JP3681058B2

JP3681058B2 - Head support mechanism

Info

Publication number: JP3681058B2
Application number: JP2001127676A
Authority: JP
Inventors: 秀樹桑島; 薫松岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2021-04-25
Also published as: JP2002324374A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータの記憶装置等として用いられる磁気ディスク等のディスク装置に設けられるヘッド支持機構に関し、特に、磁気ディスク装置においてデータを高記録密度化するために好適なヘッド支持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ディスク装置に設けられた磁気ディスクの記録密度は、日を追う毎に高密度化が進んでいる。磁気ディスクに対するデータの記録または記録／再生に使用される磁気ヘッドは、通常、スライダに搭載されており、磁気ヘッドが搭載されたスライダは、磁気ディスク装置内に設けられたヘッド支持機構によって支持されている。ヘッド支持機構は、スライダが取り付けられたヘッドアクチュエータアームを有しており、このヘッドアクチュエータアームがボイスコイルモータ（ＶＣＭ）によって回動されるようになっている。そして、ボイスコイルモータを制御することにより、スライダに搭載されたヘッド素子が、磁気ディスク上の任意の位置に位置決めされる。
【０００３】
磁気ディスクに対してデータをさらに高密度で記録するためには、磁気ディスクに対して磁気ヘッドをさらに高精度に位置決めする必要がある。しかしながら、このように、ボイスコイルモータにてヘッドアクチュエータアームを回動させて磁気ヘッドを位置決めする構成では、磁気ヘッドを、より高精度に位置決めできないという問題がある。
【０００４】
そこで、磁気ヘッドを高精度に位置決めするヘッド支持機構が既に提案されている。それを、以下、図１５に基づいて説明する。図１５は磁気ディスク装置における従来のヘッド支持機構の一例を示す平面図である。
【０００５】
回転駆動される図示しない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１０２は、サスペンションアーム１０４の一端に支持されている。サスペンションアーム１０４の他方の端部は、回動中心１０８を中心に微小角範囲内で回動可能に支持されている。キャリッジ１０６は、磁気ディスク装置のハウジングに対して固定された軸部材１１０に対して回動可能に支持されている。
【０００６】
キャリッジ１０６には永久磁石（図示せず）が固定されており、ハウジング側に固定された磁気回路１１２の一部である駆動コイル１１４に流す励磁電流を制御することによって、キャリッジ１０６が軸部材１１０に対して回動するようになっている。これにより、磁気ヘッド１０２を磁気ディスクの実質的な半径方向に沿って移動させる。
【０００７】
キャリッジ１０６とサスペンションアーム１０４との間には、一対の圧電素子１１６ａ，１１６ｂが設けられている。２つの圧電素子１１６ａ，１１６ｂは、キャリッジ１０６の長手方向に対して、それぞれの長手方向が相反する方向に若干傾斜した状態で取り付けられている。そして、２つの圧電素子１１６ａ，１１６ｂに対して互いに逆極性の電圧を印加することにより、一方の圧電素子１１６ａを伸張させると同時に、他方の圧電素子１１６ｂを収縮させることにより、サスペンションアーム１０４を回動中心１０８まわりに回動させる。これによって、サスペンションアーム１０４の先端部に取り付けられた磁気ヘッド１０２は、磁気ディスク表面に沿って微小な範囲で変位され、磁気ディスク上の任意の位置にて高精度で位置決めすることができる。
【０００８】
しかしながら、この従来のヘッド支持機構においては、磁気ヘッド１０２だけでなく、その磁気ヘッド１０２を取り付けているサスペンションアーム１０４をも圧電素子１１６ａ，１１６ｂによって駆動するようになっており、サスペンションアーム１０４が磁気ヘッド１０２に比べてかなり長くしかも質量が大きいものであるため、その慣性モーメントが大きく、圧電素子１１６ａ，１１６ｂの伸縮によるサスペンションアーム１０４に対しての駆動トルクとして大きいものが必要となっている。したがって、電圧による指令に対して磁気ヘッド１０２が必ずしも高速かつ高精度に応答できるものではない。
【０００９】
以上のような理由により、図示した従来例は、その磁気ヘッドに対する微小変位の制御に際して、磁気ヘッドを高速応答性をもって高精度にディスク上のトラックに位置決めすることができない。
【００１０】
そこで、このような従来例の不都合を解決するために、本願出願人は、次のような手段を講じることにより上記の不都合を解消するものを既に提案している。当該既提案にかかわるヘッド支持機構は、その前提的構成として、ロードビームの先端部においてヘッド素子を搭載したスライダ支持板がロードビームの先端部に装着されているという構成をもつ。そして、その特徴的構成要件として、前記スライダを前記ロードビームに対して回動自在に支持させる。さらに、前記スライダに対して回動力を付与する変位部材を設けてある。
【００１１】
当該既提案品におけるロードビームは従来例におけるサスペンションアームに相当する。従来例の場合には、ヘッド素子とともにサスペンションアームを、それの取り付け部材としてのキャリッジに対して回動させており、このような構成を既提案品に当てはめると、ロードビームごと回動させていたことに相当する。
【００１２】
これに対して、当該既提案品にあっては、ヘッド素子に対するトラッキング補正等のための微小変位制御に際して、ロードビームは回動させることはない。ロードビームは不動としながら、充分に小さいスライダをロードビームに対して回動させるようにしている。すなわち、ヘッド素子微小変位制御のために回動させる対象がスライダを含んでのロードビームの全体というものではなくて、ロードビームとは別個の状態としたスライダを、独立的に回動させることにしてある。
【００１３】
ヘッド素子を装着したスライダは、サスペンションアームに相当するロードビームに比べて、その寸法が充分に短く、かつその重量が充分に軽量である。したがって、既提案品では、ヘッド素子を有するスライダそのものの慣性モーメントが従来例の場合よりも小さくなり、変位部材の動作によるスライダの駆動トルクも充分に小さなものでよい。そして、小寸法かつ軽量であるために、トラッキング補正等における応答性がすぐれたものとなる。それゆえ、当該既提案品では、トラッキング補正等の精度がきわめて高いものになり、このようなディスクに対するトラッキング補正等のためのヘッド素子変位の高速応答性をもって、ヘッド素子を高精度かつ高速に微小変位させることができるディスク装置のヘッド支持機構を提供することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、携帯型のパーソナルコンピュータなどでは、持ち運びの際に衝撃を受ける場合があり、この場合には衝撃でロードビームが跳ね上がって、スライダとディスクとが衝突することになる。しかしながら、上記提案の構成では衝突の際にスライダの姿勢が大きく崩れ、場合によってはスライダの角などが当たり、ディスクを破損してしまうおそれがある。
【００１５】
この問題を解決するために、スライダの姿勢を規制する規制部材をヘッド支持機構に別途設けることが考えられる。しかしながら、この場合には、ヘッド支持機構の部品点数が増大し、重量が増大し、大型化するという新たな問題が発生する。
【００１６】
本発明は、ディスクに対するトラッキング補正等のために、ヘッドに対する微小変位の制御を行うに際して、そのヘッドを高速応答性をもって高精度に微小変位させることができ、しかも部品点数を削減し、軽量化および小型化を図ったディスク装置のヘッド支持機構を提供することを目的としている。
【００１７】
本発明の他の目的は、装置の停止時において、スライダをディスクから退避するための機構をあわせ持つヘッド支持機構を実現し、より信頼性の高い磁気ディスク装置をを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、ヘッド素子を搭載したスライダがロードビームの先端部に装着されているヘッド支持機構であって、
前記ロードビームの先端部に形成された支点突起と、
前記スライダとロードビームとの間に介装され、前記スライダを前記支点突起まわりに回動自在に支持するスライダ支持板と、
前記スライダに対してその平面方向に沿って回転力を付与する変位部材と、
前記スライダ保持板を含めたスライダにおける回転時の慣性軸を、前記支点突起とほぼ一致させるために前記スライダ支持板に一体に設けられたカウンターバランスとを備え、
前記カウンターバランスと離間・当接できるように前記ロードビームの先端部に一体に規制部を設け、この規制部と前記カウンターバランスとの当接係合によって前記ヘッド素子の姿勢変化を規制する、
ことに特徴を有している。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ヘッド支持機構について、次のような手段を講じることにより、上記の課題を解決するものである。本発明にかかわるヘッド支持機構は、ヘッド素子を搭載したスライダがロードビームの先端部に装着されているヘッド支持機構であって、その前提の構成として、前記ロードビームの先端部に形成された支点突起と、前記スライダとロードビームとの間に介装され、前記スライダを前記支点突起まわりに回動自在に支持するスライダ支持板と、前記スライダに対してその平面方向に沿って回転力を付与する変位部材と、前記スライダ保持板を含めたスライダにおける回転時の慣性軸を、前記支点突起とほぼ一致させるために前記スライダ支持板に一体に設けられたカウンターバランスとを備える構成をもつ。そして、その特徴的構成要件として、前記カウンターバランスと離間・当接できるように前記ロードビームの先端部に一体に規制部を設け、この規制部と前記カウンターバランスととの当接係合によって前記ヘッド素子の姿勢変化を規制している。
【００２０】
ここで、ロードビームは従来の技術との対比において、サスペンションアームに相当する。従来の技術の場合には、ヘッド素子とともにサスペンションアームを、それの取り付け部材としてのキヤリッジに対して回動させていた。本発明での対照でいうと、従来の技術の場合には、ロードビームごと回動させていたことに相当する。これに対して、本発明にあっては、ヘッド素子のトラッキング補正等のための微小変位制御に際して、ロードビームは回動させることはない。ロードビームは不動としながら、充分に小さいスライダをロードビームに対して回動させるようにしている。すなわち、ヘッド素子微小変位制御のために回動させる対象がスライダを含んでのロードビームの全体というものではなくて、ロードビームとは別個の状態のスライダでの独立的な回動ということにしてある。
【００２１】
ヘッド素子を装着したスライダは、サスペンションアームに相当のロードビームに比べて、その寸法が充分に短く、かつその重量が充分に軽量である。したがって、ヘッド素子を有するスライダそのものの慣性モーメントは従来の技術の場合よりも小さくなり、変位部材の動作によるスライダの駆動トルクも充分に小さなものでよい。そして、小寸法かつ軽量であるゆえに、トラッキング補正等における応答性がすぐれたものとなる。それゆえ、トラッキング補正等の精度がきわめて高いものになる。このようなディスクに対するトラッキング補正等のためのヘッド素子変位の高速応答性をもって、ヘッド素子を高精度かつ高速に微小変位させることができるディスク装置のヘッド支持機構を提供することができる。
【００２２】
カウンタバランスは、スライダ保持板を含めたスライダ回転部の慣性軸を支点突起とほぼ一致させる。これにより、ロードビームに対するスライダの相対的な姿勢角度やピッチング方向（ディスクの接線方向）の傾きの設定を、支点突起の突出量やスライダ保持部の寸法の調整というきわめて簡単な対応で正確に実現することができる。スライダのディスクに対する相対的な姿勢角度やピッチング方向の傾きは、ディスク装置の仕様によって様々なものがある。すべての構成要素について各仕様ごとに対応するのではなく、ロードビームやスライダなどは共用とし、スライダ支持板において対応することができる。すなわち、スライダのディスクに対する相対的な姿勢角度やピッチング方向の傾きの設定が容易であり、スライダの良好な浮上特性を得ることが可能となり、ヘッドを微細に動作させ記録トラックに対して正確に追従させるとともに、スライダをディスク面から離間させるときにスライダのエアベアリング面に発生する負圧に対抗してスライダを持ち上げる機構を容易に実現できる。
【００２３】
