弹簧载荷修正方法

专利名称：弹簧载荷修正方法
技术领域：
本发明涉及一种弹簧载荷修正方法。例如，可以被利用于高精度地制造 支撑电脑或各种再生，记录装置的磁记录装置的硬盘驱动器(HDD)等磁头 的板簧(悬浮架)。
背景技术：
以前，弹簧载荷的测定被广泛地应用。以下，作为弹簧的一个实例，以 支撑硬盘驱动器磁头的悬浮架为例进行说明。随着硬盘驱动器记录密度的飞跃发展，对支撑磁头的悬浮架制造精度要 求相当严格。磁头的在信息记录再现时的浮起量，受到静止状态的载荷值的 影响。因此，悬浮头载荷对磁头的浮起姿势或浮起特性具有很大影响。为此， 在每个悬浮架的制造工序中，必须进行上述悬浮头负荷的测定及修正。图18是停止磁盘21旋转时的悬浮架200状态。悬浮架200，通过板簧 部202将承载梁203设在被支撑体24所支撑的支承板201上。在承载梁203 上，安装着挠曲部件(flexure) 209，并在其前端部设有包含磁头的滑触头 210。在挠曲部件209的前端部，靠接着被设于承载梁203上的拱形凸部208a。在挠曲部件209的上面，粘贴着构成磁头的滑触头210。滑触头210， 滑动于磁盘21表面。在滑触头210的内部，包含读写磁头(未图示)。磁头 当中，相对于磁盘21的滑动面是滑触头210。在挠曲部件209上，靠接着 被设于承载梁203前端的拱形凸部208a。拱形凸部208a是滑触头210的转 动支点。挠曲部件209，被板簧部202弹性地支撑。因此，当磁盘21的旋转停止时，挠曲部件209受到承载梁203的板簧202的弯曲力，将滑触头210压 在磁盘21上。这样，把在滑触头210与停止转动时的磁盘21接触时的接触 载荷称为上述磁头载荷。滑触头210，当磁盘21高速旋转时，受到产生于磁盘21表面上的空气 流的影响。即，滑触头210受到来自空气流的浮力而浮起，这样滑触头210 进行对磁盘21的信息记录再现。该浮起量，收到浮力与悬浮架的弯曲力平 衡的影响。该浮起量一般为数nm 数十nm。磁头载荷，自以往以来以下述的方法测定。在以下的实例中，磁头载荷的测定对象，是装载了滑触头210的上述悬 浮架200。在以装载了滑触头210的悬浮架200为测定对象时，只考虑滑触 头210的厚度(图19的Z210)即可，并能以同样的方法测定。在图19中，符号200a表示自由时(无负荷状态)的悬浮架200。符号 200b，表示滑触头210与停止旋转时的磁盘21接触时的悬浮架200 (与图 18状态相同)。g卩，悬浮架200b通过滑触头210给予磁盘21的载荷为磁头 载荷。符号Zf表示从被固定的支撑体24的基准面25a到自由时的悬浮架200a 的挠曲部件209a的高度。符号Z21表示从基准面25a到磁盘21的下面(与 磁盘21的接触面)的高度。符号Zh表示将滑触头210压在停止旋转时的磁 盘21上的悬浮架200b的挠曲部件209b的距基准面25a的高度。g卩，磁盘 21下面的高度Z21，其为(Zh+Z210)。根据上述说明，在测定悬浮架200的磁头载荷时，如图19及图20所示， 在测力计300的载荷测定头310与挠曲部件209接触的状态下，使测力计 300下降，并将挠曲部件209 —直压到高度Zh的位置，只要用测力计300 测定该状态下来自挠曲部件209的载荷(反作用力)即可。以下，参照图 21更具体地说明磁头载荷的测定方法。(1) 首先，预先准备已知磁头载荷的悬浮架200 (校正工件)。(2) 然后，用工件夹钳400夹持并从上方施压，将该校正工件200 固定在基准面401上。(3) 然后，用气缸等上下移动机构410将测力计420向上方移动， 使测力计420的载荷测定头425与校正工件200接触。(4) 随后， 一边利用测力计420监控输出的载荷， 一边使上升端 定程器430上下移动，调整测力计420的高度，并将上升端定程器430的位 置固定在由测力计420输出的载荷与校正工件200的已知载荷一致的位置(测力计420的高度调整结束)。(5) 然后，在下降测力计420的同时，使工件夹钳400下降，并 拆下校正工件200。(6) 然后，用工件夹钳400将测定对象的悬浮架200固定在基准面401上。(7) 然后，使测力计420上升，且和上述(4) 一样地与调整后 的上升端定程器430相靠。(8) 在上述(7)的状态下由测力计420输出的载荷，并被作为 测定对象悬浮架200的磁头载荷而获得。如上所述，当测定悬浮架200的载荷时，将其测定结果与正确的载荷比 较，并将悬浮架200修正为正确的载荷。近年来，有提案提出用激光照射悬 浮架200，利用该部位的热变形进行载荷修正的技术。作为这样的修正技术，有特公平7—77063号公报(专利文献2)所公 开的以下技术。即，用激光照射弹簧臂的宽度方向以进行载荷修正，以获得 规定的接触压力。