(57)【要約】【課題】  激励される時、良好なスライダの位置調整性能及び共振性能を得ることができるマイクロアクチュエータを提供する。【解決手段】  本発明のマイクロアクチュエータは、少なくとも一つの第一端部に回転延伸部が設置されている二つのサイドアーム及び該二つのサイドアームの間に設置されている回転できる底板を含む支持部材と、回転できる底板がそれぞれサイドアームの第二端部に接続されるよう設置されている一対の連結部材と、サイドアームの全体及び回転延伸部に接続されている少なくとも一つの圧電素子とを備え、少なくとも一つの圧電素子が膨張する時、回転できる底板は第一方向に回転され、少なくとも一つの圧電素子が収縮する時、回転できる底板は第二方向に回転される。【選択図】      図２
2007042266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つのサイドアームを有し、そのうち少なくとも一つは第一端部に回転延伸部が設置されており、さらに前記二つのサイドアームの間に設置された回転できる底板を含む支持部材と、
前記回転できる底板がそれぞれ前記サイドアームの第二端部に接続されるように設置されている一対の連結部材と、
前記サイドアームの全体及び前記回転延伸部に接続されている少なくとも一つの圧電素子と、を備え、
前記少なくとも一つの圧電素子が膨張する時、前記回転できる底板は第一方向に回転され、前記少なくとも一つの圧電素子が収縮する時、前記回転できる底板は第二方向に回転されることを特徴とするマイクロアクチュエータ。
【請求項２】
前記サイドアームはサイドアーム本体を備え、前記回転延伸部は前記サイドアーム本体の一端から別の一端に延伸し、前記サイドアーム本体と前記回転延伸部の間には一つの溝部が形成されている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】
前記溝部の内部には付加材料が充填されている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】
前記付加材料は、エポキシ材料、バインダー材料、ポリマー材料、金属材料から選べる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５】
前記サイドアームは、サイドアーム本体と、該サイドアーム本体の一端部に接続されている回転延伸部とを備える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６】
前記回転延伸部は、中実構造であることを特徴とする請求項５記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項７】
前記回転延伸部は、前記サイドアーム本体と緊密に接続するために用いられる伸長部分を更に含むことを特徴とする請求項５記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項８】
スライダと、マイクロアクチュエータと、当該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センブリであって、
前記サスペンションと前記マイクロアクチュエータの間には平行な隙間が形成されており、
前記マイクロアクチュエータは、
二つのサイドアームを有し、そのうち少なくとも一つは第一端部に回転延伸部が設置されており、さらに前記二つのサイドアームの間に設置された回転できる底板を含む支持部材と、
前記回転できる底板がそれぞれ前記サイドアームの第二端部に接続されるよう設置されている一対の連結部材と、
前記サイドアームの全体及び前記回転延伸部に接続されている少なくとも一つの圧電素子とを含み、
前記少なくとも一つの圧電素子が膨張する時、前記回転できる底板は第一方向に回転され、前記少なくとも一つの圧電素子が収縮する時、前記回転できる底板は第二方向に回転され、
前記スライダ及び前記サイドアームは、対角線の方向にある二つの部位で互いが接続され、そのうち少なくとも一つの接続部位は前記回転延伸部に位置していることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項９】
前記サイドアームはサイドアーム本体を備え、前記回転延伸部は前記サイドアーム本体の一端から別の一端に延伸し、前記サイドアーム本体と前記回転延伸部の間には一つの溝部が形成されていることを特徴とする請求項８記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１０】
前記溝部の内部には付加材料が充填されていることを特徴とする請求項９記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１１】
前記付加材料は、エポキシ材料、バインダー材料、ポリマー材料、金属材料から選べることを特徴とする請求項９記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１２】
前記サイドアームは、サイドアーム本体と、当該サイドアーム本体の一端部に接続されている回転延伸部とを備えることを特徴とする請求項８記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１３】
前記回転延伸部は、中実構造であることを特徴とする請求項１２記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１４】
前記回転延伸部は、前記サイドアーム本体と緊密に接続するために用いられる伸長部分を更に含むことを特徴とする請求項１２記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１５】
前記スライダは、前記回転できる底板の上に浮上されており、前記マイクロアクチュエータの回転できる底板は、前記サスペンションと接続されていることを特徴とする請求項８記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１６】
ディスクドライブユニットであって、スライダと、マイクロアクチュエータ及び当該マイクロアクチュエータを支持するサスペンションを含むヘッドジンバルアセンブリと、当該ヘッドジンバルアセンブリと接続している駆動アームと、磁気ディスクと、当該磁気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、
二つのサイドアームを有し、そのうち少なくとも一つは第一端部に回転延伸部が設置されており、さらに前記二つのサイドアームの間に設置された回転できる底板を含む支持部材と、
前記回転できる底板がそれぞれ前記サイドアームの第二端部に接続されるよう設置されている一対の連結部材と、
