JP3041052B2 - Recording / reproducing head, recording / reproducing head positioning mechanism, and recording / reproducing device - Google Patents

Recording / reproducing head, recording / reproducing head positioning mechanism, and recording / reproducing device

Info

Publication number
JP3041052B2
JP3041052B2 JP10520267A JP52026798A JP3041052B2 JP 3041052 B2 JP3041052 B2 JP 3041052B2 JP 10520267 A JP10520267 A JP 10520267A JP 52026798 A JP52026798 A JP 52026798A JP 3041052 B2 JP3041052 B2 JP 3041052B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
displacement
actuator
recording
slider
displacement generating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP10520267A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
佳一 添野
慎司 市川
隆満 綱
勇武 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP10520267A priority Critical patent/JP3041052B2/en
Priority claimed from PCT/JP1997/003486 external-priority patent/WO1998019304A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3041052B2 publication Critical patent/JP3041052B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、記録/再生ヘッドと、記録/再生ヘッド位
置決め機構と、磁気ディスク装置や光ディスク装置等の
記録/再生装置とに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a recording / reproducing head, a recording / reproducing head positioning mechanism, and a recording / reproducing device such as a magnetic disk device and an optical disk device.

背景技術 図32に、従来の磁気ディスク装置(HDD)に用いられ
ている浮上型の磁気ヘッドおよびその位置決め機構の平
面図を示す。
BACKGROUND ART FIG. 32 shows a plan view of a floating magnetic head used in a conventional magnetic disk drive (HDD) and a positioning mechanism thereof.

同図において磁気ヘッドは、電磁変換素子1が形成さ
れたスライダ2と、このスライダ2を支持するサスペン
ション3とから構成される。なお、電磁変換素子1と磁
気ディスク装置の信号処理回路とを電気的に接続して記
録再生信号の伝送を行う配線は、図示を省略してある。
Referring to FIG. 1, the magnetic head includes a slider 2 on which an electromagnetic transducer 1 is formed, and a suspension 3 supporting the slider 2. The wiring for electrically connecting the electromagnetic transducer 1 and the signal processing circuit of the magnetic disk drive to transmit the recording / reproducing signal is not shown.

磁気ヘッドの位置決めのためのアクチュエータには、
VCM(ボイスコイルモータ)5が用いられている。VCM5
は、コイル51、永久磁石52、ベアリング53およびアーム
54から構成され、アーム54には、一端にコイル51が、他
端に磁気ヘッドのサスペンション3がそれぞれ取り付け
られている。なお、コイル51の上側にも、永久磁石(図
示せず)が設けられている。
Actuators for positioning the magnetic head include:
A VCM (voice coil motor) 5 is used. VCM5
Is a coil 51, a permanent magnet 52, a bearing 53 and an arm
The arm 54 has a coil 51 attached to one end and a suspension 3 of the magnetic head attached to the other end. A permanent magnet (not shown) is also provided above the coil 51.

電磁変換素子1は、電気信号と磁気信号とを相互に変
換するための磁極およびコイルや、これらに加え、磁気
信号を電流変化に変換するための磁気抵抗効果素子など
を有するものであり、これらは薄膜形成技術や組立加工
技術等により形成されている。スライダ2は、Al2O3−T
iCやCaTiO3などの非磁性セラミックスやフェライトなど
の磁性体から構成され、その形状は概ね直方体状であ
り、ディスク媒体6に対向する面(エアベアリング面)
が、ディスク媒体6と微小な距離を隔てて浮上するため
の圧力を発生するのに適した形状に加工されたものであ
る。サスペンション3は、弾性を有するステンレス板な
どに曲げや抜きなどの加工を施すことにより形成された
ものである。
The electromagnetic conversion element 1 has a magnetic pole and a coil for mutually converting an electric signal and a magnetic signal, and in addition to these, a magnetoresistive element for converting a magnetic signal into a current change, and the like. Are formed by a thin film forming technique, an assembly processing technique, or the like. Slider 2 is made of Al 2 O 3 -T
It is composed of a magnetic material such as nonmagnetic ceramics such as iC or CaTiO 3 or ferrite, and has a substantially rectangular parallelepiped shape, and a surface facing the disk medium 6 (air bearing surface).
Is processed into a shape suitable for generating a pressure for floating the disk medium 6 at a minute distance. The suspension 3 is formed by subjecting an elastic stainless steel plate or the like to processing such as bending or punching.

次に、記録および再生の際の作用を説明する。ディス
ク媒体6は毎分数千回転程度で高速回転しているため、
これとスライダ2との間には空気が流入し、スライダ2
には浮上する力が加わる。一方、スライダ2はサスペン
ション3によって所定の加重でディスク媒体6側に押圧
されているため、浮上力と押圧力との関係に基づき、ス
ライダ2は微小な距離を隔ててディスク媒体6上に浮上
する。
Next, the operation at the time of recording and reproduction will be described. Since the disk medium 6 is rotating at a high speed of about several thousand revolutions per minute,
Air flows between this and the slider 2 and the slider 2
Is subjected to a floating force. On the other hand, since the slider 2 is pressed against the disk medium 6 with a predetermined load by the suspension 3, the slider 2 floats on the disk medium 6 at a small distance based on the relationship between the floating force and the pressing force. .

磁気ヘッドはVCM5と連結されているため、ベアリング
53を中心とする揺動動作により、ディスク媒体6の半径
方向に移動が可能となっており、電磁変換素子1の位置
決め制御、すなわち、任意の記録再生トラック上に移動
するシーク制御および記録再生トラック追従制御が行わ
れる。
Since the magnetic head is connected to VCM5, the bearing
The rocking movement around the center 53 enables the disk medium 6 to move in the radial direction, and controls the positioning of the electromagnetic transducer 1, that is, seek control for moving to an arbitrary recording / reproducing track and recording / reproducing track. Following control is performed.

磁気変換素子1の位置決め制御は、ディスク媒体6に
記録されたトラック位置信号を電磁変換素子1が検出
し、ヘッド位置決め制御回路7で演算処理された駆動信
号が増幅器8を経てVCM5のコイル51に所定の電流を流
し、永久磁石52との間に発生する力を制御することによ
り行われる。目的トラックに位置決めされた電磁変換素
子1は、ディスク媒体6に対し磁気信号の記録再生を行
う。
The positioning control of the magnetic transducer 1 is performed by detecting the track position signal recorded on the disk medium 6 by the electromagnetic transducer 1, and the drive signal processed by the head positioning control circuit 7 is supplied to the coil 51 of the VCM 5 via the amplifier 8. This is performed by flowing a predetermined current and controlling a force generated between the permanent magnet 52 and the magnet. The electromagnetic transducer 1 positioned on the target track records and reproduces a magnetic signal on the disk medium 6.

以上のように、従来、磁気ヘッドの位置決め手段とし
ては、VCMを用いることが一般的であった。
As described above, conventionally, VCM has generally been used as a means for positioning a magnetic head.

磁気ディスク装置では、ディスク媒体の回転に伴う同
期あるいは非同期のディスク媒体面振動、ディスク媒体
の偏心、磁気ヘッドやディスク媒体を含む磁気ディスク
装置の熱膨張や外乱振動などにより、磁気ヘッドと記録
トラックとの間に位置ずれが生じる。このため、記録時
には隣接トラックの信号情報を重ね書きにより消してし
まったり、再生時には対象とするトラックの再生信号レ
ベルが低下したり、隣接トラックの信号がクロストーク
ノイズとして混入して再生信号の品質が低下したりす
る。
In magnetic disk drives, synchronous or asynchronous disk medium surface vibrations accompanying rotation of the disk medium, eccentricity of the disk medium, thermal expansion and disturbance vibrations of the magnetic disk device including the magnetic head and the disk medium, and the like, cause the magnetic head and the recording track to be separated from each other. Position shift occurs between the two. For this reason, the signal information of the adjacent track is erased by overwriting at the time of recording, the reproduction signal level of the target track is reduced at the time of reproduction, or the signal of the adjacent track is mixed as crosstalk noise and the quality of the reproduction signal is reduced. Or decrease.

したがって、記録再生時には、磁気ヘッドの電磁変換
素子の位置を正確かつ高速にディスク媒体上の所定の記
録トラックに追従させる必要がある。
Therefore, at the time of recording / reproducing, it is necessary to make the position of the electromagnetic transducer of the magnetic head accurately and quickly follow a predetermined recording track on the disk medium.

しかし、上記した従来の磁気ディスク装置は、磁気ヘ
ッド、アームおよびコイルからなる質量の大きな構造体
全体を揺動させる構成であり、また、弾性を有するサス
ペンションを介してスライダを移動させる構成であり、
また、揺動の中心となるベアリングには摩擦抵抗や偏心
などが必ず存在するため、位置決め精度、特に記録トラ
ックの追従精度に限界があるという課題があった。
However, the above-described conventional magnetic disk drive has a configuration in which the entire large-mass structure including the magnetic head, the arm, and the coil is swung, and a configuration in which the slider is moved via an elastic suspension.
In addition, there is a problem that the positioning accuracy, particularly the tracking accuracy of the recording track, is limited because the bearing that is the center of the swing always has friction resistance, eccentricity, and the like.

一方、磁気ディスク装置における高密度記録への要求
は強く、このため、トラック密度はより高く、すなわ
ち、記録トラック幅はより狭くなりつつあり、これに伴
い磁気ヘッドの位置決め精度の向上が必要となってい
る。従来の位置決め制御帯域は約500Hzであり、位置決
め精度は約0.3μmであるが、記録トラック幅が1μm
程度まで狭くなると、制御帯域としては数キロヘルツ、
位置決め精度としては0.1μm程度が必要となる。この
ため、従来の磁気ヘッドの位置決め機構における課題は
さらに顕在化している。
On the other hand, there is a strong demand for high-density recording in magnetic disk devices, and as a result, the track density is higher, that is, the recording track width is becoming narrower. Accordingly, it is necessary to improve the positioning accuracy of the magnetic head. ing. The conventional positioning control band is about 500 Hz, the positioning accuracy is about 0.3 μm, but the recording track width is 1 μm.
When it is narrowed to a degree, the control band is several kilohertz,
A positioning accuracy of about 0.1 μm is required. For this reason, the problem in the conventional magnetic head positioning mechanism has become more apparent.

また、磁気ヘッドの浮上量は、従来、一般に50〜100n
m程度であったが、この程度の浮上量のままで記録再生
トラックピッチを1μm程度まで狭くすると、記録時に
隣接トラックの信号情報を記録漏れ磁界により消去して
しまったり、再生時に信号レベル絶対出力の低下により
S/Nが劣化したりといった諸課題がでてくる。したがっ
て、安定した記録再生特性を維持するには、ディスク媒
体に対する磁気ヘッドの浮上量を50nm以下にする必要が
ある。しかし、浮上量を小さくする場合、シーク制御時
や記録再生トラック追従制御時の浮上特性(浮上量変
動)と、ディスク媒体の平滑性とを、より厳しく管理す
る必要がある。
Conventionally, the flying height of the magnetic head is generally 50 to 100 n.
However, if the recording / reproducing track pitch is reduced to about 1 μm while keeping the flying height at this level, the signal information of the adjacent track is erased by the recording leakage magnetic field during recording, or the signal level is absolutely output during reproduction. Due to the decline
Various issues such as deterioration of S / N come out. Therefore, to maintain stable recording / reproducing characteristics, the flying height of the magnetic head with respect to the disk medium needs to be 50 nm or less. However, when the flying height is reduced, it is necessary to more strictly manage the flying characteristics (floating amount fluctuation) during the seek control or the recording / reproducing track following control and the smoothness of the disk medium.

ところで、最近、浮上量の極めて小さい疑似接触型ヘ
ッドと呼ばれる磁気ヘッドや、磁気ヘッドとディスク媒
体とが常時接触する接触型ヘッドの研究も進んでいる。
これらの磁気ヘッドを用いる目的は、記録密度をさらに
高くすることなので、これらの磁気ヘッドではシーク制
御や記録再生トラック追従制御がさらに困難となる。
By the way, recently, researches on a magnetic head called a pseudo contact type head having an extremely small flying height and a contact type head in which the magnetic head and the disk medium are always in contact have been advanced.
Since the purpose of using these magnetic heads is to further increase the recording density, seek control and recording / reproducing track follow-up control become more difficult with these magnetic heads.

磁気ヘッドの位置決め精度を高める方法の一つとし
て、磁気ヘッド取り付けアームまたは支持バネ(サスペ
ンション)に圧電素子等の微小変位アクチュエータを設
ける方法が提案されている(特開平5−28670号公報、
同5−47126号公報)。これらの方法により磁気ヘッド
位置決め精度はある程度改善されるが、これらの方法
も、弾性を有するサスペンションを介してスライダを駆
動する点ではVCMによる位置決め機構と同様であるた
め、サスペンションの振動による影響から逃れることは
できず、位置決め精度向上に限界がある。
As one of methods for improving the positioning accuracy of a magnetic head, a method of providing a small displacement actuator such as a piezoelectric element on a magnetic head mounting arm or a support spring (suspension) has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 5-28670,
No. 5-47126). Although these methods improve the positioning accuracy of the magnetic head to some extent, these methods are also similar to the positioning mechanism using the VCM in that the slider is driven through the elastic suspension, so that they are not affected by the vibration of the suspension. Cannot be performed, and there is a limit in improving the positioning accuracy.

また、スライダを変位させるために小型の静電気力ア
クチュエータを用いる方法(Magnetic Recording Head
Positioning at Very High Track Densities Using a M
icroactuator−Based,Two−Stage Servo System,IEEE T
RANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTLONICS,VOL.42,NO.3,
pp.222−233,JUNE 1995)や、小型の電磁力アクチュエ
ータを用いる方法(Silicon Microstructures and Micr
oactuators for Compact Computer Disk Drives,IEEE C
ONTROL SYSTEMS,pp.52−57,DECEMBER 1994)が提案され
ているが、静電気力アクチュエータは、スライダを変位
させるのに十分な駆動力を発生させることが難しく、電
磁力アクチュエータは、漏れ磁束によるディスク媒体の
磁気信号への影響が懸念されるという問題がある。ま
た、両者共に、アクチュエータが発生する静電気力また
は電磁力で変形可能な小さな弾性を有する支持部材でス
ライダを保持しなければならないので、外乱に弱いとい
う問題もある。なお、静電アクチュエータによりスライ
ダを駆動することは特開平8−180623号公報にも記載さ
れているが、このものでも同様な問題が生じる。
In addition, a method using a small electrostatic force actuator to displace the slider (Magnetic Recording Head)
Positioning at Very High Track Densities Using a M
icroactuator-Based, Two-Stage Servo System, IEEE T
RANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTLONICS, VOL.42, NO.3,
pp.222-233, JUNE 1995) and a method using a small electromagnetic force actuator (Silicon Microstructures and Micr)
oactuators for Compact Computer Disk Drives, IEEE C
ONTROL SYSTEMS, pp.52-57, DECEMBER 1994), however, it is difficult for an electrostatic force actuator to generate a driving force enough to displace a slider, and an electromagnetic force actuator uses a disk due to leakage magnetic flux. There is a problem that the magnetic signal of the medium may be affected. In both cases, the slider must be held by a small elastic supporting member that can be deformed by an electrostatic force or an electromagnetic force generated by the actuator, and thus there is a problem that the slider is vulnerable to disturbance. The driving of the slider by the electrostatic actuator is also described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-180623, but the same problem occurs with this device.

また、特開平6−259905号公報には、記録再生機能部
(電磁変換素子)を設けたスライダと、VCMにより駆動
されるサスペンションとを、圧電素子等の駆動部材を介
して連結する構成を有する記録再生装置用アクチュエー
タが記載されている。同公報の第1実施例(図1参照)
における薄形微動機構部(駆動部材)は、対向する一組
の薄板と、一組の圧電素子とから構成され、各薄板の両
端には、各圧電素子の端部のうちいずれか一端を接続す
るための折り曲げ部が対角線上に設けられ、そこに圧電
素子の各端が接続されたものである。この薄形微動機構
部では、圧電素子を共に伸ばすように変形させるか、共
に縮めるように変形させることにより、圧電素子の伸縮
方向とほぼ直交する方向に記録再生機能部を微小変位さ
せることが可能となっている。また、同公報の第2実施
例(図2参照)における薄形微動機構部は、第1実施例
と同様に、対向する一組の薄板と、一組の圧電素子とか
ら構成されている。ただし、各圧電素子の一端を接続す
るための折り曲げ部は、各薄板の一端に設けられている
点が第1実施例とは異なる。この薄形微動機構部では、
各圧電素子をスライダの浮上面に平行な面内で共に同じ
方向に曲げ変形させることにより、第1実施例と同様の
記録再生機能部を微小変位させることが可能となってい
る。また、同公報の第3実施例(図3参照)では、曲げ
変形が自在な一組の圧電素子だけから微動機構部を構成
している。すなわち、各圧電素子は、一端にスライダ
が、他端にサスペンションがそれぞれ接続されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-259905 discloses a configuration in which a slider provided with a recording / reproducing function section (electromagnetic transducer) and a suspension driven by a VCM are connected via a driving member such as a piezoelectric element. An actuator for a recording / reproducing device is described. First embodiment of the publication (see FIG. 1)
The thin fine movement mechanism (driving member) in the above is composed of a pair of opposed thin plates and a set of piezoelectric elements, and one end of each end of each piezoelectric element is connected to both ends of each thin plate. A bent portion is provided on a diagonal line, and each end of the piezoelectric element is connected to the bent portion. In this thin type fine movement mechanism, the recording / reproducing function can be minutely displaced in a direction almost perpendicular to the direction of expansion and contraction of the piezoelectric element by deforming the piezoelectric element so as to expand or contract together. It has become. Further, the thin fine movement mechanism in the second embodiment (see FIG. 2) of the publication is composed of a pair of opposed thin plates and a pair of piezoelectric elements as in the first embodiment. However, this embodiment differs from the first embodiment in that a bent portion for connecting one end of each piezoelectric element is provided at one end of each thin plate. In this thin type fine movement mechanism,
By bending each piezoelectric element in the same direction in a plane parallel to the flying surface of the slider, the recording / reproducing function unit similar to that in the first embodiment can be slightly displaced. Further, in the third embodiment (see FIG. 3) of the publication, the fine movement mechanism section is constituted only by a set of piezoelectric elements which can be flexibly deformed. That is, each piezoelectric element has a slider connected to one end and a suspension connected to the other end.

同公報では、従来技術として、スライダ自在に圧電素
子を埋め込んだ微動アクチュエータを挙げており、この
ようなスライダ(微動アクチュエータ)では浮上面にね
じれや歪みなどの変形が生じて、浮上特性に影響を与え
るとしている。そして、上記薄形微動機構部ではスライ
ダに全く応力が加わらないため、スライダに変形が生じ
ず、ヘッドの浮上挙動に全く影響を与えないアクチュエ
ータを構成することが可能となることを効果として挙げ
ている。しかし、第1実施例および第2実施例の薄形微
動機構部は、一組の薄板を一組の圧電素子で接続したア
センブリ構造であるため、両圧電素子間に特性差が存在
しないとしても、組立誤差などにより浮上方向へのぶれ
(浮上量変動)が生じやすい。また、組立工程が必要で
あるため、コスト高となる。また、アセンブリ構造で
は、剛性を高くすることが難しくなり、接着部などの機
械的な耐久性が低くなるほか、圧電素子の電極から配線
を引き出す必要が生じるので、変位特性を阻害したり、
構造が複雑となって構造コストが高くなるという問題も
生じる。第3実施例も同様に、組立誤差が変位特性をば
らつかせるという問題がある。
In this publication, as a prior art, a fine actuator in which a piezoelectric element is embedded freely in a slider is mentioned. In such a slider (fine actuator), deformation such as torsion or distortion occurs on the air bearing surface, which affects the flying characteristics. Trying to give. In the thin type fine movement mechanism, since no stress is applied to the slider, the slider is not deformed and the actuator which does not affect the flying behavior of the head can be constituted. I have. However, since the thin fine movement mechanism of the first embodiment and the second embodiment has an assembly structure in which a pair of thin plates are connected by a pair of piezoelectric elements, even if there is no characteristic difference between the two piezoelectric elements. In addition, blurring in the flying direction (floating amount fluctuation) is likely to occur due to an assembly error or the like. Further, since an assembling process is required, the cost increases. In addition, in the assembly structure, it is difficult to increase rigidity, mechanical durability of an adhesive portion and the like is lowered, and it is necessary to draw a wiring from an electrode of the piezoelectric element.
There is also a problem that the structure becomes complicated and the structure cost increases. Similarly, the third embodiment also has a problem that an assembly error causes variation in displacement characteristics.

なお、同公報の図6に従来技術として記載されている
アクチュエータおよび前記特開平5−28670号公報の図
5に記載されているアクチュエータは、圧電素子等の変
位発生素子をサスペンションにはめ込んだ構造であるた
め、変位発生素子の寸法とこれがはめ込まれる空隙の寸
法との公差管理が難しい。圧電素子は変位量が非常に小
さいため、両者の間に隙間が存在すると、伝達される変
位量にロスやばらつきが生じ、変位が全く伝わらないこ
ともある。したがって、隙間が生じないように高精度に
組み立てる必要があり、技術的な困難を伴うと共にコス
トアップを招く。
The actuator described in FIG. 6 of the same publication as the prior art and the actuator described in FIG. 5 of the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-28670 have a structure in which a displacement generating element such as a piezoelectric element is fitted in a suspension. Therefore, it is difficult to manage the tolerance between the size of the displacement generating element and the size of the gap into which the displacement generating element is fitted. Since the amount of displacement of the piezoelectric element is very small, if there is a gap between the two, loss or variation occurs in the transmitted displacement, and the displacement may not be transmitted at all. Therefore, it is necessary to assemble with high precision so as not to form a gap, which involves technical difficulties and increases costs.

特開昭63−291271号公報には、スライダとロードバー
との間に圧電素子または電歪素子からなる微動機構を設
けた磁気ヘッド位置決め機構が記載されている。同公報
の実施例に記載された微動機構は、薄い圧電素子板に
“コ”字状の切り欠きを設けたものであり、圧電素子板
の一部を伸縮させることにより、この伸縮と同じ方向に
スライダを直線変位させるものである。この微動機構
は、アセンブリ構造ではなく一体型ではあるが、スライ
ダの変位量が圧電素子板の直線変位量に依存する構造な
ので、スライダの変位量を大きくするためには微動機構
の寸法を大きくせざるを得ないという問題がある。
JP-A-63-291271 describes a magnetic head positioning mechanism provided with a fine movement mechanism comprising a piezoelectric element or an electrostrictive element between a slider and a load bar. The fine movement mechanism described in the example of the publication has a thin U-shaped notch formed in a thin piezoelectric element plate, and a part of the piezoelectric element plate is expanded and contracted to have the same direction as the expansion and contraction. To linearly displace the slider. This fine movement mechanism is not an assembly structure but an integral type, but since the displacement of the slider depends on the linear displacement of the piezoelectric element plate, the size of the fine movement mechanism must be increased in order to increase the displacement of the slider. There is a problem that must be done.

前記特開平5−47126号公報に図1〜図4に記載され
た構成では、シート状の圧電素子自体をヘッド支持バネ
に貼り付けているため、ヘッド支持バネが圧電素子の変
位を阻害する負荷となる。このため、圧電素子の小さな
変位量がさらに減少してしまう。また、圧電素子に負荷
がかかるので、寿命が短くなったり、特性劣化が早まっ
たりし、十分な耐久性が得られない。また、圧電素子の
貼り付けには、通常、有機樹脂等からなる接着剤層が用
いられるので、圧電素子の変位に伴って接着剤層が変形
してしまい、伝達ロスが生じる。また、圧電素子が変位
する際に接着剤層にも負荷がかかるので、接着に関して
の信頼性も低くなる。また、上記負荷および環境条件
(高温・高湿等)により接着力(固定力)が変化した
り、接着剤層自体の剛性が変化したりするため、圧電素
子から接着剤層を介して電磁変換素子に伝達される変位
に経年変化が生じてしまう。
In the configuration described in FIGS. 1 to 4 in JP-A-5-47126, the sheet-shaped piezoelectric element itself is adhered to the head supporting spring, so that the head supporting spring impedes the displacement of the piezoelectric element. Becomes For this reason, the small displacement of the piezoelectric element is further reduced. In addition, since a load is applied to the piezoelectric element, the service life is shortened, the characteristics deteriorate quickly, and sufficient durability cannot be obtained. In addition, since an adhesive layer made of an organic resin or the like is usually used for attaching the piezoelectric element, the adhesive layer is deformed with the displacement of the piezoelectric element, resulting in transmission loss. Further, when the piezoelectric element is displaced, a load is also applied to the adhesive layer, so that the reliability of the bonding is lowered. Also, since the adhesive force (fixing force) changes and the rigidity of the adhesive layer itself changes depending on the load and environmental conditions (high temperature, high humidity, etc.), the electromagnetic conversion from the piezoelectric element via the adhesive layer is performed. The displacement transmitted to the element changes over time.

また、特開平6−309822号公報の図6には、サスペン
ションの先端部に形成されるジンバル部の平行板ばねを
構成する一対の金属薄板上に、それぞれシート状の圧電
素子を装着した構成の駆動手段を有する記録再生ヘッド
が記録されている。この駆動手段では、圧電素子の伸縮
により圧電素子と金属薄板との長さの差が生じ、これに
よって両者が撓むことにより電磁変換素子が変位するも
のである。この構成でも圧電素子が接着剤層を介して金
属薄板を撓ませるので、やはり接着剤層に負荷がかか
り、信頼性が低くなる。
FIG. 6 of JP-A-6-309822 shows a configuration in which a sheet-like piezoelectric element is mounted on a pair of thin metal plates constituting a parallel leaf spring of a gimbal portion formed at the tip of a suspension. A recording / reproducing head having driving means is recorded. In this driving means, a length difference between the piezoelectric element and the metal thin plate is generated due to expansion and contraction of the piezoelectric element, and the electromagnetic transducer is displaced by bending of the two. Also in this configuration, since the piezoelectric element bends the metal sheet via the adhesive layer, a load is also applied to the adhesive layer, and the reliability is reduced.

特開平60−47271号公報には、スライダとヘッド本体
との間に、ヘッド本体を情報用トラックの並列方向に微
動させる駆動素子を設けた浮動ヘッドが記載されてい
る。前記駆動素子としては圧電素子が挙げられている。
具体的には、積層型圧電素子の厚さ変化を利用してヘッ
ド本体を微動させるものと、バイモルフ型の圧電素子を
利用するものとが記載されている。同公報に記載された
ヘッド本体は、薄膜ヘッドの電磁変換素子ではなく、通
常のバルク型磁気ヘッドである。同公報記載の積層型圧
電素子は、電界と同じ方向の変位、すなわち圧電縦効果
を利用するものであり、かつこれによる厚さ方向の直線
変位を利用してヘッド本体を直線変位させるので、ヘッ
ド本体の変位量を大きくするためには圧電素子の寸法を
大きくせざるを得ないという問題がある。また、同公報
記載の構造では、浮上面の一部が変形、変位する。この
ため、浮上特性が安定しないという問題およびヘッド本
体と媒体との間のスペーシング変動により記録再生特性
が安定しないという問題が生じる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-47271 describes a floating head provided with a drive element for finely moving the head main body in the direction parallel to the information track between the slider and the head main body. A piezoelectric element is mentioned as the driving element.
Specifically, there are described one that finely moves the head main body by using a change in the thickness of the laminated piezoelectric element and one that uses a bimorph type piezoelectric element. The head body described in the publication is not a thin film head electromagnetic transducer, but a normal bulk type magnetic head. The multilayer piezoelectric element described in the publication uses a displacement in the same direction as the electric field, that is, a piezoelectric longitudinal effect, and linearly displaces the head body using a linear displacement in the thickness direction due to the displacement. There is a problem that the size of the piezoelectric element must be increased in order to increase the displacement of the main body. Further, in the structure described in the publication, a part of the floating surface is deformed and displaced. For this reason, there arises a problem that the flying characteristics are not stable, and a problem that the recording / reproducing characteristics are not stable due to a variation in spacing between the head body and the medium.

