JP3195582B2

JP3195582B2 - 記録装置のアクチュエータ

Info

Publication number: JP3195582B2
Application number: JP22193198A
Authority: JP
Inventors: 和夫谷; 瑞明鈴木; 英孝前田; 陽子鈴木
Original assignee: セイコーインスツルメンツ株式会社
Priority date: 1998-08-05
Filing date: 1998-08-05
Publication date: 2001-08-06
Anticipated expiration: 2018-08-05
Also published as: JP2000057719A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ハードディスク
装置などのヘッド部を保持するもので、簡単な構造で製
造精度が良く、製造コストを低減でき、かつ、ヘッド部
の位置決め精度が良好なサスペンションおよびサスペン
ションの製造方法、並びに記録装置のアクチュエータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来のハードディスク装置のサ
スペンションを示す斜視図である。従来のサスペンショ
ン９００は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ：図示省略）
を保持するキャリッジ（図示省略）に取り付けるマウン
トプレート９０１と、マウントプレート９０１に取り付
けたロードビーム９０２と、ロードビーム９０２の先端
に取り付けたフレクシュア９０３とから構成されてい
る。フレクシュア９０３の先端には、テーパフラット形
状のスライダ９０４が取り付けてある。また、スライダ
９０４の側面には、ヘッド部９０５が形成されている。
ロードビーム９０２は、スライダ９０４に負荷荷重を与
える。スライダ９０４は、メディア（図示省略）の回転
によるエアベアリング効果によって、ナノスペーシング
の隙間を持って浮上する。

【０００３】図１０は、図９に示したサスペンション９
００の製造工程概略を示すフローチャートである。ステ
ップＳ１００１では、マウントプレート９０１、ロード
ビーム９０およびフレクシュア９０３の成形を行う。ロ
ードビーム９０２は、打ち抜き成形した後、曲げ加工に
よりサイドレール９２１を形成する。マウントプレート
９０１は、鍛造成形してから予め熱処理を施しておく。
ステップＳ１００２では、マウントプレート９０１、ロ
ードビーム９０２およびフレクシュア９０３をそれぞれ
接合する。これらの接合には、レーザビームによるスポ
ット溶接を用いる。溶接スポットの数と位置は、所望の
負荷荷重に基づき設定する。ステップＳ１００３では、
マウントプレート９０１、ロードビーム９０２およびフ
レクシュア９０３に熱処理を施し、レーザ光による熱影
響を除去し、接合状態を安定化させる。ステップＳ１０
０４では、溶接組み立てしたサスペンション９００の負
荷荷重および寸法の測定を行う。また、測定結果に基づ
いて調整を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のサスペンション９００では、マウントプレート９０
１、ロードビーム９０２およびフレクシュア９０３を接
合組み立てした構成であるから、製造工程が複雑になり
自動化しにくいという問題点があった。また、製造精度
が低下し、製造コストが高くなるという問題点があっ
た。さらに、従来のサスペンション９００では、ポジシ
ョナー（図示省略）からヘッド部５までに複数の部品、
即ちマウントプレート９０１、ロードビーム９０２およ
びフレクシュア９０３が介在するため、装置の振動や非
線形挙動によりヘッド部５の位置決め精度が低下すると
いう問題点があった。

【０００５】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであって、簡単な構造で製造精度が良く、製造コ
ストを低減でき、かつ、ヘッド部の位置決め精度が良好
なサスペンションおよびサスペンションの製造方法、並
びに記録装置のアクチュエータを提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１に係るサスペンションは、ロードビーム
とフレクシュアとを連続一体構造にすると共に、ロード
ビームの厚さとフレクシュアの厚さとを変えることで、
ロードビームとフレクシュアとのそれぞれに所定のバネ
定数を与えるようにしたものである。

【０００７】ロードビームとフレクシュアとを連続一体
構造にし、ロードビームおよびフレクシュアの機能を、
厚みを変えて所定のバネ定数を与えることで実現するよ
うにした。このため、ロードビームとフレクシュアとの
溶接組み立て過程が不要であること、ロードビームのサ
イドレールなどを形成する必要がないこと、から製造が
簡単になり自動化しやすくなる。また、溶接せずに済む
ので熱影響がなく、組み立て工程がないため、サスペン
ションの製造精度が向上する。また、製造が簡単になる
ので、製造コストを低減できる。さらに、ポジショナー
からヘッド部の間の部品を少なくできるから、位置決め
精度が向上する。

