(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシャを設けるロードビームと、
前記ロードビームの基部に設けるアクチュエータベースと、
前記アクチュエータベースに形成された開口部に収容され、電圧が印加されたときに前記ロードビームを変位させる歪みを生じる圧電セラミック素子と、
前記圧電セラミック素子の周縁部と前記アクチュエータベースとの間に充填される接着剤からなり、前記開口部の内面と前記圧電セラミック素子の端面との間に前記接着剤が充填され、前記開口部の側面と前記圧電セラミック素子の一方の側面との間に前記接着剤が充填され、かつ前記圧電セラミック素子の他方の側面に沿って前記開口部に形成された延出部と前記圧電セラミック素子の前記他方の側面との間に、前記延出部に沿って前記接着剤が塗布されることにより、前記圧電セラミック素子全体のうち長手方向の端面および側面を覆うカバー部と、
を具備したことを特徴とするディスク装置用サスペンション。
【請求項２】
前記ロードビームと前記アクチュエータベースが可撓性のヒンジ部材によって互いに連結されていることを特徴とする請求項１記載のディスク装置用サスペンション。
【請求項３】
前記被覆材料として、硬化前の粘度が２ＰａＳ以上、１０００ＰａＳ以下の接着剤を用いたことを特徴とする請求項１または２に記載のディスク装置用サスペンション。
【請求項４】
前記カバー部を形成するための被覆材料が、前記圧電セラミック素子を前記アクチュエータベースに固定するための接着剤と同一の接着剤からなることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項記載のディスク装置用サスペンション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置に内蔵されるディスク装置用サスペンションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転する磁気ディスクあるいは光磁気ディスク等を備えたディスク装置において、ディスクの記録面にデータを記録したりデータを読取るために磁気ヘッドが使われている。この磁気ヘッドは、ディスクの記録面と対向するスライダと、スライダに内蔵されたトランスジューサなどを含んでおり、ディスクが高速回転することによってスライダがディスクから僅かに浮上し、ディスクとスライダとの間にエアベアリングが形成されるようになっている。前記磁気ヘッドを保持するためのサスペンションは、ロードビームと呼ばれるビーム部材と、ロードビームに固定された極薄い板ばねからなるフレキシャと、ロードビームの基部に設けるベースプレートなどを備えている。フレキシャの先端部に磁気ヘッドを構成するスライダが装着される。
【０００３】
ハードディスク装置（ＨＤＤ）においては、ディスクのトラック中心をトラック幅の±１０％以下でフォローイング制御を行う必要がある。近年のディスクの高密度化によってトラック幅は１μｍ以下になりつつあり、スライダをトラック中心に保つことが困難になる傾向がある。このためディスクの剛性を上げるなどの低振動化を図るだけでなく、スライダの位置制御をさらに正確に行う必要が生じている。
【０００４】
従来のディスク装置は、一般にボイスコイルモータのみによってサスペンションを動かすシングル・アクチュエータ方式であった。このものは、低い周波数帯域に多くの共振ピークが存在するため、ボイスコイルモータのみによってサスペンション先端のスライダ（ヘッド部）を高い周波数帯域で制御することが困難であり、サーボのバンド幅を上げることができなかった。
【０００５】
そこでボイルコイルモータ以外に、マイクロアクチュエータ部を備えたデュアル・アクチュエータ方式のサスペンションが開発されている。マイクロアクチュエータ部は、第２のアクチュエータによってロードビームの先端側あるいはスライダをサスペンションの幅方向（いわゆるスウェイ方向）に微量だけ動かすようにしている。
【０００６】
この第２のアクチュエータによって駆動される可動部は、シングル・アクチュエータ方式に比べてかなり軽量であるため、スライダを高い周波数帯域で制御することができる。このため、スライダの位置制御を行うサーボのバンド幅をシングル・アクチュエータ方式と比較して数倍高くすることができ、その分、トラックミスを少なくすることが可能となる。
【０００７】
