなるクランプ部材３は、ディスク１と同様にハブ２のディスク挿入部２ａが挿通された内孔を有し、ディスク１の他方の面上に載置されている。ここで、クランプ部材３は、ディスク１を挟持して、ねじ４によりハブ２に複数箇所設けられためねじ部４ａとの間で締め付けられる。複数のねじとクランプ部材３がディスク１をクランプするクランプ手段を構成している。このとき、ねじ４のねじ頭部４ｂの直径はクランプ部材３に設けられた穴部の直径よりも大きいので、ねじ４をハブ２のめねじ部４ａに締め付けた際に軸力が発生する。軸力は、ねじ頭部座面４ｃからクランプ部材３の穴部付近の底面３ｆに伝わり、ディスク押圧部３ｇにおいてディスク１の他方の面を押さえてクランプ部材３がディスク１をハブ２に同軸的かつ一体的に固定する。さらに、ディスク１の一方の平面部に対向し、ディスク１上を浮揚走査し、ディスク１上に記録された信号を読み取り再生し、あるいはディスク１上に信号を書き込み記録するヘッド２０が配設されている。そして、ハブ２を回転させるためのモータの構成部品である永久磁石７がハブ２の外周部に固定されている。この永久磁石７の磁石の磁力を有効に使用し、かつヘッド２０への漏れ磁束を抑制するためにハブ２は、マルテンサイト系の鋼材から作成されている。
【００３８】
ここで、ディスク１を挟持したことによって、ハブ２のディスク受け部２ｅとディスク１の下側面との間には接触点２１、あるいは接触面が形成され、ディスク１の上側面とクランプ部材３のディスク押圧部３ｇとの間には接触点２２、あるいは接触面が形成される。回転軸中心９ｃから接触点２１、接触点２２までの距離をそれぞれＲｈ、Ｒｓとしたとき、Ｒｈ、Ｒｓの大きさによりディスク１の反りの方向、および反り量が規定される。反りの大きさ（量）とＲｈ、Ｒｓとの関係は、ディスク１、ハブ２、クランプ部材３の材料、形状および温度により異なるが、例えば、図６に示すような関係が得られる。本発明の実施の形態２におけるディスク装置の構成を示すＢ４、Ｂ５においては、ディスク１から見てヘッド２０が配設される側の距離が大きくなるように、すなわち、次に示す関係を満たすように設定している。
【００３９】
【数１】
2006075639.tif 000038
【００４０】
そして、図６に示したグラフを用いてＲｓとＲｈの関係を調整することにより、ディスク１の反りの方向、および反り量をコントロールすることができる。
【００４１】
したがって、本発明の実施の形態２におけるディスク装置によれば、ディスク１を挟持したことによってハブ２とディスク１との間に形成される接触点２１、あるいは接触面の回転軸中心９ｃからの距離Ｒｈと、ディスク１とクランプ部材３との間に形成される接触点２２、あるいは接触面の回転軸中心９ｃからの距離Ｒｓとの関係は、ディスク１から見てヘッド２０が配設される側の距離を大きくしているので、クランプすることによってヘッド２０から見てディスクが凸面形状になる。ディスク１の中心部の位置高さとヘッド２０の浮上高さと比較して、ヘッド２０とディスク１の外周側の位置との距離が大きくなるので、ヘッド２０がディスク１から浮揚していれば、基本的に、ヘッド２０の端部がディスク１と接触することはない。したがって、図４、図５に示すような簡単な構成により、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッド２０とディスク１の接触を防止することが可能となる。また、この構成においても、ハブ２の外周側端部とディスク１の下側面とが接触しないように、接触点２１と接触点２２の位置を適宜設定する必要がある。
【００４２】
さらに、ハブ２とクランプ部材３を同一の材質、あるいは、ハブ２の線膨張係数とクランプ部材３の線膨張係数を同一または略同一の材質で構成することにより、クランプ部材３の装着によってハブ２のディスク受け部２ｅとディスク１の上側面との間に形成される接触点２１または接触面のモータの回転軸中心９ｃからの距離Ｒｈと、ディスク１の下側面とクランプ部材３の間に形成される接触点２２または接触面のモータの回転軸中心９ｃからの距離Ｒｓとの位置関係が、周囲の温度変動に関わらず変化しにくくなる。ここで、ディスク１をクランプすることによって発生するディスク１の半径方向の反りは、このＲｈとＲｓの位置関係で決まるので、本発明の実施の形態２におけるディスク装置では、装置の周囲温度環境の変化に関わらず、半径方向の反りの変化を少なくすることができる。それ故、温度変動によるディスク１の半径方向の反りの変化が少なくなるので、周囲の温度変動に関わらず、ディスク１の半径方向の反り方向と反り量（角度）を一定にでき、ヘッド２０の浮上量が安定する。
【００４３】
また、本発明の実施の形態２のディスク装置においては、上述したようにハブ２とクランプ部材３の線膨張係数を略等しい素材で形成する例により説明しているが、本発明の実施の形態２のディスク装置はこの例に限定されるものではない。この例のほかに、例えば、ハブ２の線膨張係数をα／℃、クランプ部材３の線膨張係数をβ／℃、クランプ位置の概略半径をＲ（例えば、Ｒ＝（ＲＳ＋Ｒｈ）／２と定義することができる）とすると、β＞αのとき、ディスク装置の動作保障温度を−２０℃〜８０℃とした場合、−２０℃において、ディスク１の反り量がゼロとなるように、通常使用温度（２５℃）のときのＲｈとＲｓの関係を決めればよいことになる。すなわち、
