(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのヘッド素子を搭載したヘッドスライダに固着されて前記ヘッド素子の微小位置決めを行うためのアクチュエータであって、基部と、該基部から突出している一対の可動アーム部とを備えており、該可動アーム部が、前記ヘッドスライダの側部が固着されるスライダ固着部を各先端部に有するアーム部材と、該アーム部材の側面上のみに設けられており駆動信号に従って該アーム部材を変位させるアクチュエータ層とを備えており、該アクチュエータ層は前記アーム部材の側面において前記スライダ固着部より手前で終端しており、前記基部の前端から前記アーム部材の先端までの長さをＬ０、該基部の前端から該アクチュエータ層の終端の位置までの距離をＬ１とすると、Ｌ１／Ｌ０＝５０〜７５％となるように前記アクチュエータ層の終端の位置が定められていることを特徴とする微小位置決め用アクチュエータ。
【請求項２】
前記アクチュエータ層の始端が、前記基部の側面に位置していることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記アクチュエータ層の始端が、前記アクチュエータの後端位置より前方にあることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記スライダ固着部を除く前記ヘッドスライダの側面と前記可動アーム部との間が空隙となるような形状を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記アクチュエータ層が、前記アーム部材の側面上に積層又は接着された圧電素子であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記アクチュエータの主要部が、焼結セラミックで構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記アクチュエータの主要部が、金属板で構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記ヘッド素子が薄膜磁気ヘッド素子であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
少なくとも１つのヘッド素子を搭載したヘッドスライダと、該ヘッドスライダに固着されており前記ヘッド素子の微小位置決めを行うアクチュエータとを備えており、該アクチュエータが、基部と、該基部から突出している一対の可動アーム部とを備えており、該可動アーム部が、前記ヘッドスライダの側部が固着されるスライダ固着部を各先端部に有するアーム部材と、該アーム部材の側面上のみに設けられており駆動信号に従って該アーム部材を変位させるアクチュエータ層とを備えており、該アクチュエータ層は前記アーム部材の側面において前記スライダ固着部より手前で終端しており、前記基部の前端から前記アーム部材の先端までの長さをＬ０、該基部の前端から該アクチュエータ層の終端の位置までの距離をＬ１とすると、Ｌ１／Ｌ０＝５０〜７５％となるように前記アクチュエータ層の終端の位置が定められていることを特徴とする微小位置決め用アクチュエータを備えたヘッド装置。
【請求項１０】
前記アクチュエータ層の始端が、前記基部の側面に位置していることを特徴とする請求項９に記載のヘッド装置。
【請求項１１】
前記アクチュエータ層の始端が、前記アクチュエータの後端位置より前方にあることを特徴とする請求項９又は１０に記載のヘッド装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータが、前記スライダ固着部を除く前記ヘッドスライダの側面と前記可動アーム部との間が空隙となるような形状を有していることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載のヘッド装置。
【請求項１３】
前記アクチュエータの主要部が、焼結セラミックで構成されていることを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載のヘッド装置。
【請求項１４】
前記アクチュエータの主要部が、金属板で構成されていることを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載のヘッド装置。
【請求項１５】
少なくとも１つのヘッド素子を有している薄い平板形状のヘッド部と、該ヘッド部に一体的に固着されており前記ヘッド素子の微小位置決めを行うアクチュエータ部とを備えており、該アクチュエータ部が、基部と、該基部から突出している一対の可動アーム部とを備えており、該可動アーム部が、前記ヘッドスライダの側部が固着されるスライダ固着部を各先端部に有するアーム部材と、該アーム部材の側面上のみに設けられており駆動信号に従って該アーム部材を変位させるアクチュエータ層とを備えており、該アクチュエータ層は前記アーム部材の側面において前記スライダ固着部より手前で終端しており、前記基部の前端から前記アーム部材の先端までの長さをＬ０、該基部の前端から該アクチュエータ層の終端の位置までの距離をＬ１とすると、Ｌ１／Ｌ０＝５０〜７５％となるように前記アクチュエータ層の終端の位置が定められていることを特徴とする微小位置決め用アクチュエータを備えたヘッド装置。
【請求項１６】
前記アクチュエータ層の始端が、前記基部の側面に位置していることを特徴とする請求項１５に記載のヘッド装置。
【請求項１７】
前記アクチュエータ層の始端が、前記アクチュエータ部の後端位置より前方にあることを特徴とする請求項１５又は１６に記載のヘッド装置。
【請求項１８】
