JP2005158111A - 加速度センサ、及びこれを用いたディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 キャリッジに対して小さな付加質量で、キャリッジに搭載した状態で高出力が得られる加速度センサとディスク装置を提供する。
【解決手段】 ベースに揺動可能に支持されたキャリッジ１４と、キャリッジ１４の先端部に固着されるヘッドサスペンション１５とを備えたヘッドアクチュエータの加速度を検出するための加速度センサ３０を、両面に電極２４Ａ，２４Ｂが形成された少なくとも１つの剪断型圧電素子３１から構成し、一方の電極２２Ｂはサスペンションベース４０を介してキャリッジ１４の先端部に取り付け、他方の電極２４Ａは、ヘッドマウンティングブロック５０を介してヘッドサスペンション１５の基部に取り付ける。剪断型圧電素子３０は、キャリッジ１４の長手方向に直交する方向に分極された１つの剪断型圧電素子３０から構成する。この結果、キャリッジ１４に対して小さな付加重量で高出力が得られる。
【選択図】 図３

Description

本発明は加速度センサ、及びこれを用いたディスク装置に関し、特に、高精度の位置決め制御の手段としてヘッドアクチュエータに使用される加速度センサ、及びこれを用いたディスク装置に関する。

従来、磁気ディスク装置等のディスク装置に使用されるヘッドアクチュエータにおいて、ヘッドを高精度に位置決め制御するための手段として、加速度センサが使用されている。ディスク装置におけるこのような加速度センサを用いた高精度の位置決め制御の方法は、例えば、特許文献１に記載の「キャリッジ加速度情報を用いたマルチセンシングヘッド位置決め制御」に開示されている。この論文集では、加速度センサによって検出されたキャリッジの加速度の検出出力をフィードバックし、制御帯域を高めてヘッドの位置決め精度を高めることが提案されている。また、加速度センサによって検出されたキャリッジの加速度と、ヘッドアクチュエータを駆動するためのＶＣＭ電流の大きさから外乱を推定し、その外乱を打ち消すような電流をヘッドアクチュエータの支持電流に加え、外乱を抑圧する制御方法も提案されている。

機械学会論文集Ｎｏ．９７−１（１９９７年）第４０４頁〜第４０５頁

しかしながら、前述のような加速度センサによって検出された加速度を使用したヘッドの位置決め制御では、加速度センサは高いＳ／Ｎ（信号対雑音比）で加速度を検出することが必要であった。一般に、圧電型加速度センサは、付加質量が大きいほど加速度に対して慣性力が大きくなるため、センサ素子の変形を引き起し易く、かつ高出力の検出出力が得られるように、センサ素子に質量の大きな錘を取り付けて使用する。ところが、ディスク装置のキャリッジに加速度センサを搭載する場合には、付加質量を増加させるとヘッドアクチュエータの動作が遅くなり、ヘッドのシーク速度の低下を引き起こすことが懸念される。また、付加質量の増加は、キャリッジのアームの共振周波数の低下を引き起こす虞もあり得る為、大きな質量を付加できないのが現実である。

そこで、本発明は、以上のような課題に鑑み、ヘッドアクチュエータを構成するキャリッジに対して小さな付加質量で、かつ、ヘッドアクチュエータに搭載した状態で高出力が得られる加速度センサ、及びこれを用いたディスク装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成する本発明の加速度センサは、以下の第１から第５の形態をとって構成される。

第１の形態の構成上の特徴は、ディスク装置のベースに対して揺動可能に支持されたキャリッジと、情報の読み書きのためのヘッドを一端に有し、キャリッジのアーム先端部に取り付けられるヘッドサスペンションとを備えたヘッドアクチュエータに設けられて、ヘッドアクチュエータの加速度を検出する加速度センサにおいて、両面に電極が形成された少なくとも１つの剪断型圧電素子から構成され、一方の面の電極はサスペンションベースを介してキャリッジのアーム先端部に取り付けられ、他方の面の電極は、ヘッドマウンティングブロックを介してヘッドサスペンションの基部に取り付けられることにある。

第２の形態の構成上の特徴は、第１の形態における剪断型圧電素子が、キャリッジの長手方向に直交する方向に分極された１つの剪断型圧電素子から構成されることにある。

第３の形態の構成上の特徴は、第１の形態における剪断型圧電素子が、２つの剪断型圧電素子から構成され、各圧電素子がキャリッジの長手方向に平行な方向に互いに逆向きに分極されていることにある。

第４の形態の構成上の特徴は、第１の形態における剪断型圧電素子が、２つの剪断型圧電素子から構成され、各圧電素子がキャリッジの長手方向に直交する方向に互いに逆向きに分極されていることにある。

