(57)【要約】【課題】共振周波数を高めることができ、風乱特性を向上させることができ、Ｚ方向への耐衝撃性を高めることができ、さらに、荷重の公差を小さくすることができしかも製造工程が簡易となるＨＡＡ及びこのＨＡＡを備えた磁気ディスク装置を提供する。【解決手段】少なくとも１つのヘッド素子を有するヘッドスライダと、ヘッドスライダを一方の端部で支持する剛性の高いアーム部材と、アーム部材の他方の端部に取り付けられており、アーム部材の水平回動軸を中心としてアーム部材を記録媒体表面と略平行な方向に回動させるためのアクチュエータと、一端部がアーム部材に固着されており、他端部がヘッドスライダを記録媒体表面の方向に付勢するように構成された弾性を有する荷重印加用板部材とを備えている。【選択図】　　　図２
2004086998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのヘッド素子を有するヘッドスライダと、該ヘッドスライダを一方の端部で支持する剛性の高いアーム部材と、該アーム部材の他方の端部に取り付けられており、該アーム部材の水平回動軸を中心として該アーム部材を記録媒体表面と略平行な方向に回動させるためのアクチュエータと、一端部が前記アーム部材に固着されており、他端部が前記ヘッドスライダを前記記録媒体表面の方向に付勢するように構成された弾性を有する荷重印加用板部材とを備えたことを特徴とするヘッドアームアセンブリ。
【請求項２】
前記荷重印加用板部材が、荷重点を前記他端部に備えた板ばねによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項３】
前記アーム部材に一端部が固着されており、前記ヘッドスライダの浮上姿勢を決めるべく該ヘッドスライダを支持する弾性を有するフレクシャをさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項４】
前記荷重印加用板部材の前記一端部が前記アーム部材の前記記録媒体とは反対側の面に固着されており、前記フレクシャの前記一端部が前記アーム部材の前記記録媒体側の面に固着されていることを特徴とする請求項３に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項５】
前記水平回動軸が前記アーム部材の途中に位置する水平軸受部に設けられており、該水平軸受部が該アーム部材と前記記録媒体との距離を調整可能とする高さ調整手段を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のヘッドアームアセンブリ。
【請求項６】
前記ヘッド素子が薄膜磁気ヘッド素子であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項７】
少なくとも１つの情報記録ディスクと、請求項１から６のいずれか１項に記載の少なくとも１つのヘッドアームアセンブリとを備えたことを特徴とするディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浮上型の薄膜磁気ヘッドや光ヘッドなどの記録及び／又は再生ヘッドを有するヘッドアームアセンブリ（ＨＡＡ）及びこのＨＡＡを備えたディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置では、ＨＡＡの先端部に取り付けられた磁気ヘッドスライダを、回転する磁気ディスクの表面から浮上させ、その状態で、この磁気ヘッドスライダに搭載された薄膜磁気ヘッド素子により磁気ディスクへの記録及び／又は磁気ディスクからの再生が行われる。
【０００３】
従来のＨＡＡは、剛性の高い支持アームと、この支持アームを磁気ディスク面に平行に回動させるためのアクチュエータであるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）と、支持アームの先端に固着された弾性を有するサスペンションと、このサスペンションの先端部に取り付けられた磁気ヘッドスライダとを主に備えており、磁気ヘッドスライダの磁気ディスク面方向への荷重はサスペンション自体に設けられた板ばね又はサスペンションと支持アームとの連結部に設けられた板ばねで発生するように構成されている。
【０００４】
