JP6491837B2 - 二段作動式ディスク駆動装置ヘッドサスペンションのモータ極性試験 - Google Patents

Description

本発明は概して、ディスク駆動装置のサスペンションに関する。特に、本発明は、二段作動式（DSA:dual stage actuated）サスペンションおよび関連部品の試験に関する。

微細作動式または第２段作動式サスペンションとしても知られる二段作動式（ＤＳＡ）サスペンションは広く知られている。このようなヘッドサスペンションは通常、ヘッドサスペンションをディスク駆動装置アクチュエータへ取り付ける基板と、基板に取り付けられる取り付け領域と、取り付け領域に取り付けられるかまたはそれと一体のロードビームと、磁気読み取り／書き込みヘッドスライダを取り付けるロードビーム（loadbeam）により支持されるフレクシャ（flexure）とを含む。ヘッドスライダを磁気ディスク上の所望トラックの上に正確かつ迅速に位置決めするために１つまたは複数のマイクロアクチュエータが組み込まれる。これらのタイプのサスペンションは、例えばシャール（Ｓｃｈｉｒｌｅ）の（特許文献１）、クランガラ（Ｋｕｌａｎｇａｒａ）の（特許文献２）、劉（Ｌｉｕ）による（特許文献３）、大河原による（特許文献４）に開示されている。これらの特許文献をすべての目的のために全体として参照により本明細書に援用する。

米国特許第６，６２１，６５３号明細書 米国特許第７，５９５，９６５号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０２２８４２５号明細書 米国特許出願公開第２０１０／００６７１５１号明細書

様々な実施形態は、少なくとも１つのモータが取り付けられるディスク駆動装置サスペンション部品を試験する方法に関する。このような実施形態は、サスペンション部品の第１の部分をサスペンション部品の第２の部分に対して移動させること、第１の部分と第２の部分との間の相対運動に応答して、サスペンション上に取り付けられた少なくとも１つのモータにより生成される電気信号を測定すること、電気信号の特性を特定すること、電気信号の特性に基づき、少なくとも１つのモータのいずれかの配向が所定のモータ配向に対して反転されているかどうかを判定することを含むことができる。電気信号の特性は第１の部分と第２の部分との間の相対運動から生じる電気信号の偏向の極性であり得る。いくつかの方法は電気信号の偏向の特性と所定のモータ配向を示す所定パターンとを比較することを備えることができる。

少なくとも１つのモータは一対のモータを含み得る。一対のモータに関するいくつかの方法では、両方のモータは偏向が第１の方向であればサスペンション部品上に適切に取り付けられたと判定されることができ、両方のモータは偏向が第１の方向の反対の第２の方向であれば所定のモータ配向に対して相互逆極性状態であると判定されることができ、一方のモータの配向は偏向の大きさが閾値未満であれば所定のモータ配向に対して反転されていると判定されることができる。いくつかの方法では、第１の部分を第２の部分に対して移動することは、相対運動を引き起こすために振動素子へ制御信号を送出することを含むことができ、一対のモータの配向は位相オフセットが閾値未満であれば所定のモータ配向と一致していると判定されることができ、一方のモータの配向は位相オフセットが閾値より大きければ所定のモータ配向に対して反転されていると判定されることができ、一対のモータは位相オフセットが約１８０度であれば所定のモータ配向に対して相互逆極性状態であると判定されることができる。

様々な実施形態は、少なくとも１つのモータが取り付けられるディスク駆動装置サスペンション部品を試験するためのシステムに関する。このような実施形態は、サスペンション部品の第２の部分は基部に固定されないがサスペンション部品の第１の部分を基部に固定するように構成された取り付け機構を含む基部と、第１の部分が取り付け機構により基部に固定されるが第２の部分を第１の部分に対して移動させるように構成された装置と、回路とを含むことができる。本回路は、第１の部分と第２の部分との間の相対運動に応答して少なくとも１つのモータにより生成される電気信号を測定し、電気信号の特性を特定し、電気信号の特性に基づき、少なくとも１つのモータのいずれかの配向が所定のモータ配向に対して反転されているかどうかを判定し、配向反転の判定に基づき、少なくとも１つのモータが適切に取り付けられているかどうかを示す出力を生成するように構成することができる。本回路は、上記方法工程または本明細書において言及される他の工程の任意のものを実施するように構成することができる。

ディスク駆動装置の内部の俯瞰図である。 サスペンションの両側を示す分離された斜視図である。 例示的な所定モータ配向構成を有するサスペンションの分離された斜視図である。 図３Ａのサスペンションに対応する回路図である。 特定のモータ配向構成を有するサスペンションの分離された斜視図である。 図４Ａのサスペンションに対応する回路図である。 別の特定のモータ配向構成を有するサスペンションの分離された斜視図である。 図５Ａのサスペンションに対応する回路図である。 別の特定のモータ配向構成を有するサスペンションの分離された斜視図である。 図６Ａのサスペンションに対応する回路図である。 試験システムの斜視図である。 モータ極性を試験するための回路に接続された測定システムの概略図である。 モータ出力信号のプロットである。 モータ出力信号のプロットである。 モータ出力信号のプロットである。 モータ出力信号のプロットである。 振動制御信号とモータ出力信号を示すプロットである。 振動制御信号とモータ出力信号を示すプロットである。 振動制御信号とモータ出力信号を示すプロットである。 振動制御信号とモータ出力信号を示すプロットである。 コンピュータモデル化サスペンションの利得プロットである。 サスペンションのジンバル部分の分離された俯瞰図である。

複数の実施形態が開示されるが、本開示のさらに他の実施形態が、本開示の例示的実施形態を示し説明する以下の詳細な説明から当業者にとって明白となる。したがって添付図面と詳細説明は、本来例示的であり、限定的ではないとみなすべきである。

本発明の主題は様々な修正形態および代替形態を受け入れることが可能であるが、添付図面では特定の実施形態が一例として示されており、以下に詳細に説明される。しかし、説明した特定の実施形態に本発明を限定することは意図していない。逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲により定義される本開示の範囲に入るすべての変形形態、均等物、および代替形態を含むように意図されている。