第５の形態の構成上の特徴は、ディスク装置のベース上に回転支持された少なくとも１枚の記録ディスクと、ベースに対して揺動可能に支持されたキャリッジと、ディスクに対して情報の読み書きを行うためのヘッドを一端に有し、キャリッジの先端部に取り付けられるヘッドサスペンションとを備えたヘッドアクチュエータとを備えたディスク装置において、キャリッジとヘッドサスペンションとの接続部分に、第１の形態から第４の形態の何れかの形態の加速度センサが取り付けられ、加速度センサの信号経路に、電圧増幅器、もしくは、チャージ増幅器の何れか一方が備えられていることにある。

本発明の加速度センサ、及びこれを用いたディスク装置によれば、ヘッドアクチュエータを構成するキャリッジに対して小さな付加重量で、かつ、ヘッドアクチュエータに搭載した状態で高出力が得られる加速度センサ、及びこれを用いたディスク装置が提供される。

以上説明したように、本発明の加速度センサ、及びこれを用いたディスク装置によれば、ヘッドアクチュエータを構成するキャリッジに対して小さな付加重量で、かつ、ヘッドアクチュエータに搭載した状態で高出力が得られる加速度センサ、及びこれを用いたディスク装置を提供できるという効果がある。

以下添付図面を用いて本発明の実施形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。

本発明の加速度センサは、剪断型圧電素子３１を使用した加速度センサであるので、本発明の実施例を説明する前に、剪断型圧電素子３１を使用した加速度センサ３０の動作原理について図１を用いて説明する。加速度センサ３０に使用する剪断型圧電素子３１は、（ａ）に破線で示すように、その厚さ方向に直交する方向（面内）に分極され、その上下の両面に２つの電極２２Ａ，２２Ｂが取り付けられて構成されている。ここで、電極２２Ｂを接地し、電極２２Ａに電圧Ｖを印加して、２つの電極２２Ａ，２２Ｂ間に電圧Ｖを与えると、剪断型圧電素子３１には矢印Ｅで示す方向に電界が加わる。この状態では、剪断型圧電素子３１は（ｂ）に示すように、破線で示す元の状態から、電極２２Ａは図の左方向に変形し、電極２２Ｂは図の右方向に変形する、いわゆる剪断変形する。従って、逆に、剪断型圧電素子３１が剪断変形すると、厚さ方向の上下の電極２２Ａ，２２Ｂの間に電圧が生じる。

よって、従来は、加速度センサ３０の一方の電極をヘッドアクチュエータのキャリッジ上に固定し、他方の電極の上に錘を取り付けておき、キャリッジが移動する時の剪断型圧電素子３１の変形によって２つの電極２２Ａ，２２Ｂの間に発生する電圧を、加速度センサ３０の出力としていた。ところが、従来の加速度センサ３０では、錘の質量が大きい程感度が良くなるが、錘の質量を大きくすると、ヘッドアクチュエータの動作が遅くなり、ヘッドのシーク速度の低下を引き起こすことが懸念されたのである。

図２（ａ），（ｂ）は、キャリッジアセンブリと磁気回路とから構成されるヘッドアクチュエータの、本発明の加速度センサ３０を搭載するキャリッジアセンブリ１０の構成を示すものである。キャリッジアセンブリ１０は、図示しないディスク装置のベースに突設された回転軸に揺動自在に軸支されるキャリッジ本体１１、キャリッジ本体１１の一端に突設された２本のヨーク１２、ヨーク１２に挟まれたフラットコイル１３、キャリッジ本体１１のヨーク１２の反対側に側面視櫛状に突設された４本のキャリッジアーム１４（各キャリッジアーム１４は先端部で合流する２本のアームを備えている）、各キャリッジアーム１４の先端部に取り付けられたヘッドサスペンション１５、及び、ヘッドサスペンション１５の先端部に設けられたヘッドスライダ１６とから構成される。１９はキャリッジ本体１１の中央部に開けられた軸孔である。フラットコイル１３は図示しないディスク装置のベース側に設けられた磁気回路に対向してヨーク１２に取り付けられており、フラットコイル１３に流される電流の値に応じてキャリッジアセンブリ１０が動作し、ヘッドが位置決めされる。また、ディスクに情報を読み書きするためのヘッドはヘッドスライダ１６の一端に設けられている。

本発明では、以上のように構成されたキャリッジアセンブリ１０において、加速度センサ３０を、４本のキャリッジアーム１４の内の１本のヘッドサスペンション１５とキャリッジアーム１４の先端部との間に搭載した。基本的な構成としては、加速度センサ３０の一方の電極（例えば、図１の電極２２Ｂ）をキャリッジアーム１４の先端部に固定し、加速度センサ３０の他方の電極（例えば、図１の電極２２Ａ）の上に、ヘッドサスペンション１５を加速度センサ３０の質量（錘）として接着し、剪断型圧電素子３１の上下面の電極２２Ａ，２２Ｂからは一対の配線、例えば、中継ＦＰＣ（フレキシブル印刷回路）２３を使用して、電極２２Ａ，２２Ｂを後述する電圧アンプ、或いはチャージアンプのアンプ部に接続した。

