JP2001076443A - Driving device using electro-mechanical conversion element - Google Patents

Driving device using electro-mechanical conversion element

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JP2001076443A
JP2001076443A JP25142699A JP25142699A JP2001076443A JP 2001076443 A JP2001076443 A JP 2001076443A JP 25142699 A JP25142699 A JP 25142699A JP 25142699 A JP25142699 A JP 25142699A JP 2001076443 A JP2001076443 A JP 2001076443A
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recording medium
actuator
information recording
driving
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Japanese (ja)
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Yasuhiro Okamoto
泰弘 岡本
Haruyuki Nakano
治行 中野
Ryuichi Yoshida
龍一 吉田
Takayuki Hoshino
隆之 干野
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positioning mechanism of a head suitable for writing/ reading information on/from a super high-density recording medium such as an HD by an actuator using a piezo-electric element. SOLUTION: A 1st actuator for positioning a head 45 in the tracking direction is composed of a 1st piezo-electric element 12, a drive shaft 13, a slider 14, etc. A 2nd actuator for adjusting a gap between the recording medium and the head is arranged under the slider 14. The 2nd actuator is composed of a 2nd piezo-electric element 41 fixedly boned to the bottom face of the slider 14, a drive shaft 42, a slide arm 43, and the head 45 fixed to the slide arm and arranged close to the back face of the recording medium 21. The head 45 is positioned by applying saw-tooth wave driving pulses to the 1st and 2nd piezo-electric elements and driving the slide arm 43 at a high speed to move it to a prescribed position, then applying a prescribed voltage to the 1st and 2nd piezo-electric elements to precisely move the arm by a desired distance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は電気機械変換素子
を使用した駆動装置に関し、特にナノメートル(nm)
オーダの分解能での高精度の駆動が必要とされる精密機
器の構成部材の駆動、例えば高密度記録媒体を使用する
情報記録装置における書込み/読取りヘッドのトラッキ
ング方向駆動やフォーカス方向駆動等に適した電気機械
変換素子を使用した駆動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device using an electromechanical transducer, and in particular, to a nanometer (nm).
Suitable for driving components of precision equipment requiring high-precision driving at the resolution of the order, for example, driving in the tracking direction and focusing direction of the write / read head in an information recording apparatus using a high-density recording medium. The present invention relates to a driving device using an electromechanical conversion element.

【0002】[0002]

【従来の技術】パーソナルコンピユータに使用されるハ
ードディスク装置(以下、HDDという)は、小型で大
容量のものに対する要求が高まつてきているが、HDD
の記憶容量を増大させるには、記録媒体のトラック密度
と線記録密度を高めることが求められている。このよう
なHDDの高記録密度への要求に応じるためには、記録
媒体上の目標とするトラックに対してヘッドを高精度で
位置決めする技術が必要とされる。なお、ここで、ヘッ
ドとは記録媒体への情報の書込みと読取りの両方或いは
そのいずれか一方を行うものを指す。
2. Description of the Related Art Hard disk drives (hereinafter referred to as HDDs) used in personal computers are increasingly required to be small and have a large capacity.
In order to increase the storage capacity of the recording medium, it is required to increase the track density and the linear recording density of the recording medium. In order to meet the demand for such a high recording density of the HDD, a technique for positioning the head with respect to a target track on a recording medium with high accuracy is required. Here, the head refers to a head that performs both writing and / or reading of information on a recording medium.

【0003】図18は、現在提案されているHDDのヘ
ッドの位置決め機構の構成の一例を示す図である。図1
8において、101は記録媒体、102はスピンドルモ
ータの回転軸、103は回路基板、104はフレキシブ
ルプリントカードを示す。
FIG. 18 is a view showing an example of the configuration of a currently proposed HDD head positioning mechanism. FIG.
8, reference numeral 101 denotes a recording medium, 102 denotes a rotating shaft of a spindle motor, 103 denotes a circuit board, and 104 denotes a flexible print card.

【0004】ヘッド位置決め機構は、ヘッド105を支
持するサスペンション106、サスペンション106を
支持するキャリッジ107、キャリッジ107を支持し
駆動するボイスコイルモータ(以下、VCMという)を
使用したアクチエータ、及び圧電素子111を使用した
アクチエータから構成される。
The head positioning mechanism includes a suspension 106 for supporting the head 105, a carriage 107 for supporting the suspension 106, an actuator using a voice coil motor (hereinafter referred to as VCM) for supporting and driving the carriage 107, and a piezoelectric element 111. Consists of the actuator used.

【0005】なお、108はキャリッジ107の回転
軸、110は駆動コイル109を保持するコイル保持枠
である。
Reference numeral 108 denotes a rotating shaft of the carriage 107, and reference numeral 110 denotes a coil holding frame for holding the driving coil 109.

【0006】VCMは、駆動コイル109と図示しない
永久磁石から構成されるアクチエータであつて、永久磁
石により発生する磁界と駆動コイル109に流れる電流
による電磁力の作用によりキャリッジ107を回転軸1
08の回りに回転させる。
The VCM is an actuator composed of a drive coil 109 and a permanent magnet (not shown). The VCM causes the carriage 107 to rotate the rotary shaft 1 by the action of a magnetic field generated by the permanent magnet and an electromagnetic force caused by a current flowing through the drive coil 109.
Rotate around 08.

【0007】圧電素子111は、VCMを駆動した場合
の高域共振を補償するように作動するアクチエータを構
成するものであつて、このアクチエータによりトラック
幅1μm以下の高精度なトラッキングが可能となる。
The piezoelectric element 111 constitutes an actuator which operates so as to compensate for high-frequency resonance when the VCM is driven. This actuator enables high-accuracy tracking with a track width of 1 μm or less.

【0008】ヘッド105は、記録媒体101が高速回
転すると記録媒体101の表面から一定の微小距離だけ
浮上するように構成されているフライングヘッドであ
り、ヘッド105は記録媒体101に対して非接触の状
態で情報の書込みと読取りを行うことができる。
[0008] The head 105 is a flying head that is configured to fly a predetermined minute distance from the surface of the recording medium 101 when the recording medium 101 rotates at a high speed. Writing and reading of information can be performed in the state.

【0009】記録媒体101はスピンドルモータ102
により高速で回転する。前記したヘッド位置決め機構に
より特定のトラックに対してヘッド105が位置決めさ
れると、情報の書込み/読取りが開始される。情報の読
取りの場合には、ヘッド105により記録媒体101か
ら読み取られた読取信号はフレキシブルプリントカード
104を経て、ヘッドアンプ等が実装されている回路基
板103に入力され、所定の信号処理がされた後、パー
ソナルコンピユータ等の情報処理装置に出力される。ま
た、情報の書込みの場合も所定の信号処理された書込み
信号がヘッド105に供給され、記録媒体101に書込
まれる。
The recording medium 101 is a spindle motor 102
To rotate at high speed. When the head 105 is positioned with respect to a specific track by the above-described head positioning mechanism, writing / reading of information is started. In the case of reading information, a read signal read from the recording medium 101 by the head 105 is input to a circuit board 103 on which a head amplifier and the like are mounted via a flexible print card 104, and is subjected to predetermined signal processing. Thereafter, the data is output to an information processing device such as a personal computer. Also, in the case of writing information, a write signal subjected to predetermined signal processing is supplied to the head 105 and written to the recording medium 101.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
ハードディスク装置では、ヘッドの高精度なトラッキン
グを実現するため、ヘッド位置決め機構にボイスコイル
モータを使用したアクチエータと、圧電素子を使用した
アクチエータとの2つのアクチエータを使用している。
このため、ヘッド位置決め機構の構造が複雑となるほ
か、製造コストの上昇、信頼性の低下などの不都合が指
摘されていた。
As described above, in the conventional hard disk drive, an actuator using a voice coil motor for a head positioning mechanism and an actuator using a piezoelectric element in order to realize high-precision tracking of a head. Are used.
For this reason, it has been pointed out that the structure of the head positioning mechanism becomes complicated, and that disadvantages such as an increase in manufacturing cost and a decrease in reliability are found.

【0011】また、ボイスコイルモータを使用したアク
チエータは駆動分解能が低いため、ヘッドの高精度なト
ラッキングを実現することが困難で、超高密度記録媒体
への情報の書込み/読取りには適していない。
Also, an actuator using a voice coil motor has a low driving resolution, so that it is difficult to realize high-precision tracking of a head, and is not suitable for writing / reading information to / from an ultra-high-density recording medium. .

【0012】さらに、ヘッド位置決め機構を簡単にする
ためボイスコイルモータを使用したアクチエータのみで
ヘッド位置決め機構を構成すると、駆動機構に発生する
高域共振の影響により、高精度なトラッキングが困難に
なるという不都合がある。この発明はこれ等の課題を解
決することを目的とするものである。
Further, if the head positioning mechanism is constituted only by an actuator using a voice coil motor in order to simplify the head positioning mechanism, it becomes difficult to perform high-accuracy tracking due to the influence of high-frequency resonance generated in the driving mechanism. There are inconveniences. An object of the present invention is to solve these problems.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、請求項1の発明は、情報記録媒体と、前
記情報記録媒体に対して情報の書込み/読出しを行うヘ
ッドと、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子に
固着結合された駆動部材と、前記ヘッドが固定結合され
前記駆動部材に摩擦結合する移動部材とから構成される
第1のアクチエータと、前記第1のアクチエータの電気
機械変換素子に鋸歯状波駆動パルスを印加する粗動モー
ド駆動回路と、前記第1のアクチエータの電気機械変換
素子に所定の電圧を印加する微動モード駆動回路と、制
御回路を備え、前記制御回路は、前記ヘッドが検出した
情報記録媒体上の情報記録領域を示す情報に基いて前記
粗動モード駆動回路と微動モード駆動回路を選択的に作
動させて前記第1のアクチエータを駆動し、前記ヘッド
が情報記録媒体の所望の情報記録領域への情報の書込み
/読出しに適した位置を維持するよう制御することを特
徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, and an invention according to claim 1 includes an information recording medium, a head for writing / reading information to / from the information recording medium, and an electric head. A first actuator including a mechanical conversion element, a driving member fixedly connected to the electromechanical conversion element, and a moving member fixedly connected to the head and frictionally connected to the driving member; and the first actuator. A coarse movement mode drive circuit for applying a sawtooth drive pulse to the electromechanical transducer element, a fine motion mode drive circuit for applying a predetermined voltage to the electromechanical transducer element of the first actuator, and a control circuit, The control circuit selectively operates the coarse mode drive circuit and the fine mode drive circuit based on the information indicating the information recording area on the information recording medium detected by the head, and controls the first mode. Driving the actuator, and controlling so as to maintain the position of the head appropriate for writing / reading information into desired information recording area of the information recording medium.

