JPH11260011A - ヘッド支持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動電圧が低く、ヘッド支持部材の運動にとも
なう振動がなく、複雑な組立工程を用いずに形成可能な
位置決め用アクチェエータを提供し、磁気ディスク装置
のヘッド位置決め精度を上げ記録密度を高める。 【解決手段】スライダ５とヘッド取り付け部２３を含む
可動部は回転支持部１７に支持される。コイル２０によ
って発生する、ステータ２２とロータ２３との間の磁気
吸引力を偶力とすることにより、並進方向の力を発生せ
ずに可動部３１を回転運動させ、ＶＣＭ１０による位置
決め誤差を補正して、磁気ヘッド６を目標とするトラッ
ク位置に位置決めする。 【効果】本発明によれば、高電圧電源なしに、安価に大
量に、高速で記録密度の高い回転ディスク型情報記憶装
置を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスクや光
磁気ディスク等の情報記録媒体上にヘッドを保持して情
報記録媒体に情報を記録し、または情報記録媒体から情
報の読み出しを行う磁気記録装置に係わり、特にディス
クの半径方向のヘッド位置決め機構において、粗動と微
動の２つの駆動部を有する磁気ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置の高記録密度化には、
ディスクへの書き込み読み出し用ヘッドの位置決め誤差
を低減し、より狭い領域に情報を記憶させる方法が有効
である。従来の一般的な磁気ディスク面に対する磁気ヘ
ッドの位置決め動作は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
からなる第１のアクチュエータのみによって行われてい
るが、この方法での位置決め精度の向上には限界があ
る。そこでより高精度な位置決め動作を行うための他の
従来装置としては、第１のアクチュエータよりも磁気ヘ
ッドに近い位置に、磁気ヘッドの位置を微調整するため
のより分解能の高い第２のアクチェエータを搭載すると
いう方法が考えられている。

【０００３】このような２段階のアクチュエータを持つ
位置決め装置の例として、特願平５−１６５４４号に記
載の、サスペンション基部に積層された圧電体（ＰＺ
Ｔ）と変位拡大機構を用いて、サスペンション全体を揺
動させて、先端に設けられた磁気ヘッドを微動させる機
構などがある。

【０００４】あるいは特開昭６２−２５０５７０号公報
に記載された磁気ヘッドの位置微調整用アクチェエータ
がある。このアクチュエータでは、スライダに、鉛、ジ
ルコニウム、チタンの酸化物（ＰＺＴ）を主成分とする
積層された圧電体とスライダの一部からなる片持ち梁が
形成され、この梁の自由端側の先端部に磁気ヘッドが取
り付けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、圧電体を
用いた微動アクチェエータを用いることによって、磁気
ヘッドの位置決め精度を向上させることが可能である
が、このアクチェエータには次に説明するような三つの
課題がある。

【０００６】一つめは、駆動電圧が高いという課題であ
る。圧電体を用いた片持ち梁型アクチェエータの場合、
１μｍの変位を得るためには、数１０Ｖから１００Ｖの
高電圧を必要とする。しかし、外径３．５インチ以下の
磁気ディスクを用いる磁気ディスク装置では、最大電圧
が１２Ｖの直流電源を用いて位置決め用のボイスコイル
モータを駆動するため、このままでは、ボイスコイルモ
ータによる位置決め機構で生じる１μｍ程度の位置決め
誤差を補正するためには、高電圧用の電源を別に用意し
なければならない。このことは、磁気ディスク装置の小
型化や低価格化に対して大きな問題になる。

【０００７】二つめは、ＶＣＭによる位置決めを行う際
に、磁気ヘッドが振動するという課題である。磁気ヘッ
ドが取り付けられているのが、片持ち梁型アクチェエー
タの自由端側の先端であるため、ボイスコイルモータに
よる位置決め動作でロードアームが加速度をもって動い
た時には、片持ち梁の先端にロードアームの運動方向に
平行な向きの力が働き、その力によって磁気ヘッドが振
動する。振動の整定には時間がかかるため、所定の位置
に磁気ヘッドを高精度に位置決めするために必要な時間
が相対的に長くなる。このことは、磁気ディスク装置の
情報書き込み速度や情報読み出し速度の高速化に対して
大きな問題になる。

【０００８】三つめは、長さ１ｍｍから数ｍｍのスライ
ダの一部に複数の圧電体と電極を固定しなければならな
いため、加工が非常に難しいという課題である。このよ
うな加工は、半導体素子などで用いられる基板上に膜を
積層していくという工程よりもはるかに複雑で、大量生
産に向かない加工である。このことは、アクチェエータ
の生産効率の高めるということに対して大きな問題とな
る。

