(57)【要約】【課題】  記録再生ヘッドの微小調整を実現しつつ、上述した振動の問題点を解決したヘッドジンバルアッセンブリ、及び、ディスクドライブに用いられる改良されたマイクロアクチュエータを実現すること。【解決手段】ヘッドジンバルアッセンブリに搭載されるマイクロアクチュエータであって、サスペンションに接合されるベース部プレートと、少なくとも一つがＰＺＴ素子を備えており、ベース部プレートに連結され所定の第１の方向に向かって延びる一対のアクチュエータサイドアームと、少なくともアクチュエータサイドアームの動作によって生じる振動の少なくとも一部を制振する制振器と、を備えた。【選択図】図１
2006190452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドジンバルアッセンブリに搭載されるマイクロアクチュエータであって、
サスペンションに接合されるベース部プレートと、
少なくとも一つがＰＺＴ素子を備えており、前記ベース部プレートに連結され所定の第１の方向に向かって延びる一対のアクチュエータサイドアームと、
前記アクチュエータサイドアームの動作によって生じる振動の少なくとも一部を制振する制振器と、
を備えたことを特徴とするマイクロアクチュエータ。
【請求項２】
前記制振器は、少なくとも１つのＰＺＴ素子を有し、前記第１の方向とは反対方向である第２の方向に前記ベース部プレートから延びる少なくとも１つの制振アームを備えた、ことを特徴とする請求項１記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項３】
前記制振器は、それぞれＰＺＴ素子を有し、前記第２の方向に延びる一対の制振アームを備えた、ことを特徴とする請求項２記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項４】
前記アクチュエータサイドアームと前記制振アームとは、外側面にＰＺＴ素子を有する、ことを特徴とする請求項３記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項５】
前記第１の方向と前記第２の方向とは、前記ベース部プレートに対して垂直方向である、ことを特徴とする請求項２，３又は４記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項６】
前記制振器は、両側部にＰＺＴ素子を有する１つの制振アームを備えた、ことを特徴とする請求項２，３，４又は５記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項７】
前記１つの制振アームは、前記ベース部プレートの中間部、あるいは、側部から延びて備えられている、ことを特徴とする請求項６記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項８】
前記少なくとも１つの制振アームは、セラミック、ステンレススチール、シリコン、又は、重合体、にて形成されている、ことを特徴とする請求項２，３，４，５，６又は７記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項９】
前記ＰＺＴ素子は、セラミック又は薄膜のＰＺＴ素子である、ことを特徴とする請求項２，３，４，５，６，７又は８記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項１０】
前記ＰＺＴ素子は、単層構造あるいは多層構造のＰＺＴ素子である、ことを特徴とする請求項２，３，４，５，６，７，８又は９記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項１１】
前記一対の制振アームは、支持プレートにて相互に連結されている、ことを特徴とする請求項３，４又は５記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項１２】
マイクロアクチュエータと、
このマイクロアクチュエータに装備された磁気ヘッドスライダと、
前記マイクロアクチュエータを支持するサスペンションと、を備え、
前記マイクロアクチュエータは、
前記サスペンションと接合されるベース部プレートと、
少なくとも一つがＰＺＴ素子を備えており、前記ベース部プレートに連結され所定の第１の方向に向かって延びる一対のアクチュエータサイドアームと、
前記アクチュエータサイドアームの動作によって生じる振動の少なくとも一部を制振する制振器と、
を備えたことを特徴とするヘッドジンバルアッセンブリ。
【請求項１３】
前記制振器は、少なくとも１つのＰＺＴ素子を有し、前記第１の方向とは反対方向である第２の方向に前記ベース部プレートから延びる少なくとも１つの制振アームを備えた、ことを特徴とする請求項１２記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
【請求項１４】
前記制振器は、それぞれＰＺＴ素子を有し、前記第２の方向に延びる一対の制振アームを備えた、ことを特徴とする請求項１３記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
【請求項１５】
前記アクチュエータサイドアームと前記制振アームとは、外側面にＰＺＴ素子を有する、ことを特徴とする請求項１４記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
【請求項１６】
前記第１の方向と前記第２の方向とは、前記ベース部プレートに対して垂直方向である、ことを特徴とする請求項１３，１４又は１５記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
【請求項１７】
前記制振器は、両側部にＰＺＴ素子を有する１つの制振アームを備えた、ことを特徴とする請求項１３，１４，１５又は１６記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
【請求項１８】
前記１つの制振アームは、前記ベース部プレートの中間部、あるいは、側部から延びて備えられている、ことを特徴とする請求項１７記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