【0014】請求項2の発明は、情報記録媒体と、前記
情報記録媒体に対して情報の書込み/読出しを行うヘッ
ドと、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子に固
着結合された駆動部材と、前記ヘッドが固定結合され前
記駆動部材に摩擦結合する移動部材とから構成される第
2のアクチエータと、前記第2のアクチエータの電気機
械変換素子に鋸歯状波駆動パルスを印加する粗動モード
駆動回路と、前記第2のアクチエータの電気機械変換素
子に所定の電圧を印加する微動モード駆動回路と、制御
回路を備え、前記制御回路は、前記ヘッドが検出した情
報記録媒体とヘッドとの間隔を示す情報に基いて前記粗
動モード駆動回路と微動モード駆動回路を選択的に作動
させて前記第2のアクチエータを駆動し、前記ヘッドが
情報記録媒体に対して所望の間隔を維持するよう制御す
ることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an information recording medium, a head for writing / reading information to / from the information recording medium, an electromechanical transducer, and a driving member fixedly connected to the electromechanical transducer. A second actuator having a head fixedly coupled to the driving member and frictionally coupled to the driving member; and a coarse motion mode for applying a sawtooth driving pulse to an electromechanical transducer of the second actuator. A drive circuit, a fine movement mode drive circuit for applying a predetermined voltage to the electromechanical transducer of the second actuator, and a control circuit, wherein the control circuit is configured to control a distance between the information recording medium detected by the head and the head. Selectively driving the coarse movement mode drive circuit and the fine movement mode drive circuit based on the information indicating the second actuator to drive the second actuator. And controlling so as to maintain a desired spacing Te.

【0015】請求項3の発明は、情報記録媒体と、前記
情報記録媒体に対して情報の書込み/読出しを行うヘッ
ドと、第1の電気機械変換素子と、前記電気機械変換素
子に固着結合された駆動部材と、前記ヘッドが固定結合
され前記駆動部材に摩擦結合する移動部材とから構成さ
れる第1のアクチエータと、前記第1のアクチエータの
電気機械変換素子に鋸歯状波駆動パルスを印加する第1
の粗動モード駆動回路と、前記第1のアクチエータの電
気機械変換素子に所定の電圧を印加する第1の微動モー
ド駆動回路と、第2の電気機械変換素子と、前記電気機
械変換素子に固着結合された駆動部材と、前記ヘッドが
固定結合され前記駆動部材に摩擦結合する移動部材とか
ら構成される第2のアクチエータと、前記第2のアクチ
エータの電気機械変換素子に鋸歯状波駆動パルスを印加
する第2の粗動モード駆動回路と、前記第2のアクチエ
ータの電気機械変換素子に所定の電圧を印加する第2の
微動モード駆動回路と、制御回路を備え、前記制御回路
は、前記ヘッドが検出した所望の情報記録媒体上の情報
記録領域を示す情報に基いて前記第1の粗動モード駆動
回路と第1の微動モード駆動回路を選択的に作動させて
前記第1のアクチエータを駆動し、前記ヘッドが情報記
録媒体への情報の書込み/読出しに適した位置を維持す
るよう制御し、前記ヘッドが検出した情報記録媒体とヘ
ッドとの間隔を示す情報に基いて前記第2の粗動モード
駆動回路と第2の微動モード駆動回路を選択的に作動さ
せて前記第2のアクチエータを駆動し、前記ヘッドが情
報記録媒体に対して所望の間隔を維持するよう制御する
ことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an information recording medium, a head for writing / reading information to / from the information recording medium, a first electromechanical transducer, and fixedly coupled to the electromechanical transducer. A first actuator comprising a driving member, a moving member fixedly coupled to the head and frictionally coupled to the driving member, and applying a sawtooth driving pulse to the electromechanical transducer of the first actuator. First
A coarse movement mode drive circuit, a first fine movement mode drive circuit for applying a predetermined voltage to the electromechanical transducer of the first actuator, a second electromechanical transducer, and a stuck to the electromechanical transducer. A second actuator comprising a coupled driving member, a moving member to which the head is fixedly coupled and frictionally coupled to the driving member, and a sawtooth drive pulse applied to the electromechanical transducer of the second actuator. A second coarse movement mode driving circuit for applying a voltage, a second fine movement mode driving circuit for applying a predetermined voltage to the electromechanical transducer of the second actuator, and a control circuit, wherein the control circuit comprises: Selectively activates the first coarse mode drive circuit and the first fine mode drive circuit based on the information indicating the information recording area on the desired information recording medium detected by the first actuation. And controlling the head to maintain a position suitable for writing / reading information to / from the information recording medium, and controlling the head based on the information indicating the distance between the information recording medium and the head detected by the head. A second coarse movement mode drive circuit and a second fine movement mode drive circuit are selectively operated to drive the second actuator and control the head to maintain a desired distance from the information recording medium. It is characterized by the following.

【0016】そして、前記情報記録媒体は、回転円盤で
構成されている情報記録媒体であり、前記第1のアクチ
エータによるヘッドの駆動方向は前記情報記録媒体を構
成する回転円盤の情報記録面に平行な方向であり、前記
第2のアクチエータによるヘッドの駆動方向は前記情報
記録媒体を構成する回転円盤の情報記録面に垂直な方向
である。
The information recording medium is an information recording medium constituted by a rotating disk, and a driving direction of a head by the first actuator is parallel to an information recording surface of the rotating disk constituting the information recording medium. The driving direction of the head by the second actuator is a direction perpendicular to the information recording surface of the rotating disk constituting the information recording medium.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を説
明する。まず、電気機械変換素子の1つである圧電素子
を使用したアクチエータの構成を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below. First, the configuration of an actuator using a piezoelectric element, which is one of the electromechanical transducers, will be described.

【0018】図1及び図2は圧電素子を使用した直進型
のアクチエータの一例を示すもので、図1はその分解し
た状態を示す斜視図、図2は組立状態を示す斜視図であ
る。アクチエータ10は、圧電素子2、駆動軸3、スラ
イダ4、フレーム1などから構成され、スライダ4には
図示しない被駆動部材が結合される。
FIGS. 1 and 2 show an example of a straight type actuator using a piezoelectric element. FIG. 1 is a perspective view showing an exploded state, and FIG. 2 is a perspective view showing an assembled state. The actuator 10 includes a piezoelectric element 2, a drive shaft 3, a slider 4, a frame 1, and the like, and a driven member (not shown) is coupled to the slider 4.

【0019】フレーム1は略円筒形状をなし、その一方
の端部1aは図示しない装置への取り付け部である。フ
レーム1には圧電素子2を収納する穴1b、及びスライ
ダ4を収納する穴1cが形成されており、穴1bと穴1
cとの間には仕切り板1gが、またフレーム1の穴1c
側の端部にも端板1hが形成されている。
The frame 1 has a substantially cylindrical shape, and one end 1a of the frame 1 is a portion to be attached to a device (not shown). The frame 1 has a hole 1b for accommodating the piezoelectric element 2 and a hole 1c for accommodating the slider 4, and the hole 1b and the hole 1b are formed.
c, a partition plate 1g, and a hole 1c of the frame 1
An end plate 1h is also formed at the side end.

【0020】圧電素子2は、フレーム1の穴1bに収納
されると共に、その一端はフレーム1の穴1bの一方の
壁面1fに接着固定され、他端は駆動軸3の端部3aに
接着固定される。
The piezoelectric element 2 is housed in the hole 1 b of the frame 1, one end of which is adhesively fixed to one wall surface 1 f of the hole 1 b of the frame 1, and the other end is adhesively fixed to the end 3 a of the drive shaft 3. Is done.

【0021】駆動軸3は、フレーム1の仕切り板1gに
設けた軸受孔1dと端板1hに設けた軸受孔1eにより
軸方向に移動自在に支持され、圧電素子2の厚み方向の
伸縮により駆動軸3は軸方向に往復移動する。駆動軸3
には、以下説明するスライダ4が装着される。
The drive shaft 3 is supported movably in the axial direction by a bearing hole 1d provided in the partition plate 1g of the frame 1 and a bearing hole 1e provided in the end plate 1h, and is driven by expansion and contraction of the piezoelectric element 2 in the thickness direction. The shaft 3 reciprocates in the axial direction. Drive shaft 3
Is mounted with a slider 4 described below.

【0022】スライダ4は、駆動軸3に摩擦接触する本
体部4aと、図示しない被駆動部材(例えば、上記した
ヘッドの位置決め機構ではヘッド)を固定する取付部4
eとを備えている。本体部4aはその中央部分に切り欠
き部4bが形成されると共に、切り欠き部4bの左右の
壁面部には駆動軸3が貫通する孔4dが設けられてい
る。また、切り欠き部4bには駆動軸3の略下半分に接
触する断面半円形状の溝4cが形成されている。取付部
4eにはその下面に被駆動部材を取り付けるビスが貫通
する取付穴4fが設けてある。
The slider 4 has a main body 4a that comes into frictional contact with the drive shaft 3 and a mounting portion 4 that fixes a driven member (not shown) (for example, a head in the above-described head positioning mechanism).
e. A cutout 4b is formed in the center of the main body 4a, and holes 4d through which the drive shaft 3 penetrates are provided in the left and right wall portions of the cutout 4b. The notch 4b is formed with a groove 4c having a semicircular cross-section and in contact with a substantially lower half of the drive shaft 3. The mounting portion 4e is provided with a mounting hole 4f on its lower surface through which a screw for mounting the driven member penetrates.

【0023】切り欠き部4bには、孔4dを貫通する駆
動軸3に対して上から接触するパッド5が嵌挿され、パ
ッド5の下面には駆動軸3の略上半分に接触する断面半
円形状の溝5aが形成されている。パッド5は切り欠き
部4bの左右の壁面に緩み無く嵌合するように構成され
ている。
A pad 5 that comes into contact with the drive shaft 3 penetrating through the hole 4d from above is inserted into the notch 4b, and a lower half of the pad 5 is in contact with a substantially upper half of the drive shaft 3 in cross section. A circular groove 5a is formed. The pad 5 is configured to fit into the left and right wall surfaces of the cutout portion 4b without looseness.

【0024】また、パッド5は、ビス8でスライダ4の
本体部4aに固定される板ばね6によつて駆動軸3に押
付けられて摩擦結合し、その押付力はビス8の締め加減
により調整することができる。
The pad 5 is pressed against the drive shaft 3 by a leaf spring 6 fixed to the main body 4a of the slider 4 with a screw 8, and frictionally coupled with the pad 5. The pressing force is adjusted by tightening or reducing the screw 8. can do.

【0025】図3は、駆動軸3と、スライダ4の本体部
4aとパッド5との摩擦結合部分の構成を示す断面図で
あつて、スライダ4の本体部4aに形成された切り欠き
部4bにはパッド5が嵌挿される。パッド5の上面に設
けた突条5aが、ビス8で本体部4aに固定されている
板ばね6により下方に押付けられ、パッド5は駆動軸3
に適当な押付力で摩擦結合する。
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of the frictional connection between the drive shaft 3, the main body 4a of the slider 4 and the pad 5, and a notch 4b formed in the main body 4a of the slider 4. The pad 5 is inserted into the. A ridge 5a provided on the upper surface of the pad 5 is pressed downward by a leaf spring 6 fixed to the main body 4a with a screw 8, and the pad 5 is
Frictional coupling with an appropriate pressing force.

【0026】このアクチエータは微動モードと粗動モー
ドとの2つのモードで駆動することができる。微動モー
ドは被駆動部材を精密に位置決めするのに適した駆動モ
ードであり、粗動モードは被駆動部材を迅速に移動させ
るのに適した駆動モードである。
The actuator can be driven in two modes, a fine movement mode and a coarse movement mode. The fine movement mode is a drive mode suitable for precisely positioning the driven member, and the coarse movement mode is a drive mode suitable for quickly moving the driven member.

