(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド素子を搭載したヘッドスライダを支持するヘッド支持アームと、
前記ヘッド支持アームをディスク状記録媒体の半径方向に回動自在に軸支する第１の軸受け部と、
前記ヘッド支持アームを前記ディスク状記録媒体表面に対して垂直方向に所定の距離回動するための第２の軸受け部と、
前記第１の軸受け部を中心としてラジアル方向に所定の空隙を設けて対向するように配設された一対のヨークと、
前記一対のヨークの空隙内で、ラジアル方向に複数極着磁されて前記一対のヨークの一方の固定ヨークに固着された永久磁石と、
前記永久磁石と対向し、前記永久磁石と他方のヨークとで形成される磁気空隙内で回動自在で、前記ヘッド支持アームに固定された複数のシークコイルと、
前記永久磁石と対向し、前記永久磁石と前記他方のヨークとで形成される磁気空隙内で回動自在で、前記ヘッド支持アームに固定されたリングコイルとを具備し、
前記永久磁石、前記一対のヨーク、および前記シークコイルにより、前記第１の軸受け部を中心として前記ヘッド支持アームを前記ディスク状記録媒体の半径方向に回動させる第１の回動手段を構成し、
前記永久磁石、前記一対のヨーク、および前記リングコイルにより、前記第２の軸受け部を中心として前記ヘッド支持アームを前記ディスク状記録媒体表面に対して垂直方向に所定距離回動させる第２の回動手段を構成したことを特徴とするヘッドアクチュエータ。
【請求項２】
前記第１の軸受け部の少なくとも外周部を軟磁性材料で形成するとともに、前記第１の軸受け部に同軸状に配設した前記固定ヨークと磁気的に結合させて、前記第１の軸受け部の外周部と前記固定ヨークとで前記一対のヨークを構成したことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアクチュエータ。
【請求項３】
前記永久磁石は、前記ヘッドスライダと前記第１の軸受け部の中心とを結ぶ線に対して直角で、前記第１の軸受け部の中心を通る線を基準として対称な位置に異なる磁極が配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヘッドアクチュエータ。
【請求項４】
前記第２の軸受け部は、前記ヘッド支持アームと接するように一対のピボットが設けられてピボット軸受けを構成し、前記一対のピボットと前記ヘッド支持アームとが当接する点を支点として、前記ヘッド支持アームが前記ディスク状記録媒体表面に対して垂直方向に回動可能としたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のヘッドアクチュエータ。
【請求項５】
前記第２の軸受け部の一対のピボットは、前記ヘッドスライダと前記第１の軸受け部の中心とを結ぶ線に対して直角で前記第１の軸受け部の中心を通る線上で、前記第１の軸受け部の中心に対して対称な位置に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のヘッドアクチュエータ。
【請求項６】
前記ヘッド支持アーム、前記シークコイル、および前記リングコイルとを含んでなるヘッド支持アーム結合体の重心位置が、前記第１の軸受け部の軸方向と前記第２の軸受け部の軸方向との交点上に位置するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載のヘッドアクチュエータ。
【請求項７】
ディスク状記録媒体と、
前記ディスク状記録媒体を回転駆動する駆動手段と、
前記ディスク状記録媒体に対して記録再生を行うヘッド素子を有するヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダを支持し前記ディスク状記録媒体の所定のトラック位置に位置決めするヘッドアクチュエータと、
これらを所定の位置関係を保って保持する筐体とを具備し、
前記ヘッドアクチュエータが請求項１から請求項６までのいずれかに記載のヘッドアクチュエータであることを特徴とするディスク記録再生装置。
【請求項８】
ディスク状記録媒体と、
前記ディスク状記録媒体を回転駆動する駆動手段と、
前記ディスク状記録媒体に対して記録再生を行うヘッド素子を有するヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダを支持し前記ディスク状記録媒体の所定のトラック位置に位置決めするヘッドアクチュエータと、
衝撃を検出する衝撃検出手段と、
これらを所定の位置関係を保って保持する筐体とを具備し、
前記ヘッドアクチュエータが請求項１から請求項６までのいずれかに記載のヘッドアクチュエータであることを特徴とするディスク記録再生装置。
【請求項９】
前記ヘッドスライダが前記ディスク状記録媒体表面上にあるときに、前記衝撃検出手段により検出した衝撃値があらかじめ設定した衝撃値を超えた時には、前記ヘッドアクチュエータにより前記ヘッドスライダを前記ディスク状記録媒体から離間させる構成としたことを特徴とする請求項８に記載のディスク記録再生装置。
【請求項１０】
前記ディスク状記録媒体を起動する場合に、前記ヘッドアクチュエータにより前記ディスク状記録媒体表面に保持された前記ヘッドスライダを前記ディスク状記録媒体から離間させる構成としたことを特徴とする請求項７から請求項９までのいずれかに記載のディスク記録再生装置。
【請求項１１】
前記ディスク状記録媒体の停止時に前記ヘッドスライダを退避させて保持するヘッド保持部を付加し、
前記ディスク状記録媒体を停止するときに、前記ヘッドアクチュエータにより前記ヘッド保持部の形状に応じた離間距離をもって退避する構成としたことを特徴とする請求項７から請求項９までのいずれかに記載のディスク記録再生装置。
【請求項１２】
前記ディスク状記録媒体の停止時に前記ヘッドスライダを退避させて保持するヘッド保持部を付加し、
前記ディスク状記録媒体を停止するときには、前記ヘッドアクチュエータにより前記ヘッドスライダを前記ディスク状記録媒体表面から離間させて前記ヘッド保持部まで回動して前記ヘッド保持部上に保持する構成としたことを特徴とする請求項７から請求項９までのいずれかに記載のディスク記録再生装置。
【請求項１３】