【請求項１９】
前記マイクロアクチュエータの前記ベース部プレートがサスペンションに搭載されると共に、
前記マイクロアクチュエータの全てのアームと前記サスペンションとの間に、平行な隙間を形成した、
ことを特徴とする請求項１３，１４，１５，１６，１７又は１８記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの制振アームは、セラミック、ステンレススチール、シリコン、又は、重合体、にて形成されている、ことを特徴とする請求項１３，１４，１５，１６，１７，１８又は１９記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
【請求項２１】
前記ＰＺＴ素子は、セラミック又は薄膜のＰＺＴ素子である、ことを特徴とする請求項１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９又は２０記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
【請求項２２】
前記ＰＺＴ素子は、単層構造あるいは多層構造のＰＺＴ素子である、ことを特徴とする請求項１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０又は２１記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
【請求項２３】
磁気ヘッドスライダと、マイクロアクチュエータと、このマイクロアクチュエータを支持するサスペンションと、を備えたヘッドジンバルアッセンブリと、
このヘッドジンバルアッセンブリに連結されるドライブアームと、
ディスクと、
このディスクを回転させるスピンドルモータと、を備え、
前記マイクロアクチュエータは、
サスペンションと接合されるベース部プレートと、
少なくとも一つがＰＺＴ素子を備えており、前記ベース部プレートに連結され所定の第１の方向に向かって延びる一対のアクチュエータサイドアームと、
前記アクチュエータサイドアームの動作によって生じる振動の少なくとも一部を制振する制振器と、
を備えたことを特徴とするディスクドライブ。
【請求項２４】
前記制振器は、少なくとも１つのＰＺＴ素子を有し、前記第１の方向とは反対方向である第２の方向に前記ベース部プレートから延びる少なくとも１つの制振アームを備えた、ことを特徴とする請求項２３記載のディスクドライブ。
【請求項２５】
前記マイクロアクチュエータの前記ベース部プレートがサスペンションに搭載されると共に、
前記マイクロアクチュエータの全てのアームと前記サスペンションとの間に、平行な隙間を形成した、
ことを特徴とする請求項２３又は２４記載のディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクドライブにかかり、特に、これに用いるマイクロアクチュエータ、圧電素子（ＰＺＴ）を備えた制振器、及び、ヘッドジンバルアッセンブリ（ＨＧＡ）に関する。さらに、本発明は、記録再生時において磁気ヘッドを最適に位置決め制御する際に、マイクロアクチュエータの励起によって生じるサスペンション振動を抑制する制振システムを含むヘッドジンバルアッセンブリに搭載されるＰＺＴマイクロアクチュエータの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報記憶装置として、データを記録するための磁気媒体と、ディスクに対して選択的に情報を記録再生するために磁気媒体上で位置決めされる可動可能な記録再生ヘッドと、を備えたディスクドライブが知られている。
【０００３】
ユーザは、上述したようなディスクドライブに対して、常に大記憶容量を希望することはもちろんのこと、より高速にかつより正確な記録再生動作をも期待している。従って、ディスクドライブの製造者は、例えば、情報トラックの密度の増加や、トラック幅を狭くしたり、かつ／あるいは、トラック間隔を狭くしたりすることによって、より大容量になるようディスクドライブを改良し続けている。
【０００４】
しかしながら、トラック密度を増加させる場合には、高記録密度のディスクを用いて迅速かつ正確に記録再生動作を実現するために、ディスクドライブが記録再生ヘッドの位置決め制御において上記増加に対応している必要がある。そして、トラック密度の増加に伴い、記憶媒体上の目的の情報トラック上で迅速かつ正確な記録再生ヘッドの位置決め制御を行うことは、より困難な技術となる。従って、ディスクドライブの製造者は、増加し続けているトラック密度の利益を生かすために、記録再生ヘッドの位置決め制御を改良する方法を常に探究している。
【０００５】
高密度のディスクに対する記録再生ヘッドの位置決め制御を改良するためにディスクドライブの製造者によって効果的に用いられている一つの手法として、迅速かつ正確な記録再生ヘッドの位置決め制御を実現するために主となるアクチュエータと連動して作動するマイクロアクチュエータとして知られている補助アクチュエータを用いることが知られている。そして、かかるマイクロアクチュエータが組み込まれたディスクドライブは、２段アクチュエータシステムとして知られている。
【０００６】
そして、記録再生ヘッドの速度を増加したり、高密度記録媒体上の目的のトラック上に記録再生ヘッドを微小位置調整するために、従来より、種々の２段アクチュエータシステムが開発されている。そのような２段アクチュエータシステムは、基本的には、主のアクチュエータとなるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）と、ＰＺＴマイクロアクチュエータといった補助的なマイクロアクチュエータと、を備えている。
【０００７】
ＶＣＭアクチュエータは、記録媒体上の目的のトラック上に記録再生ヘッドを良好に位置調整するために支持するアクチュエータアームを回転させるサーボコントロールシステムによって制御されている。また、ＰＺＴマイクロアクチュエータは、位置決め速度を増加させたり、目的のトラック上に記録再生ヘッドを正確に位置決め調整するよう、ＶＣＭアクチュエータと協働して用いられる。従って、ＶＣＭアクチュエータは、記録再生ヘッドの位置を大きく調整し、一方、ＰＺＴマイクロアクチュエータは、記録媒体と相対的に記録再生ヘッドの位置が最適となるよう微小調整する。このようにＶＣＭアクチュエータとＰＺＴマイクロアクチュエータが結合することによって、効果的にかつ正確に高密度記録媒体に対する情報の記録再生を実現することができる。
