(57)【要約】【課題】本発明は、静電間隔を調節する静電駆動器を提供する。【解決手段】第１本体は導電性表面を有し、第２本体は、間隔によって導電性表面から隔置された本体表面を有する。導体層および駆動器電極は第２本体の窪みにあり、電極面は、間隔を挟んで導電性表面に面する。駆動器電極は、間隔の絶縁破壊による導体層と導電性表面との短絡を防止する電気抵抗と厚さとの組合せを有する半絶縁性材料を備える。【選択図】図１
2004350489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を調節する静電駆動器で、
導電性表面を含む第１本体と、
間隔によって導電性表面から隔置された本体表面を有する第２本体と、
第２本体表面から絶縁状態で引込んだ導体層とを備え、導体層は導体面を有し、さらに、
導体面に配置され、間隔を挟んで導電性表面に面する電極面を有する駆動器電極を備え、駆動器電極が、間隔を通した導体層と導電性表面との短絡を防止する電気抵抗と厚さとの組合せを有する半絶縁性材料を備える静電駆動器。
【請求項２】
第２本体が電気的に絶縁され、導体層が第２本体上に配置される、請求項１に記載の静電駆動器。
【請求項３】
間隔が２５０オングストローム以内である、請求項１に記載の静電駆動器。
【請求項４】
間隔が一過性の絶縁破壊を経験し、半絶縁性材料は、空気絶縁破壊によって電極面と導電性表面とが短絡すると、導体層の放電を制限する電気抵抗を有する、請求項１に記載の静電駆動器。
【請求項５】
半絶縁性材料は、一時的短絡を除去した後、電極面が、５０マイクロ秒以内で導体層に電位の６３％を再荷電するよう緩和時間を有する、請求項１に記載の静電駆動器。
【請求項６】
間隔が一過性の絶縁破壊を経験し、半絶縁性材料は、破壊による短絡が破壊周辺の電極面の部分に局所化され、破壊から遠い電極面の部分は短絡しないような電気抵抗と厚さとを有する、請求項１に記載の静電駆動器。
【請求項７】
さらに、
第１本体と第２本体との間に結合され、第１本体からの名目的間隔にて第２本体を弾性的に懸架するサスペンションと、
電極面と導電性表面との間に、名目間隔から調節した間隔へと間隔を調節する引力を生成するため、導体層と導電性表面との間に調節電位を印加する電位源とを備える、請求項１に記載の静電駆動器。
【請求項８】
電位源が電源抵抗を有し、駆動器電極が、絶縁破壊による短絡抵抗を有し、短絡抵抗が電源抵抗の少なくとも１０倍である、請求項７に記載の静電駆動器。
【請求項９】
さらに、第２本体と導体層の間に配置された電気絶縁層を備える、請求項１に記載の静電駆動器。
【請求項１０】
さらに、第２本体上の接触パッド、および導体層と接触パッドの間に結合された接続リード線を備える、請求項１に記載の静電駆動器。
【請求項１１】
さらに、接触パッドに結合された軟質リード線を備える、請求項１０に記載の静電駆動器。
【請求項１２】
第１本体が、第２本体の電位と等しい電位を有する、請求項１に記載の静電駆動器。
【請求項１３】
ディスクに記憶されたデータにアクセスするスライダで、
後側、ディスクに面する底側、および底側から突出した隆起表面を有するスライダ基板を備え、隆起表面が空気支承表面の第１部分を形成し、さらに、
後側上の読み書きヘッドを備え、読み書きヘッドは、データにアクセスし、空気支承表面の第２部分を形成するヘッド表面を有し、さらに、
空気支承表面にて開いた空隙内に絶縁状態で引込んだ導体層を備え、導体層が導体面を有し、さらに、
導体面に配置され、空気支承層の導電性間隔を挟んでディスクに面する電極面を有する駆動器電極を備え、駆動器電極は、導体層からディスクへの短絡を防止する電気抵抗と厚さとの組合せを有する半絶縁性材料を備えるスライダ。
【請求項１４】
駆動部電極と空気支承表面との間にトレンチ・カットを含み、トレンチが、電極面と空気支承表面との間に空力的分離を提供する、請求項１３に記載のスライダ。
【請求項１５】
駆動器電極が読み書きヘッドの後を追う、請求項１３に記載のスライダ。
【請求項１６】
駆動器電極が読み書きヘッドを案内する、請求項１３に記載のスライダ。
【請求項１７】
間隔が２５０オングストローム以内である、請求項１３に記載のスライダ。
【請求項１８】
