CN1333386C - 信息记录/重现设备 - Google Patents

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Abstract

一种信息记录/重现设备，包括：头支撑机构，它包括头和用于携带该头的滑动器；主驱动装置，该头支撑机构还包括：负载梁；多个薄板，包括第一薄板和第二薄板；支撑该滑动器的部件；第一驱动子装置，包括固定在第一薄板上的第一薄膜；第二驱动子装置，包括固定在第二薄板上的第二薄膜，驱动子装置利用薄膜的挠性变形使得头作微小移动。

Description

信息记录/重现设备
技术领域
本发明涉及一种头支撑机构；一种信息记录/重现设备，包括该相同的头支撑机构；及一种制造该头支撑机构的方法。本发明尤其关于一种包括微动驱动装置的头支撑机构、包括该相同之头支撑机构的信息记录/重现设备及制造该头支撑机构的方法。
背景技术
作为信息记录/重现设备的磁盘设备，由于其大容量、高传输速率和高速随机存取能力，已被用作主要的计算机外部存储设备。特别是，最近明显有一种向更大容量磁盘设备发展的趋势，其密度以60％的年增长速率增长。相应地，需要降低记录在磁盘中的位单元的尺寸，由此导致需要更窄的磁道。例如，为获得20-40Gbits/in2的表面记录密度，预期需要0.35um或更小的亚微磁道间距。为了在如此窄的磁道上稳定记录与重现信号，一直在寻求精确和高速的磁道控制。
典型地，传统的磁盘设备具有一个用于记录和重现磁盘媒体上信息的磁头、运送该磁头的滑动器(slider)、经由该滑动器支撑磁头的磁头支撑机构、以及用于使得磁头能通过该磁头支撑机构跟踪到达磁盘媒体上预定位置的驱动装置。在传统的磁盘设备中，该驱动装置通常为单级旋转音圈电机(VCM)。
这种单级驱动装置限制了对上述亚微量级窄磁道间距进行高精度跟踪的实现。已经发明了其中除了使用第一级或主驱动装置外，还使用第二级微动驱动装置的多种技术。象这种两级受控激励器，已被设计有磁头支撑机构(即悬挂装置)被驱动的模式、滑动器被驱动的模式、磁头元件被安装在滑动器上的模式等等。
磁盘设备的磁头支撑机构的功能包括克服由邻近浮动(proximityflying)引起的作用于滑动器的力将该滑动器压向磁盘，或与旋转磁盘接触，使该滑动器跟踪波动的盘面等。因此，该磁头支撑机构由多个组件构成，以便将这些功能分配给该各个组件。承担前一功能的组件被称之为负载梁(load beam)。承担后一功能的组件被称之为挠性件(flexure)或万向接头(以后称之为“挠性件”)。
日本公开的专利第9-73746号公开了一种包括微动驱动装置使得沿负载梁的纵向在其一个表面上并列提供第一与第二压电薄膜、面向相反表面提供第三和第四压电薄膜的磁头支撑装置。然而，为获取使得能够在该结构中跟踪的大位移，有必要克服相当大的面内刚度而扩大或收缩〔变形〕该压电薄膜，这需要高驱动电压(如50V)，因为该压电薄膜扩大或收缩的方向(位移方向)在该压电薄膜的平面之内。
日本机械工程师协会第75次例行会议演讲论文集(IV)(1998年，3月31日-4月3日，东京)第208-209页公开了一种安装于滑动器背面的两极受控激励器。它相当于其中使用压电陶瓷作为微动驱动装置的驱动模式，且其中采用多层结构以降低驱动电压。设计成包括很多层的多层结构目的是降低驱动电压。在这种情况下，压电陶瓷的扩大和收缩方向也都在该压电陶瓷多层结构的平面内。因此，需要克服相当大的面内刚度以扩大或缩小(变形)该压电陶瓷，这非常不利地要求有相当高的应用驱动电压(例如20V)，类似于上述日本公开专利号9-73746所公开的传统实例。因为该两极受控激励器为要安装于滑动器背面的那种，所以增加了磁盘设备的在其高度方向上的厚度，妨碍了该磁盘设备尺寸和厚度的缩减。
上述传统的微动驱动装置需使用几十伏的应用驱动电压。然而磁盘设备中典型的重现信号通常在微伏量级，而用于上述传统微动驱动装置的驱动电压在几十伏的量级。因此，可以预料由于微动驱动装置的驱动，会对重现信号有一些影响。
由上述的传统实例，可能很难获得用于沿跟踪方向跟踪的大位移，或者可能需要高驱动电压来获得一大位移，表现出低驱动效率的问题。
而且，从减小磁盘设备的大小和重量的角度来看也存在结构上的劣势。本发明的目的就是为解决这些传统问题。
发明内容
本发明的目的在于提供：一种头支撑机构，该头支撑机构包括微动驱动装置，该微动驱动装置实现高速、高精度的跟踪以与增大的表面记录密度所要求的窄道间距相适应，同时该微动驱动装置易于制造且可由实用范围的低驱动电压来驱动；一种信息记录/重现设备，它包括该相同的头支撑机构；及一种制造该头支撑机构的方法。
本发明提供一种信息记录/重现设备，包括：一头支撑机构，它包括一头和一用于携带该头的滑动器；主驱动装置，用于通过该头支撑机构驱动该头，其中，该头支撑机构还包括：负载梁；多个薄板，包括第一薄板和第二薄板；支撑该滑动器的部件，该部件耦合到该负载梁的一端；该第一薄板形成在该部件的第一侧面上，第一驱动子装置，包括固定在第一薄板上的第一薄膜；该第二薄板形成在该部件的与该第一侧面相对的第二侧面上，该第二薄板不同于第一薄板；及第二驱动子装置，包括固定在第二薄板上的第二薄膜，其中，第一和第二驱动子装置被配置成受驱动，使得第一和第二驱动子装置中的一个子装置沿着第一和第二薄膜中的一个薄膜的纵向扩张，而第一和第二驱动子装置中的另一个子装置沿着第一和第二薄膜中的另一个薄膜的纵向收缩，从而导致第一和第二薄板的每一薄板的挠性变形，使得沿跟踪方向执行该头的微小移动。
根据本发明的信息记录/重现设备包括：一头支撑机构，它包括一头和一用于携带该头的滑动器；主驱动装置，用于使该头经由该头支撑机构进行跟踪，以便盘上的信息通过该头而被记录/重现，其中：该头支撑机构包括驱动子装置，该驱动子装置包括一薄膜并引起该头作微小移动；该头支撑机构还包括用于支撑该滑动器的一挠性件；该驱动子装置被设置于该挠性件上，并通过利用薄膜的挠性变形使该头作微小移动；挠性件包括多个板弹簧部分。结果，前述的本发明的目的得以实现。
该薄膜可以形成得使其厚度方向基本上与头的跟踪方向一致。
该薄膜的厚度可以等于或小于10μm。
该驱动子装置所包括的一个部件的主要部分可以沿高度方向置于从盘面起滑动器的厚度内的一个空间。
该驱动子装置可以位于一个位置附近，该位置沿滑动器重力中心的从盘面起的一个高度方向。
该头支撑机构可以包括多个与盘面基本垂直形成的薄板弹簧部分。
该驱动子装置还可包括一基体材料以作为激励板；及
该基体材料可以包括一弹簧材料。
该驱动子装置可以是压电型、静电型、电磁型、磁致伸缩型或形状记忆合金型。
该驱动子装置可以包括一压电材料、电致伸缩材料或磁致伸缩材料。
该头支撑机构可以包括：耦合到滑动器的第一部件；及耦合到主驱动装置的第二部件，其中该驱动子装置形成在该第一部件上。
该第一部件可以包括一弯曲，用于引起滑动器跟随该盘面。
该第一部件还可以包括一薄的金属板；该薄的金属板可以包括一个弯曲的部分，该弯曲的部分是通过弯折形成的；及该驱动子装置可以形成在该弯曲部分上。
该弯曲部分可以基本上垂直于盘面的方向弯曲；及该弯曲部分可包括一开槽的部分，用于增强弯曲的精度。
该弯曲部分可以形成得使沿第一方向上其弯曲高度的尺寸小于滑动器的尺寸，该第一方向是盘的转动轴方向；及沿第一方向的驱动子装置的尺寸小于沿第一方向的滑动器的尺寸。
该头支撑机构还可以包括一驱动子装置形成部件，其上形成有该驱动子装置；及耦合到该头的记录/重现信号接线形成在该驱动子装置形成部件上。
该头支撑机构的多个板弹簧部分可以为多个基本上垂直于盘面的平行的弹簧；及该驱动子装置可沿跟踪方向移动该头。
