JP4806667B2

JP4806667B2 - ヘッド・ジンバル・アセンブリ及びディスク・ドライブ装置

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Publication number: JP4806667B2
Application number: JP2007221435A
Authority: JP
Inventors: 忍萩谷; 治英高橋; 敏樹平野; 耕作若月
Original assignee: ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ
Priority date: 2007-08-28
Filing date: 2007-08-28
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2027-08-28
Also published as: JP2009054245A

Description

本発明は、ヘッド・ジンバル・アセンブリ及びディスク・ドライブ装置に関し、特に、マイクロアクチュエータを有するヘッド・ジンバル・アセンブリにおける振動減衰構造に関する。

ディスク・ドライブ装置として、光ディスク、光磁気ディスク、あるいはフレキシブル磁気ディスクなどの様々な態様の記録ディスクを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。この他、動画像記録再生装置、カーナビゲーション・システム、あるいは携帯電話など、ＨＤＤの用途は、その優れた特性により益々拡大している。

ＨＤＤで使用される磁気ディスクは、同心円状に形成された複数のデータ・トラックと複数のサーボ・トラックとを有している。各データ・トラックには、ユーザ・データを含む複数のデータ・セクタが記録されている。各サーボ・トラックはアドレス情報を有する。サーボ・トラックは、円周方向において離間して配置された複数のサーボ・データによって構成されており、各サーボ・データの間に１もしくは複数のデータ・セクタが記録されている。ヘッド素子部がサーボ・データのアドレス情報に従って所望のデータ・セクタにアクセスすることによって、データ・セクタへのデータ書き込み及びデータ・セクタからのデータ読み出しを行うことができる。

ヘッド素子部はスライダ上に形成されており、さらにそのスライダはアクチュエータのサスペンション上に固着されている。アクチュエータとヘッド・スライダのアセンブリを、ヘッド・スタック・アセンブリ（ＨＳＡ）と呼ぶ。また、サスペンションとヘッド・スライダのアセンブリを、ヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）と呼ぶ。

磁気ディスクに対向するスライダＡＢＳ（Air Bearing Surface）面と回転している磁気ディスクとの間の空気の粘性による圧力が、サスペンションによって磁気ディスク方向に加えられる圧力とバランスすることによって、ヘッド・スライダは磁気ディスク上を一定のギャップを置いて浮上することができる。アクチュエータが回動軸を中心に回動することによって、ヘッド・スライダを目的のトラックへ移動すると共に、そのトラック上に位置決めする。

磁気ディスクのＴＰＩ（Track Per Inch）の増加に従い、ヘッド・スライダの位置決め精度の向上が求められている。しかし、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）によるアクチュエータの駆動は、その位置決め精度に限界が存在する。そのため、アクチュエータの先端に小型のアクチュエータ（マイクロアクチュエータ）を実装し、より精細な位置決めを行う技術が提案されている（例えば特許文献１、２を参照）。
米国特許出願公開第２００６／００４４６９８号明細書特開２００３−２２８９３０号公報

様々なマイクロアクチュエータ構造が提案されている中で、上記先行技術文献に開示されているようにヘッド・スライダを直接微動させるマイクロアクチュエータは、変位量の大きさと共振周波数の高さから、ヘッド・スライダの位置決め性能を高めるのに有利である。しかし、ヘッド・スライダと磁気ディスクとの接触などによってヘッド・スライダに強い外力が働いたときには、不要な振動が励起されやすい。高い周波数の振動によりヘッド・スライダは磁気ディスクとの接触を繰り返しやすい。大きな振動が励起されれば、マイクロアクチュエータが大きく変形あるいは損傷する、もしくはヘッド・スライダや磁気ディスクが損傷する可能性が高まる。

上述のような振動を抑えるためには、マイクロアクチュエータの変形を制限する機構や、振動を減衰する機構が必要である。しかし、マイクロアクチュエータ内に変形を制限する機構を作るためには、制限する変形量に応じた製造精度を有する加工技術が必要であり、困難性が高い。また、マイクロアクチュエータの微細な構造においては、大きな負荷に対する耐久性を確保することが難しい。従って、マイクロアクチュエータの高い周波数における共振を、より簡便な構造にて効果的に減衰させることが要求される。

本発明の一態様に係るヘッド・ジンバル・アセンブリは、ヘッド・スライダと、前記ヘッド・スライダを支持し、そのヘッド・スライダを微動させるマイクロアクチュエータと、前記マイクロアクチュエータが固定されたサスペンションと、前記マイクロアクチュエータの固定部と前記サスペンションとの間にあって前記マイクロアクチュエータを前記サスペンションに固定する接着材と、前記マイクロアクチュエータの可動部と前記サスペンションとに接着し、前記接着剤よりも剛性が小さく前記可動部の振動を減衰する粘弾性材とを有する。粘弾性材により、マイクロアクチュエータの動作への影響を小さくしつつ望ましくない振動を効果的に減衰することができる。

