JP3756109B2 - 磁気ヘッド支持機構及び磁気ヘッド位置決め制御機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧電素子を用いた位置決め制御に関し、特に圧電素子を用いて検出した加速度を用いて磁気ヘッドを精密に位置決め制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アームに搭載された磁気ヘッドの精密な位置決め制御は、例えば特開平１１−３１３６８号公報に記載されている。ここに記載の磁気ディスク用アクチュエータは、固定部材、この上に搭載された２つの圧電素子、これらの圧電素子上に搭載されたヒンジ、及び先端に磁気ヘッドが搭載されたヘッド支持部材からなる。２つの圧電素子に電圧を印加することで発生するひずみを利用して、ヒンジ構造を介して磁気ヘッド先端部の精密な位置決めを行う。ヒンジ構造は、磁気ヘッド先端の変位を大きくとるために用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術はヒンジ構造を用いているため、部品点数が多くなり、また構造が複雑であるいう問題点がある。
【０００４】
従って、本発明は圧電素子を用いた新たな磁気ヘッド精密位置決め制御用メカニズムを提供することで、少ない部品点数で構成でき、より高い精度で磁気ヘッドを位置決めすることができる磁気ヘッド支持機構及び磁気ヘッド位置決め装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定部材と、該固定部材に支持された単一の圧電素子と、該圧電素子上に設けられ、磁気ヘッドを搭載するヘッド支持部材とを有し、該ヘッド支持部材と圧電素子とを含む加速度センサが構成され、前記単一の圧電素子は前記ヘッド支持部材の長手方向中心軸に対して直交する方向に延びる溝を有し、該溝の方向に分極されていることを特徴とする磁気ヘッド支持機構である。上記加速度センサで磁気ヘッドに加わる加速度を効果的に検出することができるため、検出した加速度に応じた高い精度の磁気ヘッドの位置決め制御が可能となる。また、圧電素子はあくまで加速度を検出するもので、圧電素子の変位を利用して磁気ヘッドの位置決めを行うものではない。よって、ヒンジなどの部品を必要とせず、構成が簡単である。
【０００９】
前記溝は、前記ヘッド支持部材に面する構成とすることができる。
【００１０】
前記溝は、前記固定部材に面するように設けられている構成とすることができる。
【００１１】
例えば、加速度センサの出力信号を外部に取り出すために、前記磁気ヘッド支持機構は、前記圧電素子上に設けられた電極に電気的に接続されるフレキシブル配線基板を有する。
【００１２】
例えば、前記磁気ヘッド支持機構は、前記圧電素子と前記ヘッド支持部材との間の電気的絶縁を確立するたえに、これらの間に設けられた絶縁層を有する。
【００１３】
例えば、加速度センサの感度を向上させるために、前記圧電素子はその一端が前記ヘッド支持部材の根元の端に一致するように位置決めされ、かつ前記根元での前記ヘッド支持部材の幅よりも小さい。
【００１４】
例えば、前記圧電素子は２つの凸部を有し、該凸部上の夫々に検出信号を取り出すための検出電極を有する。
【００１５】
例えば、検出出力の取り出しにより高い自由度を持たせるために、前記圧電素子は、前記圧電素子の２つの面に跨るように形成された検出電極を有する。
【００１６】
例えば、加速度センサの感度を向上させるために、前記ヘッド支持部材はその根元付近に絶縁領域を有し、前記圧電素子に設けられた電極が前記絶縁領域に接する。
【００１７】
例えば、前記圧電素子は、検出信号の取り出しを高い検出感度で容易に行えるようにするために、前記圧電素子の一側面に、検出信号を取り出すための検出電極を複数個有する。
【００１８】
例えば、検出信号の取り出しを高い検出感度で容易に行えるようにするために、前記圧電素子は前記圧電素子の一側面に、検出信号を取り出すための検出電極を複数個有し、前記圧電素子の分極方向に対向する側面に接地電極を有する。
【００１９】
例えば、固定部材が接地電位にない場合には、前記固定部材はその一面に形成された引き出し電極パターンを有し、前記圧電素子の電極に接続される。
【００２０】
