(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクドライブであって、
ベースと、
このベースに回転可能に取り付けてあるディスクと、
上記ベースに回転可能に取り付けてあるアクチュエータ組立体と、
前記ベースに取り付けてあるカバーで、これらカバーおよびベースが前記ディスクとアクチュエータ組立体を囲うためのディスクエンクロージャを形成するカバーと、
前記ベースおよびカバーの慣性モーメントを増すために前記ディスクエンクロージャに作用するように結合した慣性リングとを含み、
この慣性リングが前記ベースとカバーのうちの少なくとも一方よりも密度の高い材料で形成されるディスクドライブ。
【請求項２】
請求項１のドライブにおいて、前記慣性リングが前記ベースと一体に作ってあるディスクドライブ。
【請求項３】
請求項１のドライブにおいて、前記慣性リングが前記カバーと一体に作ってあるディスクドライブ。
【請求項４】
請求項１のドライブにおいて、前記慣性リングは、その材料が前記ベースとカバーの周辺近くに位置するように作ってあるディスクドライブ。
【請求項５】
請求項１のドライブにおいて、前記慣性リングは、その材料が前記ベースとカバーの間の空隙を満たすように作ってあるディスクドライブ。
【請求項６】
請求項１のドライブにおいて、前記慣性リングが前記カバーに取り付けてあるディスクドライブ。
【請求項７】
ディスクドライブであって、
第１材料から成るベースと、
このベースの側部を取り巻いて該ベースに対して実質的に直角に延在する側面部分を備えたカバーと、
該ディスクドライブの慣性モーメントを増すために前記ベースに作用するように結合した、第２材料より成る慣性リングとを含み、
この第２材料は前記第１材料よりも密度が高い、ディスクドライブ。
【請求項８】
請求項７のドライブにおいて、前記慣性リングが前記ベースと一体であるディスクドライブ。
【請求項９】
請求項７のドライブであって、前記カバーが、前記側面部分に取り付けてこれら側面部分および前記ベースとともにエンクロージャを形成する頂面部分を備えるディスクドライブ。
【請求項１０】
請求項９のドライブにおいて、前記慣性リングを構成する第２材料は前記頂面部分よりも密度が高い、ディスクドライブ。
【請求項１１】
請求項９のドライブにおいて、前記慣性リングが前記頂面部分と一体に作ってある、ディスクドライブ。
【請求項１２】
請求項１１のドライブであって、前記慣性リングとベースの間に配置した減衰材料をさらに含む、ディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願）
この出願は、米国連邦法規集第35巻特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、１９９９年４月２１日に提出した米国特許仮出願第６０／１３０，２９２号の利益を主張するものである。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、大容量記憶装置の分野に関する。更に詳しくは、この発明は、ディスクドライブのアクチュエータ組立体およびベースを振動減衰するための装置および方法に関する。
【０００３】
（発明の背景）
どんなコンピュータシステムでも重要な構成装置の一つは、データを記憶するための装置である。コンピュータシステムは、データを記憶できる多くの異なる場所を有する。コンピュータシステムで大量のデータを記憶するための一つの普通の場所は、ディスクドライブである。ディスクドライブの最も基本的部品は、回転するディスク、変換器をこのディスク上の種々の場所へ移動するアクチュエータ、そしてこのディスクにデータを読み書きするために使う電気回路装置である。ディスクドライブは、データをディスク表面から首尾よく検索および書込みできるように符号化するための回路装置も含む。マイクロプロセッサが、ディスクドライブの大抵の作業、並びに要求コンピュータへのデータの返戻およびディスクへ記憶するための要求コンピュータからのデータの採取を制御する。
【０００４】
変換器は、典型的には、ディスクの上を浮動するように空力的に設計した、スライダとも呼ぶ、小さなセラミックブロックの上に据えてある。このスライダは、ディスク上を動くようになっている。大抵のスライダは、レールとレール間の空洞を含む空気軸受面（“ＡＢＳ”）を有する。ディスクが回転するとき、空気がレールとディスク表面の間に引込まれて、ヘッドをディスクから引離す圧力を生ずる。同時に、この空気軸受面の空洞またはくぼみを急速に通過する空気が負圧領域を作る。この負圧または吸引がレールに発生した圧力を相殺する。スライダは、このスライダにディスク表面に向いた力を発生する負荷ばねにも取付けてある。スライダが特定の所望の飛高でディスクの表面上を浮動するように、種々の力が均衡化する。この飛高は、ディスク表面と変換ヘッドの間の距離で、典型的には空気潤滑膜の厚さである。この膜は、摩擦および、変換ヘッドとディスクがディスク回転中に機械的に接触していれば起るであろう摩耗を除去する。あるディスクドライブでは、スライダが、ディスクの表面上を浮動するのではなく、潤滑剤の層を通過する。
