JP2004288329A - アクチュエータ、スライダユニット、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ヘッドスライダの駆動変位の信頼性を高めたアクチュエータを提供する。
【解決手段】本発明に係るアクチュエータ２３は、一方向に延在すると共に、薄膜磁気ヘッドスライダ１１を取り付けるスライダ取付部２４ａが一の端部に形成されているスライダ保持台２４と、スライダ保持台２４の両側に取り付けられると共に、スライダ保持台２４の延在方向に伸縮可能な２個の圧電素子２５と、を備える。
【選択図】 図４
【解決手段】本発明に係るアクチュエータ２３は、一方向に延在すると共に、薄膜磁気ヘッドスライダ１１を取り付けるスライダ取付部２４ａが一の端部に形成されているスライダ保持台２４と、スライダ保持台２４の両側に取り付けられると共に、スライダ保持台２４の延在方向に伸縮可能な２個の圧電素子２５と、を備える。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スライダ保持台に取り付けられた磁気ヘッドスライダを駆動させるアクチュエータ、及びスライダユニットと、アクチュエータの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、磁気ヘッドを駆動させるために用いられる圧電デバイスが特許文献１などにより知られていた。特許文献１に記載された圧電デバイスは、左右一対の可動部及びそれらを一端で固定する固定部とからなる基体と、固定部を有する端部とは反対側の端部において可動部を連結する取付部と、可動部の側面に配設された圧電素子と、を備えて構成されている。そして、取付部に磁気ヘッドを取り付け、圧電素子を作動させることにより、可動部を動かして磁気ヘッドを駆動させる。この文献１に記載された発明によれば、少ない部品点数で圧電デバイスを構成することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２８９９３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記文献に記載された発明においては、製品の信頼性という点において次のような問題点があった。圧電素子は通常接着剤によって取り付けられるが、接着剤を均一化する等を目的として、その取り付けの際に圧電素子を可動部に対して押し付ける。上記文献に記載された発明では、可動部は一端が固定部によって固定された片持ばりの状態であるので、取り付け時の圧電素子の押圧力によって可動部に曲げ応力が生じ、可動部が歪んだり最悪の場合には可動部が割れたりするおそれがあった。そして、可動部に歪みが生じると、可動部に配設されたスライダ取付部の駆動変位の精度を保証することができなくなる。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を解決し、ヘッドスライダが駆動する際の変位の精度を保ち、信頼性を高めたアクチュエータ、スライダユニット、及びアクチュエータの製造方法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】
本発明に係るアクチュエータは、一方向に延在すると共に、薄膜磁気ヘッドを有するヘッドスライダを取り付けるスライダ取付部が一の端部に形成されている１つのスライダ保持台と、スライダ保持台の両側に取り付けられると共に、スライダ保持台の延在方向に伸縮可能な２個の圧電素子と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このように１つのスライダ保持台の両側にこれを挟むようにして圧電素子を取り付ける構成により、圧電素子を押し付けてもスライダ保持台に曲げ応力が生じないのでスライダ保持台が歪まない。これにより、ヘッドスライダが駆動する際の変位の精度を保ち、アクチュエータの信頼性を高めることができる。
【０００８】
上記アクチュエータにおいて、スライダ保持台は、ヘッドスライダによって記録・再生される記録媒体と対向する記録媒体対向面に段差が形成され、この段差によって低くされた側がスライダ取付部を構成し、この段差によって高くされた側が圧電素子を取り付ける圧電素子取付部を構成する、ことをさらなる特徴とする。
【０００９】
装置の小型化を実現するため、アクチュエータにヘッドスライダが取り付けられて完成されるスライダユニットの厚さをできる限り薄くする必要がある。このため、ヘッドスライダを取り付けるスライダ取付部は、段差によって低くされていることが好ましい。
【００１０】
上記アクチュエータにおいて、スライダ保持台の記録媒体対向面の反対面はその一部が隆起されている、ことをさらなる特徴とする。
【００１１】
スライダ取付部に取り付けられるヘッドスライダを駆動させるために、スライダ保持台は圧電素子の伸縮に応じて曲がることが必要である。本発明では、記録媒体対向面の反対面の一部を隆起させた構成により、その隆起された部分以外はアクチュエータが取り付けられる面に接触しない姿勢で取り付けることが容易となる。これにより、スライド保持台の隆起部分以外はスムーズに曲がることができる。なお、圧電素子の作用によりスライダ保持台が曲がったときのスライダ取付部の変位を大きくするため、隆起した固定部はスライダ取付部から最も遠い反対の端部に形成されることが好ましい。
【００１２】
本発明に係るスライダユニットは、薄膜磁気ヘッドを有するヘッドスライダを取り付けるアクチュエータと、アクチュエータのスライダ取付部に取り付けられたヘッドスライダと、を備え、アクチュエータは、一方向に延在すると共に、ヘッドスライダを取り付けるスライダ取付部が一の端部に形成されている１つのスライダ保持台と、スライダ保持台の両側に取り付けられると共に、スライダ保持台の延在方向に伸縮可能な２個の圧電素子と、を有することを特徴とする。
【００１３】
このように１つのスライダ保持台の両側にこれを挟むようにして圧電素子を取り付ける構成により、圧電素子を押し付けてもスライダ保持台に曲げ応力が生じないのでスライダ保持台が歪まない。これにより、ヘッドスライダが駆動する際の変位の精度を保ち、スライダヘッドの信頼性を高めることができる。
