JP3669922B2 - 磁気ヘッドサスペンション - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）用の磁気ヘッドを支持すると共に、該磁気ヘッドを微動させ得る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤにおいては、記録密度の増大に伴って、トラック密度も増大されており、現在では２０ｋTPI(Tracks per inch)を越えるものも製品化されている。今後、さらにトラック密度が増大すると、現状のＶＣＭ(Voice Coil Motor)を用いたアクチュエータのみでは磁気ヘッドの位置決めが困難になることが予想される。斯かる観点から、従来のＶＣＭに加えて、ＶＣＭと磁気ヘッドとの間に微動アクチュエータを備えた２段アクチュエータ型を採用し、高精度な磁気ヘッドの位置決めを行う方法が提案されている。
【０００３】
圧電素子の伸縮動作を利用した微動アクチュエータを備えた磁気ヘッドサスペンションは、例えば、特開平11-16311号公報，特許第2529380号公報及び“Piezoelectric Microactuator for Dual Stage Control”(R.B.Evans et al,IEEE Transaction on Magnetics,Vol.35 No.2 pp.977-982, March 1999)等に記載されている。
【０００４】
前記先行技術文献に記載された微動アクチュエータは、２つの圧電素子と、該圧電素子が配設されるヒンジ部とを備えている。前記ヒンジ部は、ベースプレートに接合されるベースプレート側基板部と、ロードビームに接合されるロードビーム側基板部と、該両基板部を連結する複数の梁部とを有している。前記２つの圧電素子は、前記ヒンジ部のベースプレート側基板部とロードビーム側基板部とに亘るように配設され、さらに、一方が伸びたときは他方が縮むように構成されている。従って、前記２つの圧電素子を伸縮させることにより、前記ロードビーム側基板部がベースプレート側基板部に対して回転し、これにより、前記ロードビームの先端部に装着された磁気ヘッドが前記アクチュエータ及び磁気ヘッドサスペンションの中心軸に対して直交する方向へ移動するようになっている。一般的に、磁気ヘッドサスペンションの中心軸は、前記磁気ヘッドが位置する部分のトラック接線方向と略同一方向を向いている為、前記微動アクチュエータの伸縮動作によって磁気ヘッドはトラックを横切る方向へ移動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記先行技術文献に記載された磁気ヘッドサスペンションにおいては、圧電素子をアクチュエータ回転中心軸に近接させるに従って、磁気ヘッドの変位量を大きくすることができ、若しくは、磁気ヘッド変位量に対する圧電素子印加電圧を小さくすることができる。
即ち、圧電素子の伸縮量が一定であるとすると、圧電素子をアクチュエータ回転中心軸に近接させて設置するに従って、ロードビームの揺動量が大きくなり、磁気ヘッドの変位量が大きくなる。又、磁気ヘッドの変位量を一定とすると、圧電素子をアクチュエータ回転中心軸に近接させて設置するに従って、該圧電素子への印加電圧を小さくすることができる。
【０００６】
一方、磁気ヘッドの位置制御を種々の外乱に対して高精度に行う為には、微動アクチュエータの主共振周波数を高くするのが好ましいが、該主共振周波数は圧電素子をアクチュエータ回転中心軸から離間させるに従って高くなる。即ち、アクチュエータを所定角度だけ回転させる場合、圧電素子をアクチュエータ回転中心軸から離間するに従って、該圧電素子の伸縮量が大きくなる。従って、アクチュエータ回転中心軸回りの力のモーメントは、圧電素子をアクチュエータ回転中心軸から離間するに従って大きくなる。言い換えると、アクチュエータ回転中心軸を基準とした圧電素子の剛性は、該圧電素子をアクチュエータ回転中心軸から離間するに従って、大きくなり、これに伴い、微動アクチュエータの主共振周波数が高くなる。
【０００７】
このように、所定の磁気ヘッド変位量を得る圧電素子印加電圧を低減させる為には圧電素子をアクチュエータ回転中心軸に近接させるのが好ましいが、その一方、微動アクチュエータの主共振周波数を高める為には圧電素子をアクチュエータ回転中心軸から離間させるのが好ましい。
【０００８】
ところで、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させる方法としては、前述のような、圧電素子をアクチュエータ回転中心軸から離間させる方法の他に、圧電素子自身の剛性を高める方法が考えられる。即ち、圧電体が単層板からなり、分極が該圧電体の厚み方向になされている圧電素子の場合、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させる方法として、該圧電体の長手方向長さを短くすること、該圧電体の厚みを厚くすること、若しくは、該圧電体の幅を広くすることが考えられる。
【０００９】
ここで、圧電素子の長手方向の変位量△ｌについて詳細に検討する。該△ｌは、
△ｌ=(ｄ３ｌ×Ｖ×ｌ)/ｔ
と表される。なお、ｄ３ｌは圧電体の材質により決まる圧電定数、Ｖは圧電体の上面及び下面に備えられた電極間に印加される電圧、ｌは圧電体の長手方向長さ、ｔは圧電体の厚さである。前記式は、圧電体に外部からの力が加わっていない場合のものであるが、磁気ヘッドサスペンションに取り付けられた場合であっても、ヒンジ部の回転方向の剛性が十分に小さい場合には成り立つものである。
【００１０】
前記式から明らかなように、圧電体の長手方向長さｌを短くしたり、若しくは、圧電体の厚みｔを厚くすれば、圧電体の変位量は減少する。その一方、圧電体の幅は、該圧電体の長手方向変位量に影響を与えない。従って、理論上は、圧電体の幅を広げることによって、圧電素子の長手方向の変位量に影響を与えること無く、該圧電素子自身の剛性を高めることが可能となる。
【００１１】
しかしながら、圧電素子の幅を広げることは下記不都合を招くことになる。即ち、微動アクチュエータは、回転中心軸を中心として回転運動を行うものである。従って、該微動アクチュエータを構成する圧電素子は、理想的には、回転中心軸に近い部分は変位量が小さく、且つ、回転中心軸から離間された部分は変位量が大きくなるように動作するのが好ましい。
ところが、圧電素子は、一般的に、上面及び下面の全面に電極が形成されてなる矩形状をなしている為、該圧電素子は幅方向の何れの部位においても長手方向伸縮量が一定である。実際の磁気ヘッドサスペンションにおいては、圧電素子の伸縮動作に伴って、圧電素子自身、該圧電素子が接着されたヒンジ部、及び該圧電素子とヒンジ部とを接着する接着層が歪み、これにより、微動アクチュエータが回転中心軸回りに回転運動を行うようになっている。
【００１２】
前述のように、圧電素子の長手方向変位量に影響を与えること無く、該圧電素子自身の剛性を高める為に、圧電素子の幅を広げると、前記圧電素子自身、ヒンジ部及び接着層の歪みも大きくなる。斯かる歪みは、ヒンジ部の反りや捻れ等の変形を引き起こし、磁気ヘッドの浮上特性の不安定化を招く要因となる。又、前記接着層における歪みは、該接着層の劣化を加速することにもなる。
【００１３】
このように、圧電素子の幅を広げると、磁気ヘッドの変位量を低下させること無く、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させることが可能ではあるが、その一方、磁気ヘッドの浮上特性の不安定化、及び接着層の劣化を招く恐れがあるという問題がある。
