(57)【要約】【課題】ディスクフラッタ振動を検出するセンサの検出信号からキャリッジアームの上下振動に起因する信号を除去すること。【解決手段】ヘッドスライダ３を搭載するジンバル１１の両側にあるジンバル支持部１１ａ、１１ｂにセンサ１５ａ、１５ｂを配置する。２つのセンサ１５ａ、１５ｂからは、ディスクフラッタ振動に起因する信号の位相は逆相で出力され、キャリッジアームの上下振動に起因する信号の位相は同相で出力される。２つのセンサ１５ａ、１５ｂの出力の差をとると、キャリッジアームの上下振動に起因する信号を除去することができる。【選択図】図５
2009266348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドスライダを支持するジンバルと、
前記ジンバルの両側のジンバル支持部のそれぞれに配置された振動センサと、
を備えるヘッドサスペンション。
【請求項２】
ヘッドスライダを支持するジンバルと、
配線を有し、前記ジンバルの両側を通るトレースと、
前記ジンバルの両側のトレースのそれぞれに配置された振動センサと、
を備えるヘッドサスペンション。
【請求項３】
前記各振動センサからの出力信号は、差動増幅器に入力される請求項１又は２に記載のヘッドサスペンション。
【請求項４】
前記各振動センサの一方の電極はお互いに配線により接続され、
前記各振動センサの他方の電極は差動増幅器の入力端子に接続される請求項３に記載のヘッドサスペンション。
【請求項５】
ディスク媒体に情報を読み／書きするヘッドと、
前記ヘッドを支持するヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダを支持するジンバルを有するヘッドサスペンションと、
前記ヘッドサスペンションを支持するキャリッジアームと、
前記ヘッドサスペンションの長手方向に向かう前記ヘッドスライダの中心線の両側にそれぞれ配置された振動センサと、
前記各振動センサの出力信号を処理して前記キャリッジアームの上下振動成分を除去する信号処理回路と、
を備えるディスク装置。
【請求項６】
前記信号処理回路は差動増幅器を有し、前記各振動センサの出力信号の差を出力する請求項１に記載のディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドサスペンションおよびディスク装置に関し、さらに詳しくは、振動センサを備えたヘッドサスペンションおよびディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル化や情報化の進展により大容量記録装置が必要とされ、ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）などのディスク装置は急速に高密度化が進んでいる。それに伴い、記録媒体上の最小記録サイズもますます小さくなっている。
【０００３】
ハードディスク駆動装置は、磁気ディスクが高速で回転することにより生じた空気の流れを利用してヘッドスライダを浮上させ、アクチュエータによりヘッドスライダを所望のトラックに位置決めしてデータの記録／再生を行う。アクチュエータは、一端にヘッドスライダを支持するヘッドサスペンションを、他端にボイスコイルを備えるキャリッジアームを有している。キャリッジアームは軸支され、支軸の回りに回転してヘッドスライダを移動させる。磁気記録媒体の記録サイズが小さくなってくると、ヘッドを移動するアクチュエータには高いヘッド位置決め精度が要求される。
【０００４】
ヘッドの位置決めを阻害する主要因の一つにディスクフラッタがある。ディスクフラッタは、記録媒体の回転によって発生する空気流が記録媒体を振動させる現象をいう。ディスクフラッタは、記録媒体を振動させるとともに、記録媒体上を浮上するスライダに振動を与え、スライダにトラック方向振動を引き起こす。このトラック方向振動が、ヘッド位置決め精度に悪影響を及ぼすことになる。
【０００５】
従来、記録媒体に対して軸線方向の変位を検出する歪ゲージをヘッドサスペンションに取付けて、歪ゲージの出力から補正制御信号を生成してアクチュエータへ送り、記録媒体上のトラックに対するヘッド位置ずれを補正するものが提案されている。また、圧電センサでアクチュエータの変形を検出して共振を抑制する方法が提案されている。（下記特許文献１、２参照）
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２１７２４４号公報