【００１４】
本発明に係るアクチュエータの製造方法は、一方向に延在すると共に、薄膜磁気ヘッドを有するヘッドスライダを取り付けるスライダ取付部が一の端部に形成されている１つのスライダ保持台と、スライダ保持台の両側に取り付けられると共に、スライダ保持台の延在方向に伸縮可能な２個の圧電素子と、を備えるアクチュエータを製造する方法であって、平板をエッチングして、スライダ取付部どうしが間隔を開けて並ぶと共に圧電素子の取付領域どうしは未だ離れていない一体の状態の複数のスライダ保持台の原型を形成するエッチング工程と、圧電素子の取付領域において、スライダ取付部が並ぶ方向に延在する圧電素子を平板の両面に取り付ける圧電素子取付工程と、圧電素子取付工程によって圧電素子が取り付けられた平板をスライダ取付部の延在方向に沿って切断し、個々のアクチュエータを切り出す切断工程と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
エッチングされた平板に対して圧電素子を取り付け、その後に圧電素子が取り付けられた平板を切断して個々のアクチュエータを切り出すことにより、大量のアクチュエータを容易に製造することができる。また、スライダ保持台が片持ち梁の状態ではないので、切断工程においても曲げモーメントが生じにくく、スライダ保持台の歪みを低減させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明に係るスライダユニット及びアクチュエータの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
まず、実施形態に係るスライダユニット及びアクチュエータについての説明の前に、これらが適用されるハードディスク装置について説明する。図１は、本実施形態のヘッドスライダを備えたハードディスク装置を示す図であり、図２は、図１に示すハードディスク装置に備えられ、薄膜磁気ヘッドが形成されたスライダユニット２０を搭載したヘッドジンバルアセンブリの拡大斜視図である。ハードディスク装置１は、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ：Ｈｅａｄ Ｇｉｍｂａｌｓ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１０を作動させて、高速回転するハードディスク２の記録面（図１の上面）に、薄膜磁気ヘッド１１によって磁気情報を記録及び再生するものである。
【００１８】
図２に示すように、ヘッドジンバルアセンブリ１０は、金属製のサスペンションアーム１２を備えている。サスペンションアーム１２は、ジンバル１２ａとロードビーム１２ｂとから構成されている。サスペンションアーム１２の先端側には、切込みで囲われたタング部１４が形成されており、このタング部１４上に薄膜磁気ヘッド１１が形成されたヘッドスライダ２１を有するスライダユニット２０が搭載されている。なお、図２では、ヘッドスライダ２１に接続される各種の配線を省略している。
【００１９】
このヘッドジンバルアセンブリ１０は、図１に示すように、支軸３周りに例えばボイスコイルモータによって回転可能となっている。ヘッドジンバルアセンブリ１０を回転させると、スライダユニット２０は、ハードディスク２の半径方向、すなわちトラックラインを横切る方向に移動する。
【００２０】
図３は本発明の第１実施形態に係るスライダユニット２０を示す斜視図、図４は図３に示すスライダユニット２０の分解斜視図である。スライダユニット２０は、アクチュエータ２３にヘッドスライダ２１が取り付けられて構成されている。
【００２１】
まず、アクチュエータ２３に取り付けられるヘッドスライダ２１について説明する。ヘッドスライダ２１は、略直方体形状をなし、アルティック（Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣ）からなる基台に、薄膜磁気ヘッド１１が形成されている。図３における上方の面は、ハードディスク２の記録面に対向する記録媒体対向面であり、エアベアリング面（ＡＢＳ：Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）Ｓと称される。ハードディスク２が回転する際、この回転に伴う空気流によってヘッドスライダ２１が浮上し、エアベアリング面Ｓはハードディスク２の記録面から離隔する。なお、エアベアリング面Ｓに、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）等のコーティングを施してもよい。
【００２２】
第１実施形態に係るアクチュエータ２３は、ヘッドスライダ２１を取り付けるスライダ保持台２４と、スライダ保持台２４に取り付けられた２個の圧電素子２５とを有している。スライダ保持台２４は、一方向に延在する細長い部材であり、シリコンによって構成される。なお、スライダ保持台２４の素材は、強度があり、微細加工のできるものであれば、シリコンに限られない。例えば、ＳＵＳ等の金属、液晶ポリマー、ガラスフリット入りのポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂、又はアルミナ、ジルコニア等のセラミックスを用いることができる。スライダ保持台２４は、記録媒体と対向する記録媒体対向面２４ｄに段差２４ｃが形成されている。この段差２４ｃによってその前後における記録媒体対向面２４ｄの高さが変えられており、段差２４ｃによって低くされた側がヘッドスライダ２１を取り付けるスライダ取付部２４ａを構成し、段差２４ｃによって高くされた側が圧電素子２５を取り付ける圧電素子取付部２４ｂを構成している。記録媒体対向面２４ｄに形成された段差２４ｃは、取り付けられるヘッドスライダ２１の高さｈｓとほぼ同じになるように設計されるのが好適である。これにより、スライダ取付部２４ａにヘッドスライダ２１を取り付けた場合、取り付けられたヘッドスライダ２１のＡＢＳと圧電素子取付部２４ｂにおけるスライダ保持台２４の記録媒体対向面２４ｄの高さレベルがほぼ同じ程度となり、スライダユニット２０の高さを抑えてスライダユニット２０の大型化を防ぐことができる。なお、ヘッドスライダ２１による記録／再生効率を高めるため、取り付けられるヘッドスライダ２１の方がスライダ保持台２４より若干（数μｍ）記録媒体に近くなるように設計されることが好ましい。