【００１４】
本発明は、斯かる従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、圧電素子印加電圧の上昇を有効に防止しつつ、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させることができると共に、磁気ヘッドの浮上特性の悪化及び接着層の劣化を有効に防止できる微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションを提供することを一の目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成する為に、ベースプレートと、ロードビームと、該ベースプレート及びロードビームを連結すると共に、該ロードビームをベースプレートに対し回転中心軸回りに揺動させる微動アクチュエータとを備えた磁気ヘッドサスペンションであって、前記微動アクチュエータは、前記ベースプレートと前記ロードビームとの間に延びるヒンジ部と、先端部及び基端部がそれぞれ前記ロードビーム及びベースプレートに連結された圧電素子部材であって、前記回転中心軸を挟んでロードビームの揺動方向両側に配置された少なくとも一対の圧電素子部材とを備え、前記一対の圧電素子部材は、前記回転中心軸に近接した第１部位と、該第１部位より前記回転中心軸から離間された第２部位とを有し、前記第１部位は、第２部位より大きい厚みを有している磁気ヘッドサスペンションを提供する。
【００１６】
好ましくは、前記一対の圧電素子部材は、それぞれ、前記第１部位を形成する第１の厚みの第１圧電素子と、前記第２部位を形成する第２の厚みの第２圧電素子とを備えるものとすることができる。
又、前記一対の圧電素子部材は、前記回転中心軸から離間するに従って、厚みが薄くなるように形成されているものとすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの好ましい一実施の形態につき、添付図面を参照しつつ説明する。
図１(a)及び図２は、それぞれ、本実施の形態に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンション１の正面図（磁気ディスク側から視た図）及び背面図である。又、図３は、圧電素子部材を接着する前の状態における磁気ヘッドサスペンションの正面図である。さらに、図１(b)は、図１(a)におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００１８】
図１〜図３に良く示されるように、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１は、キャリッジアーム等の支持軸に取り付けられるベースプレート１０と、該ベースプレート１０から先方へ延びるロードビーム２０と、該ベースプレート及びロードビーム間に配置され、両部材を連結させる微動アクチュエータ３０と、前記ロードビーム２０に長手方向に沿って接合されるフレクシャ４０と、該フレクシャ４０に支持される磁気ヘッド（図示せず）とを備えている。
【００１９】
前記ベースプレートの基端部が取り付けられる支持軸の基部には粗動アクチュエータとして機能するＶＣＭ（図示せず）が取り付けられており、ＶＣＭを作動させることにより、磁気ヘッドサスペンション全体が磁気ディスクに対して粗動するようになっている。
【００２０】
前記ベースプレート１０には基端側にボール挿通用のボス部１１が形成されており、該ボス部１１を前記支持軸に対してかしめることにより、ベースプレート１０が回転軸に装着される。該ベースプレート１０は、例えば、厚さ0.2mm程度のステンレスから形成することができる。
【００２１】
前記ロードビーム２０は、基端側において荷重曲げ部２１を有しており、且つ、該荷重曲げ部２１以外の領域には、剛性を高める為のフランジ曲げ部２２を有している。前記荷重曲げ部２１においては、ロードビーム２０が磁気ディスクへ近づく方向（図１及び図３においては紙面の上方）に曲げ加工がなされており、磁気ヘッドサスペンション１がＨＤＤに実装される際には該荷重曲げ部２１が所定量曲げ戻され、これにより、磁気ヘッドを磁気ディスクへ押しつける為の荷重が発生するようになっている。該ロードビーム２０は、例えば、厚さ0.03〜0.07mmのステンレスを用いて形成することができる。
【００２２】
前記フレクシャ４０は、磁気ヘッドをピッチ方向及びロール方向に柔軟に動ける状態で支持する為に備えられるものであり、該フレクシャ４０を備えることにより、磁気ヘッドを磁気ディスクのうねりに追従させることが可能となる。
該フレクシャ４０は、図３に示されるように、先端部に磁気ヘッド装着部４１を有している。該磁気ヘッド装着部４１の裏面側には、前記ロードビームの先端に形成されたディンプルと呼ばれる突起２３が常時接触しており、前記ロードビーム２０の荷重曲げ部２１による荷重が前記突起２３を介して磁気ヘッドに作用するようになっている。該フレクシャ４０は、さらに、前記磁気ヘッドと外部部材とを電気的に接続する為のヘッド信号配線４２を有している。好ましくは、該ヘッド信号配線４２はフレクシャ基板に一体的に形成される。該ヘッド信号配線４２は、先端部及び基端部に、それぞれ、磁気ヘッド側端子４２ａ及びヘッド信号配線端子４２ｂを有している。前記磁気ヘッド側端子４２ａは磁気ヘッドの端子と金ボールディング等により接続され、一方、前記ヘッド信号配線端子４２ｂはＦＰＣ（図示せず）に接続される。なお、該ヘッド信号配線端子４２ｂは、前記微動アクチュエータ３０の側方に配されたフレクシャのパッドステージ４３に位置させることができる。好ましくは、該パッドステージ４３には、後述する圧電素子部材との接続部となる圧電素子端子４２ｃを設けることができる。
【００２３】
斯かるフレクシャ４０は、例えば、厚さ0.02〜0.03mmのステンレスからなる基板を有するものとすることができ、該基板上にポリイミド絶縁層，銅からなる配線導体及びポリイミド保護層の各パターンを積層することにより形成することができる。なお、フレクシャのロードビームへの接合は、溶接により行うことができる。
【００２４】
前記微動アクチュエータ３０は、前記ベースプレート１０と前記ロードビーム２０とを連結するヒンジ部３１と、該ヒンジ部３１上においてアクチュエータ回転中心軸５０を挟んで揺動方向両側に配設された少なくとも一対の圧電素子部材３５，３５とを備えている。
【００２５】
前記ヒンジ部３１は、前記ベースプレート１０に連結されるベースプレート側基板部３２と、前記ロードビーム２０に連結されるロードビーム側基板部３３と、該両基板３２，３３を連結する梁部３４とを有している。本実施の形態においては、図１〜図３に良く示されるように、前記ベースプレート側基板部３２及びロードビーム側基板３３は、それぞれ、ベースプレート１０及びロードビーム２０に溶接等により接合されているが、これに代えて、ベースプレート側基板３２及びロードビーム側基板３３を、それぞれ、ベースプレート１０及びロードビーム２０に一体的に形成することも可能である。
該ヒンジ部は、例えば、厚さ0.07mm〜0.15mmのステンレスを用いて形成することができる。
【００２６】
本実施の形態において、前記梁部３４は、５本の梁を有している。ヒンジ部の揺動方向両方向への剛性を等しくする為に、該梁部３４の梁は、アクチュエータ回転中心軸から放射状に配置され、且つ、ロードビームの揺動基準線に対して線対称に配置されている。該梁は、例えば、長さ0.3mm〜1.0mm及び幅0.05mm〜0.2mmとすることができる。
