JP4072303B2 - ヘッド支持機構及び磁気ディスク装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転型情報記録装置におけるヘッド支持機構およびそれを用いた磁気ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置等の回転型情報記録装置において、情報の書き込み、読み出しを行うためのヘッドを高精度に位置決め可能なヘッドの支持機構として、たとえば、特開平９−７３７４６号公報に開示されたディスク装置のヘッド支持機構が提案されている。
【０００３】
このヘッドの支持機構は、回転駆動されるディスクに対してデータの記録、再生を行うヘッドと、第１端及び第２端を有する板状弾性体からなり、前記第１端には前記ヘッドが搭載され、前記第２端は、前記ヘッドを前記ディスクの実質径方向に移動させるために回動可能に支持されるロードビームと、このロードビームの一方に面上にその長手方向に互いにほぼ並行に設けられる第１及び第２の圧電薄膜並びに前記ロードビームの他方の面上にその長手方向に互いにほぼ平行で前記第１及び第２の電圧薄膜にそれぞれ対向するように設けられる第３及び第４の圧電薄膜と、前記第１乃至第４の圧電薄膜へその厚み方向にそれぞれ電圧を印加するための第１乃至第４の電極対とを備えている。
【０００４】
そして、たとえば、第１及び第３の電圧薄膜と、第２及び第４の電圧薄膜とがそれぞれ同相で伸縮し、かつ、第１及び第２の電圧薄膜と第３及び第４の圧電薄膜とがそれぞれ逆相で伸縮するように第１乃至第４の電極対に電圧信号を与えることによって、前記ヘッドにトラッキング補正のための高精度な微小変位を与えるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記のヘッド支持機構においては、自己変形しない板状のロードビームに圧電素子全体が直接接合されているため、圧電素子を伸縮させる際、ロードビームが大きな抵抗となる。このため、たとえば、ヘッドを位置決め方向に０．３μｍ変位させるのに、圧電素子の５０Ｖもの高電圧を印加することが必要になる。
【０００６】
また、ロードビームをその板厚より寸法が大きい幅（位置決め）方向（面内）に変形させるため、板厚（面外）方向の変形に対する剛性と比較して、変形に対する剛性が大きいため、圧電素子が伸縮した場合、圧電素子による面内の揺動運動が妨げられ、曲げ、捻れなどの面外変形が発生し、前記ヘッドの位置決め精度を低下させる。
【０００７】
前記の事情に鑑み、本発明の目的は、ヘッド支持部材の面外変形に対する剛性を大きく保ち、面内変形に対する剛性を小さくして、高精度の位置決めを可能としたヘッド支持機構と、このヘッド支持構造を用いた磁気ディスク装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本願発明は、情報の書き込みと読み出しを行うヘッドと、幅方向の両側を弾性変形可能にした穴が形成され、前記ヘッドを支持するヘッド支持部材と、この穴の縁に形成された突起と、この突起上に載置され、前記ヘッド支持部材を前記ヘッドの位置決め方向に変形させる圧電素子とを備えたヘッド支持機構とした。
【０００９】
或いは、情報の書き込みと読み出しを行うヘッドと、このヘッドを支持するヘッド支持部材と、このヘッド支持部材に支持され、このヘッド支持部材を前記ヘッドの位置決め方向に変形させる圧電素子とを備えたヘッド支持機構において、幅方向の両側を弾性変形可能にした穴と、この穴のヘッド支持機構長手方向の前後両側に突起が形成されたヘッド支持部材と、前記穴に架橋するように前記突起を介してヘッド支持部材に固定された圧電素子とを設けたヘッド支持機構とした。
【００１０】
そして好ましくは、突起を、ヘッド支持部材とは別体に形成され、ヘッド支持部材に接合されたスペーサとした。
【００１１】
そして好ましくは、穴の幅方向の両側を、梁，平行板ばね，或いは蛇腹状のばね構造とした。
【００１２】
そして好ましくは、穴の中央部にヒンジを形成した。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明によるヘッド支持機構を適用する磁気ディスク装置の内部を示す斜視図である。
【００１６】
同図において、ディスク１は、回転可能に支持されている。ボイスコイルモータ２は、位置決め用のアクチュエータを構成している。キャリッジアーム３は、揺動可能に支持され、ボイスコイルモータ２で駆動される。ヘッド支持機構を構成するサスペンション４は、ディスク１の記録面と対向するようにキャリッジアーム３に支持されている。スライダ５は、サスペンション４の一端に支持されている。磁気ヘッド６は、スライダ５にディスク１の記録面と所定の間隔で対向するように設けられている。
【００１７】
そして、ボイスコイルモータ２の作動によりキャリッジアーム３を旋回させ、高速回転するディスク１に対して、磁気ヘッド６を所要のトラック上に移動させ、記録、読み出しを行う。
【００１８】
図２は、本発明によるヘッド支持機構（以下、サスペンションという）の第１の実施の形態を示す斜視図、図３は、前記サスペンションの振動特性を示す特性図である。