規制部は、カウンターバランスと離間・当接できる。これにより、衝撃を受けた場合でもスライダの姿勢をほぼ一定に保つことができ、角が当たってディスクが損傷するような事態を防止することができる。
【００２４】
しかも、カウンタバランスおよび規制部は、カウンタバランスがスライダ支持板に、規制部がロードビームにそれぞれ一体形成されているので、別途規制部を設ける場合に比して部品点数が減少し、軽量化及び小型化が図られる。
【００２５】
なお、当該のヘッド支持機構は磁気ディスク装置に好適に適用するものであるが、必ずしも磁気ディスク装置に限る必要性はなく、光ディスク装置や光磁気ディスク装置などに適用してもよい。
【００２６】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に係るヘッド支持機構において、前記規制部のカウンターバランスに当接する位置が、前記支点突起よりもロードビームの基端部側に位置しており、これにより、スライダがディスクから滑らかに離間する作用を有する。
【００２７】
好ましい形態としての本発明の請求項３では、請求項１，２に記載したヘッド支持機構において、前記変位部材は、薄膜圧電体素子で構成されていることを特徴とする。
【００２８】
好ましい形態としての本発明の請求項４では、請求項３に記載したヘッド支持機構において、前記変位部材は、前記一対の弾性ヒンジ部の位置を互いに相反する方向に一方は伸張し他方は収縮させる一対の薄膜圧電体素子で構成されていることを特徴とする。
【００２９】
変位部材として薄膜庄電体素子を用いることによって軽量化を図り、ディスクに対するスライダの浮上特性を良好なものにする。また、一対の弾性ヒンジ部の相反的な変位を行うに際して、一対の薄膜圧電体素子の一方を伸張させ他方を同時に収縮させることで対応するが、このことの電気的制御が比較的簡単なものですむ。
【００３０】
本発明の請求項５に記載した発明では、請求項１〜４に記載したヘッド支持機構において、前記ロードビームの先端部から突出するようにロードビームと一体的に形成されるタブをさらに備え、前記スライダをディスクから離間させる際に、前記タブをディスク周囲に設けられたランプに乗り上げて、前記ロードビームをディスクから持ち上げる構成としている。
【００３１】
請求項５の発明によれば、アンロードの際に衝撃を受けてもスライダとディスクとの衝突を防止でき、ひいてはディスクの破損を防止できる。
【００３２】
以下、本発明にかかわるヘッド支持機構の具体的な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３３】
図１は本発明の実施の形態にかかわるヘッド支持機構の全体を示す斜視図、図２はそのヘッド支持機構を分解して示す斜視図、図３はヘッド支持機構におけるスライダを示す斜視図、図４はヘッド支持機構におけるフレクシャの構造を示す分解状態の斜視図、図５はヘッド支持機構のスライダ部分の拡大した側面図、図６はヘッド支持機構における薄膜圧電体素子ユニットの平面図、図７は図６におけるＡ−Ａ線での断面図、図８はヘッド支持機構におけるフレクシャの先端部分の平面図、図９は図８におけるＢ−Ｂ線での断面図およびＣ−Ｃ線での断面図、図１０はヘッド支持機構の側面図、図１１はヘッド支持機構における薄膜圧電体素子ユニットの駆動説明図、図１２はヘッド支持機構の駆動説明図、図１３はフレクシャを支点突起部側から見た平面図、図１４は本発明のヘッド支持機構を搭載した磁気ディスク装置の平面図である。
【００３４】
この実施の形態のヘッド支持機構１００は、その構成要素として、大きく分けて、ベースプレート１０、ロードビーム２０、フレクシャ３０、薄膜圧電体素子ユニット４０、スライダ５０およびヘッド素子６０を備えて構成されている。
【００３５】
矩形状に構成されたベースプレート１０は、図示しないヘッドアクチュエータアームに取り付けられるようになっている。
【００３６】
ロードビーム２０は、ベースプレート１０に例えばビーム溶接などにより固定される基端部２１と、基端部２１から先細り状に延在されたネック部２２と、ネック部２２においてその中央に形成された開口部２３と、ネック部２２に連続して直線的かつ先細り状に延在するビーム主部２４と、ビーム主部２４の先端に連続する先端支持部２５と、先端支持部２５の左右両側から立ち上がる規制部２６ａ，２６ｂとを備えている。ネック部２２における開口部２３の両側部分は板バネ部２７ａ，２７ｂとして構成され、先端支持部２５のほぼ中央部には支点突起２８が一体的に突出形成され、ロードビーム２０の先端部にはタブ２９が一体的に基端部２１から離れる方向に延出形成されている。一対の規制部２６ａ，２６ｂは、ビーム主部２４の先端から基端部２１に向かって直線状に延出されている。
【００３７】
フレクシャ３０は、次のように構成されている。
【００３８】
フレクシャ３０は、フレクシャ基板３１と、スライダ支持板３２と、スライダ支持板３２と一体的に基端部２１に向かって延出形成された一対のカウンターバランス３２ｂ、３２ｃと、フレクシャ基板３１とスライダ支持板３２とをつなぐ役割をもつ配線用フレキシブル基板３３と、配線用フレキシブル基板３３にパターン配線されたヘッド素子用配線３４および薄膜圧電体素子用配線３５と、配線用フレキシブル基板３３の弾性ヒンジ部３３ｄ、３３ｅと二股状の圧電体支持部３３ａ，３３ｂとの間に設けられた連結補強板３００ａ，３００ｂとの６つをその大きな構成要素としてもっている。フレクシャ基板３１とスライダ支持板３２と連結補強板３００ａ，３００ｂとは、金属好ましくはステンレス鋼で構成されている。配線用フレキシブル基板３３はポリイミド樹脂等の絶縁膜で構成されている。この配線用フレキシブル基板３３にヘッド素子用配線３４と薄膜圧電体素子用配線３５とがパターニングされている。
【００３９】
薄膜圧電体素子用配線３５には３種類がある。１つは第１の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ａであり、他の１つは第２の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｂであり、さらに他の１つは第３の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｃである。これ以外に、スライダ５０をグランドレベルにするためのグランド配線３５ｄがある。
【００４０】
フレクシャ３０における配線用フレキシブル基板３３は、ロードビーム２０のビーム主部２４に対して先端側を除いて接合されるフレキシブル基板主部３３Ｘと、ロードビーム２０の基端部２１に接合される外部接続用端子保持部３３Ｙと、フレキシブル基板主部３３Ｘと外部接続用端子保持部３３Ｙとをクランク状につなぐクランク連結部３３Ｚとを有して一体的に構成されている。
【００４１】
配線用フレキシブル基板３３におけるフレキシブル基板主部３３Ｘは、二股状の圧電体支持部３３ａ，３３ｂと、その圧電体支持部３３ａ，３３ｂ間のスリット３３ｃと、二股状の圧電体支持部３３ａ，３３ｂの先端側のくびれをもって局部的に細い幅の状態で形成された弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅと、弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅのさらに先端で両者をつなぐフレクシャ先端部３３ｆとを有する状態で一体的に形成されている。両圧電体支持部３３ａ，３３ｂの間には、フレクシャ先端部３３ｆまでわたってスリット３３ｃが形成されている。弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅの部分も含めて配線用フレキシブル基板３３はその全体がポリイミド樹脂等から構成されており、ヘッド素子用配線３４や薄膜圧電体素子用配線３５に対する絶縁膜を兼ねている。
【００４２】
配線用フレキシブル基板３３にパターニングされたヘッド素子用配線３４には、左側サイドに沿って配線された第１、第２のヘッド素子配線３４ａ、３４ｂと、右側サイドに沿って配線された第３、第４のヘッド素子配線３４ｃ、３４ｄとがある。これらの配線はフレクシャ先端部３３ｆまで延出され、そこでそれぞれランド３４ａ′，３４ｂ′，３４ｃ′，３４ｄ′を形成している。
【００４３】
第３の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｃのランド３５ｃ′はスリット３３ｃの奥側端部の近傍に配置され、第１の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ａのランド３５ａ′と第２の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｂのランド３５ｂ′はランド３５ｃ′に対する左右両側に配置されている。グランド配線３５ｄのランド３５ｄ′はスリット３３ｃの先端側端部の近傍に配置され、そこからスリット３３ｃの両側を通って第３の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｃのランド３５ｃ′に接続されている。
【００４４】
弾性ヒンジ部３３ｄは、上記グランド配線３５ｄ、第１のヘッド素子配線３４ａ、第２のヘッド素子配線３４ｂおよびフレキシブル基板３３の絶縁膜で構成されている。弾性ヒンジ部３３ｅは、弾性ヒンジ部３３ｄと同様に、上記第３のヘッド素子配線３４ｃ、第４のヘッド素子配線３４ｄ、およびフレキシブル基板３３の絶縁膜で構成されている。
【００４５】
フレクシャ基板３１とスライダ支持板３２と配線用フレキシブル基板３３、連結補強板３００ａ，３００ｂとからなるフレクシャ３０は、その製造において、ヘッド素子用配線３４と薄膜圧電体素子用配線３５とを被覆する状態でフレクシャ基板３１とスライダ支持板３２のもとになるステンレス鋼板上にモールド形成される。その成形の後にステンレス鋼板に対するエッチングによるトリミング加工を施してフレクシャ基板３１とスライダ支持板３２と連結補強板３００ａ，３００ｂを現出させる。結果として、形態的には、フレクシャ基板３１とスライダ支持板３２とが配線用フレキシブル基板３３を介して連結された状態となっている。したがって、スライダ支持板３２はフレクシャ基板３１に対して、配線用フレキシブル基板３３の弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅを介して遊動可能な状態で連結されている。その結果として、スライダ支持板３２およびフレクシャ先端部３３ｆは、スライダ５０のピッチング方向およびローリング方向での自由度をもっている。ピッチング方向は磁気ディスク７０の接線方向であり、ローリング方向は磁気ディスク７０の半径方向である。
【００４６】
フレクシャ基板３１に対するフレキシブル性をもっているスライダ支持板３２には、その中央部分に段曲げ加工によるスライダ保持部３２ａが一体的に形成されている。この段曲げ加工のスライダ保持部３２ａは、スライダ支持板３２の基準面より法線方向に突出している。また、スライダ保持板３２に一体形成されたカウンターバランス３２ｂ、３２ｃは、スライダ５０、フレクシャ先端部３３ｆ、スライダ保持板３２を合わせたスライダ回転部の慣性軸を支点突起２８に一致させるように形状が決められている。
【００４７】
左側の圧電体支持部３３ａの外側端縁には第１のヘッド素子配線３４ａおよび第２のヘッド素子用配線３４ｂが配線され、内側端縁にはグランド配線３５ｄが配線されている。第１および第２のヘッド素子配線３４ａ，３４ｂはそれぞれフレクシャ先端部３３ｆまで延出され、そこでそれぞれランド３４ａ′，３４ｂ′を形成している。また、右側の圧電体支持部３３ｂの外側端縁には第３のヘッド素子配線３４ｃおよび第４のヘッド素子配線３４ｄが配線され、内側端縁にはグランド配線３５ｄが配線されている。第３および第４のヘッド素子配線３４ｃ，３４ｄはそれぞれフレクシャ先端部３３ｆまで延出され、そこでそれぞれランド３４ｃ′，３４ｄ′を形成している。
【００４８】
次に、薄膜圧電体素子ユニット４０について説明する。薄膜圧電体素子ユニット４０は、二股状とされ根元のみでつながっている第１の薄膜圧電体素子４０ａと第２の薄膜圧電体素子４０ｂとを有し、第１および第２の両薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂの間にスリット４０ｃが形成されている。なお、この薄膜圧電体素子ユニット４０の具体的構造については後述する。
【００４９】
スライダ５０は、ＭＲ素子などのヘッド素子６０をそのセラミックス製のスライダ本体５１に装着しているとともに、ヘッド素子６０に接続されている４つの電極端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄがスライダ本体５１に埋め込まれ、その一部が列状になって表面に露出している。スライダ本体５１の上面は、回転駆動される磁気ディスク７０によって生じる空気流に対するエアベアリング面５３とされている。このエアベアリング面５３は、前記の空気流をスライダ５０のピッチング方向（磁気ディスクの接線方向）に沿って通流させて、磁気ディスク７０との間にエア潤滑膜を形成するものである。