図１はディスク駆動装置１の俯瞰図である。ディスク駆動装置１はサスペンション１０を含む。サスペンション１０は、基板１２、ロードビーム１６、ジンバル１７、ヘッドスライダ１９を含む。ヘッドスライダ１９は、ジンバル１７上に取り付けられ、磁気的に、ディスク４へデータを書き込む、およびディスク４からデータを読み取るための回路を含む。

サスペンション１０は図２（ａ），（ｂ）にさらに示される。サスペンション１０は、ヒンジ１４またはばね領域と、トレース２０を有する一体型リードフレクシャ（integrated lead flexure）１８とを含む。ヒンジ１４は、基板１２のヒンジ取り付け部に取り付けられ、基板１２の先端部から延びる。ロードビーム１６は、ヒンジ１４の先端部に取り付けられる。フレクシャ１８は、ロードビーム１６に（通常はヒンジ１４に取り付けられたロードビーム１６側に）取り付けられる。これらの部品を結合するために溶接点（weld spot）２２を利用することができる。基板１２、ヒンジ１４、ロードビーム１６は、ステンレス鋼などの金属で形成することができる。これらの支持部品は個別素子として説明されるが、基板１２、ヒンジ１４およびロードビーム１６の一部またはすべては、単一または複数の支持素子で形成することができる。フレクシャ１８は、ステンレス鋼の基層を含むことができる。銅または銅合金トレース２０が、フレクシャ１８に沿って延び、ポリイミドまたは他の絶縁体の層によりステンレス鋼基層から分離され得る。

当該技術領域で知られるように基板１２に接続するヘッドサスペンション作動システムにより回転ディスク４（図１に示される）の上でヘッドスライダ１９を走査するようにサスペンション１０全体を移動させることができる。ヘッドサスペンション作動システムによるサスペンション１０全体の運動はヘッドスライダ１９の比較的粗い位置制御を実現するが、図示のサスペンション１０の第２段作動機能は細かい揺動調整を制御するために基板１２内に取り込まれる。モータ２６および２７を微細作動することにより生成されるサスペンション１０に沿った微細作動は、本明細書においてさらに説明されるように、ヘッドスライダ１９の比較的細かい位置決め調整を実現することができる。２つのモータ２６および２７が示されるが、その代わりに単一モータをサスペンション１０上に設けることができる。示されるように基板１２は、モータ受け入れ領域または開口２４を有する。モータ２６および２７は、モータ受け入れ開口２４内に収容される。モータ２６および２７は、基板１２からモータ受け入れ開口２４中に延びるタブ２８へ取り付けられるが、他の取り付け選択肢も可能である。図示されたＤＳＡサスペンション１０では、タブ２８はヒンジ１４の一部である。他の実施形態（図示せず）では、モータ２６および２７が取り付けられるタブ２８は、基板１２に溶接された別個のモータプレートなどの他の部品であり得る。モータ２６および２７は基板１２上に取り付けられて示されるが、モータ２６および２７はその代わりに、様々な他の実施形態ではジンバルアセンブリ（gimbal assembly）の一部としてロードビーム１６またはフレクシャ１８上に取り付けることができる。いくつかの他の実施形態では、モータ２６および２７をロードビーム１６上に取り付けることができる。モータ２６および２７をタブ２８または他の部品へ取り付けるためにエポキシまたは他の接着剤が通常使用される。

モータ２６は、長さ（例えば、長手軸に沿った）と幅を有するほぼ平坦な要素を含む。モータ２６および２７は、任意の好適なタイプのマイクロアクチュエータであり得る。例えば、モータ２６および２７はそれぞれ、チタン酸ジルコン酸鉛、フッ化ビニリデン樹脂（PVDF:polyvinylidene fluoride）などのポリマー、または他の圧電または電歪（electrostrictive）タイプの材料の圧電層を含み得る圧電（PZT:piezoelectric）マイクロアクチュエータであり得る。理解されるように、各モータ２６および２７は、モータ２６および２７を電源へ電気的に結合するための極性端子（図示せず）を含む。

本開示によるＤＳＡサスペンションはさらに他の形式で具現することができる。例えば、他のＤＳＡサスペンションは、今村への米国特許第５，７６４，４４４号明細書、大河原による米国特許出願公開第２０１０／００６７１５１号明細書、シャム（Ｓｈｕｍ）による米国特許出願公開第２０１２／０００２３２９号明細書、淵野による米国特許出願公開第２０１１／０２４２７０８号明細書に記載され、それぞれを全体としてかつすべての目的のために参照により本明細書に援用する。

図３Ａはサスペンション１０の上部側の分離された斜視図を示し、図３Ｂはモータ２６および２７が接続される回路５０の概略図を示す。モータ２６および２７のそれぞれは、モータの第１の主面上に陽極端子、第１の主面の反対のモータの第２の主面上に陰極端子を含む。モータ２６および２７は互いに反転される（flipped）。例えば、モータ２６は図３Ａのサスペンション１０の上面図の上の方を向く陽極端子（「＋」記号で標記）を有し、モータ２７は図３Ａのサスペンション１０の上面図の上の方を向く陰極端子（「−」記号で標記）を有する。モータ２６および２７の極性端子は、本明細書に示されたものとは異なるモータの表面上（必ず主面上）に配置され得る。回路５０の第１の部分（例えば、トレース抵抗５１と接合抵抗５２〜５３を含むフレクシャ１８のトレース２０である第１の部分）はモータ２６の陰極端子に電気的に接続することができ、回路５０の第２の部分（例えば、基板１２または他の導体などサスペンション１０の基材であり、接合抵抗５４〜５５と基層抵抗５６とを含む第２の部分）はモータ２６の陽極端子に電気的に接続することができる。モータ２６の陽極端子が回路５０の第１の部分（例えば、モータ２６の陰極端子が電気的に接続される回路５０の同じ部分）に電気的に接続され、モータ２７の陰極端子が回路の第２の部分（例えば、モータ２６の陽極端子が電気的に接続される回路５０の同じ部分）に電気的に接続されるように、モータ２６および２７は通常、所定のモータ配向に従い、並列かつ互いに極性が反転されて電気的に接続される。

