DE19816909C2

DE19816909C2 - Betätigungsglied mit Piezoelement sowie dieses Betätigungselement einsetzender Kopfpositionierungsmechanismus

Info

Publication number: DE19816909C2
Application number: DE19816909A
Authority: DE
Inventors: Shinji Koganezawa; Toru Kohei; Tomoyoshi Yamada; Yukihiro Uematsu; Tadayoshi Noguchi; Hisashi Nakano; Ryuma Sakamoto; Junichi Inoue; Tetsuya Suzuki
Original assignee: FDK Corp; Fujitsu Ltd
Current assignee: FDK Corp; Toshiba Storage Device Corp
Priority date: 1997-04-17
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2018-04-17
Also published as: DE19816909A1; KR100349731B1; CN1203469C; US6538854B2; KR19980081517A; CN1523577A; KR100346806B1; US6327120B1; CN100421154C; CN1198565A; US20010038515A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betätigungsglied, bei welchem ein Piezoelement eingesetzt wird, sowie einen Kopfpositionierungsmechanismus, der ein derartiges Betätigungsglied verwendet. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Betätigungsglied, bei welchem ein Piezoelement eingesetzt wird, welches eine Positionierung mit hoher Genauigkeit durchführen kann, sowie einen Kopfpositionierungsmechanismus, der ein derartiges Betätigungsglied verwendet.

In den letzten Jahren hat die Genauigkeit von Geräten zur Informationsverarbeitung zugenommen, und ist der Bedarf nach einem Betätigungsglied entstanden, welches über sehr kleine Entfernungen arbeiten kann. Beispielsweise ist bei Betätigungsgliedern zum Korrigieren des Brennpunktes oder zum Steuern des Neigungswinkels optischer Systeme oder bei Kopfbetätigungsgliedern für Drucker und Magnetplattenlaufwerke die Fähigkeit erforderlich, deren Bewegung mit sehr hoher Genauigkeit zu steuern.

Ein Magnetplattenlaufwerk stellt eines der wesentlichen Geräte bei Multimediageräten dar, deren Markt in den letzten Jahren sich wesentlich vergrößert hat. Gewünscht ist die Entwicklung eines Gerätes mit größerer Speicherkapazität zum Einsatz bei Multimediageräten, welche Bild- und Sprachdaten in größerer Menge und mit höherer Geschwindigkeit verarbeiten können. Die erhöhte Kapazität eines Magnetplattenlaufwerks wird im allgemeinen durch Erhöhung der Speicherkapazität jeder Platte oder Diskette erzielt. Wenn die Speicherdichte drastisch erhöht wird, ohne den Platten- oder den Diskettendurchmesser zu ändern, wird allerdings der Spurabstand drastisch verringert. Das dann entstehende technische Problem besteht darin, wie die Kopfvorrichtung zum Lesen aus einer Aufzeichnungsspur oder zum Schreiben in eine Aufzeichnungsspur exakt positioniert werden kann. Daher wäre ein Kopfbetätigungsglied mit hoher Positionierungsgenauigkeit wünschenswert.

Bei herkömmlichen Magnetplattenlaufwerken wurde der Versuch unternommen, die Steifigkeit der beweglichen Teile wie beispielsweise des Schlittens zu erhöhen, und so die Hauptresonanzfrequenz in der Ebene zu erhöhen. Die Erhöhung der Resonanzfrequenz unterliegt allerdings ebenfalls Einschränkungen. Selbst wenn die Resonanzfrequenz, die durch die Steifigkeit von Schlittenarmen hervorgerufen wird, wesentlich erhöht werden kann, tritt eine Resonanz infolge der Fehlereigenschaften des Lagers auf, welches die beweglichen Teile haltert. Daher ist es schwierig, Positionierungsfehler zu verringern.

Weiterhin war es bislang schwierig, die Servobandbreite für die Positionsregelung eines Magnetplattenlaufwerks zu erhöhen.

Ein Vorschlag zur Behebung derartiger Schwierigkeiten besteht darin, ein zweites Betätigungsglied zur Verfolgung der Spur am Vorderende des Arms des Kopfbetätigungsgliedes vorzusehen. Dieses zweite Betätigungsglied kann den Kopf am Vorderende des Arms unabhängig vom Betrieb des Betätigungsgliedes positionieren.

Beispielsweise die japanische Veröffentlichung (Kokai) eines ungeprüften Patents Nr. 3-69072 (JP 3-69072 A) beschreibt ein Platten- oder Diskettenlaufwerk, welches ein Unterbetätigungsglied aufweist, das am Vorderende eines Arms zum Positionieren des Kopfes angeordnet ist, zusätzlich zu einem Hauptbetätigungsglied für ein Plattenlaufwerk. Dieses Unterbetätigungsglied weist zwei mit mehreren Schichten versehene Piezoelemente auf, die jeweils aus mehreren Piezoelementen in der Ebene der Kopfbewegung bestehen, wobei jedes Piezoelement so ausgebildet ist, daß es in Richtung der Dicke verschoben werden kann. Die Ausdehnung und das Zusammenziehen der Piezoelemente können den Kopf geringfügig in derselben Richtung wie der Ebene der Kopfbewegung bewegen.

Dieses Unterbetätigungsglied ist als Feder mit verschwenkbarem Zentrum ausgebildet, welche die Funktion einer Feder hat, und mit einem dünnen Armabschnitt versehen ist, an dessen beiden Seiten mehrschichtige Piezoelemente angeordnet sind. Diese Feder mit verschwenkbarem Zentrum kann so ausgebildet sein, daß sie mehrere Schlitze aufweist, die abwechselnd nach innen in Richtung senkrecht zur Längsrichtung des dünnen Armabschnitts gehen. Die Feder mit verschwenkbarem Zentrum übt eine mechanische Vorspannung auf die mehrschichtigen Piezoelemente aus, und verstärkt gleichzeitig die Operation des Ausdehnens und Zusammenziehens der Piezoelemente. Die mehrschichtigen Piezoelemente und der Arm sind elektrisch gegeneinander durch ein Isoliermaterial isoliert, und Leitungsdrähte gehen von den Elektroden an den Enden der Piezoelemente aus, damit eine Treiberspannung für die mehrschichtigen Piezoelemente über die Leitungsdrähte geliefert werden kann.

Die Schwierigkeiten bei den voranstehend geschilderten herkömmlichen Einrichtungen bestehen darin, daß ein mehrschichtiges Piezoelement schwierig herzustellen ist, daß ein Vorbelastungsmechanismus, der mit hoher Genauigkeit gefertigt werden muß, erforderlich ist, und daß von den Elektroden der mehrschichtigen Piezoelemente ein Leitungsdraht oder ein Verdrahtungsdraht ausgehen muß. Diese Einflüsse führten zu einer Erhöhung der Kosten für das Unterbetätigungsglied.

Weiterhin beschreibt die Veröffentlichung WO 93/02454 A1 einen Kopfpositionierungsmechanismus, der ein Positionierungsbetätigungsglied am Vorderende eines Arms zur Verfolgung der Spuren aufweist. Der Kopfpositionierungsmechanismus ist auf einer Kupplungsplatte angebracht, um einen Zugriffsarm, der von dem Schlitten des Kopfbetätigungsgliedes aus vorspringt, mit einer Halterungsfeder zu kuppeln, an deren Vorderende ein Kopf angebracht ist.

Die Kupplungsplatte, auf welcher der Kopfpositionierungsmechanismus angebracht ist, weist einen festen Bereich auf, einen beweglichen Bereich, einen verlängerbaren Bereich, einen Scharnierabschnitt und einen Spalt. Eine Nut ist auf jeder der beiden Oberflächen des verlängerbaren Bereiches vorgesehen. Piezoelemente sind in den Nuten befestigt. Die Piezoelemente, die an symmetrisch angeordneten Orten in Bezug auf die Zentrumslinie der Kupplungsplatte angeordnet sind, werden zum selben Zeitpunkt in entgegengesetzten Richtungen beim Anlegen unterschiedlicher Potentiale von einer Energieversorgung an deren Außenseitenoberflächen verformt, wobei die Kupplungsplatte eine gemeinsame Elektrode bildet.

Allerdings erfordert der Kopfpositionierungsmechanismus mit dem voranstehend geschilderten Aufbau eine hohe Genauigkeit bei der Herstellung der mehrschichtigen Piezoelemente, und äußerst exakte Außenabmessungen des Elements. Darüber hinaus muß der Arm mit sehr exakten Abmessungen hergestellt werden, und muß die Kupplungsplatte, die eine relativ hohe Steifigkeit aufweist, ausgefahren und zusammengezogen werden. Dies führt zu der Schwierigkeit, daß erhebliche Kräfte dazu erforderlich sind, einen vorbestimmten Hub bei dem Kopfpositionierungsmechanismus zu erreichen.

Das Dokument JP 7-332983 A zeigt ein piezoelektrisches Betätigungsglied, das beabstandete interne Elektroden aufweist, die zwischen beabstandeten Oberflächenelektroden positioniert sind. Diese Elektroden empfangen ein Betätigungspotential. Mit diesen Elektroden verschachtelt sind Polarisationselektroden vorgesehen. Wenn das Potential an die Betätigungselektroden angelegt wird, verzerrt sich das Element durch einen Schereffekt.

Das Dokument EP 360975 A2 zeigt eine piezoelektrische Vorrichtung oder ein Betätigungsglied mit einem an einer Halterung angebrachten dimorphen Stapel. Die obere Oberfläche des Stapels und die Halterung sind beide mit Elektroden versehen, und wenn das Potential angelegt wird, verformt sich der Stapel durch einen piezoelektrischen Schereffekt, wodurch das obere Ende des Stapels in einer allgemein horizontalen Richtung versetzt wird. Das obere Ende des Stapels ist mit einer Reibungsoberfläche versehen, um in Eingriff mit einem zu bewegenden Bauteil zu gelangen.

In der Beschreibung hat der Ausdruck "Schubverformung" die Bedeutung von "Schereffekt", welcher Ausdruck in der Deutschen Fachsprache üblich ist.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Betätigungsgliedes, welches ein Schubverformungs-Piezoelement verwendet, das einen Kopfwandler mit hoher Genauigkeit positionieren kann, ohne daß eine hohe Genauigkeit der Abmessungen der Bauteile erforderlich ist, und in der Bereitstellung eines Kopfpositionsmechanismus, der ein derartiges Betätigungsglied verwendet.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß erreicht, wie es in den unabhängigen Ansprüchen 1, 5, 6, 7, 8 und 16 angegeben ist. Die Merkmale der abhängigen Ansprüche 2 bis 4, 9 bis 15 und 17 bis 18 zeigen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigen:

Fig. 1A eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des grundlegenden Aufbaus unter Verwendung eines einzelnen Schubverformungs- Piezoelements gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 1B eine Perspektivansicht eines Beispiels für den Betrieb nach dem Zusammenbau des Betätigungsgliedes von Fig. 1A;

Fig. 2A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes mit einem einzelnen Schubverformungs-Piezoelements gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2B eine Aufsicht mit einer Darstellung der Richtung, in welcher das Betätigungsglied von Fig. 2A nach Anlegen einer Spannung verformt wird;

Fig. 2C eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes mit einem einzelnen Schubverformungs-Piezoelements gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2D eine Aufsicht mit einer Darstellung der Richtung, in welcher das Betätigungsglied von Fig. 2C nach Anlegen einer Spannung verformt wird;

Fig. 3A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes mit einem einzelnen Schubverformungs-Piezoelements gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3B eine Aufsicht mit einer Darstellung der Richtung, in welcher das Betätigungsglied von Fig. 3A nach Anlegen einer Spannung verformt wird;

Fig. 3C eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes mit einem einzelnen Schubverformungs-Piezoelements gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3D eine Aufsicht mit einer Darstellung der Richtung, in welcher das Betätigungsglied von Fig. 3C nach Anlegen einer Spannung verformt wird;

Fig. 4A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes mit zwei Schubverformungs- Piezoelementen gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4B eine Aufsicht mit einer Darstellung der Richtung, in welcher sich das Betätigungsglied von Fig. 4A nach Anlegen einer Spannung verformt;

Fig. 4C eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes mit zwei Schubverformungs- Piezoelementen gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4D eine Aufsicht mit einer Darstellung der Richtung, in welcher sich das Betätigungsglied von Fig. 4C nach Anlegen einer Spannung verformt;

Fig. 5A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes mit zwei Schubverformungs- Piezoelementen gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5B eine Aufsicht mit einer Darstellung der Richtung, in welcher das Betätigungsglied von Fig. 5A nach Anlegen einer Spannung verformt wird;

Fig. 5C eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes mit zwei Schubverformungs- Piezoelementen gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5D eine Aufsicht mit einer Darstellung der Richtung, in welcher das Betätigungsglied von Fig. 5C nach Anlegen einer Spannung verformt wird;

Fig. 6A eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des grundlegenden Aufbaus eines Kopfpositionierungsmechanismus gemäß einer ersten Anwendung in einem Fall, in welchem das Betätigungsglied gemäß der Erfindung zwischen dem Arm des Kopfbetätigungsgliedes und einer Halterungsfeder verwendet wird, die auf dem Arm des Plattenlaufwerks angebracht ist;

Fig. 6B eine Perspektivansicht des zusammengebauten Zustands des Kopfpositionierungsmechanismus von Fig. 6A;

Fig. 6C eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 6B;

Fig. 7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Anbringungsschritte für ein Betätigungsglied gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen dem Arm des Kopfbetätigungsgliedes und der Halterungsfeder, die auf dem Arm in einem Plattenantrieb angebracht ist;

Fig. 8A bis 8D Perspektivansichten für den Zusammenbau mit einer Darstellung verschiedener Ausbildungen eines Kopfpositionierungsmechanismus gemäß einer ersten Ausführungsform mit dem Betätigungsglied gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9A bis 9D Perspektivansichten für den Zusammenbau mit einer Darstellung verschiedener Ausbildungen eines Kopfpositionierungsmechanismus gemäß einer zweiten Ausführungsform mit dem Betätigungsglied gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10A eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus eines Kopfpositionierungsmechanismus gemäß einer dritten Ausführungsform mit dem Betätigungsglied gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10B eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus eines Kopfpositionierungsmechanismus gemäß einer vierten Ausführungsform mit dem Betätigungsglied gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11A bis 11D Perspektivansichten für den Zusammenbau mit einer Darstellung verschiedener Ausbildungen eines Kopfpositionierungsmechanismus gemäß einer fünften Ausführungsform mit dem Betätigungsglied gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 12A bis 12D Perspektivansichten für den Zusammenbau mit einer Darstellung verschiedener Ausbildungen eines Kopfpositionierungsmechanismus gemäß einer sechsten Ausführungsform mit dem Betätigungsglied gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 13A eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus eines Kopfpositionierungsmechanismus gemäß einer siebten Ausführungsform mit dem Betätigungsglied gemäß der siebten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 13B eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus eines Kopfpositionierungsmechanismus gemäß einer achten Ausführungsform mit dem Betätigungsglied gemäß der achten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 14A eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus eines Betätigungsgliedes gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 14B eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus und der Richtung der Feinbewegung eines Kopfbewegungsmechanismus gemäß der neunten Ausführungsform unter Verwendung des Betätigungsgliedes von Fig. 14A;

Fig. 15A eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus eines Betätigungsgliedes gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 15B eine Perspektivansicht des zusammengebauten Zustands des Betätigungsgliedes von Fig. 15A;

Fig. 15C ein Schaltbild mit einer Darstellung der Verbindungen zwischen dem Betätigungsglied von Fig. 15B und einer Steuerung;

Fig. 16A eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des grundlegenden Aufbaus gemäß einer zweiten Anwendung eines Kopfpositionierungsmechanismus, welcher ein Betätigungsglied gemäß der Erfindung verwendet, zwischen der Halterungsfeder, die auf dem Arm des Kopfbetätigungsgliedes angebracht ist, und dem Kopfgleitstück des Plattenlaufwerks;

Fig. 16B eine Perspektivansicht des zusammengebauten Zustands des Kopfpositionierungsmechanismus von Fig. 16A;

Fig. 16C eine lokale Schnittansicht entlang der Linie D-D in Fig. 16B;

Fig. 17A bis 17D Perspektivansichten für den Zusammenbau mit einer Darstellung verschiedener Ausbildungen des Kopfpositionierungsmechanismus bei der zweiten Anwendung der Erfindung, unter Verwendung eines Betätigungsgliedes gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 18A bis 18D Perspektivansichten für den Zusammenbau mit einer Darstellung verschiedener Ausbildungen des Kopfpositionierungsmechanismus bei der zweiten Anwendung, unter Verwendung eines Betätigungsgliedes gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 19A eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus des Kopfpositionierungsmechanismus bei der zweiten Anwendung unter Verwendung eines Betätigungsgliedes gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 19B eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus des Kopfpositionierungsmechanismus bei der zweiten Anwendung unter Verwendung eines Betätigungsgliedes gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 20A bis 20D Perspektivansichten für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus des Kopfpositionierungsmechanismus bei der zweiten Anwendung unter Verwendung eines Betätigungsgliedes gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 21A bis 21D Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus des Kopfpositionierungsmechanismus bei der zweiten Anwendung unter Verwendung eines Betätigungsgliedes gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 22A eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus des Kopfpositionierungsmechanismus bei der zweiten Anwendung unter Einsatz eines Betätigungsgliedes gemäß der siebten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 22B eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus des Kopfpositionierungsmechanismus bei der zweiten Anwendung unter Verwendung eines Betätigungsgliedes gemäß der achten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 23A eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus des Kopfpositionierungsmechanismus bei der zweiten Anwendung unter Verwendung eines Betätigungsgliedes gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 23B eine Perspektivansicht des zusammengebauten Zustands des Kopfpositionierungsmechanismus von Fig. 23A;

Fig. 24 eine Aufsicht auf ein herkömmliches Kopfbetätigungsglied mit einem Unterbetätigungsglied;

Fig. 25 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 24 dargestellten Unterbetätigungsgliedes;

Fig. 26 eine Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Aufbaus eines Kopfbetätigungsgliedes eines Plattenantriebs mit einem weiteren herkömmlichen Kopfpositionierungsmechanismus, der darauf angebracht ist;

Fig. 27 eine teilweise vergrößerte Perspektivansicht für den Zusammenbau mit einer Darstellung des Kopfpositionierungsmechanismus in vergrößerter Form für das Kopfbetätigungsglied von Fig. 26;

Fig. 28 und 29 Schaltbilder mit der Darstellung eines Beispiels für den Anschluß des Piezoelements von Fig. 27 an eine Spannungsversorgung;

Fig. 30A eine Erläuterung der Polarisationsrichtungen und der Richtung der Anlegung einer Spannung für ein Schubverformungs-Piezoelement unter Verwendung eines Betätigungsgliedes gemäß der Erfindung;

Fig. 30B eine Darstellung zur Erläuterung des Grundprinzips der Verformung des in Fig. 30A dargestellten Piezoelements beim Anlegen einer Spannung an dieses;

Fig. 31A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, gemäß einer elften Ausführungsform im zusammengebauten Zustand, die aus der Fig. 2 der eingangs angegebenen Druckschrift EP-360 975 A2 bekannt ist;

Fig. 31B eine Perspektivansicht eines Beispiels für den Betrieb des Betätigungsgliedes von Fig. 31A nach dem Zusammenbau;

Fig. 31C eine Seitenansicht eines Piezoelements mit einem Elektrodenfilm, der sowohl auf den oberen und unteren Oberflächen ausgebildet ist, gemäß einer Abänderung der elften Ausführungsform;

Fig. 31D eine Seitenansicht eines Betätigungsgliedes gemäß einer weiteren Abänderung der elften Ausführungsform;

Fig. 32A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, gemäß einer zwölften Ausführungsform der Erfindung im zusammengebauten Zustand;

Fig. 328 eine Perspektivansicht des Beispiels für den Betrieb des Betätigungsgliedes von Fig. 32A nach dem Zusammenbau;

Fig. 33A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung, im zusammengebauten Zustand;

Fig. 33B eine Perspektivansicht des Beispiels für den Betrieb des Betätigungsgliedes von Fig. 33A nach dem Zusammenbau;

Fig. 34A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der Erfindung im zusammengebauten Zustand;

Fig. 34B eine Perspektivansicht eines Beispiels für den Betrieb des Betätigungsgliedes von Fig. 34A nach dem Zusammenbau;

Fig. 34C eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, gemäß einer Abänderung der vierzehnten Ausführungsform der Erfindung im zusammengebauten Zustand;

Fig. 35A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der Erfindung im zusammengebauten Zustand;

Fig. 35B eine Perspektivansicht des Beispiels für den Betrieb des Betätigungsgliedes von Fig. 35A nach dem Zusammenbau;

Fig. 36A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der Erfindung im zusammengebauten Zustand;

Fig. 36B eine Perspektivansicht des Beispiels für den Betrieb des Betätigungsgliedes von Fig. 36A nach dem Zusammenbau;

Fig. 37A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der Erfindung im zusammengebauten Zustand;

Fig. 37B eine Perspektivansicht des Beispiels für den Betrieb des Betätigungsgliedes von Fig. 37A nach dem Zusammenbau;