【００２７】
前記少なくとも一対の圧電素子部材３５，３５は、先端部及び基端部がそれぞれ前記ロードビーム側基板部３３及びベースプレート側基板部３２に連結されており、一方が伸長すると、他方が収縮するようになっている。具体的には、該一対の圧電素子部材３５，３５は、ヒンジ部３１の基板面に垂直な厚み方向に分極された圧電性部材(piezoelectric element)と、該圧電性部材の上面及び下面に配設されたCr/Au等からなる厚さ0.1mm〜0.1μm程度の電極部材とを備えており、上面電極がベースプレート側基板３２及びロードビーム側基板３３の一方に接合され、且つ、下面電極がベースプレート側基板３２及びロードビーム側基板３３の他方に接合されている。そして、前記圧電性部材の分極方向は一対の圧電素子部材３５，３５間において逆向きとされている。従って、前記一対の圧電素子部材３５，３５のそれぞれに、厚み方向同方向の電圧を印加すると、一方の圧電素子部材３５が伸長し且つ他方の圧電素子部材３５が短縮し、これにより、前記磁気ヘッドが前記アクチュエータ回転中心軸５０回りに揺動するようになっている。
【００２８】
前記一対の圧電素子部材３５，３５は、それぞれ、前記アクチュエータ回転中心軸５０に近接した第１部位と、該第１部位より前記回転中心軸５０から離間された第２部位とを有している。本実施の形態においては、前記一対の圧電素子部材３５は、それぞれ、前記第１部位を形成する第１圧電素子３５ａと、前記第２部位を形成する第２圧電素子３５ｂとを有している。
【００２９】
前記第１及び第２圧電素子３５ａ，３５ｂは、厚み以外は同一構成を備えるものとすることができる。例えば、第１圧電素子３５ａは長さ4.0mm、幅0.8mm及び厚さ0.15mmとされ、第２圧電素子３５ｂは長さ4.0mm、幅0.8mm及び厚さ0.12mmとされる。又、アクチュエータ回転中心軸５０からの距離に関しては、例えば、前記第１及び第２圧電素子３５ａ，３５ｂは、それぞれ、長手方向（伸縮方向）中心軸線が前記回転中心軸５０から1.0mm及び2.1mm離間されるように配設される。
なお、前記ベースプレート側基板部３２及びロードビーム側基板部３３と圧電素子部材３５との連結には、例えば、銀等の金属微粒子をフィラーとして含む導電性接着剤を用いることができる。接着領域は、例えば、前記圧電素子部材３５の基端部及び先端部のそれぞれ約0.3ｍｍ〜0.6mmの領域とすることができる。
【００３０】
さらに、前記圧電素子部材３５のうち，前記ヒンジ部３１に接着されない側の電極は、超音波ボンディングによる金ワイヤによって、前記フレクシャに形成された圧電素子端子４２ｃに接続される。斯かる構成において前記ヒンジ部３１を接地電位とすれば、前記圧電素子端子４２ｃに印加する電圧を変化させるだけで、前記圧電素子部材３５の伸縮を制御性良くコントロールすることができる。
【００３１】
このように構成された磁気ヘッドサスペンション１においては、以下の効果を奏する。即ち、本実施の形態においては、アクチュエータ回転中心軸５０を挟んで揺動方向両側に配設された一対の圧電素子部材３５，３５が、それぞれ、前記回転中心軸５０に近接された第１圧電素子３５ａと、該第１圧電素子３５ａより前記回転中心軸５０から離間された第２圧電素子３５ｂとを備えている。従って、揺動方向一方側及び他方側にそれぞれ１つの圧電素子のみしか有さない従来の構成に比して、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させることができる。
【００３２】
図４に、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１と、揺動方向一方側及び他方側にそれぞれ前記第１圧電素子のみが備えられた磁気ヘッドサスペンションとのそれぞれの主共振周波数を測定した結果を示す。なお、図４中のNo.1及びNo.2はそれぞれ試料番号である。又、図４中のＡは前記第１圧電素子、Ｂは前記第２圧電素子を示している。図４から明らかなように、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１（４素子）は、従来の磁気ヘッドサスペンション（２素子）に比して、約１７％程度、主共振周波数を向上させることができる。
【００３３】
さらに、本実施の形態においては、前記第１圧電素子３５ａに比して、前記第２圧電素子３５ｂの厚みを薄くしている。前述のように、圧電素子は薄いほど、伸縮量が大きくなるから、第１及び第２圧電素子３５ａ，３５ｂに同一電圧を印加した場合、第１圧電素子３５ａよりも第２圧電素子３５ｂの伸縮量が大きくなる。即ち、本実施の形態においては、アクチュエータ回転中心軸５０から離間された第２圧電素子３５ｂの方が、第１圧電素子３５ａより大きく伸縮するように構成されている。従って、本実施の形態においては、アクチュエータ回転中心軸を挟んで揺動方向両側に同一厚さの圧電素子が２個ずつ並設されている磁気ヘッドサスペンションに比して、圧電素子の伸縮動作に基づいて微動アクチュエータを回転動作させる際に生じる該圧電素子及びヒンジ部の反りや歪み等を有効に防止でき、これにより、磁気ヘッドの浮上特性の安定化を図ると共に、圧電素子とロードビーム側基板及びベースプレート側基板とを接着する接着層の劣化を有効に防止することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態においては、前記一対の圧電素子部材が、それぞれ、第１圧電素子３５ａと、第２圧電素子３５ｂとを有するように構成したが、これに代えて、該一対の圧電素子部材のそれぞれを、アクチュエータ回転中心軸５０からの距離に応じて異なる厚みを有する単一の圧電素子とすることも可能である。即ち、一対の圧電素子部材のそれぞれを、アクチュエータ回転中心軸５０に近接された第１部位と、該第１部位よりアクチュエータ回転中心軸５０から離間された第２部位とを有する単一の圧電素子とし、前記第１部位に比して第２部位の厚さを薄くすることができる。斯かる場合、好ましくは、一対の圧電素子部材をそれぞれ構成する単一の圧電素子を、アクチュエータ回転中心軸５０から離間するに従って、薄くなるように構成することができる。
【００３５】
実施の形態２．
次に、本発明に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの他の実施の形態について説明する。図５は、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１′の正面図である。なお、前記実施の形態１におけると同一又は相当部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３６】
図５に示されるように、本実施の形態は、圧電素子部材３５'のみが前記実施の形態１と相違している。即ち、本実施の形態においては、前記一対の圧電素子部材は、それぞれ、単一の圧電素子３５'，３５'を有している。
【００３７】
該圧電素子３５'は、圧電性部材３６'と、該圧電性部材３６'の上面及び下面にそれぞれ配設された上面電極３７'及び下面電極（図示せず）とを備えている。前記上面電極３７'及び下面電極は、アクチュエータ回転中心軸５０に近接した第１部位におけるよりも、該第１部位より回転中心軸５０から離間された第２部位における方が長手方向長さが長くなるように構成されている。本実施の形態においては、図５に示されるように、アクチュエータ回転中心軸５０から離間されるに従って、上面電極３７'及び下面電極の長手方向長さが長くなるように構成されている。