专利文献1特开平6—44760号公报专利文献2特公平7—77063号公报希望在更高精度地测定弹簧载荷的基础上进行修正。另外，希望高精度地求得弹簧载荷的必要修正量。并且，希望只高精度地修正弹簧载荷的必要修正量。特别是，在支撑磁头的悬浮架上，对磁头载荷要求极高的精度。由该悬 浮架所求出的载荷，以往，对于例如为3 土 1.5 (gf)或2.5 土 0.4 (gf)左 右，近年来被高精度地提高到例如0.4 土 0.04 (gf)的水平。对于上述的要求，用以往的弹簧载荷修正方法则不能充分地对应。发明内容本发明的目的在于提供一种能以更高精度修正弹簧载荷的弹簧载荷修 正方法。本发明所涉及的是测定弹簧特性系数并计算各个弹簧自由高度的偏差， 通过与其自由高度一致，而高精度与载荷一致的修正方法。本发明的弹簧载荷修正方法，使作为测定对象的弹簧在位于规定高度时 产生规定的载荷，其特征在于，具有(i)求出所述弹簧的弹簧特性系数的步骤、(j)根据所述弹簧特性系数，求出所述弹簧位于所述高度时的所述载荷 的步骤、(k)用所述载荷测定结果，修正所述弹簧的步骤。 在上述中，所谓的弹簧高度，是弹簧被固定在基准面上时距弹簧的基准 面的高度。根据本发明，在测量弹簧的弹簧特性系数的基础上，根据其弹簧 特性系数，可求出在规定高度下的载荷，所以能进行更高精度的测定。本发明的弹簧载荷修正方法，是包括设置有磁头的悬浮架本体和末端引 板部的悬浮架的弹簧载荷修正方法，该末端引板部，与悬浮架本体具有高度 差，其特征在于，具有(t)求出所述弹簧的弹簧特性系数的步骤、(U)将载荷测定头与所述末端引板部接触并测定所述末端引板部的载 荷的步骤、(V)测定在实行所述(U)时的所述磁头高度的步骤、(W)在以所述(U)测定的载荷值上乘上所述载荷测定头与拱形凸部位 置的杠杆比并计算出在所述磁头位置的载荷的步骤、(X)根据所述悬浮架的弹簧特性系数，修正所述(V)的高度误差部分 的载荷的步骤。本发明的弹簧载荷修正方法，使作为测定对象的弹簧在位于规定高度时 产生规定的载荷，其特征在于，具有(bf) 将载荷测定装置直接或间接地与所述弹簧接触的步骤、(bg) 对载荷测定装置直接或间接地与所述弹簧接触部分的高度进行测 定的步骤、(bh) 用所述高度的测定结果，测定所述弹簧在所述规定高度时的所述 载荷的步骤、(bi) 用所述载荷测定结果，修正所述弹簧的步骤。 本发明的弹簧载荷修正方法，使作为测定对象的弹簧在位于规定高度时产生规定载荷，其特征在于，具有(bj)使载荷测定装置与所述弹簧接触的步骤、(bk)测定与所述载荷测定装置接触的所述弹簧高度的步骤、(bl)用所述高度的测定结果，测定所述弹簧在位于所述规定高度时的所述载荷的步骤、(bm)用所述载荷的测定结果，修正所述弹簧的步骤。


图1是用于说明本发明弹簧载荷修正方法的一实施例优点的图。图2是表示本发明的弹簧载荷修正方法的一实施例的侧视图。 图3是本发明弹簧载荷修正方法的其他实施例一个工序的侧视图。 图4是本发明弹簧载荷修正方法的其他实施例其他工序的侧视图。 图5是本发明弹簧载荷修正方法的其他实施例又一工序的侧视图。 图6是本发明弹簧载荷修正方法的其他实施例中所使用的载荷一高度 曲线的曲线图。图7是在本发明弹簧载荷修正方法的又一实施例中所使用的载荷一高度曲线的曲线图上表示在设定的高度上的载荷值的图。图8是在本发明弹簧载荷修正方法的又一实施例中所使用的载荷一高度曲线的曲线图上表示修正量的图。图9是用于说明本发明弹簧载荷修正方法的又一实施例的具体顺序图。 图10是用于说明本发明弹簧载荷修正方法的又一实施例效果的图。 图11是用于说明本发明弹簧载荷修正方法的又一实施例效果的其他的图。图12是用于说明本发明弹簧载荷修正方法的又一实施例效果的另外的图。图13是用于说明本发明弹簧载荷修正方法的又一实施例效果的另外的图。图14是用于说明本发明弹簧载荷修正方法的又一实施例效果的另外的 曲线图。图15是用于说明本发明弹簧载荷修正方法的又一实施例效果的另外的 曲线图。图16是表示本发明弹簧载荷修正方法的又一实施例的侧视图。 图17是用于说明本发明弹簧载荷修正方法的又一实施例的俯视图。 图18是表示使用以往的一般悬浮架实施例的侧视图。 图19是表示以往的一般悬浮架自由时高度的示意图。 图20是表示以往的一般悬浮架磁头载荷的一个测定方法的示意图。 图21是表示以往的一般悬浮架磁头的其他测定方法的示意图。 图中IO—工件夹钳部，21—磁盘，24—支撑体，25a—基准面，30— 激光位移测定计，50—归零用规尺，51—面，200—悬浮架，200a—自由时 的悬浮架，200b—滑触头与磁盘接触时的悬浮架，201—底板，202—板簧部， 203—承载梁，208a—拱形凸部，209—挠曲部件，210—滑触头，300—测力 计，300a—测力计本体，310—载荷测定头，320—框体，330—激光被照射 部，400—工件夹钳，401—基准面，410—上下移动机构，420—测力计，425 —载荷测定头，430—上升端定程器，600—末端引板，F—用挠曲部件对测 力计的加压点，Z21—从基准面到磁盘下面的高度，Z210—滑触头的高度， Zf—从基准面到自由时的悬浮架的挠曲部件的高度，Zh—将滑触头压在磁盘 上的悬浮架的挠曲部件距基准面的高度，ct一弯曲量，ST—目标高度。