KR100691683B1

KR100691683B1 - 압전 액츄에이터 및 정보 기억 장치

Info

Publication number: KR100691683B1
Application number: KR1020010004085A
Authority: KR
Inventors: 구리하라가즈아끼; 히다가쓰하루; 미따쓰요시; 우메미야시게요시; 구따미미찌노리
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2007-03-09
Anticipated expiration: 2021-01-29
Also published as: JP2001327178A; KR20010104201A; US6587313B2; US20010040773A1; JP3857020B2; DE60130940T2; US20030193755A1; EP1154496A2; DE60130940D1; EP1154496A3; EP1154496B1; US6721136B2

Abstract

저전압으로 큰 변위를 얻을 수 있고, 소형 경량이며, 제조 비용이 낮은 압전 액츄에이터 및 그와 같은 압전 액츄에이터가 장치된 헤드 구동시의 관성 모멘트가 작은 고기록 밀도로 소형 경량 정보 기억 장치를 제공한다.

압전 액츄에이터(200)는 중심체(200a)와 2개의 소용돌이형의 아암(200b)을 갖고 있고, 2개의 아암(200b)은 전체로서 회전 대칭인 동시에 비선대칭이다.

압전 액츄에이터, 관성 모멘트

Description

압전 액츄에이터 및 정보 기억 장치{PIEZOELECTRIC ACTUATOR AND INFORMATION STORAGE APPARATUS}

도1은 본 발명에 의한 정보 기록장치의 제1실시예를 나타낸 도면.

도2는 서스펜션 부근의 확대도.

도3은 서스펜션의 선단 부분의 확대도.

도4는 압전층의 형상을 나타낸 도면.

도5는 전원 전극층의 형상을 나타낸 도면.

도6은 접지 전극층의 형상을 나타낸 도면.

도7은 서스펜션에 있어서의 배선을 나타낸 도면.

도8은 압전 액츄에이터의 제조 공정을 나타낸 도면.

도9는 본 발명의 압전 액츄에이터의 제2실시예를 나타낸 도면.

도10은 본 발명의 정보 기억 장치의 제2실시예에 있어서의 서스펜션 부근의 분해 사시도.

도11은 본 발명의 압전 액츄에이터의 제3실시예를 나타낸 도면.

도12는 제3실시예의 압전 액츄에이터의 제조 공정을 나타낸 도면.

도13은 본 발명의 압전 액츄에이터의 제4실시예를 나타낸 도면.

도14는 본 발명의 압전 액츄에이터의 제5실시예를 나타낸 도면.

도15는 제4실시예의 압전 액츄에이터의 적층 구조를 형성하는 공정을 나타낸 도면.

도16은 제5실시예의 압전 액츄에이터의 적층 구조를 형성하는 공정을 나타낸 도면.

도17은 소성체를 압전 액츄에이터에 가공하는 공정을 나타낸 도면.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

100 하드디스크 드라이브

101 하우징

102 회전축

103 자기 디스크

104, 112 슬라이더

105 아암축

106, 111 캐리지 아암

107 아암 액츄에이터

108, 110 서스펜션

108a 부착부

108b 가교부

108d 전원선

108e 설치선

108f 전원 단자

108g 접지 단자

108h 도전성의 접착제의 층

109 자기 헤드

200, 250, 300, 400, 500 압전 액츄에이터

200a, 300a 중심체

200b, 300b 아암

201, 251, 401 압전층

201a, 251a 중심부

201b, 251b 아암부

202, 252, 402 전원 전극층

203, 253, 403 접지 전극층

204, 205 비어

210 그린시트

211 비어 구멍

212 Ag-Pd 전극 페이스트

213 적층체

214 표면 전극

400a 구동부

400b 부동부(不動部)

404, 501 슬릿(간극)

405 단부 접합체

406 중부 접합체

410a, …, 410g 그린시트

411, 412, 416, 417 Pt 페이스트

413, 414, 415 PVB 바인더의 페이스트

420 소성체

421 각주

421a 절단면

422 외부 전극

본 발명은 압전 액츄에이터 및 압전 액츄에이터가 사용된 정보 기억 장치에 관한 것이다.

종래부터 퍼스널 컴퓨터나 워드 프로세서 등의 전자 기기에 내장, 또는 접속되는 정보 기억 장치로서 하드디스크 드라이브가 알려져 있다. 하드디스크 드라이브에는 일반적으로 정보 기억 매체로서의 디스크와, 디스크에 대하여 기록 비트를 리드/라이트하는 헤드가 구비되어 있고, 그 헤드를 디스크에 근접시켜서 유지(holding)하는 아암과, 그 아암을 구동함으로써 헤드를 디스크를 따라 이동시키는 전자형의 액츄에이터도 구비되어 있다.

이 하드디스크 드라이브의 기록 밀도는, 퍼스널 컴퓨터 등이 발달함에 따라서 고밀도화되어 있고, 특히 근년 화상이나 음악을 퍼스널 컴퓨터 등으로 취급하는 수요가 늘어남에 따라서 비약적으로 고밀도화되고 있다. 그리고 하드디스크 드라이브의 고기록 밀도화에 수반되어, 디스크상의 기록 비트가 미세화되고, 디스크 회전 속도가 증가되고 있고, 헤드의 위치 맞춤의 고정밀도화나 고속화가 요구되고 있다. 또 하드디스크 드라이브의 소형 경량화나 전력 절약화도 진행되고 있고, 이 때문에 정밀하면서 고속으로 헤드를 위치 맞춤하기 위해서, 종래의 전자형의 액츄에이터와는 독립의 압전 액츄에이터를 아암의 중간에 구비한 하드디스크 드라이브가 제안되어 있다.

그러나 종래부터 제안되고 있었던 압전 액츄에이터 및 하드디스크 드라이브는 충분한 변위(變位)를 얻을 수 없고, 구동 전압이 높고, 치수나 중량이 크고, 헤드 구동시의 관성 모멘트가 크고, 제조 비용이 높다는 등의 문제점을 갖는다.

이와 같은 문제점은 하드디스크 드라이브에 한해서 생기는 것은 아니고, 헤드를 아암으로 유지하여 이동시키는 방식의 정보 기억 장치에 대하여 일반적으로 생기는 것이다.

본 발명은 상기 사정에 비추어서, 저전압으로 큰 변위를 얻을 수 있고, 소형 경량으로, 제조 비용이 낮은 압전 액츄에이터 및 그와 같은 압전 액츄에이터가 장치된 헤드 구동시의 관성 모멘트가 작고, 고기록 밀도로 소형 경량 정보 기억 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 제1압전 액츄에이터는 중심부와, 그 중심부로부터 바깥쪽으로 회전 대칭이면서 비선대칭으로 뻗은 아암부군(group of arm portion))을 갖는 2차원 형상의 압전 재료로 되는 층의 안쪽 방향으로 압축 신장하는 압전층과,

압전층을 사이에 끼는 복수의 전극층을 구비한 것을 특징으로 한다.