【０００８】
また、別のタイプのマイクロアクチュエータは、記録再生ヘッドの良好な位置決め調整を行うためのＰＺＴ素子が組み込まれている。そのようなＰＺＴマイクロアクチュエータは、選択的にＰＺＴ素子を伸縮させるよう励起可能な電気的構成を備えている。そして、ＰＺＴマイクロアクチュエータは、例えば、記録再生ヘッドを回転させて駆動させるマイクロアクチュエータの動作を生じさせるべく伸縮するよう構成されている。このような動作は、ＶＣＭアクチュエータだけを用いたディスクドライブと比較して、記録再生ヘッドの位置を高速かつ良好に調整するために行われる。例えば、下記の特許文献１（発明の名称：マイクロアクチュエータ及びＨＧＡ）、及び、特許文献２（発明の名称：微小位置決めアクチュエータを備えたヘッドジンバルアッセンブリ、及び、これを用いたディスクドライブ、並びに、ヘッドジンバルアッセンブリの製造方法）に、従来例におけるＰＺＴマイクロアクチュエータが開示されている。
【０００９】
図２２は、２段アクチュエータを組み込んだ従来例におけるディスクドライブのヘッドジンバルアッセンブリ２７７を示す。ディスクドライブは、磁気ディスクと、磁気ヘッドスライダ２０３が搭載されたＨＧＡ２７７を駆動するドライブアーム２１３と、を備えている。ディスク（図示せず）は、当該ディスクを回転させるスピンドルモータに搭載されている。ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）は、ドライブアームの動作を制御するため、換言すると、磁気ヘッドスライダ２０３をディスクの表面にてトラック間を移動するよう制御するために備えられている。これにより、記録再生ヘッドにて、ディスクに対するデータの記録再生が可能となる。そして、作動中には、記録再生ヘッドが組み込まれた磁気ヘッドスライダと回転している磁気ディスクとの間における空力的な相互作用によって浮上力が生じる。この浮上力は、サスペンション２１３によって与えられるバネ力と等しく反対に生じており、これにより、磁気ヘッドスライダが、回転している磁気ディスクの表面上空を所定の高さに浮上され、その浮上高さが保たれることとなる。
【００１０】
しかしながら、ＶＣＭやヘッドサスペンションアッセンブリの固有の精度誤差により、ディスクに対してデータの記録再生を正確に行うための記録再生ヘッドの性能に悪影響を与え、磁気ヘッドスライダ２０３は、迅速かつ微小位置決め制御を実現することができない。従って、ＰＺＴマイクロアクチュエータ２０５は、上述したように、磁気ヘッドスライダと記録再生ヘッドとの位置制御を改善するために備えられている。特に、ＰＺＴマイクロアクチュエータ２０５は、ＶＣＭとヘッドサスペンションアッセンブリの耐共振性を補うために、より微小に磁気ヘッドスライダ２０３の位置ずれを補正する。そして、マイクロアクチュエータ２０５は、例えば、より小さい記録トラック間隔に対して使用することで、ディスクドライブにおけるトラックパーインチ（トラック／インチ（ＴＰＩ））の値を５０％増加させることができる。同時に、ヘッドのシークタイム、及び、セトリングタイムを減少させることができる。従って、ＰＺＴマイクロアクチュエータ２０５によって、ディスクドライブ、及び、それに用いられる情報記録ディスクの表面記録密度の飛躍的な増加が可能となる。
【００１１】
そして、図２２に示すように、マイクロアクチュエータの一形態は、Ｕ字型マイクロアクチュエータ２０５である。このＵ字型マイクロアクチュエータ２０５は、磁気ヘッドスライダを挟んで保持する２つのサイドアームを有し、このサイドアームの可動によって磁気ヘッドスライダの位置を可動することができる。しかしながら、サイドアームの可動は、その搭載領域であるサスペンションタング面、つまり、サスペンション自体に伝播される反力を引き起こす。この反力は、ＨＧＡの動的性能に悪影響を与える共振や振動をサスペンションに引き起こすこととなる。従って、マイクロアクチュエータから生じるサスペンション共振は、ディスクドライブの帯域幅を制限する一つの要因である。
【００１２】
図２３を参照すると、従来のＰＺＴマイクロアクチュエータ２０５は、それぞれＰＺＴ素子が搭載された２つのセラミックビーム又はサイドビーム２０７を有するセラミックＵ字型フレーム２９７を備えている。そして、図２２、図２３を参照すると、ＰＺＴマイクロアクチュエータ２０５は、フレキシャ２１４に物理的に結合されている。このとき、３つの電子接続用ボール２０９（金ボール（ＧＢＢ）又は半田ボール（ＳＢＢ））にて、マイクロアクチュエータ２０５とサスペンショントレース配線２１０とが、各セラミックビーム２０７の側面にてそれぞれ接合されている。加えて、４つの金属ボール２０８（ＧＢＢ又はＳＢＢ）が、磁気ヘッドスライダ２０３をトレース２１０に電気的接合させるために設けられている。
【００１３】
図２４に、磁気ヘッドスライダ２０３をマイクロアクチュエータ２０５に装着する工程を詳細に示す。図２３、図２４に示すように、磁気ヘッドスライダ２０３は、マイクロアクチュエータ２０５のセラミックビーム２０７によって磁気ヘッドスライダ２０３を駆動できるように、符号２０６に示す２箇所にて、エポキシ２１２を用いて２本のセラミックビーム２０７に装着される。
【００１４】
そして、ＰＺＴ素子は、セラミックビーム２０７にそれぞれ装着されており、マイクロアクチュエータがＰＺＴ素子の励起により磁気ヘッドスライダの可動制御を実現できる。さらに、サスペンショントレース配線２１０を介して電力が供給されると、マイクロアクチュエータ２０５のＰＺＴ部材は、Ｕ字型フレーム２９７を構成する２本のセラミックビーム２０７を変形させるよう伸縮し、これにより、磁気ヘッドスライダ２０３は磁気ディスクのトラック上を走査するよう可動される。こうして、微小ヘッド位置調整を実現できる。
【００１５】
【特許文献１】特開２００２−１３３８０３号公報