典型的なＨＡＡにおいては、ロードビームをある程度の弾性を有する板ばねで形成し、そのベースプレート近傍に曲げ部を形成して磁気ヘッドスライダへの荷重を調整するように構成している。即ち、サスペンションのロードビームに、磁気ヘッドスライダが装着される先端部が磁気ディスク方向に若干曲がるような曲げ部を形成し、その曲げ部の折れ曲がり角度によって磁気ヘッドスライダへの荷重を調整している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような曲げ部をロードビームに設けると、ロードビームと曲げ部との複合された形状により、サスペンション全体としての共振周波数が大きく低下してしまう。その結果、ＶＣＭ等のサーボの使用する周波数帯域内にこの共振周波数が含まれてしまうことからサーボを高速で動作させることが難しかった。
【０００６】
また、ロードビームにこのような曲げ部を設けると、風乱の影響が無視できなくなる。即ち、磁気ディスクの高速回転によって生じる横風の影響をこの曲げ部が受けることによって、サスペンションに不規則な振動が起きることがある。特に、最近のハイエンド磁気ディスク装置のごとく、磁気ディスクが１０，０００〜１５，０００ｒｐｍ以上の高速で回転する場合には、このような風乱の影響が大きい。
【０００７】
さらに、荷重を調整するための曲げ部の剛性が弱くなっているため、上下方向（Ｚ方向）の衝撃によりサスペンションの先端部はかなり大きな衝撃を受けることとなり、ＨＡＡ全体としての耐衝撃性が非常に低い。
【０００８】
加えて、曲げ部の折れ曲がり角度によって荷重を調整する従来の方法は、その製造工程が煩雑となるのみならず、精度の高い荷重調整を期待することができない。特に、磁気ヘッドスライダが軽量となるにつれその荷重値も小さくなるので、そのばらつきが無視できなくなり、荷重公差が大きくなる。
【０００９】
従って本発明の目的は、共振周波数を高めることができるＨＡＡ及びこのＨＡＡを備えたディスク装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、風乱特性を向上させることができるＨＡＡ及びこのＨＡＡを備えたディスク装置を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、Ｚ方向への耐衝撃性を高めることができるＨＡＡ及びこのＨＡＡを備えたディスク装置を提供することにある。
【００１２】
本発明のまたさらに他の目的は、荷重の公差を小さくすることができしかも製造工程が簡易となるＨＡＡ及びこのＨＡＡを備えたディスク装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、少なくとも１つのヘッド素子を有するヘッドスライダと、ヘッドスライダを一方の端部で支持する剛性の高いアーム部材と、アーム部材の他方の端部に取り付けられており、アーム部材の水平回動軸を中心としてアーム部材を記録媒体表面と略平行な方向に回動させるためのアクチュエータと、一端部がアーム部材に固着されており、他端部がヘッドスライダを記録媒体表面の方向に付勢するように構成された弾性を有する荷重印加用板部材とを備えたＨＡＡ、及び少なくとも１つの情報記録ディスクと、少なくとも１つのこのＨＡＡとを備えたディスク装置が提供される。
【００１４】
ヘッドスライダへ荷重を印加するための弾性を有する荷重印加用板部材がアーム部材に固着されるように別個に設けられている。このため、従来、サスペンションのロードビームに設けられていた荷重調整用の曲げ部が不要となるから、ロードビームと支持アームとを一体化して剛性の高いアーム部材とすることが可能となる。従って、サスペンション全体の共振周波数を高めることができ、サーボが使用する周波数帯域を広げることができるので、高速のサーボ動作が期待できる。また、最も広い面積で横風を受けるロードビームに対応する部分が荷重調整用の曲げ部を持たないことにより、風乱の影響を最小限に抑えることができる。特に最近のハイエンド磁気ディスク装置のごとく、磁気ディスクが１０，０００〜１５，０００ｒｐｍ以上の高速で回転する場合にこれは非常に有利である。さらに、荷重調整用の曲げ部がないことにより、サスペンションの剛性を上げることが可能となり、Ｚ方向への耐衝撃性が大幅に向上する。さらにまた、部品点数を少なくすることができるため、製造工程がその分簡略化できて製造コストが低下するのみならず、高い精度で荷重調整できるので製造における荷重の公差をより小さくすることができる。
【００１５】
荷重印加用板部材が、荷重点を上述の他端部に備えた板ばねによって構成されていることが好ましい。
【００１６】