前記ディスク状記録媒体を起動するときには、前記ヘッドアクチュエータにより前記ヘッドスライダを前記ディスク状記録媒体表面に接触しない位置までヘッド保持部から離間させるとともに、前記ディスク状記録媒体表面上まで回動させて、前記ヘッドスライダを浮上させる構成としたことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のディスク記録再生装置。
【請求項１４】
前記ヘッド保持部はヘッド支持アーム先端部の回動半径上で、ディスク状記録媒体外周近傍の筐体上に設けられていることを特徴とする請求項１１から請求項１３までのいずれかに記載のディスク記録再生装置。
【請求項１５】
前記ヘッド保持部はディスク状記録媒体の中心部に凸形状に形成された領域としたことを特徴とする請求項１１から請求項１３までのいずれかに記載のディスク記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，磁気ディスクや光ディスク等のディスク状記録媒体に対して記録再生を行うヘッド素子を所定のトラック位置に位置決めするためのヘッドアクチュエータおよびこれを用いたディスク記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハードディスクや光ディスク等のディスク状記録媒体(以下、ディスクとよぶ)に対し信号の記録再生を行うディスク記録再生装置（以下、ディスク装置とよぶ）の記録密度の向上と小型・薄型化に対する技術的進歩は著しく、従来のコンピュータ用だけでなく多くの分野で用途が拡大している。このようなディスク装置では、携帯電話等の携帯情報機器にも搭載可能とするために、さらなる小型・薄型化に加えて、耐衝撃性と低消費電力化が要求されている。
【０００３】
図８は、従来のディスク装置の要部平面図である。ディスク１０９は駆動手段１１０に固定されて、回転駆動される。この駆動手段１１０としては、例えばスピンドルモータが用いられる。記録再生を行うヘッド素子（図示せず）を有したヘッドスライダ１０１はサスペンション１０２の先端部において、ディスク１０９に対向するように取り付けられている。このサスペンション１０２は比較的剛性が小さく設計されており、板バネ部１０３を介して比較的剛性の大きな支持アーム１０４に固定され、この支持アーム１０４は軸受け部１０５に回転自在に取り付けられて、ヘッド支持機構１１４を構成している。
【０００４】
回動手段１０８は、例えばボイスコイルモータが用いられ、支持アーム１０４に固定されたボイスコイル１０６と、このボイスコイル１０６を挟むように永久磁石が固着されたヨーク１０７とにより構成される。ボイスコイル１０６に通電することにより、支持アーム１０４を回動させヘッドスライダ１０１を所定のトラック位置に位置決めできる。この回動手段１０８とヘッド支持機構１１４とによりヘッドアクチュエータ１１２が構成される。筐体１１３は、これらを所定の関係に保持するとともに、筐体１１３とほぼ同一形状の蓋体（図示せず）とにより密閉して微小な塵埃や空気流変化による影響を防止している。
【０００５】
さらに、耐衝撃性の向上と大容量記憶化のために、ディスク１０９の停止時にはヘッド保持部１１１のテーパ部１１１ａ上にサスペンション１０２の先端に形成されたガイド部１００が乗り上げるようにして、ディスク１０９面上からヘッドスライダ１０１を退避させる。これにより、ヘッドスライダ１０１のディスク１０９への吸着、および衝撃によるヘッドスライダ１０１やディスク１０９の損傷を防止している。
【０００６】
以上のように構成されたディスク装置において、ディスク１０９を駆動手段１１０により回転させると、ディスク１０９表面に空気流が発生する。この状態で、回動手段１０８を駆動してヘッド支持機構１１４を回動させて、ヘッド保持部１１１に保持していたヘッドスライダ１０１をディスク１０９上の所定のトラック位置に浮上させる。このような浮上状態でヘッド素子（図示せず）により、ディスク１０９への情報の記録、あるいはディスク１０９に記録した情報の再生が行われる。ディスク１０９を停止するときには、回動手段１０８を駆動してヘッドスライダ１０１をヘッド保持部１１１に移動させた後、保持する。
【０００７】
このような従来のディスク装置構成で、携帯機器に搭載するために要求される小型・薄型化を行うと、回動手段１０８のトルクの減少が生じたり、ディスク装置や消費電力の低減が困難となる。すなわち、回動手段１０８のトルクの減少は、小型にするためにボイスコイル１０６の巻数を十分確保できなくなり、しかも永久磁石が固着されたヨーク１０７により形成される磁気回路内のボイスコイル１０６への鎖交磁束が減少してしまうために生じる。
【０００８】
また、ヘッドスライダ１０１をヘッド保持部１１１に移動させて保持する方式では、このヘッド保持部１１１の傾斜面１１１ａ上をガイド部１００が摺動しながら移動する。この摺動のために要するトルク、すなわち摺動負荷は、回動手段１０８の必要トルクのうち約７５％を占める。特に携帯機器では、ディスク１０９の回転と停止を頻繁に行うのでヘッド保持部１１１への移動も頻繁となり、この摺動負荷のディスク装置に占める割合が相対的に大きくなる。このため、この摺動負荷を低減することが低消費電力化に対して要求される。
【０００９】
回動トルクを十分に大きくするための回動手段の構成として、特開昭６２−２３１４７６号公報では回転軸に対して回動可能に支承されたキャリッジに、この回転軸と同心状に円筒状のコイルボビンを固着して、このボビンにコイルを巻線し、一方、このコイルに対して一定の間隙を介して対向せしめるように複数の固定磁石を設置し、コイルと固定磁石とによってキャリッジに回動力を与えるような構成が開示されている。このような構成により、質量の大きな磁石が固定部材に設置され、可動側の部材には軽量のコイルが固定されるので、可動部分の慣性モーメントが小さく、急加速、急減速に有利で、かつ、形状寸法に比して大きな回動トルクを得ることができる。
【００１０】