【特許文献２】特開２００２−０７４８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、ＰＺＴマイクロアクチュエータは、上述したように、磁気ヘッドスライダの微小位置決めを行う際に、効果的で確実性のある解決策を有しているものの、結果としては、そのことが問題点となる。特に、ＰＺＴマイクロアクチュエータ２０５と磁気ヘッドスライダ２０３は、サスペンションタング面に搭載されているため、ＰＺＴマイクロアクチュエータ２０５が励起されたときには、サスペンション共振が生じうる。換言すると、マイクロアクチュエータ２０５のＵ字型フレーム２９７に動作が制限されるため、磁気ヘッドスライダ２０３を可動するために用いられたマイクロアクチュエータの並進運動により、サスペンションに振動が生じうる。そして、このサスペンション共振は、サスペンションのベースプレートを励起させる共振点と一致すると、大きな振動となり、このことは、サーボ帯域とハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の性能を制限してしまうことにもなる。
【００１７】
ここで、図２５に、ベースプレートを励起させた場合と、マイクロアクチュエータに搭載されたＰＺＴ素子を励起させた場合における、ゲインと周波数との関係を表す共振曲線を示す。図２５の符号２０１は、サスペンションのベースプレートが振動したときの共振曲線を表し、符号２０２はマイクロアクチュエータが励起されたときの共振曲線を表す。この図を見ると、周波数が２０ｋＨｚ以下で、ベースプレートとマイクロアクチュエータの両方とも正負両方の大きなゲインのピークがあり、装置の共振特性に問題があることは明らかである。
【００１８】
また、図２５を見ると、ベースプレートの共振とマイクロアクチュエータの共振とが一致しており、重ね合わせられてさらに大きくなり、結果として装置にさらに振動が生じる、という問題がある。
【００１９】
このため、記録再生ヘッドの微小調整を実現しつつ、上述した振動の問題点を解決したヘッドジンバルアッセンブリ、及び、ディスクドライブに用いられる改良されたマイクロアクチュエータを実現することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
そこで、本発明の一形態であるマイクロアクチュエータは、
ヘッドジンバルアッセンブリに搭載されるマイクロアクチュエータであって、
サスペンションに接合されるベース部プレートと、
少なくとも一つがＰＺＴ素子を備えており、ベース部プレートに連結され所定の第１の方向に向かって延びる一対のアクチュエータサイドアームと、
アクチュエータサイドアームの動作によって生じる振動の少なくとも一部を制振する制振器と、
を備えたことを特徴としている。
【００２１】
そして、制振器は、少なくとも１つのＰＺＴ素子を有し、第１の方向とは反対方向である第２の方向にベース部プレートから延びる少なくとも１つの制振アームを備えた、ことを特徴としている。さらに、制振器は、それぞれＰＺＴ素子を有し、第２の方向に延びる一対の制振アームを備えた、ことを特徴としている。このとき、アクチュエータサイドアームと制振アームとは、外側面にＰＺＴ素子を有する、ことを特徴としている。
【００２２】
また、上述した第１の方向と第２の方向とは、ベース部プレートに対して垂直方向である、ことを特徴としている。また、制振器は、両側部にＰＺＴ素子を有する１つの制振アームを備えた、ことを特徴としている。このとき、１つの制振アームは、ベース部プレートの中間部、あるいは、側部から延びて備えられている、ことを特徴としている。
【００２３】
また、少なくとも１つの制振アームは、セラミック、ステンレススチール、シリコン、又は、重合体、にて形成されている、ことを特徴としている。そしてＰＺＴ素子は、セラミック又は薄膜のＰＺＴ素子である、ことを特徴としている。また、ＰＺＴ素子は、単層構造あるいは多層構造のＰＺＴ素子である、ことを特徴としている。さらに、一対の制振アームは、支持プレートにて相互に連結されている、ことを特徴としている。
【００２４】
また、本発明では、ヘッドジンバルアッセンブリをも提供しており、
マイクロアクチュエータと、
このマイクロアクチュエータに接合された磁気ヘッドスライダと、
マイクロアクチュエータを支持するサスペンションと、を備え、
マイクロアクチュエータは、
サスペンションと接合されるベース部プレートと、
少なくとも一つがＰＺＴ素子を備えており、ベース部プレートに連結され所定の第１の方向に向かって延びる一対のアクチュエータサイドアームと、
アクチュエータサイドアームの動作によって生じる振動の少なくとも一部を制振する制振器と、
を備えたことを特徴としている。
【００２５】
そして、マイクロアクチュエータのベース部プレートがサスペンションに搭載されると共に、マイクロアクチュエータの全てのアームとサスペンションとの間に、平行な隙間を形成した、ことを特徴としている。
【００２６】
さらに、本発明では、ディスクドライブを提供しており、
磁気ヘッドスライダと、マイクロアクチュエータと、このマイクロアクチュエータを支持するサスペンションと、を備えたヘッドジンバルアッセンブリと、
このヘッドジンバルアッセンブリに連結されるドライブアームと、
ディスクと、
このディスクを回転させるスピンドルモータと、を備え、
マイクロアクチュエータは、
サスペンションと接合されるベース部プレートと、
少なくとも一つがＰＺＴ素子を備えており、ベース部プレートに連結され所定の第１の方向に向かって延びる一対のアクチュエータサイドアームと、
アクチュエータサイドアームの動作によって生じる振動の少なくとも一部を制振する制振器と、
