(57)【要約】微小駆動ユニットでは、第１圧電アクチュエータ（２８）は、支持部材（２４）に固着される基部端（２８ａ）から可動端（２８ｂ）に向かって第１方向に沿って延びる。第２圧電アクチュエータ（２９）は、支持部材（２４）に固着される基部端（２９ａ）から可動端（２９ｂ）に向かって第２方向に沿って延びる。第１圧電アクチュエータ（２８）の基部端（２８ａ）および第２圧電アクチュエータ（２９）の先端（２９ｂ）は、導電部材（４２）で接続される。同様に、第２圧電アクチュエータの基部端（２９ａ）および第１圧電アクチュエータ（２８）の先端（２８ｂ）は、導電部材（４３）で接続される。簡単な構造で確実に個々の圧電アクチュエータ（２８、２９）に駆動電流は供給されることができる。
2004061988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と、被駆動部材と、支持部材に固着される基部端から第１方向に沿って延び、先端で被駆動部材に固着される長尺の第１圧電アクチュエータと、支持部材に固着される基部端から、第１方向に並列であって反対向きに規定される第２方向に沿って延び、先端で被駆動部材に固着される長尺の第２圧電アクチュエータと、第１圧電アクチュエータの基部端および第２圧電アクチュエータの先端を相互に接続する第１導電部材と、第２圧電アクチュエータの基部端および第１圧電アクチュエータの先端を相互に接続する第２導電部材とを備えることを特徴とする微小駆動ユニット。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の微小駆動ユニットにおいて、前記各導電部材はワイヤボンディング部材で構成されることを特徴とする微小駆動ユニット。
【請求項３】
請求の範囲第２項に記載の微小駆動ユニットにおいて、前記各圧電アクチュエータは、前記基部端側の露出端から前記先端に向かって延びる複数の第１内部電極層と、第１内部電極層同士の間に配置されて、前記先端側の露出端から前記基部端に向かって延びる複数の第２内部電極層と、第１および第２内部電極層の間に挟み込まれる活性層との積層体から構成されることを特徴とする微小駆動ユニット。
【請求項４】
請求の範囲第３項に記載の微小駆動ユニットにおいて、前記各圧電アクチュエータは、前記基部端側の露出端に固定される第１取り出し電極と、前記先端側の露出端に固定される第２取り出し電極とを備えることを特徴とする微小駆動ユニット。
【請求項５】
請求の範囲第４項に記載の微小駆動ユニットにおいて、前記活性層はＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺで構成されることを特徴とする微小駆動ユニット。
【請求項６】
請求の範囲第５項に記載の微小駆動ユニットにおいて、前記第１および第２圧電アクチュエータは、前記被駆動部材の回転中心を基準に点対称に配置されることを特徴とする微小駆動ユニット。
【請求項７】
支持部材と、支持部材に固着される基部端から可動端に向かって第１方向に沿って延びる長尺の第１圧電アクチュエータと、支持部材に固着される基部端から可動端に向かって第２方向に沿って延びる第２圧電アクチュエータと、第１圧電アクチュエータの基部端および第２圧電アクチュエータの可動端を相互に接続するワイヤボンディング部材とを備えることを特徴とする微小駆動ユニット。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載の微小駆動ユニットにおいて、前記各圧電アクチュエータは、前記基部端側の露出端から前記可動端に向かって延びる複数の第１内部電極層と、第１内部電極層同士の間に配置されて、前記可動端側の露出端から前記基部端に向かって延びる複数の第２内部電極層と、第１および第２内部電極層の間に挟み込まれる活性層との積層体から構成されることを特徴とする微小駆動ユニット。
【請求項９】
請求の範囲第８項に記載の微小駆動ユニットにおいて、前記各圧電アクチュエータは、前記基部端側の露出端に固定される第１取り出し電極と、前記可動端側の露出端に固定される第２取り出し電極とを備えることを特徴とする微小駆動ユニット。
【請求項１０】
請求の範囲第９項に記載の微小駆動ユニットにおいて、前記活性層はＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺで構成されることを特徴とする微小駆動ユニット。
【請求項１１】
揺動アームと、揺動アームの先端から前方に延びるヘッドサスペンションと、ヘッドスライダと、ヘッドサスペンションに固着される基部端から第１方向に沿って延び、先端でヘッドスライダに固着される長尺の第１圧電アクチュエータと、ヘッドサスペンションに固着される基部端から、第１方向に並列であって反対向きに規定される第２方向に沿って延び、先端でヘッドスライダに固着される長尺の第２圧電アクチュエータと、第１圧電アクチュエータの基部端および第２圧電アクチュエータの先端を相互に接続する第１導電部材と、第２圧電アクチュエータの基部端および第１圧電アクチュエータの先端を相互に接続する第２導電部材とを備えることを特徴とする記録媒体駆動装置。