例えば、固定部材が接地電位にない場合には、前記固定部材はその一面に形成された引き出し電極パターンを有し、前記磁気ヘッド支持機構は更にフレキシブル配線基板を有し、前記圧電素子は前記圧電素子上に形成された複数の電極を有し、該電極は前記電極バターン及び前記フレキシブル配線基板に電気的に接続されている構成とすることができる。
【００２１】
また、本発明は、上記磁気ヘッド位置決め機構と、前記磁気ヘッドの位置信号を前記圧電素子の出力信号で補正する制御部とを有することを特徴とする磁気ヘッド位置決め制御機構を含む。
【００２２】
一例として、前記制御部は、前記圧電素子の出力信号を外乱とする外乱オブザーバを有する。
【００２３】
更に、本発明は、少なくとも１枚の磁気ディスクと、前記磁気ヘッド支持機構とを有することを特徴とする磁気ヘッド位置決め制御機構を含む。
【００２４】
更に、本発明は、少なくとも１枚の磁気ディスクと、前記磁気ヘッド支持機構と、制御部とを有し、該制御部は前記磁気ヘッドの位置信号を前記圧電素子の出力信号で補正することを特徴とする磁気ヘッド位置決め制御機構を含む。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（本発明の原理）
初めに、図１及び図２を参照して、本発明の加速度検出の原理を説明する。
【００２６】
図１は、磁気ヘッド支持機構を模式的に示す斜視図である。磁気ヘッド支持機構は、固定部材１１、ヘッド支持部材１２及び圧電素子１３を具備する。固定部材１１はキャリッジとも呼ばれ、またヘッド支持部材１２はサスペンションとも呼ばれる。また、固定部材１１とヘッド支持部材１２とを含む組立体は、アーム、キャリッジ、キャリッジアーム又はアクチュエータとも呼ばれることがある。
【００２７】
固定部材１１の先端部分に、圧電素子１３が取り付けられている。圧電素子１３は圧電振動子として機能する。圧電素子１３の上には、ヘッド支持部材１２の一端が取り付けられている。また、ヘッド支持部材１２の他端には、磁気ヘッド１４が取り付けられている。固定部材１１はシャフト１５に取り付けられている。シャフト１５は、図示しないボイスコイルモータなどの駆動手段により、ピボット動作をすることで、磁気ヘッド１４を図示しないディスク上に位置決めする。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、ヘッド支持部材１２の重心に加速度Ｇが印加されると、圧電素子１３上にある支点を中心として磁気ヘッド支持部材１２は回転運動する。ここで、支点の回りに発生する回転モーメントＭは、磁気ヘッド１４および、ヘッド支持部材１２の質量をｍ、重心と支点間の距離をＬとすると、Ｍ＝ｍ＊Ｇ＊Ｌで表される。この回転モーメントＭに応じた歪みが圧電素子１３に生じ、この歪みに基づいて発生する電荷（電気信号）を検出することで加速度Ｇを検出する。このように、ヘッド支持部材１２と圧電素子１３とで加速度センサが形成されている。
【００２９】
この加速度Ｇを効率よく検出するために、圧電素子１３は、図２（ｂ）に示すような構成である。圧電素子１３は、圧電単結晶で形成された圧電素子本体１６を具備する。圧電単結晶は例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）やタンタル酸リチウム（ＬｉＴａO_２）などである。圧電セラミックスは例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。圧電素子本体１６は例えば、圧電セラミックスの単板である。圧電素子本体１６の一面には溝１７が形成されている。この溝１７により、圧電素子本体１６は２つの凸部１８ａ、１８ｂを有する。圧電素子１３の分極方向、換言すれば圧電素子本体１６の分極方向は、溝１７に平行である。一例として、検出電極が凸部１８ａ、１８ｂにそれぞれ設けられ、検出電極に対向する圧電素子本体１６の面には接地電極が形成される。これらの電極は例えば銀の焼付けや、ニッケル／クロムベースの金のスパッタなどで形成される。差動増幅器１９の出力電圧Ｖｏｕｔは、加速度センサの出力信号である。圧電素子本体１６の寸法や溝１７の深さは、ヘッド支持部材１２の大きさや重さ、ヘッド支持部材１２と圧電素子１３との距離、加速度センサの所望の感度などを考慮して決める。
【００３０】
