JP3588720B2

JP3588720B2 - ヘッド支持機構

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Publication number: JP3588720B2
Application number: JP2001221614A
Authority: JP
Inventors: 秀樹桑島
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-07-23
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2021-07-23
Also published as: JP2003036618A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータの記憶装置等として用いられる磁気ディスク等のディスク装置に設けられるヘッド支持機構に関し、特に、磁気ディスク装置においてデータを高記録密度化するために好適なヘッド支持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置に設けられた磁気ディスクに対する記録密度はその高密度化が進んでいる。これに伴い、磁気ディスクにデータの記録再生を行う磁気ヘッドを支持するヘッド支持機構においては、磁気ヘッドを、磁気ディスクに対してより高精度に位置決め可能にすることが要求される。
【０００３】
図１５を参照して従来のヘッド支持機構を説明する。
【０００４】
１０２は、回転駆動される不図示の磁気ディスクに対するデータの記録再生を行う磁気ヘッドである。磁気ヘッド１０２は、サスペンションアーム１０４の一端に支持されている。サスペンションアーム１０４の他方の端部は、回動中心１０８を中心に微小角範囲内で回動可能に支持されている。キャリッジ１０６は、磁気ディスク装置のハウジングに対して固定された軸部材１１０に対して回動可能に支持されている。
【０００５】
キャリッジ１０６には不図示の永久磁石が固定されている。キャリッジ１０６は、ハウジング側に固定された磁気回路１１２の一部である駆動コイル１１４に流す励磁電流を制御することによって、軸部材１１０に対して回動するようになっている。これにより、磁気ヘッド１０２は、磁気ディスクの実質的な半径方向に沿って移動させられる。
【０００６】
キャリッジ１０６とサスペンションアーム１０４との間には、一対の圧電素子１１６Ａ，１１６Ｂが設けられている。２つの圧電素子１１６Ａ，１１６Ｂは、キャリッジ１０６の長手方向に対して、それぞれの長手方向が相反する方向に若干傾斜した状態で取り付けられている。そして、２つの圧電素子１１６Ａ，１１６Ｂに対して互いに逆極性の電圧を印加することにより、一方の圧電素子１１６Ａ（あるいは１１６Ｂ）をＡ１４_１（あるいはＡ１４_２）の方向に沿って伸張させると同時に、他方の圧電素子１１６Ｂ（あるいは１１６Ａ）をＡ１４_２（あるいはＡ１４_１）の方向に沿って収縮させることにより、サスペンションアーム１０４を回動中心１０８まわりに回動させる。これによって、サスペンションアーム１０４の先端部に取り付けられた磁気ヘッド１０２は、磁気ディスク表面に沿って微小な範囲で変位され、磁気ディスク上の任意の位置にて高精度で位置決めすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ヘッド支持機構においては、磁気ヘッド１０２だけでなく、磁気ヘッド１０２を取り付けているサスペンションアーム１０４をも圧電素子１１６Ａ，１１６Ｂによって駆動するようになっており、サスペンションアーム１０４が磁気ヘッド１０２に比べてかなり長くしかも質量が大きい。
【０００８】
そのため、サスペンションアーム１０４の慣性モーメントが大きくなり、圧電素子１１６Ａ，１１６Ｂの伸縮によるサスペンションアーム１０４に対しての駆動トルクとして大きいものが必要となる。したがって、電圧による指令に対して磁気ヘッド１０２が必ずしも高速かつ高精度に応答できるものではない。
【０００９】
以上の理由から上記ヘッド支持機構は、磁気ヘッド１０２に対する微小変位の制御に際して、磁気ヘッド１０２を高速応答性をもって高精度にディスク上のトラックに位置決めすることができない。
【００１０】
したがって、本発明は、磁気ディスクに対するトラッキング補正等のために、磁気ヘッドに対する微小変位の制御を行うに際して、磁気ヘッドを高速応答性をもって高精度に微小変位させることができるディスク装置のヘッド支持機構を提供することを解決すべき課題としている。
【００１１】
本発明は、スライダーの姿勢を目標値に対して高精度に設定するヘッド支持機構を提供することを他の解決すべき課題としている。
【００１２】
また、従来から、図１５に示すヘッド支持機構におけるサスペンションアーム１０４に相当するロードビームと、図１５に示すヘッド支持機構における磁気ヘッド１０２に相当するスライダーとの間に、ポリイミドからなるスライダー支持部を介在させ、このスライダー支持部によってスライダーを支持してなる構造も考えられている。
ここで、ロードビームにより与えられる荷重Ｆと、記録媒体のディスク面とスライダーとの摩擦における摩擦係数μ、ロードビームに設けられた支点突起の支持点からスライダーの被支持面までの長さｌとの関係から、慣性モーメント＝Ｆμ×ｌになる。
【００１３】
したがって、支点突起の支持点からスライダーの被支持面までの長さｌが、ロードビームとスライダーとの間に介在させたポリイミドからなるスライダー支持部の厚み分だけ長くなるので、慣性モーメントが大きくなり、ヘッドを高速、かつ高精度に応答させることができないという問題があった。