【００４４】
【数２】
2006075639.tif 000039
【００４５】
に設定すれば、動作保障温度の範囲内で、ディスク１の反り方向は、常に一方の方向となる。逆に、各構成部品の線膨張係数が、α＞βのときは、同様に、通常使用温度（２５℃）のときのＲｈとＲｓの関係を
【００４６】
【数３】
2006075639.tif 000040
【００４７】
に設定すれば、動作保障温度範囲内で、ディスク１の反り方向は、常に一方の方向となる。したがって、ハブ２とクランプ部材３の材質は、線膨張係数が等しいか、あるいは線膨張係数が略同一の材料に限る必要はない。
【００４８】
さらには、本発明の実施の形態２のディスク装置においては、クランプ側、すなわちディスク１の上側に信号を記録再生するヘッド２０を配する構成のディスク装置を例に挙げて説明を行っているが、図７に示すように、ハブ側、すなわちディスク１の下側に信号を記録再生するヘッド２０を配設してもよい。この場合、回転軸中心９ｃから接触点２１、接触点２２までのそれぞれの距離Ｒｈ、Ｒｓの関係は、次に示す関係を満たすように設定すればよい。
【００４９】
【数４】
2006075639.tif 000041
【００５０】
そして、同様に、図６に示したグラフを用いてＲｓとＲｈの関係を調整することにより、ディスク１の反りの方向、および反り量をコントロールすることができる。
【００５１】
したがって、この構成のディスク装置でも、ディスク１を挟持したことによってハブ２とディスク１との間に形成される接触点２１、あるいは接触面の回転軸中心９ｃからの距離Ｒｈと、ディスク１とクランプ部材３との間に形成される接触点２２、あるいは接触面の回転軸中心９ｃからの距離Ｒｓとの関係は、ディスク１から見てヘッド２０が配設される側の距離を大きくしているので、クランプすることによってヘッド２０から見てディスク１が図４、図５とは逆ではあるが、凸面形状になる。それで、ディスク１の中心部の位置高さとヘッド２０の浮上高さと比較して、ヘッド２０とディスク１の外周側の位置との距離が大きくなり、ヘッド２０がディスク１から浮揚していれば、基本的に、ヘッド２０の端部がディスク１と接触することはない。したがって、図７に示すような簡単な構成により、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッド２０とディスク１の接触を防止することが可能となる。
【００５２】
（実施の形態３）
引き続き、本発明の実施の形態３におけるディスク装置について、図８〜図１５を用いて説明する。図８は本発明の実施の形態３におけるディスク装置の概略構造を示す部分断面図、図９は本発明の実施の形態３におけるディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図、図１０は図６はディスクをクランプして反ることによって形成されるクランプ部材とディスクおよびディスクとハブのそれぞれの接触点Ｒｈとディスクの反りの曲率半径の関係を表す相関図、図１１はディスクに反りがある場合のヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を説明する図、図１２はデイスクおよびヘッドが曲率を有している場合のディスクの反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を説明する図、図１３は本発明の実施の形態３におけるディスク装置のクランプによるディスクの変形を示す図、図１４は本発明の実施の形態３におけるディスク装置のヘッド信号出力を示す図、図１５は本発明の実施の形態３における別のディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図である。図８、図９、図１５中で、本発明の実施の形態１、２のディスク装置の構成を説明した図１〜図５および図７と同じ構成要素には同じ符号を付している。
【００５３】
図８、図９において、内周側に孔部を有するディスク１は回転軸部９に固着されたハブ２の円筒状に突出するディスク挿入部２ａに挿入される。ディスク１の一方の面はハブ２のディスク挿入部２ａの外周側にあるディスク受け部２ｅの上面で受けられている。ハブ２と同一の素材、または、線膨張係数の近い素材からなるスペーサリング６は、ディスク１と同様にハブ２のディスク挿入部２ａが挿通された内孔を有し、ディスク１の他方の面上に載置されている。さらに、クランプ部材３は、ハブ２の天面上に載置され、ディスク１とスペーサリング６を挟持して、ねじ４によりハブ２に複数箇所設けられためねじ部４ａとの間で締め付けられる。ここでは、複数のねじとクランプ部材３およびスペーサリング６がディスク１をクランプするクランプ手段を構成している。このとき、ねじ４のねじ頭部４ｂの直径はクランプ部材３に設けられた穴部３ｊの直径よりも大きいので、ねじ４をハブ２のめねじ部４ａに締め付けた際に軸力が発生する。