專利名稱：自旋支架及磁頭/磁盤測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁頭/磁盤測試裝置，特別涉及小型、輕便且廉價的磁頭/磁盤測試裝置。
背景技術(shù)：
作為硬盤驅(qū)動器(Hard Disk Drive；HDD)主要部件的磁頭或者磁盤，是通過磁頭/磁盤測試裝置來進(jìn)行檢查的。另外，所謂磁頭，是指被磁頭萬向組件(Head Gimbals Assembly；HGA)的頂端部分所支撐的滑行讀寫頭中所配備的磁性再現(xiàn)元件與磁性記錄元件的總稱。后面，磁頭及磁盤被簡稱為頭及盤。頭/盤測試裝置是將HGA、或者包括多個HGA的頭組件(Head Stack Assembly；HSA)作為被測對象物來測試頭的特性的裝置。
頭/盤測試裝置主要包括自旋支架、電信號測量裝置以及對它們進(jìn)行控制的控制裝置。自旋支架包括盤旋轉(zhuǎn)裝置與頭定位裝置，用于在高速旋轉(zhuǎn)的盤上對頭進(jìn)行定位。對于這樣的自旋支架的基本原理，例如在日本專利文獻(xiàn)特開平6-150269號公報(圖2B)以及日本專利文獻(xiàn)特開2000-187821號公報(圖1，圖12)中得到了公開。代表性的自旋支架為AgilentTechnologies公司的E5013B；佳能公司的RS-5220U；以及GuzikTechnical Enterprises公司的S1701B等。這些產(chǎn)品在盤旋轉(zhuǎn)裝置中使用空氣軸承/主軸馬達(dá)，在頭定位裝置上使用滾珠螺桿、線形馬達(dá)、伺服馬達(dá)或者壓電元件等驅(qū)動源。另外，這些產(chǎn)品具有用于空氣軸承的氣壓回路。對于這種自旋支架的基本結(jié)構(gòu)，在日本專利文獻(xiàn)特表2002-518777號公報(圖1)以及“Agilent Technologies E5022A/B and E5023A Hard DiskRead/Write Test System Operation Manual 18th Edition”，AgilentTechnologies Inc，2001年6月，p.17-33等中被公開。
例如，E5013B的物理尺寸在包括氣壓回路時為寬度60cm；進(jìn)深78cm；高度102cm。此外，其重量為150kg。其他的自旋支架的物理規(guī)格也與E5013A大致相同。例如，頭的制造測試是使用在工廠中大量設(shè)置的頭/盤測試裝置來進(jìn)行的。因此，在頭的制造工廠中，需要用于設(shè)置頭/盤測試裝置的堅固且寬大的地面。此外，自旋支架即使是單件其價格也達(dá)到了數(shù)百萬日圓。存儲容量的增大及尋道時間的縮短等HDD的性能持續(xù)提高，從而對頭/盤測試裝置所要求的性能也不斷提高。因而頭/盤測試裝置的更新費用也變高。而另一方面，作為被測物的頭的市場價格極低。因此，減少頭測試所產(chǎn)生的費用對于頭制造公司來說是個重要的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于，使自旋支架及磁頭/磁盤測試裝置顯著地減小體積、減輕重量，且使其價格低廉。
本發(fā)明是為了達(dá)成上述目的而完成的，其如下所示。
即，本第一發(fā)明是一種自旋支架，其特征在于，包括使磁盤旋轉(zhuǎn)的磁盤旋轉(zhuǎn)裝置；和可裝卸地支承磁頭，并使所述磁頭至少在所述磁盤的磁道寬度方向移動的磁頭移動裝置；其中，該磁頭移動裝置具有可在微小可動范圍內(nèi)進(jìn)行高精度定位的微細(xì)定位裝置；和將該微細(xì)定位裝置的微小可動范圍設(shè)定在預(yù)定的離散位置上的離散定位裝置。
此外，本第二發(fā)明的特征在于，在本第一發(fā)明的自旋支架中，所述離散定位裝置具有一個旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，并且可以同時實現(xiàn)磁頭在所述磁盤面上與所述磁盤外之間的移動，以及給所述磁盤面上的所述磁頭賦予預(yù)定的傾斜角。
另外，本第三發(fā)明的特征在于，在本第一或本第二發(fā)明的自旋支架中，所述離散位置包括用于裝卸所述磁頭的、使所述磁頭從所述磁盤離開的位置。
此外，本第四發(fā)明的特征在于，在本第一至本第三發(fā)明中任一項的自旋支架中，所述離散定位裝置包括驅(qū)動裝置和在所述離散位置上對由所述驅(qū)動裝置驅(qū)動的可動臺進(jìn)行制動或者固定的裝置。
此外，本第五發(fā)明的特征在于，在本第一至本第三發(fā)明中任一項的自旋支架中，所述離散定位裝置包括驅(qū)動裝置和將由所述驅(qū)動裝置驅(qū)動的可動臺導(dǎo)向所述離散位置并固定的裝置。
另外，本第六發(fā)明的特征在于，在本第一至本第五發(fā)明中任一項的自旋支架中，所述磁盤旋轉(zhuǎn)裝置位于所述磁盤的一面?zhèn)?，所述定位裝置位于所述磁盤的另一面?zhèn)?，所述磁頭被定位在所述磁盤的另一面?zhèn)取?br> 此外，本第七發(fā)明的特征在于，在本第六發(fā)明的自旋支架中，所述磁頭被支承在所述定位裝置的正上方。