【０００５】
データを表す情報は、記憶ディスクの表面に記憶する。ディスクドライブシステムが、記憶ディスクのトラック上に記憶した情報を読み書きする。スライダに取付けた読み／書きヘッドの形をして、記憶ディスクの両側に位置する変換器が、これらの変換器を記憶ディスクの表面の指定するトラックの一つの上に正確に配置するとき、記憶ディスク上の情報を読み書きする。変換器は、目標トラックへ動かされるとも言われる。記憶ディスクが回転し且つ読み／書きヘッドを目標トラックの上に正確に配置したとき、この読み／書きヘッドは、記憶ディスク上にデータを表す情報を書込むことによってトラック上にデータを記憶できる。同様に、記憶ディスク上のデータの読取りは、読み／書きヘッドを目標トラックの上に配置し且つ記憶ディスク上に記憶した材料を読取ることによって達成する。異なるトラックから読み書きするためには、読み／書きヘッドをトラックを横切って選択した目標トラックへ半径方向に動かす。
【０００６】
変換器を位置決めする方法は、一般的に二つのカテゴリに分類できる。リニアアクチュエータを備えるディスクドライブは、変換器を情報記憶ディスク上の種々のトラックの上に配置するために、変換器を一般的に放射状線に沿って直線的に動かす。ディスクドライブは、変換器を情報記憶ディスクのトラックを横切って正確に動かすためにこのディスクドライブのベースに取付けたロータリアクチュエータも有する。ロータリアクチュエータは、変換器を回転式に動かしてそれらを情報記録ディスク上の指定の場所に配置する。
【０００７】
アクチュエータは、一般的に１組以上の玉軸受を含む軸受カートリッジを介して軸に回転可能に取付けてある。この軸は、ベースに取付けてあり、ディスクドライブの上カバーに取付けてあってもよい。ヨークがアクチュエータに取付けてある。ボイスコイルがロータリアクチュエータの一端でこのヨークに取付けてある。このボイスコイルは、アクチュエータおよび取付けてある変換器を回転するために使うボイスコイルモータの一部である。永久磁石がディスクドライブのベースおよびカバーに取付けてある。ロータリアクチュエータを駆動するボイスコイルモータは、ボイスコイルおよび永久磁石を含む。このボイスコイルは、ロータリアクチュエータに取付けてあり、永久磁石は、ベースに固定してある。一般的にヨークを使って永久磁石をベースに取付け且つ永久磁石の磁束を導く。この磁石とヨーク組立体の間にはさまれたボイスコイルが磁界にさらされているので、このボイスコイルに電気を掛けてそれを駆動し、変換器を目標トラックに配置することができる。
【０００８】
しかし、ボイスコイルに電気を掛けて、ロータリアクチュエータ組立体に取付けた変換器を移動する駆動力を発生するとき、永久磁石およびヨークがその結果の反力を受ける。永久磁石およびヨークは、ディスクドライブのベースに取付けてある。この反力は、永久磁石およびヨークを通して作用し、ベースを励振する。簡単に言うと、シーク作業中、ボイスコイルを使ってアクチュエータおよび変換器を動かすとき、ベースが振動する。その結果、位置決め中、アクチュエータ組立体が支持する変換器とディスク上のトラックの間に相対変位が起る。これは、変換器をトラックから外して動かす。その上、データへのアクセス時間が増えることがある。シークの終りに、変換器は、トラックの上の位置に整定しなければならない。もし、ディスクとそれを取付けたベースが振動していたなら、変換器の下のトラックは、動いていて、それによって変換器が“整定”を阻止されるかも知れない。その結果、位置決めに要する時間が増し、それによってアクセスタイムのような位置決め性能に影響する。トラックは、互いに益々近く配置されているので、次第に狭くなっている。これらの整定時間の問題は、幅の減少によっても悪化する。
【０００９】
シーク後、ディスクドライブは、トラックにデータを書込むように指令されてもよい。もし、変換器が選択した限界を超えて振動または運動していたならば、上書きまたは隣接するトラックの改変を防ぐために書込み障害を宣言する。この選択した限界は、書込み障害閾値と呼んでもよく、またはシリンダ限界と呼ぶこともできる。トラックが益々狭くなるので、読取り誤差または書込み障害の機会を減らすために、ディスク上のトラックと変換器の間の相対運動を減らすことが益々重要になってくる。大抵の場合、書込み障害が起ると、アクチュエータは、変換器が適正なセクタの上に移るまで、トラック上にとどまる。このアクチュエータは、少なくとも１回転の間トラック上にとどまる。変換器が適正なセクタの上に再び配置されたとき、アクチュエータがこの書込み障害閾値内にあれば、書込みを行うことができる。もし、目標時間でこの書込み障害閾値内になければ、トラック上に待機して書込みを再試行する手続を、アクチュエータが目標時間でこの書込み障害閾値内にあるまで、選択した回転数の間反復する。その後で書込みを行うことができる。低レベルの書込み障害誤差は、我慢または許容できる。しかし、与えられた時間に多くの書込み障害が起り過ぎると、ディスクドライブの性能が低下する。要約すると、与えられた時間に過大な数の書込み障害誤差に直面すると、平均シーク時間がかなり低下する。
