JP2003123416A - ヘッドアセンブリおよび記録媒体駆動装置 - Google Patents

ヘッドアセンブリおよび記録媒体駆動装置

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JP2003123416A
JP2003123416A JP2001318985A JP2001318985A JP2003123416A JP 2003123416 A JP2003123416 A JP 2003123416A JP 2001318985 A JP2001318985 A JP 2001318985A JP 2001318985 A JP2001318985 A JP 2001318985A JP 2003123416 A JP2003123416 A JP 2003123416A
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head slider
head
piezoelectric
slider
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JP2001318985A
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Takeshi Mita
剛 三田
Katsuharu Hida
勝春 肥田
Kazuaki Kurihara
和明 栗原
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5552—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks using fine positioning means for track acquisition separate from the coarse (e.g. track changing) positioning means
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/16—Supporting the heads; Supporting the sockets for plug-in heads
    • G11B21/20—Supporting the heads; Supporting the sockets for plug-in heads while the head is in operative position but stationary or permitting minor movements to follow irregularities in surface of record carrier
    • G11B21/21—Supporting the heads; Supporting the sockets for plug-in heads while the head is in operative position but stationary or permitting minor movements to follow irregularities in surface of record carrier with provision for maintaining desired spacing of head from record carrier, e.g. fluid-dynamic spacing, slider

Landscapes

  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電アクチュエータに供給される電気信号の
周波数帯域をさらに広げることができるヘッドアセンブ
リを提供する。 【解決手段】 圧電アクチュエータ２８、２９は電圧の
非供給時にヘッドスライダ２１の基準姿勢を確立する。
電圧が印加されると、圧電アクチュエータ２８、２９で
は先端２８ｂ、２９ｂが基部端２８ａ、２９ａに引き寄
せられる。こうして圧電アクチュエータ２８、２９は、
基準姿勢から回転中心ＣＲ回りで一方向にのみヘッドス
ライダ２１の姿勢を変化させる偶力を生み出す。振子の
原理でヘッドスライダが揺動する場合に比べて、回転中
のヘッドスライダ２１で生成される慣性モーメントは低
く抑え込まれる。ヘッドスライダ２１と圧電アクチュエ
ータ２８、２９とで構成される振動系の固有振動数は高
められることができる。広い周波数帯域でサーボ信号の
周波数は確保されることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、任意の記録媒体を
用いて情報を記録する記録媒体駆動装置に関し、特に、
揺動アームと、揺動アームの先端から前方に延びるヘッ
ドサスペンションと、ヘッドスライダと、ヘッドサスペ
ンションに対してヘッドスライダの姿勢を変化させるマ
イクロアクチュエータとを備える記録媒体駆動装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】例えば特開平１１−２７３０４１号公報
に開示されるように、ヘッドスライダとヘッドサスペン
ションとの間にいわゆる圧電アクチュエータを挟み込ん
だヘッドアセンブリは広く知られる。このヘッドアセン
ブリでは、ヘッドサスペンションに固定される共通の第
１固定片から２本の圧電アクチュエータがヘッドスライ
ダに向かって並列に延びる。各圧電アクチュエータの先
端はヘッドスライダ上の共通の第２固定片に接続され
る。ヘッドスライダは、圧電アクチュエータの伸縮に基
