JP2006114209A - 浮上量調整機能を有するヘッドジンバルアッセンブリ、これを用いたハードディスクドライブ、並びに、浮上量調整方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な浮上量調整性能を有するヘッドジンバルアッセンブリを提供すること。
【解決手段】 磁気ヘッドスライダと、この磁気ヘッドスライダを支持するサスペンションと、磁気ヘッドスライダの浮上量を制御する浮上量コントローラと、を備えると共に、磁気ヘッドスライダと浮上量コントローラに電気的に接続されるフレキシブルケーブルを備え、浮上量コントローラは、磁気ヘッドスライダとサスペンションとの間に配置された少なくとも１つの圧電部材を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、良好な浮上量調整機能を有するヘッドジンバルアッセンブリ及びハードディスクドライブに関し、また、浮上量調整方法及びシステムに関する。

ディスクドライブといった情報記憶装置は、通常、スピンドルモータにて一定の回転速度に回転される１枚、あるいは、複数枚の磁気ディスクを備えている。そして、磁気ディスクからデータの記録再生を行うために当該ディスク上を浮上する１つ又は複数の情報記憶ヘッド（一般的に、「磁気ヘッドスライダ」と呼ばれる）を有している。この磁気ヘッドスライダは、ＡＢＳと呼ばれる浮上面を有しており、このＡＢＳ面は磁気ディスクに対向している。そして、磁気ディスクが回転すると、磁気ディスクとＡＢＳ面との間の空気圧が増加し、磁気ヘッドスライダを磁気ディスク面上にて浮上させる浮上力が流体力学的に生じる。

ここで、従来より、磁気ヘッドスライダは、それぞれドライブアームによって支持されているサスペンション上に搭載されている。なお、磁気ヘッドスライダを装着したサスペンションは、一般的に「ヘッドジンバルアッセンブリ」と呼ばれており、「ＨＧＡ」と省略して表される。そして、ドライブアームは、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）によって可動され、制御される。

しかしながら、磁気ヘッドスライダの浮上量（浮上高さ）は、（１）磁気ディスクの高回転速度、（２）ＡＢＳ面の寸法誤差、（３）サスペンションの静止姿勢、によって容易に変化しうる。そして、浮上量の変化は、ディスクドライブの性能に大きく影響を及ぼす。つまり、もし浮上量が高すぎると、磁気ディスクに対するデータの記録再生を行う磁気ヘッドスライダに影響を及ぼすこととなり、もし浮上量が低すぎると、磁気ヘッドスライダによる衝撃によって磁気ディスクに傷を生じさせ、磁気ディスクや磁気ヘッドスライダに損傷を与えうる。一方で、近年のディスクドライブは、記憶容量が急速に増加しており、また、ディスクドライブのトラック間隔及びトラック幅がより狭くなっている。従って、磁気ヘッドスライダの浮上量がより低くなっているため、磁気ヘッドスライダの動的な浮上量調整がより重要になっている。

上述した要求を達成するために、特許文献１には、磁気ヘッドスライダの動的浮上量を制御する装置が開示されている。図２１を参照すると、ディスク装置は、スピンドルモータ１１０によって高速に回転される磁気ディスク１００と、磁気ディスク１００上を浮上する磁気ヘッドスライダが装着されたヘッドジンバルアッセンブリ１２０と、を備えている。そして、動的浮上量を制御するための浮上量コントローラ１３０がヘッドジンバルアセンブリ１２０上に搭載されている。そして、図２２に浮上量コントローラ１３０部分の拡大図を示すが、当該浮上量コントローラ１３０は、ベース部１３１と、空力によって可動される可動部１３２とにより構成されている。この可動部１３２は、ベース部１３１と可動部１３２との間のエッジ１３５において回動するよう構成されている。また、この可動部１３２は、ベース部１３１とほぼ平行の閉じた状態からベース部１３１に対して垂直な開いた状態へと可動しうる。そして、閉じた状態のときには、浮上量コントローラ１３０は、浮上量の制御に影響を及ぼさないが、開いた状態にあると、浮上量コントローラ１３０は、ヘッドジンバルアッセンブリ１２０を押し下げ、これによって磁気ヘッドスライダの浮上量を減少させるよう機能する。

米国特許第５６１１７０７号明細書

しかしながら、浮上量コントローラ１３０は、浮上量を減少させるだけであって、増加させることはできないため、その浮上量調整性能には限界があった。つまり、実際には、磁気ヘッドスライダとヘッドジンバルアッセンブリの組み付け時のばらつきを補正するために浮上量を増加させる必要もあるためである。加えて、浮上量コントローラ１３０は、ヘッドジンバルアッセンブリ１３０に搭載されているため、ヘッドジンバルアッセンブリの重量が増加し、その周波数特性や耐衝撃性などヘッドジンバルアッセンブリ１２０の性能に多大な影響を与えうる、とう問題もあった。また、浮上量コントローラ１３０が磁気ヘッドスライダから離れているため、その調整精度が低い、という問題も生じる。さらに、浮上量コントローラ１３０は、複雑な構造を有しているため、製造に多大な時間を費やし、コストが増加する、という問題が生じる。