【００２３】
圧電素子２５は、スライダ保持台２４の延び方向における両側に取り付けられている。すなわち、スライダ保持台２４の圧電素子取付部側において、記録媒体対向面２４ｄを挟む二つの面２４ｂのそれぞれに１個ずつ、エポキシ系、シリコーン系、アクリル系等の接着剤によって取り付けられている。本実施形態では、一例として圧電素子２５が単板構造の場合の電極配置を示す。また、圧電素子２５はＰＺＴ等の圧電セラミック素体の表裏面にそれぞれ電極２５ａ，２５ｂを有している。
【００２４】
このアクチュエータ２３のスライダ取付部２４ａにヘッドスライダ２１が取り付けられ、実施形態に係るスライダユニット２０が構成される。ヘッドスライダ２１は、ＡＢＳが記録媒体に対向するようにアクチュエータ２３に取り付けられる。
【００２５】
このスライダユニット２０は、ヘッドスライダ２１の取り付け面２４ａ（図４参照）を有する側が記録媒体であるハードディスク２に対向するように、ジンバル１２ａのタング部１４に固定される。すなわち、スライド保持台２４の記録媒体対向面２４ｄの反対面（以下、「ジンバル固定面」という）がジンバル１２ａのタング部１４に接着されることによって固定される。この際、ジンバル固定面の一部をタング部１４に固定し、固定部以外はタング部１４から離間させることで変位可能とし、これによりスライダ保持台２４をスムーズに曲がるようにすることができる。
【００２６】
次に、本発明の実施形態に係るアクチュエータの製造方法について説明する。図５は、アクチュエータ２３の製造工程について説明する図である。
【００２７】
まず、シリコンからなる平板３０を準備し、図示を省略するマスクを利用してその平板３０をエッチングする。このエッチング工程では、所定の幅ｗ２を有する平面領域３１とその平面領域３１の一辺から垂直に延びる複数の延出部３２とを有する形状が形成される。平面領域３１は後の工程で切断されて圧電素子取付部２４ｂとなる部分である。従って、平面領域３１の幅ｗ２が圧電素子取付部２４ｂの長さｌ２（図４参照）に等しくなるようにエッチングされる。また、複数の延出部３２は、後の工程で切断されてスライダ取付部２４ａとなる部分である。従って、延出部３２の延出方向に対する幅ｗ１はスライダ取付部２４ａの厚さｔ１（図４参照）に等しく、延出長さｌ３はスライダ取付部２４ａの長さｌ１（図４参照）に等しくなるようにエッチングされる。また、後の工程においてそれぞれの延出部３２の間で平板３０が切断され、延出部３２と平面領域３１との接続部分がアクチュエータ２３の段差２４ｃを形成することになる。従って、延出部３２の間隔は、圧電素子取付部２４ｂとスライダ取付部２４ａと段差２４ｃの高さ以上となるようにエッチングされる。このエッチング工程を終了した段階では、図５（ａ）に示されるように、複数のスライダ保持台が未だにつながった状態になっている。なお、図５（ａ）では、上記した平面領域３１と延出部３２の組合せが２つ並んだ形状を示している。このように、平面領域３１と延出部３２の組合せた形状を任意の数だけ並列させることが可能である。なお、平板３０のエッチングはウェットエッチング、ドライエッチングのいずれによって行ってもよい。
【００２８】
次に、エッチング工程においてエッチングされた平板３０に、圧電素子２５を取り付ける。ここで取り付けられる圧電素子２５には、電極２５ａ，２５ｂが既に取り付けられている。圧電素子２５は、延出部３２の並ぶ方向に延在する直方体形状である。図５（ｂ）では裏面は見えないが、圧電素子２５は平面領域３１の両面に取り付けられる。圧電素子２５は、エポキシ系、シリコーン系、アクリル系等の接着剤によって平板３０に取り付けられる。
【００２９】
続いて、圧電素子２５が取り付けられた平板３０を切断工程において切断し、個々のアクチュエータ２３を切り出す。図５（ｃ）に太線で示されるように、一の延出部３２とそれに隣接する延出部３２との間において、延出部３２の延出方向と平行に平板３０を切断することによって、それぞれのスライダ保持台２４の圧電素子取付部２４ｂを切り離し、個々のアクチュエータ２３を切り出す。以上の工程により、実施形態に係るアクチュエータ２３が完成する。
【００３０】
次に、本実施形態に係るスライダユニット２０の動作について述べる。本実施形態に係るスライダユニット２０には、ヘッドスライダ２１を取り付けるスライダ保持台２４の両側に圧電素子２５が取り付けられている。それぞれの圧電素子２５の表裏に取り付けられた電極２５ａ−２５ｂ間（つまり圧電素子２５の厚さ方向）に電圧を印加し、一方の圧電素子２５をスライダ保持台２４の延在方向に伸ばすと共に他方の圧電素子２５を縮めることによって、スライダ保持台２４を縮めた圧電素子２５側に曲がり、これによりヘッドスライダ２１を変位させることができる。このアクチュエータ２３を介してヘッドスライダ２１をジンバル１２ａに取り付けていることにより、ボイスコイルモータでは実現できないヘッドスライダ２１の微細な動作を制御でき、狭小化されたトラックピッチを有する記録媒体に対応することができる。
【００３１】
続いて、本実施形態の効果について説明する。本実施形態に係るアクチュエータ２３は、一のスライダ保持台２４の両側に圧電素子２５を取り付けた構成により、圧電素子２５を取り付ける際の押圧力によってスライダ保持台２４に曲げ応力を生じさせず、スライダ保持台２４の歪みを低減させてアクチュエータ２３の信頼性を高めることができる。また、本実施形態に係るスライダユニット２０は、このアクチュエータ２３に取り付けられているのでヘッドスライダ２１の駆動変位の精度を保ち、信頼性を高めることができる。
【００３２】
また、実施形態に係るアクチュエータ２３の製造方法によれば、最初にエッチングした平板３０に圧電素子２５を取り付けた後、Ｓｉフレーム及び圧電素子２５を切断してアクチュエータ２３を切り出すことにより、大量のアクチュエータを容易に製造することができる。また、スライダ保持台２４が片持ち梁の状態ではないので、切断工程においても曲げモーメントが生じにくく、スライダ保持台の歪みを低減させることができる。
