JP4744907B2 - 撓み連結したプラテンを備えたｘ−ｙスピンスタンドプラットフォーム - Google Patents

Description

本発明はスピンスタンドに関し、詳しくは、ハードディスクドライブの読み書き磁気ヘッドアセンブリの検査に使用するスピンスタンドに関する。

ハードディスクドライブの記憶容量は、組み込まれる読み書き磁気ヘッドアセンブリの精度及び感度の進歩により増大し続けており、それに連れて読み書き磁気ヘッドアセンブリの製造はますます難かしいものとなり、大半が、ハードディスクドライブに組み込む以前に検査されるようになっている。

読み書き磁気ヘッドアセンブリは、検査に際し、代表的には、一般にスピンスタンドと称する検査システム上に配置される。スピンスタンドには、代表的にはスライドブレーキアセンブリが組み込まれ、このスライドブレーキアセンブリが、あたかもハードディスクアセンブリに組み込んだかの如き動作を読み書き磁気ヘッドアセンブリに再現させる。スライドブレーキアセンブリは、代表的には低分解能レベルでの位置決めが可能であるが、高分解能レベルでの精密位置決め（micropositioning）用スタンドを含んでいる。

ハードディスクドライブの、各プラッター表面上で同中心をなす各データトラック密度は増大し続けている（即ち、現在のハードディスクドライブの１インチ（約２．５４ｃｍ）当たりのトラック密度（ｔｐｉ）は５０，０００〜１００，０００もの高さである）。
トラック密度が増大し続けるのに伴い、スライドブレーキアセンブリの位置決め分解能も上げて行く必要がある。例えば、トラック密度が５０，０００ｔｐｉであるハードディスクドライブ用の読み書き磁気ヘッドアセンブリを正しく検査するためのスライドブレーキアセンブリ（従って読み書き磁気ヘッドアセンブリ）の位置決め分解能は、代表的にはトラック幅の１／１００とするべきである。故に、スライドブレーキアセンブリ及び精密位置決め用スタンド組合せ体の位置決め分解能は０．００００００２インチ（約０．０００００５ｍｍ）となる。こうした高レベルの位置決め分解能は、代表的には、付加電圧に基づいて伸縮する圧電結晶を含む精密位置決め用スタンドを使用することにより達成される。従って、代表的な検査に際しては、スライドブレーキアセンブリを使用して読み書き磁気ヘッドアセンブリを全体的に位置決めし、次いで精密位置決め用スタンドを使用して、読み書き磁気ヘッドアセンブリを適宜のハードディスクドライブの上方あるいは下方に正確に位置付けする。

代表的な検査シーケンスでは被検査読み書き磁気ヘッドアセンブリは精密位置決め用スタンドに取り付けられ、次いで、スピンドルに取り付けた磁気ディスクがハードディスクドライブの目標動作速度（即ち、代表的には５，４００〜２０，０００ｒｐｍの間）で旋回される。読み書き磁気ヘッドアセンブリは、スライドブレーキアセンブリによって、回転する磁気ディスクの検査位置に全体的に近接して位置決めされ、次いで、精密位置決め用スタンドによって正確に位置決めされる。読み書き磁気ヘッドアセンブリは、正確に位置決めされた後、一連のデータ読み書き指令を受け、かくしてその精度及び感度が検証される。

予測される如く、読み書き磁気ヘッドアセンブリは、正確に位置決めされ得ることに加え、かなりの高速で再位置決めされるべきでもある。例えば、読み書き磁気ヘッドアセンブリは磁気ディスクが１回転する間に第１検査位置から第２検査位置に移動し得ることが望ましい。この移動時間は磁気ディスクの回転速度が２０，０００ｒｐｍである場合は３ミリ秒となる。

現在のスピンスタンド設計では、代表的には、そうした急速な再位置決めを容易化するためのスライドブレーキアセンブリが含まれる。スピンスタンドはレールアセンブリ及びエアベアリングを使用して粗く位置決めされ、圧電結晶を使用して微細に位置決めされ、真空脱気プラテンを使用して花崗岩の表面に締め付けられる。残念なことに、多数のエアベアリングを用いると全体的な精度が低下することがしばしばある。

本発明の１実施例によれば、本来平坦な表面に剛性連結した固定台座を含むＸＹプラテン位置決めシステムが提供される。固定台座には、固定台座に沿ってＸ軸方向に摺動自在であるようにＸＹ中間プレートが摺動自在に連結される。ＸＹ中間プレートには、ＸＹ中間プレートに沿ってＹ軸方向に摺動自在であるようにＸＹステージが摺動自在に連結される。ＸＹステージにはプラテンが、ＸＹステージに関しＸ軸及びＹ軸方向において拘束され且つＺ軸方向には可動であるように撓み自在に連結される。

以下の特徴の１つ以上も含まれ得る。Ｘ軸錠止装置がＸＹ中間プレートを固定台座に一時的に連結することで、ＸＹ中間プレートを固定台座に関して安定化させ得る。Ｘ軸錠止装置は固定台座の一部分と接触するアクチュエータを含み得る。
Ｙ軸錠止装置がＸＹステージをＸＹ中間プレートに一時的に連結することで、このＸＹステージをＸＹ中間プレートに関して安定化させ得る。Ｙ軸錠止装置はＸＹステージの一部分と接触するアクチュエータを含み得る。
１つ以上の撓み体をＸＹステージ及びプラテンに撓み自在に取り付け得る。予備付加装置をＸＹステージとプラテンとの間に位置決めし、撓み体がＹ軸方向に座屈する恐れを低下させることで、プラテンをＸＹステージに関して安定化させることができる。