間隔が一過性の絶縁破壊を経験し、半絶縁性材料は、電極面とディスクとが短絡すると、導体層の放電を制限する電気抵抗を有する、請求項１３に記載のスライダ。
【請求項１９】
半絶縁性材料は、一時的短絡を除去した後、電極面が、５０マイクロ秒以内で導体層に電位の６３％を再荷電するような緩和時間を有する、請求項１３に記載のスライダ。
【請求項２０】
間隔が絶縁破壊を経験し、半絶縁性材料は、破壊による短絡が破壊周辺の電極面の部分に局所化し、破壊から遠い電極面の部分は短絡しないような電気抵抗および厚さを有する、請求項１９に記載のスライダ。
【請求項２１】
さらに、
スライダとディスクの間に結合され、ディスクからの名目的間隔にてスライダを弾性的に懸架するサスペンションと、
電極面とディスクの間に、名目間隔から調節した間隔へと間隔を調節する引力を生成するため、導体層とディスクの間に調節電位を印加する電位源とを備える、請求項１３に記載のスライダ。
【請求項２２】
電位源が電源抵抗を有し、駆動器電極が絶縁破壊による短絡抵抗を有し、短絡抵抗が電源抵抗の少なくとも１０倍である、請求項１３に記載のスライダ。
【請求項２３】
さらに、スライダ基板と導体層の間に配置された電気絶縁層を備える、請求項１３に記載のスライダ。
【請求項２４】
さらに、スライダ基板上の接触パッド、および導体層と接触パッドの間に結合された接続リード線を備える、請求項１３に記載のスライダ。
【請求項２５】
さらに、接触パッドに結合された軟質リード線を備える、請求項１３に記載のスライダ。
【請求項２６】
スライダ基板が、ディスクの電位と等しい電位を有する、請求項１３に記載のスライダ。
【請求項２７】
間隔を調節する静電駆動器で、
間隔によって分離された第１および第２本体を備え、静電駆動器の電極手段を受けるため、導体面が第２本体の窪みにあり、さらに、
間隔の絶縁破壊による導体層と導電性表面との短絡を防止する電気抵抗と厚さとの組合せを有する静電駆動器電極手段とを備える静電駆動器。
【請求項２８】
間隔が一過性の絶縁破壊を経験し、静電駆動器電極手段は、絶縁破壊による電極面とディスクとが短絡すると、導体層の放電を制限する電気抵抗を有する、請求項２７に記載の静電駆動器。
【請求項２９】
静電駆動器電極手段は、一時的短絡を除去した後、電極面が、５０マイクロ秒以内で導体層に電位の６３％を再荷電するような緩和時間を有する、請求項２７に記載の静電駆動器。
【請求項３０】
間隔が一過性の絶縁破壊を経験し、静電駆動器電極手段は、絶縁破壊による短絡が粒子周辺の電極面の部分に局所化され、粒子から遠い電極面の部分は短絡しないような電気抵抗と厚さとを有する、請求項２７に記載の静電駆動器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概ね静電駆動器に、特にディスク・ドライブの浮上高を制御する静電駆動器に関するが、それに制限されない。
【背景技術】
【０００２】
ディスク・ドライブの浮上高が減少するにつれ、記録ヘッドとディスクの間の浮上インタフェースを維持することが益々困難になる。製造誤差、温度や標高などの環境的条件、ディスクの微細構造および他の要素により、機械的間隔損を引き起こすことがある。これらの間隔損を補償する一つの方法は、静電気力を使用して浮上高さを制御することである。スライダとディスクの間に静電気引力を生成するため、制御電圧をスライダ本体全体（または専用スライダ電極へ）とディスクの間に印加することができる。専用電極が好ましい。というのは、ディスクとの接触を回避するよう設計し、「スナップ・オーバー」によって生じるインタフェースの壊滅的故障を防止することができるからである。スナップ・オーバーは、間隔が突然減少し、静電気力が突然、空気支承部揚力より大きくなった場合に発生し、ヘッドクラッシュを引き起こす。静電気力は、ヘッド・ディスク間隔が減少した場合に突然増加することがある。というのは、静電気力は間隔の二乗に逆比例するからである。専用電極は、スライダ本体を接地して、読み書きトランスデューサへの静電放電による損傷を防止できるという利点も有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
