(57)【要約】      （修正有）【課題】  多様な変形態様を実現できるアクチュエータ、スライダユニット、サスペンション及びハードディスク装置を提供する。【解決手段】  アクチュエータ３０においては、連結部３８から、第１のアーム部対３６Ａ，３６Ｃと第２のアーム部対３６Ｂ，３６Ｄの２対のアーム部が延びている。そして、第１のアーム部対３６Ａ，３６Ｃのそれぞれのアーム部は、面３８ａの法線方向（Ｘ方向）と交差する方向（Ｙ方向）に互いに離間するよう延びている。また、第２のアーム部対３６Ｂ，３６Ｄのそれぞれアーム部も、面３８ｂの法線方向（Ｘ方向）と交差する方向（Ｙ方向）に互いに離間するように延びている。そして、第１及び第２のアーム部対３６Ａ〜３６Ｄの各アーム部それぞれに圧電素子３４Ａ〜３４Ｄが取り付けられているため、本発明に係るアクチュエータ３０は、４つの圧電素子３４Ａ〜３４Ｄを選択的に駆動させることで、多様な変形態様を実現できる。【選択図】  図３
2006185494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対面する第１の面と第２の面とを有する基体と、
前記基体の前記第１の面から、前記第１の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第１のアーム部対と、
前記基体の前記第２の面から、前記第２の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第２のアーム部対と、
前記第１及び第２のアーム部対の各アーム部の外側面にそれぞれ取り付けられると共に、前記各アーム部の延在方向に沿って延びる４つの圧電素子とを備える、アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１のアーム部対の一方の前記アーム部と前記第２のアーム部対の一方の前記アーム部との間に介在するように前記基体から延びると共に、薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダが取り付けられるスライダ搭載部をさらに備える、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記圧電素子が、複数の圧電層と複数の電極層とを有しており、前記圧電層と前記電極層とが交互に積層されている、請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記アーム部及び前記連結部が単結晶シリコンで構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記アーム部及び前記連結部が金属材料で構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
対面する第１の面と第２の面とを有する基体と、前記基体の前記第１の面から、前記第１の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第１のアーム部対と、前記基体の前記第２の面から、前記第２の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第２のアーム部対と、前記第１及び第２のアーム部対の各アーム部の外側面にそれぞれ取り付けられると共に、前記各アーム部の延在方向に沿って延びる４つの圧電素子と、前記第１のアーム部対の一方の前記アーム部と前記第２のアーム部対の一方の前記アーム部との間に介在するように前記基体から延びるスライダ搭載部とを有するアクチュエータと、
薄膜磁気ヘッドが形成されており、前記アクチュエータの前記スライダ搭載部に取り付けられるヘッドスライダとを備えるスライダユニット。
【請求項７】
薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダと、
対面する第１の面と第２の面とを有する基体と、前記基体の前記第１の面から、前記第１の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第１のアーム部対と、前記基体の前記第２の面から、前記第２の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第２のアーム部対と、前記第１及び第２のアーム部対の各アーム部の外側面にそれぞれ取り付けられると共に、前記各アーム部の延在方向に沿って延びる４つの圧電素子と、前記第１のアーム部対の一方の前記アーム部と前記第２のアーム部対の一方の前記アーム部との間に介在するように前記基体から延びると共に、前記ヘッドスライダが取り付けられるスライダ搭載部とを有するアクチュエータと、
前記アクチュエータが主面に搭載されると共に、前記アクチュエータの前記第１及び第２のアーム部対の前記アーム部のうちの少なくとも２つの前記アーム部が、前記アーム部の突端側において固定されたスプリングプレートと、
前記スプリングプレートから所定距離だけ離間した状態で前記スプリングプレートを片持支持するロードビームとを備えるサスペンション。
【請求項８】
前記ロードビームは、前記スプリングプレートの裏面と対面する面部を有し、前記面部の前記アクチュエータの前記スライダ搭載部に対応する位置には、前記スライダ搭載部に向けて突出する突起が形成されている、請求項７に記載のサスペンション。
【請求項９】
記録媒体と、前記記録媒体に対向する薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダと、前記ヘッドスライダを駆動するアクチュエータとを備えるハードディスク装置であって、
前記アクチュエータは、
対面する第１の面と第２の面とを有する基体と、