【特許文献２】特許第３２０８３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の提案のように、ヘッドサスペンションに単にセンサを配置している構造では、ディスクフラッタの振動のみならず、ヘッドサスペンションを支持するキャリッジアームの上下振動も検出してしまうことが判明した。しかも、キャリッジアームの上下振動は、ヘッドスライダにトラック方向振動を与えないものである。したがって、もともとヘッドの位置ずれを引き起こしていないアーム上下振動成分について補正を行なうと、ボイスコイルに余分な電流を流してしまう。言い換えれば、本来補正する必要のないアーム上下振動成分を誤って補正しようとすることによって、センサの位置ずれが発生するという問題が生じていた。
【０００８】
この問題に鑑み、本発明は、ディスクフラッタ振動を検出するセンサの検出信号からキャリッジアームの上下振動に起因する信号を除去できるようにセンサを配置したヘッドサスペンションおよびディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ヘッドサスペンションの１態様は、ジンバルの両側のジンバル支持部のそれぞれに振動センサが配置される。
【００１０】
ヘッドサスペンションの他の態様は、ジンバルの両側を通るトレースのそれぞれに振動センサが配置される。
【００１１】
ディスク装置は、ヘッドサスペンションの長手方向に向かうヘッドスライダの中心線の両側に振動センサを配置し、信号処理回路では、各振動センサの出力信号を処理してキャリッジアームの上下振動成分を除去する。
【発明の効果】
【００１２】
ヘッドサスペンションのジンバル支持部あるいはジンバルの両側のトレースにセンサを配置したので、ディスクフラッタの検出感度を上げることができ、さらに各センサから、アーム上下動振動成分を除去可能な出力を得ることができる。
【００１３】
ディスク装置では、センサの検出信号からアーム上下振動を除去して、ディスクフラッタのみを検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、実施形態を説明する。
図１は、本実施形態が適用される磁気ディスク装置の一例を示す図である。図２は、図１の磁気ディスク装置に使用されているアクチュエータの拡大斜視図である。
【００１５】
図１に示すように、磁気記録媒体２は、スピンドルモータ１に回転可能に筐体９に固定されている。アクチュエータ４は、先端にヘッドスライダ３を支持するヘッドサスペンション６を備え、磁気記録媒体２の略半径方向に移動可能に筐体９に固定されている。
【００１６】
図２に示すように、一端にヘッドスライダ３を支持するヘッドサスペンション６の他端は、キャリッジアーム５に結合している。キャリッジアーム５は、軸受け８を通じて、支軸の回りに回転可能である。さらにキャリッジアームの他端には、ボイスコイル７を有している。ボイスコイル７に流す電流を制御することにより、アクチュエータ４は、ヘッドスライダを所定のトラックに位置づけることができる。
【００１７】
図３は、ヘッドサスペンションとトレースを分解して示す図である。ヘッドサスペンション６は一般にステンレス薄板で形成され、ヘッドスライダが取付けられるジンバル１１はステンレス薄板からエッチングにより形成される。ジンバル１１は、ジンバル支持部１１ａ、１１ｂと、ヘッドスライダを搭載するスライダ搭載部１１ｃとを有し、ヘッドスライダを柔軟に支持することができる。なお、図４では、ヘッドスライダは、図の裏面に取り付けられる。
【００１８】
ヘッドへの配線のためのトレース１２は、ポリイミドで形成されたフレキシブル基板１２−１と、フレキシブル基板１２−１に印刷される配線パターン１２−２とを有する。配線パターン１２−２は、ヘッドに接続し、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）信号を運ぶ。
【００１９】
図４は、ディスクの高速回転によりディスクフラッタが生じたときのヘッドサスペンションの変形を示す図である。図４は、ヘッドサスペンション６の変形がよく分るように、ロードビームを取り外したフレキシャを示している。また、変位の大きさは拡大している。
【００２０】
ディスクの高速回転によるディスクフラッタが位置決め精度に悪影響を及ぼすのは、ディスクの振動が単に上下振動でなく、ディスクが変形し、スライダに対して傾きを持って振動することに起因している。ディスクに追従しようとするヘッドスライダは、ヘッドサスペンション６の取り付け面に対して傾くように振動する。したがって、ヘッドサスペンション６自体が捩れ振動を起こす。図４に示すように、特にジンバル１１周辺Ａには、捩れ振動が大きく現れている。