先行技術の静電間隔制御の問題は、導電表面上の凹凸、時折導電表面と電極の間を通過する遊動粒子、またはヘッドをクラッシュさせる他の絶縁破壊のため、電極と導電表面間で時々生じる空気絶縁破壊を完全に解消するのが不可能なことである。クラッシュせずに絶縁破壊、凹凸または遊動粒子との一瞬の接触を許容することができる静電駆動器の構成が必要である。
【０００４】
本発明の実施形態は、以上およびその他の問題に対する解決法を提供し、先行技術に対する他の利点を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
間隔を調節する静電駆動器を開示する。静電駆動器は、導電性表面を含む第１本体、および間隔によって導電性表面から隔置された本体表面を有する第２本体を備える。
【０００６】
導体面を備えた導体層が、第２本体の本体表面から絶縁状態で窪みにある。駆動器電極が導体面に配置され、間隔を挟んで導電性表面と対面する電極面を有する。駆動器電極は、半絶縁性材料を備える。半絶縁性材料は、間隔の絶縁破壊を通して導体層と導電性表面との短絡を防止する電気抵抗と厚さとの組合せを有する。
本発明の実施形態を特徴付ける他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を読み、添付図面を検討することにより明白になる。
【０００７】
（発明の実施の形態）
本出願は、導電性層の半絶縁性電極コーティングについて開示する。半絶縁性電極コーティングと導電性層は、一緒になって多層電極スタックを構成する。導電性層は、通常は金属であり、半絶縁性層の長さおよび幅にわたって均一の電圧が印加されることを保証する。半絶縁性電極コーティングは、凹凸、遊動粒子または他の原因から生じるような空気絶縁破壊により接触した場合に、電極とディスク間の破壊的放電を制限する厚さと電気抵抗との組合せを有する。多層電極スタックを絶縁されていない本体上に配置する場合、多層電極スタックは、導体層を本体から絶縁する絶縁層も含むことができる。
【０００８】
通常の動作中に、半絶縁性電極コーティングは、導体層に印加されるのと同じ電位を維持し、したがってコーティングは有効静電気力を減少させない。コーティング表面とディスク間の間隔は、安全な状態で裸の金属電極とディスク間の間隔より小さくすることができるので、半絶縁性電極コーティングで使用可能な静電気力が大きくなる。
【０００９】
図１は、間隔１４２を調節する静電駆動器１４０の第１実施形態の断面図を示す。静電駆動器１４０は、概ね平坦であることが好ましい導電性表面１４６を含む第１本体１４４を備える。静電駆動器１４０は、間隔１４２によって導電性表面１４６から隔置される本体表面１５０を有する第２本体１４８も備える。表面１４６、１５０は、概ね相互に対して平行であることが好ましい。導体層１５２は、第２本体表面１５０から引込んで絶縁性を与える。導体層１５２は、好ましくは平坦で、導電性表面１４６に対面する導体面１５４を有する。
【００１０】
駆動器電極１５６は、導体面１５４上に配置され、間隔１４２を挟んで導電性表面１４６に対面する電極面１５８を有する。駆動器電極１５６は、間隔１４２の絶縁破壊を通した導体層１５２と導電性表面１４６との短絡を防止する電気抵抗および厚さＴの組合せを有する半絶縁性材料を備える。絶縁破壊は、遊動破片粒子によって、または導電性表面１４６に取り付けられた表面の凹凸や粒子などによって、または他の原因によって生じることがある。表面１４６、１５０は、相互に対して滑動することが好ましく、凹凸、破片粒子または他の絶縁破壊は持続期間が一時的である。
【００１１】
好ましい構成では、静電駆動器１４０が荷電されて、間隔１４２を制御しながら、第１および第２本体１４４、１４８が間隔１４２に対して横断する方向で相互に対して滑動または動作するよう静電引力を発生する。このような構成では、空気絶縁物が破壊するか、遊動粒子が一時的にギャップまたは間隔１４２に入ることが可能となり、導電性表面１４６上の表面突起または凹凸が一時的にギャップ１４２内へと移動することができる。一つの好ましい構成では、第１本体１４４がデータ記憶媒体を備え、第２本体１４８がデータ・アクセス・デバイスを備え、これは導電性表面の選択された位置に配置され、データ記憶媒体に記憶されたデータの選択された部分にアクセスする。データは、光学的、磁気的、磁気光学的、または他の知られているデータ記憶媒体に記憶することができる。
【００１２】