前記基体の前記第１の面から、前記第１の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第１のアーム部対と、
前記基体の前記第２の面から、前記第２の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第２のアーム部対と、
前記第１及び第２のアーム部対の各アーム部の外側面にそれぞれ取り付けられると共に、前記各アーム部の延在方向に沿って延びる４つの圧電素子と、
前記第１のアーム部対の一方の前記アーム部と前記第２のアーム部対の一方の前記アーム部との間に介在するように前記基体から延びると共に、前記ヘッドスライダが取り付けられるスライダ搭載部とを有する、ハードディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、スライダユニット、サスペンション及びハードディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この技術の分野におけるアクチュエータは、例えば、下記特許文献１に開示されている。この公報に記載のアクチュエータは、一対の可動部（アーム部）と、両可動部の一端部側で互いに連結する固定部（連結部）と、可動部の外側に配設された圧電／電歪素子とを備えている。そして、可動部の他端部側には、所定部品が挟持されるようにして取り付けられる。このアクチュエータにおいては、固定部の位置を所定の方法により固定すると共に、圧電／電歪素子を駆動させて可動部をたわませることにより、可動部の一端部側の移動に追従するように部品が変位する。なお、この部品の変位は、可動部の延在方向に対して直交する方向に沿った一直線状の変位であり、一定電圧を印加した場合には常に一定の変位量となっていた。
【特許文献１】特開２００２−２９９７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、アクチュエータは、部品を直線状に変位させる直線状変形態様以外の変形態様や、変位量の異なる変形態様を備えていれば、その用途に応じて、柔軟に使い分けることができる。そのため、多様な変形態様を実現することができるアクチュエータが待望されていた。
【０００４】
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、多様な変形態様を実現することができるアクチュエータ、スライダユニット、サスペンション及びハードディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るアクチュエータは、対面する第１の面と第２の面とを有する基体と、基体の第１の面から、第１の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第１のアーム部対と、基体の第２の面から、第２の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第２のアーム部対と、第１及び第２のアーム部対の各アーム部の外側面にそれぞれ取り付けられると共に、各アーム部の延在方向に沿って延びる４つの圧電素子とを備えることを特徴とする。
【０００６】
このアクチュエータにおいては、基体から、第１のアーム部対と第２のアーム部対の２対のアーム部が延びている。そして、第１のアーム部対のそれぞれのアーム部は、第１の面の法線方向と交差する方向に互いに離間するように延びている。また、第２のアーム部対のそれぞれのアーム部も、第２の面の法線方向と交差する方向に互いに離間するように延びている。そして、第１及び第２のアーム部対の各アーム部それぞれに圧電素子が取り付けられているため、本発明に係るアクチュエータは、４つの圧電素子を選択的に駆動させることで、多様な変形態様を実現することができる。
【０００７】
また、第１のアーム部対の一方のアーム部と第２のアーム部対の一方のアーム部との間に介在するように基体から延びると共に、薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダが取り付けられるスライダ搭載部をさらに備えることが好ましい。この場合、アクチュエータにおいて多様な変形態様が実現されているため、スライダ搭載部に取り付けられるヘッドスライダの多様な変位が実現される。
【０００８】
また、圧電素子が、複数の圧電層と複数の電極層とを有しており、圧電層と電極層とが交互に積層されていることが好ましい。
【０００９】
また、アーム部及び連結部は、単結晶シリコンで構成されていてもよく、金属材料で構成されていてもよい
【００１０】
本発明に係るスライダユニットは、対面する第１の面と第２の面とを有する基体と、基体の第１の面から、第１の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第１のアーム部対と、基体の第２の面から、第２の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第２のアーム部対と、第１及び第２のアーム部対の各アーム部の外側面にそれぞれ取り付けられると共に、各アーム部の延在方向に沿って延びる４つの圧電素子と、第１のアーム部対の一方のアーム部と第２のアーム部対の一方のアーム部との間に介在するように基体から延びるスライダ搭載部とを有するアクチュエータと、薄膜磁気ヘッドが形成されており、アクチュエータのスライダ搭載部に取り付けられるヘッドスライダとを備えることが好ましい。
【００１１】
