JPH11242864A - ヘッドアクチュエータ機構とその製造法 - Google Patents
ヘッドアクチュエータ機構とその製造法Info
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- JPH11242864A JPH11242864A JP36778698A JP36778698A JPH11242864A JP H11242864 A JPH11242864 A JP H11242864A JP 36778698 A JP36778698 A JP 36778698A JP 36778698 A JP36778698 A JP 36778698A JP H11242864 A JPH11242864 A JP H11242864A
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Landscapes
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
Abstract
た磁気ヘッドをロータリアクチュエータにより駆動する
と、書き込み時と読みとり時でトラックずれが生じ、読
みとり出力が低下するという問題がある。 【解決手段】 先端にヘッド3を取り付けたサスペンシ
ョン2と、支持アーム1とを、1対の圧電素子6で結合
し、同時に前記圧電素子6に異なる方向の伸縮振動を励
振する事により、前記サスペンション2を支持アーム1
に対して偏向させて、ヘッドを移動させ、微小位置調整
を行う。これによって、トラックずれを起こさず、記録
再生ができる。
Description
てディスクを用いるハードディスク装置等のディスク装
置に用いられるヘッドアクチュエータ機構に関するもの
である。
ク装置などの磁気ディスク装置においては、従来より情
報の書き込みと読み取りに同一の磁気ヘッドを共用して
いる。これに対し、磁気抵抗効果素子(MR素子)を用
いた、いわゆる磁気抵抗型磁気ヘッドをはじめとする高
感度の読み取り専用ヘッドが磁気ディスク装置にも注目
され始めている。こうした読み取り専用ヘッドを用いる
場合、当然のことながら書き込み用の磁気ヘッドを別に
用意しなければならない。
あり、書き込み素子と読み取り素子を薄膜構造で一体化
した磁気ヘッドの例を示す。これはpiggyback
と呼ばれる方式のヘッドであり、ヘッドスライダ20上
に絶縁層21を介して読み取り素子としてのMR素子2
2およびこれに接続されるリード導体23を積層し、そ
の上に絶縁層24を介して、下部コア25と上部コア2
6間に書き込み用ギャップ27およびコイル導体28を
設けてなる書き込み素子を積層して構成される。この磁
気ヘッドが図のように磁気ディスク29に対向して配置
される。
ドの駆動方式として、最近ではリニアモータ方式に代わ
って、小型で高速に磁気ヘッドを移動できるロータリア
クチュエータ方式が多く採用されている。これは図41
に示すように、先端部に磁気ヘッド30を取り付けたア
ーム31を回転軸32を支点にして回転運動させること
により、磁気ヘッド30を磁気ディスク29の内外周間
で半径方向に移動させてシークを行う方式である。この
方式では、各トラックにおいてトラック方向と磁気ヘッ
ド30の相対角度が一定とならない。換言すれば、磁気
ヘッド30のアジマス角(磁気ヘッド30のギャップ方
向とトラック幅方向のなす角度)が各トラックで異な
る。磁気ヘッド30が書き込み/読み取り兼用ヘッドで
ある場合は、このように各トラックでトラック方向と磁
気ヘッドの相対が異なっても、特に問題は生じない。
0が図40に示したような書込み素子と読み取り素子を
個別に構成して同一スライダ上に平行に配置したもので
ある場合は、各トラックで相対角度が異なると、図42
に示すように積層された書き込み素子40と読み取り素
子41のトレース位置が常には同じにならなくなってし
まう。図42は、トラック方向と磁気ヘッドの相対角度
の違いによる書き込み素子40および読み取り素子41
のトレース位置の変化を示している。図42(a)に示
すように、トラック方向と書き込み素子40および読み
取り素子41の相対角度が90°の状態(アジマス角が
0°の状態に相当する)では、書き込み素子40と読み
取り素子41は同一トラック42の同一位置(矢印43
で示す位置)をトレースする。これに対し、トラック方
向と書き込み素子40および読み取り素子41の相対角
度が90°からずれた場合、例えば図42(b)に示す
ように、図42(a)の状態から外周側に寄ったトラッ
ク44上に位置した場合には、書き込み素子40は矢印
45の位置をトレースし、読み取り素子41はこれより
内周側に少しずれた矢印46の位置をトレースすること
になり、書き込み時と読み取り時とでトラック44をト
レースする際の位置ずれ(これをトラックずれという)
が生じる。この結果、トラック幅に対するトラックずれ
の割合だけ、読み取り素子41からの読み取り出力が低
下する。このトラックずれによる読み取り出力の低下
は、トラック密度の高密度化のためにトラック幅を狭く
するに従って顕著となり、エラーレートの増大などの問
題を引き起こす。
読み取り素子を個別に構成した磁気ヘッドをロータリア
クチュエータにより駆動すると、書き込み時と読み取り
時でトラックずれが生じ、読み取り出力が低下するとい
う問題があった。
ので、書き込み素子と読み取り素子を個別に構成した磁
気ヘッドをロータリアクチュエータにより駆動する場合
においても、書き込み時と読み取り時とでトラックずれ