このため、上記従来例の有する不都合を改善した浮上量調整方法及びシステム、ヘッドジンバルアッセンブリ、ディスクドライブが望まれている。

従って、本発明は、上記従来例の有する不都合を改善し、特に、良好な浮上量調整性能を有するヘッドジンバルアッセンブリ、及び、ディスクドライブ、さらには、浮上量調整方法を用いたヘッドジンバルアッセンブリ及びディスクドライブを提供することをその目的とする。また、本発明では、動的に浮上量を調整するシステムを提供することをその目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一形態であるヘッドジンバルアッセンブリは、磁気ヘッドスライダと、この磁気ヘッドスライダを支持するサスペンションと、磁気ヘッドスライダの浮上量を制御する浮上量コントローラと、を備えると共に、磁気ヘッドスライダと浮上量コントローラに電気的に接続されるフレキシブルケーブルを備えている。また、浮上量コントローラは、磁気ヘッドスライダとサスペンションとの間に配置された少なくとも１つの圧電部材を備えている。そして、ヘッドジンバルアッセンブリは、さらに、サスペンションとフレキシブルケーブルとを浮上量コントローラに接続する異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を備えている。

また、本発明では、少なくとも１つの圧電部材は、薄膜圧電部材、セラミック圧電部材、又は、圧電単結晶部材（ＰＭＮ−Ｐｔ圧電部材）、にて形成されており、特に、少なくとも１つの圧電部材は、単層構造、又は、多層構造である。また、少なくとも１つの圧電部材は、サスペンションのサスペンションタング部形成箇所の一方の面あるいは両面に接合されている。さらに、サスペンションのサスペンションタング部形成箇所に少なくとも１つの溝部を形成した、ことを特徴としている。

また、上記ヘッドジンバルアッセンブリを用いて浮上量を制御する方法は、（１）情報を記憶するディスクを回転するステップと、（２）磁気ヘッドスライダによって情報にアクセスするステップと、（３）ディスクが回転しているときに、当該ディスクに対する磁気ヘッドスライダの高さを制御する浮上量コントローラを可動するステップと、を有している。

また、本発明のディスクドライブは、情報を記憶するディスクと、ヘッドジンバルアッセンブリと、を備えている。そして、ヘッドジンバルアッセンブリは、磁気ヘッドスライダと、この磁気ヘッドスライダを支持するサスペンションと、磁気ヘッドスライダの浮上量を制御する浮上量コントローラと、磁気ヘッドスライダと浮上量コントローラに電気的に接続されるフレキシブルケーブルと、を備えている。

さらに、本発明の浮上量調整システムは、位置エラー信号を検出して当該位置エラー信号を２つの信号路に分けるサーボコントロールシステムと、磁気ヘッドスライダの位置調整を行うべくボイスコイルモータを駆動するＶＣＭコイルモータドライバを制御するために位置エラー信号の一方を受信するＶＣＭコントローラと、位置エラー信号の他方を受信してサーボコントロールシステムの要求信号と比較することによって必要とされる浮上量調整値を算出しそのときの駆動電圧を出力する浮上量調整カウンターと、駆動電圧を受信して磁気ヘッドスライダの浮上量を変化させるよう浮上量コントローラに駆動電圧を供給するＰＺＴ駆動ドライバと、を備えたことを特徴としている。

本発明を従来技術と比較すると、まず、本発明はヘッドジンバルアッセンブリに構造的に複雑な浮上量コントローラを備える必要がないため、従来例のような浮上量コントローラ分のヘッドジンバルアッセンブリの軽量化を行う必要がなく、耐衝撃性を考慮する必要も無い。また、ヘッドジンバルアッセンブリの共振特性など他の性能にも影響を及ぼさない。加えて、本発明の浮上量コントローラは、磁気ヘッドスライダの下に配置されるＰＺＴ部材であるため、磁気ヘッドスライダの浮上量の調整をより精度よく実現できる。さらに、本発明では、必要に応じて磁気ヘッドスライダの浮上量を調整することができる。また、本発明は、従来技術よりも浮上量の調整を容易に実現することができると共に、製造コストの削減も図ることができる。

本発明を容易に理解できるように、以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。

本発明の第１の実施例を説明する。実施例１におけるヘッドジンバルアッセンブリ２（ＨＧＡ）は、図１を参照すると、磁気ヘッドスライダ２４０と、浮上量コントローラと、サスペンション１００と、を備えている。かかる構成についてさらに詳述する。