该头支撑机构的多个板弹簧部分的设置，可以是自该滑动器的转动中心呈辐射状排列；及该驱动子装置可以围绕该转动中心转动该滑动器，引起该头沿跟踪方向上作微小的移动。
该多个板弹簧部分可以包括一板弹簧部分，后者具有沿跟踪方向的径向方向。
该多个板弹簧部分可以包括一板弹簧部分，后者具有沿与跟踪方向基本垂直的方向的径向方向。
该头支撑机构可以包括一对驱动子装置。
该驱动子装置的位置可以基本上平行于滑动器放置的方向。
该驱动子装置可以这样的方式放置，即该驱动子装置放置方向的延伸相对于滑动器放置方向的延伸成一预定角度，以便在头支撑机构的前端相交。
该驱动子装置与垂直于盘面的平面可以成等于或大于15度的一角度。
该头支撑机构还可以包括耦合到滑动器的第一部件；该驱动子装置形成在该第一部件上；及该驱动子装置可以这样的方式放置，即第一部件的重心位于驱动子装置放置的方向的延伸线的交点附近。
该头支撑机构可以包括两对或更多对驱动子装置。
该驱动子装置可以通过使用半导体过程形成。
该驱动子装置可以包括用于抑制该薄膜的至少一部分的抑制缓和装置。
该抑制缓和装置可以包括用于减弱该驱动子装置的刚度的装置。
该抑制缓和装置可以包括一弹簧结构。
该抑制缓和装置可以包括一低刚度材料。
该抑制缓和装置可以包括一引线，用于向该薄膜提供一驱动电压以驱动该薄膜。
该信息记录/重现设备还可以包括控制装置，用于控制主驱动装置和驱动子装置。
该薄膜可以形成在一基体材料上；及该薄膜可以通过使用膜生长方法形成在该基体材料上。
该膜生长方法可以包括直接膜生长方法。
该薄膜可以包括一金属膜、一垫层、一压电薄膜、和一金属电极膜，以上部分顺序地叠放在该基体材料上。
该薄膜可以包括一绝缘膜、一金属膜、一垫层、一压电薄膜、和一金属电极膜，以上部分顺序地叠放于该基体材料上。
该薄膜可以包括一金属膜、一垫层、一压电薄膜、和一金属电极膜，以上部分顺序地叠放于真空室中的该基体材料上。
该薄膜可以包括一绝缘膜、一金属膜、一垫层、一压电薄膜、和一金属电极膜，以上部分顺序地叠放于真空室中的该基体材料上。
该薄膜可以包括一金属膜；及该金属膜可以通过真空方法(vacuum process)或液体方法(a process in a liquid)形成。
该膜生长方法可以包括一转录方法。
该膜可以由多层膜形成，具有金属膜、压电薄膜、垫层、金属电极膜，它们粘在基体材料上。
该薄膜和滑动器可以沿头的跟踪方向放置。
该薄膜可以这样的方式形成在基体材料上，即厚度方向基本上与头的跟踪方向一致。
该薄膜可以这样的方式形成在基体材料上，即厚度方向基本上垂直于盘面。
基体材料可以是弹性的；及该基体材料的厚度可以使得允许滑动器跟随波动的盘面所需要的可弯曲的刚度及跟踪所需要的位移二者均可获得。
基体材料的厚度可以等于或大于0.5μm并等于或小于50μm。
基体材料可以由不锈钢形成。
基体材料可以由硅形成。
该薄膜可以包括一压电薄膜；及该压电薄膜可以由射频溅射方法、离子束溅射方法、溶胶-凝胶(sol-gel method)方法、化学气相淀积(CVD)方法或激光消融方法形成。
该压电薄膜可以包括一PZT膜。
该压电薄膜可以包括一氧化锌(ZnO)膜。
该压电薄膜可以包括一聚偏氟乙烯(PVDF)膜。
该薄膜可以在基体材料的两侧均形成以便穿过基体材料。
该薄膜可以包括一压电薄膜；及该压电薄膜可以完全由一绝缘膜覆盖。
该绝缘膜可以包括一材料，其主要成分是聚酰亚胺(polyimide)、SAM膜、LB膜或氮化物。
该薄膜可以包括一对薄膜；该对薄膜可以基本上平行于盘面设置；及具有相反相位的电压可以提供到头的一侧设置的薄膜及头的另一侧设置的薄膜以便该两个薄膜以相反方向弯曲。
该薄膜可以包括一对薄膜；该对薄膜可以基本上平行于盘面设置；及具有相同相位的电压可以提供到头的一侧设置的薄膜及头的另一侧设置的薄膜以便该两个薄膜以相同方向弯曲。
该薄膜可以包括一垫层。
该垫层可以包括一PT层、PLT层、PBTiO3层、SrTiO3层和BaTiO3层。
该PLT层可以基本不含有锆(Zr)。
该薄膜可以包括一金属膜，该金属膜紧贴着垫层叠放；及
该金属层可以包括或者铂膜或者钛膜。
该基体材料可以包括用于向该薄膜提供电压的引线。
该引线可以在该薄膜形成于基体材料上之后形成。
根据本发明的制造头支撑机构的方法，该头支撑机构包括一头和一用于携带该头的滑动器，该头由主驱动装置引起跟踪，其中：该头支撑机构还包括驱动子装置，后者包括一薄膜并引起头作微小的移动；该头支撑机构还包括用于支撑该滑动器的一挠性件；该驱动子装置被设置在该挠性件上，并通过利用薄膜的挠性变形使头作微小移动；该挠性件包括多个板弹簧部分；该薄膜形成在基体材料上；且该薄膜利用膜生长方法形成在基体材料上，该方法包括：第一步骤，利用膜生长方法在基体材料上形成该薄膜；及第二步骤，将携带该头的滑动器粘到基体材料上。
该第一步骤可以包括第三步骤，即利用直接膜生长方法在基体材料上形成该薄膜。
该第三步骤可以包括第四步骤，即顺序地在基体材料上叠放一金属膜、一垫层、一压电薄膜和一金属电极膜。
该第三步骤可以包括第四步骤，即顺序地在基体材料上叠放一绝缘膜、一金属膜、一垫层、一压电薄膜和一金属电极膜。
该薄膜可以包括一金属膜；及该第三步骤可以包括第四步骤，即通过或者真空方法或者液体方法形成该金属膜。
第一步骤可以包括第三步骤，即利用转录方法在基体材料上形成该薄膜。
第三步骤可以包括：第四步骤，即顺序地在转录基底上叠放一金属膜、一垫层、一压电薄膜、和金属电极膜；第五步骤，即将基体材料粘到转录基底的可叠放的表面上；及第六步骤，即从金属膜上移掉该转录基底。
该转录基底可以由氧化镁、蓝宝石(sapphire)、锶、钛酸盐或硅形成。
基体材料可以由不锈钢形成。
基体材料可以由硅形成。
该薄膜可以包括一压电薄膜；第一步骤可以包括第三步骤，即由射频溅射方法(rf sputtering method)、离子束溅射(ion beam sputtering)方法、溶胶-凝胶(sol-gel)方法、化学气相淀积(CVD)方法或激光消融(laser ablation)方法形成该压电薄膜。
第一步骤可以包括第三步骤，即在基体材料的两侧均形成该薄膜以便穿过基体材料。
该薄膜可以包括一压电薄膜；及第一步骤可以包括第三步骤，即形成该压电薄膜。
该压电薄膜可以包括一PZT膜。
该压电薄膜可以包括一氧化锌膜。
该压电薄膜可以包括一聚偏氟乙烯(PVDF)膜。
该薄膜可以包括一压电薄膜；及第一步骤可以包括第三步骤，即用绝缘膜完全地覆盖该压电薄膜。
该绝缘膜可以包括一材料，其主要成分是聚酰亚胺(polyimide)、SAM膜、LB膜或氮化物。
第一步骤可以包括第三步骤，即在一个位置的两侧形成该薄膜，在该位置处头被相对于头的跟踪方向结合。
该薄膜可以包括一垫层；及该第一步骤可以包括第三步骤，即形成该垫层。
该垫层可以包括一PT层、PLT层、PBTiO3层、SrTiO3层和BaTiO3层。
该PLT层可以基本不含有锆(Zr)。
第一步骤可以包括第四步骤，即形成一金属膜，它紧贴着该垫层叠放；及该金属膜可以包括或者铂膜或者钛膜。
该制造头支撑机构的方法还可以包括在基体材料上形成该薄膜的步骤后的第三步骤，即在基体材料上形成引线用于向薄膜提供电压。
以下附图详细说明本发明的实施例。
附图说明
图1是表示按照本发明之实施例1的头支撑机构的立体图；
图2是表示按照本发明之实施例1的头支撑机构的局部放大图；
图3是表示按照本明结合有头支撑机构的磁盘设备的立体图；
图4是按照本发明的实施例1的磁盘设备的主要部份的垂直横截面图；
图5是按照实施例1的滑动支撑部件的相邻区域的局部放大的立体图；