여기서 압전층은 상기 2차원 형상을 갖는 평면적인 층이라도 좋고, 상기 2차원 형상으로 만곡된 층이라도 좋다.

압전층에 전압이 인가되면 그 압전층은 층 안쪽 방향으로 수축된다. 이 때 아암부군을 구성하는 각 아암부의 선단을 공통의 강체 상에 고정시켜 두면, 상기 2차원 형상에 기인하여 중심부가 저전압으로 크게 회동하게 된다. 또 본 발명의 제1압전 액츄에이터의 구조는 제조가 용이한 구조이기 때문에, 이 제1압전 액츄에이터는 소형 경량의 액츄에이터로서 저가로 제조할 수 있다.

본 발명의 제1압전 액츄에이터에서, 상기 아암부군을 구성하는 아암부는 아암부와 중심부가 연결되는 근본에 대하여 그 중심부를 경유하여 뒷편으로 돌아가서 이루어지는 것이 바람직하다.

또 본 발명의 제1압전 액츄에이터는, 상기 압전층을 복수 구비한 것도 바람직하다.

중심부의 뒷쪽으로 돌아가 있는 아암부를 구비한 압전 액츄에이터는, 아암부의 수축량에 대한 중심부의 회동량이 크고, 복수의 압전층을 구비한 압전 액츄에이터는 전극층간에 인가되는 전압에 대한 압전층의 수축량이 크기 때문에, 이들 압전 액츄에이터는 보다 저전압으로 보다 큰 변위를 얻을 수 있다.

본 발명의 제1압전 액츄에이터는 압전층을 복수 구비하고있는 경우에는, 상기 복수의 전극층이 동(同) 전위의 전극층끼리 비어(via)로 접속되어서 되는 것이 바람직하다.

전극층끼리 접속하는 수단으로서 비어가 채용된 압전 액츄에이터는, 제조가 용이하고 제조 비용이 낮다.

또 본 발명의 제1압전 액츄에이터는, 상기 압전층이 티탄산지르콘산연(PZT)계의 압전 세라믹으로 되는 것이 바람직하고, 특히 PNN-PT-PZ계의 압전 세라믹으로 되는 것이 바람직하다.

압전층을 형성하는 압전 재료로서는 PZT계, PT계, 티탄산파륨계, 층상페르브스카이트계 등의 압전 재료가 이용 가능하지만, PZT계의 압전 세라믹은 저가이고, 또한 압전 상수가 크기 때문에, 압전층을 형성하는 압전 재료로서 적합하다. 특히 PNN-PT-PZ 계의 압전 재료는, PZT계 압전 재료 중에서도 특히 높은 압전 상수를 나타내고, 소결성도 우수하므로, 압전층을 형성하는 압전 재료로서 특히 바람직하다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 제2압전 액츄에이터는, 압전 재료로 되는 하나 이상의 압전층과 그 압전층을 사이에 끼는 복수의 전극층으로 되는 적층 구조를 가지며, 또한 그 적층 구조의 적층 방향으로 압축 신장하는 구동부와,
구동부의 복수를 소정의 공통면 내에 있어서의, 적층 방향도 포함시켜서 회전 대칭이면서 비선대칭인 배치로 유지하는 유지부(holding portion)를 구비한 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명의 제2압전 액츄에이터는, 유지부에 의해서 유지되어 있는 복수의 구동부가 같이 압축 신장하면, 상기 배치에 기인하여 저전압으로 큰 회동 변위가 생긴다. 또 본 발명의 제2압전 액츄에이터의 구조는 제조가 용이한 구조이므로, 이 제1압전 액츄에이터는 소형 경량의 액츄에이터로서 저가로 제조할 수 있다.

본 발명의 제2압전 액츄에이터는 전형적으로는, 2개의 구동부를 구비하고 있으며, 그 전형적인 제2압전 액츄에이터는 상기 구동부에 대하여 그 구동부가 압축 신장하는 방향과 교차되는 방향으로 인접하는 부동부를 구비하고,

상기 유지부는 구동부와 부동부의 2쌍을 서로, 한쪽 쌍의 구동부가 다른 쪽 쌍의 부동부에 대하여 그 구동부의 압축 신장 방향을 향해서 대향하도록 유지하는 것을 특징으로 한다.

또 이 전형적인 제2압전 액츄에이터는 상기 유지부가, 구동부와 부동부 2쌍 을 유지하는 데에 있어서, 구동부가 공극(슬릿)을 사이에 끼고 부동부에 대향하도록 유지하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구동부가 공극(슬릿)을 사이에 끼고 부동부에 대향하는 압전 액츄에이터에 의하면, 구동부의 압축 신장이 용이하여, 보다 저전압으로 보다 큰 변위를 얻을 수 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 제1정보 기억 장치는, 소정의 정보 기억 매체에 대한 정보 기록 및 정보 재생 중 적어도 어느 하나를 행하는 헤드가 탑재된 헤드부와,

헤드부에 탑재되어 있는 헤드가 정보 기억 매체에 대하여 근접 또는 접촉하도록 헤드부를 유지하는 아암부와,

아암부를 구동함으로써, 그 아암부에 유지된 헤드부에 탑재된 헤드를 정보 기억 매체를 따라 이동시키는 아암부 액츄에이터와,

아암부에 대하여 헤드부를, 그 헤드부의 무게 중심을 중심으로 하여 회동시키는 헤드부 액츄에이터를 구비하고,

상기 헤드부 액츄에이터가 중심부와, 그 중심부로부터 바깥 쪽으로 회전 대칭이면서 비선대칭으로 뻗은 아암부군을 갖는 2차원 형상의, 압전 재료로 되는 층의 안쪽 방향으로 압축 신장하는 압전층과,

삭제

여기서 헤드는 자기 헤드이거나 또는 광학 헤드라도 좋다.

본 발명의 제1정보 기억 장치는 상기 헤드부가 헤드와, 헤드를 탑재하여 정보 기억 매체 상을 슬라이드하는 슬라이더로 되는 것이고, 상기 아암부가 아암부 액츄에이터에 의해서 구동되는 아암과, 그 아암에 접속된 서스펜션으로 되는 것이고, 상기 헤드부 액츄에이터가 서스펜션과 슬라이더 사이에 설치된 것이라도 좋다.

또는 본 발명의 제1정보 기억 장치는 상기 헤드부가 헤드와, 헤드를 탑재하여 정보 기억 매체 상을 슬라이드하는 슬라이더와, 그 슬라이더를 유지하는 서스펜션으로 되는 것이며, 상기 헤드부 액츄에이터가 서스펜션과 상기 아암부 슬라이더 사이에 설치된 것이라도 좋다.

본 발명의 제1정보 기억 장치에 의하면, 헤드부 액츄에이터에 의해서 헤드부가 무게 중심을 중심으로 하여 회동하므로 헤드 구동시의 관성 모멘트가 작고, 헤드 위치를 고정밀도로 제어할 수 있다. 또 이 헤드부 액츄에이터는 상술한 제1압전 액츄에이터와 똑 같은 소형 경량의 액츄에이터이다. 이 때문에 본 발명의 제1정보 기억 장치는 기록 밀도가 높은 소형 경량의 장치로서 실현된다.