【００３３】
次に、本発明の第２実施形態に係るアクチュエータ及びスライダユニットについて説明する。図６は、第２実施形態に係るスライダユニット２０ａを示す斜視図である。
【００３４】
第２実施形態に係るスライダユニット２０ａは、第１実施形態に係るスライダユニット２０と基本的な構成は同じであるが、第２実施形態に係るスライダユニット２０ａは、スライダ保持台２４のジンバル固定面に固定部２４ｅが形成されている点が異なる。すなわち、図６に示されるように、第２実施形態に係るスライダユニット２０ａでは、スライダ保持台２４のジンバル固定面の一部が他の部分より隆起した固定部２４ｅとなっている。この固定部２４ｅが形成された位置は、スライダ取付部２４ａを有する端部とは反対の端部である。
【００３５】
第２実施形態に係るアクチュエータ２３では、ジンバル固定面に固定部２４ｅを有することにより、アクチュエータ２３をジンバルのタング部１４に固定することが容易となる。すなわち、他の部分より隆起した固定部２４ｅに接着剤を塗布することによって一部のみを固定し、その他の部分を取付面（タング部１４）から離間させることが容易である。これにより、スライダ保持台２４がスムーズに曲がり、ヘッドスライダ２１もスムーズに変位することとなる。なお、スライダ取付部２４ａから最も遠い反対の端部に固定部２４ｅを設けるのは、スライダ保持台２４が曲がったときのスライダ取付部２４ａの変位を最も大きくするためである。
【００３６】
以上、本発明の実施形態に係るアクチュエータ及びスライダユニットについて実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００３７】
上記実施形態においては、圧電素子２５として単板構造の圧電素子を例としたが、積層型圧電素子やバイモルフ型圧電素子を用いてもよい。図７は、積層型圧電素子の構造を説明するための説明図であり、断面によって内部構造を示している。図７に示される積層型圧電素子４０は、複数の圧電セラミック層４１、複数の内部電極層４２及び外部電極４３ａ、４３ｂを備える積層圧電素子である。圧電セラミック層４１と内部電極層４２とは、交互に積層されて積層体をなしている。従って、それぞれの圧電セラミック層４１が２つの内部電極層４２で挟まれた構成となっている。また、積層体の上面及び下面から側面の一部にかけて、それぞれ外部電極４３ａ、４３ｂが設けられている。積層体の積層方向に垂直な面Ｓａがスライダ保持台２４に対する接着面となる。このような積層型圧電素子４０を用いることにより、スライダ保持台２４に対してより大きな引張り力又は縮み力を与えることができるため、スライダ保持台２４の最大変位量を大きくすることができる。
【００３８】
また、上記実施形態では、スライダ保持台２４の幅とスライダヘッド２１の幅とが等しいスライダユニット２０について説明したが、図８に示されるように、スライダ保持台２４の幅ｗ３をヘッドスライダ２１の幅ｗ４より狭くしてもよい。このように、スライダ保持台２４の幅ｗ３を狭くすることにより、スライダ保持台２４が変位しやすくなるという効果がある。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、１つのスライダ保持台の両側にこれを挟むようにして圧電素子を取り付ける構成により、圧電素子を押し付けてもスライダ保持台に曲げ応力が生じないのでスライダ保持台が歪まない。これにより、ヘッドスライダが駆動する際の変位の精度を保ち、アクチュエータの信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るスライダユニットが適用されたヘッドジンバルの構成例を示す図である。
【図２】実施形態に係るヘッドジンバルアセンブリを示す斜視図である。
【図３】実施形態に係るスライダユニットを示す斜視図である。
【図４】実施形態に係るスライダユニットの分解斜視図である。
【図５】実施形態に係るアクチュエータの製造工程を示す図である。
【図６】第２実施形態に係るスライドユニットを示す斜視図である。
【図７】積層型圧電素子の構成を説明する図である。
【図８】スライダユニットの他の例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・ハードディスク装置、２・・・ハードディスク、３・・・支軸、１０・・・ヘッドジンバルアセンブリ、１１・・・薄膜磁気ヘッド、１２・・・サスペンションアーム、１２ａ・・・ジンバル、１２ｂ・・・ロードビーム、１４・・・タング部、２０・・・スライダユニット、２１・・・ヘッドスライダ、２３・・・アクチュエータ、２４・・・スライダ保持台、２５・・・圧電素子。
【発明の属する技術分野】
本発明は、スライダ保持台に取り付けられた磁気ヘッドスライダを駆動させるアクチュエータ、及びスライダユニットと、アクチュエータの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、磁気ヘッドを駆動させるために用いられる圧電デバイスが特許文献１などにより知られていた。特許文献１に記載された圧電デバイスは、左右一対の可動部及びそれらを一端で固定する固定部とからなる基体と、固定部を有する端部とは反対側の端部において可動部を連結する取付部と、可動部の側面に配設された圧電素子と、を備えて構成されている。そして、取付部に磁気ヘッドを取り付け、圧電素子を作動させることにより、可動部を動かして磁気ヘッドを駆動させる。この文献１に記載された発明によれば、少ない部品点数で圧電デバイスを構成することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２８９９３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記文献に記載された発明においては、製品の信頼性という点において次のような問題点があった。圧電素子は通常接着剤によって取り付けられるが、接着剤を均一化する等を目的として、その取り付けの際に圧電素子を可動部に対して押し付ける。上記文献に記載された発明では、可動部は一端が固定部によって固定された片持ばりの状態であるので、取り付け時の圧電素子の押圧力によって可動部に曲げ応力が生じ、可動部が歪んだり最悪の場合には可動部が割れたりするおそれがあった。そして、可動部に歪みが生じると、可動部に配設されたスライダ取付部の駆動変位の精度を保証することができなくなる。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を解決し、ヘッドスライダが駆動する際の変位の精度を保ち、信頼性を高めたアクチュエータ、スライダユニット、及びアクチュエータの製造方法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】