【０００９】本願発明は、これらの問題点に鑑み、駆動
電圧が低く、読み出し／書き込み用のヘッドを支持する
支持部材の運動にともなうヘッドの振動がなく、かつ現
状のサスペンションの製造工程とほぼ同様な工程で製造
可能な高精度位置決め用のアクチュエータを提供し、さ
らに本願発明のアクチュエータを用いることにより、高
い記録密度を安価に実現できる小型で高速の読み出し／
書き込みが可能な磁気ディスク装置を始めとする磁気デ
ィスク装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁気ディスク装置では、その位置決め装置
を以下のような構成にする。

【００１１】磁気ヘッドを上記ディスク上の一点に相対
するように位置決めするための第１の位置決め装置を備
える磁気ディスク装置において、上記磁気ヘッドを支持
するヘッド支持機構（以下サスペンション）であって、
ヘッド取り付け部と、この取り付け部を含む可動部をデ
ィスク面に垂直なヨー方向回転軸中心に回転支持する回
転支持部と、上記取り付け部を上記ヨー方向回転軸まわ
りに揺動させる第２の駆動部とを備え、上記第２の駆動
部が上記ヨー方向回転軸を中心として対称に配置された
２つ以上の駆動力発生部からなり、これらの駆動力発生
部より発生する駆動力が回転中心まわりの偶力となるよ
うに、各駆動力発生部の駆動力を調整する。これによっ
て可動部には並進方向の作用力が発生せず、可動部をヨ
ー回転方向に揺動させるためのトルクのみが作用する。

【００１２】また回転支持部はディスク面に垂直な方向
に長い断面を有する２本以上のはり状部材であって、こ
れらのはり状部材の長手方向軸に沿った延長線が可動部
の回転中心を通るように配置する。上記のトルクによっ
てこの回転中心まわりに可動部は回転するが、並進力が
作用しないため、サスペンションの有する位置決め方向
への振動は誘起されない。

【００１３】さらに可動部の質量中心が上記回転中心に
略一致させることによって第１の駆動部によってサスペ
ンション全体が振られたとしても、可動部が慣性力によ
って振られることがないのでシーク動作の最後のセトリ
ング動作においても高速に位置決めが可能である。

【００１４】駆動力発生部がサスペンション固定部に設
けられたコイルであって、これに電流が流れたときに生
じる磁気吸引力によって可動部に設けられたヨークを引
き付ける力を駆動力とすることにより、低電圧で強力な
駆動力を得ることができる。

【００１５】またこれらの機構を構成する支持部は従来
と同様なステンレス板の曲げ加工で形成することが可能
であり、複雑な工程を必要としない。従来と同様の機械
加工技術で形成可能である。さらにはフォトリソグラフ
ィ等の技術を用いて駆動部を一体で形成することで、さ
らにロープロファイル化および生産性を向上することが
できて望ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面を用い
て説明する。

【００１７】図１は本発明の第１の実施例によるサスペ
ンション３（ヘッド支持機構）の全体構成を示した図で
ある。また図２は本発明の磁気ディスク装置の斜視図で
ある。なお図２においては実施の形態がよくわかるよう
に、ベース９と共にディスク2や位置決め機構８等を収
容する箱型容器を構成するためのカバーを省略してい
る。また、図３には図１の各部品を分解したときの状態
を示す。

【００１８】図２において、磁気ディスク装置１は、情
報記録媒体である磁気ディスク２上に設けられた、円環
状の記録領域であるトラック７に磁気ヘッド６（本図で
は図示していない）によって情報を書き込みまたは読み
出しを行う。トラック７は同心円状に多数設けられてい
るので、その各々に磁気ヘッド６を位置決めする必要が
ある。位置決め機構８は、あるトラックから他のトラッ
ク（目標トラック）に移動するシーク動作、さらに目標
トラックに正確に位置決めするセトリング動作、そして
その目標トラックを正確に磁気ヘッドがなぞるように逐
次補正をするフォロイング動作を行う。以下位置決め動
作とはこれらのシーク動作、セトリング動作およびフォ
ロイング動作を総称して呼ぶものとする。

【００１９】位置決め機構８は、ロードアーム１２等か
らなるキャリッジ１４とサスペンション３からなる。ロ
ードアーム１２はサスペンション３とスウェッジ１３を
介して接続されている。ロードアーム１２の１端側はピ
ボット軸１５によって回転可能にベース９に支持されて
いる。また、このロードアーム１２に作用する駆動力は
ロードアーム１２側に設けられたコイルと、ベース９側
にロードアーム１２側のコイルに対向するように固定さ
れた永久磁石とからなるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１０によって与えられる。