Fig. 38A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, gemäß einer achtzehnten Ausführungsform der Erfindung im zusammengebauten Zustand;

Fig. 38B eine Perspektivansicht des Beispiels für den Betrieb des Betätigungsgliedes von Fig. 38A nach dem Zusammenbau;

Fig. 39A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, gemäß einer neunzehnten Ausführungsform der Erfindung im zusammengebauten Zustand;

Fig. 39B eine Perspektivansicht eines Beispiels für den Betrieb des Betätigungsgliedes von Fig. 39A nach dem Zusammenbau;

Fig. 40A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, gemäß einer zwanzigsten Ausführungsform der Erfindung im zusammengebauten Zustand;

Fig. 40B eine Perspektivansicht eines Beispiels für den Betrieb des Betätigungsgliedes von Fig. 40A nach dem Zusammenbau;

Fig. 41 eine Aufsicht auf eine Scharnieranordnung eines Abstandsstücks, welches bei dem Betätigungsglied verwendet wird, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 42A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Schubspannungs-Piezoelements nur des Betätigungsgliedes gemäß einer einundzwanzigsten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 42B eine Seitenansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes, welches das Piezoelement von Fig. 42A verwendet;

Fig. 43A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Schubspannungs-Piezoelements, welches bei einem Betätigungsglied verwendet wird, im zusammengebauten Zustand, gemäß einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 43B eine Seitenansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes, welches das Piezoelement von Fig. 43A verwendet;

Fig. 44 eine Aufsicht auf ein Betätigungsglied, welches eine Scharnieranordnung gemäß der Erfindung verwendet;

Fig. 45 eine Aufsicht auf ein Betätigungsglied, welches keine Scharnieranordnung aufweist, gemäß der Erfindung;

Fig. 46A eine teilweise Aufsicht auf ein Beispiel für den Aufbau der Scharnieranordnung eines Betätigungsgliedes gemäß der Erfindung;

Fig. 46B ein Diagramm mit einer Darstellung der Beziehung zwischen der Zentrumsentfernung und der Verschiebungsempfindlichkeit der Scharnieranordnung von Fig. 46A;

Fig. 47A eine Perspektivansicht mit einer Darstellung eines Beispiels für die Verdrahtungsanordnung des Leitungsdrahtes, der an die Elektroden eines Betätigungsgliedes gemäß der Erfindung angeschlossen ist;

Fig. 47B eine Aufsicht auf den Aufbau einer Basisplatte in Fig. 47A;

Fig. 48 eine Darstellung für den Zusammenbau eines Kopfbetätigungsgliedes, welches einen Kopfpositionierungsmechanismus unter Verwendung eines Betätigungsgliedes gemäß der Erfindung aufweist;

Fig. 49 eine Perspektivansicht des Aufbaus des Kopfpositionierungsmechanismus im zusammengebauten Zustand gemäß der elften Ausführungsform einer ersten Anwendung, welche das Betätigungsglied gemäß der elften Ausführungsform der Erfindung verwendet;

Fig. 50A eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Kopfpositionierungsmechanismus im zusammengebauten Zustand der zwölften Ausführungsform gemäß der ersten Anwendung unter Verwendung des Betätigungsgliedes gemäß der achtzehnten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 50B eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Kopfpositionierungsmechanismus, welcher ein Betätigungsglied im zusammengebauten Zustand gemäß einer Abänderung der achtzehnten Ausführungsform der Erfindung verwendet;

Fig. 51 eine Perspektivansicht des Aufbaus gemäß einer Abänderung des Kopfpositionierungsmechanismus im zusammengebauten Zustand gemäß den Fig. 50A und 50B;

Fig. 52 eine Perspektivansicht des Aufbaus gemäß einer Abänderung des Kopfpositionierungsmechanismus im zusammengebauten Zustand von Fig. 51; und

Fig. 53 eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Kopfpositionierungsmechanismus gemäß der dreizehnten Ausführungsform der ersten Anwendung, welche das Betätigungsglied gemäß der einundzwanzigsten Ausführungsform der Erfindung verwendet.

Bevor die bevorzugten Ausführungsform beschrieben werden, erfolgt eine Erläuterung des herkömmlichen Kopfbetätigungsgliedes, welches einen in den Fig. 24 bis 29 dargestellten Kopfpositionierungsmechanismus aufweist.

Es wurde ein herkömmliches Plattenlaufwerk vorgeschlagen, bei welchem ein zweites Betätigungsglied zur Verfolgung der Spuren am Vorderende des Arms eines Kopfbetätigungsgliedes angeordnet ist. Dieses zweite Betätigungsglied kann eine Feinbewegung des Kopfes am Vorderende des Arms unabhängig von der Bewegung des Kopfbetätigungsgliedes durchführen.

Fig. 24 zeig ein Kopfbetätigungsglied, welches in der JP 3-69072 A beschrieben ist, und bei welchem ein Unterbetätigungsglied 120 am Vorderende eines Arms 111 zusätzlich zu einem Hauptbetätigungsglied 110 eines Plattenantriebs 100 vorgesehen ist. Dieses Unterbetätigungsglied 120 ist so ausgebildet, daß es einen Kopf 114 unter Verwendung von zwei Mehrschicht-Piezoelementen 123 bewegt. Das Unterbetätigungsglied 120 weist zwei Mehrschicht-Piezoelemente 123 auf, die jeweils aus mehreren Piezoelementen bestehen, die dazu ausgebildet sind, entlang ihrer Dicke in der Ebene der Kopfbewegung verschoben zu werden. Auf diese Weise kann der Kopf in derselben Richtung fein verschoben werden, wenn er sich in der Bewegungsebene bewegt.

Weiterhin weist das Unterbetätigungsglied 120 zwei Mehrschicht-Piezoelemente 123 entlang der Richtung des Verlaufs der beiden Arme 111 auf. Wie im einzelnen in Fig. 25 gezeigt ist, ist eine Feder 121 mit verschwenkbarem Zentrum zwischen den beiden Piezoelementen 123 angeordnet. Diese verschwenkbare Zentrumsfeder 121 weist mehrere Schlitze 124 auf, die innerhalb des zentralen Arms 122 von dessen beiden Seiten aus in Richtung senkrecht zur Längsrichtung des zentralen Arms 122 verlaufen. Die Schlitze 124 führen dazu, daß der zentrale Arm 122 als Feder wirkt, und verstärken die Operationen des Ausfahrens und Zusammenziehens, wobei gleichzeitig eine mechanische Vorspannung an die mehrschichtigen Piezoelemente 123 angelegt wird. Die mehrschichtigen Piezoelemente 123 und der Arm 111 sind gegeneinander durch ein Isoliermaterial elektrisch isoliert, und von den Elektroden gehen an deren Enden Leitungsdrähte ab. Eine Treiberspannung wird an die mehrschichtigen Piezoelemente 123 über die Leitungsdrähte angelegt.

Die Schwierigkeit bei diesem Stand der Technik besteht darin, daß es schwierig ist, die mehrschichtigen Piezoelemente 123 herzustellen, daß es erforderlich ist, daß ein Druckbeaufschlagungsfedermechanismus mit hoher Genauigkeit hergestellt wird, und die Elektroden der mehrschichtigen Piezoelemente 123 durch einen Leitungsdraht oder ein Verdrahtungsmaterial herausgeführt werden müssen, was zu erhöhten Kosten für das Unterbetätigungsglied 120 führt.

Weiterhin zeigt die Veröffentlichung WO 93/0245 A1 einen Kopfpositionierungsmechanismus, der ein Positionierungsbetätigungsglied zur Verfolgung der Spuren am Vorderende eines Arms aufweist. Wie in Fig. 26 dargestellt, ist ein Kopfpositionierungsmechanismus MT bei diesem herkömmlichen Mechanismus an jeder von zwei Kupplungsplatten 1 zum Kuppeln eines Zugriffsarms 2, der von einem Schlitten 5 eines Kopfbetätigungsgliedes HA vorspringt, mit einer Halterungsfeder 3 vorgesehen, die am Vorderende eines Kopfes 4 angebracht ist. Der Schlitten 5 ist auf einer Drehwelle 6 angebracht, und die Kupplungsplatten 1 sind fest auf dem Zugriffsarm 2 unter Verwendung eines Klebers oder dergleichen angebracht, durch Einpassen der Vorsprünge 16, die auf der Rückseite jeder Kupplungsplatte 1 vorhanden sind, in ein Befestigungsloch 2a, das in dem Zugriffsarm 2 vorgesehen ist.

Die Kupplungsplatten 1 mit dem darauf angeordneten Kopfpositionierungsmechanismus MT weisen jeweils eine feste Fläche 10 auf, eine bewegliche Fläche 11, eine verlängerbare Fläche 12, einen Scharnierabschnitt 13 und Spalt 15. Wie aus Fig. 27 hervorgeht, ist die verlängerbare Fläche 12 mit Ausnehmungen 12a an ihrer Vorder- und Rückseite versehen. Piezoelektrische Elemente 14 sind in den Ausnehmungen 12a befestigt.

Die Piezoelemente 14, die symmetrisch zur Zentrumslinie der Kupplungsplatte 1 angeordnet sind, werden gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen verformt. Die Piezoelemente 14 werden entlang der Richtung der Dicke polarisiert, wie durch Pfeile in Fig. 28 angedeutet ist. Wenn die Kupplungsplatte 1 als gemeinsame Elektrode an Masse gelegt ist, und unterschiedliche elektrische Potentiale von Spannungsquellen 8, 8' an die Außenseitenoberflächen der beiden Piezoelemente 14 angelegt werden, wirkt auf das Piezoelement, welches von der Spannungsversorgung 8 mit Energie versorgt wird, ein elektrisches Feld in der Richtung entgegengesetzt zur Polarisation ein, und erstreckt sich in Längsrichtung, wogegen das Piezoelement, welches mit Spannung von der Spannungsversorgung 8' versorgt wird, durch das elektrische Feld mit derselben Richtung wie der Polarisationsrichtung beeinflußt wird, und sich in Längsrichtung zusammenzieht.

Fig. 29 zeigt einen Aufbau, bei welchem dasselbe Potential von der Spannungsversorgung 8' an die Außenseitenoberflächen der Piezoelemente 14 an der Vorderseite und der Rückseite der beiden Piezoelemente angelegt wird. In diesem Fall werden die Piezoelemente 14 auch in der Richtung entlang der Dicke, die durch Pfeile angedeutet ist, polarisiert. Die Kupplungsplatte 1 ist als gemeinsame Elektrode an Masse gelegt. Nach Anlegen desselben Potentials von der Spannungsversorgung 8' an die Außenseitenoberflächen der beiden Piezoelemente 14 wirkt auf das Piezoelement 14 an der linken Seite in der Figur ein elektrisches Feld in der Richtung entgegengesetzt zur Polarisationsrichtung ein, und verläuft daher in Längsrichtung, wogegen das Piezoelement 14 auf der rechten Seite in der Figur, auf welches ein elektrisches Feld in derselben Richtung wie der Polarisationsrichtung einwirkt, sich in Längsrichtung zusammenzieht. Daher wird dieselbe Operation durchgeführt wie bei dem in Fig. 28 dargestellten Aufbau.

Ein Kopfpositionierungsmechanismus mit dem voranstehend geschilderten Aufbau erfordert jedoch eine hohe Genauigkeit für die Herstellung der mehrschichtigen Piezoelemente sowie eine hohe Genauigkeit der Abmessungen der Bauteile. Darüber hinaus ist für die Bearbeitung des Arms eine hohe Genauigkeit der Abmessungen erforderlich. Weiterhin ist es nötig, eine Kupplungsplatte mit vergleichsweise hoher Steifigkeit auszufahren und zusammenzuziehen, was in der Hinsicht zu einer Schwierigkeit führt, daß hierfür eine beträchtliche Kraft erforderlich ist, und der erforderliche Hub nicht sichergestellt werden kann.

Bevor Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden, erfolgt zunächst unter Bezugnahme auf die Fig. 30A, 30B eine Erläuterung der grundsätzlichen Arbeitsweise eines Piezoelements 24 (nachstehend einfach als das Schubspannungs- Piezoelement 24 bezeichnet), welches in Richtung senkrecht zu seiner Dicke polarisiert ist, und eine Schubverformung erfährt, wenn eine Spannung an die Elektroden angelegt wird, die an den beiden Seiten entlang der Dicke des Elements angeordnet sind. Wie in Fig. 30A gezeigt sind Elektroden 22C, 22B auf der oberen und unteren Oberfläche des Piezoelements 24 angebracht (polarisiert in Richtung entlang dem gestrichelten Pfeil, wobei nachstehend allgemein die Polarisationsrichtung durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet wird), polarisiert in Richtung senkrecht zur Dicke. Nunmehr wird angenommen, daß die Elektrode 22B an Masse gelegt ist, und an die Elektrode 22C eine Spannung V angelegt wird. Es ist bekannt, daß sich das Schubspannungs- Piezoelement 24 durch eine Gleitbewegung (durch Schubspannungen) verformt. Beim Anlegen der Spannung V an die Elektrode 22C mit an Masse gelegter Elektrode 22B wird daher der Abschnitt des Schubspannungs-Piezoelements 24, der näher an der Elektrode 22C liegt, gegenüber dem Ursprungszustand, der durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, nach links verformt, wogegen der Abschnitt näher an der Elektrode 22B nach rechts verformt wird, wie in Fig. 30B gezeigt ist.

Wenn der Abschnitt des Piezoelements 24, der näher an der Elektrode 22B liegt, festgehalten wird, wird daher der Abschnitt, der näher an der Elektrode 22C liegt, in der durch einen gestrichelten Pfeil in Fig. 30A angedeuteten Richtung verformt. Wenn im Gegensatz hierzu die Elektrode 22A an Masse gelegt ist, und in diesem Zustand an die Elektrode 22B eine Spannung V angelegt wird, wird der Abschnitt näher an der Elektrode 22A in der durch einen durchgezogenen Pfeil in Fig. 30A angedeuteten Richtung verformt. Den nachstehend geschilderten Ausführungsformen liegt diese grundlegende Arbeitsweise des Schubspannungs-Piezoelements 24 zugrunde.

Nunmehr wird die vorliegende Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen erläutert.

Fig. 1A zeigt den grundlegenden Aufbau eines Betätigungsgliedes 20 gemäß der vorliegenden Erfindung, welches ein Schubspannungs-Piezoelement 24 verwendet. Hierbei ist in Explosionsdarstellung ein Beispiel für das Betätigungsglied 20 gezeigt, welches ein einzelnes Schubspannungs-Piezoelement aufweist. Das Betätigungsglied 20 ist so aufgebaut, daß zwei Elektroden 22, 23 mit vorbestimmter Form einander im Abstand an einem festen Ende 21 gegenüberliegen, und ein Schubspannungs-Piezoelement 24 mit einer vorbestimmten Dicke als Schicht auf den beiden Elektroden 22, 23 angeordnet ist. Eine gegenüberliegende Elektrode 25 ist über der gesamten Oberfläche des freien Endes gegenüberliegend den zwei Elektroden 22, 23 des Schubspannungs-Piezoelements 24 angeordnet. Die beiden Elektroden 22, 23 sind an ein Leitungsmuster 26 bzw. 27 angeschlossen.

Fig. 1B zeigt den zusammengebauten Zustand des Betätigungsgliedes 20 von Fig. 1A. Das Betätigungsglied 20 wird dadurch in Betrieb genommen, daß ein Spannungsverstärker 28 und eine Steuerung 29 an das Vorderende der Leitungsmuster 26, 27 angeschlossen werden. Bei dem Betätigungsglied 20 wird das Schubspannungs-Piezoelement 24 dadurch verformt, daß eine Spannung an die beiden Elektroden 22, 23 angelegt wird, unter Verwendung des Spannungsverstärkers 28 und der Steuerung 29, so daß die gegenüberliegende Elektrode 25 in der Drehrichtung, die durch eine doppelt gepunktete, unterbrochene Linie angedeutet ist, beispielsweise in derselben Ebene verschoben werden kann.

Die Richtung, in welcher das Betätigungsglied 20 verschoben wird, ändert sich in Abhängigkeit von der Polarisationsrichtung des Schubspannungs-Piezoelements 24 in Bezug auf die Elektroden 22, 23, die an dem festen Ende 21 angeordnet sind, oder in Abhängigkeit von der Richtung der Spannung, die an die Elektroden 22, 23 angelegt wird. Die Richtung der Spannung, die an die Elektroden 22, 23 angelegt wird, wird durch die Polung des Treibersignals festgelegt, welches von der Steuerung 29 ausgegeben wird. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache werden verschiedene Ausführungsformen und Beispiele für den Betrieb des Betätigungsgliedes 20 nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 beschrieben.

Die Fig. 2A bis 2D zeigen Beispiele für den Aufbau von Betätigungsgliedern gemäß einer ersten und einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Betätigungsglieder gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform verwenden ein einzelnes Schubspannungs-Piezoelement 24.

Fig. 2A zeigt den Aufbau des Betätigungsgliedes 20A gemäß der ersten Ausführungsform, bei welcher das Schubspannungs- Piezoelement in einer Richtung polarisiert wird. Das Betätigungsglied 20A bei der ersten Ausführungsform weist ein Schubspannungs-Piezoelement 24 auf, welches auf Elektroden 22, 23 aufliegt, die an einem festen Ende 21 angeordnet sind. Die Polarisationsrichtung des Schubspannungs-Piezoelements 24 verläuft parallel zu jener Richtung, in welcher sich die zwei Elektroden 22, 23 gegenüberliegen.

Fig. 2B zeigt die Richtung, in welcher das Betätigungsglied 20 verformt wird, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23, des Betätigungsgliedes 20A gemäß der in Fig. 2A gezeigten ersten Ausführungsform angelegt wird. Nunmehr wird angenommen, daß eine Spannung an die beiden Elektroden 22, 23 angelegt wird. Nach Anlegen einer positiven Spannung an die Elektrode 23 und einer negativen Spannung an die Elektrode 22, wobei dies nur ein Beispiel ist, entsteht dieselbe Situation wie dann, als wären zwei Schubspannungs- Piezoelemente 24 mit unterschiedlichen Polarisationsrichtungen elektrisch in Reihe geschaltet, so daß die Abschnitte des Schubspannungs-Piezoelements 24, die auf den beiden Elektroden 22, 23 angeordnet sind, eine Scherbeanspruchung in entgegengesetzten Richtungen erfahren. In diesem Fall wird die gegenüberliegende Elektrode 25 in der durch eine doppelt gepunktete, unterbrochene Linie angedeuteten Richtung um den zentralen Abschnitt des Schubspannungs-Piezoelements 24 gedreht. Bei umgekehrter Polung der an die Elektroden 22, 23 angelegten Spannungen dreht sich dagegen die gegenüberliegende Elektrode 25 in jener Richtung entgegengesetzt zu der in Fig. 2B dargestellten Drehrichtung.

Fig. 2C zeigt den Aufbau eines Betätigungsgliedes 20B gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei welcher das Schubspannungs-Piezoelement 24 zwei Polarisationsrichtungen aufweist. Das Betätigungsglied 20B bei der zweiten Ausführungsform ist ebenfalls so aufgebaut, daß ein Schubspannungs-Piezoelement 24 auf den Elektroden 22, 23 liegt, die an dem festen Ende 21 angeordnet sind. Die Polarisationsrichtungen der beiden Abschnitte des Schubspannungs-Piezoelements 24 sind einander entgegengesetzt, und parallel zu jener Richtung, in welcher sich die beiden Elektroden 22, 23 gegenüberliegen. Die gegenüberliegende Elektrode 25 ist auf dem Schubspannungs- Piezoelement 24 angeordnet.

Fig. 2D zeigt die Richtung, in welcher das in Fig. 2C gezeigte Betätigungsglied 20B gemäß der zweiten Ausführungsform verformt wird, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 des Betätigungsgliedes 24B angelegt wird. Nunmehr wird angenommen, daß eine Spannung an den beiden Elektroden 22, 23 anliegt, beispielsweise eine positive Spannung an der Elektrode 23 und eine negative Spannung an die Elektrode 22. Es entwickelt sich dieselbe Situation wie dann, wenn zwei Schubspannungs-Piezoelemente 24 mit derselben Polarisationsrichtung elektrisch in Reihe geschaltet wären, so daß die beiden Abschnitte des Schubspannungs-Piezoelements 24, die auf den beiden Elektroden 22, 23 angeordnet sind, eine Schubverformung in derselben Richtung erfahren. Daher bewegt sich im vorliegenden Fall die gegenüberliegende Elektrode 25 parallel, in der durch eine doppelt gepunktete, unterbrochene Linie angedeuteten Richtung. Nach Umkehrung der Polung der Spannungen, die an die Elektroden 22, 23 angelegt wird, bewegt sich dagegen die gegenüberliegende Elektrode 25 parallel in entgegengesetzter Richtung zu der in Fig. 2D gezeigten Richtung.

