(57)【要約】【課題】  スライダとディスクとの間のＨＤＩ相互作用によるスライダの動的応答を最適化し得るＨＤＤサスペンションを提供する。【解決手段】  以下の方法１〜３のいずれかにより、ロードビーム１０を局部補強する。１．ロードビーム１０の適切な位置に補強部材２０を追加する方法。２．エッチングプロセスによって製作する際に、ロードビームの一部を除去せず、特別な素材部分を残存させる方法。３．ロードビーム上の特定箇所に、クリンプや折り曲げによって特別な構造を形成する方法。ロードビーム１０のディンプル３０の周りや、ディンプル３０とフレクシャ取り付け領域６０との間に、局部補強を施すことにより、ディスク装置動作中のＨＤＩ相互作用に基づくロードビームの動的応答を著しく改善し、ロードビーム搭載スライダの振動モードを除去することができる。【選択図】    図４ａ
2007335071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面を有すると共に、ジンバル(gimbal)に搭載されたスライダを前記下面の末端領域に取り付けることができるように構成され、かつ、局部補強部分を有するロードビーム(loadbeam)を備え、
これにより、前記スライダとその下で回転するディスクとの間のＨＤＩ(Head Disk Interface)相互作用に続いて前記スライダと前記ロードビームとの間の動的結合により生ずるスライダ振動モードの悪影響が低減される
ことを特徴とするＨＤＤサスペンション。
【請求項２】
前記スライダ振動モードは、前記局部補強部分によって、振幅が減少するように変化する
ことを特徴とする請求項１に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項３】
前記スライダ振動モードは、前記局部補強部分によって、振動周波数が上方変移するように変化する
ことを特徴とする請求項１に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項４】
前記スライダ振動モードは、前記局部補強部分によって、振動形が変化するように変化する
ことを特徴とする請求項１に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項５】
前記スライダ振動モードは、１０ｋＨｚを越える周波数で振動するモードである
ことを特徴とする請求項１に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項６】
上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを前記下面の末端の取付領域に取り付けることができるように構成され、かつ、前記取付領域から離れた位置に前記下面から下方に向かって突出したディンプル(dimple)を有すると共に、前記ディンプルと前記取付領域との間における前記上面に補強部材を取り付けることにより形成された局部補強部分を有するロードビームを備え、
これにより、前記スライダとその下で回転するディスクとの間のＨＤＩ相互作用に続いて前記スライダと前記ロードビームとの間の動的結合により生ずるスライダ振動モードの悪影響が低減される
ことを特徴とするＨＤＤサスペンション。
【請求項７】
前記補強部材が前記ロードビームと同じ材料で形成されている
ことを特徴とする請求項６に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項８】
前記補強部材が溶接により取り付けられている
ことを特徴とする請求項６に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項９】
前記補強部材が、付加的に取り付けられた 減衰材料層を有する
ことを特徴とする請求項６に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項１０】
前記スライダ振動モードは、前記補強部材によって、振幅が減少するように変化する
ことを特徴とする請求項６に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項１１】
前記スライダ振動モードは、前記補強部材によって、振動周波数が上方変移するように変化する
ことを特徴とする請求項６に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項１２】
前記スライダ振動モードは、前記補強部材によって、振動形が変化するように変化する
ことを特徴とする請求項６に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項１３】
前記スライダ振動モードは、１０ｋＨｚを越える周波数で振動するモードである
ことを特徴とする請求項６に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項１４】
上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを前記下面の末端の取付領域に取り付けることができるように構成され、かつ、前記取付領域から離れた位置に前記下面から下方に向かって突出したディンプルを有すると共に、前記ディンプルを囲む領域を形成するための特有のプロセスにより形成された局部補強部分を有するロードビームを備え、
これにより、前記スライダとその下で回転するディスクとの間のＨＤＩ相互作用に続いて前記スライダと前記ロードビームとの間の動的結合により生ずるスライダ振動モードの悪影響が低減される
ことを特徴とするＨＤＤサスペンション。
【請求項１５】
前記特有のプロセスは、前記ディンプルを囲む領域のロードビーム素材をクリンプ（crimping）する工程を含む
ことを特徴とする請求項１４に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項１６】
前記スライダ振動モードは、前記局部補強部分によって、振幅が減少するように変化する
ことを特徴とする請求項１４に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項１７】
