JP2000011556A - マイクロアクチュエータ及び磁気ヘッド装置並びに磁気記録装置 - Google Patents

マイクロアクチュエータ及び磁気ヘッド装置並びに磁気記録装置

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JP2000011556A
JP2000011556A JP10168933A JP16893398A JP2000011556A JP 2000011556 A JP2000011556 A JP 2000011556A JP 10168933 A JP10168933 A JP 10168933A JP 16893398 A JP16893398 A JP 16893398A JP 2000011556 A JP2000011556 A JP 2000011556A
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electrode
movable
fixed
microactuator
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Munemitsu Abe
宗光 阿部
Masaki Esashi
正喜 江刺
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 変位量制御システムを従来に比べて簡単化す
ることができるマイクロアクチュエータを提供する。 【解決手段】 間隙をあけて対向する固定基板２と可動
基板３が設けられ、これら基板間に相対移動量の異なる
アクチュエータ３６、３７、３８が複数個並設されてい
る。各アクチュエータ３６、３７、３８は、可動基板３
上に設けられた櫛歯状の可動電極４１ないし４３と、固
定基板２上に設けられ、非駆動状態で可動電極４１ない
し４３の歯部先端から外側へ延在する複数の歯部を持つ
固定電極５ないし１０から構成されている。そして、可
動電極４１ないし４３の歯部先端が固定電極５ないし１
０の歯部外端まで移動するように可動基板３が移動する
構成となっており、各アクチュエータ３６、３７、３８
において固定電極歯部の可動電極歯部外側へ延在する部
分の長さが各アクチュエータごとに異なっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロアクチュ
エータ及び磁気ヘッド装置並びに磁気記録装置に関し、
特に、磁気ヘッド装置内に組み込まれ、磁気記録媒体の
トラックに対して磁気ヘッドを高精度に位置合わせする
際にヘッド位置の微調整に用いて好適なマイクロアクチ
ュエータの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、磁気記録装置は、データの記録
面を持つ磁気ディスク等の磁気記録媒体を備えており、
この磁気記録媒体に対して情報の書き込み、読み出しを
行う磁気ヘッド、磁気ヘッドを支持するスライダ、ジン
バル等からなるヘッド支持部、この支持部を駆動するこ
とにより磁気記録媒体の所定のトラックに対して磁気ヘ
ッドの位置合わせを行うボイスコイルモータ等のヘッド
駆動部等を有している。ところが、ボイスコイルモータ
によって磁気ヘッドの位置合わせを行う場合、高精度の
ボイスコイルモータを用いたとしても、現状のトラック
の幅が微細化していることを考慮するとボイスコイルモ
ータだけでは位置合わせ精度が限界に達してきている。
そこで、ボイスコイルモータを用いてヘッド位置の粗調
整を行った後、精度の高いアクチュエータを用いて微調
整を行う方式が提案されている。
【０００３】高精度で微細動作が可能な従来のアクチュ
エータの例を図９、図１０に示す。図９、図１０に示す
アクチュエータ１０１は静電引力を駆動力としており、
一般に静電アクチュエータと呼ばれるものである。この
静電アクチュエータ１０１は、間隔をあけて対向する２
枚の基板である第１の基板１０２、第２の基板１０３が
相対移動可能に設けられている。第１の基板１０２の第
２の基板１０３と対向する面１０２ａ上に、互いに平行
な複数の歯部１０４ａを有する櫛歯状の第１の電極１０
４が設けられ、第２の基板１０３の第１の基板１０２と
対向する面１０３ａ上には、第１の電極１０４の隣接す
る歯部１０４ａ間に位置する互いに平行な複数の歯部１
０５ａを有する第２の電極１０５が設けられている。
【０００４】上記構成の静電アクチュエータ１０１にお
いては、第１の電極１０４と第２の電極１０５との間に
電圧を印加すると、第１の電極１０４、第２の電極１０