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明。另外，本发明不局限于该实施例。 本实施例作为本发明的弹簧载荷修正方法的一个实施例，对悬浮架载荷 的修正方法进行说明。在本实施例中，首先，测定作为测定对象的悬浮架载 荷，然后，修正悬浮架载荷，使其成为被设定的合适的载荷值。在进行该修 正时，首先，高精度地测定作为测定对象的悬浮架载荷是最低条件。 首先，从本实施例的前提进行说明。在图20所示的以往弹簧载荷测定方法中，用图1来说明其不能进行高精度的测定。以往，如图3所示，在测定悬浮架200的磁头载荷时，是以将测力计 300的载荷测定头310与挠曲部件209接触的状态下，使测力计300下降， 并将挠曲部件209 —直压到高度Zh的位置，用测力计300测定该状态下来 自挠曲部件209的载荷。但是在实际的测定中，如图1所示，测力计300的前端(载荷测定头 310的部分)接受来自挠曲部件209的载荷并弯曲，只是该弯曲部分，使挠 曲部件209从基准面25a再离开a的量。在上述中，在对挠曲部件209施压 下降到高度Zh的位置时，以往是根据测力计300框体320的高度，而确定 挠曲部件209的下压量(测力计300的高度)。这样，由于是根据测力计300框体320的高度来决定下压量，所以没有 考虑测力计300前端部的弯曲。因此，实际上，测力计300测定的是在距基 准面25a的高度(Zh+a)上的载荷，其输出的是比真正在测定高度Zh的实际载荷小的载荷。另外，在悬浮架200上，由于具有自由时的高度Zh的公差或长度方向 的长度公差等，所以，测力计300前端部的弯曲量a也因各悬浮架200而异， 对挠曲部件209高度的影响也不同。如上所述，用以往的方法，不能正确地进行测定。以下用具体的数值验证。使用额定容量为10gf、额定位移量为土 0.4mm的测力计，测定2，5gf 的悬浮架。另夕卜，悬浮架的弹簧特性系数为2.3gf/mm。以该设定来测定2.7gf 的悬浮架，则0.4: 10=X: (2.7—2.5)X=0.008 (测力计的前端，退让0.008mm地弯曲)以此，换算成载荷值，则P^.008X2.3岣.018gf测力计的输出载荷，比实际载荷小了 0.02gf。在悬浮架上，载荷公差为土 0.04gf。这时，不能实用地测定。如上所述，由于受到弹簧载荷而使测力计300的前端部弯曲，妨碍了弹簧载荷的高精度的测定。这时，考虑使用测力计的前端部难于弯曲(弯曲量小)的测力计，可正确地测定弹簧的载荷。但是，使用弯曲特性小的测力计与弯曲特性大的测力计，并分别测定同样的悬浮架200，则弯曲特性小的测力计的输出程度，比弯曲特性大的测力计的输出程度小。由于利用弯曲特性小的测力计的输出程度小，因此，难于 显示出零载荷(无载荷)时与有载荷时之差。当无载荷时与有载荷时的输出程度之差小时，易于受到杂波的影响(SN比差)，不能高精度地进行测定。 如上所述，弯曲量和SN比呈权衡选择的关系。因此，即使是弯曲量大 的测力计，也需要能以高精度进行测定的弹簧载荷测定方法。 (第l实施例)图2是表示本实施例的弹簧载荷修正方法一个工序的、弹簧载荷测定方 法的示意图。如图2所示，设有装卡测定对象的悬浮架200的工件夹钳部10、能 沿支柱22上下移动的测力计300、测量测力计300前端部(载荷测定头310 的部分)高度的测量机构30。另外，在本实施例中，使用测力计300作为 载荷测定装置的一例，但本发明的载荷测定装置，不局限于测力计300。该测力计300，优选使用测定本身不受高度或载荷影响的激光等的非接 触型位移测定计30。该测定机构30的位置被固定，当改变测力计300前端 部的高度时，则改变了例如从激光位移测定计30照射出激光并接受其反射 的位置(返回位置、返回角度)，以此检测出测力计300前端部的高度。在本实施例的弹簧载荷测定工序中，以测定测力计300前端的高度，求 出包含弯曲部分a的挠曲部件209的高度Zh+a。这时，测量位置，是挠曲部件209对测力计300的加压点F。由于载荷测定头310及测力计本体300a的厚度是一定的，所以能根据 在测力计本体300a的上面(用挠曲部件209对测力计300的加压点F的正 上方)照射激光并其反射的受光位置，可以求出挠曲部件209的高度Zh十然后，根据利用激光位移测定计30检测出的测力计300前端部的高度， 调整测力计的高度(这时，使其下降)，将挠曲部件209 (用挠曲部件209 对测力计300的加压点F)的高度定为Zh。