【００２０】すなわち、コイルに与えられた電流の大き
さに応じて、永久磁石によってできる磁界から電磁力を
受け、上記のピボット軸１５を中心にしてロードアーム
１２１４は回転運動を行う。この回転運動により、結果
として磁気ディスク２の半径方向に磁気ディスク面上を
横切るように磁気ヘッド６を移動させ、位置決めする動
作が行われる。

【００２１】なお本実施例の装置では、位置決め機構８
はＶＣＭ（ボイスコイルモータ）１０によってシーク動
作と粗位置決めを行い、サスペンション３に設けられて
いる微動アクチュエータ部により精密位置決めを行う。

【００２２】本実施例の場合、３．５インチディスクを
使用すると、シーク動作では磁気ヘッド６の移動量は磁
気ディスク２の記録領域の最内周から最外周まで約２５
ｍｍに達する。一方フォロイング動作に要求される精度
は１μｍ以下である。

【００２３】次に、サスペンション部の詳細を図１及び
図３を用いて説明する。図１及び図３に示すように、サ
スペンション３は先端に微動アクチュエータ部４を搭載
し、サスペンションのベース部１６に設けられたスウェ
ッジ１３によってロードアーム１２に取り付けられてい
る。キャリッジ１４は、このロードアーム１２とＶＣＭ
１０のコイルとをピボット軸１５に関して反対側に設け
ている。

【００２４】磁気ヘッド６はディスクの回転に伴う空気
の流体力によってディスク面と一定の距離を保って浮上
するヘッドスライダ５に搭載されている。このような浮
上方式だけでなく、ヘッドスライダ５が直接ディスク上
を摺動するコンタクト方式であってもよい。この場合さ
らに線記録密度が向上する。

【００２５】以下の説明においては、図１に示すように
サスペンションの長手方向に沿った軸をＸ軸１０１、デ
ィスク面に平行な平面内においてＸ軸と直行する軸をＹ
軸１０２、それらに垂直な軸をＺ軸１０３と呼ぶことに
する。すなわちヘッドの位置決めのために、ＶＣＭ１０
または微動アクチュエータ部４が動作する方向はＹ軸方
向になる。ただし厳密にはこれらの動作はＺ軸１０３ま
わりの回転方向（ヨー方向とも記述）の動作であるが、
ヘッド６の移動する方向についてはＹ軸方向動きとみな
してよい。また図１中Ｙ軸まわりの回転方向をピッチン
グ方向、Ｘ軸まわりの回転方向をローリング方向と呼ぶ
ことにする。

【００２６】図３は微動アクチュエータ４を搭載したサ
スペンション３の分解図である。微動アクチュエータ部
４の構造について図１および図３を用いて説明する。

【００２７】サスペンション３は大きく分けて、ベース
部１６、微動アクチュエータ部４、回転支持部１７から
構成されている。

【００２８】ベース部１６は厚さ約７０μｍのステンレ
ススチール鋼板（ＳＵＳ）を材料としており、エッチン
グによって成形し、さらにフランジ１８を折り曲げて作
る。

【００２９】フランジ１８の立っている部分は長手方向
に沿った曲げに対して曲げ剛性が非常に高く、ほとんど
変形しない。先端側（スライダ５に近い側）は概ね凹形
状に切りかかれており、この部分には微動アクチュエー
タ部４や回転支持部１７が占めることになる。この反対
側にはスウェッジ１３がスポット溶接等によって接合さ
れている。

【００３０】微動アクチュエータ部４はポリイミド基板
１９上にエッチングもしくはフォトリソグラフによって
積層、形成された薄膜コイル２０と軟磁性材料からなる
ヨーク２１からなるステータ２２と、これらと分離され
たロータ２３から構成される。

【００３１】ステータ２２はベース部１６上に収まるよ
うな大きさの中に４つの平面型薄膜コイル２０が配置さ
れている。それぞれのコイル２０で発生する磁束はヨー
ク２１を通って、その端部において磁気吸引力を発生す
る。このヨーク２１は、その端部がロータ２３の４つの
吸引面２４に対向するようにそれぞれ取り回されてい
る。

【００３２】４つのコイル２１の配線２６はポリイミド
基板１９上で引き出されて、スウェッジ１３側端近くに
設けられた端子２７に至る。後に詳細に記述する各コイ
ル２１の動作方法の関係で、コイル配線２６の中には結
線する必要のあるものがあり、実際に必要な端子２７は
４つのみである。微動アクチュエータ４の駆動力発生源
である４つのコイル２１に流れる駆動電流はこの端子２
７に外部配線２８を通じて供給される。この外部配線２
８はキャリッジ１４側に引き回されて、端子板から中継
ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）を介して磁気ディ
スクの駆動制御回路へとつながっている。また傷付きや
塵埃の発生を防止するために、コイル２０やヨーク２１
の上側には、図に記載されないカバー材２５が設けられ
ている。