本発明に係るアクチュエータは、一方向に延在すると共に、薄膜磁気ヘッドを有するヘッドスライダを取り付けるスライダ取付部が一の端部に形成されている１つのスライダ保持台と、スライダ保持台の両側に取り付けられると共に、スライダ保持台の延在方向に伸縮可能な２個の圧電素子と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このように１つのスライダ保持台の両側にこれを挟むようにして圧電素子を取り付ける構成により、圧電素子を押し付けてもスライダ保持台に曲げ応力が生じないのでスライダ保持台が歪まない。これにより、ヘッドスライダが駆動する際の変位の精度を保ち、アクチュエータの信頼性を高めることができる。
【０００８】
上記アクチュエータにおいて、スライダ保持台は、ヘッドスライダによって記録・再生される記録媒体と対向する記録媒体対向面に段差が形成され、この段差によって低くされた側がスライダ取付部を構成し、この段差によって高くされた側が圧電素子を取り付ける圧電素子取付部を構成する、ことをさらなる特徴とする。
【０００９】
装置の小型化を実現するため、アクチュエータにヘッドスライダが取り付けられて完成されるスライダユニットの厚さをできる限り薄くする必要がある。このため、ヘッドスライダを取り付けるスライダ取付部は、段差によって低くされていることが好ましい。
【００１０】
上記アクチュエータにおいて、スライダ保持台の記録媒体対向面の反対面はその一部が隆起されている、ことをさらなる特徴とする。
【００１１】
スライダ取付部に取り付けられるヘッドスライダを駆動させるために、スライダ保持台は圧電素子の伸縮に応じて曲がることが必要である。本発明では、記録媒体対向面の反対面の一部を隆起させた構成により、その隆起された部分以外はアクチュエータが取り付けられる面に接触しない姿勢で取り付けることが容易となる。これにより、スライド保持台の隆起部分以外はスムーズに曲がることができる。なお、圧電素子の作用によりスライダ保持台が曲がったときのスライダ取付部の変位を大きくするため、隆起した固定部はスライダ取付部から最も遠い反対の端部に形成されることが好ましい。
【００１２】
本発明に係るスライダユニットは、薄膜磁気ヘッドを有するヘッドスライダを取り付けるアクチュエータと、アクチュエータのスライダ取付部に取り付けられたヘッドスライダと、を備え、アクチュエータは、一方向に延在すると共に、ヘッドスライダを取り付けるスライダ取付部が一の端部に形成されている１つのスライダ保持台と、スライダ保持台の両側に取り付けられると共に、スライダ保持台の延在方向に伸縮可能な２個の圧電素子と、を有することを特徴とする。
【００１３】
このように１つのスライダ保持台の両側にこれを挟むようにして圧電素子を取り付ける構成により、圧電素子を押し付けてもスライダ保持台に曲げ応力が生じないのでスライダ保持台が歪まない。これにより、ヘッドスライダが駆動する際の変位の精度を保ち、スライダヘッドの信頼性を高めることができる。
【００１４】
本発明に係るアクチュエータの製造方法は、一方向に延在すると共に、薄膜磁気ヘッドを有するヘッドスライダを取り付けるスライダ取付部が一の端部に形成されている１つのスライダ保持台と、スライダ保持台の両側に取り付けられると共に、スライダ保持台の延在方向に伸縮可能な２個の圧電素子と、を備えるアクチュエータを製造する方法であって、平板をエッチングして、スライダ取付部どうしが間隔を開けて並ぶと共に圧電素子の取付領域どうしは未だ離れていない一体の状態の複数のスライダ保持台の原型を形成するエッチング工程と、圧電素子の取付領域において、スライダ取付部が並ぶ方向に延在する圧電素子を平板の両面に取り付ける圧電素子取付工程と、圧電素子取付工程によって圧電素子が取り付けられた平板をスライダ取付部の延在方向に沿って切断し、個々のアクチュエータを切り出す切断工程と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
エッチングされた平板に対して圧電素子を取り付け、その後に圧電素子が取り付けられた平板を切断して個々のアクチュエータを切り出すことにより、大量のアクチュエータを容易に製造することができる。また、スライダ保持台が片持ち梁の状態ではないので、切断工程においても曲げモーメントが生じにくく、スライダ保持台の歪みを低減させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明に係るスライダユニット及びアクチュエータの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
まず、実施形態に係るスライダユニット及びアクチュエータについての説明の前に、これらが適用されるハードディスク装置について説明する。図１は、本実施形態のヘッドスライダを備えたハードディスク装置を示す図であり、図２は、図１に示すハードディスク装置に備えられ、薄膜磁気ヘッドが形成されたスライダユニット２０を搭載したヘッドジンバルアセンブリの拡大斜視図である。ハードディスク装置１は、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ：Ｈｅａｄ Ｇｉｍｂａｌｓ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１０を作動させて、高速回転するハードディスク２の記録面（図１の上面）に、薄膜磁気ヘッド１１によって磁気情報を記録及び再生するものである。
