JP2006180639A - 圧電アクチュエータの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧電アクチュエータの駆動方法に関し、側面に露出している電極に起因するマイグレーションを抑制して信頼性を高める。
【解決手段】 少なくとも２周期以上の駆動波形を印加した後、電圧を反転させた駆動波形を２周期以上印加する。
【選択図】 図１

Description

本発明は圧電アクチュエータの駆動方法に関するものであり、特に、抗電界の低いソフト材を用いた圧電アクチュエータの側面に露出する電極のマイグレーションに起因する劣化を抑制するための駆動方法に特徴のある圧電アクチュエータの駆動方法に関するものである。

近年、情報機器の小型化・精密化が進んでおり、微小な移動距離が必要なアクチュエータの需要が高まっている。
例えば、光学系の焦点補正や傾角制御、インクジェットプリンタ装置、磁気ディスク装置のヘッドアクチュエータ等では、微小距離を移動制御することができる圧電アクチュエータが必要となっている。

特に、磁気ディスク装置では、圧電アクチュエータに要求される制御距離が大きいため、アクチュエータに印加される電界がかなり大きく、また、動作環境も厳しく、高温・高湿環境での動作を保証しなければならず、高い信頼性が要求されている。

上記の要求特性の内、変位特性を満足するものとして各種の圧電アクチュエータが知られており（例えば、特許文献１乃至特許文献３参照）、また、特許文献１においては電極の剥離を防止して信頼性を高めるために電極材料の圧電アクチュエータを構成するセラミックスを混入することが提案されている。

この様な変位特性に優れた圧電アクチュエータにおいては、ヘッドの変位ストロークを上げるためにＰｂ（Ｎｉ、Ｎｂ）Ｏ₃ −ＰｂＴｉＯ₃ −ＰｂＺｒＯ₃ （ＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺ）等の圧電定数の高い材料を使用しているので、ここで図１２を参照して従来の積層型圧電アクチュエータを説明する。

図１２参照
図１２は従来の積層型圧電アクチュエータの概略的斜視図であり、ＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺ等の圧電体層４１となるグリーンシート上にＡｕ等の内部電極層４２をスクリーン印刷し、次いで、その上に新たなグリーンシートを重ね再び内部電極層４２をスクリーン印刷し、この工程を必要とする積層数だけ繰り返して圧電体ブロックを形成する。

次いで、圧電体ブロックを大気中で例えば、１０５０℃で焼成し、圧電体ブロックをカットソーにより所定の大きさに切断し、側面にＡｕ等を蒸着し、露出する内部電極層４２を交互に接続する表面電極４３を設けたものである。

この様な圧電アクチュエータを駆動する場合に、変位特性に優れた圧電アクチュエータを構成する圧電材料は抗電界が低いため、駆動時に分極が反転しないよう常に正負どちらか一方向に電圧を印加しており、基本的に電圧の正負が反転することはない。

なお、ストロークを大きくするために交流的な電圧を印加して駆動することもあるが、その場合には、直流バイアス電圧を調整して印加電圧の最大値が正の抗電界以上であり且つ最小値が負の抗電界以上であるか或いは印加電圧の最大値が正の抗電界以下であり且つ最小値が負の抗電界以下であり、印加電圧の正負の両方において抗電界以上の電圧を印加して駆動している。
特開２００４−３０８２３４号公報 特開２００３−２８４３６２号公報 特開２００３−０６１３７０号公報

上述のような電圧印加方法で、かつ高温・高湿環境下で圧電アクチュエータを動作し続けると絶縁抵抗が低下するという劣化現象が極端に早くなるという問題があり、この劣化の原因は、側面に電極が露出していることによるマイグレーションと考えられている。

即ち、圧電アクチュエータにおいて、直流電圧を印加し続けると、特に、高湿環境では電極材料などが、一方の電極から他方の電極に向かって電界に引かれて拡散するマイグレーションが起こりやすくなる。