さらに、特開平４−１８５２７０号公報では、回転駆動コイルを結合した回転軸の周囲に軸方向駆動コイルを巻回形成した電機子と、少なくとも端部を軸方向駆動用マグネットで形成した支持軸とからなり、支持軸に回転軸を回転自在および軸方向回動自在に枢着し、軸方向駆動用マグネットと軸方向駆動コイルとを対向配置して軸方向移動装置を形成し、一方、回転方向駆動コイルに回転方向駆動用マグネットを対向配置して回転方向移動装置を形成して、二方向に移動可能なアクチュエータが示されている。駆動系自体が回転と軸方向に位置調整ができるのでヘッドスライダ等のデバイスの位置調整を直接行うことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記の第１の開示例では、コイルをキャリッジに固着したコイル回動型で、かつ、回転軸の全周にわたってコイルと固定磁石とを設けた構成が開示されているが、これによる動作はディスクの半径方向の回動のみであり、ディスクの垂直な方向に支持アームを回動させることについては全く示されてはいない。また、第２の開示例では、ディスクの半径方向の回動とディスクの垂直方向の移動の二方向に移動可能なアクチュエータ構成が示されている。しかし、ディスクの垂直方向の移動は回転軸を含めた支持アーム全体を上下に移動させるものであり、このために大きなエネルギーを消費するので携帯機器用には不適である。また、全体をディスクに対して垂直方向に移動させるため、その移動距離分の隙間を設けておく必要があり、薄型化に対しても対応できない。
【００１２】
また、高密度記録のためにディスク表面を平滑にすれば、ヘッドスライダの吸着が生じやすく、ディスクを起動するための駆動に大きな電力を必要とするようになる。上述の開示例では、このような課題に対しても何ら言及されていない。
【００１３】
本発明は、小電力でディスクに垂直な方向の回動ができ、しかも、この回動手段をディスクの半径方向の回動手段と一体化して、小型で二方向の回動が可能なヘッドアクチュエータと、それを用いた小型・薄型で、耐衝撃性が大きく、低消費電力化が可能なディスク装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のヘッドアクチュエータはヘッド支持アームがディスクの半径方向と垂直方向の２方向に回動するような軸受け部と回動手段とを一体的に設けた構成を有する。
【００１５】
すなわち、ディスクの半径方向に回動する第１の回動手段は、第１の軸受け部を中心としてラジアル方向に所定の空隙を設けて対向するように配設された一対のヨークと、ラジアル方向に複数極着磁されて一対のヨークの一方の固定ヨークに円周状に固着された永久磁石と、この永久磁石と他方のヨークとで形成される磁気空隙内で回動自在で、永久磁石に対向するようにヘッド支持アームに固定された複数のシークコイルとからなり、第１の軸受け部を中心としてディスクの半径方向に回動する。
【００１６】
一方、ディスク表面に垂直方向に回動する第２の回動手段は、上述の永久磁石と他方のヨークとで形成される磁気空隙内で回動自在で、永久磁石に対向するようにヘッド支持アームに固定されたリングコイルと、上述の永久磁石と、一対のヨークとからなり、第２の軸受け部を中心としてディスク表面に対して垂直方向に回動する。また、上記構成のヘッドアクチュエータを用いたディスク記録再生装置である。
【００１７】
このような構成とすることで、ディスクの半径方向に回動する第１の回動手段とディスクに対して垂直方向に回動する第２の回動手段とが一体的に構成され、しかもこれらの回動手段は第１の軸受け部を中心として円周状に配置しているので、小型にしながら回動トルクを大きくできる。
【００１８】
さらに、ディスクの停止時にヘッドスライダを退避して保持するＮＣＳＳ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｓｔａｒｔ  Ｓｔｏｐ）方式では、第１の回動手段と第２の回動手段とを組み合わせて動作させることで、ヘッド保持部へ保持するための動作時の負荷を低減できるので、低消費電力化が可能である。一方、ＣＳＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｓｔａｒｔ  Ｓｔｏｐ）方式でも、ディスクを回転させる起動時に、第２の回動手段によりヘッドスライダをディスク面からわずか離間するように回動させておくことで、ディスクの駆動手段の起動負荷を低減でき、低消費電力化が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明のヘッドアクチュエータは、ヘッド素子を搭載したヘッドスライダを支持するヘッド支持アームと、ヘッド支持アームをディスクの半径方向に回動自在に軸支する第１の軸受け部と、ヘッド支持アームをディスク表面に対して垂直方向に所定の距離回動するための第２の軸受け部とを有する。
【００２０】
さらに、第１の軸受け部を中心としてラジアル方向に所定の空隙を設けて対向するように配設された一対のヨークと、一対のヨークの空隙内でラジアル方向に複数極着磁されて一方の固定ヨークに円周状に固着された永久磁石と、この永久磁石に対向し、永久磁石と他方のヨークとで形成される磁気空隙内で回動自在で、ヘッド支持アームに固定された複数のシークコイルと、上記の永久磁石と対向し、この永久磁石と他方のヨークとで形成される磁気空隙内で回動自在で、ヘッド支持アームに固定されたリングコイルとを具備している。
【００２１】
上述の永久磁石、一対のヨーク、およびシークコイルとにより第１の軸受け部を中心として、ヘッド支持アームをディスクの半径方向に回動させる第１の回動手段を構成し、上述の永久磁石、一対のヨーク、およびリングコイルとにより第２の軸受け部を中心として、ヘッド支持アームをディスク表面に対して垂直方向に所定距離回動させる第２の回動手段とからなる構成である。
【００２２】
この構成により、ディスクの半径方向に回動する第１の回動手段とディスクに対して垂直方向に回動する第２の回動手段とが一体的に構成され、しかもこれらの回動手段は第１の軸受け部を中心として円周状に配置しているので、小型にしながら回動トルクを大きくできる。
【００２３】
さらに、ディスクの停止時にヘッドスライダを退避して保持するＮＣＳＳ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｔｃｔ  Ｓｔａｒｔ  Ｓｔｏｐ）方式では、第１の回動手段と第２の回動手段とを組み合わせて動作させることで、ヘッド保持部に保持するための動作時の負荷を低減できるので、低消費電力化が可能である。また、ＣＳＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｓｔａｒｔ  Ｓｔｏｐ）方式でも、ディスクを回転させる起動時に第２の回動手段によりヘッドスライダをディスク面からわずか離間するように回動させておくことで、ディスクの駆動手段の起動負荷を低減することができる。