ＸＹプラテン位置決めシステムは読み書き磁気ヘッドアセンブリを受ける形態とした精密位置決め用スタンドを含み得る。精密位置決め用スタンドは、読み書き磁気ヘッドアセンブリを精密位置決めするための圧電結晶を含み得る。
１つ以上のベアリングアセンブリがＸＹ中間プレートを固定台座に摺動自在に取り付け得る。Ｘ軸リニアアクチュエータが、固定台座に関するＸＹ中間プレートの動作を制御し得る。
１つ以上のベアリングアセンブリが、ＸＹステージをＸＹ中間プレートに摺動自在に取り付け得る。Ｙ軸リニアアクチュエータが、ＸＹ中間プレートに関するＸＹステージの動作を制御し得る。

本発明の他の実施例ではスピンスタンドプラットフォームが設けられ、このスピンスタンドプラットフォームが、本来平坦な表面上でのプラテンの三次元運動を制限するように精密位置決め用スタンドを支持するための、真空予備付加された空気ベアリングプラテン（以下、単にプラテンとも称する）を含んでいる。精密位置決め用スタンドは読み書き磁気ヘッドアセンブリを支持するようになっている。少なくとも１つのアクチュエータが、本来平坦な表面上の所望のＸＹ位置にプラテンを移動する。ある装置がプラテンから空気を除去し、プラテンをＺ軸に沿って移動させ、次いで本来平坦な表面の所望の位置に固定させる。

本発明の他の実施例では、スピンスタンドプラットフォームが、本来平坦な表面上でのプラテンの三次元運動が制限されるように精密位置決め用スタンドを支持する空気ベアリングプラテンを含んでいる。精密位置決め用スタンドは読み書き磁気ヘッドアセンブリを支持するようになっている。少なくとも１つのアクチュエータが、本来平坦な表面上の所望のＸＹ位置にプラテンを移動する。１つの装置がプラテンから空気を除去し、プラテンをＺ軸に沿って移動させ、次いで本来平坦な表面の所望の位置で固定する。

以下の特徴の１つ以上も含まれ得る。スライドブレーキアセンブリは、本来平坦な表面に剛性連結した固定台座と、固定台座に沿ってＸ軸方向に摺動自在であるように固定台座に摺動自在に連結したＸＹ中間プレートと、ＸＹ中間プレートに沿ってＹ軸方向に摺動自在であるようにＸＹ中間プレートに摺動自在に連結したＸＹステージと、を含む。

スピンスタンドプラットフォームは、ＸＹ中間プレートを固定台座に一時的に連結することによってＸＹ中間プレートを固定台座に関して安定化させるためのＸ軸錠止装置を含み得る。Ｘ軸錠止装置は、固定台座の一部分と接触するアクチュエータを含み得る。
スピンスタンドプラットフォームは、ＸＹステージをＸＹ中間プレートに一時的に連結することによってＸＹステージをＸＹ中間プレートに関して安定化させるためのＹ軸錠止装置を含み得る。Ｙ軸錠止装置は、ＸＹステージの一部分と接触するアクチュエータを含み得る。
１つ以上の撓み体をＸＹステージ及びプラテンに撓み自在に取り付け得る。予備付加装置をＸＹステージとプラテンとの間に位置決めし、撓み体がＹ軸方向に圧縮されて座屈する恐れを低下させることで、プラテンをＸＹステージに関して安定化させることができる。

スピンスタンドプラットフォームは精密位置決め用スタンドを含み得、この精密位置決め用スタンドは、読み書き磁気ヘッドアセンブリを受ける形態のものであり得る。精密位置決め用スタンドは、読み書き磁気ヘッドアセンブリを精密位置決めするための圧電結晶を含み得る。
１つ以上のベアリングアセンブリが、ＸＹ中間プレートを固定台座に摺動自在に取り付け得る。Ｘ軸リニアアクチュエータが、ＸＹ中間プレートの、固定台座に関するＸ軸方向の動作を制御し得る。１つ以上のベアリングアセンブリが、ＸＹステージをＸＹ中間プレートに摺動自在に取り付け得る。Ｙ軸リニアアクチュエータが、ＸＹステージの、ＸＹ中間プレートに関するＹ軸方向の動作を制御し得る。

スライドブレーキアセンブリが、本来平坦な表面に剛性連結した固定台座を含み得る。ＸＹ中間プレートは、固定台座に沿ってＹ軸方向に摺動自在であるように固定台座に摺動自在に連結され得る。ＸＹ中間プレートにはプラテンが、ＸＹ中間プレートに沿ってＸ軸方向に摺動自在且つ撓み自在であるように連結される。
Ｙ軸錠止装置が、ＸＹ中間プレートを固定台座に一時的に連結することにより、ＸＹ中間プレートを固定台座に関して安定化させる。Ｙ軸錠止装置には、固定台座の一部分と接触するアクチュエータが含まれ得る。
Ｘ軸錠止装置が、プラテンをＸＹ中間プレートに一時的に連結することにより、プラテンをＸＹ中間プレートに関して安定化させる。Ｘ軸錠止装置には、固定台座の一部分と接触するアクチュエータが含まれ得る。