若求出这时的测力计300的输出 (载荷)，则可以求出该悬浮架200的磁头载荷。另外，利用激光位移测定计30检测出的高度位置，也可以用悬浮架200本身取代测力计300前端部的高度。这时，可以利用激光位移测定计30求 出挠曲部件209的载荷测定头310接触部位附近的高度。根据用激光位移测 定计30检测出的挠曲部件209高度，调整测力计300的高度(这时，使其 下降)，将挠曲部件209 (用挠曲部件209对测力计300的加压点F)的高度 定为Zh。若求出这时的测力计300的输出(载荷)，则可以求出该悬浮架200 的磁头载荷。在以往的测定方法中，由于必须縮小测力计300前端部的弯曲(退让量) 来抑制测定误差，所以必须使用弯曲特性极小的测力计。因此，在测定微小 载荷时，其输出电压变小且抗干扰性差。对此，在本实施例的弹簧载荷测定工序中，测量由挠曲部件209对测力 计300的加压点F的高度(测力计300的前端部弯曲时的F高度Zh+ a )， 以此，能使用挠曲特性大的测力计，并扩大了测力计的设计或选择的自由度。 其结果是能进行抗干扰的高精度的测定。然后，在本实施例中，如上所述，根据高精度测定的悬浮架200的载荷， 为了使被设定的载荷值达到目标值而用激光(未图示)修正悬浮架200，。在本实施例中，由于可以高精度地测定作为修正对象的悬浮架200修正 前的(或修正途中阶段的)载荷，所以能正确地求出从其测定结果与设定值 (目标值)的比较(差部分)而获得的修正量，其结果是可以进行高精度的 修正。(第2实施例) 参照图3 图6，说明第2实施例。 (作为第2实施例的弹簧载荷修正方法一个工序的弹簧载荷测定方法 的概述)以夹持对应于应测定的磁头载荷的高度上的产品设计上的目标高度(S T)的两点的高度(5H、 SL)测定载荷(PH、 PL)。这时，测力计300的 前端部，因载荷的反作用力而退让，测定其前端部的高度。从测定的两点作 成作为测定对象的悬浮架200的载荷一高度曲线图(图6)。在该曲线图上 输入目标高度(ST)并算出该高度(ST)上的载荷(PA)，作为测定值。 以此，因直接测出变形部分的变位而变形不产生影响，并能不产生因测力计 300的前端部弯曲(变形)的误差。以下，进行具体地说明。在第2实施例中，与第1实施例一样，使用激光位移测定计30，并测 定测力计300前端部的高度。在第2实施例中，在不同高度的两点测定载荷、及用挠曲部件209对测 力计300加压点的高度组(一组)，根据其测定结果，作成载荷一高度(弯 曲)曲线图。根据该载荷一高度曲线图，利用计算求出规定高度(磁头载荷 测定用的高度Zh)上的载荷值(磁头载荷)。该计算出的规定高度上的载荷 值，是删除了测力计300前端部弯曲(退让)的正确的值。以下，具体说明其顺序。 (原点对正工序)如图3所示，将归零用规尺50装在支撑体24上。归零用规尺50，在 被装在支撑体24上时，具有与基准面25a相同高度的面51 。然后，调整测力计300的高度，并使测力计300的载荷测定头310与归 零用规尺50的面51接触。然后，在测力计300的载荷测定头310与归零用规尺50的面51开始接 触的状态下，从激光位移测定计30向测力计300的激光被照射部330照射 激光，记录根据其反射而获得的激光被照射部330的位置并作为高度0点(基准点)。这时，激光被照射部330，被设在正对测力计300的载荷测定头310的 正上方位置，并成为激光照射的目标，用于测量用挠曲部件209对测力计 300 (载荷测定头310)加压点F的高度。另外，载荷测定头310的厚度、 测力计本体300a的厚度和激光被照射部330是一定的。从用激光位移测定 计30获得的激光被照射部330的高度，减去载荷测定头310厚度、测力计 本体300a厚度和激光被照射部330的共计厚度，可以求出用挠曲部件209 对测力计300加压点F的高度。 (载荷测定工序)下面，如图4及图5所示，在高度不同的两点，分别测定激光被照射部 330的高度及悬浮架200的载荷。图4所示的激光被照射部330的高度，比 图5实例的高。设图4实例的激光被照射部330的高度为SH、悬浮架200 的载荷为PL，设图5实例的激光被照射部330的高度作为SL、悬浮架200 的载荷作为PH，则如图6所示，可在载荷一高度曲线图上标出。如图6所示，求出用直线连接表示图4实例测定结果的绘制点P2，及 表示图5实例测定结果的绘制点P1的曲线La。该曲线La，现在，对应于测 定的该悬浮架200的弹簧特性系数。这时，利用以直线连接两点的绘制点，能获得对应于弹簧特性系数的曲线。下面，当要得到在该悬浮架200的规定高度的载荷时，只要在图6所示 的曲线La上求出与对应于其规定高度的S上的对应的载荷P即可。