好ましい例において、前記マイクロアクチュエータは、圧電素子と、前記ヘッド・スライダと前記圧電素子とがその上に配置されている基板と、を有し、前記基板は前記固定部と前記可動部とを有し、前記可動部は前記圧電素子の伸縮に応じて動くことで前記ヘッド・スライダをディスク対向面の面内方向において微動させる。このようなマイクロアクチュエータにおいて、粘弾性材は特に効果的に作用する。

好ましくは、前記可動部は動きが異なる複数の部分を含み、前記粘弾性材は、前記可動部の一部の部分のみに接着している。これにより、マイクロアクチュエータの動作への影響をより小さくしつつ望ましくない振動を効果的に減衰することができる。

好ましくは、前記可動部は、前記圧電素子の伸縮に応じて回動することで前記ヘッド・スライダを回動させる回動部を含み、前記粘弾性材は、前記基板における前記回動部のみに接着している。さらに好ましくは、前記粘弾性材は前記回動部の回動中心を含む領域に接着している。あるいは、前記粘弾性材は、前記回動部において、その回動中心を含まない複数の領域に離間して固着している。さらに、前記回動中心は前記複数の領域の回転中心であることが好ましい。これらにより、マイクロアクチュエータの動作への影響をより小さくしつつ望ましくない振動を効果的に減衰することができる。

好ましくは、前記可動部はばね機構を有し、前記粘弾性材は、前記可動部における前記ばね機構を外れた位置に接着している。あるいは、前記可動部は、前記圧電素子の伸縮を前記回動部に伝達する並進部を含み、前記前記粘弾性材は、前記並進部における複数の領域に離間して接着していることが好ましい。あるいは、前記可動部は、前記圧電素子が固定されている駆動部を含み、前記前記粘弾性材は、前記駆動部における複数の領域に離間して接着していることが好ましい。これにより、マイクロアクチュエータの動作への影響をより小さくしつつ望ましくない振動を効果的に減衰することができる。

本発明の他の態様は、ディスクを回転するモータと、ヘッド・スライダと、前記ヘッド・スライダを支持し、それを前記ディスク上で移動する移動機構と、を有するディスク・ドライブ装置である。前記移動機構は、前記ヘッド・スライダを支持し、そのヘッド・スライダを微動させるマイクロアクチュエータと、前記マイクロアクチュエータが固定されたサスペンションと、前記マイクロアクチュエータの被固定部と前記サスペンションとの間にあって前記マイクロアクチュエータを前記サスペンションに固定する接着材と、前記マイクロアクチュエータの可動部と前記サスペンションとに接着し、前記接着剤よりも剛性が小さく前記可動部の振動を減衰する粘弾性材と、を有する。粘弾性材により、マイクロアクチュエータの動作への影響を小さくしつつ望ましくない振動を効果的に減衰することができる。

本発明によれば、マイクロアクチュエータの共振を効果的に抑制することができる。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。本実施形態においては、ディスク・ドライブ装置一例として、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）について説明する。

本形態のＨＤＤは、サスペンションに固定されたマイクロアクチュエータを有する。マイクロアクチュエータにヘッド・スライダが固定されている。マイクロアクチュエータは圧電素子と、圧電素子の伸縮に応じて動く可動部を有している。可動部の動きによって、ヘッド・スライダが微動し、ヘッドの精細な位置決めを行うことができる。本形態においては、可動部の少なくとも一部とサスペンションとに粘弾性材が固着している。ヘッド・スライダと磁気ディスクとの接触などにより、可動部は共振を起こしやすい。可動部とサスペンションとの間に粘弾性材を固着することで、可動部の動作を大きく阻害することなく、可動部の共振を効果的に減衰させることができる。

本形態のヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）について説明を行う前に、図１を参照して、ＨＤＤの全体構成について説明を行う。ＨＤＤ１の各構成要素は、ベース１０２内に収容されている。なお、ベース１０２内の各構成要素の制御は、ベース外に固定された回路基板上の制御回路（不図示）が行う。ＨＤＤ１は、データを記憶するディスクである磁気ディスク１０１を備えている。ヘッド・スライダ１０５は、ユーザ・データの磁気ディスク１０１への書き込み及び／又は読み出しを行うヘッド素子部と、そのヘッド素子部がその面上に形成されているスライダとを備えている。