【００２４】
さらに、ヘッドスライダにディスク方向への付勢力を与える付勢手段として、板バネ等の弾性部材を用いるのみでなく、第２の回動手段で付勢力を与えることもできるし、第２の回動手段と弾性部材とを含めた付勢手段とすることもできる。
【００２５】
また、本発明のヘッドアクチュエータは、第１の軸受け部の少なくとも外周部を軟磁性材料により形成するとともに、この第１の軸受け部に同軸状に配設した固定ヨークと磁気的に結合させて、第１の軸受け部の外周部と固定ヨークとで一対のヨークを構成したものである。この構成により、第１の軸受け部の外周部を一方のヨークとして用いることができるので、ヘッドアクチュエータを小型化できるし、また、構造が簡単となり組み立て量産性が向上する。
【００２６】
また、本発明のヘッドアクチュエータは、永久磁石がヘッドスライダと第１の軸受け部の中心とを結ぶ線に対して直角で、第１の軸受け部の中心を通る線を基準として対称な位置に異なる磁極が配置された構成である。この構成により、第１の回動手段はヘッドスライダと第１の軸受け部の中心とを結ぶ線を基準として対称に回動できる。また、第２の回動手段は上記線上に沿った回動が可能となる。従って、それぞれの回動に伴なう位置決め動作の精度を向上することができる。
【００２７】
また、本発明のヘッドアクチュエータは、第２の軸受け部にはヘッド支持アームと接するように一対のピボットが設けられてピボット軸受けを構成し、この一対のピボットとヘッド支持アームとが当接する点を支点として、ヘッド支持アームがディスク表面に対して垂直方向に回動可能とした構成を有する。この構成により、一対のピボットでヘッド支持アームが支持されるので、第２の回動手段を動作させてもディスクの半径方向への回動ずれを生じることがなく、第２の回動手段の動作精度を向上できる。
【００２８】
また、本発明のヘッドアクチュエータは、第２の軸受け部の一対のピボットをヘッドスライダと第１の軸受け部の中心とを結ぶ線に対して直角で第１の軸受け部の中心を通る線上で、第１の軸受け部の中心に対して対称な位置に配置した構成を有している。この構成により、第２の軸受け部はヘッドスライダと第１の軸受け部の中心とを結ぶ線上に沿って回動するので、第２の回動手段を動作させたときに回動ずれが生じず、高精度の回動が可能となる。
【００２９】
また、本発明のヘッドアクチュエータは、ヘッド支持アーム、シークコイル、及びリングコイルとを含んでなるヘッド支持アーム結合体の重心位置が、第１の軸受け部の軸方向と第２の軸受け部の軸方向との交点上に位置するようにした構成を有する。この構成により、外部からの衝撃を受けても、ヘッド支持アーム結合体に加わる衝撃力は重心位置である上述の交点上に作用するので、ヘッド支持アームの振動を防止して耐衝撃性を大きく向上できる。
【００３０】
さらに、本発明のディスク装置は、ディスクと、ディスクを回転駆動する駆動手段と、ディスクに対して記録再生を行うヘッド素子を有するヘッドスライダと、このヘッドスライダを支持しディスクの所定のトラック位置に位置決めするためのヘッドアクチュエータと、これらを所定の位置関係を保って保持する筐体とを具備し、ヘッドアクチュエータが先述のヘッドアクチュエータとした構成である。
【００３１】
この構成により、ヘッドスライダをディスクの所定のトラック位置に位置決めするとともに、必要に応じてヘッド支持アームをディスク表面に対して垂直方向に回動させることができる。また、ディスクの半径方向の回動手段と垂直方向の回動手段とが一体で形成され、かつ、ディスクの半径方向の回動のための第１の軸受け部を中心にして円周状に設けられているので、小型で高トルクを得ることができ、ディスク装置のアクセス速度の高速化、低消費電力化と小型化を実現することができる。
【００３２】
また、本発明のディスク装置は、ディスクと、ディスクを回転駆動する駆動手段と、ディスクに対して記録再生を行うヘッド素子を有するヘッドスライダと、このヘッドスライダを支持しディスクの所定のトラック位置に位置決めするためのヘッドアクチュエータと、衝撃を検出する衝撃検出手段と、これらを所定の位置関係を保って保持する筐体とを具備し、ヘッドアクチュエータが先述したヘッドアクチュエータとした構成である。
【００３３】
この構成により、衝撃を検出したときにヘッドアクチュエータを動作させてヘッドスライダとディスクとが衝突して損傷することを防止したり、記録あるいは再生を中断する等の衝撃に対する保護を行うことができる。また、ヘッドスライダをディスクの所定のトラック位置に位置決めするとともに、必要に応じてヘッド支持アームをディスク表面に対して垂直方向に回動させることもできる。さらに、ディスクの半径方向の回動手段と垂直方向の回動手段とが一体で形成され、かつ、これらがディスクの半径方向の回動のための第１の軸受け部を中心にして円周状に設けられているので、小型で高トルクを得ることができ、ディスク装置のアクセス速度の高速化、低消費電力化と小型化を実現することができる。
【００３４】
また、本発明のディスク装置は、ヘッドスライダがディスク表面上にあるときに衝撃検出手段により検出した衝撃値があらかじめ設定した衝撃値を超えた時には、先述したヘッドアクチュエータによりヘッドスライダをディスクから離間させる構成である。なお、衝撃値としては加速度を検出して衝撃力を計算により求めてもよいし、加速度値を用いてもよい。
【００３５】
この構成により、ヘッドスライダがディスク表面上にあるときに、衝撃検出手段により検出した衝撃値がある一定値を超えた時には、ヘッドアクチュエータによりヘッド支持アームをディスク表面に対して垂直方向に回動させ、ヘッドスライダをディスクから離間することにより、ヘッドスライダやディスク表面の損傷を防止できる。
【００３６】
さらに、本発明のディスク装置は、ディスクを起動する場合にヘッドアクチュエータによりディスク表面に保持されたヘッドスライダをディスクから離間させる構成である。この構成により、ＣＳＳ方式でヘッドスライダを起動するときに、ヘッドアクチュエータの第２の回動手段を動作させヘッドスライダの吸着力を減少してから、ディスクを起動することができる。この結果、ディスク起動のための起動負荷を大幅に低減でき、ＣＳＳ方式でもディスク装置の消費電力を低減できる。