５間に生じる静電引力によって第１の電極の歯部１０４
ａと第２の電極の歯部１０５ａとの噛み合いが大きくな
る向きに第１の電極１０４と第２の電極１０５が接近す
るように第１の基板１０２と第２の基板１０３が相対移
動する。その後、電圧を遮断すると静電引力が消失する
ため、電圧印加時とは逆の方向、すなわち第１の電極の
歯部１０４ａと第２の電極の歯部１０５ａとの噛み合い
が小さくなる向きに第１の電極１０４と第２の電極１０
５が離反するように第１の基板１０２と第２の基板１０
３が相対移動する構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、静電
アクチュエータは、２つの電極間に生じる静電引力によ
って駆動されるものである。ここで、この電極に生じる
静電引力についてより詳細に見ると、第１の電極と第２
の電極で基板の相対移動方向に平行な面において電圧印
加時に上記面同士の対向する面積を増加させるように作
用する力Ｆ１と、第１の電極と第２の電極とで互いに接
近・離反する面において電圧印加時に上記面同士が互い
に引き合うように作用する力Ｆ２とが考えられる。そし
て、駆動力となる静電引力ＦはＦ１とＦ２との合力とな
る。Ｆ１、Ｆ２は、真空の誘電率をε0 、両電極間の電
圧をＶ、各電極における基板の相対移動方向に平行な面
間の間隔をｇ1 、電極の厚さをｔ、各電極の接近・離反
する面の面積をＳ、各電極の接近・離反する面間の間隔
をｇ2 とすると、次式でそれぞれ表される。 Ｆ１＝（ε0・Ｖ2・ｔ）／ｇ1 ……（１） Ｆ２＝（ε0・Ｖ2・Ｓ）／ｇ2 2 ……（２） ただし、第１の電極と第２の電極とがある程度離れた位
置にある場合には、Ｆ２が充分に小さくなるため、通常
はＦ１が支配的となる。
【０００６】そこで、駆動力ＦをＦ＝Ｆ１と考えると、
真空の誘電率ε0 および電極の厚さｔは一定であり、各
電極における基板の相対移動方向に平行な面間の間隔ｇ
1 は電極が相対移動しても一定であるため、駆動力Ｆは
電極間の電圧Ｖのみによって変化することになる。する
と、例えばこの静電アクチュエータを磁気ヘッド装置に
適用し、ヘッド位置の微調整に使用することを考えた場
合、基板の変位量の制御は、電極間の電圧を調整して駆
動力を制御することで行うことになる。したがって、個
々の静電アクチュエータにおける電圧と駆動力との関
係、駆動力と変位量との関係を予め把握しておく必要が
あった。さらに、電圧調整機構等を含む基板の変位量制
御システムが必要となり、そのシステムの中身も比較的
複雑なものとなるという問題があった。特に、微細なス
テッピング動作を実現しようとした場合等でも、従来の
素子では複雑な変位量制御システムが必要であり、この
種の制御システムをより簡単化できる静電アクチュエー
タの提供が望まれていた。
【０００７】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、変位量を制御するためのシステム
を従来に比べて簡単化することができる静電マイクロア
クチュエータ、およびこのマイクロアクチュエータを用
いた磁気ヘッド装置および磁気記録装置を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のマイクロアクチュエータは、間隙をあけ
て対向する基板を相対移動可能に設け、これら基板間に
前記基板対の相対移動量をそれぞれ異ならせるアクチュ
エータを、前記基板対の相対移動方向に複数個所定間隔
をあけて並設したことを特徴とするものである。
【０００９】すなわち、従来から大きな駆動力を得るた
めに複数個のアクチュエータを有するマイクロアクチュ
エータは存在していたものの、各アクチュエータの相対
移動量は一様であり、この相対移動量の制御には複雑な
システムを必要としていた。それに対して、本発明のマ
イクロアクチュエータは、対向する基板間に相対移動量
をそれぞれ異ならせるアクチュエータを複数個並設して
いるため、場合によって必要とされる相対移動量を持つ
アクチュエータのみを作動させることにより、複雑な制
御システムを使用することなく、基板の相対移動量をス
テップ的に変化させることができる。
【００１０】上記の相対移動量が異なるアクチュエータ
を複数個設ける具体的な構成とは、各アクチュエータ
が、上記基板対の一方の第１の基板の対向面上に設けら
れ、互いに平行であって先端を揃えた複数の歯部を有す
る櫛歯状の第１の電極と、他方の第２の基板の対向面上
に設けられ、上記第１の電極の隣接する歯部間に位置し
非駆動状態にて上記第１の電極の各歯部先端から外側へ