１つ以上の撓み体をＸＹ中間プレート及びプラテンに撓み自在に取り付け得る。プラットフォームは、読み書き磁気ヘッドアセンブリを受ける形態で有り得る精密位置決め用スタンドを含み得る。精密位置決め用スタンドは、読み書き磁気ヘッドアセンブリを精密位置決めするための圧電結晶を含み得る。
１つ以上のベアリングアセンブリがＸＹ中間プレートを固定台座に摺動自在に取り付け得る。Ｙ軸リニアアクチュエータが、ＸＹ中間プレートの、固定台座に関するＹ軸方向移動を制御し得る。
１つ以上のベアリングアセンブリがプラテンをＸＹ中間プレートに摺動自在に取り付け得る。Ｘ軸リニアアクチュエータが、プラテンの、ＸＹ中間プレートに関するＸ軸方向の動作を制御し得る。

本発明の更に他の実施例では、スピンスタンドプラットフォームが、精密位置決め用スタンドを支持するための空気ベアリングプラテンを含み、プラテンは、本来平坦な表面上での三次元運動が制限され、精密位置決め用スタンドが、読み書き磁気ヘッドアセンブリを支持するようになっている。少なくとも１つのアクチュエータが、本来平坦な表面上の所望のＸＹ位置にプラテンを移動する。真空予備付加装置がプラテンから空気を除去し、プラテンをＺ軸に沿って安定化させ、プラテンの、本来平坦な表面上に画定されたＺ軸方向距離を維持する。

更に他の実施例では、スピンスタンドプラットフォームが、精密位置決め用スタンドを支持する空気ベアリングプラテンを含み、このプラテンは、本来平坦な表面上での三次元運動が制限され、精密位置決め用スタンドは読み書き磁気ヘッドアセンブリを支持するようになっている。スライドブレーキアセンブリが、本来平坦な表面上の所望のＸＹ位置にプラテンを移動させる。真空予備付加装置がプラテンから空気を除去し、プラテンをＺ軸に沿って安定化させ、プラテンの、本来平坦な表面上に画定されたＺ軸方向距離を維持する。

以下の特徴の１つ以上も含まれ得る。スライドブレーキアセンブリは、本来平坦な表面に剛性連結した固定台座と、固定台座に沿ってＸ軸方向に摺動自在であるように固定台座に摺動自在に連結したＸＹ中間プレートと、ＸＹ中間プレートに沿ってＹ軸方向に摺動自在であるようにＸＹ中間プレートに摺動自在に連結したＸＹステージと、を含み得る。１つ以上の撓み体をＸＹステージ及びプラテンに撓み自在に取り付け得る。これらの１つ以上の撓み体がＹ軸方向に座屈する恐れを低下させるように、予備付加装置をＸＹステージとプラテンとの間に位置決めし、ＸＹステージに対してプラテンを安定化させることができる。

スライドブレーキアセンブリは、本来平坦な表面に剛性連結した固定台座を含み得、ＸＹ中間プレートが、固定台座に沿ってＹ軸方向に摺動自在であるように固定台座に摺動自在に連結され得る。プラテンが、ＸＹ中間プレートに沿ってＸ軸方向に摺動自在であり且つプラテンが、ＸＹ中間プレートに関してＺ軸方向に可動であるようにＸＹ中間プレートに摺動自在に且つ撓み自在に連結され得る。１つ以上の撓み体をＸＹ中間プレート及びプラテンに撓み自在に取り付け得る。

本発明の更に他の実施例によれば、プラテンを、直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を有する座標系に関して位置決めするためのシステムが、本来平坦な表面に剛性連結した固定台座を含んでいる。ＸＹ中間プレートが、固定台座に沿ってＹ軸方向に摺動自在であるようにＸＹ中間プレートに摺動自在に連結される。プラテンが、ＸＹ中間プレートに沿ってＸ軸方向に摺動自在であり且つプラテンが、ＸＹ中間プレートに関してＺ軸方向に可動であるようにＸＹ中間プレートに摺動自在に且つ撓み自在に連結され得る。１つ以上の撓み体をＸＹ中間プレート及びプラテンに撓み自在に取り付け得る。

以下の特徴の１つ以上も含まれ得る。Ｙ軸錠止装置が、ＸＹ中間プレートを固定台座に一時的に連結することにより、ＸＹ中間プレートを固定台座に関して安定化させ得る。Ｙ軸錠止装置には、固定台座の一部分と接触するアクチュエータが含まれ得る。
Ｘ軸錠止装置が、プラテンをＸＹ中間プレートに一時的に連結することにより、プラテンをＸＹ中間プレートに関して安定化させ得る。Ｘ軸錠止装置には、ＸＹ中間プレートの一部分と接触するアクチュエータが含まれ得る。
１つ以上の撓み体を、ＸＹ中間プレート及びプラテンに撓み自在に取り付け得る。プラテンは、読み書き磁気ヘッドアセンブリを受ける形態を有し得る精密位置決め用スタンドを含み得る。精密位置決め用スタンドは、読み書き磁気ヘッドアセンブリを精密位置決めするための圧電結晶を含み得る。