前記スライダ振動モードは、前記局部補強部分によって、振動周波数が上方変移するように変化する
ことを特徴とする請求項１４に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項１８】
前記スライダ振動モードは、前記局部補強部分によって、振動形が変化するように変化する
ことを特徴とする請求項１４に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項１９】
前記スライダ振動モードは、１０ｋＨｚを越える周波数で振動するモードである
ことを特徴とする請求項１４に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項２０】
上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを前記下面の末端の取付領域に取り付けることができるように構成され、かつ、前記取付領域から離れた位置に前記下面から下方に向かって突出したディンプルを有すると共に、前記ディンプルの上方における前記上面に補強部材を取り付けることにより形成された局部補強部分を有するロードビームを備え、
これにより、前記スライダとその下で回転するディスクとの間のＨＤＩ相互作用に続いて前記スライダと前記ロードビームとの間の動的結合により生ずるスライダ振動モードの悪影響が低減される
ことを特徴とするＨＤＤサスペンション。
【請求項２１】
前記補強部材が前記ロードビームと同じ材料で形成されている
ことを特徴とする請求項２０に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項２２】
前記補強部材が溶接により取り付けられている
ことを特徴とする請求項２０に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項２３】
前記補強部材が、付加的に取り付けられた減衰材料層を有する
ことを特徴とする請求項２０に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項２４】
前記スライダ振動モードは、前記補強部材によって、振幅が減少するように変化する
ことを特徴とする請求項２０に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項２５】
前記スライダ振動モードは、前記補強部材によって、振動周波数が上方変移するように変化する
ことを特徴とする請求項２０に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項２６】
前記スライダ振動モードは、前記補強部材によって、振動形が変化するように変化する
ことを特徴とする請求項２０に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項２７】
前記スライダ振動モードは、１０ｋＨｚを越える周波数で振動するモードである
ことを特徴とする請求項２０に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項２８】
上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを前記下面の末端の取付領域に取り付けることができるように構成され、かつ、前記取付領域から離れた位置に前記下面から下方に向かって突出したディンプルを有すると共に、ロードビーム形成時のエッチングプロセスにおける残留物からなり前記ディンプルおよびその周辺を完全または部分的に取り囲むようにして前記上面に形成されたリム状またはレール状の局部補強部分を有するロードビームを備え、
これにより、前記スライダとその下で回転するディスクとの間のＨＤＩ相互作用に続いて前記スライダと前記ロードビームとの間の動的結合により生ずるスライダ振動モードの悪影響が低減される
ことを特徴とするＨＤＤサスペンション。
【請求項２９】
前記スライダ振動モードは、前記補強部材によって、振幅が減少するように変化する
ことを特徴とする請求項２８に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項３０】
前記スライダ振動モードは、前記補強部材によって、振動周波数が上方変移するように変化する
ことを特徴とする請求項２８に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項３１】
前記スライダ振動モードは、前記補強部材によって、振動形が変化するように変化する
ことを特徴とする請求項２８に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項３２】
前記スライダ振動モードは、１０ｋＨｚを越える周波数で振動するモードである
ことを特徴とする請求項２８に記載のＨＤＤサスペンション。
【請求項３３】
上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを前記下面の末端の取付領域に取り付けることができるように構成されたロードビームを用意するステップと、
前記ロードビームに局部補強部分を形成するステップと
を含み、
これにより、前記スライダとその下で回転するディスクとの間のＨＤＩ相互作用に続いて前記スライダと前記ロードビームとの間の動的結合により生ずるスライダ振動モードの悪影響が低減されるようにした
ことを特徴とするＨＤＤサスペンションの形成方法。
【請求項３４】
上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを前記下面の末端の取付領域に取り付けることができるように構成され、かつ、前記取付領域から離れた位置に前記下面から下方に向かって突出したディンプルを有するロードビームを用意するステップと、
前記ロードビームの前記ディンプルと前記取付領域との間の位置または前記ディンプルの上方位置において、前記上面に補強部材を取り付けることにより、前記ロードビームを局部的に補強するステップと
を含み、