図１乃至図２を参照すると、磁気ヘッドスライダ２４０は、その一端面に複数の電気的接続パッド２４１を備えている。そして、浮上量コントローラは、両端に２つの電気的接続パッド３０１を有する圧電部材３０（ＰＺＴ）にて形成されている。また、サスペンション１００は、ロードビーム２１９と、フレキシャ２１７と、ヒンジ２１５と、ベースプレート２１３と、を備えている。そして、フレキシャ２１７は、ヒンジ２１５と連結されており、ロードビーム２１９とベースプレート２１３は、レーザ溶接によって接合されている。

また、本実施例では、ロードビーム２１９は、当該ロードビーム上に、図４に示すように一つのディンプル３２９と、一つのリミッター５１１とを備えている。また、ヒンジ２１５とベースプレート２１３には、それぞれ２つの穴２０１，２０３が形成されている。ここで、符号２０１に示す穴は、ヘッドジンバルアッセンブリ２とドライブアーム（図示せず）を遥動させるために用いられ、符号２０３に示す穴は、サスペンションの荷重を減らすために形成されている。

また、図１，２を参照すると、制御システム（図示せず）が接続される複数の接続パッド２５１がフレキシャ２１７の一端部に形成されている。また、フレキシャ２１７の他端部には、複数の電気的接続パッド３５１，３６１が形成されている。上記フレキシャ２１７に形成された接続パッド２５１は、同じく上述した他端部側の電気的接続パッド３５１，３６１と複数の電気的なマルチトレース配線２１０によって接続されている。

そして、本実施例では、フレキシャ２１７には、磁気ヘッドスライダ２４０を支持するために用いられるサスペンションタング部３２８が形成されており、ロードビーム２１９に設けられたディンプル３２９（図４を参照）を介して磁気ヘッドスライダ２４０の中心部に常時荷重をかけた状態になっている。また、サスペンションタング部３２８は、ＰＺＴ部材３０上の電気的接続パッド３０１に対応する位置に配置された２つの電気的接続パッド３５１を有している。さらに、サスペンションタング部３２８上には、磁気ヘッドスライダ２４０の電気的接続パッド２４１に対応した複数の電気的接続パッド３６１が形成されている。

図５，６を参照すると、本発明におけるＰＺＴ部材３０は、単層ＰＺＴ部材３８０、あるいは、多層ＰＺＴ部材３８２である。そして、単層ＰＺＴ部材３８０は、ＰＺＴ層３７３と、２つの電極層３７２と、２つの基板層３７１と、から構成されている。ここで、ＰＺＴ層３７３は、２つの電極層３７２の間に挟まれており、また、２つの基板層３７１がＰＺＴ層３７３と電極層３７２とを支持して保護するために用いられている。

また、本発明では、単層ＰＺＴ部材３８０は、例えば、薄膜ＰＺＴ部材、セラミックＰＺＴ部材、又は、ＰＭＮ−Ｐｔ圧電部材（圧電単結晶部材）である。そして、ＰＺＴ層３７３の厚さは、約１〜３μｍであり、電極層３７２の厚さは、１μｍよりも薄い。また、基板層の厚みは、０．１μｍと数ミクロンの間である。従って、単層ＰＺＴ部材３８０の全体的な厚さは、非常に薄く形成されている。

また、本発明では、多層ＰＺＴ部材３８２は、２つ、あるいは、それ以上の単層ＰＺＴ部材３８０（上記基板層３７１の無い単層ＰＺＴ部材）が結合されて構成されており、複数の単層ＰＺＴ部材３８０を囲うよう２つの基板層３７１と結合されて構成されている。そして、多層ＰＺＴ部材３８２中の２つの単層ＰＺＴ部材３８０は、エポキシや樹脂３８３によってお互いに結合されている。上記構成によると、磁気ヘッドスライダの「そり」（磁気ヘッドスライダの「そり」として知られる幅方向のそり（湾曲））を変化させるばかりでなく、当該磁気ヘッドスライダの「そり」と共に浮上量をより容易に調整する、ためのＰＺＴ部材３０の曲げ性能が向上しうる。なお、単層ＰＺＴ部材３８０を接着するためのエポキシ又は樹脂３８３の厚みは、５μｍ以下であると望ましく、これは、ＰＺＴ部材３０が非常に薄い状態であるにも関わらず、良好な調整機能を有する厚みである。

また、図２を参照すると、サスペンションタング部３２８には、サスペンションタング部３２８の剛性を下げるために２つの溝部２１８が形成されている。かかる構成によると、ＰＺＴ部材３０が曲げられたときに、サスペンションタング部３２８が曲がりやすくなるため、後述するように良好な浮上量調整を実現できる。また、サスペンションタング部３２８には、ロードビーム２１９に設けられたリミッター５１１に対応する開口部５１２が形成されている。このリミッター５１１は、サスペンションタング部３２８の過剰な可動を抑制するために開口部５１２を通って延びるよう配置されている。

