JP2000357377A - 圧電アクチュエータ及びそれを用いたヘッド支持機構及びそれを用いた磁気ディスク装置 - Google Patents
圧電アクチュエータ及びそれを用いたヘッド支持機構及びそれを用いた磁気ディスク装置Info
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- JP2000357377A JP2000357377A JP11167868A JP16786899A JP2000357377A JP 2000357377 A JP2000357377 A JP 2000357377A JP 11167868 A JP11167868 A JP 11167868A JP 16786899 A JP16786899 A JP 16786899A JP 2000357377 A JP2000357377 A JP 2000357377A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】圧電アクチュエータを用いたヘッドの微小位置
決め機構において、静電容量を小さくして、電流容量の
小さな駆動回路で動かすことができるようにし、かつ、
分極崩壊、絶縁破壊、マイグレーション等の危険性を低
くし、信頼性を向上させる。 【解決手段】圧電アクチュエータを単層にするか、もし
くは層数の少ない積層構造とし、１層あたりの厚さを厚
くする。さらに、電極の面積を可能な限り小さくする。
決め機構において、静電容量を小さくして、電流容量の
小さな駆動回路で動かすことができるようにし、かつ、
分極崩壊、絶縁破壊、マイグレーション等の危険性を低
くし、信頼性を向上させる。 【解決手段】圧電アクチュエータを単層にするか、もし
くは層数の少ない積層構造とし、１層あたりの厚さを厚
くする。さらに、電極の面積を可能な限り小さくする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電アクチュエー
タ及びそれを用いたヘッド支持機構及びそれを用いた磁
気ディスク装置に関する。
タ及びそれを用いたヘッド支持機構及びそれを用いた磁
気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の圧電アクチュエータを用
いたヘッドの微小位置決め機構に係わる公知技術とし
て、例えば、特開平９−７３７４６号公報がある。
いたヘッドの微小位置決め機構に係わる公知技術とし
て、例えば、特開平９−７３７４６号公報がある。
【０００３】特開平９−７３７４６号公報に記載の２段
位置決め機構に用いられている微動圧電アクチュエータ
は、ロードビームの一方の面上にその長手方向に、互い
にほぼ平行に設けられる第１及び第２の圧電薄膜、並び
に前記ロードビームの他方の面上にその長手方向に互い
にほぼ平行で、前記第１及び第２の圧電薄膜にそれぞれ
対向するように設けられている第３及び第４の圧電薄膜
と、前記第１から第４の圧電薄膜へ、その厚み方向にそ
れぞれ電圧を印加するための第１から第４の電極対とを
備えた構造になっている。前記第１及び第３の圧電薄膜
と前記第２及び第４の圧電薄膜とがそれぞれ同相で伸縮
し、且つ前記第１及び第２の圧電薄膜と前記第３及び第
４の圧電薄膜とがそれぞれ逆相で伸縮するように前記第
１から第４の電極対に電圧信号を与えることによって、
高精度な微小変位が可能となる。
位置決め機構に用いられている微動圧電アクチュエータ
は、ロードビームの一方の面上にその長手方向に、互い
にほぼ平行に設けられる第１及び第２の圧電薄膜、並び
に前記ロードビームの他方の面上にその長手方向に互い
にほぼ平行で、前記第１及び第２の圧電薄膜にそれぞれ
対向するように設けられている第３及び第４の圧電薄膜
と、前記第１から第４の圧電薄膜へ、その厚み方向にそ
れぞれ電圧を印加するための第１から第４の電極対とを
備えた構造になっている。前記第１及び第３の圧電薄膜
と前記第２及び第４の圧電薄膜とがそれぞれ同相で伸縮
し、且つ前記第１及び第２の圧電薄膜と前記第３及び第
４の圧電薄膜とがそれぞれ逆相で伸縮するように前記第
１から第４の電極対に電圧信号を与えることによって、
高精度な微小変位が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、以下のような課題が存在する。
来技術には、以下のような課題が存在する。
【０００５】すなわち、特開平９−７３７４６号公報に
記載の２段位置決め機構に用いられている微動圧電アク
チュエータは、自己変形しない板状のロードビーム上に
圧電材が接合されているため、圧電材が伸縮してアクチ
ュエータが駆動するには、ロードビームを変形させる力
