(57)【要約】      （修正有）【課題】耐衝撃性を向上させ、アクチュエータの安定したストローク及び共振特性を得ることができるヘッド素子の微小位置決め用アクチュエータと、このアクチュエータを備えたヘッドジンバルアセンブリ及びディスク装置を提供する。【解決手段】基部と基部から突出した駆動信号に従って変位可能な１対の可動アーム部とを備え、ヘッド素子を有するヘッドスライダを上述の１対の可動アーム部間に設けることにより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、１対の可動アーム部の各々が弾性を有するセラミック焼結体によって形成されており、根元から先端までほぼ同一断面形状を有するアーム部材と、アーム部材の側面に形成された圧電駆動部と、アーム部材の先端部の内側面に形成された突起とを備え、ヘッドスライダの側面がアーム部材の突起部分及び突起より先端側においてアーム部材の内側面に接着されている。【選択図】      図５
2004158163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、該基部から突出しており駆動信号に従って変位可能な１対の可動アーム部とを備えており、少なくとも１つのヘッド素子を有するヘッドスライダを前記１対の可動アーム部間に設けることにより前記少なくとも１つの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、
前記１対の可動アーム部の各々が、弾性を有するセラミック焼結体によって形成されており根元から先端までほぼ同一断面形状を有するアーム部材と、該アーム部材の側面に形成された圧電駆動部と、該アーム部材の先端部の内側面に付加的に形成されたテーパ面を有する突起とを備えており、前記ヘッドスライダの側面が前記アーム部材の前記突起部分及び該突起より先端側において該アーム部材の内側面に接着されるように構成されていることを特徴とするヘッド素子の微小位置決め用アクチュエータ。
【請求項２】
前記基部が弾性を有するセラミック焼結体から形成されており、前記突起が厚膜印刷材料で形成され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】
前記セラミック焼結体が、酸化ジルコニウムであることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記厚膜印刷材料が、金属材料であることを特徴とする請求項２又は３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記厚膜印刷材料が、セラミック焼結体であることを特徴とする請求項２又は３に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記突起の前記テーパ面が、前記アーム部材の前後方向に位置し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】
前記突起の前記テーパ面が、平面であることを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記突起の前記テーパ面が、曲面であることを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
略コ字状の平面形状を有していることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
少なくとも１つのヘッド素子を有するヘッドスライダと、該ヘッドスライダを支持しており前記少なくとも１つの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と、該アクチュエータが固着された支持機構とを備えたヘッドジンバルアセンブリであって、
前記アクチュエータが、前記支持機構に固着された基部と、前記ヘッドスライダを間に挟設すべく前記基部から突出しており駆動信号に従って変位可能な１対の可動アーム部とを備えており、該１対の可動アーム部の各々が、弾性を有するセラミック焼結体によって形成されており根元から先端までほぼ同一断面形状を有するアーム部材と、該アーム部材の側面に形成された圧電駆動部と、該アーム部材の先端部の内側面に付加的に形成されたテーパ面を有する突起とを備えており、前記ヘッドスライダの側面が前記アーム部材の前記突起部分及び該突起より先端側において該アーム部材の内側面に接着されていることを特徴とするヘッド素子の微小位置決め用アクチュエータを備えたヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１１】
前記アクチュエータの前記基部が弾性を有するセラミック焼結体から形成されており、前記アクチュエータの前記突起が厚膜印刷材料で形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１２】
前記セラミック焼結体が、酸化ジルコニウムであることを特徴とする請求項１１に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１３】