此外，本第八發(fā)明的特征在于，在本第一至本第七發(fā)明中任一項的自旋支架中，所述微細(xì)定位裝置包括壓電托架，所述磁頭被支承在所述壓電托架上，以便所述磁頭的間隙中心接近所述壓電托架的中心軸。
另外，本第九發(fā)明的特征在于，在本第一至本第八發(fā)明中任一項的自旋支架中，所述微細(xì)定位裝置包括壓電托架，所述定位對象物被支承在所述壓電托架上，以便包含所述磁頭的所述壓電托架的定位對象物的重心接近所述壓電托架的支承中心點。
此外，本第十發(fā)明的特征在于，在本第一至本第九發(fā)明中任一項的自旋支架中，所述微細(xì)定位裝置包括壓電托架，寫入磁道時的所述壓電托架的托架的位置是從該托架的可動范圍的中心偏移了的位置。
此外，本第十一發(fā)明是一種可裝卸地支承磁頭的自旋支架，其特征在于，包括即使在所述磁頭的裝卸時也繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的動壓軸承馬達(dá)。
此外，本第十二發(fā)明是一種自旋支架，其特征在于，包括動壓軸承馬達(dá)；和檢測由該動壓軸承馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的反電動勢的變化或者磁通密度的變化并生成索引信號的裝置。
此外，本第十三發(fā)明是一種具有動壓軸承馬達(dá)的自旋支架，其特征在于，在所述動壓軸承馬達(dá)的軸承中密封了導(dǎo)電性流體，所述軸承接地。
此外，本第十四發(fā)明的特征在于，本第一至本第十三發(fā)明中任一項的自旋支架由具有防振用凝膠的螺旋彈簧支承。
此外，本第十五發(fā)明是一種磁頭/磁盤測試裝置，其特征在于，包括本第一至本第十四發(fā)明中任一項的自旋支架。


圖1是作為本發(fā)明實施方式的頭/盤測試裝置10的立體圖；圖2是盒800的立體圖；圖3是壓電托架610與滑行讀寫頭510的俯視圖；圖4是盤550上的磁道T與滑行讀寫頭510的磁性再現(xiàn)元件RD及磁性記錄元件WR之間的位置關(guān)系的示意圖；圖5是盤550上的磁道T與滑行讀寫頭510及滑行讀寫頭511之間的位置關(guān)系的示意圖；圖6是壓電托架610與滑行讀寫頭510的俯視圖；圖7是離散定位裝置700的示意圖；圖8是離散定位裝置700的一部分的放大圖；圖9是簡要表示離散定位裝置700的俯視圖；圖10是簡要表示離散定位裝置700的俯視圖；圖11是簡要表示離散定位裝置700的俯視圖；圖12是簡要表示離散定位裝置700的俯視圖；圖13是簡要表示離散定位裝置700的俯視圖；圖14是簡要表示離散定位裝置800的俯視圖；圖15是簡要表示離散定位裝置800的俯視圖；圖16是簡要表示離散定位裝置800的俯視圖；圖17是簡要表示離散定位裝置800的俯視圖；圖18是簡要表示離散定位裝置800的俯視圖；圖19是自旋支架1000的立體圖。
具體實施例方式
根據(jù)附圖所示的實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的實施方式是用于測試頭及盤中的至少一個的頭/盤測試裝置。在圖1中，本實施方式的頭/盤測試裝置10包括自旋支架100、電信號測量裝置110、控制裝置120。電信號測量裝置110是與HGA 500電連接，以測量HGA 500中所具有的頭(圖中未示出)的特性的裝置?？刂蒲b置120是用于控制自旋支架100及電信號測量裝置110的動作的裝置。自旋支架100包括基座200、盤旋轉(zhuǎn)裝置300和定位裝置400。
基座200是鑄造的鋁制臺，具有平面部210和橋部220。橋部220包括懸吊支撐盤旋轉(zhuǎn)裝置300的主軸板(spindle plate)221；和從平面部210直立并支撐主軸板221的板柱222。主軸板221與板柱222可裝卸地進(jìn)行螺釘固定。此外，基座200具有在底面的四個角上支撐基座200的腳230。腳230是兩端具有圓盤形金屬板的螺旋彈簧，并在螺旋彈簧的內(nèi)側(cè)空間具有防振用凝膠。防振用凝膠形成為圓柱或者棱柱的形狀。防振用凝膠的兩端與螺旋彈簧同樣地連接于圓盤形的金屬板。防振用凝膠例如為硅橡膠或者soft estramer等，發(fā)揮著降低共振頻率的截止頻率的效果。其結(jié)果是，腳230在很廣的頻率范圍內(nèi)吸收來自工廠內(nèi)的機器等的外來振動。防振用凝膠的承重小。如后所述由于與以往相比極大地減輕了自旋支架100的整體質(zhì)量，所以可以在自旋支架100中應(yīng)用所述防振用凝膠。
盤旋轉(zhuǎn)裝置300包括流體動壓軸承馬達(dá)310和索引信號發(fā)生器IDX(圖中未示出)，并使盤550向固定的一個方向旋轉(zhuǎn)。此外，盤旋轉(zhuǎn)裝置300能夠以4200rpm、5400rpm以及7200rpm旋轉(zhuǎn)盤550。此外，所述中間的速度還能夠以25rpm的分辨率來實現(xiàn)。另外，所述旋轉(zhuǎn)速度和分辨率只是例示性的列舉，而不是對盤旋轉(zhuǎn)裝置300的轉(zhuǎn)速和分辨率的限制。流體動壓軸承馬達(dá)310與以往使用的空氣靜壓軸承馬達(dá)相比，可以在實現(xiàn)相同剛性的同時減小體積、減輕重量。其結(jié)果是，馬達(dá)的體積及重量約變?yōu)?/40。另外，盤旋轉(zhuǎn)裝置300由于使用了液體動壓軸承馬達(dá)310，因而一旦使盤550旋轉(zhuǎn)之后，該旋轉(zhuǎn)不會停止。