또 본 발명의 제1정보 기억 장치는 상기 헤드부 액츄에이터가, 아암부군을 구성하는 아암부의 중심부로부터 뻗은 선단에 상당하는 부분에서 아암부에 접합되고, 중심부에 상당하는 부분에서 헤드부에 접합되어서 되는 것이 바람직하다. 그리고 이와 같은 바람직한 구성 정보 기억 장치에서는, 상기 전극층은 헤드부 액츄에이터가 아암부에 접합된 부분에서 전압이 인가되는 것이 적절하다. 이와 같은 적절한 구성 정보 기억 장치는 제조가 용이하다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 제2정보 기억 장치는, 소정의 정보 기억 매체에 대한 정보 기록 및 정보 재생 중 적어도 어느 하나를 행하는 헤드가 탑재된 헤드부와,

상기 헤드부 액츄에이터가 압전 재료로 되는 하나 이상의 압전층과 이 압전층을 사이에 끼는 복수의 전극층으로 되는 적층 구조를 가지며, 또한 그 적층 구조의 적층 방향으로 압축 신장하는 구동부와,

삭제

구동부의 복수를 소정의 공통면 내에 있어서의 적층 방향도 포함시켜서 회전 대칭이면서 비선대칭인 배치로 유지하는 유지부를 구비한 것을 특징으로 한다.

또 본 발명의 정보 기억 장치에서 말하는 헤드부 액츄에이터에 대하여는, 여기서는 그 기본 형태만을 나타내는 것으로 충분하지만, 이것은 단지 중복을 피하기 위해서이고, 본 발명의 정보 기억 장치에서 말하는 헤드부 액츄에이터에는, 상기의 기본 형태의 헤드부 액츄에이터 뿐만 아니고, 전술한 압전 액츄에이터의 각 형태에 대응하는 각종 형태의 헤드부 액츄에이터가 포함된다.

또 본 발명의 제2정보 기억 장치에 대하여도, 중복 기재를 피하기 위해서 기본 형태만을 나타낸 것으로 충분하지만, 본 발명의 제2정보 기억 장치에는, 제1정보 기억 장치의 각 형태에 대응하는 각종 형태의 제2정보 기억 장치가 포함된다.

(실시예)

이하 본 발명의 실시예에 대하여 설명하겠다.

도1은 본 발명에 의한 정보 기록장치의 제1실시예를 나타낸 도면이다.

이 도1에 나타낸 하드디스크 드라이브(HDD)(100)는 본 발명의 정보 기록장치의 제1실시예에 상당하는 것이고, 본 발명의 압전 액츄에이터의 제1실시예가 장치되어 있다. 이 하드디스크 드라이브(100)의 하우징(101)에는 회전축(102)에 장착되어서 회전하는 자기 디스크(103)와, 자기 디스크(103)에 대하여 정보 기록과 정보 재생을 하는 자기 헤드가 탑재된 슬라이더(104)와, 슬라이더(104)를 후술하는 압전 액츄에이터를 거쳐서 유지하는 서스펜션(108)과, 서스펜션(108)이 고착되어서 아암축(105)을 중심으로 자기 디스크(103)표면을 따라 이동하는 캐리지 아암(106)과, 캐리지 아암(106)을 구동하는 아암 액츄에이터(107)가 수용되어 있다. 이 도1에 나타낸 하드디스크 드라이브(100)에는, 자기 헤드와 슬라이더(104)에 의해서 본 발명에서 말하는 헤드부가 구성되어 있고, 서스펜션(108)과 캐리지 아암(106)에 의해서 본 발명에서 말하는 아암부가 구성되어 있다. 따라서 아암 액츄에이터(107)는 본 발명에서 말하는 아암부 액츄에이터에 상당한다.

자기 디스크에 정보의 기록 및 자기 디스크(103)에 기억된 정보의 재생에 있어서는, 자기회로로 구성된 아암 액츄에이터(107)에 의해서 캐리지 아암(106)이 구동되고, 후술하는 압전 액츄에이터에 의해서 슬라이더(104)가 구동되어서, 자기 헤드가 회전하는 자기 디스크(103) 상의 소망하는 트랙에 위치 맞춤된다. 슬라이더(104)에 탑재된 자기 헤드는 자기 디스크(103)의 회전에 수반되어, 자기 디스크(103)의 각 트랙에 배열하는 각 미소(微小)영역에 순차 근접한다. 정보의 기록시에는 이와 같이 자기 디스크(103)에 근접한 자기 헤드에 전기적인 기록 신호가 입력되고, 자기 헤드에 의해서 그 기록 신호에 따라 그들 각 미소 영역에 자계가 인가되어서, 그 기록 신호에 저장된 정보가 각 미소 영역의 자화 방향으로서 기록된다. 또 정보의 재생시에는, 자기 헤드에 의해서 각 미소 영역의 자화 방향으로서 기록된 정보가 그 자화 각각이 발생하는 자계에 따른 전기적인 재생 신호로서 취출된다. 하우징(101)의 내부 공간은 도시하지 않은 커버에 의해서 폐쇄된다.

도2는 도1에 나타낸 서스펜션(108) 부근의 확대도이다.

이 도2에는 도1에 나타낸 캐리지 아암(106)의 선단 부분을 나타내고 있고, 상술한 바와 같이 그 캐리지 아암(106)의 선단 부분에는 서스펜션(108)이 고착되어 있다. 이 서스펜션(108)은 자기 디스크에 대하여 접리(接離)되는 방향(도2의 상하 방향)으로 구부러지는 판 스프링으로서 기능한다. 또 이 서스펜션(108)은 압전 액츄에이터(200)를 거쳐서 슬라이더(104)를 유지하고 있고, 슬라이더(104)에는 자기 헤드(109)가 탑재되어 있다. 압전 액츄에이터(200)는, 도1에 나타낸 아암 액츄에이터와는 독립으로 슬라이더(104)를 구동함으로써 자기 헤드(109)를 미소 이동시킨다. 이 압전 액츄에이터(200)는 본 발명의 압전 액츄에이터의 제1실시예인 동시에, 본 발명에서 말하는 헤드부 액츄에이터의 일례이기도 하다. 이 압전 액츄에이터(200)에 의한 자기 헤드(109)의 미소 이동에 의해서, 자기 헤드(109)가 정확하게 위치 맞춤된다.

도3은 서스펜션(108)의 선단 부분의 확대도이다.

서스펜션(108) 선단의 부착부(108a)에는 압전 액츄에이터(200)가 부착되어 있고, 이 부착부(108a)의 주위는 아주 좁은 가교부(108b)를 제외하고 홈(108c)으로 둘러싸이고 있다. 이에 의해서 부착부(108a)에서는, 서스펜션(108)의 판 스프링으로서의 기능이 특히 높여지고 있다.