この構成であれば、加速度センサ３０の錘としてヘッドサスペンション１５を使用しているので、キャリッジアセンブリ１０から見ると、加速度センサ３０の質量の付加のみで済むため、キャリッジアセンブリ１０の質量の大幅な増加を避けることができる。

この構成では、ヘッドサスペンション１５に何らかの加速度が加わると、ヘッドサスペンション１５の慣性力により、ヘッドサスペンション１５とキャリッジアーム１４の先端部との間に搭載した剪断型圧電素子３１が変形させられる。剪断型圧電素子３１は変形量に概ね比例した電圧（あるいは電荷）を発生するため、この電圧（電荷）を測定すれば、ヘッドサスペンション１５に加わった加速度を測定することができる。そして、この加速度信号を使用して、フラットコイル１３に流す電流値を変更することにより、ヘッドアクチュエータ（ＶＣＭ）をより高精度に制御することが可能である。

ここで、以上のような位置に搭載する本発明の加速度センサ３０の種々の実施例の構成を説明する。

図３は、本発明の第１の実施例の加速度センサ３０の構成を示す分解斜視図である。キャリッジアーム１４の先端部に取り付けるサスペンションベース４０には、カシメ突起４１が設けられた本体部４２と、段差部４３によって本体部４２よりも一段低くなった先端部４４とがある。このサスペンションベース４０は、本体部４２に設けられたカシメ突起４１が、キャリッジアーム１４の先端部に設けられたカシメ孔１８に挿入され、カシメられてキャリッジアーム１４の先端部に固定される。

第１の実施例の加速度センサ３０は、所定の厚さを有する単独の矩形の剪断型圧電素子３１が、２つの電極２４Ａ，２４Ｂ（電極２４Ａ，２４Ｂの外側の面は絶縁されている）に挟まれて構成されている。剪断型圧電素子３１の大きさは、サスペンションアーム４０の先端部４４に載る大きさである。剪断型圧電素子３１の分極方向は、キャリッジアーム１４の長手方向に直交する方向、正確に述べると、キャリッジアーム１４の軸孔１９を通る中心線ＣＬ（図２（ａ）参照）に直交する方向である。また、２つの電極２４Ａ，２４Ｂはそれぞれ一方の側面方向に延長された後に、キャリッジアーム１４の側面の方向に折り曲げられて端子部２４ａ，２４ｂが形成されている。これらの端子部２４ａ，２４ｂは、キャリッジアーム１４の側面に設けられる信号線に接続される。

一方の面の電極２４Ｂはサスペンションベース４０の先端部４４に固着され、サスペンションベース４０を介してキャリッジアーム１４の先端部に取り付けられる。また、他方の面の電極２４Ａの上には、ヘッドマウンティングブロック５０の基部５２が取り付けられる。ヘッドマウンティングブロック５０は電極２４Ａの前方側に延長された延長部５３を有しており、この延長部５３にヘッドサスペンション１５の基部を取り付けるための取付孔（カシメ孔）５１が設けられている。そして、先端部にヘッドを備えたヘッドスライダ１６が取り付けられたヘッドサスペンション１５は、その基部に設けられたカシメ突起１７が、ヘッドマウンティングブロック５０の延長部５３に設けられたカシメ孔５１に挿入され、カシメられてヘッドマウンティングブロック５０の延長部５３に固定される。

図４は図３の加速度センサ３０の組み立て後の状態を示すものである。加速度センサ３０の構造は図３，図４に示すように、キャリッジアーム１４にカシメによって固定されるサスペンションベース４０と、このサスペンションベース４０の上に固定された剪断型圧電素子３１と、この剪断型圧電素子３１の上に固定されたヘッドマウンティングブロック５０と、ヘッドマウンティングブロック５０の上に取り付けられたヘッドサスペンション１５からなる積層構造である。そして、剪断型圧電素子３１は、キャリッジアーム１４の長手方向と直交する方向に分極されている。

従って、キャリッジアーム１４に対して、並進、或いは回転加速度が加わると、ヘッドサスペンション１５の慣性力により、剪断型圧電素子３１がヘッドサスペンション１５の長手方向と直交する方向に変形させられる。変形した剪断型圧電素子３１は変形量に応じた電圧を発生するため、剪断型圧電素子３１の上下面の電極２４Ａ，２４Ｂの間に発生した電荷を、電極２４Ａ，２４Ｂの端子部２４ａ，２４ｂに中継ＦＰＣを接続して取り出すことができる。中継ＦＰＣはキャリッジアーム１４の側面に取り付けることができる。