アーム部材に一端部が固着されており、ヘッドスライダの浮上姿勢を決めるべくこのヘッドスライダを支持する弾性を有するフレクシャをさらに備えていることがより好ましい。
【００１７】
荷重印加用板部材の上述の一端部がアーム部材の記録媒体とは反対側の面に固着されており、フレクシャの上述の一端部がアーム部材の記録媒体側の面に固着されていることも好ましい。
【００１８】
水平回動軸がアーム部材の途中に位置する水平軸受部に設けられており、水平軸受部がアーム部材と記録媒体との距離を調整可能とする高さ調整手段を備えていることが好ましい。荷重印加用板部材は、共振周波数を高める目的で、その全長をできるだけ短く構成するので、この部分でヘッドスライダと記録媒体との距離であるＺハイト（Ｚ−ｈｅｉｇｈｔ）を調整することが難しい。そこで、水平軸受部に支持アームの高さ調整手段を設ければ、Ｚハイト調整を容易に行うことが可能となる。しかも、このような高さ調整手段を設けることにより、部品組み込み後に記録媒体の上面を基準にしてＺハイト調整を行うことができるので、ディスク装置へのアクチュエータ組み込み精度、アクチュエータの高さ、スペーサ及び記録媒体の厚み、さらに水平軸受部のディスク装置への組み込み精度、水平軸受部自体の高さ等による公差を容易に補償することができる。
【００１９】
ヘッド素子が薄膜磁気ヘッド素子であることも好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の基本概念を説明する平面図である。
【００２１】
同図に示すように、本発明のＨＡＡは、ＶＣＭ等のアクチュエータのコイルが後部に取り付けられる支持アームを前方に延長した構造の剛性の高いアーム部材１０と、このアーム部材１０の先端部のみにアーム部材と並列に配置された荷重印加用の板ばね１１と、アーム部材１０の先端部に装着されており少なくとも１つの薄膜磁気ヘッド素子を有している磁気ヘッドスライダ１２とを備えている。
【００２２】
アーム部材１０は、支持アームを延長しサスペンションの一部（ベースプレートやロードビーム）と一体化した構造である。従って、従来設けられていたサスペンションを支持アームに取り付けるためのかしめ部が存在しないから、その分、厚みを薄くすることができる。また、ほとんどの部分を剛性の高いアーム部材１０で構成しているため、従来のサスペンションで生じていたごとき共振が発生しない。さらに、このアーム部材１０の中間部１０ａの幅を広げることによって、設計の自由度を向上させかつ耐衝撃性を向上させることができる。
【００２３】
板ばね１１は全長が短く、しかも先端部に荷重点を構成する突起（ディンプル）が存在するのみであるため、共振周波数が非常に高い。
【００２４】
図２は本発明の一実施形態として磁気ディスク装置全体を概略的に表す断面図であり、図３は図２の実施形態において磁気ディスク装置にＨＡＡを組み込む状態を説明するための断面図である。
【００２５】
これらの図において、１３は磁気ディスク装置の筐体、１４は軸１５の回りを高速で回転可能な磁気ディスク、１６はアーム部材１０の後端部に取り付けられたＶＣＭのコイル、１７はアーム部材１０を磁気ディスク１４の表面と平行に回動可能にするベアリング機構、１８はアーム部材１０をベアリング機構１７に固定するためのねじ、１９はアーム部材１０の磁気ディスクとは反対側の面に基部が固着されており先端が自由端となっている板ばね１１のこの先端部に固着されたディンプルボール、２０はアーム部材１０の磁気ディスク側の面に基部が固着されており、先端が自由端となっており、さらにその先端部に磁気ヘッドスライダ１２が装着されている弾性を有するフレクシャ、２１及び２２は磁気ヘッドスライダ１２が装着されたフレクシャ２０が磁気ディスク１４方向へ跳ね上がることを制限するリミッタをそれぞれ示している。
【００２６】
アーム部材１０は、剛性の高い例えば約１００μｍと比較的厚い１枚の金属平板部材（例えばステンレス鋼板）又は部分的に補強板１０ｂを設けた２枚の金属平板部材（例えばステンレス鋼板）から構成されている。
【００２７】
板ばね１１は、弾性を有する例えば約２０〜２５μｍの厚さの１枚の金属平板部材（例えばステンレス鋼板）から構成されている。板ばね１１の先端部に固着されているディンプルボール１９は、直径約３００μｍのステンレス鋼による球部材であり、フレクシャ２０を介して磁気ヘッドスライダ１２を押圧して荷重を印加するように構成されている。なお、このディンプルボール１９の代わりに半球部材によるディンプルハーフボールを用いてもよい。