なお、以上では、記録/再生ヘッドのうち電磁ヘッド
について述べたが、磁気ヘッドの位置決めに関して述べ
た上記各問題は、光ディスク装置用の記録/再生ヘッド
においても同様に生じる。従来の光ディスク装置では、
少なくともレンズを有する光学モジュールを備えた光ピ
ックアップを利用している。この光ピックアップは、光
ディスクの記録面に焦点が合うようにレンズが機械的に
制御されるものである。しかし、最近、光ディスクの記
録密度を飛躍的に高める方法として、ニア・フィールド
記録が提案されており[NIKKEI ELECTRONICS 1997.6.16
(no.691),p.99]、このニア・フィールド記録では、
浮上型ヘッドを用いる。この浮上型ヘッドは、浮上型磁
気ヘッドと同様なスライダを用い、このスライダに、SI
L(solid immersion lens)と呼ばれる半球状のレンズ
と、磁界変調記録用コイルと、プリフォーカスレンズと
を有する光学モジュールを組み込んだものである。ニア
・フィールド記録用の浮上型ヘッドは、米国特許第5,49
7,359号明細書にも記載されている。このような浮上型
ヘッドと組み合わせて用いられる光ディスクは、記録ト
ラック密度が極めて高いため、記録トラックに対する位
置決めに際しては、浮上型磁気ヘッドと同様な上記各問
題が生じる。
In the above description, the electromagnetic head among the recording / reproducing heads has been described. However, the above-described problems concerning the positioning of the magnetic head similarly occur in the recording / reproducing head for an optical disk device. In a conventional optical disk device,
An optical pickup provided with an optical module having at least a lens is used. In this optical pickup, the lens is mechanically controlled so that the recording surface of the optical disc is focused. However, recently, near-field recording has been proposed as a method for dramatically increasing the recording density of optical disks [NIKKEI ELECTRONICS 1997.6.16
(No.691), p.99], in this near-field record,
A floating head is used. This flying type head uses a slider similar to the flying type magnetic head,
It incorporates an optical module having a hemispherical lens called L (solid immersion lens), a magnetic field modulation recording coil, and a prefocus lens. A flying head for near-field recording is disclosed in U.S. Pat.
It is also described in the specification of 7,359. An optical disk used in combination with such a flying head has an extremely high recording track density, and thus poses the above-described problems similar to those of the flying magnetic head when positioning with respect to the recording tracks.

発明の開示 本発明の目的は、磁気ディスク装置が光ディスク装置
等の記録/再生装置において、記録/再生ヘッドに設け
られた電磁変換素子や光学モジュールの位置決めを、高
精度かつ高速に行うことを可能とすることであり、ま
た、このような位置決めを行う際に、記録媒体表面に垂
直な方向における電磁変換素子や光学モジュールの位置
変動を簡易な方法で抑制することである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to enable a magnetic disk device to perform high-accuracy and high-speed positioning of an electromagnetic transducer or an optical module provided in a recording / reproducing head in a recording / reproducing device such as an optical disk device. In addition, when performing such positioning, it is to suppress a change in position of the electromagnetic transducer or the optical module in a direction perpendicular to the surface of the recording medium by a simple method.

このような目的は、下記(1)から(17)のいずれか
の構成により達成される。
Such an object is achieved by any one of the following configurations (1) to (17).

(1) 電磁変換素子または光学モジュールが設けられ
たスライダとアクチュエータとサスペンションとを有
し、スライダがアクチュエータを介してサスペンション
に支持されており、 アクチュエータが固定部と可動部とこれらを連結する
少なくとも2つの梁部とを有し、梁部の少なくとも1つ
に変位発生部が形成されており、変位発生部が逆圧電効
果または電歪効果により固定部と可動部とを結ぶ方向に
伸縮するものであり、固定部がサスペンションに可動部
がスライダにそれぞれ固定されており、 変位発生部の伸縮に伴い、変位発生部に撓むと共に可
動部が固定部に対し直線変位するか弧状変位するか回転
変位すると共に、電磁変換素子または光学モジュールが
記録媒体の記録トラックと交差するように直線状または
弧状の軌跡を描いて変位するものであり、 固定部と可動部と梁部とが、圧電・電歪材料から構成
される板状体に孔部および/または切り欠きを設けるこ
とにより一体的に形成されたものである記録/再生ヘッ
ド。
(1) A slider provided with an electromagnetic transducer or an optical module, an actuator, and a suspension. The slider is supported by the suspension via the actuator. And a displacement generating part is formed in at least one of the beam parts, and the displacement generating part expands and contracts in a direction connecting the fixed part and the movable part by an inverse piezoelectric effect or an electrostrictive effect. The fixed part is fixed to the suspension and the movable part is fixed to the slider, respectively, and as the displacement generating part expands and contracts, it flexes to the displacement generating part and the movable part moves linearly or arcuately with respect to the fixed part, or rotational displacement. And draw a linear or arc-shaped locus so that the electromagnetic transducer or the optical module intersects the recording track of the recording medium. The fixed part, the movable part, and the beam part are integrally formed by providing a hole and / or a notch in a plate made of a piezoelectric / electrostrictive material. Recording / playback head.

(2) アクチュエータがスライダの背面または側面に
配置されている(1)の記録/再生ヘッド。
(2) The recording / reproducing head according to (1), wherein the actuator is disposed on the back surface or the side surface of the slider.

(3) スライダの背面に設けた段差によって形成され
た空間にアクチュエータが配置されている(2)の記録
/再生ヘッド。
(3) The recording / reproducing head according to (2), wherein the actuator is disposed in a space formed by a step provided on the back surface of the slider.

(4) スライダとアクチュエータとがサスペンション
を挟んで対向して配置されている(1)〜(3)のいず
れかの記録/再生ヘッド。
(4) The recording / reproducing head according to any one of (1) to (3), wherein the slider and the actuator are arranged to face each other across the suspension.

(5) サスペンションの一部に、スライダを記録媒体
表面に追従させるためのジンバル部が設けられており、
このジンバル部にアクチュエータが連結されている
(1)〜(4)のいずれかの記録/再生ヘッド。
(5) A gimbal portion for causing the slider to follow the recording medium surface is provided in a part of the suspension.
The recording / reproducing head according to any one of (1) to (4), wherein an actuator is connected to the gimbal portion.

(6) アクチュエータの変位発生部に、両側に電極層
が存在する圧電・電歪材料層が少なくとも2層存在する
(1)〜(5)のいずれかの記録/再生ヘッド。
(6) The recording / reproducing head according to any one of (1) to (5), wherein at least two piezoelectric / electrostrictive material layers having electrode layers on both sides are present in the displacement generating portion of the actuator.

(7) 電磁変換素子または光学モジュールの変位量
が、アクチュエータの変位発生部の伸縮量よりも大きい
(1)〜(6)のいずれかの記録/再生ヘッド。
(7) The recording / reproducing head according to any one of (1) to (6), wherein an amount of displacement of the electromagnetic transducer or the optical module is larger than an amount of expansion and contraction of a displacement generating portion of the actuator.

(8) 電磁変換素子または光学モジュールの変位量
が、スライダとアクチュエータとの連結部の変位量より
も大きい(7)の記録/再生ヘッド。
(8) The recording / reproducing head according to (7), wherein a displacement of the electromagnetic transducer or the optical module is larger than a displacement of a connecting portion between the slider and the actuator.

(9) スライダとアクチュエータとの連結部の変位量
が、アクチュエータの変位発生部の伸縮量よりも大きい
(7)または(8)の記録/再生ヘッド。
(9) The recording / reproducing head according to (7) or (8), wherein an amount of displacement of a connecting portion between the slider and the actuator is larger than an amount of expansion and contraction of a displacement generating portion of the actuator.

(10) アクチュエータおよび/または電磁変換素子も
しくは光学モジュールへの配線がサスペンションに形成
されている(1)〜(9)のいずれかの記録/再生ヘッ
ド。
(10) The recording / reproducing head according to any one of (1) to (9), wherein wiring to the actuator and / or the electromagnetic transducer or the optical module is formed on the suspension.

(11) (1)〜(10)のいずれかの記録/再生ヘッド
と、この記録/再生ヘッド全体を駆動する主アクチュエ
ータとを有する記録/再生ヘッド位置決め機構。
(11) A recording / reproducing head positioning mechanism having the recording / reproducing head according to any one of (1) to (10) and a main actuator for driving the entire recording / reproducing head.

(12) 電磁変換素子または光学モジュールが設けられ
たスライダとアクチュエータとサスペンションとを有
し、スライダがアクチュエータを介してサスペンション
に支持されている記録/再生ヘッドの位置決めを行う機
構であり、 アクチュエータが固定部と可動部とこれらを連結する
少なくとも2つの梁部とを有し、梁部の少なくとも2つ
に変位発生部が形成されており、変位発生部が逆圧電効
果または電歪効果により固定部と可動部とを結ぶ方向に
伸縮するものであり、固定部がサスペンションに可動部
がスライダにそれぞれ固定されており、 変位発生部の伸縮に伴い、変位発生部が撓むと共に可
動部が固定部に対し直線変位するか弧状変位するか回転
変位することにより、電磁変換素子または光学モジュー
ルが記録媒体の記録トラックと交差するように直線状ま
たは弧状の軌跡を描いて変位するものであり、 記録トラックと交差する方向の位置決めを行う際に、
各変位発生部に印加する駆動電圧の総和を、どの時刻に
おいても一定となるように制御する記録/再生ヘッド位
置決め機構。
(12) A mechanism that has a slider provided with an electromagnetic transducer or an optical module, an actuator, and a suspension, and the slider positions a recording / reproducing head supported by the suspension via the actuator, and the actuator is fixed. A movable portion and at least two beam portions connecting the movable portion and the movable portion, and at least two of the beam portions are formed with a displacement generating portion, and the displacement generating portion is connected to the fixed portion by an inverse piezoelectric effect or an electrostrictive effect. The movable part is fixed to the suspension, the movable part is fixed to the slider, and the movable part becomes flexible as the displacement generating part flexes as the displacement generating part expands and contracts. On the other hand, by linear displacement, arc displacement or rotational displacement, the electromagnetic conversion element or the optical module causes the recording track of the recording medium to move. It is intended to displace draw a straight or arcuate path so as to intersect, when performing positioning in the direction orthogonal to the recording tracks,
A recording / reproducing head positioning mechanism for controlling the sum of the driving voltages applied to the respective displacement generating parts so as to be constant at any time.

(13) 各変位発生部の伸縮の向きが、同極性の印加電
圧に対して同一であり、各変位発生部へ印加される電圧
が、直流バイアス電圧に制御電圧を加算したものであ
り、各変位発生部において加算する前記制御電圧の総和
をどの時刻においてもゼロとなるように制御するもので
ある(12)の記録/再生ヘッド位置決め機構。
(13) The direction of expansion and contraction of each displacement generating section is the same for an applied voltage of the same polarity, and the voltage applied to each displacement generating section is obtained by adding a control voltage to a DC bias voltage. (12) The recording / reproducing head positioning mechanism according to (12), wherein the total sum of the control voltages added in the displacement generating section is controlled to be zero at any time.

(14) 前記各変位発生部が、電圧印加により伸縮する
変位部と、この変位部を挟む一対のカバー部とを有し、
変位部とカバー部とが記録媒体表面に垂直な方向に積層
されており、 カバー部が、変位部に密着して存在し、かつ変位部の
伸縮に伴って変形するものである(12)または(13)の
記録/再生ヘッド位置決め機構。
(14) each of the displacement generating sections includes a displacement section that expands and contracts by applying a voltage, and a pair of cover sections that sandwich the displacement section;
The displacement portion and the cover portion are stacked in a direction perpendicular to the surface of the recording medium, and the cover portion is in close contact with the displacement portion and is deformed as the displacement portion expands and contracts (12) or (13) The recording / reproducing head positioning mechanism.

(15) 前記記録/再生ヘッドが(1)〜(10)のいず
れかの記録/再生ヘッドである(12)〜(14)のいずれ
かの記録/再生ヘッド位置決め機構。
(15) The recording / reproducing head positioning mechanism according to any one of (12) to (14), wherein the recording / reproducing head is any one of (1) to (10).

(16) 前記記録/再生ヘッド全体を駆動する主アクチ
ュエータを有する(12)〜(15)のいずれかの記録/再
生ヘッド位置決め機構。
(16) The recording / reproducing head positioning mechanism according to any one of (12) to (15), further comprising a main actuator for driving the entire recording / reproducing head.

(17) (1)〜(10)のいずれかの記録/再生ヘッド
または(11)〜(16)のいずれかの記録/再生ヘッド位
置決め機構を有する記録/再生装置。
(17) A recording / reproducing apparatus having the recording / reproducing head of any one of (1) to (10) or the recording / reproducing head positioning mechanism of any of (11) to (16).

図面の簡単な説明 図1は、本発明の磁気ヘッドの基本構成例と、電磁変
換素子の位置決め機構とを説明するための斜視図であ
り、図2は、本発明の磁気ヘッドのうち、アクチュエー
タをスライダ背面に配置する構成例を示す斜視図であ
り、図3は、本発明の磁気ヘッドのうち、アクチュエー
タをスライダ背面に配置する構成例を示す斜視図であ
り、図4は、本発明の磁気ヘッドのうち、アクチュエー
タをスライダ背面に配置する構成例を示す斜視図であ
り、図5は、本発明の磁気ヘッドのうち、アクチュエー
タをスライダ背面に配置する構成例を示す斜視図であ
り、図6は、本発明の磁気ヘッドにおけるアクチュエー
タの構成例を示す平面図であり、図7Aは、図6に示すア
クチュエータの可動部を直線変位させる場合の各部の撓
みを誇張して表す平面図であり、図7Bは、図6に示すア
クチュエータの可動部を回転変位させる場合の各部の撓
みを誇張して表す平面図であり、図8は、本発明の磁気
ヘッドにおけるアクチュエータの構成例を示す平面図で
あり、図9は、本発明の磁気ヘッドにおけるアクチュエ
ータの構成例を示す平面図であり、図10は、本発明の磁
気ヘッドにおけるアクチュエータの構成例を示す平面図
であり、図11は、本発明の磁気ヘッドのうち、アクチュ
エータをスライダ側面に配置する構成例を示す斜視図で
あり、図12は、本発明の磁気ヘッドのうち、アクチュエ
ータをスライダ側面に配置する構成例を示す斜視図であ
り、図13は、本発明の磁気ヘッドのうち、アクチュエー
タをスライダ側面に配置する構成例を示す側面図であ
り、図14は、本発明の磁気ヘッドのうち、スライダ背面
に設けた段差により形成された空間にアクチュエータ配
置する構成例を示す斜視図であり、図15は、本発明の磁
気ヘッドのうち、スライダ背面に設けた段差により形成
された空間にアクチュエータ配置する構成例を示す斜視
図であり、図16は、本発明の磁気ヘッドのうち、スライ
ダとアクチュエータとがサスペンションを挟んで対向し
て配置される構成例を示す斜視図であり、図17は、本発
明の磁気ヘッドのうち、スライダとアクチュエータとか
らなる構造体の重心付近でアクチュエータとサスペンシ
ョンとを連結する構成例を示す側面図であり、図18A
は、本発明の磁気ヘッドのうち、サスペンションのジン
バル部にスライダを連結する構成例の平面図であり、図
18Bは、その側面図であり、図19Aは、本発明の磁気ヘッ
ドのうち、サスペンションのジンバル部にスライダを連
結する構成例の平面図であり、図19Bは、その側面図で
あり、図20Aは、本発明の磁気ヘッドのうち、サスペン
ションのジンバル部にスライダを連結する構成例の平面
図であり、図20Bは、その側面図であり、図21は、本発
明の磁気ヘッドのうち、サスペンションのジンバル部を
挟んでアクチュエータとスライダとを連結する構成例を
示す斜視図であり、図22Aは、本発明の磁気ヘッドのう
ち、アクチュエータの変位発生部の伸縮量よりも電磁変
換素子の変位量を大きくできる構成例の平面図であり、
図22Bは、その側面図であり、図23Aは、本発明の磁気ヘ
ッドのうち、アクチュエータの変位発生部の伸縮量より
も電磁変換素子の変位量を大きくできる構成例の平面図
であり、図23Bは、その側面図であり、図24は、本発明
の磁気ヘッドに用いるアクチュエータの構成例を示す斜
視図であり、図25Aは、内部電極層の構成例を示す分解
斜視図であり、図25Bは、端子電極の構成例を示す平面
図であり、図26は、磁気ヘッド位置決め機構における駆
動制御の基本的構成を説明するための斜視図であり、図
27は、アクチュエータの断面図であり、図28は、図26に
おける電磁変換素子1について、X軸方向変位の時間的
変化を表すグラフであり、図29Aは、アクチュエータの
一方の変位発生部に印加される電圧の時間的変化を示す
グラフであり、図29Cは前記電圧の印加に伴って生じる
電磁変換素子のZ軸方向変位の時間的変化を示すグラフ
であり、図29Bは、アクチュエータの他方の変位発生部
に印加される電圧の時間的変化を示すグラフであり、図
29Dは前記電圧の印加に伴って生じる電磁変換素子のZ
軸方向変位の時間的変化を示すグラフであり、図29E
は、一方の変位発生部に図29Aに示す電圧が印加され、
他方の変位発生部に図29Bに示す電圧が印加されたとき
の電磁変換素子のZ軸方向変位の時間的変化を示すグラ
フであり、図30Aは、アクチュエータの一方の変位発生
部に印加される電圧の時間的変化を示すグラフであり、
図30Cは前記電圧の印加に伴って生じる電磁変換素子の
Z軸方向変位の時間的変化を示すグラフであり、図30B
は、アクチュエータの他方の変位発生部に印加される電
圧の時間的変化を示すグラフであり、図30Dは前記電圧
の印加に伴って生じる電磁変換素子のZ軸方向変位の時
間的変化を示すグラフであり、図30Eは、一方の変位発
生部に図30Aに示す電圧が印加され、他方の変位発生部
に図30Bに示す電圧が印加されたときの電磁変換素子の
Z軸方向変位の時間的変化を示すグラフであり、図31
は、変位発生部を4つ有するアクチュエータの平面図で
あり、図32は、従来の磁気ディスク装置に用いられてい
る磁気ヘッド位置決め機構の構成例を示す平面図であ
る。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view for explaining a basic configuration example of a magnetic head of the present invention and a positioning mechanism of an electromagnetic transducer, and FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example in which an actuator is arranged on the rear surface of the slider, and FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example in which an actuator is arranged on the rear surface of the slider. FIG. 5 is a perspective view showing a configuration example in which an actuator is arranged on the back surface of a slider in the magnetic head. FIG. 5 is a perspective view showing a configuration example in which an actuator is arranged on the back surface of the slider in the magnetic head of the present invention. 6 is a plan view showing a configuration example of an actuator in the magnetic head of the present invention, and FIG. 7A shows exaggerated bending of each part when the movable part of the actuator shown in FIG. 6 is linearly displaced. FIG. 7B is a plan view showing exaggerated bending of each part when the movable part of the actuator shown in FIG. 6 is rotationally displaced, and FIG. 8 is a configuration of the actuator in the magnetic head of the present invention. FIG. 9 is a plan view showing an example of a configuration of an actuator in the magnetic head of the present invention. FIG. 10 is a plan view showing a configuration example of an actuator in the magnetic head of the present invention. FIG. 11 is a perspective view showing a configuration example in which an actuator is disposed on a side surface of a slider in the magnetic head of the present invention. FIG. 12 is a perspective view showing a configuration example in which an actuator is disposed on a side surface of the slider in the magnetic head of the present invention. FIG. 13 is a side view showing a configuration example in which an actuator is arranged on a side surface of a slider in the magnetic head of the present invention, and FIG. 14 is a side view of the magnetic head of the present invention. FIG. 15 is a perspective view showing a configuration example in which an actuator is disposed in a space formed by a step provided on the slider rear surface. FIG. 15 is a perspective view showing an actuator in a space formed by a step provided on the slider rear surface in the magnetic head of the present invention. FIG. 16 is a perspective view showing a configuration example in which a slider and an actuator of the magnetic head of the present invention are arranged to face each other across a suspension, and FIG. FIG. 18A is a side view showing a configuration example of connecting the actuator and the suspension near the center of gravity of the structure including the slider and the actuator in the magnetic head of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a configuration example in which a slider is connected to a gimbal portion of a suspension in the magnetic head of the present invention.
18B is a side view of the magnetic head of the present invention, FIG. 19A is a plan view of a configuration example in which a slider is connected to a gimbal portion of a suspension of the present invention, and FIG. 19B is a side view thereof. FIG. 20B is a plan view of a configuration example in which a slider is connected to a gimbal portion of a suspension in the magnetic head of the present invention. FIG. 20B is a side view thereof, and FIG. FIG. 22A is a perspective view showing a configuration example in which the actuator and the slider are connected with the gimbal portion interposed therebetween. FIG. 22A is a perspective view of the magnetic head of the present invention. FIG. 3 is a plan view of a configuration example that can increase
FIG.22B is a side view of the magnetic head, and FIG.23A is a plan view of a configuration example of the magnetic head according to the present invention in which the displacement of the electromagnetic transducer can be larger than the expansion and contraction of the displacement generator of the actuator. 23B is a side view thereof, FIG. 24 is a perspective view showing a configuration example of an actuator used in the magnetic head of the present invention, and FIG. 25A is an exploded perspective view showing a configuration example of an internal electrode layer. FIG. 25B is a plan view illustrating a configuration example of a terminal electrode, and FIG. 26 is a perspective view illustrating a basic configuration of drive control in a magnetic head positioning mechanism.
27 is a cross-sectional view of the actuator, FIG. 28 is a graph showing a temporal change of the X-axis direction displacement of the electromagnetic transducer 1 in FIG. 26, and FIG. FIG.29C is a graph showing a temporal change of the Z-axis direction displacement of the electromagnetic transducer caused by the application of the voltage, and FIG.29B is a graph showing the other change of the actuator. FIG. 4 is a graph showing a temporal change of a voltage applied to a displacement generating unit, and FIG.
29D is the Z of the electromagnetic transducer generated with the application of the voltage.
FIG.29E is a graph showing the temporal change of the axial displacement, and FIG.29E
The voltage shown in FIG.29A is applied to one of the displacement generating portions,
FIG. 30A is a graph showing a temporal change in the Z-axis direction displacement of the electromagnetic transducer when the voltage shown in FIG. 29B is applied to the other displacement generator, and FIG. 30A is applied to one displacement generator of the actuator. FIG. 6 is a graph showing a temporal change of a voltage,
FIG. 30C is a graph showing a temporal change in Z-axis displacement of the electromagnetic transducer caused by the application of the voltage.
FIG. 30D is a graph showing a temporal change of a voltage applied to the other displacement generating unit of the actuator, and FIG. 30D is a graph showing a temporal change of a Z-axis direction displacement of the electromagnetic transducer caused by the application of the voltage. FIG. 30E shows the temporal change in the Z-axis direction displacement of the electromagnetic transducer when the voltage shown in FIG. 30A is applied to one displacement generating unit and the voltage shown in FIG. 30B is applied to the other displacement generating unit. FIG. 31 is a graph showing the change, and FIG.
FIG. 32 is a plan view of an actuator having four displacement generating units, and FIG. 32 is a plan view showing a configuration example of a magnetic head positioning mechanism used in a conventional magnetic disk drive.

発明を実施するための最良の形態 以下、本発明の記録/再生ヘッドの作用および効果
を、磁気ヘッドを例に挙げて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The operation and effects of a recording / reproducing head according to the present invention will be described below by taking a magnetic head as an example.

図1に、本発明の磁気ヘッドの基本的な構造例を示
す。アクチュエータ4は、電磁変換素子1が形成されて
いるスライダ2とサスペンション3との間に介在し、こ
れらを連結している。アクチュエータ4には、両側に電
極層を有する圧電・電歪材料層が少なくとも1層設けら
れ、ここが変位発生部となっている。変位発生部は、逆
圧電効果または電歪効果により伸縮を発生する。この伸
縮により、スライダ2はサスペンション3に対し相対的
に変位する。このときの電磁変換素子1の変位方向が記
録トラックと交差する方向、好ましくは記録トラックと
ほぼ直交する方向となるように、アクチュエータ4にス
ライダ2が連結されている。アクチュエータ4では、ト
ラック位置ずれ信号に基づいた電圧制御により変位発生
部の伸縮制御がなされ、これにより記録トラックに電磁
変換素子1を追従させることが可能となっている。
FIG. 1 shows an example of a basic structure of a magnetic head according to the present invention. The actuator 4 is interposed between the slider 2 on which the electromagnetic transducer 1 is formed and the suspension 3 and connects them. The actuator 4 is provided with at least one piezoelectric / electrostrictive material layer having electrode layers on both sides, which serves as a displacement generating section. The displacement generating section generates expansion and contraction by an inverse piezoelectric effect or an electrostrictive effect. Due to the expansion and contraction, the slider 2 is displaced relative to the suspension 3. The slider 2 is connected to the actuator 4 such that the displacement direction of the electromagnetic transducer 1 at this time is in a direction intersecting the recording track, preferably in a direction substantially orthogonal to the recording track. In the actuator 4, expansion and contraction control of the displacement generating section is performed by voltage control based on the track position shift signal, whereby the electromagnetic transducer 1 can follow the recording track.

このような構成において、アクチュエータの変位発生
部の伸縮によるスライダの位置決めの精度は、0.1μm
以下とずることができる。また、アクチュエータが駆動
する対象物であるスライダの質量は、従来の位置決め機
構(VCM)のアーム、コイルや、サスペンションを含む
磁気ヘッド全体に比べ極めて小さいこと、駆動対象物で
あるスライダはバネ性を有さず、剛性とみなせること、
逆圧電効果または電歪効果によりアクチュエータが発生
する駆動力は、同等の変位量の静電気力アクチュエータ
に比べ十分に大きいことなどから、スライダの位置決め
制御周波数を数キロヘルツ以上にできるので、VCMだけ
を用いて位置決めを行う従来の磁気ディスク装置に比
べ、位置決め精度は大きく向上する。また、電磁力アク
チュエータで懸念される漏れ磁界によるディスク媒体へ
の影響も心配ない。また、静電気力や電磁力を利用する
アクチュエータの場合、比較的剛性の低い弾性部材で可
動部を支持する必要があるので、振動や衝撃による位置
ずれが起こりやすいが、本発明では、剛性の高い圧電・
電歪セラミックスを利用でき、かつ弾性部材を介するこ
となしにアクチュエータとスライダとを連結できるの
で、位置ずれが生じにくい。
In such a configuration, the positioning accuracy of the slider due to expansion and contraction of the displacement generating portion of the actuator is 0.1 μm.
It can be shifted as follows. The mass of the slider driven by the actuator is much smaller than the entire magnetic head including the arm, coil and suspension of the conventional positioning mechanism (VCM). The slider to be driven has a spring property. Without having to be considered rigid
The driving force generated by the actuator due to the inverse piezoelectric effect or the electrostriction effect is sufficiently larger than that of an electrostatic force actuator with the same displacement, so that the slider positioning control frequency can be set to several kilohertz or more. The positioning accuracy is greatly improved as compared with a conventional magnetic disk device which performs positioning. Further, there is no concern about the influence on the disk medium due to the leakage magnetic field which is concerned about the electromagnetic force actuator. Further, in the case of an actuator using an electrostatic force or an electromagnetic force, it is necessary to support the movable portion with an elastic member having a relatively low rigidity. Piezo /
Since the electrostrictive ceramics can be used and the actuator and the slider can be connected without the intervention of an elastic member, displacement is unlikely to occur.

このように、本発明の磁気ヘッドでは、VCMによりあ
るいは圧電素子等の微小変位アクチュエータにより、バ
ネ性を有するサスペンションを含む磁気ヘッド全体を変
位させて位置決めを行う従来の方法、および静電気力や
電磁力を利用するアクチュエータでスライダを変位させ
て位置決めを行う従来の方法に比べ、位置決め制御周波
数の広帯域化が可能であり、高精度なトラック位置決め
制御が実現できる。
As described above, in the magnetic head of the present invention, the conventional method of displacing and positioning the entire magnetic head including the suspension having the spring property by the VCM or the minute displacement actuator such as the piezoelectric element, and the electrostatic force and the electromagnetic force As compared with the conventional method in which the slider is displaced by the actuator using the positioning method, the positioning control frequency can be broadened, and highly accurate track positioning control can be realized.