前記サイドアームの全体及び前記回転延伸部に接続されている少なくとも一つの圧電素子とを含み、
前記少なくとも一つの圧電素子が膨張する時、前記回転できる底板は第一方向に回転され、前記少なくとも一つの圧電素子が収縮する時、前記回転できる底板は第二方向に回転され、
前記スライダ及び前記サイドアームは対角線の方向にある二つの部位で互いに接続され、そのうち少なくとも一つの部位は前記回転延伸部に位置していることを特徴とするディスクドライブユニット。
【請求項１７】
一定の間隔をおいて並列に配置された一対のサイドアームを有し、これらサイドアームの間に底板を配置するとともに、当該底板が連結部を介して前記各サイドアームの対角に位置する各一端部と接続され、一方、前記各一端部とは反対に位置する各他端部が自由端となっており、且つ、前記各サイドアームの少なくとも一方に圧電素子を設けたことを特徴とするマイクロアクチュエータ。
【請求項１８】
少なくとも前記圧電素子が設けられたサイドアームは、前記自由端から内側へ折り返されて前記一端部方向へ延びる回転延伸部を有することを特徴とする請求項１７記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項１９】
前記回転延伸部が形成されたサイドアームは、前記回転延伸部と、この回転延伸部が対向する前記自由端から一端部へ向かう一定の領域との間に、溝部が形成されていることを特徴とする請求項１８記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項２０】
前記溝部の内部には付加材料が充填されていることを特徴とする請求項１９記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項２１】
前記付加材料は、エポキシ材料、バインダー材料、ポリマー材料、金属材料から選べることを特徴とする請求項２０記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項２２】
少なくとも前記圧電素子が設けられたサイドアームは、スライダを接続するための接続補助部材が内面に設けてあり、この接続補助部材は、前記サイドアームにおける自由端の近傍と対応する部位に膨出部が設けられており、当該膨出部に前記スライダを接続する構成であることを特徴とする請求項１７記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項２３】
スライダと、このスライダが接続されるマイクロアクチュエータと、当該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センブリであって、
前記サスペンションと前記マイクロアクチュエータの間には平行な隙間が形成されており、
前記マイクロアクチュエータは、一定の間隔をおいて並列に配置された一対のサイドアームを有し、これらサイドアームの間に底板を配置するとともに、当該底板が連結部を介して前記各サイドアームの対角に位置する各一端部と接続され、一方、前記各一端部とは反対に位置する各他端部が自由端となっており、且つ、前記各サイドアームの少なくとも一方に圧電素子が設けてあり、
前記スライダは、前記各サイドアームの対角方向にある前記自由端又はその近傍に接続されていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項２４】
スライダと、このスライダが接続されるマイクロアクチュエータと、当該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センブリであって、
前記サスペンションと前記マイクロアクチュエータの間には平行な隙間が形成されており、
前記マイクロアクチュエータは、一定の間隔をおいて並列に配置された一対のサイドアームを有し、これらサイドアームの間に底板を配置するとともに、当該底板が連結部を介して前記各サイドアームの対角に位置する各一端部と接続され、一方、前記一端部とは反対に位置する各他端部が自由端となっており、且つ、前記各サイドアームの少なくとも一方に圧電素子が設けてあり、さらに、少なくとも前記圧電素子が設けられたサイドアームは、前記自由端から内側へ折り返されて前記一端部方向へ延びる回転延伸部を有しており、
前記スライダは、前記各サイドアームの対角方向に位置する部位にそれぞれ接続され、しかも当該接続部位の少なくとも一方は前記回転延伸部であることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項２５】
前記回転延伸部が形成されたサイドアームは、前記回転延伸部と、この回転延伸部が対向する前記自由端から一端部へ向かう一定の領域との間に、溝部が形成されていることを特徴とする請求項２４記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項２６】
前記溝部の内部には付加材料が充填されていることを特徴とする請求項２５記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項２７】
前記付加材料は、エポキシ材料、バインダー材料、ポリマー材料、金属材料から選べることを特徴とする請求項２６記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項２８】
スライダと、このスライダが接続されるマイクロアクチュエータと、当該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センブリであって、
前記サスペンションと前記マイクロアクチュエータの間には平行な隙間が形成されており、
前記マイクロアクチュエータは、一定の間隔をおいて並列に配置された一対のサイドアームを有し、これらサイドアームの間に底板を配置するとともに、当該底板が連結部を介して前記各サイドアームの対角に位置する各一端部と接続され、一方、前記一端部とは反対に位置する各他端部が自由端となっており、且つ、前記各サイドアームの少なくとも一方に圧電素子が設けてあり、さらに、少なくとも前記圧電素子が設けられたサイドアームは内面に接続補助部材が設けてあり、この接続補助部材は前記サイドアームにおける自由端の近傍と対応する部位に膨出部が設けられており、
前記スライダは、前記各サイドアームの対角方向に位置する部位にそれぞれ接続され、しかも当該接続部位の少なくとも一方は前記接続補助部材の膨出部であることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項２９】
前記スライダは、前記マイクロアクチュエータの底板との間に間隔をあけて浮上配置されており、前記マイクロアクチュエータの底板は、前記サスペンションと接続されていることを特徴とする請求項２３乃至２８のいずれか一項に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項３０】