前記アクチュエータ部が、前記基部から突出しており前記可動アーム部間に該可動アームと離隔して設けられた静止部を備えていることを特徴とする請求項１５から１７のいずれか１項に記載のヘッド装置。
【請求項１９】
浮上面が、前記静止部に形成されていることを特徴とする請求項１８に記載のヘッド装置。
【請求項２０】
前記アクチュエータ層が、前記アーム部材の側面上に積層又は接着された圧電素子であることを特徴とする請求項１５から１９のいずれか１項に記載のヘッド装置。
【請求項２１】
前記アクチュエータの主要部が、焼結セラミックで構成されていることを特徴とする請求項１５から２０のいずれか１項に記載のヘッド装置。
【請求項２２】
前記アクチュエータの主要部が、金属板で構成されていることを特徴とする請求項１５から２０のいずれか１項に記載のヘッド装置。
【請求項２３】
前記ヘッド素子が薄膜磁気ヘッド素子であることを特徴とする請求項１５から２２のいずれか１項に記載のヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜磁気ヘッド素子又は光ヘッド素子等のヘッド素子の微小位置決め用アクチュエータ及びこのアクチュエータを備えたヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置では、サスペンションの先端部に取り付けられた磁気ヘッドスライダを、回転する磁気ディスクの表面から浮上させ、その状態で、この磁気ヘッドスライダに搭載された薄膜磁気ヘッド素子により磁気ディスクへの記録及び／又は磁気ディスクからの再生が行われる。
【０００３】
近年、磁気ディスク装置の大容量化及び高密度記録化に伴い、ディスク半径方向（トラック幅方向）の密度の高密度化が進んできており、従来のごときボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）のみによる制御では、磁気ヘッド素子の位置を正確に合わせることが難しくなってきている。
【０００４】
磁気ヘッド素子の精密位置決めを実現する手段の一つとして提案されているのが、従来のＶＣＭよりさらに磁気ヘッドスライダ側にもう１つのアクチュエータ機構を搭載し、ＶＣＭで追従しきれない微細な精密位置決めを、そのアクチュエータによって行う技術である（例えば、特開平６−２５９９０５号公報、特開平６−３０９８２２号公報、特開平８−１８０６２３号公報参照）。
【０００５】
この種の公知のアクチュエータとして、ロードビーム型アクチュエータ、ピギーバック型アクチュエータ等の種々の構造のものが存在する。
【０００６】
ロードビーム型アクチュエータは、サスペンションのロードビーム上に２つのＰＺＴを搭載し、これらＰＺＴを互いに補助し合うように駆動してロードビームを変位させこれに取り付けられている磁気ヘッドスライダを微小変位させるものである。
【０００７】
一方、ピギーバック型アクチュエータは、サスペンションに固定される一方の端部と、磁気ヘッドスライダに固定される他方の端部と、これら端部を連結するピラー状の変位発生部とをＰＺＴによりＩ字形状に一体形成してなるものであり、ＰＺＴを駆動することによって磁気ヘッドスライダ全体を直接的に微小変位させるものである。このピギーバック型アクチュエータはサスペンション上にアクチュエータと磁気ヘッドスライダとが階段状に取り付けられる。即ち、サスペンションと磁気ヘッドスライダとの間にアクチュエータが挟まれた積上げ式のカンチレバー（片持ちはり）構造となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような公知の微小精密位置決め用アクチュエータは、（１）機械的共振が比較的低い周波数で発生する、（２）アクチュエータ全体がもろい材質のＰＺＴ等の圧電部材で構成されているので耐衝撃性が非常に低い、特にピギーバック型アクチュエータは、磁気ヘッドスライダと階段状に積上げたカンチレバー構造となるため、モーメントで衝撃が働き耐衝撃性が著しく低い、（３）磁気ヘッドスライダの寸法によって、微小位置決め動作時のストロークが変わってしまい、十分なストロークを得られない場合がある、（４）ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）への組み立て時の取り扱いが非常に困難である、（５）特にピギーバック型アクチュエータを用いてＨＧＡを構成すると、積上げた構造であるため、磁気ヘッドスライダ部分のＨＧＡの厚みがアクチュエータの分だけ増大する、（６）ピギーバック型アクチュエータを用いてＨＧＡを構成する場合、立体的で複雑な取り付け構造を有しているため、組み立て時の取り扱いが非常に困難であり、従来のＨＧＡ組み立て装置を適用できず、生産性が非常に悪い、（７）ピギーバック型アクチュエータを用いてＨＧＡを構成する場合、アクチュエータの動きを阻害しないために、磁気ヘッドスライダ及びアクチュエータ間、並びにアクチュエータ及びサスペンション間に間隙を置いて組み立てる必要があるが、このような間隙を設けることは、耐衝撃性をさらに悪化させるのみならず、組み立てにあたって間隙を一定としなければならないので、組み立て精度が低下する。特に、サスペンション、アクチュエータ及び磁気ヘッドスライダの平行度が正確に保つことが難しいので、ヘッド特性が悪化する、等の種々の問題点を有していた。
【０００９】
そこで本出願人は、本願に先行する特許出願において、磁気ヘッドスライダの側面を可動アーム部で挟み込むようにしたコ字形状のアクチュエータを提案している。このような先願のアクチュエータによれば、機械的共振周波数を高めることができ、耐衝撃性を大幅に向上でき、しかも、充分なストロークを確保することができる。
【００１０】