【００３７】
さらに、本発明のディスク装置は、ディスクの停止時にヘッドスライダを退避させて保持するヘッド保持部を付加し、ディスクを停止するときにヘッドアクチュエータによりヘッド保持部の形状に応じた離間距離をもって退避する構成としたものである。この構成により、傾斜面を有するようなヘッド保持部を用いる場合でも、傾斜状態に応じて離間距離を変化させながら退避させることができる。この結果、退避するときの摺動負荷を大幅に低減でき、低消費電力のディスク装置を実現できる。
【００３８】
さらに、本発明のディスク装置は、ディスクの停止時にヘッドスライダを退避させて保持するヘッド保持部を付加し、ディスクを停止するときにはヘッドアクチュエータによりヘッドスライダをディスク表面から離間させてヘッド保持部まで回動してヘッド保持部上に保持する構成としたものである。この構成により、ディスクを停止するときには任意のトラック位置からヘッドスライダをヘッド保持部に退避する方式等の種々のＮＣＳＳ方式を用いるディスク装置を実現することができる。
【００３９】
さらに、本発明のディスク装置は、ディスクを起動するときにはヘッドアクチュエータによりヘッドスライダをディスク表面に接触しない位置までヘッド保持部から離間させるとともに、ディスク表面上まで回動させてヘッドスライダを浮上させる構成を有する。この構成により、種々のＮＣＳＳ方式を用いても、安定してヘッドスライダをヘッド保持部からディスク上に移動させて浮上させることができる。例えば、傾斜面が設けられたヘッド保持部を用いる場合にも、ヘッド保持部上を摺動させることなくディスク上までヘッドスライダを移動すれば、摺動負荷を低減できるのでヘッドアクチュエータの消費電力を低減できる。
【００４０】
また、本発明のディスク装置は、ヘッド保持部がヘッド支持アーム先端部の回動半径上で、ディスク外周近傍の筐体上に設けられている構成である。この構成により、ヘッド支持アームをディスクの半径方向に回動させながら、垂直方向にも回動させてヘッド保持部にヘッドスライダを退避させ、保持することができる。
【００４１】
また、本発明のディスク装置は、ヘッド保持部がディスクの中心部に凸形状に形成された領域とした構成である。この構成により、ヘッド保持部を特に設けなくてもよいので、さらに装置を小型化できる。
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００４３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態のディスク装置の要部平面図である。ディスク１５は駆動手段１６に固定されて、回転駆動される。この駆動手段１６としては、例えばスピンドルモータが用いられる。ヘッドスライダ１は、ヘッド支持アーム２のディスク１５に対向する面に、例えばジンバルスプリング（図示せず）を介してヘッド素子（図示せず）がディスク１５に対向するように取り付けられている。このジンバルスプリングは、ヘッドスライダ１のピッチ方向およびロール方向の動作を許容するような構造とされている。なお、ヘッドスライダ１が取り付けられているヘッド支持アーム２の先端部にピボット（図示せず）を設けて、このピボットによりヘッド支持アーム２からの付勢力をヘッドスライダ１に加えている。ヘッド支持アーム２は第１の軸受け部３と、第２の軸受け部４とで支持されており、第１の軸受け部３によりディスク１５の半径方向の回動、第２の軸受け部４によりディスク１５の表面に対して垂直方向の回動ができるように構成されている。
【００４４】
第１の軸受け部３の外周には、固定ヨーク１２および永久磁石１１とを含む第１の回動手段と第２の回動手段とが設けられているが、これらについては後述する。ヘッドアクチュエータ１８は、ヘッド支持アーム２、後述する二つの回動手段、第１の軸受け部３、および第２の軸受け部４とで構成される。
【００４５】
さらに、耐衝撃性の向上と大容量記憶化のために、ディスク１５の停止時にはヘッド支持アーム２の先端に形成されたガイド部２ａがヘッド保持部１７上に乗り上げるようにして、ディスク１５面上からヘッドスライダ１を退避させるためのヘッド保持部１７が設けられている。これにより、ディスク１５へのヘッドスライダ１の吸着、および衝撃でヘッドスライダ１やディスク１５の損傷が生じるのを防止している。ヘッド素子（図示せず）と後述する二つの回動手段とを制御あるいは信号処理する制御回路２３が筐体２０内に設けられて、フレキシブル配線基板１９によりこれらと接続されている。なお、この制御回路２３は筐体２０外に設けることもある。筐体２０は、これらを所定の関係に保って保持するとともに、筐体２０とほぼ同一形状の蓋体（図示せず）とにより密閉して微小な塵埃や空気流変化による影響を防止している。
【００４６】
図２は、ヘッドアクチュエータ１８の構成を説明するための図で、カップ状の固定ヨーク１２、永久磁石１１、シークコイル９、およびリングコイル１０部分については図１に示すＡ−Ａ線に沿った断面形状を示し、軸受け部近傍についてはこれらを切りとって側面から見た形状を示している。なお、図１と同一要素及び名称については同一符号を付しているので、説明は省略する。以下に示す図についても同様である。第１の軸受け部３は内部に玉軸受けあるいは流体動圧軸受け（図示せず）等の軸受けを有し、外周部３ａは自在に回転し、内周部３ｂは固定ヨーク１２の円底部１２ａにネジ止め等で固定されている。第１の軸受け部３が軟磁性材料で形成され、その内周部３ｂが円底部１２ａに固定されているので、この第１の軸受け部３の外周部３ａが一方のヨークを兼用し、固定ヨーク１２とで一対のヨークを形成している。なお、固定ヨーク１２の円底部１２ａは図からもわかるように、筐体２０に埋め込むように嵌め合わされて固定されている。
【００４７】
この一対のヨークの空隙内の固定ヨーク１２に複数極着磁された永久磁石１１が固着されている。さらに、永久磁石１１に対向するようにシークコイル９とリングコイル１０とが、ヘッド支持アーム２に固定されている。このシークコイル９、一対のヨーク、および永久磁石１１とで、ヘッド支持アーム２をディスク１５の半径方向に回動する第１の回動手段２１を構成している。また、リングコイル１０、一対のヨーク、および永久磁石１１とで、ヘッド支持アーム２をディスク１５表面に対して垂直方向に回動する第２の回動手段２２を構成する。