図５は、本発明の加速度センサ３０の制御系のブロック線図である。加速度センサ３０から取り出された加速度信号は、中継ＦＰＣ２３でチャージアンプ３２に入力され、ここで信号が増幅されて、Ａ／Ｄコンバータ３３を通じて制御器（ここではＤＳＰ：デジタルシグナルプロセッサ）３４に取り込まれ、加速度が計算される。この加速度信号とヘッドから得られる位置信号を元に、制御器３４からＶＣＭの駆動電流が出力され、これがＤ／Ａコンバータ３５、電流アンプ３６を介して、ヘッドアクチュエータ（ＶＣＭ）１に供給され、ＶＣＭ１の制御がなされる。

例えば、トラッキング時において、図５に示すような制御系により、加速度信号をフィードバックすることにより、高次の共振周波数のゲインを抑え、制御帯域を拡大し、位置決め精度を高めることが可能となる。また、トラック間を移動するシーク時には、シーク加速度を検出可能になる。従来は、オブザーバを用いて速度を推定し、シーク制御を行っているが、本発明の加速度センサ３０を用いると、連続的に加速度信号を取り出すことが可能であるため、残留振動の小さいシーク制御も可能となる。

ここで、従来のキャリッジアセンブリと比較して、本発明のキャリッジアセンブリ１０の質量の増加は、ほぼ加速度センサ３０の質量増加分で済む。この例では、１７ｍｇの質量の増加にすぎない。しかしながら、剪断型圧電センサ３１の錘としての重量は、ヘッドサスペンション１５とヘッドマウンティングブロック５０を含めた重量の５０ｍｇにもなり、キャリッジアセンブリ１０に対する付加重量の約３倍の質量が剪断型圧電素子３１の変形に作用することとなる。従って、質量の付加分を小さくすることができ、Ｓ／Ｎの良い加速度信号を取り出すことが可能となる。

なお、第１の実施例では、加速度信号のフィードバックループにチャージアンプ３２を使用しているが、電圧アンプを使用することもできる。また、第１の実施例ではキャリッジアセンブリ１０の４本のキャリッジアーム１４のうちの、１本のキャリッジアーム１４とヘッドサスペンション１５の間に加速度センサ３０を搭載して固定したが、他のキャリッジアーム１４に対しても、キャリッジアーム１４とヘッドサスペンション１５の間に加速度センサ３０を搭載して、複数個の加速度センサ３０を固定しても構わない。

このように、加速度センサ３０が複数個設置された場合は、加速度センサ３０を並列接続してその出力をチャージアンプ３２に入力する。また、電圧アンプをフィードバックループに使用する場合は、加速度センサ３０を直列に接続すれば出力が大きくなり、Ｓ／Ｎが一層向上する。

図６は、本発明の第２の実施例の加速度センサ３０の構成を示す分解斜視図である。なお、この図にはキャリッジアーム１４の図示は省略してある。第２の実施例の加速度センサ３０に使用するサスペンションベース４０は第１の実施例のものと同じで良く、カシメ突起４１が設けられた本体部４２、段差部４３によって本体部４２よりも一段低くなった先端部４４とを有する。このサスペンションベース４０のキャリッジアームの先端部への取り付け方も第１の実施例と同様である。

第２の実施例の加速度センサ３０は、所定の厚さを有する２個の矩形の剪断型圧電素子３１Ａ，３１Ｂが、共通電極２５Ａと、複合電極２５Ｂ（電極２５Ａ，２５Ｂの外側の面は絶縁されている）に挟まれて構成されている。剪断型圧電素子３１Ａ，３１Ｂを２つ合わせた大きさは、サスペンションアーム４０の先端部４４に載る大きさである。剪断型圧電素子３１Ａ，３１Ｂの分極方向は、キャリッジアーム１４の長手方向に平行な方向で互いに逆向き、正確に述べると、キャリッジアーム１４の軸孔１９を通る中心線ＣＬ（図２（ａ）参照）に平行する方向で互いに逆向きである。共通電極２５Ａには端子部は設けられない。一方、複合電極２５Ｂは、２つの剪断型圧電素子３１Ａ，３１Ｂにそれぞれ対向する２つの電極２５Ｂ１，２５Ｂ２を備えており、これらの電極２５Ｂ１，２５Ｂ２は、１つの舌片で側面方向に延長された後に、キャリッジアーム１４の側面の方向に折り曲げられて端子部２５ａ１，２５ａ２が形成されている。これらの端子部２５ａ１，２５ａ２は、キャリッジアーム１４の側面に設けられる信号線に接続される。

第２の実施例では複合電極２５Ｂがサスペンションベース４０の先端部４４に固着され、共通電極２５Ａの上には、ヘッドマウンティングブロック５０の基部５２が取り付けられる。ヘッドサスペンション１５の基部と、ヘッドマウンティングブロック５０の延長部５３とがカシメ突起１７とカシメ孔５１によって固着されることは第１の実施例と同様である。