これにより、前記スライダとその下で回転するディスクとの間のＨＤＩ相互作用に続いて前記スライダと前記ロードビームとの間の動的結合により生ずるスライダ振動モードの悪影響が低減されるようにした
ことを特徴とするＨＤＤサスペンションの形成方法。
【請求項３５】
前記補強部材を、前記ロードビームと同じ材料で形成し、溶接により取り付ける
ことを特徴とする請求項３４に記載のＨＤＤサスペンションの形成方法。
【請求項３６】
前記補強部材に減衰材料層を付加的に設ける
ことを特徴とする請求項３４に記載のＨＤＤサスペンションの形成方法。
【請求項３７】
上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを前記下面の末端の取付領域に取り付けることができるように構成され、かつ、前記取付領域から離れた位置に前記下面から下方に向かって突出したディンプルを有するロードビームを用意するステップと、
前記ロードビームに、前記ディンプルを囲む領域を形成するための特有のプロセスによって局部補強部分を形成するステップと
を含み、
これにより、前記スライダとその下で回転するディスクとの間のＨＤＩ相互作用に続いて前記スライダと前記ロードビームとの間の動的結合により生ずるスライダ振動モードの悪影響が低減されるようにした
ことを特徴とするＨＤＤサスペンションの形成方法。
【請求項３８】
前記特有のプロセスは、前記ディンプルを囲む領域のロードビーム素材をクリンプする工程を含む
ことを特徴とする請求項３７に記載のＨＤＤサスペンションの形成方法。
【請求項３９】
上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを前記下面の末端領域に取り付けることができるように構成され、かつ、前記取付領域から離れた位置に前記下面から下方に向かって突出したディンプルを有するロードビームをエッチングプロセスにより形成するステップを含み、
前記エッチングプロセスにおいて、前記ディンプルおよびその周辺を完全または部分的に取り囲むリム状またはレール状の構造を前記上面に残すことにより、前記ロードビームにエッチング残留物からなる局部補強部分を形成し、
これにより、前記スライダとその下で回転するディスクとの間のＨＤＩ相互作用に続いて前記スライダと前記ロードビームとの間の動的結合により生ずるスライダ振動モードの悪影響が低減される
ことを特徴とするＨＤＤサスペンションの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置において読出／書込ヘッドスライダを支持するロードビームを有するＨＤＤサスペンションおよびその形成方法に係わり、特に、駆動動作中に優れた動的性能を発揮し得るロードビームを有するＨＤＤサスペンションおよびその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）では、薄膜磁気リード／ライトヘッド（スライダ）が用いられ、これにより磁気ディスクからのデータの読み取りや磁気ディスクへのデータの記録を行う。このスライダは、予めパターニングされたエアベアリング面（ＡＢＳ）を有しており、ヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）に実装される。このＨＧＡは、それ自身が、ロードビームに搭載される。このロードビーム、ジンバルアッセンブリ（フレクシャとも呼ばれる）、導電リード（トレース）、ヒンジ機構および基体を組み合わせたものは、サスペンションと総称される。サスペンションは、サーボアクチュエータおよびそれに付随する電子回路によって、ディスク上の磁気的にエンコードされたトラックに沿ってスライダが様々なターゲット位置に位置決めされるように、作動する。磁気ディスクはスピンドルモータによって高速で回転されるので、流体力学的な圧力がスライダのＡＢＳとディスク表面との間に空気の流れを生ずる。この空気の流れ（エアベアリング層）によって、スライダは、文字通りディスク表面の上方のエアベアリング層の上に浮上する。この浮上高さをフライハイトといい、約１０ｎｍである。
【０００３】
ディスクが回転により入っていく側のエッジを「リーディングエッジ」といい、その反対側（リード／ライトヘッドのある側）のエッジを「トレーリングエッジ」という。従来より知られているように、ロードビームは、そのディスク対向面側に形成された小さな突起（すなわちディンプル）を有する。このディンプルによってスライダの背面が押されて下向きの力が加わると同時に、このディンプルがスライダ回転のピボットポイント（旋回軸点）となる。このようなロードビームとフレクシャからなるサスペンションシステムは、スライダがフライハイトに達したときにピッチ動作およびロール動作が可能になるようにスライダを機械的に支持する。また、このサスペンションシステムには、リードライトヘッドとプリアンプとの間を電気的に接続する部分（すなわち、導電配線パターン）が配置されている。
【０００４】
スライダがディスクの上方に安定して浮上できるようにするには、サスペンションの設計に厳格な要求が課される。例えば、垂直剛性（vertical stiffness；（Ｋｚ））、ジンバルピッチロール剛性（gimbal pitch and roll stiffness；（Ｋｐ，Ｋｒ））、ジンバルピッチロール静止姿勢（gimbal pitch/roll static attitude；（ＰＳＡ／ＲＳＡ））、動作時衝撃性能（operational shock performance；（Ｇ／ｇｒａｍ））等の値を適切な範囲にすることが要求さる。これらの要求は、主として静的なものであり、サスペンションシステムの形状に基づくものである。さらなる要求は、動作時において、サスペンションがスライダのエアベアリング性能に、ほとんどあるいはまったくと言っていいほど、動的影響を与えないということである。この要求は、サスペンションの動的性能に関連している。一般に、動的性能は、必ずしも強制的に要求されてはいない。このため、現行の多くのサスペンションの動的性能は、良好ではない。
【０００５】