【0027】図4の(a)及び(b)は微動モードにお
ける圧電素子への印加電圧とスライダの変位量を示す図
で、横軸は時間を、縦軸は印加電圧及び変位量を示す。
FIGS. 4A and 4B show the voltage applied to the piezoelectric element and the amount of displacement of the slider in the fine movement mode. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents applied voltage and the amount of displacement.

【0028】微動モードでは、移動させたい所定距離に
対応した電圧を圧電素子2に印加すると、圧電素子2に
は印加電圧に対応した伸び変位或いは縮み変位が発生
し、圧電素子2に接合されている駆動軸3は所定方向に
所定距離だけ移動する。このとき、駆動軸3に摩擦結合
しているスライダ4は駆動軸3と一体的に移動するか
ら、スライダ4に結合されている被駆動部材も所定方向
に所定距離だけ移動させることができる。
In the fine movement mode, when a voltage corresponding to a predetermined distance to be moved is applied to the piezoelectric element 2, an expansion displacement or a contraction displacement corresponding to the applied voltage occurs in the piezoelectric element 2, and the piezoelectric element 2 is joined to the piezoelectric element 2. The driving shaft 3 moves in a predetermined direction by a predetermined distance. At this time, since the slider 4 frictionally connected to the drive shaft 3 moves integrally with the drive shaft 3, the driven member connected to the slider 4 can also be moved by a predetermined distance in a predetermined direction.

【0029】即ち、図4の(a)に示すように印加電圧
の大きさが変化すると、スライダの変位量は図4の
(b)に示すように変化し、印加電圧の大きさとスライ
ダの変位量が略比例しており、印加電圧を調整すること
で微小変位の調整が可能なことが分かる。
That is, when the magnitude of the applied voltage changes as shown in FIG. 4A, the amount of displacement of the slider changes as shown in FIG. 4B, and the magnitude of the applied voltage and the displacement of the slider change. It can be seen that the amount is substantially proportional, and that the minute displacement can be adjusted by adjusting the applied voltage.

【0030】図5の(a)及び(b)は粗動モードにお
ける圧電素子へ印加する鋸歯状波形の駆動パルス電圧と
スライダの変位量を示す図で、横軸は時間を、縦軸は印
加電圧及び変位量を示す。
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing the sawtooth waveform drive pulse voltage applied to the piezoelectric element and the amount of displacement of the slider in the coarse movement mode, in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents applied voltage. The voltage and the displacement are shown.

【0031】粗動モードでは、図5の(a)に示すよう
な緩やかな立上り部とこれに続く急速な立下り部からな
る鋸歯状波形の駆動パルスを圧電素子2に印加する。駆
動パルスの緩やかな立上り部では、圧電素子2が緩やか
に厚み方向の伸び変位を生じ、駆動軸3は軸方向に矢印
a方向へ変位する。このため、駆動軸3に摩擦結合して
いるスライダ4も矢印a方向へ移動するので、スライダ
4に結合されている被駆動部材を矢印a方向へ移動させ
ることができる。
In the coarse movement mode, a driving pulse having a sawtooth waveform composed of a gentle rising portion and a rapid falling portion as shown in FIG. 5A is applied to the piezoelectric element 2. At a gentle rising portion of the drive pulse, the piezoelectric element 2 gradually expands in the thickness direction, and the drive shaft 3 is axially displaced in the direction of arrow a. For this reason, the slider 4 frictionally coupled to the drive shaft 3 also moves in the direction of arrow a, so that the driven member coupled to the slider 4 can be moved in the direction of arrow a.

【0032】駆動パルスの急速な立下り部では、圧電素
子2が急速に厚み方向の縮み変位を生じ、駆動軸3も軸
方向に矢印aと反対方向へ変位する。このとき、駆動軸
3に摩擦結合しているスライダ4は、その慣性力により
駆動軸3との間の摩擦結合力に打ち勝つて実質的にその
位置に留まり、移動しない。
At the rapid falling portion of the drive pulse, the piezoelectric element 2 rapidly contracts in the thickness direction, and the drive shaft 3 is also displaced in the axial direction in the direction opposite to the arrow a. At this time, the slider 4 frictionally coupled to the drive shaft 3 overcomes the frictional coupling force between the slider 4 and the drive shaft 3 due to its inertia force and substantially stays at that position and does not move.

【0033】なお、ここで実質的にとは、矢印a方向と
これと反対方向のいずれにおいても、スライダ4と駆動
軸3との間の滑りを生じつつ追動するものを含むとの意
味であり、駆動パルスによる圧電素子2の駆動時間の差
によつて、スライダ4は全体として矢印a方向に移動す
る。
Here, "substantially" means that in both the direction of arrow "a" and the direction opposite thereto, those that follow and follow the slide between the slider 4 and the drive shaft 3 are included. The slider 4 moves in the direction of arrow a as a whole due to the difference in driving time of the piezoelectric element 2 due to the driving pulse.

【0034】即ち、図5の(a)に示すような駆動パル
スを圧電素子に繰り返し連続的に印加すると、スライダ
の変位量は図5の(b)に示すように次第に累積して増
加し、矢印aで示す方向へ移動させることができる。
That is, when a driving pulse as shown in FIG. 5A is repeatedly and continuously applied to the piezoelectric element, the displacement of the slider gradually accumulates and increases as shown in FIG. 5B. It can be moved in the direction indicated by arrow a.

【0035】スライダを矢印aと反対方向へ移動させる
ときは、急速な立上り部と緩やかな立下り部からなる波
形の駆動パルスを圧電素子に印加することで達成でき
る。
The movement of the slider in the direction opposite to the arrow a can be achieved by applying a drive pulse having a waveform having a rapid rising portion and a gentle falling portion to the piezoelectric element.

【0036】[第1の実施の形態]次に、上記した圧電
素子を使用したアクチエータを使用したヘッド位置決め
機構について説明する。
[First Embodiment] Next, a head positioning mechanism using an actuator using the above-described piezoelectric element will be described.

【0037】図6及び図7は第1の実施の形態のヘッド
位置決め機構を説明する図で、図6はヘッド位置決め機
構の斜視図、図7はその駆動軸に沿つた断面図である。
図6及び図7において、11はフレーム、21は円盤状
の記録媒体であつて、フレーム11の下側に配置された
スピンドルモータ23で駆動される駆動軸22により駆
動される。なお、記録媒体21は、ここではその下面
(裏面)が情報記録領域として使用されるものとする。
FIGS. 6 and 7 are views for explaining the head positioning mechanism of the first embodiment. FIG. 6 is a perspective view of the head positioning mechanism, and FIG. 7 is a cross-sectional view along the drive shaft.
6 and 7, reference numeral 11 denotes a frame, and reference numeral 21 denotes a disc-shaped recording medium, which is driven by a drive shaft 22 driven by a spindle motor 23 disposed below the frame 11. Here, the lower surface (back surface) of the recording medium 21 is used as an information recording area.

【0038】ヘッド位置決め機構を構成するアクチエー
タは、図1乃至図3により説明したものと略同一の構成
を備えている。圧電素子12は、フレームに形成された
穴11aに収納されると共に、その一端は穴11aの一
方の壁面11bに接着固定され、他端は駆動軸13の端
部13aに接着固定される。
The actuator constituting the head positioning mechanism has substantially the same configuration as that described with reference to FIGS. The piezoelectric element 12 is housed in a hole 11a formed in the frame, one end of which is adhesively fixed to one wall surface 11b of the hole 11a, and the other end is adhesively fixed to an end 13a of the drive shaft 13.

【0039】駆動軸13は、フレームに形成された仕切
り板11cに設けた軸受孔11dとフレーム11に設け
た軸受孔11fにより軸方向に移動自在に支持され、圧
電素子12の厚み方向の伸縮により駆動軸13は軸方向
に往復移動する。駆動軸13にはその軸方向の全長に亘
り切欠き平面部13bが形成されており、軸受孔11
d、11fに形成された図示されていない回転規制部材
と係合し、軸回りの回転が規制されている。
The drive shaft 13 is movably supported in the axial direction by a bearing hole 11d provided in a partition plate 11c formed in the frame and a bearing hole 11f provided in the frame 11, and is driven by expansion and contraction of the piezoelectric element 12 in the thickness direction. The drive shaft 13 reciprocates in the axial direction. The drive shaft 13 has a notched flat portion 13b formed over its entire length in the axial direction.
Engagement with a rotation restricting member (not shown) formed at d and 11f restricts rotation around the axis.

【0040】スライダ14は、駆動軸13に摩擦接触す
る本体部14aと、記録媒体21への情報の書込み/読
出しを行うヘッド20を先端に備えたアーム18を固定
する取付部14eを備えている。アーム18は小ねじ1
9によりスライダ14の取付部14eに固定される。
The slider 14 has a main body 14a that comes into frictional contact with the drive shaft 13, and a mounting portion 14e that fixes an arm 18 having a head 20 for writing / reading information to / from a recording medium 21 at the tip. . Arm 18 is a small screw 1
9, the slider 14 is fixed to the mounting portion 14e of the slider 14.

【0041】スライダ14の本体部14aはその中央部
分に切り欠き部14bが形成されると共に、切り欠き部
14bの左右の壁面部には駆動軸13が貫通する孔14
dが設けられている。また、切り欠き部14bには駆動
軸13の略下半分に接触する断面半円形状の溝が形成さ
れている。
A notch 14b is formed in the center of the body 14a of the slider 14, and holes 14 through which the drive shaft 13 passes are formed in the left and right wall portions of the notch 14b.
d is provided. Further, a groove having a semicircular cross section that is in contact with a substantially lower half of the drive shaft 13 is formed in the cutout portion 14b.

【0042】切り欠き部14bには、孔14dを貫通す
る駆動軸13に対して上から接触するパッド15が嵌挿
され、パッド15の下面には駆動軸13の略上半分に接
触する断面半円形状の溝が形成されている。パッド15
は切り欠き部14bの左右の壁面に緩み無く嵌合するよ
うに構成されている。
A pad 15 that comes into contact with the drive shaft 13 penetrating the hole 14d from above is inserted into the cutout portion 14b. A circular groove is formed. Pad 15
Are configured to fit into the left and right wall surfaces of the cutout portion 14b without looseness.

【0043】また、パッド15は、小ねじ17でスライ
ダ14の本体部14aに固定される板ばね16によつて
駆動軸13に押付けられて摩擦結合し、その押付力は小
ねじ17の締め加減により調整することができる。
The pad 15 is pressed against the drive shaft 13 by a leaf spring 16 fixed to the main body portion 14a of the slider 14 with a small screw 17, and is frictionally coupled. Can be adjusted.

【0044】記録媒体21への情報の書込み/読出しを
行うヘッド20は、アーム18の先端に固定して装着さ
れている。ヘッド20はフライングヘッドと呼ばれる構
成のものであつて、記録媒体21の下面(裏面)に接近
して配置されており、記録媒体21が回転すると、その
回転により記録媒体の表面に発生する空気圧によつて記
録媒体21から僅かに浮上して離隔し、非接触の状態で
記録媒体21への情報の書込み/読出しを行う。なお、
ヘッド20は、情報書込み用ヘッド部と情報読出し用ヘ
ッド部があるが、ここでは情報の書込み/読出しを行う
ヘッド20として説明する。
The head 20 for writing / reading information to / from the recording medium 21 is fixedly mounted on the tip of the arm 18. The head 20 has a configuration called a flying head, and is arranged close to the lower surface (back surface) of the recording medium 21. When the recording medium 21 rotates, the air pressure generated on the surface of the recording medium by the rotation is reduced. As a result, information is written / read to / from the recording medium 21 in a non-contact state while slightly floating above and away from the recording medium 21. In addition,
The head 20 includes an information writing head unit and an information reading head unit. Here, the head 20 that performs writing / reading of information will be described.