【請求項１２】
揺動アームと、揺動アームの先端から前方に延びるヘッドサスペンションと、ヘッドスライダと、ヘッドサスペンションに固着される基部端から可動端に向かって第１方向に沿って延びる長尺の第１圧電アクチュエータと、ヘッドサスペンションに固着される基部端から可動端に向かって第２方向に沿って延びる第２圧電アクチュエータと、第１圧電アクチュエータの基部端および第２圧電アクチュエータの基部端および第２圧電アクチュエータの可動端を相互に接続するワイヤボンディング部材とを備えることを特徴とする記録媒体駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、支持部材に固着される基部端から可動端に向かって第１方向に沿って延びる長尺の第１圧電アクチュエータと、支持部材に固着される基部端から可動端に向かって第２方向に沿って延びる第２圧電アクチュエータとを備える微小駆動ユニットに関する。
【背景技術】  例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）でヘッドアセンブリに組み込まれる微小駆動ユニットは広く知られる。微小駆動ユニットの２本の圧電アクチュエータは例えばヘッドサスペンションとヘッドスライダとの間に組み込まれる。個々の圧電アクチュエータには個別に駆動電流が供給される。
駆動電流の供給にあたって個々の圧電アクチュエータには個別に配線パターンが接続される。配線パターンはヘッドサスペンションの表面に形成される。配線パターンは、限られた二次元空間内に詰め込まれなければならない。特に、ＨＤＤのヘッドアセンブリでは、ヘッドサスペンションの表面上に、磁気情報の書き込みにあたって電磁変換素子まで供給される書き込み電流用の配線パターンや、磁気情報の読み出しにあたって電磁変換素子まで供給されるセンス電流用の配線パターンが形成されなければならない。圧電アクチュエータに接続される配線パターンの占有空間は一層狭められてしまう。
【発明の開示】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡単な構造で確実に個々の圧電アクチュエータに駆動電流を供給することができる微小駆動ユニットを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第１発明によれば、支持部材と、被駆動部材と、支持部材に固着される基部端から第１方向に沿って延び、先端で被駆動部材に固着される長尺の第１圧電アクチュエータと、支持部材に固着される基部端から、第１方向に並列であって反対向きに規定される第２方向に沿って延び、先端で被駆動部材に固着される長尺の第２圧電アクチュエータと、第１圧電アクチュエータの基部端および第２圧電アクチュエータの先端を相互に接続する第１導電部材と、第２圧電アクチュエータの基部端および第１圧電アクチュエータの先端を相互に接続する第２導電部材とを備えることを特徴とする微小駆動ユニットが提供される。
こういった微小駆動ユニットでは、駆動電流の供給にあたって第１圧電アクチュエータの基部端および第２圧電アクチュエータの先端に共通に１配線パターンは接続されればよい。同様に、第２圧電アクチュエータの基部端および第１圧電アクチュエータの先端に共通に１配線パターンは接続されればよい。個々の圧電アクチュエータに個別に配線パターンが接続される場合に比べて、配線パターンの占有面積は縮小されることができる。配線パターンは限られた空間内に効率的に詰め込まれることができる。支持部材の表面には十分なスペースが確保されることができる。微小駆動ユニットでは、簡単な構造で確実に個々の圧電アクチュエータに駆動電流は供給されることができる。電気的接続の確立にあたって、各圧電アクチュエータは、基部端側の露出端に固定される第１取り出し電極と、先端側の露出端に固定される第２取り出し電極とを備えればよい。各導電部材はワイヤボンディング部材で構成されればよい。導電部材は例えばワイヤボンディング法に基づき形成されればよい。
例えば、各圧電アクチュエータは、基部端側の露出端から先端に向かって延びる複数の第１内部電極層と、第１内部電極層同士の間に配置されて、先端側の露出端から基部端に向かって延びる複数の第２内部電極層と、第１および第２内部電極層の間に挟み込まれる活性層との積層体から構成されればよい。活性層に駆動電流が供給されると、いわゆる圧電横効果に基づき活性層は収縮する。第１および第２内部電極層に沿って収縮する。こうして圧電アクチュエータの収縮は実現される。活性層の収縮量は電圧の大きさに応じて決定されることができる。活性層は例えばＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺといった圧電材料から構成されればよい。