图6A是按照本发明实施例1的滑动支撑部件的局部放大的立体图；
图6B是说明按照实施例1的一个结构的局部放大的立体图；
图7A是说明按照实施例1的操作的局部放大的平面图；
图7B是说明按照实施例1的操作的局部放大的平面图；
图7C是说明按照实施例1的操作的局部放大的平面图；
图7D是表示在施加电压后的头支撑机构105的立体图；
图7E至图7G是说明一个薄膜的柔性变形的图；
图8是表示按照实施例2的头支撑机构的局部放大立体图；
图9是表示按照实施例3的头支撑机构的局部放大立体图；
图10是说明按照实施例4的一个结构的局部放大立体图；
图11是说明按照实施例5的一个结构的局部放大立体图；
图12是说明按照实施例5的一个结构的局部放大平面图；
图13是说明按照实施例5的一个结构的局部放大立体图；
图14是表示按照实施例5的另一个头支撑机构的局部放大立体图；
图15A是表示在施加驱动电压前按照实施例5的另一个头支撑机构的立体图；
图15B是表示在施加驱动电压后按照实施例5的另一个头支撑机构的立体图；
图16A是在施加驱动电压前按照实施例5的另一个头支撑机构的平面图；
图16B和16C是在施加驱动电压后按照实施例5的另一个头支撑机构的平面图；
图17A至图17D是说明使用一种直接膜生长方法按照实施例6制造驱动子装置的方法的横截面图；
图18是使用直接膜生长方法按照实施例6制造头支撑机构的方法的流程图；
图19A至图19F是说明使用一种转录(transcription)方法按照实施例7制作驱动子装置的方法的横截面图；
图20是使用转录方法按照实施例7制作具有驱动子装置的头支撑机构的方法的流程图；
图21是表示按照实施例8的头支撑机构的局部放大的立体图；
图22A是说明在施加电压后按照实施例8形成在一个头支撑机构上的驱动子装置的扩张/收缩的立体图；
图22B是说明在施加电压后按照实施例8的头支撑机构移动的立体图；
图23A是说明在施加电压后的按照实施例8形成在一个头支撑机构上的驱动子装置的扩张/收缩的立体图；
图23B是说明在施加电压前的按照实施例8的驱动子装置和挠性件的状态的图；
图23C是说明在施加电压后的按照实施例8的驱动子装置和挠性件的状态的图；
图24是表示按照实施例9的激励器(actuator)部份的驱动单元与磁盘表面的相对位置的图；
图25是说明按照实施例9由激励器部份的驱动单元与垂直于一个盘表面的平面所构成的角的图；
图26A和图26B是说明按照实施例9的激励器的操作的图；
图27是说明按照实施例10针对一个激励器构建抑制缓和装置的位置的图；
图28A是说明按照实施例10用于激励器的抑制缓和装置的一个例子的图；
图28B是按照实施例10用于激励器的抑制缓和装置的一个放大图；
图29A是说明按照实施例10用于激励器的抑制缓和装置的另一个例子的图；
图29B是说明按照实施例10用于激励器的抑制缓和装置的又一个例子的图；
图29C是说明按照实施例10用于激励器的抑制缓和装置的又一个例子的图；
图29D是说明按照实施例10用于激励器的抑制缓和装置的又一个例子的图；
图30是说明按照实施例10用于激励器的抑制缓和装置的又一个例子的图。
具体实施方式
[实施例1]
图1是表示按照本发明的实施例1的头支撑机构立体图，图2是表示按照本发明的实施例1的头支撑机构的局部放大的立体图。
这两个图都是表示从磁盘表面观察的头支撑机构的立体图。
图3是表示按照本明结合有头支撑机构的磁盘设备的图，图4是表示按照本发明结合有该头支撑机构的磁盘设备的主要部件的垂直横截面视图。
在图1-4中，参考编号1表示用于记录和重现信息的头，2表示携带该头的滑动器；3表示由一个电动机旋转的、记录并可重现信息的磁盘；4表示引起该头跟踪的主驱动装置；4a表示构成该主驱动装置的一部份的一个臂；5表示一个头支撑机构，6表示跟踪方向。
参考编号11表示一个旋转该磁盘3的主轴电动机，该电动机最好是一个直流无刷电动机，因为它的旋转精度和可靠性都很高。参考编号4表示用于沿着磁盘表面上的径向移动一个挠性件5b的主驱动装置，以便将磁头1定位在目标跟踪位置。连接到挠性件5c的挠性件5b通过一个固定件5d固定到臂14。磁头激励器4a(其通过结合有球轴承或类似轴承的自位轴承可旋转地支撑在磁盘设备的底盘体16上)由一个音圈电动机4b旋转，音圈电动机4b由一个驱动控制设备(未示出)控制，磁头激励器4a的材料最好是由轻质而又高硬度的铝合金制成，音圈电动机4b由一个线圈部份和与该线圈部份相对、且其间有一个合适的间距的磁铁部份构成。线圈部份由聚氨酯铜线构成。固定在底盘16上的磁铁部份是由多层金属磁材料构成(例如稀土金属)，这些磁材料具有很高的、在用作轭的铁极上提供的矫顽力值，一般地单一的磁盘设备包括用于增加存储能力的多套磁盘3、滑动器2和挠性件5b，如图4所示。
在图1中，头支撑机构5还包括两个主要部件：具有微动驱动子装置5a的挠性件5b，其与主驱动装置4分开，并且具有一个合适的弯曲刚度以便使滑动器2能沿着盘3的波形表面而行；负载梁5c，用于以一个合适的力把滑动器2压向盘3的表面。
应注意在图1(是从磁盘表面看过去的一个立体图)中，负载梁5c把负载施加于该滑动器2的位置从该视图中隐去，但是，该负载梁5c与该滑动器2基本上是在该滑动器2的重心处邻接。
参考编号5d表示用于把该头支撑机构与包含该主驱动装置的臂4a连接的固定组件，不可能忽略5d以便把负载梁5c直接连接到该臂4a。在挠性件5b上设置有用于驱动该微动驱动子装置5a的引线5e，尽管没有示出，用于在该头中耦合记录/重现信号的引线可以简单地设置在挠性件5b上。
图2给出了包含头支撑机构5的挠性件5b的端部份，该微动驱动子装置5a是由薄膜或薄片状的压电部件组成，通过把电压施加到设置在每个压电部件的两侧上的多个电极(未示出)，由于由挠性件基体材料和压电部件构成的均匀表面波(unimorph)型压电激励功能，该压电部件就会沿着厚度方向卷曲，以便沿着跟踪方向6是可移动的。
按照本实施例，为实现理想的移动机构，滑动器移动的轨迹是平行的，设置一对微动驱动子装置5a，由此可以获得一个薄的平行板弹簧结构，通过使用沿其厚度方向卷曲的压电部件作为一个驱动装置，就有可能通过一个低电压驱动而获得跟踪所需要的大位移。通过构造该微动驱动子装置5a的主要部份以便填充滑动器2的(沿高度方向)、磁盘表面的厚度内的空间，就可以防止磁盘设备的厚度上的增长。结果，就可以降低磁盘设备的大小和厚度。根据该结构，磁盘表面的滑动器2的重心2a的高度与微动驱动子装置的高度基本上一致，由此就可以防止不希望有的与驱动有关的弯曲移动发生在该滑动器内。
对于挠性件5b的基体材料，可以是任何具有弹性(elasticity)的薄板材料，最好使用如厚度为0.5μm至50μm的不锈钢并具有厚度为10μm或更小的压电薄膜部件(如PZT，PLT或PLZT)和形成在其上的电极的薄金属片，由此可使挠性件所要求的合适的弯曲刚度与用于通过低电压获得大位移的驱动效率(这是跟踪所要求的)协调起来。
例如一个均匀表面波型激励器可以通过-3V至+3V的低驱动电压提供1μm数量级的位移，该激励器特征在于一个悬臂和形成在其上的电极，该悬臂的宽度为0.25mm，长度是1mm，是由0.25μm厚度的不锈钢和3μm厚的PZT压电薄膜部件构成。
在先有技术部份中描述的已公开的常规驱动机构不能通过这样一个低电压而获得1μm数量级的位移。尽管本发明采用了均匀表面波型的微动驱动子装置格式，可以通过在该弯曲部份的另一个侧面上构建压电薄膜部件组建一个双晶型驱动子装置。在该情况下，有一个优点是以同样的驱动电压可以获得甚至更大的位移，但是也存在着结构复杂的缺点。