軸力は、ねじ頭部座面４ｃからクランプ部材３の穴部付近の底面３ｆを介してスペーサリング６に伝わり、ディスク１をハブ２に同軸的かつ一体的に固定する。さらに、ディスク１の一方の平面部に対向し、ディスク１上を浮揚走査し、ディスク１上に記録された信号を読み取り再生し、あるいはディスク１上に信号を書き込み記録するヘッド２０が配設されている。なお、図８、図９においては、ヘッド２０のみを矩形の要素部材で示しているが、実際にはヘッド２０は図示しないヘッド支持機構およびヘッド支持アームにより支持されている。そして、ハブ２を回転させるためのモータの構成部品である永久磁石７がハブ２の外周部に固定されている。この永久磁石７の磁石の磁力を有効に使用し、かつヘッド２０への漏れ磁束を抑制するためにハブ２は、マルテンサイト系の鋼材から作成されている。
【００５４】
ここで、ディスク１を挟持したことによってハブ２のディスク受け部２ｅとディスク１の下側面との間には接触点２１、あるいは接触面が形成され、ディスク１の上側面とスペーサリング６のディスク押圧部３ｈとの間には接触点２２が形成される。回転軸中心９ｃから接触点２１、接触点２２までの距離をそれぞれＲｈ、Ｒｓとしたとき、Ｒｈ、Ｒｓの大きさによりディスク１の反りの方向、および反り量が規定される。反りの大きさ（量）とＲｈ、Ｒｓとの関係は、ディスク１、ハブ２、クランプ部材３の材料、形状および温度により異なるが、実施の形態３におけるディスク装置においても、実施の形態２におけるディスク装置に備わるディスクで説明した図６と同様な関係が得られる。
【００５５】
ここで、図８、図９に示した実施の形態３におけるディスク装置に備わるディスク１が曲率半径Ｄｒを有する曲面形状で反っているとする。曲率半径Ｄｒは回転軸中心９ｃから接触点２１、接触点２２までのそれぞれ距離Ｒｈ、Ｒｓの差（Ｒｓ−Ｒｈ）に関係する。実際に、曲率半径Ｄｒと距離Ｒｈ、Ｒｓの差（Ｒｓ−Ｒｈ）を実測して、横軸に（Ｒｓ−Ｒｈ）、そして縦軸に曲率半径Ｄｒをとってプロットすると、例えば、図１０に示すようなグラフが得られる。図１０の結果からわかるように、ＲｓとＲｈとの相対位置関係を調整することにより、ディスク１の曲率半径を制御することができる。ここで、（Ｒｓ−Ｒｈ）の値が負のときは、ディスク１の曲率半径は正の値を示し、ディスク１がヘッド２０側に反っていることを示し、また、（Ｒｓ−Ｒｈ）の値が正のときは、ディスク１の曲率半径は負の値を示し、ディスク１がハブ側に反っていることを示す。
【００５６】
つぎに、ディスク１の曲率半径とヘッド２０の浮上量との関係について、図１１Ａから図１２Ｃを用いて説明する。図１１Ａはディスクの反りがヘッドに対して凹形状である場合のヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図、図１１Ｂはディスクの反りがヘッドに対して凸形状である場合のヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図、図１２Ａはヘッドの曲率に等しい曲率のディスクの反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図、図１２Ｂはヘッドの曲率より大きい曲率のディスクの反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図、図１２Ｃはヘッドの曲率より小さい曲率のディスクの反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図である。
【００５７】
最初に、ディスク１と対向するヘッド２０の面が平坦であるときのディスク１の反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係について説明する。図１１Ａは、ディスク１がヘッド２０から見て凹形状に変形している状態を表している。ディスク１と対向するヘッド２０の面には、ディスク１の半径方向の両端部にヘッド２０を浮上させるためのエアベアリングレール２０ａと、略中央部に情報を記録再生するためのヘッドエレメントが設けられているセンターレール２０ｂとが形成されている。ヘッド２０の浮上量は、ヘッド２０の両サイドに設けられているエアベアリングレール２０ａによって決まる。したがって、図１１Ａに示すように、ディスク１の形状がヘッド２０から見て凹形状に変形しているときは、ヘッド２０の浮上量をＨｈとすると、ディスク１とセンターレール２０ｂに設けられたヘッドエレメントの距離Ｈｇは、Ｈｇ＞Ｈｈとなる。したがって、ヘッドエレメントが設けられているセンターレール２０ｂの部分の浮上量が設計値より高くなる。その結果、充分なヘッド出力が得られなくなる。
【００５８】