Die Fig. 3A bis 3D zeigen Beispiele für den Aufbau von Betätigungsgliedern gemäß der dritten und vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Auch die Betätigungsglieder gemäß der dritten und vierten Ausführungsform verwenden ein einzelnes Schubspannungs- Piezoelement 24. Eine Unterteilungsnut 241 ist parallel zu jener Richtung angeordnet, in welcher sich die Elektroden dem zentralen Abschnitt des Schubspannungs-Piezoelements 24 gegenüberliegen. Die Polarisationsrichtung der beiden Abschnitte des Schubspannungs-Piezoelements 24 ist auf den beiden Seiten der Trennut 241 unterschiedlich.

Fig. 3A zeigt den Aufbau eines Betätigungsgliedes 20C gemäß einer dritten Ausführungsform, mit einem Schubspannungs- Piezoelement 24, welches zwei Polarisationsrichtungen aufweist. Bei dem Betätigungsglied 20C gemäß der dritten Ausführungsform liegt das Schubspannungs-Piezoelement 24, bei welchem dessen beide Abschnitte voneinander wegweisende Polarisationsrichtungen an den beiden Seiten der Unterteilungsnut 241 aufweisen, auf den Elektroden 23, 24, die an dem festen Ende 21 angeordnet sind. Eine gegenüberliegende Elektrode 25 ist über der gesamten Oberfläche des Schubspannungs-Piezoelements 24 einschließlich der Unterteilungsnut 241 angeordnet.

Fig. 3B zeigt die Richtung, in welcher das Betätigungsglied 20C gemäß der in Fig. 3A dargestellten dritten Ausführungsform beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 verformt wird. Wird eine Spannung an die beiden Elektroden 22, 23 angelegt, so entsteht dieselbe Situation, als wären die beiden Abschnitte des Schubspannungs- Piezoelements 24 mit derselben Polarisationsrichtung elektrisch in Reihe geschaltet, so daß die beiden Abschnitte des Schubspannungs-Piezoelements 24, die auf den beiden Elektroden 22, 23 angeordnet sind, in derselben Richtung eine Schubverformung erfahren. Daher bewegt sich im vorliegenden Fall die gegenüberliegende Elektrode 25 parallel in jener Richtung, die durch eine doppelt gepunktete, unterbrochene Linie angedeutet ist. Wird die Polung der an die beiden Elektroden 22, 23 angelegten Spannung umgekehrt, bewegt sich im Gegensatz hierzu die gegenüberliegende Elektrode 25 parallel in der Richtung, die der Ausbreitungsrichtung entgegengesetzt ist, die in Fig. 3B gezeigt ist.

Fig. 3C zeigt den Aufbau eines Betätigungsgliedes 20D gemäß einer vierten Ausführungsform, bei welcher das Schubspannungs-Piezoelement 24 zwei Polarisationsrichtungen hat. Bei dem Betätigungsglied 20D gemäß der vierten Ausführungsform sind zwei Abschnitte des Schubspannungs- Piezoelements 24 mit entgegengesetzten Polarisationsrichtungen an jeder Seite der Unterteilungsnut 241 auf den Elektroden 22, 23 am festen Ende 21 angeordnet. Eine gegenüberliegende Elektrode 25 ist über der gesamten Oberfläche des Schubspannungs-Piezoelements 24 einschließlich der Unterteilungsnut 241 vorgesehen.

Fig. 3D zeigt die Richtung, in welcher das Betätigungsglied 20D beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 des Betätigungsgliedes 20D gemäß der in Fig. 3C gezeigten vierten Ausführungsform verformt wird. Wird eine Spannung an die beiden Elektroden 22, 23 angelegt, so entsteht dieselbe Situation, als wären zwei Abschnitte des Schubspannungs- Piezoelementes 24 mit derselben Polarisationsrichtung elektrisch miteinander in Reihe geschaltet. Dies führt dazu, daß sich wie bei dem Betätigungsglied 20C gemäß der dritten Ausführungsform die gegenüberliegende Elektrode 25 parallel in jener Richtung bewegt, die durch eine zweifach gepunktete, unterbrochene Linie dargestellt ist. Wird die Polung der an die Elektroden 22, 23 angelegten Spannung umgekehrt, so bewegt sich die gegenüberliegende Elektrode 25 in entgegengesetzter Richtung zu jener, die in Fig. 3D dargestellt ist.

Die Fig. 4A bis 4D zeigen Beispiele für den Aufbau von Betätigungsgliedern gemäß der fünften und sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Betätigungsglieder gemäß der fünften und sechsten Ausführungsform verwenden jeweils zwei Schubspannungs- Piezoelemente 24A, 24B.

Fig. 4A zeigt den Aufbau eines Betätigungsgliedes 20E gemäß der fünften Ausführungsform, bei welcher die Schubspannungs- Piezoelemente 24A, 24B dieselbe Polarisationsrichtung aufweisen. Das Betätigungsglied 20E gemäß der fünften Ausführungsform weist Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B auf, die auf den Elektroden 22, 23 am festen Ende 21 liegen, und eine Polarisationsrichtung jeweils gleich der Längsrichtung der Elektroden 22, 23 aufweisen. Eine gegenüberliegende Elektrode 25 ist auf den Schubspannungs- Piezoelementen 24A, 24B vorgesehen.

Fig. 4B zeigt die Richtung, in welcher das Betätigungsglied 20E gemäß der in Fig. 4A dargestellten fünften Ausführungsform der Erfindung verformt wird, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 des Betätigungsgliedes 20E angelegt wird. Nach Anlegen einer Spannung an die beiden Elektroden 22, 23, beispielsweise einer positiven Spannung an die Elektrode 23 und einer negativen Spannung an die Elektrode 22, sind dann die Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B, die unterschiedliche Polarisationsrichtungen aufweisen, elektrisch in Reihe geschaltet, so daß die Schubspannungs- Piezoelemente 24A, 24B auf den beiden Elektroden 22, 23 eine Schubverformung in entgegengesetzten Richtungen erfahren. In diesem Fall dreht sich die gegenüberliegende Elektrode 25 der beiden Elektroden 22, 23 in der durch eine doppelt gepunktete, unterbrochene Linie angedeuteten Richtung um den Zentrumsabschnitt der Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B.

Wird die Polung der an die Elektroden 22, 23 angelegten Spannung umgekehrt, so dreht sich die gegenüberliegende Elektrode 25 in der Richtung, die entgegengesetzt zu der in Fig. 4B dargestellten Drehrichtung ist.

Fig. 4C zeigt den Aufbau eines Betätigungsgliedes 20F gemäß der sechsten Ausführungsform, bei welcher die Polarisationsrichtungen der Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B einander entgegengesetzt sind. Bei dem Betätigungsglied 20F gemäß der sechsten Ausführungsform sind die Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B, welche Polarisationsrichtungen in Längsrichtung der Elektrode 22 bzw. 23 aufweisen, an dem festen Ende 21, in entgegengesetzten Richtungen angeordnet. Eine gegenüberliegende Elektrode 25 ist auf den Schubspannungs- Piezoelementen 24A, 24B angeordnet.

Fig. 4D zeigt die Richtung, in welcher das Betätigungsglied 20F gemäß der sechsten Ausführungsform von Fig. 4C beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 des Betätigungsgliedes 20F verformt wird. Wenn eine Spannung an die beiden Elektroden 22, 23 angelegt wird, beispielsweise eine positive Spannung an die Elektrode 23 und eine negative Spannung an die Elektrode 22, sind die Schubspannungs- Piezoelemente 24A, 24B mit derselben Polarisationsrichtung elektrisch in Reihe geschaltet, so daß die Schubspannungs- Piezoelemente 24A, 24B, die auf den beiden Elektroden 22, 23 angeordnet sind, eine Schubverformung in derselben Richtung erfahren. In diesem Fall bewegt sich daher die gegenüberliegende Elektrode 25 parallel in jener Richtung, die durch eine doppelt gepunktete, unterbrochene Linie angedeutet ist. Wenn die Polung der an die Elektroden 22, 23 angelegten Spannung umgekehrt wird, bewegt sich andererseits die gegenüberliegende Elektrode 25 parallel in jener Richtung, die der in Fig. 4D dargestellten Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist.

Die Fig. 5A bis 5D zeigen Betätigungsglieder gemäß einer siebten und achten Ausführungsform der Erfindung. Auch die Betätigungsglieder gemäß der siebten und achten Ausführungsform verwenden zwei Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B. Die Polarisationsrichtungen der Schubspannungs- Piezoelemente 24A, 24B sind jedoch von jenen der Betätigungsglieder bei der fünften und sechsten Ausführungsform verschieden.

Fig. 5A zeigt den Aufbau eines Betätigungsgliedes 20G gemäß der siebten Ausführungsform, bei welcher die Schubspannungs- Piezoelemente 24A, 24B zwei Polarisationsrichtungen aufweisen. Bei dem Betätigungsglied 20G gemäß der siebten Ausführungsform liegen die Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B, die zwei Polarisationsrichtungen voneinander weg entlang der Richtung im rechten Winkel zu den zwei Elektroden 22, 23 aufweisen, auf den Elektroden 22, 23, die an dem festen Ende 21 angeordnet sind. Eine gegenüberliegende Elektrode 25 ist über der Gesamtoberfläche der Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B angeordnet.

Fig. 5B zeigt die Richtung, in welcher das Betätigungsglied 20G gemäß der siebten Ausführungsform von Fig. 5A in einem in einem Fall verformt wird, in welchem eine Spannung an die Elektroden 22, 23 des Betätigungsgliedes 20G angelegt wird. Wird eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt, sind die Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B mit derselben Polarisationsrichtung elektrisch in Reihe geschaltet. Die Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B, die auf den beiden Elektroden 22, 23 angeordnet sind, erfahren daher eine Schubverformung in derselben Richtung. In diesem Fall bewegt sich daher die gegenüberliegende Elektrode 25 parallel in jener Richtung, die durch eine doppelt gepunktete, unterbrochene Linie angedeutet ist. Wenn dagegen die Polung der an die Elektroden 22, 23 angelegten Spannung umgekehrt wird, bewegt sich die gegenüberliegende Elektrode 25 parallel in der in Fig. 5B gezeigten Richtung.

Fig. 5C zeigt den Aufbau eines Betätigungsgliedes 20H gemäß einer achten Ausführungsform, bei welcher die Schubspannungs- Piezoelemente 24 zwei Polarisationsrichtungen aufweisen. Bei dem Betätigungsglied 20H gemäß der achten Ausführungsform liegen Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B mit zwei Polarisationsrichtungen, die einander entgegengesetzt in den Richtungen senkrecht zu den Elektroden 22, 23 angeordnet sind, auf den Elektroden 22, 23 an dem festen Ende 21. Eine gegenüberliegende Elektrode 25 ist über der Gesamtoberfläche der Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B vorgesehen.

Fig. 5D zeigt die Richtung, in welcher das Betätigungsglied 20H gemäß der achten Ausführungsform von Fig. 5C verformt wird, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 des Betätigungsgliedes 20H angelegt wird. Wird eine Spannung an die beiden Elektroden 22, 23 angelegt, so sind die Schubspannungs-Piezoelemente 24 mit derselben Polarisationsrichtung elektrisch in Reihe geschaltet. Wie bei dem Betätigungsglied 20G gemäß der siebten Ausführungsform bewegt sich die gegenüberliegende Elektrode 25 parallel in der Richtung, die durch eine doppelt gepunktete, unterbrochene Linie angedeutet ist. Wenn andererseits die Polung der an die Elektroden 22, 23 angelegten Spannung umgekehrt wird, bewegt sich die gegenüberliegende Elektrode 25 parallel in jener Richtung, die der in Fig. 5D gezeigten Richtung entgegengesetzt verläuft.

Die Betätigungsglieder gemäß der ersten bis achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschrieben wurden, weisen einen einfachen Aufbau auf. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 1B beschrieben wurde, kann beim Anlegen einer Spannung an die beiden Elektroden 22, 23 über die Leitungsmuster 26, 27, die an dem festen Ende 21 vorgesehen sind, die gegenüberliegende Elektrode 25 gedreht werden, oder so angetrieben werden, daß sie sich parallel bewegt, entsprechend der Polarisationsrichtung des einzelnen Schubspannungs-Piezoelements 24 oder der beiden Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B, die auf den beiden Elektroden 22, 23 liegen.

Irgendeines der Betätigungsglieder gemäß der Erfindung, die wie voranstehend geschildert aufgebaut sind, sind bei einem Kopfbetätigungsglied vorgesehen, welches einen Kopf aufweist, der an seinem Vorderende angeordnet ist, um Daten von der Informationsaufzeichnungsoberfläche einer Aufzeichnungsplatte oder -diskette zu lesen bzw. in diese einzuschreiben. Auf diese Weise kann der Kopf geringfügig verschoben werden, unabhängig von der Bewegung des Kopfbetätigungsgliedes. Als nächstes wird ein Aufbau dieses Kopfpositionierungsmechanismus erläutert.

Fig. 6A zeigt den grundlegenden Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 30 gemäß einer ersten Anwendung, bei welcher ein Betätigungsglied 20 zwischen einem Zugriffsarm 2 eines Kopfbetätigungsgliedes eines Plattenlaufwerks und einer von Halterungsfedern 3 verwendet wird, die auf dem Arm 2 angebracht sind. Fig. 6B zeigt den zusammengebauten Zustand des Kopfpositionierungsmechanismus 30 von Fig. 6A.

Der Kopfpositionierungsmechanismus 30 weist zwei Elektroden 22, 23 auf, die an einem festen Ende angeordnet sind, welches das Vorderende eines Zugriffsarms 2 des Kopfbetätigungsgliedes bildet. Die Basis einer Halterungsfeder 3, die an ihrem Vorderende einen Kopf 4 aufweist, ist auf den Elektroden 22, 23 über ein einzelnes Schubspannungs-Piezoelement 24 angebracht. Die Halterungsfeder 3 ist an jeder Seite des Zugriffsarms 2 angebracht, wie in Fig. 6B gezeigt ist. Es sind daher zwei Halterungsfedern 3 auf dem Kopfpositionierungsmechanismus 30 vorgesehen, für jeden Zugriffsarm 2. Weiterhin sind die Leitungsmuster 26, 27 des Betätigungsgliedes 20 auf dem Zugriffsarm 2 vorgesehen.

Fig. 6C zeigt als Schnittansicht im einzelnen den Aufbau des in Fig. 6B dargestellten Kopfpositionierungsmechanismus 30. Es ist nur der obere Halbabschnitt des Kopfpositionierungsmechanismus 30 dargestellt. Eine Isolierschicht 31 ist auf dem Zugriffsarm 2 vorgesehen, und die Elektroden 22, 23 befinden sich auf der Isolierschicht 31. Das Schubspannungs-Piezoelement 24 liegt auf den Elektroden 22, 23, und die gegenüberliegende Elektrode 25 ist auf dem Schubspannungs-Piezoelement 24 angeordnet. Die Basis der Halterungsfeder 3 ist auf der gegenüberliegenden Elektrode 25 über eine Isolierschicht 32 angebracht.

Fig. 7 erläutert schematisch die Montageschritte des Betätigungsgliedes 20 zwischen dem Arm 2 des Kopfbetätigungsgliedes und der Halterungsfeder 3, die auf dem Arm 2 des Plattenantriebs angebracht ist. Für die Montage des Betätigungsgliedes 20 auf dem Arm 2 wird Lötpaste 33 auf die Elektroden 22, 23 aufgebracht, die auf dem Arm 2 vorgesehen sind, und wird das Schubspannungs-Piezoelement 24, welches die Basis der Halterungsfeder 3 trägt, in erwärmtem Zustand auf der Lötpaste 33 angebracht.

Der Kopfpositionierungsmechanismus 30 gemäß der ersten Anwendung der vorliegenden Erfindung, der auf die voranstehend geschilderte Weise zwischen dem Zugriffsarm 2 des Kopfbetätigungsgliedes und der Halterungsfeder 3 angebracht ist, gestattet es, daß sich der Kopf 4 am Vorderende der Halterungsfeder 3 fein und unabhängig von der Bewegung des Kopfbetätigungsgliedes bewegen kann. Die Richtung, in welcher die feine oder geringfügige Bewegung des Kopfes 4 stattfindet, ändert sich in Abhängigkeit davon, welches der Betätigungsglieder gemäß der ersten bis achten Ausführungsform, die voranstehend beschrieben wurden, bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30 eingesetzt wird. Unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 13 erfolgt eine Erläuterung von verschiedenen Ausführungsformen und von Beispielen für den Betrieb des Kopfpositionierungsmechanismus 30 gemäß der ersten Anwendung der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 8A bis 8D zeigen verschiedene Beispiele für den Aufbau des Kopfpositionierungsmechanismus 30A gemäß der ersten Ausführungsform bei der ersten Anwendung der Erfindung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30A wird das Betätigungsglied 20A gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende des Zugriffsarms 2 des Kopfbetätigungsgliedes und der Halterungsfeder 3 eingesetzt. Bei dem in Fig. 8A gezeigten Aufbau sind die Elektroden 22, 23 parallel und in Längsrichtung auf dem Arm 2 am Vorderende des Arms 2 angeordnet, und ist das Schubspannungs- Piezoelement 24 in Richtung auf das Vorderende des Arms 2 polarisiert. In diesem Fall wird beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 die Halterungsfeder 3 gedreht. Der in Fig. 8B dargestellte Aufbau unterscheidet sich von jenem gemäß Fig. 8A nur in der Hinsicht, daß das Schubspannungs- Piezoelement 24 zur Basis des Arms 2 hin polarisiert ist. Auch in diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 gedreht. Die Drehrichtung ist jedoch entgegengesetzt zu jener bei dem in Fig. 8A dargestellten Aufbau.

Bei dem in Fig. 8C gezeigten Aufbau sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 an dessen Vorderende angeordnet, und ist das Schubspannungs-Piezoelement 24 zum Vorderende der Elektroden 22, 23 hin polarisiert. Die Halterungsfeder 3 wird auch im vorliegenden Fall dadurch zu einer Drehung veranlaßt, daß eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird. Der in Fig. 8D dargestellte Aufbau unterscheidet sich von jenem gemäß Fig. 8C nur in der Hinsicht, daß das Schubspannungs- Piezoelement 24 zur Basis der Elektroden 22, 23 hin polarisiert ist. Auch in diesem Fall erfolgt beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 eine Drehbewegung der Halterungsfeder 3, jedoch ist ihre Drehrichtung entgegengesetzt jener beim Aufbau gemäß Fig. 8C.

Die Antriebsrichtungen des Betätigungsgliedes 20A, wie sie in Bezug auf die Fig. 8A bis 8D beschrieben wurden, stellen Beispiele für den Fall dar, daß die Spannung an die Elektroden von der Spannungsverstärkungsschaltung (nicht gezeigt) in der jeweils angegebenen Richtung angelegt wird. Die Antriebsrichtungen des Betätigungsgliedes 20A gemäß Fig. 8A bis 8D werden umgekehrt, wenn die Polung der an die Elektroden 22, 23 angelegten Spannung umgekehrt wird.

Die Fig. 9A bis 9D zeigen verschiedene Beispiele für den Aufbau des Kopfpositionierungsmechanismus 30B gemäß der zweiten Ausführungsform bei der ersten Anwendung der Erfindung. Der Kopfpositionierungsmechanismus 30B verwendet das Betätigungsglied 20B gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende des Zugriffsarms 2 des Kopfbetätigungsgliedes und der Halterungsfeder 3.

Bei der in Fig. 9A dargestellten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend in Längsrichtung des Arms 2 an dessen Vorderende angeordnet, und ist ein Abschnitt des Schubspannungs-Piezoelements 24 zum Vorderende des Arms 2 hin polarisiert, wogegen der andere Abschnitt des Schubspannungs-Piezoelements 24 zur Basis des Arms 2 hin polarisiert ist. In diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 so angetrieben, daß sie sich parallel und in Längsrichtung auf dem Arm 2 bewegt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird. Der Aufbau gemäß Fig. 9B unterscheidet sich von dem in Fig. 9A dargestellten Aufbau nur in der Hinsicht, daß die Polarisationsrichtungen des Schubspannungs- Piezoelements 24 jenen für den Aufbau gemäß Fig. 9A entgegengesetzt sind. Auch in diesem Fall wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 die Halterungsfeder 3 so angetrieben, daß sie sich parallel bewegt, jedoch in einer Richtung, die der Richtung für die in Fig. 9A gezeigte Anordnung entgegengesetzt ist.

Bei dem in Fig. 9C dargestellten Aufbau sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend und senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 an dessen Vorderende angeordnet, und ist ein Abschnitt des Schubspannungs-Piezoelements 24 zum linken Ende des Arms 2 hin polarisiert, wogegen der andere Abschnitt des Schubspannungs-Piezoelements 24 in Richtung auf das rechte Ende des Arms 2 hin polarisiert ist. Auch in diesem Fall wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 die Halterungsfeder 3 so angetrieben, daß sie sich parallel in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 bewegt. Die in Fig. 9D dargestellte Anordnung unterscheidet sich jedoch von der in Fig. 9C dargestellten Anordnung nur in der Hinsicht, daß die Polarisationsrichtungen des Schubspannungs-Piezoelements 24 den Polarisationsrichtungen der in Fig. 9C dargestellten Anordnung entgegengesetzt sind. Auch in diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 so angetrieben, daß sie sich parallel in Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 bewegt, jedoch in einer Richtung, die entgegengesetzt zu jener verläuft, die bei der in Fig. 9C dargestellten Anordnung auftritt.