【0045】図8は、第1の実施の形態のヘッド位置決
め機構の制御回路30の構成を示すブロック図である。
制御回路30はCPU31を中心にして構成され、CP
U31の入出力ポートには、トラック検出回路32、デ
ータ復調回路33、データ変調回路34が接続される。
また、CPU31の出力ポートには、トラッキング粗動
回路37、トラッキング微動回路38が接続される。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the control circuit 30 of the head positioning mechanism according to the first embodiment.
The control circuit 30 is configured with a CPU 31 at the center.
A track detection circuit 32, a data demodulation circuit 33, and a data modulation circuit 34 are connected to the input / output port of U31.
A tracking coarse movement circuit 37 and a tracking fine movement circuit 38 are connected to an output port of the CPU 31.

【0046】記録媒体21に記録されている情報はヘッ
ド20で読み取られ、読み取られた信号は記録信号検出
回路35で信号処理された後、トラック検出回路32及
びデータ復調回路33にそれぞれ入力される。
The information recorded on the recording medium 21 is read by the head 20, and the read signal is subjected to signal processing by a recording signal detection circuit 35, and then input to a track detection circuit 32 and a data demodulation circuit 33, respectively. .

【0047】データ復調回路33は検出信号から記録デ
ータを取り出し、復調してパーソナルコンピユータ等に
出力する。また、データ変調回路34はパーソナルコン
ピユータ等から出力されたデータを変調し、信号記録回
路36を経てヘッド20に出力し、記録媒体21に記録
する。
The data demodulation circuit 33 extracts recording data from the detection signal, demodulates the data, and outputs the demodulated data to a personal computer or the like. The data modulation circuit 34 modulates data output from a personal computer or the like, outputs the data to the head 20 via the signal recording circuit 36, and records the data on the recording medium 21.

【0048】次に、制御回路30によるヘッド20のト
ラッキング動作を説明する。ヘッド20で読み取られた
信号(検出信号)は記録信号検出回路35で信号処理さ
れた後、トラック検出回路32で処理されてトラック番
号などのトラック情報が分離され、CPU31に出力さ
れる。CPU31はトラック情報を解析して所望のトラ
ックが検出されたか否かを判定する。
Next, the tracking operation of the head 20 by the control circuit 30 will be described. A signal (detection signal) read by the head 20 is signal-processed by a recording signal detection circuit 35 and then processed by a track detection circuit 32 to separate track information such as a track number and output to the CPU 31. The CPU 31 analyzes the track information and determines whether a desired track has been detected.

【0049】判定の結果、所望のトラックが検出されて
いない場合はヘッド20が所望のトラック位置にないこ
とを意味するから、CPU31はトラッキング粗動回路
37を作動させて圧電素子12を粗動モードで駆動する
シーク動作を実行し、ヘッド20を所望のトラックに向
けて高速で移動させる。このとき、検出信号のトラック
番号等からプローブの駆動方向、即ち駆動パルスの波形
(緩やかな立上がり部と急速な立下り部を持つ波形か、
これと反対の波形か)が決定される。
As a result of the determination, if the desired track is not detected, it means that the head 20 is not at the desired track position. Therefore, the CPU 31 activates the tracking coarse movement circuit 37 to set the piezoelectric element 12 in the coarse movement mode. And the head 20 is moved at a high speed toward a desired track. At this time, the driving direction of the probe, that is, the waveform of the driving pulse (whether the waveform has a gentle rising portion and a rapid falling portion,
The opposite waveform is determined.

【0050】シーク動作においては、ヘッド20で読み
取られた信号(検出信号)のトラック情報の解析と判
定、判定結果に基くシーク動作のフィードバック制御
が、所望のトラックが検出されるまで繰り返される。
In the seek operation, analysis and determination of track information of a signal (detection signal) read by the head 20 and feedback control of the seek operation based on the determination result are repeated until a desired track is detected.

【0051】判定の結果、所望のトラックが検出された
場合はヘッド20が所望のトラック位置に到達したこと
を意味するから、CPU31はトラッキング粗動回路3
7からトラッキング微動回路38に切換え、圧電素子1
2を微動モードで駆動するトラッキング動作を実行し、
ヘッド20が検出された所望のトラックに精密に追従す
るようにフィードバック制御を行う。
As a result of the determination, if a desired track is detected, it means that the head 20 has reached a desired track position.
7 to the tracking fine movement circuit 38, and the piezoelectric element 1
2 performs a tracking operation for driving in the fine movement mode,
Feedback control is performed so that the head 20 accurately follows the detected desired track.

【0052】従来のヘッド位置決め機構では、ヘッドの
移動と精密な位置決めを行うために、ボイスコイルモー
タを使用したアクチエータと圧電素子を使用したアクチ
エータとの2つのアクチエータを必要としたが、以上説
明した第1の実施の形態によれば、圧電素子を使用した
アクチエータ1個のみでヘッドの移動と精密な位置決め
を容易に実現することができる。
In the conventional head positioning mechanism, two actuators, an actuator using a voice coil motor and an actuator using a piezoelectric element, are required to move and precisely position the head. According to the first embodiment, the movement and precise positioning of the head can be easily realized with only one actuator using a piezoelectric element.

【0053】[第2の実施の形態]図9は、第2の実施
の形態のヘッド位置決め機構を説明する斜視図である。
第2の実施の形態のヘッド位置決め機構は、第1のアク
チエータと第2のアクチエータとを備え、第1のアクチ
エータはヘッドのトラッキング方向の位置決め機構を構
成し、第2のアクチエータはヘッドと記録媒体との間隔
を調整する機構を構成する。
[Second Embodiment] FIG. 9 is a perspective view for explaining a head positioning mechanism according to a second embodiment.
The head positioning mechanism according to the second embodiment includes a first actuator and a second actuator, the first actuator constituting a head positioning mechanism in a tracking direction, and the second actuator comprising a head and a recording medium. And a mechanism for adjusting the interval between them.

【0054】第1の実施の形態のヘッド位置決め機構で
は、ヘッド20は記録媒体21の回転により浮上するフ
ライングヘッドであり、ヘッド20と記録媒体21との
間隔が調整できないものであるのに対し、第2の実施の
形態のものはヘッドと記録媒体との間隔を自由に調整す
ることができる。
In the head positioning mechanism of the first embodiment, the head 20 is a flying head that flies by the rotation of the recording medium 21 and the distance between the head 20 and the recording medium 21 cannot be adjusted. According to the second embodiment, the distance between the head and the recording medium can be freely adjusted.

【0055】図9において、11はフレーム、21は記
録媒体であつて、フレーム11の下側に配置された図示
されていないスピンドルモータで駆動される駆動軸22
により駆動される。記録媒体21は、ここではその下面
(裏面)が情報記録領域として使用されるものとする。
In FIG. 9, reference numeral 11 denotes a frame, 21 denotes a recording medium, and a drive shaft 22 driven by a spindle motor (not shown) disposed below the frame 11.
Driven by Here, the lower surface (back surface) of the recording medium 21 is used as an information recording area.

【0056】ヘッドのトラッキング方向の位置決め機構
を構成する第1のアクチエータは、第1の実施の形態の
ものと同じであり、第1の圧電素子12、駆動軸13、
スライダ14、パッド15、板ばね16などから構成さ
れる。この部分の構成は、第1の実施の形態のアクチエ
ータのヘッドの位置決め機構と同一であるから、同一の
構成要素には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
The first actuator constituting the head positioning mechanism in the tracking direction is the same as that of the first embodiment, and the first piezoelectric element 12, the drive shaft 13,
It is composed of a slider 14, a pad 15, a leaf spring 16, and the like. Since the configuration of this portion is the same as that of the actuator head positioning mechanism of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0057】スライダ14の下面には、ヘッド45と記
録媒体21との間隔の調整を行う第2のアクチエータが
配置されている。以下、第2のアクチエータの構成を説
明する。
On the lower surface of the slider 14, a second actuator for adjusting the distance between the head 45 and the recording medium 21 is arranged. Hereinafter, the configuration of the second actuator will be described.

【0058】スライダ14の下面には第2の圧電素子4
1が接着固定されており、第2の圧電素子41の下面に
は第2の駆動軸42が接着固定されている。第2の駆動
軸42にはスライドアーム43が嵌合して摩擦結合して
いる。また、スライドアーム43の一端には記録媒体2
1への情報の書込み/読出しを行うヘッド45を先端に
備えた支持体44が固定されている。ヘッド45は、記
録媒体21の下面(裏面)に接近して位置している。
The second piezoelectric element 4 is provided on the lower surface of the slider 14.
1 is adhesively fixed, and a second drive shaft 42 is adhesively fixed to the lower surface of the second piezoelectric element 41. A slide arm 43 is fitted and frictionally coupled to the second drive shaft 42. The recording medium 2 is attached to one end of the slide arm 43.
A support body 44 having a head 45 for writing / reading information to / from the head 1 is fixed. The head 45 is located close to the lower surface (back surface) of the recording medium 21.

【0059】第2のアクチエータによるヘッド45と記
録媒体21との間隔の調整、これをフォーカス調整とい
うが、フォーカス調整は、後述する手段で検出されたヘ
ッド45と記録媒体21との距離を示す間隔情報に基づ
いて第2の圧電素子41を粗動モード及び微動モードで
駆動し、第2の駆動軸42及びスライドアーム43の高
さ方向(図9で上下方向)に移動させることで間隔を調
整する。これにより、フライングヘッドでは達成できな
い高い精度でヘッド45と記録媒体21との間隔を調整
することができる。
The adjustment of the distance between the head 45 and the recording medium 21 by the second actuator, which is referred to as focus adjustment. The focus adjustment is an interval indicating the distance between the head 45 and the recording medium 21 detected by a unit described later. The second piezoelectric element 41 is driven in the coarse movement mode and the fine movement mode based on the information, and the distance is adjusted by moving the second drive shaft 42 and the slide arm 43 in the height direction (vertical direction in FIG. 9). I do. Thereby, the interval between the head 45 and the recording medium 21 can be adjusted with high accuracy that cannot be achieved by the flying head.

【0060】ヘッド45と記録媒体21との距離を示す
間隔情報は、例えば、本出願人の出願に係る特開平7−
65418号公報に開示されているような手段により検
出することができる。即ち、対向して配置された2つの
導電体により形成されるコンデンサの静電容量は2つの
導電体の距離に反比例する点に着目し、記録媒体21と
ヘッド45の両方に不図示の導電体層を設け、その間の
静電容量の変化を検出することで、ヘッド45と記録媒
体21との距離を示す間隔情報を得ることができる。
The interval information indicating the distance between the head 45 and the recording medium 21 is described in, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
It can be detected by the means disclosed in Japanese Patent No. 65418. That is, paying attention to the fact that the capacitance of a capacitor formed by two conductors disposed opposite to each other is inversely proportional to the distance between the two conductors, a conductor (not shown) is provided on both the recording medium 21 and the head 45. By providing a layer and detecting a change in capacitance between the layers, distance information indicating the distance between the head 45 and the recording medium 21 can be obtained.