そして、図２を参照すると、組み立て時においては、まず、ＡＣＦ部材７０（異方性導電フィルム）によってＰＺＴ部材３０がサスペンションタング部３２８に接着される。これによって、ＰＺＴ部材３０とサスペンションタング部３２８との間で電気的接続を確立するために、サスペンションタング部３２８上の２つの電気的接続パッド３５１が、ＰＺＴ部材３０上の電気的接続パッド３０１に電気的に接続される。その後、磁気ヘッドスライダ２４０がサスペンションタング部３２８上に配置されて位置合わせが行われ、これにより、ＰＺＴ部材３０は磁気ヘッドスライダ２４０とサスペンションタング部３２８との間に挟まれた状態になる。

そして、本発明では、磁気ヘッドスライダ２４０は、サスペンションタング部３２８にエポキシや接着剤２５７（図４を参照）にて部分的に接着される。また、サスペンションタング部３２８の電気的接続パッド３６１と磁気ヘッドスライダ２４０の電気的接続パッド２４１とが、複数の金属ボール５０１（金ボール接合や半田バンプ接合（ＧＢＢ，ＳＢＢ））によって接合されることにより、磁気ヘッドスライダ２４０はサスペンションタング部３２８と電気的に接続される。こうして、図３、図４に示すように、ヘッドジンバルアッセンブリ２が形成される。

次に、図７（ａ）乃至図７（ｃ）を参照して、ＰＺＴ部材３０の動作原理を説明する。まず、ＰＺＴ部材３０に電圧が印加されないときには、ＰＺＴ部材３０は、静止したままで初期位置にとどまり、磁気ヘッドスライダ２４０は、図７（ａ）に示すように、初期形状のままである。そして、図８（ａ）及び図８（ｃ）に示すように、正の直流電圧４１１が正の極性であるＰＺＴ部材３０に与えられると、ＰＺＴ部材３０は、圧電効果によって曲げられる。このとき、サスペンションタング部３２８が低い剛性を有しており、正の電圧がかかったＰＺＴ部材３０は磁気ヘッドスライダ２４０とサスペンションタング部３２８との間に挟まれていることから、当該ＰＺＴ部材３０が正方向に曲がることに伴い、磁気ヘッドスライダ２４０の外形（主にそり）は、図７（ｂ）に示すように、同じく正方向に反った状態となる。

反対に、図８（ｄ）に示すように、正の極性であるＰＺＴ部材３０に負の直流電圧４１１ａが供給された場合には、磁気ヘッドスライダ２４０の外形（主にそり）は、図７（ｃ）に示すように、正の極性を有するＰＺＴ部材３０の負の湾曲に従って、負の方向に沿った状態となる。

ここで、図８（ｂ）と図８（ｃ）を参照すると、正の直流電圧４１１が負の極性を有するＰＺＴ部材３０に供給されると、当該ＰＺＴ３０は、圧電効果のために曲げられる。このとき、サスペンションタング部３２８が低い剛性を有しており、正の電圧がかかった負の極性を有するＰＺＴ部材３０は磁気ヘッドスライダ２４０とサスペンションタング部３２８との間に挟まれていることから、当該ＰＺＴ部材３０の湾曲に伴い、磁気ヘッドスライダ２４０の外形（主にそり）は、図７（ｃ）に示すように、負方向に反った状態となる。

反対に、図８（ｄ）に示すように、負の極性であるＰＺＴ部材３０に負の直流電圧４１１ａが供給された場合には、磁気ヘッドスライダ２４０の外形（主にそり）は、図７（ｂ）に示すように、ＰＺＴ部材３０の湾曲に従って、正の方向に沿った状態となる。

さらに、別の動作例を、図９（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。これらの図では、ＰＺＴ部材３０はサスペンションタング部３２８の裏面に装着されている。このように、サスペンションタング部３２８の裏面にＰＺＴ部材３０が装着されているため、磁気ヘッドスライダ２４０は、サスペンションタング部３２８の裏面とは反対側の面に、直接配置されている。

そして、上述同様に、まず、ＰＺＴ部材３０に電圧が印加されないときには、ＰＺＴ部材３０は、静止したままで初期位置にとどまり、磁気ヘッドスライダ２４０は、図９（ａ）に示すように、初期形状のままである。ここで、正の直流電圧が正の極性であるＰＺＴ部材３０に与えられると、ＰＺＴ部材３０は、圧電効果のために曲げられる。このとき、サスペンションタング部３２８が低い剛性を有しており、正の電圧がかかったＰＺＴ部材３０はサスペンションタング部３２８の裏面に装着されていることから、当該ＰＺＴ部材３０が正方向に曲がることに伴い、磁気ヘッドスライダ２４０の外形（主にそり）は、図９（ｂ）に示すように、同じく正方向に反った状態となる。

反対に、正の極性であるＰＺＴ部材３０に負の直流電圧が供給された場合には、磁気ヘッドスライダ２４０の外形（主にそり）は、図９（ｃ）に示すように、正の極性を有するＰＺＴ部材３０の負の湾曲に従って、負の方向に沿った状態となる。