【００２８】
磁気ヘッドスライダ１２は、フレクシャ２０に接着されていると共にその薄膜磁気ヘッド素子の端子電極がフレクシャ表面に形成された配線部材の接続パッド（図示なし）に金ボール２３によりボールボンディングされている。この磁気ヘッドスライダ１２の厚さは、単なる一例であるが、例えば約３００μｍ程度である。なお、図３における２４は、この金ボールボンディングを行う際にフレクシャ２０をその裏面から支持するための部材を示している。
【００２９】
フレクシャ２０は、磁気ヘッドスライダ１２の浮上姿勢を安定化させるための弾性を有する例えば約２０〜２５μｍの厚さの１枚の金属平板部材（例えばステンレス鋼板）から構成されている。このフレクシャ２０上には、図示されていないが、磁気ヘッド素子用の配線部材が形成されている。
【００３０】
ベアリング機構１７は、図３に示すように、外側に設けられた筒状の固定部１７ａと、その内側に軸支された円柱形状の回動部１７ｂとを有するベアリング構造となっている。アーム部材１０は、ねじ１８によって回動部１７ｂに固着されている。固定部１７ａの外側表面には雄ねじ１７ｃが形成されており、一方、磁気ディスク装置の筐体１３にはこの雄ねじ１７ｃに螺合する雌ねじ１７ｄが形成されている。ベアリング機構１７の固定部１７ａを回転させることによって、アーム部材１０と磁気ディスク１４表面との距離を、従ってＺハイトを調整することが可能となる。
【００３１】
図４はこのようなＺハイト調整機構を設ける理由を一般的なサスペンションを用いて説明する図である。
【００３２】
同図に示すように、一般的なサスペンションにおいては、ロードビーム４０の荷重を発生する曲げ部４０ａから磁気ヘッドスライダ４１が装着される先端部４０ｂまでの距離Ｌが長いため、その先端部４０ｂの変化量Ｄを調整してＺハイトの調整を行っても荷重量を実際に決めるロードビーム後側の部分４０ｃの変化量ｄは小さく、Ｚハイト変化による荷重量の変化は少ない。しかしながら、本実施形態のように、板ばね１１が支持アーム１０の先端部のみに設けられる場合はＬを長くすることができないため、荷重量をあまり変化させることなくＺハイトを調整することができない。このため、ベアリング機構１７にＺハイト調整機構を設けることによって、Ｚハイト調整を荷重量を変化させずにかつ容易に行うことができる。しかも、このようなＺハイト調整機構を設けることにより、部品組み込み後に磁気ディスク１４の上面を基準にしてＺハイト調整を行うことができるので、磁気ディスク装置へのＶＣＭの組み込み精度、ＶＣＭの高さ、スペーサ及び磁気ディスク１４の厚み、さらにベアリング機構１７の磁気ディスク装置への組み込み精度、ベアリング機構１７自体の高さ等による公差を容易に補償することができる。
【００３３】
図５は、図２の実施形態においてＨＡＡの組み立て工程を説明するための分解断面図である。
【００３４】
まず、板ばね１１用の弾性を有するステンレス鋼板部材の先端部にディンプルボール１９又はディンプルハーフボール１９´をレーザビーム溶接しておく。
【００３５】
一方、アーム部材１０用の剛性の高いステンレス鋼板部材の後部に必要に応じて同じくステンレス鋼板部材による補強板１０ｂをレーザビーム溶接で固着する。このアーム部材１０の後端部にＶＣＭのコイル１６を接着する。
【００３６】
また、支持アーム１０の先端部において、その一方の面（磁気ディスクに対向する面と反対側の面）にディンプルボール１９を備えた板ばね１１の後端部をレーザビーム溶接で固着する。さらに、この支持アーム１０の先端部において、他方の面（磁気ディスクに対向する面）にフレクシャ２０用の弾性を有するステンレス鋼板部材の後端部をレーザビーム溶接で固着する。
【００３７】
次いで、磁気ヘッドスライダ１２をフレクシャ２０上に装着することによって、ＨＡＡが組み立てられる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態によれば、アーム部材１０には荷重を発生させるための曲げ部が存在しないので、剛性の高いかつ共振周波数の高いＨＡＡを提供できる。その結果、サーボが使用する周波数帯域を広げることができるので、高速のサーボ動作が期待できる。
【００３９】
また、磁気ヘッドスライダ１２に荷重を与える板ばね１１を剛性の高いアーム部材１０の先端部に並列配置しており、この剛性の低い板ばね１１には先端部にディンプルボール１９のみが設けられているので、その共振周波数を非常に高くすることができる。