図１３参照
この様なマイグレーションに対する耐性を高めるためには図１３に示すように、側面に電極が露出しないような構成をとることも可能であるが、そのような構成の場合、壁４４が変位量を拘束してしまい、圧電アクチュエータが本来持っている変位量を低減させてしまい、要求される変位特性を満たせないことが多い。
以上の事情から、依然として信頼性まで含めた高性能圧電アクチュエータが開発されていないのが現状である。

したがって、本発明は、側面に露出している電極に起因するマイグレーションを抑制して信頼性を高めることを目的とする。

図１は本発明の原理的構成図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明するが、上図は圧電アクチュエータの駆動回路図であり、下図は駆動電圧波形図である。
図１参照
上記課題を解決するために、本発明は、圧電アクチュエータの駆動方法において、少なくとも２周期以上の駆動波形を印加した後、電圧を反転させた駆動波形を２周期以上印加することを特徴とする。

このように、一定時間経過後、スイッチ手段２を用いて印加電圧の正負を反転させることで、圧電アクチュエータ１の側面に露出する電極の拡散を抑制することができる。
この場合には、少なくとも初期においては１時間以上の周期で反転させことが望ましいが、最も短い周期としては２周期の駆動波形となる。

この場合の印加電圧としては、ｐｅａｋ ｔｏ ｚｅｒｏの電圧波形でも良いし、或いは、ストロークをより大きくするために、電源として直流バイアス電源３と交流駆動電源４を用いて印加電圧の最大値が正の抗電界以上であり且つ最小値が負の抗電界以上であるか或いは印加電圧の最大値が正の抗電界以下であり且つ最小値が負の抗電界以下である電圧波形を用いても良いものである。

この場合の印加電圧の反転周期は等間隔でも良いし、或いは、徐々に短くするようにしても良く、稼働時間の累積により蓄積した拡散原子が増加するので、反転周期を徐々に短くすることによって、マイグレーションを効果的に抑制することができる。
なお、頻繁に反転を行ってもマイグレーションによる絶縁抵抗の低下を効果的に抑制することができるが、反転回数が飛躍的に増大すると分極反転に起因する劣化が加速される。

また、印加電圧の反転時の電圧変化率は０であることが望ましく、それによってスムーズな反転駆動が可能になる。
この様な電圧反転時においては、反転直後の最初のパルスにおいては駆動は若干不安定になるが、反転時の電圧変化率が０でない場合には不安定性が大きくなる。

また、印加電圧の反転時に、タイマを利用して印加電圧を反転させることが望ましい。 即ち、タイマにより稼働時間をカウントすることによって、印加電圧がオンの時間のみを基準にして印加電圧の反転を精度良く行うことができる。

上述の駆動方法は、電極が側面に露出している積層型圧電アクチュエータ１において特に効果的である。

また、圧電アクチュエータ１としては、抗電圧が小さな、例えば、１００ｋＶ／ｃｍ以下のＰｂＴｉＯ₃ 、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ₃ 、ＰＮＮ、Ｐｂ（Ｎｉ、Ｎｂ）Ｏ₃ −ＰｂＴｉＯ₃ −ＰｂＺｒＯ₃ 、Ｐｂ（Ｍｇ、Ｎｂ）Ｏ₃ 、或いは、Ｐｂ（Ｍｇ、Ｎｂ）Ｏ₃ −Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ₃ のいずれかを主成分とする圧電体の場合に効果的になる。

なお、圧電アクチュエータ１の側面に露出する電極は、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｉｒ、或いは、Ｉｒ酸化物等のグリーンシートと同時に焼成できる導電材料が望ましい。

また、電極の圧電体に対する密着性を高めるためには、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｉｒ、或いは、Ｉｒ酸化物のいずれかとセラミックス、特に、圧電アクチュエータ１の組成と同一のセラミックスとからなる混合材料を用いることが望ましい。

また、上述の圧電アクチュエータ１の駆動方法により磁気ヘッドの移動制御を行う移動制御機構を備えることによって信頼性の高い磁気ディスク装置を構成することが可能になる。