が必要となる。そのためにヘッドをロードビームの面内
方向に０．３μｍ変位させるのに、５０Ｖもの高電圧を
印可する必要がある。また、自己変形しない薄い板状の
ロードビームの面上に変形する圧電材が接合されている
ため、圧電材が伸縮した場合、ロードビームの面内変形
の剛性が面外変形の剛性に比べ非常に大きいことによ
り、たわみのような面外変形が発生する。本発明の目的
は、圧電材自体が揺動運動することにより、上記問題を
解決し、かつ、静電容量が小さく、作りやすく、分極崩
壊、絶縁破壊、マイグレーション等の発生の危険性が低
い圧電アクチュエータを提供し、容量の小さな駆動回路
で動作させることができ、応答性が良く、かつ、信頼性
の高い磁気ディスク装置の２段位置決め機構を提供する
ことである。
記載の２段位置決め機構に用いられている微動圧電アク
チュエータは、自己変形しない板状のロードビーム上に
圧電材が接合されているため、圧電材が伸縮してアクチ
ュエータが駆動するには、ロードビームを変形させる力
が必要となる。そのためにヘッドをロードビームの面内
方向に０．３μｍ変位させるのに、５０Ｖもの高電圧を
印可する必要がある。また、自己変形しない薄い板状の
ロードビームの面上に変形する圧電材が接合されている
ため、圧電材が伸縮した場合、ロードビームの面内変形
の剛性が面外変形の剛性に比べ非常に大きいことによ
り、たわみのような面外変形が発生する。本発明の目的
は、圧電材自体が揺動運動することにより、上記問題を
解決し、かつ、静電容量が小さく、作りやすく、分極崩
壊、絶縁破壊、マイグレーション等の発生の危険性が低
い圧電アクチュエータを提供し、容量の小さな駆動回路
で動作させることができ、応答性が良く、かつ、信頼性
の高い磁気ディスク装置の２段位置決め機構を提供する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、単層で圧電材自体が揺動変形するＤ３
１モードを利用した圧電アクチュエータを提供する。ま
た、前記圧電アクチュエータを磁気ディスク装置の2段
位置決め機構の微動アクチュエータとして用いる。
に、本発明では、単層で圧電材自体が揺動変形するＤ３
１モードを利用した圧電アクチュエータを提供する。ま
た、前記圧電アクチュエータを磁気ディスク装置の2段
位置決め機構の微動アクチュエータとして用いる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。
参照しつつ説明する。
【０００８】図１は、本発明の第１の実施例の圧電アク
チュエータを表したものであり、図２は図１に示した圧
電アクチュエータのＡ−Ａ´断面の図である。
チュエータを表したものであり、図２は図１に示した圧
電アクチュエータのＡ−Ａ´断面の図である。
【０００９】図１，２に示す圧電アクチュエータは、全
体が圧電材から作られており、大きく分けて可動部２、
変位発生部８，９、固定部３から成っている。固定部と
は、固定部材に接合され運動が拘束される部分であり、
可動部とは、変位発生部が変形することにより運動する
部分である。
体が圧電材から作られており、大きく分けて可動部２、
変位発生部８，９、固定部３から成っている。固定部と
は、固定部材に接合され運動が拘束される部分であり、
可動部とは、変位発生部が変形することにより運動する
部分である。
【００１０】変位発生部とは、電極４，６及び５，７に
挟まれ、その板厚方向に分極処理が施された部分のこと
であり、図２中の矢印１０，１１はその分極の向きを表
している。
挟まれ、その板厚方向に分極処理が施された部分のこと
であり、図２中の矢印１０，１１はその分極の向きを表
している。
【００１１】例えば、電極６，７をマイナス極又はグラ
ンド、電極４，５をプラス極として電圧を印可した場
合、分極の向きは、図２に示すようになる。
ンド、電極４，５をプラス極として電圧を印可した場
合、分極の向きは、図２に示すようになる。
【００１２】分極処理を施した後、電極間に電圧を印可
したときの電界の向きが分極の向きと一致する場合は、
変位発生部はその板厚方向に伸び、その面内方向には縮
む。逆に、電極間に電圧を印可したときの電界の向きと
分極の向きが逆の場合は、変位発生部はその板厚方向に
縮み、その面内方向には伸びる。
したときの電界の向きが分極の向きと一致する場合は、
変位発生部はその板厚方向に伸び、その面内方向には縮
む。逆に、電極間に電圧を印可したときの電界の向きと
分極の向きが逆の場合は、変位発生部はその板厚方向に
縮み、その面内方向には伸びる。
【００１３】本圧電アクチュエータは、このうち面内方
向の縮み又は伸びを利用することにより、揺動運動を発