上記構成の圧電素子１３は、固定部材１１の先端部分に位置している。この取り付けは、圧電素子１３の溝１７がシャフト１５の回転中心と磁気ヘッド１４を結ぶ直線、換言すれば、固定部材１１の長手方向又はヘッド支持部材１２の長手方向に直交する方向に延びるようにする。また、圧電素子１３は、ヘッド支持部材１２の根元部分に位置している。圧電素子１３の取り付けは、圧電素子１３の底面が固定部材１１に面し、凸部１８ａ、１８ｂがヘッド支持部材１２に面しているようにする。又は、圧電素子１３の底面がヘッド支持部材１２に面し、凸部１８ａ、１８ｂが固定部材１１に面しているようにしてもよい。
【００３１】
磁気ヘッド１４およびヘッド支持部材１２に加速度Ｇが印加されると、図２の矢印Ａ、Ｂに示す方向に圧電素子１３が歪む。換言すれば、圧電素子１３の凸部１８ａ、１８ｂはそれぞれ異なる方向Ａ、Ｂに滑り振動する。従って、凸部１８ａ、１８ｂには相異なる符合の電荷が発生する。これらの電荷は差動増幅器１９の反転入力及び非反転入力に与えられる。差動増幅器１９はこれらの入力電圧を増幅し、検出信号Ｖｏｕｔを出力する。差動増幅器１９で異なる電荷を差動増幅するので、検出信号Ｖｏｕｔは、高出力、低ノイズの信号となる。検出信号Ｖｏｕｔは前記回転モーメントＭと比例関係にあるので、検出信号Ｖｏｕｔは加速度Ｇを表している。このようにして、磁気ヘッド１４に作用する加速度を精度良く検出することができる。
【００３２】
以上説明したように、本発明の原理は、固定部材１１と、固定部材１１に支持された圧電素子１３と、圧電素子１３上に設けられ、磁気ヘッド１４を搭載するヘッド支持部材１２とを有し、ヘッド支持部材１２と圧電素子１３で加速度センサを構成する新たな磁気ヘッド位置決めメカニズムを有するものである。本発明は圧電素子１３を加速度センサの構成要素として用いているため、前述した公開公報に記載されているような圧電素子の変位を磁気ヘッドに効果的に伝達するためのヒンジを必要としない。ヒンジがあると、ヘッド支持部材１２の剛性の低下や、長手方向の動きが発生し、純粋な回転モーメントを検知することができない。また、同様の理由から圧電素子の分極方向は、ヘッド支持部材１２の長手方向に直交する方向であり、前記公報に記載されたような圧電素子の変位により磁気ヘッドの移動させるために長手方向に分極した圧電素子とは異なる。更に、ヒンジを用いていないため、磁気ヘッド支持機構を少ない部品数で構成することができる。なお、上記直交（直角）とは厳密な９０°でなければならないことを意味していない。つまり、直交とは、９０°を含むある許容された範囲を含む。許容された範囲とは、加速度を所望の条件で検出できる角度の範囲である。直交している場合が最も感度が良いが、ある程度異なっていても所望の条件（例えば、検出精度）がみなされるのであれば、９０°とは異なる角度であってもよい。
【００３３】
圧電素子１３は、ヘッド支持部材１２の長手方向中心軸に対して直交する方向に延びる溝１７を有し、溝１７の方向に分極されているが、他の構成の圧電素子を用いることができる。例えば、溝は１本に限定されず、複数本の溝をヘッド支持部材１２の長手方向中心軸に対して直交する方向に設けてもよい。ブロック状の圧電素子の分極方向は、ヘッド支持部材１２の長手方向中心軸に対して直交する方向である。また、電極配置（取り付け）は図２に示した方法に限定されるものではなく、後述する様々な方法が可能である。
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態を説明する。第１実施形態は、以下に説明する電極の引き出し方法を具備する。
【００３４】
図３は、本発明の第１実施形態を示す図である。図３中、前述した構成要素と同一のものには同一の参照番号を付してある。図３（ａ）に示すように、凸部１８ａ、１８ｂがヘッド支持部材１２に面するように配置された圧電素子１３から検出信号Ｖｏｕｔを取り出すために、フレキシブル配線基板２０が用いられている。図３（ｂ）は、フレキシブル配線基板２０の底面図である。フレキシブル配線基板２０は可撓性の絶縁層２７上に形成された電極パターン２３及び２４を有する。この電極パターン２３及び２４はそれぞれ、圧電素子１３の２つの凸部１８ａ、１８ｂ上に形成された電極２１及び２２上に位置決めされ、導電性や異方導電性の接着剤などを用いて電気的に接続される。電極パターン２３及び２４にはそれぞれ引き出し配線２５及び２６が接続され、差動増幅器１９との電気的接続が形成される。圧電素子１３は底面に接地電極を有し、この接地電極は金属などの導電材料で形成された固定部材１１に固定されている。この固定には、導電性又は異方導電性のエポキシ接着剤などを用いる。これにより、圧電素子１３の接地電極から接地信号線を引き出す配線を固定部材１１上に設ける必要はない。