この磁気ディスク装置には、稼働時間をディスクに保存する稼働時間記憶機構或いは電圧反転のタイミングを決定するタイマの少なくとも一方を具備することが望ましい。

本発明によれば、正または負に電圧を印加し、正負の電圧を反転させずに、変位量制御を行い、一定時間経過後に、印加電圧を反転させることで電極材料のマイグレーションを抑制しているので、圧電アクチュエータの変位量を低下させることなく、高温・高湿環境において安定な動作を得ることができる。

本発明は、抗電圧が小さな１００ｋＶ／ｃｍ以下のＰｂＴｉＯ₃ 、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ₃ 、ＰＮＮ、Ｐｂ（Ｎｉ、Ｎｂ）Ｏ₃ −ＰｂＴｉＯ₃ −ＰｂＺｒＯ₃ 、Ｐｂ（Ｍｇ、Ｎｂ）Ｏ₃ 、或いは、Ｐｂ（Ｍｇ、Ｎｂ）Ｏ₃ −Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ₃ のいずれかを主成分とする圧電体からなる積層型圧電アクチュエータに正または負に電圧を印加して変位量制御を行い、一定時間経過後に、最短の場合には２周期の駆動波形を印加した後、通常は１時間後に電圧の正負を反転させて変位量制御を行い、この電圧反転を周期的に繰り返し行うものである。

ここで、図２及び図３を参照して、本発明の実施例１の圧電アクチュエータの駆動方法を説明するが、まず、圧電アクチュエータの製造方法から説明する。
まず、ＰｂＯ、ＮｉＯ、Ｎｂ₂ Ｏ₅ 、ＴｉＯ₂ 、及び、ＺｒＯ₂ の各原料を所定量秤量し、溶媒として純水（Ｈ₂ Ｏ）またはアルコールを用いて、ボールミルによって湿式粉砕しながら混合する。
なお、この場合の各原料はいずれも粉末状であり、例えば、各原料がモル％において、ＰｂＯ：ＮｉＯ：Ｎｂ₂ Ｏ₅ ：ＴｉＯ₂ ：ＺｒＯ₂ ＝５０：８．３：１６．３：１７：８になるように秤量する。

次いで、湿式混合したスラリーをミルから取り出し、ボールを分離除去したのち、乾燥器中で溶媒の水を蒸発させることによって粉末を乾燥させる。
次いで、乾燥した粉末を電気炉に入れ、例えば、８５０℃で３時間仮焼成させてペロブスカイト構造を有するＰｂ（Ｎｉ、Ｎｂ）Ｏ₃ −ＰｂＴｉＯ₃ −ＰｂＺｒＯ₃ （ＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺ）の化合物からなる仮焼粉末を得る。

次いで、得られた粉末に対し、溶媒、バインダ、可塑剤、及び、分散剤を添加し、再び、ボールミルを用いて湿式混練する。
この場合の溶媒としてはエチルアルコールを、バインダとしてはポリビニルブチラールを、可塑剤としてはフタル酸ジブチルを、分散剤としてはセルナ５０１（中京油脂社製商品名）を用いるものであり、混合比は粉末１００重量部に対して、
エチルアルコール ３５．０重量部
ポリビニルブチラール ５．０重量部
フタル酸ジブチル １．９重量部
セルナ５０１（中京油脂社製商品名） １．８重量部
とする。

次いで、混練したスラリーをミルから取り出し、ボールを分離除去したのち、脱泡器の中に入れてエチルアルコールを蒸発させてスラリーの粘度を調整する。
次いで、粘度を調整したスラリーをドクターブレード法によって、マイラーシート上に、厚さが、例えば、焼成後に０．１ｍｍになるようにシート状に形成し、乾燥させることによってグリーンシートとしたのち、乾燥したグリーンシートを切断し、所定の大きさに打ち抜く。

次いで、グリーンシートを電気炉において、例えば、５００℃で４時間熱処理することによってグリーンシート中のバインダ或いは可塑剤等の有機成分を飛ばして脱脂したのち、脱脂したグリーンシートを再び電気炉において、９６３℃以下、例えば、９００℃において６時間焼成することによって、ａＰｂＮｉ_1/3 Ｎｂ_2/3 Ｏ₃ −ｂＰｂＴｉＯ₃ −ｃＰｂＺｒＯ₃ の組成のセラミックスを得ることができる。
なお、この場合、組成比ａ，ｂ，ｃは、上記の秤量比の場合には、ａ≒０．５、ｂ≒０．３４、ｃ≒０．１６となる。