前記第２のアクチュエータの材料として、ＰＺＴと呼ばれるジルコンチタン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３とＰｂＴｉＯ３の固溶体）などの圧電セラミック素子が適していることが知られている。ＰＺＴは共振周波数が著しく高いため、デュアル・アクチュエータ方式における第２のアクチュエータに適している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＺＴなどの圧電セラミック素子はもろいだけでなく、その表面からパーティクルが発生することによるコンタミネーションが実用上の障害になる。このようなパーティクルが、万一、高速で回転しているディスクとスライダとの間に入り込むと、ディスクやスライダが損傷し、ディスクに記録されていたデータが消失したり、クラッシュの原因になることがある。
【０００９】
本発明者らは、圧電セラミック素子を用いたサスペンションのパーティクル発生状況を調べる試験を行った。この試験では、超音波洗浄装置によってサスペンションを液中で洗浄したのち、所定量の液中に存在する所定サイズ以上のパーティクル数をカウントした。その結果、圧電セラミック素子を用いるサスペンションは、圧電セラミック素子を用いない一般的なサスペンションと比較して、パーティクルがより多く発生することが判った。
【００１０】
前記圧電セラミック素子は、表面と裏面に電極用の金属層がスパッタリングあるいはメッキ等によって形成されている。このため圧電セラミック素子の表面あるいは裏面からパーティクルが発生する可能性はほとんどない。しかし圧電セラミック素子の側面あるいは端面は、この素子を製造する際にダイシングマシン等による切断加工等を行うため切断面が露出している。この切断面がパーティクルの発生源となり、洗浄を行うたびにパーティクルが発生し続けることになる。
【００１１】
従って本発明の目的は、パーティクルの発生を抑制することができるようなマイクロアクチュエータ部を備えたディスク装置用サスペンションを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を果たすための本発明のサスペンションは、フレキシャを設けるロードビームと、前記ロードビームの基部に設けるアクチュエータベースと、前記アクチュエータベースに形成された開口部に収容され、電圧が印加されたときに前記ロードビームをスウェイ方向に変位させる歪みを生じる圧電セラミック素子と、前記圧電セラミック素子の周縁部と前記アクチュエータベースとの間に充填される接着剤からなり、前記開口部の内面と前記圧電セラミック素子の端面との間に前記接着剤が充填され、前記開口部の側面と前記圧電セラミック素子の一方の側面との間に前記接着剤が充填され、かつ前記圧電セラミック素子の他方の側面に沿って前記開口部に形成された延出部と前記圧電セラミック素子の前記他方の側面との間に、前記延出部に沿って前記接着剤が前記延出部に沿って塗布されることにより、前記圧電セラミック素子全体のうち長手方向の端面および側面を覆うカバー部とを具備している。  
【００１３】
本発明のサスペンションにおいて、前記アクチュエータベースに前記圧電セラミック素子を収容可能な開口部を形成し、該開口部に前記圧電セラミック素子を収容するとよい。
【００１４】
また、本発明のサスペンションにおいて、前記ロードビームと前記アクチュエータベースが可撓性のヒンジ部材によって互いに連結されていてもよい。
【００１５】
本発明のサスペンションにおいて、前記ヒンジ部材の一部に前記圧電セラミック素子の側面に沿う延出部が設けられ、該延出部に沿って前記カバー部が形成されていてもよい。
【００１６】
本発明のサスペンションにおいて、被覆材料として、硬化前の粘度が２ＰａＳ以上、１０００ＰａＳ以下の接着剤を用いてもよい。
また本発明のサスペンションにおいて、前記カバー部を形成するための被覆材料が、前記圧電セラミック素子を前記アクチュエータベースに固定するための接着剤と同一の接着剤によって構成されていてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の第１の実施形態のディスク装置用サスペンション１０Ａについて、図１から図４を参照して説明する。
図１に示されたデュアル・アクチュエータ方式のサスペンション１０Ａは、ロードビーム１１と、マイクロアクチュエータ部１２と、ベースプレート１３と、ヒンジ部材１４などを備えている。ロードビーム１１は、厚さが例えば１００μｍ前後のばね性を有する金属板からなる。ロードビーム１１にフレキシャ１５が取付けられる。フレキシャ１５はロードビーム１１よりもさらに薄い精密な金属製の薄板ばねからなる。フレキシャ１５の前端部に、磁気ヘッドを構成するスライダ１６が設けられる。