づき第１固定片を中心に揺動移動することができる。す
なわち、ヘッドスライダは例えば磁気ディスクの半径方
向に微小に変位することができる。ヘッドスライダ上の
磁気ヘッドは高い精度で磁気ディスク上の記録トラック
を追従し続けることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】圧電アクチュエータに
は、いわゆるサーボ制御に基づき電気信号すなわちサー
ボ信号が供給される。サーボ信号の周波数が高められれ
ば、磁気ヘッドの位置精度はさらに高められることがで
きる。こうして位置精度が高められれば、磁気ディスク
の記録密度は一層高められていくことができる。
【０００４】ヘッドスライダと圧電アクチュエータとは
ある種の振動系を構成する。したがって、この振動系の
固有振動数にサーボ信号の周波数が一致すると、ヘッド
スライダの異常変位すなわち共振現象は引き起こされ
る。振動系の固有振動数が高められれば、サーボ信号の
周波数帯域はさらに広げられることができる。
【０００５】本発明は、上記実状に鑑みてなされたもの
で、圧電アクチュエータに供給される電気信号の周波数
帯域をさらに広げることができるヘッドアセンブリを提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、支持部材と、ヘッドスライダと、
支持部材およびヘッドスライダの間に配置されて、電気
信号の非供給時にヘッドスライダの基準姿勢を確立する
圧電アクチュエータ群とを備え、前記圧電アクチュエー
タ群は、前記基準姿勢から回転中心回りで一方向にのみ
ヘッドスライダの姿勢を変化させる偶力を生み出すこと
を特徴とするヘッドアセンブリが提供される。
【０００７】こうしたヘッドアセンブリでは、ヘッド素
子の微小移動にあたってヘッドスライダの回転が利用さ
れる。振子の原理でヘッドスライダが揺動する場合に比
べて、回転中のヘッドスライダで生成される慣性モーメ
ントは低く抑え込まれることができる。したがって、圧
電アクチュエータ群の各圧電アクチュエータには比較的
に小さなモーメントのみが作用する。その結果、ヘッド
スライダと圧電アクチュエータ群とで構成される振動系
の固有振動数は高められることができる。広い周波数帯
域でサーボ信号の周波数は確保されることができる。
【０００８】しかも、このヘッドアセンブリでは、電気
信号の非供給時に確立される基準姿勢から回転中心回り
で一方向にのみヘッドスライダは姿勢を変化させる。し
たがって、基準姿勢から少なくとも２方向にヘッドスラ
イダの姿勢を変化させる場合に比べて、圧電アクチュエ
ータ群に組み込まれる圧電アクチュエータの構成は簡素
化されることができる。できる限り少数の圧電アクチュ
エータで圧電アクチュエータ群は構成されることができ
ることから、圧電アクチュエータ群に接続される金ボー
ルといった接続端子の個数は減らされることができる。
比較的に簡単な構成で、しかも、確実に、圧電アクチュ
エータ群に電気信号は供給されることができる。
【０００９】例えば、圧電アクチュエータ群は、支持部
材に固着される基部端から第１方向に沿って延び、先端
でヘッドスライダに固着される長尺の第１圧電アクチュ
エータと、支持部材に固着される基部端から、第１方向
に平行であって反対向きに規定される第２方向に沿って
延び、先端でヘッドスライダに固着される長尺の第２圧
電アクチュエータとを備えればよい。特に、第１圧電ア
クチュエータは電気信号の供給時に第１方向に収縮すれ
ばよく、第２圧電アクチュエータは、電気信号の供給時
に、第１方向に平行であって反対向きに規定される第２
方向に収縮すればよい。こういったヘッドアセンブリで
は、ヘッドスライダの回転の実現にあたって２つの圧電
アクチュエータのみが利用される。ヘッドアセンブリの
構造は簡素化される。前述の偶力の生成にあたって、こ
れらの第１および第２圧電アクチュエータは、回転中心
を基準に点対称に配置されればよい。
【００１０】ヘッドアセンブリは、各圧電アクチュエー
タの基部端に固定される第１取り出し電極と、各圧電ア
クチュエータの先端から各圧電アクチュエータの表面に
沿って各圧電アクチュエータの基部端に向かって延びる
第２取り出し電極とをさらに備えてもよい。こういった
ヘッドアセンブリでは、各圧電アクチュエータの基部端
側に集中的に第１および第２取り出し電極は配置される
ことができる。比較的に簡単に第１および第２圧電アク
チュエータに金ボールといった接続端子は接合されるこ
とができる。比較的に簡単な構成で第１および第２圧電
アクチュエータには電気信号は供給されることができ
る。
【００１１】各圧電アクチュエータは、基部端側で第１
取り出し電極に接続される露出端から先端に向かって延
びる複数の第１内部電極層と、第１内部電極層同士の間
に配置されて、先端側で第２取り出し電極に接続される
露出端から基部端に向かって延びる複数の第２内部電極
層と、第１および第２内部電極層の間に挟み込まれる活
性層とを備えればよい。活性層に電気信号が供給される
と、いわゆる圧電横効果に基づき、電気信号すなわち電
圧の印加方向に直交する方向（ｄ３１方向）に活性層は
収縮する。すなわち、第１および第２内部電極層に沿っ
て収縮する。こうして圧電アクチュエータの収縮は実現
される。活性層の収縮量は電圧の大きさに応じて決定さ
れることができる。活性層は例えばＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺ
といった圧電材料から構成されればよい。
【００１２】各圧電アクチュエータは、基部端から先端
までの間で、第１および第２内部電極層の少なくともい
ずれか一方の露出面に固定される不活性層をさらに備え