【００１８】
図２に示すように、ヘッドジンバルアセンブリ１０は、金属製のサスペンションアーム１２を備えている。サスペンションアーム１２は、ジンバル１２ａとロードビーム１２ｂとから構成されている。サスペンションアーム１２の先端側には、切込みで囲われたタング部１４が形成されており、このタング部１４上に薄膜磁気ヘッド１１が形成されたヘッドスライダ２１を有するスライダユニット２０が搭載されている。なお、図２では、ヘッドスライダ２１に接続される各種の配線を省略している。
【００１９】
このヘッドジンバルアセンブリ１０は、図１に示すように、支軸３周りに例えばボイスコイルモータによって回転可能となっている。ヘッドジンバルアセンブリ１０を回転させると、スライダユニット２０は、ハードディスク２の半径方向、すなわちトラックラインを横切る方向に移動する。
【００２０】
図３は本発明の第１実施形態に係るスライダユニット２０を示す斜視図、図４は図３に示すスライダユニット２０の分解斜視図である。スライダユニット２０は、アクチュエータ２３にヘッドスライダ２１が取り付けられて構成されている。
【００２１】
まず、アクチュエータ２３に取り付けられるヘッドスライダ２１について説明する。ヘッドスライダ２１は、略直方体形状をなし、アルティック（Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣ）からなる基台に、薄膜磁気ヘッド１１が形成されている。図３における上方の面は、ハードディスク２の記録面に対向する記録媒体対向面であり、エアベアリング面（ＡＢＳ：Ａｉｒ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）Ｓと称される。ハードディスク２が回転する際、この回転に伴う空気流によってヘッドスライダ２１が浮上し、エアベアリング面Ｓはハードディスク２の記録面から離隔する。なお、エアベアリング面Ｓに、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）等のコーティングを施してもよい。
【００２２】
第１実施形態に係るアクチュエータ２３は、ヘッドスライダ２１を取り付けるスライダ保持台２４と、スライダ保持台２４に取り付けられた２個の圧電素子２５とを有している。スライダ保持台２４は、一方向に延在する細長い部材であり、シリコンによって構成される。なお、スライダ保持台２４の素材は、強度があり、微細加工のできるものであれば、シリコンに限られない。例えば、ＳＵＳ等の金属、液晶ポリマー、ガラスフリット入りのポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂、又はアルミナ、ジルコニア等のセラミックスを用いることができる。スライダ保持台２４は、記録媒体と対向する記録媒体対向面２４ｄに段差２４ｃが形成されている。この段差２４ｃによってその前後における記録媒体対向面２４ｄの高さが変えられており、段差２４ｃによって低くされた側がヘッドスライダ２１を取り付けるスライダ取付部２４ａを構成し、段差２４ｃによって高くされた側が圧電素子２５を取り付ける圧電素子取付部２４ｂを構成している。記録媒体対向面２４ｄに形成された段差２４ｃは、取り付けられるヘッドスライダ２１の高さｈｓとほぼ同じになるように設計されるのが好適である。これにより、スライダ取付部２４ａにヘッドスライダ２１を取り付けた場合、取り付けられたヘッドスライダ２１のＡＢＳと圧電素子取付部２４ｂにおけるスライダ保持台２４の記録媒体対向面２４ｄの高さレベルがほぼ同じ程度となり、スライダユニット２０の高さを抑えてスライダユニット２０の大型化を防ぐことができる。なお、ヘッドスライダ２１による記録／再生効率を高めるため、取り付けられるヘッドスライダ２１の方がスライダ保持台２４より若干（数μｍ）記録媒体に近くなるように設計されることが好ましい。
【００２３】
圧電素子２５は、スライダ保持台２４の延び方向における両側に取り付けられている。すなわち、スライダ保持台２４の圧電素子取付部側において、記録媒体対向面２４ｄを挟む二つの面２４ｂのそれぞれに１個ずつ、エポキシ系、シリコーン系、アクリル系等の接着剤によって取り付けられている。本実施形態では、一例として圧電素子２５が単板構造の場合の電極配置を示す。また、圧電素子２５はＰＺＴ等の圧電セラミック素体の表裏面にそれぞれ電極２５ａ，２５ｂを有している。
【００２４】
このアクチュエータ２３のスライダ取付部２４ａにヘッドスライダ２１が取り付けられ、実施形態に係るスライダユニット２０が構成される。ヘッドスライダ２１は、ＡＢＳが記録媒体に対向するようにアクチュエータ２３に取り付けられる。
【００２５】
このスライダユニット２０は、ヘッドスライダ２１の取り付け面２４ａ（図４参照）を有する側が記録媒体であるハードディスク２に対向するように、ジンバル１２ａのタング部１４に固定される。すなわち、スライド保持台２４の記録媒体対向面２４ｄの反対面（以下、「ジンバル固定面」という）がジンバル１２ａのタング部１４に接着されることによって固定される。この際、ジンバル固定面の一部をタング部１４に固定し、固定部以外はタング部１４から離間させることで変位可能とし、これによりスライダ保持台２４をスムーズに曲がるようにすることができる。
【００２６】
次に、本発明の実施形態に係るアクチュエータの製造方法について説明する。図５は、アクチュエータ２３の製造工程について説明する図である。
【００２７】