【００３５】
図４に示すように、フレキシブル配線基板２０上に絶縁層２９を設け、絶縁層２９の上にヘッド支持部材１２を設け、エポキシ樹脂などの接着剤で固定する。これにより、金属などの導電材料で形成されるヘッド支持部材１２とフレキシブル配線基板２０とを電気的に絶縁することができる。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は、以下に説明するヘッド支持部材１２上における圧電素子１３の大きさ及び配置を有する。
【００３６】
圧電素子（圧電振動子）を用いたセンサは、歪みによって発生する電荷を検知するものである。その検知方式には、発生電荷をそのまま検知する電荷検知方式と、電圧として検知する電圧検知方式とがある。前述した第１実施形態は、電圧検知方式を用いている。電荷検知方式の発生最大感度は、圧電素子の材料定数に依存するものである。他方、電圧検知方式は歪みが発生する圧電素子のサイズを変えることでその歪み量を買え、最大発生電圧を変化させることができる。具体的には、圧電素子以外の部材を変更しない場合、つまり、前述の磁気ヘッド１４およびヘッド支持部材１２の質量ｍや、重心と支点間の距離Ｌが固定値の場合には、圧電素子の面積（図２の例では、凸部１８ａ、１８ｂの表面積）が小さければ小さいほど発生電圧が大きくなる。加えて、ヘッド支持部材１２上の圧電素子１３の位置をその根元に近づければ近づけるほど距離Ｌを実質的に長くすることができる。
【００３７】
以上の点を考慮した圧電素子１３の構成及び配置を図５に示す。圧電素子１３の溝方向の幅は、ヘッド支持部材１２の端１２ａの幅よりも小さい。また、圧電素子１３の端は、ヘッド支持部材１２の端１２ａと一致し、圧電素子１３の側面とヘッド支持部材１２の端面とが連続するように位置決めされている。これにより、最大発生電圧をより大きく、換言すればより高感度の加速度センサを構成することができる。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、以下に説明するヘッド支持部材１２上における圧電素子１３の取り付け構造を有する。
【００３８】
前述した第１及び第２実施形態と同様に、第３実施形態でも図６に示すように、圧電素子１３の溝１７はヘッド支持部材１２の長手方向に対して直角方向に向いており（図のＲがこれを示している）、分極方向は溝１７が延びる方向と同一である。この圧電素子１３は、ヘッド支持部材１２に形成された絶縁領域３２に直接取り付けられている。図６の例では、圧電素子１３の底面が絶縁領域３２に面する配置であるが、２つの凸部１８ａ、１８ｂが絶縁領域３２に面する配置であってもよい。なお、圧電素子１３の底面をヘッド支持部材１２に配置する場合は絶縁領域３２が無くても良いことは言うまでもない。圧電素子１３は、接着剤を用いてヘッド支持部材１２に固定される。絶縁領域３２は例えば、金属材料で形成されたヘッド支持部材１２上に設けられたポリイミドなどの絶縁物質の膜である。絶縁領域３２は、ヘッド支持部材１２の根元付近に設けられ、圧電素子１３の大きさよりも若干大きい面積を持つ。絶縁領域３２を設けたことで、圧電素子１３はヘッド支持部材１２から電気的に絶縁される。加えて、この絶縁領域３２を設けたことで、前述したフレキシブル配線基板２０を用いることなく圧電素子１３の検出電極から信号線を引き出すことができる。フレキシブル配線基板２０がヘッド支持部材１２と圧電素子１３との間に介在すると、ここでエネルギー伝搬ロスが発生する可能性がある。これに対し、圧電素子１３をヘッド支持部材１２に直接取り付けることで、圧電素子１３は伝搬ロスなく振動エネルギーを検知することができる。よって、加速度センサのより一層の高感度化が可能となる。
【００３９】