【００３３】一方ロータ２３は鉄・ニッケル化合物など
の軟磁性材料からなる直方体形状をしており、中央部に
位置合わせのためのホールが設けられている。ロータ２
３の側面が実際に磁気吸引力によって引きつけられる。
ここでは一つのロータを用い、その側面の４カ所に吸引
面２４が設けられる構成を示しているが、左右側の２本
に分割して、そのそれぞれに吸引面を設ける構成にして
もよい。また全体が軟磁性材料の一体品である必要もな
く、例えば樹脂などの非磁性材料の薄板上に吸引面２４
となる部分に磁性材料によるメッキを施したものでもよ
い。

【００３４】次に回転支持部１７の構造について述べ
る。

【００３５】回転支持部１７は厚さ２０μｍ程度のステ
ンレス薄板をエッチングによって型抜きし、曲げ加工を
施したものである。この回転支持部１７はベース部１６
先端に下側（ディスク面に対向する面側から取り付けら
れる。

【００３６】ベース部１６先端の凹形状に合うようにフ
レーム２９が形成され、その内側から、この場合は４本
の梁３０が中央に向かってのびている。これらの梁３０
は中央の可動マウント３１にそれぞれの梁の中心軸線が
可動マウント３１の中央にある回転中心３２において交
差するように繋がっている。４本の梁３０は同一断面形
状を有し、また長さも同一である。この梁３０は他の可
動マウント３１やフレーム２９と同様にステンレス薄板
をエッチングによって形成したものであるが、その両端
でフレーム２９と可動マウント３１と繋がる部分におい
て屈曲部３３を設けることによって、梁３０全体がフレ
ーム２９や可動マウント３１の平面に対して垂直に曲げ
られている。これによって梁３０は縦長断面を有するこ
とになる。これによって可動マウント３１がＸ方向、Ｙ
方向の並進方向や、ピッチング、ローリング方向に変形
しにくくなる一方で、ヨー方向すなわち可動マウント３
１の回転中心３２まわりの回転方向には回転しやすい構
造となる。

【００３７】この実施例では梁３０が４本の例を示した
が、上記のように可動マウント３１の回転を妨げないよ
うに、長手方向の中心軸線が回転中心３２で一点に交差
するように対称性を保って配置されていれば、４本より
多くてもかまわない。

【００３８】可動マウント３１の先端にはスライダ５を
ディスク１に押し付けるための荷重を発生するばね部１
１が設けられ、さらにその先には組み立て時のスライダ
５の初期角を補正するためのジンバル３４を介してスラ
イダ取り付け部３５が設けられている。このジンバル３
４はスライダ取り付け部３５の左右両側にほぼ平行にの
びる２本の薄板状はりの曲げ変形によって、ピッチ方向
およびロール方向に揺動可能な構造となっている。

【００３９】この薄板上はりは、その両方がＺ軸１０３
方向の同じ方向に曲がることでスライダのピッチ方向の
回転自由度を与え、それぞれが逆方向に曲がることでス
ライダのロール方向回転自由度を与える。この形状以外
であってもピッチおよびローリング方向に柔軟支持され
ていれば他の構造であってもかまわない。このように支
持することでスライダ５はピッチとロール方向に回転可
能となり、組み立て時に生じるスライダの初期傾きが補
正でき、稼動時においてスライダの浮上によって生じる
わずかな傾きを許容することができる。

【００４０】またばね部１１は初期的にある与えられた
角度だけディスク面側に曲げられており、スライダ５が
ディスク状にオンロードした状態でこの初期角度分を戻
すことによって、スライダ５をディスク面に押しつける
ための荷重を発生する。この押しつけ荷重は可動マウン
トをピッチ方向に回転させる方向のモーメントとなる
が、梁３０のピッチ方向の剛性を上記のような縦型断面
形状を有する梁とすることで確保しているため、このモ
ーメントによる変形はわずかである。