まず、シリコンからなる平板３０を準備し、図示を省略するマスクを利用してその平板３０をエッチングする。このエッチング工程では、所定の幅ｗ２を有する平面領域３１とその平面領域３１の一辺から垂直に延びる複数の延出部３２とを有する形状が形成される。平面領域３１は後の工程で切断されて圧電素子取付部２４ｂとなる部分である。従って、平面領域３１の幅ｗ２が圧電素子取付部２４ｂの長さｌ２（図４参照）に等しくなるようにエッチングされる。また、複数の延出部３２は、後の工程で切断されてスライダ取付部２４ａとなる部分である。従って、延出部３２の延出方向に対する幅ｗ１はスライダ取付部２４ａの厚さｔ１（図４参照）に等しく、延出長さｌ３はスライダ取付部２４ａの長さｌ１（図４参照）に等しくなるようにエッチングされる。また、後の工程においてそれぞれの延出部３２の間で平板３０が切断され、延出部３２と平面領域３１との接続部分がアクチュエータ２３の段差２４ｃを形成することになる。従って、延出部３２の間隔は、圧電素子取付部２４ｂとスライダ取付部２４ａと段差２４ｃの高さ以上となるようにエッチングされる。このエッチング工程を終了した段階では、図５（ａ）に示されるように、複数のスライダ保持台が未だにつながった状態になっている。なお、図５（ａ）では、上記した平面領域３１と延出部３２の組合せが２つ並んだ形状を示している。このように、平面領域３１と延出部３２の組合せた形状を任意の数だけ並列させることが可能である。なお、平板３０のエッチングはウェットエッチング、ドライエッチングのいずれによって行ってもよい。
【００２８】
次に、エッチング工程においてエッチングされた平板３０に、圧電素子２５を取り付ける。ここで取り付けられる圧電素子２５には、電極２５ａ，２５ｂが既に取り付けられている。圧電素子２５は、延出部３２の並ぶ方向に延在する直方体形状である。図５（ｂ）では裏面は見えないが、圧電素子２５は平面領域３１の両面に取り付けられる。圧電素子２５は、エポキシ系、シリコーン系、アクリル系等の接着剤によって平板３０に取り付けられる。
【００２９】
続いて、圧電素子２５が取り付けられた平板３０を切断工程において切断し、個々のアクチュエータ２３を切り出す。図５（ｃ）に太線で示されるように、一の延出部３２とそれに隣接する延出部３２との間において、延出部３２の延出方向と平行に平板３０を切断することによって、それぞれのスライダ保持台２４の圧電素子取付部２４ｂを切り離し、個々のアクチュエータ２３を切り出す。以上の工程により、実施形態に係るアクチュエータ２３が完成する。
【００３０】
次に、本実施形態に係るスライダユニット２０の動作について述べる。本実施形態に係るスライダユニット２０には、ヘッドスライダ２１を取り付けるスライダ保持台２４の両側に圧電素子２５が取り付けられている。それぞれの圧電素子２５の表裏に取り付けられた電極２５ａ−２５ｂ間（つまり圧電素子２５の厚さ方向）に電圧を印加し、一方の圧電素子２５をスライダ保持台２４の延在方向に伸ばすと共に他方の圧電素子２５を縮めることによって、スライダ保持台２４を縮めた圧電素子２５側に曲がり、これによりヘッドスライダ２１を変位させることができる。このアクチュエータ２３を介してヘッドスライダ２１をジンバル１２ａに取り付けていることにより、ボイスコイルモータでは実現できないヘッドスライダ２１の微細な動作を制御でき、狭小化されたトラックピッチを有する記録媒体に対応することができる。
【００３１】
続いて、本実施形態の効果について説明する。本実施形態に係るアクチュエータ２３は、一のスライダ保持台２４の両側に圧電素子２５を取り付けた構成により、圧電素子２５を取り付ける際の押圧力によってスライダ保持台２４に曲げ応力を生じさせず、スライダ保持台２４の歪みを低減させてアクチュエータ２３の信頼性を高めることができる。また、本実施形態に係るスライダユニット２０は、このアクチュエータ２３に取り付けられているのでヘッドスライダ２１の駆動変位の精度を保ち、信頼性を高めることができる。
【００３２】
また、実施形態に係るアクチュエータ２３の製造方法によれば、最初にエッチングした平板３０に圧電素子２５を取り付けた後、Ｓｉフレーム及び圧電素子２５を切断してアクチュエータ２３を切り出すことにより、大量のアクチュエータを容易に製造することができる。また、スライダ保持台２４が片持ち梁の状態ではないので、切断工程においても曲げモーメントが生じにくく、スライダ保持台の歪みを低減させることができる。
【００３３】
次に、本発明の第２実施形態に係るアクチュエータ及びスライダユニットについて説明する。図６は、第２実施形態に係るスライダユニット２０ａを示す斜視図である。
【００３４】
第２実施形態に係るスライダユニット２０ａは、第１実施形態に係るスライダユニット２０と基本的な構成は同じであるが、第２実施形態に係るスライダユニット２０ａは、スライダ保持台２４のジンバル固定面に固定部２４ｅが形成されている点が異なる。すなわち、図６に示されるように、第２実施形態に係るスライダユニット２０ａでは、スライダ保持台２４のジンバル固定面の一部が他の部分より隆起した固定部２４ｅとなっている。この固定部２４ｅが形成された位置は、スライダ取付部２４ａを有する端部とは反対の端部である。
【００３５】
第２実施形態に係るアクチュエータ２３では、ジンバル固定面に固定部２４ｅを有することにより、アクチュエータ２３をジンバルのタング部１４に固定することが容易となる。すなわち、他の部分より隆起した固定部２４ｅに接着剤を塗布することによって一部のみを固定し、その他の部分を取付面（タング部１４）から離間させることが容易である。これにより、スライダ保持台２４がスムーズに曲がり、ヘッドスライダ２１もスムーズに変位することとなる。なお、スライダ取付部２４ａから最も遠い反対の端部に固定部２４ｅを設けるのは、スライダ保持台２４が曲がったときのスライダ取付部２４ａの変位を最も大きくするためである。
【００３６】
以上、本発明の実施形態に係るアクチュエータ及びスライダユニットについて実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００３７】