前記厚膜印刷材料が、金属材料であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１４】
前記厚膜印刷材料が、セラミック焼結体であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１５】
前記アクチュエータの前記突起の前記テーパ面が、前記アーム部材の前後方向に位置していることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１６】
前記突起の前記テーパ面が、平面であることを特徴とする請求項１５に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１７】
前記突起の前記テーパ面が、曲面であることを特徴とする請求項１５に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１８】
前記アクチュエータが、略コ字状の平面形状を有していることを特徴とする請求項１０から１７のいずれか１項に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１９】
前記ヘッドスライダの側面と前記アーム部材の内側面とが液体接着剤によって接着されていることを特徴とする請求項１０から１８のいずれか１項に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項２０】
前記ヘッドスライダの前記少なくとも１つのヘッド素子が、少なくとも１つの薄膜磁気ヘッド素子であることを特徴とする請求項１０から１９のいずれか１項に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項２１】
前記ヘッドスライダの前記少なくとも１つのヘッド素子が、少なくとも１つの光ヘッド素子であることを特徴とする請求項１０から１９のいずれか１項に記載のヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項２２】
請求項１０から２１のいずれか１項に記載のヘッドジンバルアセンブリを少なくとも１つ備えたことを特徴とするディスク装置。
【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、このアクチュエータを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）及びこのＨＧＡを備えたディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置では、ＨＧＡの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、特許文献１、特許文献２）。
【０００５】
この種のアクチュエータとして、ピギーバック構造のアクチュエータが存在する。このピギーバック構造のアクチュエータは、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による圧電部材でＩ字形状に一体形成してなるものであり、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。
【０００６】
このようなピギーバック構造のアクチュエータを用いたＨＧＡは、
（１）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、
（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こと、並びにアクチュエータ及び磁気ヘッドスライダが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、耐衝撃性が非常に低い、
（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ことがある、
（４）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、
（５）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る。
【０００７】
このような従来技術の上述した不都合を解消するため、本願の発明者等は、駆動信号に従って変位可能な１対の可動アーム部の先端部の間にヘッドスライダを設けたアクチュエータを提案している（特許文献３）。
【０００８】
このように可動アーム部間にヘッドスライダを位置させる構造のアクチュエータによれば、アクチュエータを設けてもその部分でＨＧＡの厚みが増大せず、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、ピギーバック構造のアクチュエータよりも耐衝撃性は向上する。しかも、可動アーム部間にヘッドスライダが存在する構造としているため、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することができる。
【０００９】
【特許文献１】
米国特許第５７４５３１９号明細書
【特許文献２】
特開平８−１８０６２３号公報
【特許文献３】