【００５０】
以上によって、ベースプレート１０、ロードビーム２０、フレクシャ３０、薄膜圧電体素子ユニット４０、スライダ５０およびヘッド素子６０の各構成要素についての個別的な説明を終える。
【００５１】
次に、各構成要素の相互関係について説明する。
【００５２】
ベースプレート１０に対してロードビーム２０をその基端部２１においてビーム溶接等により一体的に固定してある。ロードビーム２０に対してフレクシャ３０をその先端側は除いてビーム溶接または接着剤を介して一体的に固定してある。フレクシャ３０の外部接続用端子保持部３３Ｙをロードビーム２０の基端部２１に固定し、フレキシブル基板主部３３Ｘをその先端側は除いてビーム主部２４に固定し、フレクシャ先端部３３ｆを先端支持部２５に載置してある。このとき、フレクシャ３０における左右一対の圧電体支持部３３ａ，３３ｂはビーム主部２４に対して非接合状態でもって載置されている。
【００５３】
フレクシャ３０におけるスライダ支持板３２のスライダ保持部３２ａが支点突起２８に当接的に支持されている。支点突起２８は左右一対の圧電体支持部３３ａ，３３ｂ間のスリット３３ｃから突出している。段曲げ加工のスライダ保持部３２ａに対して支点突起２８からロードビーム２０の板バネ部２７ａ，２７ｂの付勢力が法線方向にかけられている。左右一対の第１、第２の圧電体支持部３３ａ，３３ｂに対して第１、第２の薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂが接着により一体接合されている。薄膜圧電体素子ユニット４０への配線接続については後述する。
【００５４】
ヘッド素子６０を装備したスライダ５０がスライダ支持板３２およびフレクシャ先端部３３ｆに接着をもって一体的に固定されている。スライダ５０の前端下縁がフレクシャ先端部３３ｆに接着され、スライダ５０の下面の幾何学的中心が段曲げ加工のスライダ保持部３２ａに接着されている。スライダ５０における電極端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄがフレクシャ先端部３３ｆにおけるランド３４ａ′，３４ｂ′，３４ｃ′，３４ｄ′に電気的に接続されている。スライダ支持板３２は左右一対の規制部２６ａ，２６ｂによって、カウンターバランス３２ｂ、３２ｃと僅かな隙間を持ち、当接した状態で、支点突起２８とスライダ保持部３２ａと大きく離れないようにかつ大きく姿勢が変化しないように規制されている。
【００５５】
ここで、ヘッド支持装置としてロードアンロード方式（Ｌ／ＵＬ方式）について説明する。図１４にＬ／ＵＬ方式の磁気ディスク装置の概略構成図を示した。
【００５６】
磁気ディスク装置の停止時には、ヘッド支持装置３０３がボイスコイルモータ３０６によって軸受部３０４を中心に回動し、磁気ディスク７０の外側に移動する。このとき、磁気ディスク７０の外側には、ランプロード３０５が設けられており、ロードビームの先端部に設けられたタブ２９をランプロード３０５のテーパ部３０５ａに乗り上げさせる。これによりスライダ５０を磁気ディスク７０から離間させ保持している。このとき図１ないし図８に示すように支点突起２８とスライダ保持部３２ａとが大きく離れないように規制部２６ａ，２６ｂでもってカウンターバランス３２ｂ、３２ｃを規制している。さらにカウンターバランス３２ｂ、３２ｃと規制部２６ａ，２６ｂとの係合部（作用位置）が支点突起２８よりもロードビーム２０の基端部側に位置している。
【００５７】
スライダ５０およびスライダ支持板３２、フレクシャ先端部３３ｆはくびれ状の弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅの箇所での弾性的な変形をもって支点突起２８を回動中心として回動するようになっている。従来例の場合には、ヘッド素子の回動中心がロードビームの長手方向のかなり後方にあったのに対して、本発明の実施の形態においては、ヘッド素子６０を備えたスライダ５０の回動中心がロードビーム２０の長手方向の充分に先端側にシフトした状態で位置している。
【００５８】
次に、薄膜圧電体素子ユニット４０の具体的構造について説明する。
【００５９】
図６は薄膜圧電体素子ユニット４０の平面図である。図７は図６におけるＡ−Ａ線での断面図である。この図７では理解を助けるために厚み方向での縮尺を実際より大きくして描いている。
【００６０】
薄膜圧電体素子ユニット４０は、スリット４０ｃを介して二股状とされ根元のみでつながっている左右の第１の薄膜圧電体素子４０ａと第２の薄膜圧電体素子４０ｂとを有している。
【００６１】
第１の薄膜圧電体素子４０ａも第２の薄膜圧電体素子４０ｂもその構造は同じとなっている。その構造は次のとおりである。上位の薄膜圧電体素子４１と下位の薄膜圧電体素子４２とを積層状態で導電性接着剤４３を介して一体的に接合した構造となっている。上位の薄膜圧電体素子４１は、薄膜圧電体４１ｐの両面に第１の電極金属膜４１ａと第２の電極金属膜４１ｂとを一体化したものであり、下位の薄膜圧電体素子４２は、同様に薄膜圧電体４２ｐの両面に第３の電極金属膜４２ｃと第４の電極金属膜４２ｄとを一体化したものである。第２の電極金属膜４１ｂと第３の電極金属膜４２ｃとの間に前記の導電性接着剤４３が介在され、両者が一体的に接合されている。そして、第１、第２の薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂの全体が柔軟性のあるコーティング樹脂４４によって被覆され、第１、第２の薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂを一体化している。第１、第２の薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂの基部には接続用孔４５ａ，４５ｂが形成されている。接続用孔４５ａ，４５ｂは、第２の電極金属膜４１ｂと第３の電極金属膜４２ｃとを電気的に接続するためのグランド金属膜４７ａ，４７ｂを充填するために設けられる。
【００６２】
図９（ａ）は図８におけるＢ−Ｂ線での断面図である。図９（ｂ）は配線状態を分かりやすくするために変則的に切断した断面図である。
【００６３】
図９に示すように、薄膜圧電体素子ユニット４０の左右一対の第１の薄膜圧電体素子４０ａおよび第２の薄膜圧電体素子４０ｂはそれぞれ、フレクシャ３０における配線用フレキシブル基板３３の二股状の圧電体支持部３３ａ，３３ｂに載置され、接着剤を介して一体的に接合されている。
【００６４】
左側の第１の薄膜圧電体素子４０ａは第１および第２のヘッド素子配線３４ａ，３４ｂとグランド配線３５ｄとの間に配置されている。また、右側の第２の薄膜圧電体素子４０ｂは第３および第４のヘッド素子配線３４ｃ，３４ｄとグランド配線３５ｄとの間に配置されている。
【００６５】
左側の第１の薄膜圧電体素子４０ａにおいて、その上位の薄膜圧電体素子４１の上側に位置する第１の電極金属膜４１ａと下位の薄膜圧電体素子４２の下側に位置する第４の電極金属膜４２ｄとがそれぞれワイヤーボンド線４６ａを介して第１の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ａのランド３５ａ′に接続されている。また、薄膜圧電体素子ユニット４０における右側の第２の薄膜圧電体素子４０ｂにおいて、その上位の薄膜圧電体素子４１の上側に位置する第１の電極金属膜４１ａと下位の薄膜圧電体素子４２の下側に位置する第４の電極金属膜４２ｄとがそれぞれワイヤーボンド線４６ｂを介して第２の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｂのランド３５ｂ′に接続されている。
【００６６】
第１の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ａおよび第２の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｂにはプラスの電圧が印加されるようになっている。したがって、第１、第２の薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂにおいては、その薄膜圧電体４１ｐ，４２ｐをサンドイッチ状に挟む２つの電極金属膜のうち両外側に位置する第１の電極金属膜４１ａと第４の電極金属膜４２ｄとに対してプラスの電圧が印加されることになる。
【００６７】
薄膜圧電体素子ユニット４０における左右の薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂにおいて、それぞれの接続用孔４５ａ，４５ｂにはグランド金属膜４７ａ，４７ｂが充填状態で形成され、そのグランド金属膜４７ａ，４７ｂを介して上位の薄膜圧電体素子４１の下側に位置する第２の電極金属膜４１ｂと下位の薄膜圧電体素子４２の上側に位置する第３の電極金属膜４２ｃとが短絡的に接続され、さらにグランド金属膜４７ａ，４７ｂがそれぞれワイヤーボンド線４８ａ，４８ｂを介して第３の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｃのランド３５ｃ′に接続されている。第３の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｃはグランドに接続されるようになっている。したがって、第１、第２の薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂにおいては、その薄膜圧電体４１ｐ，４２ｐをサンドイッチ状に挟む２つの電極金属膜のうち両内側に位置する第２の電極金属膜４１ｂと第３の電極金属膜４２ｃとに対してグランドの電位が印加されることになる。
【００６８】
第１のヘッド素子配線３４ａ、第２のヘッド素子配線３４ｂ、第３のヘッド素子配線３４ｃ、第４のヘッド素子配線３４ｄからなるヘッド素子用配線３４は、クランク連結部３３Ｚから外部接続用端子保持部３３Ｙへと引き回され、外部接続用端子保持部３３Ｙに形成された外部接続用ランド３６に接続されている。
【００６９】
第１の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ａ、第２の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｂ、第３の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｃ、グランド配線３５ｄからなる薄膜圧電体素子用配線３５は、クランク連結部３３Ｚから外部接続用端子保持部３３Ｙへと引き回され、外部接続用端子保持部３３Ｙに形成された外部接続用ランド３７に接続されている。外部接続用ランド３６，３７は図示しない外部の駆動回路に接続されるようになっている。
【００７０】
第１の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ａと第２の薄膜圧電体素子駆動用配線３５ｂとは共通の高電位側駆動配線３５ａｂに接続され、外部接続用端子保持部３３Ｙにおける外部接続用ランド３７を介して電源回路における高電位側電源端子に接続されている。グランド配線３５ｄは外部接続用端子保持部３３Ｙにおける外部接続用ランド３６を介して電源回路におけるグランドに接続されている。
【００７１】
次に、フレクシャ３０に対するスライダ５０の取り付けについて説明する。
【００７２】
フレクシャ３０の先端部におけるスライダ支持板３２に対してスライダ５０を取り付けてあるが、スライダ５０の幾何学的中心（図芯）をスライダ支持板３２の段曲げ加工のスライダ保持部３２ａに当接させ、スライダ５０の前端下縁をスライダ支持板３２の平面部に当接させ、それらの当接箇所において接着剤を介して一体的に接合固定してある。
【００７３】
ヘッド素子用配線３４の端部におけるランド３４ａ′，３４ｂ′，３４ｃ′，３４ｄ′とスライダ５０におけるヘッド素子６０との接続をなす電極端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄとが導電性接着剤などを介して電気的かつ物理的に接続されている。
【００７４】
段曲げ加工のスライダ保持部３２ａの段差量を調節することにより、スライダ５０のピッチング方向の傾斜角度を自由に設定することができる。
【００７５】