以往的頭/盤測試裝置每更換一次頭，即每更換一次HGA，盤的旋轉(zhuǎn)都會停止。而另一方面，盤旋轉(zhuǎn)裝置300即使在HGA 500脫離的時候，也繼續(xù)著盤550的旋轉(zhuǎn)。HGA 500的裝卸除了HGA 500的更換之外，還包括HGA 500的重新安裝。流體動壓軸承馬達(dá)310可以保證大約10萬次的啟動及停止。但是，要求頭/盤測試裝置10在一年間至少可以檢查100萬個以上的HGA 500。例如，如果每更換一次HGA 500就停止及啟動一次流體動壓軸承馬達(dá)310，則頭/盤測試裝置10的壽命為一個月左右。這種頭/盤測試裝置作為測試裝置是不適合的。因此，頭/盤測試裝置10不管HGA 500的裝卸而繼續(xù)盤550的旋轉(zhuǎn)。由此，避免了流體動壓軸承馬達(dá)310的軸接觸，延長了流體動壓軸承馬達(dá)310的壽命。其結(jié)果是，可以將流體動壓軸承馬達(dá)310應(yīng)用于盤旋轉(zhuǎn)裝置300。此外，由于不管HGA 500的裝卸而繼續(xù)盤550的旋轉(zhuǎn)，所以不必注意流體動壓軸承馬達(dá)310達(dá)到期望的轉(zhuǎn)速所需要的時間。因此，可以將流體動壓軸承馬達(dá)310所要求的啟動轉(zhuǎn)矩抑制得很小，從而可以減小流體動壓軸承馬達(dá)310的體積。此外，使在流體動壓軸承馬達(dá)310的軸承內(nèi)密封的流體為導(dǎo)電性流體，并使流體動壓軸承馬達(dá)310的軸承接地，因而不需要用于將旋轉(zhuǎn)軸接地的接地裝置，從而可以使盤旋轉(zhuǎn)裝置300體積小、重量輕。由于沒有從接地裝置產(chǎn)生的振動，因而在測試時產(chǎn)生的機械噪聲也減小了。
然而，流體動壓軸承馬達(dá)310與以往使用的空氣靜壓軸承馬達(dá)不同，其旋轉(zhuǎn)軸只向一個方向突出。在圖1中，流體動壓軸承馬達(dá)310的旋轉(zhuǎn)軸(圖中未示出)朝向下方，在其突出部分上支持著盤550。此外，為了不降低軸的剛性，該突出的旋轉(zhuǎn)軸的長度極小。因此，以往，為生成索引信號而使用的旋轉(zhuǎn)編碼器無法安裝到流體動壓軸承馬達(dá)310上。頭/盤測試裝置10中所使用的索引信號不必像HDD或軟盤驅(qū)動器等那樣與馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸的絕對角度相對應(yīng)，而只要正確地得知馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸的一轉(zhuǎn)(一個周期)即可。因此，索引信號發(fā)生器IDX檢測在流體動壓軸承馬達(dá)310的電樞(圖中未示出)中產(chǎn)生的反電動勢并生成脈沖信號。進(jìn)而，索引信號發(fā)生器IDX通過將該脈沖信號分頻而生成按流體動壓軸承馬達(dá)310的旋轉(zhuǎn)軸的每一轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個脈沖的索引信號。脈沖信號是將流體動壓軸承馬達(dá)310的電樞(圖中未示出)所產(chǎn)生的反電動勢信號與流體動壓軸承馬達(dá)310的電樞(圖中未示出)的某個單相的信號在比較器(圖中未示出)中進(jìn)行比較并進(jìn)行二值化而得到的。如果從流體動壓軸承馬達(dá)的控制電路輸出FG信號，則也可以將該信號用于脈沖信號的生成。當(dāng)然，可以將以往的編碼器與盤一起安裝在馬達(dá)的外部。但是，由于需要附加的結(jié)構(gòu)要素，所以可能會增大自旋支架的大小。
定位裝置400是用于將HGA 500中所具有的滑行讀寫頭510定位到預(yù)定位置的裝置。定位裝置400包括微細(xì)定位裝置600和離散定位裝置700。HGA 500安裝在盒800上。盒800具有可以與微細(xì)定位裝置600進(jìn)行裝卸的結(jié)構(gòu)。這里，在圖2中示出了盒800的放大圖。盒800包括盒板810和用于支承HGA 500的安裝塊820。HGA 500被可裝卸地支承在安裝塊820上。
在圖1中，微細(xì)定位裝置600是將HGA 500在微小可變范圍內(nèi)高精度定位的裝置，其包括壓電托架610。微細(xì)定位裝置600可以在盤550的表面上將滑行讀寫頭510在盤550的磁道寬度方向(與盤550的放射方向相同)上，或者在包括盤550的磁道寬度方向的方向上進(jìn)行定位。這里，在圖3中示出了壓電托架610及HGA 500的俯視圖。在圖3中，HGA 500所具有的滑行讀寫頭510包括磁性再現(xiàn)元件RD及磁性記錄元件WR。壓電托架610包括托架611、壓電元件612、電容傳感器613和彈簧614。托架611是可動臺，其上連接有盒800等的定位對象物。托架611通過圖中未示出的支承裝置來支承HGA 500。在圖中未示出的支承裝置中，包括圖2所述的盒800。托架611的可動方向是壓電托架610的定位方向。電容傳感器613是用于檢測托架611的移動量的傳感器。壓電元件612是由于施加電壓而伸長的元件，是用于使托架611運動的驅(qū)動源。壓電元件612基于由電容傳感器613檢測的實際伸長量而被反饋控制。