そこで、本発明は、ディスク装置のトラッキング補正等のためにヘッドを高精度で且つ効率的に微小変位させることを解決し、応答特性の優れたトラッキング補正を得ることのできるヘッド支持機構を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のヘッド支持機構は、ヘッド素子を搭載したスライダーと、情報を書き込む対象である記録媒体のディスク面に対して所定の荷重を与えるためのロードビームと、前記ロードビームの先端部に設けられ、前記スライダーを直接ピポット支持する支点突起と、一対の弾性ヒンジを有したヘッド配線部と、前記ヘッド配線部の長手方向に平行に配置された第一および第二の圧電体支持部と、前記圧電体支持部にそれぞれ取り付けられた第一および第二の圧電体素子とを備え、前記一対の弾性ヒンジを結ぶ線分の中心と、前記支点突起とが略一致するよう配設し、前記ヘッド配線部に開口部を設け、前記開口部を通して、前記スライダーに、直接、前記支点突起を当接させ、前記スライダーをピポット支持するとともに、前記第一の圧電体素子と前記第二の圧電素子がそれぞれ逆方向に伸縮することにより前記スライダーが前記支点突起を中心として首振り動作することを特徴とするものである。
【００１５】
これにより、スライダーを、ロードビームの先端部に設けられた支点突起により直接支持することで、支点突起の支持点からスライダーの被支持面までの長さが短くなることにより、慣性モーメントを小さくすることができ、ヘッドを高速、かつ高精度に応答させることができる。
【００１６】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のヘッド支持機構において、スライダーと前記ヘッド配線部に設けられたスライダー支持部とは、前記スライダー支持部に設けられたヘッド接続端子で固定されるものである。また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のヘッド支持機構において、スライダーの電極端子が、前記スライダーのエアーベアリング面の反対面に設けられたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかわるヘッド支持機構の具体的な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態にかかわるヘッド支持機構の全体を示す斜視図であり、図２は、そのヘッド支持機構を分解して示す斜視図である。
【００１９】
図３（ａ）は、ヘッド支持機構におけるスライダーの斜視図であり、図３（ｂ）は、前記スライダーの裏面図である。
【００２０】
図４は、ヘッド支持機構におけるフレクシャの構造を示す分解状態の斜視図であり、図５は、ヘッド支持機構における薄膜圧電体素子ユニットの平面図であり、図６は、図５におけるＡ−Ａ線での断面図である。
【００２１】
図７は、フレクシャのスライダー貼り付け側から見た平面図であり、図８は、図７におけるＢ−Ｂ線での断面図であり、図９は、図７におけるＣ−Ｃ線での断面図である。
【００２２】
図１０は、ヘッド支持機構の側面図であり、図１１は、ヘッド支持機構における薄膜圧電体素子ユニットの駆動説明図であり、図１２は、ヘッド支持機構の駆動説明図であり、図１３はヘッド支持機構を駆動したときの応答特性を示す図であり、図１４は、スライダをヘッド支持部に取り付ける際の斜視図および断面図である。
【００２３】
ヘッド支持機構１００は、ベースプレート１０、ロードビーム２０、フレクシャ３０、薄膜圧電体素子ユニット４０、スライダー５０およびヘッド素子６０を備える。
【００２４】
ベースプレート１０は、不図示のヘッドアクチュエータアームに取り付けられる。
【００２５】
ロードビーム２０は、情報を書き込む対象であるディスク面に対して所定の荷重を作用させるためのものであって、ベースプレート１０に固定される基端部２１、基端部２１から延在されたネック部２２、ネック部２２の中央領域に形成された開口２３、ネック部２２に連成されたビーム主部２４、およびビーム主部２４の先端に連成された先端支持部２５を備える。
【００２６】
ネック部２２における開口２３の両側部分は、板バネ部２７ａ，２７ｂとして構成される。
【００２７】
フレクシャ３０は、フレクシャ基板３１と、スライダー支持部３２と、配線用フレキシブル基板３３とを有する。配線用フレキシブル基板３３には、ヘッド素子用配線３４と薄膜圧電体素子用配線３５とがパターン配線されている。配線用フレキシブル基板３３は、弾性ヒンジ部３３ｄ、３３ｅと二股状の圧電体支持部３３ａ，３３ｂとを備える。
【００２８】
フレクシャ基板３１は、金属好ましくはステンレス鋼で構成されている。配線用フレキシブル基板３３はポリイミド樹脂等の絶縁膜で構成されている。この配線用フレキシブル基板３３にヘッド素子用配線３４と薄膜圧電体素子用配線３５とがパターニングされている。
【００２９】
薄膜圧電体素子用配線３５は、第１の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ａ、第２の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｂ、第３の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｃ、スライダー５０をグランドレベルにするためのグランド配線３５ｄからなる。
【００３０】
配線用フレキシブル基板３３は、ロードビーム２０のビーム主部２４に対して先端側を除いて接合されるべきフレキシブル基板主部３３Ｘと、ロードビーム２０の基端部２１に接合されるべき外部接続用端子保持部３３Ｙと、フレキシブル基板主部３３Ｘと外部接続用端子保持部３３Ｙとをクランク状につなぐクランク連結部３３Ｚとを有して一体的に構成されている。