を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、制振システムが多様な構成を有しており、それぞれがマイクロアクチュエータの駆動による磁気ヘッドスライダの移動に起因するサスペンション振動の少なくとも一部を抑制する機能を有する。このとき、磁気ヘッドスライダは、マイクロアクチュエータの可動アームに接合されており、マイクロアクチュエータのベース部プレートは、サスペンション上に搭載されている。従って、マイクロアクチュエータが励起されると、可動アームが曲げられ、その結果、微小ヘッド位置調整を行うために磁気ヘッドスライダが可動される。同時に、制振システムが、マイクロアクチュエータの動作に起因するサスペンションの共振を抑制するために作動する。その結果、サスペンションの共振特性は改善され、大きなサーボ帯域幅を可能とし、ディスクドライブの容量を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の種々の実施例を、同一部分を指し示す参照番号（符号）が記載された図面を参照して説明する。本発明は、ＰＺＴ素子を有するマイクロアクチュエータが、記録再生ヘッドの微小位置決めを行うために励起されたときに、マイクロアクチュエータからＨＧＡサスペンションに伝播される振動を、減衰させるか除去するよう構成されている。そして、本発明の主な特徴は、マイクロアクチュエータが駆動されたときに、このマイクロアクチュエータの動作によって生じる反力を抑制する力を発生させるために作動する制振システムを備えていることである。望ましくは、マイクロアクチュエータにて用いられるＰＺＴ素子と同様のＰＺＴ素子を、制振システムに組み込むことである。マイクロアクチュエータのＰＺＴ素子によって生じる力と反対の力を生じさせるような制振システム上のＰＺＴ素子が、マイクロアクチュエータ上のＰＺＴ素子と関連して構成されるとよい。個別に作動するときには、マイクロアクチュエータと制振器は、サスペンションに伝播される振動が生じうる。しかし、本発明では、マイクロアクチュエータと制振器とを一緒に作動させることで、それぞれの振動が反対方向となり、お互いに打ち消しあう。マイクロアクチュエータによって生じた振動を制振させることによって、装置の共振特性が改善され、大きなサーボ帯域幅を可能とし、また、ディスクドライブの大記録容量化を図ることができる。
【００２９】
なお、本発明の制振システムのいくつかの実施例を説明する。このうちいくつかは、上記図２２、図２３に従来例におけるＨＧＡが記載されているように、図に記載して説明する。しかし、本発明は、以下の実施例に示すものに限定されない。そして、本発明の制振システムは、ＨＧＡの特有の構造に関係なく、マイクロアクチュエータを有するディスクドライブに適合して共振特性を改善するよう作動する。
【実施例１】
【００３０】
図１は、本発明である制振システムの実施例１におけるヘッドジンバルアッセンブリ３（ＨＧＡ）の構成を示す。この第１の実施例は、図１乃至図２に示されており、これらの図に示す形式のＨＧＡは、上述した図２２、図２３に示す従来例におけるものとほぼ同様の構成を有している。
【００３１】
上述したように、ＨＧＡは、磁気ヘッドスライダ３１と、マイクロアクチュエータ３２と、磁気ヘッドスライダ３１及びマイクロアクチュエータ３２を支持するサスペンション８と、を備えている。サスペンションは、ロードビーム１７と、フレキシャ１３と、ヒンジ１５と、ベースプレート１１と、を備えている。ロードビーム１７上には、ディンプル３２９（図５参照）が形成されている。また、フレキシャ１３上には、その一端部（磁気ヘッドスライダ搭載側とは反対側）に、図示しない制御回路と接続される複数の接続パッド３０８が設けられており、また、他端部（磁気ヘッドスライダ３１搭載側）には、複数のトレース配線３０９，３１１が設けられている。
【００３２】
ＨＧＡは、ベースプレート１１を介してディスクドライブのドライブアームと連結可能なよう構成されている。ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）は、ドライブアームを駆動制御するためにディスクドライブに備えられている。つまり、ディスクドライブのディスク上の目的の情報トラック上に記録再生ヘッドすなわち磁気ヘッドスライダの位置決めを行うために、ＶＣＭはディスクドライブに設けられている。
【００３３】
ここで、上述したように、マイクロアクチュエータ３２は、より迅速に、かつ、微小な位置決め制御を可能とするためばかりでなく、磁気ヘッドの動作時におけるシークタイムやセトリングタイムを減少させるために設けられている。従って、ＨＧＡ３がディスクドライブに組み込まれていると、２段アクチュエータシステムは、記録再生ヘッドの大きな位置調整を行うためのＶＣＭアクチュエータと、微小位置調整を行うためのマイクロアクチュエータと、を備えている。なお、図２は、図１に示すＨＧＡの部分拡大図である。この図には、マイクロアクチュエータ３２及び本実施例における制振システムをより詳細に示しており、これらについて以下に詳述する。
【００３４】
図３を参照すると、フレキシャ１３は、磁気ヘッドスライダ３１に接続され、その可動を補助するムービングプレート３２３を備えており、また、磁気ヘッドスライダ３１とマイクロアクチュエータ３２を支持するために用いられるサスペンションタング面３２８を備えている。サスペンションタング面３２８は、ロードビーム１７のディンプル３２９を介して磁気ヘッドスライダの中央で荷重を支えるよう構成されている。
【００３５】
また、図２に示すＨＧＡを参照すると、ロードビーム１７には、ディスクドライブの通常の動作中、あるいは、ディスクドライブにあらゆる衝撃や振動が生じたときに、サスペンションタング部３２８が過度に曲がることを防ぐために、当該サスペンションタング部３２８を貫通して延びるリミッター２０７が形成されている。このサスペンションタング部３２８には、複数の電気的接続パッド３１０が形成されている。また、磁気ヘッドスライダ３１には、その端面に複数の電気的接続パッド２０４が形成されていて、上記ムービングプレート３２３の接続パッド１１３に対応して接続される。
【００３６】