Die Antriebsrichtungen des Betätigungsgliedes 20B, die unter Bezugnahme auf die Fig. 9A bis 9D beschrieben wurden, sind Beispiele für den Fall, in welchem die Spannung an die Elektroden 22, 23 von der Spannungsverstärkungsschaltung (nicht dargestellt) in der jeweils angegebenen Richtung angelegt wird. Die Antriebsrichtungen des Betätigungsgliedes 20B, die in den Fig. 9A bis 9D gezeigt sind, kehren sich um, wenn die Polung der an die Elektroden 22, 23 angelegten Spannung umgekehrt wird.

Fig. 10A zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 30C gemäß einer dritten Ausführungsform bei der ersten Anwendung der Erfindung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30C wird ein Betätigungsglied 20C gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zwischen den Vorderende des Zugriffsarms 2 des Kopfbetätigungsgliedes und der Halterungsfeder 3 verwendet.

Bei der in Fig. 10A dargestellten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend und in Längsrichtung auf dem Arm 2 an dessen Vorderende angeordnet, und sind die beiden Abschnitte des Schubspannungs- Piezoelements 24 auf den entgegengesetzten Seiten einer Unterteilungsnut 241 in voneinander wegweisenden Richtungen polarisiert. In diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 so angetrieben, daß sie sich parallel in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 bewegt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Auch bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30C können die Elektroden 22, 23 alternativ einander gegenüberliegend und senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 an dessen Vorderende angeordnet sein, und können die Abschnitte des Schubspannungs-Piezoelements 24 in Längsrichtung des Arms 2 polarisiert sein. In diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 so angetrieben, daß sie sich parallel in Längsrichtung des Arms 2 bewegt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Fig. 10B zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 30D gemäß einer vierten Ausführungsform bei der ersten Anwendung der Erfindung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30D wird ein Betätigungsglied 20D gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende des Zugriffsarms 2 des Kopfbetätigungsgliedes und der Halterungsfeder 3 eingesetzt.

Bei dem in Fig. 10B dargestellten Aufbau sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend und in Längsrichtung auf dem Arm 2 an dessen Vorderende 2 angeordnet, und sind die beiden Abschnitte des Schubspannungs-Piezoelements 24 an den beiden entgegengesetzten Seiten einer Unterteilungsnut 241 zueinander hin polarisiert. In diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 so angetrieben, daß sie sich parallel in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Arms 3 bewegt, jedoch in entgegengesetzter Richtung als bei dem in Fig. 10A dargestellten Aufbau, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Auch bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30D können die Elektroden 22, 23 alternativ einander gegenüberliegend und senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 an dessen Vorderende angeordnet sein, und können die Abschnitte des Schubspannungs-Piezoelements 24 in Längsrichtung des Arms 2 polarisiert sein. In diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 so angetrieben, daß sie sich parallel in Längsrichtung des Arms 2 bewegt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Die Fig. 11A bis 11D zeigen verschiedene Beispiele für den Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 30E gemäß einer fünften Ausführungsform bei der ersten Anwendung der Erfindung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30E wird ein Betätigungsglied 20E gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende des Zugriffsarms 2 des Kopfbetätigungsgliedes und der Halterungsfeder 3 eingesetzt.

Bei dem in Fig. 11A gezeigten Aufbau sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend und in Längsrichtung auf dem Arm 2 an dessen Vorderende 2 angeordnet, und liegen Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B auf den Elektroden 22, 23. Die Schubspannungs-Piezoelemente 24A, 24B sind zum Vorderende des Arms 2 hin polarisiert. In diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 zu einer Drehung veranlaßt. Der in Fig. 11B dargestellte Aufbau unterscheidet sich von dem Aufbau gemäß Fig. 11A nur in der Hinsicht, daß die Schubspannungs- Piezoelemente 24A, 24B zur Basis des Arms 2 hin polarisiert sind. Auch in diesem Fall wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 ein Drehantrieb der Halterungsfeder 3 hervorgerufen, jedoch in entgegengesetzter Richtung zu jener, die bei dem Aufbau gemäß Fig. 11A auftritt.

Bei der in Fig. 11C dargestellten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend und senkrecht zur Längsrichtung des Arms an dessen Vorderende angeordnet. Die Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B sind jeweils in Richtung auf das Vorderende der Elektrode 22 bzw. 23 hin polarisiert. Auch in diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 zu einer Drehbewegung veranlaßt. Die in Fig. 11D dargestellte Anordnung unterscheidet sich von jener in Fig. 11C nur in der Hinsicht, daß die Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B zur Basis der Elektroden 22, 23 hin polarisiert sind. Durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 wird auch im vorliegenden Fall die Halterungsfeder 3 zu einer Drehbewegung veranlaßt, jedoch in entgegengesetzter Richtung im Vergleich zur Anordnung von Fig. 11C.

Die Fig. 12A bis 12D zeigen verschiedene Beispiele für Anordnungen eines Kopfpositionierungsmechanismus 30F gemäß der sechsten Ausführungsform bei der ersten Anwendung der Erfindung. Der Kopfpositionierungsmechanismus 30F verwendet ein Betätigungsglied 20F gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende des Zugriffsarms 2 des Kopfbetätigungsgliedes und der Halterungsfeder 3.

Bei der in Fig. 12A dargestellten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend in Längsrichtung des Arms 2 an dessen Vorderende angeordnet, und ist eins der Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B in Richtung auf das Vorderende des Arms 2 hin polarisiert, wogegen das andere Schubverformungs-Piezoelement in Richtung auf die Basis des Arms 2 hin polarisiert ist. In diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 so angetrieben, daß sie sich parallel und in Längsrichtung auf dem Arm 2 bewegt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird. Die Anordnung gemäß Fig. 12B unterscheidet sich von der in Fig. 12A dargestellten Anordnung nur in der Hinsicht, daß die Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B in entgegengesetzter Richtung als in Fig. 12A polarisiert sind. Auch im vorliegenden Fall wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 die Halterungsfeder 3 zu einer Bewegung in Parallelrichtung veranlaßt, jedoch in entgegengesetzter Richtung als der Richtung bei der Anordnung gemäß Fig. 12A.

Bei der in Fig. 12C dargestellten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend und senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 an dessen Vorderende angeordnet, und ist eines der Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B zum linken Ende des Arms 2 hin polarisiert, während das andere Schubverformungs-Piezoelement in Richtung auf das rechte Ende des Arms 2 hin polarisiert ist. Auch in diesem Fall wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 die Halterungsfeder 3 zu einer Bewegung parallel in Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 veranlaßt. Die in Fig. 12D dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der in Fig. 12C gezeigten Anordnung nur in der Hinsicht, daß die Polarisationsrichtungen der Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B entgegengesetzt den Polarisationsrichtungen bei der in Fig. 12C dargestellten Anordnung sind. Auch in diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 zu einer Parallelbewegung in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 veranlaßt, jedoch in entgegengesetzter Richtung, verglichen mit der in Fig. 12C dargestellten Anordnung.

Fig. 13A zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 30G gemäß einer siebten Ausführungsform bei der ersten Anwendung der Erfindung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30G wird ein Betätigungsglied 20G gemäß der siebten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende des Zugriffsarms 2 des Kopfbetätigungsgliedes und der Halterungsfeder 3 verwendet.

Bei der in Fig. 13A dargestellten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend in Längsrichtung des Arms 2 an dessen Vorderende angeordnet, und sind die Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B voneinander weg in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 polarisiert. In diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 dazu veranlaßt, sich parallel und senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 zu bewegen, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Auch bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30G können die Elektroden 22, 23 alternativ einander gegenüberliegend und senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 und an dessen Vorderende angeordnet sein, und können die Schubverformungs- Piezoelemente 24A, 24B in Längsrichtung des Arms 2 polarisiert sein. In diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 dazu veranlaßt, sich parallel und in Längsrichtung auf dem Arm 2 zu bewegen, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Fig. 13B zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus gemäß einer achten Ausführungsform bei der ersten Anwendung der Erfindung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30H wird ein Betätigungsglied 20H gemäß der achten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende des Zugriffsarms 2 des Kopfbetätigungsgliedes und der Halterungsfeder 3 verwendet.

Bei der in Fig. 13B gezeigten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend und in Längsrichtung auf dem Arm 2 an dessen Vorderende angeordnet, und sind die Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B in Richtung aufeinander hin in den Richtungen senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 polarisiert. In diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 dazu veranlaßt, sich parallel in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Arms 3 zu bewegen, jedoch in entgegengesetzter Richtung, verglichen mit der Anordnung gemäß Fig. 13A, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Auch bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30H können die Elektroden 22, 23 alternativ einander gegenüberliegend und senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 an dessen Vorderende angeordnet sein, und können die Schubverformungs- Piezoelemente 24A, 24B in Längsrichtung des Arms 2 polarisiert sein. In diesem Fall wird die Halterungsfeder 3 dazu veranlaßt, sich parallel und in Längsrichtung auf dem Arm 2 zu bewegen, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Fig. 14A zeigt eine Ausbildung eines Betätigungsgliedes gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung, und stellt eine Ansicht in Explosionsdarstellung der Ausbildung eines Betätigungsgliedes 20J gemäß der neunten Ausführungsform dar. Das Betätigungsglied 20J weist eine kreisförmige Öffnung 19 mit vorbestimmter Tiefe auf, die an dem festen Ende 21 vorgesehen ist. Zwei Elektroden 22A, 23A sind auf der Innenumfangsoberfläche der kreisförmigen Öffnung 19 an solchen Orten vorgesehen, daß die Innenumfangsoberfläche in zwei symmetrische Anteile aufgeteilt wird. Zwei halbkreisförmige Schubverformungs-Piezoelemente 24C, 24D, die eine vorbestimmte Dicke aufweisen, sind auf die Innenoberflächen der beiden Elektroden 22A, 23A aufgelegt. Die beiden halbkreisförmigen Schubverformungs-Piezoelemente 24C, 24D sind entlang der Umfangsrichtung symmetrisch zur Unterteilungslinie polarisiert. Weiterhin ist eine gegenüberliegende Elektrode 25A über die Innenumfangsoberflächen der beiden halbkreisförmigen Schubverformungs-Piezoelemente 24C, 24D aufgepaßt. Eine Drehwelle 18 ist fest an der Innenumfangsoberfläche der gegenüberliegenden Elektrode 25A befestigt, wodurch das Betätigungsglied 20J gemäß der neunten Ausführungsform ausgebildet wird.

Leitungsmuster 26A, 27A sind an die gegenüberliegenden Ränder der kreisförmigen Öffnung 19 angeschlossen. Ein Verstärker 28 und eine Steuerung 29 sind mit dem Vorderende des Leitungsmusters 27A verbunden. Bei dem Betätigungsglied 20J wird ein Treibersignal mit vorbestimmter Polarität, das von der Steuerung 29 ausgegeben wird, von dem Verstärker 28 verstärkt, und wird eine Spannung an die beiden Elektroden 22A, 23A angelegt. Auf diese Weise werden die Schubverformungs-Piezoelemente 24C, 24D verformt, so daß hierdurch die gegenüberliegende Elektrode 25A gedreht wird. Dies führt dazu, daß ein Drehantrieb der Drehwelle 18 erfolgen kann, die fest mit der gegenüberliegenden Elektrode 25A verbunden ist. Die Steuerung 29 kann Treibersignale mit positiver und negativer Polarität ausgeben. Durch Änderung der Polung des Treibersignals können daher das Ausmaß und die Richtung der Drehung der Drehwelle 18 gesteuert werden.

In Fig. 14A ist das Leitungsmuster 26A mit Masse verbunden. Allerdings kann auch ein differentieller Antrieb der Schubverformungs-Piezoelemente 24C, 24D erfolgen, wenn ein anderer Spannungsverstärker an das Leitungsmuster 26A angeschlossen wird.

Fig. 14B zeigt die Art und Weise, auf welche da Betätigungsglied 20J von Fig. 14A zwischen dem Arm 2 des Kopfbetätigungsgliedes und der Halterungsfeder 3 des Plattenlaufwerks angebracht ist, um so einen Kopfpositionierungsmechanismus 30J gemäß der neunten Ausführungsform bei der ersten Anwendung der Erfindung auszubilden. Eine kreisförmige Öffnung 18, die ein Teil eines festen Endes des Betätigungsgliedes 20J bildet, ist an dem Vorderende des Arms 2 des Kopfbetätigungsgliedes vorgesehen. Die beiden Elektroden 22A, 23A, die Schubverformungs- Piezoelemente 24C, 24D und die gegenüberliegende Elektrode 25A sind in der kreisförmigen Öffnung 19 aufgenommen. Ein Buckel 18A, der von der Rückseite der Basis der Halterungsfeder 3 aus vorspringt, ist fest mit der gegenüberliegenden Elektrode 25A verbunden, wodurch der Kopfpositionierungsmechanismus 30J ausgebildet wird.

Fig. 15A zeigt eine Ausbildung eines Betätigungsgliedes 20K gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung. Ein festes Ende 21A ist tafelförmig ausgebildet und weist an seinem Vorderende eine Ausnehmung 21B auf. Eine Elektrode ist in jeder von zwei gegenüberliegenden Oberflächen in der Ausnehmung 21B angeordnet. Wenn das feste Ende 21A aus einem leitfähigen Metall besteht, sind jedoch die Elektroden nicht erforderlich. Zwei Schubverformungs-Piezoelemente 24, die sandwichartig eine bewegliche Platte 17 einschließen, sind zwischen die beiden Elektroden eingepaßt. Wenn die bewegliche Platte 17 aus einem Metall besteht, ist keine Elektrode auf den Endoberflächen der Schubverformungs-Piezoelemente 24 näher an der beweglichen Platte 17 erforderlich.

Fig. 19B zeigt das Betätigungsglied 20K in zusammengebautem Zustand. Fig. 15C ist ein Schaltbild, welches den Anschluß des Betätigungsgliedes 20K von Fig. 15B an einen Spannungsverstärker 28 zeigt. Bei dem Betätigungsglied 20K sind der Spannungsverstärker 28 und eine Steuerung 29 zwischen die bewegliche Platte 17 und das feste Ende 21A eingefügt. Durch Steuern der Stärke der Spannung zwischen den Elektroden und der Anlegungsrichtung der Spannung ist es möglich, die bewegliche Platte 17 auf die in Fig. 15B dargestellte Art und Weise zu verschwenken.

In Fig. 15C ist das feste Ende 21A an Masse angeschlossen. Allerdings können zwei Schubverformungs-Piezoelemente 24 durch Anschluß eines weiteren Spannungsverstärkers an das feste Ende 21A differentiell angetrieben werden.

Wenn man annimmt, daß das feste Ende 21A den Arm 2 des Kopfbetätigungsgliedes bildet, und daß die bewegliche Platte 17 die Halterungsfeder 3 des Kopfbetätigungsgliedes bildet, dann kann das Betätigungsglied 20J direkt bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30K gemäß der zehnten Ausführungsform bei dem ersten Einsatz der Erfindung verwendet werden.

Die Kopfpositionierungsmechanismen 30A bis 30K gemäß der ersten bis zehnten Ausführungsform bei der ersten Anwendung, die voranstehend beschrieben wurden, verwenden die Betätigungsglieder 20A bis 20K gemäß der ersten bis zehnten Ausführungsform, weisen einen einfachen Aufbau auf, und eine hohe Positionierungsgenauigkeit. Hierdurch wird die Herstellung erleichtert und der Zusammenbauwirkungsgrad erhöht, bei einer hohen Genauigkeit der Verschiebung.

Fig. 16A zeigt den grundlegenden Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 14 bei der zweiten Anwendung, bei welcher das Betätigungsglied 20 zwischen der Halterungsfeder 3, die auf dem Zugriffsarm 2 des Kopfbetätigungsgliedes angebracht ist, und dem Kopf 4 (tatsächlich einem Kopfgleitstück 4A, welches einen induktiven Kopf oder einen MR-Kopf aufweist) eingesetzt, der am Vorderende der Halterungsfeder 3 des Plattenlaufwerks angeordnet ist. Fig. 16B zeigt den Zustand des Kopfpositionierungsmechanismus 40 von Fig. 16A nach dem Zusammenbau.

Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40 sind die beiden Elektroden 22, 23 des Betätigungsgliedes 20 an einem festen Ende angeordnet, welches aus einem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 des Kopfbetätigungsgliedes besteht. Dieser Inselabschnitt 3A ist mit dem Vorderende der Halterungsfeder 3 über zwei Brücken 3B verbunden. Um den Inselabschnitt 3A herum sind Löcher 3B, 3C vorgesehen. Zusätzlich zu den Elektroden 22, 23 weist der Inselabschnitt 3A vier Anschlußflächen 3D für den elektrischen Anschluß an den Kopf 4 auf. Weiterhin sind Leitungsmuster 26, < ;B 95518 00070 552 001000280000000200012000285919540700040 0002019816909 00004 95399OL<27, die mit den beiden Elektroden 22, 23 verbunden sind, und Leitungsmuster 41 bis 44 vorgesehen, die an die vier Anschlußflächen 3D angeschlossen sind, wobei sich diese Leitungsmuster auf der Halterungsfeder 3 befinden. Die Leitungsmuster 26, 27 sind mit den beiden Elektroden 22, 23 über eine der Brücken 3B verbunden, wogegen die Leitungsmuster 41 bis 44 über die andere Brücke 3B mit den vier Anschlußflächen 3D verbunden sind. Das Kopfgleitstück 4A mit einem Kopf 4 an seinem Vorderende ist auf den Elektroden 22, 23 angebracht, über zwei Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B. Obwohl dies in den Fig. 16A und 16B nicht dargestellt ist, können die vier Anschlußflächen 3D und der Kopf 4 (4B) durch ein flexibles Verbindungsteil angeschlossen sein, beispielsweise eine flexible Drahtleitung.

Die Halterungsfeder 3 ist, wie in Fig. 16B gezeigt, auf jeder der beiden Seiten des Zugriffsarms 2 angebracht, und hieraus wird deutlich, daß zwei Kopfpositionierungsmechanismen 40 gemäß der zweiten Anwendung für jeden Zugriffsarm 2 vorgesehen sind.

Fig. 16C ist eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in Fig. 16B und zeigt im einzelnen den Aufbau des Kopfpositionierungsmechanismus 40. Eine Isolierschicht 31 ist auf der Halterungsfeder 3 vorgesehen, und die Elektroden 22, 23 sind auf der Isolierschicht 31 angeordnet. Die Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B liegen auf der Elektrode 22 bzw. 23. Eine gegenüberliegende Elektrode 25 ist über den Schubverformungs-Piezoelementen 24A, 24B angeordnet. Das Kopfgleitstück 4A ist auf der gegenüberliegenden Elektrode 25 über die Isolierschicht 32 angebracht.

Auf diese Weise kann der Kopfpositionierungsmechanismus 40, der zwischen der Halterungsfeder 3 des Kopfbetätigungsgliedes und dem Kopfgleitstück 4A angeordnet ist, den Kopf 4 am Vorderende des Kopfgleitstücks 4A dazu veranlassen, sich fein und unabhängig von der Bewegung des Kopfbetätigungsgliedes zu bewegen. Die Richtung, in welcher der Kopf 4 fein bewegt wird, ändert sich in Abhängigkeit davon, welches der Betätigungsglieder 20 gemäß der ersten bis achten Ausführungsform bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40 eingesetzt wird. Angesichts dieser Tatsache werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 17A bis 22B verschiedene Ausführungsformen und Beispiele für den Betrieb des Kopfpositionierungsmechanismus 40 gemäß der zweiten Anwendung der Erfindung beschrieben.

Die Fig. 17A bis 17D zeigen verschiedene Beispiele für den Aufbau des Kopfpositionierungsmechanismus 40A gemäß der ersten Ausführungsform bei der zweiten Verwendung der Erfindung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40A wird das Betätigungsglied 20A gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende der Halterungsfeder 3 des Kopfbetätigungsgliedes und dem Kopfgleitstück 4A eingesetzt.

Bei der in Fig. 17A dargestellten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend und in Längsrichtung der Halterungsfeder 3 auf dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet, und ist ein Schubverformungs-Piezoelement 24 zum Vorderende des Arms 2 hin polarisiert. In diesem Fall wird das Kopfgleitstück 4A durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 zu einer Drehbewegung veranlaßt. Die in Fig. 17B dargestellte Anordnung unterscheidet sich von jener in Fig. 17A nur in der Hinsicht, daß das Schubverformungs-Piezoelement 24 zur Basis der Halterungsfeder 3 hin polarisiert ist. Auch in diesem Fall wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 das Kopfgleitstück 4A zu einer Drehbewegung veranlaßt, jedoch in entgegengesetzter Richtung als bei der Anordnung gemäß Fig. 17A.

