JP4845227B2

JP4845227B2 - ヘッドサスペンションアセンブリおよび記憶媒体駆動装置

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Publication number: JP4845227B2
Application number: JP2009521444A
Authority: JP
Inventors: 新治小金沢
Original assignee: Toshiba Storage Device Corp
Current assignee: Toshiba Storage Device Corp
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2011-12-28
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Description

本発明は、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった記憶媒体駆動装置に組み込まれるヘッドサスペンションアセンブリに関する。

例えば特許文献１に開示されるように、ヘッドサスペンションの表面にはアクチュエータが固定される。アクチュエータは、ヘッドスライダを支持する１対のアームを備える。アームの先端はヘッドスライダに接着される。アームには圧電素子が取り付けられる。圧電素子の伸張や収縮に基づきアームは湾曲する。湾曲に基づきヘッドスライダはヘッドサスペンションの表面に沿って変位する。記録トラックの中心線からヘッドスライダ上の電磁変換素子の乖離は解消される。
日本国特開２００３−２２８９２９号公報日本国特開２０００−１０００９７号公報日本国特開２００５−２８５５４号公報

このアクチュエータではアームの先端はヘッドスライダの側面に接着される。こうしたアームに圧電素子が取り付けられる。圧電素子の伸縮や収縮にも拘わらず接着に基づきアームの湾曲すなわち変形は拘束されてしまう。ヘッドスライダの変位量は大幅に制限される。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、ヘッドスライダの変位量を増大させることができるヘッドサスペンションアセンブリおよび記憶媒体駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、ヘッドスライダと、ヘッドスライダに固定される固定片と、固定片から延びてヘッドサスペンションに結合される可撓性の長片と、一端でヘッドサスペンションに結合され、他端でスライド自在にヘッドスライダの表面に接触する腕片と、腕片に接合される圧電素子とを備えることを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリが提供される。

こうしたヘッドサスペンションアセンブリでは、圧電素子の収縮や伸張に応じて腕片は湾曲する。腕片は一端でヘッドスライダの表面に接触する。腕片の湾曲に基づき腕片からヘッドスライダに駆動力が作用する。ヘッドスライダは固定片に固定される。固定片は可撓性の長片でヘッドサスペンションに結合される。長片の撓みに基づきヘッドスライダの変位は許容される。その結果、駆動力はヘッドスライダを変位させる。腕片はスライド自在にヘッドスライダの表面に接触することから、腕片の湾曲は拘束されない。しかも、腕片は固定片と別個に区画される。腕片の形状は自由に設計される。その結果、腕片では十分な長さが確保される。腕片は大きな変形量で変形することができる。ヘッドスライダの変位量は増大する。

こういったヘッドサスペンションアセンブリでは、長片は、ヘッドスライダの媒体対向面に直交する回転軸回りに回転自在に固定片を支持し、腕片の一端はヘッドスライダの空気流入端よりも上流側でヘッドサスペンションに結合され、腕片の他端は回転軸よりも下流側でヘッドスライダの表面に受け止められる。こうした構成によれば、腕片に十分な長さが確保される。固定片は回転軸回りで長片に支持されることから、腕片からヘッドスライダに作用する駆動力に基づきヘッドスライダの回転が実現される。前述と同様に、ヘッドスライダの変位量すなわち回転量は増大する。

ヘッドサスペンションアセンブリは１対の腕片を備える。このとき、ヘッドスライダは、腕片同士の間に区画される空間に配置される。こうして一方の腕片から他方の腕片に向かって作用する駆動力に基づきヘッドスライダの変位が実現される。同様に、他方の腕片から一方の腕片に向かって作用する駆動力に基づき前述とは逆方向にヘッドスライダの変位が実現される。

腕片は、ヘッドスライダの表面に平行な中心線回りで描かれる円筒面でヘッドスライダに線接触すればよい。その一方で、腕片は、ヘッドスライダの表面に向かって突き出る球面でヘッドスライダに点接触してもよい。こうした線接触や点接触によれば、腕片およびヘッドスライダの間で摩擦は発生はできる限り回避される。ヘッドスライダの変位は高い精度で実現される。