しかしながら、上述した先願のアクチュエータは、（Ａ）アクチュエータを構成する材料に大きな変位発生力を持つものを用いなければならないので材料が特定されてしまう、（Ｂ）大きな変位を発生するためにアクチュエータに高い駆動電圧を印加する必要があるので、磁気ヘッド素子の電磁変換特性に悪影響を与えるおそれがある、（Ｃ）使用する材料及び構造が特定されてしまうので駆動部の形状や駆動方向等が決まってしまい、アクチュエータ形状の設計における自由度が非常に低い、等の問題を招くものであった。
【００１１】
従って本発明の目的は、前述した先願のアクチュエータの長所を維持しつつより効率良く所望の変位量を得ることのできるヘッド素子の微小位置決め用アクチュエータ及びこのアクチュエータを備えたヘッド装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、少なくとも１つのヘッド素子を搭載したヘッドスライダに固着されてヘッド素子の微小位置決めを行うためのアクチュエータは、基部と、この基部から突出している一対の可動アーム部とを備えている。可動アーム部が、ヘッドスライダの側部が固着されるスライダ固着部を各先端部に有するアーム部材と、アーム部材の側面上のみに設けられており駆動信号に従ってアーム部材を変位させるアクチュエータ層とを備えている。このアクチュエータ層はアーム部材の側面においてスライダ固着部より手前で終端しており、基部の前端からアーム部材の先端までの長さをＬ０、基部の前端からアクチュエータ層の終端の位置までの距離をＬ１とすると、Ｌ１／Ｌ０＝５０〜７５％となるようにアクチュエータ層の終端の位置が定められている。
【００１３】
さらに、本発明によれば、ヘッド装置は、少なくとも１つのヘッド素子を搭載したヘッドスライダと、このヘッドスライダに固着されており、ヘッド素子の微小位置決めを行うアクチュエータとを備えている。アクチュエータが、基部と、この基部から突出している一対の可動アーム部とを備えている。可動アーム部が、ヘッドスライダの側部が固着されるスライダ固着部を各先端部に有するアーム部材と、アーム部材の側面上のみに設けられており駆動信号に従ってアーム部材を変位させるアクチュエータ層とを備えている。このアクチュエータ層はアーム部材の側面においてスライダ固着部より手前で終端しており、基部の前端からアーム部材の先端までの長さをＬ０、基部の前端からアクチュエータ層の終端の位置までの距離をＬ１とすると、Ｌ１／Ｌ０＝５０〜７５％となるようにアクチュエータ層の終端の位置が定められている。
【００１４】
アクチュエータ層がスライダ固着部に重ならないように、その手前で終わっている。特に、Ｌ１／Ｌ０＝５０〜７５％の位置となるように構成しているので、可動アーム部の剛性が比較的小さいほぼ一定値となり、しかも充分なストロークを得ることができる。即ち、可動アーム部の構造強度が極端に上昇しないため、さほど大きな変位発生力を生じなくとも大きな変位を得ることができる。その結果、アクチュエータを低電圧で駆動することが可能となり、磁気ヘッド素子の電磁変換特性に悪影響を与えるおそれはなくなる。また、アクチュエータを構成する材料として変位発生力の小さなものを選定可能となる。さらに、使用する材料及び構造が特定されないので、アクチュエータ形状の設計における自由度が非常に高くなる。
【００１５】
また、１対の可動アーム部間にヘッドスライダを挟設するように構成しているため、アクチュエータを設けてもこの部分でＨＧＡの厚みが増大するような不都合が生じない。このため、アクチュエータ装着による磁気ディスク装置の寸法変更等は不要となる。また、アクチュエータ及びヘッドスライダがカンチレバー構造とはならないため、その意味からも耐衝撃性が大幅に向上する。しかも、可動アーム部間にヘッドスライダを挟設する構造としているため、変位を実際に与える可動アーム部の先端部がヘッドスライダの先端まで延ばせることとなる。このため、ヘッドスライダの寸法が変った場合にも微小位置決め動作時に同じ大きさのストロークを提供できるから必要十分なストロークを得ることができる。
【００１６】
アクチュエータ層の始端が、基部の側面に位置していることも好ましい。即ち、基部と少しでも重なっていることが好ましい。
【００１７】
アクチュエータ層の始端が、アクチュエータの後端位置より前方にある、即ち、前方に変移していることも好ましい。
【００１８】
スライダ固着部を除くヘッドスライダの側面と可動アーム部との間が空隙となるような形状を有していることが好ましい。
【００１９】
アクチュエータ層が、アーム部材の側面上に積層又は接着された圧電素子であることも好ましい。
【００２０】
アクチュエータの主要部が、焼結セラミック又は金属板で構成されているも好ましい。
【００２１】
ヘッド素子が薄膜磁気ヘッド素子であることも好ましい。
【００２２】
さらにまた、本発明によれば、ヘッド装置は、少なくとも１つのヘッド素子を有している薄い平板形状のヘッド部と、このヘッド部に一体的に固着されており、ヘッド素子の微小位置決めを行うアクチュエータ部とを備えている。アクチュエータ部が、基部と、この基部から突出している一対の可動アーム部とを備えている。可動アーム部が、ヘッドスライダの側部が固着されるスライダ固着部を各先端部に有するアーム部材と、このアーム部材の側面上のみに設けられており駆動信号に従ってアーム部材を変位させるアクチュエータ層とを備えている。このアクチュエータ層はアーム部材の側面においてスライダ固着部より手前で終端しており、基部の前端からアーム部材の先端までの長さをＬ０、基部の前端からアクチュエータ層の終端の位置までの距離をＬ１とすると、Ｌ１／Ｌ０＝５０〜７５％となるようにアクチュエータ層の終端の位置が定められている。
【００２３】