【0061】なお、ヘッドのトラッキング方向の位置決
めを行うトラッキング動作は、第1の実施の形態のもの
と同じである。即ち、ヘッド45を記録媒体の所望の記
録領域に迅速に移動させるシーク動作では、第1のアク
チエータを粗動モードで駆動してヘッド45を所望のト
ラックに向けて高速で所定の距離だけ移動させる。所望
のトラックに到達した後は、微動モードに切換えて追従
動作を実行し、ヘッド45がトラックに精密に追従する
ように制御する。
The tracking operation for positioning the head in the tracking direction is the same as that of the first embodiment. That is, in a seek operation for quickly moving the head 45 to a desired recording area of the recording medium, the first actuator is driven in the coarse movement mode to move the head 45 toward a desired track at a high speed by a predetermined distance. . After arriving at the desired track, the mode is switched to the fine movement mode to perform the following operation, and the head 45 is controlled so as to precisely follow the track.

【0062】図10は、第2の実施の形態のヘッド位置
決め機構の制御回路50の構成を示すブロック図であ
る。なお、この図では、ヘッドのトラッキング動作とフ
ォーカス調整とを説明するために、ヘッド位置決め機構
がその正面図と側面図で示されている。
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the control circuit 50 of the head positioning mechanism according to the second embodiment. In this figure, a head positioning mechanism is shown in a front view and a side view in order to explain the tracking operation and the focus adjustment of the head.

【0063】制御回路50はCPU51を中心にして構
成され、CPU51の入出力ポートには、トラック検出
回路52、データ復調回路53、間隔検出回路54、デ
ータ変調回路55が接続される。また、CPU51の出
力ポートには、フォーカス粗動回路61、フォーカス微
動回路62、トラッキング粗動回路63、トラッキング
微動回路64が接続される。
The control circuit 50 is composed mainly of a CPU 51, and an input / output port of the CPU 51 is connected to a track detection circuit 52, a data demodulation circuit 53, an interval detection circuit 54, and a data modulation circuit 55. The output port of the CPU 51 is connected to a focus coarse movement circuit 61, a focus fine movement circuit 62, a tracking coarse movement circuit 63, and a tracking fine movement circuit 64.

【0064】記録媒体21に記録されている情報は、ヘ
ッド45で読み取られ、記録信号検出回路56で信号処
理された後、トラック検出回路52及びデータ復調回路
53にそれぞれ入力される。
The information recorded on the recording medium 21 is read by the head 45, subjected to signal processing by a recording signal detection circuit 56, and then input to a track detection circuit 52 and a data demodulation circuit 53, respectively.

【0065】データ復調回路53は検出信号から記録デ
ータを取り出し、復調してパーソナルコンピユータ等に
出力する。また、データ変調回路55はパーソナルコン
ピユータ等から出力されたデータを変調し、信号記録回
路57を経てヘッド45に出力して記録媒体21に記録
する。
The data demodulation circuit 53 extracts recording data from the detection signal, demodulates the data, and outputs the demodulated data to a personal computer or the like. The data modulation circuit 55 modulates data output from a personal computer or the like, outputs the data to the head 45 via the signal recording circuit 57, and records the data on the recording medium 21.

【0066】次に、制御回路50によるヘッド45のト
ラッキング動作を説明する。ヘッド45で読み取られた
信号(検出信号)は記録信号検出回路56で信号処理さ
れた後、トラック検出回路52で処理されてトラック番
号などのトラック情報が分離され、CPU51に出力さ
れる。CPU51はトラック情報を解析して所望のトラ
ックが検出されたか否かを判定する。
Next, the tracking operation of the head 45 by the control circuit 50 will be described. A signal (detection signal) read by the head 45 is signal-processed by a recording signal detection circuit 56, and then processed by a track detection circuit 52 to separate track information such as a track number and output to the CPU 51. The CPU 51 analyzes the track information and determines whether a desired track has been detected.

【0067】判定の結果、所望のトラックが検出されて
いない場合はヘッド45が所望のトラック位置にないこ
とを意味するから、CPU51はトラッキング粗動回路
63を作動させて圧電素子12を粗動モードで駆動する
シーク動作を実行し、ヘッド45を所望のトラックに向
けて高速で移動させる。このとき、検出信号のトラック
番号等からプローブの駆動方向、即ち駆動パルスの波形
(緩やかな立上がり部と急速な立下り部を持つ波形か、
これと反対の波形か)が決定される。
As a result of the determination, if the desired track is not detected, it means that the head 45 is not at the desired track position. Therefore, the CPU 51 activates the tracking coarse movement circuit 63 to set the piezoelectric element 12 in the coarse movement mode. , The head 45 is moved at high speed toward a desired track. At this time, the driving direction of the probe, that is, the waveform of the driving pulse (whether the waveform has a gentle rising portion and a rapid falling portion,
The opposite waveform is determined.

【0068】シーク動作においては、ヘッド45で読み
取られた信号(検出信号)のトラック情報の解析と判
定、判定結果に基くシーク動作のフィードバック制御
が、所望のトラックが検出されるまで繰り返される。
In the seek operation, analysis and determination of track information of a signal (detection signal) read by the head 45 and feedback control of the seek operation based on the determination result are repeated until a desired track is detected.

【0069】判定の結果、所望のトラックが検出された
場合はヘッド45が所望のトラック位置に到達したこと
を意味するから、CPU51はトラッキング粗動回路6
3からトラッキング微動回路64に切換え、圧電素子1
2を微動モードで駆動するトラッキング動作を実行し、
ヘッド45が検出された所望のトラックに精密に追従す
るようにフィードバック制御を行う。
As a result of the determination, when a desired track is detected, it means that the head 45 has reached a desired track position.
3 to the tracking fine movement circuit 64, and the piezoelectric element 1
2 performs a tracking operation for driving in the fine movement mode,
Feedback control is performed so that the head 45 accurately follows the detected desired track.

【0070】次に、制御回路50で実行される、第2の
アクチエータによるヘッド45と記録媒体21との間隔
制御動作を説明する。先に説明したように、ヘッド45
と記録媒体21との間隔dを示す情報(間隔情報)は、
記録媒体21とヘッド45の両方に設けられた不図示の
導電体層の間の静電容量の変化を示す情報に基いて得ら
れ、CPU51に入力されているものとする。
Next, the operation of the control circuit 50 for controlling the distance between the head 45 and the recording medium 21 by the second actuator will be described. As described above, the head 45
Information (interval information) indicating the interval d between the recording medium 21 and
It is assumed that the information is obtained based on information indicating a change in capacitance between conductor layers (not shown) provided on both the recording medium 21 and the head 45 and is input to the CPU 51.

【0071】以下、CPU51で実行される間隔制御動
作を、図11に示すフローチヤートにより説明する。
Hereinafter, the interval control operation executed by the CPU 51 will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

【0072】ここでは、一例として第2の圧電素子41
の最大変位は印加電圧Vd が150Vの場合10μmと
し、フォーカス微動回路62の作動範囲を第2の圧電素
子41の最大変位の1/2である5μmとする。このフ
ォーカス微動回路62の作動範囲5μmは、記録媒体2
1の回転時の高さ方向の振れの許容誤差範囲よりも十分
に大きい値に設定されているものとする。
Here, as an example, the second piezoelectric element 41
Is 10 μm when the applied voltage Vd is 150 V, and the operating range of the focus fine movement circuit 62 is 5 μm, which is の of the maximum displacement of the second piezoelectric element 41. The operating range of the focus fine movement circuit 62 is 5 μm.
It is assumed that the value is set to a value sufficiently larger than the permissible error range of the run-out in the height direction at the time of one rotation.

【0073】まず、ヘッド45と記録媒体21との間隔
dが予め設定されている限界間隔dm (この例では、5
μm)を越えているか否かを判定し(ステツプP1)、
限界間隔を越えている場合はフォーカス粗動回路61を
作動させて第2の圧電素子41を粗動モードで駆動し
(ステツプP2)、所定時間の駆動の後(ステツプP
1)に戻る。ステツプP1の判定で間隔dが予め設定さ
れている限界間隔dm (この例では、5μm)以下の場
合は、フォーカス微動回路62を作動させて第2の圧電
素子41を微動モードで駆動し(ステツプP3)、ヘッ
ド45を記録媒体21に向けて精密に所定の間隔d0 が
維持されるようにフィードバック制御する。
First, a distance d between the head 45 and the recording medium 21 is set to a preset limit distance dm (5 in this example).
μm) is determined (step P1).
If the interval exceeds the limit interval, the focus coarse movement circuit 61 is operated to drive the second piezoelectric element 41 in the coarse movement mode (step P2), and after the drive for a predetermined time (step P2).
Return to 1). When the interval d is determined to be equal to or smaller than the preset limit interval dm (5 μm in this example) in the judgment of step P1, the focus fine movement circuit 62 is operated to drive the second piezoelectric element 41 in the fine movement mode (step P1). P3) The feedback control is performed such that the predetermined interval d0 is precisely maintained by directing the head 45 toward the recording medium 21.

【0074】第2の圧電素子41への印加電圧Vd を判
定、印加電圧Vd が0V以上150V以下(0V<Vd
<150V)の範囲にあるときは、ステツプP3のフィ
ードバック制御を継続する。また、印加電圧Vd が0V
以下、又は150V以上の場合は何等かの原因で微動モ
ードの動作範囲から逸脱したものと判断し、再度ステツ
プP2に戻り、粗動モードでの駆動と間隔dの判定を行
い、が予め設定されている限界間隔dm (この例では、
5μm)を越えているか否かを判定し、間隔dが予め設
定されている限界間隔dm 以下になるのを待つて微動モ
ードに移る。
The applied voltage Vd to the second piezoelectric element 41 is determined, and the applied voltage Vd is 0 V or more and 150 V or less (0 V <Vd
If it is within the range of <150 V), the feedback control of step P3 is continued. When the applied voltage Vd is 0 V
Below, or in the case of 150 V or more, it is determined that the operation has deviated from the operation range of the fine movement mode for some reason, and the process returns to step P2 to determine the drive in the coarse movement mode and the distance d. Limit interval dm (in this example,
5 μm), and waits for the interval d to be equal to or less than a preset limit interval dm before shifting to the fine movement mode.

【0075】図12は、上記した第2の圧電素子41を
粗動モード及び微動モードで駆動したときの、第2の圧
電素子41への印加電圧Vd の時間的変化と、ヘッド4
5と記録媒体21との間隔dの時間的変化を示したもの
で、図12の(a)は粗動モードで駆動パルスが印加さ
れ、所定時間後に微動モードに切り換えられて電圧Vd
が印加された時の電圧Vd の時間的変化を示す。また、
図12の(b)はヘッド45と記録媒体21との間隔の
時間的変化を示すもので、線(H)はヘッド45の変位
を示し、線(D)は記録媒体21の変位を示す。
FIG. 12 shows the temporal change of the voltage Vd applied to the second piezoelectric element 41 when the above-described second piezoelectric element 41 is driven in the coarse movement mode and the fine movement mode.
FIG. 12A shows a temporal change in the distance d between the recording medium 21 and the recording medium 21. FIG. 12A shows that the drive pulse is applied in the coarse movement mode, and after a predetermined time, the mode is switched to the fine movement mode to change the voltage Vd.
5 shows a temporal change of the voltage Vd when is applied. Also,
FIG. 12B shows a temporal change in the interval between the head 45 and the recording medium 21. A line (H) indicates the displacement of the head 45, and a line (D) indicates the displacement of the recording medium 21.