【００１９】
同図において、７は前記キャリッジアーム３に接続されるサスペンションの固定部。８は先端にスライダ５および磁気ヘッド６を支持したサスペンションの可動部。９はサスペンションの固定部７と可動部８を接続する蛇腹状の梁。１０は固定部７，可動部８および梁９で囲まれた穴。１１は伸縮型の圧電素子で、その両端が穴１０に架橋するようにサスペンションの固定部７と可動部８に固定されている。
【００２０】
このような構成で、前記ボイスコイルモータ２の作動により磁気ヘッド６の位置決めを行った後、磁気ヘッド６の位置がディスク１の所要のトラックに対してずれている場合、圧電素子１１に電圧を印可して、圧電素子１１の伸長により可動部８を旋回させ、磁気ヘッド６を位置決め方向に移動させてその位置を調整する。
【００２１】
たとえば、サスペンションの固定部７と可動部８の基部の幅ｄ＝５．４ｍｍ、厚さｈ＝０．１５ｍｍ、穴１０の長さｃ＝３ｍｍ、梁９の幅ｗ＝０．４ｍｍとし、圧電素子１１の長さａ＝３．６ｍｍ、幅ｂ＝０．８ｍｍ、厚さｔ＝０．１５ｍｍとし、圧電素子１１の両端のみを固定部７と可動部８に接着固定した場合、圧電素子１１に３０Ｖの電圧を印加することで、磁気ヘッド６をその位置決め方向に１μｍ以上変位させることができる。
【００２２】
すなわち、前記の構成によれば、圧電素子１１のサスペンションの固定部７および可動部８との接着部以外の大部分が自由な状態にあり、圧電素子１１自体の変形に対する剛性を小さくすることができる。また、梁９も弾性変形が容易な蛇腹状をしているので、伸縮方向の変形に対する剛性を小さくなっている。したがって、圧電素子１１に比較的低い電圧を印加することで磁気ヘッド６の変位を大きくすることができる。
【００２３】
図３に示すように、本実施の形態によれば、前記サスペンションの振動特性を、８ｋＨｚ程度までフラットにすることができる。すなわち、ボイスコイルモータと圧電素子とを用いて磁気ヘッドの位置決めを行う２段位置決め機構を用いることにより、２ｋＨｚ程度までの外乱を圧縮することができ、高精度の位置決めを行うことができる。
【００２４】
図４は、本発明によるサスペンションの第２の実施の形態を示す平面図である。
同図において、図２と同じものは同じ符号を付けて示してある。１２は梁で、その中央部を穴１０の外側に向けて突出するように屈曲させている。
【００２５】
このような構成としても、圧電素子１１に電圧を印加することにより、前記第１の実施の形態と同様に磁気ヘッド６の位置を変位させることができる。
【００２６】
なお、積層構造の圧電素子１１を用いることにより、圧電素子１１に印加する電圧５Ｖで磁気ヘッド６を１μｍ以上変位させるようにすることもできる。
【００２７】
図５は、本発明によるサスペンションの第３の実施の形態を示す平面図である。
同図において、図２と同じものは同じ符号を付けて示してある。１３は梁で、その中央部を穴１０の内側に向けて突出するように屈曲させている。
【００２８】
このような構成としても、前記第２の実施の形態と同じ作用、効果を奏することができる。
【００２９】
図６は、本発明によるサスペンションの第４の実施の形態を示す斜視図である。
同図において、図２と同じものは同じ符号を付けて示してある。１４はヒンジで、固定部７と可動部８を接続するように、穴１０の中央部に形成されている。
【００３０】
このような構成とすることにより、磁気ヘッド６の位置決め（面内）方向への変形に対する剛性を大きくすることなく、面外方向への変形に対する剛性を比較的大きく保つことができるので、加工、組立、搬送時における外乱に対する耐力を向上させることができる。
【００３１】
なお、前記の各実施の形態では、２つの圧電素子１１を用いて磁気ヘッド６の位置を変位させるようにしているが、一体型のＰｕｓｈーＰｕｌｌタイプの圧電素子を用いることもできる。
【００３２】
また、前記の各実施の形態において、サスペンションの固定部７と可動部８を接続する梁９、１２、１３およびヒンジ１４は、サスペンションとして一体で形成してもよいし、固定部７、可動部８と梁９、１２、１３（およびヒンジ１４）をそれぞれ別体で形成して後で接合するようにしてもよい。
【００３３】
図７は、サスペンションと圧電素子の接着部の構成の第１の実施の形態を示す側面図である。
同図において、１５は突起で、サスペンションの固定部７と可動部８の穴１０の縁に形成されている、１６は接着剤で、各一対の突起１５の間に供給されている、
このような構成で、突起１５上に圧電素子１１を載置し、接着剤１６でサスペンションの固定部７と可動部８に固定することにより、圧電素子１１が梁の上に架かっても、圧電素子１１と梁が直接接触することがない。したがって、圧電素子１１と梁の間に摩擦力が発生しないので、磁気ヘッドの面内変位を円滑に行わせることができる。
【００３４】
図８は、サスペンションと圧電素子の接着部の構成の第２の実施の形態を示す側面図である。
同図において、１７はスペーサで、サスペンションとは別体で形成され、サスペンションの固定部７と可動部８の穴１０の縁に接合されている、１６は接着剤で、各一対の突起１７の間に供給されている、