【００４８】
図３は第１の軸受け部３と第２の軸受け部４近傍の構成を示す分解斜視図であり、先述の図２を含めてその構成を説明する。ヘッドスライダ１をディスク１５方向へ付勢力を与えるために、本第１の実施の形態では弾性部材６と第２の回動手段２２の一対のピボット４ａ、４ｂとにより、ヘッド支持アーム２に付勢力を与え、このヘッド支持アーム２の先端部に設けられたピボット(図示せず)によりヘッドスライダ１を付勢している。弾性手段６は、例えばリング形状の板バネであり、ステンレスやリン青銅等の材料を加工して作製する。このリング形状の弾性部材６は、リングの半分程度の領域が半円環形状の固定部材５に固着され、他方の領域はヘッド支持アーム２の下面（シークコイル９とリングコイル１０とが固定される面）側に引き込み、ヘッド支持アーム２の下面部に固着されている。なお、この固定部材５と、弾性部材６の固定部材５に固着された領域部分とは、ともにヘッド支持アーム２の開口部２ｂ内に位置し、ヘッド支持アーム２の垂直方向の動きを妨げないようにしている。さらに、永久磁石１１に対向するようにリング状に巻回したリングコイル１０と、ループを形成するように巻回したシークコイル９とがヘッド支持アーム２に固着されて、ヘッド支持アーム結合体２８が構成される。
【００４９】
ヘッドアクチュエータ１８は、第２の軸受け部４、ヘッド支持アーム結合体２８、およびカラー７とを図示する配置で、第１の軸受け部３の外周部３ａに挿入して下方からナット８でネジ止めし、さらに固定ヨーク１２の円底部１２ａに第１の軸受け部３の内周部３ｂを固定して構成されている。
【００５０】
カラー７は、ヘッドスライダ１側に位置する半円環部７ａがその反対側の半円環部７ｂに比べて厚く形成されている。また、半円環部７ｂの一部に設けられている突起７ｃの厚さはヘッドスライダ１側の半円環部７ａと同じにしてある。この半円環部７ａと突起７ｃとはヘッド支持アーム２の開口部２ｂ内に入り込み、弾性部材６と固定部材５とを第２の軸受け部４に押付ける。すなわち、固定部材５と、この固定部材５に固着された弾性部材６の領域部とは、第１の軸受け部３、第２の軸受け部４、カラー７の半円環部７ａと突起７ｃ、およびナット８により固定される。
【００５１】
なお、第１の軸受け部３には、先述したように外周部３ａと内周部３ｂとの間に軸受け（図示せず）があり、外周部３ａは内周部３ｂに対して自在に回転できるように構成されている。さらに、第２の軸受け部４には、一対のピボット４ａ、４ｂがあり、この一対のピボット４ａ、４ｂがヘッド支持アーム２の垂直方向の回動支点となっている。
【００５２】
このような構成により、ヘッド支持アーム結合体２８は弾性部材６で保持され、第２の軸受け部４の二つのピボット４ａ、４ｂが当接する部分を支点としてディスク１５に対して垂直方向の回動を行い、第１の軸受け部３によりディスク１５の半径方向の回動を行える。
【００５３】
なお、第２の軸受け部４の一対のピボット４ａ、４ｂを形成する位置としては、第１の軸受け部の中心を通りヘッドスライダと第１の軸受け部の中心とを結ぶ線（図１に示すＡ−Ａ線）に対して直角な線（後述の図４に示すＢ−Ｂ線）上で、上記の中心（後述の図４に示すＱ点）に対して対称な位置に形成している。また、第２の軸受け部４は一対のピボットで形成したが、同様な線上に楔形状で形成してもよい。
【００５４】
図４は第１の回動手段２１の詳細な構成と、ヘッド支持アーム２をディスクの半径方向に回動させるための動作を説明する要部平面図である。本第１の実施の形態では、永久磁石１１はヘッドスライダ１の中心と第１の軸受け部の中心Ｑとを結ぶ線（Ａ−Ａ線）に直角で上記の中心Ｑを通る線（Ｂ−Ｂ線）に対して対称となる位置に、２個の永久磁石１１ａと１１ｂが固定ヨーク１２に固着されている。この２個の永久磁石１１ａと１１ｂはラジアル方向に磁極が形成され、それぞれが互いに異なる磁極としてあり、例えば、図４ではヘッドスライダ１側の永久磁石１１ａがＮ極で、もう一方の永久磁石１１ｂがＳ極である。シークコイル９は上記のＡ−Ａ線に対称な位置にヘッド支持アーム２から釣り下げるように固着されている。このシークコイル９は、それぞれのコイル９ａ、９ｂがループ状に巻回して形成されている。
【００５５】
このように形成された第１の回動手段２１のシークコイル９に、例えば図４に示すようにヘッドスライダ１側の導体３１、３２に第１の軸受け部４の軸方向の下部から上部（紙面に対して下方から上方）に向けて電流が流れるように通電すれば、それぞれのコイル９ａ、９ｂの反対側に位置する導体３３、３４には逆方向に電流が流れる。この電流と磁界との相互作用により第１の回動手段２１は矢印Ｅに示す回転力が生じ、ヘッド支持アーム２は矢印Ｆのように回動する。電流の向きを逆にすれば回転方向は逆になり、電流値および電流印加時間を適当に制御することで任意に回動させることができる。
【００５６】
次に、図５を用いて第２の回動手段２２の動作を説明する。リングコイル１０に、例えば図５の上面からみた場合に反時計方向に電流が流れるように通電し、ヘッドスライダ１側の永久磁石１１ａがＮ極で、もう一方の永久磁石１１ｂがＳ極とすれば、それぞれの永久磁石１１ａと１１ｂによる磁界と電流の相互作用により、全体としてヘッド支持アーム２を矢印Ｈで示すような、ディスクに対して離間する方向の力を生じる。この時の回動中心は第２の軸受け部４のピボット４ａ、４ｂであり、このピボット４ａ、４ｂの位置は図４に示すＢ−Ｂ線上に設けてある。また、永久磁石１１はこのＢ−Ｂ線に対して対称となるようにそれぞれの永久磁石１１ａ、１１ｂが設けられている。従って、第２の軸受け部４の回動方向と第２の回動手段２２による回動方向とが一致しているので、第２の回動手段２２で生じる力はピボット４ａ、４ｂを中心として単純に垂直方向に回動する力のみとなるので、高精度で安定な動作が可能となる。
【００５７】
以上のように構成されたディスク装置において、ディスク１５を駆動手段１６により回転させると、ディスク表面に空気流が発生する。この状態で、第１の回動手段２１を駆動してヘッド支持アーム２を回動させて、ヘッド保持部１７に保持していたヘッドスライダ１をディスク１５上の所定のトラック位置に浮上させる。ヘッドスライダ１が浮上した状態で、ヘッド素子（図示せず）を用いてディスク１５への情報の記録、あるいはディスク１５に記録した情報の再生を行う。