そして、ＰＺＴ部材３０が負の極性を有している場合には、動作原理は上述したのと同様であり、その説明は省略する。

なお、本実施例の変形例としては、サスペンションタング部３２８の一方の面、あるいは、両面に、２つまたはそれ以上のＰＺＴ部材３０を備えている。これにより、磁気ヘッドスライダの外形（主にそり）を調整する性能を向上させることができる。その結果、磁気ヘッドスライダ２４０の浮上量調整性能の向上を図ることができる。

ここで、図１０には、本発明における磁気ヘッドスライダ２４０のそりと浮上量との関係を表している。この図からわかるように、磁気ヘッドスライダ２４０のそりが高くなると、浮上量が低くなる。

本発明の第２の実施例について説明する。本実施例におけるヘッドジンバルアッセンブリは、図１１に示すように、サスペンションタング部３２８が２つの部材に分かれており、一方は可動部７０３であり、他方は固定部７０２である。そして、固定部７０２には、２つの幅の狭い溝状の切り込み部２９８が形成されており、この２つの切り込み部２９８の間にロードビーム２１９に設けられたディンプル３２９（図１３参照）が位置している。

図１１乃至図１３を参照すると、組み立て時には、まず、ＡＣＦ部材７０（異方性導電フィルム）によってＰＺＴ部材３０がサスペンションタング部３２８の可動部７０３に接着される。その後、磁気ヘッドスライダ２４０がサスペンションタング部３２８上に配置されて位置合わせが行われ、これにより、ＰＺＴ部材３０は磁気ヘッドスライダ２４０とサスペンションタング部３２８との間に挟まれた状態になる。

そして、本実施例においては、磁気ヘッドスライダ２４０は、サスペンションタング部３２８の固定部７０２にエポキシや接着剤２５７にて部分的に接着される。また、上述同様に、金属ボール５０１とＡＣＦ部材７０を介して、磁気ヘッドスライダ２４０とサスペンションタング部３２８とＰＺＴ部材３０との間における電気的接続が、その後、確立される。

次に、本発明の第３の実施例を説明する。図１４，１５に示すように、本実施例におけるヘッドジンバルアッセンブリは、さらに、２つの電気的接続パッド３０１を有する上述したＰＺＴ部材３０の上に、両側面に２つのＰＺＴ部材８０３を有するセラミックＵ字型フレーム８０１を備えている。そして、磁気ヘッドスライダ２４０は、外部に４つの電気的接続パッド２４１を露出させてＵ字型フレーム８０１内に収容されている。

また、Ｕ字型フレーム８０１のＰＺＴ部材８０３は、２つの薄膜ＰＺＴ部材又はセラミックＰＺＴ部材にて形成されている。そして、これら２つのＰＺＴ部材８０３は、それぞれ２つの電気的接続パッド８０２を有している。

また、サスペンションタング部３２８は、可動部７０３’と固定部７０２’といった２つの分離部材にて構成されており、固定部７０２’には、サスペンションタング部３２８の剛性を低下させるための２つの幅の狭い溝部２１８が形成されている。さらに、サスペンションタング部３２８上には、固定部７０２’に、Ｕ字型フレーム８０１に形成された電気的接続パッド８０２に対応する複数の電気的接続パッド８２４が形成されており、また、ＰＺＴ部材３０や磁気ヘッドスライダ２４０に形成された電気的接続パッド３０１，２４１に対応する複数の電気的接続パッド３５１，３６１がそれぞれ形成されている。

加えて、フレキシャ２１７上の一端部には、図示しない制御システムに接続される接続パッド２５１は形成されており、他端側には、複数の電気的マルチトレース配線２１０，２１１が形成されている。そして、電気的マルチトレース配線２１０，２１１を通じて、上記接続パッド２５１は、磁気ヘッドスライダ２４０と電気的に接続され、また、ＰＺＴ部材３０と２つのＰＺＴ部材８０３が図示しない制御システムに接続される。

ここで、本実施例では、組み立て時に、まず、ＡＣＦ部材７０（異方性導電フィルム）によってＰＺＴ部材３０がサスペンションタング部３２８の可動部７０３’に物理的に接着され、その結果、ＰＺＴ部材３０の電気的接続パッド３０１が、可動部７０３’の電気的接続パッド３５１に接続される。その後、Ｕ字型フレーム８０１がサスペンションタング部３２８に部分的に装着され、複数の金属ボール（金ボール接合、半田バンプ接合（ＧＢＢ，ＳＢＢ））にて、Ｕ字型フレーム８０１の２つのＰＺＴ部材８０３を電気的トレース配線２１１に接続するために、電気的接続パッド８０２とサスペンションタング部３２８上の電気的接続パッド８２４とが接続される。さらに、磁気ヘッドスライダ２４０をサスペンションタング部３２８に電気的に接続するために、複数の金属ボール（ＧＢＢ，ＳＢＢ）にて、磁気ヘッドスライダ２４０の電気的接続パッド２４１とサスペンションタング部３２８上の電気的接続パッド３６１とを接続する。