【００３１】
配線用フレキシブル基板３３におけるフレキシブル基板主部３３Ｘは、二股状の圧電体支持部３３ａ，３３ｂと、その圧電体支持部３３ａ，３３ｂ間のスリット３３ｃと、圧電体支持部３３ａ，３３ｂの先端側のくびれをもって局部的に細い幅の状態で形成された弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅと、弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅのさらに先端で両者をつなぐスライダー保持部３２とを有する状態で一体的に形成されている。スリット３３ｃは、圧電体支持部３３ａ，３３ｂからスライダー保持部３２までわたっている。弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅの部分も含めて配線用フレキシブル基板３３はその全体がポリイミド樹脂等から構成されており、ヘッド素子用配線３４や薄膜圧電体素子用配線３５に対する絶縁膜を兼ねている。
【００３２】
スライダー５０は、ＭＲ素子などのヘッド素子６０をセラミックス製のスライダー本体５１に装着しているとともに、ヘッド素子６０に接続されている４つの電極端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄがスライダー本体５１に埋め込まれ、その一部が列状になって、表面に露出している。スライダー本体５１の上面は、回転駆動される磁気ディスクによって生じる空気流に対するエアーベアリング面５３とされている。エアーベアリング面５３は、前記の空気流をスライダー５０のピッチング方向（磁気ディスクの接線方向）に沿って通流させて、磁気ディスクとの間にエアー潤滑膜を形成するものである。
【００３３】
配線用フレキシブル基板３３のヘッド素子用配線３４には、左側サイドに沿って配線された第１のヘッド素子配線３４ａと第２のヘッド素子配線３４ｂと、右側サイドに沿って配線された第３のヘッド素子配線３４ｃと第４のヘッド素子配線３４ｄとがある。これらの配線はスライダー支持部３２まで延出され、そこでそれぞれヘッド配線端子３４ａ′，３４ｂ′，３４ｃ′，３４ｄ′を形成している。ヘッド配線端子３４ａ′，３４ｂ′，３４ｃ′，３４ｄ′は、スライダー５０のエアーベアリング面５３の反対面に設けられたヘッドの電極端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄに対応する。
【００３４】
第３の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｃの配線端子３５ｃ′はスリット３３ｃの奥側端部の近傍に配置され、第１の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ａの配線端子３５ａ′と第２の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｂの配線端子３５ｂ′は配線端子３５ｃ′に対する左右両側に配置されている。
【００３５】
グランド配線３５ｄのグランド配線端子３５ｄ′はスリット３３ｃの先端側端部の近傍に配置され、そこからスリット３３ｃの両側を通って第３の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｃの配線端子３５ｃ′に接続されている。このグランド配線端子３５ｄ′はスライダー５０の電極端子５２ｅに対応している。
【００３６】
スライダー５０は、フレクシャ３０のスライダー支持部３２に取り付けられる。ヘッド配線端子３４ａ′，３４ｂ′，３４ｃ′，３４ｄ′およびグランド配線端子３５ｄ′と電極端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅとは接着される。
【００３７】
このとき、図１４に示すように、ヘッド配線端子３４ａ´、３４ｂ´、３４ｃ´、３４ｄ´と、スライダー５０の電極端子５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅとを接続する方法として、ヘッド配線端子３４ａ´、３４ｂ´、３４ｃ´、３４ｄ´は、中央に直径０．０５ｍｍ程度の貫通穴が設けられておりこの貫通穴からはスライダー５０の電極端子、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅが現れている。この貫通穴を用いてボールボンディング６２によりヘッド配線端子３４ａ´、３４ｂ´、３４ｃ´、３４ｄ´それぞれにスライダー５０の電極端子５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに接続する。このときボールボンディングとして金ボールを用いても良い。
【００３８】
弾性ヒンジ部３３ｄは、グランド配線３５ｄ、第１のヘッド素子配線３４ａ、第２のヘッド素子配線３４ｂおよびフレキシブル基板３３の絶縁膜で構成されている。同様に弾性ヒンジ部３３ｅは、第３のヘッド素子配線３４ｃ、第４のヘッド素子配線３４ｄ、およびフレキシブル基板３３の絶縁膜で構成されている。薄膜圧電体の動きは、弾性ヒンジを介してスライダー保持部３２に連結されることになる。
【００３９】
フレクシャ３０は、その製造において、ヘッド素子用配線３４と薄膜圧電体素子用配線３５とを被覆する状態でフレクシャ基板３１のもとになるステンレス鋼板上にモールド形成される。その成形の後にステンレス鋼板に対するエッチングによるトリミング加工を施してフレクシャ基板３１を現出させる。
【００４０】