なお、弾性ヒンジ部３３ｄは、上記グランド配線３５ｄ、第１のヘッド素子配線３４ａ、第２のヘッド素子配線３４ｂおよびフレキシブル基板３３の絶縁膜で構成されている。弾性ヒンジ部３３ｅは、弾性ヒンジ部３３ｄと同様に、第３のヘッド素子配線３４ｃ、第４のヘッド素子配線３４ｄ、およびフレキシブル基板３３の絶縁膜で構成されている。これにより、薄膜圧電体素子ユニット４０の動きは、弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅまで伝えられることになるが、弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅと薄膜圧電体素子ユニット４０とは柔らかいフレキシブル基板３３のポリイミド製絶縁層のみで連結されることになる。これに対して、連結補強板３００ａ，３００ｂは、薄膜圧電体素子ユニット４０の弾性ヒンジ３３ｄ、３３ｅ側の先端と弾性ヒンジ３３ｄ、３３ｅを構成しているヘッド素子配線とを確実に連結するために設けられている。これにより薄膜圧電体素子ユニット４０の伸縮動作を確実に弾性ヒンジ３３ｄ、３３ｅに伝達することになる。
【００７６】
次に、上記のように構成された実施の形態のヘッド支持機構１００の動作を説明する。
【００７７】
図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１の薄膜圧電体素子４０ａと第２の薄膜圧電体素子４０ｂとは互いに逆位相の電圧が印加されるようになっている。この印加電圧についてはバイアス電圧Ｖｏ（この電圧は０ボルトであっても良い）が与えられている。
【００７８】
例えば、期間Ｔ１においては、左側の第１の薄膜圧電体素子４０ａに対する印加電圧がバイアス電圧Ｖｏに対して増加し、同期して、右側の第２の薄膜圧電体素子４０ｂに対する印加電圧はバイアス電圧Ｖｏに対して減少するように電圧制御される。逆に、期間Ｔ２においては、左側の第１の薄膜圧電体素子４０ａに対する印加電圧がバイアス電圧Ｖｏに対して減少し、同期して、右側の第２の薄膜圧電体素子４０ｂに対する印加電圧はバイアス電圧Ｖｏに対して増加するように電圧制御される。
【００７９】
図１２（ｂ）は図１２（ａ）の構成を模式的に示している。圧電体支持部３３ａと第１の薄膜圧電体素子４０ａとが第１のビームＢ１を構成し、圧電体支持部３３ｂと第２の薄膜圧電体素子４０ｂとが第２のビームＢ２を構成し、スライダ支持板３２とフレクシャ先端部３３ｆとがリンクＬを構成し、支点突起２８および段曲げ加工のスライダ保持部３２ａがリンクＬの回動中心Ｏを構成し、スライダ５０がリンクＬと一体の長さｄのアームＡ１を構成し、そのアームＡ１の先端にヘッド素子６０が存在している。リンクＬはその両端において第１のビームＢ１と第２のビームＢ２とに対して相対回動自在となっている。第１、第２のビームB１、B２が回動自在となっているのは、くびれ状の弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅの存在によっている。弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅが揺動支点Ｃ１，Ｃ２を構成する。弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅはスライダ５０のピッチング方向およびローリング方向の双方において柔軟な構成となっており、磁気ディスク７０に対するスライダ５０の良好な浮上特性を与えている。
【００８０】
期間Ｔ１において、例えば図１２に示すように、第１の薄膜圧電体素子４０ａがその長さ方向において矢印Ｄ方向に収縮すると、第２の薄膜圧電体素子４０ｂは逆に矢印Ｅ方向に沿って伸張する。期間Ｔ２においては、伸縮の方向性が上記とは逆になる。
【００８１】
第１の薄膜圧電体素子４０ａと右側の第２の薄膜圧電体素子４０ｂとの互いに逆方向の伸縮力は、その下側において一体的に接合されている配線用フレキシブル基板３３の圧電体支持部３３ａ，３３ｂに対して伝えられる。
【００８２】
第１、第２の薄膜圧電体素子４０ａ，４０ｂが一体的に接合されている圧電体支持部３３ａ，３３ｂとスライダ５０の前端下縁を固定しているフレクシャ先端部３３ｆとは、くびれ状の弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅを介してつながっている。
【００８３】
左側の圧電体支持部３３ａに矢印Ｄ方向に沿った収縮力が作用し、同時に右側の圧電体支持部３３ｂに矢印Ｅ方向に沿った伸張力が作用することにより、くびれ状の弾性ヒンジ部３３ｄ，３３ｅを介してフレクシャ先端部３３ｆがその下側の支持となっているスライダ支持板３２とともに矢印Ｆ方向へ首振り動作を起こす。これは、期間Ｔ1に相当する。期間Ｔ2ではフレクシャ先端部３３ｆおよびスライダ支持板３２の首振り動作は反矢印Ｆ方向となる。
【００８４】
スライダ支持板３２とフレクシャ先端部３３ｆとは一体である。スライダ５０の前端下縁はフレクシャ先端部３３ｆに接着固定されている。また、電極端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄはフレクシャ先端部３３ｆにおけるランド３４ａ′，３４ｂ′，３４ｃ′，３４ｄ′に電気的に接続されている。さらには、スライダ５０の下面はその幾何学的中心においてスライダ支持板３２の段曲げ加工のスライダ保持部３２ａに固定され、スライダ保持部３２ａの下面はロードビーム２０の支点突起２８により非固定の状態で支持されている。
【００８５】
そのため、スライダ支持板３２およびフレクシャ先端部３３ｆが首振り動作をするときは、スライダ保持部３２ａで支点突起２８を回動中心として首振り動作を行うことになる。これに伴い、スライダ５０も支点突起２８を回動中心として首振り動作を行い、スライダ５０の前端面中央に配置されているヘッド素子６０は支点突起２８を回動中心として回動することになる。すなわち、矢印Ｆ方向または反矢印Ｆ方向に沿って移動するが、この方向は磁気ディスク７０におけるトラックを横切る方向である。なお、図１２（ｂ）において長さｄは、支点突起２８（スライダ保持部３２ａ）を回動中心とするヘッド素子６０の回転半径を表している。
【００８６】
ロードビーム２０において、フレクシャ３０の主部である配線用フレキシブル基板３３を取り付けているビーム主部２４は、基端部２１に対して一対の板バネ部２７ａ，２７ｂを介して保持されており、ビーム主部２４には板バネ部２７ａ，２７ｂによるビーム面に対する法線方向の付勢力が与えられている。このビーム主部２４における付勢力は支点突起２８からスライダ保持部３２ａおよびスライダ支持板３２を介してスライダ５０に対してロード荷重として加えられることになる。そのロード荷重は、例えば２０〜３０ｍＮ（ミリニュートン）である。
【００８７】
このロード荷重が支点突起２８とスライダ支持板３２との間に作用し、摩擦力を発現するので、スライダ支持板３２は支点突起２８に対して、支点突起２８を回動中心として回動しこそすれ、それ以外の位置ずれを生じることはない。
【００８８】
次に、ロードアンロード動作について説明する。図１４において、磁気ディスク装置が停止モードに移行する際、ヘッド支持装置３０３が軸受部３０４を中心に回動し、磁気ディスク７０の外側に移動する。このとき、磁気ディスク７０の外側には、ランプロード３０５が設けられており、ロードビーム２０の先端部に設けられたタブ２９は、ランプロード３０５のテーパ部３０５ａを乗り上げることになる。これによりスライダ５０を磁気ディスク７０からエアベアリング面に生じている負圧力に反して離間させる。
【００８９】
図８において、規制部２６ａ、２６ｂとカウンターバランス３２ｂ、３２ｃとがそれぞれオーバーラップする位置が、支点突起部２８よりも基端部２１側にあるため(図８では基端部２１は図示しないが、図中下側が基端部２１側)、スライダ５０を磁気記録媒体から離間させる際、スライダ５０の空気流入側を持ち上げることにより、スムーズにスライダが磁気記録媒体から離すことが可能となる。
【００９０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ディスクに対するトラッキング補正等のために、ヘッドに対する微小変位の制御を行うに際して、そのヘッドを高速応答性をもって高精度に微小変位させることができ、しかも部品点数を削減し、軽量化および小型化を図ったディスク装置のヘッド支持機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかわるヘッド支持機構の全体を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態のヘッド支持機構を分解して示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態のヘッド支持機構におけるスライダを示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態のヘッド支持機構におけるフレクシャの構造を示す分解状態の斜視図
【図５】本発明の実施の形態のヘッド支持機構におけるスライダ部分の拡大した側面図
【図６】本発明の実施の形態のヘッド支持機構における薄膜圧電体素子ユニットを示す平面図
【図７】図６のＡ−Ａ線における断面図
【図８】本発明の実施の形態のヘッド支持機構におけるフレクシャの先端部分の平面図
【図９】図８におけるＢ−Ｂ線での断面図と配線状態を分かりやすくするために変則的に切断した断面図
【図１０】本発明の実施の形態のヘッド支持機構の側面図
【図１１】本発明の実施の形態のヘッド支持機構における薄膜圧電体素子ユニットの駆動説明図
【図１２】本発明の実施の形態のヘッド支持機構の駆動説明図
【図１３】本発明の実施の形態のヘッド支持機構における配線用フレキシブル基板の図８に対する裏面図
【図１４】本発明の実施の形態のヘッド支持機構を搭載した磁気ディスク装置の概略平面図
【図１５】従来の技術にかかわるディスク装置のヘッド支持機構の一例を示す平面図
【符号の説明】
１０ベースプレート２０ロードビーム
２１基端部２２ネック部
２３開口部２４ビーム主部
２５先端支持部２６規制部
２７ａ，２７ｂ板バネ部２８支点突起
２９タブ３０フレクシャ
３１フレクシャ基板３２スライダ支持板
３２ａスライダ保持部３２ｂ、３２ｃカウンターバランス
３３配線用フレキシブル基板
３３Ｘフレキシブル基板主部
３３Ｙ外部接続用端子保持部
３３Ｚクランク連結部
３３ａ，３３ｂ二股状の圧電体支持部
３３ｃスリット３３ｄ，３３ｅ弾性ヒンジ部
３３ｆフレクシャ先端部３４ヘッド素子配線
３５薄膜圧電体素子用配線４０薄膜圧電体素子ユニット
４０ａ第１の薄膜圧電体素子
４０ｂ第２の薄膜圧電体素子
４０ｃスリット５０スライダ
６０ヘッド素子７０磁気ディスク
３００ａ，３００ｂ連結補強板
３０２アームブロック３０３ヘッド支持装置
３０４軸受部３０５ランプロード
３０６ボイスコイルモータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a head support mechanism provided in a disk device such as a magnetic disk used as a storage device of a computer, and more particularly to a head support mechanism suitable for increasing data recording density in a magnetic disk device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the recording density of a magnetic disk provided in a magnetic disk device has been increasing with each passing day. A magnetic head used for recording or recording / reproducing data on a magnetic disk is usually mounted on a slider, and the slider on which the magnetic head is mounted is supported by a head support mechanism provided in the magnetic disk device. ing. The head support mechanism has a head actuator arm to which a slider is attached, and the head actuator arm is rotated by a voice coil motor (VCM). Then, by controlling the voice coil motor, the head element mounted on the slider is positioned at an arbitrary position on the magnetic disk.