アクチュエータ１０６は、ヘッド・スライダ１０５を保持し、それを移動する。アクチュエータ１０６は回動軸１０７に回動自在に保持されており、駆動機構としてのボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１０９によって駆動される。アクチュエータ１０６及びＶＣＭ１０９のアセンブリは、ヘッド・スライダ１０５の移動機構である。アクチュエータ１０６は、ヘッド・スライダ１０５が配置された長手方向におけるその先端部から、サスペンション１１０、アーム１１１、コイル・サポート１１２及びＶＣＭコイル１１３の順で結合された各構成部材を備えている。また、サスペンション１１０とヘッド・スライダ１０５とによってＨＧＡを構成する。

ベース１０２に固定されたスピンドル・モータ（ＳＰＭ）１０３は、所定の角速度で磁気ディスク１０１を回転する。磁気ディスク１０１へのアクセス（リードあるいはライト）のため、アクチュエータ１０６は回転している磁気ディスク１０１表面のデータ領域上でヘッド・スライダ１０５を移動する。磁気ディスク１０１に対向するスライダのＡＢＳ（Air Bearing Surface）面と回転している磁気ディスク１０１との間の空気の粘性による圧力が、サスペンション１１０によって磁気ディスク１０１方向に加えられる圧力とバランスすることによって、ヘッド・スライダ１０５は磁気ディスク１０１上を浮上する。磁気ディスク１０１の回転が停止する等のときには、アクチュエータ１０６はヘッド・スライダ１０５をランプ１１５に退避させる。尚、ＣＳＳ（Contact Start and Stop）方式のＨＤＤに、本発明を適用することも可能である。

図２は、本形態のＨＧＡ２００の各構成要素を示す分解斜視図である。ＨＧＡ２００は、サスペンション１１０、マイクロアクチュエータ２０５及びヘッド・スライダ１０５を有している。サスペンション１１０は、フレックス・ケーブル２０１、ジンバル２０２、ロード・ビーム２０３及びマウント・プレート２０４を有している。ロード・ビーム２０３は、精密な薄板ばねとして、ステンレス鋼などによって形成される。その剛性はジンバル２０２よりも高い。ロード・ビーム２０３は、バネ性を有することによってヘッド・スライダ１０５への荷重を発生させ、それがヘッド・スライダ１０５のＡＢＳ面で発生する力とバランスする。

マウント・プレート２０４及びジンバル２０２は、例えば、ステンレス鋼で形成する。ジンバル２０２は、ジンバル・タング２２４を有しており、マイクロアクチュエータ２０５とヘッド・スライダ１０５とは、このジンバル・タング２２４上に固定される。ジンバル・タング２２４は弾性的に支持されており、マイクロアクチュエータ２０５及びヘッド・スライダ１０５を保持すると共に、自由に傾くことによってヘッド・スライダ１０５の姿勢制御に寄与する。

フレックス・ケーブル２０１の一端の各端子はマイクロアクチュエータ２０５及びヘッド・スライダ１０５に接続され、他端の端子はアクチュエータ１０６に固定される基板に接続される。フレックス・ケーブル２０１は、リード信号やライト信号の他、マイクロアクチュエータ２０５を制御する制御信号を伝送する。フレックス・ケーブル２０１は、ジンバル２０２に接着剤によって固定する。なお、同様の構造をジンバル２０２上に直接形成することもできる。

図３は、本形態のマイクロアクチュエータ２０５の構造を模式的に示す分解斜視図である。マイクロアクチュエータ２０５は、基板であるマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）２５１と圧電素子であるピエゾ素子２５２とから構成されている。ピエゾ素子２５２は、ＭＥＭＳ２５１上において、ヘッド・スライダ１０５と同一の面上に固定される。本例においては、ピエゾ素子２５２は、ＭＥＭＳ２５１のディスク対抗面上において、ヘッド・スライダ１０５のリーディング側に固定される。

図４は、ＭＥＭＳ２５１の構造を模式的に示す分解斜視図である。ＭＥＭＳ２５１は、シリコン基板２５３と、シリコン基板２５３上に形成される金属層２５４を有している。金属層２５４は、典型的には、金により形成される。また、シリコン基板２５３と金属層２５４との間には、下地層２５５が形成される。下地層２５５も、典型的には、金属層２５４と同様に金で形成される。

金属層２５４は、複数の部分から構成されている。プラットフォーム５４０は、主板５４１上にパッド５４２ａ〜５４２ｃを有し、ヘッド・スライダ１０５はこれらパッド５４２ａ〜５４２ｃ上に接着剤で固定される。接続パッド５４３ａ〜５４３ｆは、ヘッド・スライダ１０５の接続パッドと電気的に接続され、ヘッド素子部などの素子に信号を伝送する。接続パッド５４４ａ〜５４４ｉは、フレックス・ケーブル２０１の接続パッドと電気的に接続される。ピエゾ素子２５２は、接続パッド５４５ａ、５４５ｂに固定されると共に、それら接続パッド５４５ａ、５４５ｂに電気的に接続される。接続パッド５４５ａ、５４５ｂは、接続パッド５４４ａ、５４４ｉに電気的に接続されている。フレックス・ケーブル２０１、接続パッド５４４ａ、５４４ｉそして接続パッド５４５ａ、５４５ｂ上を伝送される信号が、ピエゾ素子２５２を伸縮させる。