スライダー支持部３２は、フレクシャ基板３１に対して、配線用フレキシブル基板３３の弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅを介して、スライダー５０のピッチング方向およびローリング方向でフレキシブルに自由度をもっている。ピッチング方向は磁気ディスクの記録トラックの接線方向であり、ローリング方向は磁気ディスクの半径方向である。
【００４１】
圧電体支持部３３ａの外側端縁には第１のヘッド素子配線３４ａおよび第２のヘッド素子配線３４ｂが配線され、内側端縁にはグランド配線３５ｄが配線されている。第１および第２のヘッド素子配線３４ａ，３４ｂはそれぞれヘッド支持部３２まで延出され、そこでそれぞれ配線端子３４ａ′，３４ｂ′を形成している。また、圧電体支持部３３ｂの外側端縁には第３のヘッド素子配線３４ｃおよび第４のヘッド素子配線３４ｄが配線され、内側端縁にはグランド配線３５ｄが配線されている。第３および第４のヘッド素子配線３４ｃ，３４ｄはそれぞれヘッド支持部３２まで延出され、そこでそれぞれ配線端子３４ｃ′，３４ｄ′を形成している。
【００４２】
薄膜圧電体素子ユニット４０は、二股状とされ根元のみでつながっている第１の薄膜圧電体素子４０ａと第２の薄膜圧電体素子４０ｂとを有し、第１および第２の両薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂの間にスリット４０ｃが形成されている。薄膜圧電体素子ユニット４０の具体的構造については後述する。
【００４３】
以上によって、ベースプレート１０、ロードビーム２０、フレクシャ３０、薄膜圧電体素子ユニット４０、スライダー５０およびヘッド素子６０の各構成要素についての個別的な説明を終わる。
【００４４】
次に、各構成要素の相互関係について説明する。ベースプレート１０に対してロードビーム２０をその基端部２１においてビーム溶接等により一体的に固定してある。ロードビーム２０に対してフレクシャ３０をその先端側は除いてビーム溶接または接着剤を介して一体的に固定してある。フレクシャ３０の外部接続用端子保持部３３Ｙをロードビーム２０の基端部２１に固定し、フレキシブル基板主部３３Ｘをその先端側は除いてビーム主部２４に固定し、スライダー取り付け部３２を先端支持部２５に載置してある。
【００４５】
このとき、フレクシャ３０の圧電体支持部３３ａ，３３ｂは、ロードビーム２０のビーム主部２４に対して非接合で載置されている。
【００４６】
左右一対の圧電体支持部３３ａ，３３ｂに対して薄膜圧電体素子ユニット４０の左右一対の薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂが接着により一体接合されている。薄膜圧電体素子ユニット４０への配線接続については後述する。
【００４７】
ヘッド素子６０を装備したスライダー５０の端子は、電極端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅでスライダー支持部３２のヘッド配線端子３４ａ′，３４ｂ′，３４ｃ′，３４ｄ′およびグランド配線端子３５ｄ′に、ボールボンディングにより一体的に固定され、電気的に接続されている。
従来のヘッド支持機構では、ヘッド素子６０の回動中心がロードビーム２０の長手方向のかなり後方にあったのに対して、本発明の実施の形態においては、ヘッド素子６０を備えたスライダー５０の回動中心がロードビーム２０の長手方向の充分に先端側にシフトした状態で位置している。
【００４８】
図１６において比較すると、回動要素の占有長さが従来のヘッド支持機構の場合には回動中心１０８より遊端側のサスペンションアーム１０４およびヘッド１０２が占めるＬ１の範囲であったのに対して、本実施の形態のヘッド支持機構の場合、磁気ヘッドのみに相当するＬ２の範囲に相当して大幅に短くなっている。さらに、スライダー支持部３２を必要最小限の大きさにし、従来スライダーをスライダー支持部に接着剤で固定していたが、ボールボンディングでスライダーを固定し軽量化を図っている。
【００４９】
次に、図５および図６を参照して、薄膜圧電体素子ユニット４０の具体的構造について説明する。図５は薄膜圧電体素子ユニット４０の平面図である。図６は図５におけるＡ−Ａ線での断面図である。この図６では理解を助けるために厚み方向での縮尺を実際より大きくして描いている。
【００５０】
薄膜圧電体素子ユニット４０は、スリット４０ｃを介して二股状とされ根元のみでつながっている左右の第１の薄膜圧電体素子４０ａと第２の薄膜圧電体素子４０ｂとを有している。
【００５１】
第１の薄膜圧電体素子４０ａも第２の薄膜圧電体素子４０ｂもその構造は同じとなっている。その構造は次のとおりである。上位の薄膜圧電体素子４１と下位の薄膜圧電体素子４２とを積層状態で導電性接着剤４３を介して一体的に接合した構造となっている。上位の薄膜圧電体素子４１は、薄膜圧電体４１ｐの両面に第１の電極金属膜４１ａと第２の電極金属膜４１ｂとを一体化したものであり、下位の薄膜圧電体素子４２は、同様に薄膜圧電体４２ｐの両面に第３の電極金属膜４２ｃと第４の電極金属膜４２ｄとを一体化したものである。第２の電極金属膜４１ｂと第３の電極金属膜４２ｃとの間に前記の導電性接着剤４３が介在され、両者が一体的に接合されている。そして、薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂの全体が柔軟性のあるコーティング樹脂４４によって被覆され、左右の薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂを一体化している。両薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂの基部には、第２の電極金属膜４１ｂと第３の電極金属膜４２ｃとを電気的に接続するためのグランド金属膜４７ａ，４７ｂを充填するための接続用孔４５ａ，４５ｂが形成されている。