[0003]
In order to record data on the magnetic disk at a higher density, it is necessary to position the magnetic head on the magnetic disk with higher accuracy. However, the configuration in which the magnetic head is positioned by rotating the head actuator arm by the voice coil motor as described above has a problem that the magnetic head cannot be positioned with higher accuracy.
[0004]
Therefore, a head support mechanism for positioning the magnetic head with high accuracy has already been proposed. This will be described below with reference to FIG. FIG. 15 is a plan view showing an example of a conventional head support mechanism in a magnetic disk apparatus.
[0005]
A magnetic head 102 for recording / reproducing data on a magnetic disk (not shown) that is driven to rotate is supported by one end of a suspension arm 104. The other end of the suspension arm 104 is supported so as to be rotatable within a small angle range around the rotation center 108. The carriage 106 is supported so as to be rotatable with respect to a shaft member 110 fixed to the housing of the magnetic disk device.
[0006]
A permanent magnet (not shown) is fixed to the carriage 106, and the carriage 106 controls the shaft member 110 by controlling an exciting current flowing in the drive coil 114 that is a part of the magnetic circuit 112 fixed to the housing side. It is designed to rotate with respect to. Thereby, the magnetic head 102 is moved along the substantial radial direction of the magnetic disk.
[0007]
A pair of piezoelectric elements 116 a and 116 b is provided between the carriage 106 and the suspension arm 104. The two piezoelectric elements 116 a and 116 b are attached in a state where the longitudinal directions of the carriage 106 are slightly inclined in directions opposite to each other. Then, by applying voltages of opposite polarities to the two piezoelectric elements 116a and 116b, one piezoelectric element 116a is expanded, and at the same time, the other piezoelectric element 116b is contracted to rotate the suspension arm 104. It is rotated around the moving center 108. As a result, the magnetic head 102 attached to the tip of the suspension arm 104 is displaced in a minute range along the surface of the magnetic disk, and can be positioned with high accuracy at an arbitrary position on the magnetic disk.
[0008]
However, in this conventional head support mechanism, not only the magnetic head 102 but also the suspension arm 104 to which the magnetic head 102 is attached are driven by the piezoelectric elements 116a and 116b. Since it is considerably longer than the head 102 and has a large mass, its inertia moment is large, and a large driving torque for the suspension arm 104 due to expansion and contraction of the piezoelectric elements 116a and 116b is required. Therefore, the magnetic head 102 cannot always respond with high speed and high accuracy to a command by voltage.
[0009]
For the above reasons, the conventional example shown in the figure cannot position the magnetic head on the track on the disk with high speed response and high accuracy when controlling the minute displacement of the magnetic head.
[0010]
Therefore, in order to solve such inconveniences of the conventional example, the applicant of the present application has already proposed a solution to solve the above inconveniences by taking the following means. The head support mechanism according to the existing proposal has a configuration in which a slider support plate on which a head element is mounted is attached to the tip of the load beam at the tip of the load beam. As a characteristic constituent feature, the slider is supported so as to be rotatable with respect to the load beam. Furthermore, a displacement member is provided for applying a rotational force to the slider.
[0011]
The load beam in the proposed product corresponds to the suspension arm in the conventional example. In the case of the conventional example, the suspension arm and the head element are rotated with respect to the carriage as a mounting member thereof, and when such a configuration is applied to the proposed product, the entire load beam is rotated. It corresponds to that.
[0012]
On the other hand, in the proposed product, the load beam is not rotated during the minute displacement control for tracking correction or the like with respect to the head element. While the load beam is stationary, a sufficiently small slider is rotated with respect to the load beam. That is, the target to be rotated for controlling the head element minute displacement is not the entire load beam including the slider, but the slider in a state separate from the load beam is independently rotated. It is.
[0013]
The slider equipped with the head element has a sufficiently short dimension and a sufficiently light weight compared to a load beam corresponding to a suspension arm. Therefore, in the proposed product, the moment of inertia of the slider itself having the head element is smaller than that in the conventional example, and the driving torque of the slider due to the operation of the displacement member may be sufficiently small. And since it is small and lightweight, the responsiveness in tracking correction etc. is excellent. Therefore, the proposed product has extremely high accuracy for tracking correction and the like, and the head element can be made minute with high accuracy and high speed with high-speed response of the head element displacement for such tracking correction for the disk. A head support mechanism of a disk device that can be displaced can be provided.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a portable personal computer or the like may be subjected to an impact when being carried. In this case, the load beam jumps up due to the impact, and the slider and the disk collide. However, in the proposed configuration, the attitude of the slider is largely collapsed in the event of a collision, and in some cases, the corners of the slider may hit and the disk may be damaged.
[0015]
In order to solve this problem, it is conceivable to separately provide a regulating member for regulating the attitude of the slider in the head support mechanism. However, in this case, a new problem arises that the number of parts of the head support mechanism increases, the weight increases, and the size increases.
[0016]
The present invention can control a minute displacement with respect to a head for tracking correction or the like with respect to a disk, so that the head can be minutely displaced with high speed and high accuracy, and the number of parts can be reduced, and the weight can be reduced. An object of the present invention is to provide a head support mechanism for a disk device that is miniaturized.
[0017]
Another object of the present invention is to realize a head support mechanism having a mechanism for retracting a slider from a disk when the apparatus is stopped, and to provide a more reliable magnetic disk apparatus.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is a head support mechanism in which a slider on which a head element is mounted is attached to the tip of a load beam,
A fulcrum protrusion formed at the tip of the load beam;
A slider support plate interposed between the slider and the load beam and supporting the slider so as to be rotatable around the fulcrum protrusion;
A displacement member that applies a rotational force to the slider along the planar direction;
A counter balance provided integrally with the slider support plate in order to make the inertial axis during rotation of the slider including the slider holding plate substantially coincide with the fulcrum protrusion,
A restriction portion is provided integrally at the tip of the load beam so as to be able to separate and abut against the counterbalance, and the posture change of the head element is restricted by contact engagement between the restriction portion and the counterbalance.
It has a special feature.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to claim 1 of the present invention solves the above-described problem by taking the following means for the head support mechanism. A head support mechanism according to the present invention is a head support mechanism in which a slider on which a head element is mounted is mounted on a tip end portion of a load beam, and as a prerequisite thereof, a fulcrum formed on the tip end portion of the load beam. A protrusion, a slider support plate that is interposed between the slider and the load beam, and rotatably supports the slider around the fulcrum protrusion, and applies a rotational force to the slider along a plane direction thereof. And a counter balance provided integrally with the slider support plate so that the inertial axis during rotation of the slider including the slider holding plate substantially coincides with the fulcrum projection. And, as a characteristic configuration requirement thereof, a restriction portion is provided integrally at the front end portion of the load beam so that it can be separated from and abutted with the counterbalance, and the restriction portion and the counterbalance are brought into contact with each other by contact engagement. The posture change of the head element is regulated.
[0020]
Here, the load beam corresponds to a suspension arm in contrast with the prior art. In the case of the prior art, the suspension arm and the head element are rotated with respect to the carriage as an attachment member thereof. In contrast to the present invention, in the case of the conventional technique, this corresponds to the fact that the entire load beam is rotated. On the other hand, in the present invention, the load beam is not rotated during the minute displacement control for tracking correction of the head element. While the load beam is stationary, a sufficiently small slider is rotated with respect to the load beam. That is, the object to be rotated for controlling the micro displacement of the head element is not the entire load beam including the slider, but an independent rotation by the slider in a state separate from the load beam. is there.
[0021]
A slider equipped with a head element has a sufficiently short dimension and a sufficiently light weight compared to a load beam corresponding to a suspension arm. Therefore, the moment of inertia of the slider itself having the head element is smaller than that in the prior art, and the driving torque of the slider due to the operation of the displacement member may be sufficiently small. And since it is small and lightweight, the response in tracking correction etc. is excellent. Therefore, the accuracy of tracking correction and the like becomes extremely high. It is possible to provide a head support mechanism of a disk device that can displace the head element with high accuracy and high speed with high speed response of the head element displacement for tracking correction or the like for the disk.