以上のようなヘッドサスペンションアセンブリは記憶媒体駆動装置に組み込まれる。記憶媒体駆動装置は、記憶媒体に向き合わせられるヘッドスライダと、ヘッドスライダに固定される固定片と、固定片から延びてヘッドサスペンションに結合される可撓性の長片と、一端でヘッドサスペンションに結合され、他端でスライド自在にヘッドスライダの表面に接触する腕片と、腕片に接合される圧電素子とを備えればよい。

こうした記憶媒体駆動装置では、圧電素子の収縮や伸張に応じて腕片は湾曲する。腕片は一端でヘッドスライダの表面に接触する。腕片の湾曲に基づき腕片からヘッドスライダに駆動力が作用する。ヘッドスライダは固定片に固定される。固定片は可撓性の長片でヘッドサスペンションに結合される。長片の撓みに基づきヘッドスライダの変位は許容される。その結果、駆動力はヘッドスライダを変位させる。腕片はスライド自在にヘッドスライダの表面に接触することから、腕片の湾曲は拘束されない。しかも、腕片は固定片と別個に区画される。腕片の形状は自由に設計される。その結果、腕片では十分な長さが確保される。腕片は大きな変形量で変形することができる。ヘッドスライダの変位量は増大する。

本発明に係る記憶媒体駆動装置すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構造を概略的に示す平面図である。本発明の第１実施形態に係るヘッドサスペンションアセンブリの構造を概略的に示す部分拡大斜視図である。一具体例に係るマイクロアクチュエータの構造を概略的に示す斜視図である。一具体例に係るマイクロアクチュエータの構造を概略的に示す平面図である。一具体例に係るマイクロアクチュエータの構造を概略的に示す平面図である。圧電素子に印加される電圧の電圧値を示すグラフである。圧電素子に印加される電圧の電圧値を示すグラフである。時計回りに確立される浮上ヘッドスライダの回転の様子を概略的に示す平面図である。時計回りに確立される浮上ヘッドスライダの回転の様子を概略的に示す平面図である。反時計回りに確立される浮上ヘッドスライダの回転の様子を概略的に示す平面図である。反時計回りに確立される浮上ヘッドスライダの回転の様子を概略的に示す平面図である。圧電素子に印加される電圧の電圧値を示すグラフである。一変形例に係るマイクロアクチュエータの構造を概略的に示す斜視図である。他の変形例に係るマイクロアクチュエータの構造を概略的に示す平面図である。さらに他の変形例に係るマイクロアクチュエータの構造を概略的に示す斜視図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明に係る記憶媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は筐体すなわちハウジング１２を備える。ハウジング１２は箱形のベース１３およびカバー（図示されず）から構成される。ベース１３は例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する。ベース１３は例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。カバーはベース１３の開口に結合される。カバーとベース１３との間で収容空間は密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。

収容空間には、記憶媒体としての１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモータ１５に装着される。スピンドルモータ１５は例えば３６００ｒｐｍや４２００ｒｐｍ、５４００ｒｐｍ、７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。

収容空間にはキャリッジ１６がさらに収容される。キャリッジ１６はキャリッジブロック１７を備える。キャリッジブロック１７は、垂直方向に延びる支軸１８に回転自在に連結される。キャリッジブロック１７には、支軸１８から水平方向に延びる複数のキャリッジアーム１９が区画される。キャリッジブロック１７は例えば押し出し成型に基づきアルミニウムから成型されればよい。

個々のキャリッジアーム１９の先端にはヘッドサスペンションアセンブリ２１が取り付けられる。ヘッドサスペンションアセンブリ２１は、キャリッジアーム１９の先端から前方に延びるヘッドサスペンション２２を備える。ヘッドサスペンション２２の表面には後述のフレキシャが貼り付けられる。フレキシャ上には浮上ヘッドスライダ２３が支持される。浮上ヘッドスライダ２３には磁気ヘッドすなわち電磁変換素子が搭載される。

磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１４の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダ２３には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧とヘッドサスペンション２２の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２３は浮上し続けることができる。

こういった浮上ヘッドスライダ２３の浮上中にキャリッジ１６が支軸１８回りで回転すると、浮上ヘッドスライダ２３は磁気ディスク１４の半径線に沿って移動することができる。その結果、浮上ヘッドスライダ２３上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間でデータゾーンを横切ることができる。こうして浮上ヘッドスライダ２３上の電磁変換素子は目標の記録トラック上に位置決めされる。