を生じない磁気ディスク装置を提供することを目的とす
る。
再生を行うヘッドと、そのヘッドを保持するサスペンシ
ョンと、支持アームと、その支持アームを移動させる駆
動手段と、前記支持アームと前記サスペンションを、前
記ヘッドが前記支持アームに対して相対的に移動可能
に、連結する連結部と、前記支持アームと前記サスペン
ションとを連結し、前記ヘッドを前記支持アームに対し
て相対的に移動させて微調整を行うための、少なくとも
一個の圧電素子とを備え、前記圧電素子は、その両端で
前記支持アームと前記サスペンションに固定されている
ことを特徴とするヘッドアクチュエータ機構である。
明の第1の実施の形態について、図面を参照しながら説
明する。
ドアクチュエータ機構の斜視図である。図2は、本発明
の第1の実施の形態のヘッドアクチュエータ機構の平面
図である。本発明のヘッドアクチュエータは、ボイスコ
イルモータからなる粗動用アクチュエータと微動用アク
チュエータから構成されている。
ペンション、3はヘッド、4はボイスコイルモータ(V
CM)用のコイル、5は軸及び軸受け、6a、6bは圧
電体よりなる圧電素子で、一端が支持アーム1に、また
他端がサスペンション2に接着剤等で固定されている。
この圧電素子6aと6bには同じ向きに厚さ方向に分極
処理が施され、それぞれの表裏面の一部に電極が形成さ
れており、表裏面の電極間に電界を印加することによ
り、圧電素子6a、6bは長さ方向の伸縮振動を励振す
る。
規定したが、実際には、分極の方向と印加電界の方向と
の関係で素子の伸縮方向が決定される。従って、駆動時
に素子の分極方向を考慮し、適切な方向の電界を印加す
れば十分である。
を示す図である。
タ周辺の図、図3bが電界印加後の微動用アクチュエー
タ周辺の図である。
なる方向で、同じ強さの電界を印加する事により、図3
bに示すように圧電素子6a、6bには同量の伸縮を同
時に励振することが出来る。加えて、支持アーム1は軸
5に軸受けを介して固定されているため、サスペンショ
ン2には回転運動が発生する。この回転運動がサスペン
ション2の長さで拡大され、図1、2中の矢印の方向に
先端に取付られたヘッド3を移動する事が出来る。
界の強さを変化させる事で、ボイスコイルモータで粗動
されたヘッド3を目標の位置に正確に位置決めすること
が出来る。
に起こすには、サスペンション2と圧電素子6間の接着
部が回動を許す必要がある。従って、サスペンション2
と圧電素子6間の接着にはシリコン系の接着剤等の比較
的剛性の低い接着剤を使用することが望ましい。
るには圧電素子の僅かな非線形をも考慮する必要があ
る。図4は、圧電セラミックによる圧電素子に正弦波信
号を電圧を変えて印加したときの、素子先端の変位量を
プロットした実験結果である。たとえ小さい印加電圧で
も、印加電圧と変位量の関係には非線形性が観察され
る。ところが、同様にプロットした圧電単結晶材料によ
る圧電素子の場合は、低電圧から高電圧までの間で、線
形性を示している。従って、圧電単結晶材料による圧電
素子を用いて、本実施の形態を構成する事により、ヘッ
ド3の移動分解能(精密制御性)を容易に向上させるこ
とができる。
には図5に示すような変位クリープ(電位をかけっぱな
しにすると変位が変わってしまう現象)が見られる(圧
電単結晶材料による圧電素子では、変位クリープ現象は
観察されない)。これは、DC駆動時の時間的な変位量
変化であり、図5からもわかるように、高電圧になれば
なるほど大きくなり、本発明のような高精度位置制御用
途には大きな問題となる。その解決法は、印加電圧(印
加電界)を小さくすることと、変位量をモニターし変位
量を一定にする制御をかけることである。
検出電極とすることで比較的容易に実現することができ
る。図6に電極構造の一例を示す。ここでは、素子長さ
方向について電極を分割したが、分割方向は長さ方向に
任意の角度を持つように決定しても同等の効果が得られ
る。但し、圧電素子6aと6bについては、第1の実施
の形態の中心線を対称軸とする電極構成が望ましい。原
理的には、素子の駆動電極に印加された電界によって、
逆圧電効果により圧電素子には歪みが生じる。その歪み
を圧電効果を用いて電荷に変換し、素子の歪み変化を電
圧変化として検出するものであり、クリープ現象により
素子に発生する歪みが増加した場合は、検出電極からの
出力電圧が増加する。従って、図7に示した駆動ブロッ
ク図に類するフィードバック回路によりフィードバック
制御をかけることにより、素子のクリープ現象をなくす
ことが可能である。なお、圧電単結晶材料を用いた圧電
素子は、変位クリープ現象を示さないため、考慮する必
要がない。
性も圧電セラミックに比べて優れているため、前記材料
で構成した圧電素子は変位の温度特性も優れている。
チュエータ機構は、優れた変位量の温度特性を持ち、容
易により高精度な精密制御が可能となる。
ュエータ機構の応用構成を示した図である。
しながらも、VCM用のコイルを1つにする事により、
粗動用アクチュエータを簡略化していることが特徴であ
る。
で、2つのサスペンションを駆動する構成にする事によ
り、ヘッドアクチュエータ機能をも簡略化することがで
きる。さらに、図10に示すように、複数個のサスペン
ションを一体化し、それを1組の圧電素子で駆動する構
成にする事によって、さらにヘッドアクチュエータ機構
を簡略化することが出来る。
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
ッドアクチュエータ機構の斜視図である。