延在する互いに平行であって外端を揃えた複数の歯部か
らなり、該複数の歯部の延在外端を駆動状態にて上記第
１の電極の歯部先端まで移動させて上記基板対を相対移
動させる第２の電極とからなり、上記各アクチュエータ
における上記第２の電極歯部の上記外側への延在長さを
各アクチュエータごとに異ならせたことである。
【００１１】従来の技術の項で述べたような静電マイク
ロアクチュエータを考えた場合、第１の電極と第２の電
極からなる電極の組を１つのアクチュエータと見なすこ
とができる。そこで、第１の電極と第２の電極で基板の
相対移動方向に平行な面における駆動力Ｆ１は、電圧印
加時に上記面同士の対向する面積を増加させるように作
用する。この時、第２の電極歯部の非駆動状態にて第１
の電極の各歯部先端から外側へ延在する部分の長さ（面
積）により電圧印加時の基板の最大相対移動量が決まる
ことになる。したがって、各アクチュエータにおいて第
２の電極歯部の上記延在長さを各アクチュエータごとに
異ならせておけば、基板の相対移動量が異なるアクチュ
エータを複数個設けるという構成を実現することができ
る。そこで、駆動の際に最大の相対移動量が得られるに
充分な電圧を設定しさえすれば、各アクチュエータに同
一の電圧を印加しても各アクチュエータで基板の相対移
動量が異なることになる。
【００１２】言い換えると、従来のマイクロアクチュエ
ータが電極間に印加する電圧を制御して変位量を調節す
るものであったのに対し、本発明のマイクロアクチュエ
ータは複数個のアクチュエータのうちのいずれのアクチ
ュエータを作動させるかによって変位量を調節するとい
うものである。したがって、本発明のマイクロアクチュ
エータによれば、基板の変位量を制御するために印加電
圧を調整する必要がなくなる。
【００１３】本発明のマイクロアクチュエータの構成要
素である基板の材料としては、例えばガラス基板等を用
いることができる。また、電極は導電性を有するシリコ
ン等の材料で形成することができ、これをガラス基板と
接合すればよい。発明の実施の形態の項で詳述するが、
実際のマイクロアクチュエータには基板と電極の他、電
圧印加時に双方の電極の歯部が接近する向きに基板を相
対移動させた後、電圧遮断時には電圧印加前の位置に基
板を戻すためのバネの役目を果たす構成要素等も必要と
なる。その場合、このバネ部もシリコンで形成すること
ができ、電極と一括して加工することが可能である。ま
た、各電極に電圧を印加するための配線はアルミニウム
等の金属を用いて基板上に形成することができる。本発
明の場合、必要に応じて各アクチュエータを使い分ける
必要があることから、電圧印加用配線は各アクチュエー
タで個別に設ける必要がある。
【００１４】本発明の磁気ヘッド装置は、上記のマイク
ロアクチュエータを有することを特徴とするものであ
る。また、本発明の磁気記録装置は上記磁気ヘッド装置
を有することを特徴とするものである。すなわち、上記
のように異なる動作量を持つアクチュエータを複数個有
するマイクロアクチュエータを用いることによって磁気
記録媒体の所定のトラックに対する磁気ヘッドの位置微
調整のステッピング動作が可能となる。そして、磁気ヘ
ッド装置や磁気記録装置がマイクロアクチュエータに関
する複雑な変位量制御システムを持つことなく、スイッ
チ等の簡単な切換手段のみを持つだけでマイクロアクチ
ュエータの変位量を制御することができ、従来に比べて
装置構成を簡単化することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図１ないし図６を参照して説明する。図１は本実施の
形態のマイクロアクチュエータ１を示す正面図、図２は
同側面図、図３はマイクロアクチュエータを２枚の基板
間で切断し、下側の固定基板を上から見下ろした平面
図、図４は図３と同一位置で切断し、上側の可動基板を
下から見上げた平面図、図５は図２のＶ−Ｖ線に沿う縦
断面図、図６は図１のVI−VI線に沿う平断面図である。
なお、図３および図４の切断位置は、後述する枠部下面
と固定基板上面との間とした。本発明のマイクロアクチ
ュエータは、特許請求の範囲に記載したように、第１の
電極を有する第１の基板と第２の電極を有する第２の基
板が相対移動する構成であるが、本実施の形態では、磁
気ヘッド装置に組み込む際に第２の基板側を固定して第
１の基板側を移動させるものとし、第１の基板を可動基
板、第２の基板を固定基板、第１の電極を可動電極、第
２の電極を固定電極、と称することにする。
【００１６】図１および図２に示すように、固定基板２