キャリッジブロック１７には例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２４といった動力源が接続される。このボイスコイルモータ２４の働きでキャリッジブロック１７は支軸１８回りで回転することができる。こうしたキャリッジブロック１７の回転に基づきキャリッジアーム１９およびヘッドサスペンション２２の揺動は実現される。

図１から明らかなように、キャリッジブロック１７上にはフレキシブルプリント基板ユニット２５が配置される。フレキシブルプリント基板ユニット２５は、フレキシブルプリント基板２６に実装されるヘッドＩＣ（集積回路）２７を備える。磁気情報の読み出し時には、このヘッドＩＣ２７から電磁変換素子の読み出しヘッド素子に向けてセンス電流は供給される。同様に、磁気情報の書き込み時には、ヘッドＩＣ２７から電磁変換素子の書き込みヘッド素子に向けて書き込み電流は供給される。ヘッドＩＣ２７には、収容空間内に配置される小型の回路基板２８や、ベース１３の底板の裏側に取り付けられるプリント回路基板（図示されず）からセンス電流や書き込み電流は供給される。

こうしたセンス電流や書き込み電流の供給にあたってフレキシャ２９が用いられる。後述されるように、フレキシャ２９上には配線パターンが形成される。フレキシャ２９は一端で個々のヘッドサスペンション２２に部分的に貼り付けられる。フレキシャ２９はヘッドサスペンション２２からキャリッジアーム１９の側縁に沿って後方に延びる。フレキシャ２９の後端はフレキシブルプリント基板２６に重ね合わせられる。フレキシャ２９はフレキシブルプリント基板ユニット２５に接続される。その結果、配線パターンに基づきヘッドＩＣ２７から浮上ヘッドスライダ２３にセンス電流や書き込み電流は供給される。ヘッドサスペンションアセンブリ２１はいわゆるロングテール型に構成される。

図２は本発明の第１実施形態に係るヘッドサスペンションアセンブリ２１を示す。このヘッドサスペンションアセンブリ２１では、フレキシャ２９は、ヘッドサスペンション２２に固定される固定板３１を備える。固定板３１にはジンバル３２が接続される。ジンバル３２は固定板３１に対して姿勢を変化させることができる。固定板３１およびジンバル３２は１枚の板ばね材から構成される。板ばね材は例えば均一な板厚のステンレス鋼板から構成されればよい。ジンバル３２の表面にはマイクロアクチュエータ３３が固定される。マイクロアクチュエータ３３は浮上ヘッドスライダ２３を支持する。マイクロアクチュエータ３３の詳細は後述される。

浮上ヘッドスライダ２３は、例えば平たい直方体に形成されるスライダ本体２３ａを備える。スライダ本体２３ａの空気流出端面には非磁性膜すなわち素子内蔵膜２３ｂが積層される。この素子内蔵膜２３ｂに前述の電磁変換素子３４が組み込まれる。スライダ本体２３ａは例えばＡｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ（アルチック）といった硬質の非磁性材料から形成されればよい。素子内蔵膜２３ｂは例えばＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）といった比較的に軟質の絶縁非磁性材料から形成されればよい。

浮上ヘッドスライダ２３は媒体対向面すなわち浮上面３５で磁気ディスク１４に向き合う。浮上面３５には平坦なベース面３６が規定される。磁気ディスク１４が回転すると、スライダ本体２３ａの前端から後端に向かって浮上面３５には気流３７が作用する。

浮上面３５には、前述の気流３７の上流側すなわち空気流入側でベース面３６から立ち上がる１筋のフロントレール３８が形成される。フロントレール３８はベース面３６の空気流入端に沿ってスライダ幅方向に延びる。同様に、浮上面３５には、気流の下流側すなわち空気流出側でベース面３６から立ち上がるリアレール３９が形成される。リアレール３９はスライダ幅方向の中央位置に配置される。リアレール３９はスライダ本体２３ａから素子内蔵膜２３ｂまで延びる。浮上面３５には、空気流出側でベース面３６から立ち上がる左右１対の補助リアレール４１、４１がさらに形成される。補助リアレール４１、４１同士の間にリアレール３９は配置される。