这样，按照本发明的实施例1，可以设置一个包含有微动驱动装置的头支撑机构，该微动驱动装置可以实现高速和高精确跟踪，以便适应于由于增大表面记录密度所要求的窄道间距，同时该微动驱动装置很容易以目前的实践水平生产，以及与一个磁盘装置相结合。
参照图5、6A和6B，描述了按照实施例1的不同的头支撑机构，其中与头支撑机构5相同的部件使用同一参考编号，对这样部件的详细描述也略过。
参考编号1表示在磁盘3的某一轨道上记录和重现数据的磁头，2表示携带该磁头1的滑动器，5b表示弹性地支撑该滑动器2同时允许其姿态变化的挠性件，该挠性件具有一个用于连接在一端上提供的滑动器2的万向节部份5b1。滑动器2的连接可以通过粘结来实现。挠性件5b最好是由薄不锈钢片(用作片弹簧)构成，以便能容易且精确地产生几克的很小的弹性偏动力。用于传送该电信号的引线图案(wiring patterns)形成在该挠性件5b上，由于记录密度的增加会促进磁头1和滑动器2的尺寸减小，可以认为，引线图案在将来会普及使用，而不只是作为引线(lead wires)。
参考编号15a和15b表示一对驱动子装置，它们相对于磁盘表面上的径向设置在滑动器2的两侧附近，该对驱动子装置连接到该挠性件5b，该驱动子装置15a和15b连接到一对驱动子装置附加装置部份5b3和5b4，该附加装置基本上在该万向节部份5b1的两侧附近的右角处弯曲。如图6A所示，该对驱动子装置附加装置部份5b3和5b4沿着磁盘的旋转轴方向(即箭头2b的方向)弯向把滑动器2附着到该万向节部份5b1的一侧，弯曲的高度小于滑动器2的直径(滑动器2的厚度尺寸)。驱动子装置15a和15b沿磁盘的旋转轴方向尺寸小于滑动器2沿该方向的尺寸(滑动器的厚度尺寸)。换句话说，驱动子装置附加装置部份的弯曲高度尺寸h4、滑动器厚度尺寸H3、驱动子装置沿磁盘的旋转轴方向的尺寸h7以及滑动器2沿磁盘旋转轴方向的姿态变化量Δh分别处于满足下列关系式1和2的位置：
[公式1]
h4＜h3+Δh
[公式2]
h7＜h3+Δh
朝滑动器2附着到万向节部份5b1所在的一侧弯曲的原因，是为了防止形成在该挠性件5b上的引线图案被弯曲而损坏，并且增加在如图4所示的磁盘之间的狭小的空间内布置部件的密度。
连接驱动子装置15a和15b最好是通过粘附、膜生长或其它类似的方式来进行，在本实施例中，将驱动子装置15a与15b并行布置成旋转滑动器2所布置的方向(即箭头方向2c)。
如图6B所示，按照组件的精确性以及步骤号的流水线，最好采用一种方法，在进行前述的弯曲前将驱动子装置15a与15b连接到挠性件5b位置，然后再进行基本垂直的弯曲，因为这将实现在以提高的附着精度连接该滑动器2的位置的步骤同时，通过同一步骤连接驱动子装置15a与15b。为此，可通过提供用于改进在该弯曲部份处的处理精度的带凹槽的位置5b5和5b6获得更高的精度，在该弯曲部份处挠性件5b基本上是垂直弯曲的，如图6B所示。
磁盘设备的操作将在下面参照图7A和7C作进一步的说明。首先，由于由该磁盘3所产生的空气流的作用(磁盘3被主轴电动机11按照如图所示的A1方向旋转)，使得滑动器2稳定地漂浮在距该磁盘表面一预定的高度处。挠性件5b滑动器2中姿态的各种变化并允许维持一个稳定的漂浮状态。在该状态下，主驱动装置4使得磁头1跟踪以便被定位在目标轨道位置，而且在该状态下的轨道位置数据被该磁头1反馈给驱动控制装置(未示出)，由此，由该驱动装置4引起的该磁头1的运动的微小调节都可被驱动子装置15a和15b所处理。
按照本发明的头支撑机构的驱动原理将在下描述。图7A是在施加电压前的头支撑机构105的平面图，图7B和7C是在施加电压后的头支撑机构105的平面图，图7D是在施加电压后的头支撑机构105的立体图，图7E-7G是说明一个薄膜的柔性变形的图，其中与参照图6A描述的头支撑机构相同的单元用同一个参考编号表示，并且对这样部件的详细描述也略过。
参考图7E-7G描述薄膜的柔性变形，图7E描述按照其中一端固定、而另一端自由的模型的卷曲薄膜；图7F和7G描述按照其中一端固定、而另一端简单支撑的模型的卷曲薄膜。按照本发明的头支撑机构包括由用于引起头的微动的薄膜组成的驱动子装置，在此，通过使用该薄膜的柔性变形，该驱动子装置引起该头的微移动。
在图7E是，薄膜的柔性变形包括沿着与该薄膜的长度方向基本上垂直的方向卷曲δV，以及沿着与在其一端固定、而另一端自由的模型中的薄膜的长度方向基本平行的方向卷曲δH1。
在图7F和&7G中，薄膜的柔性变形还包括沿着与在其一端固定、而另一端简单支撑的模型中的薄膜的长度方向基本平行的方向卷曲δH2。
图7A表示一种状态，其中，在未施加给该驱动子装置15a与15b以驱动电压时，驱动子装置15a与15b不扩张和收缩，以便头1不进行微移动。
参考图7B和7D，描述这样一个例子，其中把驱动电压施加给每个驱动子装置15a和15b，以便该驱动子装置15a沿着箭头DD的方向扩张以及该驱动子装置15b沿箭头FF的方向收缩，作为驱动子装置15a扩张的结果，弯曲部份5b3沿着箭头B的方向卷曲，作为驱动子装置15b压缩的结果，弯曲部份5b4也沿着箭头B的方向卷曲，与弯曲部份5b3一样。结果，挠性件105b的前端沿前箭头B的方向移动，结果在该挠性件105b上的滑动器2和该头沿箭头方向B移动。
参照图7C，与在图7B和7D中所说明的例子相反，变换了施加给驱动子装置15a与15b的驱动电压之正、负极性，驱动子装置15a收缩而驱动子装置15b扩张。结果，滑动器2和磁头沿着箭头C的方向移动，如图7C所示。
因此，按照实施例1，一种非常简单的部件结构以及部件的安装密度能够在磁盘之间的狭小结构空间内得以改进，该部件结构采用一其上形成有一个引线图案的挠性件作条状金属处理。除了使用主驱动装置外，在紧靠近磁头附近可以对已经被移动的磁头进行进一步的微移动调整，因此能以亚微米的数量级(the sub-micron order)以窄道间距(narrow track pitches)实现对该磁头的稳定、快速的轨上(on-track)控制。
[实施例2]
图8是表示按照实施例2的头支撑机构205的局部放大立体图，其中大多数部件及其参考编号与在实施例中1所描述的相同，在此不做重复性描述，按照实施例2的头支撑机构的挠性件205b的特征是具有三个平行薄片的一个结构，而在实施例1中是两个平行的薄板弹簧。
在该三个平行薄板弹簧的其中两个上，设置了用于该头的微动驱动子装置5a，这与实施例1类似。但是在另一个薄板弹簧上，设置有用于把该磁头1内的记录/重现信号引导到其外部的记录/重现信号，这样做就可以把多个薄板弹簧中的一些仅指定给信号线，也可以防止由于与用于驱动目的的线路的串音所引起的记录/重现信号的恶化。另一个优点是很容易获得低漂电容以及在线路中的阻抗匹配，而这些是记录/重现信号的高传输率所要求的。
通过使用多个平行薄板弹簧，一个优点是可以沿着横向调整刚度(其上平行弹簧机构中可能是有问题的)到一所需的刚度，尽管本实施例说明了包含有三个平行薄板弹簧的结构，可以理解本发明也适用于具有四个或更多的平行薄板弹簧的结构。
[实施例3]
图9是表示按照实施例1或2的头支撑机构305的局部放大立体图，其中大多数部件及其参考编号与在实施例1或2中所描述的相同，在此不做重复性描述，按照实施例3的头支撑机构的挠性件305b上设置的用于该头的驱动子装置5a绕着滑动器2的轴旋转，该轴是从该盘沿高度方向延伸并在滑动器2的重心附近。
在图9中示出了在距滑动器的重心2a距离d处的旋转轴Z以及围绕该轴的旋转方向7。随着滑动器围绕Z轴旋转，设置在滑动器的后端面处的头1会沿着跟踪方向6进行微移动。在本方法中，在该头的方位角的轻微变化会随着跟踪的进行而发生，但是与该方位角的变化相关的记录/重现信号的降低，即方位损失在实践中是可以忽略的。因此，可以采用本旋转驱动方法。