１つ以上のベアリングアセンブリが、ＸＹ中間プレートを固定台座に摺動自在に取り付け得る。Ｙ軸リニアアクチュエータが、ＸＹ中間プレートの、固定台座に関する動作を制御し得る。
１つ以上のベアリングアセンブリがプラテンをＸＹ中間プレートに摺動自在に取り付け得る。Ｘ軸リニアアクチュエータが、プラテンの、ＸＹ中間プレートに関する動作を制御し得る。
かくして、解決しようとする課題は、Ｘ軸及びＹ軸の各運動に関して抑制されるが、Ｚ軸方向には自由に動作可能なプラテンを含む改良されたスピンスタンドを提供することである。

図１には、スピンスタンドプラットフォーム１０（以下、単にスピンスタンド１０とも称する）がＸ、Ｙ、Ｚ座標系に関して例示されている。スピンスタンド１０は、エアベアリングプラテン１２と、エアベアリングスピンドル１４と、台座１９の平坦面１８上でのプラテン１２の位置決めを可能とするスライドブレーキアセンブリ１６とを含んでいる。台座１９は、代表的には、本来寸法的に安定し且つ振動を吸収する塊体を提供する花崗岩スラブである。
プラテン１２（詳細は以下に説明する）は、このプラテン上に位置決めされた精密位置決めスタンド２０にして、ハードディスクドライブに組み込むに先立って検査するべき読み書き磁気ヘッドアセンブリ２２（読み書き磁気ヘッド２４Ａを含む）を受ける形態とした精密位置決めスタンド２０を含む。

先に説明したように、検査手順において、スピンドルに取り付けた磁気ディスク２４がエアベアリングスピンドル１４に配置され、読み書き磁気ヘッドアセンブリ２２を内部に配置するハードディスクドライブの動作速度（即ち、代表的には５，４００及び２０，０００ｒｐｍの間）で旋回される。スライドブレーキアセンブリ１６が、読み書き磁気ヘッドアセンブリ２２（及び読み書き磁気ヘッド２４Ａ）を、回転する磁気ディスク２４及び精密位置決めスタンド２０の上方（あるいは下方）の所望の検査位置に接近して全体的に位置決めし、次いで、精密微動制御下に読み書き磁気ヘッドアセンブリ２２（及び読み書き磁気ヘッド２４Ａ）を磁気ディスク２４の適宜のトラックの上方あるいは下方に精密位置決めする。斯界に良く知られるように、精密位置決めスタンド２０は代表的には圧電結晶を含み、この圧電結晶が印加される電圧信号によって伸縮することで、読み書き磁気ヘッドアセンブリ２２を磁気ディスク２４上の所望のトラックに関して極めて正確に位置決めする。精密に位置決めされた読み書き磁気ヘッド２４Ａには一連のデータを読み書きする指令が出され、かくして読み書き磁気ヘッドアセンブリ２２が検証される。

スライドブレーキアセンブリが、平坦面１８に剛性連結した固定台座２６を含む。ＸＹ中間プレート２８が、ＸＹ中間プレートがＸ軸方向（即ちＸ軸に沿って）摺動（固定台座２６に関して）し得るように固定台座２６に摺動自在に連結される。代表的には、１つ以上のベアリングアセンブリ（図示せず）が、１つ以上のＸ軸ベアリングレール（例えばレール２９）を介し、ＸＹ中間プレート２８及び固定台座２６に摺動自在に連結される。Ｘ軸直線アクチュエータ３０（例えば、イスラエル，YokneamのNanomotion社の製造するスタンディングウェーブモーター）が、固定台座２６に関するＸＹ中間プレート２８のＸ軸方向移動を制御する。

スライドブレーキアセンブリ１６はＸＹステージ３２をも含み、このＸＹステージ３２はＹ軸方向（即ちＹ軸に沿って）に摺動（ＸＹ中間プレート２８に関して）し得るようにＸＹ中間プレート２８に摺動自在に連結される。１つ以上のベアリングアセンブリ（図示せず）が、１つ以上のＹ軸ベアリングレール、（例えばレール３３）を介してＸＹステージ３２とＸＹ中間プレート２８とを摺動自在に連結する。Ｙ軸直線アクチュエータ３４（例えばイスラエル，YokneamのNanomotion社の製造するスタンディングウェーブモーター）が、ＸＹ中間プレート２８に関するＸＹステージ３２のＹ軸移動を制御する。

撓み性の材料（例えばアルミニュームあるいは鋼）から構成され、第１端部をＸＹステージ３２に、第２端部をプラテン１２に各剛着した１つ以上の撓み体３６、３８を介し、プラテン１２がＸＹステージ３２に撓み自在に取り付けられる。撓み体３６、３８は、本来プラテン１２のＺ軸方向の移動を許容し、他方、Ｘ軸及びＹ軸方向での移動を抑止する。
図１に示す実施例では、撓み体３６及び３８はＸ軸に沿った（Ｙ軸に沿った長さに関しての）実質的な幅寸法を有し、かくしてＸＹステージ３２に関するプラテン１２のねじれの度合いが軽減され、可動のプラテンの、主に安定性が増長される。代表的には、撓み体３６、３８は、Ｘ軸に沿った双方向動作やＹ軸に沿った単方向動作（例えば、プラテン１２を引っ張る場合のような引張力下での）を生じないようにされる。