と可動基板３が間隔をあけて対向して配置され、可動基
板３の内面３ａ（固定基板２と対向する面）に可動電極
４１ないし４３が設けられるとともに、固定基板２の内
面２ａ（可動基板３と対向する面）には固定電極５ない
し１０が設けられている。そして、これら可動電極４１
ないし４３と固定電極５ないし１０との間に電圧を印加
することにより、固定電極５ないし１０に対して可動電
極４１ないし４３が接近するように可動基板３が移動す
る構成となっている。なお、固定基板２および可動基板
３はガラス基板から構成され、固定電極５ないし１０お
よび可動電極４１ないし４３は導電性を有するシリコン
等の材料から形成されている。
【００１７】図４および図６に示すように、可動電極４
１ないし４３は、互いに平行であって先端を揃えた複数
の歯部４１ａないし４３ａを有する櫛歯状の形状となっ
ている。一方、図３および図６に示すように、固定電極
５ないし１０は、可動電極４１ないし４３の隣接する歯
部４１ａないし４３ａ間に位置し、非駆動状態にて可動
電極４１ないし４３の各歯部４１ａないし４３ａ先端か
ら外側へ延在する互いに平行であって外端を揃えた複数
の歯部５ａないし１０ａから構成されている。可動電極
４１ないし４３は図６中の右側、左側の両側に向いた櫛
歯を有しており、１つの可動電極４１，４２，４３の２
つの櫛歯それぞれに対して固定電極５ないし１０が配置
されている。１つの可動電極４１，４２，４３に対して
図６中右側に位置する固定電極６、８、１０は電圧印加
時に可動基板３を図中右方向に移動させるためのもの、
図６中左側に位置する固定電極５、７、９は電圧印加時
に可動基板３を図中左方向に移動させるためのもの、で
ある。
【００１８】図６に示すように、本実施の形態のマイク
ロアクチュエータ１全体では、１つの可動電極４１，４
２，４３と２つの固定電極５および６、７および８、９
および１０からなるアクチュエータ３６、３７、３８が
基板の相対移動方向に３組並設されている。可動電極４
１ないし４３と一方の固定電極５ないし１０との間に電
圧を印加した際には歯部同士の噛み合いが大きくなる方
向、すなわち歯部の長手方向に可動基板３が移動する。
この際、固定電極５ないし１０の歯部５ａないし１０ａ
における非駆動状態にて可動電極４１ないし４３の各歯
部４１ａないし４３ａ先端から外側へ延在する部分の長
さが電圧印加時の基板移動量を決定する。本実施の形態
の場合、各アクチュエータ３６、３７、３８間で固定電
極５ないし１０の歯部５ａないし１０ａの長さが異な
り、特に固定電極歯部５ａないし１０ａの上記延在部分
の長さは、図６中左側から右側にＬ１＝１μｍ、Ｌ２＝
２μｍ、Ｌ３＝３μｍとなっており、各アクチュエータ
３６、３７、３８間でこの長さが異なっている。なお、
各アクチュエータ３６、３７、３８間で可動電極４１な
いし４３の寸法は同一である。すなわち、左端のアクチ
ュエータ３６は基板移動量１μｍ用のアクチュエータ、
中央のアクチュエータ３７は基板移動量２μｍ用のアク
チュエータ、右端のアクチュエータ３８は基板移動量３
μｍ用のアクチュエータとなっている。
【００１９】図３に示すように、固定電極５ないし１０
側のシリコンについては、固定基板２上に各歯部５ａな
いし１０ａをなすシリコンが孤立して形成されている。
その一方、図４に示すように、可動電極４１ないし４３
側のシリコンについては、各アクチュエータ３６、３
７、３８の可動電極４１ないし４３が全て矩形状の枠部
１１と連結されており、さらに、枠部１１の角からは支
持バネ部１２が延び、各支持バネ部１２の先端にはアン
カー部１３が設けられている。すなわち、これら可動電
極４１ないし４３、枠部１１、支持バネ部１２、アンカ
ー部１３はシリコンにより一体的に形成されている。ま
た、支持バネ部１２と枠部１１との間にはシリコンから
なるストッパ１４が設けられている。このストッパ１４
はアンカー部１３よりも枠部１１に近い位置に配置され
ており、ストッパ１４と枠部１１との間隔Ｌ４は３μｍ
である。なお、このストッパ１４と枠部１１との間隔Ｌ
４は、３組のアクチュエータ３６、３７、３８のうち最
大の基板移動量を持つアクチュエータ３８の上記延在部
分の長さＬ３以上であればよい（Ｌ４≧Ｌ３）。
【００２０】上述したように、可動基板３の内面に可動
電極４１ないし４３が設けられる一方、固定基板２の内
面には固定電極５ないし１０が設けられている。そし
て、図４に示すように、可動電極４１ないし４３と同
様、枠部１１も可動基板３の内面３ａに固定されてい
る。また、支持バネ部１２は枠部１１から延びている