アクチュエータ層がヘッド部固着部に重ならないように、その手前で終わっている。特に、Ｌ１／Ｌ０＝５０〜７５％の位置となるように構成しているので、可動アーム部の剛性が比較的小さいほぼ一定値となり、しかも充分なストロークを得ることができる。即ち、可動アーム部の構造強度が極端に上昇しないため、さほど大きな変位発生力を生じなくとも大きな変位を得ることができる。その結果、アクチュエータ部を低電圧で駆動することが可能となり、磁気ヘッド素子の電磁変換特性に悪影響を与えるおそれはなくなる。また、アクチュエータ部を構成する材料として変位発生力の小さなものを選定可能となる。さらに、使用する材料及び構造が特定されないので、アクチュエータ形状の設計における自由度が非常に高くなる。
【００２４】
また、１対の可動アーム部間にヘッド部を挟設するように構成しているため、アクチュエータ部を設けた構成としてもこの部分でＨＧＡの厚みが増大するような不都合が生じない。このため、このようなヘッド装置を装着したことによる磁気ディスク装置の寸法変更等は不要となる。また、アクチュエータ部及びヘッド部がカンチレバー構造とはならないため、その意味からも耐衝撃性が大幅に向上する。しかも、可動アーム部間にヘッド部を挟設する構造としているため、変位を実際に与える可動アーム部の先端部がヘッド部の先端まで延ばせることとなるから必要十分なストロークを得ることができる。
【００２５】
さらに、ヘッド部を薄い平板形状に形成し、これにアクチュエータ部が一体的に固着されているため、アクチュエータ部の駆動する変位部の質量が非常に小さくなり、しかもヘッド素子は通常の製造工程でヘッド部に形成可能である。また、アクチュエータ部は、ヘッド部に固着される独立構造であるため、充分な変位量のものを用意することができる。
【００２６】
アクチュエータ層の始端が、基部の側面に位置していることも好ましい。即ち、基部と少しでも重なっていることが好ましい。
【００２７】
アクチュエータ層の始端が、アクチュエータ部の後端位置より前方にある、即ち、前方に変移していることも好ましい。
【００２８】
アクチュエータ部が、基部から突出しており可動アーム部間にこれら可動アームと離隔して設けられた静止部を備えていることが好ましい。この場合、浮上面（ＡＢＳ）が、この静止部に形成されていることがより好ましい。静止部にＡＢＳが形成されていれば、ヘッド部が変位した際にもＡＢＳの姿勢が変わらないため、安定した浮上特性を維持することができる。
【００２９】
アクチュエータ層が、アーム部材の側面上に積層又は接着された圧電素子であることも好ましい。
【００３０】
アクチュエータの主要部が、焼結セラミック又は金属板で構成されているも好ましい。
【００３１】
ヘッド素子が薄膜磁気ヘッド素子であることも好ましい。
【００３２】
本発明の他の目的及び効果は、添付図面で説明される本発明の好ましい実施態様に関する以下の記載から明らかとなるであろう。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態として、微小位置決め用アクチュエータ付き磁気ヘッド装置を表す分解斜視図であり、図２はこの実施形態における磁気ヘッド装置をＡＢＳ側から見た平面図である。
【００３４】
これらの図において、１０は例えば厚さが５０μｍと非常に薄い基板１０ａ上に薄膜磁気ヘッド素子１０ｂ及びその端子電極を含む厚さが３５〜５０μｍ程度の薄膜層１０ｃが形成されている磁気ヘッド部、１１はこの磁気ヘッド部１０の素子集積面とは反対側の面側に位置しており、磁気ヘッド部１０の両側端に例えば接着により固着されたアクチュエータ部をそれぞれ示している。
【００３５】
アクチュエータ部１１は、基部１１ａと、この基部１１ａに対して略垂直を保った状態で前方に伸びている１対の可動アーム部１１ｂ及び１１ｃと、可動アーム部１１ｂ及び１１ｃ間にこれら可動アーム部とは離隔して設けられており、基部１１ａに対して略垂直を保った状態で前方に伸びている静止部１１ｄとを備えている。可動アーム部１１ｂ及び１１ｃの先端部を磁気ヘッド部１０の両側端に例えば接着することにより、磁気ヘッド部１０とアクチュエータ部１１とが固着されている。
【００３６】
静止部１１ｄの図に示されている側の面、即ち磁気ヘッド部１０の素子集積面と略垂直方向の面には、ＡＢＳ１１ｅが形成されている。
【００３７】
磁気ヘッド部１０の基板１０ａとしては、従来より一般的に用いられているアルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）基板が使用されているが、その厚さ（磁気ヘッドスライダの前後方向に沿った長さ）が非常に薄く形成されている。磁気ヘッド部１０の薄膜磁気ヘッド素子１０ｂ及びその端子電極等は、従来と同様の薄膜集積技術で形成されている。
【００３８】
アクチュエータ部１１は、本実施形態では、断面がＥ字形状のジルコニアなどの焼結セラミック基材から主として形成されている。このアクチュエータ部１１の可動アーム部１１ｂ及び１１ｃは、それぞれ、アーム部材１１ｆ及び１１ｇの側面に圧電（ＰＺＴ）型構造のアクチュエータ層１１ｈ及び１１ｉを半導体集積技術で設けることによって形成されている。なお、アクチュエータ層１１ｈ及び１１ｉは、アーム部材１１ｆ及び１１ｇの側面のみならず、基部１１ａの側面にも形成されている。
【００３９】
本発明で重要なポイントは、アクチュエータ層１１ｈ及び１１ｉがアーム部材１１ｆ及び１１ｇの側面において、磁気ヘッド部１０と固着されるその先端部まで延びておらず、その手前で終わっていることにある。これにより、可動アーム部１１ｂ及び１１ｃの剛性が極端に高くならないから、アクチュエータ層１１ｈ及び１１ｉがさほど大きな変位発生力を持たなくとも大きな変位を得ることができる。
【００４０】