シリコン基板２５３は、可動部と固定部を有している。可動部はピエゾ素子２５２の伸縮に応じて動く。一方、固定部は、ピエゾ素子２５２が伸縮しても、実質的に動くことはない。シリコン基板２５３はエッチング加工され、それによって可動部が形成される。プラットフォーム５４０はシリコン基板２５３の可動部の一部に固定されており、可動部の動きに従って回動する。プラットフォーム５４０と共にその上のヘッド・スライダ１０５も回動し、これによってヘッド素子部のターゲット・トラック（ターゲット位置）への精細な位置決めを行うことができる。回動量はわずかであり、マイクロアクチュエータ２０５によるヘッド・スライダ１０５の動きは微動である。

次に、図５（ａ）、（ｂ）を参照して、シリコン基板２５３の構造について詳細に説明する。本形態のＨＧＡ２００は、シリコン基板２５３の可動部とジンバル・タング２２４と接着している粘弾性材を特徴とするが、それについては図７以降において説明を行い、図５（ａ）、（ｂ）においては説明していない。図５（ａ）は、シリコン基板２５３の底面の形状を模式的に示す平面図である。シリコン基板２５１の底面は、ジンバル・タング２２４に固着される面であり、ヘッド・スライダ１０５の搭載面の反対面である。図５（ａ）においては、反対側に位置するヘッド・スライダ１０５とピエゾ素子２５２とが点線で示されている。図５（ｂ）は、ジンバル・タング２２４に固着されているマイクロアクチュエータ２０５及びその上のヘッド・スライダ１０５を模式的に示す断面図である。

図５（ａ）に示すように、シリコン基板２５３は、エッチングにより形成された可動部を有している。シリコン基板２５３は、ピエゾ素子２５２の伸縮に応じて変形し、それによりヘッド・スライダ１０５が回動する。可動部は、異なる動きを示し異なる機能を有する複数の部分を含んでいる。具体的には、可動部は、駆動部５３１、第１並進ばね機構５３２、並進部５３３、第２並進ばね機構５３４、変換部５３５、第１〜第５回動ばね機構５３６ａ〜５３６ｅ、そして回動部５３７を含む。回動部５３７は、回動中心５３８を含む円形部５７１、Ｔ字状部５７２、２つの羽状部５７３ａ、５７３ｂ、そして２つの扇状部５７４ａ、５７４ｂを有している。

駆動部５３１はピエゾ素子２５２に結合され、ピエゾ素子２５２の伸縮と同様の動きを示す。駆動部５３１は第１並進ばね機構５３２によって並進部５３３に連結している。第１並進ばね機構５３２は、駆動部５３１及び並進部５３３に直接連結している。並進部５３３は、第１並進ばね機構５３２と第２並進ばね機構５３４との間にあってこれらに直接連結している。並進部５３３は、さらに、変換部５３５を介して、回動部５３７に連結している。回動部５３７は、第１〜第５回動ばね機構５３６ａ〜５３６ｅのそれぞれに直接連結している。回動部５３７は、回動中心５３８を中心にして回動する。

第１〜第５回動ばね機構５３６ａ〜５３６ｅは、それぞれ回動中心５３８の回りに円を描くように形成されており、その円周方向において離間している。第１〜第５回動ばね機構５３６ａ〜５３６ｅのそれぞれの間には、回動部５３７の一部が存在する。回動部５３７は、回動中心５３８を含む円形部５７１、Ｔ字状部５７２、２つの羽状部５７３ａ、５７３ｂ、そして２つの扇状部５７４ａ、５７４ｂを有している。これらは連続して形成されており、一体的に回動部５３７を構成する。

Ｔ字状部５７２は円形部５７１のトレーリング側にあり、２つの羽状部５７３ａ、５７３ｂは円形部５７１のリーディング側にある。扇状部５７４ａは第２回動ばね機構５３６ｂと第３回動ばね機構５３６ｃとの間にあり、扇状部５７４ｂは第４回動ばね機構５３６ｄと第５回動ばね機構５３６ｅとの間にある。可動部以外の部分は、固定部となる。