が、図５に示すように、可動基板３にも固定基板２にも
固定されていない。また、図１に示すように、支持バネ
部１２先端に設けられたアンカー部１３は固定基板２の
内面２ａに固定されている。すなわち、アンカー部１３
が固定基板２に固定され、支持バネ部１２を介して枠部
１１および可動電極４１ないし４３が可動基板３に固定
されていることにより、固定基板２に対して可動基板３
が支持されている。また、可動基板３にも固定基板２に
も固定されない支持バネ部１２は、シリコンの持つ弾性
により電圧印加時に可動基板３が移動した際に弾性変形
し、電圧遮断時に弾性復帰することによって可動基板３
を電圧印加前の位置に戻す、いわばバネの役目を果たす
ものである。
【００２１】図３に示すように、各アクチュエータ３
６、３７、３８の固定電極５ないし１０に電圧を印加す
るための配線が各アクチュエータ３６、３７、３８ごと
に個別に設けられている。そして、各アクチュエータ３
６、３７、３８内においては、可動基板３を図中右方向
に移動させるべく可動電極４１ないし４３の右側に位置
する固定電極６、８、１０の歯部６ａ、８ａ、１０ａ間
を電気的に接続する配線１６、１８、２０がそれぞれ設
けられている。また同様に、可動基板３を左方向に移動
させるべく可動電極４１ないし４３の左側に位置する固
定電極５、７、９の歯部５ａ、７ａ、９ａ間を電気的に
接続する配線１５、１７、１９がそれぞれ設けられてい
る。そして、これら配線１５ないし２０には電源と接続
するためのパッド電極（右方向移動用電極２２、２４、
２６、左方向移動用電極２１、２３、２５）がそれぞれ
設けられている。
【００２２】これら配線１５ないし２０はアルミニウム
等の金属で形成され、図３に示すように、固定基板２の
内面２ａに固定電極５ないし１０と接するように配置さ
れている。また、各アクチュエータ３６、３７、３８の
可動電極４１ないし４３はシリコンで一体的に形成され
ているため、図３に示すように、各可動電極４１ないし
４３に電圧を印加するための配線２７は各アクチュエー
タ３６、３７、３８共通に設けられている。すなわち、
固定基板２上には、図６に示す４つの支持バネ部１２の
うちの１つ（図６中左下の支持バネ部１２）に沿ってア
ンカー部１３にまで延び、アンカー部１３と電気的に接
続されることによって、アンカー部１３、支持バネ部１
２、枠部１１を通じて各可動電極４１ないし４３に電圧
を与えるための配線２７が設けられている。この配線２
７にも電源と接続するためのパッド電極（共通電極２
８）が設けられている。
【００２３】また、固定基板２の上方、支持バネ部１２
の上方、アンカー部１３の上方等、可動基板３側に固定
されたシリコンを除いて基板間にシリコンが存在する領
域の上方にあたる可動基板内面３ａにはアルミニウム等
の金属からなる同電位パターン（図示略）が設けられて
いる。この同電位パターンは、後述する製造過程におい
て陽極接合法を用いてシリコンを可動基板３に接合する
際に可動基板３に接合すべきでないシリコンが可動基板
３に接合されてしまうのを防止するために基板表面をシ
リコンと同電位とするためのものである。
【００２４】次に、上記構成のマイクロアクチュエータ
１の製造方法の一例を説明する。なお、このマイクロア
クチュエータ製造時には、複数のマイクロアクチュエー
タを同一基板上に一括して作成した後、切断して個々の
素子に分離するという手順を採る。まず、導電性を有す
るシリコン基板を準備し、洗浄等の前処理を行った後、
シリコン基板の両面にフォトレジストを塗布し、上面側
（可動基板３に固定される側）のフォトレジストをパタ
ーニングする。この際、枠部１１、可動電極４１ないし
４３等、可動基板３に固定されるシリコン部分の形状に
合わせてレジストパターンを残すようにする。次に、こ
のレジストパターンをマスクとしてＲＩＥ（Reactive I
on Etching）法を用いてシリコン基板の上面を所定の深
さエッチングする。
【００２５】次いで、フォトレジストを剥離した後、シ
リコン基板の両面に再度フォトレジストを塗布し、今度
は下面側（固定基板２に固定される側）のフォトレジス
トをパターニングする。この際、アンカー部１３、スト
ッパ１４、固定電極５ないし１０等、固定基板２に固定
されるシリコン部分の形状に合わせてレジストパターン
を残すようにする。次に、このレジストパターンをマス
クとしてＲＩＥ法等を用いてシリコン基板の下面を所定
の深さエッチングした後、フォトレジストを剥離する
と、マイクロアクチュエータ１各部の形状に合致したシ
リコン基板が得られる。