てもよい。こういった圧電アクチュエータでは、電気信
号の供給時に活性層のみが収縮する。活性層の収縮時、
不活性層は活性層の収縮を妨げる。その結果、こういっ
た圧電アクチュエータは電気信号の供給時に屈曲する。
圧電アクチュエータは、収縮とともに屈曲を利用して前
述の偶力を生み出すことができる。不活性層は前述の活
性層と同一の素材で構成されればよい。
【００１３】以上のようなヘッドアセンブリは、例えば
ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった高密度の磁
気ディスク駆動装置その他の記録媒体駆動装置に組み込
まれることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の一実施形態を説明する。
【００１５】図１は記録媒体駆動装置の一具体例に係る
ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概
略的に示す。このＨＤＤ１１は、例えば平たい直方体の
内部空間を区画する箱形の筐体本体１２を備える。収容
空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク１
３が収容される。磁気ディスク１３はスピンドルモータ
１４の回転軸に装着される。スピンドルモータ１４は例
えば７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍといった高速度
で磁気ディスク１３を回転させることができる。筐体本
体１２には、筐体本体１２との間で収容空間を密閉する
蓋体すなわちカバー（図示せず）が結合される。
【００１６】収容空間には、垂直方向に延びる支軸１５
回りで揺動するキャリッジ１６がさらに収容される。こ
のキャリッジ１６は、支軸１５から水平方向に延びる剛
体の揺動アーム１７と、この揺動アーム１７の先端に取
り付けられるヘッドサスペンションアセンブリ１８とで
構成される。このヘッドサスペンションアセンブリ１８
では、揺動アーム１７の先端から前方に向かってヘッド
サスペンション１９が延びる。周知の通り、ヘッドサス
ペンション１９の先端には浮上ヘッドスライダ２１が支
持される。ヘッドサスペンション１９は本発明の支持部
材として機能する。
【００１７】浮上ヘッドスライダ２１には、磁気ディス
ク１３の表面に向かってヘッドサスペンション１９から
押し付け力が作用する。磁気ディスク１３の回転に基づ
き磁気ディスク１３の表面で生成される気流の働きで浮
上ヘッドスライダ２１には浮力が作用する。ヘッドサス
ペンション１９の押し付け力と浮力とのバランスで磁気
ディスク１３の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッド
スライダ２１は浮上し続けることができる。
【００１８】こうした浮上ヘッドスライダ２１の浮上中
に、キャリッジ１６が支軸１５回りで揺動すると、浮上
ヘッドスライダ２１は半径方向に磁気ディスク１３の表
面を横切ることができる。こうした移動に基づき浮上ヘ
ッドスライダ２１は磁気ディスク１３上の所望の記録ト
ラックに位置決めされる。このとき、キャリッジ１６の
揺動は例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といったア
クチュエータ２２の働きを通じて実現されればよい。周
知の通り、複数枚の磁気ディスク１３が筐体本体１２内
に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク１３同
士の間で１本の揺動アーム１７に対して２つのヘッドサ
スペンションアセンブリ１８が搭載される。
【００１９】図２に示されるように、ヘッドサスペンシ
ョンアセンブリ１８では、ヘッドサスペンション１９の
先端で平板部材２４が打ち抜かれる。この平板部材２４
は、いわゆるジンバルばね２５の働きで姿勢を変化させ
ることができる。平板部材２４の表面に浮上ヘッドスラ
イダ２１が受け止められる。浮上ヘッドスライダ２１に
はいわゆる磁気ヘッド素子２６が搭載される。この磁気
ヘッド素子２６は、例えば、磁気ディスク１３に情報を
書き込む際に使用される薄膜磁気ヘッドといった書き込
み素子と、磁気ディスク１３から情報を読み取る際に使
用される巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）やトンネル接
合磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ）といった読み取り素子と
で構成されればよい。
【００２０】浮上ヘッドスライダ２１と平板部材２４と
の間には圧電アクチュエータ群２７が挟み込まれる。圧
電アクチュエータ群２７には、基部端２８ａで平板部材
２４に固着されて、基部端２８ａから第１方向ＤＲ１に
延びる長尺の第１圧電アクチュエータ２８が含まれる。
この第１圧電アクチュエータ２８の先端２８ｂは浮上ヘ
ッドスライダ２１に固着される。同様に、圧電アクチュ
エータ群２７には、基部端２９ａで平板部材２４に固着
されて、基部端２９ａから第２方向ＤＲ２に延びる長尺
の第２圧電アクチュエータ２９が含まれる。第２圧電ア
クチュエータ２９の先端２９ｂは浮上ヘッドスライダ２
１に固着される。第２方向ＤＲ２は、第１方向ＤＲ１に
平行であって反対向きに規定される。いずれの固着にあ
たっても例えばエポキシ系接着剤が用いられればよい。
【００２１】図３から明らかなように、第１および第２
圧電アクチュエータ２８、２９は、例えば浮上ヘッドス
ライダ２１の上面に直交する規定の回転中心ＣＲを基準