フロントレール３８、リアレール３９および補助リアレール４１、４１の頂上面にはいわゆる空気軸受け面（ＡＢＳ）４２、４３、４４が規定される。空気軸受け面４２、４３、４４の空気流入端は段差４５、４６、４７でレール３７、３８、３９の頂上面に接続される。磁気ディスク１４の回転に基づき生成される気流３７は浮上面３５に受け止められる。このとき、段差４５、４６、４７の働きで空気軸受け面４２、４３、４４には比較的に大きな正圧すなわち浮力が生成される。しかも、フロントレール３８の後方すなわち背後には大きな負圧が生成される。これら浮力および負圧のバランスに基づき浮上ヘッドスライダ２３の浮上姿勢は確立される。

リアレール３９には電磁変換素子３４が埋め込まれる。電磁変換素子３４は空気軸受け面４４で露出する。電磁変換素子３４は、例えば、磁気ディスク１４から情報を読み出す際に使用される巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子やトンネル接合磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子といった読み出しヘッド素子と、磁気ディスク１４に情報を書き込む際に使用される薄膜磁気ヘッドといった書き込みヘッド素子とで構成されればよい。なお、浮上ヘッドスライダ２３の形態はこういった形態に限られるものではない。

浮上ヘッドスライダ２３すなわち素子内蔵膜２３ｂの空気流出端面には２対の電極端子５１、５２が配置される。１対の電極端子５１は例えば電磁変換素子３４の読み出しヘッド素子に電気的に接続される。こうして読み出しヘッド素子には１対の電極端子５１からセンス電流が供給される。電極端子５１からセンス電流の電圧変化は取り出される。もう１対の電極端子５２は例えば電磁変換素子３４の書き込みヘッド素子に電気的に接続される。電極端子５２から書き込みヘッド素子に書き込み電流が供給される。書き込み電流の供給に応じて例えば薄膜コイルパターンで磁界は生成される。

フレキシャ２９上には前述の配線パターン５３が形成される。配線パターン５３と電極端子５１、５２とは導電ワイヤ５４で相互に接続される。個々の導電ワイヤ５４は、電極端子５１、５２の表面から直立する第１接点５５と、配線パターン５３の表面から直立する第２接点５６とを備える。第１および第２接点５５、５６はワイヤ本体５７で相互に接続される。第１および第２接点５５、５６の９０度の角度差はワイヤ本体５７の湾曲で吸収される。導電ワイヤ５４の形成にあたっていわゆるワイヤボンディング法が用いられる。フレキシャ２９は、ステンレス鋼板と、ステンレス鋼板上に順番に積層される絶縁層、配線パターン５３および保護層とを備える。絶縁層および保護層には例えばポリイミド樹脂といった樹脂材料が用いられればよい。

図３に示されるように、マイクロアクチュエータ３３は平板状の基部片６１を備える。基部片６１はその表面の全面でジンバル３２に接着される。基部片６１は固定片６２を支持する。固定片６２は、浮上ヘッドスライダ２３の背面に接着される。固定片６２は、浮上面３５に直交する回転軸ＲＸ回りに広がる。ここでは、回転軸ＲＸは浮上ヘッドスライダ２３の重心を貫通する。基部片６１および固定片６２は可撓性の長片６３、６３で結合される。

図４を併せて参照し、長片６３、６３は同一の長さに設定される。長片６３は、浮上ヘッドスライダ２３の幅方向に回転軸ＲＸに直交する仮想直線に沿って配置される。仮想直線は浮上ヘッドスライダ２３の空気流入端や空気流出端に平行に延びる。長片６３は撓むことができる。後述されるように、長片６３は撓みに基づき回転軸ＲＸ回りに固定片６２の回転を許容する。その一方で、基部片６１はフレキシャ３１のジンバル３２に固定されることから、固定片６２の回転にも拘わらず基部片６１の撓みは回避される。同様に、固定片６２は浮上ヘッドスライダ２３に固定されることから、回転にも拘わらず固定片６２の撓みは回避される。

基部片６１には第１および第２腕片６４、６５が結合される。第１および第２腕片６４、６５の一端すなわち基端は、浮上ヘッドスライダ２３の空気流入端よりも上流側で基部片６１に結合される。第１および第２腕片６４、６５の他端すなわち先端は回転軸ＲＸよりも下流側で浮上ヘッドスライダ２３の側面に受け止められる。第１および第２腕片６４、６５同士の間に区画される空間に浮上ヘッドスライダ２３が配置される。第１腕片６４は、回転軸ＲＸに平行に規定される仮想平面に沿って広がる。同様に、第２腕片６５は、回転軸ＲＸに平行に規定される仮想平面に沿ってそれぞれ広がる。