【００５２】
図８は図７におけるＢ−Ｂ線での断面図である。図８は配線状態を分かりやすくするために変則的に切断した断面図である。
【００５３】
図８に示すように、薄膜圧電体素子ユニット４０の左右一対の第１の薄膜圧電体素子４０ａおよび第２の薄膜圧電体素子４０ｂはそれぞれ、フレクシャ３０における配線用フレキシブル基板３３の二股状の圧電体支持部３３ａ，３３ｂに載置され、接着剤を介して一体的に接合されている。
【００５４】
左側の第１の薄膜圧電体素子４０ａは第１および第２のヘッド素子配線３４ａ，３４ｂとグランド配線３５ｄとの間に配置されている。また、右側の第２の薄膜圧電体素子４０ｂは第３および第４のヘッド素子配線３４ｃ，３４ｄとグランド配線３５ｄとの間に配置されている。
【００５５】
図９は図７におけるＣ−Ｃ線での断面を示したものである。薄膜圧電体素子ユニット４０における左側の第１の薄膜圧電体素子４０ａにおいて、その上位の薄膜圧電体素子４１の上側の第１の電極金属膜４１ａと下位の薄膜圧電体素子４２の下側の第４の電極金属膜４２ｄとがそれぞれワイヤーボンド線４６ａを介して第１の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ａの配線端子３５ａ′に接続されている。また、薄膜圧電体素子ユニット４０における右側の第２の薄膜圧電体素子４０ｂにおいて、その上位の薄膜圧電体素子４１の上側の第１の電極金属膜４１ａと下位の薄膜圧電体素子４２の下側の第４の電極金属膜４２ｄとがそれぞれワイヤーボンド線４６ｂを介して第２の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｂの配線端子３５ｂ′に接続されている。第１の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ａおよび第２の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｂにはプラスの電圧が印加されるようになっている。したがって、薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂにおいては、その薄膜圧電体４１ｐ，４１ｂをサンドイッチ状に挟む２つの電極金属膜のうち両外側に位置する第１の電極金属膜４１ａと第４の電極金属膜４２ｄとに対してプラスの電圧が印加されることになる。
【００５６】
薄膜圧電体素子ユニット４０における左右の薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂにおいて、それぞれの接続用孔４５ａ，４５ｂにはグランド金属膜４７ａ，４７ｂが充填状態で形成され、そのグランド金属膜４７ａ，４７ｂを介して上位の薄膜圧電体素子４１の下側の第２の電極金属膜４１ｂと下位の薄膜圧電体素子４２の上側の第３の電極金属膜４２ｃとが短絡的に接続され、さらにグランド金属膜４７ａ，４７ｂがそれぞれワイヤーボンド線４８ａ，４８ｂを介して第３の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｃの配線端子３５ｃ′に接続されている。第３の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｃはグランドに接続されるようになっている。したがって、薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂにおいては、その薄膜圧電体４１ｐ，４１ｂをサンドイッチ状に挟む２つの電極金属膜のうち両内側に位置する第２の電極金属膜４１ｂと第３の電極金属膜４２ｃとに対してグランドの電位が印加されることになる。
【００５７】
第１のヘッド素子配線３４ａ、第２のヘッド素子配線３４ｂ、第３のヘッド素子配線３４ｃ、第４のヘッド素子配線３４ｄからなるヘッド素子用配線３４は、クランク連結部３３Ｚから外部接続用端子保持部３３Ｙへと引き回され、外部接続用端子保持部３３Ｙに形成された外部接続用配線端子３６に接続されている。また、第１の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ａ、第２の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｂ、第３の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｃ、グランド配線３５ｄからなる薄膜圧電体素子用配線３５は、クランク連結部３３Ｚから外部接続用端子保持部３３Ｙへと引き回され、外部接続用端子保持部３３Ｙに形成された外部接続用配線端子３７に接続されている。外部接続用配線端子３６，３７は外部の駆動回路に接続されるようになっている。
【００５８】
第１の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ａと第２の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｂとは共通の高電位側駆動配線３５ａｂに接続され、外部接続用端子保持部３３Ｙにおける配線端子３７を介して電源回路における高電位側電源端子に接続されている。グランド配線３５ｄは外部接続用端子保持部３３Ｙにおける配線端子３６を介して電源回路におけるグランドに接続されている。
【００５９】