【００２６】一方、固定基板２と可動基板３を別途作成
しておく。この際には、ガラス基板を準備し、洗浄等の
前処理を行った後、ガラス基板の上面にスパッタ法によ
りＡｌ膜を形成する。そして、フォトレジストを塗布、
パターニングし、できあがったレジストパターンをマス
クとしてＡｌ膜のウェットエッチングを行うことによ
り、固定基板２となるガラス基板に可動電極４１ないし
４３、固定電極５ないし１０に電圧を印加するための配
線１５ないし２０、２７を形成し、可動基板３となるガ
ラス基板には陽極接合時に用いる同電位パターンを形成
する。
【００２７】その後、別途作成しておいた固定基板２と
シリコン基板４０とを陽極接合法を用いて接合する。こ
こで、シリコン基板のうちアンカー部１３、ストッパ１
４、固定電極５ないし１０にあたる部分が固定基板２に
接合される。次いで、シリコン基板の上面にフォトレジ
ストを塗布し、これをパターニングする。この際、両ガ
ラス基板間に形成する全てのシリコン部分の形状に合わ
せてレジストパターンを残すようにする。次に、このレ
ジストパターンをマスクとしてＲＩＥ法等を用いてシリ
コン基板を貫通するエッチングを行う。最後に、可動基
板３とシリコン基板とを陽極接合法を用いて接合した
後、複数の素子（マイクロアクチュエータ）を一括して
作成した基板を切断し、個々の素子に分離すれば、本実
施の形態のマイクロアクチュエータ１が完成する。
【００２８】このマイクロアクチュエータ１を使用する
際には、少なくとも数十Ｖ程度の電圧が出力可能な電源
を用い、各マイクロアクチュエータ３６、３７、３８の
右方向移動用電極２２、２４、２６または左方向移動用
電極２１、２３、２５に電源端子を接続し、共通電極２
８を接地する。なお、ここで言う数十Ｖ程度の電圧と
は、最大の基板移動量（本実施の形態では３μｍ）が得
られるに充分な電圧ということである。また、右方向移
動用電極２２、２４、２６または左方向移動用電極２
１、２３、２５と電源端子との間にはスイッチ等の切換
手段を設けておく。そこで、例えば可動基板３を右方向
に１μｍ移動させたければ、図６中左端のアクチュエー
タ３６の右方向移動用電極２２に電圧を印加する。する
と、配線１６を通じてこのアクチュエータ３６の可動電
極の歯部４１ａとその右側に位置する固定電極の歯部６
ａとの間に静電引力が発生し、この静電引力が駆動力と
なって可動電極の歯部４１ａの先端が固定電極の歯部６
ａの外端に位置するまで可動基板３が右方向に１μｍ移
動する。
【００２９】次に、可動基板３を左方向に３μｍ移動さ
せたければ、スイッチ等を切り換えて図６中右端のアク
チュエータ３８の左方向移動用電極２５に数十Ｖ程度の
電圧を印加すればよい。この時、可動基板３の移動に伴
って支持バネ部１２が弾性変形し、枠部１１も左方向に
３μｍ移動するが、枠部１１とストッパ１４との間隔Ｌ
４が３μｍであるため、この時点で枠部１１がストッパ
１４に当接し、可動基板３はそれ以上移動しない。いず
れの場合も、電圧を遮断すると、固定電極の歯部５ａな
いし１０ａと可動電極の歯部４１ａないし４３ａとの間
に生じていた静電引力が消失し、支持バネ部１２が弾性
復帰することによって、可動基板３は電圧印加前の位置
に戻る。
【００３０】本実施の形態のマイクロアクチュエータ１
は、３種類の基板移動量を有するアクチュエータ３６、
３７、３８が同一の基板上に並設されたものであり、こ
れらアクチュエータ３６、３７、３８を使い分け、さら
に右方向移動、左方向移動を使い分けることによって右
方向に１μｍ、２μｍ、３μｍ、左方向に１μｍ、２μ
ｍ、３μｍ、変位なしというように、１μｍ刻みで７段
階のステッピング動作が可能になる。その際、最大３μ
ｍの移動量が得られるに充分な数十Ｖ程度の範囲で電圧
を設定しさえすれば、各アクチュエータ３６、３７、３
８に同一の電圧を印加しても各アクチュエータの作用に
より基板の相対移動量が自ずと異なることになる。すな
わち、本実施の形態のマイクロアクチュエータ１によれ
ば、基板の変位量を制御するために印加電圧の大きさを
調整する必要がなくなる。したがって、本実施の形態の
マイクロアクチュエータ１では、従来のものと比べてマ
イクロアクチュエータに付帯する変位量制御システムが
簡単化できるため、磁気ヘッド装置の位置合わせ機構等
に採用して好適なものとなる。
【００３１】次に、上記実施の形態のマイクロアクチュ
エータを用いた磁気記録装置の一例を説明する。図７は
磁気記録装置の一種であるハードディスク装置の一例を
示す図である。図７に示すように、ハードディスク装置
７０には、ケース７１内に複数枚の磁気ディスク７２