モータ２６および２７は電気的に活性化して、サスペンション１０の先端部などの第２の部分をサスペンション１０の基端部などの第１の部分に対して移動させる。先端部は、モータ２６および２７の先端であるサスペンション１０の任意の部分であり、モータ２６および２７の活性化に基づき移動する。先端部は、ロードビーム１６、フレクシャ１８、ジンバル１７、および／またはスライダ１９のいずれかの一部またはすべてであり得る。基端部は、モータ２６および２７の基端であるサスペンション１０の任意の部分であり、基板１２とロードビーム１６のいずれかの一部またはすべてであり得る。

制御装置４０は、モータ２６および２７の両端に正または負の電圧を選択的に印加するために回路５０を介し送られた信号の極性を制御することができる。例えば、一方の極性の信号をモータ２６の陰極端子とモータ２７の陽極端子に印加することができ、他方の極性の信号をモータ２７の陰極端子とモータ２６の陽極端子に同時に印加することができる。制御装置４０は、１つまたは複数のモータを選択的に活性化することによりサスペンションの先端部を関節動作させるように構成されたディスク駆動装置の任意の制御回路であり得る。モータ２６および２７は回路５０と並列に電気的に接続され示されるが、直列に接続されるなど他の構成が考えられる。トレース抵抗（trace resistance）５１（例えば、トレース２０の）、（例えば、モータ２６および２７と回路５０の導電体とを接続する）接合抵抗（bonding resistance）５２〜５５、（例えば、アースとして基板１２の）基層抵抗（base layer resistance）５６は回路５０内に存在し得る。

モータ２６および２７は、電気的に活性化されると、陽極端子と陰極端子の両端の電圧の極性に応じてモータ２６および２７の長手軸に沿って選択的に短縮または伸長する。モータ２６および２７の活性化により、サスペンション１０の先端部を基端部に対して移動する。モータ２６および２７は電気的に並列に接続されその極性が反転されているので、同じ信号がモータ２６および２７へ同時に送出されるとモータ２６および２７の一方は膨張する（expand）と同時に他方は収縮し（contract）、これによりサスペンション１０の先端部を揺動させて（sway）スライダ１９を横方向に移動させる。サスペンション１０の先端部を反対の横方向に移動させるために信号の極性を反転し、すなわちモータ２６および２７の両端の電位差を逆転することができる。（これによりモータ２６および２７の一方がサスペンション１０内で押し他方が引く）このような作用は、電気回路内に反対極性配置で置かれるモータ２６および２７に依存し、さらに、（例えば、陽極端子が上に向き、電気回路の第１の部分に接続する）一方の極性配向を有する特定のモータ（例えば、右側のモータ２６）と（例えば、陰極端子が上に向き、電気回路の第１の部分と接続して右側のモータ２６の陽極端子と同じ信号を受信する）反対極性配向を有する他のモータ（例えば、左側のモータ２７）とに依存する。モータ２６および２７の大量生産と小さなサイズは、一方のモータの陽極端子と陰極端子と共に特定の配向で置かれるべきモータが、極性が反転されるように時折誤って置かれ得る（例えば、前の例とは逆に陽極端子が下に向き陰極端子は上に向く）ことを意味する。さらに、このような置き違いがモータ２６および２７のいずれかまたは両方で発生し得る。本開示は、適切なストローク方向とフルストローク能力を保証するためにモータ２６および２７の機能の試験だけでなくモータ２６および２７の極性を試験するための方法とシステムに関する。

図３Ａおよび３Ｂの実施形態は、左側モータ取り付け位置のモータ２６が上向き（例えば、フレクシャ１８の反対方向）陽極端子と下向き（例えば、フレクシャ１８の方向）陰極端子を有し、右側モータ取り付け位置のモータ２７が上向き陰極端子と下向き陽極端子を有する場合、モータ２６および２７を所定のモータ配向で適切に配置したと考えられる。モータ２６および２７のこの所定のモータ配向は、モータ２６および２７を動作させる際のディスク駆動装置１の制御装置４０によるプログラム走行の理解と一致し得るということに留意されたい。より具体的には、制御装置４０がサスペンション１０の先端部を左へ揺動する必要があれば、特定の極性を有する信号を回路５０の両端に印加する。同様に、制御装置４０がサスペンション１０の先端部を右へ揺動する必要があれば、反対極性を有する別の信号を回路５０の両端に印加する。モータ２６および２７のいずれかの極性が反転され、その結果モータ２６および２７の一方または両方が所定のモータ配向にならなければ、サスペンション１０の先端部は所定の方向へおよび／または所定の程度に揺動しないであろう。このような条件の検出については本明細書でさらに説明される。

図４Ａはサスペンション１０の上部側の分離された斜視図を示し、図４Ｂはモータ２６および２７が接続される回路５０の概略図を示す。図４Ａおよび４Ｂのモータ２６および２７の配置は、互いに逆のモータ極性配置の例である。具体的には、図４Ａおよび４Ｂの例は、モータ２６および２７の両方をモータ取り付け位置に不適当に配置したと考えられる。左側モータ取り付け位置のモータ２６は、（例えば、図３Ａおよび３Ｂの配置と比較して）このモータ取り付け位置の所定の配向の逆である上向き陰極端子と、下向き陽極端子とを有する。また右側モータ取り付け位置のモータ２７は、（例えば、図３Ａおよび３Ｂの配置と比較して）このモータ取り付け位置の所定の配向の逆である上向き陽極端子と、下向き陰極端子とを有する。