次いで、得られた焼成体を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに加工したのち、焼成体の両面にＡｕを蒸着して電極を形成することによって、単層の圧電アクチュエータが得られる。

図２参照
このように作製したサンプルを８０℃，８０％の高温・高湿の環境に置き、図２に示すように約２２５Ｖの電圧を５０時間毎に電圧反転させて加速劣化試験を行った。
その結果、試験前は、５０２ＧΩあった絶縁抵抗は、２００時間後には、２．８５ＧΩまでしか低下しなかった。

図３参照
一方、同時に作成した他のサンプルを８０℃，８０％の高温・高湿の環境に置き、図３に示すように約２２５Ｖの電圧を連続的に印加して加速劣化試験を行った結果、試験前は４９２ＧΩあった絶縁抵抗は、２００時間後には０．９１１ＧΩまで低下し、電圧を反転させた場合に比べて３倍以上絶縁抵抗が低下した。

この結果から、電圧の印加方向を一定時間経過後に変更することで圧電アクチュエータの絶縁抵抗低下を抑制する効果が判明した。
この場合の絶縁抵抗低下はマイグレーションによる拡散電極材料の蓄積によるものと考えられるので、電圧の印加方向を変更する周期をより短くすれば、拡散電極材料の蓄積が少なくなるので、絶縁抵抗低下をより効果的に抑制することができる。

なお、電圧印加方向を反転することで、圧電アクチュエータの分極方向も反転されるため、分極反転による圧電効果の劣化が懸念されるが、１０万時間の信頼性保証考慮した場合、１時間毎に電極印加方向の反転を行ったとしても、１０万回の分極反転回数にすぎず、十分実用に耐え得ると考えられる。

次に、図４及び図５を参照して、本発明の実施例２の積層型圧電アクチュエータの駆動方法を説明するが、まず、積層型圧電アクチュエータの製造方法を説明する。
まず、上記の実施例１と同様な方法でグリーンシートを作成するが、この場合には、焼成後の厚さが３８μｍになるようにする。

次いで、グリーンシート上に、例えば、白金ペーストをスクリーン印刷法によって印刷することによって内部電極層を形成したのち、内部電極層をスクリーン印刷したグリーンシートを４枚重ねるとともに、何も印刷していないグリーンシートを上下に重ねたのち、プレスを用いて、例えば、１００℃の熱を加えながら一軸加圧成形する。
なお、何も印刷していないグリーンシートは、全体の厚さが薄い場合に、良好な焼成が行われないために設けるものであり、素子特性には直接影響しないものである。

以降は、上記の実施例１と同様に加熱脱脂処理したのち焼成することによって焼成体を形成し、得られた焼成体を所定の大きさに切断して切り出すことによって内部電極を４層備えた３層構造の積層型圧電アクチュエータが得られる。

図４参照
図４は、本発明の実施例２に用いる駆動回路図であり、印加電圧をベースを決定する直流バイアス電源１３、交流駆動電源１４、及び、圧電アクチュエータ１１に印加する駆動電圧の極性を反転するためのスイッチ手段１２によって構成される。

図５参照
図５は本発明の実施例２における駆動電圧波形図であり、直流バイアス電源１３により正の駆動電圧波形の最低値及び負の駆動電圧波形の最大値が０Ｖになるように設定する。 積層型圧電アクチュエータを８０℃，８０％の高温・高湿環境に置き、交流駆動電源１４により約５７Ｖの正弦波電圧を周波数１ｋＨｚで５０時間毎に電圧反転させるのである。

因に、同じ条件で、電圧反転を行わず加速劣化試験を行ったところ、試験前は、４１１ＧΩあった絶縁抵抗は、７８時間後後には、４．４４ＧΩまで低下した。
この結果からみると、実施例１の単層型圧電アクチュエータと積層型圧電アクチュエータにおける直流電圧と正弦波電圧でも劣化の度合いに大差はなかった。
したがって、実用的な積層型圧電アクチュエータにおいても、一定時間経過後に印加電圧を反転させることにより劣化抑制することが可能である。