図７は図６の加速度センサ３０の組み付け後の状態を示すものである。加速度センサ３０の構造は図６，図７に示すように、キャリッジアーム１４にカシメによって固定されるサスペンションベース４０と、このサスペンションベース４０の上に固定された２つの剪断型圧電素子３１Ａ，３１Ｂと、この剪断型圧電素子３１Ａ，３１Ｂの上に固定されたヘッドッマウンティングブロック５０と、ヘッドマウンティングブロック５０の上に取り付けられたヘッドサスペンション１５からなる積層構造である。そして、圧電素子３１Ａ，３１Ｂは、キャリッジアーム１４の長手方向に平行な方向に互いに反対方向に分極されている。

従って、キャリッジアーム１４に対して、回転加速度が加わると、ヘッドサスペンション１５の慣性力により、剪断型圧電素子３１Ａ，３１Ｂが変形させられ、キャリッジアーム１４の回転角に応じた電荷或いは電圧を発生するため、圧電素子３１Ａ，３１Ｂの下面の電極２５Ｂ１，２５Ｂ２の間に発生した電荷を、電極２５Ｂ１，２５Ｂ２の端子部２５ａ１，２５ａ２に中継ＦＰＣを接続して取り出すことができる。中継ＦＰＣはキャリッジアーム１４の側面に取り付けることができる。中継ＦＰＣで取り出した端子部２５ａ１，２５ａ２間の電荷は、図５で説明したチャージアンプ３２で増幅し、Ａ／Ｄコンバータ３３を通してＤＳＰ３４に取り込み、回転加速度を計算することができる。

図８は、本発明の第３の実施例の加速度センサ３０の構成を示す分解斜視図である。なお、この図にはキャリッジアーム１４の図示は省略してある。第３の実施例の加速度センサ３０に使用するサスペンションベース４０は第１の実施例のものと同じで良く、カシメ突起４１が設けられた本体部４２、段差部４３によって本体部４２よりも一段低くなった先端部４４とを有する。このサスペンションベース４０のキャリッジアームの先端部への取り付け方も第１の実施例と同様である。

第３の実施例の加速度センサ３０は、所定の厚さを有する２個の矩形の剪断型圧電素子３１Ｃ，３１Ｄが、共通電極２５Ａと、複合電極２５Ｂ（電極２５Ａ，２５Ｂの外側の面は絶縁されている）に挟まれて構成されている。剪断型圧電素子３１Ｃ，３１Ｄを２つ合わせた大きさは、サスペンションアーム４０の先端部４４に載る大きさである。剪断型圧電素子３１Ｃ，３１Ｄの分極方向は、キャリッジアーム１４の長手方向に垂直な方向で互いに逆向き、正確に述べると、キャリッジアーム１４の軸孔１９を通る中心線ＣＬ（図２（ａ）参照）に垂直な方向で互いに逆向きである。共通電極２５Ａには端子部は設けられない。一方、複合電極２５Ｂは、２つの剪断型圧電素子３１Ｃ，３１Ｄにそれぞれ対向する２つの電極２５Ｂ１，２５Ｂ２を備えており、これらの電極２５Ｂ１，２５Ｂ２は、１つの舌片で側面方向に延長された後に、キャリッジアーム１４の側面の方向に折り曲げられて端子部２５ａ１，２５ａ２が形成されている。これらの端子部２５ａ１，２５ａ２は、キャリッジアーム１４の側面に設けられる信号線に接続される。

第３の実施例では複合電極２５Ｂがサスペンションベース４０の先端部４４に固着され、共通電極２５Ａの上には、ヘッドマウンティングブロック５０の基部５２が取り付けられる。ヘッドサスペンション１５の基部と、ヘッドマウンティングブロック５０の延長部５３とがカシメ突起１７とカシメ孔５１によって固着されることは第１の実施例と同様である。

図６の加速度センサ３０の組み付け後の状態は第２の実施例と同様であるので、その図示を省略する。第３の実施例の加速度センサ３０も、キャリッジアーム１４にカシメによって固定されるサスペンションベース４０と、このサスペンションベース４０の上に固定された２つの剪断型圧電素子３１Ｃ，３１Ｄと、この剪断型圧電素子３１Ｃ，３１Ｄの上に固定されたヘッドッマウンティングブロック５０と、ヘッドマウンティングブロック５０の上に取り付けられたヘッドサスペンション１５からなる積層構造である。そして、圧電素子３１Ｃ，３１Ｄは、キャリッジアーム１４の長手方向に垂直な方向に互いに反対方向に分極されている。