一方のモータが膨張し他方が収縮する配置は、サスペンション１０の先端部を左または右へ揺動する適切な押し引き機能の基本的な所定の関係であるが、図４Ａおよび４Ｂの実施形態のモータ２６および２７のそれぞれは意図するのとは逆の極性を有するように配向され、その結果、モータ２６および２７にサスペンション１０の先端部を左へ偏向させなければならない電気信号が制御装置４０によりモータ２６および２７の両端に印加されると、その代りにサスペンション１０の先端部を右へ偏向させ、逆もまた同様である。このような配置は誤りと考えられ、誤動作するサスペンション１０とディスク駆動装置１をもたらすだろう。したがって、図４Ａおよび４Ｂの実施形態は、各モータの配向が所定のモータ配向から反転される（reversed）ので、相互逆極性状態と呼ばれる。逆極性状態を検知するための検査については本明細書でさらに説明する。

図５Ａはサスペンション１０の上部側の分離された斜視図を示し、図５Ｂはモータ２６および２７が接続される回路５０の概略図を示す。図５Ａおよび５Ｂのモータ２６および２７の配置は同極性状態の例である。具体的には、図５Ａおよび５Ｂの例は、モータ２６および２７の一方をモータ取り付け位置に不適当に配置しその結果両モータが回路５０において同極性配置を有すると考えられる。左側モータ取り付け位置のモータ２６は、（例えば、図３Ａの配置と比較して）このモータ取り付け位置の所定の配向である上向き陽極端子と下向き陰極端子とを有する。しかし、右側モータ取り付け位置のモータ２７は、（例えば、図３Ａの配置と比較して）このモータ取り付け位置の所定の配向の逆である上向き陽極端子と、下向き陰極端子とを有する。モータ２６および２７は、両方のモータが同じ制御信号により電気的に励起されると同時に収縮するか膨張するかのいずれかとなるように配向される。サスペンション１０の先端部は、この場合モータ２６および２７により生成される機械的力が互いに対向して相殺するので、偏向しないであろう。このような配置は誤りと考えられ、誤動作するサスペンション１０とディスク駆動装置１をもたらすだろう。同極性状態を検知するための検査については本明細書でさらに説明する。

図６Ａはサスペンション１０の上部側の分離された斜視図を示し、図６Ｂはモータ２６および２７が接続される回路５０の概略図を示す。図６Ａおよび６Ｂのモータ２６および２７の配置は同モータ極性配置の別の例である。具体的には、図６Ａおよび６Ｂの実施形態は、モータ２６および２７の一方をモータ取り付け位置に不適当に配置しその結果両モータが回路５０内で同極性配置を有すると考えられる。左側モータ取り付け位置のモータ２６は、（例えば、図３Ａの配置と比較して）このモータ取り付け位置の所定の配向の逆である上向き陰極端子と、下向き陽極端子とを有する。モータ２６および２７は、両方のモータが回路５０において電気的に励起されると同時に収縮するかまたは膨張するかのいずれかとなるように配向される。サスペンション１０の先端部はこの場合、モータ２６および２７により生成される機械的力が互いに対向して相殺するので、偏向しないであろう。

適切なモータ配置の試験は、サスペンション１０を機械的に偏向し、次にモータ２６および２７からの電気的出力を検知することにより行うことができる。先に述べたように、モータ２６および２７は電気的に活性化されると形状を変える。同様に、モータ２６および２７は機械的に歪められると固有に生成される電気信号を出力する。本開示による検査は、モータが機械的にストレスをかけられるとモータ２６および２７により固有に生成され出力される信号を測定すること、および信号を解析して、信号が、他にも可能性があるが、所定のモータ配向、相互逆極性状態、同極性状態、または低ストローク状態を示すパターンを示すかどうかを判断することに関する。

図７は試験システム６０の斜視図である。試験システム６０は、サスペンション１０上のモータ２６および２７の配向を試験する。試験システム６０は様々な方法で構成することができる。試験システム６０は、測定システム７１を含むことができる。測定システム７１は、コンピュータであり得る。

図７の実施形態では、試験システム６０は、サスペンション１０の取り付け台として機能する取り付け装置６１を含む。取り付け装置６１は基部６２を含む。基部６２は、プレート、ボックス、またはその中またはその上にサスペンション１０を取り付けることができる他の構造を含むことができる。基部６２は例えば金属で作製することができる。基部６２は、サスペンション１０より実質的に重く、例えば一桁またはそれよりも重くなり得る。基部は、サスペンション１０を配置することができるプラットフォーム６４を含むことができる。プラットフォーム６４は、サスペンション１０の基板１２の片面を置くことができる平坦面を含むことができる。プラットフォーム６４は、基板１２の特徴に対応することができる１つまたは複数の特徴（例えば、凹部、突部）を任意選択的に含むことができる。基板１２は、基板１２を安定させて基板１２がプラットフォーム６４上で移動するのを防止するためにプラットフォーム６４の特徴と嵌合することができる。

取り付け装置６１は、基部６２上に取り付けられたクランプ（clamp）６３を含む。クランプ６３は、基板１２が配置される上側顎板（upper jaw）を含むことができる。クランプ６３は、プラットフォーム６４とクランプ６３との間に基板１２を挟み込むために下方に移動され得る。したがって、基板１２が基部６２に対して移動するのを防止するために基板１２を基部６２に一時的に固定することができる。

図７に示すように、サスペンション１０は、カンチレバー（cantilever）として、基部６２の上でおよび／または基部６２から延びる。このようにして、サスペンション１０の基端部（例えば、基板１２の一部またはすべて）は基部６２に固定され、サスペンション１０の先端部（例えば、ロードビーム１６）は基部６２に固定されず、したがって基部６２および基端部に対して移動することができる。基端部（基部６２に固定された）と先端部（基部６２に固定されない）との間の相対運動は、モータ２６および２７が電気的に活性化されると引き起こす運動に対応することができる。