そして、電気的トレース配線２１１を通じてＵ字型フレーム８０１のＰＺＴ部材８０３に駆動電圧が供給されると、ＰＺＴ部材８０３は、Ｕ字型フレーム８０１を変形させるよう伸縮し、これにより、磁気ヘッドスライダの良好な位置決め制御を実現するために、磁気ディスクの半径方向に沿って磁気ヘッドスライダ２４０を回転させることができる。また、電気的トレース配線２１０を通じて浮上量コントローラとしてのＰＺＴ部材３０に駆動電圧が供給されると、ＰＺＴ部材３０は、磁気ヘッドスライダ２４０の外形（主にそり）に変化を生じさせ、これにより、良好な浮上量の調整を実現できる。

次に、本発明の第４の実施例を、図１６乃至図１８を参照して説明する。本実施例におけるヘッドジンバルアッセンブリは、上述した２つのＰＺＴ部材８０３を有するセラミックＵ字型フレーム８０１に替えて、金属性の支持ベース部８６０と、ＰＺＴユニット８５０と、を備えている。

上記ＰＺＴユニット８５０は、２つの薄膜ＰＺＴ部材８５３（セラミックＰＺＴ部材でも可）にて構成されており、複数の電気的接続パッド（図示せず）が一方の面に形成されている。また、支持ベース部８６０は、ベース部８６１とリードビーム８６２と、両サイドに２つのサイドビーム８６３を有する可動プレート８６５と、を備えている。

そして、本実施例では、リードビーム８６２の幅は、可動プレート８６５の幅よりも狭く形成されている。また、ＰＺＴユニット８５０は、支持ベース部８６０に接着剤などの従来技術にて物理的に接合さている。

また、サスペンション１００のサスペンションタング部３２８は、可動部７０３”及び固定部７０２”と、２つの部材に分かれて構成されている。そして、固定部７０２”には、サスペンションタング部３２８の剛性を低下させるために、２つの幅の狭い溝部２１８’が形成されている。なお、図１８に示すように、ロードビーム２１９に設けられたディンプル３２８が、固定部７０２”を支持するために、上記２つの溝部２１８’の間に位置している。

また、図１６乃至図１８を参照すると、本発明では、補助マイクロアクチュエータを形成するＰＺＴユニット８５０と支持ベース部８６０とを接合した後に、かかる補助マイクロアクチュエータは、電気的、物理的に、フレキシャ２１７の固定部７０２”に異方性導電フィルム（ＡＣＦ）によって接合される。そして、補助マイクロアクチュエータとサスペンションタング部３２８との間には、かかる補助マイクロアクチュエータが円滑な可動を実現するよう、平行な隙間３１３が形成される。その後、ＰＺＴ部材３０はサスペンションタング部３２８の可動部７０３”にＡＣＦ７０にて接合される。その後、磁気ヘッドスライダ２４０は、ＰＺＴ部材３０及び補助アクチュエータ上にて位置決めされ、部分的に支持ベース部８６０の可動プレート８６５に物理的及び電気的にＡＣＦ又は接着剤２５７’にて接合される。このとき、物理的に接合されることによって、磁気ヘッドスライダ２４０は補助マイクロアクチュエータと共に可動し、また、電気的に接続されることによって磁気ヘッドスライダ２４０の静電破壊（ＥＳＤ）を抑制することができる。

そして、本実施例においては、磁気ヘッドスライダ２４０に２つの電気的マルチトレース配線２１０を電気的接続するために４つの金属ボール５０１（ＧＢＢ又はＳＢＢ）が用いられている。また、サスペンションタング部３２８上のＰＺＴユニット８５０は、ＡＣＦ又は導電性接着剤にて、電気的接続パッドを介して電気的マルチトレース２１１に接続される。また、電気的マルチトレース配線２１０，２１１を通じて、フレキシャ２１７上の接続パッド２５１は、磁気ヘッドスライダ２４０、ＰＺＴ部材３０、補助マイクロアクチュエータと制御システム（図示せず）とを電気的に接続する。

そして、ＰＺＴユニット８５０に電気的トレース配線２１１を通じて駆動電力が供給されると、ＰＺＴ部材８５０は、支持ベース部８６０を変形させるよう伸縮し、これにより、良好な位置決め制御を実現するために、磁気ディスクの半径方向に沿って磁気ヘッドスライダ２４０を回転させることができる。また、電気的トレース配線２１０を通じてＰＺＴ部材３０に駆動電圧が供給されると、ＰＺＴ部材３０は、磁気ヘッドスライダ２４０の外形（主にそり）に変化を生じさせ、これにより、良好な浮上量の調整を実現できる。