次に、フレクシャ３０に対するスライダー５０の取り付けについて説明する。図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、フレクシャ３０の先端部におけるスライダー支持部３２に対してスライダー５０を取り付けてあるが、スライダー５０の幾何学的中心（図芯）をスライダー支持部３２の配線端子３５ｅにボールボンドにより接続させ、スライダー５０の前端下部をスライダー支持部３２の配線端子３５ａ’，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄにボールボンドにより接続させ一体的に接合固定してある。ヘッド素子用配線３４の端部における配線端子３４ａ′，３４ｂ′，３４ｃ′，３４ｄ′とスライダー５０におけるヘッド素子６０との接続をなす電極端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄとが電気的かつ物理的に接続されている。
【００６０】
配線端子３５ｄの高さを調節することにより、スライダー５０のピッチング方向の傾斜角度を自由に設定することができる。
【００６１】
次に、上記のように構成された実施の形態のヘッド支持機構１００の動作を説明する。
【００６２】
図１１（ａ）ないし図１１（ｃ）とに示すように、左側の第１の薄膜圧電体素子４０ａと右側の第２の薄膜圧電体素子４０ｂとは互いに逆位相の電圧が印加されるようになっている。この印加電圧についてはバイアス電圧Ｖｏ（この電圧は０ボルトであっても良い）が与えられている。
【００６３】
例えば、期間Ｔ１においては、左側の第１の薄膜圧電体素子４０ａに対する印加電圧がバイアス電圧Ｖｏに対して増加し、同期して、右側の第２の薄膜圧電体素子４０ｂに対する印加電圧はバイアス電圧Ｖｏに対して減少するように電圧制御される。逆に、期間Ｔ２においては、左側の第１の薄膜圧電体素子４０ａに対する印加電圧がバイアス電圧Ｖｏに対して減少し、同期して、右側の第２の薄膜圧電体素子４０ｂに対する印加電圧はバイアス電圧Ｖｏに対して増加するように電圧制御される。
【００６４】
図１２の（ｂ）は図１２の（ａ）の構成を模式的に示している。左側の圧電体支持部３３ａと左側の第１の薄膜圧電体素子４０ａとが左側の第１のビームＢ１を構成する。右側の圧電体支持部３３ｂと右側の第２の薄膜圧電体素子４０ｂとが右側の第２のビームＢ２を構成する。スライダー支持部３２がリンクＬを構成する。段曲げ加工のスライダー保持部３２ａがリンクＬの回動中心Ｏを構成する。スライダー５０がリンクＬと一体の長さｄのアームＡ１を構成する。アームＡ１の先端にヘッド素子６０が存在している。
【００６５】
リンクＬはその両端において第１のビームＢ１と第２のビームＢ２に対して相対回動自在となっている。それはくびれ状の弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅによる。弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅが揺動支点Ｃ１，Ｃ２を構成する。弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅはスライダー５０のピッチング方向およびローリング方向の双方において柔軟な構成となっており、磁気ディスクに対するスライダー５０の良好な浮上特性を与えている。
【００６６】
期間Ｔ１において、例えば図１２に示すように、左側の第１の薄膜圧電体素子４０ａがその長さ方向において矢印Ｄ方向に収縮すると、右側の第２の薄膜圧電体素子４０ｂは逆に矢印Ｅ方向に沿って伸張する。期間Ｔ２においては、伸縮の方向性が上記とは逆になる。
【００６７】
左側の第１の薄膜圧電体素子４０ａと右側の第２の薄膜圧電体素子４０ｂとの互いに逆方向の伸縮力は、その下側において一体的に接合されているフレクシャ３０の配線用フレキシブル基板３３の圧電体支持部３３ａ，３３ｂに対して伝えられる。
【００６８】
薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂが一体的に接合されている圧電体支持部３３ａ，３３ｂとスライダー５０の前端下縁を固定しているヘッド支持部３２とはくびれ状の弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅを介してつながっている。
【００６９】
圧電体支持部３３ａに矢印Ｄ方向に沿った収縮力が作用し、同時に圧電体支持部３３ｂに矢印Ｅ方向に沿った伸張力が作用することにより、くびれ状の弾性ヒンジ部３３ｄ、３３ｅを介してヘッド支持部３２がその下側の支持となっているスライダー支持部３２とともに矢印Ｆ方向（ヨー方向）へ首振り動作を起こす。これは、期間Ｔ１に相当する。期間Ｔ２ではスライダー支持部３２の首振り動作は反矢印Ｆ方向となる。
【００７０】
スライダーのエアーベアリング面の幾何学的中心において配線端子３５ｄの位置で、スライダー５０のスライダー保持部３２の下面はロードビーム２０の支点突起２８により非固定の状態で支持されている。したがって、スライダー支持部３２が首振り動作をするときは、配線端子３５ｄの箇所で支点突起２８を回動中心として首振り動作を行うことになる。
【００７１】
これに伴い、スライダー５０も支点突起２８を回動中心としてヨー方向に首振り動作を行い、スライダー５０の前端面中央に配置されているヘッド素子６０は支点突起２８を回動中心としてヨー方向に回動することになる。
【００７２】
すなわち、矢印Ｆ方向または反矢印Ｆ方向に沿って移動するが、この方向は磁気ディスク７０におけるトラックを横切る方向である。なお、図１２の（ｂ）においてｄは、支点突起２８（スライダー保持部３２）を回動中心とするヘッド素子６０の回転半径を表している。
【００７３】
ロードビーム２０において、フレクシャ３０の主部である配線用フレキシブル基板３３を取り付けているビーム主部２４は基端部２１に対して一対の板バネ部２７ａ，２７ｂを介して保持されている。ビーム主部２４には板バネ部２７ａ，２７ｂによるビーム面に対する法線方向の付勢力が与えられている。