図１は、サスペンションの動的作用を考慮しない場合（スライダがサスペンションと動的結合していない場合）において、回転するディスクの隆起部（bump）にスライダが衝突したときの応答を表すものである。このグラフは、広い周波数範囲にわたってスライダの振動応答（エアベアリングモード）をプロットしたものであり、この応答特性には、２つのピークだけが存在することを表している。これらの振動モードは、小さな振動増幅を生じつつも強く減衰され、スライダは直ちに安定状態に落ち着く。
【０００６】
図２は、サスペンションに搭載されたスライダがディスクの隆起部に衝突したときの応答を表すものである。但し、これは、サスペンションの動的作用が、その後に続くスライダ応答に強い影響を与えるような場合を示す。このサスペンションの動的作用は、スライダとロードビームサスペンションとがエアベアリング層によって動的結合することに依拠する。図示したように、応答曲線には、ロードビーム／スライダ・エアベアリング結合モード（loadbeam/slide air bearing coupling modes）の結果生ずる多くの鋭いピークが見られる。低周波数領域であまりよく減衰されていないモード（鋭いピーク）のせいで、スライダが平衡状態に達することが困難になる。それらのモードにより、エアベアリング状態が不安定化し、持続振動を引き起こすことさえある。そうした状況では、ディスクドライブが故障する場合があり、少なくとも、その性能は著しく低下する。
【０００７】
最近の研究によると、ロードビームのデザインがスライダ動的応答において重要な役割を果たし得ることがわかってきた。このことは、高い動作時衝撃性能を達成するために薄くて質量の少ないロードビームを用いた場合に、際立って当てはまることである。図３ｂは、現行のロードビームデザイン（図３ａ参照）を含むサスペンションシステムの一部であるスライダに関するスライダ応答曲線を表すものである。なお、このロードビームデザインは、厚さが２５μｍと薄く、かつ、適切に設けられたカットアウト（cut-outs）のおかげで質量が低減されたものである。５７ｋＨｚのジンバル関連ピークを除く他の３つのピークは、ロードビーム関連のピークである。
【０００８】
従来より、サスペンション性能を改善するためのいくつかの試みがなされている。Schulzらの特許文献１には、ロードビームの鋼鉄構造に特有の複合材料を積層してロードビームの補強を図ることが開示されている。この複合補強層は、鋼鉄層に接着剤により固着され、ベースプレート領域を含むロードビーム領域のほとんどを覆っている。このロードビームでは、複合補強層と鋼鉄層との積層が終了したあとに外形取りが行われる。この複合補強層の目的は、ＨＤＩ相互作用により生じる特有の振動モードや共振を除去するためではなく、流体力学的な力に対してサスペンション全体を補強することにある。
【０００９】
Albrechtらによる特許文献２には、連続接触スライダを用いることが記載されている。この場合、フレクシャは、ディスクとスライダの接触パッドとの間の粘着力によって生ずるモーメントを打ち消すだけのモーメントを与えなければならない。
【００１０】
Xuらによる特許文献３には、ロードビームの部品を、スポット溶接（spot welds）ではなく、ウェルドポケット（weld pockets）に一緒に溶接することによりロードビームに剛性をもたせるようにした技術が開示されている。
【００１１】
Karam IIらによる特許文献４には、ロードビームの可撓端の近傍に、部材を付加し、あるいはクリンプ処理を施すことにより、ロードビームに剛性を与える方法が開示されている。この技術は、非常に低い周波数（１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ）の振動の除去に関するものであり、ディンプルとサスペンションのヒンジとの間を補強することにより振動除去を達成している。
【００１２】
Zhouらによる特許文献５は、ロードビームを折り曲げることにより補強レールを形成することを開示している。この技術では、ロードビームがフレクシャを用いていないので、サスペンションに対する衝撃のすべてをロードビーム自体によって吸収しなければならない。
【００１３】
【特許文献１】米国特許公報No.６,９７７,７９８
【特許文献２】米国特許公報No.６,９１４,７５２
【特許文献３】米国特許公報No.６,９００,９６６
【特許文献４】米国特許公報No.５,４０８,３７２
【特許文献５】米国特許公開No.２００６/００２８７６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記のように、ロードビーム搭載スライダとディスク上のアスペリティ（バンプや、それ以外のディスク平面性からのずれ）との間のＨＤＩ相互作用によって発生した振動モードに対するスライダ応答性能を改善することが求められているが、この課題については、上記の先行技術から明らかなように、まだ提案がされていない。
【００１５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、スライダに搭載されたリードライトトランスデューサのためのロードビームサポートシステムを含みＨＤＩ相互作用に対する動的応答を最適化することができるＨＤＤサスペンションを提供することにある。
【００１６】
その第２の目的は、許容される既存の静的スライダ特性（例えば、ピッチ、ロールおよび回転等の動作に対する剛性）を劣化させることなく、上記のような動的に最適化されたロードビームを備えたＨＤＤサスペンションを提供することにある。
【００１７】
その第３の目的は、ある範囲の振動モードピークの減衰（振動モードの除去あるいは効果的な低減）を通じて、動作中のスライダの応答性能の改善を実証することができるロードビームサポートシステムを含むＨＤＤサスペンションを提供することにある。
【００１８】
その第４の目的は、現行のロードビーム製作プロセスに最小限の変更を加えるだけで上記のような動的に最適化されたロードビームを備えたＨＤＤサスペンションを製作することができるＨＤＤサスペンションの形成方法を提供することにある。
【００１９】