在图9中，在基本上围绕Z轴的T形配置中采用三个薄板弹簧，而且，该Z轴位于该滑动器的重心2a附近，即与其距离d。在该三个平行薄板弹簧的其中两个上设置了微动驱动子装置5a，在另一个薄板弹簧上，设置有用于记录/重现信号的记录/重现信号线5f，按照这种T形配置，其中薄板弹簧的长度方向基本上与跟踪方向6重合，该滑动器可以借助于驻留在该薄板弹簧的长度方向上的高硬度而得到支撑，因此可以极大地改善该头支撑机构的横向的刚度。
由于其中一个薄板弹簧具有沿着与跟踪方向6基本垂直的方向延伸的薄板弹簧的长度方向，沿着与该跟踪方向垂直的方向的刚度，即该头支撑机构的长度方向可以极大地改进。通过将Z轴定位在滑动器的重心2a的附近，即与重心相距d，旋转惯性(旋转驱动的对象)可以得到减少，由此可以进行高速跟踪控制，并能增强该头支撑机构的响应频率，因此可以改善高速、高精确性的跟踪控制性能。但是应注意，增加距离d以便把Z轴放置在离开Z轴的方向有其自身的优点，也就是，在旋转轴Z与磁头1之间增加的距离使得，对于同一旋转角，沿着跟踪方向通过增加距离来进行头1的微移动成为可能。尽管有一个增加旋转惯量的折衷平衡，但其优点在于，可以用很小的驱动电压获得跟踪所要求的预定的位移。因此，是有可能设计一个实际的性能而同时维持两种性能之间的较好的平衡。
尽管本发明的上述实施例描述了T形结构，也可以考虑其它的结构，其中用于头的微动驱动装置是由快速地从旋转中心延伸出多个弹簧结构组成，并且该微动驱动装置围绕该旋转中心旋转携带有该头的滑动器，由此引起头沿跟踪方向的微移动。在原理上，象T形或Y形这样的三部件配置；象十字形或X形的四部件配置或是象星(☆)形或星号(*)这样的更多部件配置也是可用的。
实施例4：
图10是本发明之实施例4中，构成头支撑机构405的挠性件405b的局部放大立体图，与实施例1(如图6A)中相同之组件采用相同的参考编号表示，省略这些相同组件的详细描述。
与图6A所示结构的一个区别是，驱动子装置15a和15b所采用的设置方式为：在驱动子装置所设置之方向上的延伸相对于滑动器2所设置的方向构成预定的角度，以相交于挠性件405b前端。本发明这一实施例中说明了一个相对于滑动器2呈对称设置的例子，这样，挠性件405b的宽度朝前端方向减小。
具有上述之结构的磁盘设备，其操作与实施例1相同，故省略其说明。
因此，根据该实施例，驱动子装置15a和15b被提供以使得相交于挠性件405b前端，其中的驱动子装置15a和15b所采用的设置方式为：在驱动子装置所设置之方向上的延伸相对于滑动器2所设置的方向构成预定的角度；结果，与以平行平板为特征之结构相比，由于向量位移，沿磁盘半径方向(图中的箭头6之方向)的滑动器支撑部件之刚度能够得以加强。除了采用主驱动装置之外，还能同时实现已移动之磁头的进一步的微动调整。因此，能够对于窄道间距在亚微级(sub-micron order)上实现稳定、快速的轨上磁头控制。
实施例5：
图11是本发明之实施例5中，构成头支撑机构505的挠性件505b的局部放大立体图，与实施例4(如图10)中相同之组件采用相同的参考编号表示，省略这些相同组件的详细描述。
与图10所示结构的一个区别是，驱动子装置15a和15b所采用的设置方式为：挠性件505b的重心G位于驱动子装置15a和15b所设置之方向之间延伸的交点附近。图12是依照本发明实施例5之挠性件505b的局部放大立体图，G表示挠性件505b的重心。如图12所示，构成一个具有顶点G、J和K的三角形结构(如图中虚线所示)。
具有上述之结构的磁盘装置，其操作与实施例1相同，故省略其说明。因此，根据实施例5，驱动子装置15a和15b所采用的设置方式为：挠性件505b的重心G位于驱动子装置15a和15b所设置之方向之间延伸的交点附近。因而。这样的结构阻止了外部机械力被传导，所述的外部机械力施加于挠性件505b的重心G，对驱动控制产生不良影响(例如，空气流的风压、惯性力、干扰碰撞等等)，并沿着磁盘半径方向作用于挠性件505b。结果，能够使得沿磁盘半径方向的挠性件505b的刚度非常高；除了采用主驱动装置之外，还能同时实现已移动之磁头的进一步的微动调整。因此，能够对于窄道间距在亚微级(sub-micron order)上实现稳定、快速的轨上磁头控制。
虽然，上述描述中说明了一个例子，如图11所述，其中，挠性件505b具有一个朝前端延伸出去的形状，以在附近移动重心，而滑动器2可能被重新定位于前端，如图3所示，以使得挠性件605b的重心被定位于驱动子装置15a和15b所设置之方向之间延伸的交点附近。
虽然，上述描述中说明了一对设置在挠性件上的驱动子装置15a和15b，还有可能设置两对或更多对驱动子装置(如15c和15d)，如图14所示，其目的在于加大驱动力和驱动量。
依照本发明之图14所示，说明头支撑机构的驱动原理。其中包括两对或更多对驱动子装置(如15c和15d)。图15A为一头支撑机构705在施加驱动电压之前的立体图，图15B为一头支撑机构705在施加驱动电压之后的立体图，图16A为该头支撑机构705在施加驱动电压之前的平面图，图16B和图16C为该头支撑机构705在施加驱动电压之后的立体图。在实施例4(见图10)中所描述的部件采用相同的参考编号表示，省略其部件的详细说明。
图15A和图16A说明了一种状态，在该状态中，没有驱动电压加在驱动子装置15a至15d，驱动子装置15a至15d没有扩张或收缩，因此头1不进行微动。
参见图15B和图16B，说明一实例，其中，驱动电压被施加于驱动子装置15a至15d中的每一个，以使得驱动子装置15a沿箭头DD之方向扩张；驱动子装置15c沿箭头GG之方向收缩；驱动子装置15d沿箭头EE之方向扩张；驱动子装置15b沿箭头FF之方向收缩。驱动子装置15a扩张和驱动子装置15c收缩的结果是，一个弯曲部4a朝箭头C1之方向弯曲；驱动子装置15d收缩和驱动子装置15b收缩的结果是，一个弯曲部4b也朝箭头C1之方向弯曲；弯曲部4a也是如此。因此，使得挠性件4前端朝箭头C1之方向移动，结果，滑动器2和挠性件4上的头朝箭头C1之方向移动。
关于图16C，其中，加在驱动子装置15a至15d之驱动电压的正极和负极反向变换极性，驱动子装置15a收缩，驱动子装置15c扩张，驱动子装置15d收缩，以及驱动子装置15b扩张，与图15B和图16B所示的例子相反。结果，如图16C所示，滑动器2和头朝箭头C2之方向移动。
挠性件4的基体材料可以是任何具有弹性的薄板材料。然而，最好是采用一薄金属板，例如，厚度为0.5μm至50μm的不锈钢板，带有厚度为10μm或更小的压电薄膜构件(例如：PZT，PLT或PLZT)和设置在其上的电极，从而能够使挠性件4所要求的合适之挠性刚度与跟踪所要求的、通过低电压驱动以获得大位移的驱动效率相协调。
为了实现理想的移动机构，以使得滑动器2的运动轨迹变得平行于跟踪方向C1和C2，弯曲部4a和4b被设置于挠性件4上，以构成驱动子装置15a至15d，挠性件4的前端由一薄平行板弹簧结构组成。
通过利用驱动子装置在厚度方向(也就是箭头C1或C2)上的弯曲作为驱动装置，以使得头1进行微动，使得通过低电压驱动有可能获得跟踪所要求的大位移。例如，采用多普勒(Doppler)位移表可以证实，采用6V驱动电压时，发生2.2μm的位移。在现有技术部分所述的驱动装置以如此之低电压不能导致1μm数量级的位移。
实施例6：
