JP2009009670A - 磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構およびこれを用いる検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
磁気ヘッドの交換作業の自動化をすることが可能な磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構およびこれを用いる検査装置を提供することにある。
【解決手段】
この発明は、ヘッドクランプ台の上部からヘッドクランプ台に磁気ヘッドアッセンブリを取付基部を載置すればばねの付勢でクランプすることができる。これにより、ヘッドクランプ台の位置に磁気ヘッドアッセンブリを取付基部をハンドリングロボット等で搬送すればよく、取付基部の位置決めもその取付孔の位置を位置決めピンの位置座標に対応させればよい。
【選択図】 図１

Description

この発明は、磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構およびこれを用いる検査装置に関し、詳しくは、磁気ヘッドアッセンブリ（磁気ヘッド＋サスペンションスプリング）がヘッドクランプ台に装着された磁気ヘッドの検査装置あるいは磁気ディスクの検査装置において、磁気ヘッドアッセンブリの交換作業の自動化をすることが可能な磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構に関するものである。

最近においては、磁気ディスクの高密度化が進み、現在では数百ギガオーダのハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）が主流となってきている。このような磁気ディスクの高記録密度化に伴い、磁気ヘッドの浮上量は低下してきている。
最近では、１５ｍｍ〜２０ｍｍ程度のサスペンションスプリングの先端に０．数ｍｍ〜１ｍｍ角程度の大きさのスライダが付き、薄膜磁気ヘッドとディスクの間隔は、数ｎｍ〜十ｎｍの距離までに接近してきている。
このようなＨＤＤの情報記録媒体としての磁気ディスクと、ＨＤＤにおいてデータの読み書きを行う磁気ヘッド（磁気ヘッドアッセンブリ）とは、製造段階でそれぞれの検査装置により精密な性能検査が行われている。
また、ＨＤＤは、現在では自動車製品や家電製品、音響製品の分野にまで浸透し、２．５インチから１．８インチに、さらには１．０インチ以下のハードディスク駆動装置が各種製品に内蔵され、使用されている。それによりＨＤＤの低価格化と大量生産化の要請がある。そのため、磁気ヘッド検査装置にあっても多量の磁気ヘッドを効率よく検査でき、かつ、検査装置を小型化せよとの要請がある。
磁気ディスクあるいは磁気ヘッドの検査効率を向上するために、複数の検査デッキを設けて検査デッキ間で磁気ヘッドからの信号を分配しあるいは切換えて処理をする検査装置はすでに公知である（特許文献１，２）。
特開２００１−５２３１９号公報 特開２００６−１７９１０７号公報

従来の磁気ヘッド検査装置は、１キャリッジに、１スピンドルあるいは２スピンドルであり、各スピンドル対応に１測定部という構成を採っている。そして、磁気ヘッドは、磁気ヘッドアッセンブリ単位で検査終了後に検査対象となる新しい磁気ヘッドアッセンブリと検査済みのものとが交換される。この場合の交換は、現在のところ人手による手作業となっている。
磁気ヘッドの交換中はテストは中止され、磁気ヘッドからの読出信号を受ける測定部はテスト待ち状態に入る。そのため、磁気ヘッドアッセンブリ（磁気ヘッド）の検査効率が落ちる。一方、磁気ヘッドアッセンブリは小さくなり、ヘッドキャリッジのアームの先にあるヘッドクランプ台へ取付孔（突起孔）を介して行う取付作業、そこからの取外作業の作業性はよくない。そのため、ヘッド検査のスループットは、この磁気ヘッドアッセンブリの交換作業に左右されてしまうと言っても過言ではない。