【００３８】
圧電性部材は電圧が印加された領域だけが活性化して伸縮する。即ち、前記圧電素子３５'においては、平面視において、上面電極３７'及び下面電極の重合領域に対応する部分だけが伸縮する。
前述のように、本実施の形態においては、上面電極３７'及び下面電極の長手方向長さは、アクチュエータ回転中心軸５０から離間された第２部位における方が、該第２部位より回転中心軸５０に近接された第１部位におけるよりも長くなるように構成されている。従って、上面電極３７'及び下面電極間に電圧を印加した場合、前記第１部位よりも第２部位がより大きく伸縮する。
【００３９】
斯かる本実施の形態においても、前記実施の形態１におけると同様に、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させると共に、磁気ヘッドの浮上特性の安定化及び接着層の劣化防止を図ることができる。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、前記一対の圧電素子部材のそれぞれを、単一の圧電素子３５'で構成したが、本発明は斯かる形態に限られるものではない。即ち、アクチュエータ回転中心軸５０から離間された部位の上面電極及び下面電極の長さが、該離間部位より回転中心軸５０に近接された部位の上面電極及び下面電極の長さより長くなるように構成されている限り、種々の形態が適用され得る。
例えば、前記実施の形態１と同様に、前記一対の圧電素子部材のそれぞれが第１及び第２圧電素子を備えるように構成することも可能である。斯かる場合には、アクチュエータ回転中心軸に近接された第１圧電素子の電極長さを、第２圧電素子の電極長さより短くなるように構成することによって、同様の効果を得ることができる。
【００４１】
実施の形態３．
次に、本発明に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションのさらに他の実施の形態について説明する。図６は、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１''の正面図である。なお、前記実施の形態１及び２におけると同一又は相当部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４２】
図６に示されるように、本実施の形態は、圧電素子部材のみが前記実施の形態１と相違している。即ち、本実施の形態においては、前記一対の圧電素子部材は、それぞれ、単一の圧電素子３５''を有している。
【００４３】
該圧電素子３５''は、アクチュエータ回転中心軸５０に近接した第１部位におけるよりも、該第１部位より回転中心軸５０から離間された第２部位における方が長手方向長さが長くなるように構成されている。本実施の形態においては、図６に示されるように、アクチュエータ回転中心軸５０から離間されるに従って、長手方向長さが長くなるように構成されている。
【００４４】
圧電性部材は長手方向長さに比例して伸縮量が大きくなる。従って、本実施の形態においては、アクチュエータ回転中心軸５０に近接された第１部位よりも、第２部位の方がより大きく伸縮する。
【００４５】
斯かる本実施の形態においても、前記実施の形態１におけると同様に、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させると共に、磁気ヘッドの浮上特性の安定化及び接着層の劣化防止を図ることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態においては、前記一対の圧電素子部材のそれぞれを、単一の圧電素子３５''，３５''で構成したが、本発明は斯かる形態に限られるものではない。即ち、アクチュエータ回転中心軸５０に近接された第１部位よりも、該第２部位における長手方向長さが長く構成されている限り、種々の形態が適用可能である。
例えば、図７に示されるように、前記一対の圧電素子部材のそれぞれが第１圧電素子３５ａ''及び第２圧電素子３５ｂ''を備えるように構成することも可能である。斯かる場合には、アクチュエータ回転中心軸５０に近接された第１圧電素子３５ａ''の長手方向長さを、第２圧電素子３５ｂ''の長手方向長さよりも短く構成することによって、同様の効果を得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの一態様によれば、一対の圧電素子部材を、回転中心軸に近接した第１部位が該第１部位より前記回転中心軸から離間された第２部位よりも大きい厚みを有するように構成したので、圧電素子印加電圧の上昇を有効に防止しつつ、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させることができると共に、磁気ヘッドの浮上特性の悪化及び接着層の劣化を有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１(a)は、本発明に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの実施の形態１における正面図（磁気ディスク側から視た図）である。
図１(b)は、図１(a)におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図２】 図２は、図１に示された磁気ヘッドサスペンションの裏面図である。
【図３】 図３は、図１び図２に示された磁気ヘッドサスペンションの圧電素子装着前の正面図である。
【図４】 図４は、図１〜図３に示された微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの主共振周波数を、従来構成の磁気ヘッドサスペンションと比較しつつ示すグラフである。
【図５】 図５は、本発明に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの実施の形態２における正面図（磁気ディスク側から視た図）である。
【図６】 図６は、本発明に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの実施の形態２における正面図（磁気ディスク側から視た図）である。
【図７】 図７は、図６に示された微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの変形例の正面図（磁気ディスク側から視た図）である。
【符号の説明】
１ 磁気ヘッドサスペンション
１０ ベースプレート
２０ ロードビーム
３０ 微動アクチュエータ
３１ ヒンジ部
３２ ベースプレート側基板部
３３ ロードビーム側基板部
３５ 圧電素子
５０ アクチュエータ回転中心軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）用の磁気ヘッドを支持すると共に、該磁気ヘッドを微動させ得る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤにおいては、記録密度の増大に伴って、トラック密度も増大されており、現在では２０ｋTPI(Tracks per inch)を越えるものも製品化されている。今後、さらにトラック密度が増大すると、現状のＶＣＭ(Voice Coil Motor)を用いたアクチュエータのみでは磁気ヘッドの位置決めが困難になることが予想される。斯かる観点から、従来のＶＣＭに加えて、ＶＣＭと磁気ヘッドとの間に微動アクチュエータを備えた２段アクチュエータ型を採用し、高精度な磁気ヘッドの位置決めを行う方法が提案されている。