試験システム６０は、基部６２に固定されたサスペンション１０の基端部に対してサスペンション１０の先端部を偏向させるための様々な装置を含むことができる。示されるように、衝撃子（impactor）６５が取り付け装置６１上に取り付けられる。衝撃子６５は基部６２上に取り付けられて示されているが、衝撃子６５は、試験システム６０の他の部分上に取り付けられ得る。衝撃子６５は木槌（mallet）６６と取り付け装置６１に木槌６６を押しつけるばね６７とを含む。衝撃子６５は、加えてまたはその代わりに空気圧式であり得る。衝撃子６５は、取り付け装置６１上、例えば直接基部６２上にパルス力を与える。衝撃子６５からの衝撃の振動が取り付け装置６１を揺する。このような振動は（例えば揺動運動で）サスペンション１０に沿って進み、片持ちサスペンション１０の基端部に対して先端部を移動させる。

衝撃子６５の代替としてまたはそれに加えて、試験システム６０は、ガスの放出によりロードビーム１６に衝撃を与えることなどにより、サスペンション１０の先端部にパルス力を穏やかに印加することができる加圧ガス（例えば、一吹きの空気）を放つ圧力ガス装置を含むことができる。圧力ガス装置は、加圧ガスの貯蔵槽と、貯蔵槽からのガスの放出を制御するためのバルブ（図示せず）とを取り付け装置６１内に含むことができる。圧力ガス装置はさらに、サスペンション１０などの標的上にガスの放出を導くための導管６８を含むことができる。サスペンション１０の先端部（例えば、ロードビーム１６）上へのガスの放出は、サスペンション１０の固定基端部に対して先端部を偏向させる。

衝撃子６５および／または圧力ガス装置の代替としてまたはそれに加えて、試験システム６０は取り付け装置６１へ接続される振動素子６９を含むことができる。振動素子６９は、（例えば、モータ２６および２７と同様な）圧電モータであり得る。振動素子６９を振動させるために振動素子６９に正弦波制御信号を印加することができる。測定システム７１により制御信号を振動素子６９へ供給することができる。振動素子６９の振動は、サスペンション１０の先端部が基端部に対して移動するように、基部６２とサスペンション１０を振動させるほど十分に強い。または、振動素子６９をサスペンション１０に接触して配置することができる。

衝撃子６５、圧力ガス装置、振動素子６９、および／またはサスペンション１０を関節動作させるための他の装置を測定システム７１により制御することができる。例えば、衝撃子６５の解放のタイミング、導管６８からの空気の放出のタイミング、および／または振動素子６９の振動のタイミングを測定システム７１により自動的に制御することができる。パルス力がどの方向にサスペンション１０の先端部を最初に偏向させるかは試験により知ることができるということに留意されたい。例えば、パルス力は常に、先端部をサスペンション１０の基端部に対して右へ最初に揺動させ、次に左へ揺動させることができる。

サスペンション１０のトレース２０はモータ２６および２７へ電気的に接続する。試験システム６０では、トレース２０をさらに測定システム７１へ電気的に接続することができる。いくつかの実施形態では、モータ２６および２７の電気的試験は、モータ２６および２７の陽極および陰極端子と接続するかまたはモータ２６および２７の電気回路の他の部分と接触するプローブにより行うことができる。トレース２０またはモータ２６および２７の電気回路の他の部分に取り付けられると、測定システム７１は、基端部に対するサスペンション１０の先端部の運動によりモータ２６および２７が歪められる際にモータ２６および２７により生成される信号を受信する。信号はモータ２６および２７の運動を示す。また、信号は、本明細書でさらに説明されるように、モータ２６および２７の相対的極性配向とモータ２６および２７が歪められた程度とを示す。モータ２６および２７のそれぞれは歪められるとそれぞれの信号を出力するが、本明細書で示されるようにモータ２６および２７は電気的に並列に接続されているのでこれらの信号は回路５０において合成されるということが理解される。モータ２６および２７により出力される信号は測定（例えば電圧、特に信号の初期極性）のために測定システム７１に供給される。

図８に、モータ２６および２７が接続される回路５０に接続された測定システム７１の概略図を示す。測定システム７１はモータ２６および２７からの信号を測定するために回路５０と電気的に接続する。測定システム７１は、インタフェース７２（例えば、画面とキーボード、および／または他の入力）、プロセッサ７３、データおよび／またはプロセッサ７３より実行可能なプログラム命令を格納するように構成されたメモリ７４、測定モジュール７５を含む。測定モジュール７５は、増幅器、および／またはモータ２６および２７により出力された信号を測定するための任意の他の回路部品を含むことができる。

図９に、収集信号８１のプロット８０を示す。信号８１は、図７および図８で示されたものと同様なセットアップにおける一定期間にわたってモータ２６および２７により出力された合成電圧を表す。より具体的には、信号８１の電圧の変化は、サスペンション１０が偏向されたときにモータ２６および２７により出力された合成信号の振動電圧を表す。サスペンションの偏向は、サスペンション１０の先端部が一方向に偏向すると一対のモータ２６および２７の第１のモータを収縮させると同時に一対のモータ２６および２７の第２のモータを伸長させ、次に、サスペンション１０の先端部が他方向に偏向すると第２のモータを収縮させ第１のモータを伸長させる。モータ２６および２７は反対の極性を有するように回路内に配置されていると仮定すると、図３Ａおよび図４Ａに示すように、モータ２６および２７により出力される信号の極性は同じになり信号の大きさは加算され合成信号を生成する。

信号８１は第１の偏向（first deflection）８２、第２の偏向８３、第３の偏向８４を含む多くの偏向を含むということに留意されたい。モータ２６および２７の極性配向を検知するために偏向の方向、勾配、微分係数、および／または他の特性を利用することができる。基端部に対するサスペンション１０の先端部の第１の偏向の横方向が知られているので（例えば、パルス力が観測されるか、またはそうでなければパルス力が先端部を基端部に対して左側へ揺動させることが知られている）、どちらのモータが収縮しなければならないかおよびどちらのモータが伸長しなければならないかが分かり、したがって、どちらのモータが信号８１の初期の正または負の偏向を引き起こさなければならないかがさらに分かる。モータの極性配向が所定のモータ配向と一致すれば、第１の偏向８２（または後続の第２および第３の偏向８３および８４）は予測（正または負）方向となる。モータの配置は、（例えば、所定のモータ配向を有することが知られたサスペンションの以前の試験と比較して）第１の偏向８２（または別の偏向）が予測極性を有するかどうか、または、偏向が予測極性から逸脱するかどうかに基づき評価することができる。