特開２００２−７４８７０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献３に記載されたアクチュエータは、弾性を有するセラミック焼結体によって形成された可動アームの先端部に設けられたスライダの固着部がこれら可動アーム部から内側方向へ突出しているため、衝撃を受けた際にその付け根の部分に応力が集中してしまい破壊され易いことから、耐衝撃性を大幅には向上することができなかった。
【００１１】
従って本発明の目的は、耐衝撃性をより向上させることができるヘッド素子の微小位置決め用アクチュエータ、このアクチュエータを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えたディスク装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、ヘッドスライダと安定した接着を行うことができるヘッド素子の微小位置決め用アクチュエータ、このアクチュエータを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えたディスク装置を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、アクチュエータの安定したストローク及び共振特性を得ることができる、ヘッド素子の微小位置決め用アクチュエータ、このアクチュエータを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えたディスク装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基部と、基部から突出しており駆動信号に従って変位可能な１対の可動アーム部とを備えており、少なくとも１つのヘッド素子を有するヘッドスライダを上述の１対の可動アーム部間に設けることにより少なくとも１つの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に関する。特に本発明によれば、アクチュエータは、１対の可動アーム部の各々が、弾性を有するセラミック焼結体によって形成されており根元から先端までほぼ同一断面形状を有するアーム部材と、アーム部材の側面に形成された圧電駆動部と、アーム部材の先端部の内側面に付加的に形成されたテーパ面を有する突起とを備えており、ヘッドスライダの側面がアーム部材の突起部分及び突起より先端側においてアーム部材の内側面に接着されるように構成されている。
【００１５】
本発明は、さらに、少なくとも１つのヘッド素子を有するヘッドスライダと、ヘッドスライダを支持しており少なくとも１つの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と、アクチュエータが固着された支持機構とを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを少なくとも１つ備えたディスク装置に関する。特に本発明によれば、アクチュエータが、支持機構に固着された基部と、ヘッドスライダを間に挟設すべく基部から突出しており駆動信号に従って変位可能な１対の可動アーム部とを備えており、１対の可動アーム部の各々が、弾性を有するセラミック焼結体によって形成されており根元から先端までほぼ同一断面形状を有するアーム部材と、アーム部材の側面に形成された圧電駆動部と、アーム部材の先端部の内側面に付加的に形成されたテーパ面を有する突起とを備えており、ヘッドスライダの側面がアーム部材の突起部分及び突起より先端側においてアーム部材の内側面に接着されている。
【００１６】
各可動アーム部のアーム部材は、セラミック焼結体で形成されているがその先端までほぼ同一断面形状を有するように、即ち段差のないフラットな形状に構成されている。このため、衝撃が印加された場合にも、特定の部分に応力が集中することがないので耐衝撃性が著しく向上する。特に本発明では、アーム部材の先端部の内側面に付加的に形成された突起がテーパ面を有しているので、応力集中をより効果的に回避することができる。さらに、ヘッドスライダの側面がこの突起部分及び突起より先端側においてアーム部材の内側面に接着されるので、接着領域が従って接着剤の量が均一に制御可能となる。その結果、接着力の安定化を図ることができ、アクチュエータのストローク及び共振特性が非常に安定化する。
【００１７】
もちろん、駆動信号に従って変位可能な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その部分で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、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伸ばせることとなる。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。
【００１８】
基部が弾性を有するセラミック焼結体から形成されており、突起が厚膜印刷材料で形成されていることが好ましい。この場合、厚膜印刷材料が、金属材料又はセラミック焼結体であるかもしれない。
【００１９】
セラミック焼結体が、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）であることがより好ましい。
【００２０】