第１および第２圧電アクチュエータは、被駆動部材の回転中心を基準に点対称に配置されればよい。こうした微小駆動ユニットでは、第１および第２圧電アクチュエータが共に収縮すると、第１および第２圧電アクチュエータでは各先端は基部端に向かって引き寄せられる。こうして回転中心回りに偶力は生み出される。被駆動部材には回転中心回りで回転力が作用する。この回転力に基づき被駆動部材の姿勢変化は引き起こされることができる。
第２発明によれば、支持部材と、支持部材に固着される基部端から可動端に向かって第１方向に沿って延びる長尺の第１圧電アクチュエータと、支持部材に固着される基部端から可動端に向かって第２方向に沿って延びる第２圧電アクチュエータと、第１圧電アクチュエータの基部端および第２圧電アクチュエータの可動端を相互に接続するワイヤボンディング部材とを備えることを特徴とする微小駆動ユニットが提供される。
こういった微小駆動ユニットでは、駆動電流の供給にあたって第１圧電アクチュエータの基部端および第２圧電アクチュエータの可動端に共通に１配線パターンは接続されればよい。個々の圧電アクチュエータに個別に配線パターンが接続される場合に比べて、配線パターンの占有面積は縮小されることができる。配線バターンは限られた空間内に効率的に詰め込まれることができる。支持部材の表面には十分なスペースが確保されることができる。微小駆動ユニットでは、簡単な構造で確実に個々の圧電アクチュエータに駆動電流は供給されることができる。しかも、こうした微小駆動ユニットではワイヤボンディング部材の変形に基づき可動端の変位は十分に確保される。
各圧電アクチュエータは、前述と同様に、基部端側の露出端から可動端に向かって延びる複数の第１内部電極層と、第１内部電極層同士の間に配置されて、可動端側の露出端から基部端に向かって延びる複数の第２内部電極層と、第１および第２内部電極層の間に挟み込まれる活性層との積層体から構成されればよい。こうして圧電アクチュエータの収縮は実現される。活性層は例えばＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺといった圧電材料から構成されればよい。
以上のような微小駆動ユニットは例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった記録媒体駆動装置のヘッドアセンブリで利用されることができる。こういったヘッドアセンブリでは、ヘッドサスペンションといった支持部材と、ヘッドスライダといった被駆動部材との間に第１および第２圧電アクチュエータは挟み込まれればよい。
【図面の簡単な説明】  図１は、記録媒体駆動装置の一具体例に係るハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の構造を概略的に示す平面図である。
図２は、ヘッドサスペンションアセンブリの構造を詳細に示す拡大部分斜視図である。
図３は、第１および第２圧電アクチュエータの配置を示す平板部材の拡大平面図である。
図４は、平板部材上の圧電アクチュエータの構造を概略的に示す拡大斜視図である。
図５は、浮上ヘッドスライダの動作を概略的に示す平板部材の拡大平面図である。
図６は、第１実施形態の変形例に係る圧電アクチュエータの構造を概略的に示す拡大斜視図である。
図７は、圧電アクチュエータの製造にあたって用いられる第１および第２グリーンシートを概略的に示す斜視図である。
図８は、圧電アクチュエータの製造にあたって用いられるグリーンシートの積層体を概略的に示す斜視図である。
図９は、積層体に形成される電極薄膜を示す拡大斜視図である。
図１０は、本発明の第２実施形態に係る圧電アクチュエータの構造を概略的に示す拡大斜視図である。
図１１は、第２実施形態の変形例に係る圧電アクチュエータの動きを概略的に示す平板部材の拡大平面図である。
図１２は、本発明の第３実施形態に係る圧電アクチュエータの構造を概略的に示す平板部材の拡大平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
図１は記録媒体駆動装置の一具体例に係るハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体１２を備える。収容空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク１３が収容される。磁気ディスク１３はスピンドルモータ１４の回転軸に装着される。スピンドルモータ１４は例えば７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１３を回転させることができる。筐体本体１２には、筐体本体１２との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー（図示せず）が結合される。