【００２１】
一方、ヘッドサスペンション６を支持するアームの上下振動は、ヘッドサスペンション６の取り付け面の上下方向の振動である。アーム上下振動にもジンバル１１の振動を伴うが、このときのジンバル１１の振動に捩れは伴っておらず、単純な上下振動に近い。
【００２２】
本実施形態では、センサの出力からアームの上下振動成分を除去することにより、捩れ振動成分の起因となるディスクフラッタ振動のみを検出する。
【００２３】
図５は、本実施形態によるジンバルにセンサを搭載したサスペンションの一部拡大図である。
【００２４】
ジンバル１１のスライダ搭載部１１ｃにはヘッドスライダ３が搭載されている。スライダ搭載部１１ｃは、２本のジンバル支持部１１ａ、１１ｂにより、ヘッドサスペンション本体に柔軟に支持されている。ヘッドスライダ３の端子には、トレース１２のＲ／Ｗ信号線が接続される。ジンバル１１の先端には、ロードビーム１４に設けられた貫通孔に係合する係合部１１ｄが設けられている。
【００２５】
本実施形態では、２つのセンサ１５ａ、１５ｂは、ディスクフラッタによる変形が大きくなる２本のジンバル支持部１１ａ、１１ｂに貼り付けられる。２本のジンバル支持部１１ａ、１１ｂは、ヘッドスライダ３の長手方向中心線の両側に位置するので、センサ１５ａ、１５ｂにより検出される捩れ振動成分の位相は逆相である。また、アーム上下振動成分については、２個のセンサ１５ａ、１５ｂのそれぞれの出力は同相であり大きさもほぼ同じである。
【００２６】
したがって、２個のセンサ１５ａ、１５ｂの出力の差をとると、捩れ振動成分は加算され、アーム上下振動成分については、ほぼ零となる。したがって、２個のセンサ１５ａ、１５ｂの出力の差分によって、アーム上下振動成分を除去して、捩れ振動の起因となるディスクフラッタ振動のみを検出することができる。この結果、２個のセンサ１５ａ、１５ｂの出力の差によりフィードフォワード制御を行うことによりヘッドの正確な位置決めが可能となる。
【００２７】
センサ１５ａ、１５ｂには、外部から与えられた振動を電圧に変換する圧電素子を用いることができる。圧電素子は、ＰＶＤＦ（PolyVinylidine DiFluoride）あるいは薄膜ＰＺＴ（lead zirconium titanate）などの圧電材料から形成されることができる。ＰＶＤＦは、耐衝撃性に強いという特徴を有している。薄膜ＰＺＴであれば、センサとしての特性が良好になることが期待できる。また、測定対象物の伸縮に応じて抵抗値が変化する歪ゲージをセンサ１５ａ、１５ｂとして用いることもできる。
【００２８】
図６は、本実施形態によるトレースにセンサを搭載したヘッドサスペンションの一部拡大図である。
【００２９】
図６は、図５と同じヘッドサスペンションの一部を示している。図５と異なるのは、２つのセンサ１５ａ、１５ｂが、ジンバル１１近傍のトレース１２ａ、１２ｂに貼り付けられている点である。図１に示したように、ヘッドスライダ３が配置されているジンバルの左右に位置するトレース１２の部分も、大きな変形を受けている。したがって、ジンバル１３近傍のトレース１２ａ、１２ｂに貼り付けたセンサ１５ａ、１５ｂも、検出出力の差をとるとディスクフラッタのみを検出することができる。
【００３０】
トレースに形成されたパターン配線は、ベースとなるポリイミドにＲ／Ｗ回路用の銅線がパターニングされたものである。センサ１５ａ、１５ｂの電極用の配線パターンもＲ／Ｗ線とトレース上にパターニングすることができる。導電性接着剤などを用いてセンサ１５ａ、１５ｂをトレース１２ａ、１２ｂ上に実装すれば、電気的接続が容易で、組立性に優れた構造となる。
【００３１】
図７(ａ)（ｂ）は、２つのセンサから得られる信号を処理する信号処理回路を示す図である。
【００３２】
図７(ａ)は、２つのセンサの検出信号を電圧信号として入力する差動アンプの回路を示す。図５および図６に示す２つのセンサ１５ａ、１５ｂを圧電素子２１ａ、２１ｂで形成し、圧電素子の分極方向を、紙面裏側から表側に向かう方向にそろえておく。圧電素子２１ａ、２１ｂの表面に見える電極側を差動アンプ２５に接続し、圧電素子２１ａ、２１ｂの裏側の電極（図５では隠れた面の電極）をグランドに接続しておく。上述のように、差動アンプ２５の出力Ｖは、入力信号Ｖ1、Ｖ2とすると、Ｖ＝Ｖ1−Ｖ2となるので、ジンバルやスライダの上下振動はキャンセルされ、捩れ振動のみを検出できる。なお、圧電素子の分極方向や配線は、上述のものに限らない。同様な結果を得ることができる他の分極方向及び配線を適宜選択することができる。