一方、図１１Ｂは、ディスク１が、ヘッド２０から見て凸形状に変形している状態を表している。上述の図１１Ａと同様に、ヘッド２０の浮上量をＨｈとすると、ディスク１とヘッドエレメントの距離Ｈｇは、Ｈｇ＜Ｈｈとなる。したがって、ヘッドエレメントが設けられているセンターレール２０ｂ部分の浮上量が設計値より、低くなりヘッド出力が増加する。したがって、ディスク１と対向するヘッド２０の面が平坦であるとき、すなわち、ディスク１と対向するヘッド２０の面の曲率半径が無限大のとき、クランプすることによって発生するディスク１の反りの形状をヘッド２０側から見て凸になるようにすることによって、ヘッド２０から得られる出力信号は設計値より大きくなるので、良好なヘッド出力を得ることが可能となる。
【００５９】
つぎに、ディスク１と対向するヘッド２０の面がヘッドエレメントを設けたセッターレール２０ｂを頂点としてディスク１の半径方向に曲率半径Ｈｒを持っている形状であるときのディスク１の反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係について、図１２Ａから図１２Ｃを用いて説明する。
【００６０】
図１２Ａに示すように、ディスク１の反りの曲率半径Ｄｒが、ヘッド２０の曲率半径Ｈｒと等しい場合、ディスク１からのヘッド２０の浮上量Ｈｈと、ディスク１とセンターレール２０ｂに設けられたヘッドエレメントとの距離Ｈｇが等しくなるので、ヘッド２０のヘッド出力の低下は発生しない。また、図１２Ｂに示すように、ディスク１の反りの曲率半径Ｄｒが、ヘッド２０の曲率半径Ｈｒより大きくなる場合、ディスク１とヘッドエレメントとの距離Ｈｇは、ディスク１からのヘッド２０の浮上量Ｈｈより小さくなるので、ヘッド２０のヘッド出力は増加する。そして、図１２Ｃに示すように、ディスク１の反りの曲率半径Ｄｒが、ヘッド２０の曲率半径Ｈｒより小さくなる場合、ディスク１とヘッドエレメントとの距離Ｈｇは、ディスク１からのヘッド２０の浮上量Ｈｈより大きくなるので、ヘッド２０のヘッド出力は低下する。
【００６１】
したがって、ディスク１と対向するヘッド２０の面がヘッドエレメントを設けたセンターレール２０ｂを頂点としてディスク１の半径方向に曲率半径Ｈｒを持っている形状であるとき、クランプすることによって発生するディスク１の反りの形状は、ヘッド２０側から見て曲率半径Ｄｒをヘッド２０の曲率半径Ｈｒと同一、または曲率半径Ｈｒより大きくする、あるいはヘッド２０側に凸になる形状とする。これにより、ヘッド２０から得られる出力信号は、設計値より大きくなり、良好なヘッド出力を得ることが可能となる。
【００６２】
例えば、ヘッド２０のディスク１の半径方向の幅を、０．７ｍｍ、ヘッドエレメントとヘッド端部の高低差が１０ｎｍの場合、ヘッド２０の曲率半径の絶対値は６１２５ｍｍとなる。したがって、ディスク１の曲率半径の絶対値が６１２５ｍｍ以上になるように、ハブ２とディスク１との間に形成される接触点１１に対する回転軸中心９ｃからの距離Ｒｈと、ディスク１とスペーサリング６との間に形成される接触点１２、すなわち接触面の中心点に対する回転軸中心９ｃからの距離Ｒｓとの関係を設定して、ディスク１を挟持すればよい。すなわち、図１０より、ディスク１の曲率半径の絶対値が６１２５ｍｍ以上になる（Ｒｓ−Ｒｈ）の範囲を求めると、−０．１２ｍｍ≦（Ｒｓ−Ｒｈ）≦０．１２ｍｍとなる。それ故、ＲｓとＲｈとの差の絶対値を０．１２ｍｍ以下（図１０に示すハッチング領域）に設定すれば、ディスク１の変形によってヘッド２０の出力低下が発生することを防止できる。
【００６３】
本発明の実施の形態３におけるディスク装置の構成においては、実施の形態２におけるディスク装置と同様に、ディスク１から見てヘッド２０が配設される側の距離が大きくなるように、すなわち、次に示す関係を満たすように設定している。
【００６４】
【数５】
2006075639.tif 000042
【００６５】
それで、実施の形態２の発明と同様に、図６および図１０に示したグラフを用いてＲｓとＲｈの関係を調整することにより、ディスク１の反りの方向、反り量、およびディスク１の反りの曲率半径Ｄｒをコントロールすることができる。
【００６６】
スペーサリング６は、ディスク１に円周方向に歪みやうねりが生じないように均一に押圧するために精度の高い加工が施されている。例えば、ディスク１の上側面に接触するスペーサリング６の接触面６ａの平面度を５μｍ以下に加工している。このスペーサリング６の形状は、円環形状のような単純形状でよいため、ディスク１の上側面に接触する面（接触面６ａ）の平坦度が出やすい構造になっている。また、ディスク１が反ったときに、ディスクに歪みを与えないために、ディスク１の上側面に接触するスペーサリング６の接触面６ａには外周側の一部に段差６ｂを設けている。また、クランプ部材３の底面３ｆに接触するスペーサリング６の接触面６ｅにも外周側の一部に段差６ｄを設けている。この段差６ｄにより、クランプ部材３をねじ４でハブ２に挟持して固定するときに、クランプ部材３を弾性変形させることができるので、本発明の実施の形態３におけるディスク装置では、クランプ部材３、ねじ４、ディスク１、およびハブ２等の異なる材料のそれぞれの線膨張係数の差によって温度変動時に生ずるねじ４の緩み、さらには、クランプ力の変化を最小限に抑えることができる。
【００６７】