압전 액츄에이터(200)는 중심체(200a)와 2개의 소용돌이형의 아암(200b)을 갖고 있고, 아암(200b)의 선단(200c)은 부착부 (108a)에 고착되고, 중심체(200a)는 슬라이더(104)의 중심에 고착되어 있다. 또 압전 액츄에이터(200)는 후술하는 2차원 형상을 갖는 압전층과, 그 압전층을 사이에 끼는 전극층으로 되는 적층 구조를 갖고 있다.

도4는 압전층의 형상을 나타낸 도면이고, 도5는 전원 전극층의 형상을 나타낸 도면이고, 도6은 접지 전극층의 형상을 나타낸 도면이다.

도4에 나타낸 압전층(201), 도5에 나타낸 전원 전극층(202) 및 도6에 나타낸 접지 전극층(203)은 전원 전극층(202), 압전층 (201), 접지 전극층(203), 압전층(201), 전원 전극층(202), 압전층 (201), …이 같은 순서로 적층되고, 도3에 나타낸 압전 액츄에이터(200)를 구성한다.

도4에 나타낸 압전층(201)은 중심부(201a)와, 그 중심부 (201a)로부터 뻗은 2개의 아암부(201b)를 갖고 있다. 이들 중심부(201a) 및 아암부(201b)는 각각 도3에 나타낸 압전 액츄에이터(200)의 중심체(200a) 및 아암(200b)에 대응하고 있다.

2개의 아암부(201b)는 본 발명에서 말하는 아암부군의 일례를 구성하고 있고, 2개의 아암부(201b)로 되는 아암부군은, 전체로서 회전 대칭임과 동시에 비선대칭이다. 즉 중심부(201a)에 2회 대칭축이 존재하고, 중심부(201a)를 중심으로 한 180˚의 회전 이동에 의해서 2개의 아암부(201b)가 서로 겹치지만, 선대칭축은 존재하지 않는다. 또 각 아암부(201b)는 아암부(201b)와 중심부(201a)가 이어지는 근본에 대하여 중심부(201a)를 경유하여 뒷쪽으로 돌아가 있다. 후술하는 바와 같이 이 구조에 의해서 저전압에서 큰 변위가 생긴다.

2개의 아암부(201b) 각각의 선단에는, 후술하는 비어가 통하는 관통 구멍(201c)이 뚫려 있다. 본 실시예에서는 이와 같은 압전층(201)이 복수 구비되어 있으며, 구동 전압의 저전압화 및 변위량의 증가가 도모되어 있다.

도5에 나타낸 전원 전극층(202)과, 도6에 나타낸 접지 전극층(203)은 어느 것이나 도4에 나타낸 2개의 아암부(201b)에 대응하는 형상의 전극이고, 이들 전원 전극층(202) 및 접지 전극층(203)에 의해서 압전층(201)이 사이에 끼워져 있다. 이들의 전원 전극층(202)과 접지 전극층(203) 사이에 구동 전압이 인가되면 2개의 아암부(201b)가 수축되고, 구동 전압이 소실되면 2개의 아암부(201b)는 신장하여 원 위치에 되돌아 간다.

전원 전극층(202)에는 2개의 관통 구멍(201c) 중의 한쪽 관통 구멍에 대응하는 위치에 비어(204)가 접속되어 있고, 이 비어(204)에 의해서 전원 전극층(202)끼리 접속되어 있다. 또 접지 전극층(203)에는 상기 한쪽 관통 구멍에 대한 다른 쪽의 관통 구멍에 대응하는 위치에 비어(205)가 접속되어 있고, 이 비어(205)에 의해서 접지 전극층(203)끼리 접속되어 있다.

도7은 서스펜션에 있어서의 배선을 나타낸 도면이다.

서스펜션(108)에는 서스펜션(108)의 근본에서 가교부(108b)를 거쳐서 부착부(108a)에 이르는, 전원선(108d) 및 설치선 (108e)이 설치되어 있고, 이들 전원선(108d) 및 접지선(108e)은 절연막으로 덮어져 있다. 또 전원선(108d) 및 접지선(108e) 각각의 선단에는 전원 단자(108f) 및 접지 단자(108g)가 설치되어 있고, 이들 전원 단자(108f) 및 접지 단자(108g) 각각의 위에 형성된 도전성의 접착제의 층(108h)에 의해서, 도3에 나타낸 압전 액츄에이터(200)의 아암(200b)의 선단(200c)이 서스펜션(108)에 고착된다. 또 도전성의 접착제의 층(108h)을 거쳐서 전원 단자(108f) 및 접지 단자(108g)가 각각 도5에 나타낸 전원 전극층(202) 및 도6에 나타낸 접지 전극층(203)과 접속되어 있고, 이에 의하여 배선의 시간이 절약되어 저 비용화가 도모되고 있다.

전원선(108d)과 접지선(108e) 사이에 구동 전압이 인가되면, 전원 단자(108f)와 접지 단자(108g) 사이 및 전원 전극층(202)과 접지 전극층(203) 사이에 구동 전압이 인가되어서, 도4에 나타낸 압전층(201)의 아암부(201b)가 층 안쪽 방향으로 수축된다. 그 결과, 도3에 나타낸 아암(200b)이 수축된다.

이하 도3을 참조하면서 설명을 계속하겠다.

전원 전압의 인가에 의해서 압전층의 아암부가 수축되면, 상술한 바와 같이 아암(200b)의 선단(200c)은 부착부(108a)에 고착되어 있으므로, 도3의 화살표(F1)가 나타낸 것과 같이 압전 액츄에이터(200)의 각 아암(200b)을 선단(200c) 측으로 잡아 당기는 힘이 생긴다. 그리고 그의 힘에 의해서 압전 액츄에이터(200)가 변형하여 중심체(200a)가 화살표(F2) 방향으로 회동하고, 슬라이더(104)는 화살표(F3) 방향으로 회동한다. 그 결과 슬라이더(104 )에 탑재되어 있는 자기 헤드가 이동하게 된다.

이와 같은 작용은 도3에 나타낸 완만한 소용돌이 형상의 아암(200b)이 아니어도 생기고, 복수의 아암은 전체로서 회전 대칭이면서 비선대칭으로 형성되어 있으면, 아암 및 아암부의 형상은 4각형을 접합한 형상 등이라도 좋다. 따라서 아암 및 아암부의 형상의 자유도는 높다.

그런데 화살표(F1)가 나타낸 각 아암(200b)을 선단(200c) 측으로 잡아 당기는 힘은, 아암(200b)과 중심체(200a)가 연결되어 있는 근본을 선단(200c)에 직선적 으로 잡아 당기는 힘이지만, 상술한 압전층의 아암부와 마찬가지로 압전 액츄에이터(200)의 아암(200b)은 중심체(200a)의 뒷쪽으로 돌아가 있기 때문에 상기 근본이 중심체(200a)를 크게 우회하는 듯이 이동하게 된다. 이 때문에 아암(200b)이 약간 수축되어도 중심체(200a)는 큰 회전 각도로 회동하므로, 낮은 구동 전압으로 헤드 위치의 큰 변위가 생긴다. 또 아암(200b)이 더(예를 들면 중심체(200a)를 1주할 정도로) 돌면 중심체(200a)의 회전각은 더욱 커진다. 다만, 이 경우에는 압전 액츄에이터(200)의 강성이나 가공성이 떨어진다.