【０００８】また、請求項２に係るサスペンションは、
ロードビームとフレクシュアとを連続一体構造にすると
共に、固定部とロードビームとの間にロードビームを走
査方向に揺動する弾性ヒンジ部を設け、ロードビームの
厚さとフレクシュアの厚さとを変えることで、ロードビ
ームとフレクシュアとのそれぞれに所定のバネ定数を与
え、かつ、弾性ヒンジ部の厚さを調整することで当該弾
性ヒンジ部に低バネ定数を与えるようにしたものであ
る。

【０００９】固定部とロードビームとの間に弾性ヒンジ
部を設け、この弾性ヒンジ部のバネ定数を低く設定すれ
ば、この弾性ヒンジ部を境にロードビームを揺動するこ
とができる。ロードビームの揺動は、別途設けたアクチ
ュエータにより行えば良い。このようにすれば固定部か
らロードビームおよびフレクシュアまでを一体かつ連続
にしたので、組み立て部分が少なくなり、製品精度が向
上する。また、固定部から一体に製造できるので、製造
工程を簡略化でき、製品コストを下げることができる。

【００１０】また、請求項３に係るサスペンションの製
造方法は、形状が異なる板を積層して拡散接合すること
でロードビームとフレクシュアとを連続一体に形成する
と共に、フレクシュアの板枚数をロードビームの板枚数
よりも少なくすることで、フレクシュアのバネ定数が低
くなるようにしたものである。

【００１１】ロードビームとフレクシュアとの厚さを、
板状体の枚数で調整するようにした。また、板状体を積
層して一体化する手法として、拡散接合を用いた。拡散
接合によれば板状体の接合界面で粒界移動が生じるか
ら、良好な接合を行うことができる。このようにすれ
ば、難接合材料や異種材料の接合が可能であるから、サ
スペンションの各種機能を持たせることができる。ま
た、積層接合工程が主であり組み立て工程が少ないの
で、製造工程が簡単になり自動化しやすくなる。

【００１２】また、請求項４に係るサスペンションの製
造方法は、ロードビームとフレクシュアとを連続一体と
し、かつ、ロードビーム部分を深く、フレクシュア部分
を浅くした電着母型を有し、電解液中で電着母型と電鋳
金属との間に直流電流を流すことにより、ロードビーム
とフレクシュアとの厚さを変えて当該ロードビームおよ
びフレクシュアのそれぞれに所定のバネ定数を与えるよ
うにしたものである。

【００１３】これは、サスペンションの製造を電鋳によ
り行うものである。電鋳には、電着母型と電鋳金属とを
電解液中に入れて直流電流を流すことにより行う。この
電着母型は、ロードビームおよびフレクシュアの型が彫
られており、ロードビーム部分を深く、フレクシュア部
分を浅くしている。このため、電鋳により製造したサス
ペンションは、ロードビームとフレクシュアとが一体連
続となり、さらに、ロードビームが厚く、フレクシュア
が薄くなる。このようにすれば、ロードビームとフレク
シュアとの間に、異なるバネ定数を与えることができ
る。また、電鋳により製造するので、組み立て工程を省
略できるから、製造工程が単純になる。また、ロードビ
ームとフレクシュアとが一体に成形されるので、製品精
度が向上する。

【００１４】また、請求項５に係る記録装置のアクチュ
エータは、ロードビームとフレクシュアとを連続一体構
造にすると共に、固定部とロードビームとの間にロード
ビームを走査方向に揺動する弾性ヒンジ部を設け、ロー
ドビームの厚さとフレクシュアの厚さとを変えること
で、ロードビームとフレクシュアとのそれぞれに所定の
バネ定数を与え、かつ、弾性ヒンジ部の厚さを調整する
ことで当該弾性ヒンジ部に低バネ定数を与えることでサ
スペンションとし、さらに、圧電素子を備えた梁部を走
査方向に持つ駆動部を、ロードビームまたはロードビー
ムに連結する移動体に対向する位置に設け、梁部を振動
させてロードビームまたは移動体に接触させ、サスペン
ションを、弾性ヒンジ部から走査方向に揺動させるよう
にしたものである。