【００４０】
さらに、サスペンションと支持アームとのかしめ部がなくなるので、アーム部材１０自体を薄くできかつ質量も増加しないので、現行の支持アームと同等の共振特性を得ることができる。これは、現行のサスペンションの共振がなくなることに相当する。
【００４１】
また、最も広い面積で横風を受けるアーム部材１０が剛性の高い部材であるため、風乱の影響を最小限に抑えることができる。特に最近のハイエンド磁気ディスク装置のごとく、磁気ディスクが１０，０００〜１５，０００ｒｐｍ以上の高速で回転する場合にこれは非常に有利である。
【００４２】
さらに、荷重調整用の曲げ部がないことにより、サスペンションの剛性を上げることが可能となり、衝撃印加時のバックベンドがなくなるので、Ｚ方向への耐衝撃性が大幅に向上する。さらにまた、磁気ヘッドスライダがアーム部材１０と磁気ディスクとの間の狭い範囲に収められるので、磁気ヘッドスライダの上下への移動量が少なくなりその意味からもＨＡＡ先端部の衝撃が小さくなり耐衝撃性が向上する。
【００４３】
また、部品点数を少なくすることができるため、荷重発生用の曲げ部作成工程及びサスペンションを支持アームへ固着するかしめ工程が不要となるため、製造工程がその分簡略化できて製造コストが低下するのみならず、高い精度で荷重調整できるので製造における荷重の公差をより小さくすることができる。
【００４４】
さらにまた、Ｚハイト調整機構をベアリング機構１７与えることで、部材の厚み公差を補償し、磁気ディスク表面を基準にしたＺ方向への正確な位置決めが可能となる。これは、荷重の公差を小さくすることに等しい。
【００４５】
以上、薄膜磁気ヘッド素子を備えたＨＡＡ及び磁気ディスク装置について本発明を説明したが、本発明は、このようなＨＡＡにのみ限定されるものではなく、薄膜磁気ヘッド素子以外の例えば光ヘッド素子等のヘッド素子を備えたＨＡＡ及びディスク装置にも適用可能である。
【００４６】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、ヘッドスライダへ荷重を印加するための弾性を有する荷重印加用板部材がアーム部材に固着されるように別個に設けられている。このため、従来、サスペンションのロードビームに設けられていた荷重調整用の曲げ部が不要となるから、ロードビームと支持アームとを一体化して剛性の高いアーム部材とすることが可能となる。従って、サスペンション全体の共振周波数を高めることができ、サーボが使用する周波数帯域を広げることができるので、高速のサーボ動作が期待できる。また、最も広い面積で横風を受けるロードビームに対応する部分が荷重調整用の曲げ部を持たないことにより、風乱の影響を最小限に抑えることができる。特に最近のハイエンド磁気ディスク装置のごとく、磁気ディスクが１０，０００〜１５，０００ｒｐｍ以上の高速で回転する場合にこれは非常に有利である。さらに、荷重調整用の曲げ部がないことにより、サスペンションの剛性を上げることが可能となり、Ｚ方向への耐衝撃性が大幅に向上する。さらにまた、部品点数を少なくすることができるため、製造工程がその分簡略化できて製造コストが低下するのみならず、高い精度で荷重調整できるので製造における荷重の公差をより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本概念を説明する平面図である。
【図２】本発明の一実施形態として磁気ディスク装置全体を概略的に表す断面図である。
【図３】図２の実施形態において磁気ディスク装置にＨＡＡを組み込む状態を説明するための断面図である。
【図４】Ｚハイト調整機構を設ける理由を一般的なサスペンションを用いて説明する図である。
【図５】図２の実施形態においてＨＡＡの組み立て工程を説明するための分解断面図である。
【符号の説明】
１０　アーム部材
１０ａ　中間部
１０ｂ　補強板
１１　板ばね
１２　磁気ヘッドスライダ
１３　筐体
１４　磁気ディスク
１５　軸
１６　ＶＣＭ
１７　ベアリング機構
１７ａ　固定部
１７ｂ　回動部
１７ｃ　雄ねじ
１７ｄ　雌ねじ
１８　ねじ
１９　ディンプルボール
２０　フレクシャ
２１、２２　リミッタ
【図１】
2004086998.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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