상술한 바와 같이 압전 액츄에이터(200)의 중심체(200a)는 슬라이더(104)의 무게 중심으로 고착되어 있다. 또 압전 액츄에이터 (200)는 중심체(200a)를 중심으로 하는 회동 변위가 생기어, 압전 액츄에이터(200) 자체의 무게 중심은 중심체(200a)의 위치에 존재한다. 이 때문에 압전 액츄에이터(200)가 변위하여 슬라이더(104) 및 자기 헤드가 구동될 때의 관성 모멘트 가 작고, 압전 액츄에이터(200)와 슬라이더(104)와 자기 헤드로 되는 복합체의 공진 주파수가 높아, 그 복합체는 고속 응답이 가능하다.

도8은 압전 액츄에이터의 제조 공정을 나타낸 도면이다.

여기에는 회로기판 등으로 이용되고 있는 그린시트 적층법에 의해서 압전 액츄에이터를 제조하는 제조 공정을 나타내고 있다.

우선 나타낸 것과 같이, PNN-PT-PZ계 압전 세라믹의 분말을 포함한 두께 65㎛의 그린시트(210)를, 독터 블레이드(doctor blade)법에 의해서 압전 액츄에이터 복수분의 범위에 성형한다(도8a).

다음에 나타낸 것과 같이, 직경 50㎛의 비어 구멍(211)을 그린시트(211)의 소정 위치에 천공한다(도8b).

그 후에 나타낸 것과 같이, 스크린인쇄에 의해서, Ag-Pd 전극 페이스트(212)를 비어 구멍(211)에 메우는 동시에, Ag-Pd 전극 페이스트(212)를, 도5 및 도6에 나타낸 전극층의 형상으로 패턴 인쇄한다(도8c).

상술한 각 공정을 복수회(여기서는 4회) 반복하여 적층체(213)를 형성하고, 그 적층체를 가열 프레스에 의해서 일체화한다(도8d).

그리고 표면 및 이면에 전극 페이스트를 인쇄하여 표면 전극(214)을 형성하고(도8e), 천공 프레스에 의해서 소용돌이 형상의 외형을 형성하여 각 압전 액츄에이터(200)를 개별화한다(도8f).

최후에 대기 중에서 탈지해서 소성하여 압전 액츄에이터(200)가 완성된다(도8g). 필요에 따라서 소성 후에 가공을 실시하여도 좋다.

이와 같은 제조 공정을 거쳐서 제조되는 압전 액츄에이터는 압전 세라믹의 일체물이며, 가공이나 조립은 거의 없어 저가로 제조할 수 있다.

또 비어에 의해서 층간이 용이하고 또한 저가로 접속되고, 표면 전극(214)에 의하여 서스펜션 상의 단자와 용이하게 접속된다.

또 여기서는 적층체(213)의 형성 후에 천공 프레스에 의해서 압전 액츄에이터(200)의 외형을 형성하여 개별화하지만, 압전 액츄에이터(200)의 외형은 비어 구멍을 천공할 때에 형성되어도 좋다. 또 압전 액츄에이터(200)는 도8d에 나타낸 적층체(213)를 소성하여, 표면 연마 및 표면 전극 형성을 행한 후에, 초음파 가공, 블레스트 가공, 레이저 가공, 워터 제트(water jet) 가공 등에 의해서 개별화되어도 좋다.

또 여기서는 압전층은 그린시트법으로 형성되지만, 압전층은 인쇄 다층법으로 형성되어도 좋다.

또 표면 전극(214)은 상술한 바와 같이 일체 소성하는 것이 비용면으로 유리하지만, 표면 전극(214)의 형성 전에 적층체(213 )를 소성하고, 그 후에 인쇄법이나 기상법 등으로 표면 전극(214)을 형성하여도 좋다.

여기서 도3에 나타낸 압전 액츄에이터(200)를, 도8에 나타낸 제조 공정에 의해서 이하에 나타낸 사양으로 제조하였다.

외형치수 : 1.0×1.0×0.16mm

중량 : 0.8mg

구동층(압전층)수 : 4층

구동층(압전층)두께 : 40㎛

압전 재료 : PNN-PT-PZ계 세라믹

(압전 상수d31=300pm/V)

전극재료 : Ag-Pd

이와 같은 사양의 압전 액츄에이터(200)를, 도3에 나타낸 것과 같이 서스펜션(108) 및 슬라이더(104)에 고착하여 동작 특성을 평가한 결과, 자기 헤드의 가동거리는 12V의 구동 전압으로 1.5㎛이고, 자기 헤드의 위치 맞춤 정밀도는 0.03㎛이고, 기계적인 공진의 주파수는12kHz였다.

한편 압전 액츄에이터를 사용하지 않은 전자형의 액츄에이터만의 동작 특성을, 본 실시예와의 비교를 위해서 평가한 결과, 위치 맞춤 정밀도는 0.12㎛이고, 기계적인 공진의 주파수는 600Hz였다.

즉 제1실시예의 압전 액츄에이터가 사용된 하드디스크 드라이브에서는, 높은 위치 맞춤 정밀도로 고속으로 자기 헤드를 이동시킬 수 있고, 기록 밀도의 고밀도화나 리드/라이트의 고속화를 도모할 수 있다.

이상에서 정보 기억 장치 및 압전 액츄에이터의 제1실시예에 대한 설명을 종료하고, 이하에서는 정보 기억 장치 및 압전 액츄에이터 각각의 제2실시예에 대하여 설명하겠다. 다만 제2실시예와 제1실시예와의 상이점을 중심으로 설명하고, 중복 설명은 생략한다.

도9는 본 발명의 압전 액츄에이터의 제2실시예를 나타낸 도면이다.

본 제2실시예의 압전 액츄에이터(300)는, 중심체(300a)와 4개의 아암(300b)을 갖고 있는 점을 제외하고, 상술한 제1실시예의 압전 액츄에이터(200)와 똑 같은 액츄에이터이고, 이 제2실시예의 압전 액츄에이터(300)도, 압전층과 전원 전극층과 접지 전극층으로 구성되어 있다. 그리고, 이 압전층은 중심체(300a)에 대응하는 중심부와, 4개의 아암(300b)에 상당하는 4개의 아암부를 갖고 있고, 전원 전극층과 접지 전극층 사이에 구동 전압이 인가되면, 제1실시예의 압전 액츄에이터(200)와 똑 같은 원리에 의해서 중심체(300a)가 회동한다.

도10은 본 발명의 정보 기억 장치의 제2실시예에 있어서의 서스펜션 부근의 분해 사시도이다.

정보 기억 장치의 제2실시예는 서스펜션(110)과 캐리지 아암(111) 사이에 압전 액츄에이터(300)가 구비된 점을 제외하고는 상술한 정보 기억 장치의 제1실시예와 똑 같은 장치이다.