[0022]
In the counter balance, the inertial axis of the slider rotating part including the slider holding plate is substantially matched with the fulcrum protrusion. This makes it possible to accurately set the relative attitude angle of the slider with respect to the load beam and the inclination of the pitching direction (disk tangential direction) with an extremely simple response, such as adjusting the protrusion amount of the fulcrum protrusion and the dimensions of the slider holder. can do. There are various attitude angles of the slider with respect to the disk and inclinations in the pitching direction depending on the specifications of the disk device. Rather than dealing with every component for each specification, a load beam, a slider, etc. can be shared and handled by a slider support plate. In other words, it is easy to set the relative attitude angle of the slider with respect to the disk and the inclination in the pitching direction, and it is possible to obtain good flying characteristics of the slider, and the head is finely operated to accurately follow the recording track. In addition, a mechanism for lifting the slider against the negative pressure generated on the air bearing surface of the slider when the slider is separated from the disk surface can be easily realized.
[0023]
The restricting portion can be separated and contacted with the counterbalance. As a result, even when an impact is applied, the slider posture can be kept substantially constant, and a situation where the disk hits a corner and damages the disk can be prevented.
[0024]
Moreover, since the counter balance and the regulating portion are integrally formed on the slider support plate and the regulating portion on the load beam, respectively, the number of parts is reduced compared to the case where a separate regulating portion is provided, and the weight and weight are reduced. Miniaturization is achieved.
[0025]
The head support mechanism is preferably applied to a magnetic disk device, but is not necessarily limited to a magnetic disk device, and may be applied to an optical disk device, a magneto-optical disk device, or the like.
[0026]
Of the present invention Claim 2 In the head support mechanism according to claim 1, the position where the counter balance of the restricting portion is in contact with the counterbalance is located closer to the base end portion of the load beam than the fulcrum protrusion, and thus the slider Has a function of smoothly separating from the disk.
[0027]
According to a third aspect of the present invention as a preferred embodiment, in the head support mechanism according to the first and second aspects, the displacement member is formed of a thin film piezoelectric element.
[0028]
According to a fourth aspect of the present invention as a preferred embodiment, in the head support mechanism according to the third aspect, one of the displacement members is extended in a direction opposite to the position of the pair of elastic hinge portions and the other is contracted. It is characterized by comprising a pair of thin film piezoelectric elements.
[0029]
By using a thin film piezoelectric element as the displacement member, the weight is reduced and the flying characteristics of the slider with respect to the disk are improved. In addition, when the pair of elastic hinge portions are reciprocally displaced, one of the pair of thin film piezoelectric elements is expanded and the other is contracted at the same time. However, the electrical control of this is relatively simple. That's okay.
[0030]
According to a fifth aspect of the present invention, in the head support mechanism according to the first to fourth aspects, Load beam To protrude from the tip of the Load beam And a tab formed integrally with the disk, and when the slider is separated from the disk, the tab is mounted on a ramp provided around the disk to lift the load beam from the disk.
[0031]
According to the invention of claim 5, even if an impact is applied during unloading, the collision between the slider and the disk can be prevented, and as a result, the disk can be prevented from being damaged.
[0032]
Hereinafter, specific embodiments of a head support mechanism according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0033]
1 is a perspective view showing an entire head support mechanism according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing the head support mechanism, and FIG. 3 is a perspective view showing a slider in the head support mechanism. 4 is an exploded perspective view showing the flexure structure in the head support mechanism, FIG. 5 is an enlarged side view of the slider portion of the head support mechanism, FIG. 6 is a plan view of the thin film piezoelectric element unit in the head support mechanism, and FIG. Is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 6, FIG. 8 is a plan view of the tip portion of the flexure in the head support mechanism, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. FIG. 10 is a side view of the head support mechanism, FIG. 11 is a drive explanatory view of the thin film piezoelectric element unit in the head support mechanism, FIG. 12 is a drive explanatory view of the head support mechanism, and FIG. Plan view seen from FIG. 14 is a plan view of a magnetic disk apparatus equipped with a head support mechanism of the present invention.
[0034]
The head support mechanism 100 of this embodiment is roughly configured to include a base plate 10, a load beam 20, a flexure 30, a thin film piezoelectric element unit 40, a slider 50, and a head element 60 as its constituent elements. .
[0035]
The base plate 10 having a rectangular shape is attached to a head actuator arm (not shown).
[0036]
The load beam 20 includes a base end portion 21 fixed to the base plate 10 by, for example, beam welding, a neck portion 22 extending from the base end portion 21 in a tapered shape, and an opening formed in the center of the neck portion 22. A portion 23, a beam main portion 24 extending linearly and tapered continuously to the neck portion 22, a tip support portion 25 continuing to the tip of the beam main portion 24, and rising from both the left and right sides of the tip support portion 25 The control part 26a, 26b is provided. Both side portions of the opening portion 23 in the neck portion 22 are configured as leaf spring portions 27 a and 27 b, and a fulcrum protrusion 28 is integrally formed at a substantially central portion of the tip support portion 25, and at the tip portion of the load beam 20. The tab 29 is integrally formed so as to extend away from the base end portion 21. The pair of restricting portions 26 a and 26 b extend linearly from the distal end of the beam main portion 24 toward the proximal end portion 21.
[0037]
The flexure 30 is configured as follows.
[0038]
The flexure 30 includes a flexure substrate 31, a slider support plate 32, a pair of counterbalances 32 b and 32 c formed integrally with the slider support plate 32 and extending toward the base end portion 21, and the flexure substrate 31 and the slider support. Wiring flexible substrate 33 having a role of connecting plate 32, head element wiring 34 and thin film piezoelectric element wiring 35 patterned on wiring flexible substrate 33, and elastic hinge portion 33 d of wiring flexible substrate 33 , 33e and the connecting reinforcing plates 300a and 300b provided between the bifurcated piezoelectric support portions 33a and 33b are used as the major components. The flexure substrate 31, the slider support plate 32, and the connection reinforcing plates 300a and 300b are made of metal, preferably stainless steel. The wiring flexible substrate 33 is made of an insulating film such as polyimide resin. On the wiring flexible substrate 33, the head element wiring 34 and the thin film piezoelectric element wiring 35 are patterned.
[0039]
There are three types of thin film piezoelectric element wiring 35. One is a first thin film piezoelectric element drive wiring 35a, the other is a second thin film piezoelectric element drive wiring 35b, and the other is a third thin film piezoelectric element drive. This is a wiring for use 35c. In addition to this, there is a ground wiring 35d for bringing the slider 50 to the ground level.
[0040]
The flexible substrate 33 for wiring in the flexure 30 includes a flexible substrate main portion 33X that is bonded to the beam main portion 24 of the load beam 20 except for the distal end side, and an external connection that is bonded to the proximal end portion 21 of the load beam 20. The terminal holding portion 33Y is integrally configured with a crank connecting portion 33Z that connects the flexible substrate main portion 33X and the external connection terminal holding portion 33Y in a crank shape.
[0041]
The flexible substrate main portion 33X in the wiring flexible substrate 33 includes bifurcated piezoelectric support portions 33a and 33b, slits 33c between the piezoelectric support portions 33a and 33b, and bifurcated piezoelectric support portions 33a and 33b. Formed integrally with elastic hinge portions 33d and 33e formed in a locally narrow state with a constriction on the distal end side, and a flexure distal end portion 33f that connects the elastic hinge portions 33d and 33e at the distal ends. Has been. A slit 33c is formed between the piezoelectric support portions 33a and 33b so as to extend to the flexure tip portion 33f. The wiring flexible board 33 including the elastic hinge portions 33d and 33e is entirely made of polyimide resin or the like, and also serves as an insulating film for the head element wiring 34 and the thin film piezoelectric element wiring 35.
[0042]
The head element wiring 34 patterned on the wiring flexible substrate 33 includes the first and second head element wirings 34a and 34b wired along the left side, and the third and second head element wirings 34a and 34b wired along the right side. There are fourth head element wires 34c and 34d. These wires extend to the flexure tip 33f, where lands 34a ', 34b', 34c ', 34d' are formed, respectively.
[0043]
The land 35c 'of the third thin film piezoelectric element drive wiring 35c is disposed in the vicinity of the end on the back side of the slit 33c, and the land 35a' of the first thin film piezoelectric element drive wiring 35a and the second thin film piezoelectric element. The lands 35b 'of the body element driving wiring 35b are arranged on both the left and right sides of the land 35c'. The land 35d 'of the ground wiring 35d is disposed in the vicinity of the end on the tip end side of the slit 33c, and is then connected to the land 35c' of the third thin film piezoelectric element driving wiring 35c through both sides of the slit 33c. .
[0044]
The elastic hinge portion 33d is composed of the ground wiring 35d, the first head element wiring 34a, the second head element wiring 34b, and the insulating film of the flexible substrate 33. The elastic hinge part 33e is composed of the third head element wiring 34c, the fourth head element wiring 34d, and the insulating film of the flexible substrate 33, similarly to the elastic hinge part 33d.
[0045]
The flexure 30 including the flexure substrate 31, the slider support plate 32, the wiring flexible substrate 33, and the connection reinforcing plates 300a and 300b covers the head element wiring 34 and the thin film piezoelectric element wiring 35 in the manufacturing process. Thus, a mold is formed on the stainless steel plate that becomes the basis of the flexure substrate 31 and the slider support plate 32. After the forming, the stainless steel plate is trimmed by etching to reveal the flexure substrate 31, the slider support plate 32, and the connection reinforcing plates 300a and 300b. As a result, in form, the flexure substrate 31 and the slider support plate 32 are connected via the wiring flexible substrate 33. Therefore, the slider support plate 32 is connected to the flexure substrate 31 through the elastic hinge portions 33d and 33e of the wiring flexible substrate 33 in a freely movable state. As a result, the slider support plate 32 and the flexure tip portion 33f have a degree of freedom in the pitching direction and the rolling direction of the slider 50. The pitching direction is the tangential direction of the magnetic disk 70, and the rolling direction is the radial direction of the magnetic disk 70.
[0046]
A slider support plate 32 having flexibility with respect to the flexure substrate 31 is integrally formed with a slider holding portion 32a by step bending at the central portion thereof. The step-bending slider holding portion 32 a protrudes in the normal direction from the reference surface of the slider support plate 32. The counter balances 32b and 32c formed integrally with the slider holding plate 32 are shaped so that the inertial axis of the slider rotating portion including the slider 50, the flexure tip portion 33f, and the slider holding plate 32 matches the fulcrum protrusion 28. It has been decided.
[0047]
A first head element wiring 34a and a second head element wiring 34b are wired at the outer edge of the left piezoelectric support 33a, and a ground wiring 35d is wired at the inner edge. The first and second head element wirings 34a and 34b extend to the flexure tip portion 33f, where lands 34a 'and 34b' are formed, respectively. In addition, the third head element wiring 34c and the fourth head element wiring 34d are wired to the outer edge of the right piezoelectric support 33b, and the ground wiring 35d is wired to the inner edge. The third and fourth head element wirings 34c and 34d extend to the flexure tip portion 33f, respectively, where lands 34c 'and 34d' are formed, respectively.