本発明に用いるアクチュエータは、圧電・電歪材料か
ら構成される板状体に孔部および/または切り欠きを設
けることにより、スライダおよびサスペンションに接続
される部位(可動部および固定部)と、変位発生部を有
する梁部とが、一体的に形成されたものである。したが
って、アクチュエータの剛性および寸法精度を高くで
き、組立誤差が生じる心配もない。また、アクチュエー
タ自体の構造には接着剤を用いないため、変位発生部の
変形によって応力が生じる部分に接着剤層が存在しない
ので、接着剤層による伝達ロスや、接着強度の経年変化
などの問題も生じない。また、各部を一体的に形成する
ため、例えば図25Aおよび図25Bに示すように、変位発生
部に設ける内部電極層A1、B1、G1を固定部43まで延在さ
せて、これらを固定部43の端子電極A0、B0、C0と接続す
る構成とすることができる。この構成ではアクチュエー
タ駆動のためにワイヤー等を変位発生部の電極に結線す
る必要がない。また、スライダへの配線もワイヤー等で
はなくアクチュエータを介して行うことが可能となる。
したがって、製造が容易であり、信頼性も高くなる。こ
れに対し前記特開平6−259905号公報に記載されたアク
チュエータ(薄形微動機構部)は、固定部および可動部
にそれぞれ相当する部位と変位発生部に相当する部位と
を独立して製造し、これらを組み立てたものなので、剛
性、耐久性および寸法精度が高くなるほか、組立誤差が
必然的に発生するため、浮上方向へのぶれが生じやすく
なる。また、一般的には、変位発生部に相当する部位へ
のワイヤー配線が必要となるので、製造コストおよび信
頼性の点でも問題がある。
The actuator used in the present invention is provided with a hole and / or a notch in a plate made of a piezoelectric / electrostrictive material, so that a portion (movable portion and fixed portion) connected to the slider and the suspension can be displaced. The beam portion having the generating portion is integrally formed. Therefore, the rigidity and dimensional accuracy of the actuator can be increased, and there is no fear that an assembly error occurs. In addition, since no adhesive is used in the structure of the actuator itself, there is no adhesive layer in a portion where stress is generated due to the deformation of the displacement generating portion. Therefore, there are problems such as transmission loss due to the adhesive layer and aging of the adhesive strength. Does not occur. Further, in order to form each part integrally, for example, as shown in FIG. 25A and FIG. 25B, the internal electrode layers A 1 , B 1 , G 1 provided in the displacement generation part are extended to the fixing part 43, and It is possible to adopt a configuration that is connected to the terminal electrodes A 0 , B 0 , and C 0 of the fixed portion 43. In this configuration, it is not necessary to connect a wire or the like to the electrode of the displacement generating unit for driving the actuator. Also, wiring to the slider can be performed via an actuator instead of a wire or the like.
Therefore, the manufacturing is easy and the reliability is high. On the other hand, the actuator (thin type fine movement mechanism) described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-259905 manufactures a portion corresponding to a fixed portion and a portion corresponding to a movable portion and a portion corresponding to a displacement generating portion independently. Since these are assembled, rigidity, durability, and dimensional accuracy are increased, and an assembly error is inevitably generated. Further, generally, it is necessary to wire a wire to a portion corresponding to the displacement generating portion, so that there is a problem in terms of manufacturing cost and reliability.

本発明の磁気ヘッドは、基本的には従来の磁気ヘッド
にアクチュエータを追加配置することで実現でき、従来
の電磁変換素子、スライダ、サスペンションをそのまま
利用することが可能であるため、大幅なコストアップを
招くこともない。
The magnetic head of the present invention can be basically realized by adding an actuator to a conventional magnetic head, and the conventional electromagnetic transducer, slider, and suspension can be used as they are, resulting in a significant cost increase. Also does not invite.

逆圧電効果や電歪効果により発生する変位量は極めて
小さいが、本発明では、変位発生部の伸縮量や可動部の
変位量よりも、電磁変換素子の変位量を大きくすること
ができる。すなわち、変位量の増幅が可能である。具体
的には、変位発生部が伸縮すると共に撓む構成、例えば
図22Aに示すアクチュエータでは、変位発生部41の伸縮
量よりも可動部44(スライダとアクチュエータとの連結
部)の変位量を大きくすることができる。すなわち、図
22Aに示すアクチュエータは、それ自体が変位拡大機能
を有している構成の例である。また、変位発生部の伸縮
に伴い発生する固定部に対する可動部の変位が、弧状変
位または回転変位である場合には、アクチュエータの構
造やアクチュエータとスライダとの連結位置などを適切
なものとすることにより、可動部の変位量よりも電磁変
換素子の変位量を大きくすることができる。例えば図22
Aに示すアクチュエータは、可動部が弧状変位する。そ
こで、図23Aに示すように、このアクチュエータにおい
て、可動部44とスライダ2との連結部と、電磁変換素子
1との間の距離を大きくすれば、電磁変換素子1の変位
量を可動部44の変位量よりも大きくできる。このように
本発明では変位量の増幅が可能なので、アクチュエータ
を小型化しても実用的に十分な変位量を得ることができ
る。これに対し、圧電素子の伸縮を利用してその伸縮の
方向と同じ方向に直線変位させる構成では、実用的に十
分な変位量を得るためにはアクチュエータを大型にせざ
るを得ない。
Although the amount of displacement generated by the inverse piezoelectric effect and the electrostrictive effect is extremely small, in the present invention, the amount of displacement of the electromagnetic transducer can be made larger than the amount of expansion and contraction of the displacement generating portion and the amount of displacement of the movable portion. That is, the displacement amount can be amplified. Specifically, in the configuration in which the displacement generating portion expands and contracts and flexes, for example, in the actuator shown in FIG. 22A, the displacement amount of the movable portion 44 (the connection portion between the slider and the actuator) is larger than the expansion amount of the displacement generating portion 41. can do. That is, the figure
The actuator shown in FIG. 22A is an example of a configuration having a displacement enlarging function itself. If the displacement of the movable part with respect to the fixed part caused by the expansion and contraction of the displacement generation part is an arc-shaped displacement or a rotational displacement, the structure of the actuator and the connection position between the actuator and the slider should be appropriate. Accordingly, the displacement of the electromagnetic transducer can be larger than the displacement of the movable part. For example, FIG.
In the actuator shown in A, the movable part is displaced in an arc. Therefore, as shown in FIG. 23A, in this actuator, if the distance between the connecting portion between the movable portion 44 and the slider 2 and the electromagnetic transducer 1 is increased, the amount of displacement of the electromagnetic transducer 1 can be reduced. Can be larger than the displacement amount. As described above, according to the present invention, the displacement can be amplified, so that a practically sufficient displacement can be obtained even if the actuator is downsized. On the other hand, in a configuration in which the piezoelectric element is linearly displaced in the same direction as the direction of the expansion and contraction by using the expansion and contraction of the piezoelectric element, the actuator must be increased in size to obtain a practically sufficient amount of displacement.

本発明において、アクチュエータの変位発生部を、両
側に電極層が存在する圧電・電歪材料層が少なくとも2
層存在する構成、すなわち、いわゆる積層型の構成とす
れば、各圧電・電歪材料層を薄くすることができるの
で、所定の駆動電圧を印加したときの電界強度を高くで
きる。このため、変位量を大きくすることが可能とな
る。あるいは、所定の変位量を発生させるために必要な
駆動電圧を低減することができる。
In the present invention, the displacement generating portion of the actuator is formed by using at least two piezoelectric / electrostrictive material layers having electrode layers on both sides.
If a structure having layers exists, that is, a so-called laminated structure, each piezoelectric / electrostrictive material layer can be thinned, so that the electric field strength when a predetermined drive voltage is applied can be increased. For this reason, the displacement amount can be increased. Alternatively, it is possible to reduce the drive voltage required to generate a predetermined displacement amount.

次に、本発明の具体的な構成例における効果を説明す
る。
Next, effects of the specific configuration example of the present invention will be described.

本発明において、例えば図2〜図5に示すように、ア
クチュエータ4をスライダ2の背面に配置すれば、スラ
イダ2の背面を連結に利用できる。
In the present invention, if the actuator 4 is disposed on the back surface of the slider 2 as shown in FIGS. 2 to 5, for example, the back surface of the slider 2 can be used for connection.

本発明において、例えば図11〜図13に示すように、ア
クチュエータ4をスライダ2の側面に配置すれば、アク
チュエータ4を設けることによる磁気ヘッド全体の厚さ
の増加を抑えることができ、アクチュエータ4の厚さを
スライダ2の厚さより小さくした場合には、磁気ヘッド
の厚さを全く増加させないことも可能である。通常、磁
気ディスク装置では、複数枚のディスク媒体が磁気ヘッ
ドの作動空間を挟んで重ねられた構造となっている。磁
気ディスク装置の薄型化のためには、隣り合うディスク
媒体間の距離を小さくする必要があるので、図示例のよ
うにアクチュエータ4をスライダ2側面に配置すれば、
磁気ヘッドの厚さ増加が抑えられる結果、磁気ディスク
装置の薄型化を阻害しない。
In the present invention, if the actuator 4 is disposed on the side surface of the slider 2 as shown in FIGS. 11 to 13, for example, the increase in the thickness of the entire magnetic head due to the provision of the actuator 4 can be suppressed, When the thickness is smaller than the thickness of the slider 2, the thickness of the magnetic head may not be increased at all. Normally, a magnetic disk device has a structure in which a plurality of disk media are stacked with a working space of a magnetic head interposed therebetween. In order to reduce the thickness of the magnetic disk device, it is necessary to reduce the distance between adjacent disk media. Therefore, if the actuator 4 is arranged on the side surface of the slider 2 as shown in the illustrated example,
As a result of suppressing the increase in the thickness of the magnetic head, the thickness of the magnetic disk device is not hindered.

また、例えば図14、図15に示すように、スライダ2の
背面に段差を少なくとも1つ設け、この段差によって形
成された空間21にアクチュエータ4を配置しても、磁気
ヘッドの厚さ増加を抑えることができる。しかも、この
場合、駆動対象物であるスライダ2の質量が減少するの
で、制御帯域の拡大が可能となる。
Also, for example, as shown in FIGS. 14 and 15, even if at least one step is provided on the back surface of the slider 2 and the actuator 4 is arranged in the space 21 formed by the step, the increase in the thickness of the magnetic head is suppressed. be able to. Moreover, in this case, the mass of the slider 2 to be driven is reduced, so that the control band can be expanded.

また、例えば図16〜図17に示すように、スライダ2と
アクチュエータ4とを、サスペンション3を挟んで対向
して配置する構成とすれば、従来の磁気ヘッドにおいて
サスペンションの一方の側にスライダが存在し他方の側
に何もないことによるアンバランスが改善される。この
ため、VCMなどにより磁気ヘッド全体を揺動させる際
に、サスペンションのねじれなどが減少し、スライダの
姿勢が安定化する。特に、スライダ2とアクチュエータ
4とからなる構造体のサスペンション3上下における質
量配分がほぼ1:1となるように構成すれば、すなわち、
サスペンション3またはその延長線が、前記構造体の重
心付近を通過するように構成すれば、前記アンバランス
により改善される。
If the slider 2 and the actuator 4 are arranged to face each other with the suspension 3 interposed therebetween, as shown in FIGS. 16 to 17, for example, the slider exists on one side of the suspension in the conventional magnetic head. And the imbalance due to the absence of anything on the other side is improved. Therefore, when the entire magnetic head is swung by the VCM or the like, the torsion of the suspension is reduced, and the attitude of the slider is stabilized. In particular, if the structure composed of the slider 2 and the actuator 4 is configured so that the mass distribution above and below the suspension 3 is approximately 1: 1,
If the suspension 3 or its extension is configured to pass near the center of gravity of the structure, the imbalance will improve the suspension.

また、例えば図18A、図19A、図20A、図21に示すよう
に、ディスク媒体表面の振れにスライダ2を追従させる
ためのジンバル(返しバネ)部をサスペンション3に設
ける場合、ジンバル部にアクチュエータ4を連結する構
成とすれば、アクチュエータ4とスライダ2とは一体的
にディスク媒体に追従することができ、ジンバル機構を
有効に機能させることができる。また、追従の際のジン
バル部のねじれなどによる力がアクチュエータに掛から
ないので、アクチュエータ性能の低下が防止され、信頼
性が向上する。
Also, as shown in FIGS. 18A, 19A, 20A, and 21, for example, when the suspension 3 is provided with a gimbal (return spring) for causing the slider 2 to follow the deflection of the surface of the disk medium, the actuator 4 is attached to the gimbal. Is connected, the actuator 4 and the slider 2 can integrally follow the disk medium, and the gimbal mechanism can function effectively. In addition, since force due to torsion of the gimbal portion at the time of following is not applied to the actuator, a decrease in actuator performance is prevented and reliability is improved.

本発明を通常の磁気ディスク装置に適用する場合、通
常、従来の磁気ヘッドの位置決め制御機能であるVCM等
を主アクチュエータとして用い、本発明の磁気ヘッドに
設けたアクチュエータを副アクチュエータとして用いる
構成とする。すなわち、通常、VCMにシーク動作を主と
して担わせ、スライダに連結されたアクチュエータにト
ラック追従動作を主として担わせるので、位置決め精度
が良好となる。また、弾性部材によりスライダを支持す
る必要のある静電気力アクチュエータや電磁力アクチュ
エータでは、シーク動作後の残留振動や外部からの衝
撃、振動によるトラック位置ずれが発生しやすいが、本
発明では、アクチュエータとスライダとが弾性部材を介
さずに連結されており、また、アクチュエータ全体が剛
性の高い圧電・電歪セラミックス材料から構成されてい
るので、トラックの位置ずれが発生しにくい。
When the present invention is applied to a normal magnetic disk drive, a configuration is generally used in which a conventional magnetic head positioning control function, such as VCM, is used as a main actuator, and an actuator provided in the magnetic head of the present invention is used as a sub-actuator. . That is, usually, the VCM mainly performs the seek operation, and the actuator connected to the slider mainly performs the track following operation, so that the positioning accuracy is improved. Further, in an electrostatic force actuator or an electromagnetic force actuator which needs to support the slider by an elastic member, a track position shift due to a residual vibration after a seek operation or an external shock or vibration is likely to occur. Since the slider and the slider are connected without interposing an elastic member, and the entire actuator is made of a highly rigid piezoelectric / electrostrictive ceramic material, the positional displacement of the track hardly occurs.

以上に説明したように、本発明の磁気ヘッドおよびこ
れをVCM等の従来の位置決め装置と組み合わせた装置で
は、高精度かつ高速な位置決めが可能となるので、ディ
スク媒体の記録トラック幅を小さくでき、トラック密度
の向上が可能となる。このため、ディスク媒体の記録密
度を高めることができ、磁気ディスク装置の記録容量を
高めることができる。また、磁気ディスク装置のアクセ
ス時間の短縮が可能となる。
As described above, the magnetic head of the present invention and a device in which the magnetic head is combined with a conventional positioning device such as a VCM can perform high-precision and high-speed positioning, so that the recording track width of the disk medium can be reduced, Track density can be improved. Therefore, the recording density of the disk medium can be increased, and the recording capacity of the magnetic disk device can be increased. Further, the access time of the magnetic disk device can be reduced.

なお、本発明のうち、電磁変換素子が形成されたスラ
イダを弧状変位または回転変位させる構成では、スライ
ダのスキュー角を制御することが可能である。図32から
わかるように、ディスク媒体6の内周側と外周側とで
は、スライダ中心線とスライダ走行方向(記録トラック
延在方向)とのなす角度が異なるため、スライダのエア
ベアリング面における圧力の発生状態が異なり、その結
果、スライダの浮上特性が変動することになる。また、
スライダの角度変動により、電磁変換素子と記録トラッ
クとのなす角度も変動するので、記録/再生トラック幅
にも変動が生じてしまう。これに対し、アクチュエータ
でスライダを弧状変位または回転変位させることにより
記録トラックに対するスライダの角度の変化を抑制し、
好ましくは前記角度を一定に保てば、浮上特性の変動お
よび記録/再生トラック幅の変動を抑制することができ
る。
In the present invention, the skew angle of the slider can be controlled in the configuration in which the slider on which the electromagnetic transducer is formed is displaced in an arc or in a rotational manner. As can be seen from FIG. 32, since the angle formed by the slider center line and the slider running direction (recording track extending direction) differs between the inner circumferential side and the outer circumferential side of the disk medium 6, the pressure on the air bearing surface of the slider is reduced. The occurrence state is different, and as a result, the flying characteristics of the slider fluctuate. Also,
Since the angle between the electromagnetic transducer and the recording track also fluctuates due to the angle fluctuation of the slider, the recording / reproducing track width also fluctuates. On the other hand, the change in the angle of the slider with respect to the recording track is suppressed by causing the actuator to perform an arc-shaped or rotational displacement of the slider,
Preferably, if the angle is kept constant, fluctuations in the flying characteristics and fluctuations in the recording / reproducing track width can be suppressed.

本発明を磁気ヘッドに適用する場合、磁気ディスク装
置に限らず、VCM等の粗動アクチュエータを併用しない
構成の磁気記録/再生装置、例えば、固定ヘッド型や回
転ヘッド型の磁気テープ記録/再生装置などにも適用可
能であり、その他の磁気記録媒体の記録/再生装置にも
適用可能である。
When the present invention is applied to a magnetic head, the present invention is not limited to a magnetic disk device, but a magnetic recording / reproducing device having a configuration not using a coarse motion actuator such as a VCM, for example, a fixed head type or a rotary head type magnetic tape recording / reproducing device. The present invention is also applicable to other magnetic recording medium recording / reproducing devices.

次に、アクチュエータを有する磁気ヘッドを駆動する
際の好ましい制御方法について、説明する。
Next, a preferred control method for driving a magnetic head having an actuator will be described.

図1において、電磁変換素子1の位置決め制御は、以
下のように行われる。まず、ディスク媒体6に記録され
たトラック位置信号を電磁変換素子1が検出する。次い
で、ヘッド位置決め制御回路7および増幅器8によっ
て、前記トラック位置信号から粗動用の駆動電流および
微動用の駆動電圧を生成する。そして、粗動用の駆動電
流をVCMに、微動用の駆動電圧をアクチュエータ4の変
位発生部にそれぞれ印加することにより、電磁変換素子
1の位置決め制御を行う。
In FIG. 1, the positioning control of the electromagnetic transducer 1 is performed as follows. First, the electromagnetic conversion element 1 detects a track position signal recorded on the disk medium 6. Next, a drive current for coarse movement and a drive voltage for fine movement are generated from the track position signal by the head positioning control circuit 7 and the amplifier 8. Then, the positioning control of the electromagnetic conversion element 1 is performed by applying the drive current for coarse movement to the VCM and the drive voltage for fine movement to the displacement generating section of the actuator 4.

本発明で用いるアクチュエータは、固定部、変位発生
部および可動部が一体的に形成されるため、組立誤差は
生じないが、例えば、変位発生部の形状や材質に、ばら
つきや伸縮方向に対し垂直な方向の非対称性があると、
トラック位置信号に基づいてアクチュエータ4の変位発
生部の伸縮制御を行う際に、電磁変換素子1がディスク
媒体6に近づく方向または遠ざかる方向にも変位し、デ
ィスク媒体6に対する電磁変換素子1の浮上量に変動が
発生することがある。この変動は再生信号のレベル変動
となり、読み取り情報のエラーレートを悪化させるほ
か、変動幅が大きい場合には磁気ヘッドとディスク媒体
との接触によるヘッドクラッシュを発生させるといった
重大な問題も引き起こす。
In the actuator used in the present invention, since the fixed portion, the displacement generating portion and the movable portion are integrally formed, no assembly error occurs. If there is an asymmetry of the direction,
When controlling the expansion / contraction of the displacement generating portion of the actuator 4 based on the track position signal, the electromagnetic transducer 1 is also displaced in a direction approaching or moving away from the disk medium 6, and a floating amount of the electromagnetic transducer 1 with respect to the disk medium 6. May fluctuate. This variation causes a variation in the level of the reproduced signal, deteriorating the error rate of the read information. In addition, when the variation width is large, a serious problem such as a head crash caused by contact between the magnetic head and the disk medium is caused.

変位発生部を意図する方向以外には変位させないため
には、変位発生部の形状の対称性や、変位発生部の均質
性などを厳密に管理する必要があるが、このような厳密
な管理を行うと、量産性の低下やコストアップを招くと
いう課題がある。
In order not to displace the displacement generator in directions other than the intended direction, it is necessary to strictly control the symmetry of the shape of the displacement generator, the homogeneity of the displacement generator, etc. If performed, there is a problem that the mass productivity is reduced and the cost is increased.

本発明の磁気ヘッド位置決め機構は、浮上方向におけ
る変位発生部の形状非対称性や不均質性などによって生
じる浮上量の変動を、アクチュエータに印加する駆動電
圧を制御することによって抑制することを可能にするも
のである。具体的には、変位発生部の伸縮制御を行う際
に、各変位発生部に印加する電圧の総和がどの時刻にお
いても一定となるように、位置決め制御回路7において
演算処理して印加電圧を制御する。これにより、アクチ
ュエータ駆動の際の浮上量変動を抑制することが可能と
なる。したがって、変位発生部に非対称性や不均質性が
存在していても、再生信号のレベル変動や、磁気ヘッド
とディスク媒体との接触により発生するヘッドクラッシ
ュの危険性を抑えることができ、安定した高精度なトラ
ック位置決め制御が実現できる。この結果、浮上量を小
さく設定することが可能となり、ディスク媒体の記録再
生トラック幅を小さくできる。このため、トラック密度
の向上が可能となってディスク媒体の記録密度を高める
ことができる。
The magnetic head positioning mechanism of the present invention makes it possible to suppress the fluctuation of the flying height caused by the shape asymmetry or inhomogeneity of the displacement generating portion in the flying direction by controlling the drive voltage applied to the actuator. Things. Specifically, when performing the expansion / contraction control of the displacement generating section, the positioning control circuit 7 controls the applied voltage by performing arithmetic processing so that the sum of the voltages applied to each displacement generating section is constant at any time. I do. As a result, it is possible to suppress fluctuations in the flying height when the actuator is driven. Therefore, even if there is asymmetry or inhomogeneity in the displacement generating section, it is possible to suppress the level fluctuation of the reproduction signal and the danger of head crash caused by the contact between the magnetic head and the disk medium, and the stable Highly accurate track positioning control can be realized. As a result, the flying height can be set small, and the recording / reproducing track width of the disk medium can be reduced. Therefore, the track density can be improved, and the recording density of the disk medium can be increased.

また、アクチュエータに印加する駆動電圧を上記のよ
うに制御する方法は、前述した疑似接触型ヘッドや接触
型ヘッドにおいても有効である。これらのヘッドには、
一定の接触圧となるように媒体表面に向かう方向の荷重
が加えられているが、浮上型ヘッドにおいて浮上量変動
を生じさせる要因は、疑似接触型ヘッドや接触型ヘッド
では上記接触圧を変化させる要因となる。これらのヘッ
ドにおいて接触圧が変化すると、摩擦力が変化するた
め、シーク制御やトラック追従制御に悪影響を与える。
また、接触圧が増大する方向に変化すれば、媒体表面が
損傷したり、これにより塵埃が発生したり、電磁変換素
子が損傷するなどの致命的な事態に至ることもある。こ
れに対し、疑似接触型や接触型のヘッドに上記駆動電圧
制御方法を適用すれば、接触圧の変動を抑えることがで
きるため、信頼性を向上できる。
Further, the method of controlling the drive voltage applied to the actuator as described above is also effective in the above-described pseudo contact type head and contact type head. These heads have
A load in the direction toward the medium surface is applied so as to have a constant contact pressure.However, a factor that causes a flying height fluctuation in the flying head is that the above-mentioned contact pressure is changed in the pseudo contact head or the contact head. It becomes a factor. When the contact pressure changes in these heads, the frictional force changes, which adversely affects seek control and track following control.
Further, if the contact pressure changes in a direction in which the contact pressure increases, the surface of the medium may be damaged, dust may be generated, or the electromagnetic transducer may be damaged. On the other hand, if the above-described driving voltage control method is applied to a quasi-contact type or contact type head, the fluctuation of the contact pressure can be suppressed, so that the reliability can be improved.

なお、浮上方向の変位を抑制できるこのような位置決
め機構は、例えば前記特開平6−259905号公報に記載さ
れた組立構造の薄形微動機構部にも適用できる。そし
て、組立誤差による浮上方向の意図しない変位を抑制す
ることが可能である。
It should be noted that such a positioning mechanism capable of suppressing the displacement in the floating direction can be applied to, for example, a thin fine movement mechanism portion having an assembly structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-259905. And it is possible to suppress unintended displacement in the flying direction due to an assembly error.

以上では、本発明を磁気ヘッドに適用する場合につい
て説明したが、本発明は光ディスク等の光学的記録媒体
の記録/再生装置に用いられる記録/再生ヘッドにも適
用可能であり、この場合にも同様な効果が実現する。本
発明が適用可能な光記録媒体用記録/再生ヘッド(光学
ヘッド)は、上記した磁気ヘッドと同様なスライダを有
し、このスライダに光学モジュールを組み込むか、スラ
イダ自体を光学モジュールから構成したものである。光
学モジュールは少なくともレンズを有し、さらに、必要
に応じてレンズアクチュエータや磁界発生用コイルなど
が組み込まれる。このような光学ヘッドとしては、具体
的には、例えば前記したニア・フィールド記録に用いら
れる浮上型ヘッド(前記米国特許第5,497,359号明細書
に記載されたもの)が挙げられるが、このほかにも、ス
ライダが記録媒体表面を摺動するような光学ヘッド、す
なわち疑似接触型や接触型の光学ヘッドにも、本発明を
適用することができる。光学ヘッドにおける作用および
効果は、上記説明において電磁変換素子を光学モジュー
ルと読み替えれば、容易に理解できる。
The case where the present invention is applied to a magnetic head has been described above. However, the present invention is also applicable to a recording / reproducing head used in a recording / reproducing apparatus for an optical recording medium such as an optical disk. A similar effect is realized. A recording / reproducing head (optical head) for an optical recording medium to which the present invention can be applied has a slider similar to the above-described magnetic head, and an optical module is incorporated in the slider, or the slider itself is constituted by the optical module. It is. The optical module has at least a lens, and further incorporates a lens actuator, a magnetic field generating coil, and the like as necessary. As such an optical head, specifically, for example, a flying head (described in the above-mentioned US Pat. No. 5,497,359) used for near-field recording is mentioned, but in addition to this, The present invention can also be applied to an optical head in which a slider slides on the surface of a recording medium, that is, a pseudo contact type or contact type optical head. The operation and effect of the optical head can be easily understood by replacing the electromagnetic transducer with an optical module in the above description.

なお、本明細書では、記録/再生ヘッドを、記録再生
ヘッドと記録専用ヘッドと再生専用ヘッドとを含む概念
とし、記録/再生装置も同様に、記録再生装置と記録専
用装置と再生専用装置とを含む概念とする。また、記録
媒体も、記録可能媒体に限らず、例えば再生専用光ディ
スクなどのように再生専用型の媒体を含む概念とする。
In this specification, a recording / reproducing head is a concept including a recording / reproducing head, a recording-only head, and a reproducing-only head, and a recording / reproducing device is also a recording / reproducing device, a recording-only device, and a reproducing-only device. The concept includes The recording medium is not limited to a recordable medium, and includes a read-only medium such as a read-only optical disk.

以下、本発明の実施の形態を、磁気ヘッドを例に挙げ
て図面に基づき説明するが、上述したように、本発明は
光学ヘッドにも適用することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings by taking a magnetic head as an example, but as described above, the present invention can also be applied to an optical head.

図1に、本発明の磁気ヘッドの基本構成および動作の
説明のための斜視図を示す。同図に示す磁気ヘッドは、
電磁変換素子1が設けられたスライダ2と、このスライ
ダ2を支持するサスペンション3とを有し、スライダ2
とサスペンション3との間には、アクチュエータ4が設
けられている。アクチュエータ4は、変位発生部と固定
部と可動部とが一体的に形成された構造である。変位発
生部には、両側に電極層が存在する圧電・電歪材料層が
少なくとも1層設けられ、電極層に電圧を印加すること
により伸縮を発生する構成となっている。圧電・電歪材
料層は、逆圧電効果または電歪効果により伸縮する圧電
・電歪材料からなる。変位発生部の一端は固定部を介し
てスライダ2に連結され、変位発生部の他端は可動部を
介してサスペンション3に連結されており、変位発生部
の伸縮によりスライダ2が変位して、電磁変換素子1が
ディスク媒体6の記録トラックと交差するように直線状
または弧状に変位する構成となっている。
FIG. 1 is a perspective view for explaining the basic configuration and operation of the magnetic head of the present invention. The magnetic head shown in FIG.
A slider 2 having an electromagnetic transducer 1 and a suspension 3 supporting the slider 2;
An actuator 4 is provided between the actuator 3 and the suspension 3. The actuator 4 has a structure in which a displacement generating section, a fixed section, and a movable section are integrally formed. The displacement generating section is provided with at least one piezoelectric / electrostrictive material layer having an electrode layer on both sides, and is configured to generate expansion and contraction by applying a voltage to the electrode layer. The piezoelectric / electrostrictive material layer is made of a piezoelectric / electrostrictive material that expands and contracts by an inverse piezoelectric effect or an electrostrictive effect. One end of the displacement generating unit is connected to the slider 2 via the fixed unit, and the other end of the displacement generating unit is connected to the suspension 3 via the movable unit. The electromagnetic transducer 1 is configured to be displaced linearly or arcuately so as to intersect the recording track of the disk medium 6.

アクチュエータをスライダ背面に配置する構成 図2に、本発明の磁気ヘッドの構成例の分解斜視図を
示す。同図に示すアクチュエータは、固定部43と可動部
44とが設けられ、さらに、これらを接続する2本の棒状
の梁部が平行に設けられ、2本の梁部にそれぞれ電極層
45が設けられて変位発生部41を構成しているものであ
る。固定部43は枠状であり、変位発生部41および可動部
44を包囲する構造となっている。可動部44はスライダ2
に、固定部43はサスペンション3に、それぞれ接着等に
より連結されている。
FIG. 2 shows an exploded perspective view of a configuration example of the magnetic head of the present invention. The actuator shown in FIG.
44 are further provided, and two bar-shaped beam portions for connecting them are provided in parallel, and the two beam portions are each provided with an electrode layer.
45 is provided to constitute the displacement generating section 41. The fixed portion 43 has a frame shape, and the displacement generating portion 41 and the movable portion
The structure surrounds 44. The movable part 44 is the slider 2
The fixing portion 43 is connected to the suspension 3 by bonding or the like.