【００４１】さらに可動マウント３１の曲げ変形を抑制
するための補強板３６が可動マウント３１の上部に取り
付けられる。これは概ね可動マウントと同一の形状をし
ているが、より厚いステンレス板からエッチングによっ
て形成されている。ここではベース部１６と同じ７０μ
ｍ程度の厚さとしている。これには補強の役割の他にロ
ータ２３の高さを調整する役割もある。すなわち微動ア
クチュエータ部４においてロータ２３は可動マウント３
１上に取り付けられるが、そのままではベース１６の厚
さ分だけロータ２３はステータ２２より下側に位置する
ことになる。そのためロータ２３と対向するヨーク２１
の面積が小さくなり駆動するための効率が落ちることに
なる。そこでこの補強板３６の厚みによってロータ２３
をかさ上げすれば、ロータ２３とヨーク２１が同じ高さ
で対向することができる。

【００４２】またこの補強板３６とベース部１６は同一
のステンレス板から同時にエッチングによって形成する
ことで工程の増加は最小限に押さえることができる。

【００４３】補強板３６はサスペンションの先端に近い
側端は可動マウント３１のばね部１１につながる部分ま
でで切れているが、反対側端は可動マウント３１からは
みだして、広がる形状になっている。この広がった部分
はカウンタウェイト３７として用いる。この微少位置決
め機構付きサスペンションにおいては、微動アクチュエ
ータ部４によって駆動される部分、すなわち可動マウン
ト３１、スライダ５およびその取り付け部３５他、補強
板３６、ロータ２６からなる可動部分の質量中心を回転
支持部１７の梁３０の中心軸線の交点となる回転中心３
２と一致させる構造としている。

【００４４】このように構成することで、シーク時の粗
動位置決めにおいて、この微動位置決め機構付きサスペ
ンション３全体がＶＣＭ１０によって回転される。この
時、可動部分に作用する慣性力によって可動部分も回転
し、その後の微小位置決めにかかる時間を短縮すること
ができる。そのためスライダ５や取り付け部３５他の部
分と釣り合いをとるためにカウンタウェイト３７が必要
となる。

【００４５】次に微動位置決め機構付きサスペンション
３の組立方法について述べる。

【００４６】ベース部１６、補強板３６および回転支持
部１７は上述のようにステンレス板のエッチングおよび
曲げ加工によってそれぞれ形成する。また微動アクチュ
エータ部４はポリイミドシート上にフォトリソグラフ法
などを繰り返し用いて薄膜コイル２０およびヨーク２１
を形成する。同時に配線２６、端子２７なども形成して
おく。

【００４７】まずスライダ５を回転支持部１７のヘッド
取り付け部３５に接着する。次に図３に示すようにベー
ス部１６の下部（ディスク対向面）から、位置合わせ用
の穴３８を用いて位置を正確に決定してスポット溶接に
よって接合する。同様に補強板３６と可動マウント３１
との接合およびベース部１６とスウェッジ１３との接合
も行う。これらの接合には接着剤を用いることもでき
る。さらに上面側から微動アクチュエータ部４をベース
１６に位置合わせをした上で接着し、またロータ２３を
補強板３６の上側に接着する。

【００４８】最後に、サスペンション３を磁気ディスク
装置のロードアーム１２に固定し、他のＶＣＭ１０やデ
ィスク１と共に組み立てる。また図には表示しない外部
配線２８を用いて微動アクチュエータ４への駆動電流供
給およびヘッド６の信号配線等をキャリッジ側の端子に
接合する。

【００４９】以上の製造工程によれば、本実施例で最も
重要な機能を有する微動アクチュエータ４のうち、可動
部材はサスペンション３と一体で形成できるので、複雑
な工程を一切用いずに従来のロードアームの加工とまっ
たく同じ方法で作ることが可能である。

【００５０】またヨーク２１やロータ２３等は金属性の
基板の上に、フォトレジストで型を作成し、その中に銅
のメッキ膜を成長させ、最後にフォトレジストと金属性
の基板を溶剤とエッチング液でそれぞれ溶解させて形成
しても良い。

【００５１】図４は図１の微動アクチュエータ４付近を
上面側から見た平面図を用いて微動アクチュエータ４の
動作を示した図である。

【００５２】４本の梁３０各々の長手方向中心軸線が交
差する点は可動部３９の回転中心３２となる。回転中心
３２以外の点に力が作用すれば、この４本の梁３０は対
称性を保ちつつ曲げ変形するため、可動部３９は回転中
心３２まわりに回転することになるためである。ここで
可動部３９とは可動マウント３１、スライダ５およびそ
の取り付け部３５、ジンバル３４およびロータ２３から
なる、ベース部１６に対して変形する部分全体を指す。

【００５３】ここで回転中心３２以外の点に力が作用し
た場合には上記の回転中心３２まわりのモーメントと、
この回転中心３２に作用する並進力が作用することに等
しい。従ってこの並進力によって可動部は並進方向にも
運動しようとして支持部材が変形し、振動が生じる。