這里，盤400上的磁道、磁性再現(xiàn)元件RD及磁性記錄元件WR的位置關(guān)系如圖4所示。磁性再現(xiàn)元件RD的間隙中心點Gr被定位在由磁性記錄元件WR寫入到盤550上的磁道T的中央線LC上，另外，還需要可以從該位置分別向內(nèi)周方向及外周方向移動兩個磁道以上。以往的頭/盤測試裝置在將磁道寫入盤時，將壓電托架的托架定位在托架的可動范圍的中心。此時，壓電托架的托架的可動量需要為測試中所要求的可動量的兩倍以上。另一方面，頭/盤測試裝置10在寫入磁道T時，根據(jù)所需的可動量及可動方向，將壓電托架610的托架611定位到從托架611的可動范圍的中心位置偏移了的位置上。由此，頭/盤測試裝置10使托架611所要求的可動量為所需最小限度。其結(jié)果是，可以使用小型的壓電元件612，從而微細(xì)定位裝置600被小型化。
例如，磁道圖示測量是顯著顯現(xiàn)這種效果的測量項目之一。在磁道圖示測量中，通過滑行讀寫頭510的磁性記錄元件將磁道寫入盤550，然后，通過滑行讀寫頭510的磁性再現(xiàn)元件來測量寫入的磁道的磁強度分布。這里，設(shè)滑行讀寫頭510的讀寫偏移量為f，設(shè)滑行讀寫頭510的讀寫分離量為s，設(shè)滑行讀寫頭510的傾斜角為θ，設(shè)磁道間距為p。此外，磁強度分布的測量范圍在內(nèi)周方向及外周方向上分別為n磁道。此時，托架611所要求的可動量m為m＝m1＝(f·cosθ+s·sinθ+n·p/cosθ)，或者，m＝m2＝(2·n·p/cosθ)。另外，當(dāng)(f·cosθ+s·sinθ)＞(n·p/cosθ)時，m＝m1。此外，當(dāng)(f·cosθ+s·sinθ)≤(n·p/cosθ)時，m＝m2。從上式可知，當(dāng)間隙中心點Gr與磁性記錄元件WR的間隙中心點Gw相同時，可動量m為m＝(2·n·p/cosθ)。
這里，在圖5中示出了磁道圖示測量中的滑行讀寫頭510的動作的示意圖。磁強度分布的測量范圍在內(nèi)周方向及外周方向上分別為兩磁道。此外，使傾斜角θ為0°。圖5所示的滑行讀寫頭510與滑行讀寫頭511具有互為鏡像的結(jié)構(gòu)?；凶x寫頭510及滑行讀寫頭511中的一個為向上型(up-type)的滑行讀寫頭，而另一個為向下型(down-type)的滑行讀寫頭?；凶x寫頭511與滑行讀寫頭510相同，通過壓電托架610的作用而被定位。滑行讀寫頭510分別被定位于各不相同的位置A、B、C。滑行讀寫頭510在內(nèi)部包括顯示為四角形的磁性記錄元件WR和顯示為圓形的磁性再現(xiàn)元件RD?；凶x寫頭511被定位于各不相同的位置D、E、F?；凶x寫頭511同樣地在內(nèi)部包括顯示為四角形的磁性記錄元件WR和顯示為圓形的磁性再現(xiàn)元件RD。其中，滑行讀寫頭511中的磁性記錄元件WR和磁性再現(xiàn)元件RD的配置與滑行讀寫頭510不同。在滑行讀寫頭510及滑行讀寫頭511中，使磁性記錄元件WR與磁性再現(xiàn)元件RD之間的間隔，即讀寫偏移量為f。并且使磁道間距為p。滑行讀寫頭510在位置A上通過磁性記錄元件WR寫入磁道T。然后，滑行讀寫頭510通過磁性再現(xiàn)元件RD一邊掃描從位置B到位置C之間一邊測量磁道T的磁強度。線Lc1及線Lc2位于從磁道T的中心線Lc向內(nèi)周方向及外周方向分別偏離兩磁道(2·p)的位置。此外，滑行讀寫頭511在位置D通過磁性記錄元件WR寫入磁道T。然后，滑行讀寫頭511一邊通過磁性再現(xiàn)元件RD掃描從位置E到位置F之間一邊測量磁道T的磁強度。因此，當(dāng)如以往那樣寫入磁道T時，如果將托架611定位在托架611的可動范圍的中心，則托架611的可動范圍M需要為2m以上。但是，在如上述那樣寫入磁道T時，如果將托架611定位于從托架611的可動范圍的中心位置偏移了的位置，則托架611的可動范圍M只要為m即可。
然而，托架611在被壓電元件612驅(qū)動時，其姿勢傾斜，并且向傾斜的方向移動。因此，產(chǎn)生了定位誤差。HGA 500與壓電托架610離得越遠(yuǎn)該定位誤差就越大。這里，為了說明壓電托架610的定位誤差，參照圖6。圖6是通過壓電托架610而向理想的方向移動了Δ時的HGA 500及滑行讀寫頭510，以及通過壓電托架610而傾斜地移動了Δ的滑行讀寫頭510s(虛線所示)的示意圖。在圖6中，托架611通過圖中未示出的支承裝置而支承HGA 500。在圖中未示出的支承裝置中，包括圖2所示的盒800。在圖6中，滑行讀寫頭510s其姿勢與滑行讀寫頭510相比是傾斜的。點Gr是滑行讀寫頭510的間隙中心。點Grs是滑行讀寫頭510s的間隙中心。點C是托架611的支承中心點。另外，點Gr及點Grs是頭的間隙中心點，也就是滑行讀寫頭510的磁性存儲元件的間隙中心點，或者滑行讀寫頭510的磁性記錄元件的間隙中心點中的任一個。點Gr及點Grs是哪一個間隙中心點由測試方式來決定。此外，所謂支承中心點是，當(dāng)將理想的移動方向的力施加于托架611時，該托架611可以不產(chǎn)生偏移而向理想的方向移動的點。直線α是通過點C，向壓電托架610的理想的定位方向延伸的直線。直線α也被稱為壓電托架610的中心軸。直線αs是通過點C，向壓電托架610的實際的定位方向延伸的直線。直線α與通過間隙中心點Gr的間隙中心線γ正交。直線αs與通過間隙中心點Grs的間隙中心線γs正交。此時，壓電托架610的定位誤差ε可以由ε＝[(L+Δ)·(1-cosφ)+d·sinφ]而求出。另外，φ是直線αs相對于直線α的偏角。L是支承中心點C與間隙中心線γ之間的距離。L還是支承中心點C與間隙中心線γs之間的距離。d是間隙中心點Gr與直線α之間的距離。d還是間隙中心點Grs與直線αs之間的距離。Δ是托架的移動距離。由于偏角Φ及移動量Δ很微小，因而定位誤差ε可以近似為ε＝(d·sinφ)。因此，為了降低壓電托架610的定位誤差，只要減小d即可。