生させる。
向の縮み又は伸びを利用することにより、揺動運動を発
生させる。
【００１４】変位発生部９の面内方向の縮み量が、変位
発生部８の面内方向の縮み量より大きい場合、可動部２
は図１中のａの方向に動く。その逆の場合は、ｂの方向
に動く。
発生部８の面内方向の縮み量より大きい場合、可動部２
は図１中のａの方向に動く。その逆の場合は、ｂの方向
に動く。
【００１５】本実施例では、変位発生部８と９の分極の
向きが逆向きになっているが、分極の向きが同じ向きの
場合でも、加える電界の向きを変えれば同じ効果を得る
ことができる。
向きが逆向きになっているが、分極の向きが同じ向きの
場合でも、加える電界の向きを変えれば同じ効果を得る
ことができる。
【００１６】静電容量は電極の面積が小さく、層数が少
なく、１層あたりの厚さが大きいほど小さくなるが、１
層あたりの厚さを小さくすると、単位印可電圧あたりの
変位が小さくなるため、１層あたりの厚さは、必要な単
位印可電圧あたりの変位を考慮して決める必要がある。
なく、１層あたりの厚さが大きいほど小さくなるが、１
層あたりの厚さを小さくすると、単位印可電圧あたりの
変位が小さくなるため、１層あたりの厚さは、必要な単
位印可電圧あたりの変位を考慮して決める必要がある。
【００１７】本圧電アクチュエータは単層構造であるた
め、静電容量を小さくすることができる。
め、静電容量を小さくすることができる。
【００１８】静電容量が小さいと、電流も小さくなるの
で容量の小さな駆動回路で動かすことが可能となる。ま
た、時定数が小さくなるため、応答特性も向上する。
で容量の小さな駆動回路で動かすことが可能となる。ま
た、時定数が小さくなるため、応答特性も向上する。
【００１９】さらに、１層あたりの厚さを厚くすること
が可能となるため、分極崩壊、絶縁破壊、マイグレーシ
ョン等の危険性も低減できる。
が可能となるため、分極崩壊、絶縁破壊、マイグレーシ
ョン等の危険性も低減できる。
【００２０】本発明の第２の実施例を図３により説明す
る。図３は、前記第１の実施例の圧電アクチュエータを
搭載したサスペンションを表している。
る。図３は、前記第１の実施例の圧電アクチュエータを
搭載したサスペンションを表している。
【００２１】磁気ヘッド１５が搭載されているスライダ
１６は、ロードビーム１３の先端に接合されている。ロ
ードビームの後端の上面又は下面又は上下両面に、圧電
アクチュエータ１の可動部が接合されている。圧電アク
チュエータの固定部は、ベースロードビーム１４に接合
されている。
１６は、ロードビーム１３の先端に接合されている。ロ
ードビームの後端の上面又は下面又は上下両面に、圧電
アクチュエータ１の可動部が接合されている。圧電アク
チュエータの固定部は、ベースロードビーム１４に接合
されている。
【００２２】圧電アクチュエータ１を駆動させることに
より、ロードビーム全体を揺動運動させ、ヘッドを所定
の位置に高精度に位置決めすることができる。
より、ロードビーム全体を揺動運動させ、ヘッドを所定
の位置に高精度に位置決めすることができる。
【００２３】また、第１の実施例の圧電アクチュエータ
は一体型であるため、組み立てが容易である。さらに、
静電容量が小さいため、安価な駆動回路で動かすことが
可能となる。
は一体型であるため、組み立てが容易である。さらに、
静電容量が小さいため、安価な駆動回路で動かすことが
可能となる。
【００２４】本発明の第３の実施例を図４により説明す
る。
る。
【００２５】図４は磁気ディスク装置の上蓋を取り除
き、中身が見えるようにしたものの斜視図である。
き、中身が見えるようにしたものの斜視図である。
【００２６】磁気ヘッド１５は、ディスク１８に情報を
記録したり、ディスクから情報を読み出したりするもの
であり、スライダ１６に付いている。サスペンション１
２はスライダを支持し、キャリッジアーム１９はサスペ
ンションを支持している。
記録したり、ディスクから情報を読み出したりするもの
であり、スライダ１６に付いている。サスペンション１
２はスライダを支持し、キャリッジアーム１９はサスペ
ンションを支持している。
【００２７】サスペンションは、前記第２の実施例のサ
スペンションを使用している。
スペンションを使用している。
【００２８】サスペンションとキャリッジアームは、ベ
ースプレート１７を介して接続されている。
ースプレート１７を介して接続されている。
【００２９】ボイスコイルモーター２０は、２段位置決
め機構の粗動アクチュエータとして、キャリッジアーム
を回転運動させ、サスペンションに搭載されている圧電
アクチュエータは、２段位置決め機構の微動アクチュエ