相反地， 当要得到在该悬浮架200的规定载荷的高度时，只要在图6所示的曲线La 上，求出与对应于其载荷P上对应的规定高度的6即可。在获得该悬浮架200的磁头载荷时，高度S可以在设定了 ST= (Zh+ 载荷测定头310的厚度+测力计本体300a的厚度+激光被照射部330的厚 度)的基础上，从曲线La计算出载荷PA。下面，在用其他悬浮架200取代测定对象时，对于该取代的悬浮架200， 重新，与上述一样，在高度不同的两点分别测定激光被照射部330的高度及 悬浮架200的载荷，并将该两点的测定结果在和图6 —样的载荷一高度曲线 图上绘出，连接两点并求出对应于弹簧特性系数的曲线。根据该曲线，可以 求出该测定对象悬浮架200的规定高度下的载荷或规定的载荷下的高度。另外，利用激光位移测定计30检测高度的部位，也可以用悬浮架200 本身取代激光被照射部330的高度。这时，可以用激光位移测定计30求出 挠曲部件209的载荷测定头310接触部位附近的高度。在高度不同的两点， 分别测定悬浮架200本身的高度及悬浮架200的载荷。以悬浮架200本身的 高度作为SH， SL，绘成载荷一高度曲线图。根据该载荷一高度曲线图， 可以求出悬浮架200在规定高度时的载荷。然后，在本实施例中，如上所述，根据被高精度测定的悬浮架200的载 荷，用激光(未图示)修正悬浮架200，使被设定的载荷值达到目标值。根据第2实施例的载荷修正方法，可以求出删除了测力计300前端部弯 曲部分的正确的载荷值。另外，由于在测定了各个弹簧(悬浮架200)的弹簧特性系数的基础上， 根据其弹簧特性系数，求出在规定高度上的载荷，所以能进行更高精度的测 定。例如，叙述关于HDD用悬浮架(悬浮架)200的载荷测定。HDD，随着容量的高密度化进程，对读写信号影响大的载荷精度要求越来越严格。该悬浮架200的板簧部202 (参照图1)，用压延或半蚀法成形，其板厚(参照 图18的t)，由于在压延时是百分之几，在半蚀法成形时是百分之几十的误 差，所以难于计入(接收)载荷公差。对此，在本实施例中，只要在一个一 个地测定作为测定对象的悬浮架200的弹簧特性系数的基础上，求出各个悬 浮架200在规定高度上的载荷，或规定载荷下的高度，则可有效地解决该板 厚偏差的问题。在本实施例中，说明的是悬浮架200的实例，但不局限于此， 一般在广 范围内，对弹簧都能取得上述的效果。以往，如图4所示，是将测力计420的前端与工件200的被测定部靠接， 将工件200或测力计420向载荷发生方向移动到规定的高度并测定载荷。这 时，测力计420因弹簧200的反作用力而向相反方向弯曲。举例说明，当载 荷为30gf时测力计420弯曲为0.012mm。如图4所说明的那样，通常估计 该弯曲部分并预先决定规定高度。因此，在弹簧特性系数不同时，或载荷值 不同的时候不能正确地测定。并且，根据第2实施例，可以高速地测定微小的载荷。以下，说明其效 果。在测定弹簧的微小载荷时，测定系的上下方向的振动到收敛需要数秒钟。 这是由于测定系的固有频率低，振幅不易衰减所致。对此，在本实施例中， 只要能测定某时刻的高度及载荷的组合即可，所以即使残留上下的振动也无 妨。另外，由于测定了高度大不相同的两点，所以能获得显示正确的弹簧特 性系数的曲线，并有利于进行更高精度的测定。另外，在用电子天平方式时，由于弹簧达到平衡状态需要数秒钟，所以 不适用于高速测定。在本实施例中，由于可以高精度地测定作为修正对象的悬浮架200修正 前的(或修正途中阶段的)载荷，所以能正确地求出根据其测定结果与设定 值(目标值)的比较(差部分)而获得的修正量，其结果是可以进行高精度 的修正。另外，在分别求出不同两点的高度及载荷且根据高度一载荷曲线图求出 弹簧特性系数的第2实施例中，将测定了高度的对象作为测力计300的前端 部的高度，但与以往一样，也可以是测力计300的筐体320。即使在该情况下，由于测定了多点的筐体320的高度及载荷并绘制成了高度一载荷曲线 图，所以与以往相比，可以进行更正确的载荷测定。 (第3实施例)以下，参照图7说明第3实施例。在上述第1及第2实施例中，其特征是，可以高精度地测定被测定对象 的悬浮架200的载荷。第3实施例，是高精度地求出用于将悬浮架200的载 荷修正为目标值的修正量的方法。在第3实施例中，利用第2实施例的载荷一高度曲线图。第2实施例的 载荷一高度曲线图的作成方法，如在第2实施例中所说明的，在此省略其说 明。以下，从作成了图6所示的载荷一高度曲线图(曲线La)以后的顺序 说明。在测定对象的各个悬浮架200上，设定了载荷修正后的目标值。该目标 值，作为规定高度(通常，是对应于滑触头210与被停止旋转的磁盘21接 触状态的高度)5T及在该高度ST所应产生的载荷值(设定值)PT的、两 个值ST、 PT的组合(组)被设定。