このスライダユニットにおいては、アクチュエータの基体から、第１のアーム部対と第２のアーム部対の２対のアーム部が延びている。そして、第１のアーム部対のそれぞれのアーム部は、第１の面の法線方向と交差する方向に互いに離間するように延びている。また、第２のアーム部対のそれぞれのアーム部も、第２の面の法線方向と交差する方向に互いに離間するように延びている。そして、第１及び第２のアーム部対の各アーム部それぞれに圧電素子が取り付けられているため、このようなアクチュエータを備えたスライダユニットにおいては、４つの圧電素子を選択的に駆動することで、アクチュエータの多様な変形態様が実現され、その結果、スライダ搭載部に取り付けられたヘッドスライダの多様な変位が実現される。
【００１２】
本発明に係るサスペンションは、薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダと、対面する第１の面と第２の面とを有する基体と、基体の第１の面から、第１の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第１のアーム部対と、基体の第２の面から、第２の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第２のアーム部対と、第１及び第２のアーム部対の各アーム部の外側面にそれぞれ取り付けられると共に、各アーム部の延在方向に沿って延びる４つの圧電素子と、第１のアーム部対の一方のアーム部と第２のアーム部対の一方のアーム部との間に介在するように基体から延びると共に、ヘッドスライダが取り付けられるスライダ搭載部とを有するアクチュエータと、アクチュエータが主面に搭載されると共に、アクチュエータの第１及び第２のアーム部対のアーム部のうちの少なくとも２つのアーム部が、アーム部の突端側において固定されたスプリングプレートと、スプリングプレートから所定距離だけ離間した状態でスプリングプレートを片持支持するロードビームとを備えることを特徴とする。
【００１３】
このサスペンションにおいては、アクチュエータの基体から、第１のアーム部対と第２のアーム部対の２対のアーム部が延びている。そして、第１のアーム部対のそれぞれのアーム部は、第１の面の法線方向と交差する方向に互いに離間するように延びている。また、第２のアーム部対のそれぞれのアーム部も、第２の面の法線方向と交差する方向に互いに離間するように延びている。そして、第１及び第２のアーム部対の各アーム部それぞれに圧電素子が取り付けられている。なお、このアクチュエータは、第１及び第２のアーム部対のアーム部のうちの少なくとも２つのアーム部の突端側がスプリングプレートに固定されている。このようなアクチュエータを備えたサスペンションにおいては、４つの圧電素子を選択的に駆動させることで、アクチュエータの多様な変形態様制御が実現され、その結果、スライダ搭載部に取り付けられたヘッドスライダの多様な変位が実現される。
【００１４】
また、ロードビームは、スプリングプレートの裏面と対面する面部を有し、面部のアクチュエータのスライダ搭載部に対応する位置には、スライダ搭載部に向けて突出する突起が形成されていることが好ましい。すなわち、アクチュエータが搭載されるスプリングプレートがたわんで、スライダ搭載部にロードビームに形成された突起から力が働いた場合であっても、このサスペンションにおいては、アーム部における応力集中の緩和が図られているため、アクチュエータが破損する事態が有意に低減されている。
【００１５】
本発明に係るハードディスク装置は、記録媒体と、記録媒体に対向する薄膜磁気ヘッドが形成されたヘッドスライダと、ヘッドスライダを駆動するアクチュエータとを備えるハードディスク装置であって、アクチュエータは、対面する第１の面と第２の面とを有する基体と、基体の第１の面から、第１の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第１のアーム部対と、基体の第２の面から、第２の面の法線方向と交差する方向に、互いに離間するように延びる１対の第２のアーム部対と、第１及び第２のアーム部対の各アーム部の外側面にそれぞれ取り付けられると共に、各アーム部の延在方向に沿って延びる４つの圧電素子と、第１のアーム部対の一方のアーム部と第２のアーム部対の一方のアーム部との間に介在するように基体から延びると共に、ヘッドスライダが取り付けられるスライダ搭載部とを有することを特徴とする。
【００１６】
このハードディスク装置においては、アクチュエータの基体から、第１のアーム部対と第２のアーム部対の２対のアーム部が延びている。そして、第１のアーム部対のそれぞれのアーム部は、第１の面の法線方向と交差する方向に互いに離間するように延びている。また、第２のアーム部対のそれぞれのアーム部も、第２の面の法線方向と交差する方向に互いに離間するように延びている。そして、第１及び第２のアーム部対の各アーム部それぞれに圧電素子が取り付けられている。なお、このアクチュエータは、第１及び第２のアーム部対のアーム部のうちの少なくとも２つのアーム部の突端側がスプリングプレートに固定されている。このようなアクチュエータを備えたハードディスク装置においては、４つの圧電素子を選択的に駆動させることで、アクチュエータの多様な変形態様制御が実現され、その結果、スライダ搭載部に取り付けられたヘッドスライダの多様な変位が実現される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、多様な変形態様を実現することができるアクチュエータ、スライダユニット、サスペンション及びハードディスク装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明に係るアクチュエータ、スライダユニット、サスペンション及びハードディスク装置を実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。
【００１９】