ータとして、サスペンションを揺動運動させ、ヘッドを
ディスク上の所定の位置に位置決めする。
め機構の粗動アクチュエータとして、キャリッジアーム
を回転運動させ、サスペンションに搭載されている圧電
アクチュエータは、２段位置決め機構の微動アクチュエ
ータとして、サスペンションを揺動運動させ、ヘッドを
ディスク上の所定の位置に位置決めする。
【００３０】微動アクチュエータを搭載することによ
り、ヘッド位置決め機構の位置決め精度が向上し、磁気
ディスク装置のさらなる高記録密度化が可能となる。
り、ヘッド位置決め機構の位置決め精度が向上し、磁気
ディスク装置のさらなる高記録密度化が可能となる。
【００３１】圧電アクチュエータは、サスペンションに
搭載されているため、ヘッドからの信号線及び信号回路
の取り回しを、比較的容易に行うことができる。
搭載されているため、ヘッドからの信号線及び信号回路
の取り回しを、比較的容易に行うことができる。
【００３２】本発明によれば、第１の実施例の圧電アク
チュエータを使用しているため、安価な駆動回路で圧電
アクチュエータを動かすことができ、さらに、分極崩
壊、絶縁破壊、マイグレーション等の危険性も低いた
め、比較的安価で、高記録密度、高信頼性の磁気ディス
ク装置を実現することができる。
チュエータを使用しているため、安価な駆動回路で圧電
アクチュエータを動かすことができ、さらに、分極崩
壊、絶縁破壊、マイグレーション等の危険性も低いた
め、比較的安価で、高記録密度、高信頼性の磁気ディス
ク装置を実現することができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、静電容量が小さく、作
りやすく、マイグレーション、分極崩壊、絶縁破壊の危
険性の少ない圧電アクチュエータを提供することができ
る。また、この圧電アクチュエータを磁気ディスク装置
の２段位置決め機構の微動アクチュエータとして用いる
ことにより、比較的安価で信頼性が高く、記録密度の高
い磁気ディスク装置を実現することができる。
りやすく、マイグレーション、分極崩壊、絶縁破壊の危
険性の少ない圧電アクチュエータを提供することができ
る。また、この圧電アクチュエータを磁気ディスク装置
の２段位置決め機構の微動アクチュエータとして用いる
ことにより、比較的安価で信頼性が高く、記録密度の高
い磁気ディスク装置を実現することができる。
【図１】本発明の第１の実施例であり、圧電アクチュエ
ータの斜視図である。
ータの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例の圧電アクチュエータの
断面構造を示す図である。
断面構造を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例であり、圧電アクチュエ
ータを搭載したサスペンションの斜視図である。
ータを搭載したサスペンションの斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施例であり、蓋をとった磁気
ディスク装置全体の斜視図である。
ディスク装置全体の斜視図である。
１…圧電アクチュエータ、２…可動部、３…固定部、４
…電極、５…電極、６…電極、７…電極、８…変位発生
部、９…変位発生部、１０…分極方向、１１…分極方
向、１２…サスペンション、１３…ロードビーム、１４
…ベースロードビーム、１５…磁気ヘッド、１６…スラ
イダ、１７…ベースプレート、１８…ディスク、１９…
キャリッジアーム、２０…ボイスコイルモータ（ＶＣ
Ｍ）。
…電極、５…電極、６…電極、７…電極、８…変位発生
部、９…変位発生部、１０…分極方向、１１…分極方
向、１２…サスペンション、１３…ロードビーム、１４
…ベースロードビーム、１５…磁気ヘッド、１６…スラ
イダ、１７…ベースプレート、１８…ディスク、１９…
キャリッジアーム、２０…ボイスコイルモータ（ＶＣ
Ｍ）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 和恭 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 5D096 NN03 NN07
Claims (4)
- 【請求項１】板状の単層圧電アクチュエータにおいて、
その長手方向に平行な２つの変位発生部を有し、前記変
位発生部が互いに伸縮することにより揺動運動を発生さ
せることを特徴とする圧電アクチュエータ。 - 【請求項２】請求項１に記載の圧電アクチュエータにお
いて、Ｄ３１モードを利用することを特徴とする圧電ア
クチュエータ。 - 【請求項３】情報の書き込みと読み出しを行うヘッド
と、前記ヘッドを支持するスライダと、前記スライダを