スライダと、マイクロアクチュエータ及び当該マイクロアクチュエータを支持するサスペンションを含むヘッドジンバルアセンブリと、当該ヘッドジンバルアセンブリと接続している駆動アームと、磁気ディスクと、当該磁気ディスクを回転させるスピンドルモータとを備えたディスクドライブユニットであって、
前記ヘッドジンバルアセンブリが、請求項２３乃至２９のいずれか一項に記載したヘッドジンバルアッセンブリで構成されていることを特徴とするディスクドライブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブ等のディスクドライブユニットと、該ディスクドライブユニット等に用いられる回転可能なマイクロアクチュエータ、及び該マイクロアクチュエータを使用したヘッドジンバルアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクドライブは、記憶媒体を利用してデータの記録再生を行う情報記憶装置である。従来のディスクドライブは、上面に同心トラック（track）が形成された磁気ディスク、ヘッドジンバルアセンブリ（HGA）、このヘッドジンバルアセンブリを駆動するための駆動アームを備えた構成である。磁気ディスクは、スピンドルモータ（spindle motor）に装着されており、該モータにより回転駆動される。また、ボイスコイルモータ（Voice-Coil Motor，VCM）は、駆動アームの移動を制御することで、ヘッドジンバルアセンブリの動作を制御し、磁気ディスク表面におけるトラック上でのスライダの移動を制御して、データの記録再生を実現する。
【０００３】
しかしながら、ボイスコイルモータ及びサスペンションの固有の誤差のため、スライダは、移動過程において正確な位置制御を行うことができなくなる。このため、スライダによるデータの記録再生機能に影響を与えることになる。
【０００４】
上記の問題を解決するために、スライダの移動調整として、圧電（PZT）マイクロアクチュエータが採用されている。つまり、圧電マイクロアクチュエータにより、スライダの小さな幅の移動制御を行うことができ、さらに、ボイスコイルモータ及びサスペンションによる公差（tolerance）を補償することができる。また、圧電マイクロアクチュエータは、記録トラックの幅をより小さくさせ、ＴＰＴ（毎１インチにあたるトラック数）値をおよそ５０％増加させることができる。さらに、圧電マイクロアクチュエータは、スライダのトラック確認時間と定位時間を減少させて、磁気ディスクの表面記録密度を高め、ディスクドライブの駆動性能を改善させることができる。
【０００５】
以下、図１ａ及び図１ｂを参照しながら、従来のヘッドジンバルアセンブリについて説明する。同図に示すように、ヘッドジンバルアセンブリ２７７は、スライダ２０３と、圧電マイクロアクチュエータ２０５と、該マイクロアクチュエータ２０５を搭載するサスペンション２１３が備えられている。圧電マイクロアクチュエータ２０５はＵ字形のセラミックスフレーム２９７を備えた構成である。このＵ字形のセラミックスフレーム２９７は相互に間隔があいて二つのサイドアーム２０７が延伸し、さらにＵ字形のセラミックスフレーム２９７の両側には二つの圧電素子（図示せず）が装着されている。また、圧電マイクロアクチュエータ２０５は、ヘッドジンバルアセンブリ２７７のサスペンション２１３上に装着されている。サスペンション２１３は、Ｕ字形のセラミックスフレーム２９７の各サイドアーム２０７の両側に近接する導電トレース（conductive traces）２１０が備えられ、例えばゴールドボール接合（ＧＢＢ）又はソルダーボール接合（ＳＢＢ）等の複数の導電する接合点２０９（electrical connection balls）を介して、マイクロアクチュエータ２０５と電気接続されている。一方で、他のＧＢＢ又はＳＢＢ等の一組の導電接合点２０８を介して、スライダ２０３と導電トレース２１０が電気接続されている。
【０００６】
また、図１ｃに示すように、スライダ２０３はマイクロアクチュエータ２０５のサイドアーム２０７の間に配置されている。このスライダ２０３は、両側点２０６においてエポキシ接着材（epoxy dots）２１２を介して二つのサイドアーム２０７と連結し、これによりスライダ２０３とサイドアーム２０７が共に移動することが可能である。導電トレース２１０を通じて電源を印加する場合、圧電マイクロアクチュエータ２０５に装着されている圧電素子は膨張又は収縮されて、サイドアーム２０７の変形を引き起こし、従って磁気ディスク表面の磁気トラック上でスライダ２０３を移動させる。これにより、スライダ２０３の微小な位置調整を実現することができる。
【０００７】
しかし、圧電マイクロアクチュエータ２０５及びスライダ２０３は、サスペンションタング（suspension tongue）（図示せず）に取付けられているため、該圧電マイクロアクチュエータ２０５が駆動される時、スライダ２０３の平行移動又は揺動が行われ、また、圧電マイクロアクチュエータ２０５のＵ字形フレーム２９７による拘束があるため、これにより、サスペンションの基板（base plate）の周波数と同一のサスペンションの共振を発生させる。このような状況によって、ディスクドライブのサーボ帯域幅及び容量の向上を制限する結果になっていた。
【０００８】
以上のような問題点に鑑みて、この問題を解決するマイクロアクチュエータ、ヘッドジンバルアセンブリ及びディスクドライブを提供することが望まれていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来技術の有する不都合を改善し、マイクロアクチュエータが駆動される時、良好なスライダの位置調整性能及び共振性能を図ったマイクロアクチュエータ及びヘッドジンバルアセンブリを提供することを目的とする。
また、本発明の第二の目的は、大きなサーボ帯域幅及び良好な性能を具備するディスクドライブユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明のマイクロアクチュエータ（micro-actuator）は、
二つのサイドアーム（side arms）を有し、そのうち少なくとも一つは第一端部に回転延伸部が設置されており、さらに前記二つのサイドアームの間に設置された回転できる底板を含む支持部材と、
回転できる底板がそれぞれサイドアームの第二端部に接続されるよう設置されている一対の連結部材と、
サイドアームの全体及び回転延伸部に接続されている少なくとも一つの圧電素子とを備え、
少なくとも一つの圧電素子が膨張する時、回転できる底板は第一方向に回転され、少なくとも一つの圧電素子が収縮する時、回転できる底板は第二方向に回転されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明において、サイドアームはサイドアーム本体を備え、回転延伸部はサイドアーム本体の一端から別の一端に延伸し、一つの溝部（notch）がサイドアーム本体と回転延伸部の間に形成されることが好ましい。