次に、図６を参照して、本発明の実施例３の圧電アクチュエータの駆動方法を説明するが、電圧反転タイミングが異なるだけで他の構成は上記の実施例２と全く同様であるので、駆動電圧波形のみを説明する。

図６参照
図６は、本発明の実施例３の圧電アクチュエータの駆動方法における駆動電圧波形の説明図であり、ここでも約５７Ｖの正弦波電圧を周波数１ｋＨｚで印加するが、電圧反転を順次短縮して行うものである。

電圧反転による拡散電極成分の逆方向拡散の効果は、蓄積稼働時間の増大とともに薄れていくので、電圧反転を順次短縮して行うことによって、蓄積稼働時間の増大に伴う絶縁抵抗の低下を効果的に抑制することができる。

次に、図７乃至図１１を参照して本発明の実施例４の磁気ディスク装置を説明する。
図７参照
図７は、上述の圧電アクチュエータの駆動方法を採用した本発明の実施例４の磁気ディスク装置の本体部を示す要部斜視図であり、磁気ディスク装置２０は、磁気ディスク２１に書き込まれた磁気情報を読み取るとともに、磁気ディスク３１に磁気情報を書き込む磁気センサを備えたスライダー２２、サスペンション（図示を省略）を介してスライダー２２を先端部に取り付けた微動アーム２３、微動アーム２３を駆動する一対の圧電アクチュエータ２４、微動アーム２３を軸２６により揺動支持するとともに磁気ディスク装置２０のシャーシ（図示を省略）に回動可能に支持されたベースアーム２５、ベースアーム２５を駆動する電磁アクチュエータ２７によって構成される。
この場合、圧電アクチュエータ２４は、その上下面が微動アーム２３の後端部とベースアーム２５の先端部に接着固定されている。

図８参照
図８は、本発明の実施例４の磁気ディスク装置の機能を示すブロック図であり、磁気ディスク装置２０には、圧電アクチュエータ２４を電圧反転させながら駆動する駆動回路３０、磁気ディスク装置２０の稼働時間を計測・積算するタイマー２８、計測・積算した稼働時間を磁気ディスク２１の稼働時間記録領域に直接書き込む制御回路２９が設けられてる。

図９参照
図９は、駆動回路の回路構成図であり、連動する一対のスイッチ手段３１、直流バイアス電源３２、及び、交流駆動電源３３からなる。

図１０参照
図１０は、駆動電圧のタイムチャートの一例であり、ここでは５０時間毎に反転させた場合を示している。
図に示すように、直流バイアス電圧を調整することによって、平均電圧値が正の場合においては、印加電圧の最大値Ｖ_+maxが正の抗電界＋Ｅ_c 以上であり且つ最小値Ｖ_+minが負の抗電界−Ｅ_c 以上に設定し、電圧を反転させて平均電圧値が負の場合においては、印加電圧の最大値Ｖ_-maxが正の抗電界＋Ｅ_c 以下であり且つ最小値Ｖ_-minが負の抗電界−Ｅ_c 以下に設定する。

この様な駆動波形電圧を印加することによってストロークを大きく取ることができるとともに、平均電圧値が正の場合においては、印加電圧が負になっても負の抗電界−Ｅ_c を越えず、また、平均電圧値が負の場合においては、印加電圧が正になっても正の抗電界＋Ｅ_c を越えないので分極反転による劣化を抑制することができる。

図１１参照
図１１は、一般的な使用状態における圧電アクチュエータ制御のフローチャートであり、電源をオンにした段階で後述する工程で磁気ディスクに直接書き込んだ積算稼働時間を読み出し、経過時間を判定する。

経過時間が予め設定した設定値を越えていない場合には、稼働を続行し、圧電アクチュエータを駆動して書き込み・読み出しを行い、その間の稼働時間をタイマーで計測して積算し、書き込み・読み出しを続行する場合には逐次、経過時間の判定を行う。