【００１０】
過去には、幾つかのアプローチを使って、ベースがボイスコイルモータによって生ずる駆動力に反作用するときに、その運動を最小にしようとしてきた。これらのアプローチは、全て動的重りを使用する。言換えると、これらの重りは、ディスクドライブベースに関してかなり動く。そのようなアプローチにも問題があることがある。この運動が時の経つにつれて止るかも知れないと言うはっきりした可能性が常にある。言換えれば、リングまたは重りまたはコーナ重りがへばりつくようになるかも知れない。この結果は、突然にディスクドライブが多数の読み書き誤差を出し始めるかも知れないことである。このディスクドライブは、簡単に言えば、信頼できない。一つの部品が他の部品に関して動くときはいつでも擦れ合う二つの部品から発生する粒子があるかも知れないと言う機会もある。そのような粒子は、それらがディスクエンクロージャ（封入容器）内にあるとき、ディスク・クラッシュを生ずることがある。
【００１１】
迅速且つ正確な位置決めは、ボイスコイルモータへの駆動反力によって生ずる、磁気ディスク装置の振動を減少することが必要である。必要なものは、これらの反力の影響を受け難いディスクドライブである。これは、ディスク上の第１トラックからこのディスク上の他のトラックへのシーク後の整定特性を改善し、ディスクドライブのトラック追従動作を改善するだろう。言換えれば、ボイスコイルモータで補正を行うことを要する何れかの種類のサーボ制御の下にあるとはいえ、アクチュエータ組立体とベースの間の相対運動が少ないディスクドライブが必要である。出来たディスクドライブがこのドライブの耐用年数中より信頼できるような静的解決策も必要である。また必要なのは、現在の組立て手法を使って組立てられる装置である。
【００１２】
（発明の概要）
この発明のディスクドライブは、ヘッドディスクエンクロージャ、およびこのヘッドディスクエンクロージャに取付けた、このヘッドディスクエンクロージャの慣性を増すための装置を含む。ディスクドライブは、ベースおよびこのベースに回転可能に取付けたディスクを含む。ディスクドライブは、上記ベースに回転可能に取付けたアクチュエータ組立体およびこのアクチュエータ組立体を動かすための、ボイスコイルモータのような、装置も含む。カバーがベースに取付けてある。このカバーとベースの組合せが、ディスク、アクチュエータ組立体およびボイスコイルモータを収納するためのディスクエンクロージャを形成する。慣性リングがベースおよびカバーの慣性モーメントを増すためにディスクエンクロージャに取付けてある。この慣性リングは、カバーまたはベースに取付けてもよい。慣性リングは、一般的に高密度材料で作ってある。ある実施例では、この慣性リングをベースまたはカバーと一体に作ってもよい。慣性リングは、その材料の殆どがベースおよび取付けたカバーの周辺近くに位置するように作り且つ配置してもよい。慣性リングは、ディスクと取付けたカバーの間の空隙をこのリングが満たすように、カバーに取付くように作ってもよい。
【００１３】
有利なことには、慣性リングは、磁気ディスク装置のボイスコイルモータに対する駆動反力からの振動を減少する。言換えると、付加質量およびディスクドライブの外周に近いこの質量の位置がそれをこれらの反力に影響され難くする。ディスク上の第１トラックからディスク上の目標トラックまでのシーク後の整定特性が向上する。ディスクドライブのトラック追従動作も向上する。このディスクドライブは、ボイスコイルモータのようなドライバを使うコース補正を行う何れかの種類のサーボ制御の下にあるとはいえ、アクチュエータ組立体とベースの間の相対運動が少ない。この解決策も静的である。言換えると、慣性リングがディスクドライブの残りの部分に関して実質的に動かない。その結果、ディスクドライブは、その耐用年数中より信頼できる。製造中のディスクドライブへの慣性リングの付加は、現在の組立て手法を使って容易に対応できる。
【００１４】
（好適実施形態の説明）
以下の好適実施形態の詳細な説明では、その一部を構成する添付の図面を参照し、それには実例としてこの発明を実施できる特定の実施形態が示してある。他の実施形態を利用してもよいこと、および本発明の範囲から逸脱することなく構造的変更を行えることを理解すべきである。
【００１５】