図１は、本実施形態のハードディスク装置を示す概略構成図である。ハードディスク装置１は、その筐体１０内に、記録媒体としてのハードディスク１２と、ヘッドスライダ（以下、単にスライダと称する。）ＳＬを有するヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ）２０とを備えている。なお、スライダＳＬは、ハードディスク１２から磁気記録情報を読み取り、またハードディスク１２に磁気記録情報を記録するための部品であり、ハードディスク１２からの浮上量を調整するためのスライダレール等の図示は省略している。また、ハードディスク装置１には、ハードディスク１２への情報の記録及び再生等の各種制御をおこなう制御部１４及びスライダＳＬをハードディスク１２上から退避させておくためのランプ機構１６が設けられている。さらに、ハードディスク１２は、図示を省略しているスピンドルモータによって回転される。
【００２０】
ヘッドスタックアセンブリ２０は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）により支軸１８周りに回転自在に支持されたアクチュエータアーム２２と、このアクチュエータアーム２２に接続されたサスペンション２４とから構成される組立体を、図の奥行き方向に複数個重ねたものである。そして、このサスペンション２４の先端に、ハードディスク１２に対向するようにスライダＳＬが取り付けられている。
【００２１】
次に、このハードディスク装置１におけるスライダＳＬの保持状態を、図２〜図５を参照しつつ説明する。
【００２２】
スライダＳＬは、幅０．７ｍｍ×長さ０．８５ｍｍ×厚さ０．２３ｍｍの略直方体形状を有しており、このスライダＳＬ内に形成された薄膜磁気ヘッドＨが、ハードディスク１２に対面するエアベアリング面（ＡＢＳ）に露出している。そして、本実施形態におけるスライダＳＬは、２段型サーボコントロール方式によって位置制御されており、ＶＣＭだけでなくアクチュエータ３０によっても位置制御がおこなわれている。このアクチュエータ３０は、ＶＣＭよりも微細にスライダＳＬの位置制御をおこなうデバイスであり、スライダＳＬをサスペンション２４のロードビーム２６に対して相対変位させるものである。すなわち、スライダＳＬを比較的大きく移動させる際はボイスコイルモータによってサスペンション２４を回転させ、スライダＳＬの微小移動をおこなう際はアクチュエータ３０を駆動させる。
【００２３】
このアクチュエータ３０は、図３に示すように、シリコンフレーム３２と、２対の圧電素子３４Ａ〜３４Ｄによって構成されている。
【００２４】
シリコンフレーム３２は、２対のアーム部３６Ａ〜３６Ｄと、これら２対のアーム部３６Ａ〜３６Ｄを連結する連結部（基体）３８と、連結部３８から同方向に延びる１対のアーム部３６Ａ，３６Ｂの間に介在するように連結部３８から延びるスライダ搭載部４０とを有しており、単結晶シリコンによって一体的に形成されている。
【００２５】
連結部３８は、幅０．４５ｍｍ×長さ０．５ｍｍ×厚さ０．２ｍｍの直方体形状を有している。すなわち、３対の対面する面を有している。そして、この３対の面のうち、幅方向において互いに対面する面は、面３８ａ及び面３８ｂとなっている。なお、説明の便宜上、連結部３８の幅方向をＸ方向、長さ方向をＹ方向、厚さ方向をＺ方向とする。
【００２６】
そして、この連結部３８の１対の面３８ａ，３８ｂには、Ｌ字状で同形状の４つのアーム部３６Ａ〜３６Ｄがつながっており、連結部３８と４つのアーム部３６Ａ〜３６Ｄとにより略Ｈ字状の外形が形成されている。
【００２７】
より具体的には、連結部３８の面３８ａには、アーム部３６Ａ及びアーム部３６Ｃが、その付け根部分３６ａにおいて所定長さだけ離れてＹ方向に並んでつながっており、連結部３８の面３８ｂにはアーム部３６Ｂ及びアーム部３６Ｄが、その付け根部分３６ａにおいて所定長さだけ離れてＹ方向に並んでつながっている。
【００２８】
そして、アーム部３６Ａとアーム部３６Ｃとからなる第１のアーム部対（図４における左側のアーム部対）は、その付け根部分３６ａが、面３８ａから、その面３８ａの法線方向（Ｘ方向）に沿って長さＤ１（０．２ｍｍ）だけ延び、その屈曲部３６ｂにおいて互いに離間するようにＹ方向に直角に屈曲し、そしてＹ方向に沿って突端部３６ｃまで長さＤ２（０．７ｍｍ）だけ延びている。また、アーム部３６Ｂとアーム部３６Ｄとからなる第２のアーム部対（図４の右側のアーム部対）も、第１のアーム部対３６Ａ，３６Ｃ同様に、面３８ｂから、その面３８ｂの法線方向（Ｘ方向）に沿って長さＤ１だけ延び、その屈曲部３６ｂにおいて互いに離間するようにＹ方向に直角に屈曲し、そしてそれぞれＹ方向に沿って突端部３６ｃまで長さＤ２だけ延びている。
【００２９】
すなわち、アーム部３６Ａ〜３６Ｄは、屈曲部３６ｂから突端部３６ｃまではＹ方向に平行に延在している。そして、アーム部３６Ａ〜３６Ｄのうち、アーム部３６Ａとアーム部３６ＢとがＹ方向に沿って同じ向きに延びており、アーム部３６Ｃとアーム部３６ＤとがＹ方向に沿って同じ向きに延びている。
【００３０】
また、連結部３８の面のうち、アーム部３６Ａとアーム部３６Ｂとが延びている側の面３８ｃには、スライダ搭載部４０がつながっている。このスライダ搭載部４０は、幅０．４５ｍｍ×長さ０．５ｍｍ×厚さ０．２ｍｍの直方体形状を有しており、アーム部３６Ａとアーム部３６Ｂとの間に介在するようにＹ方向にアーム部３６Ａ，３６Ｂの突端部３６ｃまで延びている。そして、スライダＳＬは、このスライダ搭載部４０の遊端からわずかに（例えば、０．３ｍｍ）はみ出すように搭載されると共に、接着剤によって固定されている。
【００３１】