に点対称に配置される。したがって、第１および第２圧
電アクチュエータ２８、２９が共に収縮すると、回転中
心ＣＲ回りに偶力は生み出される。浮上ヘッドスライダ
２１には回転中心ＣＲ回りで回転力が作用する。この回
転力に基づき浮上ヘッドスライダ２１の姿勢変化は引き
起こされる。
【００２２】図４に示されるように、本発明の第１実施
形態に係る第１圧電アクチュエータ２８は、前述の基部
端２８ａを構成する第１圧電セラミック塊３１と、同様
に前述の先端２８ｂを構成する第２圧電セラミック塊３
２とを備える。第１圧電アクチュエータ２８の基部端２
８ａ側の端面では、第１圧電セラミック塊３１の露出面
に第１取り出し電極層３３が固定される。同様に、第１
圧電アクチュエータ２８の先端２８ｂ側の端面では、第
２圧電セラミック塊３２の露出面に第２取り出し電極層
３４が固定される。第１および第２取り出し電極層３
３、３４は例えばＰｔといった導電性金属材料から構成
されればよい。
【００２３】第１および第２圧電セラミック塊３１、３
２の間には圧電セラミック層３５ａの積層体３５が挟み
込まれる。この積層体３５では、圧電セラミック層３５
ａ同士の間に交互に第１および第２内部電極層３６、３
７が挟み込まれる。各第１内部電極層３６は第１圧電セ
ラミック塊３１を貫通して第１圧電セラミック塊３１の
露出面に辿り着く。こうして第１内部電極層３６の露出
端は第１取り出し電極層３３に接続される。第１内部電
極層３６は第２圧電セラミック塊３２内に進入すること
はない。同様に、各第２内部電極層３７は第２圧電セラ
ミック塊３２を貫通して第２圧電セラミック塊３２の露
出面に辿り着く。こうして第２内部電極層３７の露出端
は第２取り出し電極層３４に接続される。反対に、第２
内部電極層３７は第１圧電セラミック塊３１内に進入す
ることはない。第１および第２内部電極層３６、３７に
挟み込まれる圧電セラミック層３５ａは本発明の活性層
を構成する。第１および第２圧電セラミック塊３１、３
２や圧電セラミック層３５ａは例えばＰＮＮ−ＰＴ−Ｐ
Ｚといった圧電性材料で構成されればよい。第１および
第２内部電極層３６、３７には例えばＰｔといった導電
性金属が用いられればよい。
【００２４】第１圧電アクチュエータ２８には、先端２
８ｂすなわち第２圧電セラミック塊３２の外表面から積
層体３５の外表面に沿って基部端２８ａに向かって広が
る表面電極層３８が固定される。この表面電極層３８は
例えば第１内部電極層３６との間に１圧電セラミック層
３５ａを挟み込んでもよい。この表面電極層３８は一端
で第２取り出し電極層３４に接続される。表面電極層３
８の他端は、第１取り出し電極層３３に行き着く以前に
途切れる。すなわち、表面電極層３８と第１取り出し電
極層３３との電気的なつながりは阻止される。こうして
表面電極層３８および第２取り出し電極層３４は本発明
の第２取り出し電極を構成する。表面電極層３８は例え
ばＰｔといった導電性金属材料から構成されればよい。
【００２５】第１取り出し電極層３３および表面電極層
３８は基部端２８ａすなわち第１圧電セラミック塊３１
の周囲で平板部材２４の表面から立ち上がる。第１取り
出し電極層３３の露出面には例えば金ボールといった導
電性の接続端子３９が取り付けられる。取り付けには例
えばはんだペーストが用いられればよい。同様に、第１
圧電セラミック塊３１の周囲で表面電極層３８には導電
性の接続端子４１が取り付けられる。
【００２６】その一方で、平板部材２４の表面には導電
性の端子パッド４２、４３が配置される。各接続端子３
９、４１は平板部材２４上の端子パッド４２、４３に受
け止められる。端子パッド４２、４３には、ヘッドサス
ペンション１９の表面に沿って延びる導電性の配線パタ
ーン４４が接続される。配線パターン４４は例えばＨＤ
Ｄ１１内のコントローラチップ（図示されず）に接続さ
れればよい。
【００２７】接続端子３９、４１から第１圧電アクチュ
エータ２８に所定の電圧で電気信号が供給されると、第
１および第２内部電極層３６、３７の間で各圧電セラミ
ック層３５ａに例えば１ｋＶ／ｍｍ程度の電界強度で電
圧が印加される。この電圧の印加に基づき、各圧電セラ
ミック層３５ａでは電圧の向きに応じていわゆる分極が
実現される。こうして分極が確立された後に各圧電セラ
ミック層３５ａに再び電気信号が供給されると、いわゆ
る圧電横効果に基づき、分極の方向に直交する方向（ｄ
３１方向）に圧電セラミック層３５ａは電圧の大きさに
応じて収縮する。その結果、第１圧電アクチュエータ２
８は収縮する。なお、第２圧電アクチュエータ２９は第
１圧電アクチュエータ２８と同様な構成を備えればよ
い。
【００２８】電気信号の非供給時、例えば図３に示され
るように、圧電アクチュエータ群２７は平板部材２４上
で浮上ヘッドスライダ２１の基準姿勢を確立する。第１
および第２圧電アクチュエータ２８、２９に電圧が印加
されると、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２
９は共に収縮する。各先端２８ａ、２９ａは基部端２８
ｂ、２９ｂに向かって引き寄せられる。第１および第２
圧電アクチュエータ２８、２９は回転中心ＣＲ回りで偶
力を生み出す。この偶力に基づき、例えば図３に示され
るように、浮上ヘッドスライダ２１は基準姿勢から回転
中心ＣＲ回りで一方向にのみ回転することができる。こ
うして平板部材２４上で浮上ヘッドスライダ２１の姿勢
変化は引き起こされる。電圧の印加が解除されると、第
１および第２圧電アクチュエータ２８、２９は原形まで
伸張する。浮上ヘッドスライダ２１は回転中心ＣＲ回り
で基準姿勢に復帰する。