別の好ましい構成では、第２本体１４８は絶縁性材料で形成され、導体層１５２は、第２本体１４８上に直接配置される。間隔１４２は非常に小さく、間隔１４２にある空気または他の気体の絶縁耐力を超えずに十分な駆動器力を提供するため、約２５０オングストローム（１マイクロインチ）以下であることが好ましい。
【００１３】
図２は、静電駆動器回路１７０の線図を示す。静電駆動器回路１７０は、導体１７４、１７６によって電位源１７８に電気的に接続された静電駆動器１７２（図１に示した静電駆動器１４０と同様）を含む。図示のように、電位源１７８は、電源抵抗１８２と直列の電圧源１８０としてモデル化される。電位源１７８は、導体１７４と１７６の間に電位Ｐを与える。電圧源１７８は、間隔１８４を制御するために調節可能な制御電圧を提供することが好ましく、制御電圧は、間隔１８４によって決定されるパラメータのフィードバックの関数であることが好ましい。電位源１７８は、導電性表面１８８に対して導体層１７９に荷電する。
【００１４】
間隔１８４は、粒子１８６による一過性汚染をするか、空気絶縁が破壊する。粒子１８６は、図示のように遊動粒子か、表面凹凸の形態で導電性表面１８８に付着することがある。半絶縁性材料１９０は、粒子１８６によって電極面１９４と導電性表面１８８との短絡が生じると、導体層１７９の放電を制限する電気抵抗１９２を有する。
【００１５】
半絶縁性材料１９０は、抵抗１９２およびキャパシタンス１９６のＲＣ時定数に関連する緩和時間を有する。キャパシタンス１９６は、駆動器電極１９０内のキャパシタンスと浮遊容量との組合せである。好ましい構成では、粒子１８６による短絡などの一時的絶縁破壊を除去した後、粒子接触点に近い電極面が、５０マイクロ秒以内に導体層１７９に電位の６３％を再荷電する。高速再荷電により、容量性駆動器が迅速に回復することができ、したがって間隔１８４の安定した制御が維持される。抵抗１９２は、電位源１７８の短絡も防止する。駆動器電極１７２は、絶縁破壊による短絡抵抗１９２を有し、短絡抵抗は電源抵抗１８２の少なくとも１０倍である。
【００１６】
図３は、空気絶縁破壊、または凹凸の粒子との接触による電極面の局所的な短絡を示す。図３では、縦軸２００は、（図２の電極表面１９４などの）電極表面における電極表面電位を表す。横軸２０２は、電極表面幅２０４にまたがる電極表面に沿った長さを表す。垂直の点線２０６は、（図２の粒子１８６による接触などの）絶縁破壊点を表す。水平の点線２０８は、（図２の駆動器電極１９０などの）駆動器電極と接触する引込んだ（図２の導体層１７９などの）導体層上の電位を表す。実線２１０は、電極表面電位の変動を概略的に表す。実線２１０の形状は、駆動器電極の電気抵抗および厚さを選択することにより、調節することができる。絶縁破壊による短絡は、絶縁破壊の周囲の電極表面の局所的部分２１２に局所化され、絶縁破壊から遠い電極面の部分２１４は短絡しない。特定用途の幾何学的形状では、厚さおよび電気抵抗が、局所的部分２１２の直径を制御するため、駆動器の静電界をコンピュータ・モデリングすることにより確認される。絶縁破壊が発生すると、絶縁破壊点から遠い電極面の表面区域の大きい部分が、駆動を提供するため普通に機能することができる。
【００１７】
図４は、静電駆動器２２０の第２の実施形態を示す。図４の駆動器２２０は、図１から図２に示した駆動器１４０、１７２と同様であり、図１から図２の参照番号と同じ図４の参照番号は、同じまたは同様の構成を示すものである。
【００１８】
図４では、サスペンション２２２が第１本体１４４と第２本体１４８間を結合し、第１本体１４４から名目間隔２２４にて第２本体１４８を弾性状態で懸架する。電位源１７８が、導体層１５２と導電性表面１４６の間の調節電位Ｐを与えて、電極面１５８と導電性表面１４６の間に静電引力を生成する。静電引力は、名目間隔２２４から調節された間隔２２６まで、間隔を調節する。
【００１９】
好ましい構成では、サスペンション２２２は、静電気力に抗して、静電気力が除去されると、第２本体を名目間隔２２４へと復帰させる弾性力を提供するばね要素２３０を備える。ばね要素２３０は、機械的ばね、空力的揚力、機械的ばねと空力的揚力の組合せ、または他の知られている弾性力を含むことができる。サスペンション２２２は、第２本体１４８を導電性表面１４６上で所定のパターンにて移動させる１つまたは複数の並進運動要素２３２、２３４も備えることが好ましい。並進運動要素２３２、２３４は、例えば音声コイル・モータ、ディスク・ドライブ・モータ、圧電アクチュエータまたは他の知られている運動制御デバイスを備えることができる。