本発明では、ヘッドジンバルアッセンブリ２（ＨＧＡ）を組み立てた後に、当該ＨＧＡ２はドライブアーム５８７に固定され、このとき、その後、筐体５８１に収容され、固定装備される。その他の主要な構成である磁気ディスク５８３、スピンドルモータ５８５、ボイスコイルモータ９１４’（ＶＣＭ）もまた、筐体５８１内に搭載される。こうして、図１９に示すように、ディスクドライブが構成される。

また、本発明である上記ヘッドジンバルアッセンブリを用いた浮上量制御方法は、（１）情報を記憶するディスク５８３を回転するステップと、（２）磁気ヘッドスライダ２４０によって情報にアクセスするステップと、（３）ディスク５８３が回転しているときに、当該ディスク５８３に対する磁気ヘッドスライダ２４０の高さを制御するためにＰＺＴ部材３０を駆動するステップと、を有している。

図２０に、本発明によるディスクドライブにおける浮上量調整用の電気制御回路を示す。磁気ヘッドスライダ２４０は、磁気ディスク５８３に対してデータの記録再生を行うために、当該磁気ディスク５８０上を浮上する。そして、サーボコントロールシステム（図示せず）によって位置エラー信号（ＰＥＳ）が検出され、かかる信号は符号９０４と符号９０５に示す２つの信号路（チャンネル）に分けられる。その後、符号９０４に示す信号は、ＶＣＭドライバ９０８を制御するＶＣＭコントローラ９０７に送信される。そして、ＶＣＭドライバ９０８は、磁気ヘッドスライダの位置長を行うために、ＶＣＭ９０９を駆動し、調整するよう制御する。また、符号９０５に示す信号は、ＰＷ５０（振幅５０％）の信号に変換され、その後、浮上量調整コントローラ９１０に送信される。浮上量調整コントローラ９１０は、サーボコントロールシステム（図示せず）の必要とされるＰＷ５０信号と比較して、必要とされるＦＨ（浮上量）調整量を算出し、その後、磁気ヘッドスライダ２４０の浮上量を変化させるようＰＺＴ部材３０を伸縮させる駆動電圧を出力する。その後、駆動電圧は、ＰＺＴ駆動ドライバ９１１に送られ、最終的に浮上量を調整するためにＰＺＴ部材３０に供給される。

ここで、本発明は、上述した実施例に限定されず、本発明の技術思想から逸脱せずに他の形態で実施され得うる。従って、本例及び実施の形態は全ての点で例示のためのものであり本発明を限定するものでないと考えるべきであり、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。

上述したヘッドジンバルアッセンブリ、及び、これを搭載したハードディスクドライブによると、良好なヘッド位置調整機能を実現できるため、産業上の利用可能性を有する。

本発明の実施例１におけるヘッドジンバルアッセンブリの構成を示す斜視図である。 図１に開示したヘッドジンバルアッセンブリの部分拡大分解図である。 図１に開示したヘッドジンバルアッセンブリが組み立てられた状態の部分拡大図である。 図１に開示したヘッドジンバルアッセンブリのマイクロアクチュエータ部分を示す断面図である。 本発明の実施例におけるＰＺＴ素子の断面図である。 本発明の別の実施例におけるＰＺＴの断面図である。 図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例におけるＰＺＴの３つの異なる作動状態を示す。 図８（ａ）〜（ｄ）は、ＰＺＴに２つの異なる電圧を供給したときの様子を示す説明図である。 図９（ａ）〜（ｃ）は、本発明の別の実施例におけるＰＺＴの３つの異なる作動状態を示す。 磁気ヘッドスライダの浮上量とそりとの関係を示す図である。 本発明の実施例２におけるヘッドジンバルアッセンブリの構成を示す部分拡大分解図である。 図１１に開示したヘッドジンバルアッセンブリが組み立てられた状態の部分拡大図である。 図１１に開示したヘッドジンバルアッセンブリのマイクロアクチュエータ部分を示す断面図である。 本発明の実施例３におけるヘッドジンバルアッセンブリの構成を示す斜視図である。 図１４に開示したヘッドジンバルアッセンブリの構成を示す部分拡大分解図である。 本発明の実施例４におけるヘッドジンバルアッセンブリの構成を示す分解斜視図である。 図１６に開示したヘッドジンバルアッセンブリの部分拡大図である。 図１６に開示したヘッドジンバルアッセンブリのマイクロアクチュエータ部分を示す断面図である。 本発明のディスクドライブの構成を示す斜視図である。 本発明の浮上量動的調整システムの構成を示すブロック図である。 磁気ヘッドスライダの浮上量を制御する従来システムの構成を示す斜視図である。 図２１に示す従来例における浮上量コントローラの構成を示す部分拡大図である。