判定の結果、積算稼働時間が設定値を越えた場合には、駆動回路のスイッチ手段を動作させて電圧印加方向を反転させて圧電アクチュエータを駆動して書き込み・読み出しを行うとともに、蓄積稼働時間をクリアしたのち、逐次、経過時間の判定を行う。

磁気ディスクの使用を終了する場合には、終了ボタンをオンし、オンの入力によってタイマーで計測・積算した稼働時間を制御回路の指令によって磁気ディスクの稼働時間セイブ領域に自動的に直接書き込んでセイブし、セイブが終了すると電源を自動的にオフにする。

このように、本発明の実施例４においては、実際の稼働時間を基準に印加電圧の反転時間を制御しているので、マイグレーションに伴う拡散電極成分の蓄積量を正確に反映したタイミングで印加電圧の反転を行うことができ、信頼性が向上する。

以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は各実施例に記載した条件・構成に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、各実施例に記載した電圧及び周波数は単なる一例であり、用途に応じて適宜変更されるものである。

また、上記の各実施例においては、圧電アクチュエータを構成する圧電材料はＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺであるが、ＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺに限られるものではなく、抗電界が１００ｋＶ／ｃｍ² 以下のソフト材料であれば良い。

この様なソフト材料としては、ＰｂＴｉＯ₃ 、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃ 、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）Ｏ₃ 、Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ₃ 、或いは、Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ₃ −Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃ 等が挙げられる。

また、上記の各実施例においては、電極をＡｕで構成しているがＡｕに限られるものではなく、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ、或いは、Ｉｒ酸化物等を用いても良いものであり、いずれにしてもグリーンシートと一緒に焼成できる導電材料であれば良い。

さらには、圧電体に対する電極に密着性を向上するために、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｉｒ、或いは、Ｉｒ酸化物からなる電極材料にセラミックスを混入することが望ましく、特に、圧電アクチュエータを構成する組成と同じセラミックスを用いた場合には、焼成温度や、不所望な成分の拡散による特性劣化を考慮する必要がない。

また、上記の各実施例に示した反転周期は単なる一例であり、１０万時間の保証を考えると１時間以上の周期で反転させることが望ましい。

また、上記の実施例３においては反転周期の短縮を連続的に行っているが、ステップ的に行っても良いものであり、例えば、初期稼働時には５０時間毎に電圧反転を行い、積算稼働時間が２０００時間経過後は４０時間毎に行い、積算稼働時間が４０００時間経過後は３０時間毎に行うようにしても良い。

ここで再び図１を参照して、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。
再び、図１参照
（付記１） 少なくとも２周期以上の駆動波形を印加した後、電圧を反転させた駆動波形を２周期以上印加することを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
（付記２） 上記印加電圧の最大値が正の抗電界以上であり且つ最小値が負の抗電界以上であるか或いは印加電圧の最大値が正の抗電界以下であり且つ最小値が負の抗電界以下であることを特徴とする付記１記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（付記３） 上記印加電圧の反転が少なくとも１回以上行われ、且つ、前記反転周期が等間隔であることを特徴とする付記１または２に記載の圧電アクチュエータ１の制御方法。
（付記４） 上記印加電圧の反転が少なくとも1 回以上行われ、且つ、前記反転周期を徐々に短くすることを特徴とする付記１または２に記載の圧電アクチュエータ１の制御方法。
（付記５） 上記印加電圧の反転時の電圧変化率が０であることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（付記６） 上記印加電圧の反転時に、タイマを利用して印加電圧を反転させることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１に記載の圧電アクチュエータ１の制御方法。
（付記７） 上記圧電アクチュエータ１が、電極が側面に露出している積層型圧電アクチュエータ１であることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（付記８） 上記圧電アクチュエータ１が、抗電圧が１００ｋＶ／ｃｍ以下のソフト材であることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（付記９） 上記圧電アクチュエータ１が、ＰｂＴｉＯ₃ 、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃ 、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）Ｏ₃ 、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）Ｏ₃ −ＰｂＴｉＯ₃ −ＰｂＺｒＯ₃ 、Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ₃ 、或いは、Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ₃ −Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃ のいずれかを主成分とする圧電体で構成されることを特徴とする付記８記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（付記１０） 上記圧電アクチュエータ１の側面に露出する電極が、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｉｒ、或いは、Ｉｒ酸化物のいずれかであることを特徴とする付記７乃至９のいずれか１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（付記１１） 上記電極が圧電アクチュエータ１の側面に露出する電極が、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｉｒ、或いは、Ｉｒ酸化物のいずれかとセラミックスとからなることを特徴とする付記７乃至９のいずれか１に記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（付記１２） 上記電極に含まれるセラミックスの組成が、圧電アクチュエータ１の組成と同一であることを特徴とする付記１１記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
（付記１３） 付記１乃至１２のいずれか１に記載の圧電アクチュエータ１の駆動方法により磁気ヘッドの移動制御を行う移動制御機構を備えたことを特徴とする磁気ディスク装置。
（付記１４） 稼働時間をディスクに保存する稼働時間記憶機構を備えたことを特徴とする付記１３記載の磁気ディスク装置。
（付記１５） 上記電圧反転のタイミングを決定するタイマを具備したことを特徴とする付記１３または１４に記載の磁気ディスク装置。