いくつかのケースでは、第１の試験は、所定のモータ配向と一致する既知の配置を有するサスペンションに対し行うことができる。例えば、正しいモータ極性配置を有するということが知られたサスペンションを試験して、第１、第２、第３などの偏向方向によりベースライン信号を判断することができる。次に、後続のサスペンションを試験して、信号の第１、第２、第３などの偏向がベースライン信号と同じ方向にあるかどうかを判断することができる。図９の信号８１はこのような比較のためのベースラインまたは基準を表すことができる。

図９のプロット８０が図３Ａおよび３Ｂのように所定のモータ配向を表すと仮定すると、図１０のプロット８５は図４Ａおよび４Ｂのような相互逆極性モータ状態を表し得る。図４Ａおよび４Ｂの例では、モータ２６および２７のそれぞれは所定のモータ配向とは逆の極性にされ、したがって図１０の信号８６の比較的高い振幅および振動パターンは適切に配向された配置を一見示し得る。しかし、第１の偏向８７は負であり、したがって図９の信号８１の第１の偏向８２と反対方向である。同様に、第２の偏向８８と第３の偏向８９はそれぞれ図９の信号８１の第２の偏向８３と第３の偏向８４と反対である。モータが反対極性配置であるかどうかを判断するために、第１の偏向、第２の偏向、第３の偏向などの１つまたは複数の偏向を利用することができる。本明細書において説明されたようにモータの配置を判断するために偏向の方向、偏向の勾配、偏向の微分係数、または偏向の任意の他の特性を例えばベースラインと比較することにより利用することができるということが理解される。したがって、振動信号８６は作動するサスペンションを本来表すように見えるが、ベースラインに対する当該偏向（例えば、第１、第２、第３の偏向）間の不一致は、試験されたサスペンションが、モータ２６および２７が電気的に駆動される場合に意図されるのとは反対方向に揺動するだろうということを示す。

図９のプロット８０が図３Ａのように所定のモータ配向を表すと仮定すると、図１１のプロット９０は図５Ａ〜図６Ｂのように同極性状態を表す。図５Ａ〜図６Ｂの実施形態では、モータ２６および２７のそれぞれは回路５０の第１の部分に接続された陽極端子を有し、陰極端子は回路５０の第２の部分に電気的に接続される。モータが同じ極性を有するように回路内に配置されれば、一方のモータの収縮と他方のモータの伸長の同時性は各モータにより出力される信号間での相殺効果を有するので合成信号は比較的平坦である。図１１のプロット９０は、同極性状態を示すこのような平坦信号を示す。

いくつかの実施形態では、低振幅または平坦信号により特徴付けられる同極性状態と高振幅振動信号により特徴付けられる反対極性状態とを識別するために１つまたは複数の閾値を使用することができる。図１１に第１の閾値９２と第２の閾値９３を示す。いくつかの実施形態では１つの閾値だけが使用され得るということに留意されたい。信号９１が、正の閾値（例えば、第１の閾値９２）未満のままである、負の閾値（例えば、第２の閾値９３）を越えたままである、および／または、そうでなければ基端部に対するサスペンション１０の先端部の運動に追随する閾値の間にあれば、エラー状態を確認することができる。エラー状態は同極性状態に起因し得る。サスペンションが関節動作しモータ２６および２７が伸長および収縮されるが、モータ２６および２７からのそれぞれの信号は反対極性であり、したがって相殺して合成平坦信号を生成する。エラー状態はそうでなければ、サスペンションが関節動作するのを妨げる機械的問題に起因し得る。例えば、機械的問題はサスペンションの先端部が基端部に対して移動するのを妨げ得る。このような状態は、モータ２６および２７が信号を出力しないかまたは信号が非常に低い振幅となるようにモータ２６および２７が所定の程度に伸長または収縮するのを妨げ得る。このような状態は、上述のように合成信号が閾値を越えるかどうかを判断することにより特定することができる。

図１２に、信号９６が第１の閾値９２と第２の閾値９３のそれぞれを横切るプロット９５を示す。信号９６は図９の信号８１と同様にして収集された。信号９６が第１の閾値９２と第２の閾値９３の両方を横切るので、サスペンション１０はモータ２６および２７を収縮および伸長させる際に適切なストロークを有するものと判断され得る。

図１３〜図１７は、振動制御信号に対するモータ２６および２７から出力される信号の特性を測定することによりモータ極性を試験する例を示す。このような技術は図７および図８のセットアップを採用することができる。特に、振動素子６９がサスペンション１０を振動させるように制御信号を振動素子６９に送出することができ、これにより、モータ２６および２７が伸張および収縮するので、モータ２６および２７に基端部に対するサスペンション１０の先端部の運動に応答して出力信号を生成するようにさせる。制御信号は図１３〜図１７に示すような正弦波パターンまたは他のパターンを有し得る。

図１３に、時間に対する電圧のプロット１００を示す。プロット１００は、振動素子６９に入力される制御信号１０２と、モータ２６および２７がサスペンション１０の振動および揺動に応答して伸長および収縮することによりモータにより出力されるモータ信号１０１とを示す。制御信号１０２は１２キロヘルツで繰り返されるということに留意されたい。示されるように、サスペンション１０もまた振動素子６９と同じ周波数で振動する。具体的には、モータ信号１０１は制御信号１０２とほぼ同じ周波数を示す。

図１３のプロット１００は、データが生成されるとモータ２６および２７は所定のモータ配向（例えば、図３Ａおよび３Ｂのもの）を有することがこのセットアップにおいて知られているのでベースラインである。後続の実施形態のモータ配向を評価するための後の比較のために、制御信号１０２とモータ信号１０１の特性が測定された。例えば、制御信号１０２とモータ信号１０１の正弦波パターンの位相オフセットが測定された。位相オフセットは、制御信号１０２とモータ信号１０１との間の、周期の時間差またはピークトゥピーク位相角を比較することにより測定することができる。