その結果、アクチュエータ層１１ｈ及び１１ｉを低電圧で駆動することが可能となり、磁気ヘッド素子の電磁変換特性に悪影響を与えるおそれはなくなる。また、アクチュエータ部１１を主に構成する材料として変位発生力の小さなものを選定可能となる。さらに、使用する材料及び構造が特定されないので、アクチュエータ形状の設計における自由度が非常に高くなる。
【００４１】
図３は、このような構造の磁気ヘッド装置におけるアクチュエータ層の終端位置と可動アーム部の変位（ストローク）との関係及びアクチュエータ層の終端位置と可動アーム部の剛性との関係を示す特性図である。この特性は、アクチュエータ層の終端位置を変化させた際の可動アーム部の先端の変位（ストローク）がどの程度変化するか、及び可動アーム部の剛性がどの程度変化するかをシミュレーションで求めたものである。ただし、アクチュエータ層の終端位置は、アーム部材の全長（基部の前端からアーム部材の先端までの長さ）Ｌ０（図２参照）をＬ０＝１．２ｍｍとし、基部の前端からアクチュエータ層の終端位置までの距離をＬ１（図２参照）とした場合に、比Ｌ１／Ｌ０で表している。なお、可動アーム部の剛性は、磁気ヘッド部を１μｍ変位させるのに必要な力で表されている。この図３では、アクチュエータ層の始端をアクチュエータ部の後端位置、即ち基部１１ａの後端位置に固定している。
【００４２】
図３から明らかのように、アクチュエータ層を可動アーム部が磁気ヘッド部と固着される部分より手前で終わるように構成すれば、好ましくは、アーム部材の全長が１．２ｍｍの場合、磁気ヘッド部の厚さが約１００μｍ（０．１ｍｍ）であるとして、アクチュエータ層の終端位置が比Ｌ１／Ｌ０≧５０％の位置、より好ましくは、Ｌ１／Ｌ０＝５０〜７５％の位置となるように構成すれば、可動アーム部の剛性も比較的小さいほぼ一定値となり、しかも充分なストロークを得ることができる。
【００４３】
図４は、このような構造の磁気ヘッド装置におけるアクチュエータ層の始端の変移量と可動アーム部の変位（ストローク）との関係を示す特性図である。この特性は、基部の前端からアクチュエータ層の終端位置までの距離Ｌ１がストローク最大となる長さであるＬ１＝０．７５ｍｍ（Ｌ１／Ｌ０＝６２．５％）の場合に、アクチュエータ層の終端を固定し、始端をアクチュエータ部の後端より前方に変移させた際の可動アーム部の先端の変位（ストローク）がどの程度変化するかをシミュレーションで求めたものである。アクチュエータ層の始端の変移量とは、図５に示すように、基部１１ａの後端からアクチュエータ層の始端までの距離Ｂ１で表される。基部１１ａの後端から前端までの距離をＢ０で表せば、Ｂ１／Ｂ０で表しても良い。なお、本実施形態では、Ｂ０＝０．３ｍｍである。
【００４４】
図４から分かるように、アクチュエータ層の始端の変移量が０．３ｍｍ以下（Ｂ１／Ｂ０が０．３ｍｍ／０．３ｍｍ＝１以下）、好ましくは０．２ｍｍ以下（Ｂ１／Ｂ０が０．２ｍｍ／０．３ｍｍ＝２／３以下）であれば、ストロークはさほど低下しない。従って、アクチュエータ層の始端が、基部の側面に位置している場合には、ストロークはさほど低下しない。これは、アクチュエータ層がこの基部の部分に重なって形成されるので、その部分の剛性が高くなり、サスペンションへの固定がしっかりと行われるので、ストロークが大きくなるものと推察される。
【００４５】
なお、アクチュエータ部１１は、磁気ヘッド部１０と別個に作成されるので、圧電型構造のものの他に静電型構造、磁歪型構造、電磁誘導型構造又はその他のいかなる構造のものであっても容易に適用可能である。
【００４６】
磁気ヘッド部１０及びアクチュエータ部１１を合わせた本実施形態の磁気ヘッド装置の外形寸法は、例えば１．５ｍｍ×１．３ｍｍ×０．３ｍｍであるが、従来のものとほぼ同じの１．２５ｍｍ×１．０ｍｍ×０．３ｍｍとすることも可能である。
【００４７】
図示しない電極を介してアクチュエータ層１１ｈ及び１１ｉに駆動電圧が印加されると、可動アーム部１１ｂ及び１１ｃは矢印１２に示すように横方向に直線的に変位する。その結果、磁気ヘッド部１０も同様に横方向に直線的に変位して磁気ヘッド素子１０ｂの精密位置決めが行われる。
【００４８】
可動部である磁気ヘッド部１０が薄く質量が非常に小さいため、微小な力でも充分な変位を発生することができる。なお、変位するのは磁気ヘッド部１０のみであり、アクチュエータ部１１の静止部１１ｄに設けられたＡＢＳ１１ｅは全く変位しない。従って、ＡＢＳ１１ｅの姿勢が変わらないため、安定した浮上特性を常に維持することができる。
【００４９】
このように、本実施形態によれば、アクチュエータ層が磁気ヘッド部との固着部の手前で終端していること及び可動部の質量が非常に小さいことによって、（１）低電圧駆動型のアクチュエータを使用することが可能となり磁気ヘッド素子の電磁変換特性に悪影響を与えるようなことがなくなる、（２）変位発生力の小さな材料、構造によるアクチュエータを選択することが可能となる、（３）アクチュエータの設計における自由度が高くなる、（４）機械的共振周波数が高くなるためサスペンションの振動特性を阻害することがなくなる、等の利便が得られる。
【００５０】
また、１対の可動アーム部間にヘッドスライダを挟設するように構成しているため、アクチュエータ部を設けた構成としてもこの部分でＨＧＡの厚みが増大するような不都合が生じない。また、アクチュエータ部及びヘッド部がカンチレバー構造とはならないため、その意味からも耐衝撃性が大幅に向上する。しかも、可動アーム部間にヘッド部を挟設する構造としているため、変位を実際に与える可動アーム部の先端部がヘッド部の先端まで延ばせることとなるから必要十分なストロークを得ることができる。
【００５１】
図６は、本発明の他の実施形態として、微小位置決め用アクチュエータを備えた磁気ヘッド装置をＡＢＳ側から見た平面図である。