従って、キャリッジアーム１４に対して、並進あるいは回転加速度が加わると、ヘッドサスペンション１５の慣性力により、剪断型圧電素子３１Ｃ，３１Ｄが変形させられ、その並進方向に応じた電荷、或いは、回転角に応じた電荷或いは電圧を発生するため、圧電素子３１Ｃ，３１Ｄの下面の電極２５Ｂ１，２５Ｂ２の間に発生した電荷を、電極２５Ｂ１，２５Ｂ２の端子部２５ａ１，２５ａ２に中継ＦＰＣを接続して取り出すことができる。中継ＦＰＣはキャリッジアーム１４の側面に取り付けることができる。中継ＦＰＣで取り出した端子部２５ａ１，２５ａ２間の電荷は、図５で説明したチャージアンプ３２で増幅し、Ａ／Ｄコンバータ３３を通してＤＳＰ３４に取り込み、並進、あるいは回転加速度を計算することができる。

以上説明したように、第２、第３の実施例に示すような剪断型圧電素子を２つ使用するものは、電圧アンプで増幅する構造とすると、例えば、図６、８のような電極２５Ａ，２５Ｂの構造により、２つの剪断型圧電素子の直列化が図られ、Ｓ／Ｎの良い出力を得ることができる。また、第１の実施例（図３）では、圧電素子の上下の電極２４Ａ，２４Ｂからセンサ出力を得るため配線が複雑になるが、図６、８ではサスペンションベース４０側の並列の端子部２５ａ１，２５ａ２から、センサ出力が得られるため、配線が簡略化され、低コストを実現することができる。

なお、第２、第３の実施例における剪断型圧電素子３１Ａ，３１Ｂ、及び剪断型圧電素子３１Ｃ，３１Ｄの代わりに、単一の剪断型圧電素子の中に、分極方向のみを剪断型圧電素子３１Ａ，３１Ｂ、及び剪断型圧電素子３１Ｃ，３１Ｄと同様に異ならせた一体型の圧電素子を使用することも可能である。

なお、第１と第３の実施例の加速度センサ３０は主に横方向の加速度を検出するものであり、第２の実施例の加速度センサ３０は主に回転方向の加速度を検出するものであるが、両者は同じ様式でヘッドアクチュエータのキャリッジアーム１４とヘッドサスペンション１５の間に位置させることができる。これは、ヘッドアクチュエータにより発生する回転モーメントを加速度センサで検出する場合、並進型の加速度センサでは回転モーメントを検出でき、回転型の加速度センサではトルクを検出できるからである。

更に、第１から第３の実施例の加速度センサを組み合わせて１つのヘッドアクチュエータの中に組み込むことも可能である。例えば、以下のような組み合わせの構成が可能である。

（Ａ） 加速度センサがヘッドアクチュエータの複数のキャリッジアームに設けられ、各加速度センサは並列に接続されると共に、各加速度センサの出力には、チャージアンプが接続された構成。

（Ｂ） 加速度センサがヘッドアクチュエータの複数のキャリッジアームに設けられ、各加速度センサは直列に接続されると共に、最終段の加速度センサの出力には、電圧アンプが接続された構成。

（Ｃ） 加速度センサがヘッドアクチュエータの複数のキャリッジアームに設けられ、これら複数の加速度センサは、キャリッジの長手方向に直交する方向に分極された単一の剪断型圧電素子を備えた加速度センサと、キャリッジの長手方向に平行な方向に互いに逆向きに分極された２つの剪断型圧電素子を備えた加速度センサとを、それぞれ少なくとも１個ずつ含む構成。

（Ｄ） 加速度センサがヘッドアクチュエータの複数のキャリッジアームに設けられ、これら複数の加速度センサは、キャリッジの長手方向に平行な方向に互いに逆向きに分極された２つの剪断型圧電素子を備えた加速度センサと、キャリッジの長手方向に直交する方向に互いに逆向きに分極された２つの剪断型圧電素子を備えた加速度センサとを、それぞれ少なくとも１個ずつ含む構成。

（Ｅ） 加速度センサがヘッドアクチュエータの複数のキャリッジアームに設けられ、これら複数の加速度センサは、キャリッジの長手方向に直交する方向に分極された単一の剪断型圧電素子を備えた加速度センサと、圧電素子の内部で前記キャリッジの長手方向に平行な方向に互いに逆向きの２つの方向に分極された単一の剪断型圧電素子を備えた加速度センサとを、それぞれ少なくとも１個ずつ含む構成。

（Ｆ） 加速度センサがヘッドアクチュエータの複数のキャリッジアームに設けられ、これら複数の加速度センサは、圧電素子の内部でキャリッジの長手方向に平行な方向に互いに逆向きの２つの方向に分極された単一の剪断型圧電素子を備えた加速度センサと、圧電素子の内部でキャリッジの長手方向に直交する方向に互いに逆向きの２つの方向に分極された単一の剪断型圧電素子を備えた加速度センサとを、それぞれ少なくとも１個ずつ含む構成。