本発明の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態の説明から理解可能であり、好適な実施の形態の説明は、本明細書に添付の図面によって容易に理解可能である。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の目的は、静的特性のような許容し得る性能パラメータをもたらすデザイン構造の一部を局所的に補強して良好な動的性能が得られるようにしたロードビームデザインによって達成される。本発明のなかで、局所的補強とは、ロードビームの小さな部分に剛性をもたせることである。そのような剛性は、許容し得る静的特性を有するものの必須の動的特性を欠いている既存の（質量を低減した）デザインに特別な材料を適切に追加する方法、または、製造工程において、適切に配置した付加的な補強材料を残して、ロードビームから材料をエッチング除去する方法、のいずれかによって得られる。振動モードのピークをさらに低減するためには、補強材料を配置すると共に緩衝材料を配置するようにすればよい。
【００２１】
ロードビームの局所的補強は、ロードビーム本体の適切な位置の領域に付加的補強を施すべく、ロードビーム本体の一部を例えばクリンピング（crimping）によって形作る形成プロセスによっても達成可能である。ここで、適切な位置の領域とは、例えば、ロードビームから突出し、スライダに下方への圧力を加えるように機能するディンプルを囲む領域である。ロードビームのディンプルとロードビームへのフレクシャ溶着点との間に特別の領域を形成することにより、ロードビームの所望の動的応答特性が得られる。
【００２２】
図４ａは、局所的に補強されたロードビームを上方から見た状態を模式的に表すものである。ここでは、さもなくば不適切な動的応答を示すこととなるロードビーム１０に、所定形状を有する一片の材料２０を付加することによって、補強が施されている。図４ｂは、図４ａに搭載されたスライダの振動応答をグラフ化して示したものである。図４ｂのグラフを、それと類似の図３ｂのグラフ（補強されていないロードビームの特性グラフ）と比較すると、振動モードのピークが低くなっていることが明らかである。そのほかの特徴については、以下の実施の形態の説明において議論することとする。
【００２３】
本発明のＨＤＤサスペンションは、以下に述べる各手段や方法により、スライダとその下で回転するディスクとの間のＨＤＩ(Head Disk Interface)相互作用に続いてスライダとロードームとの間の動的結合により生ずるスライダ振動モードの悪影響が低減されるようにしたものである。
【００２４】
本発明の第１のＨＤＤサスペンションは、下面を有すると共に、ジンバル(gimbal)に搭載されたスライダを下面の末端領域に取り付けることができるように構成され、かつ、局部補強部分を有するロードビーム(loadbeam)を備えるようにしたものである。
【００２５】
本発明の第２のＨＤＤサスペンションは、上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを下面の末端の取付領域に取り付けることができるように構成され、かつ、取付領域から離れた位置に下面から下方に向かって突出したディンプル(dimple)を有すると共に、ディンプルと取付領域との間における上面に補強部材を取り付けることにより形成された局部補強部分を有するロードビームを備えるようにしたものである。ここで、補強部材は、ロードビームと同じ材料で形成することが好ましいが、その限りではない。補強部材は、例えば溶接により取り付け可能である。また、補強部材は、減衰材料層を有していてもよい。
【００２６】
本発明の第３のＨＤＤサスペンションは、上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを下面の末端の取付領域に取り付けることができるように構成され、かつ、取付領域から離れた位置に下面から下方に向かって突出したディンプルを有すると共に、ディンプルを囲む領域を形成するための特有のプロセスにより形成された局部補強部分を有するロードビームを備えるようにしたものである。ここで、上記の特有のプロセスとしては、ディンプルを囲む領域のロードビーム素材をクリンプ加工するプロセスが挙げられる。
【００２７】
本発明の第４のＨＤＤサスペンションは、上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを下面の末端の取付領域に取り付けることができるように構成され、かつ、取付領域から離れた位置に下面から下方に向かって突出したディンプルを有すると共に、ディンプルの上方における上面に補強部材を取り付けることにより形成された局部補強部分を有するロードビームを備えるようにしたものである。ここで、補強部材は、ロードビームと同じ材料で形成することが好ましいが、その限りではない。補強部材は、例えば溶接により取り付け可能である。また、補強部材は、減衰材料層を有していてもよい。
【００２８】
本発明の第５のＨＤＤサスペンションは、上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを下面の末端の取付領域に取り付けることができるように構成され、かつ、取付領域から離れた位置に下面から下方に向かって突出したディンプルを有すると共に、ロードビーム形成時のエッチングプロセスにおける残留物からなりディンプルおよびその周辺を完全または部分的に取り囲むようにして上面に形成されたリム状またはレール状の局部補強部分を有するロードビームを備えるようにしたものである。
【００２９】
本発明の第１のＨＤＤサスペンションの形成方法は、上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを下面の末端の取付領域に取り付けることができるように構成されたロードビームを用意するステップと、ロードビームに局部補強部分を形成するステップとを含むようにしたものである。
【００３０】