【００２０】
電位源１７８は電源抵抗１８２を有し、駆動器電極は、破片粒子１８６を通る経路に沿った短絡抵抗を有し、短絡抵抗は、電源抵抗の少なくとも１０倍で、破片粒子１８６が導体層１５２を第１本体１４４に短絡できないことを保証する。
【００２１】
図５は、静電駆動器２４０の第２の実施形態を示す。駆動器２４０は図１の駆動器１４０と同様であり、図１で使用した参照番号と同じ図５の参照番号は、同じまたは同様の構成を示す。
【００２２】
図５では、絶縁層２４２を第２本体１４８と導体層１５２の間に配置する。導体層は、本体１４８の溝に沿って延在し、接続リード線２４６を形成する。接触パッド２４４を接続リード線２４６上に配置する。接続リード線２４６は、導体層１５２と接触パッド２４４間を結合する。間隔の変化を妨げない融通性のある方法で、接触パッド２４４を電位源１７８に接続するため、軟質リード線２４８が接触パッド２４４に結合される。図５の第２本体１４８は、導電性材料で作成することができ、共通の導体２５０で第１本体２４４に接続することが好ましい。第２本体１４８が静電気力を発生しないよう、第２本体１４８が第１本体１４４と同じ電位である図５に示したような構成を、「専用」電極構成と呼ぶ。静電気力を発生しないよう第２本体１４８を絶縁性材料で形成する構成も、専用電極構成と呼ぶ。
【００２３】
図６は、ディスク・ドライブ（例えば図７に関連して以下で説明するディスク・ドライブ１００）のディスク２６２に記憶されたデータにアクセスするスライダ２６０の第１の実施形態を示す。ディスク２６２は導電性表面２６３を有する。
【００２４】
スライダ２６０は、後側２６６、ディスク２６２に対面する底側２６８、および底側２６８から突出する隆起表面２７０を有するスライダ基板２６４を含む。隆起表面２７０は、ディスク２６２が回転するにつれ、空気支承層に載って空力学的揚力を発生する空気支承表面の第１部分を形成する。
【００２５】
スライダ２６０は、後側に読み書きヘッド２７２も含む。読み書きヘッド２７２は記憶されたデータにアクセスし、空気支承表面の第２部分を形成するヘッド表面２７５を有する。
【００２６】
導体層２７４は、空気支承表面に開いた空隙２７６内に、絶縁状態で窪みにある。導体層２７４は、絶縁層２７８上に配置され、絶縁を提供する。導体層２７４は、ディスク２６２に面する導体面２８０を有する。
【００２７】
駆動器電極２８２は、導体面２８０に配置され、空気支承層の静電気荷電部分２８６を挟んでディスク２６２に面する電極面２８４を有する。駆動器電極２８２は、静電気荷電部分２８６（間隔）にある破片粒子を通じた導体層２８０と導電性表面との短絡を防止する電気抵抗と厚さとの組合せを有する半絶縁性材料を備える。スライダ２６０は、例えば図７に関連して以下で説明するディスク１００などのディスクに使用することができる。
【００２８】
図７は、図８に示すスライダを使用することができるディスク・ドライブ１００の斜視図である。ディスク・ドライブ１００は、ベース１０２およびトップ・カバー（図示せず）を備えたハウジングを含む。ディスク・ドライブはさらにディスク・パック１０６を含み、これはディスク・クランプ１０８によってスピンドル・モータ（図示せず）に装着される。ディスク・パック１０６は複数の個別ディスクを含み、これは中心軸線１０９の周囲で同時回転するよう装着される。各ディスク表面は、ディスク表面と連絡するためディスク・ドライブ１００に装着される関連のディスク・ヘッド・スライダ１１０を有する。図１に示す例では、スライダ１１０はサスペンション１１２によって支持され、サスペンション１１２は駆動器１１６のトラック・アクセス・アーム１１４に取り付けられる。図１に示す駆動器は、回転運動コイル駆動器として知られているタイプで、概ね１１８で示す音声コイル・モータ（ＶＣＭ）を含む。音声コイル・モータ１１８は、駆動器１１６をそれに取り付けたヘッド１１０とともに旋回シャフト１２０の周囲で回転させ、ディスク内径１２４とディスク外径１２６の間のアーチ形路１２２に沿った所望のデータ・トラック上にヘッド１１０を配置する。音声コイル・モータ１１８は、ヘッド１１０およびホスト・コンピュータ（図示せず）によって生成された信号に基づき、サーボ・エレクトロニクス１３０によって駆動される。