突起のテーパ面が、アーム部材の前後方向に位置していることも好ましい。
【００２１】
この突起のテーパ面が、平面又は曲面であることも好ましい。
【００２２】
アクチュエータが略コ字状の平面形状を有していることが好ましい。
【００２３】
本発明のＨＧＡでは、ヘッドスライダの側面とアーム部材の内側面とが液体接着剤又はフィルム状接着材によって接着されていることが好ましい。ヘッドスライダとアクチュエータとの接着に、フィルム状の接着材を用いれば、その接着作業が非常に容易となり、接着従って組立に要する時間が大幅に短縮化される。
【００２４】
ヘッドスライダの前記少なくとも１つのヘッド素子が、少なくとも１つの薄膜磁気ヘッド素子又は光ヘッド素子であることも好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態として、磁気ディスク装置の要部の構成を概略的に示す斜視図であり、図２はＨＧＡ全体を表す斜視図であり、図３及び図４はＨＧＡの先端部を互いに異なる方向から見た斜視図である。
【００２６】
図１において、１０は軸１１の回りを回転する複数の磁気ディスク、１２は磁気ヘッドスライダをトラック上に位置決めするためのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）ハウジングをそれぞれ示している。ＶＣＭハウジング１２は、軸１３を中心にして角揺動可能なキャリッジ１４と、このキャリッジ１４を角揺動駆動するＶＣＭからなる主アクチュエータ１５とから主として構成されている。
【００２７】
キャリッジ１４には、軸１３に沿った方向にスタックされた複数の駆動アーム１６の基部が取り付けられており、各駆動アーム１６の先端部にはＨＧＡ１７が固着されている。各ＨＧＡ１７は、その先端部に設けられている磁気ヘッドスライダが、各磁気ディスク１０の表面に対して対向するように駆動アーム１６の先端部に設けられている。
【００２８】
図２〜図４に示すように、ＨＧＡは、磁気ヘッド素子２１ａを有する磁気ヘッドスライダ２１の側面を挟持しており磁気ヘッド素子２１ａの精密位置決めを行うためのアクチュエータ２２をサスペンション２０の先端部に固着して構成される。
【００２９】
図１に示す主アクチュエータ１５はＨＧＡ１７を取り付けた駆動アーム１６を変位させてアセンブリ全体を動かすために設けられており、アクチュエータ２２はそのような主アクチュエータ１５では駆動できない微細な変位を可能にするために設けられている。
【００３０】
サスペンション２０は、ベースプレート２３と、ロードビーム２４と、これらベースプレート２３及びロードビーム２４を互いに連結する弾性を有するヒンジ２５と、ロードビーム２４及びヒンジ２５上に固着支持された弾性を有するフレクシャ２６と、ベースプレート２３の取り付け部２３ａに設けられた円形ベースプレート２７とから主として構成されている。
【００３１】
フレクシャ２６は、ベースプレート２４に設けられたディンプル（図示なし）に押圧される軟らかい舌部２６ａを一方の端部に有しており、この舌部２６ａ上には、ポリイミド等による絶縁層２６ｂを介してアクチュエータ２２の基部２２ａが固着されている。このフレクシャ２６は、舌部２６ａでアクチュエータ２２を介して磁気ヘッドスライダ２１を柔軟に支えるような弾性を持っている。フレクシャ２６は、本実施形態では、厚さ約２５μｍのステンレス鋼板（例えばＳＵＳ３０４ＴＡ）によって構成されている。なお、フレクシャ２６とロードビーム２４及びヒンジ２５との固着は、複数個所のピンポイント溶接によってなされている。
【００３２】
ヒンジ２５は、ロードビーム２４にアクチュエータ２２を介してスライダ２１を磁気ディスク方向に押えつける力を与えるための弾性を有している。このヒンジ２５は、本実施形態では、厚さ約３８μｍのステンレス鋼板によって構成されている。
【００３３】
ベースプレート２３は、本実施形態では、約１００μｍ厚のステンレス鋼板で構成されており、ヒンジ２５をその全面に渡って支持している。ただし、ロードビーム２３とヒンジ２５との固着は、複数個所のピンポイント溶接によってなされている。また、ロードビーム２４も、本実施形態では、約１００μｍ厚のステンレス鋼板で構成されており、ヒンジ２５にその端部において固着されている。ただし、ロードビーム２４とヒンジ２５との固着も、複数個所のピンポイント溶接によってなされている。なお、このロードビーム２４の先端には、非動作時にＨＧＡを磁気ディスク表面から離しておくためのリフトタブ２４ａが設けられている。
【００３４】
円形ベースプレート２７は、本実施形態では、約１５０μｍ厚のステンレス鋼又は鉄で構成されており、ベースプレート２３の基部の取り付け部２３ａに溶接によって固着されている。この円形ベースプレート２７が駆動アーム１６（図１）に取り付けられる。
【００３５】