압전 액츄에이터(300)의 중심체(300a)는, 도시하지 않은 자기 헤드를 탑재한 슬라이더(112)와, 서스펜션(110)으로 되는 헤드부의 무게 중심에 고착되어 있고, 압전 액츄에이터(300)의 각 아암 (300b)의 선단은, 캐리지 아암(111) 상의 각 고정장소(111a)에 고정되어 있다. 서스펜션(110)의 길이에 의한 변위확대효과가 작용하기 때문에 압전 액츄에이터(300)의 변위량은, 도2에 나타낸 압전 액츄에이터(200)의 변위량보다도 적어도 좋다.

제2실시예의 압전 액츄에이터(300)를 도8에 나타낸 제조 공정에 의해서 이하에 나타낸 사양으로 제조하였다.

외형치수 : 4.0×4.0 ×0.16mm

중량 : 15mg

구동층(압전층)수 : 4층

구동층(압전층)두께 : 40㎛

압전 재료 : PNN-PT-PZ계 세라믹

(압전 상수d31=(300)pm/V)

전극재료 : Ag-Pd

그리고 이와 같은 사양의 압전 액츄에이터(300)를 도10에 나타낸 것과 같이 캐리지 아암(111) 및 서스펜션(110)에 고착하여 동작 특성을 평가한 결과, 자기 헤드의 가동거리는 12V의 구동 전압으로 1.0㎛이고,

자기 헤드의 위치 맞춤 정밀도는 0.07㎛이고, 기계적인 공진의 주파수는 8kHz였다. 따라서 제2실시예의 압전 액츄에이터가 장치된 하드디스크도, 높은 위치 맞춤 정밀도로 고속으로 자기 헤드를 이동시킬 수 있고, 기록 밀도의 고밀도화나 리드/라이트의 고속화를 도모할 수 있다.

또 상술한 제1실시예 및 제2실시예로는, 압전 액츄에이터의 중심체가 자기 헤드측에 고착되고, 압전 액츄에이터의 아암의 선단이 아암측에 고착되어 있고, 이와 같이 고착하면 관성 모멘트를 작게 하는 등의 점에서 유리하다. 그러나 본 발명에서 말하는 헤드 액츄에이터의 고착형태로서는, 이와 같은 형태에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 압전 액츄에이터의 중심체가 아암측에 고착되고, 압전 액츄에이터의 아암의 선단이 자기 헤드측에 고착되어도 좋다.

또 상술한 제1실시예 및 제2실시예로는, 압전층의 아암부가 2회 대칭 및 4회 대칭으로 설치되어 있지만, 본 발명에서 말하는 아암부는 3회 대칭으로 설치되어도 좋고, 또는 5회 대칭으로 설치되어도 좋다.

또 상술한 제1실시예 및 제2실시예로는, 압전층의 층수가 4층이지만, 본 발명에서 말하는 압전층은 단층이거나 다층이라도 좋다. 다층화할수록 저전압화, 고변위화, 고강성화에 유리하지만 비용은 높아진다.

또 압전 액츄에이터의 전극과, 서스펜션이나 아암상의 배선과의 도통형태는 도전성 접착제에 의한 접합에 한정되는 것은 아니고, 땜납에 의한 접합이나 단순한 접촉에 의해서 도통되어도 좋다.

또 압전 액츄에이터의 내층 전극으로서는, PZT계 압전 세라믹과의 일체 소성이 가능한, Ag-Pd전극이나 Pt전극 등이 적합하지만, 압전 재료에 따라서는 Ag전극이나 Ni전극 등도 이용 가능하다. 한편 표면 전극으로서는 내층전극과 같은 계통의 재료인 전극을 사용하는 것이 적합하지만, 소성 후에 표면 전극을 형성하는 경우는, 증착 등의 각종의 전극 형성법을 이용할 수 있어, 폭 넓은 재료가 이용 가능이다. 그리고 전극층끼리의 접속으로서는 비어에 의한 접속만이 아니고, 압전 액츄에이터의 측면을 따른 접속도 이용 가능하다.

다음에 본 발명의 압전 액츄에이터의 제3, 제4 및 제5실시예에 대하여 설명하겠다. 이들 제3, 제4 및 제5실시예의 압전 액츄에이터는 상술한 제1실시예의 정보 기억 장치에 장치되어 있는 압전 액츄에이터로 바꿔 정보 기억 장치에 장치된 것이고, 이들 제3, 제4 및 제5실시예의 압전 액츄에이터가 장치된 정보 기억 장치는, 본 발명의 정보 기억 장치의 제3, 제4 및 제5실시예에 상당한다. 이하에서는 압전 액츄에이터의 제3, 제4 및 제5실시예에 대해서만 설명하겠다.

도11은 본 발명의 압전 액츄에이터의 제3실시예를 나타낸 도면이다.

이 도11에 나타낸 제3실시예의 압전 액츄에이터(250)는, 중심부(251a)와 2개의 아암부(251b)를 갖은 압전층(251)과, 그 압전층(251)을 사이에 낀 전원 전극층(252) 및 접지 전극층(253)을 구비하고 있다. 이 압전 액츄에이터(250)는 압전층(251)이 본 발명에서 말하는 2차원 형상으로 만곡된 것이다. 따라서 압전층 (251), 전원 전극층(252) 및 접지 전극층(253)의 적층 방향은 제1실시예의 압전 액츄에이터에 있어서의 적층 방향과는 상이하지만, 전원 전극층(252)과 접지 전극층(253) 사이에 전원 전압이 인가되면, 제1실시예의 압전 액츄에이터와 같이, 압전층(251)이 층 안쪽 방향으로 수축되어 중심부(251a)가 회동한다.

도12는 제3실시예의 압전 액츄에이터의 제조 공정을 나타낸 도면이다.

이 제조 공정에서는 우선, 도11에 나타낸 2차원 형상과 같은 형상의 개구가 설치된 꼭지쇠에 의해서 압전 재료가 밀어내어 형성됨으로써, 단면형상이 도11에 나타낸 2차원 형상인 장척체(260)가 형성된다(도12a).

다음에 장척체(surface of longitudinal material,長尺體)(260)의 주면에 전원 전극층(252) 및 접지 전극층(253)이 형성되고(도12(B), 최후에, 장척체(260)가 슬라이스 가공되어, 압전 액츄에이터(250)를 얻을 수 있다.

이와 같은 제조 공정에 의해서, 다량의 압전 액츄에이터 (250)가 저가로 제조된다.

도13은 본 발명의 압전 액츄에이터의 제4실시예를 나타낸 도면이고, 도14는 본 발명의 압전 액츄에이터의 제5실시예를 나타낸 도면이다.

도13에 나타낸 압전 액츄에이터(400)는 압전 재료로 되는 압전층(401)과, 전원 전극층(402)과, 접지 전극층(403)을 포함한 적층 구조를 갖고 있다. 전원 전극층(402)끼리 및 접지 전극층(403)끼리는, 압전 액츄에이터(400)의 측면을 따른 외부 전극에 의해서 서로 접속되어 있다.