そして、モータを回転させるための永久磁石７をハブ２に一体的に保持することが多いので、永久磁石７の漏れ磁束を低減するためにハブ２は磁性材で形成することが望ましい。それで、スペーサリング６の材質をＳＵＳ４２０等の高硬度、すなわち、ビッカース硬度５００以上、ヤング率２０００００Ｎ／ｍｍ２以上の磁性材で形成すれば、図８、図９に示す本発明の実施の形態３におけるディスク装置はスペーサリング６を介してディスク１を挟持する構成を有しているので、ディスク１にクランプ部材３の円周方向の歪みや変形（うねり）がディスクのデータ形成領域に影響することはない。実際、図１３に示すように、クランプすることによるディスク１への歪みやうねりの影響はほとんど認められない。尚、図１３は本発明の実施の形態３におけるディスク装置のクランプによるディスクの変形を示す図である。
【００６８】
ここで、ハブ２とスペーサリング６を同一の材質、あるいは、ハブ２の線膨張係数とスペーサリング６の線膨張係数を同一または略同一の材質で構成することにより、クランプ部材３の装着によってハブ２のディスク受け部２ｅとディスク１の下側面と間に形成される接触点２１または接触面のモータの回転軸中心９ｃからの距離Ｒｈと、ディスク１の上側面とスペーサリング６のディスク押圧部３ｈとの間に形成される接触点２２または接触面６ａのモータの回転軸中心９ｃからの距離Ｒｓとの位置関係が、周囲の温度変動に関わらず変化しにくくなる。したがって、ディスク１をクランプすることによって発生するディスク１の半径方向の反りは、このＲｈとＲｓの位置関係で決まるので、本発明の実施の形態３におけるディスク装置では、装置の周囲温度環境の変化に関わらず、半径方向の反りの変化を少なくすることができる。
【００６９】
すなわち、本発明の実施の形態３におけるディスク装置によれば、ディスク１を挟持したことによってハブ２のディスク受け部２ｅとディスク１の下側面との間に形成される接触点２１または接触面の回転軸中心９ｃからの距離Ｒｈと、ディスク１の上側面とスペーサリング６のディスク押圧部３ｈとの間に形成される接触点２２または接触面６ａの回転軸中心９ｃからの距離Ｒｓとの関係は、ディスク１から見てヘッド２０が配設される側の距離を大きくしているので、クランプすることによってヘッド２０から見てディスクが凸面形状になる。ディスク１の中心部の位置高さとヘッド２０の浮上高さと比較して、ヘッド２０とディスク１の外周側の位置との距離が大きくなるので、ヘッド２０がディスク１から浮揚していれば、基本的に、ヘッド２０の端部がディスク１と接触することはない。したがって、図８、図９に示すような簡単な構成により、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッド２０とディスク１の接触を防止することが可能となる。また、この構成においても、ハブ２の外周側端部とディスク１の下側面とが接触しないように、接触点２１と接触点２２の位置を適宜設定する必要がある。
【００７０】
また、ディスク１をハブ２に一体的に保持するためのクランプ機構を構成する部品の形状が単純であるので、精度の高い加工が可能となることにより、クランプによるディスク歪みを少なくすることが可能である。さらには、ハブ２とスペーサリング６を同一の材質、あるいは、ハブ２の線膨張係数とスペーサリング６の線膨張係数を同一または略同一の材質で構成することにより、ディスク１を保持しているディスク１の両側の面がそれぞれ接触点２１、接触点２２と接触する相対的な位置の変化が少なくなる。この結果、温度変動によるディスク１の半径方向の反りの変化が少なくなるので、周囲の温度変動に関わらず、ディスク１の半径方向の反り方向と反り量（角度）および反りの曲率半径Ｄｒが一定になり、ヘッド２０の浮上量が安定する。
【００７１】
さらに、スペーサリング６を介してハブ２と一体的に固定することにより、図１４に示す例から判断できるように、ねじの締結による歪みやうねりといったモジュレーションが発生せず、データ再生パルスのタイムジッタ増加によるエラーレートの低下が生じない。その結果、データの記録・再生が正確に行われることになる。そして、ヘッドの目的トラックへの位置決めやデータの書き込み、読み取りが正確に行われ、浮上量の低下からディスクとのコンタクト等が発生しにくくなる。これにより、ディスクの厚みを薄くしても、安定的なヘッド浮上を得ることが可能になり、ディスク装置の薄型化・高容量化を図ることが可能となる。尚、図１４は本発明の実施の形態３におけるディスク装置のヘッド信号出力を示す図である。
【００７２】
したがって、ディスク１の厚みを薄くしても、クランプすることによって発生するディスク１の反りの曲率半径をヘッド２０の曲率半径に対応させて決定し、ディスク１の曲率半径がその範囲内に収まるようにクランプの構成を決めることによって、安定的なヘッド浮上量を得ることが可能となる。この結果、ヘッド出力の低下が生じなくなり、かつディスク装置の薄型化、高容量化を図ることが可能となる。
【００７３】