支持するサスペンションから成るヘッド支持機構におい
て、 前記サスペンションに請求項１，２に記載の圧電アクチ
ュエータを接合し、前記圧電アクチュエータを動作させ
ることにより、スライダのヘッドトラッキング方向の位
置決めを行うことを特徴とするヘッド支持機構。 - 【請求項４】情報を記録するディスクと、前記ディスク
に情報の書き込みと読み出しを行うヘッドと、前記ヘッ
ドを支持するヘッド支持機構を有する磁気ディスク装置
において、 請求項３に記載のヘッド支持機構を有することを特徴と
する磁気ディスク装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11167868A JP2000357377A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 圧電アクチュエータ及びそれを用いたヘッド支持機構及びそれを用いた磁気ディスク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11167868A JP2000357377A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 圧電アクチュエータ及びそれを用いたヘッド支持機構及びそれを用いた磁気ディスク装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000357377A true JP2000357377A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15857582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11167868A Pending JP2000357377A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 圧電アクチュエータ及びそれを用いたヘッド支持機構及びそれを用いた磁気ディスク装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000357377A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6992850B2 (en) | 2003-02-24 | 2006-01-31 | Hitachi Global Storage Technologies Japan, Ltd. | Magnetic disk drive reducing influence of rigidity of transmission lines on suspension |
| US7167344B2 (en) | 2001-01-11 | 2007-01-23 | Alps Electric Co., Ltd. | Magnetic head actuator having finely movable tracking device |
| JP2010182356A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Nhk Spring Co Ltd | 圧電素子の電極構造、圧電素子の電極形成方法、圧電アクチュエータ及びヘッドサスペンション |
| JP2012094237A (ja) * | 2010-10-22 | 2012-05-17 | Seagate Technology Llc | ジンバルアセンブリおよびその製造方法 |
| US8213128B2 (en) | 2009-08-28 | 2012-07-03 | Hitachi Global Storage Technologies, Netherlands B.V. | Head-gimbal assembly including piezoelectric elements affixed to a deformable plate having a hole therein and affixed to a base plate wherein the base plate has projection members on front edges thereof |
-
1999
- 1999-06-15 JP JP11167868A patent/JP2000357377A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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