【００２９】
図８から図１１は、スライダ３００の第２の実施形態を示す。図８は、スライダ３００の底面図を示す。図９は、図８の線９−９’に沿った部分断面図を示す。図１０は、図８の領域１０の拡大底面図を示す。図１１は、スライダ３００の後縁図を示す。図９から図１１に示した様々な層は極めて薄いが、層および相互接続をさらによく示すよう拡大されている。したがって、図９から図１１に使用する縮尺は一定でない。
【００３０】
図３００は、後側３０４、ディスク（図示せず）に面する底側３０６、および底側３０６から突出して空気支承表面の様々な部分を形成する様々な隆起表面３０８、３１０、３１２、３１４を有する基板３０２を含む。読み書きヘッド３１６が後側３０４に配置される。読み書きヘッド３１６は、後縁の様々な絶縁層３１８に配置される。導体層３２０は、図９から図１０で最もよく分かるように、隆起表面３０８の空隙内にある絶縁層３２２上に沈積される。導体層３２０は、図１０で最もよく分かるように、絶縁層３１８上に延在するリード線３２４を含む。ボンディング・パッド３３２、３３４、３３６、３３８、３４０が、絶縁層３１８（図１１）の後側に配置される。ボンディング・パッドの一つであるボンディング・パッド３３２は、静電駆動器に使用され、リード線３２４と接触するリード線３４２を含む。駆動器電極３３０が、導体層３２０（図９）上に配置される。駆動器電極３３０は、空気流内で読み書きヘッド３１６を案内する。駆動器電極３３０および導体層３２０は、空気支承表面３０８（図９）内に引込んでいる。駆動器電極３３０は、読み書きヘッドまたはトランスデューサ３１６の前に直接配置され、したがって駆動器電極がトランスデューサ３１６付近で、さらにディスク付近でも浮上する。空気支承層の一部は、トランスデューサ３１６の浮上高さを制御するため、最大の静電気力を生成できる箇所で、静電荷電される。本構成は、２つの電極ではなく１つの電極を使用して、印加電圧または区域がトランスデューサ３１６の対向する側でわずかに異なった場合、スライダの意図しない回転を防止する。
【００３１】
電極スタックを生成するための例示的ステップは、図９で最もよく図示されている。最初に、「ネスト」または空隙３０９を、基板３０２、好ましくはＡｌＴｉＣの空気支承表面３０８にエッチングする。次に、絶縁層３２２、好ましくはアルミナをＡｌＴｉＣ基板３０２上に沈積し、好ましくはＣｒの金属層３２０、および抵抗性材料の電極（キャップ）層３３０、好ましくはダイアモンド状炭素（ＤＬＣ）が次々と積層される。ＤＬＣ層の厚さは、特定の用途で所望の電流制限を提供するよう、その抵抗を考慮して調節される。ダイアモンド状炭素は層３３０にも好ましい。なぜなら絶縁破壊に抵抗する機能を有する所望の滑らかな表面特徴を提供するよう処理できるからである。キャップ層は金属層を保護する働きをし、電極スタックの表面に電荷を伝えながら、ディスクの放電を防止する。電極３２０はリード線３４２を介してスライダの後縁上のボンディング・パッド３３２に接続し、このパッド３３２に軟質リード線によって外部制御電圧が印加される。一つの好ましい構成では、空隙３０９は深さ約９００オングストロームであり、厚さ１５０オングストロームのアルミナ絶縁体、厚さ２００オングストロームのＣｒ電極、および厚さ４５０オングストロームのＤＬＣキャップを含む。異なる電極材料を使用する場合は、厚さが変化し、空隙３０９の深さを調節して、所望の厚さに対応することができる。
【００３２】
図１２は、スライダ３５０の第２の実施形態を示す。図１２に示す構成は、図８から図１１に示す構成と同様であり、図８から図１１で使用した参照番号と同じで、図１２で使用する参照番号は、同じまたは同様の構成を示す。図１２では、駆動器電極３３０の前に深いトレンチ３５２をエッチングする。トレンチ３３２は、図１３から図１４に関して以下で説明するように、電極窪みおよび磁極端浮上高さ（ＰＴＦＨ）を空力的に分離するのに役立つ。
【００３３】