同図に示すアクチュエータ全体は、所定箇所に電極層
45を設けた圧電・電歪材料の板状体に2つの孔部を形成
することにより、変位発生部41、固定部43および可動部
44を形成した構造となっている。この構造は、以降で説
明する図2〜図5に示すアクチュエータにおいても同様
である。
The entire actuator shown in FIG.
By forming two holes in a plate of piezoelectric / electrostrictive material provided with 45, a displacement generating part 41, a fixed part 43 and a movable part are formed.
44 is formed. This structure is the same in the actuators shown in FIGS.

なお、同図では、変位発生部41を明示するため、電極
層45が変位発生部表面に存在するように図示している
が、通常、電極層はアクチュエータ表面には露出してお
らず、後述するように各電極層の表面に、カバー部とし
ての圧電・電歪材料層が存在する構造とされる。以降の
図示例についても同様である。
In addition, in the figure, in order to clearly show the displacement generating unit 41, the electrode layer 45 is illustrated as being present on the surface of the displacement generating unit, but usually, the electrode layer is not exposed on the actuator surface, and will be described later. As a result, a structure is provided in which a piezoelectric / electrostrictive material layer as a cover portion is present on the surface of each electrode layer. The same applies to the following illustrated examples.

変位発生部41において一対の電極層45に挟まれた圧電
・電歪材料層が、PZT等のいわゆる圧電材料から構成さ
れている場合、圧電・電歪材料層には、通常、変位性能
向上のための分極処理が施されている。この分極処理に
よる分極方向は、板状体の厚さ方向である。電極層に電
圧を印加したときの電界の向きが分極の向きと一致する
場合、両電極間の圧電・電歪材料層はその厚さ方向に伸
長(圧電縦効果)し、その面内方向では収縮(圧電横効
果)する。一方、電界の向きが分極の向きと逆である場
合、圧電・電歪材料層はその厚さ方向に収縮(圧電縦効
果)し、その面内方向では伸長(圧電横効果)する。図
示例では、圧電横効果、すなわち固定部43と可動部44と
を結ぶ方向の伸縮を利用して、可動部44を図中矢印方向
に弧状に変位させる。そして、この変位によりスライダ
2を揺動させ、電磁変換素子1を記録トラックと交差す
るように弧状に変位させる。
When the piezoelectric / electrostrictive material layer sandwiched between the pair of electrode layers 45 in the displacement generating section 41 is made of a so-called piezoelectric material such as PZT, the piezoelectric / electrostrictive material layer usually has an improved displacement performance. Polarization processing is performed. The polarization direction by this polarization processing is the thickness direction of the plate-like body. When the direction of the electric field when a voltage is applied to the electrode layer matches the direction of the polarization, the piezoelectric / electrostrictive material layer between the two electrodes extends in the thickness direction (piezoelectric longitudinal effect), and in the in-plane direction, Shrink (piezoelectric lateral effect). On the other hand, when the direction of the electric field is opposite to the direction of the polarization, the piezoelectric / electrostrictive material layer contracts in its thickness direction (piezoelectric longitudinal effect) and elongates in its in-plane direction (piezoelectric transverse effect). In the illustrated example, the movable section 44 is displaced in an arc shape in the direction of the arrow in the drawing by utilizing the piezoelectric lateral effect, that is, expansion and contraction in the direction connecting the fixed section 43 and the movable section 44. Then, the slider 2 is swung by this displacement, and the electromagnetic transducer 1 is displaced in an arc shape so as to intersect the recording track.

同図の構成において、一方の変位発生部と他方の変位
発生部とに、収縮を生じさせる電圧を交互に印加する
と、一方の変位発生部の長さと他方の変位発生部の長さ
との比率が変化し、これによって両変位発生部は前記板
状体の面内、すなわちアクチュエータの面内において同
方向に撓む。この撓みによって、固定部43に対し可動部
44が、電圧無印加時の位置を中央として図中矢印方向に
揺動することになる。この揺動は、可動部44が、変位発
生部41の伸縮方向に対しほぼ直交する方向に弧状の軌跡
を描く変位であり、弧状の軌跡の中心は、両梁部が固定
部43に接続する2箇所の中央付近となる。可動部44の揺
動方向はアクチュエータの面内に存在するため、電磁変
換素子1も弧状の軌跡を描いて揺動することになる。こ
のとき、電圧と分極とは向きが同じなので、分極減衰の
おそれがなく、好ましい。なお、両変位発生部に交互に
印加する電圧が変位発生部を伸長させるものであって
も、同様な揺動が生じる。
In the configuration shown in the figure, when a voltage that causes contraction is alternately applied to one of the displacement generating units and the other, the ratio of the length of one of the displacement generating units to the length of the other of the displacement generating units is reduced. As a result, the two displacement generating portions bend in the same direction in the plane of the plate-shaped body, that is, in the plane of the actuator. Due to this bending, the movable portion is
44 swings in the direction of the arrow in the figure with the position where no voltage is applied as the center. This swing is a displacement in which the movable portion 44 draws an arc-shaped trajectory in a direction substantially perpendicular to the direction of expansion and contraction of the displacement generating portion 41. At the center of the arc-shaped trajectory, both beam portions are connected to the fixed portion 43. It is near the center of two places. Since the swing direction of the movable portion 44 exists in the plane of the actuator, the electromagnetic transducer 1 also swings along an arc-shaped locus. At this time, since the direction of the voltage is the same as that of the polarization, there is no fear of the polarization decay, which is preferable. Even if the voltage applied alternately to the two displacement generating portions causes the displacement generating portions to extend, similar swinging occurs.

また、この構成では、両変位発生部に、互いに逆の変
位が生じるような電圧を同時に印加してもよい。すなわ
ち、一方の変位発生部と他方の変位発生部とに、一方が
伸長したとき他方が収縮し、一方が収縮したとき他方が
伸長するような交番電圧を同時に印加してもよい。この
ときの可動部44の揺動は、電圧無印加時の位置を中央と
するものとなる。この場合、駆動電圧を同じとしたとき
の揺動の振幅は、電圧を交互に印加する上記場合の約2
倍となる。ただし、この場合、揺動の一方の側では変位
発生部を伸長させることになり、このときの駆動電圧は
分極の向きと逆となる。このため、印加電圧が高い場合
や継続的に電圧印加を行う場合には、圧電・電歪材料の
分極が減衰するおそれがある。したがって、分極と同じ
向きに一定の直流バイアス電圧を加えておき、このバイ
アス電圧に前記交番電圧を重畳したものを駆動電圧とす
ることにより、駆動電圧の向きが分極の向きと逆となる
ことがないようにする。この場合の揺動は、バイアス電
圧だけを印加したときの位置を中央とするものとなる。
Further, in this configuration, voltages that cause displacements opposite to each other may be simultaneously applied to both displacement generating units. That is, an alternating voltage may be simultaneously applied to one displacement generating unit and the other displacement generating unit such that when one expands, the other contracts, and when one contracts, the other expands. At this time, the swing of the movable portion 44 is centered on the position where no voltage is applied. In this case, when the driving voltage is the same, the amplitude of the swing is about 2 in the above case where the voltage is applied alternately.
Double. However, in this case, the displacement generating portion is extended on one side of the swing, and the driving voltage at this time is opposite to the direction of the polarization. Therefore, when the applied voltage is high or when the voltage is continuously applied, the polarization of the piezoelectric / electrostrictive material may be attenuated. Therefore, by applying a constant DC bias voltage in the same direction as the polarization and superimposing the alternating voltage on the bias voltage as the drive voltage, the direction of the drive voltage may be opposite to the direction of the polarization. Not to be. In this case, the swing is centered on the position when only the bias voltage is applied.

なお、図2に示す構成の変形例として、一方の梁部だ
けに変位発生部を設ける構成としてもよい。この場合、
図2の構成と同様に、変位発生部の収縮だけでなく伸長
も行って変位量を大きくする構成としてもよく、バイア
ス電圧印加により分極の減衰を防ぐ構成としてもよい。
As a modification of the configuration shown in FIG. 2, a configuration in which a displacement generating section is provided only in one of the beam sections may be adopted. in this case,
Similar to the configuration of FIG. 2, a configuration may be adopted in which not only contraction but also extension of the displacement generating portion is performed to increase the displacement amount, or polarization may be prevented from being attenuated by applying a bias voltage.

図3に示すアクチュエータは、枠状の固体部43と可動
部44とが2本の棒状の梁部によって接続され、各梁部に
それぞれ一対の電極層45が設けられて変位発生部41を構
成している点で、図2と構成と同様であり、圧電・電歪
材料の分極も図2の構成と同様である。ただし、この構
成ではヒンジ部421が設けられている。ヒンジ部421は、
梁部のうち変位発生部41と可動部44との間にある領域で
ある。ヒンジ部421は、厚さに対する幅が変位発生部41
のそれより小さく、アクチュエータ面内方向の剛性が変
位発生部41に比べ低くなっている。
In the actuator shown in FIG. 3, a frame-shaped solid portion 43 and a movable portion 44 are connected by two rod-shaped beams, and each beam is provided with a pair of electrode layers 45 to form a displacement generating portion 41. In this respect, the configuration is the same as that of FIG. 2, and the polarization of the piezoelectric / electrostrictive material is also the same as that of FIG. However, in this configuration, a hinge portion 421 is provided. The hinge part 421 is
This is a region of the beam between the displacement generator 41 and the movable unit 44. The hinge portion 421 has a width with respect to the thickness,
The rigidity in the in-plane direction of the actuator is lower than that of the displacement generating section 41.

この構成において、一方の変位発生部と他方の変位発
生部とが互いに逆の変位を生じるような電圧を印加する
と、ヒンジ部421は剛性が相対的に低いので、両変位発
生部の伸縮に伴ってアクチュエータ面内方向に撓み、一
方、両変位発生部は剛性が相対的に高いので、撓みは小
さい。この結果、可動部44は、両梁部との2箇所の接続
部の中央付近を中心とする回転変位をすることになり、
電磁変換素子1は弧状の軌跡を描く。
In this configuration, when a voltage is applied such that one of the displacement generating portions and the other displacement generating portion cause a displacement opposite to each other, the hinge portion 421 has a relatively low rigidity. Therefore, since the rigidity of the displacement generating portions is relatively high, the bending is small. As a result, the movable portion 44 makes a rotational displacement around the center of the two connecting portions with the two beam portions,
The electromagnetic conversion element 1 draws an arc-shaped trajectory.

この構成では、変位発生部41に対するヒンジ部の剛性
が相対的に低いほど変位発生部41の撓みが小さくなり、
その結果、変位発生部41の単位収縮量あたりの可動部44
の回転角度が大きくなる。
In this configuration, as the rigidity of the hinge portion relative to the displacement generating portion 41 is relatively low, the deflection of the displacement generating portion 41 decreases,
As a result, the movable portion 44 per unit contraction amount of the displacement generation portion 41
Increases the rotation angle.

この構成においても、図2の構成と同様に、一方の変
位発生部と他方の変位発生部とに、収縮または伸長を生
じさせる電圧を交互に印加してもよい。また、一方の梁
部だけに電極層を設ける構成としてもよいが、その場合
には、可動部43の回転の中心が、電極層を設けない梁部
のヒンジ部付近となる。
Also in this configuration, similarly to the configuration in FIG. 2, a voltage that causes contraction or extension may be alternately applied to one displacement generation unit and the other displacement generation unit. In addition, an electrode layer may be provided only on one of the beam portions. In this case, the center of rotation of the movable portion 43 is near the hinge portion of the beam portion on which the electrode layer is not provided.

図4および図5にそれぞれ示すアクチュエータは、ア
クチュエータの外枠を構成する枠状の固定部43と、固定
部43に包囲された可動部44と、これらを結ぶL字型の梁
部とを有する。梁部は、図4では2本存在し、図5では
4本存在する。これらのアクチュエータの外形形状は、
面内に対し垂直でかつ可動部44の中央を通る対称軸(図
中のZ軸)について回転対称である。
Each of the actuators shown in FIGS. 4 and 5 has a frame-shaped fixing portion 43 constituting an outer frame of the actuator, a movable portion 44 surrounded by the fixing portion 43, and an L-shaped beam portion connecting these. . There are two beams in FIG. 4 and four beams in FIG. The external shape of these actuators is
It is rotationally symmetric about an axis of symmetry (the Z axis in the figure) that is perpendicular to the plane and passes through the center of the movable part 44.

これらの構成において、両変位発生部が同時に収縮ま
たは同時に伸長するような電圧を印加すると、可動部44
は前記対称軸を中心とする回転運動をし、電磁変換素子
1は弧状の軌跡を描く。これらの構成では、スライダを
回転駆動するので、駆動による反転が小さく、磁気ヘッ
ドの振動特性に悪影響を及ぼすことが少ない。また、図
3に示す構成でもスライダを回転駆動させることが可能
なので、同様な効果が実現し得る。ここで、スライダを
回転駆動させるとは、スライダを貫く軸を中心としてス
ライダを回転させることを意味する。
In these configurations, when a voltage is applied such that both the displacement generating sections contract or expand simultaneously, the movable section 44
Makes a rotational movement about the axis of symmetry, and the electromagnetic transducer 1 draws an arc-shaped trajectory. In these configurations, since the slider is rotationally driven, the reversal due to the driving is small, and the vibration characteristics of the magnetic head are not adversely affected. Further, since the slider can be driven to rotate in the configuration shown in FIG. 3, the same effect can be achieved. Here, to rotate the slider means to rotate the slider about an axis passing through the slider.

なお、これらの構成において、梁部のうち変位発生部
41と可動部44との間にある領域を、図3におけるヒンジ
部421のように、アクチュエータ面内方向の剛性が変位
発生部41のそれに比べ低くなるような形状として、ヒン
ジ部としての働きをもたせてもよい。
In these configurations, the displacement generating section of the beam section
The region between the movable portion 44 and the movable portion 44 is shaped like a hinge portion 421 in FIG. 3 so that the rigidity in the in-plane direction of the actuator is lower than that of the displacement generating portion 41, thereby acting as a hinge portion. You may give it.

これらの構成では、固定部43と可動部44との間のスリ
ット状孔部の長手方向と平行に、すなわち前記スリット
状孔部を縦断するように梁部を形成しているため、変位
発生部41の長さを大きくとれ、その結果、可動部44の回
転角を大きくできる。ただし、必要に応じ、前記スリッ
ト状孔部を横断するように梁部を設ける構成としてもよ
い。
In these configurations, since the beam portion is formed parallel to the longitudinal direction of the slit-shaped hole portion between the fixed portion 43 and the movable portion 44, that is, the beam portion is formed so as to traverse the slit-shaped hole portion, the displacement generating portion The length of 41 can be increased, and as a result, the rotation angle of the movable section 44 can be increased. However, if necessary, a configuration may be adopted in which a beam is provided so as to cross the slit-shaped hole.

このように可動部に回転運動をさせるためには、梁部
の数が2または4である必要はなく、3または5以上で
あってもよい。また、枠状の固定部や可動部について
も、外周や内周の形状は四角形状に限られず、例えば他
の多角形状としてもよく、円状としてもよい。
In order to cause the movable portion to perform the rotary motion, the number of the beam portions need not be two or four, but may be three or five or more. Also, the shape of the outer periphery and the inner periphery of the frame-shaped fixed portion and the movable portion is not limited to a square shape, but may be, for example, another polygonal shape or a circular shape.

図5では、前記対称軸に対し対称な一対の梁部が2組
存在するが、このうちの1組だけに電極層を設ける構成
としてもよい。この場合、他の1組の梁部は支持部ない
しヒンジ部として働く。
In FIG. 5, there are two pairs of beam parts symmetrical with respect to the axis of symmetry, but it is also possible to provide an electrode layer in only one of these pairs. In this case, the other set of beams serves as a support or hinge.

図4においても一方の梁部だけに電極層を設ける構成
としてもよい。また、一方の梁部だけに電極層を設ける
と共に、他方の梁部を前記スリット状孔部を横断するよ
うに設けてヒンジ部としてもよい。ただし、これらの構
成では回転運動の中心軸が可動部の中央から外れること
になる。
4, an electrode layer may be provided only on one of the beams. Further, an electrode layer may be provided only on one of the beam portions, and the other beam portion may be provided so as to cross the slit-shaped hole portion to serve as a hinge portion. However, in these configurations, the central axis of the rotational movement is deviated from the center of the movable part.

図6に、変位発生部の伸縮に伴い、変位発生部が撓む
と共に可動部が固定部に対し前記板状対の面内において
直線変位するか、回転変位するアクチュエータの構成例
を示す。
FIG. 6 shows an example of the configuration of an actuator in which the movable portion is linearly or rotationally displaced relative to the fixed portion in the plane of the plate-like pair as the displacement generating portion bends as the displacement generating portion expands and contracts.

同図に示すアクチュエータ4は、枠状の固定部43を有
し、固定部43の内部に、可動部44と、互いに平行な2本
の変位発生部からそれぞれ構成される2対の変位発生
部、すなわち、第1対(変位発生部411a、411b)と、第
2対(変位発生部412a、412b)とを有する。各対は、伸
縮方向が互いに平行である。
The actuator 4 shown in the figure has a frame-shaped fixed part 43, and inside the fixed part 43, two pairs of displacement generating parts each composed of a movable part 44 and two parallel displacement generating parts parallel to each other. That is, it has a first pair (displacement generators 411a and 411b) and a second pair (displacement generators 412a and 412b). In each pair, the directions of expansion and contraction are parallel to each other.

このアクチュエータの面内において、可動部44を通
り、変位発生部の伸縮方向に対し垂直な軸をX軸とす
る。第1対と第2対とはX軸を挟んで鏡面対称に配置さ
れている。
In the plane of the actuator, an axis passing through the movable portion 44 and perpendicular to the direction of expansion and contraction of the displacement generating portion is defined as an X axis. The first pair and the second pair are arranged mirror-symmetrically with respect to the X axis.

各変位発生部は、固定部43に設けた固定連結部431、4
32に連結されている。これらの固定連結部は、枠状の固
定部43の一部にスリット状孔部を設けることにより形成
されたものであり、幅が狭く面内方向の剛性が低い領域
である。剛性の低い固定連結部に変位発生部を連結する
のは、変位発生部の伸縮を阻害しないためである。な
お、固定連結部の剛性を低くする手段は特に限定され
ず、図示例のような構造とするほかに、例えば図10にお
ける固定連結部431〜434のように、固定部43の一部を薄
くする構造としてもよい。固定連結部はアクチュエータ
駆動の際に変形する必要があるので、アクチュエータの
固定部をサスペンションに接着する際に、固定連結部は
接着しない。これは、後述する図10のアクチュエータに
おいても同様である。
Each displacement generating part is provided with a fixed connecting part 431, 4 provided on the fixed part 43.
Connected to 32. These fixed connecting portions are formed by providing slit-shaped holes in a part of the frame-shaped fixing portion 43, and are regions having a small width and a low rigidity in an in-plane direction. The reason why the displacement generating section is connected to the fixed connecting section having low rigidity is that the expansion and contraction of the displacement generating section are not hindered. The means for lowering the rigidity of the fixed connecting portion is not particularly limited, and in addition to the structure shown in the drawing, for example, a portion of the fixed portion 43 is made thinner, such as the fixed connecting portions 431 to 434 in FIG. It is good also as a structure which does. Since the fixed connection portion needs to be deformed when the actuator is driven, the fixed connection portion does not adhere when the fixed portion of the actuator is bonded to the suspension. This is the same for the actuator of FIG. 10 described later.

図7Aおよび図7Bは、このアクチュエータを駆動したと
きの各部の変形を誇張して示す平面図である。これら各
図を用いて、このアクチュエータの動作を説明する。
FIG. 7A and FIG. 7B are exaggerated plan views showing the deformation of each part when the actuator is driven. The operation of this actuator will be described with reference to these drawings.

このアクチュエータの駆動に際し、各対において一方
の側(以下、図中の左側)に存在する変位発生部411a、
412aを収縮させると共に、各対において他方の側(以
下、図中の右側)に存在する変位発生部411b、412bを伸
長させると、図7Aに示すように、各変位発生部の伸縮を
阻害しないように固定連結部431、432が撓み、その結
果、すべての変位発生部が右側に凸となるように撓むの
で、可動部は右側に直線変位することになる。
When driving the actuator, the displacement generating units 411a, which are present on one side (hereinafter, left side in the figure) of each pair,
When the displacement generating portions 411b and 412b existing on the other side (hereinafter, the right side in the figure) of each pair are expanded while the 412a is contracted, as shown in FIG. 7A, the expansion and contraction of each displacement generating portion is not hindered. As described above, the fixed connecting portions 431 and 432 bend, and as a result, all the displacement generating portions bend so as to be convex to the right, so that the movable portion is linearly displaced to the right.

また、第1対の左側の変位発生部411aと、第2対の右
側の変位発生部412bとを収縮させると共に、他の変位発
生部411b、412aを伸長させると、図7Bに示すように、各
変位発生部の伸縮を阻害しないように固定連結部431、4
32が撓み、その結果、第1対は右側に凸となるように撓
み、第2対は左側に凸となるように撓むので、可動部44
は、これを貫きアクチュエータの面内に垂直なZ軸を中
心として、図中時計回り方向に回転変位することにな
る。
Also, when the first pair of left-side displacement generators 411a and the second pair of right-side displacement generators 412b are contracted and the other displacement generators 411b and 412a are extended, as shown in FIG. 7B, Fixed connecting parts 431, 4 so as not to hinder the expansion and contraction of each displacement generating part
As a result, the first pair bends so as to be convex to the right and the second pair bends so as to be convex to the left.
Will be rotated clockwise in the figure around the Z axis perpendicular to the plane of the actuator.

このように、図6に示す構成では、収縮する変位発生
部と伸長する変位発生部との位置関係がX軸に対し鏡面
対称であれば、可動部は直線変位する。一方、この位置
関係がZ軸について回転対称であれば、可動部は回転変
位する。
As described above, in the configuration shown in FIG. 6, if the positional relationship between the contracting displacement generating section and the extending displacement generating section is mirror-symmetric with respect to the X axis, the movable section is linearly displaced. On the other hand, if this positional relationship is rotationally symmetric with respect to the Z axis, the movable part is rotationally displaced.

上記した直線変位または回転変位において、収縮する
変位発生部と伸長する変位発生部とを入れ替えると、変
位発生部の撓む方向が逆となり、可動部44は図中におい
て左側に直線変位するか、反時計回り方向に回転変位す
ることになる。
In the above-described linear displacement or rotational displacement, if the contracting displacement generating section and the extending displacement generating section are exchanged, the bending direction of the displacement generating section is reversed, and the movable section 44 is linearly displaced to the left in the drawing, It will be rotationally displaced in the counterclockwise direction.

図示例では、各対の伸縮方向を互いに平行としてある
が、各対の伸縮方向は平行である必要はなく、また、各
対を構成する2本の変位発生部同士も平行である必要は
なく、目的とする変位方向(図中X軸方向)に対し各変
位発生部の伸縮方向が平行でなければよい。すなわち、
第1対と第2対とがX軸を挟んで対向して配置されてい
ればよく、両対間の角度および各対の両変位発生部間の
角度に特に制限はない。例えば、剛性向上などのため
に、両対または各対の両変位発生部を平行としない構造
とすることがある。
In the illustrated example, the expansion and contraction directions of each pair are parallel to each other. However, the expansion and contraction directions of each pair need not be parallel, and the two displacement generating units forming each pair need not be parallel. The direction of expansion and contraction of each displacement generating portion need not be parallel to the target displacement direction (X-axis direction in the figure). That is,
The first pair and the second pair only need to be arranged to face each other with the X axis interposed therebetween, and there is no particular limitation on the angle between the two pairs and the angle between the two displacement generating parts of each pair. For example, in order to improve rigidity, both pairs or both pairs of displacement generating portions may not be parallel.

なお、図6に示す構成において、図2に示す構成と同
様に、各対の一方の変位発生部を、伸縮しない梁部とし
てもよい。その場合でも、可動部の直線変位および回転
変位が可能である。
In the configuration shown in FIG. 6, similarly to the configuration shown in FIG. 2, one of the displacement generating portions of each pair may be a beam portion that does not expand and contract. Even in that case, linear displacement and rotational displacement of the movable part are possible.

図6に示すアクチュエータは、変位発生部の撓みを利
用する点で図2に示すアクチュエータと作動原理が同じ
である。しかし、図6に示す構成では、可動部を対向す
る2方向(図中上下方向)から支持するので、面内方向
および面内に垂直な方向(浮上方向)の剛性が高くな
る。このため、スライダに、ディスク媒体との接触によ
る外力や装置への衝撃による加速度が加わったときに、
面内方向およびそれに垂直な方向のぶれが小さくなる。
The operation principle of the actuator shown in FIG. 6 is the same as that of the actuator shown in FIG. 2 in using the bending of the displacement generating section. However, in the configuration shown in FIG. 6, since the movable portion is supported from two opposing directions (vertical direction in the figure), the rigidity in the in-plane direction and the direction perpendicular to the plane (flying direction) is increased. Therefore, when external force due to contact with the disk medium or acceleration due to impact on the device is applied to the slider,
The blur in the in-plane direction and the direction perpendicular thereto is reduced.

図8に、変位発生部の伸縮に伴い、変位発生部が撓む
と共に可動部が固定部に対し前記板状体の面内において
直線変位するアクチュエータの構成例を示す。
FIG. 8 shows an example of the configuration of an actuator in which the displacement generating section flexes and the movable section linearly displaces with respect to the fixed section in the plane of the plate-like body as the displacement generating section expands and contracts.

同図に示すアクチュエータ4は、枠体の固定部43を有
し、固定部43の内部に可動部44と、互いに平行な2本の
変位発生部からそれぞれ構成される4対の変位発生部、
すなわち、第1対(変位発生部411a、411b)と、第2対
(変位発生部412a、412b)と、第3対(変位発生部413
a、413b)と、第4対(変位発生部414a、414b)とを有
する。各対は、伸縮方向が互いに平行である。ただし、
図8に示す構成においても図6に示す構成と同様に、各
対の伸縮方向は平行である必要はなく、また、各対を構
成する2本の変位発生部同士も平行である必要はなく、
目的とする変位方向(図中X軸方向)に対し各変位発生
部の伸縮方向が平行でなければよい。
The actuator 4 shown in the figure has a fixed part 43 of a frame body, inside the fixed part 43, a movable part 44 and four pairs of displacement generating parts each composed of two parallel displacement generating parts,
That is, a first pair (displacement generating units 411a and 411b), a second pair (displacement generating units 412a and 412b), and a third pair (displacement generating unit 413).
a, 413b) and a fourth pair (displacement generators 414a, 414b). In each pair, the directions of expansion and contraction are parallel to each other. However,
In the configuration shown in FIG. 8, similarly to the configuration shown in FIG. 6, the expansion and contraction directions of each pair do not need to be parallel, and the two displacement generating portions forming each pair do not need to be parallel. ,
The direction of expansion and contraction of each displacement generating section need not be parallel to the target displacement direction (X-axis direction in the figure).

図8に示すアクチュエータの面内において、可動部44
を通り、変位発生部の伸縮方向に対し垂直な軸をX軸と
する。X軸の一方の側(以下、図中の上側)では、第1
対の第2対とが空隙をおいて可動部44を挟んで存在し、
X軸の他方の側(以下、図中の下側)では、第3対と第
4対とが空隙をおいて可動部44を挟んで存在する。
In the plane of the actuator shown in FIG.
, The axis perpendicular to the direction of expansion and contraction of the displacement generating section is defined as the X axis. On one side of the X axis (hereinafter, upper side in the figure), the first
A second pair of pairs exists with a gap therebetween and the movable part 44 therebetween,
On the other side of the X-axis (hereinafter, the lower side in the figure), a third pair and a fourth pair exist with a gap therebetween with the movable portion 44 interposed therebetween.