[0048]
Next, the thin film piezoelectric element unit 40 will be described. The thin film piezoelectric element unit 40 includes a first thin film piezoelectric element 40a and a second thin film piezoelectric element 40b which are bifurcated and connected only at the base, and both the first and second thin film piezoelectric elements. A slit 40c is formed between the elements 40a and 40b. The specific structure of the thin film piezoelectric element unit 40 will be described later.
[0049]
In the slider 50, a head element 60 such as an MR element is mounted on a ceramic slider main body 51, and four electrode terminals 52 a, 52 b, 52 c, 52 d connected to the head element 60 are attached to the slider main body 51. It is embedded and a part of it is exposed in the form of a line. The upper surface of the slider body 51 is an air bearing surface 53 against an air flow generated by the magnetic disk 70 that is rotationally driven. The air bearing surface 53 allows the air flow to flow along the pitching direction of the slider 50 (the tangential direction of the magnetic disk) to form an air lubricant film between the air bearing surface 53 and the magnetic disk 70.
[0050]
Thus, the individual description of each component of the base plate 10, the load beam 20, the flexure 30, the thin film piezoelectric element unit 40, the slider 50, and the head element 60 is completed.
[0051]
Next, the mutual relationship of each component will be described.
[0052]
The load beam 20 is integrally fixed to the base plate 10 at the base end portion 21 by beam welding or the like. The flexure 30 is integrally fixed to the load beam 20 through beam welding or an adhesive except for the tip side. The external connection terminal holding portion 33Y of the flexure 30 is fixed to the proximal end portion 21 of the load beam 20, the flexible substrate main portion 33X is fixed to the beam main portion 24 except for the distal end side, and the flexure distal end portion 33f is supported at the distal end. It is placed on the part 25. At this time, the pair of left and right piezoelectric support portions 33 a and 33 b in the flexure 30 are placed in a non-bonded state with respect to the beam main portion 24.
[0053]
A slider holding portion 32 a of the slider support plate 32 in the flexure 30 is supported in contact with the fulcrum protrusion 28. The fulcrum protrusion 28 protrudes from a slit 33c between the pair of left and right piezoelectric support portions 33a and 33b. The urging forces of the leaf spring portions 27a and 27b of the load beam 20 are applied in the normal direction from the fulcrum projection 28 to the step-bending slider holding portion 32a. The first and second thin film piezoelectric elements 40a and 40b are integrally bonded to the pair of left and right first and second piezoelectric support portions 33a and 33b by adhesion. The wiring connection to the thin film piezoelectric element unit 40 will be described later.
[0054]
The slider 50 equipped with the head element 60 is integrally fixed to the slider support plate 32 and the flexure tip portion 33f by adhesion. The lower edge of the front end of the slider 50 is bonded to the flexure tip portion 33f, and the geometric center of the lower surface of the slider 50 is bonded to the step-bending slider holding portion 32a. Electrode terminals 52a, 52b, 52c and 52d in the slider 50 are electrically connected to lands 34a ', 34b', 34c 'and 34d' at the flexure tip 33f. The slider support plate 32 has a slight gap with the counterbalances 32b and 32c by the pair of right and left restricting portions 26a and 26b, and is in a large posture so as not to be separated greatly from the fulcrum protrusion 28 and the slider holding portion 32a. Is regulated so as not to change.
[0055]
Here, a load / unload method (L / UL method) will be described as a head support device. FIG. 14 shows a schematic configuration diagram of an L / UL magnetic disk device.
[0056]
When the magnetic disk device is stopped, the head support device 303 is rotated around the bearing portion 304 by the voice coil motor 306 and moved to the outside of the magnetic disk 70. At this time, the ramp load 305 is provided outside the magnetic disk 70, and the tab 29 provided at the tip of the load beam rides on the tapered portion 305a of the ramp load 305. As a result, the slider 50 is held away from the magnetic disk 70. At this time, as shown in FIGS. 1 to 8, the counter balances 32b and 32c are regulated by the regulating parts 26a and 26b so that the fulcrum projection 28 and the slider holding part 32a are not separated greatly. Further, the engaging portions (acting positions) between the counter balances 32 b and 32 c and the restricting portions 26 a and 26 b are located on the proximal end side of the load beam 20 with respect to the fulcrum protrusion 28.
[0057]
The slider 50, the slider support plate 32, and the flexure tip portion 33f rotate about the fulcrum protrusion 28 as a rotation center by elastic deformation at the constricted elastic hinge portions 33d and 33e. In the case of the conventional example, the center of rotation of the head element is considerably rearward in the longitudinal direction of the load beam, whereas in the embodiment of the present invention, the rotation of the slider 50 including the head element 60 is performed. The center is positioned in a state where the center is sufficiently shifted in the longitudinal direction of the load beam 20.
[0058]
Next, a specific structure of the thin film piezoelectric element unit 40 will be described.
[0059]
FIG. 6 is a plan view of the thin film piezoelectric element unit 40. 7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In FIG. 7, in order to help understanding, the scale in the thickness direction is drawn larger than the actual scale.
[0060]
The thin film piezoelectric element unit 40 has left and right first thin film piezoelectric elements 40a and second thin film piezoelectric elements 40b that are bifurcated through a slit 40c and connected only at the base.
[0061]
The first thin film piezoelectric element 40a and the second thin film piezoelectric element 40b have the same structure. Its structure is as follows. The upper thin film piezoelectric element 41 and the lower thin film piezoelectric element 42 are integrally joined via a conductive adhesive 43 in a laminated state. The upper thin film piezoelectric element 41 is obtained by integrating the first electrode metal film 41a and the second electrode metal film 41b on both surfaces of the thin film piezoelectric element 41p. Further, the third electrode metal film 42c and the fourth electrode metal film 42d are integrated on both surfaces of the thin film piezoelectric body 42p. The conductive adhesive 43 is interposed between the second electrode metal film 41b and the third electrode metal film 42c, and both are integrally bonded. The entire first and second thin film piezoelectric elements 40a and 40b are covered with a flexible coating resin 44, and the first and second thin film piezoelectric elements 40a and 40b are integrated. Connection holes 45a and 45b are formed in the bases of the first and second thin film piezoelectric elements 40a and 40b. The connection holes 45a and 45b are provided to fill the ground metal films 47a and 47b for electrically connecting the second electrode metal film 41b and the third electrode metal film 42c.
[0062]
FIG. 9A is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. FIG. 9B is a cross-sectional view irregularly cut for easy understanding of the wiring state.
[0063]
As shown in FIG. 9, the pair of left and right first thin film piezoelectric elements 40 a and second thin film piezoelectric elements 40 b of the thin film piezoelectric element unit 40 are respectively bifurcated piezoelectric elements of the wiring flexible substrate 33 in the flexure 30. It is placed on the body support portions 33a and 33b and is integrally joined via an adhesive.
[0064]
The first thin film piezoelectric element 40a on the left side is disposed between the first and second head element wirings 34a and 34b and the ground wiring 35d. The right second thin film piezoelectric element 40b is disposed between the third and fourth head element wirings 34c, 34d and the ground wiring 35d.
[0065]
In the left first thin film piezoelectric element 40a, the first electrode metal film 41a located above the upper thin film piezoelectric element 41 and the fourth electrode located below the lower thin film piezoelectric element 42 The metal film 42d is connected to the land 35a 'of the first thin film piezoelectric element driving wiring 35a through a wire bond line 46a. Further, in the second thin film piezoelectric element 40b on the right side of the thin film piezoelectric element unit 40, the first electrode metal film 41a located above the upper thin film piezoelectric element 41 and the lower thin film piezoelectric element 42 are arranged. The fourth electrode metal film 42d located on the lower side is connected to the land 35b 'of the second thin film piezoelectric element driving wiring 35b via the wire bond line 46b.
[0066]
A positive voltage is applied to the first thin film piezoelectric element drive wiring 35a and the second thin film piezoelectric element drive wiring 35b. Therefore, in the first and second thin film piezoelectric elements 40a and 40b, the first electrode metal film 41a located on both outer sides of the two electrode metal films sandwiching the thin film piezoelectric bodies 41p and 42p in a sandwich shape, A positive voltage is applied to the fourth electrode metal film 42d.
[0067]
In the left and right thin film piezoelectric elements 40a and 40b in the thin film piezoelectric element unit 40, ground metal films 47a and 47b are filled in the respective connection holes 45a and 45b, and the ground metal films 47a and 47b are interposed therebetween. The second electrode metal film 41b located below the upper thin film piezoelectric element 41 and the third electrode metal film 42c located above the lower thin film piezoelectric element 42 are connected in a short circuit, and The ground metal films 47a and 47b are connected to lands 35c 'of the third thin film piezoelectric element driving wiring 35c through wire bond lines 48a and 48b, respectively. The third thin film piezoelectric element driving wiring 35c is connected to the ground. Therefore, in the first and second thin film piezoelectric elements 40a and 40b, the second electrode metal film 41b located inside both of the two electrode metal films sandwiching the thin film piezoelectric bodies 41p and 42p in a sandwich shape, A ground potential is applied to the third electrode metal film 42c.
[0068]
The head element wiring 34 including the first head element wiring 34a, the second head element wiring 34b, the third head element wiring 34c, and the fourth head element wiring 34d is retained from the crank connecting portion 33Z as an external connection terminal. It is routed to the portion 33Y and connected to the external connection land 36 formed in the external connection terminal holding portion 33Y.
[0069]
A thin film piezoelectric element wiring 35 comprising a first thin film piezoelectric element driving wiring 35a, a second thin film piezoelectric element driving wiring 35b, a third thin film piezoelectric element driving wiring 35c, and a ground wiring 35d, The crank connecting portion 33Z is routed to the external connection terminal holding portion 33Y, and is connected to an external connection land 37 formed on the external connection terminal holding portion 33Y. The external connection lands 36 and 37 are connected to an external drive circuit (not shown).
[0070]
The first thin film piezoelectric element drive wiring 35a and the second thin film piezoelectric element drive wiring 35b are connected to the common high potential side drive wiring 35ab, and the external connection land 37 in the external connection terminal holding portion 33Y. To the high potential side power supply terminal in the power supply circuit. The ground wiring 35d is connected to the ground in the power supply circuit via the external connection land 36 in the external connection terminal holding portion 33Y.
[0071]
Next, attachment of the slider 50 to the flexure 30 will be described.
[0072]
The slider 50 is attached to the slider support plate 32 at the tip end portion of the flexure 30, but the geometric center (center) of the slider 50 is brought into contact with the slider holding portion 32 a of the stepped bending process of the slider support plate 32. The lower edge of the front end of the slider 50 is brought into contact with the flat portion of the slider support plate 32, and is integrally joined and fixed via an adhesive at those contact points.
[0073]
The land 34a ', 34b', 34c ', 34d' at the end of the head element wiring 34 and the electrode terminals 52a, 52b, 52c, 52d that connect the head element 60 in the slider 50 are made of conductive adhesive or the like. Are electrically and physically connected to each other.