【００１８】
図２に示すようにベースプレート１３の基部２０に円形のボス孔２１が形成されている。ベースプレート１３の基部２０と前端部２２との間に、下記圧電セラミック素子４０を収容可能な大きさの一対の開口部２３が形成されている。一対の開口部２３の間に、ベースプレート１３の前後方向（サスペンション１０Ａの軸線方向）に延びる帯状の連結部２４が設けられている。連結部２４は、ベースプレート１３の幅方向（図１中に矢印Ｓで示すスウェイ方向）にある程度撓むことができる。
【００１９】
ベースプレート１３の基部２０は、図示しないボイスコイルモータによって駆動されるアクチュエータアームの先端部に固定され、ボイスコイルモータによって旋回駆動されるようになっている。このベースプレート１３は、板厚が例えば２００μｍ前後の金属板からなる。この実施形態の場合、ベースプレート１３とヒンジ部材１４とによって、この発明で言うアクチュエータベース２５が構成されている。
【００２０】
図３に示すようにヒンジ部材１４は、ベースプレート１３の基部２０に重ねて固定される基部３０と、ベースプレート１３の連結部２４と対応した位置に形成された帯状のブリッジ部３１と、ベースプレート１３の前端部２２と対応した位置に形成された中間部３２と、板厚方向に弾性変形可能な可撓性を有する一対のヒンジ部３３と、ロードビーム１１に固定される先端部３４などを有している。このヒンジ部材１４は、板厚が例えば４０μｍ前後のばね性を有する金属板からなる。
【００２１】
マイクロアクチュエータ部１２は、ＰＺＴ等の板状の圧電素子からなる一対の圧電セラミック素子４０を含んでいる。図４に示すように、これらの圧電セラミック素子４０は、互いにほぼ平行となるようにアクチュエータベース２５の開口部２３に収容されている。
【００２２】
この実施形態の場合は、素子４０が開口部２３に収容された状態において、素子４０の一端部４０ａがヒンジ部材１４の基部３０に接着剤４１によって固定され、素子４０の他端部４０ｂがヒンジ部材１４の中間部３２に接着剤４１によって固定される。このとき接着剤４１は、素子４０とアクチュエータベース２５の開口部２３の下記内面６０，６１との間にも充填される必要がある。これは素子４０の歪み（変位）をより効果的にロードビーム１１に伝えるためと、素子４０の端面５２，５３や側面５４，５５等とアクチュエータベース２５との絶縁を十分に確保するためである。
【００２３】
これら一対の圧電セラミック素子４０は、電圧が印加されたときに、一方の素子４０が長手方向に伸びるとともに、他方の素子４０が長手方向に縮む。このように、一対の素子４０の歪む方向とストロークに応じて、ロードビーム１１側が幅方向（スウェイ方向）に所望量だけ変位することになる。
【００２４】
矩形の板状をなす圧電セラミック素子４０は、その厚み方向の表面５０および裏面と、長手方向の両端に位置する端面５２，５３と、両側面５４，５５を有している。表面５０と裏面には、その全体にわたり、スパッタリングあるいはメッキ等によって金属等の導電材料からなる電極（図示せず）が形成されている。両端面５２，５３と両側面５４，５５は、この素子４０を製作する際にダイシングマシン等によって切断されたカット面となっている。
【００２５】
素子４０の両端面５２，５３は、アクチュエータベース２５の開口部２３に挿入された状態において、それぞれ、開口部２３の長手方向両端の内面６０，６１と対向している。素子４０の両側面５４，５５のうち、連結部２４に近い側面５４は、連結部２４の側面２４ａと対向している。
【００２６】
図１に示すように、素子４０の両端面５２，５３と両側面５４，５５が、それぞれ被覆材料の一例としての接着剤７０からなるカバー部７１によって覆われている。さらに詳しくは、素子４０の両端面５２，５３と開口部２３の内面６０，６１との間に接着剤７０が充填され、かつ、素子４０の一側面５４と連結部２４の側面２４ａとの間に接着剤７０が充填され、この接着剤７０からなるカバー部７１によって素子４０の両端面５２，５３と両側面５４，５５が覆われている。このように接着剤７０を充填することにより、この接着剤７０は、素子４０とアクチュエータベース２５の開口部２３の内面６０，６１との間に充填された接着剤４１の量を補うことができる。
【００２７】