図１４のプロット１０３は、図１３において試験されたサスペンション内のモータと同様な構成を有するサスペンション内のモータの試験を表すが、この場合モータは（例えば、図４Ａおよび４Ｂに示すような）相互逆極性状態である。制御信号１０５はベースラインプロット１００の制御信号１０２と同じ（例えば、同じ周波数と振幅）であり得る。モータ信号１０４は、モータ信号１０４と同様な方法で回路５０から測定することができる。ベースラインプロット１００と同様に、制御信号１０２とモータ信号１０１の特性がベースライン特性との後の比較のために測定された。具体的には、制御信号１０５とモータ信号１０４との間の位相オフセットが測定され、ベースラインプロット１００の位相オフセットと比較された。ベースラインと試験実施形態の位相オフセットの比較は、モータ２６および２７が所定の配向構成または相互逆極性状態であるかどうかを示す。モータは、試験信号とベースライン信号との間の位相オフセットが同じであれば、または試験信号とベースライン信号との間の位相オフセットの差が閾値（例えば、２０度）未満であれば、所定の配向構成である。図から分かるように、図１３の制御信号１０２とベースラインのモータ信号１０１はほぼ同相であり、図１４の制御信号１０５と試験のモータ信号１０４はほぼ逆相である。この差に基づき、図１４のプロット１０３が相互逆極性状態を表すものと結論付けることができる。

図１５は、所定のモータ配向（例えば、図３Ａおよび３Ｂに対応する配向）を有する実施形態のベースラインプロット１２０を示す。図１６は、（例えば、図４Ａおよび４Ｂのものに対応する）相互逆極性状態を有する例の試験プロット１２３を示す。図１６に関連するモータ極性配置は、図１３および図１４に関連して述べられた技術を使用して検知することができる。但し、振動素子に入力される制御信号１２２および１２５は１１キロヘルツの周波数を有する。図１５および図１６のプロット１２０および１２３に示されるように、サスペンションは入力制御信号に基づき１１キロヘルツで振動する。様々な周波数が試験された。サスペンションは通常、モータが同じ周波数を有する信号を出力するように入力制御信号の周波数で振動するということ、およびモータ配向構成を評価するために位相オフセットを入出力信号間で測定できるということが分かった。

図１７に、サスペンションのコンピュータモデリングから生成された合成利得プロット１３０を示す。利得データ１３１の滑らかな部分は、サスペンションが入力周波数で振動するであろう周波数を表し、利得データ１３１の不規則な部分１３２および１３３はサスペンションが入力周波数で振動しないであろう周波数を表す。したがって、本明細書で説明した検査は利得データ１４１の滑らかな部分に対応する周波数で行われることが好ましい。

測定システム７１は、特定のサスペンションが適切に配置されたかまたは意図せぬモータ配向構成を有するかを示すための試験の結果に基づき出力を生成することができる。例えば、試験したサスペンションが所定のモータ配向、相互逆極性状態、または同極性状態を有すると確認されれば、状態の表示をインタフェース７２上に生成することができる。サスペンションは、不適切なモータ配置の状態が検知されれば、組立工程から自動的に除去または排除されることができ、一方、適切なモータ配置と関節動作機能を有するサスペンションはこのような検査をパスすることができる。

本明細書に記載の試験は、モータを電気的に活性化することなくモータを機械的に活性化することにより行うことができるということに留意されたい。すなわち、電位差が試験中にモータの端子の両端に印加されなくてもよい。むしろ、モータの電気的動作は、収縮または伸長させられることに応答してモータ自体により固有に生成される。したがって、試験中にモータを励起する必要はない。２つのモータの実施形態が本明細書で提示されたが、その代りに他の数のモータを有する実施形態が２つのモータについて本明細書に記載されるのと同様にして試験され得るということにも留意すべきである。例えば、１つのモータを有するサスペンションは、サスペンションの基端部に対して知られた方向のサスペンションの先端部の偏向がモータを収縮または伸長させてモータの両端で測定される信号を第１の（または第２、第３など）正または負の偏向にさせるかどうかを判断するために試験され得る。偏向の予想方向は、モータの実際の配向が所定のモータ配向と一致するかどうかまたはモータの配向が反転されるかどうかを判断するために偏向の実際の方向と比較することができる。

本明細書で提示されたいくつかの実施形態はサスペンション１０の基板１２に取り付けられるモータ２６および２７を示すが、本開示の様々な実施形態はそのように限定されない。本明細書において説明されたように、モータ２６および２７は代案としてロードビーム１６またはジンバル１７上に配置することができる。ロードビームまたはジンバル上に取り付けられるモータの配向を評価するための試験装置および方法は、基板１２上に取り付けられるモータ２６および２７の本明細書に提示されたものと同じであり得る。図１８は、サスペンションのジンバル１１７の分離された俯瞰図である。例えば、サスペンションは図１〜図３Ｂのサスペンション１０に対応し、ジンバル１１７は図１〜図３Ｂのジンバル１７に対応し得る。一対のモータ１２６および１２７がジンバル１１７上に取り付けられる。（例えば、モータ１２６および１２７の膨張および収縮を引き起こす）モータ１２６および１２７の電気的活性化は、ジンバル１１７の先端部１２４をジンバル１１７の基端部１２１に対して移動させて、先端部１２４上に取り付けられたヘッドスライダ１１９をディスク媒体全体にわたって追跡することができる。所定のモータ配向は、図３Ａに示されるものと同じであり、モータ１２６および１２７の配向が所定の配向と一致するかどうか、または、例えばモータ１２６および１２７の一方または両方の極性が相互逆極性状態、同極性状態、または本明細書に記載されるような他の状態における所定の配向から反転されているかどうかを判断するために、本明細書で提示された任意の方法で試験することができる。