【０００３】
圧電素子の伸縮動作を利用した微動アクチュエータを備えた磁気ヘッドサスペンションは、例えば、特開平11-16311号公報，特許第2529380号公報及び“Piezoelectric Microactuator for Dual Stage Control”(R.B.Evans et al,IEEE Transaction on Magnetics,Vol.35 No.2 pp.977-982, March 1999)等に記載されている。
【０００４】
前記先行技術文献に記載された微動アクチュエータは、２つの圧電素子と、該圧電素子が配設されるヒンジ部とを備えている。前記ヒンジ部は、ベースプレートに接合されるベースプレート側基板部と、ロードビームに接合されるロードビーム側基板部と、該両基板部を連結する複数の梁部とを有している。前記２つの圧電素子は、前記ヒンジ部のベースプレート側基板部とロードビーム側基板部とに亘るように配設され、さらに、一方が伸びたときは他方が縮むように構成されている。従って、前記２つの圧電素子を伸縮させることにより、前記ロードビーム側基板部がベースプレート側基板部に対して回転し、これにより、前記ロードビームの先端部に装着された磁気ヘッドが前記アクチュエータ及び磁気ヘッドサスペンションの中心軸に対して直交する方向へ移動するようになっている。一般的に、磁気ヘッドサスペンションの中心軸は、前記磁気ヘッドが位置する部分のトラック接線方向と略同一方向を向いている為、前記微動アクチュエータの伸縮動作によって磁気ヘッドはトラックを横切る方向へ移動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記先行技術文献に記載された磁気ヘッドサスペンションにおいては、圧電素子をアクチュエータ回転中心軸に近接させるに従って、磁気ヘッドの変位量を大きくすることができ、若しくは、磁気ヘッド変位量に対する圧電素子印加電圧を小さくすることができる。
即ち、圧電素子の伸縮量が一定であるとすると、圧電素子をアクチュエータ回転中心軸に近接させて設置するに従って、ロードビームの揺動量が大きくなり、磁気ヘッドの変位量が大きくなる。又、磁気ヘッドの変位量を一定とすると、圧電素子をアクチュエータ回転中心軸に近接させて設置するに従って、該圧電素子への印加電圧を小さくすることができる。
【０００６】
一方、磁気ヘッドの位置制御を種々の外乱に対して高精度に行う為には、微動アクチュエータの主共振周波数を高くするのが好ましいが、該主共振周波数は圧電素子をアクチュエータ回転中心軸から離間させるに従って高くなる。即ち、アクチュエータを所定角度だけ回転させる場合、圧電素子をアクチュエータ回転中心軸から離間するに従って、該圧電素子の伸縮量が大きくなる。従って、アクチュエータ回転中心軸回りの力のモーメントは、圧電素子をアクチュエータ回転中心軸から離間するに従って大きくなる。言い換えると、アクチュエータ回転中心軸を基準とした圧電素子の剛性は、該圧電素子をアクチュエータ回転中心軸から離間するに従って、大きくなり、これに伴い、微動アクチュエータの主共振周波数が高くなる。
【０００７】
このように、所定の磁気ヘッド変位量を得る圧電素子印加電圧を低減させる為には圧電素子をアクチュエータ回転中心軸に近接させるのが好ましいが、その一方、微動アクチュエータの主共振周波数を高める為には圧電素子をアクチュエータ回転中心軸から離間させるのが好ましい。
【０００８】
ところで、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させる方法としては、前述のような、圧電素子をアクチュエータ回転中心軸から離間させる方法の他に、圧電素子自身の剛性を高める方法が考えられる。即ち、圧電体が単層板からなり、分極が該圧電体の厚み方向になされている圧電素子の場合、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させる方法として、該圧電体の長手方向長さを短くすること、該圧電体の厚みを厚くすること、若しくは、該圧電体の幅を広くすることが考えられる。
【０００９】
ここで、圧電素子の長手方向の変位量△ｌについて詳細に検討する。該△ｌは、
△ｌ=(ｄ３ｌ×Ｖ×ｌ)/ｔ
と表される。なお、ｄ３ｌは圧電体の材質により決まる圧電定数、Ｖは圧電体の上面及び下面に備えられた電極間に印加される電圧、ｌは圧電体の長手方向長さ、ｔは圧電体の厚さである。前記式は、圧電体に外部からの力が加わっていない場合のものであるが、磁気ヘッドサスペンションに取り付けられた場合であっても、ヒンジ部の回転方向の剛性が十分に小さい場合には成り立つものである。
【００１０】
前記式から明らかなように、圧電体の長手方向長さｌを短くしたり、若しくは、圧電体の厚みｔを厚くすれば、圧電体の変位量は減少する。その一方、圧電体の幅は、該圧電体の長手方向変位量に影響を与えない。従って、理論上は、圧電体の幅を広げることによって、圧電素子の長手方向の変位量に影響を与えること無く、該圧電素子自身の剛性を高めることが可能となる。
【００１１】
しかしながら、圧電素子の幅を広げることは下記不都合を招くことになる。即ち、微動アクチュエータは、回転中心軸を中心として回転運動を行うものである。従って、該微動アクチュエータを構成する圧電素子は、理想的には、回転中心軸に近い部分は変位量が小さく、且つ、回転中心軸から離間された部分は変位量が大きくなるように動作するのが好ましい。
ところが、圧電素子は、一般的に、上面及び下面の全面に電極が形成されてなる矩形状をなしている為、該圧電素子は幅方向の何れの部位においても長手方向伸縮量が一定である。実際の磁気ヘッドサスペンションにおいては、圧電素子の伸縮動作に伴って、圧電素子自身、該圧電素子が接着されたヒンジ部、及び該圧電素子とヒンジ部とを接着する接着層が歪み、これにより、微動アクチュエータが回転中心軸回りに回転運動を行うようになっている。
【００１２】
前述のように、圧電素子の長手方向変位量に影響を与えること無く、該圧電素子自身の剛性を高める為に、圧電素子の幅を広げると、前記圧電素子自身、ヒンジ部及び接着層の歪みも大きくなる。斯かる歪みは、ヒンジ部の反りや捻れ等の変形を引き起こし、磁気ヘッドの浮上特性の不安定化を招く要因となる。又、前記接着層における歪みは、該接着層の劣化を加速することにもなる。
【００１３】
このように、圧電素子の幅を広げると、磁気ヘッドの変位量を低下させること無く、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させることが可能ではあるが、その一方、磁気ヘッドの浮上特性の不安定化、及び接着層の劣化を招く恐れがあるという問題がある。
【００１４】