固定部43は、変位発生部を連結するための固定連結部
431、432を有し、これらはX軸に沿って可動部44に向か
って延び、空隙をおいて可動部44を挟んでいる。可動部
44は、変位発生部を連結するための可動連結部441、44
2、443、444を有し、可動連結部441、442は、可動部44
の一端部からX軸と平行に延び、可動連結部443、444
は、可動部44の他端部からX軸と平行に延びている。そ
して、第1対は一端が固定連結部431に他端が可動連結
部441に、また、第2対は一端が固定連結部432に他端が
可能連結部442に、また、第3対は一端が固定連結部431
に他端が可動連結部443に、また、第4対は一端が固定
連結部432に他端が可動連結部444に、それぞれ連結して
いる。
The fixed part 43 is a fixed connecting part for connecting the displacement generating part.
431 and 432, which extend along the X-axis toward the movable portion 44 and sandwich the movable portion 44 with a gap. movable part
44 is a movable connecting portion 441, 44 for connecting the displacement generating portion.
2, 443, 444, and the movable connecting parts 441, 442
The movable connecting portions 443 and 444 extend from one end of the
Extends from the other end of the movable portion 44 in parallel with the X axis. The first pair has one end connected to the fixed connection portion 431 and the other end connected to the movable connection portion 441, the second pair has one end connected to the fixed connection portion 432 and the other end connected to the possible connection portion 442, and the third pair has One end is fixed connection part 431
The other end is connected to the movable connecting portion 443, and the fourth pair is connected at one end to the fixed connecting portion 432 and at the other end to the movable connecting portion 444.

このアクチュエータの駆動に際し、各対において一方
の側(以下、図中の左側)に存在する変位発生部411a、
412a、413a、414aを収縮させると共に、各対において他
方の側(以下、図中の右側)に存在する変位発生部411
b、412b、413b、414bを伸長させると、各変位発生部は
左側に撓み、可動部44は左側に直線状に変位する。一
方、収縮する変位発生部と伸長する変位発生部とを入れ
替えると、変位発生部の撓む方向が逆となり、可動部44
は右側に直線状に変位することになる。
When driving the actuator, the displacement generating units 411a, which are present on one side (hereinafter, left side in the figure) of each pair,
412a, 413a, and 414a are contracted, and the displacement generating section 411 existing on the other side (hereinafter, right side in the figure) in each pair.
When b, 412b, 413b, and 414b are extended, each displacement generating section bends to the left, and the movable section 44 is displaced linearly to the left. On the other hand, if the contracting displacement generating section and the extending displacement generating section are exchanged, the direction in which the displacement generating section bends is reversed, and the movable section 44
Will be displaced linearly to the right.

なお、図8に示す構成において、図2に示す構成と同
様に、各対の一方の変位発生部を、伸縮しない梁部とし
てもよい。その場合でも、可動部の直線変位が可能であ
る。
In the configuration shown in FIG. 8, similarly to the configuration shown in FIG. 2, one displacement generating portion of each pair may be a beam portion that does not expand and contract. Even in that case, linear displacement of the movable part is possible.

可動連結部441、442、443、444は、図示するように面
内方向における剛性が低いものとすることが好ましい。
これは、変位発生部の伸縮を阻害しないためである。
It is preferable that the movable connecting portions 441, 442, 443, and 444 have low rigidity in the in-plane direction as illustrated.
This is because the expansion and contraction of the displacement generating portion is not hindered.

図8に示すアクチュエータは、変位発生部の撓みを利
用する点で図6に示すアクチュエータと作動原理が同じ
であるが、図6に示す構成よりも変位発生部の対数が多
いため、剛性がより高くなり、また、駆動力も大きくな
るので、より好ましい。
The operation principle of the actuator shown in FIG. 8 is the same as that of the actuator shown in FIG. 6 in that the deflection of the displacement generating section is used. However, since the number of logarithms of the displacement generating section is larger than that of the configuration shown in FIG. It is more preferable because the driving force increases.

図9に、変位発生部の伸縮に伴い、変位発生部が撓む
と共に可動部が固定部に対し前記板状体の面内において
回転変位するアクチュエータの構成例を示す。
FIG. 9 shows an example of the configuration of an actuator in which the displacement generator flexes as the displacement generator expands and contracts, and the movable part rotates and displaces in the plane of the plate-like body with respect to the fixed part.

同図に示すアクチュエータ4は、枠体の固定部43を有
し、固定部43の内部に、可動部44と、互いに平行な2本
の変位発生部からそれぞれ構成される2対の変位発生
部、すなわち、第1対(変位発生部411a、411b)と、第
2対(変位発生部412a、412b)とを有する。各対は、伸
縮方向が互いに平行である。
The actuator 4 shown in the figure has a frame fixed portion 43, and inside the fixed portion 43, a movable portion 44 and two pairs of displacement generating portions each composed of two parallel displacement generating portions. That is, it has a first pair (displacement generators 411a and 411b) and a second pair (displacement generators 412a and 412b). In each pair, the directions of expansion and contraction are parallel to each other.

このアクチュエータの面内に垂直で可動部44を貫く直
線をZ線とする。第1対と第2対とは空隙をおいて可動
部44を挟み、各対と可動部との連結部はZ軸に対して対
称の位置にあり、かつ、各対と固定部との連結部も、Z
軸に対して対称の位置にある。
A straight line perpendicular to the plane of the actuator and passing through the movable portion 44 is defined as a Z line. The first pair and the second pair sandwich the movable portion 44 with an air gap therebetween, and the connecting portion between each pair and the movable portion is located symmetrically with respect to the Z axis, and the connection between each pair and the fixed portion is provided. The part is Z
It is located symmetrically with respect to the axis.

なお、この構成においても、図6に示す構成と同様
に、各対の伸縮方向は平行である必要はなく、また、各
対を構成する2本の変位発生部同士も平行である必要は
なく、各対と可動部との連結部がZ軸を挟んで対向し、
かつ、各対と固定部との連結部がZ軸を挟んで対向して
いればよい。
In this configuration, similarly to the configuration shown in FIG. 6, the expansion and contraction directions of each pair need not be parallel, and the two displacement generating portions forming each pair need not be parallel. , The connecting portion between each pair and the movable portion faces each other across the Z axis,
In addition, it is only necessary that the connecting portion between each pair and the fixing portion faces each other with the Z axis interposed therebetween.

可動部44は、変位発生部を連結するための可動連結部
441、442を有し、これらはZ軸を挟んで対向して存在す
る。可動連結部441および可動連結部442は、可動部44の
一端部および他端部において変位発生部の伸縮方向と直
交するようにそれぞれ延びている。そして、第1対は一
端が固定部43に他端が可動連結部441に、第2対は一端
が固定部43に他端が可動連結部442に、それぞれ連結し
ている。
The movable section 44 is a movable connecting section for connecting the displacement generating section.
441 and 442, which are opposed to each other across the Z axis. The movable connecting part 441 and the movable connecting part 442 extend at one end and the other end of the movable part 44, respectively, so as to be orthogonal to the direction of expansion and contraction of the displacement generating part. The first pair has one end connected to the fixed portion 43 and the other end connected to the movable connection portion 441, and the second pair has one end connected to the fixed portion 43 and the other end connected to the movable connection portion 442.

このアクチュエータの駆動に際し、各対においてZ軸
から相対的に遠い変位発生部411a、412bを収縮させると
共に、Z軸に相対的に近い変位発生部411b、412bを伸長
させると、各対はZ軸から遠ざかる方向に撓むので、可
動部44はZ軸を中心として図中時計回り方向に回転変位
することになる。また、収縮する変位発生部と伸長する
変位発生部とを入れ替えると、変位発生部の撓む方向が
逆となり、可動部44は図中反時計回り方向に回転変位す
ることになる。
When the actuators are driven, the pair of displacement generators 411a and 412b that are relatively far from the Z axis are contracted and the pair of displacement generators 411b and 412b that are relatively closer to the Z axis are extended. The movable portion 44 is rotationally displaced in the clockwise direction in the figure around the Z axis since the movable portion 44 is bent in a direction away from the movable member 44. When the contracting displacement generating section and the extending displacement generating section are exchanged, the direction in which the displacement generating section bends is reversed, and the movable section 44 is rotationally displaced counterclockwise in the drawing.

なお、図9に示す構成において、図2に示す構成と同
様に、各対の一方の変位発生部を、伸縮しない梁部とし
てもよい。その場合でも、可動部の回転変位が可能であ
る。
In the configuration illustrated in FIG. 9, similarly to the configuration illustrated in FIG. 2, one displacement generating unit of each pair may be a beam that does not expand and contract. Even in that case, rotational displacement of the movable part is possible.

可動連結部441、442は、図8に示す可動連結部と同様
な理由により、面内方向における剛性が低いものとして
ある。
The movable connecting portions 441 and 442 have low rigidity in the in-plane direction for the same reason as the movable connecting portion shown in FIG.

図9に示すアクチュエータは、変位発生部の撓みを利
用する点で図2に示すアクチュエータと作動原理が同じ
であるが、図9に示す構成では、可動部を対向する2方
向から支持し、また、変位発生部の数が多いので、剛性
がより高くなる。
The actuator shown in FIG. 9 has the same operating principle as the actuator shown in FIG. 2 in that the deflection of the displacement generating portion is used. However, in the configuration shown in FIG. 9, the movable portion is supported from two opposing directions. Since the number of displacement generating parts is large, the rigidity is further increased.

図10に、変位発生部の伸縮に伴い、変位発生部が撓む
と共に可動部が固定部に対し前記板状体の面内において
回転変位するアクチュエータの構成例を示す。
FIG. 10 shows an example of the configuration of an actuator in which the displacement generating section bends and the movable section rotates and displaces relative to the fixed section in the plane of the plate-like body as the displacement generating section expands and contracts.

同図に示すアクチュエータ4は、枠状の固定部43を有
し、固定部43の内部に、可動部44と、互いに平行な2本
の変位発生部からそれぞれ構成される4対の変位発生
部、すなわち、第1対(変位発生部411a、411b)と、第
2対(変位発生部412a、412b)の、第3対(変位発生部
413a、413b)と、第4対(変位発生部414a、414b)とを
有する。各対は、第1対と第3対および第2対と第4対
とがそれぞれ対向するように、90゜の間隔をおいて可動
部44から放射状に延び、固定部43の固定連結部431、43
2、433、434にそれぞれ接続している。
The actuator 4 shown in the figure has a frame-shaped fixed portion 43, and inside the fixed portion 43, a movable portion 44 and four pairs of displacement generating portions each composed of two parallel displacement generating portions. That is, a third pair (displacement generating unit) of the first pair (displacement generating units 411a and 411b) and the second pair (displacement generating units 412a and 412b).
413a, 413b) and a fourth pair (displacement generators 414a, 414b). Each pair extends radially from the movable portion 44 at an interval of 90 ° so that the first pair and the third pair and the second pair and the fourth pair face each other. , 43
2, 433 and 434 are connected respectively.

このアクチュエータの面内に垂直で可動部44を貫く軸
を、Z軸とする。このアクチュエータの駆動に際し、Z
軸からみて各対の一方の側(Z軸からみて図中左側)に
存在する変位発生部411a、412a、413a、414aを収縮させ
ると共に、Z軸からみて各対の他方の側(Z軸からみて
図中右側)に存在する変位発生部411b、412b、413b、41
4bを伸長させると、各変位発生部はZ軸からみた前記一
方の側に撓み、可動部44は図中時計回り方向に回転変位
する。一方、収縮する変位発生部と伸長する変位発生部
とを入れ替えると、変位発生部の撓む方向が逆となり、
可動部44は図中反時計回り方向に回転変位することにな
る。
An axis perpendicular to the plane of the actuator and penetrating the movable portion 44 is defined as a Z axis. When driving this actuator, Z
Displacement generating parts 411a, 412a, 413a, 414a existing on one side of each pair as viewed from the axis (left side in the figure as viewed from the Z axis) are contracted, and the other side of each pair as viewed from the Z axis (from the Z axis). (Right side in the drawing) displacement generating parts 411b, 412b, 413b, 41
When 4b is extended, each displacement generating portion bends to the one side as viewed from the Z axis, and the movable portion 44 is rotationally displaced clockwise in the figure. On the other hand, if the contracting displacement generating part and the extending displacement generating part are exchanged, the direction in which the displacement generating part bends is reversed,
The movable portion 44 is rotationally displaced in the counterclockwise direction in the drawing.

なお、図10に示す構成において、図2に示す構成と同
様に、各対の一方の変位発生部を、伸縮しない梁部とし
てもよい。その場合でも、可動部の回転変位が可能であ
る。
In the configuration shown in FIG. 10, similarly to the configuration shown in FIG. 2, one of the displacement generating portions of each pair may be a beam portion that does not expand and contract. Even in that case, rotational displacement of the movable part is possible.

固定連結部431、432、433、434は、図6に示す固定連
結部431、432と同様に、各変位発生部の伸縮を阻害しな
いように撓む必要があるので、図示するように、幅が狭
く面内方向における剛性が低いものとしてある。なお、
固定連結部の構造は図示するものに限らず、例えば図6
に示す固定連結部のように、枠状の固定部にスリット状
孔部を設けることにより形成したものであってもよい。
The fixed connecting portions 431, 432, 433, and 434 need to bend so as not to hinder the expansion and contraction of each displacement generating portion, similarly to the fixed connecting portions 431 and 432 shown in FIG. And the rigidity in the in-plane direction is low. In addition,
The structure of the fixed connecting portion is not limited to the one shown in the figure, and may be, for example, as shown in FIG.
It may be formed by providing a slit-shaped hole in a frame-shaped fixing portion like the fixing connecting portion shown in FIG.

図10に示すアクチュエータの作動原理は、図6に示す
アクチュエータにおいて可動部が回転変位する場合と同
じである。すなわち、収縮する変位発生部と伸長する変
位発生部との位置関係がZ軸について回転対称であっ
て、可動部が回転変位する構成である。しかし、図10に
示す構成は、可動部を4方向から支持するものであり、
変位発生部の数も多いため、剛性がより高くなり、ま
た、駆動力も大きくなるので、より好ましい。
The operation principle of the actuator shown in FIG. 10 is the same as that of the actuator shown in FIG. That is, the positional relationship between the contracting displacement generating section and the extending displacement generating section is rotationally symmetric about the Z axis, and the movable section is rotationally displaced. However, the configuration shown in FIG. 10 supports the movable part from four directions.
Since the number of displacement generating parts is large, the rigidity is further increased and the driving force is also increased, which is more preferable.

上記した各図に示すアクチュエータは、固定部が、変
位発生部および可動部を包囲するようにアクチュエータ
の面内に延びている構造である。このように固定部を枠
状とすることにより、アクチュエータの取り扱いが容易
となる。例えばピンセット等によりアクチュエータをつ
かむ場合、固定部の枠状部分をつかむことができるの
で、変位発生部の損傷を防ぐことができる。また、枠状
部分を設けることにより、落下等によるアクチュエータ
の損傷も低減できる。また、アクチュエータを基板に固
定する際の接着面積が大きくなるので、接着強度が高く
なると共に接着・取り付け作業が容易となる。また、固
定部は薄板状のサスペンションに連結されるので、連結
部の剛性が高まるという効果も実現する。
The actuator shown in each of the drawings has a structure in which the fixed portion extends in the plane of the actuator so as to surround the displacement generating portion and the movable portion. By forming the fixing portion in a frame shape, handling of the actuator is facilitated. For example, when the actuator is gripped by tweezers or the like, the frame-shaped portion of the fixed portion can be gripped, so that the displacement generating portion can be prevented from being damaged. Further, by providing the frame-shaped portion, damage to the actuator due to dropping or the like can be reduced. Also, since the bonding area when fixing the actuator to the substrate is increased, the bonding strength is increased and the bonding / attachment work is facilitated. Further, since the fixing portion is connected to the suspension in the form of a thin plate, an effect of increasing the rigidity of the connecting portion is also realized.

なお、上記各構成における固定部は、変位発生部およ
び可動部を完全に包囲する枠状体であるが、枠状としな
くても変位が可能であれば、固定部を枠状としなくても
よい。例えば、必要に応じ固定部の一部に切り欠きを設
けてもよく、後述する図11の構成のように、固定部に枠
状部分を設けなくてもよい。
The fixing portion in each of the above-described configurations is a frame-like body that completely surrounds the displacement generating portion and the movable portion. However, as long as the fixing portion can be displaced without the frame shape, the fixing portion does not need to have the frame shape. Good. For example, a notch may be provided in a part of the fixing part as needed, and a frame-like part may not be provided in the fixing part as in the configuration of FIG. 11 described later.

図2、図3、図4、図5、図6、図8、図9、図10に
それぞれ示すアクチュエータは、圧電・電歪材料から構
成される板状体に、少なくとも2つの孔部を設けること
により、固定部43と、可動部44と、これらを接続する少
なくとも2つの梁部とを一体的に形成し、少なくとも1
つの梁部の少なくとも一部に、固定部43と可動部44とを
結ぶ方向の伸縮が生じるように電極層を設けて変位発生
部を構成したものである。そして、変位発生部の伸縮に
伴い、変位発生部が撓むと共に固定部に対し可動部が前
記板状体の面内において弧状変位または回転変位または
直線変位するものである。
Each of the actuators shown in FIGS. 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, and 10 has at least two holes in a plate made of a piezoelectric / electrostrictive material. Thereby, the fixed portion 43, the movable portion 44, and at least two beam portions connecting these are integrally formed, and at least one beam portion is formed.
An electrode layer is provided on at least a part of one of the beam portions so as to expand and contract in a direction connecting the fixed portion 43 and the movable portion 44 to constitute a displacement generating portion. Then, with the expansion and contraction of the displacement generating portion, the displacement generating portion is bent and the movable portion is displaced in an arcuate, rotational, or linear manner in the plane of the plate-like body with respect to the fixed portion.

アクチュエータをスライダ側面に配置する構成 図11に示すアクチュエータは、固定部43と可動部44と
を連結する2本の棒状の変位発生部41を有するものであ
り、可動部44の側面とスライダ2の側面とを接着したも
のである。このアクチュエータは、固定部43を枠状とし
なかったほかは図2に示すアクチュエータと同様な構成
である。
Configuration in which Actuator is Arranged on Side Surface of Slider The actuator shown in FIG. 11 has two rod-shaped displacement generating portions 41 connecting the fixed portion 43 and the movable portion 44, and the side surface of the movable portion 44 and the slider 2 The side is bonded. This actuator has the same configuration as the actuator shown in FIG. 2 except that the fixing portion 43 is not formed in a frame shape.

図12に示す構成は、固定部43から延びる2本の棒状の
変位発生部41の先にそれぞれ可動部44を設けたアクチュ
エータを用い、両変位発生部間にスライダ2が挟まれる
ように、各可動部44とスライダ2の対向する一対の側面
のそれぞれとを連結したものである。この構成は、図2
の構成と同様に変位発生部の撓み変位を利用するもので
あり、電磁変位素子1の変位は弧状変位となる。
The configuration shown in FIG. 12 uses an actuator in which a movable portion 44 is provided at the end of two rod-shaped displacement generating portions 41 extending from the fixed portion 43, and each of the sliders 2 is sandwiched between the two displacement generating portions. The movable portion 44 is connected to each of a pair of opposing side surfaces of the slider 2. This configuration is shown in FIG.
As in the above configuration, the bending displacement of the displacement generating portion is used, and the displacement of the electromagnetic displacement element 1 is an arc-shaped displacement.

アクチュエータをスライダ側面に配置する構成では、
図示例のようにスライダより薄いアクチュエータを用い
ることにより、磁気ヘッドの厚さ増加がなくなると共
に、アクチュエータがディスク媒体に接触する心配もな
くなる。
In the configuration where the actuator is arranged on the side of the slider,
By using an actuator that is thinner than the slider as in the illustrated example, the thickness of the magnetic head does not increase, and there is no fear that the actuator contacts the disk medium.

なお、アクチュエータがスライダと同じ厚さかそれよ
り厚い場合であっても、アクチュエータをスライダ側面
に配置する構成とすれば、例えば図13に示すように、ス
ライダ2とアクチュエータ4とが厚さ方向で重なる寸法
Aだけ、磁気ヘッドの厚さ増加を抑えることができる。
Even if the actuator has the same thickness as or thicker than the slider, if the actuator is arranged on the side surface of the slider, for example, as shown in FIG. 13, the slider 2 and the actuator 4 overlap in the thickness direction. An increase in the thickness of the magnetic head can be suppressed by the dimension A.

図11および図12にそれぞれ示すアクチュエータも、圧
電・電歪材料からなる板状体に孔部や切り欠きを設ける
ことにより、固定部43と、可動部44と、変位発生部41を
有する梁部とを一体的に形成したものである。
The actuators shown in FIGS. 11 and 12 also have a fixed portion 43, a movable portion 44, and a beam portion having a displacement generating portion 41 by providing holes and cutouts in a plate made of a piezoelectric / electrostrictive material. Are integrally formed.

スライダに設けた段差によって形成された空間にアクチ
ュエータを配置する構成 図14では、直方体状のスライダ2の背面に、電磁変換
素子1形成部分を残すように切削等により段差を設け、
この段差によって形成された空間21にアクチュエータ4
を配置している。この構成では、アクチュエータを設け
ることによる磁気ヘッドの厚さ増加が抑制でき、また、
スライダの質量が減少する。
FIG. 14 shows a configuration in which the actuator is arranged in a space formed by a step provided on the slider. In FIG. 14, a step is formed on the back surface of the rectangular parallelepiped slider 2 by cutting or the like so as to leave a portion where the electromagnetic transducer 1 is formed.
The actuator 4 is placed in the space 21 formed by the step.
Has been arranged. With this configuration, the increase in the thickness of the magnetic head due to the provision of the actuator can be suppressed.
The mass of the slider is reduced.

図15では、スライダ2の背面に段差を2箇所設けるこ
とにより、スライダ2背面のほぼ中央部に溝状の空間21
を形成しており、この空間にアクチュエータ4を配置し
ている。この構成では、図14の構成における効果に加
え、スライダ質量バランスが良好となるので、変位特性
にとってより好ましい。
In FIG. 15, two steps are provided on the back surface of the slider 2 so that a groove-shaped space 21 is provided substantially at the center of the back surface of the slider 2.
Is formed, and the actuator 4 is arranged in this space. In this configuration, in addition to the effect of the configuration in FIG. 14, the slider mass balance is improved, which is more preferable for the displacement characteristics.

なお、図14および図15では、図2に示す構成のアクチ
ュエータを利用する例を挙げているが、他の構成のアク
チュエータを用いてもよいことは勿論である。
Although FIGS. 14 and 15 show an example in which the actuator having the configuration shown in FIG. 2 is used, it goes without saying that an actuator having another configuration may be used.

スライダとアクチュエータとがサスペンションを挟んで
配置される構成 VCMで磁気ヘッドを揺動させて位置決め動作を行う場
合、サスペンションの上面と下面とで質量のアンバラン
スがあると、ねじれやモーメントの発生によりスライダ
の安定した動きが阻害される。図16に示す磁気ヘッドで
は、サスペンション3の上面にアクチュエータが、サス
ペンション3の下面にスライダ2が配置されているの
で、前記アンバランスが改善され、スライダ2の安定し
た動きが可能となる。この構成において、アクチュエー
タ4とスライダ2とをほぼ同じ質量とすれば、図17に示
すように、サスペンション3の面の延長線付近に、スラ
イダ2とアクチュエータ4とからなる構造体の重心Gが
くることになるため、前記アンバランスはほぼ解消され
る。この構成は、図示例以外のアクチュエータにも適用
可能である。
A configuration in which the slider and the actuator are arranged with the suspension interposed.When positioning is performed by swinging the magnetic head with the VCM, if the mass is unbalanced between the upper and lower surfaces of the suspension, the slider may be twisted or momentated. Is hindered from stable movement. In the magnetic head shown in FIG. 16, since the actuator is arranged on the upper surface of the suspension 3 and the slider 2 is arranged on the lower surface of the suspension 3, the imbalance is improved and the slider 2 can move stably. In this configuration, if the actuator 4 and the slider 2 have substantially the same mass, the center of gravity G of the structure including the slider 2 and the actuator 4 comes near the extension of the surface of the suspension 3 as shown in FIG. Therefore, the imbalance is substantially eliminated. This configuration can be applied to an actuator other than the illustrated example.

なお、図示例では、スライダ2とアクチュエータ4と
の間にサスペンション3を配置する空隙を設けるため
に、スライダ2の背面に突起状の連結部2aを一体的に形
成し、この連結部2aをアクチュエータ4に接着する構成
としている。一般的には、このような突起を設けたり、
図14に示すようにスライダ2の背面に切り欠きを設けた
りすることにより、スライダと連結部とを一体的に形成
する構成とすることが好ましい。ただし、連結部2aと同
様な形状の独立した連結材を用いてスライダとアクチュ
エータとを連結する構成としてもよい。また、図示する
ような連結部材をアクチュエータに一体的に形成する構
成としてもよい。また、後述する図21のように、サスペ
ンションの一部を連結材として利用する構成としてもよ
い。
In the illustrated example, in order to provide a gap for disposing the suspension 3 between the slider 2 and the actuator 4, a projecting connecting portion 2 a is integrally formed on the back surface of the slider 2, and this connecting portion 2 a is connected to the actuator 2. 4. Generally, such protrusions are provided,
As shown in FIG. 14, it is preferable that a notch is provided on the back surface of the slider 2 so that the slider and the connecting portion are integrally formed. However, a configuration may be used in which the slider and the actuator are connected by using an independent connecting member having the same shape as the connecting portion 2a. Further, the connecting member as shown may be formed integrally with the actuator. Further, as shown in FIG. 21 described later, a configuration may be employed in which a part of the suspension is used as a connecting member.

サスペンションのジンバル部にアクチュエータが連結さ
れる構成 通常、サスペンションの先端付近には、ディスク媒体
面の変動にスライダが追従できるように、フレキシャー
などのジンバル機構が設けられている。ジンバル機構を
有する磁気ヘッドに本発明を適用する場合の構成例を図
18A、図19A、図20A、図21に示す。
A structure in which an actuator is connected to the gimbal portion of the suspension Usually, a gimbal mechanism such as a flexure is provided near the tip of the suspension so that the slider can follow the fluctuation of the disk medium surface. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example when the present invention is applied to a magnetic head having a gimbal mechanism.
18A, FIG. 19A, FIG. 20A, and FIG.

図18Aに平面図を、図18Bに側面図を示す構成は、フレ
キシャー31を連結してジンバル部とした従来のサスペン
ション3を用いた例である。また、図19Aに平面図を、
図19Bに側面図を示す構成、および図20Aに平面図を、図
20Bに側面図を示す構成は、サスペンション3にエッチ
ング等により打ち抜き溝を設けてジンバル部32とした例
である。いずれの場合も、アクチュエータ4はジンバル
機能を阻害しないようにサスペンション3のジンバル部
に連結されている。このような構成とすることにより、
ディスク媒体面への追従によるねじれや応力などをジン
バル部が吸収して、アクチュエータには不要な外力がか
からなくなり、変位性能、信頼性を阻害しない。図示す
るジンバル部のうちでは、スライダ2の変位・駆動方向
の剛性が高いことから、図19Aに示す構成および図20Aに
示す構成が好ましく、図20Aに示す構成がより好まし
い。図19Aおよび図20Aにそれぞれ示すジンバル部を有す
るサスペンションを用いる場合、サスペンションを挟ん
でスライダとアクチュエータとを配置する構成とするこ
とが可能である。
The configuration shown in FIG. 18A as a plan view and FIG. 18B as a side view is an example in which a conventional suspension 3 having a gimbal portion by connecting a flexure 31 is used. Also, FIG. 19A is a plan view,
FIG.19B is a side view, and FIG.20A is a plan view.
The configuration shown in the side view at 20B is an example in which the suspension 3 is provided with a punched groove by etching or the like to form the gimbal portion 32. In any case, the actuator 4 is connected to the gimbal portion of the suspension 3 so as not to hinder the gimbal function. With such a configuration,
The gimbal portion absorbs torsion, stress, and the like caused by following the disk medium surface, so that unnecessary external force is not applied to the actuator, and displacement performance and reliability are not impaired. In the illustrated gimbal portion, the configuration shown in FIG. 19A and the configuration shown in FIG. 20A are preferable, and the configuration shown in FIG. 20A is more preferable because the rigidity of the slider 2 in the displacement / drive direction is high. When using the suspension having the gimbal portion shown in each of FIGS. 19A and 20A, it is possible to adopt a configuration in which the slider and the actuator are arranged with the suspension interposed therebetween.

図21に示す構成は、サスペンション3のジンバル部32
を挟んでスライダ2とアクチュエータ4とを配置する例
である。このジンバル部32は、サスペンション3に打ち
抜き溝を設けることにより形成したものである。ジンバ
ル部32には、打ち抜き溝を設けることによりT字型の連
結部を形成してある。この連結部は、T字の縦バーに相
当しジンバル部32と連続する支持部32aと、T字の横バ
ーに相当する連結部32bとから構成される。連結部32b
は、表面側にアクチュエータ4の可動部44が接着され、
裏面側にスライダ2が接着される。支持部32aは、可動
部44の変位を妨げないように剛性を低くしてある。この
構成における連結部32bは、可動部44とスライダ2とに
接着された状態では剛体とみなせるため、本発明の効果
は損なわれない。
The configuration shown in FIG.
This is an example in which the slider 2 and the actuator 4 are arranged with the. The gimbal portion 32 is formed by providing a punched groove in the suspension 3. The gimbal portion 32 has a T-shaped connecting portion formed by providing a punched groove. The connecting portion is composed of a supporting portion 32a corresponding to a vertical T-bar and continuous with the gimbal portion 32, and a connecting portion 32b corresponding to a horizontal T-bar. Connection part 32b
The movable part 44 of the actuator 4 is adhered to the surface side,
The slider 2 is bonded to the back side. The support portion 32a has a low rigidity so as not to hinder the displacement of the movable portion 44. The connecting portion 32b in this configuration can be regarded as a rigid body when it is bonded to the movable portion 44 and the slider 2, so that the effect of the present invention is not impaired.