【００１２】
また、溝部の内部に付加材料を充填させることが好ましい。ここで、付加材料を、エポキシ材料、バインダー材料、ポリマー材料、金属材料から選ぶことが好ましい。
【００１３】
また、サイドアームはサイドアーム本体と、このサイドアーム本体の一端部に接続されている回転延伸部を備え、且つ、この回転延伸部は中実構造（solid structure）であることが好ましい。さらに、本発明の別の実施形態において、回転延伸部はサイドアーム本体と緊密に接続するために用いられる伸長部分を更に備えることが好ましい。
【００１４】
これにより、本発明において、スライダは回転する底板の上に装着され、また、圧電素子に電圧が印加された時、サイドアームは、圧電素子の変形の影響を受けて、反対の方向に向かって変転することができる。これによりスライダは、従来のマイクロアクチュエータと比べ、より大きな回転及び移動範囲を有することができる。更に、サイドアームには回転延伸部があり、サイドアームの長さは回転延伸部に従って増加され、これにより、サイドアームに装着されている圧電素子を伸長させることができて、マイクロアクチュエータの位置調整性能を改善させることができる。
【００１５】
次に、本発明のヘッドジンバルアセンブリは、スライダ（slider）と、マイクロアクチュエータ（micro-actuator）と、該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、サスペンションとマイクロアクチュエータの間には平行な隙間が形成されており、
マイクロアクチュエータは、二つのサイドアーム（side arms）を有し、そのうち少なくとも一つは第一端部に回転延伸部が設置されており、さらに前記二つのサイドアームの間に設置された回転できる底板を含む支持部材と、
回転できる底板がそれぞれサイドアームの第二端部に接続されるよう設置されている一対の連結部材と、
サイドアームの全体及び回転延伸部に接続されている少なくとも一つの圧電素子とを含み、
少なくとも一つの圧電素子が膨張する時、回転できる底板は第一方向に回転され、少なくとも一つの圧電素子が収縮する時、回転できる底板は第二方向に回転され、
スライダ及びサイドアームは対角線の方向にある二つの部位でお互いに接続され、そのうち少なくとも一つの部位は回転延伸部に位置していることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明のディスクドライブユニットは、スライダとマイクロアクチュエータ及び該マイクロアクチュエータを支持するサスペンションを含むヘッドジンバルアセンブリと、該ヘッドジンバルアセンブリと接続している駆動アームと、磁気ディスクと、該磁気ディスクを回転させるスピンドルモータとを備える。
ここで、マイクロアクチュエータは、
二つのサイドアーム（side arms）を有し、そのうち少なくとも一つは第一端部に回転延伸部が設置されており、さらに前記二つのサイドアームの間に設置された回転できる底板を含む支持部材と、
回転できる底板がそれぞれサイドアームの第二端部に接続されるよう設置されている一対の連結部材と、
サイドアームの全体及び回転延伸部に接続されている少なくとも一つの圧電素子とを含み、
少なくとも一つの圧電素子が膨張する時、回転できる底板は第一方向に回転され、少なくとも一つの圧電素子が収縮する時、回転できる底板は第二方向に回転され、
スライダ及びサイドアームは対角線の方向にある二つの部位でお互いに接続され、そのうち少なくとも一つの部位は回転延伸部に位置していることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のマイクロアクチュエータは、
一定の間隔をおいて並列に配置された一対のサイドアームを有し、これらサイドアームの間に底板を配置するとともに、当該底板が連結部を介して各サイドアームの対角に位置する各一端部と接続され、一方、各一端部とは反対に位置する各他端部が自由端となっており、且つ、各サイドアームの少なくとも一方に圧電素子を設けたことを特徴とする。
【００１８】
ここで、少なくとも圧電素子が設けられたサイドアームは、自由端から内側へ折り返されて一端部方向へ延びる回転延伸部を有することが好ましく、さらに、この回転延伸部と、この回転延伸部が対向する自由端から一端部へ向かう一定の領域との間には、溝部を形成することが好ましい。この溝部の内部には、付加材料を充填してもよい。付加材料は、エポキシ材料、バインダー材料、ポリマー材料、金属材料から選ぶことができる。
【００１９】
サイドアームは回転延伸部だけ長さ寸法が増加し、これにより、サイドアームに装着されている圧電素子の変形を多く許容でき、マイクロアクチュエータの位置調整性能を改善させることができる。
【００２０】
また、少なくとも圧電素子が設けられたサイドアームは、スライダを接続するための接続補助部材が内面に設けてあり、この接続補助部材は、サイドアームにおける自由端の近傍と対応する部位に膨出部が設けられており、当該膨出部にスライダを接続する構成であってもよい。
【００２１】
また、本発明のヘッドジンバルアセンブリは、スライダと、このスライダが接続されるマイクロアクチュエータと、当該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、
サスペンションとマイクロアクチュエータの間には平行な隙間が形成されており、
マイクロアクチュエータは、一定の間隔をおいて並列に配置された一対のサイドアームを有し、これらサイドアームの間に底板を配置するとともに、当該底板が連結部を介して各サイドアームの対角に位置する各一端部と接続され、一方、各一端部とは反対に位置する各他端部が自由端となっており、且つ、各サイドアームの少なくとも一方に圧電素子が設けてあり、
スライダは、各サイドアームの対角方向にある自由端又はその近傍に接続されていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明のヘッドジンバルアセンブリは、スライダと、このスライダが接続されるマイクロアクチュエータと、当該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、
サスペンションとマイクロアクチュエータの間には平行な隙間が形成されており、
マイクロアクチュエータは、一定の間隔をおいて並列に配置された一対のサイドアームを有し、これらサイドアームの間に底板を配置するとともに、当該底板が連結部を介して各サイドアームの対角に位置する各一端部と接続され、一方、一端部とは反対に位置する各他端部が自由端となっており、且つ、各サイドアームの少なくとも一方に圧電素子が設けてあり、さらに、少なくとも圧電素子が設けられたサイドアームは、自由端から内側へ折り返されて一端部方向へ延びる回転延伸部を有しており、