本発明は、斯かる従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、圧電素子印加電圧の上昇を有効に防止しつつ、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させることができると共に、磁気ヘッドの浮上特性の悪化及び接着層の劣化を有効に防止できる微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションを提供することを一の目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成する為に、ベースプレートと、ロードビームと、該ベースプレート及びロードビームを連結すると共に、該ロードビームをベースプレートに対し回転中心軸回りに揺動させる微動アクチュエータとを備えた磁気ヘッドサスペンションであって、前記微動アクチュエータは、前記ベースプレートと前記ロードビームとの間に延びるヒンジ部と、先端部及び基端部がそれぞれ前記ロードビーム及びベースプレートに連結された圧電素子部材であって、前記回転中心軸を挟んでロードビームの揺動方向両側に配置された少なくとも一対の圧電素子部材とを備え、前記一対の圧電素子部材は、前記回転中心軸に近接した第１部位と、該第１部位より前記回転中心軸から離間された第２部位とを有し、前記第１部位は、第２部位より大きい厚みを有している磁気ヘッドサスペンションを提供する。
【００１６】
好ましくは、前記一対の圧電素子部材は、それぞれ、前記第１部位を形成する第１の厚みの第１圧電素子と、前記第２部位を形成する第２の厚みの第２圧電素子とを備えるものとすることができる。
又、前記一対の圧電素子部材は、前記回転中心軸から離間するに従って、厚みが薄くなるように形成されているものとすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの好ましい一実施の形態につき、添付図面を参照しつつ説明する。
図１(a)及び図２は、それぞれ、本実施の形態に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンション１の正面図（磁気ディスク側から視た図）及び背面図である。又、図３は、圧電素子部材を接着する前の状態における磁気ヘッドサスペンションの正面図である。さらに、図１(b)は、図１(a)におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００１８】
図１〜図３に良く示されるように、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１は、キャリッジアーム等の支持軸に取り付けられるベースプレート１０と、該ベースプレート１０から先方へ延びるロードビーム２０と、該ベースプレート及びロードビーム間に配置され、両部材を連結させる微動アクチュエータ３０と、前記ロードビーム２０に長手方向に沿って接合されるフレクシャ４０と、該フレクシャ４０に支持される磁気ヘッド（図示せず）とを備えている。
【００１９】
前記ベースプレートの基端部が取り付けられる支持軸の基部には粗動アクチュエータとして機能するＶＣＭ（図示せず）が取り付けられており、ＶＣＭを作動させることにより、磁気ヘッドサスペンション全体が磁気ディスクに対して粗動するようになっている。
【００２０】
前記ベースプレート１０には基端側にボール挿通用のボス部１１が形成されており、該ボス部１１を前記支持軸に対してかしめることにより、ベースプレート１０が回転軸に装着される。該ベースプレート１０は、例えば、厚さ0.2mm程度のステンレスから形成することができる。
【００２１】
前記ロードビーム２０は、基端側において荷重曲げ部２１を有しており、且つ、該荷重曲げ部２１以外の領域には、剛性を高める為のフランジ曲げ部２２を有している。前記荷重曲げ部２１においては、ロードビーム２０が磁気ディスクへ近づく方向（図１及び図３においては紙面の上方）に曲げ加工がなされており、磁気ヘッドサスペンション１がＨＤＤに実装される際には該荷重曲げ部２１が所定量曲げ戻され、これにより、磁気ヘッドを磁気ディスクへ押しつける為の荷重が発生するようになっている。該ロードビーム２０は、例えば、厚さ0.03〜0.07mmのステンレスを用いて形成することができる。
【００２２】
前記フレクシャ４０は、磁気ヘッドをピッチ方向及びロール方向に柔軟に動ける状態で支持する為に備えられるものであり、該フレクシャ４０を備えることにより、磁気ヘッドを磁気ディスクのうねりに追従させることが可能となる。
該フレクシャ４０は、図３に示されるように、先端部に磁気ヘッド装着部４１を有している。該磁気ヘッド装着部４１の裏面側には、前記ロードビームの先端に形成されたディンプルと呼ばれる突起２３が常時接触しており、前記ロードビーム２０の荷重曲げ部２１による荷重が前記突起２３を介して磁気ヘッドに作用するようになっている。該フレクシャ４０は、さらに、前記磁気ヘッドと外部部材とを電気的に接続する為のヘッド信号配線４２を有している。好ましくは、該ヘッド信号配線４２はフレクシャ基板に一体的に形成される。該ヘッド信号配線４２は、先端部及び基端部に、それぞれ、磁気ヘッド側端子４２ａ及びヘッド信号配線端子４２ｂを有している。前記磁気ヘッド側端子４２ａは磁気ヘッドの端子と金ボールディング等により接続され、一方、前記ヘッド信号配線端子４２ｂはＦＰＣ（図示せず）に接続される。なお、該ヘッド信号配線端子４２ｂは、前記微動アクチュエータ３０の側方に配されたフレクシャのパッドステージ４３に位置させることができる。好ましくは、該パッドステージ４３には、後述する圧電素子部材との接続部となる圧電素子端子４２ｃを設けることができる。
【００２３】
斯かるフレクシャ４０は、例えば、厚さ0.02〜0.03mmのステンレスからなる基板を有するものとすることができ、該基板上にポリイミド絶縁層，銅からなる配線導体及びポリイミド保護層の各パターンを積層することにより形成することができる。なお、フレクシャのロードビームへの接合は、溶接により行うことができる。
【００２４】
前記微動アクチュエータ３０は、前記ベースプレート１０と前記ロードビーム２０とを連結するヒンジ部３１と、該ヒンジ部３１上においてアクチュエータ回転中心軸５０を挟んで揺動方向両側に配設された少なくとも一対の圧電素子部材３５，３５とを備えている。
【００２５】
前記ヒンジ部３１は、前記ベースプレート１０に連結されるベースプレート側基板部３２と、前記ロードビーム２０に連結されるロードビーム側基板部３３と、該両基板３２，３３を連結する梁部３４とを有している。本実施の形態においては、図１〜図３に良く示されるように、前記ベースプレート側基板部３２及びロードビーム側基板３３は、それぞれ、ベースプレート１０及びロードビーム２０に溶接等により接合されているが、これに代えて、ベースプレート側基板３２及びロードビーム側基板３３を、それぞれ、ベースプレート１０及びロードビーム２０に一体的に形成することも可能である。
該ヒンジ部は、例えば、厚さ0.07mm〜0.15mmのステンレスを用いて形成することができる。
【００２６】
本実施の形態において、前記梁部３４は、５本の梁を有している。ヒンジ部の揺動方向両方向への剛性を等しくする為に、該梁部３４の梁は、アクチュエータ回転中心軸から放射状に配置され、且つ、ロードビームの揺動基準線に対して線対称に配置されている。該梁は、例えば、長さ0.3mm〜1.0mm及び幅0.05mm〜0.2mmとすることができる。
【００２７】