【0076】図12から明らかなように、粗動モードで
はヘッド45と記録媒体21との間隔dは急速に接近
し、微動モードに移ると、記録媒体21の回転時に高さ
方向の振れが発生しても、ヘッド45は記録媒体21と
の間に間隔dを保つて追従することが分かる。
As is clear from FIG. 12, in the coarse movement mode, the distance d between the head 45 and the recording medium 21 rapidly approaches, and when the mode is shifted to the fine movement mode, a swing in the height direction occurs when the recording medium 21 rotates. However, it can be seen that the head 45 follows the recording medium 21 while maintaining the interval d.

【0077】以上、この発明の第1及び第2の実施の形
態のヘッドの位置決め機構を説明したが、これ等のヘッ
ドの位置決め機構は、記録媒体は磁気記録方式の記録媒
体、光記録方式の記録媒体、光磁気記録方式の記録媒体
など、いずれの方式の記録媒体にも適用できるものであ
る。
The head positioning mechanisms according to the first and second embodiments of the present invention have been described above. These head positioning mechanisms include a magnetic recording type recording medium and an optical recording type recording medium. The present invention can be applied to any type of recording medium such as a recording medium and a magneto-optical recording medium.

【0078】さらに、この発明の第1及び第2の実施の
形態の構成は、ヘッドの位置決め機構に限られるもので
はなく、例えば、被検査体の特定の部位に対してプロー
ブ等を高速で、且つ精密に位置決めする機構等にも適用
可能であることは言うまでもない。
Further, the configuration of the first and second embodiments of the present invention is not limited to the head positioning mechanism. For example, a probe or the like can be moved at a high speed to a specific portion of the object to be inspected. Needless to say, the present invention can be applied to a mechanism for precisely positioning.

【0079】[第3の実施の形態]図13は、第3の実
施の形態のヘッド位置決め機構を説明する斜視図であ
る。第3の実施の形態のヘッド位置決め機構は、第2の
実施の形態のヘッド位置決め機構において、ヘッドと記
録媒体との間隔の調整、即ちフォーカス調整に使用する
第2のアクチエータに、ねじり型の圧電素子を使用した
ものである。このアクチエータによつても第2の実施の
形態のものと同じくヘッドと記録媒体との間隔を自由に
調整することができる。
[Third Embodiment] FIG. 13 is a perspective view for explaining a head positioning mechanism according to a third embodiment. The head positioning mechanism according to the third embodiment is the same as the head positioning mechanism according to the second embodiment, except that the second actuator used for adjusting the distance between the head and the recording medium, that is, for adjusting the focus, is provided with a torsional piezoelectric actuator. An element is used. Also with this actuator, the distance between the head and the recording medium can be freely adjusted as in the second embodiment.

【0080】図13において、11はフレーム、21は
記録媒体であつて、フレーム11の下側に配置された図
示されていないスピンドルモータで駆動される駆動軸2
2により駆動される。記録媒体21は、ここではその下
面(裏面)が情報記録領域として使用されるものとす
る。
In FIG. 13, reference numeral 11 denotes a frame, 21 denotes a recording medium, and a drive shaft 2 driven by a spindle motor (not shown) disposed below the frame 11.
2 driven. Here, the lower surface (back surface) of the recording medium 21 is used as an information recording area.

【0081】ヘッドのトラッキング方向の位置決め機構
を構成する第1のアクチエータは、第1及び第2の実施
の形態のものと同じであり、第1の圧電素子12、駆動
軸13、スライダ14、パッド15、板ばね16などか
ら構成される。この部分の構成は、第1及び第2の実施
の形態のアクチエータのヘッドの位置決め機構と同一で
あるから、同一の構成要素には同一符号を付し、詳細な
説明は省略する。
The first actuator constituting the positioning mechanism of the head in the tracking direction is the same as that of the first and second embodiments, and includes a first piezoelectric element 12, a drive shaft 13, a slider 14, a pad 15, a leaf spring 16 and the like. Since the configuration of this portion is the same as the actuator positioning mechanism of the first and second embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0082】スライダ14の側面には、ヘッド75と記
録媒体21との間隔の調整、即ちフォーカス調整を行う
ねじり型の圧電素子を使用した第2のアクチエータ70
が配置されており、第2のアクチエータ70にはヘッド
75が取り付けられており、記録媒体21の下面に接近
して配置されている。
On the side surface of the slider 14, a second actuator 70 using a torsion type piezoelectric element for adjusting the distance between the head 75 and the recording medium 21, ie, adjusting the focus.
The head 75 is attached to the second actuator 70, and is disposed close to the lower surface of the recording medium 21.

【0083】第2のアクチエータの構成を説明する。図
14は、第2のアクチエータ70の構成を説明する斜視
図、図15はその断面図、図16はそのヘッド側の側面
図である。
The configuration of the second actuator will be described. FIG. 14 is a perspective view illustrating the configuration of the second actuator 70, FIG. 15 is a cross-sectional view thereof, and FIG. 16 is a side view of the head side thereof.

【0084】図14乃至図16において、71は固定
部、72はねじり型の圧電素子(以下、単に圧電素子と
いう)であつて、全体が略円筒形をしており、圧電素子
72の図示されていない電極間に電圧を印加すると、円
筒軸の回りにねじれが発生するものである。
14 to 16, reference numeral 71 denotes a fixed portion, and reference numeral 72 denotes a torsion type piezoelectric element (hereinafter, simply referred to as a piezoelectric element), which has a substantially cylindrical shape as a whole. When a voltage is applied between the electrodes that are not present, a twist occurs around the cylindrical axis.

【0085】圧電素子72の一端は固定部71に接着固
定されており、他の端部、即ち自由端部には回転摩擦部
73が摩擦接触している。即ち、図15の断面図に示す
ように、固定部71に一端が固定された軸77に取り付
けられたばね76が、軸77に緩く嵌挿された円板76
aを介して回転摩擦部73の中心部に配置されたベアリ
ング78を図15で左方向に押圧するから、回転摩擦部
73は圧電素子72の自由端部の端面に適当な摩擦力で
摩擦接触する。摩擦力の大きさは、軸77に係合するナ
ット76bの位置を変更してばね76の付勢力を加減す
ることで、摩擦力の調整ができる。
One end of the piezoelectric element 72 is adhered and fixed to the fixing portion 71, and the other end, that is, the free end, is in frictional contact with the rotary friction portion 73. That is, as shown in the cross-sectional view of FIG. 15, a spring 76 attached to a shaft 77 having one end fixed to the fixed portion 71 is provided with a disk 76 loosely fitted to the shaft 77.
15, the bearing 78 disposed at the center of the rotating friction portion 73 is pressed leftward in FIG. 15, so that the rotating friction portion 73 comes into frictional contact with the end face of the free end of the piezoelectric element 72 with an appropriate frictional force. I do. The magnitude of the frictional force can be adjusted by changing the position of the nut 76b engaged with the shaft 77 to increase or decrease the urging force of the spring 76.

【0086】回転摩擦部73にはアーム74が固定され
ており、アーム74にはヘッド75が取り付けられてい
る。圧電素子72の電極に緩やかに変化する電圧を印加
すると圧電素子72は円筒軸の回りにねじれが発生し、
その自由端部の端面に摩擦接触する回転摩擦部73は接
触面に滑りを生じることなく、圧電素子72のねじれと
共に円筒軸の回りに回動する。
An arm 74 is fixed to the rotating friction portion 73, and a head 75 is attached to the arm 74. When a slowly changing voltage is applied to the electrodes of the piezoelectric element 72, the piezoelectric element 72 is twisted around the cylindrical axis,
The rotating friction portion 73 that comes into frictional contact with the end surface of the free end rotates around the cylindrical axis together with the torsion of the piezoelectric element 72 without causing slip on the contact surface.

【0087】圧電素子72の電極に印加する電圧を急激
に変化させると、圧電素子72には円筒軸の回りにねじ
れが発生するが、自由端部の端面に摩擦接触する回転摩
擦部73には慣性力が作用し、慣性力が摩擦力に打ち勝
つので接触面に滑りが生じて回転摩擦部73は略その位
置に留まる。
When the voltage applied to the electrodes of the piezoelectric element 72 is suddenly changed, the piezoelectric element 72 is twisted around the cylindrical axis. The inertial force acts and the inertial force overcomes the frictional force, so that a slip occurs on the contact surface, and the rotating friction portion 73 remains substantially at that position.

【0088】図17はねじり型の圧電素子を使用したア
クチエータ動作を説明する斜視図であり、図17の
(a)は圧電素子にねじりが発生していない状態を示
す。同図(b)は圧電素子に緩やかに変化する電圧を印
加して時計方向に回動するねじれが発生し、回転摩擦部
73も圧電素子のねじれと共に回転した状態を示す。ま
た、同図(c)は図(b)の状態から圧電素子に印加す
る電圧を急激に変化(遮断)した場合で、圧電素子のね
じれは解消しているが、回転摩擦部73は慣性によりそ
の位置に留まつた状態を示している。
FIG. 17 is a perspective view for explaining an actuator operation using a torsion type piezoelectric element, and FIG. 17 (a) shows a state in which no twist is generated in the piezoelectric element. FIG. 7B shows a state in which a slowly changing voltage is applied to the piezoelectric element to generate a torsional rotation in the clockwise direction, and the rotational friction portion 73 rotates together with the torsion of the piezoelectric element. FIG. 8C shows a case where the voltage applied to the piezoelectric element is rapidly changed (cut off) from the state shown in FIG. 8B, and the torsion of the piezoelectric element has been eliminated. This shows a state of staying at that position.

【0089】ねじり型の圧電素子においても、粗動モー
ドでの駆動と微動モードでの駆動が可能である。粗動モ
ードでは圧電素子72に鋸歯状波駆動パルスを印加する
ことで、圧電素子72にねじれ速度の異なる往復ねじれ
振動を発生させ、圧電素子72に摩擦接触する回転摩擦
部73に円筒軸の回りの回転運動を与えることができ
る。また、微動モードでは、圧電素子72に電圧を印加
し、圧電素子72に円筒軸の回りのねじれ変位を発生さ
せることができる。
The torsional piezoelectric element can be driven in the coarse movement mode and the fine movement mode. In the coarse motion mode, a saw-tooth wave driving pulse is applied to the piezoelectric element 72 to generate reciprocating torsional vibrations having different torsional speeds on the piezoelectric element 72, and the rotating friction portion 73 that comes into frictional contact with the piezoelectric element 72 rotates around the cylindrical axis. Rotation motion can be given. In the fine movement mode, a voltage can be applied to the piezoelectric element 72 to cause the piezoelectric element 72 to generate a torsional displacement around a cylindrical axis.

【0090】第2のアクチエータ70によるヘッド75
と記録媒体21との間隔の調整、即ちフォーカス調整に
ついて説明する。まず、検出されたヘッド75と記録媒
体21との距離を示す間隔情報dは、先に第2の実施の
形態の説明の中で述べたものと同様に、記録媒体21と
ヘッド75の両方に不図示の導電体層を設け、その間の
静電容量の変化を検出することで間隔情報dを得ること
ができる。
Head 75 by second actuator 70
The adjustment of the distance between the image and the recording medium 21, that is, the focus adjustment will be described. First, the detected distance information d indicating the distance between the head 75 and the recording medium 21 is stored in both the recording medium 21 and the head 75 in the same manner as described in the description of the second embodiment. The distance information d can be obtained by providing a conductor layer (not shown) and detecting a change in capacitance between them.