根据实施例6，说明一种用于制造一种头支撑机构的方法。图17A至17D为说明利用直接膜增长方法(direct film growth process)制造驱动子装置之方法的剖视图。图18是说明用于制造设有驱动子装置之头支撑机构的方法的流程图，其中利用了直接膜生长方法(direct film growth process)。
参照图17A至图17D及图18，一基体材料12被构成以具有0.5μm至50μm之厚度(见图17A)。一基体材料16A与图4A所示之设置于挠性件4上的弯曲部4a相对应。其中，基体材料12是一种SUS(不锈钢)材料，外形内通过蚀刻、激光处理或模压而被掏空，此后受压成形。
通过铂(Pt)溅射，一铂膜14经直接真空薄膜生长而形成于基体材料12上(如图17B，S61)，该铂膜14可以通过在液体中生长一镀膜(plating film)而形成。另一种方法，是通过采用障板法(a shadowmask method)或提离法(a lift-off method)，由射频溅射法(rf sputteringmethod)、离子束溅射方法、溶胶-凝胶方法(sol-gel method)、CVD(化学气相淀积)方法、激光消融法(laser ablation method)，或其它类似方法，可以使铂膜14只生长于希望生长压电薄膜(PZT，氧化锌，或其它类似物，说明见后)之处。另一种可选方法，是可以将铂膜14直接气相淀积于由SUS材料制成的基体材料12之上。
当由射频溅射法在该铂膜14上生长PZT(锆钛酸铅)膜15A时，不含或含很少锆的PLT膜15B可以形成并作为PZT(锆钛酸铅)膜15A的一垫层，以使得具有优良性能的PZT(锆钛酸铅)膜15A形成于该垫层上(见图17C，S62，S63)。
通过在PZT(锆钛酸铅)膜15A上形成一铂电极膜16，一个在其上面具有驱动子装置15a的挠性件4就完成了，最理想的是，除去基体材料12(即：铂14、PLT15B、PZT15A和铂16)后总的膜厚度不超过10μm。
通过将带有负载梁5和头1的滑动器2连接在具有驱动子装置15a的挠性件4之上，及设置一信号系统，该头支撑机构就制造完成了。
举一实例加以说明，在该实例中，基体材料12是一种SUS(不锈钢)材料，外形通过蚀刻、激光处理或模压而被掏空，然后受压成形，再附着铂膜14。然而，蚀刻、激光处理或模压可以在完成所有的薄膜(铂14、PLT15B、PZT15A和铂16)成形后再进行，以定形由SUS材料组成的基体材料12。该基体材料12并不限于SUS(不锈钢)材料，也可以是一种硅半导体薄片，它能以低成本大批量生产。
通过在该基体材料12之前端和后端都采用这种薄膜生长方法，能产生一种具有双晶型激励功能的悬挂装置(suspension)，如图14所示。在图14中，挠性件4之部分被弯曲成直角，以置入滑动器2，从而形成弯曲部4a和4b，挠性件4为由SUS材料构成的基体材料。而且，驱动子装置15c和15d被设置于与滑动器2相反的、弯曲部4a和4b之面(背面)，设置于该背面的驱动子装置15c和15d自基体材料12之背面经上述的直接膜生长方法而形成。
头支撑机构705包含有挠性件4(SUS基片)，挠性件4具有设置于其上的弯曲部4a和4b，头支撑机构705作为一种头支撑机构，具有由薄平行板弹簧结构组成的微动驱动装置。试验结果表明，采用5V的驱动电压，将产生约1μm的位移。
设于压电薄膜15之下的铂膜14，可以由诸如钛或类似的金属材料替代。PZT(锆钛酸铅)15A或PLT15B可以由氧化锌、聚偏氟乙烯(PVDF)或是具有其组合物的多层结构。
应注意的是，在基体材料12上可设置一绝缘膜，在此之前，铂膜14可设置于该绝缘膜上。例如，可采用氮化硅(SiN)作为绝缘膜，氮化硅能够被气相淀积于该基体材料12之上。
通过采用诸如聚酰亚胺的绝缘膜覆盖压电薄膜15，及烧结压电薄膜15，该压电薄膜15可以与铂膜绝缘隔离，诸如与基体材料12接触的机械性能也能得以改善。还可采用其它的一些材料作为绝缘膜，如SAM(S-腺苷甲硫氨酸)膜、LB膜或主要成分为一种氮化物的材料。
构成驱动子装置的每一种膜经真空方法而生长，每一种膜也能经采用液体方法而生长。
如上所述，根据实施例6，可提供有：一种头支撑机构，它包括微动驱动装置，该微动驱动装置实现高速及高精度跟踪，以使其适应由于增大表面记录密度所要求之窄道间距，同时，该微动驱动装置易于制造(经直接膜生长方法)，并由实用范围的低驱动电压驱动；一种信息记录/重现设备，包括相同的头支撑机构：及一种制造该头支撑机构的方法。
通过采用直接膜生长方法，也具有一个优点，即在于可实现低成本的头支撑机构，因为该头支撑机构能够通过批量加工处理而成批生产。
实施例7：
根据实施例7，说明一种头支撑机构的生产方法。图19A至图19F为用于说明使用转录方法制造驱动子装置之方法的剖面图。图19A至图19F为图16中之剖面PP的剖面图，图20为一流程图，该流程图说明一种采用转录方法以制造一种头支撑机构的方法，该头支撑机构上设有驱动子装置。通过采用一种转录方法，能够制造出一种包括驱动子装置(微动驱动装置)的头支撑机构。
参见图19A至图19F及图20，一种氧化镁(MGO)基片9如图19A所示，在该氧化镁基片9上，通过溅射铂而形成一铂电极膜16(如图19B，S81)。通过采用障板法、提离法或其它类似方法，使铂膜16只生长于希望生长压电薄膜15(例如，PZT或氧化锌)之处。
在压电薄膜15上，采用射频溅射法或其它类似方法(见图19C和19D，S82，S83)，使压电薄膜15(一PLT膜加一PZT膜)和一铂膜14生长，同时，最理想的是，该膜之厚度也不超过10μm。这些工艺过程基本上与图17C至图17D所述的直接膜生长方法相同。
在铂膜14上加有粘合剂，而后再粘结一厚度为0.5μm至50μm的SUS(不锈钢)基片12、基本组分为硅的基片或其它类似物，作为基体材料(见图19E，S84，S85)。该SUS(不锈钢)基片12或其基本组分为硅之基片与设置于如图4A所示的挠性件4上弯曲部4a相对应。
当该粘合剂在约70℃温度下烘干后，采用湿法蚀刻除去氧化镁基片9，从而完成了具有驱动子装置15a的挠性件4。该已完成的挠性件产品，它具有的驱动子装置以转录方法制成，该产品基本上相同于另一已完成挠性件产品，该另一产品具有以直接膜生长方法制成的驱动子装置。
在形成PZT膜以前，通过气相淀积形成铂膜16后，可形成一PLT膜，因此，PLT压电薄膜能够被获得并成为一种具有优良性能的薄膜。事实上，通过采用PT膜、PBTiO3膜、SrTiO3膜、BaTiO3膜等等，以代替PLT膜。为代替用作转录基片的氧化镁MgO，可以采用一种例如蓝宝石(α-A1203)或锶钛酸盐的单晶基片，或是硅单晶体基片，以使转录实现。
由于PLT、PZT等压电薄膜15在约600℃左右的高温下生长，较好的方法是，随后形成引线8，以适用于加电压于驱动子装置之需要，以便使具有激励功能的悬浮结构接受处理而不致使该引线本身暴露于高温下。
因此，如上所述，根据实施例7，可提供有：一种头支撑机构，它包括微动驱动装置，该微动驱动装置实现高速及高精度跟踪以使其适应由于增大表面记录密度所要求之窄道间距，同时，该微动驱动装置易于制造(经转录方法)，并由实用范围的低驱动电压驱动；一种信息记录/重现设备，包括相同的头支撑机构；及一种制造该头支撑机构的方法。
通过采用转录方法，也具有一个优点，即在于可实现低成本的头支撑机构，因为该头支撑机构能够通过批量加工处理而成批生产，与采用直接膜生长方法之情况相似。
实施例8：
图21是根据实施例8之头支撑机构的局部放大立体图。在参照图6A之实施例1中描述的部件，采用同样的参考编号表示，并省略这些部件的详细说明。