フレクシャ２６上には、積層薄膜パターンによる複数のリード導体を含む可撓性の配線部材２８が形成又は載置されている。配線部材２８は、フレクシブルプリント回路（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＣ）のごとく金属薄板上にプリント基板を作成するのと同じ公知のパターニング方法で形成されている。この配線部材２８は、例えば、厚さ約５〜１５μｍのポリイミド等の樹脂材料による第１の絶縁性材料層、パターン化された厚さ約４μｍのＣｕ層（リード導体層）及び厚さ約３〜５μｍのポリイミド等の樹脂材料による第２の絶縁性材料層をこの順序でフレクシャ２６側から順次積層することによって形成される。ただし、磁気ヘッド素子、アクチュエータ及び外部回路と接続するための接続パッドの部分は、Ｃｕ層上にＡｕ層が積層形成されており、その上に絶縁性材料層は形成されていない。
【００３６】
本実施形態においてこの配線部材２８は、磁気ヘッド素子に接続される片側２本、両側で計４本のリード導体を含む第１の配線部材２８ａと、アクチュエータ２２に接続される片側１本、両側で計２本のリード導体を含む第２の配線部材２８ｂとから構成されている。
【００３７】
第１の配線部材２８ａのリード導体の一端は、フレクシャ２６の先端部において、このフレクシャ２６から切り離されており自由運動できる分離部２６ｃ上に設けられた磁気ヘッド素子用接続パッド２９に接続されている。接続パッド２９は、磁気ヘッドスライダ２１の端子電極２１ｂに金ボンディング、ワイヤボンディング又はステッチボンディング等により接続されている。第１の配線部材２８ａのリード導体の他端は外部回路と接続するための外部回路用接続パッド３０に接続されている。
【００３８】
第２の配線部材２８ｂのリード導体の一端は、フレクシャ２６の舌部２６ａの絶縁層２６ｂ上に形成されたアクチュエータ用接続パッド３１に接続されており、この接続パッド３１はアクチュエータ２２の基部２２ａに設けられたＡチャネル及びＢチャネル信号端子電極２２ｂ及び２２ｃにそれぞれ接続されている。第２の配線部材２８ｂのリード導体の他端は外部回路と接続するための外部回路用接続パッド３０に接続されている。
【００３９】
本発明のＨＧＡにおけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。なお、図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップを装着してもよい。
【００４０】
図５は本実施形態におけるアクチュエータの構造を示す斜視図であり、図６はこのアクチュエータの一方の可動アーム部分を拡大して示す斜視図であり、図７はこのアクチュエータと磁気ヘッドスライダとの接着構造を示す斜視図であり、図８はこのアクチュエータと磁気ヘッドスライダとの接着構造を示す平面図である。
【００４１】
図５〜図８に示すように、アクチュエータ２２は、その平面形状が略コ字状となっており、サスペンションに固着される基部５０（２２ａ）の両端から１対の可動アーム部５１及び５２がほぼ垂直に伸びている。可動アーム部５１及び５２は、それぞれ、アーム部材５１ａ及び５２ａと、これらアーム部材５１ａ及び５２ａの側面に形成された圧電素子５１ｂ及び５２ｂと、アーム部材５１ａ及び５２ａの先端部の内側面に付加的に形成された突起５１ｃ及び５２ｃとから構成されている。
【００４２】
基部５０並びにアーム部材５１ａ及び５２ａは、ＺｒＯ２などの弾性を有するセラミック焼結体で一体的に形成されている。このように、アクチュエータの主要部を剛性の高い即ちたわみに対して強いセラミック焼結体とすることにより、アクチュエータ全体をＰＺＴで構成する場合よりも耐衝撃性は向上する。
【００４３】
本実施形態では、アーム部材５１ａ及び５２ａの形状が基部５０に結合する部分からそれらの先端部まで、ほぼ同一の断面形状となるように、即ち段差のないフラットな形状となっている。
【００４４】
突起５１ｃ及び５２ｃは、アーム部材５１ａ及び５２ａとは別個に、金属材料又はセラミック焼結体などの厚膜印刷材料をアーム部材５１ａ及び５２ａの内側表面にスクリーン印刷しアーム部材及び基部と同時焼結することによって形成されている。これら突起５１ｃ及び５２ｃは、本実施形態では前後方向（アーム部材の先端及び後端方向）に平面形状のテーパ面５１ｃｆ及び５１ｃｂを有する形状に形成されている。使用される金属材料としては、例えば白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケルパラジウム（ＰｄＮｉ）、金（Ａｕ）などがあり、セラミック焼結体としては、例えば、アーム部材と同じＺｒＯ２などがある。
【００４５】
磁気ヘッドスライダ２１はこのフラットな形状のアーム部材５１ａ及び５２ａの先端部間に挟み込まれ、その側面がこれら突起５１ｃ及び５２ｃ部分及び突起５１ｃ及び５２ｃより先端側のアーム部材５１ａ及び５２ａに塗布されたエポキシなどによる液体系接着剤による接着剤層５３及び５４（図７及び図８）によってアーム部材の内側面に接着される。接着剤層５３及び５４として、液体系接着剤の代わりに異方性導電フィルム（ＡＣＦ、Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）などのフィルム状接着シートを用いることも可能である。磁気ヘッドスライダ２１とアーム部材５１ａ及び５２ａとの接着に、フィルム状の接着材を用いれば、その接着作業が非常に容易となり、接着従って組立に要する時間が大幅に短縮化される。
【００４６】