【００２９】いま、磁気ディスク１３上の記録トラック
に対して浮上ヘッドスライダ２１上の磁気ヘッド素子２
６が位置決めされる場面を想定する。ここで、ＨＤＤ１
１内のコントローラチップは、第１および第２圧電アク
チュエータ２８、２９に例えば０Ｖ〜３０Ｖの範囲で電
気信号を供給することができると仮定する。圧電アクチ
ュエータ群２７に３０Ｖの最大電圧が印加されると、第
１および第２圧電アクチュエータ２８、２９は最大限に
収縮する。このとき、磁気ヘッド素子２６には、記録ト
ラックにほぼ直交する方向に例えば１．０μｍ程度の最
大直線移動量すなわち最大ストロークが平板部材２４上
で確保されることができる。
【００３０】位置決めの開始にあたって、圧電アクチュ
エータ群２７には１５Ｖの電気信号が供給される。した
がって、磁気ヘッド素子２６は、例えば図５に示される
ように、最大ストロークの２分の１（＝０．５μｍ）の
ストロークで平板部材２４上で位置決めされる。続い
て、キャリッジ１６すなわち揺動アーム１７の揺動に基
づき記録トラックに対して磁気ヘッド素子２６は位置決
めされる。
【００３１】記録トラックに対する磁気ヘッド素子２６
の追従が始まると、コントローラチップはいわゆるサー
ボ制御に基づき圧電アクチュエータ群２７に電気信号を
供給する。圧電アクチュエータ群２７に供給される電気
信号の電圧が１５Ｖから減少すると、第１および第２圧
電アクチュエータ２８、２９は伸張する。浮上ヘッドス
ライダ２１は回転中心ＣＲ回りに反時計ＣＬ１回りに回
転する。この回転に応じて磁気ヘッド素子２６は磁気デ
ィスク１３の半径方向に移動することができる。反対
に、圧電アクチュエータ群２７に供給される電気信号の
電圧が１５Ｖから増加すると、第１および第２圧電アク
チュエータ２８、２９は収縮する。浮上ヘッドスライダ
２１は回転中心ＣＲ回りに時計ＣＬ２回りに回転する。
この回転に応じて磁気ヘッド素子２６は磁気ディスク１
３の半径方向に前述とは反対向きに移動することができ
る。こうして磁気ヘッド素子２６は高い精度で記録トラ
ックを追従し続けることができる。
【００３２】以上のようなヘッドサスペンションアセン
ブリ１８では、磁気ヘッド素子２６の微小移動にあたっ
て浮上ヘッドスライダ２１の回転が利用される。回転時
に浮上ヘッドスライダ２１で生成される慣性モーメント
は低く抑え込まれる。したがって、第１および第２圧電
アクチュエータ２８、２９には比較的に小さなモーメン
トのみが作用する。その結果、浮上ヘッドスライダ２１
と圧電アクチュエータ群２７とで構成される振動系の固
有振動数は高められることができる。広い周波数帯域で
サーボ信号の周波数は確保されることができる。これに
対し、例えば振子の原理で浮上ヘッドスライダ２１の移
動を生み出す場合には、浮上ヘッドスライダ２１全体の
質量が慣性モーメントの生成に寄与してしまう。しか
も、軌道の中心から質量中心までの距離は増大する。比
較的に大きな慣性モーメントは生み出されてしまう。そ
の結果、比較的に低い周波数帯域でサーボ信号との間に
共振現象は引き起こされてしまう。
【００３３】しかも、前述のヘッドサスペンションアセ
ンブリ１８では、浮上ヘッドスライダ２１の回転の実現
にあたって２つの圧電アクチュエータ２８、２９のみが
利用される。ヘッドサスペンションアセンブリ１８の構
造は簡素化される。その上、比較的に簡単に第１および
第２圧電アクチュエータ２８、２９に接続端子３９、４
１は接合されることができる。比較的に簡単な構成で第
１および第２圧電アクチュエータ２８、２９には電気信
号は供給されることができる。ここで、例えば国際出願
ＰＣＴ／ＪＰ０１／０２４１７号に開示されるように、
ヘッドスライダの回転中心回りに４点で各々独立に駆動
される圧電アクチュエータが設けられれば、浮上ヘッド
スライダと圧電アクチュエータとで構成される振動系の
固有振動数は高められることができる。しかしながら、
この場合には、接続端子の増加に伴い圧電アクチュエー
タの構造は複雑化してしまう。
【００３４】なお、前述のヘッドサスペンションアセン
ブリ１８では、例えば図６に示されるように、第１およ
び第２圧電アクチュエータ２８、２９の表面電極層３８
は平板部材２４の表面に重ね合わせられてもよい。この
とき、第１圧電セミラック塊３１の周囲で表面電極層３
８は平板部材２４側の端子パッド４３に重ね合わせられ
る。重ね合わせられた表面電極層３８と端子パッド４３
とは例えば導電性の接着剤で互いに接着されればよい。
こうして第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９
は平板部材２４に固定されると同時に、表面電極層３８
と端子パッド４３との間で電気接続は確立される。こう
いった第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９に
よれば、第１および第２内部電極層３６、３７や表面電
極層３８と浮上ヘッドスライダ２１との電気的な接触は
確実に回避されることができる。
【００３５】次に各圧電アクチュエータ２８、２９の製
造方法を簡単に説明する。例えば図７に示されるよう
に、同一形状の第１および第２帯状グリーンシート５１
ａ、５１ｂが用意される。グリーンシート５１ａ、５１
ｂの厚みは例えば２０μｍ程度に設定される。第１およ
び第２グリーンシート５１ａ、５１ｂは例えばＰＮＮ−
ＰＴ−ＰＺといった圧電材料の圧粉体で構成されればよ
い。第２グリーンシート５１ｂの表面には例えばＰｔと
いった導電性材料の薄膜５２が付加される。こういった
薄膜５２の形成にあたっては例えばスクリーン印刷が用
いられればよい。
