JP2004296005A

JP2004296005A - アクチュエータ

Info

Publication number: JP2004296005A
Application number: JP2003087250A
Authority: JP
Inventors: Haruo Taguchi; 春男田口
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】磁気ヘッド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１０は、薄膜磁気ヘッド１１を備え、また、スライダ機能を有する可動部１２をＸ方向に変位させるものであり、可動部１２と駆動部１３および固定部１４がお互い連結し一体の長方形板状を呈している。また、駆動部１３には圧電素子２０ａ、２０ｂを備え、圧電素子の伸縮により可動部１２を変位させ、微小位置決めを可能としている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ヘッドの駆動に好適に用いられるアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，磁気記録においては，急速な勢いでハードディスク等の記録媒体の記録密度が向上してきている。この記録密度の向上に伴い，トラックピッチの狭小化，すなわちトラック密度も飛躍的に伸びている。
【０００３】
このようにトラックピッチの幅が狭くなると，トラックの位置に対する磁気ヘッドスライダ（以下，単に「スライダ」という）の位置制御の精度を上げなければならない。しかし，スライダの位置を従来のボイスコイルモータ（ＶＣＭ）だけで制御することには限界がある。このため，スライダを更に精密に制御することが求められている。
【０００４】
このようなスライダを制御するデバイスとしては，次のように開示されている特許文献１を挙げることができる。図４に示すように左右一対の可動部１２ａ、１２ｂとその一端側に固定部１４を有する基体４０と、基体４０の可動部１２ａ、１２ｂの側面に配設した圧電素子２０ａ、２０ｂおよびスライダ３０を備えるアクチュエータが開示されている。このようなアクチュエータでは、圧電素子２０ａ、２０ｂの伸縮により、可動部１２ａ、１２ｂを変位させることでスライダ３０の位置を制御する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２―２８９９３６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記の従来のアクチュエータではスライダとアクチュエータが別個に作られ，スライダを支持部材に対して高精度に位置あわせをして接着しなければならなかったため製造工程が複雑になってしまうという問題があった。また，スライダは通常接着剤によって取り付けられるため，接着剤の過不足が接着性や変位に影響を与えるため量の調整が難しかった。さらに，スライダの取り付け部分は変位に伴い応力がかかり信頼性上の問題があった。これらの問題は，近年の磁気ヘッド用アクチュエータのマイクロアクチュエータ化に伴いより複雑で難しいものとなっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために本発明によるアクチュエータは磁気ヘッド素子と，浮上力発生のための浮上面を備える可動部と、圧電素子を接着してなる駆動部と，支持機構に固着される固定部とが一体に構成されていることを特徴とする。
【０００８】
このアクチュエータにおいて圧電素子に電圧が印加されると電歪効果により圧電素子に歪が生じ，その歪による力が可動部に伝わることにより，可動部が変位する。この変位の向きおよび大きさは圧電素子に印加する電場の向きおよび大きさによって制御することができる。
【０００９】
ここで，スライダ機能を有する可動部と駆動部と固定部が一体になっているため従来必要であったスライダの位置決め，接着剤による接着が不要であり、製造が容易でかつ信頼性の高いアクチュエータが容易に実現される。（請求項１）
本発明のアクチュエータの第２の特徴は，圧電素子の長手方向が可動部の変位方向と交叉する方向に配置され圧電素子が駆動部に接着されていることである。（請求項２）
これにより，トラック位置に対する磁気ヘッドの位置制御がより容易に行われるようになる。
【００１０】