【００５８】
ディスク１５を停止するときには、ガイド部２ａがヘッド保持部１７に接触しないように第２の回動手段２２でヘッド支持アーム２を上方に回動させながら、第１の回動手段２１で半径方向に移動させる。このような動作により、ヘッド保持部１７にガイド部２ａが接触することで生じる摺動負荷を低減し、第１の回動手段２１の消費電力を低減できる。
【００５９】
なお、本第１の実施の形態では、永久磁石１１は磁極が異なる２個の別体としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、円筒形状の所定の位置に磁極が形成された構成であってもよい。また、ヘッド支持アーム２を付勢するための付勢手段としてリング状の弾性部材６を用いたが、この弾性部材６に加えて第２の回動手段２２による付勢力を組み合わせた構成としてもよい。さらに、第１の軸受け部の外周部を内周側ヨークとして用いたが、固定ヨーク１２と一体で内周側ヨークを形成した一対のヨークを用いてもよい。この場合には、永久磁石を内周側ヨークに固着して、シークコイルとリングコイルとを永久磁石の外周側に配置することもできる。
【００６０】
また、本第１の実施の形態では、ディスク１５を停止する場合、ガイド部２ａがヘッド保持部１７に接触しないような位置までヘッド支持アーム２を垂直方向に離間させながら退避させたが、本発明はこれに限定されることなく、摺動負荷が小さくなるように第２の回動手段２２を駆動させれば、接触あるいは比接触にこだわることはない。さらに、本第１の実施の形態では、ディスクの停止時のみ第２の回動手段でガイド部が接触しないように上方に回動させたが、起動時にもガイド部の摺動負荷を小さくするように上方に回動させながら、ディスク上にヘッドスライダを移動させるようにしてもよい。
【００６１】
（第２の実施の形態）
図６は、本第２の実施の形態のディスク装置を示す要部平面図である。図１と同一要素及び名称については、同一符号を付している。本実施の形態のディスク装置では、ディスク１５の回転停止時にヘッドスライダ１をディスク１５表面上から退避し保持しておくためのヘッド保持部３５がディスク１５から離れた位置に設けてある。さらに、落下等による衝撃加速度を検出し、あらかじめ設定した設定値以上の衝撃加速度を検出した時に、第２の回動手段２２を作動させてヘッドスライダ１がディスク１５の表面から所定距離離間させる機能を有した衝撃検出手段３６が設けられている。その他の構成については、本第１の実施の形態のディスク装置と同様である。
【００６２】
このようなディスク装置について、その動作を説明する。ディスク１５の起動時には、ヘッド保持部３５に保持されていたヘッドスライダ１を第２の回動手段２２により所定距離離間させ、第１の回動手段２１によりヘッド支持アーム２を回動させてヘッドスライダ１をディスク１５上に浮上させる。この浮上状態で、ヘッド素子（図示せず）によりディスク１５へ情報の記録、あるいはディスク１５に記録された情報を再生する。ディスク１５を停止する場合には、ヘッドスライダ１をディスク１５表面から所定の距離離間するように第２の回動手段２２を動作させてから、第１の回動手段２１によりヘッド支持アーム２のガイド部２ａがヘッド保持部３５上に位置するまで回動させて、停止し保持させる。
【００６３】
一方、ヘッドスライダ１がディスク１５表面を浮上中にディスク装置に外部から衝撃加速度が加わった場合には、衝撃検出手段３６がこの衝撃を検出する。検出した衝撃加速度があらかじめ設定された値よりも大きい時には、衝撃検出手段３６から第２の回動手段２２に信号を送り、ヘッドスライダ１がディスク１５表面から所定距離離間するように、第２の回動手段２２を動作させる。ヘッド支持アーム２の剛性を大きくしているので、この離間距離は数１０μｍ以下でよい。このように直ちに離間動作をさせることで記録あるいは再生動作が一時中断するが、ヘッドスライダ１やディスク１５の損傷を防止できるので信頼性の高いディスク装置を実現できる。
【００６４】
なお、本第２の実施の形態のディスク装置では、本第１の実施の形態で説明したヘッドアクチュエータを用いた場合について説明したが、ヘッドアクチュエータとしては本発明に基づく構成であればよく、第１の実施の形態のヘッドアクチュエータに限定されるものではないことは説明するまでもない。
【００６５】
さらに、本第２の実施の形態のディスク装置では、衝撃検出手段に衝撃加速度の検出と、あらかじめ設定した設定値以上の衝撃加速度かどうかの判断機能と、その結果に基づき第２の回動手段２２を動作させる機能とを有した構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、衝撃検出手段は単純に衝撃加速度を検出する機能のみとして、ヘッドアクチュエータを制御する制御回路に、判断機能と第２の回動手段の動作を制御する機能とを付加させた構成でもよい。また、衝撃検出手段は、本第２の実施の形態では筐体部に１個のみ設置したが、複数個設置して、それらの最大値で作動させるようにしてもよいし、水平方向や垂直方向等の異なった衝撃加速度を検出するようにしてもよい。
【００６６】
また、本第２の実施の形態のディスク装置では、ディスクの外周側の筐体上にヘッド保持部を設けたが、ディスクの内周面部分を凸形状にしてヘッド保持部を構成してもよい。このような構成とするためには、中央部に貫通孔を設けず、内周面部分に凸形状の突起を形成したディスクを用いて、駆動手段の軸に接着剤等でディスクを接着固定すればよい。このヘッド保持部へのヘッドスライダの退避動作については、本第２の実施の形態で説明した動作と同じでよい。
【００６７】
なお、本発明は上記の第２の実施の形態のみでなく、本発明のヘッドアクチュエータと衝撃検出手段とを設けたディスク装置を用いて種々の動作を行わせるようにしてもよい。
【００６８】
（第３の実施の形態）
次に、本第３の実施の形態のディスク装置について、図７に示した要部平面図により説明する。図１と同一要素及び名称については、同一符号を付している。本第３の実施の形態のディスク装置は、ディスク１５の停止時にはヘッドスライダ１がディスク１５面に接触した状態で保持されるＣＳＳ方式を用いた構成である。従って、ヘッド支持アーム４０にはガイド部が設けられていないが、この点を除いては、ヘッドアクチュエータ１８、制御回路２３、および駆動手段１６は本第１の実施の形態のディスク装置構成と同様である。