如图21所示，根据实施例8之头支撑机构800，不同于根据实施例1之头支撑机构105，区别在于，设置于挠性件4上的驱动子装置15a和15b，设置方式为：它的厚度方向(箭头QQ之方向)大体上与磁盘表面垂直。
根据实施例8，说明头支撑机构800的驱动原理。图22是说明在施加驱动电压后、设置于头支撑机构800上之驱动子装置15a和15b的扩张/收缩的立体图。图22是说明在施加驱动电压后、头支撑机构800之位移的立体图。
如图22所示，当加上驱动电压时，驱动子装置15a和15b将扩张或反相收缩，驱动子装置15a沿箭头DD之方向收缩，而驱动子装置15b沿箭头FF之方向扩张。
如图22所示，当反相的驱动电压施加于驱动子装置15a和15b时，使得加于驱动子装置15b之驱动电压绝对值充分地大于加于驱动子装置15a之驱动电压绝对值。在挠性件4上、驱动子装置15b所设置之部分沿箭头R1之方向有一个充分大的弯曲，然而，在挠性件4上、驱动子装置15a所设置之部分沿箭头R2之方向只有一个小的弯曲。
如果沿箭头R1和R2方向之弯曲被抑制，出现一个位移差与如图7E、7F和7G所描述之δH2相对应，结果，沿箭头R3之方向、绕挠性件4之前端发生旋转运动。
因此，挠性件4上的滑动器2及该头沿箭头R3之方向旋转。
如果将施加于驱动子装置15a和15b之驱动电压的极性和大小反相加于上述装置，驱动子装置15a扩张，驱动子装置15b收缩，因此挠性件4之前端沿与箭头C1相反之方向被移动。
因此，依实施例8，通过在子装置15a和15b上反相施加驱动电压，用于跟踪的该头可以实现高精度、高效率的微小位移。
根据实施例8，描述对该头支撑机构800之驱动原理的一种变化，在该变化中，电压加在驱动子装置15a和15b上；图23A是说明当施加驱动电压后、设置于头支撑机构800上之驱动子装置15a和15b的扩张/收缩的立体图；图23B是说明驱动子装置15b和挠性件4在施加驱动电压之前的一状态图；图23C是说明驱动子装置15b和挠性件4在施加驱动电压之后的一状态图。
参照图23A至23C，当加上驱动电压时，使得驱动子装置15a和15b都扩张，挠性件4的前端将沿箭头C3之方向弯曲，结果，滑动器2离开磁盘表面。
因此，依实施例8，挠性件4的前端沿这样的方向弯曲：即滑动器2将离开磁盘表面，从而避免该磁盘与被滑动器2带动之磁头1之间的摩擦。
进一步，当根据上述驱动原理，该头支撑机构800被驱动时，头支撑机构800能够被用作为该头的装/卸机构，以及能够避免诸如头碰撞的事故。
实施例9：
根据实施例9，图24A说明了一种三电极型双级激励器的基本结构。
该头支撑机构包括：一滑动器2，它携带一头元件1并飞越或盘旋在一旋转或转动的记录媒体上；一用以支撑相同之头元件的悬挂装置(suspension)3；一用于固定该悬挂装置3的挠性件4；及一个用于使该头元件1与一信息记录设备之记录/重现电路实现电耦合的信号系统(未显示)，使得其整体或部分以完整的方式而被形成。引线通过印制电路板实现，直接或间接地接至该信号系统之导引线或该悬挂装置。一个微驱动激励器被设置于组成头元件1之滑动器2与挠性件4之间，该微驱动激励器与该悬挂装置3构成整体结构。图24B说明了一个五电极双级激励器的基本结构。
如图24C所示，这个激励器由作为基体材料之不锈钢(约15至20μm)和组成驱动子装置15a及15b之压电薄膜而组成，该驱动子装置15a和15b具有一弯曲结构，以使之与磁盘表面7垂直；而且，在图25中，该驱动子装置15a及15b都相对于一个垂直于该磁盘表面之面9呈15°或更大之角度。
此外，被反相90°的驱动电压被施加于相应的驱动子装置15a及15b，以重复扩张与压缩。由于这种扩张/压缩，该悬挂装置3和滑动器2及固定在该悬挂装置3上的头元件1旋转，如图26A所示；此外，通过接入反相驱动电压，滑动器2和固定在悬挂装置3上的头元件1沿相反的方向旋转，如图26B所示。
驱动子装置15a和15b的设置，使其相对于垂直磁盘表面之面9呈约15°或更大之角度，这是为了减小滑动器2所受到的影响(空气粘滞摩擦力)，该影响来自该磁盘以小角度(约0°至小于15°)旋转之情况下。依照上述的结构，可实现高精度跟踪定位。
尽管采用不锈钢作为组成激励器的基体材料，任何具有弹性特性和热阻抗，以及即使厚度小而具备一定等级之刚度的材料都能够被采用。
实施例10：
图27说明了依实施例4之一种双级激励器的结构。图27示出一种设置于驱动子装置15a和15b上的抑制缓和装置80，驱动子装置依次设置于该激励器上；一抑制缓和装置可设置于图中所示之两边(both sides)，也可只设置于其中之一边(one side)。
当采用不带抑制缓和装置80的驱动子装置15a和15b时，由于该激励器旋转滑动器2及固定在悬挂装置3上之头元件1，产生一运动距离(位移)，该距离将是由驱动子装置15a和15b之每一个单独(即以一悬臂方式)变动所产生之距离的约四分之一。
其原因是一种衰减，该衰减的产生是由于一对驱动子装置具有两个固定端、即抑制端之事实。因此，通过在驱动子装置15a和15b之两侧设置抑制缓和装置80，由每一个驱动元件所产生的力能够被有效地传递至悬挂装置3和滑动器2及固定在该悬挂装置3上之头元件1，结果，获得一个大的位移。
抑制缓和装置80应将其在驱动子装置15a和15b上之抑制降至最小，为实现这一点，可能的方法包括降低驱动子装置15a和15b两侧的刚度，及在驱动子装置15a和15b之两侧设置一弹簧机构。
图28A反映一种在驱动子装置15a和15b两侧降低刚度的方法，图28B所示为该抑制缓和装置80的放大图。
作为一种降低刚度的方法，减小组成驱动子装置15a和15b并作为基体材料之不锈钢两边之厚度。如图18B所示，通过减小本身的厚度，变薄部80A的刚度降低，以使得驱动子装置15a和15b的固定部随时可被弯曲。
因此，当驱动电压被加于相应的驱动子装置时，厚度变薄部80A缓和在驱动子装置15a和15b上之抑制力，从而能够有效地传递至悬挂装置3和滑动器2及固定在该悬挂装置3上之头元件1。尽管采用不锈钢作为组成激励器的基体材料，任何具有弹性特性和热阻抗，以及即使厚度小而具备一定等级之刚度的材料都能够被采用。如图28A和28B所示的结构不必一定设置于该驱动子装置15a和15b之两边，但可以只设置于其中之一边，以缓和该抑制。然而，在两边设置该结构更佳。
同样，作为一种降低刚度的方法，如图29A、29B及29C所示，可以使驱动子装置15a和15b本身之两边80B变窄；可以设置一个指向一端的三角形部80C。通过采用这些方法，驱动子装置15a和15b的刚度在其本身被降低，以使得该抑制被缓和、及该位移能被有效地传递至悬挂装置3和滑动器2及固定在悬挂装置3上之元件1。如图29A、29B及29C所示之结构并不一定要设置于驱动子装置15a和15b之两边，而可以只设置于其中之一边，以缓和该抑制；然而，优选的是设置该结构于两边。
另一方法如图29D所示，驱动子装置15a和15b之固定部(即驱动子装置15a和15b之两边)可以采用一材料80E(一种软材料)以替代，该材料所具有的刚度低于驱动子装置15a和15b之基体材料。例如，任何软材料如聚酰亚胺(Kapton型)、聚酯、聚砜或聚四氟乙烯。
本发明之实施例1至10说明，该头支撑机构由两个主部件构成：一个具有微动驱动子装置的挠性件，及具有适当的挠性刚度以使一滑动器沿一盘之一波形表面而行，该子装置与主驱动装置分离；及一用于以适当的力压迫该滑动器朝向该盘表面的负载梁。