図７は、図６に示す構成を用いた場合の電極構成を示す図である。図７（ａ）の上側は第１の電極構成例を示し、右側は圧電素子の正面図、左側は左側面図である。検出電極３４と３５は圧電素子本体１６の２つの凸部の上面全面に夫々設けられるとともに、分極方向にある左側面の一部（上部）に周り込むように設けられている。接地電極３６は、圧電素子本体１６の底面全面に設けられるとともに、左側面の一部（下部）に周り込むように設けられている。つまり、電極の回り込み部分が圧電素子本体１６の一側面に設けられている。ヘッド支持部材１２の絶縁領域３２が検出電極３４と３５上に設けられ、接地電極３６は固定部材１１上に直接設けられる。圧電素子本体１６の左側面上に回り込んだ電極部分に、ワイヤなどの信号線をはんだ付けなどで接続する。
【００４０】
図７（ａ）の下側の図は、上側の図の変形例を示す。接地電極３７は、圧電素子本体１６の右側面に回り込んでいる。つまり、電極の周り込み部分が圧電素子本体１６の対向する両方の側面に設けられている。この電極配置により、圧電素子１３の両側から電極にアクセスできるので、ワイヤなどの信号線の配置の自由度がより向上する。
【００４１】
図７（ｂ）の上側の図は電極配置の別の例を示し、下側の図はこの電極配置の変形例である。検出電極３８と３９は圧電素子本体１６の２つの凸部の上面全面に形成されているとともに、分極方向に平行でかつ対向する２つの側面、換言すれば溝１７が延びている方向に平行でかつ対向する２つの側面の一部（上部）に回り込むように形成されている。接地電極４０は圧電素子本体１６の底面全面に設けられるとともに、分極方向にある右側面の一部（下部）に回り込むように設けられている。
【００４２】
図７（ｂ）の下側に示す変形例の接地電極４１は、溝１７を挟んで向かい合う両側面の下部に回り込むように形成されている。この電極配置を用いた圧電素子は図７（ｃ）に模式的に示すように位置決めされる。検出電極３８と３９はヘッド支持部材１２の絶縁領域３２（図６）に接触し、溝１７をはさんで対向する２つの側面の回り込み部分に、差動増幅器１９に接続されたワイヤなどの信号線がはんだ付けなどで接続される。接地電極４１は固定部材１１に直に接続されるとともに、回り込み部分の一方に接地線が接続される。
【００４３】
このように、第３実施形態によれば、フレキシブル配線基板を用いていないので、ヘッド支持部材１２から伝搬ロスなく振動エネルギーを圧電素子１３に伝達でき、しかも圧電素子が生成する信号を外部に容易に出力することができる。
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態は、以下に説明する電極配置を有している。
【００４４】
図８は、第４の実施形態を示す図である。圧電素子本体１６の分極方向にある一方の側面に２つの検出電極４２及び４３が設けられ、他方の側面に接地電極４４が設けられている。検出電極４２と４３はそれぞれ、溝１７を挟んで離間配置されている。換言すれば、検出電極４２と４３は、２つの凸部の側面にそれぞれ設けられている。また、接地電極４４は、側面全面に形成されている。これらの電極にワイヤなどの信号線をはんだ付けなどで接続して、検知した信号を差動増幅器１９に伝える。前述したように、分極方向は溝１７に沿った方向なので、分極向き側面に電極を設けて信号を検知することにより、高感度に加速度を検出することができる。
（第５実施形態）
図９は、本発明の第５実施形態を示す分解斜視図である。固定部材１１上にポリイミドなどの絶縁層４５が形成され、その上に圧電素子１３の底面に形成された接地電極に接する電極部分を有する配線パターン５０が形成されている。圧電素子１３は、この配線パターン５０を介して接地される。この構成は例えば、固定部材１１が接地電位に対して浮いている場合など、固定部材１１が接地されていない場合に有効である。
【００４５】
この場合、検出電極からの信号線の引き出しは、例えば図１０に示すように構成することができる。図１０（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はいずれもフレキシブル配線基板を利用した構成例である。図１０（ａ）に示すフレキシブル配線基板２０は、引き出し部３０の絶縁基板上に図３（ｃ）に示すような電極パターンを有する。この電極パターンが圧電素子１３の検出電極に接している。図１０（ｂ）に示すフレキシブル配線基板５３は、圧電素子１３の２つの凸部全面に対応する分岐部５１及び５２を有する。分岐部５１、５２には電極パターンが形成され、圧電素子１３の検出電極に接している。図１０（ｃ）に示すフレキシブル配線基板５６は、圧電素子１３の２つの凸部の一部分に対応する分岐部５４及び５５を有する。この分岐部５４、５５は、圧電素子１３の検出電極の端部のみに接している。