本文で説明する発明は、ハードディスクドライブ、ジップドライブ、フレキシブルディスクドライブおよび変換器を表面から降ろして変換器を停留させることが望ましいあらゆる他の種類のドライブを含む全ての種類のディスクドライブにも有用である。
図１は、ロータリアクチュエータを有する或る型式のディスクドライブ１００の分解図である。このディスクドライブ１００は、ハウジングまたはベース１１２、およびカバー１１４を含む。ベース１１２およびカバー１１４は、ディスクエンクロージャを形成する。慣性リング５００がこのカバー１１４に取付けてある。アクチュエータ軸１１８上でベース１１２に回転可能に取付けてあるのは、アクチュエータ組立体１２０である。このアクチュエータ組立体１２０は、複数のアーム１２３を有する櫛状構造体１２２を含む。櫛１２２上の別々のアーム１２３に取付けてあるのは、負荷ビームまたは負荷ばね１２４である。負荷ビームまたは負荷ばねは、サスペンションとも呼ぶ。各負荷ばね１２４の端に取付けてあるのは、磁気変換器１５０を坦持するスライダ１２６である。このスライダ１２６は、変換器１５０と共に、屡々ヘッドと呼ばれるものを形成する。多くのスライダが一つの変換器１５０を有し、図に示すのがそれであることに注意すべきである。しかし、この発明は、一つの変換器１５０を一般的に読取り用に使用し且つもう一つを一般的に書込み用に使用する、ＭＲまたは磁気抵抗ヘッドと呼ばれるもののような、二つ以上の変換器を有するスライダにも同等に適用可能であることも注意すべきである。アクチュエータアーム組立体１２０の負荷ばね１２４およびスライダ１２６と反対の端に、ボイスコイル１２８がある。
【００１６】
ベース１１２内に取付けてあるのは、第１磁石１３０および第２磁石１３１である。図１に示すように、第２磁石１３１は、カバー１１４と関連する。これらの第１および第２磁石１３０，１３１、並びにボイスコイル１２８は、アクチュエータ組立体１２０をアクチュエータ軸１１８の周りに回転するためにそれに力を加えるボイスコイルモータの重要部品である。やはりベース１１２に取付けてあるのは、スピンドルモータである。このスピンドルモータは、スピンドルハブ１３３と呼ばれる回転部分を含む。この特別のディスクドライブでは、スピンドルモータがこのハブ内にある。図１では、多数のディスク１３４がスピンドルハブ１３３に取付けてある。他のディスクドライブでは、単一ディスクまたは異なる数のディスクがこのハブに取付けてあってもよい。ここで説明する発明は、複数のディスクを有するディスクドライブにも単一ディスクを有するディスクドライブと同等に適用可能である。ここで説明する発明は、ハブ１３３内、またはハブの下にあるスピンドルモータを備えるディスクドライブにも同等に適用可能である。
【００１７】
図２は、アクチュエータアーム組立体１２０を分解図で詳細に示す。Ｅブロックまたは櫛組立体１２２のアーム１２３の各々は、このＥブロックの上端および下端のアーム１２３を除いて、二つの負荷ばねを坦持する。この特別のディスクドライブ１００では、Ｅブロック１２２の上端および下端のフィンガは、ディスク１３４のスタックの上端ディスクの上面および下端ディスクの下面に使うので、それら両方のスライダは負荷ばね１２４が一つしかない。これらの負荷ばね１２４に取付けてあるのは、スライダ１２６で、それらは所望のデータを表し且つ記憶するためにディスク１３４のの表面を磁化する磁気変換器を含む。ディスクドライブの技術で周知のように、ディスクの各々は、磁気情報を記録する一連の同心トラックを有する。スライダ１２６およびそれに組込んだ磁気変換器は、データの磁気的表現をディスク１３４の何れかのトラックに記憶できるように、特定のディスク１３４の表面上を動かされる。この特別のディスクドライブ１００では、変換器の運動が回転式でアクチュエータ軸１１８の周りに動く。アクチュエータアーム組立体１２０の回転は、スライダ１２６とその中の変換器をディスク１３４の表面上を移動させる。
【００１８】
図２は、アクチュエータアーム組立体１２０が軸受カートリッジ２４０を含むことも示す。この軸受カートリッジは、形状が円筒形で、アクチュエータ軸１１８を含み、その周りにアクチュエータアーム組立体が回転する。このアクチュエータアーム組立体１２０は、その中に第１開口または孔１４２を有する。軸受カートリッジ２４０がアクチュエータアーム組立体１２０のこの孔１４２に嵌まる。
【００１９】
図３は、軸受カートリッジ２４０およびそのアクチュエータアーム組立体１２０への取付けを更に詳細に示す。軸受カートリッジ２４０は、第１軸受セット２４４、第２軸受セット２４６、外スリーブ２４８および軸１１８から成る。このアクチュエータ軸１１８、第１軸受セット２４４、第２軸受セット２４６および外スリーブ２４８は、軸受カートリッジ２４０がディスクドライブ１００の作動中に加熱されたとき、全ての構成要素が同じ熱膨張係数を有するように、同じ材料で作ってある。