此外，HGA 500通常如圖3或6所示，被支承于從壓電托架610離開的位置上。因此，有時在壓電托架610上施加與定位方向不同方向的力。并且在壓電元件612的反饋控制系統(tǒng)中還有可能產(chǎn)生不必要的振動。該不必要的振動是給微細(xì)定位裝置600的定位精度帶來不良影響的主要原因。因此，最好壓電托架610的定位對象物的重心盡量接近壓電托架610的支承中心點。
因此，本實施方式的自旋支架100使HGA 500盡量接近壓電托架610而來進(jìn)行支承。更詳細(xì)地說，自旋支架100為了縮小距離d如下支承HGA500，即使得滑行讀寫頭510的間隙中心點Gr接近壓電托架610的中心軸(直線α)。此外，自旋支架100為了減少不必要的振動如下支承HGA 500，即使得包括HGA 500的盒800的重心接近點C。
此外，在以往的自旋支架中，有的可以從兩個面方向訪問旋轉(zhuǎn)的盤。這種自旋支架通過一個定位裝置來定位兩個HGA。此時，定位裝置位于比盤邊緣更靠外的一側(cè)，并且HGA被支承在從定位裝置離開的位置。定位裝置與HGA之間的距離越長，就越容易產(chǎn)生頭的定位誤差。另一方面，在圖1中，自旋支架100使一個HGA 500定位在旋轉(zhuǎn)的盤550的下表面，并將HGA 500支承于微細(xì)定位裝置600的正上方，因而其定位性能很高。
圖1所示的離散定位裝置700是用于將微細(xì)定位裝置600定位于預(yù)先確定的離散位置的裝置。由此，離散定位裝置700使滑行讀寫頭510可在盤550的表面上與盤550外之間進(jìn)行移動，此外，可以給盤550表面上的滑行讀寫頭510賦予由測試方式確定的傾斜角θ。這里，在圖7中只示出了離散定位裝置700。此外，在圖8中示出了離散定位裝置700的一部分的放大圖。以下，參照圖7及圖8，進(jìn)行與離散定位裝置700相關(guān)的說明。離散定位裝置700是用于定位到預(yù)先確定的角度的旋轉(zhuǎn)定位裝置。在本實施方式中，離散定位裝置700通過定位到預(yù)先確定的三個角度而將微細(xì)定位裝置600定位到預(yù)先確定的三個位置上。所謂預(yù)先確定的三個位置，是為更換HGA 500而使HGA 500從盤550離開的位置；使滑行讀寫頭510位于盤550表面上的內(nèi)周部附近的位置；以及使滑行讀寫頭510位于盤550表面上的外周部附近的位置。另外，這些位置由測試方式來確定，并不僅限于上述位置。離散定位裝置700包括近似圓筒形的定位銷固定塊710；使定位銷固定塊710旋轉(zhuǎn)的DC馬達(dá)720；固定在定位銷固定塊710上、向水平方向突出的定位銷730；倒L形的定位塊740；使定位塊740水平移動的電磁線圈式的致動器750。
定位銷固定塊710通過多個齒輪760而被DC馬達(dá)720旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，其轉(zhuǎn)速為10rpm左右。另外，定位銷固定塊710為用于支承微細(xì)定位裝置600的可動臺，可以順時針也可以逆時針轉(zhuǎn)動。定位塊740通過連桿770與致動器750相結(jié)合。連桿770被連桿軸771所支承，并以連桿軸771為中心旋轉(zhuǎn)。此外，定位塊740通過彈簧772的力而被向定位銷固定塊710的方向拉伸。因此，定位塊740通常通過彈簧772的力被拉近到定位銷固定塊710的方向。此外，如果致動器750按壓連桿770，則定位塊740從定位銷固定塊710離開。在定位銷固定塊710上設(shè)有大量的螺孔711，使得可以精密地改變定位銷730的位置。定位銷730為圓柱形的銷，其頂端部分為半球形。
離散定位裝置700為了控制定位銷固定塊710的旋轉(zhuǎn)位置而包括被固定于定位銷固定塊710上的傳感器板781；和光傳感器782。光傳感器782是透光型的光斷續(xù)器，是用于檢測是否存在在發(fā)光部與受光部之間遮光的物體的傳感器。傳感器板781是遮光板，當(dāng)定位銷730與定位塊740相對時，其被固定于定位銷固定塊710上，用以對光傳感器782的發(fā)光部與受光部之間進(jìn)行遮光。該遮光狀態(tài)根據(jù)與定位銷固定塊710一起旋轉(zhuǎn)的傳感器板781的位置，時而有效時而無效。