そこで、磁気ヘッドアッセンブリの交換作業を自動化することが考えられるが、ハンドリングロボット等により磁気ヘッドアッセンブリをトレイ（あるいはパレット）から取出してヘッドキャリッジのヘッドクランプ台へ自動的に位置付けて取付け、そこから自動的に取外しを行うには、ハンドリングロボットに高い位置決め精度が要求される。
しかも、ヘッドクランプ台と磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構は、ヘッドアクセスの場合の移動質量やヘッドロードと関係しているので自由に設計し、変更することが実際上は難しい。特に、自動化に際してはハンドリングロボットとヘッドクランプ台との磁気ヘッドアッセンブリの受渡し動作とクランプ動作は、現在あるばねによるクランプ動作あるいはその機構を前提として解決していかなければならない問題がある。
以上の問題は、磁気ディスク検査装置の磁気ヘッドアッセンブリの交換をする場合にも当てはまる。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、磁気ヘッドの検査装置あるいは磁気ディスクの検査装置において、磁気ヘッドの交換作業の自動化をすることが可能な磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構およびこれを用いる検査装置を提供することにある。

このような目的を達成するためのこの発明の磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構およびこれを用いる検査装置の特徴は、起立する位置決めピンと、ばねと、ヘッドクランプ台に載置された磁気ヘッドアッセンブリの取付基部の磁気ヘッドと反対側の後端部が突当てられる突当部とがヘッドクランプ台に設けられ、位置決めピンに取付孔を嵌合させて取付基部を介して磁気ヘッドアッセンブリをヘッドクランプ台に載置し、位置決めピンを突当部に向かってヘッドクランプ台において垂直な面内でばねの付勢により回動させることで磁気ヘッドアッセンブリを傾いた位置決めピンと突当部との間でクランプするものである。

このようにこの発明にあっては、単に、ヘッドクランプ台の上部からヘッドクランプ台に磁気ヘッドアッセンブリを取付基部を載置すればばねの付勢で位置決めピンを傾かせて突当部との間でクランプすることができる。これにより、ヘッドクランプ台の位置に磁気ヘッドアッセンブリの取付基部をハンドリングロボット等で搬送すれば容易にヘッドクランプ台に載置でき、取付基部の位置決めもその取付孔の位置を位置決めピンの位置座標に対応させれば済む。
この場合、ハンドリングロボットに吸着コレットを設けて、取付基部を吸着コレットに吸着された状態で前記ヘッドクランプ台に載置して吸着を解除するようにすれば、前記磁気ヘッドアッセンブリの前記クランプ時には前記吸着コレットが前記ヘッドクランプ台の上にあって前記吸着コレットによる吸着が解除された状態でクランプすることができる。このことで位置決めクランプの精度を向上させることができる。
その結果、磁気ヘッドの検査装置あるいは磁気ディスクの検査装置において、磁気ヘッドの交換作業の自動化をすることが可能となる。

図１は、この発明の一実施例のリニア方式の場合の磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構の平面図、図２は、ハンドリングロボットに吸着コレットをヘッドクランプ台に載置してクランプする場合の断面説明図、図３は、この発明の一実施例のインライン方式の場合の磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構の側面断面図である。
図１において、１０は、磁気ヘッド検査装置あるいは磁気ディスク検査装置の検査ステージであって、１はヘッドクランプ台、２は、首振り位置決め機構、３は突当ブロック、４は貫通孔（図２（ａ）参照）、５は半球状の突起（図２（ａ）参照）、６はエアシリンダ、７は磁気ヘッドアッセンブリを支持するヘッドアーム（あるいはキャリッジアーム、以下ヘッドアーム）、８は円筒の吸着コレット（図２（ａ），図２（ｂ）参照）、１１は磁気ヘッドアッセンブリ、そして１２は磁気ディスクである。
磁気ヘッドアッセンブリ１１は、磁気ヘッド１１１を先頭に搭載し、根本に取付基部１１２が設けられ、取付基部１１２には取付孔１１３が穿孔されている。
また、ヘッドクランプ台１は、キャリッジアーム７の先端部にボルトねじ等で固定されている。
なお、図１の場合は、磁気ディスク１２に対するヘッドローディングの仕方は、磁気ヘッドアッセンブリ１１の方向が磁気ディスク１２の半径方向（Ｘ軸方向）に一致し、これに沿って行われるリニア方式となっている。