なお、本発明の実施の形態３のディスク装置においては、図８、図９に示したように、ディスクの枚数を１枚のみの例で説明しているが、ディスクの枚数は１枚に限定されるものではない。例えば、２枚のディスクを備えるディスク装置の場合、１枚目と２枚目のディスクの間に同等のスペーサリングを配設すればよい。
【００７４】
また、本発明の実施の形態３のディスク装置においては、上述したようにハブ２とスペーサリング６の線膨張係数を略等しい素材で形成する例により説明しているが、本発明の実施の形態３のディスク装置はこの例に限定されるものではない。この例のほかに、例えば、ハブ２の線膨張係数をα／℃、クランプ部材の線膨張係数をβ／℃、クランプ位置の概略半径をＲとすると、ディスク装置の動作保障温度をＴｍｉｎ（℃）〜Ｔｍａｘ（℃）とした場合、ＴｍｉｎからＴｍａｘの温度範囲内の温度Ｔで次の（式１）を満たすように、（Ｒｓ−Ｒｈ）の絶対値を設定すればよい。
【００７５】
【数６】
2006075639.tif 000043
【００７６】
概略半径Ｒを有効半径として、
【００７７】
【数７】
2006075639.tif 000044
【００７８】
と定義し、常温を２５℃としており、ＴｍｉｎおよびＴｍａｘのどちらの場合にも（式１）を満たすことが必要である。各構成部品の線膨張係数が、β＜αのきは、Ｔｍｉｎ＝−２０℃とし、ディスク１の反り量がゼロとなるように、通常使用温度（２５℃）のときのＲｈとＲｓの関係を求めて、
【００７９】
【数８】
2006075639.tif 000045
【００８０】
に設定すれば、動作保障温度の範囲内で、ディスク１の反り方向は、常に一方の方向となる。逆に、各構成部品の線膨張係数が、α＞βのときは、Ｔｍａｘ＝８０℃として、同様に、通常使用温度（２５℃）のときのＲｈとＲｓの関係を
【００８１】
【数９】
2006075639.tif 000046
【００８２】
に設定すれば、動作保障温度範囲内で、ディスクの反り方向は、常に一方の方向となる。したがって、ハブ２とスペーサリング６の材質は、線膨張係数が等しいか、あるいは線膨張係数が略同一の材料に限る必要はない。
【００８３】
（式１）を満足する（Ｒｓ−Ｒｈ）を求めることによって、例えば図６、図１０に示されるような測定結果を有するディスク装置に対して、設定すべきディスク１の反りの量を規定し、および反りの曲率半径を形成するためのディスク受け部２ｅの距離Ｒｓとスペーサリング６の距離Ｒｈとの相対位置関係を求めることができる。なお、（式１）における右辺の数値（０．１２ｍｍ）は、図１０に示されるような測定結果を有するディスク装置に該当するもので、ディスク装置によってその値が変わるのはいうまでもない。
【００８４】
本発明の実施の形態３のディスク装置においては、クランプ側、すなわちディスク１の上側に信号を記録再生するヘッド２０を配する構成を有する図８、図９にしたディスク装置を例に挙げて説明を行っているが、図１５に示すようにディスク１の下側に信号を読み取りするヘッド２０を配してもよい。この場合、回転軸中心９ｃから各接触点２１、２２までのそれぞれの距離ＲｈとＲｓの関係は、次に示す関係を満たすように設定すればよい。
【００８５】
【数１０】
2006075639.tif 000047
【００８６】
この場合も、同様に、図６および図１０に示したグラフを用いてＲｓとＲｈの関係を調整することにより、ディスク１の反りの方向、反り量、および反りの曲率半径Ｄｒをコントロールすることができる。
【００８７】
したがって、ヘッド２０が図１５に示すようにディスク１の下側に配置した構成のディスク装置においても、ディスク１がスペーサリング６を用いて挟持されることによってハブ２とディスク１との間に形成される接触点２１、あるいは接触面の回転軸中心９ｃからの距離Ｒｈと、ディスク１とスペーサリング６との間に形成される接触点２２、あるいは接触面６ａの回転軸中心９ｃからの距離Ｒｓとの関係は、ディスク１から見てヘッド２０が配設される側の距離の方が大きくなる。この構成の場合、図８、図９とは逆ではあるが、クランプすることによってヘッド２０から見てディスク１が凸面形状になる。それ故、ディスク１の中心部の位置高さとヘッド２０の浮上高さと比較して、ヘッド２０とディスク１の外周側の位置との距離が大きくなり、ヘッド２０がディスク１から浮揚していれば、基本的に、ヘッド２０の端部がディスク１と接触することはない。したがって、図１５に示すような簡単な構成により、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッド２０とディスク１の接触を防止することが可能となる。
【００８８】
なお、ディスク１をハブ２とスペーサリングと６の間に狭持するクランプ機構についても、上述した本発明の実施の形態に記述された構成に限定されない。
【００８９】