なお、連結部32bを、支持部32aによりジンバル部32に
接続する必要はない。すなわち、図16に示す連結部2aの
ように、アクチュエータ4とスライダ2との間に連結部
32bだけを設ける構成としてもよい。
It is not necessary to connect the connecting part 32b to the gimbal part 32 by the support part 32a. That is, like the connecting portion 2a shown in FIG.
A configuration in which only 32b is provided may be adopted.

本発明において、アクチュエータおよび/または電磁
変換素子への配線は、サスペンションに導体パターンを
設けることにより行うことが好ましい。図21では、電磁
変換素子1に接続される4本の配線パターン33を、サス
ペンション下面に形成した場合を示している。
In the present invention, wiring to the actuator and / or the electromagnetic transducer is preferably performed by providing a conductor pattern on the suspension. FIG. 21 shows a case where four wiring patterns 33 connected to the electromagnetic transducer 1 are formed on the lower surface of the suspension.

変位量を増幅する構成 逆圧電効果または電歪効果により発生する変位量(変
位発生部の収縮量)は極めて小さい。しかし、本発明に
おいて、変位発生部の撓みを利用して可動部を変位させ
る場合、変位発生部の伸縮量よりも、スライダとアクチ
ュエータとの連結部(アクチュエータの可動部)の変位
量を大きくすることが可能である。すなわち、アクチュ
エータ自体に変位拡大機能をもたせることが可能であ
る。また、本発明において、可動部が弧状変位または回
転変位する場合、可動部と電磁変換素子との位置関係を
適当なものとすることにより、電磁変換素子の変位を機
械的に拡大する構造とすることができる。これらによっ
て変位を拡大することにより、本発明では電磁変換素子
の変位量を実用的なものとすることができる。
Configuration for Amplifying Displacement Amount of displacement generated by the inverse piezoelectric effect or the electrostriction effect (the amount of contraction of the displacement generating portion) is extremely small. However, in the present invention, when the movable portion is displaced by using the deflection of the displacement generating portion, the displacement of the connecting portion between the slider and the actuator (the movable portion of the actuator) is made larger than the amount of expansion and contraction of the displacement generating portion. It is possible. That is, it is possible to provide the actuator itself with a displacement enlarging function. Further, in the present invention, when the movable portion is displaced in an arc or in a rotational manner, the displacement of the electromagnetic transducer is mechanically enlarged by appropriately setting a positional relationship between the movable portion and the electromagnetic transducer. be able to. By enlarging the displacement by these, in the present invention, the displacement amount of the electromagnetic transducer can be made practical.

アクチュエータ自体が変位拡大機能を有する例として
は、例えば図2、図4、図5、図6、図8、図9、図1
1、図12などに示す構成が挙げられる。
As an example in which the actuator itself has the displacement enlarging function, for example, FIGS. 2, 4, 5, 6, 8, 9, and FIG.
1, and the configuration shown in FIG.

図22Aに示すアクチュエータ4は、アクチュエータ自
体が変位拡大機能を有する構成の例である。図22Aは平
面図であり、その側面図は図22Bに示してある。同図の
アクチュエータ4は、図2のアクチュエータと同様に、
梁部の撓みにより可動部44が弧状変位するものである。
このアクチュエータ4において、一方の変位発生部41だ
けが収縮し、その収縮量をAとすると、スライダとの連
結部である可動部44の変位量Bを収縮量Aよりも大きく
することができる。なお、可動部44の変位量と電磁変換
素子1の変位量とは、ほぼ同じである。例えば、変位発
生部が、長さ1mm、幅0.1mm、厚さ0.2mmであり、両変位
発生部間のスリット状孔部の幅が0.1mmであり、変位発
生部の収縮量が約0.2μmであるとき、可動部の変位量
(変位発生部の長さ方向と直交する方向の変位量)は約
0.5μmとなるので、変位拡大率は約2.5倍である。図中
の矢印は、変位発生部41の収縮方向と可動部44の変位方
向とを示す。
The actuator 4 shown in FIG. 22A is an example of a configuration in which the actuator itself has a displacement enlarging function. FIG. 22A is a plan view, and a side view thereof is shown in FIG. 22B. The actuator 4 in the figure is similar to the actuator in FIG.
The movable portion 44 is displaced in an arc shape by bending of the beam portion.
In this actuator 4, assuming that only one of the displacement generating portions 41 contracts and the contraction amount is A, the displacement amount B of the movable portion 44 which is a connecting portion with the slider can be made larger than the contraction amount A. Note that the displacement amount of the movable part 44 and the displacement amount of the electromagnetic transducer 1 are substantially the same. For example, the displacement generating part is 1 mm in length, 0.1 mm in width, and 0.2 mm in thickness, the width of the slit-shaped hole between the two displacement generating parts is 0.1 mm, and the shrinkage amount of the displacement generating part is about 0.2 μm. , The displacement of the movable part (the displacement in the direction perpendicular to the length direction of the displacement generating part) is approximately
Since it is 0.5 μm, the displacement magnification is about 2.5 times. The arrows in the figure indicate the contraction direction of the displacement generating unit 41 and the displacement direction of the movable unit 44.

なお、例えば図4に示すような可動部が回転変位する
構成において、可動部の変位量が変位発生部の伸縮量よ
りも大きいとは、変位発生部との連結部付近における可
動部の変位量が、変位発生部の伸縮量よりも大きいとい
う意味である。
In addition, for example, in a configuration in which the movable portion is rotationally displaced as shown in FIG. 4, the displacement amount of the movable portion is larger than the expansion / contraction amount of the displacement generating portion. Is larger than the amount of expansion and contraction of the displacement generating portion.

可動部が弧状変位または回転変位し、変位量の機械的
な拡大が可能な例、あるいは変位量が機械的に拡大され
ている例としては、図2、図3、図4、図5、図6(回
転変位させる場合)、図9、図10、図11、図12などに示
す構成が挙げられる。可動部が弧状変位ないし回転変位
する場合、電磁変換素子は可動部の変位と同心的に弧状
変位する。可動部の弧状変位ないし回転変位の回転半径
よりも電磁変換素子の弧状変位の回転半径が大きくなる
ようにスライダと可動部とを連結すれば、スライダと可
動部との連結部の変位量よりも電磁変換素子の変位量を
大きくすることができる。図23Aは、可動部44とスライ
ダ2との連結部が、図22Aにおける連結部よりも電磁変
換素子1から離れた位置にある構成の平面図であり、そ
の側面図は図23Bに示してある。図示するように、弧状
変位の中心からの電磁変換素子1の距離を可動部44のそ
れよりも大きくすることにより、電磁変換素子1の変位
量Cを、可動部44の変位量Bよりも大きくできる。アク
チュエータの寸法を図22Aの説明におけるものと同じと
すると、例えば、可動部44とスライダ2との連結部の位
置を電磁変換素子1から0.5mm遠ざけることにより、変
位量Cは変位量Bの約1.5倍となる。
FIGS. 2, 3, 4, 5, and 5 are examples of an example in which the movable portion undergoes an arc-shaped displacement or a rotational displacement, and the displacement amount can be mechanically enlarged, or the displacement amount is mechanically enlarged. 6 (in the case of rotational displacement), configurations shown in FIGS. 9, 10, 11, 12 and the like. When the movable portion is displaced in an arc or rotated, the electromagnetic transducer is displaced in an arc concentrically with the displacement of the movable portion. If the slider and the movable part are connected so that the radius of rotation of the arc-shaped displacement of the electromagnetic transducer is larger than the radius of rotation of the arc-shaped displacement or the rotational displacement of the movable part, the amount of displacement is smaller than the displacement of the connecting part between the slider and the movable part. The displacement of the electromagnetic transducer can be increased. FIG. 23A is a plan view of a configuration in which the connecting portion between the movable portion 44 and the slider 2 is located farther from the electromagnetic transducer 1 than the connecting portion in FIG. 22A, and a side view thereof is shown in FIG. 23B. . As shown in the figure, by making the distance of the electromagnetic transducer 1 from the center of the arc-shaped displacement larger than that of the movable part 44, the displacement C of the electromagnetic transducer 1 is made larger than the displacement B of the movable part 44. it can. Assuming that the dimensions of the actuator are the same as those in the description of FIG. 22A, for example, by displacing the position of the connecting portion between the movable portion 44 and the slider 2 by 0.5 mm from the electromagnetic transducer 1, the displacement amount C becomes approximately the displacement amount B. 1.5 times.

アクチュエータの詳細 図24に示すアクチュエータは、図2と同様な構成のア
クチュエータの枠状の固定部43内にある2つの孔部に、
アクチュエータの面内からはみ出さないように柔軟性充
填材46を充填したものである。
Details of Actuator The actuator shown in FIG. 24 has two holes in a frame-shaped fixing portion 43 of the actuator having the same configuration as that of FIG.
The flexible filler 46 is filled so as not to protrude from the plane of the actuator.

図示例のように孔部に柔軟性充填材を充填することに
より、制振効果が得られ、共振や外部からの有害振動の
影響が抑制される。また、柔軟性充填材がアクチュエー
タ各部をブリッジすることになるため、アクチュエータ
の機械的強度や耐衝撃性が向上する。
By filling the hole with the flexible filler as in the illustrated example, a vibration damping effect is obtained, and the influence of resonance and harmful vibration from the outside is suppressed. Moreover, since the flexible filler bridges each part of the actuator, the mechanical strength and impact resistance of the actuator are improved.

図24は、電極層が変位発生部41内部に存在する構成で
ある。この構成では、変位発生部41の両側面に電極層の
端面が露出するが、柔軟性充填材は前記両側面を被覆す
ることになるため、電極層の腐食を抑制することができ
る。柔軟性充填材は比電食性であることが好ましい。
FIG. 24 shows a configuration in which the electrode layer exists inside the displacement generating section 41. In this configuration, the end surfaces of the electrode layer are exposed on both side surfaces of the displacement generating section 41, but the flexible filler covers the both side surfaces, so that corrosion of the electrode layer can be suppressed. It is preferred that the flexible filler has a specific electrolytic corrosion property.

なお、柔軟性充填材を、アクチュエータの孔部の一方
だけに充填する構成としてもよい。
The flexible filler may be filled in only one of the holes of the actuator.

この構成では、柔軟性充填材をアクチュエータの面内
からはみ出さないように孔部に充填するので、充填量を
一定に保つことができ、充填量のばらつきによる性能の
ばらつきを抑えることができる。また、充填によるアク
チュエータの厚さ増加もない。
In this configuration, since the hole is filled with the flexible filler so as not to protrude from the plane of the actuator, the filling amount can be kept constant, and variation in performance due to variation in the filling amount can be suppressed. Also, there is no increase in the thickness of the actuator due to filling.

この構成において用いる柔軟性充填材の種類、その硬
度および充填量は特に限定されず、可動部の変位に与え
る影響が少なく、かつ制振性、強度向上、耐衝撃性向上
が実現し得るように適宜選択すればよいが、好ましく
は、柔軟性を有する非電食性の樹脂、例えばシリコーン
樹脂やウレタン樹脂等を柔軟性充填材として用いる。
The type, the hardness and the filling amount of the flexible filler used in this configuration are not particularly limited, so that the influence on the displacement of the movable part is small, and the vibration damping property, the improvement in strength, and the improvement in impact resistance can be realized. It may be appropriately selected, but preferably, a non-electrolytic resin having flexibility, for example, a silicone resin or a urethane resin is used as the flexible filler.

なお、柔軟性充填材を設けない場合、あるいは柔軟性
充填材に被覆されていない各部側面に電極層が露出して
いる場合、電極層の腐食を防ぐために、前記各部側面に
被覆層を設けてもよい。
When the flexible filler is not provided, or when the electrode layer is exposed on the side of each part not covered with the flexible filler, a coating layer is provided on the side of each part to prevent corrosion of the electrode layer. Is also good.

図2などに示すような面内方向撓みを利用するアクチ
ュエータでは、固定部と可動部とを結ぶ方向に対し垂直
な断面における梁部の幅を、その厚さより小さく構成す
ることが好ましい。これにより、アクチュエータの面内
方向における梁部の剛性が厚さ方向の剛性よりも小さく
なる。このため、変位発生部41の伸縮によって発生する
梁部の撓みがアクチュエータの面内方向に集中すること
になり、あおり等の不要な変位の発生を抑制できる。梁
部の厚さに対する幅の比率は特に限定されないが、好ま
しくは1/2〜1/5程度である。
In an actuator utilizing in-plane bending as shown in FIG. 2 and the like, it is preferable that the width of the beam portion in a cross section perpendicular to the direction connecting the fixed portion and the movable portion is smaller than its thickness. Thereby, the rigidity of the beam portion in the in-plane direction of the actuator becomes smaller than the rigidity in the thickness direction. For this reason, the bending of the beam portion caused by the expansion and contraction of the displacement generating portion 41 is concentrated in the in-plane direction of the actuator, and the occurrence of unnecessary displacement such as tilt can be suppressed. The ratio of the width to the thickness of the beam is not particularly limited, but is preferably about 1/2 to 1/5.

上記効果は、幅を厚さより小さくする構成を少なくと
も1つの梁部について適用すれば実現する。ただし、こ
の構成をすべての梁部に適用することにより、さらに高
い効果が得られる。また、対称性の点からもすべての梁
部にこの構成を適用することが好ましい。
The above effects are realized by applying a configuration in which the width is smaller than the thickness to at least one beam portion. However, a higher effect can be obtained by applying this configuration to all the beam portions. In addition, it is preferable to apply this configuration to all the beam portions from the viewpoint of symmetry.

なお、例えば図2の構成では、固定部43の可動部44と
を結ぶ2本の梁部の間隔(梁部の中心線間の距離)が狭
いほど、変位発生部の単位伸縮量あたりの梁部の撓み量
は大きくなり、その結果、前記単位伸縮量あたりの可動
部44の変位量が大きくなる。また、一定の変位量を得る
ために必要な駆動電圧は、前記2本の梁部の間隔が狭い
ほど低くなる。そして、前記2本の梁部の間隔は梁部の
幅が小さいほど狭くできる。このため、梁部の幅をその
厚さより小さくする構成は、変位量の増大や駆動電圧の
低減の点においても有効である。
In the configuration shown in FIG. 2, for example, the smaller the distance between the two beams (the distance between the center lines of the beams) connecting the movable portion 44 of the fixed portion 43, the smaller the beam per unit expansion / contraction amount of the displacement generating portion. The amount of deflection of the portion increases, and as a result, the amount of displacement of the movable portion 44 per unit of expansion / contraction increases. Further, the drive voltage required to obtain a constant displacement amount decreases as the distance between the two beams decreases. The distance between the two beams can be reduced as the width of the beams decreases. For this reason, a configuration in which the width of the beam portion is smaller than its thickness is effective in increasing the displacement amount and reducing the drive voltage.

図2、図3、図6、図8、図10、図11、図12にそれぞ
れ示す各アクチュエータは、面内に対称軸(例えば図2
では、2本の変位発生部間にあるスリット状孔部の中央
を、孔部長手方向に貫くX軸)が存在する。このため、
アクチュエータの表裏を反転しても使用できるので、ア
クチュエータの磁気ヘッドへの取り付け作業が容易とな
る。
Each of the actuators shown in FIGS. 2, 3, 6, 8, 10, 11, and 12 has an axis of symmetry (for example, FIG.
In this case, there is an X-axis that passes through the center of the slit-shaped hole between the two displacement generating portions in the longitudinal direction of the hole. For this reason,
Since the actuator can be used even if it is turned upside down, the work of attaching the actuator to the magnetic head becomes easy.

また、図4、図5、図6、図9、図10にそれぞれ示す
各アクチュエータは、面内に対し垂直でかつ可動部44の
中央を通る対称軸(図中のZ軸)について回転対称形状
(例えば図4では2回回転対称、図5では4回回転対
称)であり、前記対称軸は可動部44の回転運動の中心軸
と一致する。このため、磁気ヘッドへの取り付けの際に
は、回転運動の中心軸とスライダの所定の回転中心位置
とを一致させるだけでよく、アクチュエータの面内取り
付け角度は制限されないので、取り付け作業がさらに容
易となる。
Each of the actuators shown in FIGS. 4, 5, 6, 9, and 10 has a rotationally symmetric shape about a symmetric axis (Z axis in the figure) which is perpendicular to the plane and passes through the center of the movable portion 44. (For example, two-fold rotational symmetry in FIG. 4 and four-fold rotational symmetry in FIG. 5), and the axis of symmetry coincides with the central axis of the rotational movement of the movable part 44. Therefore, when the magnetic head is mounted on the magnetic head, it is only necessary to match the center axis of the rotational motion with the predetermined rotational center position of the slider, and the mounting angle of the actuator is not limited. Becomes

上述した各図示例は、上述したように変位発生部の圧
電横効果による伸縮を利用する構成であるが、本発明で
は、電界の方向と一致する方向の伸縮、すなわち、いわ
ゆる圧電縦効果による伸縮を利用する構成としてもよ
い。圧電縦効果を利用する場合、変位発生部に、固定部
と可動部とを結ぶ方向と垂直になるように電極層を設け
る。ただし、圧電横効果を利用する構成のほうが製造が
容易であり、また、アクチュエータの機械的強度が高く
なる利点もあるので、好ましい。
Although each of the illustrated examples described above uses the expansion and contraction of the displacement generating portion due to the piezoelectric lateral effect as described above, in the present invention, the expansion and contraction in the direction coinciding with the direction of the electric field, that is, the expansion and contraction by the so-called piezoelectric longitudinal effect May be used. When the piezoelectric longitudinal effect is used, an electrode layer is provided on the displacement generating portion so as to be perpendicular to the direction connecting the fixed portion and the movable portion. However, the configuration using the piezoelectric lateral effect is preferable because it is easier to manufacture and has the advantage of increasing the mechanical strength of the actuator.

アクチュエータの各部の寸法は特に限定されず、適用
される磁気ヘッドの構成などに応じて適当に設定すれば
よいが、アクチュエータを板状体の加工物として考える
と、通常、この板状体の一辺は0.5〜3.0mm程度、厚さは
0.1〜0.5mm程度である。また、変位発生部の長さは0.3
〜2.5mm程度である。変位量は、板状体の面内方向の移
動距離で0.01〜5μm程度、回転角度で0.05〜2゜程度
である。また、駆動電圧は、通常、3〜100V程度、好ま
しくは3〜50V程度である。
The dimensions of each part of the actuator are not particularly limited, and may be appropriately set according to the configuration of the magnetic head to be applied. However, when the actuator is considered as a plate-shaped workpiece, one side of this plate-shaped body is usually used. Is about 0.5-3.0mm, thickness is
It is about 0.1 to 0.5 mm. The length of the displacement generating part is 0.3
It is about 2.5 mm. The displacement amount is about 0.01 to 5 μm in the in-plane moving distance of the plate-like body and about 0.05 to 2 ° in the rotation angle. The driving voltage is usually about 3 to 100 V, preferably about 3 to 50 V.

本明細書において圧電・電歪材料とは、逆圧電効果ま
たは電歪効果により伸縮する材料を意味する。本発明に
用いる圧電・電歪材料は、上述したようなアクチュエー
タの変位発生部に適用可能な材料であれば何であっても
よいが、剛性が高いことから、通常、PZT[Pb(Zr,Ti)
O3]、PT(PbTiO3)、PLZT[(Pb,La)(Zr,Ti)O3]、
チタン酸バリウム(BaTiO3)等のセラミックス圧電・電
歪材料が好ましい。アクチュエータをセラミックス圧電
・電歪材料から構成する場合、シート法や印刷法等の厚
膜法を用いて容易に製造できる。なお、アクチュエータ
は、薄膜法により作製することもできる。圧電・電歪材
料が結晶構造を有する場合、多結晶体であっても単結晶
体であってもよい。
In this specification, a piezoelectric / electrostrictive material means a material that expands and contracts due to an inverse piezoelectric effect or an electrostrictive effect. The piezoelectric / electrostrictive material used in the present invention may be any material as long as it can be applied to the displacement generating portion of the actuator as described above. However, because of its high rigidity, PZT [Pb (Zr, Ti )
O 3 ], PT (PbTiO 3 ), PLZT [(Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ],
Ceramic piezoelectric / electrostrictive materials such as barium titanate (BaTiO 3 ) are preferred. When the actuator is made of a ceramic piezoelectric / electrostrictive material, it can be easily manufactured using a thick film method such as a sheet method or a printing method. Note that the actuator can also be manufactured by a thin film method. When the piezoelectric / electrostrictive material has a crystal structure, it may be a polycrystal or a single crystal.

電極層の形成方法は特に限定されず、圧電・電歪材料
層の形成方法を考慮して、導電性ペーストの焼成や、ス
パッタ、蒸着等の各種方法から適宜選択すればよい。
The method for forming the electrode layer is not particularly limited, and may be appropriately selected from various methods such as firing of the conductive paste, sputtering, and vapor deposition in consideration of the method for forming the piezoelectric / electrostrictive material layer.

アクチュエータは、変位発生部に、両側を電極層に挟
まれた圧電・電歪材料層が少なくとも1層存在する構成
であればよいが、好ましくは、このような圧電・電歪材
料層が2層以上積層された積層型のものであることが好
ましい。圧電・電歪材料層の伸縮量は電界強度に比例す
るが、上記積層型とすれば、圧電・電歪材料層が薄くな
るので、必要な電界強度が低電圧で得られるようにな
り、駆動電圧を低減できる。また、単層構造の場合と同
じ駆動電圧とすれば、より大きな伸縮量が得られる。圧
電・電歪材料層の厚さは特に限定されず、駆動電圧や、
必要とされる伸縮量、製造しやすさ等の各種条件に応じ
て適宜選択すればよいが、通常、5〜50μm程度である
ことが好ましい。圧電・電歪材料層の積層数の上限は特
になく、目的とする厚さの変位発生部が得られるように
適宜決定すればよい。なお、最も外側にある電極層のさ
らに外側には、通常、後述するカバー部としての圧電・
電歪材料層が設けられる。
The actuator may have a configuration in which at least one piezoelectric / electrostrictive material layer sandwiched between electrode layers on both sides is present in the displacement generating section, and preferably, two such piezoelectric / electrostrictive material layers are provided. It is preferable to be a laminated type laminated as described above. The amount of expansion and contraction of the piezoelectric / electrostrictive material layer is proportional to the electric field strength. However, if the above-mentioned laminated type is used, the piezoelectric / electrostrictive material layer becomes thin, so that the required electric field strength can be obtained at a low voltage, and the Voltage can be reduced. If the same driving voltage is used as in the case of the single-layer structure, a larger amount of expansion and contraction can be obtained. The thickness of the piezoelectric / electrostrictive material layer is not particularly limited, and includes a driving voltage,
It may be appropriately selected according to various conditions such as the required amount of expansion and contraction, ease of production, and the like, but it is usually preferably about 5 to 50 μm. There is no particular upper limit on the number of stacked piezoelectric / electrostrictive material layers, and the upper limit may be appropriately determined so that a displacement generating portion having a desired thickness is obtained. It should be noted that, further outside of the outermost electrode layer, a piezoelectric /
An electrostrictive material layer is provided.

上記図示例では、変位発生部の領域を示すために電極
層の形状を単純化して表しているが、実際には、例えば
図25Aに示すような構造の内部電極層を設け、さらに、
図25Bに示すように、これらの内部電極層に接続される
端子電極を設ける。
In the above illustrated example, the shape of the electrode layer is represented in a simplified manner in order to indicate the region of the displacement generating section.In practice, however, an internal electrode layer having a structure as shown in FIG. 25A is provided, and further,
As shown in FIG. 25B, terminal electrodes connected to these internal electrode layers are provided.

図25Aには、アクチュエータ中において隣り合ってい
る圧電・電歪材料層201、202が示されている。圧電・電
歪材料層201の表面には内部電極層G1が、圧電・電歪材
料層202の表面には内部電極層A1および内部電極層B1
形成されている。内部電極層G1と内部電極層A1との組み
合わせおよび内部電極層G1と内部電極層B1との組み合わ
せが、それぞれ圧電・電歪材料層を挟む一対の電極層と
なる。この構成では、内部電極層A1および内部電極層B1
について、内部電極層G1に対するそれぞれの電位および
電圧印加のタイミングを制御して、上述した様々なパタ
ーンで変位を生じさせる。
FIG. 25A shows adjacent piezoelectric / electrostrictive material layers 201 and 202 in the actuator. Internal electrode layer G 1 on the surface of the piezoelectric-electrostrictive material layer 201, the internal electrode layers A 1 and the internal electrode layer B 1 is formed on the surface of the piezoelectric-electrostrictive material layer 202. The combination of the internal electrode layer G 1 and combination and the internal electrode layer G 1 and internal electrode layers B 1 and internal electrode layers A 1 is a pair of electrode layers sandwiching the piezoelectric-electrostrictive material layer, respectively. In this configuration, the internal electrode layers A 1 and B 1
For, by controlling the timing of each of the potential and the voltage applied to the internal electrode layer G 1, causes a displacement in the various patterns described above.

図25Bは、図25Aに示す内部電極層を設けた場合の端子
電極の構成例である。この例では、固定部43側面に露出
した内部電極層G1、A1、B1それぞれの端面と接続する端
子電極G0、A0、B0が、固定部43の側面に形成されてい
る。
FIG. 25B is a configuration example of a terminal electrode when the internal electrode layer shown in FIG. 25A is provided. In this example, terminal electrodes G 0 , A 0 , and B 0 connected to the respective end faces of the internal electrode layers G 1 , A 1 , and B 1 exposed on the side surface of the fixed portion 43 are formed on the side surface of the fixed portion 43. .

アクチュエータは、圧電・電歪材料、電極層、柔軟性
充填材などだけから構成されていてもよいが、さらに、
弾性板や制振シールを張り付けたりすることなどによ
り、アクチュエータとしての性能や耐久性を向上させる
こともできる。
The actuator may be composed of only a piezoelectric / electrostrictive material, an electrode layer, a flexible filler, and the like.
The performance and durability of the actuator can be improved by attaching an elastic plate or a vibration damping seal.

製造方法 以下、本発明で用いるアクチュエータの製造方法の具
体例として、セラミックス圧電・電歪材料を用いる場合
について説明する。
Manufacturing Method Hereinafter, as a specific example of the manufacturing method of the actuator used in the present invention, a case where a ceramic piezoelectric / electrostrictive material is used will be described.

セラミックス圧電・電歪材料の板状体の作製には、積
層セラミックチップコンデンサなどと同様に、シート法
や印刷法等の厚膜法を用いることが好ましい。ここで
は、シート法の概略について説明する。まず、セラミッ
クス粉末材料、バインダ、溶剤等を混練してペーストを
調製し、これを成形してグリーンシートを作製する。ま
た、導電性材料、バインダ、溶剤等を混練して内部電極
層ペーストを調製しておく。次に、グリーンシート上に
例えば図25Aに示すような所定のパターンとなるように
内部電極層ペーストを印刷した後、これを所定数積層
し、圧着して積層体を得る。この積層体を焼成し、薄板
状焼結体を得る。この薄板状焼結体に、次に説明する形
状加工を施してもよいが、この薄板状焼結体を適当な寸
法に切断した後、形状加工を行ってもよい。
It is preferable to use a thick film method such as a sheet method or a printing method for producing a plate-shaped body of a ceramic piezoelectric / electrostrictive material, similarly to a multilayer ceramic chip capacitor or the like. Here, an outline of the sheet method will be described. First, a paste is prepared by kneading a ceramic powder material, a binder, a solvent, and the like, and this is molded to produce a green sheet. Also, an internal electrode layer paste is prepared by kneading a conductive material, a binder, a solvent, and the like. Next, after printing the internal electrode layer paste on the green sheet so as to have a predetermined pattern as shown in FIG. 25A, for example, a predetermined number of the pastes are laminated and pressed to obtain a laminate. The laminate is fired to obtain a thin plate-like sintered body. The thin plate-shaped sintered body may be subjected to shape processing described below, but the thin plate-shaped sintered body may be cut into appropriate dimensions and then shaped.