図５（ｂ）に示すように、プラットフォーム５４０の主板５４１は可動部の一部である回動部５３７に接着剤５８１によって固定されている。また、シリコン基板２５３の固定部において可動部の動きを妨げない部分が、ジンバル・タング２２４に接着剤５８２によって固定されている。図５（ｂ）に模式的に示すように、回動部５３７は固定部にばね機構を介して連結されている。回動部５３７は、固定部及びジンバル・タング２２４に対して回動する。回動部５３７に結合されたプラットフォーム５４０の主板５４１及びヘッド・スライダ１０５は、回動部５３７と同様に回動する。

次に、図６を参照して、シリコン基板２５３の動きについて説明する。図６において、各矢印は、各部分の動きを示している。ピエゾ素子２５２の接続パッド５４５ａ、５４５ｂの一方５４５ａは、シリコン基板２５３の固定部上にあり、もう一方５４５ｂは駆動部５３１上にある。ピエゾ素子２５２がシリコン基板２５３の面内においてディスク半径方向（図６の左右方向）に伸縮すると、接続パッド５４５ｂ及び駆動部５３１が変位する。接続パッド５４５ａは固定されたままである。典型的には、ピエゾ素子２５２には所定のバイアス電圧が加えられ、その電圧を中心として印加電圧が増減される。

駆動部５３１の動きに従って、第１並進ばね機構５３２が変形する。第１並進ばね機構５３２は複数の傾斜梁から構成されており、駆動部５３１の動きを増幅する機能がある。第１並進ばね機構５３２の動きに応じて、並進部５３３がディスクの円周方向（図６の上下方向）において前後に並進する。複数の平行梁から構成される第２並進ばね機構５３４は、並進部５３３の動きに応じて、第１並進ばね機構５３２と同じ方向に伸縮する。

並進部５３３の変位は変換部５３５に伝わり、変換部５３５が並進部５３３の変位を回動部５３７に伝達する。変換部５３５は並進と回動を合わせた動きを行い、可動部内の変位は、変換部５３５において、並進運動から回動運動に変換される。回動部５３７は、回動中心５３８を中心に回動する。このとき、第１〜第５回動ばね機構５３６ａ〜５３６ｅが、回動部５３７の動きに応じて伸縮する。以上の動作により、ピエゾ素子２５２の伸縮により、ヘッド・スライダ１０５をディスク半径方向（トラックに垂直な方向）において双方向に回動させ、ヘッド素子部の精細な位置決めを行う。

上述のように、本形態のＨＧＡ２００は、サスペンション１１０とマイクロアクチュエータ２０５の可動部との間に粘弾性材を有している。粘弾性材は、サスペンション１１０とマイクロアクチュエータ２０５の双方に接着している。可動部は、ヘッド・ディスク接触などによって共振を起こしやすい。可動部が振動していると、ヘッド・スライダ１０５を正確にターゲット位置に位置決めすることができない。マイクロアクチュエータ２０５の可動部に接着している粘弾性材は、可動部の振動エネルギを熱エネルギに変換して、可動部の望ましくない振動を減衰させる。

粘弾性材は、マイクロアクチュエータ２０５をサスペンション１１０（ジンバル・タング２２４）に固定する接着材よりも剛性がずっと小さい。減衰の効果は、低速（小振幅、低周波）の振動に対しては小さく、高速（大振幅、高周波）の振動に対しては大きくなる。従って、粘弾性材は、マイクロアクチュエータ２０５の動作を大きく妨げることがなく、可動部の振動を効果的に減衰させることができる。

しかし、粘弾性材は粘弾性を有するため、可動部の動きに影響を及ぼす。そのため、粘弾性材を付着する位置及び量を選択し、粘弾性材の付着による可動部の剛性の増加を抑えながら、不要振動の大きな減衰効果を得ることが重要である。そのためには、可動部の全域に粘弾性材を付着するのではなく、可動部において選択した一部に粘弾性材を接着することが好ましい。

図７（ａ）、（ｂ）は、好ましい粘弾性材の接着状態の一例を模式的に示している。図７（ａ）は、シリコン基板２５３の底面及びそこに付着している粘弾性部材７０１を模式的に示す平面図である。図７（ｂ）は、ジンバル・タング２２４に固着されているマイクロアクチュエータ２０５、その上のヘッド・スライダ１０５及びマイクロアクチュエータ２０５とジンバル・タング２２４とに接着している粘弾性部材７０１を模式的に示す断面図である。

粘弾性部材７０１は、シリコン基板２５３における回動部５３７の円形部５７１に接着しており、接着領域は回動中心５３８を含んでいる。好ましくは、粘弾性部材７０１が回動中心５３８を中心に点対称形状であり、図７（ａ）に示すように円形であることがさらに好ましい。図７（ｂ）に示すように、粘弾性部材７０１は、シリコン基板２５３とジンバル・タング２２４の間にあって、双方に接着している。粘弾性部材７０１は、シリコン基板２５３をジンバル・タング２２４に固定する接着材５８２よりもずっと剛性が小さい。