【００５２】
同図において、６０は基板上に図示されていない薄膜磁気ヘッド素子を有する磁気ヘッドスライダ、６１はこの磁気ヘッドスライダ６０の両側端に例えば接着により固着されたアクチュエータをそれぞれ示している。
【００５３】
アクチュエータ６１は、基部６１ａと、この基部６１ａに対して略垂直を保った状態で前方に伸びている１対の可動アーム部６１ｂ及び６１ｃとを備えている。可動アーム部６１ｂ及び６１ｃの先端部６１ｄ及び６１ｅを磁気ヘッドスライダ６０の両側端に例えば接着することにより、磁気ヘッドスライダ６０とアクチュエータ６１とが固着されている。
【００５４】
アクチュエータ６１は、本実施形態では、断面が略コ字形状のジルコニアなどの焼結セラミック基材から主として形成されている。このアクチュエータ６１の可動アーム部６１ｂ及び６１ｃは、それぞれ、アーム部材６１ｆ及び６１ｇの側面に圧電（ＰＺＴ）型構造のアクチュエータ層６１ｈ及び６１ｉを半導体集積技術で設けることによって形成されている。なお、アクチュエータ層６１ｈ及び６１ｉは、アーム部材６１ｆ及び６１ｇの側面のみならず、基部６１ａの側面にも形成されている。
【００５５】
可動アーム部６１ｂ及び６１ｃの先端部６１ｄ及び６１ｅは、磁気ヘッドスライダ６１方向に折り曲げられて突出しており、これによって、この部分のみが磁気ヘッドスライダ６１の側面と固着され、磁気ヘッドスライダ側面と可動アーム部６１ｂ及び６１ｃとの間の残りの部分が空隙となるように構成されている。
【００５６】
本発明で重要なポイントは、アクチュエータ層６１ｈ及び６１ｉがアーム部材６１ｆ及び６１ｇの側面において、磁気ヘッドスライダ６０と固着されるその先端部６１ｄ及び６１ｅまで延びておらず、その手前で終わっていることにある。これにより、可動アーム部６１ｂ及び６１ｃの剛性が極端に高くならないから、アクチュエータ層６１ｈ及び６１ｉがさほど大きな変位発生力を持たなくとも大きな変位を得ることができる。
【００５７】
その結果、アクチュエータ層６１ｈ及び６１ｉを低電圧で駆動することが可能となり、磁気ヘッド素子の電磁変換特性に悪影響を与えるおそれはなくなる。また、アクチュエータ６１を主に構成する材料として変位発生力の小さなものを選定可能となる。さらに、使用する材料及び構造が特定されないので、アクチュエータ形状の設計における自由度が非常に高くなる。
【００５８】
本実施形態におけるアクチュエータ層の長さ及びその始端の変移量等については、図１の実施形態の場合とほぼ同様である。
【００５９】
なお、アクチュエータ６１は、磁気ヘッドスライダ６０と別個に作成されるので、圧電型構造のものの他に静電型構造、磁歪型構造、電磁誘導型構造又はその他のいかなる構造のものであっても容易に適用可能である。
【００６０】
このように、本実施形態によれば、アクチュエータ層が磁気ヘッド部との固着部の手前で終端していることことによって、（１）低電圧駆動型のアクチュエータを使用することが可能となり磁気ヘッド素子の電磁変換特性に悪影響を与えるようなことがなくなる、（２）変位発生力の小さな材料、構造によるアクチュエータを選択することが可能となる、（３）アクチュエータの設計における自由度が高くなる、等の利便が得られる。
【００６１】
また、１対の可動アーム部間にヘッドスライダを挟設するように構成しているため、アクチュエータ部を設けた構成としてもこの部分でＨＧＡの厚みが増大するような不都合が生じない。また、アクチュエータ部及びヘッド部がカンチレバー構造とはならないため、その意味からも耐衝撃性が大幅に向上する。しかも、可動アーム部間にヘッド部を挟設する構造としているため、変位を実際に与える可動アーム部の先端部がヘッド部の先端まで延ばせることとなるから必要十分なストロークを得ることができる。
【００６２】
図７ａは、本発明のさらに他の実施形態として、微小位置決め用アクチュエータ付き磁気ヘッド装置の斜視図であり、図７ｂは、図７ａの実施形態における磁気ヘッドスライダの構造を示す斜視図である。
【００６３】
これらの図において、７０は基板上に薄膜磁気ヘッド素子７０ａを設けた磁気ヘッドスライダ、７１はこの磁気ヘッドスライダ７０の両側端に例えば接着により固着されたアクチュエータをそれぞれ示している。
【００６４】
アクチュエータ７１は、基部７１ａと、この基部７１ａに対して略垂直を保った状態で前方に伸びている１対の可動アーム部７１ｂ及び７１ｃとを備えている。可動アーム部７１ｂ及び７１ｃの先端部７１ｄ及び７１ｅを磁気ヘッドスライダ７０の両側端に例えば接着することにより、磁気ヘッドスライダ７０とアクチュエータ７１とが固着されている。
【００６５】
アクチュエータ７１の主要部は、本実施形態では、１枚の例えばステンレス鋼板のごとき可撓性を有する金属板を形状加工し、折り曲げることによって形成されている。このアクチュエータ７１の可動アーム部７１ｂ及び７１ｃは、それぞれ、アーム部材７１ｆ及び７１ｇの側面に圧電（ＰＺＴ）型構造のアクチュエータ層７１ｈ及び７１ｉを半導体集積技術で設けることによって形成されている。なお、アクチュエータ層７１ｈ及び７１ｉは、アーム部材７１ｆ及び７１ｇの側面のみならず、基部７１ａの側面にも形成されている。
【００６６】
可動アーム部７１ｂ及び７１ｃの先端部７１ｄ及び７１ｅは、磁気ヘッドスライダ７０方向に折り曲げられて突出しており、これによって、この部分のみが磁気ヘッドスライダ７１の側面と固着され、磁気ヘッドスライダ側面と可動アーム部７１ｂ及び７１ｃとの間の残りの部分が空隙となるように構成されている。
【００６７】