次に、薄板状焼結体に、孔部や切り欠きを設ける形状
加工を施す。薄板状焼結体からは、通常、複数のアクチ
ュエータを切り出すが、この切り出しも形状加工の際に
同時に行う。形状加工に際しては、まず、薄板状焼結体
の全面にフォトレジスト層を形成する。次いで、パター
ン露光を行った後、現像し、隣接するアクチュエータと
の境界部や、孔部、切り欠きに対応する領域のフォトレ
ジストを除去する。次いで、フォトレジストに被覆され
ていない領域をサンドブラスト加工により除去して、複
数のアクチュエータを切り出すと共に目的とする形状の
アクチュエータを得る。形状加工後、フォトレジストを
除去し、必要に応じて端子電極を形成する。端子電極
は、焼き付け、蒸着等の通常の方法により形成すればよ
い。
Next, the thin plate-shaped sintered body is subjected to shape processing for providing a hole or a notch. Usually, a plurality of actuators are cut out from the thin plate-like sintered body, and this cutting is also performed at the same time as the shape processing. At the time of shape processing, first, a photoresist layer is formed on the entire surface of the thin plate-shaped sintered body. Next, after pattern exposure is performed, development is performed, and the photoresist in the region corresponding to the boundary with the adjacent actuator, the hole, and the notch is removed. Next, a region not covered with the photoresist is removed by sandblasting to cut out a plurality of actuators and obtain an actuator having a desired shape. After the shape processing, the photoresist is removed, and terminal electrodes are formed as necessary. The terminal electrode may be formed by a normal method such as baking or vapor deposition.

形状加工には、超音波ホーンを用いることもできる。
超音波ホーン加工では、通常、砥粒分散液に被加工物を
浸漬した状態で、超音波ホーンにより形状加工を行う。
An ultrasonic horn may be used for the shape processing.
In ultrasonic horn processing, usually, a shape is processed by an ultrasonic horn in a state where a workpiece is immersed in an abrasive dispersion liquid.

なお、形状加工は、焼成前に行うこともできる。 The shaping can be performed before firing.

一般に、圧電材料は分極処理により変位性能が向上す
るので、本発明でも上述したように分極処理を施すこと
が好ましい。通常、分極処理は、アクチュエータ形成
後、その電極層を利用して直流電圧を印加することによ
り行うが、上述した薄板状焼結体の段階で行ってもよ
い。
In general, the displacement performance of a piezoelectric material is improved by the polarization process. Therefore, in the present invention, it is preferable to perform the polarization process as described above. Usually, the polarization treatment is performed by applying a DC voltage using the electrode layer after the actuator is formed, but may be performed at the stage of the above-described thin plate-shaped sintered body.

アクチュエータとサスペンションおよびスライダとの
連結には、通常、接着剤を用いるが、この接着剤は、ア
クチュエータの振動等による位置ずれを防ぐために、接
着後の硬度が高いものが好ましい。このような接着剤と
しては、例えばエポキシ系接着剤が挙げられる。
Usually, an adhesive is used to connect the actuator, the suspension, and the slider. The adhesive preferably has a high hardness after bonding in order to prevent displacement of the actuator due to vibration or the like of the actuator. An example of such an adhesive is an epoxy-based adhesive.

アクチュエータ試作例 圧電・電歪材料としてPZT(圧電定数d31=−250×10
-12m/V)を用い、上述した厚膜法を利用して、図2に示
す構造のアクチュエータを作製した。
PZT (piezoelectric constant d 31 = −250 × 10)
-12 m / V) and the above-described thick film method was used to fabricate an actuator having the structure shown in FIG.

圧電・電歪材料層は厚さ20μmとし、両側を電極層に
挟まれた8層と、カバー部となる上下の各1層との10層
積層体(全厚0.2mm)とした。変位発生部は、長さ1mm、
幅0.1mm、厚さ0.2mmとし、両変位発生部間のスリット状
孔部の幅は0.1mmとし、変位発生部には分極処理を施し
た。
The piezoelectric / electrostrictive material layer had a thickness of 20 μm, and was a 10-layer laminate (0.2 mm in total thickness) of 8 layers sandwiched between electrode layers on both sides and one upper and lower layer serving as a cover. The displacement generator is 1 mm long,
The width was 0.1 mm and the thickness was 0.2 mm. The width of the slit-shaped hole between both the displacement generating portions was 0.1 mm, and the displacement generating portion was subjected to polarization treatment.

このアクチュエータに対し、分極の向きと同じ向きに
20Vの電圧を印加したとき、変位発生部の収縮量は約0.2
μmであり、その際の可動部の変位量(変位発生部の長
さ方向と直交する方向の変位量)は約0.5μmであっ
た。そして、両変位発生部に前記電圧を交互に印加した
ところ、可動部の変位量は約±0.5μmであった。
For this actuator, in the same direction as the polarization direction
When a voltage of 20 V is applied, the amount of contraction of the displacement generation part is about 0.2
The displacement amount of the movable portion (displacement in the direction orthogonal to the length direction of the displacement generating portion) at that time was about 0.5 μm. When the voltage was applied alternately to both displacement generating portions, the displacement of the movable portion was about ± 0.5 μm.

磁気ヘッド位置決め機構における駆動制御方法 次に、図26に示すような構造の磁気ヘッドを駆動する
際の好ましい制御方法について、説明する。ここで説明
する駆動制御方法は、アクチュエータ全体が圧電・電歪
材料から一体的に構成される本発明の磁気ヘッドに好ま
しく適用されるものであるが、個別に製造した固定部、
可動部および変位発生部を組み立てた構造のアクチュエ
ータや、このような組立製造であって、かつ固定部や可
動部が圧電・電歪材料以外のもので構成されているアク
チュエータを有する磁気ヘッドにも、適用可能である。
Drive Control Method in Magnetic Head Positioning Mechanism Next, a preferable control method for driving a magnetic head having a structure as shown in FIG. 26 will be described. The drive control method described here is preferably applied to the magnetic head of the present invention in which the entire actuator is integrally formed of a piezoelectric / electrostrictive material.
Also applicable to an actuator having a structure in which a movable portion and a displacement generating portion are assembled, and a magnetic head having an actuator manufactured in such an assembly and having a fixed portion or a movable portion made of a material other than a piezoelectric / electrostrictive material. , Is applicable.

図26に示す磁気ヘッドは、図2に示す磁気ヘッドと同
様な構成である。なお、図26では、アクチュエータ4の
電極層の図示は省略してある。
The magnetic head shown in FIG. 26 has the same configuration as the magnetic head shown in FIG. In FIG. 26, illustration of the electrode layer of the actuator 4 is omitted.

図26の構成では、電磁変換素子1の位置決め修正を行
うために、電磁変換素子1によってディスク媒体から再
生されたトラック位置信号に基づき、ヘッド位置決め制
御回路7において粗動を行うための制御信号と微動を行
うための制御信号とが演算処理により生成され、増幅器
81、82、83で増幅されて、アクチュエータ4の変位発生
部411、412、およびVCM(図示せず)に駆動電圧および
駆動電流として印加される。この駆動電圧により変位発
生部は伸長または収縮し、その結果、前述したように電
磁変換素子はアクチュエータ4の面内方向で、すなわち
図中XY平面内で、すなわちディスク媒体表面に平行に、
弧状変位する。
In the configuration of FIG. 26, in order to perform the positioning correction of the electromagnetic transducer 1, a control signal for performing coarse movement in the head positioning control circuit 7 based on the track position signal reproduced from the disk medium by the electromagnetic transducer 1 and A control signal for performing fine movement is generated by arithmetic processing, and
The signal is amplified by 81, 82, and 83, and is applied as a drive voltage and a drive current to the displacement generators 411 and 412 of the actuator 4 and a VCM (not shown). Due to this drive voltage, the displacement generating portion expands or contracts. As a result, as described above, the electromagnetic transducer is in the in-plane direction of the actuator 4, that is, in the XY plane in the drawing, that is, in parallel with the disk medium surface.
Displaces in an arc.

しかし、実際には、電磁変換素子の変位は、アクチュ
エータ4の面内に垂直にも、すなわち浮上方向(Z軸方
向)にも生じる場合がある。このような浮上方向の変位
は、電磁変換素子の位置決め時にアクチュエータ4を動
作させた際に2次的に発生するものである。浮上方向の
変位は浮上量が変動することを意味し、ヘッドクラッシ
ュにつながるため、浮上方向の変位を抑制することは重
要である。
However, actually, the displacement of the electromagnetic transducer may occur vertically in the plane of the actuator 4, that is, also in the floating direction (Z-axis direction). Such a displacement in the floating direction is generated secondarily when the actuator 4 is operated at the time of positioning the electromagnetic transducer. Since the displacement in the flying direction means that the flying height fluctuates and leads to a head crash, it is important to suppress the displacement in the flying direction.

上述したように、本発明では、厚膜法によりセラミッ
クス圧電・電歪材料の板状体を作製し、これを焼成した
後、切り欠きや孔部を形成することによりアクチュエー
タを作製することが好ましく、このように板状体の形状
加工により作製した場合には、組立誤差は生じない。し
かし、このようにして作製したアクチュエータにも、変
位発生部の形状や材質に、ばらつきや変位発生部の伸縮
方向に対し垂直な方向の非対称性などが存在する場合が
あり、このようなばらつきや非対称性などが存在する
と、変位発生部が伸縮したときに、目的とする方向以外
の変位が発生することがある。例えば、サンドブラスト
加工中に、フォトレジストが次第に細ってくることや、
吹き付け時間、吹き付け角度、圧電・電歪材料層と上記
カバー部との間の硬度の違いなどに起因して、変位発生
部の側面を積層面に対し完全に垂直となるように加工す
ることは困難である。図27は、図26の変位発生部411、4
12を含むX−Z平面での断面図例であり、サンドブラス
ト加工で+Zの向きに吹き付けを行った結果、フォトレ
ジストが次第に細ってしまい、これにより、変位発生部
411、412および固定部43の各断面が台形となってしまっ
た例を示している。
As described above, in the present invention, it is preferable to produce a plate-shaped body of a ceramic piezoelectric / electrostrictive material by a thick film method, fire this, and then form a notch or a hole to produce an actuator. However, in the case where the plate-like body is manufactured by the shape processing, no assembly error occurs. However, even in the actuator manufactured in this way, the shape and material of the displacement generating portion may have variations or asymmetry in a direction perpendicular to the direction in which the displacement generating portion expands and contracts. If there is asymmetry or the like, when the displacement generator expands and contracts, a displacement other than the intended direction may occur. For example, during sandblasting, the photoresist gradually narrows,
Due to the spraying time, spraying angle, hardness difference between the piezoelectric / electrostrictive material layer and the cover part, etc., it is not possible to process the side surface of the displacement generating part so as to be completely perpendicular to the lamination surface. Have difficulty. FIG. 27 shows the displacement generation units 411 and 4 of FIG.
12 is an example of a cross-sectional view in the XZ plane including 12 and, as a result of spraying in the + Z direction by sandblasting, the photoresist gradually narrows, thereby causing the displacement generating portion
An example is shown in which each of the cross sections of 411 and 412 and the fixing portion 43 has a trapezoidal shape.

図27における変位発生部411、412は、両側に電極層が
存在する圧電・電歪材料層からなる変位部411−1、412
−1と、変位部411−1を挟む一対のカバー部411−2、
411−3と、変位部412−1を挟む一対のカバー部412−
2、412−3とから構成される。各変位発生部における
一対のカバー部(411−2と411−3、412−2と412−
3)は、厚さは同じであるが、サンドブラスト処理によ
って幅が異なるものとなっている。このような変位発生
部に電圧を印加して伸縮させると、変位部を挟む上下の
カバー部の幅が異なるため、積層方向にも変位が発生し
てしまう。変位発生部411、412が図27に示すような断面
形状であるとき、図26の構成においてどちらか一方の変
位発生部を収縮させると、電磁変換素子1は図中の矢印
方向へ変位するとともに、−Zの向き、すなわち浮上方
向にも変位してしまう。
The displacement generating parts 411 and 412 in FIG. 27 are the displacement parts 411-1 and 412 made of a piezoelectric / electrostrictive material layer having electrode layers on both sides.
-1, a pair of cover portions 411-2 sandwiching the displacement portion 411-1,
411-3 and a pair of cover portions 412- sandwiching the displacement portion 412-1.
2, 412-3. A pair of cover portions (411-2 and 411-3, 412-2 and 412-
In 3), the thickness is the same, but the width is different due to sandblasting. If a voltage is applied to such a displacement generating portion to expand and contract, the width of the upper and lower cover portions sandwiching the displacing portion is different, so that a displacement also occurs in the stacking direction. When one of the displacement generating portions 411 and 412 has a cross-sectional shape as shown in FIG. 27 and one of the displacement generating portions is contracted in the configuration of FIG. 26, the electromagnetic transducer 1 is displaced in the direction of the arrow in FIG. , -Z, that is, the floating direction.

浮上方向の変位を説明するため、変位発生部へ電圧を
印加していないときの電磁変換素子1の位置を0とし、
変位発生部への電圧印加により電磁変換素子1を図26の
X軸方向へ+L1から−L2へ変位させ、これを連続して行
う場合を考える。このときの電磁変換素子1のX軸方向
への変位と時刻との関係を図28に示す。
In order to explain the displacement in the floating direction, the position of the electromagnetic transducer 1 when no voltage is applied to the displacement generator is set to 0,
A case is considered in which the electromagnetic transducer 1 is displaced from + L1 to -L2 in the X-axis direction in FIG. 26 by applying a voltage to the displacement generating unit, and this is continuously performed. FIG. 28 shows the relationship between the displacement of the electromagnetic transducer 1 in the X-axis direction and time at this time.

図28に示すようなX方向の変位を電磁変換素子1に発
生させるため、各変位発生部へ電圧を交互に印加する場
合を考える。この場合、変位発生部411には、図29Aのよ
うな時間的変化を示す電圧を印加する必要がある。一
方、変位発生部412には、図29Bのような時間的変化を示
す電圧を印加する必要がある。なお、印加電圧は、変位
発生部の分極の向きと等しい向きのものをプラスとして
ある。変位発生部411へ電圧V1を印加すると電磁変換素
子1はX軸方向へ+L1の変位をし、変位発生部412へ電
圧V1を印加すると電磁変換素子1はX軸方向へ−L2の変
位をする。よって、変位発生部411と412とが交互に収縮
することで、電磁変換素子1はX軸方向において+L1か
ら−L2への変位を発生する。
In order to cause the electromagnetic transducer 1 to generate a displacement in the X direction as shown in FIG. 28, consider a case in which voltages are alternately applied to the respective displacement generators. In this case, it is necessary to apply a voltage that shows a temporal change as shown in FIG. 29A to the displacement generating unit 411. On the other hand, it is necessary to apply a voltage that shows a temporal change as shown in FIG. 29B to the displacement generating unit 412. Note that the applied voltage has a positive value when the direction is the same as the polarization direction of the displacement generating portion. When the voltage V1 is applied to the displacement generation unit 411, the electromagnetic conversion element 1 makes a displacement of + L1 in the X-axis direction, and when the voltage V1 is applied to the displacement generation unit 412, the electromagnetic conversion element 1 makes a displacement of -L2 in the X-axis direction. . Therefore, the electromagnetic transducer 1 generates a displacement from + L1 to -L2 in the X-axis direction by the displacement generators 411 and 412 contracting alternately.

次に、浮上方向であるZ軸方向の変位を、2つの変位
発生部それぞれについて考える。変位発生部411に印加
する電圧の時間的変化は、図29Aに示すものであり、こ
の電圧に基づいて変位部411−1は収縮する。一方、こ
の変位部を挟む両カバー部は、電極層に挟まれていない
ため電圧が印加されないので、圧電・電歪材料層から構
成されていたとしても収縮はしない。しかし、カバー部
は変位部と密着しているため、変位部の収縮に伴って変
形する。図27に示すカバー部411−3は、相対的に幅が
広いカバー部411−2よりも変形しやすい。したがっ
て、変位部411−1の収縮にともない、可動部44は+X
の向きに変位すると共に−Zの向きにも変位し、結果と
して電磁変換素子1は−Zの向きにも変位してしまう。
図29Aに示す印加電圧に対応する電磁変換素子1のZ軸
方向変位の時間的変化は、例えば図29Cに示すグラフの
ようになる。このグラフでは、−Zの向きの変位の最大
値をZ1としている。変位部を挟む上下のカバー部の幅の
差が小さければZ1は小さくなり、逆に差が大きければZ1
も大きくなる。
Next, the displacement in the Z-axis direction, which is the floating direction, will be considered for each of the two displacement generating units. The temporal change of the voltage applied to the displacement generation unit 411 is shown in FIG. 29A, and the displacement unit 411-1 contracts based on this voltage. On the other hand, since no voltage is applied to the two cover portions sandwiching the displacement portion because they are not sandwiched between the electrode layers, the cover portions do not contract even if they are formed of the piezoelectric / electrostrictive material layer. However, since the cover portion is in close contact with the displacement portion, the cover portion is deformed as the displacement portion contracts. The cover 411-3 shown in FIG. 27 is more easily deformed than the cover 411-2 having a relatively large width. Accordingly, the movable portion 44 is moved to + X with the contraction of the displacement portion 411-1.
The electromagnetic transducer 1 is also displaced in the direction of -Z as a result.
The temporal change of the displacement of the electromagnetic transducer 1 in the Z-axis direction corresponding to the applied voltage shown in FIG. 29A is, for example, as shown in a graph of FIG. 29C. In this graph, the maximum value of the displacement in the -Z direction is Z1. If the difference between the widths of the upper and lower cover parts sandwiching the displacement part is small, Z1 will be small, and if the difference is large, Z1 will be small.
Also increases.

同様に変位発生部412に図29Bに示す電圧を印加したと
きの電磁変換素子1のZ軸方向変位の時間的変化は、図
29Dに示すグラフのようになる。ここで、例えば一方の
変位発生部412におけるカバー部412−2と412−3との
幅の差が、他方の変位発生部411におけるカバー部411−
2と411−3との幅の差より小さい場合、−Zの向きの
変位の最大値Z2は、前記Z1より小さくなる。
Similarly, the time change of the Z-axis direction displacement of the electromagnetic transducer 1 when the voltage shown in FIG.
It looks like the graph shown in 29D. Here, for example, the difference in width between the cover portions 412-2 and 412-3 in one displacement generating portion 412 is different from the cover portion 411- in the other displacement generating portion 411.
When the difference between the widths 2 and 411-3 is smaller, the maximum value Z2 of the displacement in the -Z direction becomes smaller than the Z1.

したがって、変位発生部411に図29Aに示す電圧を印加
し、かつ、変位発生部412に図29Bに示す電圧を印加した
とき、電磁変換素子1のZ軸方向変位の時間的変化は、
図29Cと図29Dとを合わせたもの、すなわち、図29Eに示
すものとなる。図示するように、Z軸方向変位の変動幅
の最大値は、Z1となる。
Therefore, when the voltage shown in FIG. 29A is applied to the displacement generating unit 411 and the voltage shown in FIG. 29B is applied to the displacement generating unit 412, the temporal change of the Z-axis direction displacement of the electromagnetic transducer 1 becomes
29C and FIG. 29D, that is, the one shown in FIG. 29E. As shown in the drawing, the maximum value of the fluctuation width of the Z-axis direction displacement is Z1.

以上説明したように、変位発生部が、電圧印加により
伸縮する変位部と、この変位部を挟む一対のカバー部と
を有し、変位部とカバー部とがディスク媒体面内に垂直
な方向に積層されている構造である場合、変位発生部に
電圧を印加して伸縮させると、前記垂直な方向、すなわ
ち浮上方向にも変位が発生し、しかも、それが変動する
ことになる。このため、記録再生特性が悪化するうえ、
変動幅が大きいときにはヘッドクラッシュの危険性があ
る。
As described above, the displacement generating section has a displacement section that expands and contracts by applying a voltage, and a pair of cover sections that sandwich the displacement section, and the displacement section and the cover section are perpendicular to the disk medium surface. In the case of a laminated structure, when a voltage is applied to the displacement generating portion to expand and contract, a displacement occurs in the vertical direction, that is, the floating direction, and the displacement also fluctuates. For this reason, the recording / reproducing characteristics deteriorate, and
When the fluctuation range is large, there is a risk of head crash.

次に、このような浮上方向の変位の変動幅を抑制する
ことが可能な駆動制御方法を説明する。
Next, a drive control method capable of suppressing the fluctuation width of the displacement in the floating direction will be described.

図26、図27の構成において、電磁変換素子1のX軸方
向変位の時間的変化を図28に示すものとするためには、
電磁変換素子1のX軸方向の変位が変位発生部411と412
への印加電圧の差であらわれることに着目すると、変位
発生部411への印加電圧の時間的変化を図30Aに示すもの
とし、かつ、変位発生部412への印加電圧の時間的変化
を図30Bに示すものとすればよい。変位発生部411に印加
される電圧は、直流バイアス電圧Vb1に変位量を制御す
るための電圧(以下、制御電圧という)を加算したもの
であり、一方、変位発生部412に印加される電圧は、直
流バイアス電圧Vb2に制御電圧を加算したものである。
図30Aおよび図30Bでは、変位発生部411において加算さ
れる制御電圧と、変位発生部412において加算される制
御電圧とを、常に絶対値が同じで符号が逆となるように
設定してある。すなわち、変位発生部411に印加される
電圧と変位発生部412に印加される電圧との和、すなわ
ち変位発生部に印加される電圧の総和を、常に一定値
(Vb1+Vb2)としてある。
In the configurations of FIGS. 26 and 27, in order to show the temporal change of the displacement of the electromagnetic transducer 1 in the X-axis direction in FIG.
The displacement of the electromagnetic transducer 1 in the X-axis direction is
Paying attention to the difference in the applied voltage to the displacement generator 411, FIG. 30A shows the temporal change of the applied voltage to the displacement generator 411, and FIG. 30B shows the temporal change of the applied voltage to the displacement generator 412. What is necessary is just to show in FIG. The voltage applied to the displacement generator 411 is obtained by adding a voltage for controlling the amount of displacement (hereinafter, referred to as a control voltage) to the DC bias voltage Vb1, while the voltage applied to the displacement generator 412 is , The control voltage is added to the DC bias voltage Vb2.
In FIG. 30A and FIG. 30B, the control voltage added in the displacement generator 411 and the control voltage added in the displacement generator 412 are set so that the absolute values are always the same and the signs are opposite. That is, the sum of the voltage applied to the displacement generating unit 411 and the voltage applied to the displacement generating unit 412, that is, the total sum of the voltages applied to the displacement generating unit is always a constant value (Vb1 + Vb2).

なお、直流バイアス電圧は、前述したように変位発生
部の分極減衰を防ぐためのものである。
The DC bias voltage is for preventing the polarization decay of the displacement generating portion as described above.

次に、浮上方向であるZ軸方向の変位を、先の例と同
様に、2つの変位発生部それぞれで考える。図30Aおよ
び図30Bに示すような電圧を、変位発生部411および412
にそれぞれ印加して個別に駆動した際の電磁変換素子1
の浮上方向変位の時間的変化は、それぞれ図30Cと図30D
とになる。Z軸方向の変位の変動の中心値は直流バイア
ス電圧による変位量Zb1、Zb2だけシフトし、−Zb1、−Z
b2となる。各変位発生部のZ軸方向変位の変動幅は、制
御電圧の振幅の2倍であるV1に対応してそれぞれZ1とZ2
とになる。
Next, the displacement in the Z-axis direction, which is the floating direction, is considered by each of the two displacement generating units, as in the previous example. The voltages shown in FIGS. 30A and 30B are applied to the displacement generation units 411 and 412.
Element 1 when individually applied and driven individually
Figure 30C and Figure 30D show the temporal changes of
And The center value of the variation of the displacement in the Z-axis direction is shifted by the displacement amounts Zb1 and Zb2 due to the DC bias voltage, and −Zb1 and −Z
It becomes b2. The variation width of the displacement in the Z-axis direction of each displacement generating unit is Z1 and Z2 corresponding to V1, which is twice the amplitude of the control voltage.
And

したがって、変位発生部411に図30Aに示す電圧を印加
し、かつ、変位発生部412に図30Bに示す電圧を印加した
とき、電磁変換素子1のZ軸方向変位の時間的変化は、
図30Cと図30Dとを合わせたもの、すなわち、図30Eに示
すものとなる。図30Cと図30Dとにそれぞれ示す変位の変
動は制御電圧だけによるものであり、制御電圧による変
位は逆相の関係にあるため相殺しあうので、図30Eにお
ける変位の変動幅はZ1とZ2との差分となる。変位の振幅
Z1/2とZ2/2とが等しい場合は、変動幅は0となる。ま
た、変位変動の中心値は直流バイアス電圧によって発生
する各変位−Zb1と−Zb2との和となる。直流バイアスVb
1とVb2とは等しくなくてもよく、また、少なくとも一方
がゼロまたは負電圧であってもかまわないが、その場合
でも、先に述べた分極減衰を防止できるような電圧とす
ることが好ましい。
Therefore, when the voltage shown in FIG. 30A is applied to the displacement generating unit 411 and the voltage shown in FIG. 30B is applied to the displacement generating unit 412, the temporal change of the Z-axis direction displacement of the electromagnetic transducer 1 is
30C and FIG. 30D, that is, the one shown in FIG. 30E. The fluctuations of the displacements shown in FIG.30C and FIG.30D are only due to the control voltage, and the displacements due to the control voltage cancel each other out because they are in a reverse phase relationship.Therefore, the fluctuation width of the displacement in FIG.30E is Z1 and Z2. The difference is Displacement amplitude
When Z1 / 2 and Z2 / 2 are equal, the fluctuation width is zero. The center value of the displacement variation is the sum of the displacements -Zb1 and -Zb2 generated by the DC bias voltage. DC bias Vb
1 and Vb2 may not be equal, and at least one of them may be zero or a negative voltage. Even in such a case, it is preferable that the voltage be such that polarization decay described above can be prevented.

以上説明したように、変位発生部411に電圧を印加し
たときと変位発生部412に電圧を印加したときとで電磁
変換素子1のZ軸方向の変位の向きが等しい場合、変位
発生部に印加する電圧の総和を一定に保つことにより、
電磁変換素子1のZ軸方向変位の変動幅を抑制すること
ができる。
As described above, when the direction of displacement of the electromagnetic transducer 1 in the Z-axis direction is the same between when the voltage is applied to the displacement generation unit 411 and when the voltage is applied to the displacement generation unit 412, the voltage is applied to the displacement generation unit. By keeping the sum of the applied voltages constant,
The fluctuation width of the Z-axis direction displacement of the electromagnetic transducer 1 can be suppressed.

なお、以上の説明における電磁変換素子のZ軸方向変
位は、両変位発生部でZ軸方向の変位量が異なる場合に
可動部にねじれが生じないことを前提としたものであ
る。実際、板状体を形状加工することにより製造したア
クチュエータでは、両変位発生部でZ軸方向変位量が異
なる場合でも可動部にねじれはほとんど生じない。ただ
し、可動部にこのようなねじれが生じる場合でも、上記
駆動制御方法の効果は実現する。可動部のねじれの影響
を軽減するためには、図26に示すように電磁変換素子1
をスライダ2側面のほぼ中央に設ける構成とすることが
好ましい。
The displacement of the electromagnetic transducer in the Z-axis direction in the above description is based on the premise that the movable portion will not be twisted when the displacement amount in the Z-axis direction is different between the two displacement generating portions. Actually, in an actuator manufactured by shaping a plate-like body, even when the displacement amount in the Z-axis direction is different between the two displacement generating portions, the movable portion hardly twists. However, even when such a torsion occurs in the movable portion, the effect of the drive control method is realized. In order to reduce the effect of the torsion of the movable part, as shown in FIG.
Is preferably provided substantially at the center of the side surface of the slider 2.

また、以上の説明は、図27に示す断面形状のアクチュ
エータを用いた場合について、すなわち、電磁変換素子
1のZ軸方向(浮上方向)変位が−Zの向きとなる場合
についてのものであるが、例えば、サンドブラスト加工
の吹き付け方向を−Zの向きにした場合は、変位発生部
断面の台形形状が図27とは逆になるため、電磁変換素子
のZ軸方向変位は+Zの向きとなる。ただし、その場合
でも、上記駆動制御方法を用いることによりZ軸方向変
位の変動を抑制できることは同様であり、変動の向きが
異なるだけである。
The above description is about the case where the actuator having the cross-sectional shape shown in FIG. 27 is used, that is, the case where the displacement of the electromagnetic conversion element 1 in the Z-axis direction (flying direction) is in the −Z direction. For example, when the spraying direction of the sandblasting is -Z, the trapezoidal shape of the cross section of the displacement generating portion is opposite to that in FIG. 27, and the Z-axis displacement of the electromagnetic transducer is in the + Z direction. However, even in such a case, it is the same that the variation in the displacement in the Z-axis direction can be suppressed by using the above-described drive control method.