第１および第２腕片６４、６５は内向き面で相互に向き合う。第１および第２腕片６４、６５は基端から先端に向かうにつれて相互に近づく。第１および第２腕片６４、６５の先端には、浮上ヘッドスライダ２３の側面に平行な中心線回りで描かれる円筒面６４ａ、６５ａが規定される。中心軸は回転軸ＲＸに平行に規定される。第１および第２腕片６４、６５は円筒面６４ａ、６５ａで浮上ヘッドスライダ２３の側面に線接触する。

第１腕片６４の外向き面には第１圧電素子６６が取り付けられる。同様に、第２腕片６５の外向き面には第２圧電素子６７が取り付けられる。第１および第２圧電素子６６、６７は例えば圧電セラミック薄板から構成される。圧電セラミック薄板は例えばＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺといった圧電性材料から構成されればよい。第１および第２圧電素子６６、６７は内向き面で第１および第２腕片６４、６５に接着される。第１および第２圧電素子６６、６７の一端は、第１および第２腕片６４、６５上で浮上ヘッドスライダ２３の空気流入端よりも上流側で一端を規定する。第１および第２圧電素子６６、６７は回転軸ＲＸよりも下流側で他端を規定する。こうして第１および第２圧電素子６６、６７は第１および第２腕片６４、６５の全長にわたって延びる。

圧電セラミック薄板の外向き面には一方の電極６６ａ、６７ａが形成される。圧電セラミック薄板の内向き面には第１および第２腕片６４、６５が重ね合わせられる。その結果、基部片６１、固定片６２、長片６３、第１および第２腕片６４、６５は第１および第２圧電素子６６、６７の他方の電極を構成する。電極６６ａ、６７ａには導電パターン６８が個別に接続される。接続にあたって導電性の接着剤が用いられればよい。導電パターン６８は例えば１０μｍの厚みの絶縁層上に形成されればよい。絶縁層はポリイミド樹脂から構成される。導電パターン６８は固定板３１上に向かって延びる。

基部片６１、固定片６２、長片６３、第１および第２腕片６４、６５、第１および第２圧電素子６６、６７は、回転軸ＲＸを含みつつ浮上ヘッドスライダ２３の前後方向に広がる仮想平面に面対称に構成される。基部片６１、固定片６２、長片６３、第１および第２腕片６４、６５はアクチュエータ本体６９を構成する。アクチュエータ本体６９は１枚のステンレス鋼板から構成される。ステンレス鋼板の厚みは例えば５０μｍに設定される。製造にあたってステンレス鋼板にエッチング処理が施される。エッチング処理に基づきアクチュエータ本体６９の輪郭が形作られる。第１および第２腕片６４、６５にそれぞれ第１および第２圧電素子６６、６７が接着される。その後、曲げ加工に基づき第１および第２腕片６４、６５が形成される。第１および第２腕片６４、６５では先端の曲げ加工に基づき円筒面６４ａ、６５ａが形成される。

図５に示されるように、第１圧電素子６６では第１腕片６４から電極６６ａに向かって分極が確立される。同様に、第２圧電素子６７では第２腕片６５から電極６７ａに向かって分極が確立される。電極６６ａ、６７ａに駆動電圧が印加されると、分極の向きに反対向きに第１および第２圧電素子６６、６７に電圧は作用する。その結果、第１および第２圧電素子６６、６７は分極の向きに縮む。第１腕片６４の表面に沿って第１圧電素子６６は伸張する。第１圧電素子６６の伸張に応じて第１腕片６４は湾曲する。第１腕片６４の円筒面６４ａは第２腕片６５に向かって変位する。同様に、第２腕片６５の表面に沿って第２圧電素子６７は伸張する。第２圧電素子６７の伸張に応じて第２腕片６５は湾曲する。第２腕片６５の円筒面６５ａは第１腕片６４に向かって変位する。