離散定位裝置700的定位如下那樣進(jìn)行。從圖9至圖13是簡要表示離散定位裝置700的俯視圖，是其定位動作的示意圖。以下的說明同時參照了圖7及圖8。圖9是磁性再現(xiàn)元件或者磁性記錄元件被定位在盤550的內(nèi)周部分時的離散定位裝置700的示意圖。在圖9至圖13中，針D(時鐘針形物)示出了磁性再現(xiàn)元件或者磁性記錄元件的定位方向。此外，針D的尖端部分表示磁性再現(xiàn)元件或者磁性記錄元件的間隙中心的位置。定位銷730與定位塊740的壁面相接觸而靜止。此時，光傳感器782被傳感器板781所遮光。當(dāng)磁性再現(xiàn)元件或者磁性記錄元件從盤550的內(nèi)周部被定位到外周部時，首先，定位塊740被致動器750驅(qū)動而從定位銷固定塊710離開，從而松開定位銷730(圖10)。接著，當(dāng)保持定位塊740從定位銷固定塊710離開的狀態(tài)不變而使DC馬達(dá)720工作后，定位銷固定塊710旋轉(zhuǎn)移動(圖11)。于是，光傳感器782的遮光狀態(tài)被解除。此時，定位銷730位于從定位塊749的正面偏離的位置。這里，如果停止致動器750的驅(qū)動，則定位塊740向定位銷固定塊710接近(圖12)。進(jìn)而，如果使定位銷固定塊710旋轉(zhuǎn)移動，則定位銷730與定位塊740的壁面相撞而被制動(圖13)。當(dāng)定位銷730與定位塊740相撞時，光傳感器782處于遮光狀態(tài)。這里，響應(yīng)傳感器而停止DC馬達(dá)。此時，定位銷730由于DC馬達(dá)720的慣性而在短暫的時間內(nèi)繼續(xù)撞向定位塊740。這里，通過電磁力或楔子等來固定定位銷固定塊710的位置。如果使定位銷730和定位塊740的剛性足夠高，則離散定位裝置700不必使用高價的高精度驅(qū)動裝置或者傳感器裝置，就可以實現(xiàn)與那樣同等的高精度的定位性能。此外，用于制動定位銷730的定位塊740還可以使用其他裝置來代替在水平方向上移動的倒L形塊。例如，在圖1中，也可以是在適當(dāng)?shù)臅r候從基座200的平面部210出入的棱柱或者圓柱等。
另外，由于定位銷730只要被固定于離散的位置上即可，所以定位塊740也可以是夾持定位銷730來進(jìn)行固定的形狀。例如，離散定位裝置800也可以使用具有V形槽791的定位塊790來代替定位塊740。使用了定位塊790的離散定位裝置800的定位如下那樣進(jìn)行。圖14至圖18是簡要表示離散定位裝置800的俯視圖，是其定位動作的示意圖。以下的說明同時參照了圖1、圖7及圖8。圖14是磁性再現(xiàn)元件或者磁性記錄元件被定位在盤550之外時的離散定位裝置800的示意圖。在圖14至圖18中，針D(時鐘針形物)示出了磁性再現(xiàn)元件或者磁性記錄元件的定位方向。此外，針D的尖端部分表示磁性再現(xiàn)元件或者磁性記錄元件的間隙中心的位置。定位塊790按壓定位銷730的頂端來固定定位銷730。此時，光傳感器782被傳感器板781所遮光。當(dāng)磁性再現(xiàn)元件或者磁性記錄元件從盤550外被定位到盤的外周部時，首先，定位塊790被致動器750驅(qū)動而從定位銷固定塊710離開，從而松開定位銷730(圖15)。接著，當(dāng)保持定位塊790從定位銷固定塊710離開的狀態(tài)不變而使DC馬達(dá)720工作后，定位銷固定塊710旋轉(zhuǎn)移動(圖16)。于是，光傳感器782的遮光狀態(tài)被解除。此時，定位銷730位于從定位塊790的正面偏離的位置。當(dāng)光傳感器782再次變?yōu)檎诠鉅顟B(tài)時，下一個定位銷730位于定位塊790的大致正面。這里，停止DC馬達(dá)720從而停止定位銷固定塊710的旋轉(zhuǎn)移動。進(jìn)而，當(dāng)停止致動器750的驅(qū)動后，定位塊790向定位銷固定塊710接近(圖17)。由于離散定位裝置800沒有使用旋轉(zhuǎn)編碼器等高精度的旋轉(zhuǎn)位置檢測裝置，因而定位銷730的位置并不限于定位塊790的正前面。位于從定位塊790的正前面偏離的位置的定位銷730的頂端被與定位銷固定塊710接近的定位塊790的V形槽791的斜面導(dǎo)向，從而被定位固定在V形槽791的中心(圖18)。這里，進(jìn)一步通過電磁力或楔子等來固定定位銷固定塊710的位置。與前面所述一樣，如果使定位銷730和定位塊790的剛性足夠高，則離散定位裝置800不必使用高價的高精度驅(qū)動裝置或者傳感器裝置，就可以實現(xiàn)與那樣同等的高精度的定位性能。
在滑行讀寫頭510的測試中，被自旋支架定位的滑行讀寫頭510的傾斜角θ，通常來說實質(zhì)上必須與該滑行讀寫頭510在實際的HDD內(nèi)被定位時的傾斜角相同。因此，對于盤旋轉(zhuǎn)裝置300的旋轉(zhuǎn)軸心與離散定位裝置700的旋轉(zhuǎn)軸心之間的距離，以及離散定位裝置700的旋轉(zhuǎn)軸心與HGA500的滑行讀寫頭510之間的距離，自旋支架100需要在作為測試對象的滑行讀寫頭510被安裝到實際的HDD內(nèi)時，使所述距離相同。正確地說，離散定位裝置700的旋轉(zhuǎn)軸心與HGA 500的滑行讀寫頭510之間的距離就是離散定位裝置700的旋轉(zhuǎn)軸心與滑行讀寫頭5 10的磁性記錄元件的間隙中心點之間的距離，或是離散定位裝置700的旋轉(zhuǎn)軸心與滑行讀寫頭510的磁性再現(xiàn)元件的間隙中心點之間的距離。