如图7所示，在图6所示的载荷(P) —高度(5)坐标上，绘制出上 述目标值(ST、 PT)。然后，如图8所示，在上述曲线La上代入目标载荷值PT，并求出该载 荷上的高度SA。 AA与ST之差Sc为修正量。然后，固定其测定对象的悬浮架200并一边测定自由高度， 一边将其高 度只修正Sc的量。该修正，由激光照射进行弯曲调整或由加热使弹力减弱 是有效的。该Sc，是用于使载荷PA (参照图6)与目标载荷值PT—致的自由高度的修正量。随后，将弹簧的自由高度调整到其必要修正量Sc。该修正，由激光照射进行弯曲调整或由加热使弹力减弱是有效的。修正是进行累计实验数据的修正用数据库，同时进行修正。例如在用激 光照射修正时，以将激光输出能量、照射位置、照射形状实行各种组合而进 行多次修正，并将该照射条件及对应的修正结果量作为数据库累计。以该数 据库为基础，选择对应于实际必要修正量Sc的照射条件的组合，并以此进 行照射，对载荷进行修正。构筑该数据库的修正方法，不局限于激光照射，也可以应用于通过调整(setting)的修正。考虑调整的条件必要的载荷值或耐弹力减弱性等，进行 预备实验并作成其设定条件及结果的数据库，在可以测定必要修正量的阶 段，根据数据库决定调整的设定条件。对测定对象的悬浮架200 (弹簧)， 一个一个地进行以上的操作。以此， 能进行不被弹簧特性系数的误差左右的高精度的载荷修正。若更详细地说明，则是即使在用上述激光照射、调整等的修正方法对 载荷进行了修正，悬浮架200在修正前后，其弹簧特性系数也不变化。艮P， 对应于弹簧载荷的、载荷(P) —高度(S )坐标上的曲线La斜率，在修正 后也不变，修正后的悬浮架200的载荷(P)与高度(S)的关系，是与曲 线La平行的直线。从而，只要修悬浮架200、使其能正通过上述目标值(S T、 PT)，且对应于与曲线La平行的直线即可。这时，例如，在以10mg以下分辨率测定微小载荷时，由于输出信号小 而难于以高速高精度进行测定。另一方面，用千分尺容易测定高度S 。因此， 比起直接校正载荷的操作，可以方便且高速地迸行校正高度的操作。以下，参照图9说明具体的顺序。以下，将上述ST称为设定高度，将上述PT称为目标载荷。 将载荷一高度曲线图(曲线)，设为y-ax+b。① 首先，求出通过Pl及P2两点直线的斜率a (参照图9①)。<formula>formula see original document page 17</formula>)② 然后，代入Pl点并求出Y截距b (参照图9②)。 b=SL—aXPH③ 另外，在求出的式中代入PT并求出高度SA (参照图9④)。 SA=a*PT+b④ 求出使己求出的直线通过目标点P3 (PT、 ST)的Y方向的移动量 Sc (参照图9⑤)。该Sc相当于自由高度的修正量。<formula>formula see original document page 17</formula>
⑤ 用修正后的载荷测定值(P'、 S')，求出高度修正后的新截距b'(参 照图9⑥)。<formula>formula see original document page 17</formula>(D将设定高度ST代入修正后的载荷一高度曲线图，并求出载荷值PA' (参照图9⑦)。在上述中，悬浮架200的载荷修正，如下述地进行。将测定对象的悬浮架200紧固，并将自由时的高度回零。在回零后修正 悬浮架200自由时的高度(自由高度)。其目标修正量为上述5c。在该修正 中，由激光弯曲或加热修正、冷作调整等是有效的。另外，在上述中，悬浮架200的自由时高度的测定及回零方法，是在上 述第2实施例的(原点对正工序)中，可以用「归零用规尺50」取代「悬 浮架200」。根据本实施例的载荷修正方法，可以获得如下效果。与高精度地测定载荷相比，高精度地测定高度更容易，并且可以进行短 时间处理。因此，若以上述的顺序计算出高度修正量(Sc)，并一边实时地 测定(监视)弹簧的高度， 一边修正自由高度，则可以进行高精度的载荷修 正。在本实施例中，是以悬浮架200为实例进行的说明，但不局限于此，一 般地对于广泛的弹簧，都可以获得上述的效果。与上述一样，例如，叙述了关于HDD用悬浮架(悬浮架)200的修正。 如上所述，悬浮架200的板簧部202(参照图1)，其以压延或半蚀法而形成， 其板厚(参照图18的0，在压延或半蚀法时分别有偏差，所以难于掌握载 荷公差。对此，在本实施例中，若在测定了作为测定对象的悬浮架200的弹簧特 性系数的基础上，求出并修正各个悬浮架200的每个修正量Sc，则可以删 除该板厚的偏差，并能进行高精度的载荷修正。以下，根据实验结果验证第3实施例。图IO表示在两点分别测定IO个悬浮架200、求出弹簧特性系数并进行 载荷修正时的修正结果。图10的实验条件是，设定高度ST为0.48mm，这时的目标载荷PT为 2.5gf。