前記少なくとも一対の圧電素子部材３５，３５は、先端部及び基端部がそれぞれ前記ロードビーム側基板部３３及びベースプレート側基板部３２に連結されており、一方が伸長すると、他方が収縮するようになっている。具体的には、該一対の圧電素子部材３５，３５は、ヒンジ部３１の基板面に垂直な厚み方向に分極された圧電性部材(piezoelectric element)と、該圧電性部材の上面及び下面に配設されたCr/Au等からなる厚さ0.1mm〜0.1μm程度の電極部材とを備えており、上面電極がベースプレート側基板３２及びロードビーム側基板３３の一方に接合され、且つ、下面電極がベースプレート側基板３２及びロードビーム側基板３３の他方に接合されている。そして、前記圧電性部材の分極方向は一対の圧電素子部材３５，３５間において逆向きとされている。従って、前記一対の圧電素子部材３５，３５のそれぞれに、厚み方向同方向の電圧を印加すると、一方の圧電素子部材３５が伸長し且つ他方の圧電素子部材３５が短縮し、これにより、前記磁気ヘッドが前記アクチュエータ回転中心軸５０回りに揺動するようになっている。
【００２８】
前記一対の圧電素子部材３５，３５は、それぞれ、前記アクチュエータ回転中心軸５０に近接した第１部位と、該第１部位より前記回転中心軸５０から離間された第２部位とを有している。本実施の形態においては、前記一対の圧電素子部材３５は、それぞれ、前記第１部位を形成する第１圧電素子３５ａと、前記第２部位を形成する第２圧電素子３５ｂとを有している。
【００２９】
前記第１及び第２圧電素子３５ａ，３５ｂは、厚み以外は同一構成を備えるものとすることができる。例えば、第１圧電素子３５ａは長さ4.0mm、幅0.8mm及び厚さ0.15mmとされ、第２圧電素子３５ｂは長さ4.0mm、幅0.8mm及び厚さ0.12mmとされる。又、アクチュエータ回転中心軸５０からの距離に関しては、例えば、前記第１及び第２圧電素子３５ａ，３５ｂは、それぞれ、長手方向（伸縮方向）中心軸線が前記回転中心軸５０から1.0mm及び2.1mm離間されるように配設される。
なお、前記ベースプレート側基板部３２及びロードビーム側基板部３３と圧電素子部材３５との連結には、例えば、銀等の金属微粒子をフィラーとして含む導電性接着剤を用いることができる。接着領域は、例えば、前記圧電素子部材３５の基端部及び先端部のそれぞれ約0.3ｍｍ〜0.6mmの領域とすることができる。
【００３０】
さらに、前記圧電素子部材３５のうち，前記ヒンジ部３１に接着されない側の電極は、超音波ボンディングによる金ワイヤによって、前記フレクシャに形成された圧電素子端子４２ｃに接続される。斯かる構成において前記ヒンジ部３１を接地電位とすれば、前記圧電素子端子４２ｃに印加する電圧を変化させるだけで、前記圧電素子部材３５の伸縮を制御性良くコントロールすることができる。
【００３１】
このように構成された磁気ヘッドサスペンション１においては、以下の効果を奏する。即ち、本実施の形態においては、アクチュエータ回転中心軸５０を挟んで揺動方向両側に配設された一対の圧電素子部材３５，３５が、それぞれ、前記回転中心軸５０に近接された第１圧電素子３５ａと、該第１圧電素子３５ａより前記回転中心軸５０から離間された第２圧電素子３５ｂとを備えている。従って、揺動方向一方側及び他方側にそれぞれ１つの圧電素子のみしか有さない従来の構成に比して、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させることができる。
【００３２】
図４に、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１と、揺動方向一方側及び他方側にそれぞれ前記第１圧電素子のみが備えられた磁気ヘッドサスペンションとのそれぞれの主共振周波数を測定した結果を示す。なお、図４中のNo.1及びNo.2はそれぞれ試料番号である。又、図４中のＡは前記第１圧電素子、Ｂは前記第２圧電素子を示している。図４から明らかなように、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１（４素子）は、従来の磁気ヘッドサスペンション（２素子）に比して、約１７％程度、主共振周波数を向上させることができる。
【００３３】
さらに、本実施の形態においては、前記第１圧電素子３５ａに比して、前記第２圧電素子３５ｂの厚みを薄くしている。前述のように、圧電素子は薄いほど、伸縮量が大きくなるから、第１及び第２圧電素子３５ａ，３５ｂに同一電圧を印加した場合、第１圧電素子３５ａよりも第２圧電素子３５ｂの伸縮量が大きくなる。即ち、本実施の形態においては、アクチュエータ回転中心軸５０から離間された第２圧電素子３５ｂの方が、第１圧電素子３５ａより大きく伸縮するように構成されている。従って、本実施の形態においては、アクチュエータ回転中心軸を挟んで揺動方向両側に同一厚さの圧電素子が２個ずつ並設されている磁気ヘッドサスペンションに比して、圧電素子の伸縮動作に基づいて微動アクチュエータを回転動作させる際に生じる該圧電素子及びヒンジ部の反りや歪み等を有効に防止でき、これにより、磁気ヘッドの浮上特性の安定化を図ると共に、圧電素子とロードビーム側基板及びベースプレート側基板とを接着する接着層の劣化を有効に防止することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態においては、前記一対の圧電素子部材が、それぞれ、第１圧電素子３５ａと、第２圧電素子３５ｂとを有するように構成したが、これに代えて、該一対の圧電素子部材のそれぞれを、アクチュエータ回転中心軸５０からの距離に応じて異なる厚みを有する単一の圧電素子とすることも可能である。即ち、一対の圧電素子部材のそれぞれを、アクチュエータ回転中心軸５０に近接された第１部位と、該第１部位よりアクチュエータ回転中心軸５０から離間された第２部位とを有する単一の圧電素子とし、前記第１部位に比して第２部位の厚さを薄くすることができる。斯かる場合、好ましくは、一対の圧電素子部材をそれぞれ構成する単一の圧電素子を、アクチュエータ回転中心軸５０から離間するに従って、薄くなるように構成することができる。
【００３５】
実施の形態２．
次に、本発明に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの他の実施の形態について説明する。図５は、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１′の正面図である。なお、前記実施の形態１におけると同一又は相当部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３６】
図５に示されるように、本実施の形態は、圧電素子部材３５'のみが前記実施の形態１と相違している。即ち、本実施の形態においては、前記一対の圧電素子部材は、それぞれ、単一の圧電素子３５'，３５'を有している。
【００３７】
該圧電素子３５'は、圧電性部材３６'と、該圧電性部材３６'の上面及び下面にそれぞれ配設された上面電極３７'及び下面電極（図示せず）とを備えている。前記上面電極３７'及び下面電極は、アクチュエータ回転中心軸５０に近接した第１部位におけるよりも、該第１部位より回転中心軸５０から離間された第２部位における方が長手方向長さが長くなるように構成されている。本実施の形態においては、図５に示されるように、アクチュエータ回転中心軸５０から離間されるに従って、上面電極３７'及び下面電極の長手方向長さが長くなるように構成されている。
【００３８】
圧電性部材は電圧が印加された領域だけが活性化して伸縮する。即ち、前記圧電素子３５'においては、平面視において、上面電極３７'及び下面電極の重合領域に対応する部分だけが伸縮する。
前述のように、本実施の形態においては、上面電極３７'及び下面電極の長手方向長さは、アクチュエータ回転中心軸５０から離間された第２部位における方が、該第２部位より回転中心軸５０に近接された第１部位におけるよりも長くなるように構成されている。従って、上面電極３７'及び下面電極間に電圧を印加した場合、前記第１部位よりも第２部位がより大きく伸縮する。