ヘッドクランプ台１には位置決めピン２ａを前後に首を振らせる首振り位置決め機構２が設けられている。なお、ここでの位置決めピン２ａは、図示するように断面が矩形のピンとなっている。
Ｘ軸方向（半径方向）に沿う位置決めがなされた磁気ヘッドアッセンブリ１１を吸着したハンドリングロボット（図示せず）は、首振り位置決め機構２の位置決めピン２ａのＸＹ位置座標を基準にして吸着コレット８を位置決めした後、Ｚ方向に所定量降下することで吸着コレット８によりこの位置決めピン２ａに磁気ヘッドアッセンブリ１１の取付基部１１２の取付孔１１３を容易に嵌合させることができる。それにより、磁気ヘッドアッセンブリ１１をヘッドクランプ台１に載置する。

ヘッドクランプ台１の後部には、突当側面３ａを有する突当ブロック３がヘッドクランプ台１の台座１ａの背後に水平に延びたブラケット部１ｂ（図２（ａ）参照）に載置されボルトねじ等で固定されている。突当ブロック３は、起立したブロックで、磁気ヘッドアッセンブリ１１の取付基部１１２の後部端面に対応する先頭位置に水平に突当側面３ａが突出している。
ブラケット部１ｂは、キャリッジアーム７にボルト結合されて支持され、これによりヘッドキャリッジにヘッドクランプ台１が支持される。
磁気ヘッドアッセンブリ１１の取付基部１１２は、取付孔１１３と位置決めピン２ａとを嵌合させて台座１ａに載置される。台座１ａには取付基部１１２が載置される凹部５０ｃ（図２（ａ）参照）が設けられている。
首振り位置決め機構２により位置決めピン２ａが垂直面内で図面時計方向に回動して後側に首を振ることで磁気ヘッドアッセンブリ１１の取付基部１１２を後ろへと移動させて、磁気ヘッドアッセンブリ１１の取付基部１１２の背面を突当側面３ａに突き当てる。これにより、図２（ｂ）に示すように、磁気ヘッドアッセンブリ１１は、傾斜した位置決めピン２ａと突当側面３ａとの間で位置決めされるとともにクランプされる。
このとき、磁気ヘッドアッセンブリ１１の取付基部１１２の上部に吸着コレット８があって、これと台座１ａ（図２（ａ），（ｂ）参照）との間で挟まれた状態で吸着コレット８が磁気ヘッドアッセンブリ１１の取付基部１１２を案内する役割を果たしながら、磁気ヘッドアッセンブリ１１が位置決めクランプされる。これにより位置決め精度が向上する。
突当側面３ａは、真中に矩形の切欠き３ｂが設けられ、２点で磁気ヘッドアッセンブリ１１の取付基部１１２を押さえる。これに対して断面が矩形の位置決めピン２ａも２点で取付孔１１３と係合し、取付基部１１２は、前後２点で押圧されて精度の高い位置決めがなされる。

図２（ａ）の断面図に示すように、台座１ａは貫通孔４により内部が空洞となっていて、首振り位置決め機構２は、位置決めピン２ａと、前記の空洞に設けられた揺動レバー２ｂ、軸ピン２ｃ、そしてコイルばね５ｄとからなる。揺動レバー２ｂの頭部に位置決めピン２ａが植設されて、ヘッドクランプ台１に設けられた貫通孔４に逆Ｔ字型の揺動レバー２ｂが縦に貫通して貫通孔４の孔４ａから位置決めピン２ａの先端部が上部へと頭を出している。揺動レバー２ｂは、貫通孔４の途中で軸ピン２ｃで前後に首振り回動するように軸支されている。
逆Ｔ字型の揺動レバー２ｂの下側端部２ｅは、水平方向に両側に延びていて、後部側は、ブラケット部１ｂの下面との間に圧縮されたコイルばね２ｄが装填されている。このコイルばね２ｄにより位置決めピン２ａは、垂直面内で後側に回動して首を振るように付勢されている（図２（ｂ）の側面断面図参照）。
コイルばね２ｄの位置に対応して揺動レバー２ｂの下側端部２ｅの裏面側には、半球状の突起５が設けられ、この突起５にエアシリンダ６（図１参照）の前進した進退ロッド６ａが接触し、コイルばね２ｄは圧縮された状態にある。この状態で位置決めピン２ａは垂直状態に維持され、図２（ａ）の側面断面図に示すように、正規の座標位置に位置決めされ起立している。このときエアシリンダ６は前進駆動状態にある。