ッドアクチュエータ機構の平面図である。
ペンション、3はヘッド、4はボイスコイルモータ(V
CM)用のコイル、5は軸及び軸受け、6a、6bは圧
電体よりなる圧電素子、7は弾性体で構成されたヒンジ
である。
ーム1に、また他端がサスペンション2に接着剤等で固
定されている。
れの表裏面の一部に電極が形成されており、同じ向きに
厚さ方向に分極処理が施されている。
規定したが、実際には、分極の方向と印加電界の方向と
の関係で素子の伸縮方向が決定される。従って、駆動時
に素子の分極方向を考慮し、適切な方向の電界を印加す
れば十分である。
に異なる向きで、同じ強さの電界を印加する事により、
圧電素子6a、6bには同量の伸縮が同時に励振され
る。
されているため、サスペンション2には回転運動が発生
する。この回転運動がサスペンション2の長さで拡大さ
れ、図11、12中の矢印の方向に先端に取付られたヘ
ッド3を移動する構成となっている。
サスペンション2の回転運動に回転中心を与えることが
出来るため、圧電素子6a、6bの伸び縮みが効率的に
サスペンション2の回転運動に変換することが出来き、
より大きなヘッド3の移動量を確保することが出来る。
このヒンジ機構7は、図1のサスペンション2を構成す
る板の支持アーム1側を支持アーム1側へ延長し、細い
部分Pのところで、、支持アーム1に連結させたもので
ある。加えて、ヒンジ機構7を設けることにより、微動
用アクチュエータの強度を向上することが出来るため、
応答周波数を向上させることが出来る。
界の強さを変化させる事で、ボイスコイルモータで粗動
されたヘッド3を目標の位置に正確に位置決めすること
が出来る。
に起こすには、サスペンション2と圧電素子6間の接着
部が回転を許す必要がある。従って、サスペンション2
と圧電素子6間の接着にはシリコン系の接着剤等の比較
的剛性の低い接着剤を使用することが望ましい。
用いて、本実施の形態を構成する事により、ヘッド3の
移動分解能(精密制御性)を向上させることができる事
は言うまでもない。
アーム1側に形成した場合について述べたが、図13の
様に、支持アーム1側の板をサスペンション2側へ延ば
してサスペンション2側に形成しても、同様の効果が得
られる。また、ヒンジを支持アーム1側とサスペンショ
ン2側の両側に形成する事により、1個当たりのヒンジ
に生じる応力を削減することが出来、信頼性を向上する
こともできる。
4に示す。本構造は図11に示した実施の形態の2個あ
った圧電素子を1個にしたことが特徴である構造で、こ
れにより構造が容易になることや、図11に示した構成
では、位相が180°ずれた2種類の駆動信号が必要で
あったが、本構成では単一信号のみで良いなどの効果が
ある。
出電極を構成することにより、第1の実施の形態と同等
の効果が得られることは、言うまでもない。
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
ッドアクチュエータ機構の微動用アクチュエータ部の平
面図である。
ペンション、6a、6bは圧電体よりなる圧電素子、7
は弾性体で構成されたヒンジ、8a、8bは圧電素子6
a、6bをサスペンション2に固定するためのヒンジで
ある。
どは第1の実施の形態と同様である。圧電素子6aと6
bは、一端が支持アーム1に、また他端が素子固定用ヒ
ンジ8a、8bを介して、サスペンション2に接着剤等
で固定されている。
介して固定されているため、サスペンション2には回転
運動が発生する。この回転運動がサスペンション2の長
さで拡大され、先端に取付られたヘッド3を移動する。
サスペンション2の回転運動に回転中心を与えることが
出来るため、圧電素子6a、6bの伸び縮みが効率的に
サスペンション2の回転運動に変換することが出来き、
ヘッド3のより大きな移動量を確保することが出来る。
加えて、ヒンジ機構7を設けることにより、微動用アク
チュエータの強度を向上することが出来るため、応答周
波数を向上させることが出来る。
ためには、圧電素子6a、6bとサスペンション2との
接着部に回転モーメントが作用する。実施の形態1〜2
では、圧電素子6a、6bとサスペンション2の接着に
はシリコン系の接着剤等の比較的弾性強度の低い接着剤
を使用し、接着部に発生する回転モーメントを緩和して
いた。ところが、低弾性強度の接着剤では、素子6a、
6bの伸縮をサスペンション2の回転に変換する際に、
大きな損失を発生してしまう問題点があった。
する回転モーメントを緩和し、素子6a、6bの伸び縮
みをサスペンション2の回転に変換する際の損失を限り
なく小さくする構造の素子固定用ヒンジ8a、8bを設
けた。このヒンジ8a、8bで更にサスペンション2は
回転可能となり、これにより、ヘッド部はさらにより大
きな移動量を確保出来るようになった。また、接着剤に
比べるとヒンジ機構は曲げ変形に対するバネ係数が一定
しているため、圧電素子の歪み量とヘッド部の移動量と
の関係は線形性を示す。従って、圧電素子6a、6bに
印加した電界とヘッド部の移動量の関係は、圧電素子の
歪みと印加電界の間に僅かな非線形性があるだけで、線
形性に近い特性を示し、精密制御性も向上する。
用いて、本実施の形態を構成する事により、第1、2の
実施の形態と同様に、ヘッド3の移動分解能(精密制御
性)を向上させることができる事は言うまでもない。
アーム1側に形成した場合について述べたが、第2の実
施の形態の図13と同様に、サスペンション2側に形成
しても、同様の効果が得られる。また、ヒンジを支持ア
ーム1側とサスペンション2側の両側に形成する事によ