また、アクチュエータ３０の圧電素子３４Ａ〜３４Ｄは、対応するアーム部３６Ａ〜３６Ｄの外側面３６ｄに、アーム部３６Ａ〜３６Ｄの全長に亘って、その外側面３６ｄ全面を覆うようにエポキシ系、シリコーン系、アクリル系等の接着剤で接着されている。圧電素子３４Ａ〜３４Ｄは、幅０．１５ｍｍ×長さ０．７ｍｍ×厚さ０．２ｍｍの単板構造となっており、ＰＺＴ等の圧電セラミック素体３４ａの表裏面にそれぞれ電極３４ｂ，３４ｂが形成されている。また、圧電素子３４Ａ〜３４Ｄは一方向に延びて方形板状になっており、その長手方向がアーム部３６Ａ〜３６Ｄの延在方向（長手方向）に沿うように取り付けられている。それにより、電極３４ｂ，３４ｂ間に所定電圧を印加した際の圧電素子３４Ａ〜３４Ｄの変位を、アーム部３６Ａ〜３６Ｄに効果よく伝達することができる。
【００３２】
そして、アクチュエータ３０にスライダＳＬが取り付けられたスライダユニット４２は、図２及び図５に示すように、サスペンション２４のロードビーム２６に片持支持されたジンバル（スプリングプレート）２８上に設置されている。より具体的には、スライダユニット４２は、ジンバル２８のタング部２８ａの搭載面２８ｂ上に搭載され、接着剤４４によって固定されている。なお、接着剤４４は、アーム部３６Ａ〜３６Ｄそれぞれの突端部３６ｃ及び突端部３６ｃ周辺の圧電素子３４Ａ〜３４Ｄの一部分にのみ塗布されている。そして、ジンバル２８のタング部２８ａの裏面２８ｃと、ロードビーム２６のジンバル対向面部（面部）２７とが、所定距離だけ離間した状態で対面しており、このジンバル対向面部２７のスライダ搭載部４０に対応する位置には、ジンバル２８のタング部２８ａのロードビーム２６方向への過度の変位を規制するためのディンプル（突起）２６ａが、スライダ搭載部４０の向きに突出するように形成されている。
【００３３】
次に、図４及び図６を参照しつつ、アクチュエータ３０の駆動について説明する。
【００３４】
（第１の変形態様）
上述したように、アクチュエータ３０は、シリコンフレーム３２の四隅に位置する各アーム部３６Ａ〜３６Ｄの突端部３６ｃの位置で、ジンバル２８に固定されている（図５参照）。このような固定状態で、第１のアーム部対（すなわち、アーム部３６Ａ及びアーム部３６Ｃ）それぞれに取り付けられた圧電素子３４Ａ，３４Ｃに対して短縮するように電圧を印加すると共に、第２のアーム部対（すなわち、アーム部３６Ｂ及びアーム部３６Ｄ）それぞれに取り付けられた圧電素子３４Ｂ，３４Ｄに対して伸長するように電圧を印加すると、第１のアーム部対３６Ａ，３６Ｃの各付け根部分３６ａには連結部３８を引っ張る方向の応力が生じ、一方、第２のアーム部対３６Ｂ，３６Ｄの各付け根部分３６ａには連結部３８を押圧する方向の応力が生じる。それにより、連結部３８は、その幅方向（Ｘ方向）に沿って、第２のアーム部対３６Ｂ，３６Ｄから第１のアーム部３６Ａ，３６Ｃに向かう向き（図の矢印α方向）に変位する。
【００３５】
このように連結部３８が変位すると、ジンバル２８に接着されていないスライダ搭載部４０が連結部３８の変位に応じて変位し、スライダ搭載部４０に搭載されたスライダＳＬが変位する。すなわち、スライダＳＬの変位前の基準位置（左端）Ｐは、変位後の基準位置ＱまでΔＬ１だけ変位する。このように、アクチュエータ３０においては、アーム部３６Ａ〜３６Ｄの突端部３６ｃすべてを固定した状態で、スライダＳＬの駆動が可能となっている。
【００３６】
また、アクチュエータ３０においては、各圧電素子３４Ａ〜３４Ｄに対して電圧を以下のように印加することもできる。
【００３７】
（第２の変形態様）
例えば、図７に示すように、第１のアーム部対３６Ａ，３６Ｃのアーム部３６Ａに取り付けられた圧電素子３４Ａに対してだけ短縮するように電圧を印加すると共に、第２のアーム部３６Ｂ，３６Ｄのアーム部３６Ｂに取り付けられた圧電素子３４Ｂに対してだけ伸長するように電圧を印加して、スライダＳＬを変位させることもできる。この場合も、上述した第１の変形態様と同様に、連結部３８は、第２のアーム部対３６Ｂ，３６Ｄから第１のアーム部３６Ａ，３６Ｃに向かう向き（図の矢印α方向）に変位し、この変位に応じてスライダＳＬが変位する。ただし、第１の変形態様では４つの圧電素子３４Ａ〜３４ＤがスライダＳＬの駆動に関与したのに対し、本態様では圧電素子３４Ａと圧電素子３４Ｂの２つしかスライダＳＬの駆動に関与していないため、スライダＳＬの変位量は上述したΔＬ１より小さい変位量（ＰＲ＝ΔＬ２）となっている。なお、第１のアーム部対３６Ａ，３６Ｃのアーム部３６Ｃに取り付けられた圧電素子３４Ｃ及び第２のアーム部３６Ｂ，３６Ｄのアーム部３６Ｄに取り付けられた圧電素子３４Ｄに対してだけ電圧を印加しても、やはり同じように、スライダＳＬの変位量は上述したΔＬ１より小さい変位量（ΔＬ２）となる。
【００３８】
（第３の変形態様）
また、図８に示すように、第２のアーム部対３６Ｂ，３６Ｃに取り付けられた圧電素子３４Ｂ，３４Ｃに対してだけ伸長するように電圧を印加するだけでも、スライダＳＬを変位させることができる。この場合も、上述した第１及び第２の変形態様と同様に、連結部３８は、第２のアーム部対３６Ｂ，３６Ｄから第１のアーム部３６Ａ，３６Ｃに向かう向き（図の矢印α方向）に変位し、この変位に応じてスライダＳＬが変位する。ただし、この第３の変形態様でも、圧電素子３４Ｂと圧電素子３４Ｄの２つしかスライダＳＬの駆動に関与していないため、スライダＳＬの変位量は上述したΔＬ１より小さい変位量（ＰＳ＝ΔＬ３）となっている。なお、第１のアーム部対３６Ａ，３６Ｃに取り付けられた圧電素子３４Ａ，３４Ｃに対してだけ電圧を印加しても、やはり同じように、スライダＳＬの変位量は上述したΔＬ１より小さい変位量（ΔＬ３）となる。
【００３９】
（第４の変形態様）