【００４６】
図１０（ａ）〜（ｃ）の変形例として、配線パターン５０に代えて、圧電素子１３の接地電極の引き出しもフレキシブル配線基板を用いて行うようにすることができる。この場合には、フレキシブル配線基板は更に、圧電素子１３の接地電極に接続する分岐部を有する。
【００４７】
また、図１０（ａ）〜（ｃ）の変形例として、前述の第１実施形態と同様に、金属材料などの導電材料で形成された固定部材１１上に直接圧電素子１３の底面が接するようにすることができる。
【００４８】
更に、図１０（ａ）〜（ｃ）の変形例として、図７に示す検出電極及び接地電極のいずれか一方又は両方、及び図８に示す検出電極４２、４３を用いることもできる。例えば、図８に示す検出電極４２、４３を用いた場合には、図１１に示すように、分岐部５７と５８を有するフレキシブル配線基板５９を使用する。分岐部５７と５８はそれぞれ電極パターンを有し、導電性接着剤を用いて検出電極４２及び４３にそれぞれ貼り付ける。この場合、前述の第１実施形態と同様に、金属材料などの導電材料で形成された固定部材１１上に直接圧電素子１３の底面が接するようにすることもできる。
（第６実施形態）
図１２は、本発明の第６実施形態を示す分解斜視図である。第６実施形態は、圧電素子１３をその凸部が固定部材１１に面するように設けたものである。凸部に形成された検出電極に対応して、固定部材１１上の絶縁層４５上に、電極パターン４６と４７が形成されている。圧電素子１３の検出電極は、導電性接着剤を用いて電極パターン４６及び４７上に固定される。電極パターン４６、４７からはそれぞれ引き出し電極パターン４８、４９が延びている。
【００４９】
第６実施形態は、前述した第１から第５実施形態の構成を用いて、様々な変形が可能である。例えば、電極パターン４６、４７に代えて図１０（ａ）〜（ｃ）に示すようなフレキシブル配線基板を用いることができる。この場合、図１０（ａ）に示すフレキシブル配線基板２０の引き出し部３０、図１０（ｂ）に示す分岐部５１、５２及び図１０（ｃ）に示す分岐部５４、５５の電極パターンがそれぞれ圧電素子１３の検出電極に接するように配置される。また、図７や図９に示す電極構成を用いることもできる。
【００５０】
以上説明した本発明の磁気ヘッド支持機構は、図１３に示すように、磁気ディスク装置内の磁気ディスク８０に対して所定の位置に設けられている。図１３は、固定部材１１が磁気ディスク８０の下側に延びている例を示している。固定部材１１に支持された圧電素子１３上に固定されたヘッド支持部材１２上にある磁気ヘッド（ディスク８０の下に隠れている）１４は、磁気ディスク８０の裏面に形成された記録面上に位置する。シャフト１５は図示を省略するボイスコイルモータで回転駆動され、磁気ヘッド１４が記録面上を摺動する。同様の磁気ヘッド支持機構がディスク８０の上側にも設けられ、磁気ディスク８０の表面に形成された記録面にデータを読み書きすることができる。更に、所望の記録容量に応じて、磁気ディスク８０は複数枚積層され、各磁気ディスクに対して１組の磁気ヘッド支持機構が設けられる。勿論、磁気ディスク８０の一方の面のみに磁気ヘッドを配する場合であっても、本発明の磁気ヘッド支持機構を用いることができる。
【００５１】
なお、図１３（ｂ）は圧電素子１３を、その裏面が固定部材１１に面するように配置した全ての実施形態を意味している。従って、電極や引き出し線などの図示を意図的に省略してある。勿論、図１３（ａ）に示すように用いられる磁気ヘッド支持機構は、圧電素子１３の裏面をヘッド支持部材１２に面するように配置した構成であってもよい。
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態を説明する。第７実施形態は、上記磁気ヘッド支持機構の加速度センサの検出信号に基づいて、磁気ヘッド１４の位置を微小制御する制御系を含む磁気ヘッド位置決め装置である。この制御系は、磁気ヘッド１４の位置を指示する本来の位置信号を補正するものである。
【００５２】
図１４は、前述した差動増幅器１９の一構成例を示す回路図である。差動増幅器１９は、圧電素子１３の２つの検出電極から取り出された信号Ｓ１、Ｓ２を受ける。差動増幅器１９は２つの演算増幅器６０、６１、抵抗Ｒ１〜Ｒ７、キャパシタＣ１〜Ｃ５を含む。基準電圧Ｖｒｅｆ１が与えられた差動増幅器６０は、信用Ｓ１、Ｓ２を差動増幅し、その出力を演算増幅器６１に入力する。演算増幅器６１のアナログ出力はハイパス・フィルタを介してＡ／Ｄ変換され、次に説明するフィードバック制御系に与えられる。