この場合、１つのヘッドアクチュエータの中に、並進型の加速度センサと回転型の加速度センサとが混在することになるが、この場合は、並進型の加速度センサの出力に、回転型の加速度センサの出力を反転して加えてやれば、純粋な並進出力が得られる。また、逆に、回転型の加速度センサの出力から並進型の加速度センサの出力を引けば、純粋な回転方向の加速度が得られる。

また、ヘッドアクチュエータは、４〜５ＫＨｚの周波数において、並進運動と回転運動の両方を行っているので、並進型の加速度センサでは、アクチュエータの並進運動も回転運動も両方同様に検出してしまう。そこで、前述のように、並進型の加速度センサと回転型の加速度センサの検出出力の差分をとることによって、ヘッドアクチュエータの４〜５ＫＨｚの周波数における純粋な並進運動の加速度を検出することが可能である。

また、前述の第１から第３の実施例の加速度センサ３０は、図２で説明したキャリッジアセンブリに組み込んで、光ディスク、磁気ディスク、ハードディスク等のディスク装置に有効に使用することができる。

以上、本発明を特に好ましい実施の形態について詳細に説明した。本発明の容易な理解のために、本発明の具体的な形態を以下に付記する。

（付記１）ディスク装置のベースに対して揺動可能に支持されたキャリッジと、情報の読み書きのためのヘッドを一端に有し、前記キャリッジのアーム先端部に取り付けられるヘッドサスペンションとを備えたヘッドアクチュエータに少なくとも１つ設けられて、ヘッドアクチュエータの加速度を検出する加速度センサであって、
両面に電極が形成された少なくとも１つの剪断型圧電素子から構成され、
一方の面の電極はサスペンションベースを介して前記キャリッジのアーム先端部に取り付けられ、
他方の面の電極は、ヘッドマウンティングブロックを介して前記ヘッドサスペンションの基部に取り付けられることを特徴とする加速度センサ。（１）
（付記２）前記剪断型圧電素子が、前記キャリッジの長手方向に直交する方向に分極された１つの剪断型圧電素子から構成されることを特徴とする付記１に記載の加速度センサ。（２）
（付記３）前記剪断型圧電素子が２つの剪断型圧電素子から構成され、各圧電素子が、前記キャリッジの長手方向に平行な方向に互いに逆向きに分極されていることを特徴とする付記１に記載の加速度センサ。（３）
（付記４）前記剪断型圧電素子が２つの剪断型圧電素子から構成され、各圧電素子が、前記キャリッジの長手方向に直交する方向に互いに逆向きに分極されていることを特徴とする付記１に記載の加速度センサ。（４）
（付記５）前記剪断型圧電素子が単一の剪断型圧電素子から構成され、この圧電素子はその内部で、前記キャリッジの長手方向に平行な方向で、かつ、互いに逆向きの２つの方向に分極されていることを特徴とする付記１に記載の加速度センサ。

（付記６）前記剪断型圧電素子が単一の剪断型圧電素子から構成され、この圧電素子はその内部で、前記キャリッジの長手方向に直交する方向で、かつ、互いに逆向きの２つの方向に分極されていることを特徴とする付記１に記載の加速度センサ。

（付記７）前記加速度センサが前記ヘッドアクチュエータの複数のキャリッジアームに設けられ、各加速度センサは並列に接続されると共に、各加速度センサの出力には、チャージアンプが接続されることを特徴とする付記１に記載の加速度センサ。

（付記８）前記加速度センサが前記ヘッドアクチュエータの複数のキャリッジアームに設けられ、各加速度センサは直列に接続されると共に、最終段の加速度センサの出力には、電圧アンプが接続されることを特徴とする付記１に記載の加速度センサ。

（付記９）前記加速度センサが前記ヘッドアクチュエータの複数のキャリッジアームに設けられ、前記複数の加速度センサは、前記キャリッジの長手方向に直交する方向に分極された単一の剪断型圧電素子を備えた加速度センサと、前記キャリッジの長手方向に平行な方向に互いに逆向きに分極された２つの剪断型圧電素子を備えた加速度センサとを、それぞれ少なくとも１個ずつ含むことを特徴とする付記１に記載の加速度センサ。

（付記１０）前記加速度センサが前記ヘッドアクチュエータの複数のキャリッジアームに設けられ、前記複数の加速度センサは、前記キャリッジの長手方向に平行な方向に互いに逆向きに分極された２つの剪断型圧電素子を備えた加速度センサと、前記キャリッジの長手方向に直交する方向に互いに逆向きに分極された２つの剪断型圧電素子を備えた加速度センサとを、それぞれ少なくとも１個ずつ含むことを特徴とする付記１に記載の加速度センサ。