エアシリンダ６が後退駆動されると、位置決めピン２ａは、コイルばね２ｄの付勢により、図２（ａ）の側面断面図の状態から図面時計方向に首振り回動をして図２（ｂ）の側面断面図の状態になる。この状態が磁気ヘッドアッセンブリ１１の位置決めクランプ状態である。このときのクランプは、従来のクランプ機構と同様にコイルばね２ｄの弾性力による。
その結果、エアシリンダ６の進退駆動で、ヘッドクランプ台１に載置された磁気ヘッドアッセンブリ１１のコイルばね２ｄによる位置決めクランプとその解除とができる。
なお、エアシリンダ６によるクランプとその解除は制御部（図示せず）によりエアシリンダ６の駆動とその解除により行われる。また、磁気ヘッド１１１は、ヘッドクランプ台１に仰向けにクランプされているので、図２（ａ），図２（ｂ）に示すように、ヘッドキャリッジにより磁気ディスク１２の裏面側に磁気ヘッド１１１がロードされる。
一方、磁気ディスク１２の表面側に磁気ヘッド１１１をロードする場合には、前記の状態でヘッドクランプ台１に磁気ヘッドアッセンブリ１１１をクランプした後にキャリッジアーム７あるいはヘッドクランプ台１を１８０゜反転させることで可能である。

図３（ａ），（ｂ）は、図１および図２（ａ）にそれぞれ対応する説明図であって、磁気ヘッドアッセンブリの方向を磁気ディスク１２の円周に沿わせるインライン方式のものである。
インライン方式では通常はランプロードとなるので、磁気ヘッドが磁気ディスク１２の面から待避したところにヘッドクランプ台１が移動している。
そこで、ヘッドの位置決めクランプとその解除がこの待避した位置で行われる。そのため、図１のキャリッジアーム７は、図３（ａ）の平面図にキャリッジアーム７ａとして示すように、クランク状に９０゜折れ曲がっている。なお、７０は、ヘッドキャリッジである。
キャリッジアーム７ａは、この例では、台座１ａに側面で直接結合されていて、これと一体的に形成されている。図３（ｂ）に示されるように図１の背後に水平に延びたブラケット部１ｂは長く延びておらず、キャリッジアームには結合されていない。
なお、図３（ａ）に示す１１４は、磁気ヘッド１１１に接続される電気的な配線としてのフレキシブル印刷配線基板である。
エアシリンダ６は、磁気ヘッドアッセンブリ１１１の磁気ヘッド１１の先の延長線上の下側でヘッドキャリッジ７０を固定するフレーム（図示せず）に取付けられている。
図２（ａ），（ｂ）に示す突起５は、図３（ｂ）に示されるように、キャリッジアーム７ａに下側で揺動レバー２ｂの下側端部２ｅの先端側（図面右側）に設けられ、エアシリンダ６がこれに対向して磁気ヘッドアッセンブリ１１の下側に水平に配置されている。
その他の構成は図１のものと同じである。エアシリンダ６が後退駆動されたときには、図２（ｂ）と同様な姿勢となって、位置決めピン２ａが回動し、磁気ヘッドアッセンブリ１１は、傾斜した位置決めピン２ａと突当側面３ａとの間で位置決めされるとともにクランプされる。