【００２０】
図４は、ディスクドライブ１００の概略平面図である。ディスクドライブ１００は、アクチュエータアーム組立体１２０を含み、それは、変換器ヘッド１５０がディスク１３４上の第１トラックから第２トラックまで動かされるシーク中に軸１１８の周りを枢動する。この特別の概略図には、変換器１５０およびディスク１３４を明確さのために示してない。アクチュエータは、シーク中ボイスコイルモータによって駆動される。基本的に、アクチュエータ１２０は、それが一つの位置から第２位置へ動かされるとき、そしてそれがディスク１３４の目標トラック上またはその近くに止められるときに加速される。アクチュエータ組立体１２０の加速または減速は、矢印４００で示すような力がアクチュエータに加わる結果となる。ディスクドライブ１００のベースおよびその他の部分は、図４に矢印４２０によって表す反力を作ることによってこの力４００に反作用する。周知のように、力は、質量掛ける加速度に等しい。矢印４００によって表す力は、４２０によって表す同等な反力を生じ、それがデッキまたはディスクドライブをその質量、慣性および境界条件に依って動かす。このアクチュエータは、比較的軽質量で、大きな加速度を受ける。ディスクドライブ１００のベースおよび残りは、アクチュエータ組立体１２０より遙かに大きな質量を有する。ベースの質量がアクチュエータの質量より大きいので、この反力は、ベースに小さな加速度しか生じない。ベースの運動も小さいだろう。この発明の背後のアイデアは、ディスクドライブ１００上に慣性リング５００を置き、ディスクドライブ１００の質量および慣性を増し、従って、ベースの加速度または運動を小さくすることである。この慣性リングとベースまたはカバーの間の減衰境界面がベースのアクチュエータに関する加速度または運動を更に減少するかも知れない。
【００２１】
ディスクドライブ１００に掛る力は、性質が回転的で、従って、このディスクドライブを図４に参照数字４１０で描く重心軸周りに回転させようとする。慣性リング５００は、重い材料の殆どをディスクドライブ１００の周辺の方へ外に置いて、これがディスクドライブ１００の慣性モーメントを増すように設計してある。ディスクドライブ１００のような質量に回転力を加えるとき、トルクまたはある距離に力が生ずる。トルクは、物体の慣性掛ける角加速度として表してもよい。これは、ニュートンの第二法則の回転解釈である。
数学的には、それを次のように示せる：
Ｔ＝Ｊ×α
但し、
Ｔ＝トルク（アクチュエータシークトルクの反作用）、
Ｊ＝ディスクドライブ慣性、および
α＝軸線４１０（それはスピンドルおよびアクチュエータの軸線に平行）周りのディスクドライブの角加速度。
【００２２】
それで、与えられたシークトルクに対して、角加速度αは、ディスクドライブ１００の慣性が増加すると減少する。言換えると、ディスクドライブ１００の慣性を増すことによって、回転振動指数が減る。この回転振動指数というのは、シャーシに取付けたディスクドライブ１００の角加速度の測定値である。ディスクドライブ１００のような、あらゆる種類の物体の慣性モーメントは、各特定の質量の回転軸から離れる距離の自乗の積分によって決める。それで、慣性モーメントは、質量を回転軸から離して移動すると増える。図４に示すように、軸線４１０は、ディスクドライブの中央にある。実際の回転軸は、異なるモデルのディスクドライブに対して、この特定の場所から幾らか変動するかも知れない。慣性リング５００のアイデアは、二面ある。まず第一に、質量の増加が、ヘッドディスク組立体（“ＨＤＡ”）としても知られる、ディスクドライブ１００の加速度を減少する結果となる。その上、このディスクドライブに加える質量は、ディスクドライブの慣性モーメントを増すように、ディスクドライブの外周に加えるのが好ましい。アクチュエータ１１８がディスクドライブ１００に力を加えるとき、アクチュエータアーム組立体１１８によって生じたトルクを打消すために出来たトルクは、慣性リング５００の質量をディスクドライブ１００の外周４３０の方に置くことによって慣性モーメントが最大になっているので、角加速度が小さいだろう。
【００２３】
ディスクドライブ１００上の力は、必ずしもシーク中に駆動されるアクチュエータ組立体１２０から来なくてもよいことにも注意すべきである。他の力もディスクドライブ１００の作用することができる。例えば、多くの用途で、二つ以上のディスクドライブがラックに取付けてある。そのような用途の一つは、ドライブの冗長アレイ（“ＲＡＩＤ”）用である。ＲＡＩＤ用途では、隣接するドライブが行うシークがドライブ１００に力を生ずるかも知れない。このドライブ１００は、やはり矢印４２０で表すような反力を生じ、質量の増加および慣性モーメントの増加がベースまたはＨＤＡを少ししか動かさないだろう。最終結果は、位置決めが向上し、書込み障害が少ないことである。
【００２４】