本発明で重要なポイントは、アクチュエータ７１の主要部が可撓性を有する金属板で構成されていること、アクチュエータ層７１ｈ及び７１ｉがアーム部材７１ｆ及び７１ｇの側面において、磁気ヘッドスライダ７０と固着されるその先端部７１ｄ及び７１ｅまで延びておらず、その手前で終わっていることにある。これにより、可動アーム部７１ｂ及び７１ｃの剛性が極端に高くならないから、アクチュエータ層７１ｈ及び７１ｉがさほど大きな変位発生力を持たなくとも大きな変位を得ることができる。
【００６８】
その結果、アクチュエータ層７１ｈ及び７１ｉを低電圧で駆動することが可能となり、磁気ヘッド素子の電磁変換特性に悪影響を与えるおそれはなくなる。また、アクチュエータ７１を主に構成する材料として変位発生力の小さな金属板を選定可能となる。さらに、使用する材料及び構造が特定されないので、アクチュエータ形状の設計における自由度が非常に高くなる。
【００６９】
本実施形態におけるアクチュエータ層の長さ及びその始端の変移量等については、図１の実施形態の場合とほぼ同様である。
【００７０】
なお、アクチュエータ７１は、磁気ヘッドスライダ７０と別個に作成されるので、圧電型構造のものの他に静電型構造、磁歪型構造、電磁誘導型構造又はその他のいかなる構造のものであっても容易に適用可能である。
【００７１】
このように、本実施形態によれば、アクチュエータ層が磁気ヘッド部との固着部の手前で終端していることことによって、（１）低電圧駆動型のアクチュエータを使用することが可能となり磁気ヘッド素子の電磁変換特性に悪影響を与えるようなことがなくなる、（２）変位発生力の小さな材料、構造によるアクチュエータを選択することが可能となる、（３）アクチュエータの設計における自由度が高くなる、等の利便が得られる。
【００７２】
また、１対の可動アーム部間にヘッドスライダを挟設するように構成しているため、アクチュエータ部を設けた構成としてもこの部分でＨＧＡの厚みが増大するような不都合が生じない。また、アクチュエータ部及びヘッド部がカンチレバー構造とはならないため、その意味からも耐衝撃性が大幅に向上する。しかも、可動アーム部間にヘッド部を挟設する構造としているため、変位を実際に与える可動アーム部の先端部がヘッド部の先端まで延ばせることとなるから必要十分なストロークを得ることができる。
【００７３】
図８ａは、本発明のまたさらに他の実施形態として、微小位置決め用アクチュエータ付き磁気ヘッド装置の斜視図であり、図８ｂは、図８ａの実施形態における磁気ヘッドスライダの構造を示す斜視図である。
【００７４】
これらの図において、８０は基板上に薄膜磁気ヘッド素子８０ａを設けた磁気ヘッドスライダ、８１はこの磁気ヘッドスライダ８０のＡＢＳとは反対側の面に例えば接着により固着されたアクチュエータをそれぞれ示している。
【００７５】
アクチュエータ８１は、基部８１ａと、この基部８１ａに対して略垂直を保った状態で前方に伸びている１対の可動アーム部８１ｂ及び８１ｃと、可動アーム部８１ｂ及び８１ｃ間をその先端部で連結する連結部８１ｄとを備えている。この連結部８１ｄを磁気ヘッドスライダ８０のＡＢＳとは反対側の面に例えば接着することにより、磁気ヘッドスライダ８０とアクチュエータ８１とが固着されている。
【００７６】
アクチュエータ８１の主要部は、本実施形態では、１枚の例えばステンレス鋼板のごとき可撓性を有する金属板を形状加工し、折り曲げることによって形成されている。このアクチュエータ８１の可動アーム部８１ｂ及び８１ｃは、それぞれ、アーム部材８１ｆ及び８１ｇの側面に圧電（ＰＺＴ）型構造のアクチュエータ層８１ｈ及び８１ｉを半導体集積技術で設けることによって形成されている。なお、アクチュエータ層８１ｈ及び８１ｉは、アーム部材８１ｆ及び８１ｇの側面のみならず、基部８１ａの側面にも形成されている。
【００７７】
可動アーム部８１ｂ及び８１ｃの先端部に設けられた連結部８１ｄのみが磁気ヘッドスライダ８０のＡＢＳとは反対側の面と固着され、磁気ヘッドスライダ側面と可動アーム部８１ｂ及び８１ｃとの間の部分が空隙となるように構成されている。
【００７８】
本発明で重要なポイントは、アクチュエータ８１の主要部が可撓性を有する金属板で構成されていること、アクチュエータ層８１ｈ及び８１ｉがアーム部材８１ｆ及び８１ｇの側面において、磁気ヘッドスライダ８０と固着される連結部８１ｄまで延びておらず、その手前で終わっていることにある。これにより、可動アーム部８１ｂ及び８１ｃの剛性が極端に高くならないから、アクチュエータ層８１ｈ及び８１ｉがさほど大きな変位発生力を持たなくとも大きな変位を得ることができる。
【００７９】
その結果、アクチュエータ層８１ｈ及び８１ｉを低電圧で駆動することが可能となり、磁気ヘッド素子の電磁変換特性に悪影響を与えるおそれはなくなる。また、アクチュエータ８１を主に構成する材料として変位発生力の小さな金属板を選定可能となる。さらに、使用する材料及び構造が特定されないので、アクチュエータ形状の設計における自由度が非常に高くなる。
【００８０】
さらに本実施形態では、連結部８１ｄが磁気ヘッドスライダ８１のＡＢＳとは反対側の面に接着されるため、その接着面積が十分大きく取れるから両者の固着がより強固かつ確実となる。図７ａの実施形態における側面接着から背面接着とすることで、もちろん、接着面積が大きくなり接着強度も強くなるが、加えて、ヘッドが磁気ディスクにぶつかったときに接着部分の受ける応力が剪断方向から垂直方向に変わるため、耐衝撃性が向上すると考えられる。
【００８１】
本実施形態におけるアクチュエータ層の長さ及びその始端の変移量等については、図１の実施形態の場合とほぼ同様である。
【００８２】
なお、アクチュエータ８１は、磁気ヘッドスライダ８０と別個に作成されるので、圧電型構造のものの他に静電型構造、磁歪型構造、電磁誘導型構造又はその他のいかなる構造のものであっても容易に適用可能である。
【００８３】