【００５４】そこで本発明の実施例では、図４に示すよ
うに、４つの駆動力発生源を用いる。コイル２０に通電
することでヨーク２１を磁束が通過し、その端部でヨー
ク２１から外部に漏れた磁束はロータ２３の吸引面２４
を吸引する力を発生する。４つのコイル２０に繋がるヨ
ーク２１のそれぞれの端部において生じる磁気吸引力Ｆ
１〜Ｆ４を考える。ここで磁気吸引力Ｆ１とＦ４、また
はＦ２とＦ３は同じ大きさで向きが逆方向となるように
コイル２０に流す電流が調整されているものとする。さ
らに図４の場合はＦ１、Ｆ４＜Ｆ２、Ｆ３である。

【００５５】このような場合、Ｆ１とＦ２の差で生じる
力が図４で右向きに点４０に作用し、これと大きさが同
じで向きが逆方向の力が、Ｆ３とＦ４の差という形で左
向きに点４１に作用する。従ってこの２つの力、（Ｆ２
−Ｆ１）と（Ｆ２−Ｆ４）は偶力となってモーメント
（Ｆ２−Ｆ１）×ｒのみを生じる。ただしｒは２つの力
の作用する点４０と４１の距離である。このようにすれ
ば、並進方向の力は生じないので上記のような可動部３
９の並進方向の振動は励起されない。特に本実施例の４
本の梁３０からなる支持系の場合には、回転中心３２は
この梁４０の対称性によって決まるだけであり、例えば
軸受と軸のような回転対偶で決定された回転中心ほどに
は並進方向の剛性を高くできないので、励振力を零とす
ることで振動を抑える方法は非常に有効である。

【００５６】またＦ１とＦ２あるいはＦ３とＦ４のよう
に２つの磁気吸引力の差をとることで、点４０、４１に
作用する力の大きさを自由に設定可能である。

【００５７】このようにして可動部３９にモーメントが
作用して、回転中心３２まわりに可動部３９が回転す
る。この時磁気ヘッド６がこの回転中心３２から離れた
位置にあれば、磁気ヘッド６はトラックを横切る方向４
２に移動し、磁気ヘッド６の微小な変位が得られる。磁
気ヘッド６の最大変位は実際には数μｍ程度で十分であ
るので、スライダ取り付け部２３の回転角変位も非常に
小さい。図４では本来反対側にあって見えないはずのヘ
ッド６の位置を模式的に表示している。

【００５８】厳密には磁気ヘッドの向きもトラックに対
して回転することになるが、実際には回転中心３２と磁
気ヘッド６間の距離が磁気ヘッド６自体の大きさに比較
して十分大きく、またスライダの回転角自体も微小のた
め、問題にならない。

【００５９】本実施例においては、微動アクチュエータ
部４によって駆動される可動部３９全体の質量中心と、
ベース部１６に対して回転運動する可動部３９の回転中
心３２とを一致させている。これによってＶＣＭ１０に
よる位置決め動作によってロードアーム１２が加速度を
もって運動し、ロードアーム１２の先端にある本実施例
のサスペンション３の可動部３９の質量中心に並進方向
の慣性力がかかった場合でも、可動部３９は、その点回
りの回転自由度しか持たないため、この慣性力によって
振動することがない。従って、きわめて高速に磁気ヘッ
ドを所定の位置に位置決めすることが可能になる。

【００６０】さらに、電磁吸引力は、低い電圧でも大き
な引力を発生させることができるため、ボイスコイルモ
ータによる位置決め機構で生じる１μｍ程度の位置決め
誤差を補正するためには、５Ｖ程度の直流電源があれば
十分である。このことは一般に磁気ディスク装置に供給
される電源電圧をそのまま用いることが可能であること
を示している。

【００６１】本実施例で示した微動アクチュエータ４は
先端の磁気ヘッド６に近い位置になるために、サスペン
ション３全体が振動する振動モードに対して、その振動
の影響を打ち消すように駆動させることも可能であり、
位置決め機構として見たときに追従できる振動の周波数
帯域を向上させることができる。

【００６２】次に、本実施例の微動位置決め機構付きサ
スペンション３を用いた磁気ディスク装置における、位
置決め動作について説明する。

【００６３】第１のアクチュエータであるＶＣＭ１０に
よってロードアーム１２を移動させることにより、磁気
ディスク１上の所定のトラックに位置決めされる。しか
し、ＶＣＭによる位置決め精度には限界があるため、目
標とするトラック位置と実際の磁気ヘッド位置との間に
は誤差がある。この誤差量を検出し補正に必要な移動量
を求めて、その補正量に対応した電流を、第２のアクチ
ュエータである微動アクチュエータ部４のコイル２０に
通電する。