（磁気記録媒体）が内蔵されている。ディスク７２表面
の磁性体層にデータが記録されるようになっており、デ
ィスク各面に幅が２μｍ程度の記録トラックが数百ない
し数千本設けられている。また、これらディスク７２を
回転させるためのドライブモータ７３が設置されてい
る。
【００３２】ケース７１内部の上記ディスク７２の近傍
に磁気ヘッド装置７４が設置されている。磁気ヘッド装
置７４には複数枚のディスク７２に対応して複数個の磁
気ヘッドが備えられているが、図８に示すように、各磁
気ヘッド７５はバネ性のある薄い金属板からなるジンバ
ル７６の先端に固定されており、ボイスコイルモータの
作動によりディスク７２上を半径方向に移動する構成に
なっている。この磁気ヘッド７５はディスク静止時にデ
ィスク表面に着地し、ディスク回転時にディスク表面か
ら浮上する、いわゆるＣＳＳ（Contact Start Stop）方
式のものであり、ディスク回転時の気流により磁気ヘッ
ド７５を浮上させる機能を果たすスライダ７７がジンバ
ル７６の先端に設けられ、スライダ７７に対して磁気ヘ
ッド７５が支持されている。
【００３３】上記実施の形態のマイクロアクチュエータ
１がジンバル７６とスライダ７７との間に設置されてい
る。すなわち、マイクロアクチュエータ１の固定基板２
がジンバル７６に固定される一方、可動基板３がスライ
ダ７７に固定されている。また、アクチュエータ２０を
固定する向きは、可動基板３の移動方向がジンバル７６
の幅方向に向くように配置されている。そして、ジンバ
ル７６には磁気ヘッド７５との間でデータ転送を行うた
めの配線（図示略）の他に、各アクチュエータ３６、３
７、３８の各固定電極５ないし１０に電圧を印加するた
めの計６本の電圧印加用配線７８（図示の都合上、ジン
バル上では１本の実線で示す）、各可動電極４１ないし
４３に接続された共通電極２８を接地するための配線７
９が設けられている。
【００３４】また、磁気ヘッド装置７４には、マイクロ
アクチュエータ１を駆動するための電圧（信号）を内部
で生成する駆動信号発生回路８０、駆動信号発生回路８
０からの信号を６本の電圧印加用配線７８のいずれに供
給するかを切り換えるためのスイッチング回路８１が具
備されている。
【００３５】本実施の形態のハードディスク装置７０に
おいては、ボイスコイルモータの作動により磁気ディス
ク７２の所定のトラックに対する磁気ヘッド７５の位置
合わせ（トラッキング）が行われ、さらに、ジンバル７
６の先端に取り付けられたマイクロアクチュエータ１の
作動により磁気ヘッド７５の位置の微調整が行われる。
この際、ここで用いたマイクロアクチュエータ１が上述
したようにアクチュエータの切り換えによりステッピン
グ動作が可能なものであることから、磁気ヘッド装置７
４が複雑なアクチュエータの変位量制御システムを備え
る必要がなく、簡単なスイッチング回路８１のみでマイ
クロアクチュエータ１のステッピング動作によるヘッド
位置の微調整を実現することができる。すなわち、本実
施の形態のマイクロアクチュエータ１を採用したことに
より磁気ヘッド装置７４の構成を簡単化できるという効
果を奏することができる。
【００３６】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば上記実施の形態では可動電極の両側に櫛歯を設け、
各櫛歯の内部に固定電極を設けて可動基板を双方向に移
動可能とし、変位量の異なる３個のアクチュエータを設
けることにより７段階のステッピング動作を可能とし
た。これに対して、例えば可動電極の片側のみに櫛歯を
設け、可動基板を一方向のみに移動可能とした変位量の
異なる複数個のアクチュエータを設ける構成としてもよ
い。
【００３７】また、各アクチュエータで変位量を異なら
せる手段として、上記実施の形態では、各アクチュエー
タ間で可動電極側の寸法は同一とし、固定電極側の寸法
を変えることで、固定電極歯部の可動電極の各歯部先端
から外側へ延在する部分の長さを各アクチュエータ間で
変えた。この構成に代えて、固定電極側の寸法を同一と
し、可動電極の歯部の長さを各アクチュエータ間で変え
ることで、固定電極歯部の可動電極の各歯部先端から外
側へ延在する部分の長さを各アクチュエータ間で変える
ようにしてもよい。変位量のステップの刻みとしては、
上記実施の形態の１μｍ刻みに限らず、０．５μｍ刻み
等、任意の刻み量に変更が可能である。
【００３８】また、上記実施の形態では可動基板の移動
を規制するストッパを設けたが、このストッパの数や位
置については適宜変更することができる。さらに、アン