以往的自旋支架通過使用由線性馬達(dá)驅(qū)動的定位裝置來定位所述兩個距離，從而可以隨時彈性地應(yīng)對各種式樣的頭。由于大量生產(chǎn)測試的頭其種類不會頻繁地變化，因而不需要上述那樣隨時定位。取而代之，自旋支架221可改變在板柱222上的固定位置。另外，安裝塊820可以改變在盒810上的固定位置。再者，盒800可以改變在微細(xì)定位裝置600上的固定位置。測試者可以進(jìn)行所述全部改變。通過自旋支架221的固定位置的改變，可以使得盤旋轉(zhuǎn)裝置300的旋轉(zhuǎn)軸心與離散定位裝置700的旋轉(zhuǎn)軸心之間的距離與實際的HDD內(nèi)的距離相同。此外，通過微細(xì)定位裝置600及盒800以及安裝塊820的固定位置的改變，可以使得離散定位裝置700的旋轉(zhuǎn)軸心與HGA 500的滑行讀寫頭510之間的距離與實際的HDD內(nèi)的距離相同。
然而，滑行讀寫頭具有向上型和向下型兩種。向上型的滑行讀寫頭、或者配有該滑行讀寫頭的HGA被稱為向上頭。向下型的滑行讀寫頭、或者配有該滑行讀寫頭的HGA被稱為向下頭。向上頭用于訪問旋轉(zhuǎn)的盤的下表面，向下頭用于訪問旋轉(zhuǎn)的該盤的上表面。以往的自旋支架具有通過一臺自旋支架來測試向上頭及向下頭的構(gòu)造。例如，某自旋支架具有可以訪問盤的上表面與下表面雙方的雙臂結(jié)構(gòu)。其他的某自旋支架可以使盤向正反兩方向旋轉(zhuǎn)，另外，可以使滑行讀寫頭或者HGA訪問盤的上下兩面。在本實施方式的自旋支架100中，盤的旋轉(zhuǎn)方向和HGA所訪問的盤面被分別固定于一個。因此，為了測試向上頭和向下頭這二者，將特殊化的自旋支架用于各個向上頭與向下頭中。這里，參照圖1與圖19。在圖19中，自旋支架1000具有與自旋支架100相同的結(jié)構(gòu)要素，并且所述結(jié)構(gòu)要素被配置成與自旋支架100成鏡像。在圖1與圖19中，相同的結(jié)構(gòu)要素，各自的參照標(biāo)號的后三位相同。在圖1中，自旋支架100使盤550的旋轉(zhuǎn)方向為逆時針，HGA 500從右側(cè)訪問盤的下表面。而在圖19中，自旋支架1000使盤550的旋轉(zhuǎn)方向為順時針，HGA 500從左側(cè)訪問盤的下表面。例如，用自旋支架100來測試向上頭，用自旋支架1000來測試向下頭。自旋支架100及自旋支架1000可以分別進(jìn)行必要數(shù)量的組合。最佳組合的自旋支架100及自旋支架1000適于大量生產(chǎn)測試。
上述說明的自旋支架及頭/盤測試裝置例如可以進(jìn)行如下變形。
索引信號發(fā)生器IDX只要是不用在流體動壓軸承馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置附加裝置或者機構(gòu)就可以正確地得知流體動壓軸承馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸的一轉(zhuǎn)(一個周期)即可。因此，索引信號發(fā)生器IDX也可以通過霍爾元件等來檢測由在流體動壓軸承馬達(dá)3 10內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的永久磁鐵產(chǎn)生的磁通密度的變化，從而由磁通密度的變化獲得脈沖信號，并通過對該脈沖信號進(jìn)行分頻而生成索引信號。此外，索引信號也可以不對脈沖信號分頻，而是從流體動壓軸承馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn)的期間內(nèi)出現(xiàn)的多個脈沖中提取特定位置的脈沖。
此外，盤旋轉(zhuǎn)裝置300的轉(zhuǎn)速只要可以至少實現(xiàn)一個實際的HDD所采用的旋轉(zhuǎn)速度即可。此外，盤旋轉(zhuǎn)裝置300的轉(zhuǎn)速還可以更快，實現(xiàn)10000rpm或者15000rpm。此外，實現(xiàn)它們的中間速度也可以。另外，使轉(zhuǎn)速單一當(dāng)然最有益于自旋支架100的成本削減。如果自旋支架100的成本降低了，則頭/盤測試裝置10的成本也會下降。
另外，由于在盤旋轉(zhuǎn)裝置300中使用的馬達(dá)只要是使用了動壓軸承的馬達(dá)即可，因而還可以使用空氣動壓軸承馬達(dá)。那時，在上述文章中可以將流體動壓軸承馬達(dá)310替換為空氣動壓軸承馬達(dá)。
另外還有，離散定位裝置700只要可以將微細(xì)定位裝置600的可動范圍定位在離散位置上即可，并不僅限于上述那樣固定了旋轉(zhuǎn)軸心的旋轉(zhuǎn)定位裝置。例如，離散定位裝置700還可以是沒有固定旋轉(zhuǎn)軸心的旋轉(zhuǎn)定位裝置。
如以上詳細(xì)說明的那樣，本發(fā)明的自旋支架包括使磁盤旋轉(zhuǎn)的磁盤旋轉(zhuǎn)裝置；和可裝卸地支承磁頭，并使所述磁頭至少向所述磁盤的磁道寬度方向移動的磁頭移動裝置；其中，該磁頭移動裝置具有可在微小可動范圍內(nèi)進(jìn)行高精度定位的微細(xì)定位裝置；和將該微細(xì)定位裝置的微小可動范圍設(shè)定在預(yù)定的離散位置上的離散定位單元；由于可以將所述磁頭只配置于所述離散位置附近，因而與以往的自旋支架相比可以變得小型化、重量減輕。