このような構成としても、前記実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００３５】
図９および図１０は、本発明によるサスペンションの第５の実施の形態を示す平面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、図１０は、圧電素子の作用を示す正面図である。
【００３６】
同図において、図２と同じものは同じ符号を付けて示してある。１８は平行板ばねで形成された梁で、サスペンションの固定部７と可動部８を接続し、その間に穴１０を形成している。１９は剪断変形する圧電素子で、サスペンションの固定部７と可動部８の穴１０の縁に固定されている。２０は板状部材で、各圧電素子１８に穴１０に架橋するように固定されている。
【００３７】
このような構成で、たとえば、サスペンションの固定部７側の圧電素子１９に電圧を印加すると、図１０に示すように、圧電素子１９は印加された電圧に比例して剪断方向に変形し、板状部材２０を距離ｌだけ変位させる。したがって、板状部材２０に接続された可動部８も距離ｌだけ変位して、磁気ヘッド６の位置を制御することができる。
【００３８】
また、サスペンションの可動部８側に設けた圧電素子１９に電圧を印加すれば、板状部材２０を基準として、可動部８を移動させることができる。
【００３９】
なお、この実施の形態においては、圧電素子を２個用いる場合について説明しているが、どちらか一方の圧電素子のみであってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明によれば、圧電素子を搭載したサスペンションの位置決め方向の変形に対する剛性を小さくでき、かつ、変形時の圧電素子とサスペンションとの間の抵抗がほとんどないため、比較的低い電圧で大きな変位を得ることができる。
【００４１】
また、曲げおよび捻れ等の面外変形に対する剛性を高く保持し、位置決め方向の面内変形に対する剛性を小さくすることができるので、高精度な位置決めを行うことができる。これにより、ディスクのトラックピッチを狭くすることができ、高記録密度の磁気ディスク装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるヘッド支持機構を用いる磁気ディスク装置の内部を示す斜視図。
【図２】本発明によるヘッド支持機構の第１の実施の形態を示す斜視図。
【図３】前記サスペンションの振動特性を示す特性図。
【図４】本発明によるサスペンションの第２の実施の形態を示す平面図。
【図５】本発明によるサスペンションの第３の実施の形態を示す平面図。
【図６】本発明によるサスペンションの第４の実施の形態を示す斜視図。
【図７】サスペンションと圧電素子の接着部の構成の第１の実施の形態を示す側面図。
【図８】サスペンションと圧電素子の接着部の構成の第２の実施の形態を示す側面図。
【図９】本発明によるサスペンションの第５の実施の形態を示す平面図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
【図１０】図９における圧電素子の作用を示す正面図。
【符号の説明】
１…ディスク、２…ボイスコイルモータ、３…キャリッジアーム、４…サスペンション、５…スライダ、６…磁気ヘッド、７…固定部、８…可動部、９、１２、１３、１８…梁、１０…穴、１１、１９…圧電素子、１４…ヒンジ、１５…突起、１６…接着剤、１７…スペーサ、２０…板状部材。

Claims (6)

1. 情報の書き込みと読み出しを行うヘッドと、
   このヘッドの位置決め方向の両側を弾性変形可能にした穴が形成され、前記ヘッドを支持するヘッド支持部材と、
   この穴の長手方向の前後両縁に形成された突起と、
   この突起上に載置され、前記ヘッド支持部材を前記ヘッドの位置決め方向に変形させる圧電素子とを備えたヘッド支持機構。
2. 情報の書き込みと読み出しを行うヘッドと、このヘッドを支持するヘッド支持部材と、このヘッド支持部材に支持され、このヘッド支持部材を前記ヘッドの位置決め方向に変形させる圧電素子とを備えたヘッド支持機構において、前記ヘッドの位置決め方向の両側を弾性変形可能にした穴と、この穴のヘッド支持機構長手方向の前後両側に突起が形成されたヘッド支持部材と、前記穴に架橋するように前記突起を介してヘッド支持部材に固定された圧電素子とを設けたヘッド支持機構。
3. 前記突起が、前記ヘッド支持部材とは別体に形成され、前記ヘッド支持部材に接合されたスペーサである請求項１または２に記載のヘッド支持機構。
4. 前記穴の幅方向の両側を、梁，平行板ばね，或いは蛇腹状のばね構造とした請求項１乃至３のいずれか１項に記載のヘッド支持機構。
5. 前記穴の中央部にヒンジが形成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載のヘッド支持機構。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載のヘッド支持機構を用いた磁気ディスク装置。

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