図５は、ディスクドライブ１００のもう一つのモデルの分解図を示す。図５に示すディスクドライブ１００のモデルは、図１に示すディスクドライブのモデルとは異なる。図５に示すディスクドライブ１００は、このディスクドライブのベース１１２に取付けた慣性リング５００を含む。慣性リング５００は、１組のファスナを使ってベース１１２に取付けてある。この慣性リング５００は、鋼または亜鉛またはその他の高密度材料のような材料で作ってある。この慣性リングは、酸化物粒子を作らないように処理してもよい。この特別の用途では、慣性リング５００をヘッドディスクエンクロージャの外側に配置してある。このヘッドディスクエンクロージャは、ベース１１２の上に配置したカバー１１４（図１に示す）から生ずる制御環境である。一般的に、ディスク１３４、アクチュエータ組立体１２０およびボイスコイルモータは、このヘッドディスクエンクロージャ内に配置してある。ヘッドディスクエンクロージャは、一般的に封止され、中にこのヘッドディスクエンクロージャ用の補給空気を調達できる通気フィルタがあってもなくてもよい。アクチュエータ組立体１２０、ディスク１３４並びにボイスコイルモータ１３０，１３１および１２８は、図５には示さないが、図１に示す。
【００２５】
図６は、ディスクドライブ１００のベースに取付けた慣性リング５００の等角図である。図６に示すように、慣性リング５００は、ねじまたはその他の適当なファスナ（図６には図示せず）を受ける孔を備える。これらのファスナ（締着具）を使って慣性リング５００をディスクドライブ１００のベース１１２に取付ける。この慣性リング５００の孔が、参照数字５１０，５１２，５１４，５１６，５１８および５２０によって示されている。この慣性リングをカバー１１４とベース板１１２の間にはさんでもよいことにも気付くべきである。言換えれば、慣性リング５００は、カバー１１４がベース１１２と封止するように係合して密封したヘッドディスクエンクロージャを作り、一方同時に、慣性リング５００をディスクドライブ１００に固定して取付けるような寸法にできる。この場合、孔５１０，５１２，５１４，５１６，５１８および５２０は、ねじ付きでなくてもよいが、ねじ付きファスナに慣性リング５００を通過してベース板１１２のねじ付き孔と係合させるだろう。
【００２６】
図１０は、慣性リング５００をディスクドライブ１００のベース１１２に取付けるもう一つの方法を示す。この実施形態では、減衰要素１０００がベース１１２と慣性リング５００の間に置いてある。減衰要素１０００は、図示の別個の要素に限定されない。この減衰要素は、減衰特性を有する接着剤または慣性リング５００をディスクドライブ１００のベース１１２がカバー１１４に締結するために使う粘弾性テープでもよい。粘弾性テープのような、減衰要素１０００を使うと、この減衰要素がベースまたはカバーと慣性リング５００の間の運動によって生ずる剪断効果のためにエネルギーを消散するので、書込み誤差の点で性能が良くなる。
【００２７】
図７は、特定のディスクドライブ１００に対するマイクロメートルでのオンシリンダ限界を減少するときの慣性リング５００の使用のテスト結果を示すグラフである。このグラフ７００は、ディスクドライブでの書込み指令当りの平均書込み障害数である。言換えると、もし、ディスクドライブが書込み動作を行うように指令され、１００％の書込み障害があったとすると、それは、このディスクが行うように指令されたどの書込み動作に対しても、１回の書込み障害が起ることを意味する。グラフ７００のＹ軸７１０は書込み障害の百分率を表す。Ｘ軸７２０は、このディスクドライブのために設定したオンシリンダ限界を表す。“オンシリンダ限界”という用語は、変換器を配置することが許容される、トラック中心から離れる距離と定義される。各トラックは、中心を有し、変換器は、理想的には書込み動作中そのトラックの中心の上を浮動する。実際問題として、変換器を常にトラックの中心上に維持することは困難であり、従って、トラックの中心を離れる距離のマイクロメートルでの測定を行う。与えられたトラック幅に対して、変換器は、書込み中このトラック中心を離れることができ、それでも書込み障害を発生しない。変換器ヘッドがこのオンシリンダ限界の外に出たとき、書込み障害が起る。書込み障害は、書込みの閾値を超え、書込みが禁止されるところである。図７に示す平均書込み障害のグラフ７００には、多数のオンシリンダ限界が示してある。各オンシリンダ限界に対して、慣性リング５００なしでの書込み障害の百分率を表す第１バーと慣性リング５００を使ったときのドライブの慣性リングの百分率を表すもう一つのバーがある。例えば、慣性リング５００なしの０．４０９のオンシリンダ限界で、バー７３２が表す書込み障害の百分率は、約２０％である。慣性リング５００を使うと、この書込み障害の百分率は、約３％に低下する。オンシリンダ限界を０．３５１μｍに減少すると、バー７４２が表す書込み障害の百分率は、約４０％であり、一方慣性リング５００を使うときの書込み障害の百分率は、２０％以下に低下する。