り、1個当たりのヒンジに生じる応力を削減することが
出来、信頼性を向上することもできる。
電素子6a、6bとサスペンション2との結合部側にの
み形成したが、圧電素子6a、6bと支持アーム1との
結合部側に形成しても同様の効果が得られる。
6bとサスペンション2との結合部側と、圧電素子6
a、6bと支持アーム1との結合部側の両側に形成する
事により、1個当たりのヒンジに生じる応力を削減する
ことが出来、信頼性を向上することもできる。
6に示す。本構造は前発明で2個あった圧電素子を1個
にしたことが特徴で、これにより構造が容易になること
や、前発明では、位相が180°ずれた2種類の駆動信
号が必要であったが、本構成では単一信号で良いなどの
効果がある。
出電極を構成することにより、第1の実施の形態と同等
の効果が得られることは、言うまでもない。
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
ッドアクチュエータ機構の斜視図である。
ペンション、3はヘッド、4はボイスコイルモータ(V
CM)用のコイル、5は軸及び軸受け、6a、6b、6
c、6dは圧電体よりなる圧電素子で、一端が支持アー
ム1に、また他端がサスペンション2に接着剤等で固定
されている。
ぞれの表裏面の一部に電極が形成され、厚さ方向に分極
処理が施されている。
b、6dは互いに逆方向に変位するように、分極方向及
び表裏の電極間に印加する電界の方向を決定している。
励振された場合、圧電素子6b、6dには同量の縮みが
励振される。その他の部分も図1の実施の形態と同様で
ある。
微動用アクチュエータ部の強度が向上し、制御周波数を
高周波数に設定することができる。
に印加する電界の強さを任意に設定する事により、ヘッ
ド3を3次元的に移動する事も可能である。
得られることは、言うまでもない。
クチュエータ機構の応用構成を示した図である。
ながらも、VCM用のコイルを1つにする事により、粗
動用アクチュエータを簡略化することができる。
ペンションを一体化し、それを1組の圧電素子で駆動す
る構成にする事によって、さらにヘッドアクチュエータ
機構を簡略化することも出来る。
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
ッドアクチュエータ機構の斜視図である。
ッドアクチュエータ機構の平面図である。
ペンション、3はヘッド、4はボイスコイルモータ(V
CM)用のコイル、5は軸及び軸受け、6a、6b、6
c、6dは圧電体よりなる圧電素子、7は弾性体で構成
されたヒンジである。
一端が支持アーム1に、また他端がサスペンション2に
接着剤等で固定されている。その他は図1の実施の形態
と同様である。
とに励振された伸縮運動は、支持アームが軸に軸受けを
介して固定されているため、サスペンション2に回転運
動を発生させる。この回転運動がサスペンション2の長
さで拡大され、図20、21中の矢印の方向に先端に取
付られたヘッド3を移動する構成である。
サスペンション2の回転運動に回転中心を与えることが
出来るため、圧電素子6a、6b、6c、6dの伸び縮
みが効率的にサスペンション2の回転運動に変換するこ
とが出来き、より大きなヘッド3の移動量を確保するこ
とが出来る。加えて、微動用アクチュエータの強度をも
向上することが出来るため、制御周波数を高周波数に設
定することが出来る。
界を変化させる事により、ボイスコイルモータで粗動さ
れたヘッド3を目標の位置に正確に位置決めすることが
出来る。
こすには、サスペンション2と圧電素子6間の接着部が
回転を許す必要がある。従って、サスペンション2と圧
電素子6間の接着にはシリコン系の接着剤等の比較的弾
性強度の低い接着剤を使用することが望ましい。
に印加する電界の強さが個別に変化した場合でも、ヒン
ジ7がヘッド3の移動方向を規定しているため、ヘッド
3が記録媒体と接触することによる情報の破壊を未然に
防ぐことができ、信頼性の高い磁気ディスク装置を実現
することが出来る。
微動用アクチュエータ部の強度が向上し、制御周波数を
高周波数に設定することができる。
ことは、言うまでもない。
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
からなる粗動用アクチュエータと微動用アクチュエータ
から構成されている。
ッドアクチュエータ機構の微動用アクチュエータ部の平
面図である。
ペンション、6a、6b、6c、6dは圧電体よりなる
圧電素子、7は弾性体で構成されたヒンジ、8a、8b
は圧電素子をサスペンション2に固定するためのヒンジ
である。
が支持アーム1に、また他端が素子固定用ヒンジ8a、
8bを介して、サスペンション2に接着剤等で固定され
ている。
ためには、圧電素子6a、6b、6c、6dとサスペン
ション2との接着部に回転モーメントが作用する。実施
の形態5では、圧電素子6a、6b、6c、6dとサス
ペンション2の接着にはシリコン系の接着剤を使用し、
接着部に発生する回転モーメントを緩和していた。とこ
ろが、シリコン系の接着剤の使用では、素子6a、6
b、6c、6dの伸び縮みをサスペンション2の回転に
する際に、大きな損失を発生してしまう問題点がある。
する回転モーメントを緩和し、素子6a、6b、6c、
6dの伸び縮みをサスペンション2の回転に変換する際
の損失を限りなく小さくする構造の素子固定用ヒンジ8
a、8bを設けた。これにより、さらにより大きな移動
量を確保出来るようになった。
変形に対するバネ係数が一定しているため、圧電素子の