カバー部７１に用いる接着剤７０の硬化前の粘度は、２ＰａＳ以上、１０００ＰａＳ以下であることが望ましい。粘度が２ＰａＳ未満になると、接着剤７０が薄く広がり過ぎることにより、十分な厚さのカバー部７１を形成することができない。カバー部７１の厚さが不足すると、超音波洗浄を行ったときに接着剤７０が破壊されるなどして、パーティクル発生の原因となる。一方、粘度が１０００ＰａＳを越えると流動性が低下するため、通常の接着剤供給ノズルを備えた生産ラインでは適用が困難になる。
【００２８】
圧電セラミック素子４０に前記カバー部７１を設けた場合に、素子４０のストロークがどの程度変化するのかについて、３個の試料１，２，３について試験を行った。その結果、試料１については、カバー部７１を形成する前のストロークが±１．２００μｍ、カバー部７１を形成した後のストロークが±１．１６８μｍで、０．０３２μｍ減少した。試料２の場合には、カバー部７１を形成する前のストロークが±１．２３２μｍ、カバー部７１を形成した後のストロークが±１．２００μｍで、０．０３２μｍ減少した。試料３は、カバー部７１を形成する前のストロークが±１．２００μｍ、カバー部７１を形成した後のストロークが±１．２０８μｍであった。このように試料１，２，３とも、実用上問題になるようなストロークの劣化が生じないことが確認された。
【００２９】
以上説明した圧電セラミック素子４０を備えたサスペンション１０Ａを超音波洗浄し、液中のパーティクル数をカウントする試験を実施した。その結果を図５に示す。図５中の測定値Ｌ１，Ｌ２は、それぞれ圧電セラミック素子４０を備えたサスペンション１０Ａのパーティクル数を示し、測定値Ｌ３は、圧電セラミック素子を設けない従来のサスペンションのパーティクル数を示している。
【００３０】
図５に示されるように、前記実施形態のサスペンション１０Ａを１回洗浄した後（すなわち洗浄２回目以降）は、圧電セラミック素子を設けないサスペンションと同一レベルまでパーティクル数が減少し、圧電セラミック素子からのパーティクル発生が回避されていることが確認された。
【００３１】
図６は、圧電セラミック素子４０をアクチュエータベース２５に固定するために用いる接着剤のヤング率とストロークとの関係を示している。図６中のＬ４は解析値、Ｌ５は測定値である。素子４０をアクチュエータベース２５に固定するための接着剤は、ヤング率が大きい方が素子４０のストロークを確保する上で有利であることが判る。
これに対し、カバー部７１を形成する接着剤７０については、ヤング率が小さい方が素子４０のストロークを阻害しにくいと考えられる。
【００３２】
しかし本発明者らの研究によると、カバー部７１に用いる接着剤７０は、アクチュエータベース２５の変形部（素子４０が変位する際に歪みが生じる箇所）を拘束しない限り、素子４０のストロークにほとんど影響を与えないことが判っている。言い換えると、素子４０をアクチュエータベース２５に固定するための接着剤と、カバー部７１を形成するための接着剤７０に、互いに共通の接着剤（ヤング率の高い接着剤）を用いることが可能である。
【００３３】
図７は、サスペンションのスウェイ方向の動きを測定した結果を示している。図中の曲線Ｌ６は、カバー部７１を形成する前のスウェイ方向の動きを測定した結果であり、曲線Ｌ７はカバー部７１を形成した後のスウェイ方向の動きを測定した結果である。カバー部７１を形成したサスペンションは、マイクロアクチュエータ部１２がカバー部７１によって補強されるため、カバー部７１を設けないサスペンションに比較してスウェイ周波数が高い方にシフトし、特性が改善されている。また、カバー部７１を形成することにより、カバー部７１が素子４０を保護することになり、素子４０の破壊強度を高めることができるという利点がある。
【００３４】
前記サスペンション１０Ａの場合には、図４に示すように素子４０の一方の側面５５はアクチュエータベース２５が存在しない空間に臨んでいるため、この側面５５に塗布された接着剤７０は液垂れを生じるなどして厚さが不足しやすい。この点を改善するために、図８と図９に示したサスペンション１０Ｂが有効である。
【００３５】
図８と図９は本発明の第２の実施形態のサスペンション１０Ｂを示している。このサスペンション１０Ｂの場合、ヒンジ部材１４の一部に、素子４０の側面５５に沿う帯状の延出部８０が形成されている。互いに対向する延出部８０の間には、スウェイ方向の動きを妨げないようにスリット８１が形成されている。そしてこの延出部８０に沿って接着剤７０が塗布されることにより、素子４０の側面５５がカバー部７１によって覆われている。それ以外の構成と作用については第１の実施形態のサスペンション１０Ａと共通であるから、両者に共通の符号を付して説明は省略する。
【００３６】