様々な変形と追加を、本発明の範囲から逸脱することなく、説明された例示的実施形態に対してなすことができる。例えば、上述の実施形態は特定の特徴について言及するが、本発明の範囲はまた、異なる組み合わせの特徴を有する実施形態および説明した特徴のすべてを含まない実施形態を含む。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲に入るようなこのような代替形態、修正形態、変形形態のすべてとそれらのすべての均等物とを包含するように意図されている。

Claims (16)

1. 少なくとも１つのモータが取り付けられるディスク駆動装置サスペンション部品を試験するため方法であって、
   少なくとも１つのモータが取り付けられたサスペンション部品の第１の部分を前記サスペンション部品の第２の部分に対して横方向に移動させること、
   前記第１の部分と前記第２の部分との間の相対運動に応答して、前記少なくとも１つのモータにより生成される電気信号を測定すること、
   前記電気信号の特性を特定すること、
   前記電気信号の特性に基づき、前記少なくとも１つのモータのいずれかの配向が所定のモータ配向に対して反転されているかどうかを判定することを備える、方法。
2. 前記電気信号の特性は、前記第１の部分と前記第２の部分との間の前記相対運動から生じる前記電気信号の偏向の極性である、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つのモータは、一対のモータを含み、
   前記一対のモータの両方は、前記偏向が第１の方向である場合に前記サスペンション部品上に適切に取り付けられたと判定され、
   前記一対のモータの両方は、前記偏向が前記第１の方向の反対の第２の方向である場合に前記所定のモータ配向に対して相互逆極性状態であると判定される、請求項２に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つのモータは、一対のモータを含み、
   前記電気信号の前記特性は、前記一対のモータの両方により出力される合成信号である前記電気信号の偏向の極性であり、
   前記一対のモータの一方の配向は、前記偏向の大きさが閾値未満である場合に前記所定のモータ配向に対して反転されていると判定される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第２の部分に対して前記第１の部分を横方向に移動させることは、前記相対運動を引き起こすために振動素子へ制御信号を送出することを含み、
   前記電気信号の特性は、前記制御信号と前記電気信号との間の位相オフセットである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記位相オフセットと閾値とを比較することをさらに備える、請求項５に記
   載の方法であって、
   前記少なくとも１つのモータは一対のモータを含み、
   前記一対のモータの配向は、前記位相オフセットが前記閾値未満である場合に前記所定のモータ配向と一致していると判定され、
   前記一対のモータの一方の配向は、前記位相オフセットが閾値より大きい場合に前記所定のモータ配向に対して反転されていると判定される、方法。
7. 前記少なくとも１つのモータは、一対のモータを含み、
   前記一対のモータは、前記位相オフセットが約１８０度である場合に前記所定のモータ配向に対して相互逆極性状態にあると判断される、請求項５または６に記載の方法。
8. 前記第１の部分と前記第２の部分は、それぞれ前記サスペンション部品の基板の一部であり、
   前記少なくとも１つのモータは、前記基板上に取り付けられる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記第１の部分と前記第２の部分は、それぞれ前記サスペンション部品のジンバルの一部であり、
   前記少なくとも１つのモータは、前記ジンバル上に取り付けられる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
10. 少なくとも１つのモータが取り付けられるディスク駆動装置のサスペンション部品を試験するためのシステムであって、
    取り付け機構を含む基部であって、前記取り付け機構は、前記サスペンション部品の第２の部分は基部に固定されないが前記サスペンション部品の第１の部分を前記基部に固定するように構成される、前記基部と、
    前記第１の部分は前記取り付け機構により前記基部に固定されるが、前記第２の部分を前記第１の部分に対して横方向に移動させるように構成された装置と、
    前記第１の部分と前記第２の部分との間の相対運動に応答して、前記少なくとも１つのモータにより生成される電気信号を測定し、
    前記電気信号の特性を特定し、
    前記電気信号の前記特性に基づき、前記少なくとも１つのモータのいずれかの配向が所定のモータ配向に対して反転されているかどうかを判定し、
    前記配向反転の判定に基づき、前記少なくとも１つのモータが適切に取り付
    けられているかどうかを示す出力を生成するように構成された回路と
    を備える、システム。
11. 前記電気信号の特性は、前記第１の部分と前記第２の部分との間の前記相対運動から生じる前記電気信号の偏向の極性である、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記少なくとも１つのモータは、一対のモータを含み、
    前記回路は、前記偏向が第１の方向である場合に前記一対のモータの両方の配向が前記所定のモータ配向と一致していると判定するように構成され、
    前記回路は、前記偏向が第１の方向の反対の第２の方向にある場合に前記一対のモータの両方が前記所定のモータ配向に対して相互逆極性状態であると判定するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記少なくとも１つのモータは、一対のモータを含み、
    前記電気信号の特性は、前記一対のモータの両方により出力される合成信号である前記電気信号の偏向の極性であり、
    前記回路は、前記偏向の大きさが閾値未満である場合に前記一対のモータの一方の配向が前記所定のモータ配向に対して反転されていると判定するように構成される、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. 前記装置は、前記第２の部分を前記第１の部分に対して移動させるために制御信号が送出される振動素子を含み、
    前記電気信号の特性は、前記制御信号と前記電気信号との間の位相オフセットである、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
15. 前記少なくとも１つのモータは、一対のモータを含み、
    前記回路は、前記位相オフセットと閾値とを比較するように構成され、
    前記回路は、前記位相オフセットが閾値未満である場合に前記少なくとも１つのモータの配向が前記所定のモータ配向に対して適切であると判断するように構成され、
    前記回路は、前記位相オフセットが前記閾値より大きい場合に前記一対のモータの一方の配向が前記所定のモータ配向に対して反転されていると判定するように構成される、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記少なくとも１つのモータは、一対のモータを含み、
    前記回路は、前記位相オフセットが約１８０度である場合に前記一対のモータが前記所定のモータ配向に対して相互逆極性状態にあると判定するように構成される、請求項１４または１５に記載のシステム。