さらに、図９に示すように、アーム部３６Ａに取り付けられた圧電素子３４Ａとアーム部３６Ｄに取り付けられた圧電素子３４Ｄとに対して短縮するように電圧を印加すると共に、アーム部３６Ｂに取り付けられた圧電素子３４Ｂとアーム部３６Ｃに取り付けられた圧電素子３４Ｃとに対して伸長するように電圧を印加した場合には、スライダＳＬが回動してもとの状態から傾く。すなわち、アーム部３６Ａとアーム部３６Ｄの各付け根部分３６ａには連結部３８を引っ張る方向の応力が生じ、一方、アーム部３６Ｂとアーム部３６Ｃの各付け根部分３６ａには連結部３８を押圧する方向の応力が生じ、それにより、連結部３８は、Ｚ軸周りにアーム部３６Ａに近づく向き（図の矢印β方向）に角度θだけ回動してもとの状態から傾く。そして、この連結部３８の傾きに応じてスライダＳＬが角度θだけ傾く。
【００４０】
以上で説明したように、アクチュエータ３０においては、各圧電素子３４Ａ〜３４Ｄの中から電圧を印加する圧電素子を選択することで、一定電圧を印加する場合であってもスライダＳＬの変位量がΔＬ１、ΔＬ２、ΔＬ３となる複数の直線状変形態様に変更することができ、また、スライダＳＬがもとの状態から傾く回動変形態様を実現することもできる。
【００４１】
ここで、従来のアクチュエータの駆動について、図１０及び図１１を参照しつつ説明する。
【００４２】
従来のアクチュエータ５０は、シリコンフレーム５２と、上述した圧電素子３４Ａ〜３４Ｄと同様の一対の圧電素子３４Ｅ，３４Ｆとによって構成されている。シリコンフレーム５２は、略Ｕ字状に一体的に形成されており、平行に延びる一対のアーム部５４Ａ，５４Ｂと、アーム部５４Ａ，５４Ｂの一端部５４ａ側において一対のアーム部５４Ａ，５４Ｂを連結する連結部５６とで構成されている。各アーム部５４Ａ，５４Ｂは、長さ（Ｌ）１．５ｍｍ×幅０．０５ｍｍ×厚さ０．２ｍｍの短冊形状を有している。また、連結部５６は、幅０．７５ｍｍ×長さ０．５ｍｍ×厚さ０．２ｍｍの直方体形状を有しており、その両側からアーム部５４Ａ，５４Ｂが平行に突出した形になっている。そしてスライダＳＬは、アーム部５４Ａ，５４Ｂの他端部５４ｂ側でスライダＳＬが挟持されるように、各アーム部５４Ａ，５４Ｂの内側面５４ｃに接着剤５５によって固定されている。なお、このアクチュエータ５０においては、スライダＳＬを駆動するために、連結部５６にのみ接着剤４４が塗布される（図１１（ａ）参照）。
【００４３】
そして、一方の圧電素子３４Ｆに対して短縮するように電圧を印加すると共に、他方の圧電素子３４Ｅに対して伸長するように電圧を印加すると、アーム部５４Ａ，５４Ｂに挟持されたスライダＳＬが、アーム部５４Ａ，５４Ｂを図１１の矢印γ方向（２つのアーム部５４Ａ，５４Ｂの配置面内でアーム部５４Ａ，５４Ｂの長手方向に略直交する向き）に直線状に平行移動する。このとき、スライダＳＬ先端の中心位置が点Ｕから点Ｖまで距離（変位量）ΔＬだけ移動する。
【００４４】
すなわち、従来のアクチュエータ５０では、一定電圧を印加する場合にはスライダＳＬを一様な変位量ΔＬだけ直線状に変位させることしかできなかった。一方、上述したアクチュエータ３０においては、一定電圧を印加する場合でもスライダＳＬの変位量が異なる複数の直線状変形態様が実現され、加えて、スライダＳＬを傾かせる回動変形態様が実現される。従って、このアクチュエータ３０は多様な変形態様が実現され、このアクチュエータ３０を備えたスライダユニット４２においてもスライダＳＬの多様な変位が実現される。
【００４５】
加えて、上述した第１〜第４の変形態様以外にも、４つの圧電素子３４Ａ〜３４Ｄの中から選択的に３つや１つの圧電素子に対して電圧を印加することも可能であるから、より多様な変位量及び変形態様が実現される。さらに、アクチュエータ３０では、従来のアクチュエータ５０よりも圧電素子の数が増えているため、ある圧電素子が駆動しない場合に他の圧電素子で同等の駆動を確保するといった圧電素子の冗長化も図ることもできる。
【００４６】
ところで、従来のアクチュエータ５０には、以下に示す技術的課題もあった。
【００４７】
すなわち、従来のアクチュエータ５０は、アーム部５４Ａ，５４Ｂの内側面５４ｃにスライダＳＬを接着固定させる構造を取っているため、その接着に用いる接着剤の量がばらついたり、接着剤の塗布位置がばらついたりすると、アクチュエータ５０の動特性がばらつくため、アクチュエータ５０を高精度に制御することが難しかった。そのため、高精度のアクチュエータ５０を得るためには、精度のよいディスペンサを備えたロボットシステムが必要となり、その設置には多大な手間と費用を要する。一方、アクチュエータ３０においては、スライダ搭載部４０上への搭載という取り付け方法が採用されているため、アーム部の内側面に接着する従来の取り付け方法に比べて、接着剤の供給量による影響を小さく、上記ロボットシステムなどの高精度の接着剤供給装置を必ずしも用いる必要がなくなった。
【００４８】
また、図５及び図１２（ａ）に示すように、ジンバル２８の下面２８ｃに対面するロードビーム２６のジンバル対向面部２７には、スライダＳＬの浮上を安定させるディンプル２６ａが形成されている。そして、ＡＢＳ側からスライダＳＬに衝撃が加わった場合には、スライダＳＬがロードビーム２６の方向に変位する。このとき、スライダＳＬのディンプル２６ａ対応部分には、ディンプル２６ａに起因する大きな力が働き、スライダＳＬを接着固定しているアーム部５４Ａ，５４Ｂの端部に曲げモーメントが発生して、アーム部５４Ａ，５４Ｂがロードビーム２６側に反る（図１２（ｂ）参照）。すなわち、従来のアクチュエータ５０においては、ＡＢＳ側からスライダＳＬに衝撃が加わった場合、アーム部５４Ａ，５４Ｂはディンプル２６ａを支点とした曲げ状態となり、スライダＳＬとアーム部５４Ａ，５４Ｂとの接着部分付近に非常に大きな応力が発生して、場合によってはアーム部５４Ａ，５４Ｂ及び圧電素子３４Ｅ，３４Ｆが破壊されることがあった。なお、アーム部５４Ａ，５４Ｂや圧電素子３４Ｅ，３４Ｆの厚みを増すことによって、アーム部５４Ａ，５４Ｂ内の応力を緩和させることも考えられるが、剛性の増大に伴うスライダＳＬの変位量低下を招いてしまう。一方、アクチュエータ３０では、シリコンフレーム３２の四隅においてジンバル２８に固定されているため、ＡＢＳ側からスライダＳＬに衝撃が加わった場合でも、４つのアーム部３６Ａ〜３６Ｄに曲げの応力が分散されるため、上述したような局所的に応力が集中する事態が有意に回避されている。従って、アクチュエータ３０が破損する事態が有意に低減されており、従来に比べて大幅に耐衝撃性が向上している。