収容空間には、垂直方向に延びる支軸１５回りで揺動するキャリッジ１６がさらに収容される。このキャリッジ１６は、支軸１５から水平方向に延びる剛体の揺動アーム１７と、この揺動アーム１７の先端に取り付けられる微小駆動ユニットすなわちヘッドサスペンションアセンブリ１８とで構成される。このヘッドサスペンションアセンブリ１８では、揺動アーム１７の先端から前方に向かってヘッドサスペンション１９が延びる。周知の通り、ヘッドサスペンション１９の先端には浮上ヘッドスライダ２１が支持される。ヘッドサスペンション１９は本発明の支持部材として機能する。
浮上ヘッドスライダ２１には、磁気ディスク１３の表面に向かってヘッドサスペンション１９から押し付け力が作用する。磁気ディスク１３の回転に基づき磁気ディスク１３の表面で生成される気流の働きで浮上ヘッドスライダ２１には浮力が作用する。ヘッドサスペンション１９の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク１３の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２１は浮上し続けることができる。
こうした浮上ヘッドスライダ２１の浮上中に、キャリッジ１６が支軸１５回りで揺動すると、浮上ヘッドスライダ２１は半径方向に磁気ディスク１３の表面を横切ることができる。こうした移動に基づき浮上ヘッドスライダ２１は磁気ディスク１３上の所望の記録トラックに位置決めされる。このとき、キャリッジ１６の揺動は例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といったアクチュエータ２２の働きを通じて実現されればよい。周知の通り、複数枚の磁気ディスク１３が筐体本体１２内に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク１３同士の間に２つのヘッドサスペンションアセンブリ１８すなわち浮上ヘッドスライダ２１が搭載される。
図２に示されるように、ヘッドサスペンションアセンブリ１８ではヘッドサスペンション１９の先端で平板部材２４が打ち抜かれる。この平板部材２４はいわゆるジンバルばね２５の働きで姿勢を変化させることができる。平板部材２４の表面に被駆動部材すなわち浮上ヘッドスライダ２１が受け止められる。浮上ヘッドスライダ２１にはいわゆる磁気ヘッド素子２６が搭載される。この磁気ヘッド素子２６は、例えば、磁気ディスク１３に情報を書き込む際に使用される薄膜磁気ヘッドといった書き込み素子と、磁気ディスク１３から情報を読み取る際に使用される巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）やトンネル接合磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ）といった読み取り素子とで構成されればよい。
浮上ヘッドスライダ２１と平板部材２４との間には圧電アクチュエータ群２７が挟み込まれる。圧電アクチュエータ群２７には、基部端２８ａから第１方向ＤＲ１に沿って延びる長尺の第１圧電アクチュエータ２８が含まれる。第１圧電アクチュエータ２８は基部端２８ａで平板部材２４に固着される。その一方で、第１圧電アクチュエータ２８は可動端すなわち先端２８ｂで浮上ヘッドスライダ２１に固着される。
同様に、圧電アクチュエータ群２７には、基部端２９ａから第２方向ＤＲ２に沿って延びる長尺の第２圧電アクチュエータ２９が含まれる。第２圧電アクチュエータ２９は基部端２９ａで平板部材２４に固着される。その一方で、第２圧電アクチュエータ２９は可動端すなわち先端２９ｂで浮上ヘッドスライダ２１に固着される。第２方向ＤＲ２は、第１方向ＤＲ１に並列であって反対向きに規定される。各圧電アクチュエータ２８、２９の固着にあたって例えばエポキシ系接着剤が用いられればよい。
図３から明らかなように、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９は、例えば浮上ヘッドスライダ２１の上面に直交する規定の回転中心ＣＲを基準に点対称に配置される。第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９が共に収縮すると、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９では各可動端２８ｂ、２９ｂは基部端２８ａ、２９ａに向かって引き寄せられる。こうして回転中心ＣＲ回りに偶力は生み出される。浮上ヘッドスライダ２１には回転中心ＣＲ回りで回転力が作用する。この回転力に基づき浮上ヘッドスライダ２１の姿勢変化は引き起こされる。