【００７４】
ビーム主部２４における付勢力は支点突起２８からスライダー支持部３２の配線端子３５ｄを介してスライダー５０に対してロード荷重として加えられる。そのロード荷重は、例えば２０〜３０ｍＮ（ミリニュートン）である。このロード荷重が支点突起２８とスライダー支持部３２との間に作用し、摩擦力を発生させるので、スライダー支持部３２は支点突起２８に対して、支点突起２８を回動中心として回動しこそすれ、それ以外の位置ずれを生じることはない。
【００７５】
図１３（ａ）は、入力信号に対してヘッドの応答特性を測定した結果を示したものである。図１３において１５ｋＨｚ（ｐ点）での共振は、薄膜圧電素子のばね定数とスライダー支持部３２およびスライダー５０の慣性に起因するものである。
【００７６】
このとき図１３（ｂ）に示すようにスライダ支持部７０は、ステンレスベースでスライダの外形寸法より大きな範囲を占めておりかつヘッド端子との接続はボールボンドで行っている。そのためスライダ保持部の慣性モーメントが大きくなっている。
【００７７】
一方、本願では図１３（ｃ）スライダー５０の電極５２をエアーベアリング面の裏側に配置し、接続部をできる限りスライダーの回転中心に近接させることにより、慣性モーメントの低減を図った。
【００７８】
さらにスライダーの固定手段として接着剤による固定方法がとられていたが、ヘッド配線のみでスライダーを固定している。これにより、回転駆動される部分の慣性を小さくできるので共振は、図１３のｑ点（２０ｋＨｚ）まで改善する。結果として、ヘッドを制御して位置決めする応答速度を高めることが可能となる。
【００７９】
また、本発明によるヘッド支持機構の特徴部分として、図１４（ｃ）に示すように、スライダー５０を、スライダー支持部３２の開口部６１を介して、ロードビーム２５の先端部に設けられた支点突起２８により直接ピボット支持する。したがって、従来、スライダー支持部３２を介在させて支持していた場合と比べて、支点突起２８の支持点からスライダー５０の被支持面までの長さｌが短くなる。これにより、ロードビーム２５により与えられる荷重Ｆと、磁気ディスク６３のディスク面とスライダー５０との摩擦における摩擦係数μ、ロードビーム２５に設けられた支点突起２８の支持点からスライダー５０の被支持面までの長さｌとの関係から、慣性モーメント（＝Ｆμ×ｌ）の低減を図った。
【００８０】
なお、以上の説明では、フレクシャ３０において、その左側の圧電体支持部３３ａと右側の圧電体支持部３３ｂとがスリット３３ｃによって分離されているが、それ以外の構成として、これら両圧電体支持部３３ａ，３３ｂを平面的に一連一体につないだ状態に構成してもよい。その場合は、薄膜圧電体素子ユニット４０の法線方向における有害な振動のキャンセルを有利に展開することが可能となる。
【００８１】
なお、図４においてステンレス鋼製のフレクシャ基板３１を設けロードビームとフレクシャをスポット溶接で張り合わせる構造としているが、フレクシャ基板３１を設けずに直接ロードビームに接着してもよい。これによりフレクシャの製造コストを大幅に削減できる。また、スライダ回転部の慣性モーメントをさらに低減するために、スライダーを薄くすることにより特性改善を行ってもよい。
【００８２】
また、図１４において、ヘッド配線端子３４ａ’，３４ｂ’，３４ｃ’，３４ｄ’の貫通穴の位置で、スライダの電極端子５２を接続することにより、固定強度、固定位置精度を高められる。
【００８３】
以上説明した本実施の形態のヘッド支持機構１００の場合、ロードビーム２０の先端部においてヘッド素子６０を搭載したスライダー５０がロードビーム２０の先端部に装着されているという構成において、スライダー５０をロードビーム２０に対して回動自在に支持させ、スライダー５０に対して回動力を付与する構成としている。
【００８４】
そのため、本実施の形態のヘッド支持機構１００の場合、ヘッド素子６０のトラッキング補正等のための微小変位制御に際して、ロードビーム２０は回動させることはない。ロードビーム２０は不動としながら、充分に小さいスライダー５０をロードビーム２０に対して回動させるようにしている。すなわち、ヘッド素子６０の微小変位制御のために回動させる対象がスライダー５０を含んでのロードビーム２０の全体というものではなくて、ロードビーム２０とは別個の状態のスライダー５０での独立的な回動という構成にしてある。
【００８５】
したがって、ヘッド素子６０を装着したスライダー５０は、サスペンションアームに相当のロードビームに比べて、その寸法が充分に短く、かつその重量が充分に軽量となる。したがって、ヘッド素子６０を有するスライダー５０そのものの慣性モーメントは小さくなり、スライダー５０の駆動トルクも充分に小さなものでよい。そして、小寸法かつ軽量であるゆえに、トラッキング補正等における応答性がすぐれたものとなる。それゆえ、トラッキング補正等の精度がきわめて高いものになる。このようなディスクに対するトラッキング補正等のためのヘッド素子変位の高速応答性をもって、ヘッド素子を高精度かつ高速に微小変位させることができるディスク装置のヘッド支持機構を提供することができる。
【００８６】
なお、当該のヘッド支持機構は磁気ディスク装置に好適に適用するものであるが、必ずしも磁気ディスク装置に限る必要性はなく、光ディスク装置や光磁気ディスク装置などに適用してもよい。
【００８７】
【発明の効果】