本発明の第２のＨＤＤサスペンションの形成方法は、上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを下面の末端の取付領域に取り付けることができるように構成され、かつ、取付領域から離れた位置に下面から下方に向かって突出したディンプルを有するロードビームを用意するステップと、ロードビームのディンプルと取付領域との間の位置またはディンプルの上方位置において、上面に補強部材を取り付けることにより、ロードビームを局部的に補強するステップとを含むようにしたものである。ここで、補強部材は、ロードビームと同じ材料で形成し、溶接により取り付けるようにすることが好ましいが、その限りではない。また、補強部材に減衰材料層を付加的に設けることが好ましい。
【００３１】
本発明の第３のＨＤＤサスペンションの形成方法は、上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを下面の末端の取付領域に取り付けることができるように構成され、かつ、取付領域から離れた位置に下面から下方に向かって突出したディンプルを有するロードビームを用意するステップと、ロードビームに、ディンプルを囲む領域を形成するための特有のプロセスによって局部補強部分を形成するステップとを含むようにしたものである。特有のプロセスとしては、ディンプルを囲む領域のロードビーム素材のクリンプ加工が挙げられる。
【００３２】
本発明の第４のＨＤＤサスペンションの形成方法は、上面および下面を有すると共に、ジンバルに搭載されたスライダを下面の末端領域に取り付けることができるように構成され、かつ、取付領域から離れた位置に下面から下方に向かって突出したディンプルを有するロードビームをエッチングプロセスにより形成するステップを含み、エッチングプロセスにおいて、ディンプルおよびその周辺を完全または部分的に取り囲むリム状またはレール状の構造をロードビーム上面に残すことにより、ロードビームにエッチング残留物からなる局部補強部分を形成するようにしたものである。
【００３３】
上記の各発明では、スライダ振動モードが、１０ｋＨｚを越える周波数で振動するモードである場合に特に有効である。また、局部補強部分を設けることにより、スライダ振動モードは、振幅が減少するように変化し、あるいは、振動周波数が上方変移するように変化し、あるいは、振動形が変化するように変化するのが好ましい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明のＨＤＤサスペンションおよびその形成方法によれば、ＨＤＤサスペンションのロードビームに局部補強部分を設けるようにしたので、ＨＤＩ相互作用に対する動的応答を最適化することができる。具体的には、ＨＤＩ相互作用によって引き起こされる振動モードの振幅を減衰させ、振動周波数を上方変移させ、あるいは振動モードの形を変化させることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明の実施の形態は、局部補強がなされたロードビームに関するものであって、緩衝部材を有するものと有しないものとがあるが、いずれも、優れた動的性能を発揮するものである。この性能は、スライダと高速回転するディスク上のバンプやその他の凹凸との間のＨＤＩ相互作用のあとに生ずるジンバル搭載スライダの振動応答によって測定される。
【００３６】
本発明の各実施の形態の目的は、ディスク回転中にロードビーム搭載スライダと凸凹（バンプや、それ以外のディスク平面性のくずれ）をもったディスク表面との間のヘッド・ディスク相互作用（ＨＤＩ）によって引き起こされる振動的な動きに対するスライダ応答を改善することである。このようなスライダ応答の改善、ひいてはスライダ性能の改善は、ロードビームを局部的に補強するようにしたロードビームデザインによって達成される。
【００３７】
本発明において局部補強とは、ロードビームのうちの比較的小さな部分を補強する（剛性をもたせる）プロセスのことである。すなわち、以下の方法１〜３のいずれかにより、適切な位置においてより撓みにくいロードビーム構造を製作することである。
１．既存のロードビーム構造に最小限量の付加材を固定する方法。
２．エッチングプロセスによって製作する際に、ロードビーム上に特定の素材部分を残存させる方法。
３．ロードビーム上に、例えば、クリンプ領域（crimping）や折り曲げ領域（bending）等のさな領域を形成する方法。
【００３８】
局部補強の目的は、それを達成する方法がいずれであっても、回転動作中のディスクとスイダとの間の相互作用（いわゆる、ヘッド−ディスクインタフェイスまたはＨＤＩ相互作用）によって引き起こされる所定のスライダ／ロードビーム共振（slider/loadbeam vibrational resonances）を最も適切に低減することである。ＨＤＩ相互作用によって引き起こされる振動ードは、１０ｋＨｚを越える周波数範囲にある。そして、本発明の目的を達成するために、最良の局部的剛性を生み出し、かつ／または、これらの特定のモードを減衰させるのに適切な位置は、ロードビームディンプルの周りであって、かつ、ディンプルとフレクシャが固定されたレーザ溶着点との間である。補強材を配置することは、スライダとディスクの凹凸（バンプや、その他のディスクの完全平面からのずれ）との間の相互作用によって生ずる振動モードに対処するものであることに留意されたい。上記した従来技術とは異なり、本実施の形態は、空気力学的揚力、フレクシャモーメント、またはフレクシャをもたないロードビームの安定性を取り扱うものではない。ロードビームに局部補強材を追加したり、ロードビームに特別の領域を形成するようにした場合の効果は、ロードビームに緩衝材を追加することによってより一層高められることに留意されたい。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本実施の形態の特徴が明らかになるように、比較例や従来技術と比較しつつ実施の形態を説明することにする。
【００４０】
最初に、図１と図２とを比較する。これらの図より、ＨＤＩ相互作用の最中におけるロードビーム・スライダ結合の作用が明らかになる。
【００４１】
図１は、スライダをサスペンションに搭載しなかった場合におけるスライダ振動変位量を、振動周波数の関数としてプロットしたグラフである。このグラフは、１００ｋＨｚおよび３００ｋＨｚの位置に低くて広い２つのピークだけが存在することを表している。これらのピークは、エアベアリング層振動モードそのものを表しており、エアベアリング層の流体力学的性質によって強く減衰される。