上述したように、本発明のディスク装置は、ディスク面の片側にのみ記録再生用のヘッドが存在するディスク装置において、ヘッドが配設された側から見てディスクの形状を凸面形状にすることによって、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッドとディスクの接触を防止することが可能できる。また、本発明のディスク装置には、ディスク受け部の平面形状をヘッドが配設された側から見て凸面形状にすることにより、簡単な構成でヘッドが配設された側から見てディスクの形状を凸面形状にすることが可能となる。したがって、簡単な構成で、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッドとディスクの接触を防止することが可能できる。また、本発明のディスク装置は、ディスクを挟持したことによってハブとディスクとの間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとクランプ部材との間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｓとの関係は、ディスクから見てヘッドが配される側を大きくすることにより、ディスク受け部の平面形状によらず、ヘッドが配設された側から見てディスクの形状を凸面形状にすることによって、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッドとディスクの接触を防止することができる。さらに、本発明のディスク装置によれば、クランプ部材との間にスペーサリングを介してディスクを挟持したことによってハブとディスクとの間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとスペーサリングとの間に形成される接触点、あるいは接触面の回転軸中心からの距離Ｒｓとの関係は、ディスクから見てヘッドが配される側が大きくすることにより、ディスク受け部の平面形状によらず、ヘッドが配設された側から見てディスクの形状を凸面形状にすることが可能になるとともに、使用温度環境によらず、安定したヘッド浮上を得ることが可能になるとともに、ヘッドとディスクの接触を防止することができる。
【００９０】
さらに、ディスク表面からヘッドのエアベアリングレールまでの距離よりも、ディスク表面からヘッドのヘッドエレメントまでの距離が小さくなるように、ディスクの変形方向および変形量を設定してディスクをハブとスペーサリングとの間に狭持することができる。このため、安定したヘッド浮上とヘッド出力を得ることができるとともに、ヘッドとディスクとの接触を抑止することが可能となる。この結果、ディスクの厚みを薄くしても、安定的なヘッド浮上およびヘッド出力を得ることができ、ディスク装置の薄型化、高容量化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明のディスク装置によれば、簡単な形状で平面性を出すことが可能なスペーサリングを介してディスクをハブに固定することにより、ディスクの変形を低減することが可能なディスク取り付け構造を提供することが可能となるとともに、ハブの線膨張係数とスペーサリングの線膨張係数を同一、または略同一にしたことにより、クランプ部材の装着によってハブとディスクの間に形成される接触点、あるいは接触面のモータの回転軸中心からの距離Ｒｈと、ディスクとスペーサリングの間に形成される接触点、あるいは接触面のモータの回転軸中心からの距離Ｒｓの位置関係が、周囲の温度変化に関わらず変化しにくくなる。この結果、ディスクを保持しているディスク両面においてそれぞれ接触する相対的な位置が変化しないので、温度変化によるディスクの半径方向の反りの変化が少なくなり、周囲の温度変化に関わらず、ヘッドの浮上量が安定的なディスクのスピンドルに対する固定構造を有し、ヘッドとディスクとの接触を抑止することが可能となって、薄型化、高容量化を図ることが容易なディスク装置として情報記録再生装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるディスク装置の概略構造を示す部分断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図
【図３】本発明の実施の形態１における別のディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図
【図４】本発明の実施の形態２におけるディスク装置の概略構造を示す部分断面図
【図５】本発明の実施の形態２におけるディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図
【図６】ディスクをクランプすることによって形成されるクランプ部材とディスクの接触点Ｒｓとディスクとハブの接触点Ｒｈとディスクの反り量の関係を表す相関図
【図７】本発明の実施の形態２における別のディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図
【図８】本発明の実施の形態３におけるディスク装置の概略構造を示す部分断面図
【図９】本発明の実施の形態３におけるディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図
【図１０】本発明の実施の形態３におけるディスク装置のＲｓとＲｈとディスクの曲率の関係を表す相関図