図４に示されるように、本発明の第１実施形態に係る第１圧電アクチュエータ２８は、前述の基部端２８ａを構成する第１圧電セラミック塊３１と、同様に先端２８ｂを構成する第２圧電セラミック塊３２とを備える。第１圧電アクチュエータ２８の基部端２８ａ側の端面では、第１圧電セラミック塊３１の露出面に第１取り出し電極層３３が固定される。同様に、第１圧電アクチュエータ２８の先端２８ｂ側の端面では、第２圧電セラミック塊３２の露出面に第２取り出し電極層３４が固定される。第１および第２取り出し電極層３３、３４は例えばＰｔといった導電性金属材料から構成されればよい。
第１および第２圧電セラミック塊３１、３２の間に圧電セラミック層３５ａの積層体３５が挟み込まれる。この積層体３５では、圧電セラミック層３５ａ同士の間に交互に第１および第２内部電極層３６、３７が挟み込まれる。各第１内部電極層３６は第１圧電セラミック塊３１を貫通して第１圧電セラミック塊３１の露出面に辿り着く。こうして第１内部電極層３６の露出端は第１取り出し電極層３３に接続される。第１内部電極層３６は第２圧電セラミック塊３２内に進入することはない。同様に、各第２内部電極層３７は第２圧電セラミック塊３２を貫通して第２圧電セラミック塊３２の露出面に辿り着く。こうして第２内部電極層３７の露出端は第２取り出し電極層３４に接続される。反対に、第２内部電極層３７は第１圧電セラミック塊３１内に進入することはない。第１および第２内部電極層３６、３７に挟み込まれる圧電セラミック層３５ａは本発明の活性層を構成する。第１および第２圧電セラミック塊３１、３２や圧電セラミック層３５ａは例えばＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺといった圧電性材料で構成されればよい。第１および第２内部電極層３６、３７には例えばＰｔといった導電性金属材料が用いられればよい。
第１取り出し電極層３３は基部端２８ａすなわち第１圧電セラミック塊３１の周囲で平板部材２４の表面から立ち上がる。第１取り出し電極層３３の露出面には導電性の接続端子３８が取り付けられる。取り付けには例えば金線ボンディング法が用いられればよい。その一方で、平板部材２４の表面には導電性の端子パッド３９が配置される。接続端子３８は平板部材２４上の端子パッド３９に受け止められる。端子パッド３９には、ヘッドサスペンション１９の表面に沿って延びる導電性の配線パターン４１が接続される。配線パターン４１は例えばＨＤＤ１１内のコントローラチップ（図示されず）に接続されればよい。なお、第２圧電アクチュエータ２９は第１圧電アクチュエータ２８と同様の構成を備えればよい。
第２圧電アクチュエータ２９の第２取り出し電極層３４と第１圧電アクチュエータ２８の第１取り出し電極層３３は第１導電部材４２で相互に接続される。第２圧電アクチュエータ２９と第１圧電アクチュエータ２８との間で電気的接続は確立される。同様に、第１圧電アクチュエータ２８の第２取り出し電極層３４と第２圧電アクチュエータ２９の第１取り出し電極層３３は第２導電部材４３で相互に接続される。第１および第２導電部材４２、４３は例えば金線といったワイヤボンディング部材から構成される。第１および第２導電部材４２、４３では接続端子３８および第２取り出し電極層３４の間で湾曲が確立される。
いま、第１圧電アクチュエータ２８の接続端子３８に配線パターン４１から所定の電圧で駆動電流が供給されると、第１圧電アクチュエータ２８では第１取り出し電極層３３から第２取り出し電極層３４に向かって駆動電流は伝わる。第２圧電アクチュエータ２９では第２取り出し電極３４から第１取り出し電極層３３に向かって駆動電流は伝わる。第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９では、第１および第２内部電極層３６、３７の間で各圧電セラミック層３５ａに例えば１ｋＶ／ｍｍ程度の電界強度で電圧が印加される。この電圧の印加に基づき、各圧電セラミック層３５ａでは電圧の向きに応じていわゆる分極が実現される。こうして分極が確立された後に各圧電セラミック層３５ａに再び駆動電流が供給されると、いわゆる圧電横効果に基づき、分極の方向に直交する方向（ｄ３１方向）に圧電セラミック層３５ａは電圧の大きさに応じて収縮する。その結果、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９は同時に収縮する。