また、プラテン１２を押したときにＹ軸圧縮性の撓み体が座屈する恐れを低減させるために、予備負荷装置４０（例えば、ソレノイド式あるいは空気圧式のアクチュエータ）が、プラテン１２とＸＹステージ３２との間に非圧縮性のＹ軸カップリングを提供してプラテン１２を安定化（ＸＹステージ３２に関して）させる。例えば、予備負荷装置４０をＸＹステージ３２に取付け、伸延させてプラテン１２と接触させ得、あるいはプラテン１２に取付け、伸延させてＸＹステージ３２と接触させ得る。予備負荷装置４０は、ＸＹステージ３２とプラテン１２との間に被圧縮性カップリングを提供するが、ＸＹステージ３２とプラテン１２との間におけるＺ軸方向の動作に干渉することはない。

プラットフォーム１０の操作中、エアベアリングプラテン１２は平坦面１８の上方の画定されたＺ軸方向距離（例えば、２５０マイクロインチ（約２５．４ｍｍ／１，０００，０００））に維持され、かくして、平坦面１８上でのプラテン１２の摩擦の無い動作が可能となる。この、画定されたＺ軸方向距離は、平坦面１８とプラテン１２との間の間隙に付加される圧縮空気（即ち、大気圧に関して正圧の、例えば、＋１０ｐｓｉ（６８９５０Ｐａ））と、真空（即ち、大気圧に関して負圧の、例えば、−２ｐｓｉ（−１３７９０Ｐａ））とを調和させることにより維持される。一般に、図示された実施例におけるように、真空はベアリングに予備負荷を付加するために使用される。他の実施例では重力ベース、磁気ベース、の各予備負荷方法、あるいはこれら３つの形式の組み合わせのようなその他の予備負荷方法を使用することが可能である。

プラテン１２を位置決め及び安定させるための時間を最小限化することが望ましい。従って、Ｘ軸直線アクチュエータ３０及びＹ軸直線アクチュエータ３４はプラテン１２の急加速及び急減速を提供し、スライドブレーキアセンブリ１６は、プラテンをＸ軸及びＹ軸に関して安定させるためのＸ軸錠止装置４２及びＹ軸錠止装置４４を含む。代表的にはＸ軸錠止装置４２及びＹ軸錠止装置４４はＸ軸及びＹ軸の動作の停止後においてのみ適用される。
検査中、ＸＹ中間プレート２８がＸ軸に沿って位置決めされると、Ｘ軸錠止装置４２（代表的にはＸＹ中間プレート２８に取り付けられ、図示しないアクチュエータを含む）Ｘ軸錠止レール４６（固定台座２６に組み込まれた）と接触し、ＸＹ中間プレート２８を固定台座２６に関して安定化させる。

同様に、ＸＹステージ３２がＹ軸に沿って位置決めされると、Ｙ軸錠止装置４４（代表的にはＸＹステージ３２に取り付けられ、図示しないアクチュエータを含む）がＹ軸錠止レール４８（ＸＹステージ３２に組み込まれた）と接触し、ＸＹ中間プレート２８に関してＸＹステージ３２を安定化させる。
図２を参照するに、空気ベアリングプラテン１２の断面が示され、圧縮空気供給ライン１００が圧縮空気を、この圧縮空気量が増大するに従い間隙寸法（即ち、画定されたＺ軸方向距離）が大きくなる状態下に複数の圧力通路１０２、１０４、１０６及び排出ノズル１０８、１１０、１１２を介してプラテン１２の下方表面に分与される。

また、真空ライン１１４、複数の真空通路１１６、１１８、１２０、そして複数の真空ポート１２２、１２４、１２６を介し、真空予備負荷が付加され得る。この形態では、真空が付加され、圧縮空気が供給されない場合、プラテン１２の下方表面と平坦面１８との間の空気は除去され（この部分の圧力が比較的低下する）る。この低圧化により、プラテン１２は平坦面１８に係合し間隙（即ちＺ軸方向距離）は減少してゼロとなる。
図２にはプラテン１２の１実施例が示されるが、プラテン１２の個別の及び全ての要素を例示するものではない。

次ぎの検査手順において、プラテン１２はスライドブレーキアセンブリ１６によって粗く位置決めされ、所望のＺ軸方向距離を維持するための圧縮空気が（供給ライン１００を介して）間隙に付加される。更に、予備負荷（即ち、圧縮空気の発生する上向きの力に対向する下向きの力）を適宜の水準に維持するための、また、間隙を所望の幅で安定化させてＺ軸方向に沿った所望のスチフネスを提供させるための真空が（真空ラインを介して）付加され得る。あるいは、前記下向きの力を磁気的（即ち、強磁性体の平坦面と、磁化したプラテンを使用して）に、あるいは重力的（即ち、プラテン１２の重量を調節することにより）に生じさせ得る。

本発明の好ましい１実施例では、プラテン１２を正確に位置決めするとプラテンが下方の平坦面１８にクランプ留め（ｃｌｕｍｐ ｄｏｗｎ）される。このクランプ作動は、真空を一定に維持しつつ圧縮空気の正圧を減少させることによって、あるいは圧縮空気の正圧を一定に保ちつつ真空の負圧を増大させることによって、あるいはこれらの組み合わせによって実現され得る。例えば、正圧を１０ｐｓｉ（６８９５０ｐａ）、負圧を−２ｐｓｉ（−１３７９０ｐａ）とするとプラテン１２は“浮上”し、正圧を１０ｐｓｉ（６８９５０ｐａ）、負圧を−１０ｐｓｉ（−６８９５０ｐａ）とすればプラテンは“クランプ留め”される。