図７（ａ）の例において、粘弾性材は回動部５３７のみに接着しており、可動部の他の部分には粘弾性材は接着されていない。また、回動部５３７には一つの粘弾性部材７０１のみが接着している。粘弾性部材７０１は円形部５７１内にあって、その外側へは広がっていない。粘弾性材によるマイクロアクチュエータ２０５の動作への悪影響を抑えるため、粘弾性材は、ばね機構５３２、５３４、５３６ａ〜５３６ｅを外した位置に付着していることが好ましい。ばね機構の微小な梁の部分に粘弾性材が接着していると、ばね機構を構成する小さい梁に不要な拘束力が加わり、過度の応力の発生や破壊が懸念されるからである。

粘弾性部材７０１のように回動中心５３８付近に粘弾性材を付着する場合、その減衰効果は小さくなるが、粘弾性材による剛性増加を小さくすることができる。従って、粘弾性材によるマイクロアクチュエータ動作への悪影響を効果的に抑えることができる。粘弾性材の接着位置が回動中心５３８から離れるに従って、粘弾性材による振動減衰効果が大きくなる。

図８は、回動部５３７において、回動中心５３８から離れた位置に粘弾性材を接着する好ましい例を示している。図８において、互いに離間している３つの粘弾性部材７０２〜７０４が回動部５３７に接着している。粘弾性部材７０２〜７０４が接着している領域は回動中心５３８を含んでおらず、粘弾性部材７０２〜７０４は回動中心５３８を外れた領域に接着している。シリコン基板２５３に接着している粘弾性材は、粘弾性部材７０２〜７０４のみである。

具体的には、粘弾性部材７０２、７０４は、それぞれ、回動部５３７の羽状部５７３ａ、５７３ｂに接着しており、粘弾性部材７０３はＴ字状部５７２に接着している。回動中心５３８についての円周方向において、粘弾性部材７０２と粘弾性部材７０３との間には、回動ばね機構５３６ｂ、５３６ｃが存在し、粘弾性部材７０３と粘弾性部材７０４との間には、回動ばね機構５３６ｄ、５３６ｅが存在し、粘弾性部材７０４と粘弾性部材７０２との間には、回動ばね機構５３６ａが存在する。

粘弾性材による回動部５３７の剛性増加を許容できる場合には、このように回動中心５３８から離れた位置に粘弾性材を付着することによって、振動減衰効果を増やすことができる。このとき、互いに離間した複数の粘弾性部材を回動部５３７に接着することが好ましい。複数の粘弾性部材を接着することで、粘弾性部材が拘束部材として機能して、回動中心５３８がずれる、あるいは、回動ばね機構５３６ａ〜５３６ｅを構成する梁の応力分布が偏って過度の応力が発生することや梁が破壊されることを避けることができる。

この点から、粘弾性部材は、図８に示すように、回動中心５３８の回りにバランスよく配置することが好ましい。具体的には、粘弾性部材７０２〜７０４のように、回動中心５３８が粘弾性部材の回転中心となっていることが好ましい。また、よりバランスよく粘弾性部材を配置するために、回動部５３７において、回動中心５３８から離れた位置に３以上の粘弾性部材が接着されていることが好ましい。

上記例においては、粘弾性材は回動部５３７上に配置されている。可動部の他の部分に粘弾性材を配置することができる。図９は、並進部５３３に粘弾性材を接着する好ましい例を示している。図９において、互いに離間した二つの粘弾性部材７０５、７０６が並進部５３３に接着している。粘弾性部材７０５、７０６は並進部５３３内に収まっており、その外へは広がっていない。図９において、シリコン基板２５３に接着している粘弾性材は、粘弾性部材７０５、７０６のみである。

並進部５３３の変位は、回動中心５３８付近よりも大きい。そのため、粘弾性材による大きな減衰効果を期待することができる。一方、粘弾性材よる剛性増加の影響も大きくなる。このため、並進部５３３には、図９に示すように、複数の粘弾性部材を接着することが好ましい。一箇所のみに粘弾性材を接着すると、それが拘束材として働き、モーメントが発生して並進の軌道がずれる、あるいは、並進ばね機構５３２、５３４を構成する梁の応力分布が偏り、過度の応力が発生することが懸念されるからである。

従って、複数の小さい粘弾性部材を接着することによって、剛性の増加を抑えながら振動減衰効果を得ることができる。また、粘弾性材の拘束力によるモーメントを抑え、並進部５３３の並進を保ち、梁の応力分布の偏りを防ぐことができる。この観点から、並進部５３３は、粘弾性部材７０５、７０６のように、二つの粘弾性部材を接着することがより好ましい。