【００５３】
図１５は、加速度センサの検出信号を用いたフィードバック制御系を示すブロック図である。図示するフィードバック系は、モデル化した制御対象６２、外乱オブザーバ６３及び加算器６４からなる。磁気ヘッドの位置を指示する入力信号は、このフィードバック制御系で補正されて、実位置信号としてボイスコイルモータに出力される。このフィードバック系は例えばソフトウェアにより構成される。
【００５４】
制御対象６２は、電流／トルク変換器６５、加算器６７及び２回積分器６８を有する。加速度センサの検出信号Ｖｏｕｔは、外乱Ｄとして加算器６７に与えられる。外乱オブザーバ６３は、電流／トルク変換器６９、トルク／電流変換器７０及び加算器７１を有する。外乱オブザーバ６３は、補正信号Ｄ／Ｋ（Ｋは行列で表される係数）を加算器６４に出力する。
【００５５】
加算器６４は入力信号ｉ（電流）と外乱オブザーバ６３の出力Ｄ／Ｋを入力し、ｉ−Ｄ／Ｋを制御対象６２に出力する。電流／トルク変換器６５は、ｉ−Ｄ／ＫにＫを乗算したＫｉ−Ｄを加算器６７に出力する。加算器６７はＫｉ−Ｄと外乱（加速度）Ｄとを入力し、Ｋｉ（トルク）を２回積分器６８及び外乱オブザーバ６３に出力する。２回積分器６８の出力は、入力信号を検出した加速度で補正した実位置信号である。外乱オブザーバ６３の加算器７１の電流／トルク変換器６９は、電流ｉに係数Ｋ’（＝Ｋ）を乗算したＫ’ｉを加算器７１に出力する。加算器７１は加算器６７が出力するＫｉからＫ’ｉを減算し、その出力をＤ’（外乱から推定されたトルク；Ｄ’＝Ｄ）をトルク／電流変換器７０に出力する。トルク／電流変換器はＤ’に１／Ｋを乗算し、その演算結果Ｄ／Ｋを加算器６４に出力する。
【００５６】
このように、検出した加速度を外乱とするがイランオブザーバ６３を用いているので、加速度の影響を排除した磁気ヘッドの位置決めが可能になる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、少ない部品点数で構成でき、加速度の影響を排除して高い精度で磁気ヘッドを位置決めすることができる磁気ヘッド支持機構及び磁気ヘッド位置決め装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気ヘッド支持機構の原理を示す図である。
【図２】本発明の加速度検出原理を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態の変形例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態の電極構成を示す図である。
【図８】本発明の第４実施形態を示す図である。
【図９】本発明の第５実施形態を示す図である。
【図１０】本発明の第５実施形態の電極構成を示す図である。
【図１１】本発明の第５実施形態の変形例の電極構成を示す図である。
【図１２】本発明の第６実施形態を示す図である。
【図１３】本発明の磁気ヘッド支持機構と磁気ディスクとの関係を示す図である。
【図１４】本発明の第７実施形態による差動増幅器の構成を示す図である。
【図１５】本発明の第７実施形態によるフィードバック系の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１ 固定部材
１２ ヘッド支持部材
１３ 圧電素子
１４ 磁気ヘッド
１５ シャフト
１６ 圧電素子本体
１７ 溝
１８ａ、１８ｂ 検出電極
１９ 差動増幅器
２０ フレキシブル配線基板
２１、２２ 検出電極
２３、２４ 電極パターン
２５、２６ 引き出し配線
２７ 絶縁層
２９ 絶縁層
３０ 引き出し部
３２ 絶縁領域
３４、３５ 検出電極
３６、３７ 接地電極
３８、３９ 検出電極
４０、４１ 接地電極
４２、４３ 検出電極
４４ 接地電極
４５ 絶縁層
４６、４７ 電極パターン
４８、４９ 引き出し電極パターン
５０ 配線パターン
５１、５２ 分岐部
５３、５６ フレキシブル配線基板
５４、５５ 分岐部
５７、５８ 分岐部
５９ フレキシブル配線基板

Claims (17)

1. 固定部材と、該固定部材に支持された単一の圧電素子と、該圧電素子上に設けられ、磁気ヘッドを搭載するヘッド支持部材とを有し、該ヘッド支持部材と圧電素子とを含む加速度センサが構成され、前記単一の圧電素子は前記ヘッド支持部材の長手方向中心軸に対して直交する方向に延びる溝を有し、該溝の方向に分極されていることを特徴とする磁気ヘッド支持機構。
2. 前記溝は前記ヘッド支持部材に面することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド支持機構。
3. 前記溝は前記固定部材に面するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド支持機構。
4. 前記磁気ヘッド支持機構は、前記圧電素子上に設けられた電極に電気的に接続されるフレキシブル配線基板を有することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド支持機構。
5. 前記磁気ヘッド支持機構は、前記圧電素子と前記ヘッド支持部材との間に設けられた絶縁層を有することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド支持機構。
6. 前記圧電素子は、その一端が前記ヘッド支持部材の根元の端に一致するように位置決めされ、かつ前記根元での前記ヘッド支持部材の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド支持機構。
7. 前記圧電素子は２つの凸部を有し、該凸部上の夫々に検出信号を取り出すための検出電極を有することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド支持機構。
8. 前記圧電素子は、前記圧電素子の２つの面に跨るように形成された検出電極を有することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド支持機構。
9. 前記ヘッド支持部材はその根元付近に絶縁領域を有し、前記圧電素子に設けられた電極が前記絶縁領域に接することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド支持機構。
10. 前記圧電素子は、前記圧電素子の一側面に、検出信号を取り出すための検出電極を複数個有することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド支持機構。
11. 前記圧電素子は、前記圧電素子の一側面に、検出信号を取り出すための検出電極を複数個有し、前記圧電素子の分極方向に対向する側面に接地電極を有することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド支持機構。
12. 前記固定部材はその一面に形成された引き出し電極パターンを有し、前記圧電素子の電極に接続されることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド支持機構。
13. 前記固定部材はその一面に形成された引き出し電極パターンを有し、前記磁気ヘッド支持機構は更にフレキシブル配線基板を有し、前記圧電素子は前記圧電素子上に形成された複数の電極を有し、該電極は前記電極バターン及び前記フレキシブル配線基板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド支持機構。
14. 請求項１記載の磁気ヘッド位置決め機構と、前記磁気ヘッドの位置信号を前記圧電素子の出力信号で補正する制御部とを有することを特徴とする磁気ヘッド位置決め制御機構。
15. 前記制御部は、前記圧電素子の出力信号を外乱とする外乱オブザーバを有することを特徴とする請求項１４記載の磁気ヘッド位置決め制御機構。
16. 少なくとも１枚の磁気ディスクと、請求項１記載の前記磁気ヘッド支持機構とを有することを特徴とする磁気ヘッド位置決め制御機構。
17. 少なくとも１枚の磁気ディスクと、請求項１記載の前記磁気ヘッド支持機構と、制御部とを有し、該制御部は前記磁気ヘッドの位置信号を前記圧電素子の出力信号で補正することを特徴とする磁気ヘッド位置決め制御機構。

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