Bei dem in Fig. 17C dargestellten Aufbau sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet, und ist das Schubverformungs-Piezoelement 24 zum Vorderende der Elektroden 22, 23 hin polarisiert. Auch in diesem Fall wird das Kopfgleitstück 4A durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 zu einer Drehbewegung veranlaßt. Die in Fig. 17D dargestellte Anordnung unterscheidet sich von jener gemäß Fig. 17C nur in der Hinsicht, daß das Schubverformungs-Piezoelement 24 zur Basis der Elektroden 22, 23 hin polarisiert ist. Auch in diesem Fall wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 das Kopfgleitstück 4A zu einer Drehbewegung veranlaßt, jedoch in entgegengesetzter Richtung als bei der Anordnung gemäß Fig. 17C.

Die Antriebsrichtungen des Betätigungsgliedes 20A, wie sie unter Bezugnahme auf die Fig. 17A bis 17D erläutert wurden, sind Beispiele für jene Fälle, in welchen die Spannung an die Elektroden 22, 23 von der (nicht dargestellten) Spannungsverstärkerschaltung in der spezifischen Richtung angelegt wird. Die Antriebsrichtungen des Betätigungsgliedes 20A, die in den Fig. 17A bis 17D gezeigt sind, werden umgekehrt, wenn die Polarität der an die Elektroden 22, 23 angelegten Spannung umgekehrt wird.

Die Fig. 18A bis 18D zeigen verschiedene Beispiele für den Aufbau des Kopfpositionierungsmechanismus 40B gemäß der zweiten Ausführungsform bei der zweiten Verwendung der Erfindung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40B wird ein Betätigungsglied 20B gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende der Halterungsfeder 3 des Kopfbetätigungsgliedes und dem Kopfgleitstück 4A eingesetzt.

Bei dem in Fig. 18A gezeigten Aufbau sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend und in Längsrichtung auf der Halterungsfeder 3 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet, ist ein Abschnitt des Schubverformungs-Piezoelements 24 zum Vorderende der Halterungsfeder 3 hin polarisiert, und ist der andere Abschnitt des Schubverformungs-Piezoelementes 24 zur Basis der Halterungsfeder 3 hin polarisiert. In diesem Fall wird das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel und in Längsrichtung der Halterungsfeder 3 bewegt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird. Von der in Fig. 18A dargestellten Anordnung unterscheidet sich die in Fig. 18B gezeigte Anordnung nur in der Hinsicht, daß die beiden Abschnitte des Schubverformungs-Piezoelements 24 in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind, verglichen mit der in Fig. 18A dargestellten Anordnung. Auch in diesem Fall wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 das Kopfgleitstück so angetrieben, daß es sich parallel bewegt, jedoch in entgegengesetzter Richtung als in dem Fall der Anordnung gemäß Fig. 18A.

Bei dem in Fig. 18C dargestellten Aufbau sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet, ist ein Abschnitt des Schubverformungs-Piezoelements 24 zum linken Ende des Inselabschnitts 3A hin polarisiert, und ist der andere Abschnitt des Schubverformungs-Piezoelements 24 zum rechten Ende des Inselabschnitts 3A hin polarisiert. Auch in diesem Fall wird das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel in Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 bewegt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird. Der in Fig. 18D dargestellte Aufbau unterscheidet sich von jenem gemäß Fig. 18C nur in der Hinsicht, daß die beiden Abschnitte des Schubverformungs-Piezoelements 24 in entgegengesetzten Richtungen im Vergleich zur Anordnung gemäß Fig. 18C polarisiert sind. Auch in diesem Fall wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel in Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 bewegt, jedoch in entgegengesetzter Richtung als bei dem Aufbau gemäß Fig. 18C.

Die Antriebsrichtungen des Betätigungsgliedes 20B, wie sie unter Bezugnahme auf die Fig. 18A bis 18D erläutert wurden, stellen Beispiele für jene Fälle dar, in welchen die Spannung an die Elektroden 22, 23 von der (nicht dargestellten) Spannungsverstärkerschaltung in der spezifischen Richtung angelegt wird. Die Antriebsrichtungen des Betätigungsgliedes 20B gemäß Fig. 18A bis 18D werden umgekehrt, wenn die Polarität der an die Elektroden 22, 23 angelegten Spannung umgekehrt wird.

Fig. 19A zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 40C gemäß der dritten Ausführungsform bei der zweiten Verwendung der Erfindung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40C wird ein Betätigungsglied 20C gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende der Halterungsfeder 3 des Kopfbetätigungsgliedes und dem Kopfgleitstück 4A verwendet.

Bei dem in Fig. 19A gezeigten Aufbau sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend und in Längsrichtung auf der Halterungsfeder 3 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet, und sind die beiden Abschnitte der Schubverformungs-Piezoelemente 24 an den beiden Seiten einer Unterteilungsnut 241 in voneinander wegweisenden Richtungen polarisiert. In diesem Fall wird das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 bewegt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Auch bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40C können die Elektroden 22, 23 alternativ einander gegenüberliegend und senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet sein, so daß das Schubverformungs-Piezoelement 24 in Längsrichtung der Halterungsfeder 3 polarisiert ist. In diesem Fall wird das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel und in Längsrichtung der Halterungsfeder 3 bewegt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Fig. 19B zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 40D gemäß der vierten Ausführungsform bei der zweiten Verwendung der Erfindung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40D wird ein Betätigungsglied 20D gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende der Halterungsfeder 3 des Kopfbetätigungsgliedes und dem Kopfgleitstück 4A eingesetzt.

Bei der in Fig. 19B dargestellten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend und in Längsrichtung auf der Halterungsfeder 3 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet, so daß die beiden Abschnitte des Schubverformungs-Piezoelements 24 an den beiden Seiten der Unterteilungsnut 241 in Richtung aufeinander polarisiert sind. In diesem Fall wird das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel in Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 bewegt, jedoch in entgegengesetzter Richtung im Vergleich zu der Richtung bei dem Aufbau gemäß Fig. 19A, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Auch bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40D können die Elektroden 22, 23 alternativ einander gegenüberliegend und senkrecht zur Längsrichtung des Arms 2 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet sein, so daß das Schubverformungs-Piezoelement 24 in Längsrichtung der Halterungsfeder 3 polarisiert ist. In diesem Fall wird das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel und in Längsrichtung der Halterungsfeder 3 bewegt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Die Antriebsrichtungen der Betätigungsglieder 20C und 20D, die unter Bezugnahme auf die Fig. 19A und 19B beschrieben wurden, stellen Beispiele für jene Fälle dar, in welchen die Spannung an die Elektroden 22, 23 von der (nicht dargestellten) Spannungsverstärkerschaltung in der spezifischen Richtung angelegt wird. Die Antriebsrichtungen der Betätigungsglieder 20C und 20D, die in den Fig. 19A und 19B gezeigt sind, werden umgekehrt, wenn die Polarität der an die Elektroden 22, 23 angelegten Spannung umgekehrt wird.

Die Fig. 20A bis 20D zeigen verschiedene Beispiele für den Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 40E gemäß der fünften Ausführungsform bei der zweiten Anwendung der Erfindung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40E wird das Betätigungsglied 20E gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende der Halterungsfeder 3 des Kopfbetätigungsgliedes und dem Kopfgleitstück 4A eingesetzt.

Bei der in Fig. 20A dargestellten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend in Längsrichtung des Arms 2 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet, so daß die Schubverformungs- Piezoelemente 24A, 24B auf den Elektroden 22, 23 liegen. Die Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B sind zum Vorderende der Halterungsfeder 3 hin polarisiert. In diesem Fall wird das Kopfgleitstück 4A zu einer Drehbewegung veranlaßt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird. Die Anordnung gemäß Fig. 20B unterscheidet sich von jener in Fig. 20A nur in der Hinsicht, daß die Schubverformungs- Piezoelemente 24A, 24B zur Basis der Halterungsfeder 3 hin polarisiert sind. Auch in diesem Fall wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 das Kopfgleitstück 4A zu einer Drehbewegung veranlaßt, jedoch in entgegengesetzter Richtung als bei der Anordnung gemäß Fig. 20A.

Bei der in Fig. 20C dargestellten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend und senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet, so daß die Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B zum Vorderende der Elektrode 22 bzw. 23 hin polarisiert sind. Auch in diesem Fall wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 das Kopfgleitstück 4A zu einer Drehbewegung veranlaßt. Die in Fig. 20D gezeigte Anordnung unterscheidet sich von jener gemäß Fig. 20C nur in der Hinsicht, daß die Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B zur Basis der Elektroden 22, 23 hin polarisiert sind. Auch in diesem Fall wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 das Kopfgleitstück 4A zu einer Drehbewegung veranlaßt, jedoch in entgegengesetzter Richtung im Vergleich zum Aufbau gemäß Fig. 20C.

Die Antriebsrichtungen des Betätigungsgliedes 20E, wie sie unter Bezugnahme auf die Fig. 20A bis 20D beschrieben wurden, sind Beispiele für jene Fälle, in welchen die Spannung an die Elektroden 22, 23 von der (nicht dargestellten) Spannungsverstärkerschaltung in der spezifischen Richtung angelegt wird. Die Antriebsrichtungen des Betätigungsgliedes 20E, die in den Fig. 20A bis 20D gezeigt sind, werden umgekehrt, wenn die Polarität der angelegten Spannung an die Elektroden 22, 23 umgekehrt wird.

Die Fig. 21A bis 21D zeigen verschiedene Beispiele für den Aufbau des Kopfpositionierungsmechanismus 40F gemäß der sechsten Ausführungsform bei der zweiten Verwendung der Erfindung. Der Kopfpositionierungsmechanismus 40F verwendet ein Betätigungsglied 20F gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende der Halterungsfeder 3 des Kopfbetätigungsgliedes und dem Kopfgleitstück 4A.

Bei der in Fig. 21A dargestellten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend in Längsrichtung der Halterungsfeder 3 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet, und es ist eines der Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B zum Vorderende der Halterungsfeder 3 hin polarisiert, wogegen das andere Schubverformungs-Piezoelement zur Basis der Halterungsfeder 3 hin polarisiert ist. In diesem Fall wird das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel in Längsrichtung der Halterungsfeder 3 bewegt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird. Die in Fig. 21B dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der in Fig. 21A dargestellten Anordnung nur in der Hinsicht, daß die Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B in entgegengesetzten Richtungen im Vergleich mit dem Aufbau gemäß Fig. 21A polarisiert sind. Auch in diesem Fall wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel bewegt, jedoch in entgegengesetzter Richtung im Vergleich mit der in Fig. 21A dargestellten Anordnung.

Bei der in Fig. 21C gezeigten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet, so daß eines der Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B zum linken Ende des Inselabschnitts 3A hin polarisiert ist, während das andere Schubverformungs-Piezoelement zum rechten Ende des Inselabschnitts 3A hin polarisiert ist. Auch in diesem Fall wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 22, 23 das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel in Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 bewegt. Die in Fig. 21D gezeigte Anordnung unterscheidet sich von der in Fig. 21C dargestellten Anordnung nur in der Hinsicht, daß die Polarisationsrichtungen der Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B entgegengesetzt jenen bei der in Fig. 21C dargestellten Anordnung verlaufen. Auch im vorliegenden Fall wird das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel in Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 bewegt, jedoch in entgegengesetzter Richtung im Vergleich mit dem in Fig. 21C dargestellten Aufbau.

Die Antriebsrichtungen des Betätigungsgliedes 20F, wie sie unter Verwendung der Fig. 21A bis 21D beschrieben wurden, stellen Beispiele für jene Fälle dar, wenn die Spannung an die Elektroden 22, 23 von der (nicht dargestellten) Spannungsverstärkerschaltung in der spezifischen Richtung angelegt wird. Die Antriebsrichtungen des Betätigungsgliedes 20F gemäß Fig. 21A bis 21D werden umgekehrt, wenn die Polarität der an die Elektroden 22, 23 angelegten Spannung umgekehrt wird.

Fig. 22A zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 40G gemäß einer siebten Ausführungsform bei der zweiten Verwendung der Erfindung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40G wird ein Betätigungsglied 20G gemäß der siebten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende der Halterungsfeder 3 des Kopfbetätigungsgliedes und dem Kopfgleitstück 4A eingesetzt.

Bei der in Fig. 22A dargestellten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend in Längsrichtung der Halterungsfeder 3 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet, so daß die Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B voneinander weg in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 polarisiert sind. In diesem Fall wird das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel in Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 bewegt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Auch bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40G können die Elektroden 22, 23, alternativ einander gegenüberliegend und senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet sein, so daß die Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B in Längsrichtung der Halterungsfeder 3 polarisiert sein können. In diesem Fall wird das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel in Längsrichtung der Halterungsfeder 3 bewegt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Fig. 22B zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 40H gemäß einer achten Ausführungsform bei der zweiten Verwendung der Erfindung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40H wird ein Betätigungsglied 20H gemäß der achten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende der Halterungsfeder 3 dem Kopfbetätigungsgliedes und dem Kopfgleitstück 4A eingesetzt.

Bei der in Fig. 22B gezeigten Anordnung sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend und in Längsrichtung der Halterungsfeder 3 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet, so daß die Schubverformungs- Piezoelemente 24A, 24B in Richtung aufeinander in den Richtungen senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 polarisiert sind. In diesem Fall wird das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 bewegt, jedoch in entgegengesetzter Richtung als im Falle der in Fig. 22A dargestellten Anordnung, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Auch bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40H können die Elektroden 22, 23 alternativ einander gegenüberliegend und senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 in dem Inselabschnitt 3A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angeordnet werden, so daß die Schubverformungs-Piezoelemente 24A, 24B in Längsrichtung der Halterungsfeder 3 polarisiert sind. In diesem Fall wird das Kopfgleitstück 4A so angetrieben, daß es sich parallel in Längsrichtung der Halterungsfeder 3 bewegt, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Bei dem Kopfpositionierungsmechanismen 40A bis 40H gemäß der ersten bis achten Ausführungsform bei der zweiten Anwendung der Erfindung, die voranstehend geschildert wurden, wird nur das Kopfgleitstück 4A durch die Betätigungsglieder 20A bis 20H gemäß der ersten bis achten Ausführungsform angetrieben, und kann die Masse der beweglichen Abschnitte die Resonanzfrequenz des Betätigungsgliedes verbessern.

Die Antriebsrichtungen der Betätigungsglieder 20G und 20H, die unter Bezugnahme auf die Fig. 22A und 22B erläutert wurden, sind Beispiele für jene Fälle, in welchen die Spannung an die Elektroden 22, 23 von der (nicht dargestellten) Spannungsverstärkungsschaltung in der spezifischen Richtung angelegt wird. Die in den Fig. 22A und 22B gezeigten Antriebsrichtungen der Betätigungsglieder 20G und 20H werden umgekehrt, wenn die Polarität der an die Elektroden 22, 23 angelegten Spannung umgekehrt wird.

Fig. 23A zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 40J gemäß einer neunten Ausführungsform bei der zweiten Verwendung der Erfindung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40J kann ein Betätigungsglied 20C gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Vorderende des Kopfgleitstückes 4A und einer Kopfelementenplatten 4B verwendet werden.

Bei dem in Fig. 23A dargestellten Aufbau sind die Elektroden 22, 23 einander gegenüberliegend auf der Endoberfläche des Kopfgleitstückes 4A angeordnet, welches in dem Inselabschnitt 4A am Vorderende der Halterungsfeder 3 angebracht wird, bevor die Kopfelementenplatte 4B angebracht wird. Die Kopfelementenplatte 4B ist auf den Elektroden 22, 23 so angebracht, daß dazwischen sandwichartig das Schubverformungs-Piezoelement 24 eingeschlossen ist. Obwohl dies nicht gezeigt ist, ist eine gegenüberliegende Elektrode über der gesamten Oberfläche der Kopfelementenplatte 4B näher an dem Schubverformungs-Piezoelement 24 vorgesehen. Im vorliegenden Fall sind die beiden Abschnitte des Schubverformungs-Piezoelements 24 voneinander weg in Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Halterungsfeder 3 polarisiert.

Fig. 23B zeigt den Aufbau des Kopfpositionierungsmechanismus 40J im zusammengebauten Zustand gemäß der neunten Ausführungsform bei der zweiten Verwendung. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 40J wird die Kopfelementenplatte 4B so angetrieben, daß sie sich parallel in den Richtungen senkrecht zur Längsrichtung des Kopfgleitstückes 4A bewegt, wie durch einen Pfeil angedeutet ist, wenn eine Spannung an die Elektroden 22, 23 angelegt wird.

Die Kopfpositionierungsmechanismen 40A bis 40J gemäß der ersten bis neunten Ausführungsform bei der zweiten Verwendung der Erfindung, die voranstehend beschrieben wurden, verwenden jeweils eines der Betätigungsglieder 20A bis 20J, die einfach aufgebaut sind, eine hohe Regelungsgenauigkeit aufweisen, und daher einfach mit hohem Zusammenbauwirkungsgrad hergestellt werden können.

Wie voranstehend geschildert wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Betätigungsglied zur Verfügung gestellt, bei welchem keine hohe Genauigkeit der Abmessungen der Bauteile erforderlich ist, und welches Schubspannungs-Piezoelemente verwendet, die eine Positionierung mit hoher Genauigkeit gestatten.

Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kopfpositionierungsmechanismus zur Verfügung gestellt, der einen einfachen Aufbau aufweist, leicht herzustellen und zusammenzubauen ist, und eine hervorragende Positionierungsgenauigkeit aufweist, infolge der Verwendung eines Betätigungsgliedes, welches eine Positionierung mit hoher Genauigkeit gestattet, wobei keine hohe Genauigkeit bezüglich der Abmessungen erforderlich ist.

Fig. 31A ist eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes 51, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, im zusammengebauten Zustand, gemäß der elften Ausführungsform.

Wie in Fig. 31A gezeigt weist das Betätigungsglied 51 gemäß der ersten Ausführungsform ein ortsfestes Teil 21C auf, welches eine Basis bildet, ein auf dem festen Teil 21C angebrachtes Antriebsteil 80, und ein auf dem Antriebsteil 80 angebrachtes bewegliches Teil 90. Bei der vorliegenden Ausführungsform besteht das feste Teil 21C aus einem leitfähigen Metall. Das Antriebsteil 80 weist zwei Schubspannungs-Piezoelemente 24 auf, sowie eine sandwichartig dazwischen eingeschlossene leitfähige Schicht 34. Die beiden Piezoelemente 24 des Antriebsteils 80 sind in entgegengesetzten Richtungen polarisiert, die durch eine gestrichelte Linie angegeben sind, nämlich in den Richtungen senkrecht zur Dicke des Gerätes. Auch das bewegliche Teil 90 auf dem Antriebsteil 80 besteht aus einem leitfähigen Metall.

Obwohl das Antriebsteil 80 bei der vorliegenden Ausführungsform so ausgebildet ist, daß die beiden Piezoelemente 24 aufeinandergestapelt vorgesehen sind, können auch mehr als zwei Piezoelemente 24 schichtweise übereinander angeordnet sein. In diesem Fall ist jeweils das übernächste Piezoelement in derselben Richtung polarisiert, und liegt eine leitfähige Schicht 34 zwischen jeweils zwei benachbarten Piezoelementen 24.

Bei der in Fig. 31A dargestellten Ausführungsform bestehen die Elektroden zum Anlegen einer Spannung an die Piezoelemente 24 aus dem festen Teil 21C, welches aus leitfähigem Metall besteht, der leitfähigen Schicht 34, und dem beweglichen Teil 90, welches aus leitfähigem Metall besteht. Wie in Fig. 31C gezeigt kann jedoch auch ein Elektrodenfilm 38 auf der oberen und unteren Oberfläche des Piezoelementes 24 vorgesehen sein, um gleichförmig eine Spannung von den Elektroden an das Piezoelement 24 anzulegen. Die Elektrodenfilme 38 bestehen beispielsweise aus einer Chromschicht 38A und einer Platinschicht 38B mit einer Dicke von etwa 0,2 µm. Die Elektrodenfilme 38 können durch Sputtern ausgebildet werden.

Weiterhin kann als Abänderung der in Fig. 31A dargestellten Ausführungsform die leitfähige Schicht 34 aus einem leitfähigen Kleber bestehen. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, die Elektrodenfilme 38 auf der oberen und unteren Oberfläche des Piezoelements 24 vorzusehen. Weiterhin kann ein leitfähiger Kleber für die Verbindung zwischen dem Piezoelement 24 und dem festen Teil 21C sowie zwischen dem Piezoelement 24 und dem beweglichen Teil 90 vorgesehen werden. Diese Abänderung hat den Vorteil, daß der Schritt der Ausbildung der Elektrodenfilme 38 wegfällt.

Darüber hinaus kann, als weitere Abänderung der in Fig. 31A dargestellten Ausführungsform, ein einzelnes Piezoelement 24 als Antriebsteil 80 eingesetzt werden, wie dies in Fig. 31D gezeigt ist.