【００３６】第２グリーンシート５１ｂでは、隣接する
薄膜５２同士の間にグリーンシートの露出域が確保され
る。この露出域は第２グリーンシート５１ｂの幅方向に
第２グリーンシート５１ｂを完全に横切る。第２グリー
ンシート５１ｂの幅方向に規定される薄膜５２の中心線
５４と、露出域の中心線５５との間隔Ｌは第１および第
２圧電アクチュエータ２８、２９の長さに設定されれば
よい。
【００３７】続いて第２グリーンシート５１ｂは相次い
で積層される。積層される第２グリーンシート５１ｂの
枚数は第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９の
収縮量に基づき調整されればよい。このとき、上下の第
２グリーンシート５１ｂの間では、下側第２グリーンシ
ート５１ｂ側の薄膜５２の中心線５３に上側第２グリー
ンシート５１ｂ側の露出域の中心線５５は重ね合わせら
れる。上下の第２グリーンシート５１ｂの間には１枚以
上の第１グリーンシート５１ａが挟み込まれてもよい。
こうして挟み込まれる第１グリーンシート５１ａの枚数
は、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９の活
性層の厚みに基づき調整されればよい。最下層の第２グ
リーンシート５１ｂの下側や最上層の第２グリーンシー
ト５１ｂの上側にさらに第１グリーンシート５１ａが重
ね合わせられてもよい。こうして図８に示されるように
グリーンシートの積層体５６は形成される。
【００３８】積層体５６は大気中で例えば１０５０℃程
度で焼成される。順番に重ね合わせられた第１および第
２グリーンシート５１ａ、５１ｂは焼成に基づき相互に
一体化する。その後、前述の各中心線５４、５５に沿っ
て積層体５６は切り分けられる。こうして１列の圧電ア
クチュエータ群で構成される積層体５７は切り出され
る。図９に示されるように、積層体５７の上面で露出す
る第１グリーンシート５１ａの表面には例えばＰｔとい
った導電性材料で電極薄膜５８が形成される。同様に、
積層体５７の２つの切断面には電極薄膜５９、６１がそ
れぞれ形成される。一方の切断面に形成される電極薄膜
５９は電極薄膜５８に接続される。電極薄膜５８、６１
同士の間には積層体５７の露出域が確保される。
【００３９】その後、積層体５７から第１および第２圧
電アクチュエータ２８、２９は切り出される。前述の切
断面に直交する平面６１で切り込みは入れられる。こう
して各圧電アクチュエータ２８、２９は完成する。完成
した圧電アクチュエータ２８、２９は、前述のように平
板部材２４や浮上ヘッドスライダ２１に接着される。
【００４０】本発明者は、前述のような第１および第２
圧電アクチュエータ２８、２９を用いて磁気ヘッド素子
２６の変位量およびサーボ制御時の共振周波数を実測し
た。こういった実測にあたってレーザドップラー速度計
およびサーボアナライザが用いられた。第１および第２
圧電アクチュエータ２８、２９には９層の活性層が形成
された。第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９
の先端２８ｂ、２９ｂは前述のように浮上ヘッドスライ
ダ２１に接着される一方で、第１および第２圧電アクチ
ュエータ２８、２９の基部端２８ａ、２９ａは任意のセ
ラミック基板上に接着された。３０Ｖp-p の正弦波で構
成される電気信号が第１および第２圧電アクチュエータ
２８、２９に供給された。その結果、１．０μｍ以上の
変位量および２０ｋＨｚ以上の共振周波数が確認され
た。
【００４１】図１０は本発明の第２実施形態に係る第１
および第２圧電アクチュエータ２８、２９を示す。この
第２実施形態に係る第１および第２圧電アクチュエータ
２８、２９では、基部端２８ａ、２９ａから先端２８
ｂ、２９ｂまでの間で、第１および第２内部電極層３
６、３７の少なくともいずれか一方の露出面に不活性層
６３が固定される。こういった不活性層６３は例えばＰ
ＮＮ−ＰＴ−ＰＺで構成されればよい。不活性層６３で
は、内部電極層３６、３７に基づく電流経路が形成され
ないことから、圧電材料の伸縮は生じない。不活性層６
３の形成にあたって、前述の第１および第２圧電アクチ
ュエータ２８、２９の製造方法では、最下層の第２グリ
ーンシート５１ｂの下側や最上層の第２グリーンシート
５１ｂの上側に数多くの第１グリーンシート５１ａが重
ね合わせられればよい。図中、前述のヘッドサスペンシ
ョンアセンブリ１８や第１および第２圧電アクチュエー
タ２８、２９と均等な機能や効果を発揮する構成には同
一の参照符号が付される。
【００４２】電気信号が供給されると、例えば図１１か
ら明らかなように、圧電セラミック層３５ａの積層体３
５、すなわち、第１および第２圧電アクチュエータ２
８、２９の活性層のみが収縮する。活性層は、基部端２
８ａ、２９ａに向けて先端２８ｂ、２９ｂを引き寄せ
る。その一方で、不活性層６３は収縮しない。活性層す
なわち圧電セラミック層３５ａの積層体３５の収縮を妨
げる。その結果、こういった第１および第２圧電アクチ
ュエータ２８、２９では電気信号の供給時に第１および
第２アクチュエータ２８、２９は屈曲する。こういった
屈曲に基づき、浮上ヘッドスライダ２１は、前述と同様
に回転中心ＣＲ回りで姿勢を変化させることができる。
【００４３】本発明者は、前述と同様に、この第２実施
形態に基づき磁気ヘッド素子２６の変位量およびサーボ
制御時の共振周波数を実測した。第１および第２圧電ア
クチュエータ２８、２９には５層の活性層すなわち圧電
セラミック層３５ａが形成された。１．０μｍ以上の変
位量および２０ｋＨｚ以上の共振周波数が確認された。
活性層の減少にも拘わらず、前述と同等な変位量は確保