또 이 압전 액츄에이터(400)에는, 압전층(401)이 전원 전극층(402)과 접지 전극층(403) 사이에 끼워진 층 구조의 구동부(400a )와, 압전층(401)이 접지 전극층(403)끼리 사이에 끼워진 부동부 (400b)가 설치되어 있고, 구동부(400a)는 전원 전극층(402)과 접지 전극층(403) 사이에 구동 전압이 인가되면 적층 방향(도면의 좌우 방향)으로 신장하여 인가전압이 소실되면 압축되어 원래로 복귀된다. 또 압전 액츄에이터(400) 중, 구동부(400a) 및 부동부(400b)를 제외한 다른 부분은 구동부(400a) 및 부동부(400b)를 유지하는 유지부로서 기능하고 있고, 이 유지부는 2개의 구동부(400a)를, 전체로서 회전 대칭이면서 비선대칭의 배치로 유지함으로써, 압전 액츄에이터의 일체 구조를 유지하고 있다.

압전 액츄에이터(400)는 2개의 단부 접합체(405)에 의해서 서스펜션에 접합되어 있고, 3개의 중부 접합체(406)에 의해서 슬라이더에 접합되어 있다. 그리고 구동부(400a)가 신장함으로써, 3개의 중부 접합체(406)가 압전 액츄에이터(400)의 중앙을 회동 중심으로 하여 회동한다. 구동부(400a)는, 복수의 압전층을 포함한 다층 구조를 갖기 때문에, 저전압으로 큰 변위가 생기게 된다.

또 이 압전 액츄에이터(400)로는, 구동부(400a)와 부동부 (400b)가, 적층 구조의 적층 방향으로, 슬릿(간극)(404)을 사이에 끼워 대향하고 있고, 이 슬릿(404)이 설치됨으로써, 구동부(400a)가 신장했을 때에 생기는 힘이 빠져 나가서 충분히 큰 회동 변위가 생긴다. 이 슬릿(404)은 압전 액츄에이터(400)의 측면에서 안쪽으로 뻗어 있고, 압전 액츄에이터(400)의 중앙 부분에서 압전 액츄에이터(400)의 일체 구조가 유지되어 있다.

도14에 나타낸 압전 액츄에이터(500)는, 슬릿(501)의 구조가, 도13에 나타낸 슬릿(404)의 구조와 상이한 점을 제외하고, 도13에 나타낸 압전 액츄에이터(400)와 동등한 액츄에이터이다. 도14에 나타낸 압전 액츄에이터(500)의 구성 요소 중, 도13에 나타낸 압전 액츄에이터(400)의 구성 요소와 동등한 구성 요소에 대하여는, 도13에 나타낸 부호와 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다.

도14에 나타낸 압전 액츄에이터(500)의 슬릿(501)은 압전 액츄에이터(500)의 중앙 부분에 존재하여, 압전 액츄에이터(500)의 측면부분에서 압전 액츄에이터(500)의 일체 구조가 유지되어 있다. 이와 같이 측면부분의 2개소에서 일체 구조가 유지되어 있기 때문에 도14에 나타낸 압전 액츄에이터(500)는 도13에 나타낸 압전 액츄에이터(400)에 비해서 강성이 높다.

도15는 제4실시예의 압전 액츄에이터의 적층 구조를 형성하는 공정을 나타낸 도면이고, 도16은 제5실시예의 압전 액츄에이터의 적층 구조를 형성하는 공정을 나타낸 도면이다.

도15 및 도16에는 각각 도13에 나타낸 압전 액츄에이터 (400) 및 도14에 나타낸 압전 액츄에이터(500)의 적층 구조의 6개분을 한꺼번에 형성하는 공정을 나타내고 있고, 도15 및 도16의 1점 쇄선으로 분할된 각 열이 하나의 적층 구조에 상당한다.

도15에 나타낸 형성 공정 및 도16에 나타낸 형성 공정의 쌍방에 있어서, 우선 PNN-PT-PZ계 세라믹의 분말이 사용된 그린시트(410a)가 형성되고, 그 그린시트(410a) 상에, 도13 및 도 14에 나타낸 접지 전극층(403)에 상당하는 제1패턴의 Pt 페이스트(411)가 인쇄된다. 이 제1패턴의 Pt 페이스트(411)는 적층 구조의 2개분에 걸쳐 있다.

다음에 제1패턴의 Pt 페이스트(411) 상에 그린시트(410b)가 형성되고, 그 그 린시트(410b) 상에, 도13 및 도14에 나타낸 전원 전극층(402)에 상당하는 제2패턴의 Pt 페이스트(412)가 인쇄된다. 이 제2패턴의 Pt 페이스트(411)도 적층 구조의 2개분에 걸쳐 있고, 걸치는 위치는 제1패턴의 Pt 페이스트(411)가 걸치는 위치와는 다르다.

그 후 그린시트(410a, 410b)의 형성과, 제1패턴 또는 제2패턴의 Pt 페이스트(411, 412)의 인쇄가 필요한 회수 반복되고, 그 후 인쇄된 Pt 페이스트를 덮는 그린시트(410c)가 형성된다.

다음에 도15에 나타낸 형성 공정에서는, 도13에 나타낸 슬릿(404)에 상당하는 제3패턴을 갖는, PVB 바인더를 주성분으로 하는 페이스트(413)가 인쇄된다. 이 제3패턴은 전원 전극층(402)에 상당하는 제2패턴과 같은 패턴이고, 이 PVB 바인더를 주성분으로 하는 페이스트(413)는, 후에 탈지 및 소성이 행하여질 때에 소실되는 것이다. 제3패턴의 페이스트(413)가 인쇄된 후, 제3패턴의 페이스트(413)를 덮는 그린시트(410d)가 형성된다. 도15에 나타낸 형성 공정에서는, 이 그린시트(410d)는 적층 구조의 한 가운데이고, 이 그린시트(410d) 이후는, 상술한 공정이 역순으로 반복된다. 따라서 제3패턴의 페이스트(413)를 덮는 그린시트 (410d) 상에는, 제3패턴과는 서로 상이한 제4패턴을 갖는 PVB 바인더의 페이스트(414)가 인쇄된다.

한편 도16에 나타낸 형성 공정에서는, 상술한 그린시트(410c)가 형성된 후에는, 상술한 제3패턴의 페이스트(413), 그린시트(410d), 제4패턴의 페이스트(414)로 바꿔서, 도14에 나타낸 슬릿(501)에 상당하는 제5패턴을 갖는, PVB 바인더의 페이 스트(415)가 인쇄된다.

그 후는 도15 및 도16에 나타낸 형성 공정의 쌍방에 있어서, 그린시트(410e)가 형성되고, 그 후 제2패턴과는 서로 상이한 제6패턴의 Pt 페이스트(416)의 인쇄와 그린시트(410f)의 형성 및 접지 전극층에 상당하는 제7패턴의 Pt 페이스트(417)의 인쇄와 그린시트(410g)의 형성이 필요한 회수 반복된다.