カー部がストッパを兼用する構成としてもよい。そし
て、上記実施の形態で用いた可動電極、固定電極の組
数、各電極を構成する歯部の数、各部の具体的な寸法や
構成材料、具体的な製造方法等に関しては、適宜変更が
可能である。また、本発明の静電アクチュエータは、磁
気ヘッド装置、磁気記録装置に限らず、構成部材の微小
な動作が必要とされる各種分野に適用可能なことは勿論
である。
【００３９】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
マイクロアクチュエータは、基板上に基板対の相対移動
量を異ならせるアクチュエータを複数個設けたことによ
って、いずれのアクチュエータを作動させるかにより相
対移動量を調節することができる。したがって、本発明
のマイクロアクチュエータによれば、基板の変位量を制
御するために印加電圧を調整する必要がなくなる。そこ
で、このマイクロアクチュエータを有する本発明の磁気
ヘッド装置および磁気記録装置によれば、マイクロアク
チュエータに関する複雑な変位量制御システムを持つこ
となく、スイッチ等の簡単な切換手段のみを持つだけで
マイクロアクチュエータの変位量を制御することがで
き、従来に比べて装置構成を簡単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態のマイクロアクチュエ
ータを示す正面図である。
【図２】 同、マイクロアクチュエータの側面図であ
る。
【図３】 同、マイクロアクチュエータの固定基板を上
から見た平面図である。
【図４】 同、マイクロアクチュエータの可動基板を下
から見た平面図である。
【図５】 図２のＶ−Ｖ線に沿う縦断面図である。
【図６】 図１のVI−VI線に沿う平断面図である。
【図７】 上記マイクロアクチュエータを用いたハード
ディスク装置を示す斜視図である。
【図８】 同装置内の磁気ヘッド装置を示す斜視図であ
る。
【図９】 従来の静電アクチュエータを示す平面図であ
る。
【図１０】 図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ マイクロアクチュエータ ２ 固定基板（第２の基板） ３ 可動基板（第１の基板） ４１，４２，４３ 可動電極（第１の電極） ４１ａ，４２ａ，４３ａ （可動電極の）歯部 ５，６，７，８，９，１０ 固定電極（第２の電極） ５ａ，６ａ，７ａ，８ａ，９ａ，１０ａ （固定電極
の）歯部 ３６，３７，３８ アクチュエータ ７０ ハードディスク装置（磁気記録装置） ７４ 磁気ヘッド装置
フロントページの続き (72)発明者 江刺 正喜 宮城県仙台市太白区八木山南一丁目11−９ Ｆターム(参考） 5D068 AA01 BB01 CC11 EE11 GG03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 間隙をあけて対向する基板を相対移動可
    能に設け、これら基板間に前記基板対の相対移動量をそ
    れぞれ異ならせるアクチュエータを、前記基板対の相対
    移動方向に複数個所定間隔をあけて並設したことを特徴
    とするマイクロアクチュエータ。
  2. 【請求項２】 前記各アクチュエータが、前記基板対の
    一方の第１の基板の対向面上に設けられ、互いに平行で
    あって先端を揃えた複数の歯部を有する櫛歯状の第１の
    電極と、他方の第２の基板の対向面上に設けられ、前記
    第１の電極の隣接する歯部間に位置し非駆動状態にて前
    記第１の電極の各歯部先端から外側へ延在する互いに平
    行であって外端を揃えた複数の歯部からなり、該複数の
    歯部の延在外端を駆動状態にて前記第１の電極の歯部先
    端まで移動させて前記基板対を相対移動させる第２の電
    極とからなり、前記各アクチュエータにおける前記第２
    の電極歯部の前記外側への延在長さを各アクチュエータ
    ごとに異ならせたことを特徴とする請求項１記載のマイ
    クロアクチュエータ。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のマイクロアク
    チュエータを有することを特徴とする磁気ヘッド装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の磁気ヘッド装置を有する
    ことを特徴とする磁気記録装置。
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