【００１５】弾性ヒンジ部を境にしてロードビームを走
査方向に揺動させるが、この発明では、前記揺動を梁部
の作用により行うようにした。梁部には、圧電素子が設
けてあり、この圧電素子に高周波電流を流すことで梁部
を振動させることができる。梁部が振動すると、梁部の
先端がロードビームまたはロードビームに連結する移動
体に接触し、この接触による力でロードビームが揺動す
る。梁部を双方向に設けておけば、正逆方向に移動させ
ることができるから、サスペンションの走査が可能にな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。

【００１７】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１に係るハードディスク装置のサスペンションを
示す組立図である。このサスペンション１００は、ロー
ドビーム１とフレクシュア２とを連続一体とした構成で
ある。ロードビーム１とフレクシュア２との間にはくび
れ形状をしたウエスト３が設けてある。また、ロードビ
ーム１は厚くし、フレクシュア２は薄くする。ロードビ
ーム１とフレクシュア２との間に厚さの差を設けること
で、両者のバネ定数が異なるものになる。また、ロード
ビーム１およびフレクシュア２のそれぞれの厚さは、ロ
ードビーム１およびフレクシュア２それぞれの機能に基
づいて設定する。

【００１８】フレクシュア２の先端には、テーパフラッ
ト形状のスライダ４が取り付けてある。また、スライダ
４の側面には、ヘッド部５が形成されている。ロードビ
ーム１とフレクシュア２の上面には、配線パターン６が
絶縁箔を介して形成されている。配線パターン６の端部
には、パッド７が形成され、このパッド７から配線８を
導出してヘッド部５と接続している。ロードビーム１
は、マウントプレート（図示省略）を介してキャリッジ
（図示省略）に取り付けられている。ロードビーム１
は、スライダ４に負荷荷重を与える。スライダ４は、メ
ディア（図示省略）の回転によるエアベアリング効果に
よって、ナノスペーシングの隙間を持って浮上する。

【００１９】図２は、図１に示したサスペンション１０
０を示す組立図である。このサスペンション１００は、
形状が異なる複数の板状体５０（符号５１〜５６・・・
ｎ）を積層して形成される。ロードビーム側は、板状体
５０の枚数を多くして厚くする。一方、フレクシュア側
は、板状体５０の枚数を少なくして薄くする。板状体同
士は、拡散接合により一体化する。拡散接合とは、平滑
面を接触させて高温に保持し、接合界面における原子の
相互拡散により材料を接合する方法をいう。同図に示す
ように、板状体５０を複数枚積層してこれらを高温に保
持すると、クリープ現象が生じて接合界面が形成され、
接合界面の空隙は焼結現象により収縮する。これと共
に、接合界面の結晶粒界が移動し、溶接がなされる。

【００２０】なお、板状体５０の間にインサート材を挿
入して接合するようにしてもよい。また、異種材料を積
層して拡散接合することで、サスペンション１００に各
種の機能を持たせることができる。

【００２１】また、サスペンション１００は、電鋳によ
り製造してもよい。図３は、図１に示したサスペンショ
ン１００を電鋳により製造する場合の説明図である。電
鋳は、電着母型２０１と電鋳金属２０２とを電解液中２
０３に入れ、電着母型２０１および電鋳金属２０２の間
に直流電流を流すことにより行う。この電着母型２０１
には、サスペンション１００の型が形成してある（図中
拡大部参照）。サスペンション型２１０は、ロードビー
ム部分２１１が深く、フレクシュア部分２１２が浅い。
このサスペンション型２１０は、フォトファブリケーシ
ョン技術により形成する。

【００２２】図４は、その製造工程を示す概略説明図で
ある。まず、電着母型２０１’の表面に、サスペンショ
ン１００のうちロードビーム１の形状を持つレジスト膜
２５１を形成する（図中（ａ））。レジスト膜２５１の
形成には、ロードビームパターンを持つフィルムを用い
る。つぎに、エッチングを行いロードビーム１の型（ロ
ードビーム部分２１１）を形成する（図中（ｂ））。続
いて、一旦、レジスト膜２５１を剥離し（図中
（ｃ））、サスペンション１００のうちフレクシュア２
の形状を持つレジスト膜２５２を形成する（図中
（ｄ））。レジスト膜２５２を形成したら、ロードビー
ム１の型（ロードビーム部分２１１）よりも浅くなるよ
うにエッチングを施す（図中（ｅ））。これにより、フ
レクシュア２の型（フレクシュア部分２１２）を形成す
る。そして、レジスト膜２５２を剥離することで、サス
ペンション型２１０が出来上がる。