【００３３】
図７（ｂ）は、差動型のチャージアンプを用いる信号処理回路を示す。圧電素子を用いるセンサの場合は、差動型のチャージアンプを用いて出力を検出することもできる。圧電素子２１ａ、２１ｂで検出された電荷Ｑ1、Ｑ2を差動チャージアンプ２７に入力すると、差動チャージアンプ２７は、入力された電荷Ｑ1、Ｑ2の差分に比例した信号Ｖ＝ｋ（Ｑ1−Ｑ2）を出力する。
【００３４】
図８は、図５に示すヘッドサスペンションの反対側の面を示す図であり、ロードビーム１４に面する２つのジンバル支持部１１ａ、１１ｂの表面にセンサ１５ａ、１５ｂを貼り付けた例を示す。
【００３５】
図９は、図６に示すヘッドサスペンションの反対面を示す図であり、ロードビーム１４に面する２つのトレース部１２ａ、１２ｂの表面にセンサ１５ａ、１５ｂを貼り付けた例を示す。
【００３６】
図８、９のようにセンサ１５ａ、１５ｂを配置して、センサ１５ａ、１５ｂの差分を求めることにより、図５、６と同様に、捩り振動成分のみを検出することができる。したがって、ヘッドの正確な位置決めのための補正信号を得ることができる。
【００３７】
図１０（ａ）（ｂ）は、センサの配線の２つの方法を示す図である。
図１０(ａ）は図７（ａ）（ｂ)に示した回路に用いられる配線を示す。２つのセンサ１５ａ、１５ｂのそれぞれの出力を差動アンプ２５（あるいは差動アンプ２７）に入力するので、センサ１つ当たり２本の配線を引く必要がある。この配線は、トレース１２ａ上のパターン配線としてＲ／Ｗの信号線と共に一体で形成される。したがって、引き回す配線の本数が増える分だけ、パターン配線の全体の幅が広くなってしまう。そうすると、ジンバルの剛性に影響を与え、温湿度変化に対する変動が大きいジンバル構造になりかねない。すなわち、スライダの浮上安定性に影響を与えることが懸念される。従って、増える配線の本数は極力少ないことが好ましい。
【００３８】
そこで、図１０（ｂ）のように、２つのセンサの１つずつの端子を接合しておき、残りの一本ずつの線だけをトレース上に引き回すことにする。図１０（ａ）では、トレース上に２本ずつ（合計４本）の配線パターンの追加が必要であったが、図１０（ｂ）では１本ずつ（合計２本）の追加だけで済み、ジンバル剛性への影響は少なくて済む。ただし、アーム上下動成分を除去して捩れ振動を検出可能なように、端子同士の接続やセンサの極性について適切に接続する必要がある。
【００３９】
図１１は、図１０（ｂ）の配線を行った信号処理回路の一例を示す図である。２つの圧電素子２１ａ、２１ｂの一方の電極が直接接続され、圧電素子２１ａ、２１ｂの他方の電極が差動電圧アンプ２５の差動入力に接続される。差動チャージアンプを使用した場合も同様な接続となる。
【００４０】
上述の実施形態では、ハードディスク装置を説明したが、本実施形態を適用できるのはハードディスク装置に限らない。光磁気ディスクあるいは光ディスクなど、高速に回転する記録媒体に対して情報を読み書きするディスク装置であれば、本実施形態を適用できる。
【００４１】
また、センサを配置する場所は、上述のジンバル支持部あるいはトレースに限らない。アクチュエータの長手方向に沿うヘッドスライダの中心線の両側であれば配置可能である。例えば、ジンバルのヘッドスライダの搭載面とは反対面にセンサを設けることもできる。
【００４２】
また、図５、６および図８、９の例では、同一面に２つのセンサを配置したが、一方のセンサを配置する面と、他方のセンサを配置する面を異ならせることもできる。さらに２つのセンサから、ディスクフラッタ成分の位相が同相で、アーム上下動成分の位相が逆相で出力されるようにすると、２つのセンサからの信号の和をとることにより、アーム上下動成分を除去するようにすることもできる。
【００４３】
以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００４４】
（付記１）
ヘッドスライダを支持するジンバルと、
前記ジンバルの両側のジンバル支持部のそれぞれに配置された振動センサと、
を備えるヘッドサスペンション。
【００４５】
（付記２）
ヘッドスライダを支持するジンバルと、
配線を有し、前記ジンバルの両側を通るトレースと、
前記ジンバルの両側のトレースのそれぞれに配置された振動センサと、
を備えるヘッドサスペンション。
【００４６】
（付記３）