駆動電流の非供給時、例えば図３に示されるように、圧電アクチュエータ群２７は平板部材２４上で浮上ヘッドスライダ２１の基準姿勢を確立する。第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９に電圧が印加されると、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９は共に収縮する。各先端２８ａ、２９ａは基部端２８ｂ、２９ｂに向かって引き寄せられる。このとき、各先端２８ｂ、２９ｂすなわち可動端の変位は第１および第２導電部材４２、４３の湾曲で吸収される。第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９は回転中心ＣＲ回りで偶力を生み出す。この偶力に基づき、例えば図３に示されるように、浮上ヘッドスライダ２１は基準姿勢から回転中心ＣＲ回りで一方向にのみ回転することができる。こうして平板部材２４上で浮上ヘッドスライダ２１の姿勢変化は引き起こされる。電圧の印加が解除されると、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９は原形まで伸張する。浮上ヘッドスライダ２１は回転中心ＣＲ回りで基準姿勢に復帰する。
いま、磁気ディスク１３上の記録トラックに対して浮上ヘッドスライダ２１上の磁気ヘッド素子２６が位置決めされる場面を想定する。ここで、ＨＤＤ１１内のコントローラチップは、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９に例えば０Ｖ〜３０Ｖの範囲で駆動電流を供給することができると仮定する。圧電アクチュエータ群２７に３０Ｖの最大電圧が印加されると、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９は最大限に収縮する。このとき、磁気ヘッド素子２６には、記録トラックにほぼ直交する方向に例えば１．０μｍ程度の最大直線移動量すなわち最大ストロークが平板部材２４上で確保されることができる。
位置決めの開始にあたって、圧電アクチュエータ群２７には１５Ｖの駆動電流が供給される。したがって、磁気ヘッド素子２６は、例えば図５に示されるように、最大ストロークの２分の１（＝０．５μｍ）のストロークで平板部材２４上で位置決めされる。続いて、キャリッジ１６すなわち揺動アーム１７の揺動に基づき記録トラックに対して磁気ヘッド素子２６は位置決めされる。
記録トラックに対する磁気ヘッド素子２６の追従が始まると、コントローラチップはいわゆるサーボ制御に基づき圧電アクチュエータ群２７に駆動電流を供給する。圧電アクチュエータ群２７に供給される駆動電流の電圧が１５Ｖから減少すると、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９は伸張する。浮上ヘッドスライダ２１は回転中心ＣＲ回りに反時計ＣＬ１回りに回転する。この回転に応じて磁気ヘッド素子２６は磁気ディスク１３の半径方向に移動することができる。反対に、圧電アクチュエータ群２７に供給される駆動電流の電圧が１５Ｖから増加すると、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９は収縮する。浮上ヘッドスライダ２１は回転中心ＣＲ回りに時計ＣＬ２回りに回転する。この回転に応じて磁気ヘッド素子２６は磁気ディスク１３の半径方向に前述とは反対向きに移動することができる。こうして磁気ヘッド素子２６は高い精度で記録トラックを追従し続けることができる。
以上のようなヘッドサスペンションアセンブリ１８では、磁気ヘッド素子２６の微小移動にあたって浮上ヘッドスライダ２１の回転が利用される。回転時に浮上ヘッドスライダ２１で生成される慣性モーメントは低く抑え込まれる。したがって、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９には比較的に小さなモーメントのみが作用する。その結果、浮上ヘッドスライダ２１と圧電アクチュエータ群２７とで構成される振動系の固有振動数は高められることができる。広い周波数帯域でサーボ信号の周波数は確保されることができる。これに対し、例えば振子の原理で浮上ヘッドスライダ２１の移動を生み出す場合には、浮上ヘッドスライダ２１全体の質量が慣性モーメントの生成に寄与してしまう。しかも、軌道の中心から質量中心までの距離は増大する。比較的に大きな慣性モーメントは生み出されてしまう。その結果、比較的に低い周波数帯域でサーボ信号との間に共振現象は引き起こされてしまう。
しかも、前述のヘッドサスペンションアセンブリ１８では、浮上ヘッドスライダ２１の回転の実現にあたって２本の圧電アクチュエータ２８、２９のみが利用される。ヘッドサスペンションアセンブリ１８の構造は簡素化される。ここで、例えば国際出願ＰＣＴ／ＪＰ０１／０２４１７号に開示されるように、ヘッドスライダの回転中心回りに４点で各々独立に駆動される圧電アクチュエータが設けられれば、浮上ヘッドスライダと圧電アクチュエータとで構成される振動系の固有振動数は高められることができる。しかしながら、この場合には、接続端子の増加に伴い圧電アクチュエータの構造は複雑化してしまう。