【００４９】
以上で説明したアクチュエータ３０は、例えば、以下に示す製造方法によって作製することができる。
【００５０】
まず、アクチュエータ３０を作製するにあたり、単結晶シリコン基板６０を準備する（図１３（ａ）参照）。このシリコン基板６０は、上述したシリコンフレーム３２となるべきものであり、表面６０ａの面方位は（１１０）面である。なお、説明の簡便化のために、シリコン基板６０は一部分のみを図で示している。次に、シリコン基板６０の表面６０ａ及び裏面６０ｂに、熱酸化法、ＣＶＤ法及びスパッタリングのいずれかを用いて、ＳｉＮ膜６２を成膜する（図１３（ｂ）参照）。なお、このＳｉＮ膜６２を成膜する前に、表面６０ａ及び裏面６０ｂにＳｉＯ２膜を成膜してもよい。
【００５１】
そして、公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、シリコン基板６０の表面６０ａ上に形成されたＳｉＮ膜６２を部分的に除去し、（１１１）面に平行な方向に延びるスリット６４Ａ〜６４Ｄを形成する（図１３（ｃ）参照）。なお、内側の２本のスリット６４Ｂ，６４Ｃの離間距離によってスライダ搭載部４０の幅が規定され、２本のスリット６４Ｂ，６４Ｃのそれぞれの幅によってスライダ搭載部４０とアーム部３６Ａ，３６Ｂとの間の離間距離が規定される。また、内側の２本のスリット６４Ｂ，６４Ｃと外側の２本のスリット６４Ａ，６４Ｄとの離間距離によって、アーム部３６Ａ，３６Ｂの幅が規定される。また、シリコン基板６０の裏面６０ｂ側のＳｉＮ膜６２も、表面６０ａ側と同様に部分的に除去し、スリット６４Ａ〜６４Ｄに平行な３本のスリット６４Ｅ〜６４Ｇを形成する。なお、真ん中のスリット６４Ｆの幅によってアーム部３６Ｃとアーム部３６Ｄとの離間距離が規定され、真ん中のスリット６４Ｆと外側の２本のスリット６４Ｅ，６４Ｇとの離間距離によって、各アーム部３６Ｃ，３６Ｄの幅が規定される。
【００５２】
続いて、ＳｉＮ膜６２をマスクにして、濃度４０％、温度６０℃のＫＯＨ溶液でシリコン基板６０の表面６０ａ及び裏面６０ｂをそれぞれエッチングし、スリット６４Ａ〜６４Ｄに対応した領域に溝６６Ａ〜６６Ｄを形成すると共に、スリット６４Ｅ〜６４Ｇに対応した領域に溝６６Ｅ〜６６Ｇを形成する（図１３（ｄ）参照）。このエッチング処理は、シリコン基板６０の面方位によってエッチング速度が異なる、いわゆる異方性エッチングとなり、（１１０）面におけるエッチング速度が（１１１）面におけるエッチング速度に比べて格段に高い。そのため、上述のエッチング処理によって、シリコン基板６０の厚さ方向のエッチングが、比較的に速い速度で進行する。それにより、ＳｉＮ膜６２が形成されていない領域のシリコン基板６０が、その厚さ方向にエッチング除去される。一方、溝６６Ａ〜６６Ｇに直交する面である（１１１）面におけるエッチング速度は非常に遅いため、その（１１１）面が各溝６６Ａ〜６６Ｇの側壁面となる。
【００５３】
次に、ダイシングソー、スライサー、ワイヤーソー等を用いて、外側の溝６６Ａ，６６Ｄ，６６Ｅ，６６Ｇの内側面に沿ってシリコン基板６０を切断し、シリコン基板６０からブロック６８を切り出す（図１３（ｅ）参照）。そして、ブロック６８の両側の外壁面６８ａに、細長い短冊状の圧電素子長尺体７０をエポキシ系接着剤を用いて貼り付け、加熱硬化する（図１３（ｆ）参照）。また、圧電素子長尺体７０の長手方向に沿って、シリコン基板６０に達する深さまで切り込まれた所定幅のスリット７２を、両方の圧電素子長尺体７０に形成する（図１３（ｇ）参照）。それにより、２つの圧電素子長尺体７０が、４つの圧電素子長尺体７０Ａ〜７０Ｄに切り分けられる。
【００５４】
最後に、ワイヤーソー、ダイシングソー等を用いて、圧電素子長尺体７０が取り付けられたブロック６８を、溝６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｆに直交する方向に切り分けることにより、上述したアクチュエータ３０の作製が完了する（図１３（ｈ）参照）。すなわち、ブロック６８の切断によって、圧電素子長尺体７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄがそれぞれアクチュエータ３０の圧電素子３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄとなり、この圧電素子３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄが取り付けられた部分がアーム部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとなる。また、溝６６Ｂ，６６Ｃに挟まれた部分がスライダ搭載部４０となる。
【００５５】
上述した製造方法のように、アクチュエータ３０の構成材料に単結晶シリコンを用いることにより、アーム部３６Ａ〜３６Ｄ内には結晶欠陥が少なくなっており、それによりアーム部３６Ａ〜３６Ｄを高精度で制御することができる。また、単結晶シリコンは、ハードディスク装置の使用温度範囲では塑性変形せずに弾性変形することから、制御性が高いアクチュエータを実現することができる。
【００５６】