図１３は、図８から図１１に示した構成の電極面の様々な引込み深さについて、電極電圧の関数として磁極とディスクとの間隔のグラフを示す。縦軸３４０は、磁極とディスクとの間隔（ＰＴＦＨ）をナノメートル単位で表し、横軸３４２は、駆動器電極とディスク間に印加される制御電圧を表す。（凡例３４４で示すように）様々な引込み深さを有する４つの形状を比較する。図１３に示すように、電極引込み深さとＰＴＦＴは、ＰＴＦＨの大きな広がり３４６で示すように、スライダ３００内で強力に結合される。これは望ましくない。というのは、スライダ製造プロセスでは通常、電極引込み深さに多少の変動を生じ、これによって初期浮上高さが変動し、所望の浮上高さの変化を生成するために必要な電圧が変動するからである。
【００３４】
図１４は、図１２に示した構成の電極面の様々な引込み深さについて、電極電圧の関数として磁極とディスク間隔のグラフを示す。縦軸３５１は、磁極とディスクとの間隔をナノメートル単位で表し、横軸３５３は、印加電圧をボルト単位で表す。図１４では、モデリングにより、深さ１μｍ、幅１５μｍのトレンチが十分な分離（電極窪み１ｎｍ当たり０．１ｎｍのＰＴＦＨの変化）を提供することが示される。３５６で示すように、図１３に示した大きい変動３４６と比較して、引込み深さによる変動の減少が獲得される。
【００３５】
図１５は、スライダ３７０の第４の実施形態を示す。図１５のスライダ３７０は図８のスライダ３００と同様であり、図８で使用した参照番号と同じで、図１５に使用する参照番号は、同じまたは同様の構成を示す。図１５では、駆動器電極３７２を、スライダの後側にある絶縁層３１８に設ける。駆動器電極３７２は読み書きヘッド３１６の後を追う。この構成は、２相ＡｌＴｉＣスライダ基板３０２のフライス加工が回避され、図８に示すように荷電電極をスライダ本体から絶縁するための絶縁層の付着が（ＡｌＴｉＣが導電性なので）回避される。図１５では、導電層および駆動器電極３７２が、既に読み書きヘッド構造の一部として所定の位置にある絶縁層３１８の上に配置される。この利点は２つある。アルミナは単相材料なので、電極を付着させる前の初期フライス加工が、さらに均一になる。第２に、アルミナは非導電性なので、導電層の下に絶縁体層を付着させる必要がない。絶縁体層がないのでフライス加工した電極ネストが浅くなり、アルミナが単相なので、全体的なフライス加工の変動が減少する。これによって、電極深さがさらに予測可能になり、したがって専用静電駆動器システムがさらに予測可能になる。また、電極構造を受けるためにＡｌＴｉＣ基板を準備する複雑なプロセスがなくなる。
【００３６】
図１６は、図１５に示した構成について、電極電圧の関数として磁極とディスク間隔のグラフを示す。縦軸３８２は、磁極とディスクとの間隔をナノメートル単位で表し、横軸３８２は、駆動器電極３７２とディスクの間に印加された電位をボルト単位で表す。曲線３８４は、印加電位の関数として磁極とディスクとの間隔を表す。０ボルトと約６ボルトの間で、制御を向上させる良好に定義された関係があることが分かる。図１６は、アルミナ上に電極がある設計について、ＦＨの変化と静電電圧とを示す。
【００３７】
要するに、（１４０などの）静電駆動器を使用して、（１４２などの）間隔を調節する。静電駆動器は、（１４６などの）導電性表面を含む（１４４などの）第１本体と、間隔によって導電性表面から隔置された（１５０などの）本体表面を有する（１４８などの）第２本体とを備える。（１５４などの）導体面を備えた（１５２などの）導体層が、第２本体の本体表面から絶縁状態で引込んでいる。（１５６などの）駆動器電極は、導体面に配置され、間隔を挟んで導電性表面に面する（１５８などの）電極面を有する。駆動器電極は半絶縁性材料を備える。半絶縁性材料は、間隔の絶縁破壊による導体層と導電性表面との短絡を防止する電気抵抗と厚さＴとの組合せを有する。
【００３８】