【0091】フォーカス調整は、検出された間隔情報d
に基いて、第2のアクチエータ70を粗動モードでの駆
動及び微動モードでの駆動によつて回転摩擦部73を回
動し、ヘッド75と記録媒体21との間隔を調整する。
これにより、高い精度でヘッド75と記録媒体21との
間隔を調整することができる。
The focus adjustment is based on the detected interval information d.
Based on the above, the rotary friction portion 73 is rotated by driving the second actuator 70 in the coarse movement mode and in the fine movement mode, and adjusts the distance between the head 75 and the recording medium 21.
Thereby, the interval between the head 75 and the recording medium 21 can be adjusted with high accuracy.

【0092】なお、ヘッドのトラッキング方向の位置決
めを行うトラッキング動作は、第1及び第2の実施の形
態のものと同じである。即ち、ヘッド75を記録媒体の
所望の記録領域に迅速に移動させるシーク動作では、第
1のアクチエータを粗動モードで駆動してヘッド75を
所望のトラックに向けて高速で所定の距離だけ移動させ
る。所望のトラックに到達した後は、微動モードに切換
えて追従動作を実行し、ヘッド75がトラックに精密に
追従するように制御する。
The tracking operation for positioning the head in the tracking direction is the same as that of the first and second embodiments. That is, in the seek operation for quickly moving the head 75 to a desired recording area of the recording medium, the first actuator is driven in the coarse movement mode to move the head 75 toward a desired track at a high speed by a predetermined distance. . After reaching the desired track, the mode is switched to the fine movement mode to perform the following operation, and the head 75 is controlled so as to precisely follow the track.

【0093】第3の実施の形態のヘッド位置決め機構の
制御回路の構成や、制御回路を構成するCPUによるヘ
ッド75のトラッキング動作は、第2の実施の形態のも
のと同様であるから、ここでは説明を省略する。また、
第2のアクチエータによるヘッド75と記録媒体21と
の間隔制御動作も、第2の実施の形態のものと同様であ
るから、ここでは説明を省略する。
The configuration of the control circuit of the head positioning mechanism of the third embodiment and the tracking operation of the head 75 by the CPU constituting the control circuit are the same as those of the second embodiment. Description is omitted. Also,
The operation of controlling the distance between the head 75 and the recording medium 21 by the second actuator is the same as that in the second embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0094】しかし、第2の実施の形態においては、ヘ
ッド45が記録媒体21に対して略垂直方向に移動して
間隔制御が行われるのに対し、第3の実施の形態のもの
は、ヘッド75が記録媒体21に対して円弧を描くよう
に移動して間隔制御が行われる点で相違している。ま
た、第3の実施の形態のヘッド位置決め機構は、第2の
実施の形態のヘッド位置決め機構に比較して、上下方向
(図9、図13において上下方向)の寸法が短く、全体
としてコンパクトになつている。以下、ヘッド75が記
録媒体21に対して円弧を描くように移動することの影
響を検討する。
However, in the second embodiment, the head 45 moves in the direction substantially perpendicular to the recording medium 21 to control the interval, whereas in the third embodiment, the head 45 The difference is that the distance control is performed by moving the recording medium 75 in an arc with respect to the recording medium 21. Further, the head positioning mechanism according to the third embodiment has a shorter dimension in the vertical direction (vertical direction in FIGS. 9 and 13) than the head positioning mechanism according to the second embodiment, and is compact as a whole. I'm sorry. Hereinafter, the effect of the head 75 moving in a circular arc with respect to the recording medium 21 will be discussed.

【0095】ヘッド75の記録媒体21に対する傾き角
が、フォーカス最近点、即ちヘッド75と記録媒体21
との間隔が最適値にあるときの傾き角が許容値以下であ
ればよい。いま、組立当初において、フォーカス最近点
における傾き角が零(0)に設定するものとする。ヘッ
ド75がフォーカス最近点から離れる方向に移動してフ
ォーカス最遠点に達したときの角度を計算すると、フォ
ーカス最近点からフォーカス最遠点までの距離が5μ
m、回転摩擦部73に取り付けられたヘッド75の回転
軸からの距離(半径)が5mmであるとすると、フォー
カス最遠点でのヘッド75の傾き角は、1/1000ラ
ジアン、角度で0.06度であり、十分に許容できる範
囲にある。
The inclination angle of the head 75 with respect to the recording medium 21 is the closest point of focus, that is, the head 75 and the recording medium 21.
It is sufficient that the inclination angle when the interval between the above and the optimum value is equal to or smaller than the allowable value. Now, it is assumed that the inclination angle at the focus closest point is set to zero (0) at the beginning of assembly. When the angle at which the head 75 moves away from the closest focus point and reaches the furthest focus point is calculated, the distance from the closest focus point to the farthest focus point is 5 μm.
m, the distance (radius) from the rotation axis of the head 75 attached to the rotating friction portion 73 is 5 mm, the tilt angle of the head 75 at the farthest point of focus is 1/1000 radian, and the angle is 0.1 mm. 06 degrees, which is in a sufficiently acceptable range.

【0096】以上、この発明の第1乃至第3の実施の形
態のヘッドの位置決め機構について説明したが、これ等
のヘッドの位置決め機構は、光記録方式の記録媒体、光
磁気記録方式の記録媒体など、いずれの方式の記録媒体
のヘッドの位置決め機構にも適用できるものである。
The head positioning mechanisms according to the first to third embodiments of the present invention have been described above. These head positioning mechanisms include optical recording type recording media and magneto-optical recording type recording media. For example, the present invention can be applied to any type of recording medium head positioning mechanism.

【0097】さらに、この発明の第1乃至第3の実施の
形態の構成は、ヘッドの位置決め機構に限られるもので
はなく、例えば、被検査体の特定の部位に対してプロー
ブ等を高速で、且つ精密に位置決めする機構等にも適用
可能であることは言うまでもない。
Furthermore, the configuration of the first to third embodiments of the present invention is not limited to the head positioning mechanism. For example, a probe or the like can be moved at a high speed with respect to a specific portion of an object to be inspected. Needless to say, the present invention can be applied to a mechanism for precisely positioning.

【0098】[0098]

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれ
ば、精密機器の部材の移動と位置決めを電気機械変換素
子を使用したアクチエータのみで容易に実現するから、
位置決め機構の構成を簡単にすることができ、製造コス
トが上昇することもなく、信頼性が低下するおそれもな
い。
As described above, according to the present invention, the movement and positioning of the members of precision equipment can be easily realized only by the actuator using the electromechanical transducer.
The configuration of the positioning mechanism can be simplified, the manufacturing cost does not increase, and the reliability does not decrease.

【0099】さらに、電気機械変換素子を使用したアク
チエータは、ボイスコイルを使用したアクチエータより
も駆動分解能が高いから、精密機器の部材の移動と位置
決めを高精度で実現することができる。例えば、この発
明を情報記録装置のヘッドの高精度なトラッキングと位
置決め等に適用すれば、超高密度記録媒体への情報の書
込み/読取りに適したヘッドの位置決め機構を構成する
ことができる。
Further, since the actuator using the electromechanical transducer has a higher driving resolution than the actuator using the voice coil, the movement and positioning of the members of the precision equipment can be realized with high accuracy. For example, if the present invention is applied to highly accurate tracking and positioning of a head of an information recording apparatus, a head positioning mechanism suitable for writing / reading information to / from an ultra-high-density recording medium can be configured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】圧電素子を使用した直進型のアクチエータの分
解した状態を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing a disassembled state of a linear actuator using a piezoelectric element.

【図2】図1に示すアクチエータの組立状態を示す斜視
図。
FIG. 2 is a perspective view showing an assembled state of the actuator shown in FIG. 1;

【図3】図1に示すアクチエータの摩擦結合部分の構成
を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a friction coupling portion of the actuator shown in FIG. 1;

【図4】圧電素子への印加電圧とスライダ(被駆動部
材)の変位量を示す図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a voltage applied to a piezoelectric element and a displacement amount of a slider (a driven member).

【図5】圧電素子へ印加する鋸歯状波形の駆動パルス電
圧とスライダ(被駆動部材)の変位量を説明する図。
FIG. 5 is a diagram for explaining a drive pulse voltage having a sawtooth waveform applied to a piezoelectric element and a displacement amount of a slider (a driven member).

【図6】第1の実施の形態のヘッド位置決め機構を説明
する斜視図。
FIG. 6 is a perspective view illustrating a head positioning mechanism according to the first embodiment.

【図7】図6に示すヘッド位置決め機構の駆動軸に沿つ
た断面図。
FIG. 7 is a sectional view taken along a drive shaft of the head positioning mechanism shown in FIG. 6;

【図8】第1の実施の形態のヘッド位置決め機構の制御
回路を示すブロック図。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a control circuit of the head positioning mechanism according to the first embodiment.

【図9】第2の実施の形態のヘッドの位置決め機構を説
明する斜視図。
FIG. 9 is a perspective view illustrating a head positioning mechanism according to a second embodiment.

【図10】第2の実施の形態のヘッド位置決め機構の制
御回路を示すブロック図。
FIG. 10 is a block diagram showing a control circuit of a head positioning mechanism according to a second embodiment.

【図11】間隔検出回路による間隔制御動作を示すフロ
ーチヤート。
FIG. 11 is a flowchart showing an interval control operation by the interval detection circuit.

【図12】第2の圧電素子を粗動モード及び微動モード
で駆動したときの圧電素子への印加電圧の時間的変化と
ヘッドと記録媒体との間隔の時間的変化を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a temporal change of a voltage applied to the piezoelectric element and a temporal change of an interval between a head and a recording medium when a second piezoelectric element is driven in a coarse movement mode and a fine movement mode.

【図13】第3の実施の形態のヘッドの位置決め機構を
説明する斜視図。
FIG. 13 is a perspective view illustrating a head positioning mechanism according to a third embodiment.

【図14】第3の実施の形態のアクチエータの構成を説
明する斜視図。
FIG. 14 is a perspective view illustrating the configuration of an actuator according to a third embodiment.

【図15】図14に示すアクチエータの断面図。FIG. 15 is a sectional view of the actuator shown in FIG. 14;

【図16】図14に示すアクチエータのヘッド側の側面
図。
16 is a side view of the actuator shown in FIG. 14 on the head side.