上記実施形態においては、圧電素子２５として単板構造の圧電素子を例としたが、積層型圧電素子やバイモルフ型圧電素子を用いてもよい。図７は、積層型圧電素子の構造を説明するための説明図であり、断面によって内部構造を示している。図７に示される積層型圧電素子４０は、複数の圧電セラミック層４１、複数の内部電極層４２及び外部電極４３ａ、４３ｂを備える積層圧電素子である。圧電セラミック層４１と内部電極層４２とは、交互に積層されて積層体をなしている。従って、それぞれの圧電セラミック層４１が２つの内部電極層４２で挟まれた構成となっている。また、積層体の上面及び下面から側面の一部にかけて、それぞれ外部電極４３ａ、４３ｂが設けられている。積層体の積層方向に垂直な面Ｓａがスライダ保持台２４に対する接着面となる。このような積層型圧電素子４０を用いることにより、スライダ保持台２４に対してより大きな引張り力又は縮み力を与えることができるため、スライダ保持台２４の最大変位量を大きくすることができる。
【００３８】
また、上記実施形態では、スライダ保持台２４の幅とスライダヘッド２１の幅とが等しいスライダユニット２０について説明したが、図８に示されるように、スライダ保持台２４の幅ｗ３をヘッドスライダ２１の幅ｗ４より狭くしてもよい。このように、スライダ保持台２４の幅ｗ３を狭くすることにより、スライダ保持台２４が変位しやすくなるという効果がある。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、１つのスライダ保持台の両側にこれを挟むようにして圧電素子を取り付ける構成により、圧電素子を押し付けてもスライダ保持台に曲げ応力が生じないのでスライダ保持台が歪まない。これにより、ヘッドスライダが駆動する際の変位の精度を保ち、アクチュエータの信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るスライダユニットが適用されたヘッドジンバルの構成例を示す図である。
【図２】実施形態に係るヘッドジンバルアセンブリを示す斜視図である。
【図３】実施形態に係るスライダユニットを示す斜視図である。
【図４】実施形態に係るスライダユニットの分解斜視図である。
【図５】実施形態に係るアクチュエータの製造工程を示す図である。
【図６】第２実施形態に係るスライドユニットを示す斜視図である。
【図７】積層型圧電素子の構成を説明する図である。
【図８】スライダユニットの他の例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・ハードディスク装置、２・・・ハードディスク、３・・・支軸、１０・・・ヘッドジンバルアセンブリ、１１・・・薄膜磁気ヘッド、１２・・・サスペンションアーム、１２ａ・・・ジンバル、１２ｂ・・・ロードビーム、１４・・・タング部、２０・・・スライダユニット、２１・・・ヘッドスライダ、２３・・・アクチュエータ、２４・・・スライダ保持台、２５・・・圧電素子。
Claims (5)
- 一方向に延在すると共に、薄膜磁気ヘッドを有するヘッドスライダを取り付けるスライダ取付部が一の端部に形成されている１つのスライダ保持台と、
前記スライダ保持台の両側に取り付けられると共に、前記スライダ保持台の延在方向に伸縮可能な２個の圧電素子と、
を備えることを特徴とするアクチュエータ。 - 前記スライダ保持台は、
前記ヘッドスライダによって記録・再生される記録媒体と対向する記録媒体対向面に段差が形成され、この段差によって低くされた側が前記スライダ取付部を構成し、この段差によって高くされた側が前記圧電素子を取り付ける圧電素子取付部を構成する、
ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。 - 前記スライダ保持台の記録媒体対向面の反対面はその一部が隆起されている、ことを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
- 薄膜磁気ヘッドを有するヘッドスライダを取り付けるアクチュエータと、
前記アクチュエータのスライダ取付部に取り付けられたヘッドスライダと、
を備え、
前記アクチュエータは、
一方向に延在すると共に、前記ヘッドスライダを取り付けるスライダ取付部が一の端部に形成されている１つのスライダ保持台と、
前記スライダ保持台の両側に取り付けられると共に、前記スライダ保持台の延在方向に伸縮可能な２個の圧電素子と、
を有することを特徴とするスライダユニット。 - 一方向に延在すると共に、薄膜磁気ヘッドを有するヘッドスライダを取り付けるスライダ取付部が一の端部に形成されている１つのスライダ保持台と、前記スライダ保持台の両側に取り付けられると共に、前記スライダ保持台の延在方向に伸縮可能な２個の圧電素子と、を備えるアクチュエータを製造する方法であって、
平板をエッチングして、前記スライダ取付部どうしが間隔を開けて並ぶと共に前記圧電素子の取付領域どうしは未だ離れていない一体の状態の複数のスライダ保持台の原型を形成するエッチング工程と、
前記圧電素子の取付領域において、前記スライダ取付部が並ぶ方向に延在する圧電素子を前記平板の両面に取り付ける圧電素子取付工程と、
前記圧電素子取付工程によって圧電素子が取り付けられた平板を前記スライダ取付部の延在方向に沿って切断し、個々のアクチュエータを切り出す切断工程と、
を備えることを特徴とするアクチュエータの製造方法。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003081342A JP3947488B2 (ja) | 2003-03-24 | 2003-03-24 | アクチュエータ、及びスライダユニット |
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|---|---|---|---|
| JP2003081342A Expired - Lifetime JP3947488B2 (ja) | 2003-03-24 | 2003-03-24 | アクチュエータ、及びスライダユニット |
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-
2003
- 2003-03-24 JP JP2003081342A patent/JP3947488B2/ja not_active Expired - Lifetime
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