（付記１１）前記加速度センサが前記ヘッドアクチュエータの複数のキャリッジアームに設けられ、前記複数の加速度センサは、前記キャリッジの長手方向に直交する方向に分極された単一の剪断型圧電素子を備えた加速度センサと、圧電素子の内部で前記キャリッジの長手方向に平行な方向に互いに逆向きの２つの方向に分極された単一の剪断型圧電素子を備えた加速度センサとを、それぞれ少なくとも１個ずつ含むことを特徴とする付記１に記載の加速度センサ。

（付記１２）前記加速度センサが前記ヘッドアクチュエータの複数のキャリッジアームに設けられ、前記複数の加速度センサは、圧電素子の内部で前記キャリッジの長手方向に平行な方向に互いに逆向きの２つの方向に分極された単一の剪断型圧電素子を備えた加速度センサと、圧電素子の内部で前記キャリッジの長手方向に直交する方向に互いに逆向きの２つの方向に分極された単一の剪断型圧電素子を備えた加速度センサとを、それぞれ少なくとも１個ずつ含むことを特徴とする付記１に記載の加速度センサ。

（付記１３）ディスク装置のベース上に回転支持された少なくとも１枚の記録ディスクと、前記ベースに対して揺動可能に支持されたキャリッジと、前記ディスクに対して情報の読み書きを行うためのヘッドを一端に有し、前記キャリッジのアーム先端部に取り付けられるヘッドサスペンションとを備えたヘッドアクチュエータとを備えたディスク装置であって、
前記キャリッジのアーム先端部と前記ヘッドサスペンションとの接続部分に、付記１〜４の何れか１つに記載の加速度センサが取り付けられ、
前記加速度センサの信号経路に、電圧増幅器、もしくは、チャージ増幅器の何れか一方が備えられたことを特徴とする磁気ディスク装置。（５）

（ａ），（ｂ）は剪断型圧電素子の動作原理を説明する説明図である。 （ａ）は本発明の加速度センサを搭載したキャリッジアッセンブリの側面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。 本発明の第１の実施例の加速度センサの構成を示す分解斜視図である。 図３の加速度センサの組み付け後の状態を示す斜視図である。 本発明の加速度センサの制御系のブロック線図である。 本発明の第２の実施例の加速度センサの構成を示す分解斜視図である。 図６の加速度センサの組み付け後の状態を示す斜視図である。 本発明の第３の実施例の加速度センサの構成を示す分解斜視図である。

符号の説明

１０…キャリッジアセンブリ
１４…キャリッジアーム
１５…ヘッドサスペンション
１６…ヘッドスライダ
２２Ａ，２２Ｂ…電極
２３…中継ＦＰＣ
２４Ａ，２４Ｂ，２５Ａ，２５Ｂ…電極
３０…加速度センサ
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ…剪断型圧電素子
４０…サスペンションベース
５０…ヘッドマウンティングブロック

Claims (5)

1. ディスク装置のベースに対して揺動可能に支持されたキャリッジと、情報の読み書きのためのヘッドを一端に有し、前記キャリッジのアーム先端部に取り付けられるヘッドサスペンションとを備えたヘッドアクチュエータに設けられて、ヘッドアクチュエータの加速度を検出する加速度センサであって、
   両面に電極が形成された少なくとも１つの剪断型圧電素子から構成され、
   一方の面の電極はサスペンションベースを介して前記キャリッジのアーム先端部に取り付けられ、
   他方の面の電極は、ヘッドマウンティングブロックを介して前記ヘッドサスペンションの基部に取り付けられることを特徴とする加速度センサ。
2. 前記剪断型圧電素子が、前記キャリッジの長手方向に直交する方向に分極された１つの剪断型圧電素子から構成されることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
3. 前記剪断型圧電素子が２つの剪断型圧電素子から構成され、各圧電素子が、前記キャリッジの長手方向に平行な方向に互いに逆向きに分極されていることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
4. 前記剪断型圧電素子が２つの剪断型圧電素子から構成され、各圧電素子が、前記キャリッジの長手方向に直交する方向に互いに逆向きに分極されていることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
5. ディスク装置のベース上に回転支持された少なくとも１枚の記録ディスクと、前記ベースに対して揺動可能に支持されたキャリッジと、前記ディスクに対して情報の読み書きを行うためのヘッドを一端に有し、前記キャリッジのアーム先端部に取り付けられるヘッドサスペンションとを備えたヘッドアクチュエータとを備えたディスク装置であって、
   前記キャリッジのアーム先端部と前記ヘッドサスペンションとの接続部分に、請求項１〜４の何れか１項に記載の加速度センサが取り付けられ、
   前記加速度センサの信号経路に、電圧増幅器、もしくは、チャージ増幅器の何れか一方が備えられたことを特徴とする磁気ディスク装置。

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