【００６４】これにより、上述したようにヨーク２１と
ロータ２３との間に働く磁気吸引力によってモーメント
のみが生じ、スライダ５を含む可動部３９が回転中心３
２回りに回転し、磁気ヘッド６が移動する。磁気ヘッド
６で読み出した信号に含まれる、そのときどきのヘッド
位置と目標とするトラック位置との誤差信号から、その
値に応じた電流をコイル２０に流すことによって、目標
とするトラック位置に磁気ヘッド６を位置決めすること
が可能となる。

【００６５】図５にコイル２０を２個で上記の第１実施
例と同様の動作を行うための構成を示す。

【００６６】この場合には各コイル２０を通るヨーク２
１の両端をロータ２３Ａおよび２３Ｂの吸引面２４Ａ〜
２４Ｄに対向させるように配置させる。これは図４の動
作説明図からもわかるように２組の大きさが同じ力をロ
ータに作用させることを利用している。この場合には吸
引面２４Ａと２４Ｄが同じ大きさとなり、２４Ｂと２４
Ｃが同じ大きさとなる。ただしこの構成ではロータを２
３Ａと２３Ｂの２つに必ず分割する必要がある。ロータ
２３が一体の場合には吸引面２４Ａからロータ２３内部
を通って吸引面２４Ｄからヨークに戻る形で磁気回路が
閉じてしまい、さらにそれが２系統あるために、お互い
に干渉して磁気吸引力を相殺してしまうのを避けるため
である。

【００６７】またこの構成ではヨークが重なり合う部分
が最低でも必ず１カ所できてしまうので、お互いの磁界
が干渉しないようにヨークとヨークの間に磁界を遮断す
る保護膜４３を設ける必要がある。

【００６８】図６に本発明の他の実施例を示す。

【００６９】上記の実施例では薄膜コイルとヨークをポ
リイミド基板上に形成して薄型の一体形状としていた
が、本願発明からすれば、鉄とニッケルの化合物からな
る軟磁性材料箔をヨーク２１として、さらにこれに銅の
被服線を多数巻きつけて作成したコイル２０を、ロータ
２３の吸引面２４と対向する位置において、ベース部１
６上に接着剤で固定する構成も可能である。この場合に
はコイル２０全体の厚みを十分小さくすることと、予め
ベース部１６上にコイル２０の配線を接合するための端
子部を設けておくことが望ましい。

【００７０】このような構成ではコイル２０およびヨー
ク２１がバルクで形成されるためより強力な磁気吸引力
を得ることができる。

【００７１】図７に本発明の他の実施例を示す。

【００７２】この実施例ではサスペンション３の長手方
向（Ｘ軸方向）に沿った方向にロータ２３の長手方向が
一致するように補強板３６上に配置し、それに応じて４
つのヨーク２１の端部をロータ２３の４つの吸引面２４
に対向するように配置している。この場合でも動作方法
は第１の実施例の場合と同様であり、吸引面２４Ａ〜２
４Ｄに働く磁気吸引力の大きさを調整することで可動部
３９にモーメントのみを生じさせることができる。さら
に構成ではベース部１６の左右側端付近を通るヨークが
少なくなるために、全体としてサスペンションの幅を小
さくすることが可能である。

【００７３】以上述べてきたことから明らかなように、
本実施例の磁気ディスク装置は、（１）従来の磁気ディ
スク装置の製造方法とほとんど同じ方法で製造すること
ができ、（２）ロードアームの運動時にも磁気ヘッドが
振動しないので高速位置決めが可能で、（３）５Ｖ程度
の低電圧で駆動できるような、微動位置決め機構を有し
ているので、容易に位置決め精度を向上でき、高記録密
度化を実現できる。

【００７４】以上の各実施例における問題点として、駆
動力発生部材として用いるコイル２０が発生させる漏れ
磁束が、磁気ヘッドに悪影響を及ぼし、情報の書き込み
と読み出しのノイズになるということが考えられる。し
かし磁気ヘッド６と磁気ディスク１との間隔に対し、コ
イル２０と磁気ヘッドの距離ははるかに大きく、磁気ヘ
ッドとディスク間の間隔が５０ナノメートル程度である
のに対し、コイルとヘッドの距離は１ミリメートル程度
である。