【図17】図14に示すアクチエータの動作を説明する
斜視図。
FIG. 17 is a perspective view illustrating the operation of the actuator shown in FIG. 14;

【図18】従来のHDDのヘッドの位置決め機構の構成
の一例を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing an example of a configuration of a conventional HDD head positioning mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フレーム 2 圧電素子 3 駆動軸 4 スライダ 5 パッド 6 板ばね 10 アクチエータ 11 フレーム 12 圧電素子 13 駆動軸 14 スライダ 18 アーム 20 ヘッド 21 記録媒体 22 駆動軸 23 スピンドルモータ 30 制御回路 31 CPU 32 トラック検出回路 33 データ復調回路 34 データ変調回路 35 記録信号検出回路 36 信号記録回路 37 トラッキング粗動回路 38 トラッキング微動回路 41 第2の圧電素子 42 第2の駆動軸 43 スライドアーム 44 支持体 45 ヘッド 50 制御回路 51 CPU 52 トラック検出回路 53 データ復調回路 54 間隔検出回路 55 データ変調回路 56 記録信号検出回路 57 信号記録回路 61 フォーカス粗動回路 62 フォーカス微動回路 63 トラッキング粗動回路 64 トラッキング微動回路 70 アクチエータ 72 ねじり型の圧電素子 73 回転摩擦部 74 アーム 75 ヘッド 76 ばね Reference Signs List 1 frame 2 piezoelectric element 3 drive shaft 4 slider 5 pad 6 leaf spring 10 actuator 11 frame 12 piezoelectric element 13 drive shaft 14 slider 18 arm 20 head 21 recording medium 22 drive shaft 23 spindle motor 30 control circuit 31 CPU 32 track detection circuit 33 Data demodulation circuit 34 Data modulation circuit 35 Recording signal detection circuit 36 Signal recording circuit 37 Tracking coarse movement circuit 38 Tracking fine movement circuit 41 Second piezoelectric element 42 Second drive shaft 43 Slide arm 44 Support body 45 Head 50 Control circuit 51 CPU 52 Track detection circuit 53 Data demodulation circuit 54 Interval detection circuit 55 Data modulation circuit 56 Recording signal detection circuit 57 Signal recording circuit 61 Focus coarse movement circuit 62 Focus fine movement circuit 63 Tracking coarse movement circuit 6 4 Tracking Fine Motion Circuit 70 Actuator 72 Torsion Type Piezoelectric Element 73 Rotary Friction Unit 74 Arm 75 Head 76 Spring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02N 2/00 H02N 2/00 C 5H680 // G01N 13/10 G01N 13/10 C G11B 7/09 G11B 7/09 A 11/105 556 11/105 556D 556A (72)発明者 吉田 龍一 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 干野 隆之 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Fターム(参考) 5D042 LA01 MA02 MA15 5D068 AA01 BB01 CC01 CC07 EE07 GG24 GG25 5D075 AA03 AA08 CE03 CE04 CE09 CE12 CE15 CE20 5D117 AA02 GG01 GG03 JJ02 JJ05 JJ07 5D118 AA03 AA13 BA01 BB02 BF12 CA14 EA14 5H680 AA00 AA04 AA08 BB04 BB13 BB16 BC00 BC10 CC03 DD01 DD23 DD27 DD37 DD53 DD66 DD67 DD73 DD83 DD88 DD92 DD95 EE07 EE22 FF04 FF24 FF30 FF32 FF38 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02N 2/00 H02N 2/00 C 5H680 // G01N 13/10 G01N 13/10 C G11B 7/09 G11B 7 / 09 A 11/105 556 11/105 556D 556A (72) Ryuichi Yoshida 2-3-1-13 Azuchicho, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Inside the Osaka International Building Minolta Co., Ltd. (72) Inventor Takayuki Hirano Osaka 2-13-13 Azuchi-cho, Chuo-ku, Osaka F-term in Osaka International Building Minolta Co., Ltd. 5D042 LA01 MA02 MA15 5D068 AA01 BB01 CC01 CC07 EE07 GG24 GG25 5D075 AA03 AA08 CE03 CE04 CE09 CE12 CE15 CE20 5D117 AA02 GG01GG03 JJ05 JJ07 5D118 AA03 AA13 BA01 BB02 BF12 CA14 EA14 5H680 AA00 AA04 AA08 BB04 BB13 BB16 BC00 BC10 CC03 DD01 DD23 DD27 DD37 DD53 DD66 DD67 DD73 DD83 DD88 DD92 DD95 EE07 EE22 FF04 FF24 FF30 FF32 FF38

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 情報記録媒体と、 前記情報記録媒体に対して情報の書込み/読出しを行う
ヘッドと、 電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子に固着結合
された駆動部材と、前記ヘッドが固定結合され前記駆動
部材に摩擦結合する移動部材とから構成される第1のア
クチエータと、 前記第1のアクチエータの電気機械変換素子に鋸歯状波
駆動パルスを印加する粗動モード駆動回路と、 前記第1のアクチエータの電気機械変換素子に所定の電
圧を印加する微動モード駆動回路と、 制御回路を備え、 前記制御回路は、前記ヘッドが検出した情報記録媒体上
の情報記録領域を示す情報に基いて前記粗動モード駆動
回路と微動モード駆動回路を選択的に作動させて前記第
1のアクチエータを駆動し、前記ヘッドが情報記録媒体
の所望の情報記録領域への情報の書込み/読出しに適し
た位置を維持するよう制御することを特徴とする電気機
械変換素子を使用した駆動装置。
An information recording medium; a head for writing / reading information to / from the information recording medium; an electromechanical transducer; a driving member fixedly coupled to the electromechanical transducer; A first actuator comprising a moving member fixedly coupled and frictionally coupled to the driving member; a coarse mode driving circuit for applying a sawtooth driving pulse to an electromechanical transducer of the first actuator; A fine movement mode drive circuit for applying a predetermined voltage to the electromechanical transducer of the first actuator; and a control circuit, wherein the control circuit is configured to perform a control based on information indicating an information recording area on the information recording medium detected by the head. And selectively operating the coarse movement mode drive circuit and the fine movement mode drive circuit to drive the first actuator, and the head is driven by a desired information recording area of an information recording medium. A driving device using an electromechanical transducer, wherein the driving device controls to maintain a position suitable for writing / reading information to / from a region.
【請求項2】 情報記録媒体と、 前記情報記録媒体に対して情報の書込み/読出しを行う
ヘッドと、 電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子に固着結合
された駆動部材と、前記ヘッドが固定結合され前記駆動
部材に摩擦結合する移動部材とから構成される第2のア
クチエータと、 前記第2のアクチエータの電気機械変換素子に鋸歯状波
駆動パルスを印加する粗動モード駆動回路と、 前記第2のアクチエータの電気機械変換素子に所定の電
圧を印加する微動モード駆動回路と、 制御回路を備え、 前記制御回路は、前記ヘッドが検出した情報記録媒体と
ヘッドとの間隔を示す情報に基いて前記粗動モード駆動
回路と微動モード駆動回路を選択的に作動させて前記第
2のアクチエータを駆動し、前記ヘッドが情報記録媒体
に対して所望の間隔を維持するよう制御することを特徴
とする電気機械変換素子を使用した駆動装置。
2. An information recording medium, a head for writing / reading information to / from the information recording medium, an electromechanical transducer, a driving member fixedly coupled to the electromechanical transducer, and the head A second actuator fixedly coupled to the driving member and frictionally coupled to the driving member; a coarse mode driving circuit for applying a sawtooth driving pulse to an electromechanical transducer of the second actuator; A fine-motion mode drive circuit for applying a predetermined voltage to the electromechanical transducer of the second actuator; and a control circuit, wherein the control circuit is configured to detect a distance between the information recording medium and the head detected by the head. And selectively driving the coarse movement mode drive circuit and the fine movement mode drive circuit to drive the second actuator, so that the head moves at a desired distance from the information recording medium. A driving device using an electromechanical transducer, wherein the driving device is controlled to maintain the driving force.
【請求項3】 情報記録媒体と、 前記情報記録媒体に対して情報の書込み/読出しを行う
ヘッドと、 第1の電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子に固
着結合された駆動部材と、前記ヘッドが固定結合され前
記駆動部材に摩擦結合する移動部材とから構成される第
1のアクチエータと、 前記第1のアクチエータの電気機械変換素子に鋸歯状波
駆動パルスを印加する第1の粗動モード駆動回路と、 前記第1のアクチエータの電気機械変換素子に所定の電
圧を印加する第1の微動モード駆動回路と、 第2の電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子に固
着結合された駆動部材と、前記ヘッドが固定結合され前
記駆動部材に摩擦結合する移動部材とから構成される第
2のアクチエータと、 前記第2のアクチエータの電気機械変換素子に鋸歯状波
駆動パルスを印加する第2の粗動モード駆動回路と、 前記第2のアクチエータの電気機械変換素子に所定の電
圧を印加する第2の微動モード駆動回路と、 制御回路を備え、 前記制御回路は、前記ヘッドが検出した所望の情報記録
媒体上の情報記録領域を示す情報に基いて前記第1の粗
動モード駆動回路と第1の微動モード駆動回路を選択的
に作動させて前記第1のアクチエータを駆動し、前記ヘ
ッドが情報記録媒体への情報の書込み/読出しに適した
位置を維持するよう制御し、前記ヘッドが検出した情報
記録媒体とヘッドとの間隔を示す情報に基いて前記第2
の粗動モード駆動回路と第2の微動モード駆動回路を選
択的に作動させて前記第2のアクチエータを駆動し、前
記ヘッドが情報記録媒体に対して所望の間隔を維持する
よう制御することを特徴とする電気機械変換素子を使用
した駆動装置。
3. An information recording medium, a head for writing / reading information to / from the information recording medium, a first electromechanical transducer, and a driving member fixedly coupled to the electromechanical transducer, A first actuator comprising a moving member fixedly coupled to the driving member and frictionally coupled to the driving member; and a first coarse motion for applying a sawtooth driving pulse to an electromechanical transducer of the first actuator. A mode drive circuit, a first fine movement mode drive circuit for applying a predetermined voltage to the electromechanical transducer of the first actuator, a second electromechanical transducer, and a fixedly coupled to the electromechanical transducer. A second actuator comprising a driving member, and a moving member to which the head is fixedly coupled and frictionally coupled to the driving member; and a saw-toothed electromechanical conversion element of the second actuator. A second coarse motion mode drive circuit for applying a waveform drive pulse, a second fine motion mode drive circuit for applying a predetermined voltage to the electromechanical transducer of the second actuator, and a control circuit. The circuit selectively activates the first coarse movement mode drive circuit and the first fine movement mode drive circuit based on information indicating an information recording area on a desired information recording medium detected by the head. 1 is driven to control the head to maintain a position suitable for writing / reading information to / from an information recording medium, and based on information detected by the head and indicating the distance between the information recording medium and the head. The second
Selectively driving the coarse movement mode drive circuit and the second fine movement mode drive circuit to drive the second actuator, and controlling the head to maintain a desired interval with respect to the information recording medium. A driving device using an electromechanical transducer element.
【請求項4】 前記情報記録媒体は、回転円盤で構成さ
れている情報記録媒体であることを特徴とする請求項1
乃至請求項3のいずれかに記載の電気機械変換素子を使
用した駆動装置。
4. The information recording medium according to claim 1, wherein said information recording medium is a rotating disk.
A driving device using the electromechanical conversion element according to claim 3.
【請求項5】 前記第1のアクチエータによるヘッドの
駆動方向は情報記録媒体を構成する回転円盤の情報記録
面に平行な方向であり、前記第2のアクチエータによる
ヘッドの駆動方向は前記情報記録媒体を構成する回転円
盤の情報記録面に垂直な方向であることを特徴とする請
求項4に記載の電気機械変換素子を使用した駆動装置。
5. A driving direction of the head by the first actuator is a direction parallel to an information recording surface of a rotating disk constituting the information recording medium, and a driving direction of the head by the second actuator is the information recording medium. 5. The driving device using the electromechanical transducer according to claim 4, wherein the direction is perpendicular to the information recording surface of the rotating disk constituting the device.
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