スライダは、各サイドアームの対角方向に位置する部位にそれぞれ接続され、しかも当該接続部位の少なくとも一方は回転延伸部であることを特徴とする。
【００２３】
さらに、本発明のヘッドジンバルアセンブリは、
スライダと、このスライダが接続されるマイクロアクチュエータと、当該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、
サスペンションとマイクロアクチュエータの間には平行な隙間が形成されており、
マイクロアクチュエータは、一定の間隔をおいて並列に配置された一対のサイドアームを有し、これらサイドアームの間に底板を配置するとともに、当該底板が連結部を介して各サイドアームの対角に位置する各一端部と接続され、一方、一端部とは反対に位置する各他端部が自由端となっており、且つ、各サイドアームの少なくとも一方に圧電素子が設けてあり、さらに、少なくとも圧電素子が設けられたサイドアームは内面に接続補助部材が設けてあり、この接続補助部材はサイドアームにおける自由端の近傍と対応する部位に膨出部が設けられており、
スライダは、各サイドアームの対角方向に位置する部位にそれぞれ接続され、しかも当該接続部位の少なくとも一方は接続補助部材の膨出部であることを特徴とする。
【００２４】
上述したヘッドジンバルアセンブリは、スライダが、マイクロアクチュエータの底板との間に間隔をあけて浮上配置され、マイクロアクチュエータの底板は、サスペンションと接続されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
従来の装置と比べ、本発明の実施形態に係るスライダ及びマイクロアクチュエータのサイドアームは、対角線方向にある二つの部位で互いに接続される。この様な設計は、マイクロアクチュエータが駆動される時、スライダを回転させて、微小な位置調整を実現させるためである。一方で、この様な設計は、マイクロアクチュエータの低周波数状況での作業において、発生するサスペンションの共振を防止することができ、また、高周波数の状況での作業においては、該マイクロアクチュエータだけの共振を発生させることができる。これにより、ディスクドライブのサーボ帯域幅を増大させ、更に、その容量を向上させる。なお、従来の装置と比べ、マイクロアクチュエータの支持部材の弾性構造は、スライダの位置調整がより自由に行われるように役割をになっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施例について説明する。
〔第１の実施形態〕
図１４に示すように、本発明の第１の実施形態において、ディスクドライブ１００は一組の磁気ディスク１０１を収容するケース１０８を含む構成である。この各磁気ディスク１０１の表面には磁性めっき層が塗られ、この磁性めっき層には複数の同心磁気トラックが形成されている（図示せず）。磁気ディスク１０１はスピンドルモータ１０２に取付けられており、このスピンドルモータ１０２は選択的に磁気ディスク１０１を回転させることができる。ケース１０８にはボイスコイルモータ１０７にて制御する駆動アーム３が装着されている。この駆動アーム３は磁気ディスク１０１に対応して、本実施形態におけるヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）２００を駆動させ、ヘッドジンバルアセンブリ２００上に位置しているスライダ３１（図２を参照）を磁気ディスク１０１表面上の各トラック間で移動させる。
【００２７】
図２乃至図５に示すように、ヘッドジンバルアセンブリ２００はサスペンション８を有し、このサスペンション８は、例えば金属、セラミックス又はポリマー材料等から製造された基板１１と、ディスクドライブ１００と接続するために用いられる駆動アーム３のピボット部材１５と、基板１１と接続してロードビーム１７を支持するために用いられるフレキシブル１３とから形成されている。
フレキシブル１３は一つのサスペンションタング３２８を備えており、このサスペンションタング３２８は回転するマイクロアクチュエータ３２及びスライダ３１を搭載するために使用される。基板１１上には複数の導電パット３０８が形成されてあり、この導電パット３０８はディスクドライブ１００上の制御システム（図示せず）と接続するために使用される。また、複数の導電トレース（conductive traces）３０９、３１１は、サスペンション８に設けられ、且つそれぞれ導電パット３０８からサスペンション８上に形成された導電パット３１０、１１３まで延伸されており、マイクロアクチュエータ３２及びスライダ３１を制御システムと電気接続させている。マイクロアクチュエータ３２は、例えばＧＢＢ又はＳＢＢ等の金属ボール３３２を介して、導電パット３１０と電気接続している。また、スライダ３１は、例えばＧＢＢ又はＳＢＢ等の金属ボール４０５を介して、導電パット１１３と電気接続している。
【００２８】
以下、図７及び図８を参照しながら、本発明の第１の実施形態におけるマイクロアクチュエータ３２及びスライダ３１の組立について説明する。マイクロアクチュエータ３２は、スライダ３１を収容又は保持するために使用される一つの支持部材３２０ａを備えている。支持部材３２０ａは、一つの底板３５７と、この底板３５７の両側縁にそれぞれ装着され、且つ底板３５７と垂直するように配置された一対のサイドアーム３５８ａを備えている。各サイドアーム３５８ａは、連結部材（連結部）３５１を介して、底板３５７の両端部へ対角に相対するように接続されている。底板３５７の側縁と各サイドアーム３５８ａの間に溝部３５９を形成させ、この溝部３５９は底板３５７の各サイドアームに沿って延伸している。これによって、各サイドアーム３５８ａは、底板３５７に固定された一端部（第二端部）と、自由端となる他端部（第一端部）とを有している。ここで、一対のサイドアーム３５８ａの自由端は、それぞれ対角方向に配置されている。溝部３５９が十分な長さを有することで、各サイドアーム３５８ａの自由端は、底板３５７に対応して湾曲及び回転することが可能となる。
【００２９】
また、図７及び図８に示すように、スライダ３１は各サイドアーム３５８ａの回転延伸部３６５の間に収容され、更に、エポキシ接着材３２３を介して該回転延伸部３６５間に固定されている。勿論、接着材はエポキシ接着材３２３に限られるわけではなく、別の粘性接着材を使用してもよい。これにより、スライダ３１の移動に伴ってサイドアーム３５８ａを変転させる。ここで、スライダ３１は、所定の隙間３６０（図６を参照）を介して、マイクロアクチュエータ３２の支持部材３２０の底板３５７と分離するが、隙間３６０は３０μｍ又はそれより大きくてもよい。このように設計した理由は、マイクロアクチュエータ３２の駆動時、スライダ３１をより円滑に移動させるためである。