【００２３】このようにして形成した電着母型２０１を
ヒータ加熱した電解液中２０３に入れ、電着母型２０１
を陰極とし、電鋳金属２０２を陽極として直流電流を流
す。すると、陽極側の電鋳金属２０２が溶けだし、陰極
側の電着母型２０１に析出する。この析出した金属を電
着母型２０１から取り外すと、ロードビーム１およびフ
レクシュア２が一体連続になったサスペンション１００
が出来上がる。また、ロードビーム１を厚く、フレクシ
ュア２を薄くできるので、ロードビーム１とフレクシュ
ア２との間に、異なるバネ定数を与えることができる。

【００２４】また、サスペンション１００は、図示しな
いが、シリコンベースの半導体プロセスにより直接形成
することもできる。

【００２５】図５は、このサスペンション１００をハー
ドディスク装置のアクチュエータ５００に用いた状態を
示す説明図である。回転軸５０１により回転支持したキ
ャリッジ５０２の先端に、サスペンション１００を取り
付ける。キャリッジ５０２の他端には、ＶＣＭ５０３が
設けられている。サスペンション先端のスライダ４は、
メディア５０４に対向する。スライダ４は、メディア５
０４の回転によるエアベアリング効果により浮上する。

【００２６】（実施の形態２）図６は、この発明の実施
の形態２に係るハードディスク装置のアクチュエータ６
００を示す概略構成図である。このハードディスク装置
のアクチュエータ６００は、実施の形態１のサスペンシ
ョン１００に弾性ヒンジ部９を設け、弾性ヒンジ部９を
固定部１０と共に一体成形したものである。固定部１０
は、ハードディスク装置のハウジング（図示省略）内に
固定するか、或はＶＣＭのキャリッジ（図示省略）に取
付けるようにする。サスペンション１００の製造方法
は、上記実施の形態１と略同様であるので説明を省略す
る。弾性ヒンジ部９のバネ定数は、当該弾性ヒンジ部９
の厚さにより調節する。符号１７は、メディアである。

【００２７】ロードビーム１の対向位置には、駆動部１
１が設けてある。駆動部１１には、一端自由他端固定と
した梁部１２が双方向に形成されている（図中拡大部参
照）。梁部１２の形成方向は、ヘッド部５による走査方
向と略同じである。梁部１２は、フォトファブリケーシ
ョン技術を用いて形成する。また、梁部１２には、それ
ぞれ圧電素子１３が展着してある。圧電素子１３は、印
加された電圧に応じて変位を生じ、印加電圧の周波数に
より共振現象を生じさせ、加えられた圧力に応じて電圧
が発生する特性を示す材料である。圧電素子１３には、
圧電定数の高い薄膜ジルコンチタン酸鉛を用いる。ま
た、チタン酸バリウム、ニオブ酸リチウムやジルコンチ
タン酸鉛などを用いても良い。また、圧電セラミックス
の代わりに、傾斜機能材料やリチウムナイオベートを用
いることもできる。

【００２８】圧電素子１３は、薄膜形成プロセスにより
形成する。また、梁部１２に圧電素子１３を接着するよ
うにしてもよい。圧電素子１３は、電源１４から電力の
供給を受ける。制御部１５は、圧電素子１３に印加する
電圧の周波数を制御する。図７に、梁部単位の動作原理
を示す。圧電素子１３に特定周波数の駆動電圧を印加す
ることにより、圧電素子１３が図中矢印Ａ方向に伸縮す
る。この伸縮により、梁部１２が図中矢印Ｂ方向に振動
する。梁部１２が振動すると、梁部１２の先端がロード
ビーム１に接触する。接触方向は、ロードビーム１に対
して垂直でなく、図中矢印Ｃの示す方向である。また、
サスペンション１００は弾性ヒンジ部９にて固定されて
いるから、その横方向の力成分Ｃｈの反力によりサスペ
ンション１００が揺動する。前記特定周波数は、梁部１
２の固有振動数に合致させるのが好ましい。共振周波数
近傍に設定すれば、梁部の最大振幅が得られるからであ
る。