可以理解的是，本发明之要素并不限于上述之内容，可以是被设想出的各种结构。其中，头支撑机构由多个部件组成，包括：第一部件，它耦合到至少携带一个头的一滑动器；及第二部件，它耦合到跟踪主驱动装置，以使得对于该头之微动驱动装置被构成于该第一部件上。
上述本发明之实施例1至10说明，其中，通过弯曲而形成头支撑机构，其中的特征结构，例如微动驱动子装置、驱动引线及信号引线，在弯曲前之阶段，被设置于一基体材料之一面。这就为制造带来一个极大的优点，在根据本发明之头支撑机构的制造中，被加工之表面能够限于在一个面。然而，这并不排除另一种结构，即其中将一些或全部的特征结构设置于该基体材料之两边上，如图14所示。
以上之实施例1至10说明，由于该磁盘所产生的空气流，使该滑动器在预定的高度、从磁盘表面稳定地下滑(float)。然而，一种使得该滑动器上之磁头一端之部分与高密度记录磁盘相接触的方法，也被包含在本发明之实施例内。
尽管实施例1至10说明了磁盘设备，但本发明并不限于此。对基于STM或AFM之改进的信息记录设备，通过采用一种与以上实施例相似之结构，可以构成对二级伺服机构的激励器(actuator )，并能获得与实施例所提供之效果相似的效果。
尽管实施例1至10说明了磁盘设备的跟踪，本发明并不限于此。本发明可应用于各种激励器(actuators)的驱动。而且，本发明可应用于任何在一旋转的盘面上存储信息的设备，例如光盘设备、磁光存储设备(magneto-optical storage apparatuses)、变相型光盘设备(phase-change type optical disk apparatuses)等等。
而且，可以理解的是，本发明并不限于上述之实施例，凡未偏离本发明之精神的各种修改都是可能的。
(实例)：
以下参照具体的实例，说明本发明的效果。
通过先在激励器配置上蚀刻成一不锈钢基片，并在其上面形成电极和压电薄膜，以得到激励器部。驱动子装置部的弯曲，是通过采用一模压制成形；其后，通过导线接合，使得一为引线之挠性基片和该驱动子装置部实现电连接。
然后，通过结合一滑动器、一基板及一负载梁，构成一头支撑机构。
通过采用以上之内容所进行的试验，其说明如下。
(例一)
在第一个试验中，不锈钢被加工成一悬臂形，在其上面形成由压电薄膜件(约2.5μm)和电极。测量通过改变不锈钢之厚度所获得的该悬臂之位移，该位移的测量是采用激光多普勒方法进行的，驱动电压保持在±3V，频率为1KHz。
结果如表一所示。
(表一)
不锈钢厚度(μm)  18 20 25 30   35   40
位移(μm)  4.68  3.24   2.31  1.62   1.34   1.01
从以上的结果可以看出一种趋向，即，当不锈钢(它是激励器的基体材料)的厚度变得越小，其刚度降低，位移增大。
(例二)
在第二个试验中，制成一激励器，其上面构成有抑制缓和装置。该基本激励器结构如下：每一个驱动子装置与垂直于该盘的一平面构成一60°角；该不锈钢厚度是20μm，压电薄膜的厚度为2.5μm。
抑制缓和装置如图28A和28B所示，作为一种降低刚度之装置，组成驱动元件部的不锈钢基体材料两边之厚度被减小，从而缓和抑制。采用一种湿法蚀刻方法。采用一种激光多普勒方法测量位移。
结果如表二所示。
(表二)
两边的厚度(μm)  20   18   15   12   10   8   5
位移(μm)  1.02   1.35   1.71   2.02   2.54   3.02   3.17
从以上结果可以看出一种趋向，即，在这种情况下，构成驱动元件部之不锈钢基体材料两边的厚度被减小，以便缓和抑制，由于通过从两边减去更多的厚度，抑制被缓和得更多，所获得的位移就越大。
(例三)
第三个试验如在例二中一样，制成一激励器，其上面构成有抑制缓和装置，并测量其位移。该基本激励器结构如下：每一个驱动子装置与垂直于该盘的一平面构成一60°角；该不锈钢厚度是20μm，压电薄膜的厚度为2.5μm。
关于该抑制缓和装置，作为一种降低刚度之装置，组成驱动元件之不锈钢的一边被加工成薄三角形，如图29B所示，因此而缓和抑制。采用一种湿法蚀刻方法。采用一种激光多普勒方法测量位移。结果，该三角形驱动元件所提供的位移是带形驱动元件所提供之位移的1.8倍。
(例四)
在第四个试验中，制成一激励器，其上面构成有抑制缓和装置，并测量其位移。该基本激励器结构如下：每一个驱动子装置与垂直于该盘的一平面构成一60°角；该不锈钢厚度是20μm，压电薄膜的厚度为2.5μm。
关于该抑制缓和装置，如图29D所示，通过采用聚酰亚胺(Kapton)，即一种具有比驱动子装置之基体材料之刚度更弱的刚度的材料，以形成驱动子装置的被固定部。该聚酰亚胺的厚度为12μm，该聚酰亚胺和驱动子装置的基体材料以粘结剂结合。采用一种激光多普勒方法测量位移。结果，所获得的位移，比起驱动子装置之被固定部未采用更低刚度之材料的情况，是后者的1.9倍。
(例五)
在第五个试验中，制成一激励器，其上面构成有抑制缓和装置，并测量其位移。该基本激励器结构如下：每一个驱动子装置与垂直于该盘的一平面构成一60°角；该不锈钢厚度是20μm，压电薄膜的厚度为2.5μm。
关于抑制缓和装置，如图30A和30B所示，在驱动子装置的两边设有几个凹口，通过采用一模压制成形，使这些部分被弯曲。
通过逐渐地弯曲该凹口部，驱动子装置相对于盘表面构成大约90°角并无折痕。
由于设置了凹口，在弯曲加工中，使得在驱动子装置部上的电极得以被逐渐地弯曲，所以，它们能够被定位在一个旋转90°的面上并不被损坏。采用一种激光多普勒方法测量位移。结果，所获得的位移，比起未采用抑制缓和机构的情况，是后者的约2至3倍。
因此，根据本发明，在实现高速和高精度跟踪方面，达到了显著的效果，使之适应于由于增加记录密度所要求的窄道间距，简化了制造，及采用实用范围的驱动电压。

Claims (6)

1、一种信息记录/重现设备，包括：
一头支撑机构，它包括一头和一用于携带该头的滑动器；
主驱动装置，用于通过该头支撑机构驱动该头，
其中，该头支撑机构还包括：
负载梁；
多个薄板，包括第一薄板和第二薄板；
支撑该滑动器的部件，该部件耦合到该负载梁的一端；
该第一薄板形成在该部件的第一侧面上，
第一驱动子装置，包括固定在第一薄板上的第一薄膜；
该第二薄板形成在该部件的与该第一侧面相对的第二侧面上，该第二薄板不同于第一薄板；及
第二驱动子装置，包括固定在第二薄板上的第二薄膜，
其中，第一和第二驱动子装置被配置成受驱动，使得第一和第二驱动子装置中的一个子装置沿着第一和第二薄膜中的一个薄膜的纵向扩张，而第一和第二驱动子装置中的另一个子装置沿着第一和第二薄膜中的另一个薄膜的纵向收缩，从而导致第一和第二薄板的每一薄板的挠性变形，使得沿跟踪方向执行该头的微小移动。
2、根据权利要求1所述的信息记录/重现设备，其中该第一和第二薄膜中的每一薄膜的膜厚度等于或小于10μm。
3、根据权利要求1所述的信息记录/重现设备，其中：
该第一和第二薄膜中的每一薄膜形成在基体材料之上，其膜厚度等于或小于10μm；及
该第一和第二薄膜中的每一薄膜通过使用膜生长的方法形成在基体材料之上。
4、根据权利要求3所述的信息记录/重现设备，其中膜生长方法包括一直接膜生长方法。
5、根据权利要求3所述的信息记录/重现设备，其中膜生长方法包括一转录方法。
6、根据权利要求1所述的信息记录/重现设备，其中：该多个薄板还包括形成在该部件的第三侧面上的第三薄板，
该多个薄板被设置成自该滑动器的转动中心呈辐射状排列；
该第一和第二驱动子装置围绕该转动中心转动该滑动器，使得沿跟踪方向执行该头的微小移动。
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