プラテンは、供給ライン１００により供給される正圧を低下させ、真空ライン１１４を介して付加される真空水準を増大させることにより、あるいはそれらの組み合わせにより、平坦面にクランプ留めされる。プラテン１２がＸＹステージ３２に撓み自在に連結され、撓み体３６、３８が撓むことから（図で仮想線で示される撓み体３６’、３８’の如く）、プラテン１２に真空を付加すると間隙から空気が除去され、プラテン１２が引き下ろされ得る。これにより、間隙は減少してゼロとなり、かくして、読み書き磁気ヘッドアセンブリ２２の正確且つ安定状態下での検査が容易化される。
検査手順が完了すると真空が除去されあるいは圧縮空気が再付加され、かくしてプラテン１２と平坦面１８との間の間隙が復元され、プラテン１２の再位置決めが可能となる。

図３を参照するに、別態様の実施例におけるプラテン１２’の下方表面１５０が示され、真空ポート１５４を介して脱気される中央真空凹所１５２を有している。真空ポート１５４は図示されない真空ラインに取り付けられる。プラテン１２’の周囲には１つ以上の圧縮空気供給ポート、例えばポート１５６、１５８、１６０、１６２、１６４が配置される。各圧縮空気ポートには図示されない圧縮空気供給ラインが連結される。代表的には、空気分与チャンネル１６６（即ち、プラテン１２’の下方表面１５０内に加工したチャンネル）が、プラテン１２’の下方表面１５０を横断しての圧縮空気分与を許容する。更に、中央真空凹所１５２と、圧縮空気供給ポート１５６、１５８、１６０、１６２、１６４との間には、中央真空凹所１５２を包囲する大気圧等化チャンネル１６８が位置決めされ、この大気圧等化用チャンネル１６８が、チャンネル１７０、１７２を介し、プラテン１２’の下方表面１５０の周囲に沿って大気圧に連結される。

図４〜図６を参照するに、別態様におけるスピンスタンドプラットフォーム２００がＸＹＺ座標軸系に関して示され、図４にはスピンスタンドプラットフォーム２００の概略斜視図が示され、図５にはスピンスタンドプラットフォーム２００の平面図が示され、図６にはスピンスタンドプラットフォーム２００の側面図が示される。
スピンスタンドプラットフォーム２００は、空気ベアリングプラテン２０２と、空気ベアリングスピンドル２０４と、台座２１０の平坦面２０８の上方でのプラテン２０２の位置決めを許容するスライドブレーキアセンブリ２０６を含んでいる。代表的には、台座２１０は花崗岩スラブである。
プラテン２０２は、このプラテン上に位置決めされ且つハードディスクドライブに組み込むに先立って検査するべき読み書き磁気ヘッドアセンブリ２１４（読み書きヘッド２１６を含む）を受ける形態とした精密位置決め用スタンド２１２を含む。

スライドブレーキアセンブリ２０６は、平坦面２０８に剛性連結した固定台座２１８を含む。この固定台座２１８にはＸＹ中間プレート２２０が、Ｙ軸方向（即ちＹ軸に沿って）に摺動（固定台座２１８に関して）し得るように固定台座２１８に摺動自在に連結される。代表的には、１つ以上のベアリングアセンブリ２２２、２２４が、１つ以上のＹ軸ベアリングレール２２６、２２８を介してＸＹ中間プレート２２０と固定台座２１８とを摺動自在に連結する。Ｙ軸リニアアクチュエータ（図示せず）が、固定台座２１８に関するＸＹ中間プレート２２０のＹ軸方向移動を制御する。
プラテン２０２は、Ｘ軸方向（即ちＸ軸方向に沿って）での摺動（ＸＹ中間プレート２２０に関しての）が許容されるように、ＸＹ中間プレート２２０に摺動自在に連結される。この場合でも、１つ以上のベアリングアセンブリ２３０、２３２が、Ｘ軸ベアリングレール（例えばレール２３４）を介してプラテン２０２とＸＹ中間プレート２２０とを摺動自在に連結する。

Ｘ軸リニアアクチュエータ２３６が、ＸＹ中間プレート２２０に関するプラテン２０２のＸ軸方向移動を制御する。
撓み性の材料（例えばアルミニュームあるいは鋼）から構成され、その第１端部をベアリングアセンブリ２３０、２３２（レール２３４を介してＸＹ中間プレート２２０に撓み自在に取り付けた）に剛着し、第２端部をプラテン２０２に剛着した１つ以上の撓み体２３８、２４０を介して、プラテン２０２がＸＹ中間プレート２２０に撓み自在に取り付けられる。先に説明した実施例におけるように、撓み体２３８、２４０がプラテン２０２のＺ軸方向移動を許容し、他方、Ｘ軸及びＹ軸方向の移動を抑止する。

図４〜図６に示す実施例では、撓み体２３８、２４０はＸ軸方向（Ｙ軸方向の長さに関する）に沿った実質的な幅寸法を有するストリップ状の要素である。代表的には、撓み体２３８、２４０はＸ軸方向に沿った双方向的動作と、Ｙ軸方向（例えば、プラテン２０２を引っ張る如き張力下での）に沿った単方向的な動作とを有効に抑止する。