Fig. 31B zeigt den zusammengebauten Zustand des Betätigungsgliedes 51 von Fig. 31A. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind das feste Teil 21C und das bewegliche Teil 90 über einen Verstärker 28 an eine Steuerung 29 angeschlossen. Die leitfähige Schicht 34 des Antriebsteils 80 und die Steuerung 29 liegen an Masse. Ein Treibersignal mit vorbestimmter Polarität, das von der Steuerung 29 ausgegeben wird, wird daher durch den Verstärker 28 verstärkt, so daß eine vorbestimmte Spannung entlang der Dicke der beiden Piezoelemente 24 angelegt wird, was dazu führt, daß das Betätigungsglied 51 gemäß der elften Ausführungsform in Richtung der doppelt gepunkteten unterbrochenen Linie verformt wird. Das Ausmaß der Verformung des Betätigungsgliedes 51 ist desto größer, je höher die angelegte Spannung ist, und je größer die Anzahl an Piezoelementen 24 ist, die in dem Antriebsteil 80 übereinandergestapelt vorgesehen sind, welches zum Betätigungsglied 51 gehört.

In Fig. 31B gibt die Steuerung 29 zwei Treibersignale mit positiver und negativer Polarität ab. Wenn ein Treibersignal mit entgegengesetzter Polarität im Vergleich zu jener, die voranstehend beschrieben wurde, von der Steuerung 29 ausgegeben wird, wird daher das Betätigungsglied 51 in der Richtung entgegengesetzt zur dargestellten Richtung verformt. Wie voranstehend geschildert ist das Betätigungsglied 51 gemäß der elften Ausführungsform so ausgebildet, daß dessen Abschnitt näher an dem beweglichen Teil 90 mit einem Teil versehen ist, dessen Betrieb gesteuert werden muß, während der Abschnitt des Betätigungsgliedes 51 näher an dem festen Teil 21C festgesetzt ist. Die Polarität und die Amplitude des Treibersignals von der Steuerung 29 oder der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 28 werden auf geeignete Weise geregelt, um die Richtung und Stärke der Spannung zu steuern, die an die Piezoelemente 24 des Antriebsteils 80 angelegt wird, wodurch es ermöglicht wird, die Linearbewegung des Teils um eine sehr kleine Entfernung äußerst fein regeln zu können. Wenn das Treibersignal ein Rechtecksignal ist, kann die Stärke der Spannung, die an die Piezoelemente 24 angelegt wird, über das Tastverhältnis gesteuert oder geregelt werden.

Als nächstes erfolgt eine Erläuterung der Tatsache, daß die Verschiebung pro Volt (nachstehend als Verschiebungsempfindlichkeit bezeichnet) des beweglichen Teils 90 dadurch erhöht werden kann, daß die Anzahl der Piezoelemente 24 erhöht wird, die übereinandergestapelt sind.

Sei λ die Verschiebung eines Schubspannungs-Piezoelements, n die Anzahl der übereinandergestapelten Piezoelemente, d15 die piezoelektrische Konstante bezüglich der Schubspannung der Piezoelemente, und V die angelegte Spannung. Dann ergibt sich die Verschiebung λ im allgemeinen als

λ = n × d15 × V (d15: Materialkonstante).

Anders ausgedrückt ergibt sich die Verschiebungsempfindlichkeit γ als λ/V = n × d15, und nimmt proportional zur Anzahl übereinandergestapelter Piezoelemente zu.

Die nachstehende Tabelle 1 zeigt Meßergebnisse der Verschiebungsempfindlichkeit γ von Piezoelementen, die in einer und in zwei Schichten vorhanden sind. Aus dieser Tabelle geht hervor, daß Piezoelemente in zwei Schichten eine Verschiebungsempfindlichkeit aufweisen, die 1,8mal höher ist als bei einem Piezoelement in einer Schicht.

Tabelle 1 Schichtanzahl und Verschiebungsempfindlichkeit

Anzahl der Schichten
Verschiebungsempfindlichkeit
Ein Gerät	0,42 nm/V
Zwei Geräte	0,76 nm/V

Fig. 32A ist eine Perspektivansicht mit einer Darstellung des Aufbaus eines Betätigungsgliedes 52 im zusammengebauten Zustand, welches ein Schubspannungs-Piezoelement gemäß einer zwölften Ausführungsform der Erfindung verwendet.

Wie in Fig. 32A gezeigt weist das Betätigungsglied 52 gemäß der zwölften Ausführungsform ein festes Teil 21C auf, welches eine Basis bildet, ein auf dem festen Teil 21C angeordnetes Antriebsteil 80, und ein auf dem Antriebsteil vorgesehenes bewegliches Teil 90. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Elektrode 22T auf dem festen Teil 21C angeordnet, und über ein Leitungsmuster 22P an eine nicht dargestellte Spannungsversorgung angeschlossen. Wenn das feste Teil 21C aus einem nichtleitenden Material besteht, ist die Elektrode 22T direkt auf dem festen Teil 21C angeordnet, wogegen dann, wenn das feste Teil 21C aus einem leitfähigen Metall besteht, die Elektrode 22T auf dem festen Teil 21C mit einer dazwischen angeordneten Isolierschicht aus einem Material wie beispielsweise Polyimid angeordnet ist. Das Antriebsteil 80 weist zwei Schubspannungs-Piezoelemente 24 auf, die parallel angeordnet sind. Die beiden Piezoelemente 24, die zum Antriebsteil 80 gehören, sind in den Richtungen polarisiert, die durch gestrichelte Pfeile angegeben sind, also in entgegengesetzten Richtungen senkrecht zur Dicke des Geräts. Das bewegliche Teil 90, welches auf dem Antriebsteil 80 vorgesehen ist, besteht aus einem leitfähigen Metall.

Auch bei der vorliegenden Ausführungsform können Elektrodenfilme 28, die eine Chromschicht 38A und eine Platinschicht 38B mit einer Dicke von etwa 0,2 µm aufweisen, durch Sputtern auf der oberen und unteren Oberfläche der beiden Piezoelemente 24 ausgebildet werden. Weiterhin ist es möglich, die Elektrodenfilme 38 nicht auf der oberen und unteren Oberfläche der Piezoelemente 24 anzuordnen, sondern die Piezoelemente 24 mit dem festen Teil 21C und die Piezoelemente 24 mit dem beweglichen Teil 90 über einen leitfähigen Kleber zu verbinden.

Fig. 32B zeigt das Betätigungsglied 52 im zusammengebauten Zustand. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Elektrode 22T des ortsfesten Teils 21C mit der Steuerung 29 über das Leitungsmuster 22P und den Verstärker 28 verbunden. Das bewegliche Teil 90 und die Steuerung 29 sind mit Masse verbunden. Ein Treibersignal mit vorbestimmter Polarität, welches von der Steuerung 90 ausgegeben wird, wird daher durch den Verstärker 28 verstärkt, so daß eine vorbestimmte Spannung entlang der Dicke der beiden Piezoelemente 24 angelegt wird. Das Betätigungsglied 52 gemäß der zwölften Ausführungsform wird daher in der Richtung gedreht, die durch die doppelt gepunktete, unterbrochene Linie angegeben ist. Je höher die angelegte Spannung ist, desto größer ist das Ausmaß der Drehung.

In Fig. 32B werden Treibersignale sowohl positiver als auch negativer Polarität von der Steuerung 29 ausgegeben. Wenn ein Treibersignal mit entgegengesetzter Polarität zur voranstehend erwähnten Polarität von der Steuerung 29 ausgegeben wird, wird daher das Betätigungsglied 52 in der Richtung entgegengesetzt zur angegebenen Richtung verformt. Bei dem Betätigungsglied 52 gemäß der zwölften Ausführungsform ist ein Teil, welches im Betrieb gesteuert werden soll, auf dem Abschnitt näher an dem beweglichen Teil 90 angebracht, wobei der Abschnitt näher an dem festen Teil 21C festgelegt ist, und werden die Polarität und die Amplitude des Treibersignals von der Steuerung 29 geeignet geregelt, um die Richtung und Größe der Spannung zu steuern bzw. zu regeln, die an die Piezoelemente 24 des Antriebsteils 80 angelegt wird. Auf diese Weise kann die Drehung des betreffenden Teils um äußerst kleine Entfernungen geregelt werden.

Fig. 33A zeigt in einer Perspektivansicht den Aufbau eines Betätigungsgliedes, welches Schubspannungs-Piezoelemente verwendet, im zusammengebauten Zustand gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung. Das Betätigungsglied 53 gemäß der dreizehnten Ausführungsform ist eine Abänderung des Betätigungsgliedes 52 gemäß der zweiten Ausführungsform.

Wie in Fig. 33A gezeigt stellt das Betätigungsglied 53 gemäß der dreizehnten Ausführungsform eine Mehrschichtversion des Antriebsteils 80 des Betätigungsgliedes 52 gemäß der zwölften Ausführungsform dar. Das Betätigungsglied 53 gemäß der dreizehnten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Betätigungsglied 52 gemäß der zweiten Ausführungsform nur in der Hinsicht, daß das Antriebsteil 80, welches zwischen dem ortsfesten Teil 21C und dem beweglichen Teil 90 angeordnet ist, aus zwei Schichten aus Piezoelementen 24 besteht, zwischen denen die leitfähigen Schichten 34 gehaltert sind.

Bei der dreizehnten Ausführungsform sind die beiden Piezoelemente 24, die unmittelbar unterhalb des beweglichen Teils 90 liegen, in derselben Richtung polarisiert wie die Piezoelemente bei der zwölften Ausführungsform. In diesem Fall ist die Polarisationsrichtung jedes der Piezoelemente 24, die auf dem ortsfesten Teil 21C angeordnet sind, entgegengesetzt jener der Piezoelemente 24, die in Quer- und Vertikalrichtung benachbart sind.

Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, wie bei den voranstehenden Ausführungsformen, ein Elektrodenfilm 38 aus einer Chromschicht 38A und einer Platinschicht 38B mit einer Dicke von etwa 0,2 µm durch Sputtern auf der oberen und unteren Oberfläche der vier Piezoelemente 24 ausgebildet werden. Statt der Ausbildung des Elektrodenfilms 38 auf der oberen und unteren Oberfläche der Piezoelemente 24 kann auch ein leitfähiger Kleber dazu verwendet werden, die Verbindung zwischen den Piezoelementen 24 und dem festen Teil 21C sowie zwischen den Piezoelementen 24 und dem beweglichen Teil 90 herzustellen.

Fig. 33B zeigt das Betätigungsglied 53 von Fig. 33A im zusammengebauten Zustand. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Elektrode 22T des festen Teils 21C und das bewegliche Teil 90 über den Verstärker 28 an die Steuerung 29 angeschlossen. Die leitfähige Schicht 34 und die Steuerung 29 liegen an Masse. Ein Treibersignal mit vorbestimmter Polarität, welches von der Steuerung 29 ausgegeben wird, wird daher durch den Verstärker 28 so verstärkt, daß eine vorbestimmte Spannung von der Elektrode 22T an die leitfähige Schicht 34 und das bewegliche Teil 90 entlang der Dicke der vier Piezoelemente 24 angelegt wird. Daher wird jede Schicht in derselben Richtung gedreht wie bei dem Betätigungsglied 52 gemäß der zwölften Ausführungsform. Das Betätigungsglied 53 gemäß der dreizehnten Ausführungsform dreht sich daher in der Richtung, die durch die doppelt gepunktete unterbrochene Linie angedeutet ist. Das Ausmaß der Drehung des Betätigungsgliedes 53 beträgt etwa das Doppelte der Drehung des Betätigungsgliedes 52 gemäß der zwölften Ausführungsform bei derselben angelegten Spannung.

In den Fig. 33A und 33B ist die leitfähige Schicht 34 über den gegenüberliegenden Piezoelementen angeordnet. Alternativ hierzu kann die leitfähige Schicht getrennt auf jeder Schicht der Piezoelemente 24 vorhanden sein.

Fig. 34A ist eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes 54, welches ein Schubspannungs- Piezoelement gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der Erfindung verwendet. Das Betätigungsglied 54 gemäß der vierzehnten Ausführungsform stellt eine Abänderung des Betätigungsgliedes 52 gemäß der zwölften Ausführungsform dar.

Wie aus Fig. 34A hervorgeht, weist das Betätigungsglied 54 gemäß der vierzehnten Ausführungsform ein einzelnes vereinigtes Piezoelement 24 auf, statt der beiden Piezoelemente 24 des Antriebsteils 80 des Betätigungsgliedes 52 gemäß der zwölften Ausführungsform. Genauer gesagt unterscheidet sich das Betätigungsglied 54 gemäß der vierzehnten Ausführungsform von dem Betätigungsglied 52 gemäß der zwölften Ausführungsform nur in der Hinsicht, daß das Antriebsteil 80, welches zwischen dem festen Teil 21C und dem beweglichen Teil 90 angeordnet ist, als integriertes Piezoelement 24 ausgebildet ist. Dieses integrierte Piezoelement 24 weist interne Abschnitte auf, die in zwei unterschiedlichen parallelen Richtungen polarisiert sind. Die Polarisationsrichtungen sind die gleichen wie jene der beiden Piezoelemente 24 gemäß der zwölften Ausführungsform.

Auch bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Elektrodenfilm 38 durch Sputtern auf jeder der oberen und unteren Oberflächen der Piezoelemente 24 ausgebildet sein. Darüber hinaus können die Teile miteinander über einen leitfähigen Kleber verbunden sein.

Fig. 34B zeigt das Betätigungsglied 54 von Fig. 34A im zusammengebauten Zustand. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Elektrode 22T des ortsfesten Teils 21C mit der Steuerung 29 über das Leitungsmuster 22P und den Verstärker 28 verbunden, und liegen das bewegliche Teil 90 und die Steuerung 29 an Masse. Dies führt dazu, daß ein Treibersignal mit vorbestimmter Polarität, welches von der Steuerung 29 ausgegeben wird, von dem Verstärker 28 so verstärkt wird, daß eine vorbestimmte Spannung entlang der Dicke des Piezoelements 24 angelegt wird. Daher erfährt das integrierte Piezoelement 24 eine Torsionsverformung. Das Betätigungsglied 54 gemäß der vierzehnten Ausführungsform wird daher in der Richtung gedreht, die durch eine zweifach gepunktete, unterbrochene Linie angedeutet ist, also in derselben Richtung wie das Betätigungsglied 52 gemäß der zwölften Ausführungsform. Das Ausmaß der Drehung des Betätigungsgliedes 54 ist ebenso groß wie beim Betätigungsglied 52 gemäß der zwölften Ausführungsform.

Fig. 34C zeigt den Aufbau eines Betätigungsgliedes 54' gemäß einer Abänderung der vierzehnten Ausführungsform. Bei dieser Abänderung sind ein zweites integriertes Piezoelement 24 und eine leitfähige Schicht 34 zwischen dem integrierten Piezoelement 24 und dem ortsfesten Teil 21C des Betätigungsgliedes 54 gemäß der Abänderung der vierzehnten Ausführungsform vorhanden. Das zweite integrierte Piezoelement 24, welches auf die genannte Art und Weise zugefügt wurde, ist in der Richtung entgegengesetzt zu jener des oberen Piezoelements 24 polarisiert.

Dies führt dazu, daß das Ausmaß der Drehung des Betätigungsgliedes 54' gemäß einer Abänderung der vierzehnten Ausführungsform erhöht ist, verglichen mit dem Ausmaß der Drehung bei dem Betätigungsglied 54 gemäß der vierzehnten Ausführungsform, wenn eine vorbestimmte Spannung an die Elektrode 22T und die leitfähige Schicht 34 bzw. an die leitfähige Schicht 34 und das bewegliche Teil angelegt wird.

Fig. 35A zeigt als Perspektivansicht den Aufbau eines Betätigungsgliedes 55, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, im zusammengebauten Zustand gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der Erfindung. Das Betätigungsglied 55 gemäß der fünfzehnten Ausführungsform stellt eine Abänderung des Betätigungsgliedes 52 gemäß der zwölften Ausführungsform dar.

Wie aus Fig. 35A hervorgeht, unterscheidet sich das Betätigungsglied 55 gemäß der fünfzehnten Ausführungsform von dem Betätigungsglied 52 gemäß der zwölften Ausführungsform nur in der Hinsicht, daß das bewegliche Teil 90 Stegabschnitte 93 aufweist, die den beiden Piezoelementen 24 unmittelbar darunter überlagert sind, und von diesen direkt angetrieben werden, sowie einen vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94, der von den Stegabschnitten 93 vorspringt, und daß zwischen den Stegabschnitten 93 eine erste Kerbe 91 vorgesehen ist, um die beiden Stegabschnitte 93 voneinander zu trennen. Die erste Kerbe 91 ist parallel zu den Polarisationsrichtungen der zwei Piezoelemente 24 des Antriebsteils 80 angeordnet, auf welchem die Stegabschnitte 93 vorgesehen sind.

Auch bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Elektrodenfilm 38 durch Sputtern auf jeder der oberen und unteren Oberflächen der beiden Piezoelemente 24 ausgebildet werden. Statt die Elektrodenfilme 38 auf den oberen und unteren Oberflächen der Piezoelemente 24 auszubilden, kann auch ein leitfähiger Kleber dazu verwendet werden, die Verbindung zwischen den Piezoelementen 24 und dem festen Teil 21C und zwischen den Piezoelementen 24 und dem beweglichen Teil 90 herzustellen.

Fig. 35B zeigt das Betätigungsglied 55 der Fig. 35A im zusammengebauten Zustand. Bei dieser Ausführungsform ist die Elektrode 22T des festen Teils 21C mit der Steuerung 29 durch das Leitungsmuster 22P und den Verstärker 28 verbunden, und liegen das bewegliche Teil 90 und die Steuerung 29 an Masse. Ein Treibersignal mit vorbestimmter Polarität, das von der Steuerung 29 ausgegeben wird, wird durch den Verstärker 28 verstärkt, so daß eine vorbestimmte Spannung entlang der Dicke der Piezoelemente 24 angelegt wird. Dies führt dazu,

daß die beiden Piezoelemente 24 in der Richtung des Pfeils A bzw. B bewegt werden, entsprechend der jeweiligen Polarisationsrichtung. Der vergrößerte Abdeckungsabschnitt 94 wird dann in der Richtung des Pfeils C gedreht.

in Fig. 35B werden sowohl positive als auch negative Treibersignale von der Steuerung 29 ausgegeben. Wenn ein Treibersignal mit entgegengesetzter Polarität, verglichen mit dem voranstehend geschilderten Fall, von der Steuerung 29 ausgegeben wird, wird daher das Betätigungsglied 55 in entgegengesetzter Richtung zum Pfeil C gedreht. Auf diese Weise kann das Betätigungsglied 55 gemäß der fünfzehnten Ausführungsform gedreht werden, und kann die Drehung eines Teils, welches auf dem vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94 angebracht ist, wobei ein Abschnitt näher an dem festen Teil 21C festgelegt ist, dadurch gesteuert werden, daß die Spannung gesteuert wird, die an die Piezoelemente 24 des Antriebsteils 80 angelegt wird. Daher kann das jeweilige Teil so gesteuert werden, daß es sich um eine geringfügige Entfernung verschwenkt, in den Richtungen des Pfeils D, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet ist.

Fig. 36A ist eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes 56, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, im zusammengebauten Zustand, gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der Erfindung. Das Betätigungsglied 56 gemäß der sechzehnten Ausführungsform stellt eine Abänderung des Betätigungsgliedes 53 gemäß der dreizehnten Ausführungsform dar.

Wie in Fig. 36A gezeigt besteht der Unterschied zwischen dem Betätigungsglied 56 gemäß der sechzehnten Ausführungsform und dem Betätigungsglied 53 gemäß der dreizehnten Ausführungsform nur darin, daß bei der sechzehnten Ausführungsform das bewegliche Teil 90 aus Stegabschnitten 93 besteht, die auf den zwei Piezoelementen 24 vorgesehen sind und durch diese angetrieben werden, und daß ein vergrößerter Abdeckungsabschnitt 94 vorgesehen ist, der von den Stegabschnitten 93 vorspringt, daß eine erste Kerbe 91 so ausgebildet ist, daß sie die beiden Stegabschnitte 93 voneinander trennt, und daß die leitfähige Schicht 34 ebenfalls durch die erste Kerbe 91 in zwei Abschnitte unterteilt ist. Die erste Kerbe 91 verläuft parallel zu den Polarisationsrichtungen der vier Piezoelemente 24 des Antriebsteils 80, die auf den Stegabschnitten 93 angeordnet sind.

Auch bei der vorliegenden Ausführungsform kann der voranstehend geschilderte Elektrodenfilm 38 durch Sputtern auf jeder der oberen und unteren Oberflächen der vier Piezoelemente 24 ausgebildet werden. Darüber hinaus ist es ebenfalls möglich, keinen Elektrodenfilm 38 auf den oberen und unteren Oberflächen der Piezoelemente 24 auszubilden, sondern die Teile miteinander mit Hilfe eines leitfähigen Klebers zu verbinden.