ここで、図３に示すＨＧＡの分解図をさらに詳細に見ると、本実施例では、マイクロアクチュエータ３２は、Ｈ型フレーム３２０と、このフレームに搭載された４つのＰＺＴ素子３２１ａ，３２１ｂ，３２１ｃ，３２１ｄと、を備えている。そして、Ｈ型フレーム３２０は、例えば、ステンレス鋼などの金属、ジルコニアなどのセラミック、シリコン、高分子化合物、あるいは、その他の素材、で形成されている。また、Ｈ型フレーム３２０は、一対の駆動アーム３２２ａ，３２２ｂと、ベース部プレート３５２と、一対の制振アーム３２５ａ，３２５ｂと、を備えている。駆動アーム３２２ａ及び制振アーム３２５ａは、対となる駆動アーム３２２ｂ及び制振アーム３２５ｂと、ベース部プレート３５２を介して一体的となっている。加えて、マイクロアクチュエータ３２の各側面に設けられたＰＺＴ素子３２１ａ，３２１ｂ，３２１ｃ，３２１ｄに対する３つの電気的接続パッド３３３が、Ｈ型フレーム３２０に形成されている。なお、これら３つの電気的接続パッド３３３は、サスペンションタング面３２８に形成された接続パッド３１０に対応するものである。
【００３７】
続いて、図４（ａ）に示すように、両ＰＺＴ素子３２１ａ，３２１ｃ、あるいは、両ＰＺＴ素子３２１ｄ，３２１ｂは、共通のグラウンドパッドを共有しており、また各ＰＺＴ素子にそれぞれ電気信号を入力するための他のパッドが設けられている。そして、３つの電気的ボール３３４が、Ｈ型フレーム３２０の各側面で、ＰＺＴ素子をサスペンションに接続するために用いられる。また、磁気ヘッドスライダ３１は、マイクロアクチュエータ３２のＨ型フレーム３２０の２つの駆動アーム３２２ａ，３２２ｂの間に保持された状態となる。
【００３８】
磁気ヘッドスライダ３１とマイクロアクチュエータ３２とは、所定のプロセスを用いて組み立てられ、例えば、図２４に示す方法と同様の方法にて組み立てられる。特に、図３を参照すると、磁気ヘッドスライダ３１は、マイクロアクチュエータ３２のＨ型フレーム３２０に挿入される。そして、２つの駆動アーム３２２ａ，３２２ｂには、例えば、エポキシを用いて磁気ヘッドスライダ３１が接合される。このとき、ベース部プレート３５２は、サスペンションタング面３２８とマイクロアクチュエータ３２との間に、平行な隙間を形成させた状態で、サスペンションタング面３２８上に搭載される。なお、組み立てプロセスの他の形態としては、事前に磁気ヘッドスライダ３１が挿入され、接合されたマイクロアクチュエータ３２を、サスペンションに搭載してもよい。このように図２乃至図３に示すように、本発明の１つの特徴は、従来のＨＧＡに対して本発明である制振器を組み込むといった、変更を加える必要がある、ということである。
【００３９】
図４（ａ）に、本実施例におけるＰＺＴ素子の詳細を示す。この図に示すように、各ＰＺＴ素子３２１ａ／３２１ｂ又は３２１ｃ／３２１ｄは、駆動アーム３２２ａ／３２２ｂ又は３２５ａ／３２５ｂに、直接的に装着されたり、あるいは、層状に貼り付けられる。なお、図４（ｂ）に示すように、両ＰＺＴ素子（３２１ａ／３２１ｃ又は３２１ｂ／３２１ｄ）を有するＰＺＴユニットを、Ｈ型フレーム３２０の両側面に設けてもよい。そして、ＰＺＴユニットは、各駆動アーム３２２ａ／３２２ｂ及び３２５ａ／３２５ｂ上に装着される際に、それぞれ個々のＰＺＴ素子が反対向きとなるよう設けられる。各ＰＺＴユニットは、Ｈ型フレーム３２０の各側面上に形成された一対のＰＺＴ素子３２１ａ／３２１ｃあるいは３２１ｂ／３２１ｄと一体化される個々の基板３６０を備えている。
【００４０】
さらに詳述すると、ＰＺＴ素子３２１ａ，３２１ｂは、微小ヘッド位置決めに用いられ、他の２つのＰＺＴ素子３２１ｃ，３２１ｄは、マイクロアクチュエータが作動したきに生じるサスペンション振動を抑制するために用いられる。上記各機能は、電源を用いてＰＺＴ素子を選択的に励起し、それぞれを選択的に伸縮させ、その結果、各駆動アーム３２２ａ，３２２ｂ，３２５ａ，３２５ｂを選択的に可動させることによって実現される。さらに、各対のＰＺＴ素子３２１ａ／３２１ｃあるいは３２１ｂ／３２１ｄは、その中間位置に共通のグラウンドパッドを有しており、個々のＰＺＴ素子に入力するための２つの分離したパッドを有している。また、基板３６０は、セラミック、ステンレススチールなどの金属、高分子化合物などで形成されている。但し、基板３６０はこれらの材料に限定されない。また、ＰＺＴ素子は、セラミックのブロックあるいは薄膜ＰＺＴにて形成されている。さらに、ＰＺＴ素子は、単層あるいは多層ＰＺＴにて形成されている。
【００４１】
図５は、本実施例におけるＨＧＡの側面図である。この図に示すように、マイクロアクチュエータ３２のベース部プレート３５２がサスペンションタング面３２８上に搭載されており、ロードビーム１７のディンプル３２９がサスペンションタング面３２８とマイクロアクチュエータ３２とを支持している。そして、マイクロアクチュエータ３２とサスペンションタング面３２８との間には、磁気ヘッドスライダ３１とマイクロアクチュエータ３２、さらには、制振器が自由に可動できるよう、平行な隙間５０５，５０７が形成されている。
【００４２】
図６及び図７は、本実施例における制振器の動作を説明するものである。図６を参照すると、マイクロアクチュエータ３２に電圧が印加されると、第１の駆動アーム３２２ａに装着されているＰＺＴ素子が収縮又は縮小するため、当該第１の駆動アーム３２２ａが矢印６０１に示すように外側に曲がる。このアーム３２２ａの外側への曲げ可動により、磁気ヘッドスライダの微小位置調整を容易に行うことができる。
【００４３】
しかしながら、アーム３２２ａの収縮動作は、ベース部プレート３５２に矢印６０２に示す方向にストレス（応力）を引き起こすこととなり、このストレスは、ベース部プレート３５２からサスペンションタング面に伝播され、これにより、サスペンション振動が生じうる。このため、本発明では、制振アーム３２５ｂを矢印６０３に示すよう外側方向に曲げるよう制振器に電圧を印加する。この付加された制振アーム３２５ｂの外側への曲げ可動により、ベースプレート部３５２には矢印６０４に示す方向のストレスが生じることとなり、これによって、サスペンション振動が生じうる。ところが、この付加された振動は、マイクロアクチュエータの動作によって生じたサスペンション振動と比較して逆位相を有しているため、各振動はお互いに打ち消しあい、結果として非常にクリアな共振曲線となる。
【００４４】