さらに、前述のヘッドサスペンションアセンブリ１８では、第１圧電アクチュエータ２８の第１取り出し電極層３３および第２圧電アクチュエータ２９の第２取り出し電極層３４に共通に１配線パターンは接続される。同様に、第１圧電アクチュエータ２８の第２取り出し電極層３４および第２圧電アクチュエータ２９の第１取り出し電極層３３に共通に１配線パターンは接続される。個々の取り出し電極層３３、３４に個別に配線パターンが接続される場合に比べて、配線パターンの占有面積は縮小されることができる。配線パターンは限られた空間内に効率的に詰め込まれることができる。ヘッドサスペンション１９の表面には、磁気情報の書き込みあたって磁気ヘッド素子２６に供給される書き込み電流用の配線パターンのスペースは十分に確保されることができる。ヘッドサスペンションアセンブリ１９の表面には、磁気情報の読み出しにあたって磁気ヘッド素子２６に供給されるセンス電流用の配線パターンのスペースは十分に確保されることができる。ヘッドサスペンションアセンブリ１８では、簡単な構造で確実に個々の圧電アクチュエータ２８、２９に駆動電流は供給されることができる。
なお、前述のヘッドサスペンションアセンブリ１８では、例えば図６に示されるように、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９の積層体３５が平板部材２４の表面に垂直方向に積層されてもよい。
次に各圧電アクチュエータ２８、２９の製造方法を簡単に説明する。例えば図７に示されるように、同一形状の第１および第２帯状グリーンシート４４ａ、４４ｂが用意される。グリーンシート４４ａ、４４ｂの厚みは例えば２０μｍ程度に設定される。第１および第２グリーンシート４４ａ、４４ｂは例えばＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺといった圧電材料の圧粉体で構成されればよい。第２グリーンシート４４ｂの表面には例えばＰｔといった導電性材料の薄膜４５が付加される。例えばＰｔにはＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺの粉末が２０ｖｏｌ％以上の割合で含まれてもよい。こういった薄膜４５の形成にあたっては例えばスクリーン印刷が用いられればよい。
第２グリーンシート４４ｂでは、隣接する薄膜４５同士の間にグリーンシートの露出域が確保される。この露出域は第２グリーンシート４４ｂの幅方向に第２グリーンシート４４ｂを完全に横切る。第２グリーンシート４４ｂの幅方向に規定される薄膜４５の中心線４６と、露出域の中心線４７との間隔Ｌは第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９の長さに設定されればよい。
続いて第２グリーンシート４４ｂは相次いで積層される。積層される第２グリーンシート４４ｂの枚数は第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９の収縮量に基づき調整されればよい。このとき、上下の第２グリーンシート４４ｂの間では、下側第２グリーンシート４４ｂ側の薄膜４５の中心線４６に上側第２グリーンシート４４ｂ側の露出域の中心線４７は重ね合わせられる。上下の第２グリーンシート４４ｂの間には１枚以上の第１グリーンシート４４ａが挟み込まれてもよい。こうして挟み込まれる第１グリーンシート４４ａの枚数は、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９の活性層の厚みに基づき調整されればよい。最下層の第２グリーンシート４４ｂの下側や最上層の第２グリーンシート４４ｂの上側にさらに第１グリーンシート４４ａが重ね合わせられてもよい。こうして図８に示されるようにグリーンシートの積層体４８は形成される。
積層体４８は大気中で例えば１０５０℃程度で焼成される。順番に重ね合わせられた第１および第２グリーンシート４４ａ、４４ｂは焼成に基づき相互に一体化する。その後、前述の各中心線４６、４７に沿って積層体４８は切り分けられる。こうして１列の圧電アクチュエータ群で構成される積層体４９は切り出される。図９に示されるように、積層体４９の２つの切断面には電極薄膜５１、５２がそれぞれ形成される。