この第２の実施形態のサスペンション１０Ｂの場合、素子４０の側面５５と延出部８０に沿って接着剤７０を供給することができ、接着剤７０の垂れ止めがなされるため、側面５５における接着剤７０の厚さ不足を回避でき、素子４０の全周にわたって十分な厚さのカバー部７１を形成することができる。
【００３７】
なお、前記各実施形態では、圧電セラミック素子４０をアクチュエータベース２５に形成された開口部２３に収容しているが、素子４０を開口部２３に収容する代りに、アクチュエータベース２５の上に素子４０を重ねた状態で固定するようにしてもよい。
【００３８】
これらの実施形態をはじめとして、この発明を実施するに当たって、ロードビームやベースプレート、ヒンジ部材、アクチュエータベース、圧電セラミック素子、被覆材料など、この発明を構成する各要素をこの発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜に変形して実施できることは言うまでもない。また、ベースプレートとロードビームは、それぞれ、アルミニウム合金等の軽合金あるいは、軽合金とステンレス鋼のクラッド材を用いることによって軽量化を図ってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、圧電セラミック素子の端面および側面を覆うようにしてこの素子の周縁部に形成された厚いカバー部によって、圧電セラミック素子からパーティクルが発生することを抑制できる。このカバー部は圧電セラミック素子の変位を実質的に阻害しないため、ストローク劣化の原因とならない。
【００４０】
本発明によれば、圧電セラミック素子をアクチュエータベースの開口部に収容することにより、圧電セラミック素子の端面や側面に十分な量の接着剤を塗布しやすくなり、接着剤が硬化する前の液垂れも防止されて厚いカバー部を形成することができる。また、延出部に沿って接着剤を容易に供給することができ、液垂れも防止できるため、十分な厚さのカバー部を形成することができる。
【００４１】
請求項２に記載した発明によれば、ロードビームとアクチュエータベースがヒンジ部材を介して互いに連結されるため、ロードビームとアクチュエータベースおよびヒンジ部材に要求されるそれぞれの特性に適した材料を用いることができ、サスペンションとしての特性を向上させることができる。
【００４３】
請求項３に記載した発明によれば、カバー部形成用の接着剤を圧電セラミック素子に厚く塗布することができ、しかも適度な流動性を有するため、塗布性も良好である。
【００４４】
請求項４に記載した発明によれば、圧電セラミック素子をアクチュエータベースに固定するための接着剤と、カバー部を形成するための接着剤を共通化することにより、接着剤の扱いが容易となり、塗布のための作業性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態を示すサスペンションの平面図。
【図２】  図１に示されたサスペンションのベースプレートの平面図。
【図３】  図１に示されたサスペンションのヒンジ部材の平面図。
【図４】  図１に示されたサスペンションのカバー部を形成する前の状態を示す平面図。
【図５】  図１に示されたサスペンションと圧電セラミックス素子を有しないサスペンションをそれぞれ超音波洗浄した時のパーティクル数を示す図。
【図６】  圧電セラミックス素子をアクチュエータベースに固定するための接着剤のヤング率と圧電セラミックス素子のストロークとの関係を示す図。
【図７】  カバー部を形成する前と後のそれぞれのサスペンションの周波数とゲインとの関係を示す図。
【図８】  本発明の第２の実施形態を示すサスペンションの一部の平面図。
【図９】  図８に示されたサスペンションのヒンジ部材の平面図。
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ…ディスク装置用サスペンション
１１…ロードビーム
１２…マイクロアクチュエータ部
１３…ベースプレート
１４…ヒンジ部材
２３…開口部
２５…アクチュエータベース
４０…圧電セラミック素子
７０…接着剤（被覆材料の一例）
７１…カバー部
８０…延出部
【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】
0004246909.tif 000008
【図８】
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【図９】
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