された。すなわち、少ない活性層で大きな姿勢変化が実
現されることができた。
【００４４】この場合、例えば図１２に示されるよう
に、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９は浮
上ヘッドスライダ２１の長手方向全体にわたって延びて
もよい。こうして第１および第２圧電アクチュエータ２
８、２９の長さＬが延長されると、前述と同様に２０ｋ
Ｈｚ以上の共振周波数が維持されると同時に、１．４μ
ｍ以上の変位量は確保されることができた。
【００４５】図１３は本発明の第３実施形態に係る第１
および第２圧電アクチュエータ２８、２９を示す。この
第３実施形態に係る第１および第２圧電アクチュエータ
２８、２９では、基部端２８ａ、２９ａや先端２８ｂ、
２９ｂに補強用の突片６４が一体に形成される。こうい
った第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９によ
れば、平板部材２４や浮上ヘッドスライダ２１に対して
第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９の接触面
積すなわち接着面積は増大する。したがって、前述と同
様に１．０μｍ以上の変位量および２０ｋＨｚ以上の共
振周波数が確保されると同時に、平板部材２４や浮上ヘ
ッドスライダ２１の接合強度は高められることができ
る。こうした突片６４の形成にあたって、前述の第１お
よび第２圧電アクチュエータ２８、２９の製造方法で
は、積層体５７から各圧電アクチュエータ２８、２９は
所定の形状で打ち抜かれればよい。図中、前述のヘッド
サスペンションアセンブリ１８や第１および第２圧電ア
クチュエータ２８、２９と均等な機能や効果を発揮する
構成には同一の参照符号が付される。
【００４６】（付記１） 支持部材と、ヘッドスライダ
と、支持部材およびヘッドスライダの間に配置されて、
電気信号の非供給時にヘッドスライダの基準姿勢を確立
する圧電アクチュエータ群とを備え、前記圧電アクチュ
エータ群は、前記基準姿勢から回転中心回りで一方向に
のみヘッドスライダの姿勢を変化させる偶力を生み出す
ことを特徴とするヘッドアセンブリ。
【００４７】（付記２） 付記１に記載のヘッドアセン
ブリにおいて、前記圧電アクチュエータ群は、電気信号
の供給時に第１方向に収縮する長尺の第１圧電アクチュ
エータと、電気信号の供給時に、第１方向に平行であっ
て反対向きに規定される第２方向に収縮する長尺の第２
圧電アクチュエータとを備えることを特徴とするヘッド
アセンブリ。
【００４８】（付記３） 付記２に記載のヘッドアセン
ブリにおいて、前記第１および第２圧電アクチュエータ
は、前記回転中心を基準に点対称に配置されることを特
徴とするヘッドアセンブリ。
【００４９】（付記４） 付記１に記載のヘッドアセン
ブリにおいて、前記圧電アクチュエータ群は、支持部材
に固着される基部端から第１方向に沿って延び、先端で
ヘッドスライダに固着される長尺の第１圧電アクチュエ
ータと、支持部材に固着される基部端から、第１方向に
平行であって反対向きに規定される第２方向に沿って延
び、先端でヘッドスライダに固着される長尺の第２圧電
アクチュエータとを備えることを特徴とするヘッドアセ
ンブリ。
【００５０】（付記５） 付記４に記載のヘッドアセン
ブリにおいて、前記第１および第２圧電アクチュエータ
は、前記回転中心を基準に点対称に配置されることを特
徴とするヘッドアセンブリ。
【００５１】（付記６） 付記４または５に記載のヘッ
ドアセンブリにおいて、前記各圧電アクチュエータの基
部端に固定される第１取り出し電極と、前記各圧電アク
チュエータの先端から各圧電アクチュエータの表面に沿
って各圧電アクチュエータの基部端に向かって延びる第
２取り出し電極とをさらに備えることを特徴とするヘッ
ドアセンブリ。
【００５２】（付記７） 付記６に記載のヘッドアセン
ブリにおいて、前記各圧電アクチュエータは、前記基部
端側で前記第１取り出し電極に接続される露出端から前
記先端に向かって延びる複数の第１内部電極層と、第１
内部電極層同士の間に配置されて、前記先端側で前記第
２取り出し電極に接続される露出端から前記基部端に向
かって延びる複数の第２内部電極層と、第１および第２
内部電極層の間に挟み込まれる活性層とを備えることを
特徴とするヘッドアセンブリ。
【００５３】（付記８） 付記７に記載のヘッドアセン
ブリにおいて、前記活性層はＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺで構成
されることを特徴とするヘッドアセンブリ。
【００５４】（付記９） 付記７または８に記載のヘッ
ドアセンブリにおいて、前記各圧電アクチュエータは、
前記基部端から前記先端までの間で、第１および第２内
部電極層の少なくともいずれか一方の露出面に固定され
る不活性層をさらに備えることを特徴とするヘッドアセ
ンブリ。
【００５５】（付記１０） 付記９に記載のヘッドアセ
ンブリにおいて、前記不活性層はＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺで
構成されることを特徴とするヘッドアセンブリ。
【００５６】（付記１１） 揺動アームと、揺動アーム
の先端から前方に延びるヘッドサスペンションと、ヘッ
ドスライダと、ヘッドサスペンションおよびヘッドスラ
イダの間に配置されて、電気信号の非供給時にヘッドス
ライダの基準姿勢を確立する圧電アクチュエータ群とを
備え、前記圧電アクチュエータ群は、前記基準姿勢から
回転中心回りで一方向にのみヘッドスライダの姿勢を変