オンシリンダ限界が０．２９２μｍに低下すると、慣性リングなしに起る書込み障害の百分率は、約８０％に増加する。言換えると、書込み指令中の時間の８０％は、変換器が０．２９２μｍの外側またはオンシリンダ限界の外側を通過する。この場合、書込み障害が起る確率が高い。これは、バー７５０で表すように、慣性リングを使うことによって劇的に減少する。慣性リングが適所にあっての書込み障害の百分率は、約３０％に低下する。μｍでのオンシリンダ限界が０．２３４μｍに低下するとき、書込み障害の百分率は、慣性リング５００を使わないとき１５０％に飛上がる。慣性リング５００を使うと、書込み障害の百分率を、図７のグラフ７００でバー７６０によって表すように、約５０％に低下する。μｍでのオンシリンダ限界の減少は、特定のモデルのディスクドライブに対し時間が経つとトラック幅が減少することを表すことに気付くべきである。トラック幅を減少することによって、トラック密度が増え、ディスクドライブ１００に記憶できるデータ量が増加する。それで、図７を見ることによって、もし慣性リング５００を使わなければ、特定のディスクドライブに対する書込み障害の百分率が劇的に増えることが分る。また、図７は、慣性リングを使うと、書込み障害の百分率が低い百分率に入ることを示す。図７は、ディスクドライブの設計が益々薄いトラックまたは益々高い密度になると、慣性リングの使用が更に猛烈に必要であろうことも表す。
【００２８】
図８は、慣性リング５００のもう一つに実施形態を示す。図８に、図１からのカバー１１４を下から示す。この慣性リング５００は、カバーに取付けてある。慣性リング５００は、カバー１１４に接着剤若しくは粘弾性テープを使って取付け、または他の方法でねじ止若しくは締結できることに気付くべきである。この特別の場合、これは、慣性リング５００をディスクドライブエンクロージャ内に置けることも示す。ディスクドライブエンクロージャの内部に置いた慣性リング５００は、粒子を発生してディスク・クラッシュを生じないように処理またはそのような材料で作らねばならないことに気付くべきである。
【００２９】
図９に示す、更にもう一つの実施形態では、ベース板１１２またはカバー１１４を一体の慣性リング５００と共に作ることができる。この特別の場合、ベース板を基本的に第１密度の材料並びに第２密度の材料で作る。この第２密度の材料は、カバー１１４かベース１１２でディスクドライブ１００の外周４３０の方に置く。慣性リング５００は、別々のときでも、一般的にベース板１１２またはカバー１１４またはディスクドライブ１００を作るために使う他の材料より遙かに高密度の材料で作ることにも気付くべきである。
【００３０】
有利なことに、この慣性リングは、磁気ディスク装置のボイスコイルモータに対する駆動反力からの振動を減少する。言換えると、付加質量およびディスクドライブの外周に近いこの質量の位置がそれをこれらの反力に影響され難くする。ディスク上の第１トラックからディスク上の目標トラックまでのシーク後の整定特性が向上する。ディスクドライブのトラック追従動作も向上する。ディスクドライブは、ボイスコイルモータのようなドライバを使うコース補正を行う何れかの種類のサーボ制御の下にあるとはいえ、アクチュエータ組立体とベースの間の相対運動が少ない。この解決策も静的である。言換えると、慣性リングがディスクドライブの残りの部分に関して実質的に動かない。その結果、ディスクドライブは、その耐用年数中より信頼できる。製造中のディスクドライブへの慣性リングの付加は、現在の組立て手法を使って容易に対応できる。
【００３１】
図１１は、コンピュータシステムの概略図である。有利なことに、この発明は、コンピュータシステム２０００で使うために打って付けである。コンピュータシステム２０００は、電子システムまたは情報取扱いシステムと呼んでもよく、中央処理ユニット、メモリおよびシステムバスを含む。この情報取扱いシステムは、中央処理ユニット２００４、ランダムアクセスメモリ２０３２、そして中央処理ユニット２００４とランダムアクセスメモリ２０３２を通信するように結合するためのシステムバス２０３０を含む。情報取扱いシステム２００２は、上に説明したランプ（ramp）を含むディスクドライブ装置を含む。この情報取扱いシステム２００２は、入出力バス２０１０および幾つかの装置も含んでよい。２０１２，２０１４，２０１６，２０１８，２０２０および２０２２のような、周辺装置をこの入出力バス２０１０に取付けてもよい。周辺装置は、ハードディスクドライブ、光磁気ドライブ、フレキシブルディスクドライブ、モニタ、キーボードおよびその他のそのような周辺機器を含んでもよい。どの種類のディスクドライブも、上に説明したような、スライダをディスク表面に積卸しするための方法を使ってもよい。
【００３２】
（結論）