【００３０】
更に、図７及び図８に示すように、二つの圧電素子（ＰＺＴ）３２１はサイドアーム３５８ａの外側に固定されている。この圧電素子３２１は板状の薄膜圧電素子又はセラミックス圧電素子である。勿論、圧電素子３２１を、例えば、サイドアーム３５８ａの内側に固定させるように、他の方式を適宜採用してサイドアーム３５８ａに固定させることもできる。更に、圧電素子３２１は、回転延伸部３６５を有したサイドアーム３５８ａの外側面の形状及び寸法と同一であることが好ましい。この圧電素子３２１により、回転延伸部３６５を有しているサイドアーム３５８ａの外側面が完全に覆われることとなる。図２、図３及び図５に示すように、圧電素子３２１には電気パット３３３が形成され、該電気パット３３３は金属ボール３３２と接続してある。これにより、導電パット３１０を介して、導電トレース３１１及び導電パット３０８は、ディスクドライブ１００の制御システムと電気接続させることができる。この様な電気接続は、制御システムから圧電素子３２１に電圧を印加させることができ、また、サイドアーム３５８ａの外側面と圧電素子３２１が連結されているため、このサイドアーム３５８ａの変形（変転）を発生させることができる。
【００３１】
また、図２、図３及び図５に示すように、スライダ３１の後縁３５５（trailing edge）には一組の導電パット２０４が形成されてあり、この導電パット２０４は、金属ボール４０５と物理的な結合を実現している。このため、導電トレース３０９及び導電パット３０８は、導電パット１１３を介してディスクドライブ１００の制御システムと電気接続させることができる。これにより、スライダ３１と制御システムの間に電気的な接続を確立して、データ及び信号を伝送する構成としている。
【００３２】
図２乃至図４に示すように、スライダ３１はマイクロアクチュエータ３２に搭載され、マイクロアクチュエータ３２はサスペンションタング３２８に搭載され、また、サスペンションタング３２８はサスペンション８のロードビーム１７により支持されている。このロードビーム１７はサスペンションタング３２８を支持する一つの小さい突起３２９が形成されて、搭載による搭載力を常にスライダ３１の中心に印加させるようにしている。また、マイクロアクチュエータ３２の底板３５７は、サスペンションタング３２８の上に位置している。更に、予測できない震動及び振動によるサスペンションタング３２８の過度な移動を制限するために用いられる限位部材２０７がロードビーム１７上に形成され、且つサスペンションタング３２８を貫通している。
【００３３】
図７及び図８に示すように、本発明の第１の実施形態におけるマイクロアクチュエータ３２ａは、各サイドアーム３５８ａの自由端から内側へ折り返されて一端部方向へ延びる回転延伸部３６５を含んでいる。サイドアーム３５８ａの本体と回転延伸部３６５との間には、溝部（隙間）が形成されている。スライダ３１は、この回転延伸部３６５にエポキシ接着材３２３を介して固定支持されている。サイドアーム３５８ａは、回転延伸部３６５の長さだけ、スライダ３１の側面長さよりも長くなる（図８を参照）。このように、サイドアーム３５８ａの長さを増加させることにより、サイドアーム３５８ａに装着されている圧電素子３２１の変形を多く許容でき、マイクロアクチュエータ３２の位置調整性能を改善することができる。また、本実施形態において、各サイドアーム３５８ａに形成された回転延伸部３６５は、互いに対角方向に配置されている。従って、圧電素子３２１を駆動する時において、底板３５７を回転させることができる。
【００３４】
以下、図９にはマイクロアクチュエータ３２ａの作業状態を図示する。マイクロアクチュエータ３２ａの圧電素子３２１に電圧が印加されない場合、このマイクロアクチュエータ３２ａの支持部材３２０ａ及びスライダ３１は始めの位置（定常位置）で静止している。この時、サイドアーム３５８ａは変形がないため、サイドアーム３５８ａの変形によるスライダ３１の移動も発生していない。次に、例えばプラス電圧等の所定の電圧が圧電素子３２１に印加された場合、圧電素子３２１が変形（伸長）し、従ってサイドアーム３５８ａの変形を引き起こす。この時、サイドアーム３５８ａは点線で示すような位置３５８ａ'に移動（回転）する。この変形のため、サイドアーム３５８ａに固定されているスライダ３１も移動することになる。つまり、このスライダ３１の位置は、図面中の３１'のように、磁気ディスク１０１の表面にある磁気トラックに対応して調整される。また、圧電素子３２１に、例えばマイナス電圧等の反対の電圧が印加された場合は、この圧電素子３２１は反対方向の変形（収縮）が発生し、従って、スライダ３１は反対方向に移動する。このため、圧電素子３２１に適当な電圧を印加することにより、スライダ３１の位置は二つの方向に選択的に調整することができる。
【００３５】
〔第２の実施形態〕
以下、図１０を参照しながら、本発明の第二実施形態におけるマイクロアクチュエータ３２ｂを簡単に説明する。このマイクロアクチュエータ３２ｂは、図７及び図８に示したマイクロアクチュエータ３２ａを変形した構成であって、おおよそマイクロアクチュエータ３２ａと同じ構造である。異なる点としては、マイクロアクチュエータ３２ｂの位置調節又は共振等の性能を高めるために、各サイドアーム３５８ａの本体と回転延伸部３６５との間の溝部（隙間）に、付加材料３６４を充填したことである。付加材料３６４は、エポキシ材料、バインダー材料、ポリマー材料、金属材料から選ぶことができる。なお、マイクロアクチュエータ３２ｂの他の部分の構造は、マイクロアクチュエータ３２ａの対応する構造と同じであるため、図面で同一の符号を付すとともに、ここではその構造に関する更なる説明は省略する。
【００３６】
〔第３の実施形態〕
また、図１１（ａ）乃至（ｄ）は本発明の第３の実施形態に係るマイクロアクチュエータ３２ｃを示す図である。このマイクロアクチュエータ３２ｃは、図３に示したマイクロアクチュエータ３２と類似した構造を持っているため、図面で同一の符号を付すとともに、ここではその構造に関する更なる説明は省略する。一方、マイクロアクチュエータ３２ｃとマイクロアクチュエータ３２の相違は、このマイクロアクチュエータ３２ｃの各サイドアーム３５８の内表面に扁平状ステー３６６（接続補助部材）がそれぞれ接着してあることである。この扁平状ステー３６６には膨出部３６７が形成されている。図１１（ｂ）に示すように、各サイドアーム３５８に設けられた扁平状ステー３６６は、膨出部３６７を対角方向に配置してある。この膨出部３６７は、サイドアーム３５８の自由端の近傍に位置する。圧電素子３２１は各サイドアーム３５８の外表面に装着されて、扁平状ステー３６６と相対している。また、スライダ３１は、扁平状ステー３６６の間に各膨出部３６７に挟まれて収容され、スライダ３１の側辺のエポキシ接着材３２３を介して膨出部３６７に固定される。スライダ３１が膨出部３６７に固定される場合、扁平状ステー３６６はサイドアーム３５８をより長い寸法とすることができ、従って、サイドアーム３５８に連結されている圧電素子３２１もより長い寸法とすることができる。圧電素子３２１がより長い寸法となることによって、サイドアーム３５８の変転性能を改善させることができ、従って、マイクロアクチュエータ３２ｃの全体性能を向上させることができる。