化させる偶力を生み出すことを特徴とする記録媒体駆動
装置。
【００５７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、圧電アク
チュエータに供給される電気信号の周波数帯域は広げら
れることができる。簡単な構造でありながら十分な変位
量は実現されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 記録媒体駆動装置の一具体例に係るハードデ
ィスク駆動装置（ＨＤＤ）の構造を概略的に示す平面図
である。
【図２】 ヘッドサスペンションアセンブリの構造を詳
細に示す拡大部分斜視図である。
【図３】 第１および第２圧電アクチュエータの配置を
示す平板部材の拡大平面図である。
【図４】 平板部材上で本発明の第１実施形態に係る圧
電アクチュエータの構造を概略的に示す拡大斜視図であ
る。
【図５】 浮上ヘッドスライダの動作を概略的に示す平
板部材の拡大平面図である。
【図６】 第１実施形態の変形例に係る圧電アクチュエ
ータの構造を概略的に示す拡大斜視図である。
【図７】 圧電アクチュエータの製造にあたって用いら
れる第１および第２グリーンシートを概略的に示す斜視
図である。
【図８】 圧電アクチュエータの製造にあたって用いら
れるグリーンシートの積層体を概略的に示す斜視図であ
る。
【図９】 積層体に形成される電極薄膜を示す拡大斜視
図である。
【図１０】 本発明の第２実施形態に係る圧電アクチュ
エータの構造を概略的に示す拡大斜視図である。
【図１１】 第２実施形態に係る圧電アクチュエータの
動きを概略的に示す平板部材の拡大平面図である。
【図１２】 第２実施形態の変形例に係る圧電アクチュ
エータの構造を概略的に示す平板部材の拡大平面図であ
る。
【図１３】 本発明の第３実施形態に係る圧電アクチュ
エータの構造を概略的に示す平板部材の拡大平面図であ
る。
【符号の説明】
１１ 記録媒体駆動装置としてのハードディスク駆動装
置（ＨＤＤ）、１７揺動アーム、１８ ヘッドアセンブ
リとしてのヘッドサスペンションアセンブリ、１９ 支
持部材としてのヘッドサスペンション、２１ ヘッドス
ライダ、２７圧電アクチュエータ群、２８ 第１圧電ア
クチュエータ、２８ａ 基部端、２８ｂ 先端、２９
第２圧電アクチュエータ、２９ａ 基部端、２９ｂ 先
端、３３ 第１取り出し電極、３４ 第２取り出し電極
を構成する第２取り出し電極層、３５ａ 活性層として
の圧電セラミック層、３６ 第１内部電極層、３７第２
内部電極層、３８ 第２取り出し電極を構成する表面電
極層、６３ 不活性層、ＣＲ 回転中心。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 和明 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5D042 LA01 MA15 5D059 AA01 BA01 CA18 DA19 DA26 EA02 EA03 5D096 NN03 NN07

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 支持部材と、ヘッドスライダと、支持部
    材およびヘッドスライダの間に配置されて、電気信号の
    非供給時にヘッドスライダの基準姿勢を確立する圧電ア
    クチュエータ群とを備え、前記圧電アクチュエータ群
    は、前記基準姿勢から回転中心回りで一方向にのみヘッ
    ドスライダの姿勢を変化させる偶力を生み出すことを特
    徴とするヘッドアセンブリ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のヘッドアセンブリにお
    いて、前記圧電アクチュエータ群は、支持部材に固着さ
    れる基部端から第１方向に沿って延び、先端でヘッドス
    ライダに固着される長尺の第１圧電アクチュエータと、
    支持部材に固着される基部端から、第１方向に平行であ
    って反対向きに規定される第２方向に沿って延び、先端
    でヘッドスライダに固着される長尺の第２圧電アクチュ
    エータとを備えることを特徴とするヘッドアセンブリ。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のヘッドアセンブリにお
    いて、前記第１および第２圧電アクチュエータは、前記
    回転中心を基準に点対称に配置されることを特徴とする
    ヘッドアセンブリ。
  4. 【請求項４】 請求項２または３に記載のヘッドアセン
    ブリにおいて、前記各圧電アクチュエータの基部端に固
    定される第１取り出し電極と、前記各圧電アクチュエー
    タの先端から各圧電アクチュエータの表面に沿って各圧
    電アクチュエータの基部端に向かって延びる第２取り出
    し電極とをさらに備えることを特徴とするヘッドアセン
    ブリ。
  5. 【請求項５】 揺動アームと、揺動アームの先端から前
    方に延びるヘッドサスペンションと、ヘッドスライダ
    と、ヘッドサスペンションおよびヘッドスライダの間に
    配置されて、電気信号の非供給時にヘッドスライダの基
    準姿勢を確立する圧電アクチュエータ群とを備え、前記
    圧電アクチュエータ群は、前記基準姿勢から回転中心回
    りで一方向にのみヘッドスライダの姿勢を変化させる偶
    力を生み出すことを特徴とする記録媒体駆動装置。
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