歪み量とヘッド部の移動量との関係は線形性を示す。従
って、圧電素子6a、6b、6c、6dに印加した電界
とヘッド部の移動量の関係は、圧電素子の歪みと印加電
界の間に僅かな非線形性があるだけで、線形性に近い特
性を示し、精密制御性も向上する。
に印加する電界の強さが個別に変化した場合でも、ヒン
ジ7がヘッド3の移動方向を規定しているため、ヘッド
3が記録媒体と接触することによる情報の破壊を未然に
防ぐことができる。
微動用アクチュエータ部の強度が向上し、制御周波数を
高周波数に設定することができる。
置、さらに精密制御性の優れたヘッドアクチュエータ機
構を実現することが出来る。
アーム1側に形成した場合について述べたが、第2の実
施の形態の図13と同様に、サスペンション2側に形成
しても、同様の効果が得られる。また、ヒンジを支持ア
ーム1側とサスペンション2側の両側に形成する事によ
り、1個当たりのヒンジに生じる応力を削減することが
出来、信頼性を向上することもできる。
電素子6a、6b、6c、6dとサスペンション2との
結合部側にのみ形成したが、圧電素子6a、6b、6
c、6dと支持アーム1との結合部側に形成しても同様
の効果が得られる。
素子6a、6b、6c、6dとサスペンション2との結
合部側と、圧電素子6a、6b、6c、6dと支持アー
ム1との結合部側の両側に形成する事により、1個当た
りのヒンジに生じる応力を削減することが出来、信頼性
を向上することもできる(図23)。
得られることは、言うまでもない。
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
ッドアクチュエータ機構の斜視図である。
ペンション、3はヘッド、4はボイスコイルモータ(V
CM)用のコイル、5は軸及び軸受け、6a、6bは圧
電体よりなる圧電素子で、一端が支持アーム1に、また
他端がサスペンション2に接着剤等で固定されている。
この圧電素子6aと6bには、それぞれの表裏面の一部
に電極が形成されており、圧電素子6aと6bは同じ向
きに厚さ方向に分極処理が施さている。表裏面の電極間
に電界を印加することにより、圧電素子6a、6bは長
さ方向の伸縮振動を励振する。
て固定されているため、サスペンション2に回転運動を
発生させる。この回転運動がサスペンション2の長さで
拡大され、先端に取付られたヘッド3を移動する構成で
ある。
素子の取付位置が異なっている。
タの高さ方向の剛性が、圧電素子の厚みとヤング率で決
定されるため、低駆動電圧化のために、圧電素子厚を薄
くすればするほど、アクチュエータ機構の厚さ方向の耐
衝撃性が著しく低下する。ところが、本構成では、高さ
方向の耐衝撃性が圧電素子の幅とヤング率で決定される
ため、耐衝撃性を確保しながら圧電素子を薄くすること
が出来、低駆動電圧駆動も可能となる。
態と同一であるため、本構成においても、図1の構成と
同様の効果が得られる。
製造方法である。この製造方法では、まず最初に、厚さ
方向に厚いアクチュエータ機構部の、ブロック13a
(サスペンション取り付け部に対応するサスペンション
素材)、ブロック13b(支持アーム取り付け部に対応
する支持アーム素材)を、切削加工などの適切な加工法
で製造する。次に、幅方向の十分広い圧電素子素材6
a、6bをブロック13a、13bの所定の位置に接合
する。最後に、適切な厚みに、このブロックをダイサー
やワイヤーソー等を用いてスライスする。このようにし
て出来たものの、サスペンション取り付け部をサスペン
ション本体部へ、また支持アーム取り付け部を支持アー
ム本体部へそれぞれ合体して、ヘッドアクチュエータを
完成する。この製造方法により、比較的安価で、大量に
アクチュエータを製造することが可能である。
の形態2、3と同様にアクチュエータ機構の中央にヒン
ジ7a,7bを設けたり、圧電素子の取付部にヒンジ8
a,8b,8c,8dを設けたりすることにより、実施
の形態2、3に記載の効果が付加されることは言うまで
もない。
圧電素子取付部のヒンジ機構と同様の役割を圧電素子自
身に持たせるため、図29の形態では圧電素子の一部に
補強材14a〜14dを取り付けた構成になっている。
これにより、ヒンジ代替部15a〜15dの部分がヒン
ジ機構の役目をするため、図28と同等の特性を得るこ
とが出来る。
様に圧電素子取付部のヒンジ機構と同様の役割を圧電素
子自身に持たせた構成である。具体的には、圧電素子の
両端に板厚の薄い部分を作り、その部分をヒンジ代替部
15a〜15dとして利用するものであり、これによっ
ても図28と同様の効果が得られることは言うまでもな
い。
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
ッドアクチュエータ機構の微動用アクチュエータ部の平
面図である。
る圧電素子、13a、13b、13c、13d、13
e、13fは弾性体よりなる胴体ブロック、16は弾性
体よりなる軸プレートである。本構成は、軸プレート1
6を挟み込むように、胴体ブロック13aと13bが、
13cと13dが、13eと13fが対向して接合され
ている。圧電素子6aは、それぞれの端部を、胴体ブロ
ック13aと13cに接合し、圧電素子6bは、それぞ
れ端部を、胴体ブロック13bと13dに接合した構成
となっている。
図を示す。同図に示すように、本構成のアクチュエータ
は、小さい部材を組み合わせることにより構成されてい
る。
ュエータブロックをスライスして、アクチュエータを形
成する製造法にも応用可能である。