本発明の様々な実施形態の多くの特徴および利点を、本発明の様々な実施形態の構造および機能の詳細とともに、以上の説明で述べて来たが、この開示は例示的なものにすぎず、請求の範囲で表明されている条件の一般的な広い意味により示される全範囲まで、本発明の原理内で、細部に、特に部品の構造および構成に関して変更できることを理解されたい。例えば、静電駆動器システムの特定の用途に応じて、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、ほぼ同じ機能を維持しながら、特定の要素を変化させることができる。また、本明細書で説明した好ましい実施形態は、２つの物体間の間隔を制御する静電駆動器システムを指向するが、本発明の教示は、本発明の範囲から逸脱することなく、さらに複雑な位置決め構成にて複数の物体間の複数の間隔を制御する複数の静電駆動器に適用できることが、当業者には認識される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】静電駆動器の第１の実施形態を示す。
【図２】静電駆動器回路の線図を示す。
【図３】電極面の局所的短絡を示す。
【図４】静電駆動器の第２の実施形態を示す。
【図５】静電駆動器の第３の実施形態を示す。
【図６】ディスク・ドライブのスライダおよびディスクの第１の実施形態を示す。
【図７】ディスク・ドライブの斜視図を示す。
【図８】スライダの第２の実施形態を示す。
【図９】図８の線９−９’に沿って見た部分断面図を示す。
【図１０】図８の一部の拡大図を示す。
【図１１】スライダの接触パッドおよび接続リード線を示す。
【図１２】スライダの第３の実施形態を示す。
【図１３】図８から図１１に示した構成の電極面の様々な窪み深さについて、電極電圧の関数として磁極とディスク間隔のグラフを示す。
【図１４】図２に示した構成の電極面の様々な窪み深さについて、電極電圧の関数として磁極とディスク間隔のグラフを示す。
【図１５】スライダの第４の実施形態を示す。
【図１６】図５に示した構成について、電極電圧の関数として極とディスク間隔のグラフを示す。
【符号の説明】
【００４０】
１００  ディスク・ドライブ
１０２  ベース
１０６  ディスク・パック
１０８  ディスク・クランプ
１１０  スライダ
１１２  サスペンション
１１４  アーム
１１６  駆動器
１１８  音声コイル・モータ
１２０  旋回シャフト
１２２  アーチ形路
１２４  ディスク内径
１２６  ディスク外径
１３０  サーボ・エレクトロニクス
１４０  静電駆動器
１４２  間隔
１４４  第１本体
１４６  導電性表面
１４８  第２本体
１５０  本体表面
１５２  導体層
１５４  導体面
１５６  駆動器電極
１５８  電極面
１７０  静電駆動器回路
１７２  静電駆動器
１７４、１７６  導体
１７８  電位源
１８０  電圧源
１８２  電気抵抗
１８４  間隔
１８６  粒子
１８８  導電性表面
１９０  半絶縁性材料
１９２  電気抵抗
１９４  電極面
１９６  キャパシタンス
２００  縦軸
２０２  横軸
２０４  電極表面幅
２０６  垂直点線
２０８  水平点線
２１０  実線
２１２  局所的部分
２２０  駆動器
２２２  サスペンション
２２４  名目間隔
２２６  調節した間隔
２３０  ばね要素
２３２、２３４  並進運動要素
２４０  駆動器
２４２  電気絶縁層
２４４  接触パッド
２４６  接続リード線
２４８  軟質リード線
２５０  共通導体
２６０  スライダ
２６２  ディスク
２６３  導電性表面
２６４  スライダ表面
２６６  後側
２６８  底側
２７０  隆起表面
２７２  読み書きヘッド
２７４  導体層
２７５  ヘッド表面
２７６  空隙
２７８  絶縁層
２８０  導体面
２８２  駆動器電極
２８４  電極面
２８６  静電荷電部分
３００  スライダ
３０２  基板
３０４  後側
３０６  底側
３０８、３１０、３１２、３１４  隆起表面
３０９  空隙
３１６  読み書きヘッド
３１８、３２０、３２２  絶縁層
３２４  リード線
３３０  駆動器電極
３３２、３３４、３３６、３３８  ボンディング・パッド
３４０  ボンディング・パッド／縦軸
３５０  スライダ
３５２  トレンチ
３７０  スライダ
３７２  駆動器電極
【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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【図１６】
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