図７は、磁気ヘッドスライダ３１がマイクロアクチュエータによって矢印６０３’に示すよう、図６の場合とは反対方向に曲げられたときの動作を示している。図７に示すように、駆動アーム３２２ｂが矢印６０３’に曲げられると、ベース部プレート３５２に矢印６０４’に示す方向にストレス（応力）を引き起こすこととなる。そして、本発明では、制振アーム３２５ａを矢印６０１’に示すように可動することによって、上記ストレス６０２’を抑制させる。このように、本発明の制振器を用いて、マイクロアクチュエータが磁気ヘッドスライダの微小位置決めを行う際にベース部プレートに生じる符号６０４及び６０２’に示されるストレスあるいは応力を抑制させることによって、クリアな共振カーブが達成される。加えて、制振アーム３２５ａ，３２５ｂには、図１７の符号１１０２又は図１８の符号１１０３に示すように、これらの両端部に支持プレートが連結されている。この支持プレート１１０２，１１０３は、振動をより効果的に制振するためのものである。さらに、駆動アーム３２２ａ又は３２２ｂが可動されたときに、支持プレートは、マイクロアクチュエータの動作とは反対方向の慣性動作を制振アーム３２５ａ，３２５ｂに
生じさせるため、さらに振動を抑制させることができる。
【００４５】
図８（ａ）乃至図８（ｄ）は、本発明において用いられる標準的な動作方法を示す。図８（ｃ）、図８（ｄ）は、各動作方法における周波数と対照した電圧を示すグラフである。また、図９には、本発明における動作を説明するために、制振器と磁気ヘッドスライダ３１を備えたマイクロアクチュエータを別の角度から見た図を示す。図８（ｂ）は、制振アーム３２５ｂが駆動アーム３２２ａに対して反対方向の極性を有している場合における第１の動作方法を示す。第１の動作方法の操作入力を図８（ｃ）に示す。この図に示すように、マイクロアクチュエータへの入力７０１ａは正弦波形７０８の電圧であり、制振器への入力７０１ｂは逆正弦波形７０６の電圧である。図８（ａ）は、制振アーム３２５ａが駆動アーム３２２ｂと同一方向の極性を有している場合における第２の動作方法を示す。第２の動作方法の操作入力を図８（ｄ）に示す。この図に示すように、制振器への入力７０１ｂは、マイクロアクチュエータへの入力７０１ａと同一の正弦波形７０９の電圧である。なお、符号７０３は、図８（ａ）、図８（ｂ）においてグラウンドを示している。
【００４６】
図１０及び図１１は、本発明における制振器を有するマイクロアクチュエータの共振テスト結果を示している。図１０に示す線図８０２は、マイクロアクチュエータの動作における共振特性（図１１における位相線図８０６を有する）を示し、線図８０３は、制振器の動作における共振特性（図１１の逆位相線図８０４を有する）を示す。本発明によると、２つの逆位相の振動のため、サスペンション振動を抑制することができる。そして、図１０における線図８０５は、共振ゲインの結果を示したものであり、図１１の線図８０８は、共振位相の結果を示す。これらのテスト結果に示されるように、著しく改善され、サーボ帯域幅の拡張、ディスクの記憶容量の増大化容易に微小ヘッド位置調整を行うことができる。
【実施例２】
【００４７】
図１２は、本発明の第２の実施例を示している。本実施例では、マイクロアクチュエータに１つの制振アーム９０２が設けられている。換言すると、本実施例では、２つのＰＺＴ素子９０３，９０４が、それぞれ反対側に位置するよう、共通の基板である制振アーム９０２に装着されている。つまり、制振アーム９０２を挟んでそれぞれのＰＺＴ素子９０３，９０４が装着されている。
【実施例３】
【００４８】
図１３は、本発明の第３の実施例を示している。本実施例は、第２の実施例と構成が類似しているが、マイクロアクチュエータのベース部プレート３５２の端部ではなく、共通の制振アーム９０２がベース部プレート３５２の中央部分に位置している点で異なる。なお、ＰＺＴ素子が装着された１つ又は複数の基板（制振アーム）の位置は、上述したものに限定されず、制振器によって決定される。また、マイクロアクチュエータの形状、構成、さらには、基板、ＰＺＴ素子などは、デザインの選択や採用される特殊な用途に適合させるための問題であり、変更可能である。また、図８（ａ）〜（ｄ）に記載されている動作方法は、本発明に基づいて別の方法に改良され、あるいは、ここで記載された他の同様の具体例と共に、用いることができる。
【実施例４】
【００４９】
本発明の第４の実施例を、図１４乃至図１６を参照して説明する。本実施例では、ベース部プレート１００７が、上述した他の実施例において説明したベース部プレート３５２と比較すると構成が異なる。図１４には、４つのＰＺＴ素子１００１，１００２，１００３，１００４を装着したマイクロアクチュエータ及び制振器となりうるＨ型フレームを示す。２つの側部アーム１００６，１００８は、ベース部プレート１００７の側面に形成されている。図１５は、マイクロアクチュエータの磁気ヘッドスライダを搭載する場合における組み立て方法を示す。図１６は、本実施例において、マイクロアクチュエータと制振器と磁気ヘッドスライダとを組み立てたときのときの様子を示す。この場合も動作方法は先に示した図８（ａ）〜図８（ｄ）と同様である。
【実施例５】
【００５０】
本発明の第５の実施例を、図１７乃至図１８を参照して説明する。本実施例では、マイクロアクチュエータの制振アーム３２５ａ，３２５ｂの末端部に、支持プレート１１０２又は１１０３が接合されている。図１７に示す支持プレート１１０２は、制振アーム３２５ａ及び３２５ｂと、垂直に接合されている。一方、図１８に示す支持プレート１１０３は、制振アーム３２５ａ及び３２５ｂと、水平に接合されている。加えて、２つの駆動アーム３２２ａ及び３２２ｂは、上述した支持プレート１１０２，１１０３と同様の構成の別の支持プレート（図示せず）と接合されている。そして、マイクロアクチュエータのアームと接合された支持プレートは、振動をより減少させるために機能する。
【実施例６】
【００５１】
本発明の第６の実施例を、図１９乃至図２０を参照して説明する。本実施例では、制振アーム１００２，１００４が、支持プレート１１０７又は１１０８と、その端部で接合されている。支持プレート１１０７及び１１０８以外は、図１４乃至図１６とほぼ同様である。第６の実施例のように、図１９における支持プレート１１０７は、制振アーム１００２及び１１０４と垂直の姿勢で接合されており、支持プレート１１０８は、図２０に示すように、制振アーム１００２及び１１０４と水平の姿勢で接合されている。そして、上述同様に、マイクロアクチュエータのアームと接合された支持プレート１１０７，１１０８は、振動をより減少させるために機能する。なお、必要に応じて、本実施例、あるいは、他の実施例にて、符号３２２ａ，３２２ｂに示すような駆動アームと連結される支持プレート（図示せず）を付け加えて使用してもよい。