【００４２】
図２は、従来の通常品質のロードビームサスペンションに搭載されたスライダに関する比較グラフである。このグラフには、多数の多種多様な高く鋭いピークが見られ、多くの周波数において振動モードの減衰がなされていないことがわかる。これらのモードは、エアベアリング層とサスペンションとの間の動的結合によって引き起こされるスライダ振動を表している。このように、図１と図２とを比較することで、サスペンションにスライダを搭載したときの悪影響を例証することができる。
【００４３】
図３ａは、従来における高品質の薄くて（２５μｍ厚）質量の少ないロードビーム１０の末端部を模式的に表す比較例である。この図には、ロードビーム１０の質量を減らすための複数のアウトカット４０と、フレクシャ（図示せず）が溶着される領域６０とが図示されている。破線で示したディンプル３０は、図の紙面の下方に突出している。下方の突出した部材５０は、図示しないフレクシャの支持を補助するように機能する。
【００４４】
図３ｂは、図３ａに示したロードビーム上にスライダを搭載したときのＨＤＩ相互作用に続く振動の結果を示すグラフである。この種のタイプのロードビームは、本発明のような補強をもたないが、良好な静的特性と高品質の動作時衝撃性能とを達成する上で重要な役割を果たす。
【００４５】
図３ｂのグラフから、振動モードがまだ現れているが、結果は図２の場合よりもずっと良くなっていることがわかる。ジンバルに関連した約５７ｋＨｚのピーク５を除き、他のすべてのピークはロードビームとの動的結合の結果生じたものである。特に、２０ｋＨｚのピーク４は、高さは低いものの、その周波数のせいで、スライダの振る舞いに重大な悪影響を及ぼす。７５ｋＨｚおよび８５ｋＨｚのピークは、その高さのせいで、悪影響を及ぼす。
【００４６】
図４ａは、本発明の一実施の形態における局部補強が施されたロードビームデザインを表すものである。この例は、図３ａに示した補強なしロードビームを改良したものである。斜線を付した補強部材２０は、ディンプル３０と、フレクシャ（図示せず）をロードビームに取り付けるための領域６０との間に配置されている。なお、ディンプル３０は、補強部材２０の背面側にあり、破線の丸印で表している。フレクシャはロードビーム１０の下方（紙面の裏側）に取り付けられるようになっている。フレクシャの取り付けは、本実施の形態では溶接で行うが、その他の方法で行うようにしてもよい。そのような場合でもやはり、補強部材２０はディンプル３０とフレクシャ取り付け領域６０との間に配置される。
【００４７】
本実施の形態では、補強部材２０は溶接または接着によってロードビーム１０に取り付けられる。補強部材２０は、通常、ロードビーム１０と同じ材料であるステンレス綱で形成するのが好ましい。補強部材２０をロードビーム１０と同じ材料で形成すれば、（例えばカットアウトやより薄い材料を用いることで）より軽い質量が得られ、かつ、（例えばエッジを折り曲げたり部材を形成することで）より高い剛性が得られる。あるいは、より軽量の材料（例えばアルミニウム）を用いて補強部材２０を形成してもよい。ロードビーム１０と同じ材料で補強部材２０を形成しない場合には、熱膨張差に起因する不利益を回避するために、補強部材２０がロードビーム１０と熱的にマッチングする必要がある。ロードビーム１０に緩衝部材を付加したい場合には、振動吸収材料層（図示せず）をロードビーム１０と補強部材２０との間に設ければよい。補強部材２０を接着剤（例えばエポキシ接着剤）で取り付ける場合には、その接着剤自体が緩衝部材として機能することに留意されたい。
【００４８】
図４ｂは、図４ａに示したロードビーム上にスライダを搭載したときのＨＤＩ相互作用に続く振動の結果を示すグラフである。このグラフを図３ｂのグラフと比較すると、ロードビーム／スライダ結合モードのピーク高さが低くなっているばかりでなく、いくつかのモードがより高い周波数へとシフトしていることがわかる。より高い周波数にシフトすると、スライダの振る舞いへの悪影響が減少するので有利である。とりわけ、２０ｋＨｚのピーク４は、図３ｂの場合に比べて大幅に低くなる。ジンバルに関連した５７ｋＨｚのピーク５は、もちろん悪影響を及ぼさない。図３ｂにおける７５ｋＨｚのピーク６と８５ｋＨｚのピーク７は、図４ｂでは、高さが低くなると共に、約８５ｋＨｚのピーク６と約９０ｋＨｚのピーク７へとシフトしている。ピーク７よりも高い周波数のピークは、重大な悪影響を及ぼすことがない。
【００４９】
図５ａは、エッチングプロセスによって製作された従来のロードビームデザインの末端部を表す比較例である。エッチングプロセスによって一対の平行な側部レール１２０が残されている。この側部レール１２０は、ディンプル３０までは達していない。このため、ディンプル３０のすぐ周りの周辺領域３５は、剛性を欠き、比較的弱くなっている。なお、ディンプル３０は、模式的に円で示しているが、下方（紙背方向）に突出している。
【００５０】
図５ｂは、図５ａに示したロードビームに搭載されたスライダにおける、ＨＤＩ相互作用が起きたあとの振動応答を表すグラフである。このグラフには、ディンプル３０の周辺領域３５の弱さのせいで生じた約４９ｋＨｚの鋭いピーク１０が見える。
【００５１】
図６ａは、本発明の他の実施の形態に係るもので、エッチングプロセスによって製作されたロードビームデザインの末端部を表すものである。このロードビームデザインでは、エッチングプロセスにおいて付加的材料部分を残存させることにより、ディンプル３０およびその周辺領域３５を連続的に（完全に）取り囲むレール（またはリム）４０を形成するようにしている。図５ａに示した補強なしロードビームとは異なり、レール４０はディンプルの周辺領域３５を著しく補強している。
【００５２】
図６ｂは、図６ａに示したロードビームの変形例におけるロードビームデザインの末端部を表すものである。このロードビームデザインは、エッチングプロセスにおいて残された付加的なレール５０がディンプル３０およびその周辺領域３５の一部だけを取り囲んでいる点で図６ａに示したロードビームデザインとは異なるが、その補強作用は同様である。
【００５３】