プラテン２０２は、代表的には、Ｘ軸リニアアクチュエータ２３６の内部で可動の摺動アセンブリ２４４に連結したブラケットアセンブリ２４２を含む。従って、Ｘ軸リニアアクチュエータ２３６に制御電流を印加すると、摺動アセンブリ２４４がＸ軸リニアアクチュエータ２３６の長手方向に沿った適宜のＸ軸方向位置に位置決めされ得、結局、プラテン２０２が適宜のＸ軸方向位置に位置決めされ得る。更には、摺動アセンブリ２４４はＺ軸方向に沿って自由に移動する（Ｘ軸リニアアクチュエータ２３６に関して）形態とされる。摺動アセンブリ２４４を形態付けするに際しては、そのＺ軸方向の移動量が、プラテン２０２を平坦面２０８上に錠止させ得るに実質的に十分であるように寸法付けされる。更には、プラテン２０２をＹ軸方向に正確に位置決めし得るよう、摺動アセンブリ２４４はＹ軸方向の遊び（即ち、Ｘ軸リニアアクチュエータ２３６に関する摺動アセンブリ２４４のＹ軸方向移動量）が最小化されるようにするべきである。

プラットフォーム２００の操作中、プラテン２０２は平坦面２０８の上方の画定されたＺ軸方向距離（例えば、２５０マイクロインチ（約２５．４ｍｍ／１，０００，０００））の位置に維持され、かくして、平坦面２０８の上方でのプラテン２０２の摩擦の無い移動が許容される。画定されたＺ軸方向距離は、平坦面２０８とプラテン２０２との間に付加する圧縮空気及び真空の割合を調和させることにより維持される。先に議論したように、真空は一般にプラテン２０２を予備負荷するために使用される。別の実施例では、重力ベース式、磁気ベース式、あるいはこれら３つのタイプを組み合わせた予備負荷方法を使用することができる。
図１に示す実施例に於けるように、プラテン２０２を位置決め及び安定化するために要する時間を最小化することが望ましい。図示されないＹ軸アクチュエータ及びＸ軸アクチュエータ２３６が、プラテン２０２の急加速及び急減速を提供する。更には、スライドブレーキアセンブリ２００が、プラテン２０２をＸ軸及びＹ軸の夫々において安定化させるためのＸ軸錠止装置及びＹ軸錠止装置（何れも図示せず）を含む。代表的には、Ｘ軸錠止装置及びＹ軸錠止装置はＸ軸方向及びＹ軸方向の移動が停止した後においてのみ適用される。

プラテン２０２は、正しく位置決めされると代表的には平坦面２０８にクランプ留め（先に議論した如く）される。これにより、結局、プラテン２０２と平坦面２０８との間の間隙は減少してゼロとなり、読み書き磁気ヘッドアセンブリ２１４の正確且つ安定状態下での検査が容易化される。
以上、本発明を２つの撓み体３６，３８、あるいは２３８、２４０を含む如き実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。例えば、単一の撓み体を使用可能である。あるいは、３つあるいはそれ以上の撓み体を使用しても良い。
本発明のシステムを、プラテンをＸ−Ｙ位置決めスキームに従い位置決めする形態において説明したが、その他の形態とすることが可能である。例えば、スライドブレーキアセンブリを、固定点を中心としてピボット廻動する伸張自在アームを含む、極座標位置決め（図示せず）可能な設計形態のものとし得る。この場合、アームは、所望の角度位置に回転すると適宜の半径位置に伸張され得、かくして読み書き磁気ヘッドアセンブリが正確に位置決めされ得る。

改良されたスピンスタンドプラットフォームの概略斜視図である。 図１のスピンスタンドプラットフォームのプラテンの断面図である。 図１のスピンスタンドプラットフォームのプラテンの別態様の実施例の概略図である。 改良されたスピンスタンドプラットフォームの他の実施例における概略斜視図である。 図４の実施例の平面図である。 図４の実施例の側面図である。

符号の説明

１０ スピンスタンドプラットフォーム
１２ 空気ベアリングプラテン
１４ 空気ベアリングスピンドル
１６ スライドブレーキアセンブリ
１８ 平坦面
１９ 台座
２０ 精密位置決めスタンド
２２ 読み書き磁気ヘッドアセンブリ
２４Ａ 読み書き磁気ヘッド
２６ 固定台座
２８ ＸＹ中間プレート
３０ Ｘ軸直線アクチュエータ
３２ ＸＹステージ
３３ レール
３４ Ｙ軸直線アクチュエータ
３６、３８ 撓み体
４０ 予備負荷装置
４２ Ｘ軸錠止装置
４４ Ｙ軸錠止装置
４６ Ｘ軸錠止レール
１００ 圧縮空気供給ライン
１０２、１０４、１０６ 圧力通路
１０８、１１０、１１２ 排出ノズル
１１４ 真空ライン
１１６、１１８、１２０ 真空通路
１２２、１２４、１２６ 真空ポート
１５０ 下方表面
１５２ 中央真空凹所
１５４ 真空ポート
１５６、１５８、１６０、１６２、１６４ 圧縮空気供給ポート
１６６ 空気分与チャンネル
１６８ 大気圧等化チャンネル
１７０、１７２ チャンネル
２００ スピンスタンドプラットフォーム
２０２ 空気ベアリングプラテン
２０４ 空気ベアリングスピンドル
２０６ スライドブレーキアセンブリ
２０８ 平坦面
２１０ 台座
２１２ 精密位置決め用スタンド
２１４ 読み書き磁気ヘッドアセンブリ
２１６ 読み書きヘッド
２１８ 固定台座
２２０ ＸＹ中間プレート
２２２、２２４、２３０、２３２ ベアリングアセンブリ
２２６、２２８ Ｙ軸ベアリングレール
２３６ Ｘ軸リニアアクチュエータ
２３８、２４０ 撓み体
２４２ ブラケットアセンブリ
２４４ 摺動アセンブリ