ここまでの例では、図28に示すように、電磁変換素子
1を一定の振幅かつ一定の周期でX軸方向へ変位(揺
動)させることを前提としたが、上記駆動制御方法を利
用する場合に振幅や周期を一定とする必要はない。実際
のHDDでは、電磁変換素子がディスク状媒体の所定の記
録再生トラックに追従するように変位するので、変位の
振幅および周期は一定とはならない。
In the examples so far, as shown in FIG. 28, it is assumed that the electromagnetic transducer 1 is displaced (oscillated) in the X-axis direction at a constant amplitude and a constant cycle, but the above-described drive control method is used. In this case, it is not necessary to keep the amplitude and the period constant. In an actual HDD, since the electromagnetic transducer is displaced so as to follow a predetermined recording / reproducing track of the disk-shaped medium, the amplitude and cycle of the displacement are not constant.

上記駆動制御方法では、各直流バイアス電圧Vb1、Vb2
に、絶対値が同じで符号が逆の制御電圧を加算して駆動
電圧を生成する必要があるが、このような駆動電圧は、
位置決め制御回路7および増幅器8によって容易に生成
できる。また、上記駆動制御方法では、1つの制御信号
を演算処理すればよいので、位置決め制御回路7にかか
る負荷を軽減できるという利点もある。
In the above drive control method, each DC bias voltage Vb1, Vb2
In addition, it is necessary to generate a drive voltage by adding control voltages having the same absolute value and opposite signs.
It can be easily generated by the positioning control circuit 7 and the amplifier 8. Further, in the above drive control method, since only one control signal needs to be processed, there is an advantage that the load on the positioning control circuit 7 can be reduced.

また、例えば、変位発生部が2つより多いアクチュエ
ータを用いる場合でも、上記駆動制御方法は有効であ
る。図31は変位発生部を4つ有する例である。動作を考
えるには、先の変位発生部411が4111と4112に、変位発
生部412が4121と4122に、それぞれ2つに分割されたと
考えればよい。まず形状の対称性から、変位発生部4111
と4121とを一方のペアとして組み合わせ、変位発生部41
12と4122とを他方のペアとして組み合わせ、各ペアに対
して変位発生部が2つの場合と同様に考える。各ペアへ
の印加電圧の和がどの時刻においても一定であるため、
変位発生部への印加電圧の総和もどの時刻においても一
定となる。
Further, for example, even when an actuator having more than two displacement generating units is used, the above-described drive control method is effective. FIG. 31 shows an example having four displacement generating units. In order to consider the operation, it is sufficient to consider that the displacement generator 411 is divided into 4111 and 4112, and the displacement generator 412 is divided into 4121 and 4122, respectively. First, from the symmetry of the shape, the displacement generator 4111
And 4121 as one pair, and the displacement generation unit 41
12 and 4122 are combined as the other pair, and each pair is considered in the same manner as in the case where there are two displacement generating units. Since the sum of the applied voltages to each pair is constant at any time,
The sum of the voltages applied to the displacement generating section is constant at any time.

変位発生部が2つより多い場合、各変位発生部への印
加電圧は異なってもよい。ただし、この場合にも、電磁
変換素子1の浮上方向の変位の変動を抑制するには、各
変位発生部に印加される電圧の総和をどの時刻において
も一定とすることが必要である。各変位発生部において
印加される電圧が、直流バイアス電圧に制御電圧を加算
したものであると考えたとき、前記制御電圧の総和はゼ
ロとなる。
If there are more than two displacement generators, the voltage applied to each displacement generator may be different. However, also in this case, in order to suppress the fluctuation of the displacement of the electromagnetic transducer 1 in the floating direction, it is necessary to make the sum of the voltages applied to the respective displacement generating parts constant at any time. When it is considered that the voltage applied in each displacement generating unit is obtained by adding the control voltage to the DC bias voltage, the sum of the control voltages becomes zero.

変位発生部の数は、図示するような2または4などの
偶数に限らず、奇数であってもよい。
The number of the displacement generating units is not limited to an even number such as 2 or 4 as shown, but may be an odd number.

上記説明は、変位発生部411、412に同極性の電圧を印
加したときに、変位発生部の伸縮方向に対し垂直な方向
(上記Z軸方向)に生じる変位の向きが同じである場合
についてのものであり、この場合に上記駆動制御方法は
最も効果が高くなる。したがって、変位発生部にZ軸方
向変位が発生することが避けられないのであれば、少な
くとも各変位発生部のZ軸方向変位が同じ向きとなるよ
うに、アクチュエータを製造することが好ましい。前述
した方法によりアクチュエータを製造する場合、変位発
生部のZ軸方向の変位をなくすことは困難であるが、Z
軸方向の変位の向きを管理すること(両変位発生部のZ
軸方向の変位の向きを同じにすること)は容易である。
すなわち、先に述べたように、サンドブラスト加工によ
り板状体を形状加工して図26に示すアクチュエータ4を
作製する際に、各変位発生部に対する吹き付けの向きを
同じにすれば、両変位発生部はほぼ同形状で同特性とな
るので、上記駆動制御方法が最も効果的に機能すること
になる。また、各変位発生部を個別に作製し、これらを
それぞれ固定部43と可動部44とに接着などによって連結
する場合には、取り付け方向を管理すれば、同様に上記
駆動制御方法を効果的に機能させることができる。
The above description is about the case where the directions of the displacements generated in the direction (the Z-axis direction) perpendicular to the direction of expansion and contraction of the displacement generating sections when the voltages of the same polarity are applied to the displacement generating sections 411 and 412 are the same. In this case, the driving control method is most effective. Therefore, if it is inevitable that displacement in the Z-axis direction is generated in the displacement generator, it is preferable to manufacture the actuator so that at least the Z-axis displacement of each displacement generator is in the same direction. When manufacturing an actuator by the method described above, it is difficult to eliminate the displacement of the displacement generating portion in the Z-axis direction.
Managing the direction of axial displacement (Z of both displacement generating parts)
It is easy to make the direction of the axial displacement the same).
That is, as described above, when the plate 4 is formed into a shape by sandblasting to form the actuator 4 shown in FIG. Have substantially the same shape and the same characteristics, the above-described drive control method functions most effectively. In addition, when each displacement generating section is individually manufactured and connected to the fixed section 43 and the movable section 44 by bonding or the like, if the mounting direction is managed, the above-described drive control method can be effectively performed similarly. Can work.

以上では、図26に示す構造の磁気ヘッドについて説明
したが、上記駆動制御方法は、例えば図3、図6、図
8、図9、図10、図11、図12にそれぞれ示す構成のアク
チュエータにも適用可能である。
Although the magnetic head having the structure shown in FIG. 26 has been described above, the above-described drive control method is applied to, for example, actuators having the structures shown in FIGS. 3, 6, 8, 9, 10, 11, and 12, respectively. Is also applicable.

なお、図26に示す構成において、変位発生部411、412
に同極性の電圧を印加したときに変位発生部のZ軸方向
に生じる変位の向きが逆である場合でも、Z軸方向の変
位の変動幅は、上記駆動制御方法を用いることによって
大きくなることはない。Z軸方向の変位の向きが逆とな
るのは、例えば、先に述べたサンドブラスト加工の際
に、吹き付けの向きが変位発生部ごとに異なったときな
どである。また、各変位発生部を個別に作製し、これら
をそれぞれ固定部43と可動部44とに接着などによって連
結する際に、取り付け方向が両変位発生部で異なってい
る場合にも、Z軸方向の変位の向きは逆となり得る。以
下、このように両変位発生部のZ軸方向の変位の向きが
逆であるアクチュエータに対し上記駆動制御方法を適用
する場合について、説明する。
Note that, in the configuration shown in FIG.
Even when the direction of the displacement generated in the Z-axis direction of the displacement generating unit when the voltage of the same polarity is applied to the, the fluctuation width of the displacement in the Z-axis direction is increased by using the above-described drive control method. There is no. The direction of the displacement in the Z-axis direction is reversed, for example, when the direction of spraying is different for each displacement generating part during the sandblasting described above. In addition, when each of the displacement generating portions is individually manufactured and connected to the fixed portion 43 and the movable portion 44 by bonding or the like, even when the mounting directions are different between the two displacement generating portions, the Z-axis direction May be reversed. Hereinafter, a case will be described in which the above-described drive control method is applied to an actuator in which the directions of displacement in the Z-axis direction of the two displacement generating units are opposite to each other.

この場合、変位発生部411に図29Aに示す電圧を印加
し、かつ、変位発生部412に図29Bに示す電圧を印加する
と、電磁変換素子1のZ軸方向の変位の変動幅は、各変
位発生部に電圧を印加したときのZ軸方向の変位の最大
値の和(Z1+Z2)となる。
In this case, when the voltage shown in FIG. 29A is applied to the displacement generating unit 411 and the voltage shown in FIG. 29B is applied to the displacement generating unit 412, the variation width of the displacement of the electromagnetic transducer 1 in the Z-axis direction becomes The sum (Z1 + Z2) of the maximum values of the displacement in the Z-axis direction when a voltage is applied to the generator.

また、変位発生部411に図30Aに示す電圧を印加し、か
つ、変位発生部412に図30Bに示す電圧を印加した場合、
各変位発生部のZ軸方向変位の変動は制御電圧によって
発生しており、両変位発生部のZ軸方向変位は同相であ
るため、電磁変換素子1のZ軸方向変位の変動幅は、各
変位発生部に個別に電圧を印加したときの変位の変動幅
の和となる。
Further, when the voltage shown in FIG. 30A is applied to the displacement generation unit 411, and the voltage shown in FIG. 30B is applied to the displacement generation unit 412,
The variation of the Z-axis direction displacement of each displacement generating unit is generated by the control voltage, and the Z-axis direction displacement of both displacement generating units is in phase. Therefore, the variation width of the Z-axis direction displacement of the electromagnetic transducer 1 is This is the sum of the variation widths of the displacements when voltages are individually applied to the displacement generating units.

つまり、両変位発生部において同極性の電圧印加によ
るZ軸方向変位の向きが異なる場合には、各変位発生部
へ駆動電圧を交互に印加したときの電磁変換素子1のZ
軸方向変位の変動幅の最大値と、変位発生部に印加する
駆動電圧の総和を一定に保ったときのZ軸方向変位の変
動幅の最大値とが同一となる。したがって、どのような
場合でも、Z軸方向変位の変動幅の最大値が、変位発生
部に印加する駆動電圧の総和を一定に保つ上記駆動制御
方法によって大きくなることはない。
That is, when the directions of the Z-axis direction displacement due to the application of the same polarity voltage are different between the two displacement generating units, the Z of the electromagnetic transducer 1 when the drive voltage is alternately applied to each displacement generating unit.
The maximum value of the fluctuation width of the axial displacement is the same as the maximum value of the fluctuation width of the Z-axis displacement when the total sum of the driving voltages applied to the displacement generator is kept constant. Therefore, in any case, the maximum value of the fluctuation width of the Z-axis direction displacement is not increased by the above-described drive control method that keeps the total sum of the drive voltages applied to the displacement generators constant.

駆動制御方法の実験例 圧電・電歪材料としてPZT(圧電定数d31=−250×10
-12m/V)を用い、上述した厚膜法を利用して、図26に示
す構造のアクチュエータを作製した。
Experimental example of drive control method PZT (piezoelectric constant d 31 = −250 × 10) as piezoelectric / electrostrictive material
With -12 m / V), by using the above-described thick film method to prepare the actuator structure shown in FIG. 26.

圧電・電歪材料層は厚さ20μmとし、両側を電極層に
挟まれた8層と、カバー部となる上下の各1層との10層
積層体(全厚0.2mm)とした。変位発生部は、長さ1mm、
厚さ0.2mmとし、断面が台形形状で、カバー部の幅は、
狭いものが0.05mm、広いものが0.15mm、両変位発生部間
ピッチは0.2mmとし、変位発生部には分極処理を施し
た。
The piezoelectric / electrostrictive material layer had a thickness of 20 μm, and was a 10-layer laminate (0.2 mm in total thickness) of 8 layers sandwiched between electrode layers on both sides and one upper and lower layer serving as a cover. The displacement generator is 1 mm long,
The thickness is 0.2 mm, the cross section is trapezoidal, and the width of the cover is
The narrow one was 0.05 mm, the wide one was 0.15 mm, the pitch between both displacement generating parts was 0.2 mm, and the displacement generating parts were polarized.

このアクチュエータの一方の変位発生部に対し、分極
の向きと同じ向きに20Vの電圧を印加したとき、変位発
生部の収縮量は約0.2μmであり、その際の可動部のX
軸方向の変位は約0.5μmであった。そして、両変位発
生部に半波サイン波で0〜20Vの電圧を交互に印加した
ところ、可動部のX軸方向の変位は±約0.5μmで、Z
軸方向の変位の変動幅は約0.1μmであった。
When a voltage of 20 V is applied to one of the displacement generating portions of the actuator in the same direction as the polarization direction, the displacement generating portion shrinks by about 0.2 μm, and the X
The axial displacement was about 0.5 μm. Then, when a voltage of 0 to 20 V with a half-wave sine wave was alternately applied to both displacement generating portions, the displacement of the movable portion in the X-axis direction was ± 0.5 μm, and Z
The variation width of the axial displacement was about 0.1 μm.

一方、2つの変位発生部に、それぞれ振幅10Vで互い
に逆相となるサイン波を10Vの直流バイアスに重畳した
電圧を印加したところ、可動部のX軸方向の変位は±約
0.5μmで、Z軸方向の変位の変動幅は0.01μm以下
(測定限界以下)に抑制できた。
On the other hand, when a voltage in which sine waves having an amplitude of 10 V and phases opposite to each other were superimposed on a DC bias of 10 V was applied to the two displacement generating portions, the displacement of the movable portion in the X-axis direction was ±±.
At 0.5 μm, the fluctuation width of the displacement in the Z-axis direction could be suppressed to 0.01 μm or less (less than the measurement limit).

この結果から、アクチュエータを駆動する際に、各変
位発生部に印加される電圧の総和をどの時刻においても
一定とすることによる効果が明らかである。
From these results, it is clear that the effect of making the sum of the voltages applied to the respective displacement generating parts constant at any time when driving the actuator is obtained.

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 勇武 東京都中央区日本橋1丁目13番1号 テ ィーディーケイ株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−293979(JP,A) 特開 平10−293975(JP,A) 特開 平9−73746(JP,A) 特開 平6−259905(JP,A) 特開 平6−20415(JP,A) 特開 平5−47124(JP,A) 特開 平5−28670(JP,A) 特開 平4−286787(JP,A) 特開 平2−227886(JP,A) 国際公開93/2451(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 21/10 G11B 21/02 G11B 21/21 G11B 7/09 Continuation of front page (72) Inventor Yutake Sato 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo Inside TDK Corporation (56) References JP-A-10-293979 (JP, A) JP-A-10-293975 ( JP, A) JP-A-9-73746 (JP, A) JP-A-6-259905 (JP, A) JP-A-6-20415 (JP, A) JP-A-5-47124 (JP, A) JP-A-5-28670 (JP, A) JP-A-4-286787 (JP, A) JP-A-2-227886 (JP, A) International Publication 93/2451 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G11B 21/10 G11B 21/02 G11B 21/21 G11B 7/09

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電磁変換素子または光学モジュールが設け
られたスライダとアクチュエータとサスペンションとを
有し、スライダがアクチュエータを介してサスペンショ
ンに支持されており、 アクチュエータが固定部と可動部とこれらを連結する少
なくとも2つの梁部とを有し、梁部の少なくとも1つに
変位発生部が形成されており、 変位発生部が逆圧電効果または電歪効果により固定部と
可動部とを結ぶ方向に伸縮するものであり、固定部がサ
スペンションに可動部がスライダにそれぞれ固定されて
おり、変位発生部の伸縮に伴い、変位発生部が撓むと共
に可動部が固定部に対し直線変位するか弧状変位するか
回転変位すると共に、電磁変換素子または光学モジュー
ルが記録媒体の記録トラックと交差するように直線状ま
たは弧状の軌跡を描いて変位するものであり、 固定部と可動部と梁部とが、圧電・電歪材料から構成さ
れる板状体に孔部および/または切り欠きを設けること
により一体的に形成されたものである記録/再生ヘッ
ド。
An actuator includes a slider provided with an electromagnetic transducer or an optical module, an actuator, and a suspension. The slider is supported by the suspension via the actuator, and the actuator connects the fixed part, the movable part, and these. At least two beam portions are provided, and at least one of the beam portions is provided with a displacement generating portion, and the displacement generating portion expands and contracts in a direction connecting the fixed portion and the movable portion by an inverse piezoelectric effect or an electrostrictive effect. The fixed portion is fixed to the suspension and the movable portion is fixed to the slider, and the displacement generating portion is bent and the movable portion is linearly or arc-displaced with respect to the fixed portion as the displacement generating portion expands and contracts. Along with the rotational displacement, a linear or arc-shaped locus is formed so that the electromagnetic transducer or the optical module intersects the recording track of the recording medium. The fixed portion, the movable portion, and the beam portion are integrally formed by providing a hole and / or a notch in a plate-shaped body made of a piezoelectric / electrostrictive material. A recording / playback head.
【請求項2】アクチュエータがスライダの背面または側
面に配置されている請求の範囲第1項記載の記録/再生
ヘッド。
2. The recording / reproducing head according to claim 1, wherein the actuator is disposed on a rear surface or a side surface of the slider.
【請求項3】スライダの背面に設けた段差によって形成
された空間にアクチュエータが配置されている請求の範
囲第2項記載の記録/再生ヘッド。
3. The recording / reproducing head according to claim 2, wherein the actuator is arranged in a space formed by a step provided on the back surface of the slider.
【請求項4】スライダとアクチュエータとがサスペンシ
ョンを挟んで対向して配置されている請求の範囲第1項
〜第3項のいずれかに記載の記録/再生ヘッド。
4. The recording / reproducing head according to claim 1, wherein the slider and the actuator are arranged to face each other across the suspension.
【請求項5】サスペンションの一部に、スライダを記録
媒体表面に追従させるためのジンバル部が設けられてお
り、このジンバル部にアクチュエータが連結されている
請求の範囲第1項〜第4項のいずれかに記載の記録/再
生ヘッド。
5. A suspension according to claim 1, further comprising a gimbal portion for causing the slider to follow the surface of the recording medium, and an actuator connected to the gimbal portion. The recording / reproducing head according to any one of the above.
【請求項6】アクチュエータの変位発生部に、両側に電
極層が存在する圧電・電歪材料層が少なくとも2層存在
する請求の範囲第1項〜第5項のいずれかに記載の記録
/再生ヘッド。
6. The recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein at least two piezoelectric / electrostrictive material layers having electrode layers on both sides thereof are present in the displacement generating portion of the actuator. head.
【請求項7】電磁変換素子または光学モジュールの変位
量が、アクチュエータの変位発生部の伸縮量よりも大き
い請求の範囲第1項〜第6項のいずれかに記載の記録/
再生ヘッド。
7. The recording / recording apparatus according to claim 1, wherein a displacement amount of the electromagnetic transducer or the optical module is larger than a displacement amount of a displacement generating portion of the actuator.
Playhead.
【請求項8】電磁変換素子または光学モジュールの変位
量が、スライダとアクチュエータとの連結部の変位量よ
りも大きい請求の範囲第7項記載の記録/再生ヘッド。
8. The recording / reproducing head according to claim 7, wherein a displacement of the electromagnetic transducer or the optical module is larger than a displacement of a connecting portion between the slider and the actuator.
【請求項9】スライダとアクチュエータとの連結部の変
位量が、アクチュエータの変位発生部の伸縮量よりも大
きい請求の範囲第7項または第8項記載の記録/再生ヘ
ッド。
9. The recording / reproducing head according to claim 7, wherein a displacement amount of a connecting portion between the slider and the actuator is larger than a displacement amount of a displacement generating portion of the actuator.
【請求項10】アクチュエータおよび/または電磁変換
素子もしくは光学モジュールへの配線がサスペンション
に形成されている請求の範囲第1項〜第9項のいずれか
に記載の記録/再生ヘッド。
10. The recording / reproducing head according to claim 1, wherein wiring to the actuator and / or the electromagnetic transducer or the optical module is formed on the suspension.
【請求項11】請求の範囲第1項〜第10項のいずれかに
記載の記録/再生ヘッドと、この記録/再生ヘッド全体
を駆動する主アクチュエータとを有する記録/再生ヘッ
ド位置決め機構。
11. A recording / reproducing head positioning mechanism comprising: the recording / reproducing head according to any one of claims 1 to 10; and a main actuator for driving the entire recording / reproducing head.
【請求項12】電磁変換素子または光学モジュールが設
けられたスライダとアクチュエータとサスペンションと
を有し、スライダがアクチュエータを介してサスペンシ
ョンに支持されている記録/再生ヘッドの位置決めを行
う機構であり、 アクチュエータが固定部と可動部とこれらを連結する少
なくとも2つの梁部とを有し、梁部の少なくとも2つの
変位発生部が形成されており、変位発生部が逆圧電効果
または電歪効果により固定部と可動部とを結ぶ方向に伸
縮するものであり、固定部がサスペンションに可動部が
スライダにそれぞれ固定されており、 変位発生部の伸縮に伴い、変位発生部が撓むと共に可動
部が固定部に対し直線変位するか弧状変位するか回転変
位することにより、電磁変換素子または光学モジュール
が記録媒体の記録トラックと交差するように直線状また
は弧状の軌跡を描いて変位するものであり、 記録トラックと交差する方向の位置決めを行う際に、各
変位発生部に印加する駆動電圧の総和を、どの時刻にお
いても一定となるように制御する記録/再生ヘッド位置
決め機構。
12. A mechanism having a slider on which an electromagnetic transducer or an optical module is provided, an actuator, and a suspension, wherein the slider positions a recording / reproducing head supported by the suspension via the actuator. Has a fixed portion, a movable portion, and at least two beam portions connecting them, at least two displacement generating portions of the beam portion are formed, and the displacement generating portion is a fixed portion by an inverse piezoelectric effect or an electrostrictive effect. The movable part is fixed to the suspension, the movable part is fixed to the slider, and the movable part is bent and the movable part is fixed as the displacement generating part expands and contracts. The electromagnetic transducer or the optical module can record linearly, arcuate, or rotationally with respect to the recording medium. It is displaced by drawing a linear or arc-shaped trajectory so as to intersect with the rack.When positioning in the direction intersecting with the recording track, the total sum of the drive voltages applied to each displacement generating part is determined at any time. A recording / reproducing head positioning mechanism for controlling the recording / reproduction head to be constant.
【請求項13】各変位発生部の伸縮の向きが、同極性の
印加電圧に対して同一であり、各変位発生部へ印加され
る電圧が、直流バイアス電圧に制御電圧を加算したもの
であり、各変位発生部において加算する前記制御電圧の
総和をどの時刻においてもゼロとなるように制御するも
のである請求の範囲第12項記載の記録/再生ヘッド位置
決め機構。
13. The direction of expansion and contraction of each displacement generating section is the same for an applied voltage of the same polarity, and the voltage applied to each displacement generating section is obtained by adding a control voltage to a DC bias voltage. 13. The recording / reproducing head positioning mechanism according to claim 12, wherein the sum of the control voltages added in each displacement generating section is controlled to be zero at any time.
【請求項14】前記各変位発生部が、電圧印加により伸
縮する変位部と、この変位部を挟む一対のカバー部とを
有し、変位部とカバー部とが記録媒体表面に垂直な方向
に積層されており、 カバー部が、変位部に密着して存在し、かつ変位部の伸
縮に伴って変形するものである請求の範囲第12項または
第13項記載の記録/再生ヘッド位置決め機構。
14. Each of the displacement generating sections has a displacement section that expands and contracts by applying a voltage, and a pair of cover sections sandwiching the displacement section, wherein the displacement section and the cover section are perpendicular to the surface of the recording medium. 14. The recording / reproducing head positioning mechanism according to claim 12, wherein the recording / reproducing head is laminated, and the cover part is in close contact with the displacement part, and is deformed as the displacement part expands and contracts.
【請求項15】前記記録/再生ヘッドが請求の範囲第1
項〜第10項のいずれかに記載の記録/再生ヘッドである
請求の範囲第12項〜第14項のいずれかに記載の記録/再
生ヘッド位置決め機構。
15. The recording / reproducing head according to claim 1,
15. The recording / reproducing head positioning mechanism according to any one of claims 12 to 14, which is the recording / reproducing head according to any one of claims to 10.
【請求項16】前記記録/再生ヘッド全体を駆動する主
アクチュエータを有する請求の範囲第12項〜第15項のい
ずれかに記載の記録/再生ヘッド位置決め機構。
16. The recording / reproducing head positioning mechanism according to claim 12, further comprising a main actuator for driving the entire recording / reproducing head.
【請求項17】請求の範囲第1項〜第10項のいずれかに
記載の記録/再生ヘッドまたは請求の範囲第11項〜第16
項のいずれかに記載の記録/再生ヘッド位置決め機構を
有する記録/再生装置。
17. A recording / reproducing head according to any one of claims 1 to 10, or a recording / reproducing head according to claims 11 to 16.
A recording / reproducing apparatus having the recording / reproducing head positioning mechanism according to any one of the above items.
JP10520267A 1996-10-31 1997-09-30 Recording / reproducing head, recording / reproducing head positioning mechanism, and recording / reproducing device Expired - Fee Related JP3041052B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10520267A JP3041052B2 (en) 1996-10-31 1997-09-30 Recording / reproducing head, recording / reproducing head positioning mechanism, and recording / reproducing device

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8-305621 1996-10-31
JP30562196 1996-10-31
JP9-143183 1997-05-16
JP14318397 1997-05-16
PCT/JP1997/003486 WO1998019304A1 (en) 1996-10-31 1997-09-30 Recording/reproducing head, recording/reproducing head positioning mechanism and recorder/reproducer
JP10520267A JP3041052B2 (en) 1996-10-31 1997-09-30 Recording / reproducing head, recording / reproducing head positioning mechanism, and recording / reproducing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP3041052B2 true JP3041052B2 (en) 2000-05-15

Family

ID=27318583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10520267A Expired - Fee Related JP3041052B2 (en) 1996-10-31 1997-09-30 Recording / reproducing head, recording / reproducing head positioning mechanism, and recording / reproducing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3041052B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001118230A (en) * 1999-10-19 2001-04-27 Tdk Corp Fine positioning actuator, actuator for positioning thin film magnetic head element, and head suspension assembly provided with the actuator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001118230A (en) * 1999-10-19 2001-04-27 Tdk Corp Fine positioning actuator, actuator for positioning thin film magnetic head element, and head suspension assembly provided with the actuator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6246552B1 (en) Read/write head including displacement generating means that elongates and contracts by inverse piezoelectric effect of electrostrictive effect
US8085508B2 (en) System, method and apparatus for flexure-integrated microactuator
JP4790410B2 (en) Microactuator, head gimbal assembly, and disk drive using the same
US4374402A (en) Piezoelectric transducer mounting structure and associated techniques
Soeno et al. Piezoelectric piggy-back microactuator for hard disk drive
US8194359B2 (en) Piezoelectric element having etched portion to form stepped recesses between layers and manufacturing method thereof, head gimbal assembly, and disk drive device with the same
US8125741B2 (en) Rotational, shear mode, piezoelectric motor integrated into a collocated, rotational, shear mode, piezoelectric micro-actuated suspension, head or head/gimbal assembly for improved tracking in disk drives and disk drive equipment
US20060098347A1 (en) Micro-actuator, head gimbal assembly and disk drive unit with the same
US6697211B2 (en) Magnetic head drive device
US20030202292A1 (en) Piezoelectric microactuator for slider side actuation
US7414813B2 (en) Vibration damped flexible circuit for use in a hard disk drive
JP2006244691A (en) Micro-actuator, head gimbal assembly and disk drive using the same
US20070097554A1 (en) Micro-actuator and head gimbal assembly for a disk drive device
WO2003067575A1 (en) Head gimbal assembly with precise positioning actuator for head element and disk drive apparatus with the head gimbal assembly
JPH08180623A (en) Magnetic disk device
JP4837350B2 (en) Microactuator, head gimbal assembly and disk drive using the same
KR100960771B1 (en) Piezoelectric actuator and disc device
JP2007149327A (en) Micro-actuator, head gimbal assembly and disk drive using the same
US7518833B2 (en) Micro-actuator with electric spark preventing structure, HGA, and disk drive unit with the same, and manufacturing method thereof
US20070070552A1 (en) Micro-actuator and head gimbal assembly for a disk drive device
JP3041052B2 (en) Recording / reproducing head, recording / reproducing head positioning mechanism, and recording / reproducing device
JP2000100097A (en) Very small driving device, very small positioning device, and storage device
JPH11213365A (en) Recording/reproducing head supporting mechanism and actuator
US7796363B2 (en) PZT element, head gimbal assembly, and disk drive unit with same
JP2022548336A (en) Piezoelectric-based microactuator configuration for mitigating out-of-plane forces and phase variations of bending vibrations

Legal Events

Date Code Title Description
R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20051220

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20060317

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20060508

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060620

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070306

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070703

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20070719

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20070726

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090303

Year of fee payment: 9

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20080416

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120303

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120303

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130303

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140303

Year of fee payment: 14

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees