JP3771122B2 - ヘッド移動装置および記憶ディスク駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロアクチュエータを用いた記録ヘッド或いは再生ヘッドの移動装置に関する。より詳しくは磁気ディスク等の記憶媒体を用いる駆動装置においてアームの先端に設けられるヘッドの移動装置に関するものであり、マイクロアクチュエータを駆動した際に発生するアーム側での励振を抑制してヘッドの高精度の位置決めが可能なヘッド移動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の高密度化及び精密化が進んでおり、微小距離を精度良く移動できるアクチュエータへの需要が高まっている。例えば、光学系の焦点補正や傾角制御、プリンタの印字装置、磁気ディスク装置等に搭載されるヘッド移動装置では、微小距離を移動制御できるアクチュエータへの要請が特に大きい。
【０００３】
このような情報機器の中でも、磁気ディスク等を用いる記憶ディスク装置は、近年急激に市場拡大を遂げているマルチメディア機器のキーディバイスの１つである。マルチメディア機器では、画像や音声等をより大量に、かつ高速に取扱うため、より記憶容量の多い装置の開発が望まれている。記憶ディスク装置の大容量化は一般にディスク１枚当たりの記憶容量を増大させることで実現する。しかし、ディスクの直径を変えずに記憶ディスク装置を高記録密度化するためには、単位長さ当たりのトラック数（ＴＰＩ）を大きくする、つまりトラックの幅を狭くすることが不可欠である。そして、記録密度を急激に増加させるとトラックピッチが急激に狭まるため、記録トラックに対する記録・再生を行うヘッド素子（以下、単にヘッドと称す）の位置決めを精度よく行うヘッド移動装置が望まれる。
【０００４】
そこで、ヘッドの位置決め精度を向上させる装置として、従来のヘッドアクチュエータ機構に加えて、マイクロアクチュエータを用いてロードビーム、スライダ或いはヘッドを微小駆動させる、いわゆる２重アクチュエータ型のヘッド移動装置が最近提案されてきている。
【０００５】
例えば、本出願人は２重アクチュエータ型用の微動アクチュエータとして、圧電素子の剪断変形を利用したマイクロアクチュエータを提案している（特開平１１−３１３６８号公報）。また、これに限らず、圧電・静電型のマイクロアクチュエータを用いたヘッド移動装置が数多く提案されている。マイクロアクチュエータの分類としては、その駆動対象により３つに大別することができる。すなわち、ヘッドサスペンション駆動型、スライダ駆動型、ヘッド素子型である。
【０００６】
ここで、スライダ駆動型、ヘッド素子型は高い寸法加工精度が必要であり、また製造コストが高くなる等の理由からヘッドサスペンション駆動型のマイクロアクチュエータを用いることが好ましい。このような観点から出願人が先に提案した上記特開平１１−３１３６８号公報に示される技術は、ヘッドサスペンション駆動型のヘッド移動装置に関するものである。
【０００７】
ここで、ヘッドサスペンションとはメインアームの端部にその一端が接続される弾性を有するサブアームであり、その他端（先端）にはヘッドが固定されるためヘッドサスペンションと称される。このヘッドサスペンション駆動型のヘッド移動装置は、メインアームとヘッドサスペンションとの間に微小変位するマイクロアクチュエータを配設して、ヘッドサスペンションの先端にあるヘッドの位置決めを精度良く行うことができる。
【０００８】
図１及び２は、従来のサスペンション駆動型を用いたヘッド移動装置に関連する技術について示す図である。図１及び２ではマイクロアクチュエータとして圧電素子を用い、その剪断変形を利用する例が示される。剪断変形の原理を図１（Ａ）により説明する。厚さ方向に垂直な方向に分極されている圧電素子３１（分極方向は図において点線白抜き矢印の方向）に、その上下の両面にそれぞれ電極２２Ａ、２２Ｂを取付け、電極２２Ｂを接地し、電極２２Ａに電圧Ｖを供給した場合、圧電素子３１は滑り変形（剪断変形）をする。したがって電極２２Ｂを接地した状態で電極２２Ａに電圧Ｖを供給すると、剪断型圧電素子３１は、図１（Ｂ）に示すように、破線元の状態から、電極２２Ａ側は図に左方向に変形し、電極２２Ｂ側は図の右方向に変形する。よって、電極２２Ｂ側を固定しておけば、電極２２Ａ側は図１（Ａ）で破線矢印で示す方向に変形する。また、この状態で逆に電極２２Ａを接地し、電極２２Ｂに電圧Ｖを供給した場合は、電極２２Ａ側は図１（Ａ）に実線の矢印で示す方向に変形する。
【０００９】
このような圧電素子をマイクロアクチュエータとして用いる従来例のヘッド移動装置例を図２を用いてさらに説明する。ヘッド移動装置５８はベースとなる固定部材２０と、この固定部材２０上に配置された駆動部材３０、及びこの駆動部材３０の上に配置された可動部材４０とから構成されている。
【００１０】
図２では、上記メインアームに相当する部位を固定部材２０、上記ヘッドサスペンション（サブアーム）に相当する部位を可動部材４０、上記マイクロアクチュエータに相当する部位を駆動部材３０として一般的に説明している。
【００１１】
図２（Ａ）で、固定部材２０の上には電極２１が設けられており、リードパターン２２によって図示しない電圧発生部に接続されている。駆動部材３０は２つの剪断型圧電素子３１が並列に並べられたものである。駆動部材３０を構成する２つの圧電素子３１の分極方向は点線で示す矢印の向き、すなわち、圧電素子の厚さ方向と垂直で、互いに逆向きになっている。駆動部材３０の上に積層される可動部材４０は導電性金属から構成されている。可動部材４０がその直下の２つの圧電素子３１に重なって直接駆動される基部４３と、この基部４３から突出する移動量拡大部４４から構成され、さらにこの基部４３にはこの基部４３を２分するような第１の切欠き４１が設けられている。そして、この第１の切欠き４１は、この基部４３に重なる駆動部材３０の２つの圧電素子３１の分極方向に平行な方向になっている。さらに、可動部材４０の基部４３と移動量拡大部４４との境界部に、第１の切欠き４１に直交する第２の切欠き４２が駆動部材４０の両側から設けられている。そして、この第１の切欠き４１の先端部と第２の切欠きとでヒンジ４５を形成している。
【００１２】
図２（Ｂ）は図２（Ａ）のアクチュエータ５２を組立てた状態を示すものである。固定部材２０の電極２１がアンプ１９を介してコントローラ１８に接続されており、可動部材４０とコントローラ１８とはグランドに接続されている。したがって、コントローラ１８から所定の極性の駆動信号が出力されると、この信号がアンプ１９で増幅され、所定の電圧が２つの圧電素子３１の厚さ方向に供給されるので、可動部材４０は図に示す２点鎖線の方向に搖動することになる。
【００１３】
よって、図２で可動部材４０（ヘッドサスペンション）は、固定部材２０（メインアーム）先端で圧電素子３１（マイクロアクチュエータ）を駆動することにより微小移動されるので、ヘッドサスペンション先端に固定されているヘッドを微小移動させて位置決めできるヘッド移動装置を構成することになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述したようなヘッド移動装置において、ヘッドの位置決めの際に前記マイクロアクチュエータが駆動されると、駆動反力及びヘッドサスペンションの重心移動による慣性等により加振力が発生し、キャリッジが励振されアームの面内モードが励振されるという問題がある。このような場合、マイクロアクチュエータの共振周波数がいかに高くとも、アームの曲げモードがマイクロアクチュエータを駆動したことにより現われる。その周期はサーボ帯域を決定する主共振周波数となるので、ヘッド移動装置にマイクロアクチュエータを用い高精度にヘッドの位置決めをするという本来の特性を生かせない。
【００１５】
したがって、マイクロアクチュエータを駆動した際に、アームの面内モードを励振しないヘッド移動装置とすることが必要となる。これを解決する方策として、例えば特開平９−１６１４２５号公報に開示される技術では、剛性の低いバネでヘッドを支持し、重心がアームの回転中心に一致した形状としておき、極めて小さい力でマイクロアクチュエータを駆動するタイプのヘッド移動装置が考えられる。しかしながら、このヘッド移動装置は一次共振周波数が数百Ｈｚと低く、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）駆動によるヘッド変位の伝達関数で反共振が見られ制御が困難であるという問題がある。また、別の基本的な解決策としてヘッド移動装置の質量を低減することが考えられるが、ヘッドサスペンションの形状等の制約から大幅な低減は難しい。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、マイクロアクチュエータを駆動した際にキャリッジの捩れモードや曲げモードが励振させる加振力を除くように制御し、精度良いヘッドの位置決めが可能なヘッド移動装置および記憶ディスク駆動装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は請求項１に記載される如く、複数の記憶媒体に対応する様に複数段のメインアームを有するキャリッジと、前記キャリッジを移動させるメインアクチュエータと、記憶媒体から情報を再生する複数のヘッドと、前記キャリッジと前記ヘッドとの間に各々配置され、前記ヘッドを微小移動する複数のマイクロアクチュエータとを有し、前記メインアクチュエータ及びマイクロアクチュエータを駆動してヘッドを位置決めするヘッド移動装置であって、一つのヘッドを微小移動するために前記マイクロアクチュエータを駆動するときは、該マイクロアクチュエータが配置されたメインアームとは異なるメインアームに配置され、かつ該マイクロアクチュエータと対称位置関係にあるマイクロアクチュエータを、前記キャリッジに生じる加振力を除去するように逆向き且つ同様の振幅で駆動して一つのヘッドを移動させる励振制御部を設けたことを特徴とするヘッド移動装置により達成される。
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、あるヘッドを記憶ディスク上の所望位置に位置決めするために、マイクロアクチュエータが駆動される。このとき、マイクロアクチュエータの駆動により生じる加振力を除くように、マイクロアクチュエータが配置されたメインアームとは異なるメインアームに配置され、かつ該マイクロアクチュエータと対称位置関係にあるマイクロアクチュエータを、前記キャリッジに生じる加振力を除去するように逆向き且つ同様の振幅で励振制御部が駆動させる。よって、ヘッド移動装置における励振の問題が抑制されるので機械特性が改善され、精度良いヘッドの位置決めが可能となる。よって、記録密度が増加し益々挟トラック化する記憶ディスクに対応してヘッドを高精度に位置決めできるヘッド移動装置として提供できる。
【００１９】
また、請求項２に記載される如く、請求項１記載のヘッド移動装置において、前記複数段に形成されたメインアームの内、最上段メインアーム及び最下段メインアームには、前記マイクロアクチュエータが１つずつ接続され、前記励振制御部は、いずれか一方のマイクロアクチュエータを駆動するときは、他方のマイクロアクチュエータを、該一方のマイクロアクチュエータとは逆向き且つ同様の振幅で駆動する構成とすることができる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、最上段メインアーム及び最下段メインアームのそれぞれに接続される１つのマイクロアクチュエータが対とされ、これらは互いに正逆に駆動されることで効果的に加振力を打消すことができる。
【００２１】
また、請求項３に記載の如く、請求項１または２記載のヘッド移動装置において、前記キャリッジは、複数段に形成されたメインアームの内、中間段に位置する複数の中間段メインアームを有し、前記複数の中間段メインアームには各々マイクロアクチュエータが２つ接続され、これらのいずれか一方を駆動するときに、前記励振制御部は、残りのマイクロアクチュエータを逆向き且同様の振幅で駆動する構成とすることができる。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、中間段メインアームに接続される２つのマイクロアクチュエータが対とされ、これらは互いに正逆に駆動されることで効果的に加振力を打消すことができる。
【００２５】
また、請求項４に記載の如く、請求項１から３のうちいずれか一項に記載のヘッド移動装置において、前記メインアームと前記ヘッドとを接続するサブアームが設けられ、該サブアームと前記メインアームとの接続部の各々に前記マイクロアクチュエータが配設されていること構成とすることができる。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、最上段メインアーム及び最下段メインアームのそれぞれに接続される１つのマイクロアクチュエータが対とされ、これらは互いに正逆に駆動されることで効果的に加振力を打消すことができる。
【００２７】
また、前記ヘッド移動装置において、前記マイクロアクチュエータは互いに前記加振力を打消し合う関係にある２つのグループに分割され、前記励振制御部は、第１グループ全体を同一方向に駆動させ、第２グループは逆向き且つ同様の振幅で駆動することにより、前記加振力を除去する構成とすることができる。
【００２８】
この場合、マイクロアクチュエータを２つのグループに分け、ヘッドの位置決めをするために駆動されるマイクロアクチュエータを含む第１のグループが全体として同一方向に駆動され、その際に第２のグループは全体として逆方向に駆動される。マイクロアクチュエータはグループ毎に駆動されるので、マイクロアクチュエータ毎に駆動させる場合と比較すると回路構成を簡素化できる。
【００２９】
ここで、加振力を打消し合う関係にあるマイクロアクチュエータは、例えば前述したように前記メインアームの形状において高さ方向の中心位置に対して対称性をもっている位置に配置されているマイクロアクチュエータである。
【００３０】
また、前記ヘッド移動装置において、前記マイクロアクチュエータを圧電素子により形成し、前記加振力を打消し合う対の関係にある圧電素子について、その変位極性を予め逆極性に設定しておき、同じ電圧を供給したとき逆向きに動作させる構成とすることができる。この場合、同じ電圧を用いて圧電素子を逆向きに動作させることができる。
【００３１】
また、前記ヘッド移動装置において、前記マイクロアクチュエータを圧電素子により形成し、前記加振力を打消し合う対の関係にある圧電素子について、その変位極性を予め同一極性に設定しておき、極性を反転させた電圧を供給したとき逆向きに動作させる構成とすることができる。
【００３２】
この場合、極性を反転させた電圧を用いるので同一極性の圧電素子を使用することができ製造コストを低減することができる。
【００３３】
また、前記ヘッド移動装置において、前記圧電素子は滑り変位を生じる剪断型の素子を用いることができる。この場合、前記サブアームを搖動して、ヘッドを位置決めすることができる。
【００３４】
また、請求項５に記載の如く、請求項１から４のうちいずれか一項に記載のヘッド移動装置を備え、ディスク状の記憶媒体の再生を行う記憶ディスク駆動装置として構成することができる。この場合、再生精度が向上し、大容量の記憶ディスクに対応できる記憶ディスク駆動装置を提供できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下本発明をより詳細に説明するが、ここではまず本発明の前提となる基本概念について説明する。
【００３６】
図３はマイクロアクチュエータを用いるヘッド移動装置を搭載するキャリッジ１００の構成を示す図である。図３（Ａ）はキャリッジ１００を上から見た図、図３（Ｂ）は同キャリッジ１００を側面から見た図である。
【００３７】
図３（Ａ）に示されるように、キャリッジ１００はメインアクチュエータとしてのＶＣＭ１０２を駆動源として回転軸１０４を中心に回動可能とされる。回転軸１０４に対し、ＶＣＭ１０２とは反体側に、メインアーム１０６が突出し、メインアーム１０６の端部には先端にヘッド１１４を固定したサブアーム１０８が接続されている。
【００３８】
なお、以下の説明では上記メインアーム１０６を単にアーム１０６、サブアーム１０６をヘッドサスペンション１０８として説明する。
【００３９】
アーム１０６とヘッドサスペンション１０８とはマイクロアクチュエータとしての剪断型の圧電素子１１０を介して接続されている。よって、圧電素子１１０が滑り方向（剪断方向）に変位を発生させると矢印Ｘで示す方向にヘッドサスペンション１０８を微小移動させる装置となる。ヘッドサスペンション１０８の先端にはスライダ１１２を介してヘッド１１４が固定されているので、ヘッド１１４を図示せぬ記憶ディスクのトラックに対応するように移動して位置決めするヘッド移動装置となる。
【００４０】
上記キャリッジ１００を側面から示す図３（Ｂ）によると、アーム１０６は４段構成であり、上から順に最上段アーム１０６−１、中段アーム１０６−２、１０６−３、及び最下段アーム１０６−４を有している。
【００４１】
最上段アーム１０６−１及び最下段アーム１０６−４には、それぞれ１つずつヘッドサスペンション１０８−１と１０８−４が接続されている。そして、最上段アーム１０６−１とヘッドサスペンション１０８−１との間には圧電素子１１０−１が設けられている。同様に最下段アーム１０６−４とヘッドサスペンション１０８−４との間には圧電素子１１０−４が設けられている。このように、最上段アーム１０６−１及び最下段アーム１０６−４には１つずつのヘッドサスペンションが接続され、その先端１つのヘッドが固定されている。
【００４２】
一方、中段にある２つの中段アーム１０６−２及びアーム１０６−３には、それぞれ２つずつのヘッドサスペンションが接続されている。すなわち、アーム１０６−２にはヘッドサスペンション１０８−２Ａ、１０８−２Ｂが、アーム１０６−３にはヘッドサスペンション１０８−３Ａ、１０８−３Ｂが接続されている。
【００４３】
このような構成となるのは、１枚の記憶ディスクの表裏両面に記録面が形成されるからであり、図３で示すキャリッジ１００の場合は３枚の記憶ディスクに対応してアームが４段に形成されている。
【００４４】
理解を容易にするために、図３（Ｂ）では各ヘッドサスペンション１０８或いはこれに固定されているヘッド１１４を上から順に♯０〜♯５の符号を付して説明する場合がある。
【００４５】
さて、本発明ではある１つのヘッドを記憶ディスク上の所定トラックに位置決めするために、圧電素子１１０（マイクロアクチュエータ）を駆動させると、この駆動によりキャリッジ１００が励振されアームの面内に曲げモードが励起されるような加振力が発生するので、この加振力を打消すように他の圧電素子１１０を用いて逆向き且つ同様の振幅で駆動させて励振を抑制するものである。
【００４６】
すなわち、制御対象である１つの圧電素子１１０を駆動する際に、例えば同じアームに属する他の圧電素子１１０をこの制御対象である１つの圧電素子１１０と振幅が同じで互いの位相を打消し合うように（例えば１８０度ずらして）変位を持たせるように駆動させることで励振の問題を防止できることを見だして本発明に至ったものである。
【００４７】
図３で示した２重アクチュエータ系の基本的なハード構成は従来と同様であるが、本発明では制御対象である１つのマイクロアクチュエータを駆動する際に、対を成す他のマイクロアクチュエータをこの制御対象であるマイクロアクチュエータと振幅を同じとし、その位相をずらして加振力を打消すように駆動させる励振制御部を有する点で異なっている。
【００４８】
図３に示す２重アクチュエータ系を従来ヘッド移動装置の駆動制御の面から見ると、アーム１０６とマイクロアクチュエータ（圧電素子）１１０の運動方程式でダンピングを考慮すると下記（１）、（２）のように示される。
【００４９】
【数１】
式（１）で、左辺第３項はマイクロアクチュエータ可動部（ヘッドサスペンション１０８）の重心が移動したことによる慣性力である。また、右辺第２項はマイクロアクチュエータ駆動力の反力である。ＶＣＭの駆動力Ｆｒ以外に、これらの力を受けその影響によりアームの曲げモードが励振され易い。
【００５０】
例えば、マイクロアクチュエータの共振周波数が１０ｋＨｚ、アームの曲げモードが７ｋＨｚであるとすると、マイクロアクチュエータの駆動電圧に対するヘッドの変位の周波数応答関数は図４（Ａ）のようになる。周波数１０４Ｈｚにおけるピーク以前にピークが現われ、励振されてしまうことが分かる。
【００５１】
これに対し、本発明によるヘッド移動装置のマイクロアクチュエータの駆動状態から見ると、アーム１０６とマイクロアクチュエータ（圧電素子）１１０の運動方程式は、それぞれ下記（３）、（４）のように示される。
【００５２】
【数２】
この式から分かるように、アームの回転角は、マイクロアクチュエータの回転角θ２、駆動力Ｔの影響を受けいない。また、マイクロアクチュエータもアームの回転角θ1の影響を受けていない。よって、アームの振動モードの影響を避けて、マイクロアクチュエータ本来の位置決め制御が精度よく実現できることになる。図４（Ｂ）は図４（Ａ）に対応して本発明の移動装置についてマイクロアクチュエータ駆動電圧に対する、ヘッド変位の周波数応等関数である。本発明では図４（Ａ）の場合のようにアームの曲げ、捩れモードが励起されないので、７ｋＨｚのモードが現われず、マイクロアクチュエータの共振周波数まで、ピークが生じないことが確認できる。
【００５３】
上述した説明においては、１つのアームに取り付けられたマイクロアクチュエータ（圧電素子）１１０を駆動する際の励振の抑制について説明をしたが、本発明の適用はこれに限るものではない。２つのマイクロアクチュエータが所定の剛性を有する構造で結ばれ、この両者が形状的に対称的な位置関係にある場合には、本発明を広く適用できる。すなわち、必ずしも同じアームに配置された１対のマイクロアクチュエータである必要はなく、一方のマイクロアクチュエータの駆動によって発生する加振力を打消すことが可能な位置にあるマイクロアクチュエータであれば、これらを対として互いに逆向きに駆動することで励振を抑制できる。例えば、複数段に形成されたアームの上下構造がある中心位置で対称性を有しているならば、最上段と最下段のマイクロアクチュエータについて、一方のマイクロアクチュエータによる加振力を他方のマイクロアクチュエータで打消すことができる。図３の場合はヘッド♯０とヘッド♯５を駆動するマイクロアクチュエータがこのような関係に相当する。
【００５４】
さらに、駆動対象となるマイクロアクチュエータを含む第１のグループと、この第１のグループ内にあるアクチュエータそれぞれと加振力を打消す関係にあるマイクロアクチュエータを含む第２グループとを形成して、グループ毎に励振を抑制する構成としてもよい。このようにグループ化すると各マイクロアクチュエータ毎に独自の駆動回路を設ける必要がなくなるので、回路構成を簡素化できる。
【００５５】
なお、上記励振を打消す関係となる２つのマイクロアクチュエータは、互いに駆動される方向が逆向きとなればよい。そのような構成とすることに特に限定はない。マイクロアクチュエータの駆動電圧が逆となるようにファームウエア或いはアンプで制御してもよい。また、マイクロアクチュエータの動作を逆向きに形成しておき、同一の電圧により駆動するようにしてもよい。
（第１実施例）
以下さらに、本発明の実施例を図面に基づき説明する。ただし、前述したように本発明はマイクロアクチュエータの駆動制御の内容に特徴を有している。よって、基本的なヘッド移動装置のハード構成を示した図３を本実施例の説明でも用いる。
【００５６】
図５及び図６は第１実施例のヘッド移動装置２００について示す図である。図５は本実施例のヘッド移動装置２００の要部周辺構成を分解して示す斜視図である。図６はヘッドサスペンション２０８を含めてヘッド移動装置２００とした状態を示す図である。なお、図６（Ａ）はヘッド移動装置２００の平面図、図６（Ｂ）は同側面である。図６のヘッドサスペンション２０８は、図３のヘッドサスペンション１０８に対応している。
【００５７】
図５に示す本実施例でもマイクロアクチュエータとして剪断変形する圧電素子を２つ用いている。メインアーム側となる固定部材２２０とヘッドサスペンション側となる可動部材２４０の間に上下の電極２４１と２２１を介して、２つの圧電素子２３０−１と２３０−２とを配置している。電極２４１と２２１の間に所定電圧を供給することで２つの圧電素子２３０−１と２３０−２とを逆向きに剪断変形させて可動部材２４０に取付けられるヘッドサスペンション２０８を搖動させるようになっている。このような構成は先に図１及び図２を用いて説明した従来技術と基本的に同様である。
【００５８】
しかし、本実施例のヘッド移動装置は制御対象となる圧電素子、即ち記憶ディスク上のトラックに対して記録及び／又は再生を行うヘッドを位置決めするために駆動される圧電素子が駆動されたとき、この駆動によって生ずる加振力を打消すように他の圧電素子を逆転状態で駆動させる励振制御部としてのコントローラ２５０を備える。
【００５９】
さらに本第１実施例について上記図４、５に示されたヘッド移動装置を実際に用いる形態について説明するが、ここでは図３に示した４つのアームを備えたキャリッジ１００に適用したものとして説明をする。よって、図３（Ａ）には本実施例で用いたヘッド駆動装置に関連する符号を括弧内に示し、他は図３の符号を用いる。
【００６０】
以下、図３を用いて圧電素子２３０の駆動制御の内容を説明する。また、図５において圧電素子２３０に関しては分極方向の異なる（ＧＲＡ）と（ＧＲＢ）との２種類が形成されており、この両者を略同時に駆動することで加振力を打消すことができる。図３（Ｂ）に示すように対となる（ＧＲＡ）型の圧電素子２３０と（ＧＲＢ）型の圧電素子２３０が設定される。
【００６１】
例えば上記コントローラ２５０は、位置決め対象が♯１ヘッドであるときに制御対象となる圧電素子２３０−２Ａを駆動させるが、このとき♯２ヘッドに属する圧電素子２３０−２Ｂを逆向きに駆動する制御を行う。このように同一アームにある圧電素子同士を対にして制御を行うと、♯１ヘッドを微小移動する際に生じる加振力は♯２ヘッドを逆移動させることにより効果的に相殺（キャンセル）でき、良好な機械特性を得ることができる。
【００６２】
なお、♯１ヘッドと♯２ヘッドはそれぞれ、ヘッドサスペンション２０８−２Ａと２０８−２Ｂを介して、中段アーム１０６−２に接続される関係となるが、中段アーム１０６−２自体も厚さ方向で対称形状を有していることが好ましい。
【００６３】
一方、最上段の♯０ヘッドと最下段の♯５ヘッドについては、１つのアームに１つの圧電素子しか設置されていないので、上記♯１ヘッドと♯２ヘッドとの関係のように加振力を相殺する関係となる相手が同一アーム内には存在していない。しかし、図３で示すキャリッジは厚さ方向での中心位置で対称な形状をなしている。最上段のアーム１０６−１と最下段のアーム１０６−４に接続される圧電素子、すなわち最上段の♯０ヘッドと♯５最下段のヘッドの位置決め時に駆動される圧電素子を組み合わせて対とすると、上記♯１と♯２の関係に近似した相殺関係を形成できる。よって、単独で存在する最上段の♯０ヘッドと最下段の♯５ヘッドを駆動する際にも同様に励振を抑制できる。
【００６４】
すなわち、キャリッジのアームを複数段で構成しても厚さ方向中心位置で対称な形状としておけば、低次の捩れモードは形状の対称性から一般に最上・最下段アームの捩れ、面内曲げの位相が同相となるので、その低次モードについては最上・最下段アームに固定された圧電素子を互いに逆向きに駆動することにより、加振力が相殺され励振を効果的に抑制できるのである。
【００６５】
上記コントローラ２５０は以上説明したように、アーム１０６−２、１０６−３のように中段アームについては、一対となっている２つの圧電素子を互いの励振抑制に用いる。また、最上段のアームと最下段アームの圧電素子についてはこれらを対として互いの励振抑制に用いる。
【００６６】
本第１実施例では、動作の方向が異なるように形成した（ＧＲＡ）型と（ＧＲＢ）型の圧電素子を用いている。この場合、制御対象となるヘッドが奇数番ヘッドか、偶数番ヘッドかによって、コンローラ２５０は電圧の向きを変える制御を実行する。例えば♯１ヘッドが記録・再生を行うときにはこれに属する圧電素子が制御対象となり、♯１ヘッドは圧電素子によりヘッドサスペンションを介して左向きに移動させる。このとき、コンローラ２５０は、♯１ヘッドを移動させたことにより生じる加振力を打消すべく、♯２ヘッド側の圧電素子を駆動し♯２ヘッドを右向きに移動させる制御を行う。一方、♯２ヘッドが記録・再生側のヘッドとなるときには、コンローラ２５０はこの逆の関係となるように制御を行う。
【００６７】
図７は上記第１実施例で示した対となる圧電素子を制御する場合のコンローラ２５０周辺のブロック構成例を示している。電圧に対する圧電素子の変位が概ね同じとになるようにキャリブレーションし、コントローラ２５０としてＤＳＰ（デジタル シグナル プロセッサ）を用い、これに設定する補正定数をメモリに記憶させておく。その際に偶数番目のヘッドを移動させる圧電素子には正の、奇数番目のヘッドを移動させる圧電素子には負の定数として記憶させておけば、制御電圧を計算するルーチンにおいて、ヘッドの番号に応じた補正定数を使用することでドライバ２５１を介して供給する指示電圧の向きを切換えることで常に適性な励振抑制の制御が可能となる。
【００６８】
図８は、上記第１実施例の変形例であり、圧電素子の変位方向が同一となるように設定した対の圧電素子を制御する場合のコンローラ２５０周辺のブロック構成例を示している。例えば全ての圧電素子の分極方向を図５で示す（ＧＲＡ）に揃えておき、制御対象となる圧電素子にはドライバ２５１からの指示電圧をそのまま供給し、逆向きに駆動させる圧電素子には指示電圧を−１倍とするアンプ２５３を経由させて供給するように構成する。このような構成であれば、全て同じ状態に形成した圧電素子を用いることができるので、製造の品質管理、工程管理が効率的になされるのでコスト低減を図ることができる。
【００６９】
さらに、上記第１実施例の変形例として、圧電素子の変位方向の極性は全て同じにしておく場合として図９のように構成してもよい。図９に示すブロック構成はＤＳＰ２５０から各々の制御電圧を計算し、ドライバ２５３、２５４からの指示電圧を供給するようにしている。この変形例によれば、圧電素子の状態に応じて高精度に励振防止の制御を行うことができる。
【００７０】
なお、図７から図９で示される位置復調器２７０は記憶ディスク上に記載された位置情報に基づきヘッドの位置決めがされるように、コントローラ２５０に所定の位置誤差信号（ＰＥＳ）を供給している。
【００７１】
上記第１実施例では対を形成する圧電素子の駆動状態をコンローラ２５０で制御することで、駆動対象の圧電素子により生ずる加振力を打消す構成を説明した。そして、図７から図９では例示的に１組（対）のブロック構成を示したが、ディスペンサヘッドを駆動する圧電素子全てについて同様の回路が形成され、コンローラ２５０による制御が実行される。
【００７２】
（第２実施）
前述した第１実施例では、圧電素子を駆動することによる励振の問題を対称位置関係にある他の圧電素子を逆向きに駆動させる制御を実行することで抑制している。
【００７３】
しかし、♯０と♯５、♯１と♯２、♯３と♯４のぞれぞれが常に対を成すように、圧電素子の駆動状態が維持されていることが少なくとも必要な条件である。即ち、♯０ヘッドが記録・再生する際には♯０ヘッドに接続される圧電素子が、制御対象であり、♯５ヘッドに接続される圧電素子が加振力を打消すために逆向きに駆動されるのであるが、このとき同時に、♯１ヘッド及び♯２ヘッドに接続さた圧電素子が互いの加振力を打ち消し合うように駆動されていてもよい。
【００７４】
このような観点から、♯０、♯２、及び♯４ヘッドを同時に駆動される圧電素子の第１グループと、♯１、♯３、及び♯５を同時に駆動される圧電素子の第２グループに分け、これらをグループ毎に駆動対象の圧電素子を含むグループと励振を抑制する圧電素子を含むグループとに分けて駆動させてもよいのである。
【００７５】
図１０は第２実施例に対応するコントローラ２５０周辺のブロック構成図を示している。このブロック図は、第１実施例で示した図８の変位方向が同一となるように設定した圧電素子を用いた場合にグループ化して制御する例である。第１グループと第２グループに属する圧電素子を駆動する２つのドライバ２５５、２５７を備えていれば、逆向きに駆動する圧電素子の選択や、駆動電圧の供給方向等について複雑な処理が省略できるのでコントローラ２５０側での処理プログラムを大幅に簡素化できる。なお、図８で示した場合と同様に、圧電素子は全て同じ分極方向であり、単に２つのグループに分けて制御を行うので２種類の圧電素子を作成する必要がないことから本実施において、大幅な製作コスト低減が図られる。
【００７６】
本第２実施例は図８に示した変位方向が同一である圧電素子を用いる場合に限らず図７に示した変位方向が逆である圧電素子についてもグループ化が可能であるし、図９に示した変位方向が同一である圧電素子を用いＤＳＰから指示電圧を切換える場合の例についても同様にグループ化を適用できる
なお、図１１には、♯０、♯２、及び♯４から成る第１グループと、♯１、♯３、及び♯５から成る第２グループに分ける際の回路構成の一例を示している。
【００７７】
上記第１及び第２実施例では４つのアームを有するキャリッジを例に示しているが、理解を簡単にするために構成を簡素化したためであり、４つのアームとこれに接続されるマイクロアクチュエータの数を限定するものではない。すなわち、５段以上のアーム数となっても同様に本発明を適用できる。
【００７８】
さらに、上述した実施例ではマイクロアクチュエータとして剪断変形する圧電素子を例に示したが、本発明はこのような特定マイクロアクチュエータの駆動により生じる励振の問題を解消するものに限定されない。本発明はマイクロアクチュエータを用いたヘッド移動装置で励振が問題となる場合に適用できることは言うまでもない。
【００７９】
さらに、図１２を用いて前述したヘッド移動装置を適用した記憶ディスク駆動装置を説明する。図１２に示すのは、記憶ディスクを使用するハードディスク駆動装置である。ハードディスク駆動装置には高速回転するスピンドルＳを有し、スピンドルＳに複数枚の記憶ディスクＤが所定間隔毎に取付けられている。記憶ディスクＤにはその両面にデータが記録されるようになっており、この記憶ディスクＤへの記録・再生は記憶ディスクＤ毎にその片面又は両面に設けられたヘッドＨにより行われる。この複数のヘッドＨの記憶ディスクＤ上への移動は、アームＡとディスペンスヘッドＤＰを介してなされ、記憶ディスクＤのトラック上に所定のヘッドが位置決めされる。このときアームＡはメインアクチュエータＭＡにより一体に駆動され、アームＡの先端に配置されディスペンスヘッドＤＰはマイクロアクチュエータを用いた微小移動装置ＳＹにより個別に微小駆動される。ここで、微小移動装置ＳＹとして前述した実施例のヘッド移動装置を採用することができる。このような装置は、ヘッドＨを移動するために対象となる特定のマイクロアクチュエータを駆動させると、常に励振抑制用に対とされている他のマイクロアクチュエータが駆動され加振力が打消される。よって、従来のように励振の問題を生じることなく位置決め精度の高いハードディスク駆動装置として提供できる。このような装置は高密度化され挟トラック幅となった記憶ディスクに対しても高精度でヘッドを位置決めすることができる。
【００８０】
なお、前述した実施例ではメインアームとヘッドサスペンション（サブアーム）との接続部分にマイクロアクチュエータを設けて励振を抑制する例を示している。しかし本発明はこのような形態に限らず、キャリッジとヘッドの間に配置されるマイクロアクチュエータに関し、ヘッドを微小移動させるためにマイクロアクチュエータを駆動する際に他のマイクロアクチュエータを駆動することで問題となる加振力を抑制できる構成でばよい。
【００８１】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００８２】
なお、以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
【００８３】
（付記１） キャリッジと、前記キャリッジを移動するメインアクチュエータと、記憶媒体から情報を再生する複数のヘッドと、前記キャリッジと前記ヘッドとの間に各々配置され、前記ヘッドを微小移動する複数のマイクロアクチュエータとを有し、前記メインアクチュエータ及び前記マイクロアクチュエータを駆動して所望のヘッドを位置決めするヘッド移動装置であって、
所望の前記マイクロアクチュエータを駆動するときには、前記キャリッジに生じる加振力を除去するように他のマイクロアクチュエータを駆動させる励振制御部を設けた、ヘッド移動装置。
【００８４】
（付記２） 前記キャリッジは複数の記憶媒体に対応する様に複数段のメインアームを有すると共に、その形状において高さ方向の中心位置に対して対称性をもって形成され、
前記励振制御部は、前記ヘッドの微小移動のため駆動されるマイクロアクチュエータと対称位置関係にあるマイクロアクチュエータを前記他のマイクロアクチュエータとして逆向き且つ同様の振幅で駆動する、ことを特徴とする付記１記載のヘッド移動装置。
【００８５】
（付記３） 前記複数段に形成されたメインアームの内、中間段に位置する各中間段メインアームには前記マイクロアクチュエータが２つ接続され、これらのいずれか一方を駆動するときに、
前記励振制御部は、残りのマイクロアクチュエータを前記他のマイクロアクチュエータとして、逆向き且同様の振幅で駆動する、ことを特徴とする付記２記載のヘッド移動装置。
【００８６】
（付記４） 前記複数段に形成されたメインアームの内、最上段メインアーム及び最下段メインアームには、前記マイクロアクチュエータが１つずつ接続され、これらのいずれか一方を駆動するときに、
前記励振制御部は、残りのマイクロアクチュエータを前記他のマイクロアクチュエータとして、逆向き且つ同様の振幅で駆動する、ことを特徴とする付記２記載のヘッド移動装置。
【００８７】
（付記５） 前記メインアームと前記ヘッドとを接続するサブアームが設けられ、該サブアームと前記メインアームとの接続部の各々に前記マイクロアクチュエータが配設されている、ことを特徴とする付記１から４いずれかに記載のヘッド移動装置。
【００８８】
（付記６） 前記マイクロアクチュエータは互いに前記加振力を打消し合う関係にある２つのグループに分割され、
前記励振制御部は、第１グループ全体を同一方向に駆動させ、第２グループは逆向き且つ同様の振幅で駆動することにより、前記加振力を除去する、ことを特徴とする付記２記載のヘッド移動装置。
【００８９】
（付記７） 前記マイクロアクチュエータを圧電素子により形成し、前記加振力を打消し合う対の関係にある圧電素子について、その変位極性を予め逆極性に設定しておき、同じ電圧を供給したとき逆向きに動作させることを特徴とする付記１から６いずれかに記載のヘッド移動装置。
【００９０】
（付記８） 前記マイクロアクチュエータを圧電素子により形成し、前記加振力を打消し合う対の関係にある圧電素子について、その変位極性を予め同一極性に設定しておき、極性を反転させた電圧を供給したとき逆向きに動作させることを特徴とする付記１から６のいずれかに記載のヘッド移動装置。
【００９１】
（付記９） 前記圧電素子は滑り変位を生じる剪断型の素子であることを特徴とする付記７又は８記載のヘッド移動装置。
【００９２】
（付記１０） 付記１から９のいずれかに記載のヘッド移動装置を備え、ディスク状の記憶媒体の再生を行う記憶ディスク駆動装置。
【００９３】
【発明の効果】
以上詳述したところから明らかなように、請求項１記載の発明によれば、あるヘッドを記憶ディスク上の所望位置に位置決めするために、一つのマイクロアクチュエータが駆動される。このとき、マイクロアクチュエータの駆動により生じる加振力を除くように、励振制御部がそのマイクロアクチュエータが配置されたメインアームとは異なるメインアームに配置され、かつそのマイクロアクチュエータと対称位置関係にあるマイクロアクチュエータを、前記キャリッジに生じる加振力を除去するように逆向き且つ同様の振幅で駆動して一つのヘッドを移動させる。よって、ヘッド移動装置における励振の問題が抑制されるので機械特性が改善され、精度良いヘッドの位置決めが可能となる。したがって、記録密度が増加し益々挟トラック化する記憶ディスクに対応してヘッドを高精度に位置決めできるヘッド移動装置として提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のサスペンション駆動を用いたヘッド移動装置に関連する技術について示す図である。
【図２】従来のサスペンション駆動を用いたヘッド移動装置に関連する技術について示す図である。
【図３】マイクロアクチュエータを用いたヘッド移動装置を搭載したキャリッジの構成を示す図である。
【図４】マイクロアクチュエータの駆動電圧に対するヘッドの変位の周波数応答関数について示す図である。
【図５】第１実施例のヘッド移動装置について示す図である。
【図６】第１実施例のヘッド移動装置について示す図である。
【図７】第１実施例で示した対となる圧電素子を制御する場合のコンローラ周辺のブロック構成例を示す図である。
【図８】圧電素子の変位方向が同一となるように設定した対の圧電素子を制御する場合のコンローラ周辺のブロック構成例を示す図である。
【図９】圧電素子の変位方向が同一となるように設定した対の圧電素子を制御するたの場合のコンローラ周辺のブロック構成例を示す図である。
【図１０】第２実施例に対応するコントローラ周辺のブロック構成を示す図である。
【図１１】第１グループと第２グループに分ける際の回路構成の一例を示す図である。
【図１２】実施例のヘッド移動装置を適用した記憶ディスク駆動装置を説明する図である。
【符号の説明】
１００ キャリッジ
１０６ アーム（メインアーム）
１０８ ヘッドサスペンション（サブアーム）
１１０ 圧電素子（マイクロアクチュエータ）
１１４ ヘッド素子
２００ ヘッド移動装置
２０８ ヘッドサスペンション（サブアーム）
２３０ 圧電素子（マイクロアクチュエータ）
２５０ コントローラ（励振制御部）
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロアクチュエータを用いた記録ヘッド或いは再生ヘッドの移動装置に関する。より詳しくは磁気ディスク等の記憶媒体を用いる駆動装置においてアームの先端に設けられるヘッドの移動装置に関するものであり、マイクロアクチュエータを駆動した際に発生するアーム側での励振を抑制してヘッドの高精度の位置決めが可能なヘッド移動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の高密度化及び精密化が進んでおり、微小距離を精度良く移動できるアクチュエータへの需要が高まっている。例えば、光学系の焦点補正や傾角制御、プリンタの印字装置、磁気ディスク装置等に搭載されるヘッド移動装置では、微小距離を移動制御できるアクチュエータへの要請が特に大きい。
【０００３】
このような情報機器の中でも、磁気ディスク等を用いる記憶ディスク装置は、近年急激に市場拡大を遂げているマルチメディア機器のキーディバイスの１つである。マルチメディア機器では、画像や音声等をより大量に、かつ高速に取扱うため、より記憶容量の多い装置の開発が望まれている。記憶ディスク装置の大容量化は一般にディスク１枚当たりの記憶容量を増大させることで実現する。しかし、ディスクの直径を変えずに記憶ディスク装置を高記録密度化するためには、単位長さ当たりのトラック数（ＴＰＩ）を大きくする、つまりトラックの幅を狭くすることが不可欠である。そして、記録密度を急激に増加させるとトラックピッチが急激に狭まるため、記録トラックに対する記録・再生を行うヘッド素子（以下、単にヘッドと称す）の位置決めを精度よく行うヘッド移動装置が望まれる。
【０００４】
そこで、ヘッドの位置決め精度を向上させる装置として、従来のヘッドアクチュエータ機構に加えて、マイクロアクチュエータを用いてロードビーム、スライダ或いはヘッドを微小駆動させる、いわゆる２重アクチュエータ型のヘッド移動装置が最近提案されてきている。
【０００５】
例えば、本出願人は２重アクチュエータ型用の微動アクチュエータとして、圧電素子の剪断変形を利用したマイクロアクチュエータを提案している（特開平１１−３１３６８号公報）。また、これに限らず、圧電・静電型のマイクロアクチュエータを用いたヘッド移動装置が数多く提案されている。マイクロアクチュエータの分類としては、その駆動対象により３つに大別することができる。すなわち、ヘッドサスペンション駆動型、スライダ駆動型、ヘッド素子型である。
【０００６】
ここで、スライダ駆動型、ヘッド素子型は高い寸法加工精度が必要であり、また製造コストが高くなる等の理由からヘッドサスペンション駆動型のマイクロアクチュエータを用いることが好ましい。このような観点から出願人が先に提案した上記特開平１１−３１３６８号公報に示される技術は、ヘッドサスペンション駆動型のヘッド移動装置に関するものである。
【０００７】
ここで、ヘッドサスペンションとはメインアームの端部にその一端が接続される弾性を有するサブアームであり、その他端（先端）にはヘッドが固定されるためヘッドサスペンションと称される。このヘッドサスペンション駆動型のヘッド移動装置は、メインアームとヘッドサスペンションとの間に微小変位するマイクロアクチュエータを配設して、ヘッドサスペンションの先端にあるヘッドの位置決めを精度良く行うことができる。
【０００８】
図１及び２は、従来のサスペンション駆動型を用いたヘッド移動装置に関連する技術について示す図である。図１及び２ではマイクロアクチュエータとして圧電素子を用い、その剪断変形を利用する例が示される。剪断変形の原理を図１（Ａ）により説明する。厚さ方向に垂直な方向に分極されている圧電素子３１（分極方向は図において点線白抜き矢印の方向）に、その上下の両面にそれぞれ電極２２Ａ、２２Ｂを取付け、電極２２Ｂを接地し、電極２２Ａに電圧Ｖを供給した場合、圧電素子３１は滑り変形（剪断変形）をする。したがって電極２２Ｂを接地した状態で電極２２Ａに電圧Ｖを供給すると、剪断型圧電素子３１は、図１（Ｂ）に示すように、破線元の状態から、電極２２Ａ側は図に左方向に変形し、電極２２Ｂ側は図の右方向に変形する。よって、電極２２Ｂ側を固定しておけば、電極２２Ａ側は図１（Ａ）で破線矢印で示す方向に変形する。また、この状態で逆に電極２２Ａを接地し、電極２２Ｂに電圧Ｖを供給した場合は、電極２２Ａ側は図１（Ａ）に実線の矢印で示す方向に変形する。
【０００９】
このような圧電素子をマイクロアクチュエータとして用いる従来例のヘッド移動装置例を図２を用いてさらに説明する。ヘッド移動装置５８はベースとなる固定部材２０と、この固定部材２０上に配置された駆動部材３０、及びこの駆動部材３０の上に配置された可動部材４０とから構成されている。
【００１０】
図２では、上記メインアームに相当する部位を固定部材２０、上記ヘッドサスペンション（サブアーム）に相当する部位を可動部材４０、上記マイクロアクチュエータに相当する部位を駆動部材３０として一般的に説明している。
【００１１】
図２（Ａ）で、固定部材２０の上には電極２１が設けられており、リードパターン２２によって図示しない電圧発生部に接続されている。駆動部材３０は２つの剪断型圧電素子３１が並列に並べられたものである。駆動部材３０を構成する２つの圧電素子３１の分極方向は点線で示す矢印の向き、すなわち、圧電素子の厚さ方向と垂直で、互いに逆向きになっている。駆動部材３０の上に積層される可動部材４０は導電性金属から構成されている。可動部材４０がその直下の２つの圧電素子３１に重なって直接駆動される基部４３と、この基部４３から突出する移動量拡大部４４から構成され、さらにこの基部４３にはこの基部４３を２分するような第１の切欠き４１が設けられている。そして、この第１の切欠き４１は、この基部４３に重なる駆動部材３０の２つの圧電素子３１の分極方向に平行な方向になっている。さらに、可動部材４０の基部４３と移動量拡大部４４との境界部に、第１の切欠き４１に直交する第２の切欠き４２が駆動部材４０の両側から設けられている。そして、この第１の切欠き４１の先端部と第２の切欠きとでヒンジ４５を形成している。
【００１２】
図２（Ｂ）は図２（Ａ）のアクチュエータ５２を組立てた状態を示すものである。固定部材２０の電極２１がアンプ１９を介してコントローラ１８に接続されており、可動部材４０とコントローラ１８とはグランドに接続されている。したがって、コントローラ１８から所定の極性の駆動信号が出力されると、この信号がアンプ１９で増幅され、所定の電圧が２つの圧電素子３１の厚さ方向に供給されるので、可動部材４０は図に示す２点鎖線の方向に搖動することになる。
【００１３】
よって、図２で可動部材４０（ヘッドサスペンション）は、固定部材２０（メインアーム）先端で圧電素子３１（マイクロアクチュエータ）を駆動することにより微小移動されるので、ヘッドサスペンション先端に固定されているヘッドを微小移動させて位置決めできるヘッド移動装置を構成することになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述したようなヘッド移動装置において、ヘッドの位置決めの際に前記マイクロアクチュエータが駆動されると、駆動反力及びヘッドサスペンションの重心移動による慣性等により加振力が発生し、キャリッジが励振されアームの面内モードが励振されるという問題がある。このような場合、マイクロアクチュエータの共振周波数がいかに高くとも、アームの曲げモードがマイクロアクチュエータを駆動したことにより現われる。その周期はサーボ帯域を決定する主共振周波数となるので、ヘッド移動装置にマイクロアクチュエータを用い高精度にヘッドの位置決めをするという本来の特性を生かせない。
【００１５】
したがって、マイクロアクチュエータを駆動した際に、アームの面内モードを励振しないヘッド移動装置とすることが必要となる。これを解決する方策として、例えば特開平９−１６１４２５号公報に開示される技術では、剛性の低いバネでヘッドを支持し、重心がアームの回転中心に一致した形状としておき、極めて小さい力でマイクロアクチュエータを駆動するタイプのヘッド移動装置が考えられる。しかしながら、このヘッド移動装置は一次共振周波数が数百Ｈｚと低く、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）駆動によるヘッド変位の伝達関数で反共振が見られ制御が困難であるという問題がある。また、別の基本的な解決策としてヘッド移動装置の質量を低減することが考えられるが、ヘッドサスペンションの形状等の制約から大幅な低減は難しい。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、マイクロアクチュエータを駆動した際にキャリッジの捩れモードや曲げモードが励振させる加振力を除くように制御し、精度良いヘッドの位置決めが可能なヘッド移動装置および記憶ディスク駆動装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は請求項１に記載される如く、複数の記憶媒体に対応する様に複数段のメインアームを有するキャリッジと、前記キャリッジを移動させるメインアクチュエータと、記憶媒体から情報を再生する複数のヘッドと、前記キャリッジと前記ヘッドとの間に各々配置され、前記ヘッドを微小移動する複数のマイクロアクチュエータとを有し、前記メインアクチュエータ及びマイクロアクチュエータを駆動してヘッドを位置決めするヘッド移動装置であって、一つのヘッドを微小移動するために前記マイクロアクチュエータを駆動するときは、該マイクロアクチュエータが配置されたメインアームとは異なるメインアームに配置され、かつ該マイクロアクチュエータと対称位置関係にあるマイクロアクチュエータを、前記キャリッジに生じる加振力を除去するように逆向き且つ同様の振幅で駆動して一つのヘッドを移動させる励振制御部を設けたことを特徴とするヘッド移動装置により達成される。
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、あるヘッドを記憶ディスク上の所望位置に位置決めするために、マイクロアクチュエータが駆動される。このとき、マイクロアクチュエータの駆動により生じる加振力を除くように、マイクロアクチュエータが配置されたメインアームとは異なるメインアームに配置され、かつ該マイクロアクチュエータと対称位置関係にあるマイクロアクチュエータを、前記キャリッジに生じる加振力を除去するように逆向き且つ同様の振幅で励振制御部が駆動させる。よって、ヘッド移動装置における励振の問題が抑制されるので機械特性が改善され、精度良いヘッドの位置決めが可能となる。よって、記録密度が増加し益々挟トラック化する記憶ディスクに対応してヘッドを高精度に位置決めできるヘッド移動装置として提供できる。
【００１９】
また、請求項２に記載される如く、請求項１記載のヘッド移動装置において、前記複数段に形成されたメインアームの内、最上段メインアーム及び最下段メインアームには、前記マイクロアクチュエータが１つずつ接続され、前記励振制御部は、いずれか一方のマイクロアクチュエータを駆動するときは、他方のマイクロアクチュエータを、該一方のマイクロアクチュエータとは逆向き且つ同様の振幅で駆動する構成とすることができる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、最上段メインアーム及び最下段メインアームのそれぞれに接続される１つのマイクロアクチュエータが対とされ、これらは互いに正逆に駆動されることで効果的に加振力を打消すことができる。
【００２１】
また、請求項３に記載の如く、請求項１または２記載のヘッド移動装置において、前記キャリッジは、複数段に形成されたメインアームの内、中間段に位置する複数の中間段メインアームを有し、前記複数の中間段メインアームには各々マイクロアクチュエータが２つ接続され、これらのいずれか一方を駆動するときに、前記励振制御部は、残りのマイクロアクチュエータを逆向き且同様の振幅で駆動する構成とすることができる。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、中間段メインアームに接続される２つのマイクロアクチュエータが対とされ、これらは互いに正逆に駆動されることで効果的に加振力を打消すことができる。
【００２５】
また、請求項４に記載の如く、請求項１から３のうちいずれか一項に記載のヘッド移動装置において、前記メインアームと前記ヘッドとを接続するサブアームが設けられ、該サブアームと前記メインアームとの接続部の各々に前記マイクロアクチュエータが配設されていること構成とすることができる。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、最上段メインアーム及び最下段メインアームのそれぞれに接続される１つのマイクロアクチュエータが対とされ、これらは互いに正逆に駆動されることで効果的に加振力を打消すことができる。
【００２７】
また、前記ヘッド移動装置において、前記マイクロアクチュエータは互いに前記加振力を打消し合う関係にある２つのグループに分割され、前記励振制御部は、第１グループ全体を同一方向に駆動させ、第２グループは逆向き且つ同様の振幅で駆動することにより、前記加振力を除去する構成とすることができる。
【００２８】
この場合、マイクロアクチュエータを２つのグループに分け、ヘッドの位置決めをするために駆動されるマイクロアクチュエータを含む第１のグループが全体として同一方向に駆動され、その際に第２のグループは全体として逆方向に駆動される。マイクロアクチュエータはグループ毎に駆動されるので、マイクロアクチュエータ毎に駆動させる場合と比較すると回路構成を簡素化できる。
【００２９】
ここで、加振力を打消し合う関係にあるマイクロアクチュエータは、例えば前述したように前記メインアームの形状において高さ方向の中心位置に対して対称性をもっている位置に配置されているマイクロアクチュエータである。
【００３０】
また、前記ヘッド移動装置において、前記マイクロアクチュエータを圧電素子により形成し、前記加振力を打消し合う対の関係にある圧電素子について、その変位極性を予め逆極性に設定しておき、同じ電圧を供給したとき逆向きに動作させる構成とすることができる。この場合、同じ電圧を用いて圧電素子を逆向きに動作させることができる。
【００３１】
また、前記ヘッド移動装置において、前記マイクロアクチュエータを圧電素子により形成し、前記加振力を打消し合う対の関係にある圧電素子について、その変位極性を予め同一極性に設定しておき、極性を反転させた電圧を供給したとき逆向きに動作させる構成とすることができる。
【００３２】
この場合、極性を反転させた電圧を用いるので同一極性の圧電素子を使用することができ製造コストを低減することができる。
【００３３】
また、前記ヘッド移動装置において、前記圧電素子は滑り変位を生じる剪断型の素子を用いることができる。この場合、前記サブアームを搖動して、ヘッドを位置決めすることができる。
【００３４】
また、請求項５に記載の如く、請求項１から４のうちいずれか一項に記載のヘッド移動装置を備え、ディスク状の記憶媒体の再生を行う記憶ディスク駆動装置として構成することができる。この場合、再生精度が向上し、大容量の記憶ディスクに対応できる記憶ディスク駆動装置を提供できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下本発明をより詳細に説明するが、ここではまず本発明の前提となる基本概念について説明する。
【００３６】
図３はマイクロアクチュエータを用いるヘッド移動装置を搭載するキャリッジ１００の構成を示す図である。図３（Ａ）はキャリッジ１００を上から見た図、図３（Ｂ）は同キャリッジ１００を側面から見た図である。
【００３７】
図３（Ａ）に示されるように、キャリッジ１００はメインアクチュエータとしてのＶＣＭ１０２を駆動源として回転軸１０４を中心に回動可能とされる。回転軸１０４に対し、ＶＣＭ１０２とは反体側に、メインアーム１０６が突出し、メインアーム１０６の端部には先端にヘッド１１４を固定したサブアーム１０８が接続されている。
【００３８】
なお、以下の説明では上記メインアーム１０６を単にアーム１０６、サブアーム１０６をヘッドサスペンション１０８として説明する。
【００３９】
アーム１０６とヘッドサスペンション１０８とはマイクロアクチュエータとしての剪断型の圧電素子１１０を介して接続されている。よって、圧電素子１１０が滑り方向（剪断方向）に変位を発生させると矢印Ｘで示す方向にヘッドサスペンション１０８を微小移動させる装置となる。ヘッドサスペンション１０８の先端にはスライダ１１２を介してヘッド１１４が固定されているので、ヘッド１１４を図示せぬ記憶ディスクのトラックに対応するように移動して位置決めするヘッド移動装置となる。
【００４０】
上記キャリッジ１００を側面から示す図３（Ｂ）によると、アーム１０６は４段構成であり、上から順に最上段アーム１０６−１、中段アーム１０６−２、１０６−３、及び最下段アーム１０６−４を有している。
【００４１】
最上段アーム１０６−１及び最下段アーム１０６−４には、それぞれ１つずつヘッドサスペンション１０８−１と１０８−４が接続されている。そして、最上段アーム１０６−１とヘッドサスペンション１０８−１との間には圧電素子１１０−１が設けられている。同様に最下段アーム１０６−４とヘッドサスペンション１０８−４との間には圧電素子１１０−４が設けられている。このように、最上段アーム１０６−１及び最下段アーム１０６−４には１つずつのヘッドサスペンションが接続され、その先端１つのヘッドが固定されている。
【００４２】
一方、中段にある２つの中段アーム１０６−２及びアーム１０６−３には、それぞれ２つずつのヘッドサスペンションが接続されている。すなわち、アーム１０６−２にはヘッドサスペンション１０８−２Ａ、１０８−２Ｂが、アーム１０６−３にはヘッドサスペンション１０８−３Ａ、１０８−３Ｂが接続されている。
【００４３】
このような構成となるのは、１枚の記憶ディスクの表裏両面に記録面が形成されるからであり、図３で示すキャリッジ１００の場合は３枚の記憶ディスクに対応してアームが４段に形成されている。
【００４４】
理解を容易にするために、図３（Ｂ）では各ヘッドサスペンション１０８或いはこれに固定されているヘッド１１４を上から順に♯０〜♯５の符号を付して説明する場合がある。
【００４５】
さて、本発明ではある１つのヘッドを記憶ディスク上の所定トラックに位置決めするために、圧電素子１１０（マイクロアクチュエータ）を駆動させると、この駆動によりキャリッジ１００が励振されアームの面内に曲げモードが励起されるような加振力が発生するので、この加振力を打消すように他の圧電素子１１０を用いて逆向き且つ同様の振幅で駆動させて励振を抑制するものである。
【００４６】
すなわち、制御対象である１つの圧電素子１１０を駆動する際に、例えば同じアームに属する他の圧電素子１１０をこの制御対象である１つの圧電素子１１０と振幅が同じで互いの位相を打消し合うように（例えば１８０度ずらして）変位を持たせるように駆動させることで励振の問題を防止できることを見だして本発明に至ったものである。
【００４７】
図３で示した２重アクチュエータ系の基本的なハード構成は従来と同様であるが、本発明では制御対象である１つのマイクロアクチュエータを駆動する際に、対を成す他のマイクロアクチュエータをこの制御対象であるマイクロアクチュエータと振幅を同じとし、その位相をずらして加振力を打消すように駆動させる励振制御部を有する点で異なっている。
【００４８】
図３に示す２重アクチュエータ系を従来ヘッド移動装置の駆動制御の面から見ると、アーム１０６とマイクロアクチュエータ（圧電素子）１１０の運動方程式でダンピングを考慮すると下記（１）、（２）のように示される。
【００４９】
【数１】
【００５０】
例えば、マイクロアクチュエータの共振周波数が１０ｋＨｚ、アームの曲げモードが７ｋＨｚであるとすると、マイクロアクチュエータの駆動電圧に対するヘッドの変位の周波数応答関数は図４（Ａ）のようになる。周波数１０４Ｈｚにおけるピーク以前にピークが現われ、励振されてしまうことが分かる。
【００５１】
これに対し、本発明によるヘッド移動装置のマイクロアクチュエータの駆動状態から見ると、アーム１０６とマイクロアクチュエータ（圧電素子）１１０の運動方程式は、それぞれ下記（３）、（４）のように示される。
【００５２】
【数２】
【００５３】
上述した説明においては、１つのアームに取り付けられたマイクロアクチュエータ（圧電素子）１１０を駆動する際の励振の抑制について説明をしたが、本発明の適用はこれに限るものではない。２つのマイクロアクチュエータが所定の剛性を有する構造で結ばれ、この両者が形状的に対称的な位置関係にある場合には、本発明を広く適用できる。すなわち、必ずしも同じアームに配置された１対のマイクロアクチュエータである必要はなく、一方のマイクロアクチュエータの駆動によって発生する加振力を打消すことが可能な位置にあるマイクロアクチュエータであれば、これらを対として互いに逆向きに駆動することで励振を抑制できる。例えば、複数段に形成されたアームの上下構造がある中心位置で対称性を有しているならば、最上段と最下段のマイクロアクチュエータについて、一方のマイクロアクチュエータによる加振力を他方のマイクロアクチュエータで打消すことができる。図３の場合はヘッド♯０とヘッド♯５を駆動するマイクロアクチュエータがこのような関係に相当する。
【００５４】
さらに、駆動対象となるマイクロアクチュエータを含む第１のグループと、この第１のグループ内にあるアクチュエータそれぞれと加振力を打消す関係にあるマイクロアクチュエータを含む第２グループとを形成して、グループ毎に励振を抑制する構成としてもよい。このようにグループ化すると各マイクロアクチュエータ毎に独自の駆動回路を設ける必要がなくなるので、回路構成を簡素化できる。
【００５５】
なお、上記励振を打消す関係となる２つのマイクロアクチュエータは、互いに駆動される方向が逆向きとなればよい。そのような構成とすることに特に限定はない。マイクロアクチュエータの駆動電圧が逆となるようにファームウエア或いはアンプで制御してもよい。また、マイクロアクチュエータの動作を逆向きに形成しておき、同一の電圧により駆動するようにしてもよい。
（第１実施例）
以下さらに、本発明の実施例を図面に基づき説明する。ただし、前述したように本発明はマイクロアクチュエータの駆動制御の内容に特徴を有している。よって、基本的なヘッド移動装置のハード構成を示した図３を本実施例の説明でも用いる。
【００５６】
図５及び図６は第１実施例のヘッド移動装置２００について示す図である。図５は本実施例のヘッド移動装置２００の要部周辺構成を分解して示す斜視図である。図６はヘッドサスペンション２０８を含めてヘッド移動装置２００とした状態を示す図である。なお、図６（Ａ）はヘッド移動装置２００の平面図、図６（Ｂ）は同側面である。図６のヘッドサスペンション２０８は、図３のヘッドサスペンション１０８に対応している。
【００５７】
図５に示す本実施例でもマイクロアクチュエータとして剪断変形する圧電素子を２つ用いている。メインアーム側となる固定部材２２０とヘッドサスペンション側となる可動部材２４０の間に上下の電極２４１と２２１を介して、２つの圧電素子２３０−１と２３０−２とを配置している。電極２４１と２２１の間に所定電圧を供給することで２つの圧電素子２３０−１と２３０−２とを逆向きに剪断変形させて可動部材２４０に取付けられるヘッドサスペンション２０８を搖動させるようになっている。このような構成は先に図１及び図２を用いて説明した従来技術と基本的に同様である。
【００５８】
しかし、本実施例のヘッド移動装置は制御対象となる圧電素子、即ち記憶ディスク上のトラックに対して記録及び／又は再生を行うヘッドを位置決めするために駆動される圧電素子が駆動されたとき、この駆動によって生ずる加振力を打消すように他の圧電素子を逆転状態で駆動させる励振制御部としてのコントローラ２５０を備える。
【００５９】
さらに本第１実施例について上記図４、５に示されたヘッド移動装置を実際に用いる形態について説明するが、ここでは図３に示した４つのアームを備えたキャリッジ１００に適用したものとして説明をする。よって、図３（Ａ）には本実施例で用いたヘッド駆動装置に関連する符号を括弧内に示し、他は図３の符号を用いる。
【００６０】
以下、図３を用いて圧電素子２３０の駆動制御の内容を説明する。また、図５において圧電素子２３０に関しては分極方向の異なる（ＧＲＡ）と（ＧＲＢ）との２種類が形成されており、この両者を略同時に駆動することで加振力を打消すことができる。図３（Ｂ）に示すように対となる（ＧＲＡ）型の圧電素子２３０と（ＧＲＢ）型の圧電素子２３０が設定される。
【００６１】
例えば上記コントローラ２５０は、位置決め対象が♯１ヘッドであるときに制御対象となる圧電素子２３０−２Ａを駆動させるが、このとき♯２ヘッドに属する圧電素子２３０−２Ｂを逆向きに駆動する制御を行う。このように同一アームにある圧電素子同士を対にして制御を行うと、♯１ヘッドを微小移動する際に生じる加振力は♯２ヘッドを逆移動させることにより効果的に相殺（キャンセル）でき、良好な機械特性を得ることができる。
【００６２】
なお、♯１ヘッドと♯２ヘッドはそれぞれ、ヘッドサスペンション２０８−２Ａと２０８−２Ｂを介して、中段アーム１０６−２に接続される関係となるが、中段アーム１０６−２自体も厚さ方向で対称形状を有していることが好ましい。
【００６３】
一方、最上段の♯０ヘッドと最下段の♯５ヘッドについては、１つのアームに１つの圧電素子しか設置されていないので、上記♯１ヘッドと♯２ヘッドとの関係のように加振力を相殺する関係となる相手が同一アーム内には存在していない。しかし、図３で示すキャリッジは厚さ方向での中心位置で対称な形状をなしている。最上段のアーム１０６−１と最下段のアーム１０６−４に接続される圧電素子、すなわち最上段の♯０ヘッドと♯５最下段のヘッドの位置決め時に駆動される圧電素子を組み合わせて対とすると、上記♯１と♯２の関係に近似した相殺関係を形成できる。よって、単独で存在する最上段の♯０ヘッドと最下段の♯５ヘッドを駆動する際にも同様に励振を抑制できる。
【００６４】
すなわち、キャリッジのアームを複数段で構成しても厚さ方向中心位置で対称な形状としておけば、低次の捩れモードは形状の対称性から一般に最上・最下段アームの捩れ、面内曲げの位相が同相となるので、その低次モードについては最上・最下段アームに固定された圧電素子を互いに逆向きに駆動することにより、加振力が相殺され励振を効果的に抑制できるのである。
【００６５】
上記コントローラ２５０は以上説明したように、アーム１０６−２、１０６−３のように中段アームについては、一対となっている２つの圧電素子を互いの励振抑制に用いる。また、最上段のアームと最下段アームの圧電素子についてはこれらを対として互いの励振抑制に用いる。
【００６６】
本第１実施例では、動作の方向が異なるように形成した（ＧＲＡ）型と（ＧＲＢ）型の圧電素子を用いている。この場合、制御対象となるヘッドが奇数番ヘッドか、偶数番ヘッドかによって、コンローラ２５０は電圧の向きを変える制御を実行する。例えば♯１ヘッドが記録・再生を行うときにはこれに属する圧電素子が制御対象となり、♯１ヘッドは圧電素子によりヘッドサスペンションを介して左向きに移動させる。このとき、コンローラ２５０は、♯１ヘッドを移動させたことにより生じる加振力を打消すべく、♯２ヘッド側の圧電素子を駆動し♯２ヘッドを右向きに移動させる制御を行う。一方、♯２ヘッドが記録・再生側のヘッドとなるときには、コンローラ２５０はこの逆の関係となるように制御を行う。
【００６７】
図７は上記第１実施例で示した対となる圧電素子を制御する場合のコンローラ２５０周辺のブロック構成例を示している。電圧に対する圧電素子の変位が概ね同じとになるようにキャリブレーションし、コントローラ２５０としてＤＳＰ（デジタル シグナル プロセッサ）を用い、これに設定する補正定数をメモリに記憶させておく。その際に偶数番目のヘッドを移動させる圧電素子には正の、奇数番目のヘッドを移動させる圧電素子には負の定数として記憶させておけば、制御電圧を計算するルーチンにおいて、ヘッドの番号に応じた補正定数を使用することでドライバ２５１を介して供給する指示電圧の向きを切換えることで常に適性な励振抑制の制御が可能となる。
【００６８】
図８は、上記第１実施例の変形例であり、圧電素子の変位方向が同一となるように設定した対の圧電素子を制御する場合のコンローラ２５０周辺のブロック構成例を示している。例えば全ての圧電素子の分極方向を図５で示す（ＧＲＡ）に揃えておき、制御対象となる圧電素子にはドライバ２５１からの指示電圧をそのまま供給し、逆向きに駆動させる圧電素子には指示電圧を−１倍とするアンプ２５３を経由させて供給するように構成する。このような構成であれば、全て同じ状態に形成した圧電素子を用いることができるので、製造の品質管理、工程管理が効率的になされるのでコスト低減を図ることができる。
【００６９】
さらに、上記第１実施例の変形例として、圧電素子の変位方向の極性は全て同じにしておく場合として図９のように構成してもよい。図９に示すブロック構成はＤＳＰ２５０から各々の制御電圧を計算し、ドライバ２５３、２５４からの指示電圧を供給するようにしている。この変形例によれば、圧電素子の状態に応じて高精度に励振防止の制御を行うことができる。
【００７０】
なお、図７から図９で示される位置復調器２７０は記憶ディスク上に記載された位置情報に基づきヘッドの位置決めがされるように、コントローラ２５０に所定の位置誤差信号（ＰＥＳ）を供給している。
【００７１】
上記第１実施例では対を形成する圧電素子の駆動状態をコンローラ２５０で制御することで、駆動対象の圧電素子により生ずる加振力を打消す構成を説明した。そして、図７から図９では例示的に１組（対）のブロック構成を示したが、ディスペンサヘッドを駆動する圧電素子全てについて同様の回路が形成され、コンローラ２５０による制御が実行される。
【００７２】
（第２実施）
前述した第１実施例では、圧電素子を駆動することによる励振の問題を対称位置関係にある他の圧電素子を逆向きに駆動させる制御を実行することで抑制している。
【００７３】
しかし、♯０と♯５、♯１と♯２、♯３と♯４のぞれぞれが常に対を成すように、圧電素子の駆動状態が維持されていることが少なくとも必要な条件である。即ち、♯０ヘッドが記録・再生する際には♯０ヘッドに接続される圧電素子が、制御対象であり、♯５ヘッドに接続される圧電素子が加振力を打消すために逆向きに駆動されるのであるが、このとき同時に、♯１ヘッド及び♯２ヘッドに接続さた圧電素子が互いの加振力を打ち消し合うように駆動されていてもよい。
【００７４】
このような観点から、♯０、♯２、及び♯４ヘッドを同時に駆動される圧電素子の第１グループと、♯１、♯３、及び♯５を同時に駆動される圧電素子の第２グループに分け、これらをグループ毎に駆動対象の圧電素子を含むグループと励振を抑制する圧電素子を含むグループとに分けて駆動させてもよいのである。
【００７５】
図１０は第２実施例に対応するコントローラ２５０周辺のブロック構成図を示している。このブロック図は、第１実施例で示した図８の変位方向が同一となるように設定した圧電素子を用いた場合にグループ化して制御する例である。第１グループと第２グループに属する圧電素子を駆動する２つのドライバ２５５、２５７を備えていれば、逆向きに駆動する圧電素子の選択や、駆動電圧の供給方向等について複雑な処理が省略できるのでコントローラ２５０側での処理プログラムを大幅に簡素化できる。なお、図８で示した場合と同様に、圧電素子は全て同じ分極方向であり、単に２つのグループに分けて制御を行うので２種類の圧電素子を作成する必要がないことから本実施において、大幅な製作コスト低減が図られる。
【００７６】
本第２実施例は図８に示した変位方向が同一である圧電素子を用いる場合に限らず図７に示した変位方向が逆である圧電素子についてもグループ化が可能であるし、図９に示した変位方向が同一である圧電素子を用いＤＳＰから指示電圧を切換える場合の例についても同様にグループ化を適用できる
なお、図１１には、♯０、♯２、及び♯４から成る第１グループと、♯１、♯３、及び♯５から成る第２グループに分ける際の回路構成の一例を示している。
【００７７】
上記第１及び第２実施例では４つのアームを有するキャリッジを例に示しているが、理解を簡単にするために構成を簡素化したためであり、４つのアームとこれに接続されるマイクロアクチュエータの数を限定するものではない。すなわち、５段以上のアーム数となっても同様に本発明を適用できる。
【００７８】
さらに、上述した実施例ではマイクロアクチュエータとして剪断変形する圧電素子を例に示したが、本発明はこのような特定マイクロアクチュエータの駆動により生じる励振の問題を解消するものに限定されない。本発明はマイクロアクチュエータを用いたヘッド移動装置で励振が問題となる場合に適用できることは言うまでもない。
【００７９】
さらに、図１２を用いて前述したヘッド移動装置を適用した記憶ディスク駆動装置を説明する。図１２に示すのは、記憶ディスクを使用するハードディスク駆動装置である。ハードディスク駆動装置には高速回転するスピンドルＳを有し、スピンドルＳに複数枚の記憶ディスクＤが所定間隔毎に取付けられている。記憶ディスクＤにはその両面にデータが記録されるようになっており、この記憶ディスクＤへの記録・再生は記憶ディスクＤ毎にその片面又は両面に設けられたヘッドＨにより行われる。この複数のヘッドＨの記憶ディスクＤ上への移動は、アームＡとディスペンスヘッドＤＰを介してなされ、記憶ディスクＤのトラック上に所定のヘッドが位置決めされる。このときアームＡはメインアクチュエータＭＡにより一体に駆動され、アームＡの先端に配置されディスペンスヘッドＤＰはマイクロアクチュエータを用いた微小移動装置ＳＹにより個別に微小駆動される。ここで、微小移動装置ＳＹとして前述した実施例のヘッド移動装置を採用することができる。このような装置は、ヘッドＨを移動するために対象となる特定のマイクロアクチュエータを駆動させると、常に励振抑制用に対とされている他のマイクロアクチュエータが駆動され加振力が打消される。よって、従来のように励振の問題を生じることなく位置決め精度の高いハードディスク駆動装置として提供できる。このような装置は高密度化され挟トラック幅となった記憶ディスクに対しても高精度でヘッドを位置決めすることができる。
【００８０】
なお、前述した実施例ではメインアームとヘッドサスペンション（サブアーム）との接続部分にマイクロアクチュエータを設けて励振を抑制する例を示している。しかし本発明はこのような形態に限らず、キャリッジとヘッドの間に配置されるマイクロアクチュエータに関し、ヘッドを微小移動させるためにマイクロアクチュエータを駆動する際に他のマイクロアクチュエータを駆動することで問題となる加振力を抑制できる構成でばよい。
【００８１】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００８２】
なお、以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
【００８３】
（付記１） キャリッジと、前記キャリッジを移動するメインアクチュエータと、記憶媒体から情報を再生する複数のヘッドと、前記キャリッジと前記ヘッドとの間に各々配置され、前記ヘッドを微小移動する複数のマイクロアクチュエータとを有し、前記メインアクチュエータ及び前記マイクロアクチュエータを駆動して所望のヘッドを位置決めするヘッド移動装置であって、
所望の前記マイクロアクチュエータを駆動するときには、前記キャリッジに生じる加振力を除去するように他のマイクロアクチュエータを駆動させる励振制御部を設けた、ヘッド移動装置。
【００８４】
（付記２） 前記キャリッジは複数の記憶媒体に対応する様に複数段のメインアームを有すると共に、その形状において高さ方向の中心位置に対して対称性をもって形成され、
前記励振制御部は、前記ヘッドの微小移動のため駆動されるマイクロアクチュエータと対称位置関係にあるマイクロアクチュエータを前記他のマイクロアクチュエータとして逆向き且つ同様の振幅で駆動する、ことを特徴とする付記１記載のヘッド移動装置。
【００８５】
（付記３） 前記複数段に形成されたメインアームの内、中間段に位置する各中間段メインアームには前記マイクロアクチュエータが２つ接続され、これらのいずれか一方を駆動するときに、
前記励振制御部は、残りのマイクロアクチュエータを前記他のマイクロアクチュエータとして、逆向き且同様の振幅で駆動する、ことを特徴とする付記２記載のヘッド移動装置。
【００８６】
（付記４） 前記複数段に形成されたメインアームの内、最上段メインアーム及び最下段メインアームには、前記マイクロアクチュエータが１つずつ接続され、これらのいずれか一方を駆動するときに、
前記励振制御部は、残りのマイクロアクチュエータを前記他のマイクロアクチュエータとして、逆向き且つ同様の振幅で駆動する、ことを特徴とする付記２記載のヘッド移動装置。
【００８７】
（付記５） 前記メインアームと前記ヘッドとを接続するサブアームが設けられ、該サブアームと前記メインアームとの接続部の各々に前記マイクロアクチュエータが配設されている、ことを特徴とする付記１から４いずれかに記載のヘッド移動装置。
【００８８】
（付記６） 前記マイクロアクチュエータは互いに前記加振力を打消し合う関係にある２つのグループに分割され、
前記励振制御部は、第１グループ全体を同一方向に駆動させ、第２グループは逆向き且つ同様の振幅で駆動することにより、前記加振力を除去する、ことを特徴とする付記２記載のヘッド移動装置。
【００８９】
（付記７） 前記マイクロアクチュエータを圧電素子により形成し、前記加振力を打消し合う対の関係にある圧電素子について、その変位極性を予め逆極性に設定しておき、同じ電圧を供給したとき逆向きに動作させることを特徴とする付記１から６いずれかに記載のヘッド移動装置。
【００９０】
（付記８） 前記マイクロアクチュエータを圧電素子により形成し、前記加振力を打消し合う対の関係にある圧電素子について、その変位極性を予め同一極性に設定しておき、極性を反転させた電圧を供給したとき逆向きに動作させることを特徴とする付記１から６のいずれかに記載のヘッド移動装置。
【００９１】
（付記９） 前記圧電素子は滑り変位を生じる剪断型の素子であることを特徴とする付記７又は８記載のヘッド移動装置。
【００９２】
（付記１０） 付記１から９のいずれかに記載のヘッド移動装置を備え、ディスク状の記憶媒体の再生を行う記憶ディスク駆動装置。
【００９３】
【発明の効果】
以上詳述したところから明らかなように、請求項１記載の発明によれば、あるヘッドを記憶ディスク上の所望位置に位置決めするために、一つのマイクロアクチュエータが駆動される。このとき、マイクロアクチュエータの駆動により生じる加振力を除くように、励振制御部がそのマイクロアクチュエータが配置されたメインアームとは異なるメインアームに配置され、かつそのマイクロアクチュエータと対称位置関係にあるマイクロアクチュエータを、前記キャリッジに生じる加振力を除去するように逆向き且つ同様の振幅で駆動して一つのヘッドを移動させる。よって、ヘッド移動装置における励振の問題が抑制されるので機械特性が改善され、精度良いヘッドの位置決めが可能となる。したがって、記録密度が増加し益々挟トラック化する記憶ディスクに対応してヘッドを高精度に位置決めできるヘッド移動装置として提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のサスペンション駆動を用いたヘッド移動装置に関連する技術について示す図である。
【図２】従来のサスペンション駆動を用いたヘッド移動装置に関連する技術について示す図である。
【図３】マイクロアクチュエータを用いたヘッド移動装置を搭載したキャリッジの構成を示す図である。
【図４】マイクロアクチュエータの駆動電圧に対するヘッドの変位の周波数応答関数について示す図である。
【図５】第１実施例のヘッド移動装置について示す図である。
【図６】第１実施例のヘッド移動装置について示す図である。
【図７】第１実施例で示した対となる圧電素子を制御する場合のコンローラ周辺のブロック構成例を示す図である。
【図８】圧電素子の変位方向が同一となるように設定した対の圧電素子を制御する場合のコンローラ周辺のブロック構成例を示す図である。
【図９】圧電素子の変位方向が同一となるように設定した対の圧電素子を制御するたの場合のコンローラ周辺のブロック構成例を示す図である。
【図１０】第２実施例に対応するコントローラ周辺のブロック構成を示す図である。
【図１１】第１グループと第２グループに分ける際の回路構成の一例を示す図である。
【図１２】実施例のヘッド移動装置を適用した記憶ディスク駆動装置を説明する図である。
【符号の説明】
１００ キャリッジ
１０６ アーム（メインアーム）
１０８ ヘッドサスペンション（サブアーム）
１１０ 圧電素子（マイクロアクチュエータ）
１１４ ヘッド素子
２００ ヘッド移動装置
２０８ ヘッドサスペンション（サブアーム）
２３０ 圧電素子（マイクロアクチュエータ）
２５０ コントローラ（励振制御部）
Claims (5)
- 複数の記憶媒体に対応する様に複数段のメインアームを有するキャリッジと、
前記キャリッジを移動させるメインアクチュエータと、
記憶媒体から情報を再生する複数のヘッドと、
前記キャリッジと前記ヘッドとの間に各々配置され、前記ヘッドを微小移動する複数のマイクロアクチュエータとを有し、
前記メインアクチュエータ及びマイクロアクチュエータを駆動してヘッドを位置決めするヘッド移動装置であって、
一つのヘッドを微小移動するために前記マイクロアクチュエータを駆動するときは、該マイクロアクチュエータが配置されたメインアームとは異なるメインアームに配置され、かつ該マイクロアクチュエータと対称位置関係にあるマイクロアクチュエータを、前記キャリッジに生じる加振力を除去するように逆向き且つ同様の振幅で駆動して一つのヘッドを移動させる励振制御部を設けたことを特徴とするヘッド移動装置。 - 前記複数段に形成されたメインアームの内、最上段メインアーム及び最下段メインアームには、前記マイクロアクチュエータが１つずつ接続され、
前記励振制御部は、いずれか一方のマイクロアクチュエータを駆動するときは、他方のマイクロアクチュエータを、該一方のマイクロアクチュエータとは逆向き且つ同様の振幅で駆動することを特徴とする請求項１記載のヘッド移動装置。 - 前記キャリッジは、複数段に形成されたメインアームの内、中間段に位置する複数の中間段メインアームを有し、
前記複数の中間段メインアームには各々マイクロアクチュエータが２つ接続され、これらのいずれか一方を駆動するときに、前記励振制御部は、残りのマイクロアクチュエータを逆向き且同様の振幅で駆動する、ことを特徴とする請求項１または２記載のヘッド移動装置。 - 前記メインアームと前記ヘッドとを接続するサブアームが設けられ、該サブアームと前記メインアームとの接続部の各々に前記マイクロアクチュエータが配設されていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載のヘッド移動装置。
- 請求項１から４のうちいずれか一項に記載のヘッド移動装置を備え、ディスク状の記憶媒体の再生を行う記憶ディスク駆動装置。
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