いま、磁気ディスク１４上の記録トラックに対して浮上ヘッドスライダ２３上の電磁変換素子３４が位置決めされる場面を想定する。ここで、ＨＤＤ１１内のコントローラチップは第１および第２圧電素子６６、６７に駆動電圧を印加する。この駆動電圧では２０Ｖの最大電圧値が設定される。駆動電圧は０Ｖ〜２０Ｖの間で変化する。制御にあたって第１および第２圧電素子６６、６７には１０Ｖの駆動電圧が印加される。その結果、第１腕片６４の円筒面６４ａには第２腕片６５に向かって駆動力が生成される。同様に、第２腕片６５の円筒面６５ａには第１腕片６４に向かって駆動力が生成される。２つの駆動力は釣り合う。その結果、浮上ヘッドスライダ２３は中立位置すなわち基準姿勢に保持される。図６および図７から明らかなように、第２圧電素子６７の駆動電圧は第１圧電素子６６の駆動電圧に対して逆位相で変化する。

トラッキング制御にあたって読み出し素子は磁気ディスク１４からサーボパターンを読み出す。読み出されたサーボパターンに基づき読み出しヘッドおよび記録トラックの中心線の間で乖離量が検出される。乖離量に応じて第１圧電素子６６では１０Ｖから駆動電圧は増大する一方で、第２圧電素子６７では１０Ｖから駆動電圧は減少する。第１圧電素子６６は第１腕片６４の表面に沿ってさらに伸張する。第１腕片６４は湾曲する。円筒面６４ａから第２腕片６５に向かう駆動力は増大する。その一方で、第２圧電素子６７の伸張は抑制される。第２腕片６５は湾曲する。円筒面６５ａから第１腕片６４に向かう駆動力は減少する。その結果、図８に示されるように、長片６３、６３は撓む。回転軸ＲＸ回りに時計回りで固定片６２すなわち浮上ヘッドスライダ２３の回転は許容される。このとき、第１腕片６４は円筒面６４ａで浮上ヘッドスライダ２３の側面をスライドする。同様に、第２腕片６５は円筒面６５ａで浮上ヘッドスライダ２３の側面をスライドする。図９に示されるように、浮上ヘッドスライダ２３は基準姿勢から回転軸ＲＸ回りに回転する。回転に応じて電磁変換素子３４は磁気ディスク１４の半径方向に移動することができる。こうして乖離の解消が目論まれる。

反対に、第１圧電素子６６で１０Ｖから駆動電圧が減少する場合には、第２圧電素子６７で１０Ｖから駆動電圧は減少する。第１圧電素子６６の伸張は抑制される。第１腕片６４は湾曲する。円筒面６４ａから第２腕片６５に向かう駆動力は減少する。その一方で、第２圧電素子６７は第２腕片６５の表面に沿ってさらに伸張する。第２腕片６５は湾曲する。円筒面６５ａから第１腕片６４に向かう駆動力は増大する。その結果、図１０に示されるように、長片６３、６３は撓む。回転軸ＲＸ回りに反時計回りで固定片６２すなわち浮上ヘッドスライダ２３の回転は許容される。このとき、第１腕片６４は円筒面６４ａで浮上ヘッドスライダ２３の側面をスライドする。第２腕片６５は円筒面６５ａで浮上ヘッドスライダ２３の側面をスライドする。同様に、図１１に示されるように、浮上ヘッドスライダ２３は基準姿勢から回転軸ＲＸ回りに回転する。回転に応じて電磁変換素子３４は前述と反対向きに磁気ディスク１４の半径方向に移動することができる。こうして乖離の解消が目論まれる。こうして電磁変換素子３４は高い精度で記録トラックを追従し続けることができる。

以上のようなヘッドサスペンションアセンブリ２１では、電磁変換素子３４の微小移動にあたって浮上ヘッドスライダ２３の回転が利用される。第１および第２圧電素子６６、６７の収縮や伸張に応じて第１および第２腕片６４、６５は湾曲する。その結果、第１および第２腕片６４、６５から浮上ヘッドスライダに駆動力が作用する。駆動力は回転軸ＲＸ回りに浮上ヘッドスライダ２３を回転させる。第１および第２腕片６４、６５はスライド自在に浮上ヘッドスライダ２３の側面に接触することから、第１および第２腕片６４、６５の湾曲は拘束されない。しかも、固定片６２は第１および第２腕片６４、６５と別個に区画される。第１および第２腕片６４、６５の形状は自由に設計される。その結果、第１および第２腕片６４、６５では十分な長さが確保される。第１および第２腕片６４、６５は大きな変形量で変形することができる。浮上ヘッドスライダ２３の変位量は増大する。