その後、積層体４９から第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９は切り出される。前述の切断面に直交する平面５３で切り込みは入れられる。こうして各圧電アクチュエータ２８、２９は完成する。完成した２つの圧電アクチュエータ２８、２９は相互に連結される。連結にあたって圧電アクチュエータ２８、２９は治具に固定されればよい。第１圧電アクチュエータ２８の第１取り出し電極層３３と第２圧電アクチュエータ２９の第２取り出し電極層３４との間に第１導電部材４２は形成される。同様に、第１圧電アクチュエータ２８の第２取り出し電極層３４と第２圧電アクチュエータ２９の第１取り出し電極層３３との間に第２導電部材４３は形成される。第１および第２導電部材４２、４３の形成にあたって、例えばワイヤボンディング法は用いられる。その後、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９は平板部材２４に固着される。続いて第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９の第１取り出し電極層３３と端子パッド３９との間には接続端子３８が形成される。接続端子３８の形成後、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９には浮上ヘッドスライダ２１が固着される。
図１０は本発明の第２実施形態に係る第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９を示す。この第２実施形態に係る第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９では、基部端２８ａ、２９ａから先端２８ｂ、２９ｂまでの間で、第１および第２内部電極層３６、３７の少なくともいずれか一方の露出面に不活性層５４が固定される。こういった不活性層５４は例えばＰＮＮ−ＰＴ−ＰＺで構成されればよい。不活性層５４では、内部電極層３６、３７に基づく電流経路が形成されないことから、圧電材料の伸縮は生じない。不活性層５４の形成にあたって、前述の第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９の製造方法では、最下層の第２グリーンシート４４ｂの下側や最上層の第２グリーンシート４４ｂの上側に数多くの第１グリーンシート４４ａが重ね合わせられればよい。図中、前述のヘッドサスペンションアセンブリ１８や第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９と均等な機能や効果を発揮する構成には同一の参照符号が付される。
駆動電流が供給されると、例えば図１１から明らかなように、圧電セラミック層３５ａの積層体３５、すなわち、第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９の活性層のみが収縮する。活性層は、基部端２８ａ、２９ａに向けて先端２８ｂ、２９ｂを引き寄せる。その一方で、不活性層５４は収縮しない。活性層すなわち圧電セラミック層３５ａの積層体３５の収縮を妨げる。その結果、こういった第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９では駆動電流の供給時に第１および第２アクチュエータ２８、２９は屈曲する。こういった屈曲に基づき、浮上ヘッドスライダ２１は、前述と同様に回転中心ＣＲ回りで姿勢を変化させることができる。
図１２は本発明の第３実施形態に係る第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９を示す。この第３実施形態に係る第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９では、基部端２８ａ、２９ａや先端２８ｂ、２９ｂに補強用の突片５６が一体に形成される。こういった第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９によれば、平板部材２４や浮上ヘッドスライダ２１に対して第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９の接触面積すなわち接着面積は増大する。したがって、平板部材２４や浮上ヘッドスライダ２１の接合強度は高められることができる。こうした突片５６の形成にあたって、前述の第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９の製造方法では、積層体４９から各圧電アクチュエータ２８、２９は所定の形状で打ち抜かれればよい。図中、前述のヘッドサスペンションアセンブリ１８や第１および第２圧電アクチュエータ２８、２９と均等な機能や効果を発揮する構成には同一の参照符号が付される。
【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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【国際調査報告】
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