此外，由于本發(fā)明的自旋支架即使在磁頭的裝卸時也繼續(xù)動壓力軸承馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)，因而與以往的自旋支架相比，可以變得小型化、重量減輕。
另外還有，由于本發(fā)明的自旋支架包括檢測由動壓軸承馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的反電動勢的變化或者磁通密度的變化并生成索引信號的裝置，因而與以往的自旋支架相比，可以變得小型化、重量減輕。
另外，本發(fā)明的自旋支架由于隨著自旋支架的重量減輕，在支承自旋支架的腳內(nèi)配有內(nèi)置了防振用凝膠的彈簧，因而與以往的自旋支架相比，可以減小隨著自旋支架的小型化、重量減輕而容易受到影響的外部振動。
其結(jié)果是，本發(fā)明的自旋支架與以往的自旋支架相比，其體積及重量降為1/40以下。
權(quán)利要求
1.一種自旋支架，其特征在于，包括使磁盤旋轉(zhuǎn)的磁盤旋轉(zhuǎn)裝置；和可裝卸地支承磁頭，并使所述磁頭至少在所述磁盤的磁道寬度方向移動的磁頭移動裝置；其中，所述磁頭移動裝置具有可在微小可動范圍內(nèi)進(jìn)行高精度定位的微細(xì)定位裝置；和將所述微細(xì)定位裝置的微小可動范圍設(shè)定在預(yù)定的離散位置的離散定位裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的自旋支架，其特征在于，所述離散定位裝置具有一個旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，并且可以同時實現(xiàn)磁頭在所述磁盤面上與所述磁盤外之間的移動，以及給所述磁盤面上的所述磁頭賦予預(yù)定的傾斜角。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自旋支架，其特征在于，所述離散位置包括用于裝卸所述磁頭的、使所述磁頭從所述磁盤離開的位置。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的自旋支架，其特征在于，所述離散定位裝置包括驅(qū)動裝置和在所述離散位置上對由所述驅(qū)動裝置驅(qū)動的可動臺進(jìn)行制動或者固定的裝置。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的自旋支架，其特征在于，所述離散定位裝置包括驅(qū)動裝置和將由所述驅(qū)動裝置驅(qū)動的可動臺導(dǎo)向所述離散位置并固定的裝置。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的自旋支架，其特征在于，所述磁盤旋轉(zhuǎn)裝置位于所述磁盤的一面?zhèn)?，所述定位裝置位于所述磁盤的另一面?zhèn)龋龃蓬^被定位在所述磁盤的另一面?zhèn)取?br> 7.如權(quán)利要求6所述的自旋支架，其特征在于，所述磁頭被支承在所述定位裝置的正上方。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的自旋支架，其特征在于，所述微細(xì)定位裝置包括壓電托架，所述磁頭被支承在所述壓電托架上，以便所述磁頭的間隙中心接近所述壓電托架的中心軸。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的自旋支架，其特征在于，所述微細(xì)定位裝置包括壓電托架，所述定位對象物被支承在所述壓電托架上，以便包括所述磁頭的所述壓電托架的定位對象物的重心接近所述壓電托架的支承中心點。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的自旋支架，其特征在于，所述微細(xì)定位裝置包括壓電托架，寫入磁道時的所述壓電托架的托架的位置是從所述托架的可動范圍的中心偏移了的位置。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的自旋支架，其特征在于，所述自旋支架由具有防振用凝膠的螺旋彈簧支承。
12.一種磁頭/磁盤測試裝置，其特征在于，所述磁頭/磁盤測試裝置包括權(quán)利要求1至11中任一項所述的自旋支架。
全文摘要
本發(fā)明用于提供一種小型的、重量輕且廉價的磁頭/磁盤測試裝置。本發(fā)明的自旋支架的特征在于，包括使磁盤旋轉(zhuǎn)的磁盤旋轉(zhuǎn)裝置；和可裝卸地支承磁頭，并使所述磁頭至少在所述磁盤的磁道寬度方向移動的磁頭移動裝置；其中，該磁頭移動裝置具有可在微小可動范圍內(nèi)進(jìn)行高精度定位的微細(xì)定位裝置；和將該微細(xì)定位裝置的微小可動范圍設(shè)定在預(yù)定的離散位置的離散定位裝置。此外，本發(fā)明的磁頭/磁盤測試裝置的特征在于，包括上述自旋支架。
文檔編號G01M99/00GK1689074SQ0382244
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月20日
發(fā)明者三原隆久, 石本英司, 近藤高史 申請人:安捷倫科技有限公司