図１０は、駆動部５３１に粘弾性材を接着する好ましい例を示している。図１０において、互いに離間した二つの粘弾性部材７０７、７０８が駆動部５３１に接着している。粘弾性部材７０７、７０８は駆動部５３１内に収まっており、その外へは広がっていない。図１０において、シリコン基板２５３に接着している粘弾性材は、粘弾性部材７０７、７０８のみである。駆動部５３１に粘弾性材を接着する場合に考慮する点は、並進部５３３と同様である。剛性の増加を抑えながら振動減衰効果を得るため、図１０に示すように、複数の小さい粘弾性部材７０７、７０８を接着することが好ましい。また、駆動部５３１は、粘弾性部材７０７、７０８のように、二つの粘弾性部材を接着することがより好ましい。

可動部の一部である変換部５３５に粘弾性材を接着することによって、振動減衰効果を得ることができる。しかし、変換部５３５は並進と回動を併せた動きをするため、接着した粘弾性材が拘束材として働いて、前後の細い部分に過度の応力を発生させることが懸念される。そのため、可動部に粘弾性材を接着する場合、変換部５３５を外れた位置に粘弾性材を接着することが好ましい。

図７〜図１０を参照して、異なる位置に粘弾性材を接着する例を説明した。しかし、これらから選択した複数の位置に粘弾性材を接着することができる。例えば、回動部５３７と並進部５３３の双方に粘弾性材を接着することができる。あるいは、回動部５３７と駆動部５３１との双方に粘弾性材を接着することができる。

以上、本発明を好ましい実施形態を例として説明したが、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、本発明はＨＤＤに特に有用であるが、それ以外のディスク・ドライブ装置に適用してもよい。本発明は、上記実施形態のように変形基板を有するマイクロアクチュエータに特に有用であるが、ヘッド・スライダを挟持して微動するアームを有するマイクロアクチュエータのような、他のタイプのマイクロアクチュエータに適用することができる。

本実施形態に係るＨＤＤの筐体のカバーがない状態を示す平面図である。本実施形態に係るＨＧＡの各構成要素を示す分解斜視図である。本実施形態に係るマイクロアクチュエータ及びヘッド・スライダの構造を模式的に示す分解斜視図である。本実施形態に係るマイクロアクチュエータのＭＥＭＳの構造を模式的に示す分解斜視図である。本実施形態に係るＭＥＭＳのシリコン基板の構造を模式的に示す図である。本実施形態に係るＭＥＭＳのシリコン基板の動きを模式的に示す図である。本実施形態において、好ましい粘弾性材の接着状態の一例を模式的に示す図である。本実施形態において、好ましい粘弾性材の接着状態の他の一例を模式的に示す図である。本実施形態において、好ましい粘弾性材の接着状態の他の一例を模式的に示す図である。本実施形態において、好ましい粘弾性材の接着状態の他の一例を模式的に示す図である。

符号の説明

１ハードディスク・ドライブ、１０１磁気ディスク、１０２ベース
１０３スピンドル・モータ、１０５ヘッド・スライダ
１０６アクチュエータ、１０７回動軸、１０９ボイス・コイル・モータ
１１０サスペンション、１１１アーム、１１２コイル・サポート
１１３ＶＣＭコイル、１１５ランプ、２０１フレックス・ケーブル
２０２ジンバル、２０３ロード・ビーム、２０４マウント・プレート
２０５マイクロアクチュエータ、２２４ジンバル・タング
２５１マイクロエレクトロメカニカルシステム、２５２ピエゾ素子、
２５３シリコン基板、２５４金属層、２５５下地層
５３１駆動部、５３２第１並進ばね機構、５３３並進部、５３４第２並進ばね機構、５３５変換部、５３６ａ〜５３６ｅ第１〜第５回動ばね機構、５３７回動部
５３８回動中心５７１円形部、５７２Ｔ字状部、５７３ａ、５７３ｂ羽状部
５４０プラットフォーム、５４１主板、５４３ａ〜５４３ｆ接続パッド
５４４ａ〜５４４ｉ接続パッド、５４５ａ、５４５ｂ接続パッド
５７４ａ、５７４ｂ扇状部、５８１、５８２接着剤、７０１〜７０８粘弾性部材