本発明の活用例としては、磁気ディスク装置の圧電アクチュエータの駆動が典型的なものであるが、磁気ディスク装置に限られるものではなく、光学系の焦点補正や傾角制御に用いる圧電アクチュエータの駆動方法、或いは、インクジェットプリンタ装置の圧電アクチュエータの駆動方法にも適用されるものである。

本発明の原理的構成の説明図である。 本発明の実施例１における駆動電圧波形図である。 比較例における駆動電圧波形図である。 本発明の実施例２に用いる駆動回路図である。 本発明の実施例２における駆動電圧波形図である。 本発明の実施例３における駆動電圧波形図である。 本発明の実施例４の磁気ディスク装置の本体部を示す要部斜視図である。 本発明の実施例４の磁気ディスク装置の機能を示すブロック図である。 本発明の実施例４における駆動回路の回路構成図である。 本発明の実施例４における駆動電圧のタイムチャートである。 本発明の実施例４における一般的な使用状態における圧電アクチュエータ制御のフローチャートである。 従来の積層型圧電アクチュエータの概略的斜視図である。 従来の壁を設けた積層型圧電アクチュエータの概略的斜視図である。

符号の説明

１ 圧電アクチュエータ
２ スイッチ手段
３ 直流バイアス電源
４ 交流駆動電源
１１ 圧電アクチュエータ
１２ スイッチ手段
１３ 直流バイアス電源
１４ 交流駆動電源
２０ 磁気ディスク装置
２１ 磁気ディスク
２２ スライダー
２３ 微動アーム
２４ 圧電アクチュエータ
２５ ベースアーム
２６ 軸
２７ 電磁アクチュエータ
２８ タイマー
２９ 制御回路
３０ 駆動回路
３１ スイッチ手段
３２ 直流バイアス電源
３３ 交流駆動電源
４１ 圧電体層
４２ 内部電極層
４３ 表面電極
４４ 壁

Claims (5)

1. 少なくとも２周期以上の駆動波形を印加した後、電圧を反転させた駆動波形を２周期以上印加することを特徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
2. 上記印加電圧の最大値が正の抗電界以上であり且つ最小値が負の抗電界以上であるか或いは印加電圧の最大値が正の抗電界以下であり且つ最小値が負の抗電界以下であることを特徴とする請求項１記載の圧電アクチュエータの駆動方法。
3. 上記印加電圧の反転が少なくとも１回以上行われ、且つ、前記反転周期が等間隔であることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電アクチュエータの制御方法。
4. 上記印加電圧の反転が少なくとも1 回以上行われ、且つ、前記反転周期を徐々に短くすることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電アクチュエータの制御方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータの駆動方法により磁気ヘッドの移動制御を行う移動制御機構を備えたことを特徴とする磁気ディスク装置。

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