Claims (24)

1. 直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を有する座標系に関してプラテンを位置決めするためのシステムであって、
   前記座標系が、
   本来平坦な表面に剛性連結した固定台座と、
   該固定台座に沿ってＸ軸方向に摺動自在に該固定台座に連結したＸＹ中間プレートと、
   該ＸＹ中間プレートに沿ってＹ軸方向に摺動自在に該ＸＹ中間プレートに連結したＸＹステージと、
   該ＸＹステージに撓み自在に連結したプラテンにして、ＸＹステージに関し、Ｘ軸及びＹ軸方向において本来拘束され、Ｚ軸方向に可動であるプラテンと、
   ＸＹステージ及びプラテンを撓み自在に取り付けるための１つ以上の撓み体と、
   ＸＹステージとプラテンとの間に位置決めした予備負荷装置にして、１つ以上の撓み体がＹ軸方向での圧縮性の座屈を生じる恐れを低下させることにより、ＸＹステージに関してプラテンを安定化させる予備負荷装置と、
   を含むシステム。
2. ＸＹ中間プレートを固定台座に一時的に連結することにより、ＸＹ中間プレートを固定台座に関して安定化させるためのＸ軸錠止装置を更に含む請求項１のシステム。
3. Ｘ軸錠止装置が、固定台座の一部分と接触するアクチュエータを含む請求項２のシステム。
4. ＸＹステージをＸＹ中間プレートに一時的に連結することにより、ＸＹステージをＸＹ中間プレートに関して安定化させるためのＹ軸錠止装置を更に含む請求項１のシステム。
5. Ｙ軸錠止装置が、ＸＹステージの一部分と接触するアクチュエータを含む請求項４のシステム。
6. 精密位置決め用スタンドを更に含む請求項１のシステム。
7. 精密位置決め用スタンドが、読み書きヘッドアセンブリを受けるための形態とされる請求項６のシステム。
8. 精密位置決め用スタンドが、読み書きヘッドアセンブリを精密位置決めするための圧電結晶を含んでいる請求項７のシステム。
9. ＸＹ中間プレートを固定台座に摺動自在に取り付けるための１つ以上のベアリングアセンブリを更に含む請求項１のシステム。
10. 固定台座に関するＸＹ中間プレートのＸ軸方向移動を制御するためのＸ軸リニアアクチュエータを更に含む請求項９のシステム。
11. ＸＹステージをＸＹ中間プレートに摺動自在に取り付けるための１つ以上のベアリングアセンブリを更に含む請求項１のシステム。
12. ＸＹ中間プレートに関するＸＹステージのＹ軸方向移動を制御するためのＹ軸リニアアクチュエータを更に含む請求項１１のシステム。
13. 直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を有する座標系に関してプラテンを位置決めするためのシステムであって、前記座標系が、
    本来平坦な表面に剛性連結した固定台座と、
    該固定台座に沿ってＹ軸方向に摺動自在に該固定台座に連結したＸＹ中間プレートと、
    該ＸＹステージに摺動自在且つ撓み自在に連結したプラテンにして、ＸＹ中間プレートに沿ってＸ軸方向に摺動自在であり、ＸＹステージに関し、Ｚ軸方向に可動であるプラテンと、
    ＸＹ中間プレート及びプラテンを撓み自在に取り付けるための２つ以上の撓み体と、
    を含むシステム。
14. ＸＹ中間プレートを固定台座に一時的に連結することにより固定台座に関してＸＹ中間プレートを安定化させるためのＹ軸錠止装置を更に含む請求項１３のシステム。
15. Ｙ軸錠止装置が、固定台座の一部分と接触するアクチュエータを含む請求項１４のシステム。
16. プラテンをＸＹ中間プレートに一時的に連結することにより、ＸＹ中間プレートに関してプラテンを安定化させるためのＸ軸錠止装置を更に含む請求項１３のシステム。
17. Ｘ軸錠止装置が、ＸＹ中間プレートの一部分と接触するアクチュエータを含む請求項１６のシステム。
18. 精密位置決め用スタンドを更に含む請求項１３のシステム。
19. 精密位置決め用スタンドが、読み書きヘッドアセンブリを受ける形態とされる請求項１８のシステム。
20. 精密位置決め用スタンドが、読み書きヘッドアセンブリを精密位置決めするための圧電結晶を含む請求項１９のシステム。
21. ＸＹ中間プレートを固定台座に摺動自在に取り付けるための１つ以上のベアリングアセンブリを更に含む請求項１３のシステム。
22. 固定台座に関するＸＹ中間プレートのＹ軸方向移動を制御するためのＹ軸リニアアクチュエータを更に含む請求項２１のシステム。
23. プラテンをＸＹ中間プレートに摺動自在に取り付けるための１つ以上のベアリングアセンブリを更に含む請求項１３のシステム。
24. ＸＹ中間プレートに関するプラテンのＸ軸方向移動を制御するためのＸ軸リニアアクチュエータを更に含む請求項２３のシステム。

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