Claims

ヘッド・スライダと、
前記ヘッド・スライダを支持し、そのヘッド・スライダを微動させるマイクロアクチュエータと、
前記マイクロアクチュエータが固定されたサスペンションと、
前記マイクロアクチュエータの固定部と前記サスペンションとの間にあって前記マイクロアクチュエータを前記サスペンションに固定する接着材と、
前記マイクロアクチュエータの可動部と前記サスペンションとに接着し、前記接着剤よりも剛性が小さく前記可動部の振動を減衰する粘弾性材と、
を有するヘッド・ジンバル・アセンブリ。
前記マイクロアクチュエータは、圧電素子と、前記ヘッド・スライダと前記圧電素子とがその上に配置されている基板と、を有し、
前記基板は前記固定部と前記可動部とを有し、
前記可動部は前記圧電素子の伸縮に応じて動くことで前記ヘッド・スライダをディスク対向面の面内方向において微動させる、
請求項１に記載のヘッド・ジンバル・アセンブリ。
前記可動部は動きが異なる複数の部分を含み、
前記粘弾性材は、前記可動部の一部の部分のみに接着している、
請求項２に記載のヘッド・ジンバル・アセンブリ。
前記可動部は、前記圧電素子の伸縮に応じて回動することで前記ヘッド・スライダを回動させる回動部を含み、
前記粘弾性材は、前記基板における前記回動部のみに接着している、
請求項２に記載のヘッド・ジンバル・アセンブリ。
前記粘弾性材は前記回動部の回動中心を含む領域に接着している、
請求項４に記載のヘッド・ジンバル・アセンブリ。
前記粘弾性材は、前記回動部において、その回動中心を含まない複数の領域に離間して固着している、
請求項４に記載のヘッド・ジンバル・アセンブリ。
前記回動中心は、前記複数の領域の回転中心である、
請求項６に記載のヘッド・ジンバル・アセンブリ。
前記可動部はばね機構を有し、
前記粘弾性材は、前記可動部における前記ばね機構を外れた位置に接着している、
請求項２に記載のヘッド・ジンバル・アセンブリ。
前記可動部は、前記圧電素子の伸縮を前記回動部に伝達する並進部を含み、
前記前記粘弾性材は、前記並進部における複数の領域に離間して接着している、
請求項２に記載のヘッド・ジンバル・アセンブリ。
前記可動部は、前記圧電素子が固定されている駆動部を含み、
前記前記粘弾性材は、前記駆動部における複数の領域に離間して接着している、
請求項２に記載のヘッド・ジンバル・アセンブリ。
ディスクを回転するモータと、
ヘッド・スライダと、
前記ヘッド・スライダを支持し、前記ディスク上で前記ヘッド・スライダを移動する移動機構と、
を有し、
前記移動機構は、
前記ヘッド・スライダを支持し、そのヘッド・スライダを微動させるマイクロアクチュエータと、
前記マイクロアクチュエータが固定されたサスペンションと、
前記マイクロアクチュエータの被固定部と前記サスペンションとの間にあって前記マイクロアクチュエータを前記サスペンションに固定する接着材と、
前記マイクロアクチュエータの可動部と前記サスペンションとに接着し、前記接着剤よりも剛性が小さく前記可動部の振動を減衰する粘弾性材と、
を有する、
ディスク・ドライブ装置。
前記マイクロアクチュエータは、圧電素子と、前記ヘッド・スライダと前記圧電素子とがその上に配置されている基板と、を有し、
前記基板は前記固定部と前記可動部とを有し、
前記可動部は前記圧電素子の伸縮に応じて動くことで前記ヘッド・スライダをディスク対向面の面内方向において微動させる、
請求項１１に記載のディスク・ドライブ装置。
前記可動部は動きが異なる複数の部分を含み、
前記粘弾性材は、前記可動部の一部の部分のみに接着している、
請求項１２に記載のディスク・ドライブ装置。
前記可動部は、前記圧電素子の伸縮に応じて回動することで前記ヘッド・スライダを回動させる回動部を含み、
前記粘弾性材は、前記基板における前記回動部のみに接着している、
請求項１２に記載のディスク・ドライブ装置。
前記粘弾性材は前記回動部の回動中心を含む領域に接着している、
請求項１４に記載のディスク・ドライブ装置。
前記粘弾性材は、前記回動部において、その回動中心を含まない複数の領域に離間して固着している、
請求項１４に記載のディスク・ドライブ装置。
前記回動中心は、前記複数の領域の回転中心である、
請求項１６に記載のディスク・ドライブ装置。
前記可動部はばね機構を有し、
前記粘弾性材は、前記可動部における前記ばね機構を外れた位置に接着している、
請求項１２に記載のディスク・ドライブ装置。
前記可動部は、前記圧電素子の伸縮を前記回動部に伝達する並進部を含み、
前記前記粘弾性材は、前記並進部における複数の領域に離間して接着している、
請求項１２に記載のディスク・ドライブ装置。
前記可動部は、前記圧電素子が固定されている駆動部を含み、
前記前記粘弾性材は、前記駆動部における複数の領域に離間して接着している、
請求項１２に記載のディスク・ドライブ装置。