[0074]
By adjusting the step amount of the slider holding portion 32a for step bending, the tilt angle of the slider 50 in the pitching direction can be set freely.
[0075]
The elastic hinge portion 33d is composed of the ground wiring 35d, the first head element wiring 34a, the second head element wiring 34b, and the insulating film of the flexible substrate 33. The elastic hinge portion 33e is composed of the third head element wiring 34c, the fourth head element wiring 34d, and the insulating film of the flexible substrate 33, similarly to the elastic hinge portion 33d. As a result, the movement of the thin film piezoelectric element unit 40 is transmitted to the elastic hinge parts 33d and 33e, but the elastic hinge parts 33d and 33e and the thin film piezoelectric element unit 40 are insulated from the flexible flexible substrate 33 made of polyimide. It will be connected only by layers. On the other hand, the connection reinforcing plates 300a and 300b connect the tip of the thin film piezoelectric element unit 40 on the elastic hinges 33d and 33e side and the head element wiring constituting the elastic hinges 33d and 33e with certainty. Is provided. Thus, the expansion / contraction operation of the thin film piezoelectric element unit 40 is reliably transmitted to the elastic hinges 33d and 33e.
[0076]
Next, the operation of the head support mechanism 100 of the embodiment configured as described above will be described.
[0077]
As shown in FIGS. 11B and 11C, voltages having opposite phases to each other are applied to the first thin film piezoelectric element 40a and the second thin film piezoelectric element 40b. As the applied voltage, a bias voltage Vo (this voltage may be 0 volt) is given.
[0078]
For example, in the period T1, the applied voltage to the left first thin film piezoelectric element 40a increases with respect to the bias voltage Vo, and the applied voltage to the right second thin film piezoelectric element 40b is synchronized with the bias voltage. The voltage is controlled so as to decrease with respect to Vo. On the contrary, in the period T2, the applied voltage to the left first thin film piezoelectric element 40a decreases with respect to the bias voltage Vo, and the applied voltage to the right second thin film piezoelectric element 40b is biased synchronously. The voltage is controlled so as to increase with respect to the voltage Vo.
[0079]
FIG. 12B schematically shows the configuration of FIG. The piezoelectric support 33a and the first thin film piezoelectric element 40a constitute the first beam B1, the piezoelectric support 33b and the second thin film piezoelectric element 40b constitute the second beam B2, The slider support plate 32 and the flexure tip 33f constitute a link L, the fulcrum projection 28 and the step-bending slider holding portion 32a constitute the rotation center O of the link L, and the slider 50 is an integral length of the link L. The arm A1 is formed, and the head element 60 is present at the tip of the arm A1. The link L is rotatable relative to the first beam B1 and the second beam B2 at both ends thereof. The first and second beams B1 and B2 are rotatable because of the presence of constricted elastic hinge portions 33d and 33e. The elastic hinge portions 33d and 33e constitute the swing fulcrums C1 and C2. The elastic hinge portions 33d and 33e have a flexible structure in both the pitching direction and the rolling direction of the slider 50, and give good flying characteristics of the slider 50 with respect to the magnetic disk 70.
[0080]
In the period T1, for example, as shown in FIG. 12, when the first thin film piezoelectric element 40a contracts in the direction of arrow D in the length direction, the second thin film piezoelectric element 40b is conversely along the direction of arrow E. Stretch. In the period T2, the directionality of expansion and contraction is opposite to the above.
[0081]
The elastic force of the first thin-film piezoelectric element 40a and the right-side second thin-film piezoelectric element 40b in mutually opposite directions is such that the piezoelectric support portion of the wiring flexible substrate 33 is integrally joined at the lower side thereof. 33a and 33b.
[0082]
The piezoelectric support portions 33a and 33b to which the first and second thin film piezoelectric elements 40a and 40b are integrally joined and the flexure tip portion 33f that fixes the lower edge of the front end of the slider 50 are constricted. The elastic hinge portions 33d and 33e are connected to each other.
[0083]
A contraction force along the arrow D direction acts on the left piezoelectric support portion 33a, and simultaneously, an expansion force along the arrow E direction acts on the right piezoelectric support portion 33b, thereby causing a constricted elastic hinge portion 33d. , 33e, the flexure tip 33f swings in the direction of arrow F together with the slider support plate 32 which is the lower support. This corresponds to the period T1. In the period T2, the swinging motion of the flexure tip 33f and the slider support plate 32 is in the direction of the opposite arrow F.
[0084]
The slider support plate 32 and the flexure tip portion 33f are integral. The lower edge of the front end of the slider 50 is bonded and fixed to the flexure tip 33f. The electrode terminals 52a, 52b, 52c and 52d are electrically connected to lands 34a ', 34b', 34c 'and 34d' at the flexure tip portion 33f. Furthermore, the lower surface of the slider 50 is fixed to the slider holding portion 32 a of the stepped bending process of the slider support plate 32 at the geometric center, and the lower surface of the slider holding portion 32 a is not fixed by the fulcrum protrusion 28 of the load beam 20. It is supported by.
[0085]
For this reason, when the slider support plate 32 and the flexure tip portion 33f swing, the slider holding portion 32a swings around the fulcrum protrusion 28 as the center of rotation. Accordingly, the slider 50 also swings around the fulcrum protrusion 28 as the center of rotation, and the head element 60 arranged at the center of the front end surface of the slider 50 rotates around the fulcrum protrusion 28 as the center of rotation. . That is, it moves along the arrow F direction or the counter arrow F direction, and this direction is a direction across the track on the magnetic disk 70. In FIG. 12B, the length d represents the radius of rotation of the head element 60 with the fulcrum protrusion 28 (slider holding portion 32a) as the center of rotation.
[0086]
In the load beam 20, the beam main portion 24 to which the wiring flexible substrate 33, which is the main portion of the flexure 30, is held with respect to the base end portion 21 via a pair of leaf spring portions 27 a and 27 b. A biasing force in the normal direction to the beam surface by the plate spring portions 27a and 27b is applied to the beam main portion 24. The biasing force in the beam main portion 24 is applied as a load load from the fulcrum projection 28 to the slider 50 via the slider holding portion 32a and the slider support plate 32. The load load is, for example, 20 to 30 mN (millinewton).
[0087]
Since this load load acts between the fulcrum protrusion 28 and the slider support plate 32 and expresses a frictional force, the slider support plate 32 rotates only with respect to the fulcrum protrusion 28 with the fulcrum protrusion 28 as the rotation center. No misalignment other than that occurs.
[0088]
Next, the load / unload operation will be described. In FIG. 14, when the magnetic disk device shifts to the stop mode, the head support device 303 rotates around the bearing portion 304 and moves to the outside of the magnetic disk 70. At this time, the ramp load 305 is provided outside the magnetic disk 70, and the tab 29 provided at the tip of the load beam 20 rides on the tapered portion 305 a of the ramp load 305. As a result, the slider 50 is separated from the magnetic disk 70 against the negative pressure generated on the air bearing surface.
[0089]
In FIG. 8, the positions where the restricting portions 26a, 26b and the counter balances 32b, 32c overlap are located on the base end 21 side of the fulcrum protrusion 28 (although the base end 21 is not shown in FIG. 8). When the slider 50 is separated from the magnetic recording medium, the slider can be smoothly separated from the magnetic recording medium by lifting the air inflow side of the slider 50.
[0090]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when controlling a minute displacement with respect to a head for tracking correction or the like with respect to a disk, the head can be minutely displaced with high speed response with high accuracy, and the number of parts can be increased. Thus, it is possible to provide a head support mechanism for a disk device that is reduced in weight and size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an entire head support mechanism according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a head support mechanism according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a slider in the head support mechanism according to the embodiment of the invention.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a flexure structure in the head support mechanism according to the embodiment of the invention.
FIG. 5 is an enlarged side view of a slider portion in the head support mechanism according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a thin film piezoelectric element unit in the head support mechanism according to the embodiment of the invention.
7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 8 is a plan view of the tip portion of the flexure in the head support mechanism according to the embodiment of the invention.
9 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 8 and a cross-sectional view cut irregularly for easy understanding of the wiring state.
FIG. 10 is a side view of the head support mechanism according to the embodiment of the invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of driving of the thin film piezoelectric element unit in the head support mechanism according to the embodiment of the invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram of driving of the head support mechanism according to the embodiment of the invention.
13 is a rear view of the wiring flexible board in FIG. 8 in the head support mechanism according to the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic plan view of a magnetic disk drive equipped with a head support mechanism according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a plan view showing an example of a head support mechanism of a disk device according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
10 Base plate 20 Load beam
21 Base end 22 Neck
23 Opening 24 Beam main part
25 Tip support portion 26 Restriction portion
27a, 27b leaf spring 28 fulcrum protrusion
29 tab 30 flexure
31 Flexure substrate 32 Slider support plate
32a Slider holding part 32b, 32c Counter balance
33 Flexible substrate for wiring
33X Flexible substrate main part
33Y External connection terminal holder
33Z Crank connecting part
33a, 33b Bifurcated piezoelectric support
33c Slit 33d, 33e Elastic hinge
33f Flexure tip 34 Head element wiring
35 Thin Film Piezoelectric Element Wiring 40 Thin Film Piezoelectric Element Unit
40a First thin film piezoelectric element
40b Second thin film piezoelectric element
40c slit 50 slider
60 head element 70 magnetic disk
300a, 300b Connection reinforcement plate
302 Arm block 303 Head support device
304 Bearing 305 Lamp load
306 Voice coil motor

Claims

A head support mechanism in which a slider on which a head element is mounted is attached to the tip of a load beam,
A fulcrum protrusion formed at the tip of the load beam;
A slider support plate interposed between the slider and the load beam and supporting the slider so as to be rotatable around the fulcrum protrusion;
A displacement member that applies a rotational force to the slider along the planar direction;
A counter balance provided integrally with the slider support plate in order to make the inertial axis during rotation of the slider including the slider holding plate substantially coincide with the fulcrum protrusion,
A restriction portion is provided integrally at the tip of the load beam so as to be able to separate and abut against the counterbalance, and the posture change of the head element is restricted by contact engagement between the restriction portion and the counterbalance.
A head support mechanism.

The position of the restricting portion in contact with and engaging with the counterbalance is located closer to the base end portion of the load beam than the fulcrum protrusion,
The head support mechanism according to claim 1.

The displacement member is composed of a thin film piezoelectric element,
The head support mechanism according to claim 1, wherein:

The displacement member is composed of a pair of thin film piezoelectric elements in which one of the pair of elastic hinge portions extends in a direction opposite to each other and the other contracts.
The head support mechanism according to claim 3.

Further comprising a tab that is loaded beam and integrally formed so as to protrude from the front end portion of the load beam,
When the slider is separated from the disk, the tab is mounted on a ramp provided around the disk to lift the load beam from the disk.
The head support mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein the head support mechanism is provided.