【図１１Ａ】本発明の実施の形態３におけるディスク装置のディスクの反りがヘッドに対して凹形状である場合のヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図
【図１１Ｂ】ディスクの反りがヘッドに対して凸形状である場合のヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図
【図１２Ａ】本発明の実施の形態３におけるディスク装置のヘッドの曲率に等しい曲率のディスクの反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図
【図１２Ｂ】ヘッドの曲率より大きい曲率のディスクの反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図
【図１２Ｃ】ヘッドの曲率より小さい曲率のディスクの反りによるヘッド浮上量とヘッドギャップの関係を示す図
【図１３】本発明の実施の形態３におけるディスク装置のクランプによるディスクの変形を示す図
【図１４】本発明の実施の形態３におけるディスク装置のヘッド信号出力を示す図
【図１５】本発明の実施の形態３における別のディスク装置のクランプ構造を示す拡大断面図
【図１６】従来のディスク装置におけるクランプ構造の第１の例を示す断面図
【図１７】従来のディスク装置におけるクランプ構造の第２の例を示す断面図
【図１８】複数枚のディスクを備えた従来のディスク装置におけるクランプ構造の第３の例を示す断面図
【図１９】従来のディスク装置におけるクランプによるディスクの変形を示す図
【図２０】従来のディスク装置におけるヘッド信号出力図
【図２１Ａ】従来のディスク装置における通常温度時のクランプによるディスクの変形状態を示す断面図
【図２１Ｂ】従来のディスク装置における高温時のクランプによるディスクの変形状態を示す断面図
【図２１Ｃ】従来のディスク装置における低温時のクランプによるディスクの変形状態を示す断面図
【符号の説明】
【００９３】
１，１００，１１０，１２０    ディスク（ディスク状記録媒体）
２，１２１    ハブ
２ａ    ディスク挿入部（中央突出部）
２ｃ    めねじ
２ｅ    ディスク受け部
３    クランプ部材
３ａ    中心孔
３ｆ    底面
３ｇ，３ｈ    ディスク押圧部
４    ねじ
４ａ    めねじ部
４ｂ    ねじ頭部
４ｃ    ねじ頭部座面
６    スペーサリング
６ａ，６ｅ    接触面
６ｂ，６ｄ    段差
７    永久磁石
８    軸受スリーブ
９    回転軸部
９ａ    ハブ挿入部
９ｃ    回転軸中心
２０    ヘッド
２０ａ    エアベアリングレール
２０ｂ    センターレール
２１，２２    接触点
１２１ａ    突出部
１２２    ブラケット
１２３    シャフト
１２４，２５    ベアリング
１２６    ロータハブ
１２７    ステータ
１２８    ロータ磁石
１２９    フランジ
１３０，１３１    スペーサ
１３２    クランプ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006075639.tif 000048
【図２】
2006075639.tif 000049
【図３】
2006075639.tif 000050
【図４】
2006075639.tif 000051
【図５】
2006075639.tif 000052
【図６】
2006075639.tif 000053
【図７】
2006075639.tif 000054
【図８】
2006075639.tif 000055
【図９】
2006075639.tif 000056
【図１０】
2006075639.tif 000057
【図１１Ａ】
2006075639.tif 000058
【図１１Ｂ】
2006075639.tif 000059
【図１２Ａ】
2006075639.tif 000060
【図１２Ｂ】
2006075639.tif 000061
【図１２Ｃ】
2006075639.tif 000062
【図１３】
2006075639.tif 000063
【図１４】
2006075639.tif 000064
【図１５】
2006075639.tif 000065
【図１６】
2006075639.tif 000066
【図１７】
2006075639.tif 000067
【図１８】
2006075639.tif 000068
【図１９】
2006075639.tif 000069
【図２０】
2006075639.tif 000070
【図２１Ａ】
2006075639.tif 000071
【図２１Ｂ】
2006075639.tif 000072
【図２１Ｃ】
2006075639.tif 000073
【国際調査報告】
2006075639.tif 000074
2006075639.tif 000075
2006075639.tif 000076
2006075639.tif 000077