【００７５】磁気力の程度は距離の２乗に反比例して小
さくなるので、コイルの生じる漏れ磁束の磁気ヘッドに
おける書き込みや読み出しに対する影響は１０のマイナ
ス１９乗程度である。磁気ヘッドのもつ磁気力と、コイ
ルから発生する磁束の大きさの差を考慮しても、上記し
た値は、コイルが発生させる磁束の書き込みや読み出し
に対する影響がほとんど無視できることを示しており、
コイルによるノイズは問題にならないことがわかる。

【００７６】以上本発明に係る実施例を図を用いて説明
した。いずれの実施例を用いても、粗微動の２段式アク
チュエータによる高い位置決め精度と高周波数帯域を有
する位置決め機構が使用できるため、高いトラック密度
を実現でき、これにより少なくとも５Ｇｂｉｔ／（ｉｎ
ｃｈ）２相当の高記録密度が達成される。

【００７７】また、上述の各実施例において、磁気ヘッ
ドとして、磁気抵抗効果素子を含んだ記録再生素子を用
いても良いし、インダクティブヘッドのみ、またはその
他の磁気ヘッド、さらには光学素子を用いるものを用い
ることも可能である。

【００７８】上述の各実施例の説明において、ピッチ方
向とは、記録媒体に平行で記録媒体の移動方向に垂直な
方向に回転軸を持つ回転方向を言い、ロール方向とは、
記録媒体の移動方向に回転軸を持つ回転方向を言う。ま
たヨー方向とは記録媒体面に垂直な方向の回転軸を有す
る回転方向である。

【００７９】尚、以上の説明で用いた図面は、説明の関
係上、縦横比、各部の寸法比は必ずしも正しくない。

【００８０】

【発明の効果】本発明の各実施例によれば、５ボルト以
下の低い電圧で駆動でき、ヘッドを支持する支持部材の
位置決め動作時に振動がなく、複雑な組立工程を必要と
せずに形成することが可能な、ヘッド位置決め用のアク
チュエータを提供することができる。

【００８１】さらにはこの微動アクチュエータを用いた
２段階の位置決め機構による高トラック密度を達成する
ことにより、高密度、大容量の磁気記録装置が提供でき
るという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例のサスペンションを表す
斜視図である。

【図２】 本発明のサスペンションを用いた磁気ディス
ク装置の斜視図である。

【図３】 本発明の第１実施例の分解図である。

【図４】 本発明の第１実施例の動作を示す図である。

【図５】 本発明の第２実施例の微動アクチュエータ部
の詳細図である。

【図６】 本発明の第３実施例の微動アクチュエータ部
の詳細図である。

【図７】 本発明の第４実施例の微動アクチュエータ部
の詳細図である。

【符号の説明】

１…ディスク、５…スライダ、４…微動アクチュエータ
部、１５…ピボット軸、１６…ベース部、１７…回転支
持部、２０…コイル、２１…ヨーク、２６…ロータ、３
２…回転中心、３９…可動部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西 佳子 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 難波 入三 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報を記録するディスクの情報を変換して
   記録／再生するための磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを
   備えたヘッドスライダと、前記磁気ヘッドを前記ディス
   ク上のトラックに相対するように位置決めする第１の駆
   動部をロードアーム側に有する位置決め機構を備えたヘ
   ッド支持機構において、 前記スライダ取り付け部と、前記取り付け部を含む可動
   部をディスク面に垂直なヨー方向回転軸中心に回転支持
   する回転支持部と、前記取り付け部を上記ヨー方向回転
   軸まわりに揺動させる第２の駆動部とを備え、 前記第２の駆動部が上記ヨー方向回転軸を中心として対
   称に配置された２つ以上の駆動力発生部からなり、これ
   らの駆動力発生部より発生する駆動力が回転中心まわり
   の偶力となるように、各駆動力発生部で生じる駆動力の
   向きと大きさを設定してあることを特徴としたヘッド支
   持機構。
2. 【請求項２】請求項１において、前記可動部の質量中心
   が前記回転中心に略一致していることを特徴としたヘッ
   ド支持機構。
3. 【請求項３】請求項１又は２のいずれかにおいて、駆動
   力発生部がサスペンション固定部に設けられたコイルで
   あって、このコイルに電流が流れたときに生じる磁気吸
   引力によって可動部に設けられたヨークを引き付けるこ
   とによって駆動することを特徴としたヘッド支持機構。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記
   回転支持部がディスク面に垂直な方向に長い断面を有す
   る２本以上の梁状部材であって、前記梁状部材の長手方
   向軸に沿った延長線が可動部の回転中心を通るように配
   置されたことを特徴とするヘッド支持機構。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、駆動
   部を形成する駆動力発生機構がサスペンションの長手方
   向中心軸に沿って配置されていることを特徴としたヘッ
   ド支持機構。