このように、本実施形態によれば、アクチュエータ層が磁気ヘッド部との固着部の手前で終端していることことによって、（１）低電圧駆動型のアクチュエータを使用することが可能となり磁気ヘッド素子の電磁変換特性に悪影響を与えるようなことがなくなる、（２）変位発生力の小さな材料、構造によるアクチュエータを選択することが可能となる、（３）アクチュエータの設計における自由度が高くなる、等の利便が得られる。
【００８４】
また、１対の可動アーム部間にヘッドスライダを設けるように構成しているため、アクチュエータ部を設けた構成としてもこの部分でＨＧＡの厚みが増大するような不都合が生じない。また、アクチュエータ部及びヘッド部がカンチレバー構造とはならないため、その意味からも耐衝撃性が大幅に向上する。しかも、可動アーム部間にヘッド部を挟設する構造としているため、変位を実際に与える可動アーム部の先端部がヘッド部の先端まで延ばせることとなるから必要十分なストロークを得ることができる。
【００８５】
以上、薄膜磁気ヘッド素子の微小位置決め用アクチュエータを用いて本発明を説明したが、本発明は、このようなアクチュエータにのみ限定されるものではなく、薄膜磁気ヘッド素子以外の例えば光ヘッド素子等のヘッド素子の微小位置決め用アクチュエータにも適用可能である。
【００８６】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００８７】
【発明の効果】
アクチュエータ層がスライダ固着部に重ならないように、その手前で終わっている。特に、Ｌ１／Ｌ０＝５０〜７５％の位置となるように構成しているので、可動アーム部の剛性が比較的小さいほぼ一定値となり、しかも充分なストロークを得ることができる。即ち、可動アーム部の構造強度が極端に上昇しないため、さほど大きな変位発生力を生じなくとも大きな変位を得ることができる。その結果、アクチュエータを低電圧で駆動することが可能となり、磁気ヘッド素子の電磁変換特性に悪影響を与えるおそれはなくなる。また、アクチュエータを構成する材料として変位発生力の小さなものを選定可能となる。さらに、使用する材料及び構造が特定されないので、アクチュエータ形状の設計における自由度が非常に高くなる。
【００８８】
また、１対の可動アーム部間にヘッドスライダを挟設するように構成しているため、アクチュエータを設けてもこの部分でＨＧＡの厚みが増大するような不都合が生じない。このため、アクチュエータ装着による磁気ディスク装置の寸法変更等は不要となる。また、アクチュエータ及びヘッドスライダがカンチレバー構造とはならないため、その意味からも耐衝撃性が大幅に向上する。しかも、可動アーム部間にヘッドスライダを挟設する構造としているため、変位を実際に与える可動アーム部の先端部がヘッドスライダの先端まで延ばせることとなる。このため、ヘッドスライダの寸法が変った場合にも微小位置決め動作時に同じ大きさのストロークを提供できるから必要十分なストロークを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として、微小位置決め用アクチュエータ付き磁気ヘッド装置を表す分解斜視図である。
【図２】図１の実施形態における磁気ヘッド装置をＡＢＳ側から見た平面図である。
【図３】このような構造の磁気ヘッド装置におけるアクチュエータ層の終端位置と可動アーム部の変位（ストローク）との関係及びアクチュエータ層の終端位置と可動アーム部の剛性との関係を示す特性図である。
【図４】このような構造の磁気ヘッド装置におけるアクチュエータ層の始端の変移量と可動アーム部の変位（ストローク）との関係を示す特性図である。
【図５】アクチュエータ層の始端の変移量を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施形態として、微小位置決め用アクチュエータ付き磁気ヘッド装置をＡＢＳ側から見た平面図である。
【図７ａ】本発明のさらに他の実施形態として、微小位置決め用アクチュエータ付き磁気ヘッド装置の斜視図である。
【図７ｂ】図７ａの実施形態における磁気ヘッドスライダの構造を示す斜視図である。
【図８ａ】本発明のまたさらに他の実施形態として、微小位置決め用アクチュエータ付き磁気ヘッド装置の斜視図である。
【図８ｂ】図８ａの実施形態における磁気ヘッドスライダの構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  磁気ヘッド部
１０ａ  基板
１０ｂ、８０ａ  薄膜磁気ヘッド素子
１０ｃ  薄膜層
１１  アクチュエータ部
１１ａ、６１ａ、７１ａ、８１ａ  基部
１１ｂ、１１ｃ、６１ｂ、６１ｃ、７１ｂ、７１ｃ、８１ｂ、８１ｃ  可動アーム部
１１ｃ  静止部
１１ｅ  ＡＢＳ
１１ｆ、１１ｇ、６１ｆ、６１ｇ、７１ｆ、７１ｇ、８１ｆ、８１ｇ  アーム部材
１１ｈ、１１ｉ、６１ｈ、６１ｉ、７１ｈ、７１ｉ、８１ｈ、８１ｉ  アクチュエータ層
１２  矢印
６０、７０、８０  磁気ヘッドスライダ
６１、７１、８１  アクチュエータ
６１ｄ、６１ｅ、７１ｄ、７１ｅ  先端部
８１ｄ  連結部
【図１】
0003711979.tif 000002
【図２】
0003711979.tif 000003
【図３】
0003711979.tif 000004
【図４】
0003711979.tif 000005
【図５】
0003711979.tif 000006
【図６】
0003711979.tif 000007
【図７ａ】
0003711979.tif 000008
【図７ｂ】
0003711979.tif 000009
【図８ａ】
0003711979.tif 000010
【図８ｂ】
0003711979.tif 000011