以上説明してきたが、実施例の吸着コレットは円筒であるが、コレットは矩形筒のコレットであってもよく、円筒に限定されない。
また、実施例では、吸着コレットにより磁気ヘッドアッセンブリを磁気ヘッドが上となる仰向けにトレイに収納して、磁気ヘッドが上となるようにヘッドクランプ台にセットするようにしているが、この発明は、逆に吸着コレットにより磁気ヘッドアッセンブリを磁気ヘッドが下となる俯せにトレイに収納して、磁気ヘッドが下となるようにヘッドクランプ台にセットするようにしてもよい。この場合には、取付孔の突起が上側となるので、ヘッドクランプ台１の吸着コレット８が上部に待避するか、コレット８の吸着孔は位置決め移動できるように大きなものとするとよい。
なお、この明細書および特許請求の範囲におけるトレイはパレットを含むものであり、容器一般を意味するものとする。

図１は、この発明の一実施例のリニア方式の場合の磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構の平面図である。 図２は、ハンドリングロボットに吸着コレットをヘッドクランプ台に載置してクランプする場合の断面説明図である。 図３は、この発明の一実施例のインライン方式の場合の磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構の側面断面図である。

符号の説明

１…ヘッドクランプ台、２…首振り位置決め機構、
３…突当ブロック、４…貫通孔、
５…半球状の突起、６…エアシリンダ、７…ヘッドアーム、
８…吸着コレット、１０…検査ステージ、
１１…磁気ヘッドアッセンブリ、１２…磁気ディスク
１ａ…台座、２ａ…位置決めピン、３…突当ブロック、３ａ…突当側面、
１１１…磁気ヘッド、１１２…取付基部、
１１３…位置決め用の取付孔。

Claims (6)

1. 位置決め用の取付孔を取付基部に有する磁気ヘッドアッセンブリをヘッドキャリッジのヘッドクランプ台に前記取付孔を介して前記取付基部を載置して位置決めクランプをする磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構において、
   起立する位置決めピンと、ばねと、前記ヘッドクランプ台に載置された前記磁気ヘッドアッセンブリの取付基部の磁気ヘッドと反対側の後端部が突当てられる突当部とが前記ヘッドクランプ台に設けられ、
   前記位置決めピンに前記取付孔を嵌合させて前記取付基部を介して前記磁気ヘッドアッセンブリを前記ヘッドクランプ台に載置し、前記位置決めピンを前記突当部に向かって前記ヘッドクランプ台において垂直な面内で前記ばねの付勢により回動させることで前記磁気ヘッドアッセンブリを傾いた前記位置決めピンと前記突当部との間でクランプする磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構。
2. 前記ヘッドクランプ台は、前記ヘッドキャリッジのヘッドアームに支持され、前記磁気ヘッドアッセンブリは、吸着コレットに吸着された状態で前記ヘッドクランプ台の上部から前記ヘッドクランプ台に載置され、前記磁気ヘッドアッセンブリの前記クランプ時には前記吸着コレットの吸着が解除されていて前記吸着コレットが前記ヘッドクランプ台上にある請求項１記載の磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構。
3. さらに、前記位置決めピンが頭部に植設された揺動レバーと進退駆動機構とを有し、前記揺動レバーは、前記ヘッドクランプ台に設けられた貫通孔を貫通して前記位置決めピンが貫通孔から頭を出して配置され、前記貫通孔の内部で軸支されて前記ばねにより付勢されて回動するものであり、前記進退駆動機構が前記揺動レバーに係合して前記ばねにより付勢に抗して前記揺動レバーの回動が阻止され、前記係合が解除されて前記揺動レバーの回動が解除される請求項２記載の磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構。
4. 前記位置決めピンは断面が矩形であり、前記突当部の先端は切欠きがある側面となっている請求項３記載の磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構。
5. 請求項１〜４記載の磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構が固定されたヘッドアームを有するヘッドキャリッジにより前記磁気ヘッドアッセンブリにおける磁気ヘッドの検査をする磁気ヘッド検査装置。
6. 請求項１〜４記載の磁気ヘッドアッセンブリのクランプ機構が固定されたヘッドアームを有するヘッドキャリッジにより前記磁気ヘッドアッセンブリにおける磁気ヘッドにより磁気ディスクの検査をする磁気ディスク検査装置。

Images