アクチュエータ２２の厚さは、アクチュエータ実装によりＨＧＡの厚さを増大させないように、挟設すべき磁気ヘッドスライダの厚さ以下に設定されている。逆にいえば、アクチュエータ２２の厚さを挟設すべき磁気ヘッドスライダの厚さまで大きくすることによって、ＨＧＡの厚さを増大させることなくアクチュエータ自体の強度を上げることができる。
【００４７】
圧電素子５１ｂ及び５２ｂの各々は、図６に示すように、逆圧電効果又は電歪効果により伸縮する圧電・電歪材料層６０と信号電極層６１とグランド電極層６２とが交互に積層された多層構造となっている。信号電極層６１は図３及び図４に示すＡチャネル又はＢチャネル信号端子電極２２ｂ又は２２ｃに接続されており、グランド電極層６２はグランド端子電極を介してグランド接続パッドに接続されている。
【００４８】
圧電・電歪材料層６０がＰＺＴ等のいわゆる圧電材料から構成されており、通常、変位性能向上のための分極処理が施されている。この分極処理による分極方向は、圧電素子の積層方向である。電極層に電圧を印加したときの電界の向きが分極方向と一致する場合、両電極間の圧電・電歪材料層はその厚さ方向に伸長（圧電縦効果）し、その面内方向では収縮（圧電横効果）する。一方、電界の向きが分極方向と逆である場合、圧電・電歪材料層はその厚さ方向に収縮（圧電縦効果）し、その面内方向では伸長（圧電横効果）する。
【００４９】
圧電素子５１ｂ及び５２ｂに、収縮又は伸長を生じさせる電圧を印加すると、各圧電素子部分がその都度収縮又は伸長し、これによって可動アーム部５１及び５２の各々は、Ｓ字状に撓みその先端部が横方向に直線的に揺動する。その結果、磁気ヘッドスライダ２１も同様に横方向に直線的に揺動する。このように、角揺動ではなく、直線揺動であるため、磁気ヘッド素子のより精度の高い位置決めが可能となる。
【００５０】
両圧電素子に、互いに逆の変位が生じるような電圧を同時に印加してもよい。即ち、一方の圧電素子と他方の圧電素子とに、一方が伸長したとき他方が収縮し、一方が収縮したとき他方が伸長するような交番電圧を同時に印加してもよい。このときの可動アーム部の揺動は、電圧無印加時の位置を中央とするものとなる。この場合、駆動電圧を同じとしたときの揺動の振幅は、電圧を交互に印加する場合の約２倍となる。ただし、この場合、揺動の一方の側では圧電素子を伸長させることになり、このときの駆動電圧は分極の向きと逆となる。このため、印加電圧が高い場合や継続的に電圧印加を行う場合には、圧電・電歪材料の分極が減衰するおそれがある。従って、分極と同じ向きに一定の直流バイアス電圧を加えておき、このバイアス電圧に上述の交番電圧を重畳したものを駆動電圧とすることにより、駆動電圧の向きが分極の向きと逆になることがないようにする。この場合の揺動は、バイアス電圧だけを印加したときの位置を中央とするものとなる。
【００５１】
なお、圧電・電歪材料とは、逆圧電効果または電歪効果により伸縮する材料を意味する。圧電・電歪材料は、上述したようなアクチュエータの変位発生部に適用可能な材料であれば何であってもよいが、剛性が高いことから、通常、ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３］、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ３）、ＰＬＺＴ［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３］、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）等のセラミックス圧電・電歪材料が好ましい。
【００５２】
このように、本実施形態では、アーム部材５１ａ及び５２ａをフラットな形状とし、その先端部にテーパ面を有する突起５１ｃ及び５２ｃを別部材として設けることにより、衝撃が印加された場合にも、アクチュエータ２２の特定の部分に応力が集中することを回避できるので耐衝撃性が著しく向上する。
【００５３】
実際に、特許文献３に記載されたアクチュエータを磁気ヘッドスライダに接着した構造と、図７及び図８に示す本実施形態のアクチュエータを磁気ヘッドスライダに接着した構造とについて、８００Ｇの衝撃力を０．５秒間印加することを繰り返す衝撃試験を行った。両アクチュエータのアーム部材は、長さが約１．５ｍｍ、高さが約０．２５ｍｍ、厚さが約０．０５ｍｍに統一した。特許文献３に記載された構造ではアーム部材自体がその先端部において内側に約０．０５ｍｍ突出しており、本実施形態の構造では突起５１ｃ及び５２ｃの各々を、高さが約０．０１２ｍｍ、底面の長さが約０．１ｍｍ、テーパ面の底面に対する角度が約６０°と構成した。その結果、特許文献３に記載された構造では、１〜２回の衝撃力印加で破壊が生じたのに対し、本実施形態の構造では、１４〜１５回の衝撃力印加で初めて破壊が生じた。
【００５４】
また、本実施形態では、突起５１ｃ及び５２ｃによって接着剤層５３及び５４の厚さ及び接着領域が規定されるので、接着剤の量を均一に制御することが可能となる。その結果、接着力の安定化を図ることができ、アクチュエータのストローク及び共振特性が非常に安定化する。
【００５５】
図９及び図１０は接着剤層の厚さに対するアクチュエータのストローク特性及び共振周波数特性のシミュレーション結果を表している。これらの図に示すように、アクチュエータのストロークは接着剤層が厚くなると増大し、共振周波数は接着剤層が厚くなると低くなるので、突起５１ｃ及び５２ｃを設けることによって接着剤層５３及び５４の厚さを適宜制御すれば、所望のストローク特性及び共振周波数特性を得ることができる。