同様の構成を有し、同様の動作原理、効果を有するが、
部材を組み合わせて構成しているため、バネ性の高い材
料を軸プレート16に配することにより、ヒンジ部7
a,7bがプレート16で作られ、アクチュエータの駆
動時におけるヒンジ部の信頼性を向上し、アクチュエー
タ自身の信頼性を向上することが出来る。
3aと13bに、比重の小さい材料を配することで、ア
クチュエータの重心の位置がサスペンション全体を支え
る軸部に近づき、ヘッドアクチュエータの共振周波数を
向上することが出来る。これにより、アクチュエータの
制御周波数を高周波数に設定することができ、より動作
速度の速い優秀なヘッドアクチュエータを実現すること
が出来る。
を使用する場合にも、圧電単結晶材料と直接接合し易い
材料を胴体ブロック13の接合部に配することが可能と
なるり、精密制御の妨げとなるファクターである樹脂に
よる接着を排除することが出来、より精密制御が容易な
ヘッドアクチュエータ機構を実現することが出来る。 (第9の実施の形態)以下、本発明の第9の実施の形態
について、図面を参照しながら説明する。
ッドアクチュエータ機構の微動用アクチュエータ部の平
面図である。
7と、圧電素子の構成が異なっている。
圧電体17a、17bが、接合部材18a、18b挟ん
で、所定距離互いに離れて対向した構造になっている。
れ表面に電極が形成されて、圧電体17a、17b共に
同じ伸縮変形をするように、それぞれの電極間配線と分
極方向が決定されている。ただし、圧電体17a、17
b間は、並列に接続されている。
ら、圧電素子の断面積を容易に増加させることが出来
る。その結果、圧電素子に発生させる発生力を増加させ
ることが出来、より変位量の大きなヘッドアクチュエー
タを実現することが出来る。加えて、素子厚が厚くなる
ため、アクチュエータ機構自体の強度も向上し、耐衝撃
性を飛躍的に向上させることが出来る。
より、アクチュエータの剛性を変化させずに、圧電体の
1枚の厚さを薄くすることが出来るため、一定変位量を
確保しながら、駆動電圧を著しく小さくすることが出
来、低電圧駆動のヘッドアクチュエータを実現すること
が出来る。
態と同一であるため、本構成においても、図1の構成と
同様の効果が得られる。
を実施の形態7の別の構成に適用したものであり、前述
した効果と実施の形態7で述べた効果の両方を得ること
が出来ることは言うまでもない。図35は図28のもの
へ、図36は図29のものへの応用を示す。
圧電素子を示したが、そのほかに圧電体を単純に貼り合
わせた積層圧電素子を利用しても同等の効果が得られ
る。
る場合においては、通常、同材料の表面に電極がある場
合の直接接合は困難であるが、本圧電素子の構成では、
接合部材と圧電体との接合箇所に電極を設けない構成に
すれば容易に直接接合が可能となり、圧電単結晶材の特
性をフルに引き出すことが可能となる。また、圧電単結
晶材料では、熱膨張係数の差による剥離現象のため異種
材料間の直接接合は困難であるが、接合部材を圧電体と
同じ単結晶材料にすることにより、接合時の剥離問題を
解決することも出来る。
を図37に示す。本製造法は、アクチュエータを2つの
ブロックより切り出した部材を接合して構成するもので
ある。まず、アクチュエータ機構部(13a〜13f、
16で構成された部分)のブロックを作成し、同ブロッ
クをダイサーなどの加工機を用いて、適当な大きさにス
ライス切断することにより、アクチュエータ機構部を形
成する。さらに、幅方向に十分大きな圧電体17a、1
7bを、同様の接合部材18a、18bで接合したブロ
ックを作成し、同ブロックを同様にスライス切断し、圧
電素子6a、6bを形成する。最後に、これらの部材を
所定の位置で接合し、完成品を得る。
クチュエータを製造することが可能となる。
10の実施の形態について、図面を参照しながら説明す
る。
ヘッドアクチュエータ機構の斜視図である。
a、18bを挟むように圧電体17a、17bを接合し
てなる圧電素子、13a、13b、13c、13d、1
3e、13fは弾性体よりなる胴体ブロック、16は弾
性体よりなる軸プレートである。本構成は、軸プレート
16を挟み込むように、胴体ブロック13aと13b
が、13cと13dが、13eと13fが対向して接合
されている。圧電素子6aはそれぞれの端部を胴体ブロ
ック13aと13cに接合し、圧電素子6bはそれぞれ
の端部を胴体ブロック13bと13dに接合した。さら
に、圧電素子6a、6bと胴体ブロック13aと13
c、13bと13dの間には、ヒンジ部8a〜8dが形
成されている。
ら、圧電素子の断面積を容易に増加させることが出来
る。その結果、圧電素子に発生させる発生力を増加させ
ることが出来、より変位量の大きなヘッドアクチュエー
タを実現することが出来る。加えて、素子厚が厚くなる
ため、アクチュエータ機構自体の強度も向上し、耐衝撃
性を飛躍的に向上させることが出来る。
より、アクチュエータの剛性を変化させずに、圧電体の
1枚の厚さを薄くすることが出来るため、一定変位量を
確保しながら、駆動電圧を著しく小さくすることが出
来、低電圧駆動のヘッドアクチュエータを実現すること
が出来る。
原理、効果を有するが、さらに本実施の形態では、ヘッ
ド移動方向の剛性を圧電素子のヤング率と幅サイズで決
定することが出来るため、移動方向の振動の共振周波数
を高く設定することが出来、アクチュエータの制御周波
数の高周波数化が可能となり、高速動作が可能なヘッド
アクチュエータを実現することが出来る。
を図39に示す。本製造法は、アクチュエータを2つの
ブロックより切り出した部材を接合して構成するもので