なお、扁平状ステー３６６（接続補助部材）の材料は、金属材料、ポリマー材料、又はセラミックス材料から選ばれることが可能である。
【００３７】
〔第４の実施形態〕
図１２（ａ）（ｂ）は本発明の第４の実施形態に係るマイクロアクチュエータ３２ｄを示す図面である。このマイクロアクチュエータ３２ｄは、図７及び図８に示す第１の実施形態に係るマイクロアクチュエータ３２ａと逆向きで対称になる構造を呈している。このマイクロアクチュエータ３２ｄは一つの支持部材３２０ｄを有し、また、この支持部材３２０ｄは二つのサイドアーム３５８ｄを含み、各サイドアーム３５８ｄの一端部は底板３５７に固定され、他の一端部は回転延伸部３６５を有する自由端になって、該回転延伸部３６５は連結部材３６３（連結部）を介してサイドアーム３５８ｄと接続している。サイドアーム３５８ｄの自由端の配置位置と、第１の実施形態に係るマイクロアクチュエータ３２ａにおけるサイドアーム３５８ｂの自由端の配置位置とは、逆向きで対称の構造である。
【００３８】
〔第５の実施形態〕
図１３（ａ）乃至（ｄ）は本発明の第５の実施形態に係るマイクロアクチュエータ３２ｅを示す図面である。このマイクロアクチュエータ３２ｅは、図１１（ａ）乃至（ｄ）に示す第３の実施形態に係るマイクロアクチュエータ３２ｃと逆向きで対称になる構造を呈している。マイクロアクチュエータ３２ｅは、各サイドアーム３５８の内表面に付いている扁平状ステー３６６（接続補助部材）を備え、この各扁平状ステー３６６には膨出部３６７が形成されている。ここで、マイクロアクチュエータ３２ｅの扁平状ステーに設けられている膨出部３６７と、第３の実施形態に係るマイクロアクチュエータ３２ｃの扁平状ステーに設けられている膨出部３６７とは、反対側の位置に設置されている。
【００３９】
以上、本発明について好ましい実施形態を説明したが、上記の実施形態に限定されず、本発明の精神から逸脱せずに様々な変形が可能であり、そして本発明は本明細書に記載した細部に限定されるものではないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１ａ】従来技術におけるヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）の斜視図である。
【図１ｂ】図１ａにおけるサスペンションタングの領域を示す拡大斜視図である。
【図１ｃ】図１ａにおけるヘッドジンバルアセンブリにスライダを装着する時の組立過程を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るヘッドジンバルアセンブリの斜視図である。
【図３】図２におけるサスペンションタングの領域を示す拡大斜視図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】図３においてマイクロアクチュエータとスライダを取り除いた後の局部拡大図である。
【図６】スライダを装着したマイクロアクチュエータの一端視図である。
【図７】図２におけるマイクロアクチュエータの分解図である。
【図８】図７の組立図である。
【図９】図８におけるマイクロアクチュエータの作業時の平面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るマイクロアクチュエータとスライダを組立てた状態を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るマイクロアクチュエータの支持部材の図であり、（ａ）は分解図、（ｂ）は支持部材の組立図、（ｃ）はスライダが装着されているイクロアクチュエータの分解図、（ｄ）は組立図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係るスライダが装着されているマイクロアクチュエータの図であり、（ａ）は分解図、（ｂ）は組立図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係るマイクロアクチュエータの支持部材の図であり、（ａ）は分解図、（ｂ）は支持部材の組立図、（ｃ）はスライダが装着されているマイクロアクチュエータの分解図、（ｄ）は組立図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るヘッドジンバルアセンブリ及びマイクロアクチュエータを装着したディスクドライブの斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
３：駆動アーム、８：サスペンション、
１１：基板、１３：フレキシブル、１７：ロードビーム、
３１：スライダ、３２：マイクロアクチュエータ、
１００：ディスクドライブ、１０１：磁気ディスク、１０２：スピンドルモータ、１０７：ボイスコイルモータ、
２００：ヘッドジンバルアセンブリ、
３２０ａ：支持部材、３２１：圧電素子、３２３：エポキシ接着材、３２８：サスペンションタング、３５１：連結部材、３５７：底板、３５８：サイドアーム、３５９：溝部、３６５：回転延伸部、３６６：扁平ステー、３６７：膨出部
【図１ａ】
2007042266.tif 000003
【図１ｂ】
2007042266.tif 000004
【図１ｃ】
2007042266.tif 000005
【図２】
2007042266.tif 000006
【図３】
2007042266.tif 000007
【図４】
2007042266.tif 000008
【図５】
2007042266.tif 000009
【図６】
2007042266.tif 000010
【図７】
2007042266.tif 000011
【図８】
2007042266.tif 000012
【図９】
2007042266.tif 000013
【図１０】
2007042266.tif 000014
【図１１】
2007042266.tif 000015
【図１２】
2007042266.tif 000016
【図１３】
2007042266.tif 000017
【図１４】