位置编号分别是10个作为测定对象悬浮架200的编号。图10对应于 上述的图9。图10的「修正结果」项，是只进行「修正目标」Sc部分修正的修正 结果。例如，在位置编号1上，只修正了一150um，但实际的修正结果显示的是一155iim。关于10个悬浮架200，对于修正前的平均载荷2.824gf、标准偏差o 0.045，修正后的平均载荷为2.510gf、标准偏差o为0.014。图11表示对与图10所示不同的悬浮架200，以与图10相同的实验条 件进行修正的结果。图11的10个悬浮架200，相对于修正前的平均载荷 2.731gf、标准偏差o 0.055，修正后的平均载荷为2.514gf、标准偏差o为 0.012。图12表示对与图10或图11所示不同的悬浮架200，以与图10相同的 实验条件进行修正的结果。图12的10个悬浮架200，相对于修正前的平均 载荷2.782gf、标准偏差o 0.037，修正后的平均载荷为2.510gf、标准偏差o 为0.006。图12的最下栏，表示的是对图10 图12的共计30个悬浮架200的实 验结果。相对于修正前的平均载荷2.779gf、标准偏差0 0.059，修正后的平 均载荷为2.511gf、标准偏差o为0.011。如图10 图12所示，作为以目标载荷2.5gf为目标、分别对30个工件 修正时的结果，获得了表示偏差的标准偏差o为O.Ollg。 2002年末的悬浮架 制造业界的最高水平，o为0.02gf左右，这显示了本实施例的优势。在当前 的实验中，使用的是分辨率为土2iim高度位移计，若使用更高精度的传感 器，则可以进行更精良的修正。在对图10 图12的30个工件进行实验的结果中，修正后的平均值为 2.510gf，比目标载荷PT的2.5gf还高了 O.Olgf。这时，将表观的目标载荷降 低O.Olgf并进行修正。图13是这时的修正结果。图13所示的是这时的结果， 虽然比实际的目标载荷PT的2.5gf还低了 0.013gf，低得太多，但能以再累 计数据而提高精度。图14是以修正前载荷与修正后载荷的所谓绘图形式、表示图10 图13 的实验结果。图15是扩大了图14的绘图群周围的示图。在该图上，方形记 号的点表示将图13所示的表观目标时载荷减低0.01gf并进行修正时的结果， 空白圈记号、黑圆点记号、三角记号的三个点，分别表示图10 图12的三 次实验结果。如图14及图15所示，对于从低于修正前载荷2.7gf到超过2. 8gf的点在X轴方向的广泛分布，Y轴方向的修正后载荷，集中分布在目标载荷2.5gf 的附近。因此，表明可以高进度地进行本实施例的修正。在以往的修正方法中，确认的是载荷值，但在本实施例中，证明了以对 高度的管理可以任意地高精度地控制目标载荷PT。 (第4实施例)在第4实施例中，使用了第3实施例的结构，并进行弹簧(例如悬浮架 200)的校正。用于提高弹簧的弹性减弱性的调整(setting)是有效的方法。所谓调整， 是指在对弹簧施加载荷时在弹簧部附加残留负方向的残留应力、提高耐弹性 减弱性能的方法。以往，不根据弹簧的个体差(图1的弹簧部的厚度t等)，均匀地加载 荷到一定的高度，或均匀地施加一定的载荷。但是，以这种方法，残留应力 根据弹簧而有不同的结果。在本实施例中，由于弹簧自由高度及弹簧特性系数为已知，所以根据材 料力学通过计算可以求出弹簧部的厚度。其结果是，能进行使残留应力达到 一定的调整。即，由于可以高精度地设定调整后的残留应力，所以可以提高 其历时变化或耐弹性减弱性。 (第5实施例)在第5实施例中，使用了第3实施例的结构，并以一定的应力进行弹簧 (例如悬浮架200)的载荷修正。有以在冷或热时紧固弹簧(例如悬浮架200)、减弱其弹力，使载荷与 目标值一致的方法。以往，不管弹簧个体差异，而施加载荷均匀地达到一定 的高度，或均匀地施加一定的载荷。但是，以这种方法，由于紧固应力因弹簧而异，所以难于高精度地进行 修正。在本实施例中，由于弹簧的自由高度及弹簧特性系数为已知，所以利用 计算可以求出弹簧部的厚度。其结果是，能进行使紧固应力达到一定的调整。 以此，能进行高精度的载荷修正。在上述第1 第5实施例中，对装载滑触头210之前的上述悬浮架200, 测定了磁头载荷。对此，在上述各实施例中，对装载了滑触头210的悬浮架200，也能测定磁头载荷。这时的测定方法，是在上述各实施例中说明的内容中，与测力计300的载荷测定头310靠接的对象、不是挠曲部件209，而 是用被装载于挠曲部件209上的滑触头210取而代之，并且，在利用激光位 移测定计30的测定结果时，只要加上滑触头210的厚度即可。在安装了滑触头210的状态下，求出的测力计300前端部高度，也可以 考虑进伴随滑触头210安装的高度(粘接剂的厚度等)，可以更准确地测定 实际上滑触头210与磁盘21接触时的磁头载荷。 (第6实施例)参照图16及图17，说明第6实施例。在第6实施例中，使用了第3实 施例的结构，并己知各个悬浮架200的弹簧特性系数。随着HDD的高精度化，滑触头210的姿势及载荷格外重要。以往，在将滑触头210贴在挠曲部件209上以后，将测力计300的载荷 测定头310与滑触头210相靠并测定载荷。这时，滑触头210的静止姿势因 载荷测定头310的影响而产生微妙的变化。这时，为了避免滑触头210的静止姿势的变化，有时将载荷测定头310 与末端引板600相靠并测定载荷。该末端引板600，如图17所示，是在停 止时将滑触头210从磁盘21的上方向磁盘21外边缘的更外侧退让时，抬起 末端引板600、使悬浮架200机械地运动而使用的部件。将由载荷测定头310 施加的加压点设为末端引板600，是为了对悬浮架200静止姿势不产生影响。然而，在末端引板600与滑触头210之间具有高度差，且加工以后，不 能使该高差的高度方向偏差为零。例如，有土 20 25um的变动。该末端 引板600的高度差的偏差成了误差。并且粘贴滑触头210的粘接剂厚度也有 误差。这时，在本实施例中，用以下的方法，可以推算出滑触头210的载荷。(1) 一边用激光位移测定计30计测滑触头210 (磁头)上面的高度， 一边降低测力计300，求出正确设定高度上的载荷。(2) 用上述(1)的方法，测定不同的两点，求出弹簧特性系数，以提 高测定精度。(3) 在求出弹簧特性系数的基础上计算修正高度，并进行高精度的载 荷修正。根据以上所述，可以不与滑触头210接触，而推算出滑触头210的载荷。以上的本实施例的概要如下所述。随着HDD的大容量化，悬浮架200的载荷变的小且精度高。以往，可 以用测力计300测定该载荷，但现在不能忽略因测力计300退让的测定误差。 在本实施例中，在测定载荷的同时，也测定测力计300的变位，并利用计算 处理绘制成高度一载荷曲线图，从曲线图推算出规定高度上的载荷。根据本发明，可以更高进度地修正弹簧的载荷。
权利要求
1.一种弹簧载荷修正方法，使作为测定对象的弹簧在位于规定高度时产生规定的载荷，其特征在于，具有(i)求出所述弹簧的弹簧特性系数的步骤、(j)根据所述弹簧特性系数，求出所述弹簧位于所述高度时的所述载荷的步骤、(k)用所述载荷测定结果，修正所述弹簧的步骤。
2. —种弹簧载荷修正方法，是包括设置有磁头的悬浮架本体和末端引 板部的悬浮架的弹簧载荷修正方法，该末端引板部，与悬浮架本体具有高度 差，其特征在于，具有(t)求出所述弹簧的弹簧特性系数的步骤、(U)将载荷测定头与所述末端引板部接触并测定所述末端引板部的载 荷的步骤、(V)测定在实行所述(U)时的所述磁头高度的步骤、(W)在以所述(U)测定的载荷值上乘上所述载荷测定头与拱形凸部位 置的杠杆比并计算出在所述磁头位置的载荷的步骤、(X)根据所述悬浮架的弹簧特性系数，修正所述(V)的高度误差部分 的载荷的步骤。
3. —种弹簧载荷修正方法，使作为测定对象的弹簧在位于规定高度时 产生规定的载荷，其特征在于，具有-(bf) 将载荷测定装置直接或间接地与所述弹簧接触的步骤、(bg) 对载荷测定装置直接或间接地与所述弹簧接触部分的高度进行测 定的步骤、(bh) 用所述高度的测定结果，测定所述弹簧在所述规定高度时的所述 载荷的步骤、(bi) 用所述载荷测定结果，修正所述弹簧的步骤。
4. 根据权利要求3所述的弹簧载荷修正方法，其特征在于所述载荷 测定装置的所述高度被测定的部分，受来自所述弹簧的载荷或反作用力而弯曲。
5. —种弹簧载荷修正方法，使作为测定对象的弹簧在位于规定高度时 产生规定载荷，其特征在于，具有(bj)使载荷测定装置与所述弹簧接触的步骤、 (bk)测定与所述载荷测定装置接触的所述弹簧高度的步骤、 (bl)用所述高度的测定结果，测定所述弹簧在位于所述规定高度时的 所述载荷的步骤、(bm)用所述载荷的测定结果，修正所述弹簧的步骤。
6. 根据权利要求3 5中任意一项所述的弹簧载荷修正方法，其特征在于测定所述高度的部分，对应于用于测定所述弹簧载荷的载荷测定头的位置。
7. 根据权利要求3 5中任意一项所述的弹簧载荷修正方法，其特征在于在所述高度测定中，使用非接触式位移测量计。
全文摘要
一种弹簧载荷修正方法，能以更高精度地修正弹簧载荷。所述弹簧载荷修正方法，使作为测定对象的弹簧在位于规定高度时产生规定的载荷；具有(i)求出所述弹簧的弹簧特性系数的步骤、(j)根据所述弹簧特性系数，求出所述弹簧位于所述高度时的所述载荷的步骤、(k)用所述载荷测定结果，修正所述弹簧的步骤。
文档编号G11B21/21GK101221078SQ20071016013
公开日2008年7月16日 申请日期2004年5月27日 优先权日2003年5月27日
发明者梅林彰 申请人:日本发条株式会社