【００５２】
以上のように、制振器を装備したマイクロアクチュエータの種々の実施例を説明したが、マイクロアクチュエータや制振器は、上述したものに限定されず、本発明の記述から理解される範囲で、他の構成であってもよい。例えば、制振器は、マイクロアクチュエータ自体から分離した構造体として備えられていてもよい。この場合には、制振器は、良好な振動抑制効果を有するよう、サスペンションタング面（又は別の場所）に搭載された１つのベース部プレートを有している。
【００５３】
ここで、図２１には、本発明の制振技術が組み込まれたディスクドライブ（ＨＤＤ）を示す。このＨＤＤは、ハウジング１０８と、磁気ディスク１０１と、スピンドルモータ１０２と、マイクロアクチュエータが微小ヘッド位置決め調整を行う際に、共振特性の改善が可能である本発明であるヘッドジンバルアッセンブリ３と、これに装備されたボイスコイルモータ１０７と、により、ディスクドライブ装置を実現することができる。特に、図２１に示すＨＧＡ３は、これまでに説明してきたマイクロアクチュエータと制振器の具体化したものを搭載している。そして、ディスクドライブの構造、動作、組み立てプロセスは一般的に知られているため、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
以上、本発明の望ましい形状や具体例を記載したが、本発明の技術的思想の範囲で、種々の変更や改良がなされうる。従って、上述した実施例は、最適であるものの、本発明の特徴は上述したものに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、ハードディスクドライブに装備されるヘッドジンバルアッセンブリに搭載されるマイクロアクチュエータに利用することができ、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施例１におけるマイクロアクチュエータに制振器が搭載されたヘッドジンバルアッセンブリの構成を示す斜視図である。
【図２】図１に開示したヘッドジンバルアッセンブリの一部を示す拡大図である。
【図３】図２に開示したヘッドジンバルアッセンブリの一部を示す分解斜視図である。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は、図３に開示したマイクロアクチュエータのＰＺＴ素子部分の構成を示す図である。
【図５】図２に開示したヘッドジンバルアッセンブリのマイクロアクチュエータ部分を示す側面図である。
【図６】図１に開示した制振器と磁気ヘッドスライダとを搭載したマイクロアクチュエータの第１の動作状態を示す斜視図である。
【図７】図１に開示した制振器と磁気ヘッドスライダとを搭載したマイクロアクチュエータの第２の動作状態を示す斜視図である。
【図８】図８（ａ）は、図１に開示したマイクロアクチュエータの２つのＰＺＴ素子の電気的接続関係を示す図である。図８（ｂ）は、２つのＰＺＴ素子の電気的接続関係の他の例を示す図である。図８（ｃ）は、図８（ｂ）に開示した２つのＰＺＴ素子の場合における電圧波形を示す図である。図８（ｄ）は、図８（ａ）に開示した２つのＰＺＴ素子の場合における電圧波形を示す図である。
【図９】図１に開示した制振器と磁気ヘッドスライダとを搭載したマイクロアクチュエータの斜視図である。
【図１０】本実施例における共振テスト結果を示す図である。
【図１１】本実施例における共振テスト結果を示す図である。
【図１２】実施例２における制振器を備えたマイクロアクチュエータの構成を示す斜視図である。
【図１３】実施例３における制振器を備えたマイクロアクチュエータの構成を示す斜視図である。
【図１４】実施例４における制振器を備えたマイクロアクチュエータの構成を示す分解斜視図である。
【図１５】図１４に開示したマイクロアクチュエータの組み立て時の様子を示す図である。
【図１６】図１４に開示したマイクロアクチュエータを組み立てた時の構成を示す斜視図である。
【図１７】実施例５における制振器を備えたマイクロアクチュエータの構成を示す斜視図である。
【図１８】実施例５における制振器を備えたマイクロアクチュエータの構成を示す斜視図である。
【図１９】実施例６における制振器を備えたマイクロアクチュエータの構成を示す斜視図である。
【図２０】実施例６における制振器を備えたマイクロアクチュエータの構成を示す斜視図である。
【図２１】本発明のディスクドライブの構成を示す斜視図である。
【図２２】従来例におけるヘッドジンバルアッセンブリの構成を示す斜視図である。
【図２３】図２２に開示したヘッドジンバルアッセンブリの一部であって、マイクロアクチュエータ及び磁気ヘッドスライダの構成を示す斜視図である。
【図２４】図２２に開示したマイクロアクチュエータに磁気ヘッドスライダを装着するときの工程を示す説明図である。
【図２５】図２２に開示したヘッドジンバルアッセンブリの共振曲線を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
３  ヘッドジンバルアッセンブリ
８  サスペンション
１１  ベースプレート
１３  フレキシャ
１５  ヒンジ
１７  ロードビーム
３１  磁気ヘッドスライダ
３２  マイクロアクチュエータ
３２０  Ｈ型フレーム
３２１ａ，３２１ｂ，３２１ｃ，３２１ｄ  ＰＺＴ素子
３２２ａ，３２２ｂ  駆動アーム
３２５ａ，３２５ｂ  制振アーム
３２８  サスペンションタング面
３２９  ディンプル
３５２  ベース部プレート
９０２  制振アーム
９０３，９０４  ＰＺＴ素子
１００１，１００２，１００３，１００４  ＰＺＴ素子
１００６，１００８  側部アーム
１００７  ベース部プレート
１１０２，１１０３，１１０７，１１０８  支持プレート
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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