本発明者は本発明の効果を検証した。検証にあたってシミュレーションが実施された。シミュレーションでは具体例および比較例が用意された。具体例には前述のヘッドサスペンションアセンブリ２１が用いられた。比較例では前述のヘッドサスペンションアセンブリ２１で第１および第２腕片６４、６５の先端が浮上ヘッドスライダ２３の側面に接着された。具体例および比較例で浮上ヘッドスライダ２３の変位量が測定された。その結果、比較例では電磁変換素子３４は回転軸ＲＸ回りに７５ｎｍの変位量で変位した。具体例では電磁変換素子３４は回転軸ＲＸ回りに６２４ｎｍの変位量で変位した。具体例では比較例に比べて８倍以上の変位量が確保された。本発明によれば、浮上ヘッドスライダ２３の変位量は増幅されることが確認された。

その他、第１および第２腕片６４、６５に印加される電圧で第１および第２圧電素子６６、６７の伸張は制御されてもよい。このとき、第１圧電素子６６の電極６６ａには２０Ｖの電圧が印加される。第２圧電素子６７の電極６７ａはグラウンドに設定される。例えば基部片６１から１０Ｖの電圧が印加されると、第１腕片６４には電極６６ａから第２腕片６５に向かって１０Ｖの駆動電圧が作用する。同様に、第２腕片６５には第２腕片６５から電極６７ａに向かって１０Ｖの駆動電圧が作用する。こうして前述と同様に浮上ヘッドスライダ２３は基準姿勢に保持される。例えば図１２に示されるように、基部片６１に印加される電圧は０Ｖ〜２０Ｖの間で変化する。こうして第１および第２圧電素子６６、６７に印加される駆動電圧は調整される。その他、図１３に示されるように、導電パターン６８は第１および第２腕片６４、６５から基部片６１の表面に沿って延びてもよい。

図１４に示されるように、第１および第２腕片６４、６５は、前述の円筒面６４ａ、６５ａに代えて、浮上ヘッドスライダ２３の表面に向かって突き出る球面６４ｂ、６５ｂで浮上ヘッドスライダ２３の側面に点接触してもよい。こうした点接触や前述の線接触によれば、第１および第２腕片６４、６５の先端のスライド時に第１および第２腕片６４、６５と浮上ヘッドスライダ２３との間で摩擦の生成はできる限り抑制される。駆動力は高い精度で浮上ヘッドスライダ２３に作用することができる。その結果、浮上ヘッドスライダ２３の回転は高い精度で実現される。電磁変換素子３４は高い精度で記録トラックを追従し続けることができる。

図１５に示されるように、本発明の第２実施形態に係るヘッドサスペンションアセンブリ２１ａにはマイクロアクチュエータ３３ａが組み込まれる。マイクロアクチュエータ３３ａは平板状の基部片７１を備える。基部片７１は浮上ヘッドスライダ２３の空気流入端よりも上流側でジンバル３２に接着される。基部片７１は浮上ヘッドスライダ２３の背面と面一に広がる。基部片７１には、前述と同様に、第１および第２腕片６４、６５が結合される。

基部片７１は固定片７２、７２を支持する。固定片７２は浮上ヘッドスライダ２３の側面に接着される。個々の固定片７２は、浮上ヘッドスライダ２３の幅方向に回転軸ＲＸに直交する仮想直線上に配置される。基部片７１および固定片７２は可撓性の長片７３で結合される。長片７３は、回転軸ＲＸに平行に規定される仮想平面に沿って延びる。長片７３は第１および第２腕片６４、６５に並列に延びる。長片７３の一端は浮上ヘッドスライダ２３の空気流入端よりも上流側で基部片７１に結合される。

基部片７１、固定片７２、長片７３、第１および第２腕片６４、６５、第１および第２圧電素子６６、６７は、回転軸ＲＸを含みつつ浮上ヘッドスライダ２３の前後方向に規定される仮想平面に面対称に構成される。前述と同様に、基部片７１、固定片７２、長片７３、第１および第２腕片６４、６５は１枚のステンレス鋼板から構成される。ステンレス鋼板の厚みは例えば５０μｍに設定される。その他、前述と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。