【００６９】
このような構成のディスク装置について、その動作を説明する。ディスク１５を起動する場合には、ディスク１５上に保持されているヘッドスライダ１をディスク１５から持ち上げるように第２の回動手段２２を動作させた状態で、駆動手段１６を動作させてディスク１５を回転駆動させる。この動作により、ディスク１５を起動させるための駆動手段１６の負荷を大きく低減できる。また、ヘッドスライダ１が滑らかに浮上できるので、吸着状態で起動するときに生じることがあるヘッドスライダ１やディスク１５の損傷も防止できる。
【００７０】
ヘッドスライダ１がディスク１５上を浮上した状態で、ヘッドスライダ１に設けられているヘッド素子（図示せず）によりディスク１５へ情報の記録、あるいはディスク１５に記録された情報を再生する。ディスク１５を停止する場合、駆動手段１６を停止するのに伴ないディスク１５の回転も停止し、ヘッドスライダ１は浮上した状態からディスク１５表面に接触した状態となり、この状態で保持される。
【００７１】
なお、本第３の実施の形態のディスク装置では、本第１の実施の形態で説明したヘッドアクチュエータを用いた場合について説明したが、ヘッドアクチュエータとしては本発明に基づく構成であればよく、第１の実施の形態のヘッドアクチュエータに限定されるものではないことは説明するまでもない。
【００７２】
さらに、本第３の実施の形態のディスク装置にも衝撃検出手段を設けて、本第２の実施の形態で説明したと同様な動作をさせてもよい。
【００７３】
また、本第１から第３の実施の形態ではディスク装置としてはヘッドスライダがディスク面上で浮上しながら記録再生する装置構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、接触しながら記録再生する装置構成においても適用可能である。さらに、本発明のヘッドアクチュエータ及びディスク装置は、磁気記録、光磁気記録、光記録等のディスク状記録媒体を用いる装置に適用できることはあらためて説明するまでもない。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のヘッドアクチュエータは、ヘッド支持アームに固着され一対のヨークの空隙部内で回動自在なシークコイルとリングコイルとを有し、固定ヨークに固着された永久磁石に対向するように構成して、ディスクの半径方向と垂直方向の２方向に回動可能としたものである。この二つの回動手段は第１の軸受け部を中心として円周状に一体的に配置され、第１の軸受け部を中心にディスクの半径方向に回動し、第１の軸受け部上に設けられた第２の軸受け部によりディスク表面に対して垂直方向に回動するように構成されたものである。また、このような構成のヘッドアクチュエータを用いたディスク記録再生装置である。
【００７５】
このような構成とすることで、回動手段を小型にしながら回動トルクを大きくできるという効果を有する。また、ディスクの停止時にヘッドスライダを退避して保持するＮＣＳＳ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｔｃｔ  Ｓｔａｒｔ  Ｓｔｏｐ）方式では、第１の回動手段と第２の回動手段とを組み合わせて動作させることで、ヘッド保持部への退避動作時の負荷を低減できるので、低消費電力化が可能である。一方、ＣＳＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｓｔａｒｔ  Ｓｔｏｐ）方式でも、ディスクを回転させる起動時に、第２の回動手段によりヘッドスライダをディスク面からわずか離間するように回動させておくことで、ディスクの駆動手段の起動負荷を低減でき、低消費電力化ができる。
【００７６】
さらに、衝撃検出手段を設けて、設定した衝撃値を超えた場合にはヘッドアクチュエータによりディスクから離間することで、衝撃に強いディスク装置を実現できる。従って、ディスク装置として、消費電力が小さく、小型・薄型で、しかも耐衝撃性の良好なディスク装置を提供できるという大きな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のヘッドアクチュエータを用いたディスク装置の要部平面図
【図２】本発明の第１の実施の形態のヘッドアクチュエータの要部断面及び側面図
【図３】本発明の第１の実施の形態のヘッドアクチュエータの要部分解斜視図
【図４】本発明の第１の実施の形態のヘッドアクチュエータのディスクの半径方向の回動動作を示す図
【図５】本発明の第１の実施の形態のヘッドアクチュエータのディスク面に垂直方向の回動動作を示す図
【図６】本発明の第２の実施の形態のディスク装置の要部平面図
【図７】本発明の第３の実施の形態のディスク装置の要部平面図
【図８】従来のディスク装置の要部平面図
【符号の説明】
１，１０１  ヘッドスライダ
２，４０  ヘッド支持アーム
２ａ，１００  ガイド部
２ｂ  開口部
３  第１の軸受け部
３ａ  外周部
３ｂ  内周部
４  第２の軸受け部
４ａ，４ｂ  ピボット
５  固定部材
６  弾性部材
７  カラー
７ａ，７ｂ  半円環部
７ｃ  突起
８  ナット
９  シークコイル
１０  リングコイル
１１  永久磁石
１２  固定ヨーク
１２ａ  円底部
１５，１０９  ディスク状記録媒体（ディスク）
１６，１１０  駆動手段
１７，３５，１１１  ヘッド保持部
１８，１１２  ヘッドアクチュエータ
１９  フレキシブル配線基板
２０，１１３  筐体
２１  第１の回動手段
２２  第２の回動手段
２３  制御回路
２８  ヘッド支持アーム結合体
３１，３２，３３，３４  導体
３６  衝撃検出手段
１０２  サスペンション
１０３  板バネ部
１０４  支持アーム
１０５  軸受け部
１０６  ボイスコイル
１０７  ヨーク
１０８  回動手段
１１１ａ  テーパ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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