【００５６】
図１１は接着剤層の長さＬ（可動アーム部の軸方向の長さ）に対するアクチュエータのストローク特性のシミュレーション結果を表しており、図１２は接着剤層の長さＬをパラメータとして変えた場合の共振周波数特性のシミュレーション結果を表している。これらの図に示すように、アクチュエータのストロークは接着剤層が長くなると減少し、共振周波数は接着剤層が長くなると高くなるので、突起５１ｃ及び５２ｃを設けることによって接着剤層５３及び５４の長さ、即ち接着領域の長さを適宜制御すれば、所望のストローク特性及び共振周波数特性を得ることができる。
【００５７】
本実施形態によれば、さらにまた、可動アーム部５１及び５２間に磁気ヘッドスライダ２１の側面を挟み込むように構成しているため、アクチュエータ２２を設けてもその部分でＨＧＡの厚みが増大しない。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。しかも、アクチュエータ２２及び磁気ヘッドスライダ２１の複合体がカンチレバー構造とはなっていないため、その意味からも耐衝撃性が向上する。さらに、可動アーム部５１及び５２間に磁気ヘッドスライダ２１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５１及び５２の先端部が磁気ヘッドスライダ２１の先端まで伸ばせることとなる。このため、磁気ヘッドスライダ２１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。
【００５８】
図１３は本発明の他の実施形態におけるアクチュエータの構造を示す斜視図であり、図１４はこのアクチュエータの一方の可動アーム部分を拡大して示す斜視図であり、図１５はこのアクチュエータと磁気ヘッドスライダとの接着構造を示す斜視図であり、図１６はこのアクチュエータと磁気ヘッドスライダとの接着構造を示す平面図である。
【００５９】
本実施形態における磁気ディスク装置及びＨＧＡは、そのアクチュエータにおける突起のテーパ面の形状が異なること以外は、図１の実施形態の場合と同様の構成、動作及び作用効果を有している。従って、図１３〜図１６において、図１の実施形態の場合と同様の構成要素については、同じ参照番号が付されている。
【００６０】
本実施形態におけるアクチュエータにおいて、図１４により明確に示されているように、突起５１ｃ´（５２ｃ´）は、前後方向（アーム部材の先端及び後端方向）に円弧状の断面を備えた曲面形状のテーパ面５１ｃｆ´及び５１ｃｂ´を有している点が異なっている。
【００６１】
図１７は本発明のさらに他の実施形態におけるアクチュエータの構造を示す斜視図であり、図１８はこのアクチュエータの一方の可動アーム部分を拡大して示す斜視図であり、図１９はこのアクチュエータと磁気ヘッドスライダとの接着構造を示す斜視図であり、図２０はこのアクチュエータと磁気ヘッドスライダとの接着構造を示す平面図である。
【００６２】
本実施形態における磁気ディスク装置及びＨＧＡは、そのアクチュエータにおける突起の形状が異なること以外は、図１の実施形態の場合と同様の構成、動作及び作用効果を有している。従って、図１７〜図２０において、図１の実施形態の場合と同様の構成要素については、同じ参照番号が付されている。
【００６３】
本実施形態におけるアクチュエータにおいて、図１８により明確に示されているように、突起５１ｃ´´（５２ｃ´´）は、頂面の面積が小さく前後方向（アーム部材の先端及び後端方向）に形成された平面形状のテーパ面５１ｃｆ´´及び５１ｃｂ´´から主として構成されており、全体として三角柱状となっている点が異なっている。
【００６４】
本発明における突起のテーパ面は、上述した実施形態の形状に限定されるものではなく、種々の形状のものが適用可能である。
【００６５】
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及びこのアクチュエータを備えたＨＧＡ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及びこのアクチュエータを備えたＨＧＡにも適用可能である。
【００６６】
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。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、各可動アーム部のアーム部材は、セラミック焼結体で形成されているがその先端までほぼ同一断面形状を有するように、即ち段差のないフラットな形状に構成されている。このため、衝撃が印加された場合にも、特定の部分に応力が集中することがないので耐衝撃性が著しく向上する。特に、アーム部材の先端部の内側面に付加的に形成された突起がテーパ面を有しているので、応力集中をより効果的に回避することができる。さらに、ヘッドスライダの側面がこの突起部分及び突起より先端側においてアーム部材の内側面に接着されるので、接着領域が従って接着剤の量が均一に制御可能となる。その結果、接着力の安定化を図ることができ、アクチュエータのストローク及び共振特性が非常に安定化する。