こうしたヘッドサスペンションアセンブリ２１ａでは、第１および第２圧電素子６６、６７の収縮や伸張に応じて第１および第２腕片６４、６５は湾曲する。第１および第２腕片６４、６５から浮上ヘッドスライダに駆動力が作用する。長片７３、７３の働きで浮上ヘッドスライダ２３の回転は許容される。駆動力は回転軸ＲＸ回りに浮上ヘッドスライダ２３を回転させる。第１および第２腕片６４、６５はスライド移動自在に浮上ヘッドスライダ２３の側面に接触することから、第１および第２腕片６４、６５の湾曲は拘束されない。しかも、第１および第２腕片６４、６５は固定片７２とは別個に区画される。第１および第２腕片６４、６５の形状は自由に設計される。第１および第２腕片６４、６５には十分な長さが確保される。第１および第２腕片６４、６５は大きな変形量で変形することができる。浮上ヘッドスライダ２３の変位量は増幅される。加えて、基部片７１は浮上ヘッドスライダ２３の空気流入端よりも上流側で浮上ヘッドスライダ２３の背面に面一に広がる。浮上ヘッドスライダ２３およびジンバル３２の間に基部片７１は配置されない。ヘッドサスペンションアセンブリ２１ａの厚みの増大は回避される。

Claims

ヘッドスライダと、ヘッドスライダに固定される固定片と、固定片から延びてヘッドサスペンションに結合される可撓性の長片と、一端でヘッドサスペンションに結合され、他端でスライド自在にヘッドスライダの表面に接触する腕片と、腕片に接合される圧電素子とを備えることを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリ。
請求項１に記載のヘッドサスペンションアセンブリにおいて、前記長片は、前記ヘッドスライダの媒体対向面に直交する回転軸回りに回転自在に前記固定片を支持し、前記腕片の一端は前記ヘッドスライダの空気流入端よりも上流側で前記ヘッドサスペンションに結合され、前記腕片の他端は前記回転軸よりも下流側で前記ヘッドスライダの表面に受け止められることを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリ。
請求項１に記載のヘッドサスペンションアセンブリにおいて、１対の前記腕片を備え、前記ヘッドスライダは、前記腕片同士の間に区画される空間に配置されることを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリ。
請求項１に記載のヘッドサスペンションアセンブリにおいて、前記腕片は、前記ヘッドスライダの表面に平行な中心線回りで描かれる円筒面で前記ヘッドスライダに線接触することを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリ。
請求項１に記載のヘッドサスペンションアセンブリにおいて、前記腕片は、前記ヘッドスライダの表面に向かって突き出る球面で前記ヘッドスライダに点接触することを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリ。
記憶媒体に向き合わせられるヘッドスライダと、ヘッドスライダに固定される固定片と、固定片から延びてヘッドサスペンションに結合される可撓性の長片と、一端でヘッドサスペンションに結合され、他端でスライド自在にヘッドスライダの表面に接触する腕片と、腕片に接合される圧電素子とを備えるヘッドサスペンションアセンブリが組み込まれたことを特徴とする記憶媒体駆動装置。
請求項６に記載の記憶媒体駆動装置において、前記長片は、前記ヘッドスライダの媒体対向面に直交する回転軸回りに回転自在に前記固定片を支持し、前記腕片の一端は前記ヘッドスライダの空気流入端よりも上流側で前記ヘッドサスペンションに結合され、前記腕片の他端は前記回転軸よりも下流側で前記ヘッドスライダの表面に受け止められることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
請求項６に記載の記憶媒体駆動装置において、１対の前記腕片を備え、前記ヘッドスライダは、前記腕片同士の間に区画される空間に配置されることを特徴とする記憶媒体駆動装置。
請求項６に記載の記憶媒体駆動装置において、前記腕片は、前記ヘッドスライダの表面に平行な中心線回りで描かれる円筒面で前記ヘッドスライダに線接触することを特徴とする記憶媒体駆動装置。
請求項６に記載の記憶媒体駆動装置において、前記腕片は、前記ヘッドスライダの表面に向かって突き出る球面で前記ヘッドスライダに点接触することを特徴とする記憶媒体駆動装置。