前記各振動センサからの出力信号は、差動増幅器に入力される付記１又は２に記載のヘッドサスペンション。
【００４７】
（付記４）
前記各振動センサの一方の電極はお互いに配線により接続され、
前記各振動センサの他方の電極は差動増幅器の入力端子に接続される付記３に記載のヘッドサスペンション。
【００４８】
（付記５）
前記振動センサとして、圧電センサが用いられる付記１又は２に記載のヘッドサスペンション。
【００４９】
（付記６）
前記振動センサとして、歪センサが用いられる付記１又は２に記載のヘッドサスペンション。
【００５０】
（付記７）
ディスク媒体に情報を読み／書きするヘッドと、
前記ヘッドを支持するヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダを支持するジンバルを有するヘッドサスペンションと、
前記ヘッドサスペンションを支持するキャリッジアームと、
前記ヘッドサスペンションの長手方向に向かう前記ヘッドスライダの中心線の両側にそれぞれ配置された振動センサと、
前記各振動センサの出力信号を処理して前記キャリッジアームの上下振動成分を除去する信号処理回路と、
を備えるディスク装置。
【００５１】
（付記８）
前記信号処理回路は差動増幅器を有し、前記各振動センサの出力信号の差を出力する付記７に記載のディスク装置。
【００５２】
（付記９）
前記振動センサは、前記ジンバルの両側のジンバル支持部に配置される付記７に記載のディスク装置。
【００５３】
（付記１０）
配線を有し、前記ジンバルの両側を通るトレースを備え、
前記振動センサは、前記ジンバルの両側のトレースに配置される付記７記載のディスク装置。
【００５４】
（付記１１）
前記各振動センサの一方の電極はお互いに配線により接続され、
前記各振動センサの他方の電極は前記信号処理回路に接続される付記７に記載のディスク装置。
【００５５】
（付記１２）
前記振動センサとして、圧電センサが用いられる付記７に記載のディスク装置。
（付記１３）
前記振動センサとして、歪センサが用いられる付記７に記載のディスク装置。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態が適用される磁気ディスク装置を示す図である。
【図２】磁気ディスク装置のアクチュエータを拡大して示す図である。
【図３】ヘッドサスペンションを分解して示す図である。
【図４】ディスクフラッタによるヘッドサスペンションの変形を示す図である。
【図５】ジンバル支持部に配置されたセンサを示す図である。
【図６】トレースに配置されたセンサを示す図である。
【図７】(ａ)は、電圧アンプを用いた信号処理回路を示す図であり、（ｂ）は、チャージアンプを用いた信号処理回路を示す図である。
【図８】図５のジンバル支持部の裏面に配置されたセンサを示す図である。
【図９】図６のトレースの裏面に配置されたセンサを示す図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、本実施形態のセンサの配線の一例を示す図である。
【図１１】図１０（ｂ）の配線を用いた信号処理回路を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１    スピンドルモータ
２    磁気記録媒体
３    ヘッドスライダ
４    アクチュエータ
５    キャリッジアーム
６    ヘッドサスペンション
７    ボイスコイル
８    軸受け
９      筐体
１１    ジンバル
１１ａ、１１ｂ    ジンバル支持部
１１ｃ    係合部
１２    トレース
１２−１    フレキシブル基板
１２−２    配線パターン
１４    ロードビーム
１５ａ、１５ｂ    センサ
２１ａ、２１ｂ    圧電素子
２５    電圧アンプ
２７    チャージアンプ
【図１】
2009266348.tif 000003
【図２】
2009266348.tif 000004
【図３】
2009266348.tif 000005
【図４】
2009266348.tif 000006
【図５】
2009266348.tif 000007
【図６】
2009266348.tif 000008
【図７】
2009266348.tif 000009
【図８】
2009266348.tif 000010
【図９】
2009266348.tif 000011
【図１０】
2009266348.tif 000012
【図１１】
2009266348.tif 000013