이와 같이 하여 적층체가 형성되고, 이 적층체는 대기 중에서 탈지되고, 그 후 소성됨으로써 소망하는 적층 구조를 갖는 소성체가 얻어진다.

도17은 소성체를 압전 액츄에이터에 가공하는 공정을 나타낸 도면이다.

도17a에는 도15 및 도16에 나타낸 형성 공정에서 얻어진 소성체(420)가 나타내고 있고, 소성체(420)의 적층 구조의 적층 방향은 화살표(F4)가 나타낸 방향이다. 이 소성체(420)는 다이싱 소(dicing saw) 등에 의해서 점선으로 나타낸 것과 같이, 도15 및 도16에 나타낸 일점 쇄선에 상당하는 위치에서 벨트 형상으로 절단된다. 이에 의해서 적층 구조의 1개분에 상당하는 각주(421)가 얻어진다(도17b). 이 각주(421)의 절단면(421a)에는 전원 전극층 및 접지 전극층의 각각의 단면이, 전원 전극층 및 접지 전극층의 각각으로 분리된 상태로 노출되어 있고, 도17c에 나타낸 것과 같이 외부 전극(422)이 증착 등으로 형성됨으로써, 동 전위의 전극끼리 접속된다.

그 후 다이싱 소 등에 의해서, 도17d에 점선으로 나타낸 것과 같이 각주(421)가 개별 절단된다. 이에 의해서 압전 소자(400, 500)가 완성한다(도17e).

이상 설명한 바와 같이, 제4실시예 및 제5실시예의 압전 액츄에이터는, 도15∼도17에 나타낸 공정에 의해서 용이하게 또한 저 비용으로 제조할 수 있다.

또 도15∼도17에 나타낸 공정에서는, 슬릿을 형성하기 위해서 PVB 바인더의 페이스트가 사용되나, 탈지나 소성으로 소실되는 다른 바인더의 페이스트 등이 사용되어도 좋다. 또한 슬릿은 소성체를 얻은 후에 다이싱 소 등에 의해서 형성되어도 좋다.

여기서 도15∼도17에 나타낸 공정에 의해서, 구동부의 두께가 20㎛이고, 구동층(압전층)수가 20층인, 제4실시예 및 제5실시예의 압전 액츄에이터를 만들었다. 그리고 만든 압전 액츄에이터의 원 전극층과 접지 전극층 사이에 30V의 구동 전압을 인가하고, 슬릿 부근에서의 변위량을 측정한 결과, 어떤 실시예라도 250nm 이상이라는 큰 변위량을 나타냈다. 따라서 이 압전 액츄에이터를 상술한 제1실시예의 압전 액츄에이터로 바꿔 채용한 경우에는, 자기 헤드를 수백 nm라는 높은 정밀도로 위치 맞춤하는 것이 가능하다.

또 본 발명의 압전 액츄에이터로는, 구동층(압전층)은 20층으로 한정되는 것은 아니고, 몇 층이라도 좋은 것은 당연하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 저 비용으로 고성능의 압전 액츄에이터를 얻을 수 있다. 또 그와 같은 압전 액츄에이터가 장치됨으로써 정보 기억 장치에 있어서의 정보의 리드/라이트의 정밀도가 대폭으로 향상되어, 소형 경량으로 고기록 밀도의 정보 기억 장치를 얻을 수 있다.

Claims

중심부와, 이 중심부에서 바깥쪽으로 회전 대칭이면서 비(非)선대칭으로 뻗은 아암부군(group of arm portion))을 갖는 2차원 형상의 압전 재료로 형성되며, 층 안쪽 방향으로 압축 신장하는 압전층과,

상기 압전층을 사이에 끼는 복수의 전극층을 구비한 것을 특징으로 하는 압전 액츄에이터.
압전 재료로 되는 하나 이상의 압전층과 이 압전층을 사이에 끼는 복수의 전극층으로 되는 적층 구조를 가지며, 또한 그 적층 구조의 적층 방향으로 압축 신장하는 구동부와,

복수의 상기 구동부를 소정의 공통면 내의 적층 방향도 포함시켜서 회전 대칭이면서 비선대칭인 배치로 유지하는 유지부(holding portion)를 구비한 것을 특징으로 하는 압전 액츄에이터.
제2 항에 있어서,

상기 구동부에 대하여, 이 구동부가 압축 신장하는 방향과 교차되는 방향으로 인접하는 부동부(不動部)를 구비하고,

상기 유지부가 상기 구동부와 상기 부동부의 2쌍을 서로 한쪽 쌍의 구동부가 다른 쪽 쌍의 부동부에 대하여 그 구동부의 압축 신장 방향을 향해서 대향하도록, 유지하는 것을 특징으로 하는 압전 액츄에이터.
소정의 정보 기억 매체에 대한 정보 기록 및 정보 재생 중의 적어도 어느 하나를 행하는 헤드가 탑재된 헤드부와,

상기 헤드부에 탑재되어 있는 헤드가 상기 정보 기억 매체에 대하여 근접 또는 접촉하도록 이 헤드부를 유지하는 아암부와,

상기 아암부를 구동함으로써, 그 아암부에 유지된 헤드부에 탑재된 헤드를 상기 정보 기억 매체를 따라 이동시키는 아암부 액츄에이터와,

상기 아암부에 대하여 상기 헤드부를 이 헤드부의 무게 중심을 중심(中心)으로 하여 회동시키는 헤드부 액츄에이터를 구비하고,

상기 헤드부 액츄에이터가 중심부와, 이 중심부로부터 바깥쪽으로 회전 대칭이면서 비선대칭으로 뻗은 아암부군을 갖는 2차원 형상의 압전 재료로 형성되며, 층 안쪽 방향으로 압축 신장하는 압전층과,

상기 압전층을 사이에 끼는 복수의 전극층을 구비한 것을 특징으로 하는 정보 기억 장치.
소정의 정보 기억 매체에 대한 정보 기록 및 정보 재생 중의 적어도 어느 하나를 행하는 헤드가 탑재된 헤드부와,

상기 헤드부에 탑재되어 있는 헤드가 상기 정보 기억 매체에 대하여 근접 또는 접촉하도록 이 헤드부를 유지하는 아암부와,

상기 아암부를 구동함으로써, 그 아암부에 유지된 헤드부에 탑재된 헤드를 상기 정보 기억 매체를 따라 이동시키는 아암부 액츄에이터와,

상기 아암부에 대하여 상기 헤드부를 이 헤드부의 무게 중심을 중심으로 하여 회동시키는 헤드부 액츄에이터를 구비하고,

상기 헤드부 액츄에이터가 압전 재료로 되는 하나 이상의 압전층과 이 압전층을 사이에 끼는 복수의 전극층으로 되는 적층 구조를 가지며, 또한 그 적층 구조의 적층 방향으로 압축 신장하는 구동부와,

상기 구동부의 복수를 소정의 공통면 내의 적층 방향도 포함시켜서 회전 대칭이면서 비선대칭인 배치로 유지하는 유지부를 구비한 것을 특징으로 하는 정보 기억 장치.