さらに、請求項３の発明にあっては、アクチュエータは長方形板状であり貫通孔を有し、貫通孔に対応する位置の板状基体の側面に圧電素子が接着されていることを特徴とする。
【００１１】
貫通孔を有することによりアームが形成され、この貫通孔左右側部に圧電素子が配されることにより圧電素子の電歪効果による歪が効率的に可動部に伝達され大きな変位が得られる。
【００１２】
また、請求項４の発明にあっては、アクチュエータは長方形板状であり，長手方向中央部に相対向する凹部を有し，凹部に圧電素子が接着されていてもよい。
【００１３】
駆動部を細い梁部とすることにより，上記の貫通孔と同様の効果即ち可動部の変位を大きくすることができ，また，より小型の装置を得ることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下，発明の実施の形態について詳細に説明する。なお，図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し重複する説明を省略する。また，図示の便宜上，図面の寸法比率は図示の値に限定されず，また，また説明のものと必ずしも一致しない。
【００１５】
図１は、本発明によるアクチュエータの一実施形態を示す斜視図である。アクチュエータ１０は薄膜ヘッド１１を有する可動部１２をＸ方向に変位させるものであり、可動部１２と駆動部１３および固定部１４がお互いに連結し一体の長方形板状を呈している。また、駆動部１３には圧電素子２０ａ、２０ｂを備えている。
【００１６】
アクチュエータの基体としては微細加工の可能な材質が好ましく、例えばシリコンや、アルミナ、ジルコニアなどのセラミクス、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ート（ＰＢＴ）などの樹脂等を用いることができる。
【００１７】
可動部１２には薄膜ヘッド１１が形成されており、また、磁気ヘッドスライダとしての機能も併せ持つ。図１の下方の面、即ち符号Ｓ１で示される面はハードディスク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：ＡｉｒＢｅａｒｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ）Ｓ１と称される。また、ＡＢＳ面Ｓ１には記録再生時にハードディスクから浮上させるための浮上面（図示せず）が形成されている。
【００１８】
ハードディスクが回転する際この回転に伴う空気流によって可動部１２が浮上し、エアベアリング面Ｓ１はハードディスクの記録面から離隔する。なお、エアベアリング面Ｓ１には保護膜を施すことが好ましい。保護膜としては耐磨耗性の良好な高硬度膜であればよくＤＬＣ（ＤｉａｍｏｎｄＬｉｋｅＣａｒｂｏｎ）等のコーティングを施してもよい。なお、浮上面はＡＢＳ面Ｓ１より若干（数μｍ）記録媒体に近くなるよう設計されることが好ましい。
【００１９】
駆動部１３は貫通孔１５を有し、一対のアーム１６ａ、１６ｂを形成している。アーム１６ａ、１６ｂは同一の四角柱形状をしており対を成している。アーム１６ａ、１６ｂの対抗する面とは反対側の面にそれぞれ圧電素子２０ａ、２０ｂが接着されている。接着剤としてはエポキシ系、シリコン系、アクリル系の等が好ましい。圧電素子２０ａ、２０ｂは長方形の板状をしており、その長辺がアーム１６ａ、１６ｂの延びる方向に沿って接着されている。
【００２０】
図２は図１の圧電素子２０ａ、２０ｂの一構成例を説明するための断面図である。圧電素子２０ａ、２０ｂは複数の圧電体層２１、内部電極層２２ａ、２２ｂ、及び外部電極２３ａ、２３ｂを備える圧電素子である。図に示すように圧電体層２１と内部電極層２２とは交互に積層されて積層体をなしている。また、積層体の積層方向に垂直な一側面Ｓ２がアクチュエータに対する接着面となる。
【００２１】
また、積層体の内部電極２２ａ、２２ｂとそれぞれ電気的に接続している外部電極２３ａ、２３ｂは図のように側面から引き回されＳ２面と反対の面で対向する構成となっている。ここでは積層型圧電素子の一構成例を示したが、積層型に限らず単板型、バイモルフ型であってもよい。また、圧電素子はＣＶＤ法などにより基体に薄膜で形成されてもよい。
【００２２】
固定部１４は図１の上方の面、（貫通孔１５を介してＳ１と反対側の面）つまり記録媒体対向面の反対の面がジンバルのタング部（図示せず）に接着、固定される。この際、ジンバル固定面の全部を固定せず一部のみをタング部に固定し、固定部以外はタング部より離間させることで変位可能とし、これにより、可動部を大きく変位させることもできる。