図６ａおよび図６ｂに示したレール形状は、図５ａに示したロードビームデザインを補強するのに適した形であるが、それ以外のエッチデザインでもよく、ロードビームに剛性をもたらすための非エッチ材を、レール状またはリム状でなく、それ以外の厚くした補強部材の形にしてもよい。
【００５４】
図６ｃは、図６ｂに示したロードビームデザインにおける、ＨＤＩ相互作用に対するスライダ振動応答を表すものである。この応答を図５ｂに示した応答と比べてみると、補強の結果、いくつかの振動モードの減衰が見られる。とりわけ、４９ｋＨｚのピーク１０は、図５ｂとは異なり、なくなっている。このことは、ディンプルを取り囲む領域の補強が、振動モードの減衰に有効であることを示している。より高い周波数の振動モードはそもそも、スライダの振る舞いに低い周波数ほどの悪影響は及ぼさないものではあるが、これらのモードは、より高い周波数へとシフトすると共にその形が変化している。
【００５５】
図７ａは、従来の補強なしロードビームの末端部を模式的に表した比較例であり、ディンプル３０を一緒に図示している。図７ｂは、図７ａと同じロードビームに補強部材７０（斜線部）を付加することで補強されたロードビームを表すものであり、本発明における他の実施の形態に相当する。この部材７０は、ディンプル３０を覆うと共に、それを少し越えたところまで延びている。この部材７０は、通常、ロードビームと同じ材料で作られ、溶接または接着によってロードビームに取り付けられる。
【００５６】
図８ａは、補強のない従来のロードビームの末端部を斜視的に表したものであり、実質的に図７ａに示したロードビームと同じである。この図では、ディンプル３０を破線で図示している。
【００５７】
図８ｂは、本発明における他の実施の形態のロードビームを表すものである。このロードビームは、図８ａのロードビームと基本構成が同じであるが、ディンプル３０を取り囲むと共にこのディンプル３０に近接した領域３５をクリンピング（襞寄せ処理）することでロードビームの局部補強をしている点が異なる。この図では、クリンピングを放射状の線によって模式的に表している。良く知られているように、そのような特別なプロセス（クリンピング）は、一般に、ロードビーム素材構造に塑性変形を生じさせるものであり、これにより、必要な剛性が得られる。
【００５８】
以上の好適な実施の形態は、あくまで本発明を例示したものであって、本発明はこれらの例に限定されるものではない。以上に示した方法、プロセス、材料、構造および寸法に対して、様々な修正や変形が可能である。これにより、ＨＤＩ相互作用によりスライダに生ずるロードビーム結合スライダ振動モードを減衰し得る局部補強ロードビームが形成される。そして、添付の特許請求の範囲によって規定されるようなロードビーム搭載スライダが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】スライダ、ジンバルおよびロードビームの間に動的結合が存在しない場合において、スライダがディスク上のパンプに衝突したあとの振動応答を模式的に示したグラフである。
【図２】スライダ、ジンバルおよびロードビームの間に完全な動的結合が存在する場合におけるロードビーム搭載スライダの振動応答を模式的に示したグラフである。
【図３ａ】薄型で質量を低減した従来のロードビームデザインの一部を示す模式図（比較例）である。
【図３ｂ】図３ａに示したロードビーム搭載スライダにおいてＨＤＩ相互作用ののちに生ずるスライダ振動モードを模式的に示したグラフである。
【図４ａ】本発明の一実施の形態におけるロードビームを表すものであり、補強部材を付加して製作された局部補強ロードビームデザインの模式図である。
【図４ｂ】図４ａに示したロードビーム搭載スライダにおいてＨＤＩ相互作用ののちに生ずるスライダ振動モードを模式的に示したグラフである。
【図５ａ】エッチングの際にディンプルの周囲に補強をもたないようにして製作された従来のロードビームデザインの模式図（比較例）である。
【図５ｂ】図５ａに示したロードビーム搭載スライダにおいてＨＤＩ相互作用ののちに生ずるスライダ振動モードを模式的に示したグラフである。
【図６ａ】本発明の他の実施の形態におけるロードビームを表すものであり、図５ａに示したロードビームデザインにおいて、エッチングの際にディンプルの周りを完全に取り囲むように局所補強リムを形成したロードビームデザインの模式図である。
【図６ｂ】図６ａに示したロードビームデザインの変形例におけるロードビームを表すものであり、エッチングの際にディンプルの周りを部分的に取り囲むように局所補強リムを形成したロードビームデザインの模式図である。
【図６ｃ】図６ｂに示したロードビーム搭載スライダにおいてＨＤＩ相互作用ののちに生ずるスライダ振動モードを模式的に示したグラフである。
【図７ａ】ディンプル位置を示す従来のロードビームデザインの模式図である。
【図７ｂ】本発明の他の実施の形態におけるロードビームを表すものであり、図７ａに示したロードビームにおいて、ディンプルの周囲および上方に部材を付加することにより局部補強を達成したロードビームデザインの模式図である。
【図８ａ】ディンプル位置を示す従来のロードビームデザインの他の模式図である。
【図８ｂ】本発明の他の実施の形態におけるロードビームを表すものであり、図８ａにおいて、ディンプルの周りをクリンピングすることにより局部補強を達成したロードビームデザインの模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０…ロードビーム、２０，７０…補強部材、３０…ディンプル、３５…周辺領域、４０，５０…レール、６０…フレクシャ取り付け領域。、補強部材７０
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
2007335071.tif 000011
【図６ｂ】
2007335071.tif 000012
【図６ｃ】
2007335071.tif 000013
【図７ａ】
2007335071.tif 000014
【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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