ある。まず、アクチュエータ機構部(13a〜13f、
16で構成された部分)のブロックを作成し、同ブロッ
クをダイサーなどの加工機を用いて、適当な大きさにス
ライス切断することにより、アクチュエータ機構部を形
成する。さらに、幅方向に十分大きな圧電体17a、1
7bを、同様の接合部材18a、18bで接合したブロ
ックを作成し、同ブロックを同様にスライス切断し、圧
電素子6a、6bを形成する。最後に、これらの部材と
ヒンジ代替部8a〜8dになる薄板とを所定の位置で接
合し、完成品を得る。
クチュエータを製造することが可能となる。
を使用した場合は、上記効果と共に実施の形態8記載の
効果も得ることが出来ることは言うまでもない。
プのヘッドアクチュエータ機構について述べたが、本発
明は、直線移動タイプのものへでも適用可能である。
と支持アームの間に設けられた圧電素子群の伸び振動を
利用する事により、サスペンション先端に取り付けられ
たヘッドの微動を可能とすることが出来た。
ックずれの問題が解消され、トラック位置による読取り
出力の低下がなくなり、信頼性の高い磁気ディスクを供
給することが出来る。
辺部の図(電界印加前) (b)同実施の形態の微動用アクチュエータ周辺部の図
(電界印加後)
電極構成を示す平面図
ク図
用構造を示す図
用構造を示す図
応用構造を示す図
図
図
面図
面図
ータ周辺部の図
クチュエータ周辺部の図
図
応用構造を示す図
応用構造を示す図
図
図
ータ周辺部の図
面図
図
図
図
図
図
示す平面図
図
図
図
図
気ヘッドの断面図
エータの説明図
の相対角度変化による書き込みと読み取り時のトラック
ずれを説明するための図
クチュエータ胴体ブロック 14a,14b,14c,14d 補強材 15a,15b,15c,15d ヒンジ代替部 16 軸プレート 17a,17b 圧電体 18a,18b 接合部材
Claims (17)
- 【請求項1】データの記録再生を行うヘッドと、 そのヘッドを保持するサスペンションと、 支持アームと、 その支持アームを移動させる駆動手段と、 前記支持アームと前記サスペンションを、前記ヘッドが
前記支持アームに対して相対的に移動可能に、連結する
連結部と、 前記支持アームと前記サスペンションとを連結し、前記
ヘッドを前記支持アームに対して相対的に移動させて微
調整を行うための、少なくとも一個の圧電素子とを備
え、 前記圧電素子は、その両端で前記支持アームと前記サス
ペンションに固定されていることを特徴とするヘッドア
クチュエータ機構。 - 【請求項2】前記連結部自体が、別の圧電素子であり、
その両端は、前記支持アームと前記サスペンションに固
定されていることを特徴とする請求項1記載のヘッドア
クチュエータ機構。 - 【請求項3】前記連結部は、前記圧電素子が前記支持ア
ームに連結している位置側に存在することを特徴とする
請求項1記載のヘッドアクチュエータ機構。 - 【請求項4】前記連結部は、前記圧電素子が前記サスペ
ンションに連結している位置側に存在することを特徴と
する請求項1記載のヘッドアクチュエータ機構。 - 【請求項5】前記連結部は、前記圧電素子が前記サスペ
ンションに連結している位置側にも 存在することを特
徴とする請求項3記載のヘッドアクチュエータ機構。 - 【請求項6】前記圧電素子と前記サスペンションとの連
結部近傍の、前記圧電素子又は前記サスペンションにヒ
ンジ部が設けられていることを特徴とする請求項1〜5
のいずれかに記載のヘッドアクチュエータ機構。 - 【請求項7】前記圧電素子と前記支持アームとの連結部
近傍の、前記圧電素子又は前記支持アームにヒンジ部が
設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれ
かに記載のヘッドアクチュエータ機構。 - 【請求項8】前記圧電素子に前記ヒンジ部が形成される
場合、そのヒンジ部が薄肉化されていることを特徴とす
る請求項6又は7記載のヘッドアクチュエータ機構。 - 【請求項9】前記圧電素子に前記ヒンジ部が形成される
場合、そのヒンジ部の近傍に堅い部分が存在することを
特徴とする請求項6又は7記載のヘッドアクチュエータ
機構。 - 【請求項10】前記圧電素子は板状であり、記録再生の
対象となるディスクの面と平行又は垂直に設けられてい
ることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のヘ
ッドアクチュエータ機構。 - 【請求項11】前記圧電素子は、互いに所定間隔をなし
ている2枚の板状圧電素子部材で構成されていることを
特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のヘッドアク
チュエータ機構。 - 【請求項12】前記連結部は前記支持アーム及び前記サ
スペンションを構成する部材以外の部材で構成されてい
ることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の
ヘッドアクチュエータ機構。 - 【請求項13】前記連結部は長尺部材の一部で構成さ
れ、 前記支持アームは、前記圧電素子との連結側に支持アー
ム取り付け部を有し、 前記サスペンションは、前記圧電素子との連結側にサス
ペンション取り付け部を有し、 それら支持アーム取り付け部と前記サスペンション取り
付け部とはそれぞれ2つに分割されてブロック化されて
おり、 前記長尺部材の前記連結部以外の部分の両側面には、前
記分割された支持アーム取り付け部ブロック及び前記分