2007042266.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月30日(2006.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の間隔をおいて並列に配置された一対のサイドアームを有し、これらサイドアームの間に底板を配置するとともに、当該底板が連結部を介して前記各サイドアームの対角に位置する各一端部と接続され、一方、前記各一端部とは反対に位置する各他端部が自由端となっており、且つ、前記各サイドアームの少なくとも一方に圧電素子を設けたことを特徴とするマイクロアクチュエータ。
【請求項２】
少なくとも前記圧電素子が設けられたサイドアームは、前記自由端から内側へ折り返されて前記一端部方向へ延びる回転延伸部を有する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】
前記回転延伸部が形成されたサイドアームは、前記回転延伸部と、この回転延伸部が対向する前記自由端から一端部へ向かう一定の領域との間に、溝部が形成されている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】
前記溝部の内部には付加材料が充填されてい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】
前記付加材料は、エポキシ材料、バインダー材料、ポリマー材料、金属材料から選べることを特徴とする請求項４記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項６】
少なくとも前記圧電素子が設けられたサイドアームは、スライダを接続するための接続補助部材が内面に設けてあり、この接続補助部材は、前記サイドアームにおける自由端の近傍と対応する部位に膨出部が設けられており、当該膨出部に前記スライダを接続する構成である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７】
スライダと、このスライダが接続されるマイクロアクチュエータと、当該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センブリであって、
前記サスペンションと前記マイクロアクチュエータの間には平行な隙間が形成されており、
前記マイクロアクチュエータは、一定の間隔をおいて並列に配置された一対のサイドアームを有し、これらサイドアームの間に底板を配置するとともに、当該底板が連結部を介して前記各サイドアームの対角に位置する各一端部と接続され、一方、前記各一端部とは反対に位置する各他端部が自由端となっており、且つ、前記各サイドアームの少なくとも一方に圧電素子が設けてあり、
前記スライダは、前記各サイドアームの対角方向にある前記自由端又はその近傍に接続されていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項８】
スライダと、このスライダが接続されるマイクロアクチュエータと、当該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センブリであって、
前記サスペンションと前記マイクロアクチュエータの間には平行な隙間が形成されており、
前記マイクロアクチュエータは、一定の間隔をおいて並列に配置された一対のサイドアームを有し、これらサイドアームの間に底板を配置するとともに、当該底板が連結部を介して前記各サイドアームの対角に位置する各一端部と接続され、一方、前記一端部とは反対に位置する各他端部が自由端となっており、且つ、前記各サイドアームの少なくとも一方に圧電素子が設けてあり、さらに、少なくとも前記圧電素子が設けられたサイドアームは、前記自由端から内側へ折り返されて前記一端部方向へ延びる回転延伸部を有しており、
前記スライダは、前記各サイドアームの対角方向に位置する部位にそれぞれ接続され、しかも当該接続部位の少なくとも一方は前記回転延伸部であることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項９】
前記回転延伸部が形成されたサイドアームは、前記回転延伸部と、この回転延伸部が対向する前記自由端から一端部へ向かう一定の領域との間に、溝部が形成されていることを特徴とする請求項８記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１０】
前記溝部の内部には付加材料が充填されていることを特徴とする請求項９記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１１】
前記付加材料は、エポキシ材料、バインダー材料、ポリマー材料、金属材料から選べることを特徴とする請求項１０記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１２】
スライダと、このスライダが接続されるマイクロアクチュエータと、当該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センブリであって、
前記サスペンションと前記マイクロアクチュエータの間には平行な隙間が形成されており、
前記マイクロアクチュエータは、一定の間隔をおいて並列に配置された一対のサイドアームを有し、これらサイドアームの間に底板を配置するとともに、当該底板が連結部を介して前記各サイドアームの対角に位置する各一端部と接続され、一方、前記一端部とは反対に位置する各他端部が自由端となっており、且つ、前記各サイドアームの少なくとも一方に圧電素子が設けてあり、さらに、少なくとも前記圧電素子が設けられたサイドアームは内面に接続補助部材が設けてあり、この接続補助部材は前記サイドアームにおける自由端の近傍と対応する部位に膨出部が設けられており、
前記スライダは、前記各サイドアームの対角方向に位置する部位にそれぞれ接続され、しかも当該接続部位の少なくとも一方は前記接続補助部材の膨出部であることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１３】
前記スライダは、前記マイクロアクチュエータの底板との間に間隔をあけて浮上配置されており、前記マイクロアクチュエータの底板は、前記サスペンションと接続されていることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか一項に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１４】
スライダと、マイクロアクチュエータ及び当該マイクロアクチュエータを支持するサスペンションを含むヘッドジンバルアセンブリと、当該ヘッドジンバルアセンブリと接続している駆動アームと、磁気ディスクと、当該磁気ディスクを回転させるスピンドルモータとを備えたディスクドライブユニットであって、
前記ヘッドジンバルアセンブリが、請求項７乃至１３のいずれか一項に記載したヘッドジンバルアッセンブリで構成されていることを特徴とするディスクドライブユニット。