結論として、ディスクドライブ１００は、ベース１１２およびこのベース１１２に回転可能に取付けたアクチュエータ１２０を含む。アクチュエータ１２０は、第１端および第２端を有する。ボイスコイル１２８がアクチュエータ１２０の一端に取付けてある。変換器１５０がアクチュエータ１２０の他端に取付けてある。磁石１３０，１３１がベース１１２に取付けてある。磁石１３０，１３１およびボイスコイル１２８がアクチュエータ１２０を駆動するためのボイスコイルモータを形成する。慣性リング５００がディスクドライブ１００の慣性モーメントを増すためにベース１１２に取付けてある。慣性リング５００は、ベース１１２に関して固定してある。一実施形態では、ディスクドライブ１００は、カバー１１４も含む。慣性リング５００は、カバー１１４を介してベース１１２に取付けてある。この慣性リングは、ベース１１２と一体に作ってもよい。ベース１１２は、第１の材料で作り、慣性リング５００は、第２の材料で作ってある。この第１材料は、第１密度を有し、第２材料は、第２密度を有する。慣性リング５００をベース１１２に取付けるために減衰材料を使ってもよい。慣性リング５００は、大抵の材料がディスクドライブ１００の外周近くに位置するように作ってある。慣性リング５００は、ディスクドライブの慣性モーメントを増しまたは最大化するように作ってある。慣性リング５００は、ベース１１２とカバー１１４の間のディスクドライブ１００の空隙を満たすように作ってもよい。
【００３３】
ディスクドライブ１００は、ベース１１２およびこのベース１１２に回転可能に取付けたディスク１３４を含む。このディスクドライブは、上記ベース１１２に回転可能に取付けたアクチュエータ組立体１２０およびこのアクチュエータ組立体を動かすための装置１２８，１３０，１３１も含む。カバー１１４がベース１１２に取付けてある。カバー１１４とベース１１２の組合せが、ディスク１３４、アクチュエータ組立体１２０およびこのアクチュエータ組立体１２０を動かす装置を収納するためのディスクエンクロージャ１１２，１１４を形成する。慣性リング５００がベース１１２およびカバー１１４の慣性モーメントを増すためにこのディスクエンクロージャに取付けてある。慣性リング５００は、カバー１１４またはベース１１２に取付けてもよい。慣性リング５００は、カバー１１４より高密度またはベース１１２より高密度の材料で作ってもよい。慣性リング５００は、ベース１１２またはカバー１１４と一体に作ってもよい。慣性リング５００は、その材料がベース１１２および取付けたカバー１１４の周辺近くに位置するように作ってもよい。その上、慣性リング５００は、カバー１１４に取付け、ディスクと取付けたの間の空隙をその材料が満たすように作ってもよい。
【００３４】
一般的に、この発明のディスクドライブ１００は、ヘッドディスクエンクロージャ、およびこのヘッドディスクエンクロージャに取付けた、ヘッドディスクエンクロージャの慣性を増すための装置を含む。
【００３５】
上記の説明は、例示的であることを意図し、限定的であることを意図しないことを理解すべきである。上記の説明を吟味すれば、当業者には多くの他の実施形態が明白だろう。従って、この発明の範囲は、前記の請求項を、そのような請求項が権利のある均等物の全範囲と共に参照して決めるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  多重ディスクスタックを有するディスクドライブの分解図である。
【図２】  ディスクドライブのアクチュエータ軸受カートリッジおよびアクチュエータアームの分解図である。
【図３】  ディスクドライブのアクチュエータ軸受カートリッジおよびアクチュエータアームの断面図である。
【図４】  アクチュエータの駆動力を表す第１矢印およびベースおよびそれに取付けたディスクの反力を示す第２矢印を有する、ディスクドライブの概略平面図である。
【図５】  ディスクドライブの慣性リングおよびベースの分解等角図である。
【図６】  ディスクドライブのベースに取付けた慣性リングの等角図である。
【図７】  慣性リング付きおよび慣性リングなしの種々のディスクドライブのテスト結果を示すグラフである。
【図８】  慣性リング５００を取付けた、図１からのカバー１１４の底面図である。
【図９】  一体の慣性リングをディスクドライブのベースに有するディスクドライブの等角図である。
【図１０】  ディスクドライブの慣性リング、減衰部材、およびベースの分解等角図である。
【図１１】  コンピュータシステムの概略図である。
【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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【図１１】
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