【００３９】
斯かる本実施の形態においても、前記実施の形態１におけると同様に、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させると共に、磁気ヘッドの浮上特性の安定化及び接着層の劣化防止を図ることができる。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、前記一対の圧電素子部材のそれぞれを、単一の圧電素子３５'で構成したが、本発明は斯かる形態に限られるものではない。即ち、アクチュエータ回転中心軸５０から離間された部位の上面電極及び下面電極の長さが、該離間部位より回転中心軸５０に近接された部位の上面電極及び下面電極の長さより長くなるように構成されている限り、種々の形態が適用され得る。
例えば、前記実施の形態１と同様に、前記一対の圧電素子部材のそれぞれが第１及び第２圧電素子を備えるように構成することも可能である。斯かる場合には、アクチュエータ回転中心軸に近接された第１圧電素子の電極長さを、第２圧電素子の電極長さより短くなるように構成することによって、同様の効果を得ることができる。
【００４１】
実施の形態３．
次に、本発明に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションのさらに他の実施の形態について説明する。図６は、本実施の形態に係る磁気ヘッドサスペンション１''の正面図である。なお、前記実施の形態１及び２におけると同一又は相当部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４２】
図６に示されるように、本実施の形態は、圧電素子部材のみが前記実施の形態１と相違している。即ち、本実施の形態においては、前記一対の圧電素子部材は、それぞれ、単一の圧電素子３５''を有している。
【００４３】
該圧電素子３５''は、アクチュエータ回転中心軸５０に近接した第１部位におけるよりも、該第１部位より回転中心軸５０から離間された第２部位における方が長手方向長さが長くなるように構成されている。本実施の形態においては、図６に示されるように、アクチュエータ回転中心軸５０から離間されるに従って、長手方向長さが長くなるように構成されている。
【００４４】
圧電性部材は長手方向長さに比例して伸縮量が大きくなる。従って、本実施の形態においては、アクチュエータ回転中心軸５０に近接された第１部位よりも、第２部位の方がより大きく伸縮する。
【００４５】
斯かる本実施の形態においても、前記実施の形態１におけると同様に、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させると共に、磁気ヘッドの浮上特性の安定化及び接着層の劣化防止を図ることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態においては、前記一対の圧電素子部材のそれぞれを、単一の圧電素子３５''，３５''で構成したが、本発明は斯かる形態に限られるものではない。即ち、アクチュエータ回転中心軸５０に近接された第１部位よりも、該第２部位における長手方向長さが長く構成されている限り、種々の形態が適用可能である。
例えば、図７に示されるように、前記一対の圧電素子部材のそれぞれが第１圧電素子３５ａ''及び第２圧電素子３５ｂ''を備えるように構成することも可能である。斯かる場合には、アクチュエータ回転中心軸５０に近接された第１圧電素子３５ａ''の長手方向長さを、第２圧電素子３５ｂ''の長手方向長さよりも短く構成することによって、同様の効果を得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの一態様によれば、一対の圧電素子部材を、回転中心軸に近接した第１部位が該第１部位より前記回転中心軸から離間された第２部位よりも大きい厚みを有するように構成したので、圧電素子印加電圧の上昇を有効に防止しつつ、微動アクチュエータの主共振周波数を向上させることができると共に、磁気ヘッドの浮上特性の悪化及び接着層の劣化を有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１(a)は、本発明に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの実施の形態１における正面図（磁気ディスク側から視た図）である。
図１(b)は、図１(a)におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図２】 図２は、図１に示された磁気ヘッドサスペンションの裏面図である。
【図３】 図３は、図１び図２に示された磁気ヘッドサスペンションの圧電素子装着前の正面図である。
【図４】 図４は、図１〜図３に示された微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの主共振周波数を、従来構成の磁気ヘッドサスペンションと比較しつつ示すグラフである。
【図５】 図５は、本発明に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの実施の形態２における正面図（磁気ディスク側から視た図）である。
【図６】 図６は、本発明に係る微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの実施の形態２における正面図（磁気ディスク側から視た図）である。
【図７】 図７は、図６に示された微動アクチュエータ付磁気ヘッドサスペンションの変形例の正面図（磁気ディスク側から視た図）である。
【符号の説明】
１ 磁気ヘッドサスペンション
１０ ベースプレート
２０ ロードビーム
３０ 微動アクチュエータ
３１ ヒンジ部
３２ ベースプレート側基板部
３３ ロードビーム側基板部
３５ 圧電素子
５０ アクチュエータ回転中心軸
Claims (3)
- ベースプレートと、ロードビームと、該ベースプレート及びロードビームを連結すると共に、該ロードビームをベースプレートに対し回転中心軸回りに揺動させる微動アクチュエータとを備えた磁気ヘッドサスペンションであって、
前記微動アクチュエータは、前記ベースプレートと前記ロードビームとの間に延びるヒンジ部と、先端部及び基端部がそれぞれ前記ロードビーム及びベースプレートに連結された圧電素子部材であって、前記回転中心軸を挟んでロードビームの揺動方向両側に配置された少なくとも一対の圧電素子部材とを備え、
前記一対の圧電素子部材は、前記回転中心軸に近接した第１部位と、該第１部位より前記回転中心軸から離間された第２部位とを有し、
前記第１部位は、第２部位より大きい厚みを有していることを特徴とする磁気ヘッドサスペンション。 - 前記一対の圧電素子部材は、それぞれ、前記第１部位を形成する第１の厚みの第１圧電素子と、前記第２部位を形成する第２の厚みの第２圧電素子とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッドサスペンション。
- 前記一対の圧電素子部材は、前記回転中心軸から離間するに従って、厚みが薄くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッドサスペンション。
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