【００２３】
次に、本実施形態に係るアクチュエータ１０の動作について述べる。駆動部１３のアーム１６ａ、１６ｂに接着されている圧電素子２０ａ、２０ｂの外部電極に電圧が印加されると電歪効果によりアーム１６ａ、１６ｂが伸長あるいは収縮する。圧電素子２０ａを伸長させるとともに圧電素子２０ｂを縮めることによって、アーム１６ａが縮めた側に曲がりこれにより可動部を変位させることができる。また、伸長あるいは収縮する長さは印可する電圧の大きさによって制御することができる。これによりボイスコイルモータでは実現できない磁気ヘッド部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。
【００２４】
続いて本実施形態によるアクチュエータ１０の効果について説明する。アクチュエータ１０においては、スライダ機能を有する可動部１２と圧電素子２０ａ、２０ｂを接着させた駆動部１３とジンバルのタング部に固着される固定部１４とがひとつの基体により構成されている。これにより部品点数が減り、さらにスライダの接着にともなう接着量のバラツキによる特性のバラツキや接着信頼性の問題がないため低コストかつ製造が容易なアクチュエータが実現されている。また、長方形板状の単純な形状であるためアームの長さ等の寸法精度が高く、それゆえ、信頼性の高い特性バラツキの小さいアクチュータ１０を実現することができる。
【００２５】
次に本発明の第２実施形態に係るアクチュエータについて説明する。
図３は第２実施形態に係るアクチュエータ１０ａを示す斜視図である。第２実施形態に係るアクチュエータは第１実施形態に係るアクチュエータと駆動部に貫通孔が形成されずに長方形板状の基体の中間部に相対する凹部が形成され、それにより可動部と固定部を連結する細い梁部が形成されており、この凹部に圧電素子が接着される点が異なる。
【００２６】
第２実施形態に係るアクチュエータ１０ａでは駆動部１３を可動部１２、固定部１４よりも細い四角柱状にすることによりＡＢＳ面Ｓ１の浮上力とアクチュエータのジンバルのタング部への固着力を損なわずに小型化が可能となる。また、細い四角柱状の梁部両側面に圧電素子を接着することにより変位が大きくとれる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、スライダ機能を有する可動部と圧電素子を備える駆動部および支持体に固着される固定部を一体の基体で構成することにより部品点数の少ない、特性バラツキの小さい、信頼性の高いアクチュエータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアクチュエータの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１圧電体２０ａ、２０ｂの一構成例を示す断面図である。
【図３】本発明によるアクチュエータの他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ…アクチュエータ、１１…薄膜ヘッド、１２…可動部、１３…駆動部、１４…固定部、１５…貫通孔、１６ａ、１６ｂ…アーム、２０ａ、２０ｂ…圧電素子、２１…圧電体層、２２…内部電極、２３ａ、２３ｂ…外部電極、３０…スライダ、Ｓ１…ＡＢＳ面、Ｓ２…接着面

Claims

記録媒体に対向する媒体対向面と前記媒体対向面の近傍に配置された磁気ヘッド素子と浮上力発生のための浮上面を備える可動部が、圧電素子により変位を発生する駆動部に直結され、前記駆動部は支持機構に固着される固定部と連結されており前記可動部，駆動部および固定部が一体に構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
前記圧電素子の長手方向が、前記可動部の変位方向と交叉する方向に配置され前記基体の前記駆動部に接着されていることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
長方形板状であり、貫通孔を有し前記圧電素子は前記貫通孔に対応する位置の板状基体の側面に接着されていることを特徴とする請求項１および２記載のアクチュエータ。
長方形板状であり，長手方向中間部に相対向する凹部を有し，前記凹部に前記圧電素子が接着されていることを特徴とする請求項１および２記載のアクチュエータ。