【００２９】駆動部１１とＶＣＭ（図示省略）とを併用
する場合には、サスペンションをキャリッジ（図示省
略）に取り付ける。そして、ＶＣＭによりヘッド部５の
粗動を行い、駆動部１１によりヘッド部５の微動を行
う。また、図８に示すように、サスペンション１００に
移動体接触部１６を形成し、この移動体接触部１６に駆
動部１１を対向配置するようにしてもよい。移動体接触
部１６は、ロードビーム１と一体に形成する。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のサスペ
ンション（請求項１）によれば、ロードビームとフレク
シュアとを連続一体構造にし、ロードビームおよびフレ
クシュアの厚みを変えて所定のバネ定数を与えるように
したので、溶接組み立て過程が不要になるから製造が簡
単になり自動化しやすくなる。また、サスペンションの
製造精度が向上すると共に、製造が簡単になるから製造
コストを低減できる。さらに、ポジショナーからヘッド
部の間の部品を少なくできるから、位置決め精度が向上
する。

【００３１】つぎに、この発明のサスペンション（請求
項２）によれば、ロードビームとフレクシュアとを連続
一体構造にしてすると共に両者の厚みを変えて所定のバ
ネ定数を得、さらに、固定部とロードビームとの間に弾
性ヒンジ部を設け、この弾性ヒンジ部のバネ定数を低く
設定した。このため、この弾性ヒンジ部を境にロードビ
ームを揺動することができる。また、一体連続構造にし
たので、組み立て部分が少なくなり、製品精度が向上す
る。さらに、製造工程を簡略化でき、製品コストを下げ
ることができる。

【００３２】つぎに、この発明のサスペンションの製造
方法（請求項３）によれば、ロードビームとフレクシュ
アとの厚さを板状体の枚数で調整するようにし、拡散接
合により積層した板状体を一体化するようにした。この
ため、良好な接合を行うことができる。また、製造工程
が簡単になり自動化しやすくなる。

【００３３】つぎに、この発明のサスペンションの製造
方法（請求項４）によれば、サスペンションの製造を電
鋳により行うようにしたので、組み立て工程を省略で
き、製造工程が単純になる。また、ロードビームとフレ
クシュアとが一体に成形されるので、製品精度が向上す
る。

【００３４】つぎに、この発明の記録装置のアクチュエ
ータ（請求項５）によれば、梁部の作用により弾性ヒン
ジ部を境にしてロードビームを走査方向に揺動させるよ
うにしたので、フォローイング制御に適したアクチュエ
ータを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係るハードディスク
装置のサスペンションを示す組立図である。

【図２】図１に示したサスペンションを示す組立図であ
る。

【図３】図１に示したサスペンションを電鋳により製造
する場合の説明図である。

【図４】図１に示したサスペンションを電鋳により製造
する場合の製造工程を示す概略説明図である。

【図５】図１に示したサスペンションをハードディスク
装置のアクチュエータに用いた状態を示す説明図であ
る。

【図６】この発明の実施の形態２に係るハードディスク
装置のアクチュエータを示す概略構成図である。

【図７】梁部単位の動作原理を示す説明図である。

【図８】図６に示したハードディスク装置のアクチュエ
ータの変形例を示す概略構成図である。

【図９】従来のハードディスク装置のサスペンションを
示す斜視図である。

【図１０】図９に示したサスペンションの製造工程概略
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１００サスペンション１ロードビーム２フレクシュア３ウエスト４スライダ５ヘッド部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木陽子千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコーインスツルメンツ株式会社内 (56)参考文献特開平５−234295（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−148477（ＪＰ，Ａ) 特開平５−135529（ＪＰ，Ａ) 特開平４−291066（ＪＰ，Ａ) 特開平４−232293（ＪＰ，Ａ) 実開平３−40666（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 21/02 G11B 21/21

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ロードビームとフレクシュアとを連続一
体構造にすると共に、固定部とロードビームとの間にロ
ードビームを走査方向に揺動する弾性ヒンジ部を設け、
ロードビームの厚さとフレクシュアの厚さとを変えるこ
とで、ロードビームとフレクシュアとのそれぞれに所定
のバネ定数を与え、かつ、弾性ヒンジ部の厚さを調整す
ることで当該弾性ヒンジ部に低バネ定数を与えることで
サスペンションとし、さらに、圧電素子を備えた梁部を走査方向に持つ駆動部
を、ロードビームまたはロードビームに連結する移動体
に対向する位置に設け、梁部を振動させてロードビームまたは移動体に接触さ
せ、サスペンションを、弾性ヒンジ部から走査方向に揺
動させるようにしたことを特徴とする記録装置のアクチ
ュエータ。