符号の説明

２ ヘッドジンバルアッセンブリ
３０ 圧電部材（ＰＺＴ）
７０ 異方性導電フィルム（ＡＣＦ）
１００ サスペンション
２１３ ベースプレート
２１５ ヒンジ
２１７ フレキシャ
２１８ 溝部
２１９ ロードビーム
２４０ 磁気ヘッドスライダ
２９８ 切込み部
３２８ サスペンションタング部
３２９ ディンプル
５１１ リミッター
５８１ ベースプレート
５８７ ドライブアーム
７０２ 固定部（サスペンションタング部）
７０３ 可動部（サスペンションタング部）
８０１ Ｕ字型フレーム
８５０ ＰＺＴユニット
８６０ 支持ベース部
８６１ ベース部
８６２ リードビーム
８６３ サイドビーム
８６５ 可動プレート
９０７ ＶＣＭコントローラ
９０８ ＶＣＭドライバ
９１０ 浮上量調整コントローラ
９１１ ＰＺＴ駆動ドライバ

Claims (14)

1. 磁気ヘッドスライダと、この磁気ヘッドスライダを支持するサスペンションと、前記磁気ヘッドスライダの浮上量を制御する浮上量コントローラと、を備えると共に、
   前記磁気ヘッドスライダと前記浮上量コントローラに電気的に接続されるフレキシブルケーブルを備えた、
   ことを特徴とするヘッドジンバルアッセンブリ。
2. 前記浮上量コントローラは、前記磁気ヘッドスライダと前記サスペンションとの間に配置された少なくとも１つの圧電部材を備えた、ことを特徴とする請求項１記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
3. 前記サスペンションと前記フレキシブルケーブルとを前記浮上量コントローラに接続する異方性導電フィルムを備えた、ことを特徴とする請求項１又は２記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
4. 前記少なくとも１つの圧電部材は、薄膜圧電部材、セラミック圧電部材、又は、圧電単結晶部材（ＰＭＮ−Ｐｔ圧電部材）、にて形成されている、ことを特徴とする請求項２記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
5. 前記少なくとも１つの圧電部材は、単層構造、又は、多層構造である、ことを特徴とする請求項２又は４記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
6. 前記少なくとも１つの圧電部材を、前記サスペンションのサスペンションタング部形成箇所の一方の面あるいは両面に装着した、ことを特徴とする請求項２，４又は５記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
7. 前記サスペンションのサスペンションタング部形成箇所に、少なくとも１つの溝部を形成した、ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載のヘッドジンバルアッセンブリ。
8. 請求項１乃至７記載のヘッドジンバルアッセンブリを用いて浮上量を制御する方法であって、
   情報を記憶するディスクを回転し、
   磁気ヘッドスライダによって情報にアクセスし、
   前記ディスクが回転しているときに、当該ディスクに対する磁気ヘッドスライダの高さを制御する浮上量コントローラを可動する、
   ことを特徴とする浮上量制御方法。
9. 前記浮上量コントローラは、前記磁気ヘッドスライダと前記サスペンションとの間に少なくとも１つの圧電部材を備えた、ことを特徴とする請求項８記載の浮上量制御方法。
10. 前記異方性導電フィルムを、前記浮上量コントローラを前記サスペンションと前記フレキシブルケーブルとに接続するために用いる、ことを特徴とする請求項８又は９記載の浮上量制御方法。
11. 情報を記憶するディスクと、ヘッドジンバルアッセンブリと、を備え、
    このヘッドジンバルアッセンブリは、前記ディスク上を浮上する磁気ヘッドスライダと、この磁気ヘッドスライダを支持するサスペンションと、磁気ヘッドスライダの浮上量を制御する浮上量コントローラと、前記磁気ヘッドスライダと前記浮上量コントローラに電気的に接続されるフレキシブルケーブルと、を備えた、
    ことを特徴とするディスクドライブ。
12. 前記浮上量コントローラは、前記磁気ヘッドスライダと前記サスペンションとの間に配置された少なくとも１つの圧電部材を備えた、ことを特徴とする請求項１１記載のディスクドライブ。
13. 前記サスペンションと前記フレキシブルケーブルとを前記浮上量コントローラに接続する異方性導電フィルムを備えた、ことを特徴とする請求項１１又は１２記載のディスクドライブ。
14. 位置エラー信号を検出して、当該位置エラー信号を２つの信号路に分けるサーボコントロールシステムと、
    磁気ヘッドスライダの位置調整を行うべくボイスコイルモータを駆動するＶＣＭコイルモータドライバを制御するために前記位置エラー信号の一方を受信するＶＣＭコントローラと、
    前記位置エラー信号の他方を受信して、前記サーボコントロールシステムの要求信号と比較することによって必要とされる浮上量調整値を算出し、そのときの駆動電圧を出力する浮上量調整カウンターと、
    前記駆動電圧を受信して、磁気ヘッドスライダの浮上量を変化させるよう浮上量コントローラに前記駆動電圧を供給するＰＺＴ駆動ドライバと、
    を備えたことを特徴とする動的な浮上量調整システム。
    
    

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