また、このアクチュエータ３０は、半導体製造プロセス等に利用される微細加工が可能なフォトリソグラフィ技術や、マイクロマシニング技術を利用するため、アクチュエータ３０の小型化が可能であり、ピコスライダ、フェムトスライダ等に用いることできる。さらに、フォトリソグラフィ技術を利用することにより、シリコンフレーム３２を一体成形することができるため、製造が容易である。しかも、金属フレームアクチュエータを一体成形する場合とは異なり、アーム部の折り曲げ加工が不要である点からも、製造が容易といえる。
【００５７】
また、この構造をシリコンの単結晶基板のエッチング加工で作製することで、非常に高精度、且つ、安価となる。シリコンの＜１１０＞面方位の基板であると、これに垂直な方向に＜１１１＞面が存在する。そのため、この面がアーム部３６Ａ〜３６Ｄの側壁面となるように、エッチング用のマスクをパターニングし、ＫＯＨやＴＭＡＨでエッチングすると、高精度なアクチュエータ３０を得ることができる。
【００５８】
また、金属ブロックを用いた金属フレームにより、アクチュエータ３０と同様のアクチュエータ３０Ａを作製することもできる。この場合、まず、アクチュエータ３０Ａを作製するにあたり、ステンレス（ＳＵＳ４３０）等の金属ブロック８０を準備する（図１４（ａ）参照）。次に、この金属ブロック８０を、エッチング、切削等によって断面凸状のブロック８２に加工する（図１４（ｂ）参照）。そして、このブロック８２の両側面に、アーム部３６Ａ〜３６Ｄとなるステンレス製の細長い短冊状の薄板８４（厚さ５０μｍ）及び圧電素子３４Ａ〜３４Ｄとなる圧電素子長尺体７０をエポキシ系接着剤で貼り付け、加熱硬化する（図１４（ｃ）参照）。また、圧電素子長尺体７０の長手方向に沿って、ブロック８２に達する深さまで切り込まれた所定幅のスリット７２を、両方の圧電素子長尺体７０に形成する（図１４（ｄ）参照）。それにより、２つの圧電素子長尺体７０が、４つの圧電素子長尺体７０Ａ〜７０Ｄに切り分けられる。最後に、ワイヤーソー等を用いて、薄板８４及び圧電素子長尺体７０が取り付けられたブロック８２を切り分けることにより、アクチュエータ３０Ａの作製が完了する（図１４（ｅ）。
【００５９】
金属フレームを有するアクチュエータ３０Ａは、バネ性に優れているため、スライダＳＬの変位量増大に適している。また、ステンレス等の金属は、他の材料に比べて加工性がよいため、作製が容易である。
【００６０】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、アクチュエータのアーム部と連結部とは、必ずしも一体である必要はなく、適宜別体にしてもよい。また、圧電素子は、適宜、単板構造の圧電素子から多層積層構造の圧電素子に変更してもよい。すなわち、図１５に示すように、多層構造の各圧電素子３５Ａ〜３５Ｄは、圧電セラミック素体３５ａの内部に、内部電極３５ｂ，３５ｃが交互に積層されている。圧電セラミック素体３５ａの一方の端面には各内部電極３５ｂの端部が露出しており、これらは外部電極３５ｄに接続されている。一方、圧電セラミック素体３５ａの他方の端面には各内部電極３５ｃの端部が露出しており、これらは外部電極３５ｅに接続されている。
【００６１】
フレームの形状についても、適宜、変更することができる。例えば、連結部（基体）から延びる各アーム部は屈曲部において必ずしも直角に曲がっている態様以外に、例えば、６０度や１０５度など屈曲角度が異なる態様であってもよい。また、連結部から延びる各アーム部が、屈曲するように延びる向きを変える態様以外に、なだらかに（湾曲するように）延びる向きを変える態様であってもよい。
【００６２】
また、全てのアーム部の突端部をジンバルに固定する必要はなく、適宜、４つのアーム部のうちから選択的にジンバルに固定するアーム部を決めてもよい。さらに、アクチュエータのフレームは、シリコンフレームや金属フレームに限らず、ジルコニアフレーム等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係るハードディスク装置の構成を示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係るスライダユニットを示した斜視図である。
【図３】図２のスライダユニットの分解斜視図である。
【図４】図２のスライダユニットの平面図である。
【図５】図２のスライダユニットのＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】アクチュエータの一変形態様を示した図である。
【図７】アクチュエータの一変形態様を示した図である。
【図８】アクチュエータの一変形態様を示した図である。
【図９】アクチュエータの一変形態様を示した図である。
【図１０】従来のアクチュエータを示した斜視図である。
【図１１】（ａ）は変形前のアクチュエータを示した図であり、（ｂ）は変形後のアクチュエータを示した図である。
【図１２】（ａ）は変形前の従来のアクチュエータを示した図であり、（ｂ）は変形後の従来のアクチュエータを示した図である。
【図１３】単結晶シリコンを用いた製造方法を示した図である。
【図１４】金属ブロックを用いた製造方法を示した図である。
【図１５】積層型圧電素子を用いる態様を示した図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…ハードディスク装置、１２…ハードディスク、２４…サスペンション、２６…ロードビーム、２６ａ…ディンプル、３０，３０Ａ…アクチュエータ、３４Ａ〜３４Ｄ，３５Ａ〜３５Ｄ…圧電素子、３６Ａ〜３６Ｄ…アーム部、３８…連結部、４０…スライダ搭載部、４２…スライダユニット、Ｈ…薄膜磁気ヘッド、ＳＬ…ヘッドスライダ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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