Fig. 36B zeigt das Betätigungsglied 56 von Fig. 36A im zusammengebauten Zustand. Bei dieser Ausführungsform sind die Elektrode 22T des festen Teils 21C und das bewegliche Teil 90 mit der Steuerung 29 über den Verstärker 28 verbunden, und liegen die Steuerung 29 und die leitfähigen Schichten 34 an Masse. Wenn ein Treibersignal mit vorbestimmter Polarität von der Steuerung 29 abgegeben wird, wird es daher durch den Verstärker 28 so verstärkt, daß eine vorbestimmte Spannung in der Richtung entlang der Dicke der Piezoelemente 24 angelegt wird. Dies führt dazu, daß die vier Piezoelemente 24 in den Richtungen der Pfeile A, B entsprechend der jeweiligen Polarisationsrichtung bewegt werden. Dann wird der vergrößerte Abdeckungsabschnitt 94 in der Richtung des Pfeils C gedreht.

In Fig. 36B wird ein Treibersignal entweder mit positiver oder mit negativer Polarität von der Steuerung 29 ausgegeben. Wenn ein Treibersignal mit entgegengesetzter Polarität zum voranstehend geschilderten Fall von der Steuerung 29 abgegeben wird, wird daher das Betätigungsglied 56 in entgegengesetzter Richtung zum Pfeil C gedreht. Wie voranstehend geschildert aktiviert das Betätigungsglied 56 gemäß der sechzehnten Ausführungsform ein Teil und steuert dieses, welches auf dem vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94 angebracht und auf den Abschnitt des Betätigungsgliedes 56 näher am festen Teil 21C befestigt ist, durch Steuern des Anlegens der Spannung an die Piezoelemente 24 des Antriebsteils 80. Die Drehung des betreffenden Teils kann daher in der Richtung des gestrichelten Pfeils D in einer sehr kleinen Entfernung gesteuert oder geregelt werden. Auf diese Art und Weise kann daher das Ausmaß der Drehung des vergrößerten Abdeckungsabschnitts 94 bei der sechzehnten Ausführungsform auf annähernd das Doppelte erhöht werden, verglichen mit dem vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94 gemäß der fünfzehnten Ausführungsform.

Fig. 37A ist eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes 57, welches ein Schubspannungs- Piezoelement gemäß der siebzehnten Ausführungsform der Erfindung verwendet. Das Betätigungsglied 57 gemäß der siebzehnten Ausführungsform ist eine Abänderung des Betätigungsgliedes 54 gemäß der vierzehnten Ausführungsform.

Wie in Fig. 37A gezeigt unterscheidet sich das Betätigungsglied 57 gemäß der siebzehnten Ausführungsform von dem Betätigungsglied 54 gemäß der vierzehnten Ausführungsform nur in der Hinsicht, daß das bewegliche Teil 90 aus Stegabschnitten 93 besteht, die auf dem Piezoelement 24 vorgesehen sind und direkt durch dieses angetrieben werden, daß ein vergrößerter Abdeckungsabschnitt 94 von den Stegabschnitten 93 vorsteht, und daß eine erste Kerbe 91 an einem solchen Ort vorgesehen ist, daß sie die Stegabschnitte 93 voneinander trennt. Diese erste Kerbe 91 ist in der Richtung parallel zu den Polarisationsrichtungen des Piezoelements 24 des Antriebsteils 80 angeordnet, auf welchem die Stegabschnitte 93 vorgesehen sind.

Auch bei dieser Ausführungsform kann der Elektrodenfilm 38 durch Sputtern auf jeder der oberen und unteren Oberflächen des Piezoelements 24 ausgebildet werden. Darüber hinaus ist es möglich, keinen Elektrodenfilm 38 auf den oberen und unteren Oberflächen des Piezoelements 24 vorzusehen, sondern die Teile mit Hilfe eines leitfähigen Klebers zu verbinden.

Fig. 37B zeigt das Betätigungsglied 57 von Fig. 37A im zusammengebauten Zustand. Bei dieser Ausführungsform ist die Elektrode 22T des festen Teils 21C mit der Steuerung 29 über das Leitungsmuster 22P und den Verstärker 28 verbunden, und liegen die Steuerung 29 und das bewegliche Teil 90 an Masse. Ein Treibersignal mit vorbestimmter Polarität, das von der Steuerung 39 ausgegeben wird, wird daher durch den Verstärker 28 so verstärkt, daß eine vorbestimmte Spannung in der Richtung entlang der Dicke des Piezoelements 24 angelegt wird. Dies führt dazu, daß das Piezoelement 24 in den Richtungen bewegt wird, die teilweise entlang dem Pfeil A und teilweise entlang dem Pfeil B verlaufen, entsprechend der Polarisationsrichtung. Dann wird der vergrößerte Abdeckungsabschnitt 94 in der Richtung gedreht, die durch den Pfeil C bezeichnet ist.

In Fig. 37B wird ein Treibersignal entweder mit positiver oder negativer Polarität von der Steuerung 29 abgegeben. Wenn ein Treibersignal mit entgegengesetzter Polarität zu jener im voranstehend geschilderten Fall von der Steuerung 29 abgegeben wird, wird daher das Betätigungsglied 56 in entgegengesetzter Richtung zum Pfeil C gedreht. Nimmt man hierbei an, daß ein Teil, dessen Bewegung gesteuert werden soll, auf dem vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94 so angebracht ist, daß der Abschnitt des Betätigungsgliedes 56 näher am festen Teil 21C festgelegt ist, und daß eine entsprechend gesteuerte Spannung an das Piezoelement 24 des Antriebsteils 80 angelegt wird, so ist dann möglich, das Teil in der Richtung des gestrichelten Pfeils D um eine minimale Entfernung zu drehen und zu steuern.

Fig. 38A ist eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes 58, welches ein Schubspannungs- Piezoelement verwendet, im zusammengebauten Zustand gemäß einer achtzehnten Ausführungsform der Erfindung. Das Betätigungsglied 58 gemäß der achtzehnten Ausführungsform stellt eine Abänderung des Betätigungsgliedes 55 gemäß der fünfzehnten Ausführungsform dar.

Wie in Fig. 38A gezeigt ist, unterscheidet sich das Betätigungsglied 58 gemäß der achtzehnten Ausführungsform von dem Betätigungsglied 55 gemäß der fünfzehnten Ausführungsform nur in der Hinsicht, daß zweite Kerben 92 orthogonal zur ersten Kerbe 91 so vorgesehen sind, daß sie von den Seiten des beweglichen Teils 90 an der Grenze zwischen den Stegabschnitten 93 des beweglichen Teils 90 und des vergrößerten Abdeckungsabschnitts 94 ausgehen. Scharniere oder Schwenkgelenke 95 sind in dem Abschnitt vorgesehen, der sandwichartig zwischen dem Vorderende der ersten Kerbe 91 und jedem der Vorderenden der zweiten Kerben 92 eingeschlossen ist.

Auch bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Elektrodenfilm 38 durch Sputtern auf jeder der oberen und unteren Oberflächen der Piezoelemente 24 ausgebildet werden.

Darüber hinaus ist es ebenfalls möglich, den Elektrodenfilm 38 auf den oberen und unteren Oberflächen der Piezoelemente 24 nicht vorzusehen, sondern die Teile miteinander durch einen leitfähigen Kleber zu verbinden.

Fig. 38B zeigt das Betätigungsglied 58 von Fig. 38A im zusammengebauten Zustand. Das Betätigungsglied 58 gemäß der achtzehnten Ausführungsform ist mit der Steuerung 29 über den Verstärker 28 exakt ebenso wie bei der fünfzehnten Ausführungsform verbunden. Bei dem Betätigungsglied gemäß der achtzehnten Ausführungsform wird ein Treibersignal mit vorbestimmter Polarität, welches von der Steuerung 29 abgegeben wird, durch den Verstärker 28 so verstärkt, daß eine vorbestimmte Spannung entlang der Richtung der Dicke der Piezoelemente 24 angelegt wird. Dies führt dazu, daß die beiden Piezoelemente 24 in der Richtung des Pfeils A bzw. B bewegt werden, entsprechend ihrer Polarisationsrichtung. Die von dem vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94 überstrichene Entfernung ist jedoch größer als jene, die von dem vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94 gemäß der fünfzehnten Ausführungsform überstrichen wird, infolge der Funktion der Scharniere oder Gelenke 95.

In Fig. 38B wird ein Treibersignal entweder mit positiver oder negativer Polarität von der Steuerung 29 ausgegeben. Wenn ein Treibersignal mit entgegengesetzter Polarität als in dem voranstehend geschilderten Fall von der Steuerung 29 ausgegeben wird, wird daher das Betätigungsglied 55 in der Richtung entgegengesetzt zu jener des Pfeils C gedreht. Nunmehr wird angenommen, daß ein Teil, dessen Betrieb gesteuert werden soll, auf dem vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94 angebracht ist, wobei der Abschnitt des Betätigungsgliedes 55 näher an dem festen Teil 51C festgelegt ist, und daß eine Spannung, die entsprechend gesteuert ist, an die Piezoelemente 24 des Antriebsteils 80 angelegt wird. Dann ist es möglich, das betreffende Teil in der Richtung des gestrichelten Pfeils D um eine sehr kleine Entfernung zu verschwenken oder zu drehen.

Die Funktion der Gelenke oder Scharniere 95 gemäß der achtzehnten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 44 bis 46B erläutert.

Fig. 44 zeigt ein Betätigungsglied AWH, welches einen Scharnieraufbau ähnlich wie bei dem Betätigungsglied 58 gemäß der achtzehnten Ausführungsform aufweist. Fig. 45 zeigt ein Betätigungsglied ABt ohne Scharnieranordnung. Das bewegliche Teil 90 des Betätigungsglieds AWH von Fig. 44 ist mit ersten und zweiten Kerben 91, 92 und zwei Scharnieren 95 versehen, wie das entsprechende Teil bei der achtzehnten Ausführungsform. Piezoelemente 24 sind auf den beiden Stegabschnitten 93 angeordnet, und sind voneinander durch die erste Kerbe 91 getrennt. Der vergrößerte Abdeckungsabschnitt 94 verläuft entlang der Achse der ersten Kerbe 91, und ein Kopf oder dergleichen ist am Vorderende des vergrößerten Abdeckungsabschnitts 94 angebracht. Bei E die Entfernung zwischen den Scharnieren 95 dieses Betätigungsgliedes AWH. Das Betätigungsglied AHL von Fig. 45 andererseits entspricht dem Betätigungsglied AWH von Fig. 44, ohne die ersten und zweiten Kerben 91, 92. Bei diesem Betätigungsglied AWH sei F die Zentrumsentfernung der beiden Piezoelemente 24.

Die Verschiebungsvergrößerung ergibt sich aus (Verschiebung des Betätigungsgliedes) geteilt durch (Verschiebung des entsprechenden Gerätes). Bei der Scharnieranordnung ist die Verschiebungsvergrößerung abhängig von der Breite der Scharniere und der Entfernung zwischen den Scharnieren. Eine größere Verschiebungsvergrößerung kann dadurch erhalten werden, daß die Breite der Scharniere verringert wird. Bei dem Betätigungsglied AWH mit den Scharnieren 95, die wie in Fig. 44 gezeigt ausgebildet sind, wird nunmehr angenommen, daß der vergrößerte Abdeckungsabschnitt 94 in den Richtungen des Pfeils S in Fig. 44 verschwenkt wird, durch Verschiebung der Piezoelemente 24 auf die voranstehend geschilderte Weise. Das Zentrum der Verschwenkung liegt an einem Punkt G, an welchem die Zentrumslinie der ersten Kerbe 91 das Vorderende der ersten Kerbe 91 kreuzt. In diesem Fall läßt sich die Verschiebungsvergrößerung annähernd folgendermaßen ausdrücken.

Verschiebungsvergrößerung = 2 × (Länge L des beweglichen Teils)/(Zentrumsentfernung E der Scharniere)

Andererseits wird angenommen, daß kein Scharnier vorhanden ist, und daß der vergrößerte Abdeckungsabschnitt 94 in den Richtungen des Pfeils T in Fig. 45 verschwenkt wird, durch Verschiebung der Piezoelemente 24 wie voranstehend geschildert. Das Zentrum der Verschwenkung befindet sich an einem Zentralpunkt H der Fläche zwischen den beiden Piezoelementen 24. In diesem Fall erhält man die Verschiebungsvergrößerung annähernd aus folgender Gleichung.

Verschiebungsvergrößerung = 2 × (Länge L' des beweglichen Teils)/(Zentrumsentfernung F der Geräte)

Die Piezoelemente 24 bilden die Basis des beweglichen Teils 90, und daher kann die Zentrumsentfernung F der Piezoelemente 24 mit gewissen Einschränkungen verringert werden. Bei der Zentrumsentfernung E der Scharniere 95 besteht andererseits keine derartige Einschränkung. Die Zentrumsentfernung E der Scharniere 95 kann daher stärker verringert werden als die Zentrumsentfernung F der Piezoelemente 24. Daher ist es grundsätzlich möglich, die Verschiebungsvergrößerung bei Vorhandensein der Scharniere stärker zu erhöhen als bei Abwesenheit der Scharniere.

Bei Abwesenheit der Scharniere 95 wird die Linearbewegung, die durch die Schubverformung der Piezoelemente 24 hervorgerufen wird, in die Drehbewegung eines starren Teils (des beweglichen Teils 90) umgewandelt. Daher wird eine mechanische Spannung, welche die Schubverformung der beiden Piezoelemente 24 blockiert, zwischen diesen erzeugt, was zu einem niedrigeren Wirkungsgrad der Umwandlung der Verformung der Piezoelemente 24 in die Verformung des Betätigungsgliedes führt. Bei Vorhandensein der Scharniere 45 andererseits wirkt die mechanische Spannung, welche die Schubverformung der Piezoelemente 24 blockiert, nur auf die Scharniere 45 ein, und daher wirkt sich die Verschiebung der Piezoelemente 24 ausreichend stark in der Verschiebung des beweglichen Teils aus.

Aus diesen Gründen kann die Bereitstellung der Scharniere 45 die Verschiebung des beweglichen Teils 90 erhöhen.

Fig. 46B zeigt das Ergebnis einer Untersuchung mit dem Verfahren der finiten Elemente, der Beziehung zwischen der Zentrumsentfernung der Scharniere 45 und der Verschiebungskonstanten (Verschiebung pro Spannungseinheit) in einem Fall, in welchem die erste Kerbe 41 und die zweiten Kerben 42, welche die Scharniere 45 des Betätigungsgliedes 58 gemäß der in Fig. 46A dargestellten achtzehnten Ausführungsform der Erfindung bilden, einen Spalt von 0,2 mm bzw. 0,3 mm aufweisen. Aus dem Diagramm wird deutlich, daß die Verschiebungskonstante desto höher ist, je kleiner die Zentrumsentfernung der Scharniere 4 ist. Bei Abwesenheit der Scharniere ist andererseits die Verschiebungskonstante des beweglichen Teils 90 in Fig. 45 etwa gleich 5 nm/V. Dies muß man mit der Verschiebungskonstanten des beweglichen Teils 90 vergleichen, welches Scharniere aufweist, und welche zumindest sechs mal so hoch ist wie im Falle ohne Scharniere.

Wie voranstehend geschildert kann die Bereitstellung der Scharniere 45 an dem beweglichen Teil 90, ebenso wie die Mehrschichtanordnung der Piezoelemente 24, die Verschiebung eines piezoelektrischen Betätigungsgliedes erhöhen, welches den Schubverformungseffekt verwendet.

Fig. 39A ist eine Perspektivansicht des Aufbaus eines Betätigungsgliedes 59, welches Schubverformungs-Piezoelemente verwendet, gemäß einer neunzehnten Ausführungsform der Erfindung. Das Betätigungsglied 59, welches Schubverformungs- Piezoelemente gemäß der neunzehnten Ausführungsform verwendet, stellt eine Abänderung des Betätigungsgliedes 56, welches Schubverformungs-Piezoelemente verwendet, gemäß der sechzehnten Ausführungsform dar.

Wie in Fig. 39A gezeigt unterscheidet sich das Betätigungsglied 59 gemäß der neunzehnten Ausführungsform von dem Betätigungsglied 56 gemäß der sechzehnten Ausführungsform nur in der Hinsicht, daß zweite Kerben 92, welche in rechten Winkeln eine erste Kerbe 91 kreuzen, von den beiden Seiten des beweglichen Teils 90 an der Grenze zwischen den Stegabschnitten 93 und dem vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94 des beweglichen Teils 90 ausgehen. Scharniere 95 sind in dem Abschnitt vorgesehen, der sandwichartig zwischen dem Vorderende der ersten Kerbe 91 und dem Vorderende jeder der zweiten Kerben 92 eingeschlossen ist.

Auch bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Elektrodenfilm 38 durch Sputtern auf jeder der oberen und unteren Oberflächen der Piezoelemente 24 ausgebildet werden. Weiterhin ist es ebenfalls möglich, nicht einen Elektrodenfilm 38 auf den oberen und unteren Oberflächen der Piezoelemente 24 herzustellen, sondern die Teile miteinander über einen leitfähigen Kleber zu verbinden.

Fig. 39B zeigt ein Betätigungsglied 59 von Fig. 39A im zusammengebauten Zustand. Bei der neunzehnten Ausführungsform ist das Betätigungsglied 59 mit der Steuerung 29 über den Verstärker 28 verbunden, auf genau dieselbe Weise wie bei der sechzehnten Ausführungsform. Bei dem Betätigungsglied 59 gemäß der neunzehnten Ausführungsform wird andererseits ein Treibersignal mit vorbestimmter Polarität, welches von der Steuerung 29 ausgegeben wird, durch den Verstärker 28 verstärkt, so daß eine vorbestimmte Spannung in der Richtung entlang der Dicke der Piezoelemente 24 angelegt wird. Dies führt dazu, daß die beiden Piezoelemente 24 in Richtung des Pfeils A bzw. B bewegt werden, entsprechend ihrer Polarisationsrichtung. Die Entfernung, die von dem vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94 entlang der Richtung des Pfeils C abgedeckt wird, ist jedoch größer als jene, die von dem vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94 in der Richtung des Pfeils C bei der sechzehnten Ausführungsform abgedeckt wird, infolge der voranstehend geschilderten Wirkung der Scharniere 95.

Fig. 40A zeigt als Perspektivansicht den Aufbau eines Betätigungsgliedes 60, welches Schubverformungs-Piezoelemente verwendet, im zusammengebauten Zustand, gemäß einer zwanzigsten Ausführungsform der Erfindung. Das Betätigungsglied 60 gemäß der zwanzigsten Ausführungsform ist eine Abänderung des Betätigungsgliedes 57 gemäß der siebzehnten Ausführungsform.

Wie in Fig. 40A gezeigt unterscheidet sich das Betätigungsglied 60 gemäß der zwanzigsten Ausführungsform von dem Betätigungsglied 57 gemäß der siebzehnten Ausführungsform nur in der Hinsicht, daß die zweiten Kerben 92, welche die erste Kerbe 92 in rechtem Winkel kreuzen, von den beiden Seiten des beweglichen Teils 90 an der Grenze zwischen den Stegabschnitten 93 und dem vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94 des beweglichen Teils 90 ausgehen. Die Scharniere 95 sind an dem Abschnitt vorgesehen, der sandwichartig zwischen dem Vorderende der ersten Kerbe 91 und dem Vorderende jeder der zweiten Kerben 92 eingeschlossen ist.

Auch bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Elektrodenfilm 38 durch Sputtern auf jeder der oberen und unteren Oberflächen der Piezoelemente 24 ausgebildet werden. Weiterhin ist es möglich, keinen Elektrodenfilm 38 auf jeder der oberen und unteren Oberflächen der Piezoelemente 24 auszubilden, sondern die Teile miteinander mit Hilfe eines leitfähigen Klebers zu verbinden.

Fig. 40B zeigt das Betätigungsglied 60 von Fig. 40A in zusammengebautem Zustand. Das Betätigungsglied 60 gemäß der zwanzigsten Ausführungsform ist an die Steuerung 29 über den Verstärker 28 angeschlossen, auf genau dieselbe Art und Weise wie das Betätigungsglied gemäß der siebzehnten Ausführungsform. Bei dem Betätigungsglied 60 gemäß der zwanzigsten Ausführungsform wird ein Treibersignal mit vorbestimmter Polarität, welches von der Steuerung 29 ausgegeben wird, durch den Verstärker 28 verstärkt, so daß eine vorbestimmte Spannung in der Richtung entlang der Dicke der Piezoelemente 24 angelegt wird. Dies führt dazu, daß die Piezoelemente 24 in Richtung des Pfeils A bzw. B bewegt werden, entsprechend ihrer Polarisationsrichtung. Die Entfernung, die von dem vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94 in Richtung des Pfeils C gemäß der vorliegenden Ausführungsform abgedeckt wird, ist jedoch größer als die Entfernung, die von dem vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94 in der Richtung des Pfeils C gemäß der siebzehnten Ausführungsform abgedeckt wird.

Fig. 41 zeigt eine weitere Ausführungsform des Aufbaus der Scharniere 95 des beweglichen Teils 90, welches bei den Betätigungsgliedern 58 bis 60 gemäß der achtzehnten bis zwanzigsten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Anders als bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen, bei welchen die erste Kerbe 91 I-förmig ist, weist die vorliegende Ausführungsform eine erste Kerbe 91 mit einem T-förmigen Vorderende auf. Daher ist die erste Kerbe 91 nicht auf die I-Form beschränkt.