割されたサスペンション取り付け部ブロックがそれぞれ
固定されていることを特徴とする請求項12記載のヘッ
ドアクチュエータ機構。 - 【請求項14】前記圧電素子に検出電極が設けられ、そ
の検出電極を利用して、クリープ変位を補償することを
特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載のヘッドア
クチュエータ機構。 - 【請求項15】前記圧電素子に対して複数のサスペンシ
ョンとヘッドが取り付けられていることを特徴とする請
求項1〜14のいずれかに記載のヘッドアクチュエータ
機構。 - 【請求項16】前記圧電素子の材料として圧電単結晶材
料又は圧電セラミック材料を用いることを特徴とする請
求項1〜15のいずれかに記載のヘッドアクチュエータ
機構。 - 【請求項17】前記支持アームは、支持アーム本体部
と、前記圧電素子との取り付け部と}を有し、前記サス
ペンションは、サスペンション本体部と、前記圧電素子
との取り付け部と}を有する、クレーム1〜16のいず
れかに記載のヘッドアクチュエータ機構の製造方法であ
って、 前記支持アームの取り付け部に対応する支持アーム素材
と、前記サスペンションの取り付け部に対応するサスペ
ンション素材とを、前記圧電素子に対応する板状の圧電
素子素材を介して、連結して一体化し、それをスライス
して、前記支持アーム取り付け部と前記圧電素子と前記
サスペンション取り付け部の一体物を複数個作りだし、
その支持アーム取り付け部を前記支持アーム本体部に接
合し、また、前記サスペンション取り付け部を前記サス
ペンション本体部に接合することによって、前記ヘッド
アクチュエータを複数個製造することを特徴とするヘッ
ドアクチュエータ機構の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36778698A JPH11242864A (ja) | 1997-12-25 | 1998-12-24 | ヘッドアクチュエータ機構とその製造法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9-357062 | 1997-12-25 | ||
JP35706297 | 1997-12-25 | ||
JP36778698A JPH11242864A (ja) | 1997-12-25 | 1998-12-24 | ヘッドアクチュエータ機構とその製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11242864A true JPH11242864A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=26580545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36778698A Pending JPH11242864A (ja) | 1997-12-25 | 1998-12-24 | ヘッドアクチュエータ機構とその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11242864A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6233124B1 (en) * | 1998-11-18 | 2001-05-15 | Seagate Technology Llc | Piezoelectric microactuator suspension assembly with improved stroke length |
US6618220B2 (en) | 2000-07-04 | 2003-09-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Head actuator and hard disc drive including the same |
US7268967B2 (en) | 2003-12-10 | 2007-09-11 | Sony Corporation | Linear-type tape storage magnetic head device |
-
1998
- 1998-12-24 JP JP36778698A patent/JPH11242864A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6233124B1 (en) * | 1998-11-18 | 2001-05-15 | Seagate Technology Llc | Piezoelectric microactuator suspension assembly with improved stroke length |
US6618220B2 (en) | 2000-07-04 | 2003-09-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Head actuator and hard disc drive including the same |
US7268967B2 (en) | 2003-12-10 | 2007-09-11 | Sony Corporation | Linear-type tape storage magnetic head device |
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