本発明のヘッド支持機構によれば、ヘッド素子を搭載したスライダーと、情報を書き込む対象である記録媒体のディスク面に対して所定の荷重を与えるためのロードビームと、前記ロードビームの先端部に設けられ、前記スライダーを直接ピポット支持する支点突起と、一対の弾性ヒンジを有したヘッド配線部と、前記ヘッド配線部の長手方向に平行に配置された第一および第二の圧電体支持部と、前記圧電体支持部にそれぞれ取り付けられた第一および第二の圧電体素子とを備え、前記一対の弾性ヒンジを結ぶ線分の中心と、前記支点突起とが略一致するよう配設し、前記ヘッド配線部に開口部を設け、前記開口部を通して、前記スライダーに、直接、前記支点突起を当接させ、前記スライダーをピポット支持するとともに、前記第一の圧電体素子と前記第二の圧電素子がそれぞれ逆方向に伸縮することにより前記スライダーが前記支点突起を中心として首振り動作することを特徴とするものである。
【００８８】
これにより、スライダーを、ロードビームの先端部に設けられた支点突起により直接支持することで、支点突起の支持点からスライダーの被支持面までの長さが短くなり、慣性モーメントを小さくすることができるので、ヘッドを高速、かつ高精度に応答させることができる。
【００８９】
なお、上記構成は、特に、本実施の形態で説明したように、ロードビームとスライダーとが独立して回動可能である２段アクチュエーターにおいて、より高精度な位置決めが必要な場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るヘッド支持機構の全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るヘッド支持機構を分解して示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るヘッド支持機構におけるスライダーを示す斜視図、および裏面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るヘッド支持機構におけるフレクシャの構造を示す分解状態の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るヘッド支持機構における薄膜圧電体素子ユニットを示す平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線における断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るヘッド支持機構におけるフレクシャの先端部分の平面図である。
【図８】図７におけるＢ−Ｂ線での断面図と配線状態を分かりやすくするために変則的に切断した断面図である。
【図９】図７におけるＣ−Ｃ線での断面図と配線状態を分かりやすくするために変則的に切断した断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るヘッド支持機構の側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係るヘッド支持機構における薄膜圧電体素子ユニットの駆動説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係るヘッド支持機構の駆動説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係るヘッド支持機構における周波数応答特性を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るヘッド支持機構におけるスライダ貼り付け部の斜視図および断面図である。
【図１５】従来の技術に係るディスク装置のヘッド支持機構の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０……ベースプレート
２０……ロードビーム
２１……基端部
２２……ネック部
２３……開口
２４……ビーム主部
２５……先端支持部
２６……規制部
２７ａ，２７ｂ……板バネ部
２８……支点突起
３０……フレクシャ
３１……フレクシャ基板
３２……スライダー支持部
３３……配線用フレキシブル基板
３３Ｘ……フレキシブル基板主部
３３Ｙ……外部接続用端子保持部
３３Ｚ……クランク連結部
３３ａ，３３ｂ……二股状の圧電体支持部
３３ｃ……スリット
３３ｄ，３３ｅ……弾性ヒンジ部
３３ｆ……フレクシャ先端部
３４……ヘッド素子配線
３５……薄膜圧電体素子用配線
４０……薄膜圧電体素子ユニット
４０ａ……第１の薄膜圧電体素子
４０ｂ……第２の薄膜圧電体素子
４０ｃ……スリット
５０……スライダー
６０……ヘッド素子
６１……開口部
６２……ボールボンディング
６３……磁気ディスク

Claims

ヘッド素子を搭載したスライダーと、
情報を書き込む対象である記録媒体のディスク面に対して所定の荷重を与えるためのロードビームと、
前記ロードビームの先端部に設けられ、前記スライダーを直接ピポット支持する支点突起と、
一対の弾性ヒンジを有したヘッド配線部、
前記ヘッド配線部の長手方向に平行に配置された第一および第二の圧電体支持部と、
前記圧電体支持部にそれぞれ取り付けられた第一および第二の圧電体素子とを備え、
前記一対の弾性ヒンジを結ぶ線分の中心と、前記支点突起とが略一致するよう配設し、
前記ヘッド配線部に開口部を設け、
前記開口部を通して、
前記スライダーに、直接、前記支点突起を当接させ、
前記スライダーをピポット支持するとともに、
前記第一の圧電体素子と前記第二の圧電素子がそれぞれ逆方向に伸縮することにより前記スライダーが前記支点突起を中心として首振り動作することを特徴とするヘッド支持機構。
スライダーと前記ヘッド配線部に設けられたスライダー支持部とは、前記スライダー支持部に設けられたヘッド接続端子で固定されることを特徴とする請求項１記載のヘッド支持機構。
スライダーの電極端子が、前記スライダーのエアーベアリング面の反対面に設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のヘッド支持機構。