【００６８】
また、駆動信号に従って変位可能な１対の可動アーム部間にヘッドスライダが位置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その部分で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、可動アーム部間にヘッドスライダを設け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伸ばせることとなる。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、磁気ディスク装置の要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の実施形態におけるＨＧＡ全体を表す斜視図である。
【図３】図１の実施形態におけるＨＧＡの先端部の斜視図である。
【図４】図１の実施形態におけるＨＧＡの先端部を図３とは異なる方向から見た斜視図である。
【図５】図１の実施形態におけるアクチュエータの構造を示す斜視図である。
【図６】図５のアクチュエータにおける一方の可動アーム部分を拡大して示す斜視図である。
【図７】図１の実施形態におけるアクチュエータと磁気ヘッドスライダとの接着構造を示す斜視図である。
【図８】図１の実施形態におけるアクチュエータと磁気ヘッドスライダとの接着構造を示す平面図である。
【図９】接着剤層の厚さに対するアクチュエータのストローク特性のシミュレーション結果を表す図である。
【図１０】接着剤層の厚さに対するアクチュエータの共振周波数特性のシミュレーション結果を表す図である。
【図１１】接着剤層の長さに対するアクチュエータのストローク特性のシミュレーション結果を表す図である。
【図１２】接着剤層の長さをパラメータとして変えた場合の共振周波数特性のシミュレーション結果を表す図である。
【図１３】本発明の他の実施形態におけるアクチュエータの構造を示す斜視図である。
【図１４】図１３のアクチュエータにおける一方の可動アーム部分を拡大して示す斜視図である。
【図１５】図１３の実施形態におけるアクチュエータと磁気ヘッドスライダとの接着構造を示す斜視図である。
【図１６】図１３の実施形態におけるアクチュエータと磁気ヘッドスライダとの接着構造を示す平面図である。
【図１７】本発明のさらに他の実施形態におけるアクチュエータの構造を示す斜視図である。
【図１８】図１７のアクチュエータにおける一方の可動アーム部分を拡大して示す斜視図である。
【図１９】図１７の実施形態におけるアクチュエータと磁気ヘッドスライダとの接着構造を示す斜視図である。
【図２０】図１７の実施形態におけるアクチュエータと磁気ヘッドスライダとの接着構造を示す平面図である。
【符号の説明】
１０  磁気ディスク
１１、１３  軸
１２  ＶＣＭハウジング
１４  キャリッジ
１５  ＶＣＭ
１６  駆動アーム
１７  ＨＧＡ
２０  サスペンション
２１  磁気ヘッドスライダ
２１ａ  磁気ヘッド素子
２１ｂ  端子電極
２２  アクチュエータ
２２ａ、５０  基部
２２ｂ、２２ｃ  信号端子電極
２３  ベースプレート
２３ａ  取り付け部
２４  ロードビーム
２４ａ  リフトタブ
２５  ヒンジ
２６  フレクシャ
２６ａ  舌部
２６ｂ  絶縁層
２６ｃ  分離部
２７  円形ベースプレート
２８  配線部材
２８ａ  第１の配線部材
２８ｂ  第２の配線部材
２９  磁気ヘッド素子用接続パッド
３０  外部回路用接続パッド
３１  アクチュエータ用接続パッド
５１、５２  可動アーム部
５１ａ、５２ａ  アーム部材
５１ｂ、５２ｂ  圧電素子
５１ｃ、５２ｃ、５１ｃ´、５２ｃ´、５１ｃ´´、５２ｃ´´  突起
５１ｃｂ、５１ｃｆ、５１ｃｂ´、５１ｃｆ´、５１ｃｂ´´、５１ｃｆ´´テーパ面
５３、５４  接着剤層
６０  圧電・電歪材料層
６１  信号電極層
６２  グランド電極層
【図１】
2004158163.tif 000003
【図２】
2004158163.tif 000004
【図３】
2004158163.tif 000005
【図４】
2004158163.tif 000006
【図５】
2004158163.tif 000007
【図６】
2004158163.tif 000008
【図７】
2004158163.tif 000009
【図８】
2004158163.tif 000010
【図９】
2004158163.tif 000011
【図１０】
2004158163.tif 000012
【図１１】
2004158163.tif 000013
【図１２】
2004158163.tif 000014
【図１３】
2004158163.tif 000015
【図１４】
2004158163.tif 000016
【図１５】
2004158163.tif 000017
【図１６】
2004158163.tif 000018
【図１７】
2004158163.tif 000019
【図１８】
2004158163.tif 000020
【図１９】
2004158163.tif 000021
【図２０】
2004158163.tif 000022