Die Fig. 42A, 42B zeigen einen Aufbau eines Betätigungsgliedes 61 gemäß einer einundzwanzigsten Ausführungsform der Erfindung, welches Schubverformungs- Piezoelemente verwendet. Fig. 42A zeigt nur den Aufbau des Antriebsteils 80. Fig. 42B ist eine Seitenansicht des Aufbaus des Betätigungsgliedes 61, welches das Antriebsteil 80 von Fig. 42A verwendet.

Wie aus Fig. 42A hervorgeht, weist bei der einundzwanzigsten Ausführungsform das Antriebsteil 80 ein Piezoelement 24 mit normaler Länge auf, sowie ein Piezoelement 24L, welches geringfügig länger ist als das Piezoelement 24. Bei dem Antriebsteil 80 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Piezoelemente 24, 24L aufeinander angeordnet, mit jeweils einem Ende zueinander ausgerichtet. Daher springt das andere Ende des Piezoelementes 24L über das andere Ende des Piezoelementes 24 am anderen Ende des Antriebsteils 80 vor. Die leitfähige Schicht 34, die sandwichartig zwischen dem Piezoelement 24 und dem Piezoelement 24L eingeschlossen ist, wird auf das längere Piezoelement 24L abgelagert. Die leitfähige Schicht 34 liegt daher vom anderen Ende des Antriebsteils 80 aus frei. Bei der einundzwanzigsten Ausführungsform wird der freiliegende Abschnitt der leitfähigen Schicht 34 als Elektrode zum Anschluß eines Leitungsdrahtes 35 verwendet.

Wie in Fig. 42B gezeigt, erleichtert daher das Betätigungsglied 61 gemäß der einundzwanzigsten Ausführungsform, bei welchem das Antriebsteil 80 auf dem festen Teil 21C angeordnet ist, die Verbindung zwischen der leitfähigen Schicht 34 und dem Leitungsdraht 35. Das Bezugszeichen 37 bezeichnet einen Leitungsdraht zum Verbinden des beweglichen Teils 90 und des festen Teils 21C.

Die Fig. 43A, 43B zeigen den Aufbau eines Betätigungsgliedes 62, welches Schubverformungs-Piezoelemente verwendet, gemäß einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 43A zeigt den Aufbau nur des Antriebsteils 80, und Fig. 43B ist eine Seitenansicht des Aufbaus des Betätigungsgliedes 62, welches das Antriebsteil 80 von Fig. 43A verwendet.

Wie in Fig. 43A gezeigt weist das Antriebsteil 80 gemäß der zweiundzwanzigsten Ausführungsform zwei Piezoelemente 24 mit normaler Länge sowie ein Piezoelement 24L auf, welches etwas länger ist als die Piezoelemente 24. Auch bei dem Antriebsteil 80 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Piezoelement 24L sandwichartig zwischen den beiden Piezoelementen 24 eingeschlossen, und sind sämtliche drei Piezoelemente so angeordnet, daß ihr jeweils eines Ende zueinander ausgerichtet ist. Am anderen Ende des Antriebsteils 80 springt daher das andere Ende des Piezoelementes 24L gegenüber dem anderen Ende jedes der beiden Piezoelemente 24 vor. Die leitfähigen Schichten 34, die sandwichartig zwischen den Piezoelementen 24 und dem Piezoelement 24L eingeschlossen sind, sind zum längeren Piezoelement 24L ausgerichtet. Daher liegen die leitfähigen Schichten 34 an den beiden Seiten des Piezoelements 24 am anderen Ende des Antriebsteils 80 frei. Bei der zweiundzwanzigsten Ausführungsform werden die freiliegenden Abschnitte der leitfähigen Schichten 34 als Elektroden zum Anschluß der Leitungsdrähte 35, 36 verwendet.

Dies führt dazu, daß wie in Fig. 43B gezeigt bei dem Betätigungsglied 62 gemäß der zweiundzwanzigsten Ausführungsform, welches durch Anordnung des Antriebsteils 80 auf dem festen Teil 21C hergestellt wird, die leitfähigen Schichten 34 und die Leitungsdrähte 35, 36 einfach miteinander verbunden werden können. In Fig. 43B ist mit 22Q ein Masseleitungsmuster bezeichnet, welches auf dem festen Teil 21C angeordnet ist. Dieses Leitungsmuster 22Q ist ebenfalls an einen Leitungsdraht 37 angeschlossen.

Auch bei der einundzwanzigsten und zweiundzwanzigsten Ausführungsform kann der Elektrodenfilm 38 durch Sputtern auf jeder der oberen und unteren Oberflächen der Piezoelemente 24 ausgebildet werden. Weiterhin ist es ebenfalls möglich, nicht den Elektrodenfilm 38 auf jeder der oberen und unteren Oberflächen der Piezoelemente 24 vorzusehen, sondern die Teile miteinander über einen leitfähigen Kleber zu verbinden.

Fig. 47A zeigt ein weiteres Beispiel für den Aufbau der Verdrahtung zu den Elektroden des Betätigungsgliedes gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen ist ein Leitungsmuster auf dem festen Teil 21C vorgesehen, so daß die Elektroden der Piezoelemente 24, 24L und das Leitungsmuster auf dem festen Teil 21C und dem beweglichen Teil 90 durch die Leitungsdrähte 35, 36 zum Anlegen einer Spannung an die Piezoelemente verbunden sind. Andererseits wird bei dieser Ausführungsform eine Spannung an die Piezoelemente 24 mit Hilfe einer FPC (einer flexiblen gedruckten Schaltung) 45 angelegt. Fig. 47B zeigt den Aufbau der Elektrode 22T auf dem festen Teil 21C in jenem Fall, in welchem das feste Teil 21C in Fig. 47A ein Leiter ist. In diesem Fall ist eine Isolierschicht 46 auf dem festen Teil 41C vorgesehen, und ist die Elektrode 22T auf der Isolierschicht 46 vorgesehen.

Fig. 48 zeigt den grundlegenden Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 30' bei einer ersten Anwendung, welcher eines der Betätigungsglieder 51 bis 62 gemäß der elften bis zweiundzwanzigsten Ausführungsform der Erfindung aufweist, welches zwischen dem Vorderende des Zugriffsarms 2 des Kopfbetätigungsgliedes 7 und der Halterungsfeder 3 angeordnet ist, die den Kopf 4 aufweist. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30, der eines der Betätigungsglieder 51 bis 62 gemäß der elften bis zweiundzwanzigsten Ausführungsform aufweist, ist das feste Teil 21C als der Zugriffsarm 2 des Kopfbetätigungsgliedes 7 ausgebildet. Weiterhin ist die Basis der Halterungsfeder 3, wobei an deren Vorderende ein Kopfgleitstück 4A angebracht ist, auf dem beweglichen Teil 90 angeordnet.

Fig. 49 zeigt den Aufbau des Kopfpositionierungsmechanismus 30L gemäß der elften Ausführungsform der ersten Anwendung, bei welcher das Betätigungsglied 51 gemäß der elften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30L gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind eine Elektrode 22T, die an die gesamte Bodenoberfläche des Antriebsteils 80 angeschlossen ist, und Leitungsmuster 22P, 23P am Vorderende des Zugriffsarms 2 (des festen Teils 21C) vorgesehen. Das Antriebsteil 80, welches zwei Piezoelemente 24 mit einer dazwischen vorhandenen leitfähigen Schicht 34 aufweist, ist auf der Elektrode 22T angeordnet, und das bewegliche Teil 90, bei welchem die Basis der Halterungsfeder 3 durch Schweißen oder dergleichen angebracht ist, ist auf dem Antriebsteil 80 angeordnet. Das bewegliche Teil 90 ist mit dem Leitungsmuster 23P durch einen nicht dargestellten Leitungsdraht verbunden. Wenn bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30L gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Spannung an die Leitungsmuster 22P, 23P angelegt wird, wird die Halterungsfeder 3 dazu gezwungen, sich geringfügig in den Richtungen R, L in der Figur zu bewegen.

Fig. 50A zeigt den Aufbau des Kopfpositionierungsmechanismus 30M gemäß einer zwölften Ausführungsform der ersten Anwendung, wobei das Betätigungsglied 58 gemäß der achtzehnten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30M gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind eine Elektrode 22T, die mit der gesamten Bodenoberfläche des Antriebsteils 80 verbunden ist, und Leitungsmuster 22P, 23P am Vorderende des Zugriffsarms 2 (des festen Teils 21C) vorgesehen. Die beiden Piezoelemente 24 sind im wesentlichen parallel auf der Elektrode 22T angeordnet, und das bewegliche Teil 90 ist auf den Piezoelementen 24 angeordnet. Das bewegliche Teil 90 weist zwei Stegabschnitte 93 auf, die voneinander durch eine erste Kerbe 91 getrennt sind, und jeweils auf einem der Piezoelemente 24 angeordnet sind, sowie einen vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94, der mit den Stegabschnitten 93 durch Scharniere 95 verbunden ist. Die Basis der Halterungsfeder 3 ist durch Schweißen oder dergleichen auf dem vergrößerten Abdeckungsabschnitt 94 befestigt. Das bewegliche Teil 90 ist mit dem Leitungsmuster 23P durch den Leitungsdraht 37 verbunden. Wenn bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30L gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Spannung an die Leitungsmuster 22P, 23P angelegt wird, wird die Halterungsfeder 3 um einen sehr kleinen Winkel in den Richtungen C, UC um einen Punkt G verschwenkt, der zwischen den beiden Scharnieren 95 liegt. Das bewegliche Teil 90 liegt vorzugsweise an Masse.

Fig. 50B zeigt eine Abänderung des Kopfpositionierungsmechanismus 30M gemäß der Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf Fig. 50A beschrieben wurde. Der Unterschied der in Fig. 50B dargestellten Ausführungsform von jener gemäß Fig. 50A besteht nur darin, daß das bewegliche Teil 90 gleichzeitig die Feder 3 bildet. Die Basis der Halterungsfeder 3, die auf zwei Stegabschnitte 93 durch die Scharniere 95 aufgeteilt ist, die sandwichartig zwischen den ersten und zweiten Kerben 91, 92 eingeschlossen sind, ist auf den Piezoelementen 24 des Antriebsteils 80 angeordnet. Der Betriebsablauf des Kopfpositionierungsmechanismus 30N gemäß der vorliegenden Abänderung ist exakt der gleiche wie bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30M, der in Fig. 50A gezeigt ist.

Fig. 51 zeigt den Aufbau einer anderen Abänderung des in Fig. 50A dargestellten Kopfpositionierungsmechanismus 50M. Der Unterschied des Kopfpositionierungsmechanismus 30P gemäß Fig. 51 gegenüber dem Kopfpositionierungsmechanismus 30M von Fig. 50A liegt nur in der Form der Elektroden auf dem Zugriffsarm 2 und der Polarisationsrichtung der Piezoelemente 24. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 50A sind eine Elektrode 22T, die an die gesamte Bodenoberfläche des Antriebsteils 80 angeschlossen ist, und Leitungsmuster 22P, 23P am Vorderende des Zugriffsarms 2 (des festen Teils 21C) vorgesehen. Die beiden Piezoelemente 24, die in entgegengesetzter Richtung polarisiert sind, sind im wesentlichen parallel zueinander auf der Elektrode 22T angeordnet, und das bewegliche Teil 90 ist auf den Piezoelementen 24 angeordnet. Die Stegabschnitte 93 des beweglichen Teils 90, die voneinander durch die erste Kerbe 91 getrennt sind, sind an das Leitungsmuster 23P durch einen Leitungsdraht 37 angeschlossen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 51 sind andererseits die beiden Elektroden 22, 23, die an die Piezoelemente 24 des Antriebsteils 80 angeschlossen sind, im wesentlichen parallel zueinander am Vorderende des Zugriffsarms 2 (des ortsfesten Teils 21C) ausgebildet. Die beiden Piezoelemente, die in derselben Richtung polarisiert sind, sind auf der Elektrode 22 bzw. 23 angeordnet. Das leitfähige, bewegliche Teil 90 ist auf den beiden Piezoelementen 24 angeordnet. Wenn bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30P gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Spannung an die Leitungsmuster 22, 23 angelegt wird, die mit der Elektrode 22 bzw. 23 verbunden sind, wird die Halterungsfeder 3 um einen sehr kleinen Winkel in den Richtungen C, UC in der Figur um einen Punkt G verschwenkt, der zwischen den beiden Scharnieren 95 liegt. Diese Ausführungsform erfordert keinen Leitungsdraht.

Fig. 52 zeigt den Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 30Q, der eine Abänderung des Kopfpositionierungsmechanismus 30P der voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 51 geschilderten Ausführungsform darstellt. Die in Fig. 52 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von jener in Fig. 51 nur in der Hinsicht, daß das bewegliche Teil 90 die Halterungsfeder 3 bildet. Die Stegabschnitte, welche die Basis 93 der Halterungsfeder 3 bilden, und voneinander durch die Scharniere 95 getrennt sind, die sandwichartig zwischen den ersten und zweiten Kerben 91, 92 eingeschlossen sind, sind auf den Piezoelementen 94 des Antriebsteils 80 angeordnet. Der Betriebsablauf bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30Q gemäß der vorliegenden Abänderung entspricht exakt jenem des Kopfpositionierungsmechanismus 30P, der in Fig. 51 gezeigt ist.

Fig. 53 zeigt den Aufbau eines Kopfpositionierungsmechanismus 30R gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der ersten Anwendung, wobei ein Betätigungsglied 61 gemäß der einundzwanzigsten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist.

Bei dem Betätigungsglied 61 gemäß der einundzwanzigsten Ausführungsform weist das Antriebsteil 80 ein Piezoelement 24 mit normaler Länge auf, und ein Piezoelement 24L mit etwas größerer Länge als das Piezoelement 24, wie dies voranstehend bereits erwähnt wurde. Ein Ende des Piezoelements 24L springt gegenüber dem anderen Ende des Piezoelements 24 vor. Die Basis der Halterungsfeder 3, an deren Vorderende ein Kopfgleitstück 4A angebracht ist, ist auf dem beweglichen Teil 90 befestigt. Die leitfähige Schicht 34, die sandwichartig zwischen dem Piezoelement 24 und dem Piezoelement 24L eingeschlossen ist, liegt an einem Ende des Piezoelements 24L frei. Daher kann der freiliegende Abschnitt der leitfähigen Schicht 34 als Elektrode zum Anschluß des Leitungsdrahtes 35 verwendet werden. Bei dem Kopfpositionierungsmechanismus 30R gemäß der vorliegenden Ausführungsform lassen sich daher die leitfähige Schicht 34 und der Leitungsdraht 35 einfach miteinander verbinden.

Claims

1. Piezoelektrisches Betätigungsglied, umfassend:
zwei an einem festen Ende (21) nebeneinanderliegende Elektroden (22, 23);
ein in Richtung der Elektrodenebene polarisiertes Piezoelement (24) auf den Elektroden (22, 23); eine gegenüberliegende Elektrode (25), die auf der Oberfläche am freien Ende des Piezoelements (24) den beiden Elektroden (22, 23) gegenüberliegend und sie überdeckend angeordnet ist;
wobei jede der beiden Elektroden (22, 23) jeweils an einen Pol der Versorgungsspannung angeschlossen, und die gegenüberliegende Elektrode (25) nicht angeschlossen ist.

2. Betätigungsglied nach Anspruch 1, wobei das Piezoelement parallel zur Mittellinie zwischen den beiden Elektroden polarisiert ist.

3. Betätigungsglied nach Anspruch 2, wobei das Piezoelement (24) in einheitlicher Richtung polarisiert ist (Fig. 2A, 2B).

4. Betätigungsglied nach Anspruch 2, wobei das Piezoelement zwei Abschnitte aufweist, von denen jeweils einer auf einer der beiden Elektroden liegt, und die in entgegengesetzten Richtungen zueinander polarisiert sind (Fig. 2C, 2D).

5. Betätigungsglied nach Anspruch 1, wobei das Piezoelement senkrecht zur Mittellinie zwischen den beiden Elektroden polarisiert ist, und wobei das Piezoelement zwei Abschnitte aufweist, von denen jeweils einer auf einer der beiden Elektroden liegt, und die in entgegengesetzten Richtungen zueinander polarisiert sind (Fig. 3).

6. Betätigungsglied, welches aufweist:
eine kreisförmige Öffnung (19) mit vorbestimmter Tiefe, die an dem festen Ende (21) vorgesehen ist;
zwei Elektroden (22A, 23A), die symmetrisch auf der Innenumfangsoberfläche der kreisförmigen Öffnung (19) angeordnet sind;
zwei halbkreisförmige Piezoelemente (24C, 24D) mit vorbestimmter Dicke, die auf den Innenumfangsoberflächen der beiden Elektroden (22A, 23A) liegen und symmetrisch zu den Elektroden in Umfangsrichtung polarisiert sind;
eine gegenüberliegende Elektrode (25), die über den Innenumfangsoberflächen der beiden halbkreisförmigen Piezoelemente angeordnet ist;
wobei jede der beiden Elektroden (22A, 23A) auf der Innenumfangsoberfläche jeweils an einem Pol der Versorgungsspannung angeschlossen, und die gegenüberliegende Elektrode (25) nicht angeschlossen ist (Fig. 14).

7. Betätigungsglied, welches aufweist:
eine schlitzförmige, tiefe Nut (21B) mit vorbestimmter Tiefe, die am festen Ende des Betätigungsglieds angeordnet ist;
zwei Elektroden, die auf beiden gegenüberliegenden Innenoberflächen der schlitzförmigen, tiefen Nut (21B) angeordnet sind;
zwei Piezoelemente (24) mit vorbestimmter Dicke, von denen jeweils eines auf einer der beiden Elektroden liegt, und die in Richtung der Elektrodenebene polarisiert sind, eine leitfähige, bewegliche Platte (17), die fest in einem Raum eingeführt ist, der zwischen den beiden Piezoelementen (24) vorhanden ist;
wobei jede der beiden Elektroden jeweils an einen Pol der Versorgungsspannung angeschlossen, und die leitfähige bewegliche Platte nicht angeschlossen ist (Fig. 15).

8. Piezoelektrisches Betätigungsglied, umfassend:
eine feste Elektrode (22T) auf einer Basisplatte (21C); zwei in Richtung der Elektrodenebene antiparallel zueinander polarisierte Piezoelemente auf der festen Elektrode;
eine gegenüberliegende Elektrode (90), die die beiden Piezoelemente überdeckt (Fig. 32).

9. Betätigungsglied nach Anspruch 8, wobei mehrere Schichten von Piezoelementen und Elektroden übereinander angeordnet sind, wobei sich die Polarisierungsrichtungen in den aufeinanderfolgenden Schichten jeweils umkehren, und wobei die Spannung an den Elektroden derart angelegt wird, dass sich alle Schichten in der gleichen Richtung drehen (Fig. 33).

10. Betätigungsglied nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils nebeneinanderliegenden beiden Piezoelemente als ein gemeinsames in sich antiparallel polarisiertes Piezoelement ausgebildet werden (Fig. 34, 35).

11. Betätigungsglied mit wenigstens einem Piezoelement nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei:
mehrere der Piezoelemente, die in Schichten angeordnet sind, einen Abschnitt aufweisen, in welchem sie nicht überlappen, und ein Leitungsdraht zum Anlegen einer Spannung an die Elektrode angeschlossen ist, die sich in jenem Abschnitt befindet und freiliegt.

12. Betätigungsglied nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die gegenüberliegende Elektrode als bewegliches Abtriebsteil ausgebildet ist und im Bereich des Zwischenraums zwischen den beiden Piezoelementen eine Kerbe aufweist, die das Abtriebsteil in zwei Abschnitte aufteilt (Fig. 36, 37).

13. Betätigungsglied nach Anspruch 12, wobei weitere Kerben das Abtriebsteil in einen Basisabschnitt (93) über den Piezoelementen und einen Abdeckungsabschnitt (94), der darüber hinaus steht, aufteilt, und ein Festkörpergelenk (95) zwischen den beiden Teilen bilden (Fig. 38-41).

14. Betätigungsglied mit wenigstens einem Piezoelement nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei:
ein Elektrodenfilm auf der Oberfläche des Piezoelements in Kontakt mit der Elektrode durch Sputtern ausgebildet ist.

15. Betätigungsglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elektrodenanschluss über einen leitfähigen Kleber erfolgt.

16. Plattenlaufwerk mit zumindest einer Aufzeichnungsplatte, einem Kopf, der auf einer Oberflächenaufzeichnungsplatte angeordnet ist, um Informationen zu lesen und zu schreiben, sowie einem Arm zur Bewegung des Kopfes in Radialrichtung der Aufzeichnungsplatte, um den Kopf auf der gewünschten Aufzeichnungsspur zu positionieren, wobei in dem Arm ein Betätigungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Feinpositionierung angeordnet ist.

17. Plattenlaufwerk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellinie zwischen den beiden Elektroden in Längsrichtung des Arms angeordnet ist.

18. Plattenlaufwerk nach Anspruch 16, wobei die Mittellinie zwischen den beiden Elektroden senkrecht zur Längsrichtung des Arms angeordnet ist.