專利名稱：讀/寫頭、讀/寫頭定位機(jī)構(gòu)和讀/寫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及讀／寫頭、讀／寫頭定位機(jī)構(gòu)和讀／寫系統(tǒng)例如磁盤驅(qū)動(dòng)器或光盤驅(qū)動(dòng)器。
圖32是示意表示用于通常磁盤驅(qū)動(dòng)器或硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)中的懸浮型磁頭及其定位機(jī)構(gòu)的平面圖。
如圖32所示，磁頭由具有電磁轉(zhuǎn)換元件1的懸浮塊2和用于支撐懸浮塊2的懸架3組成。為簡(jiǎn)化起見，在硬盤驅(qū)動(dòng)器中沒有表示使電磁轉(zhuǎn)換元件1和信號(hào)處理電路之間電連接、用于傳送讀／寫信號(hào)的互連線。
在用作磁頭定位的驅(qū)動(dòng)裝置中使用VCM(音圈電機(jī))5。VCM5由線圈51、永磁體52、軸承53和支架54組成。支架54在一端上裝有線圈51而在另一端上裝有磁頭的懸架3。雖然沒有用圖說明，但是應(yīng)知道在線圈51上裝著另一永磁體。
電磁轉(zhuǎn)換元件1包括用來把電信號(hào)轉(zhuǎn)換到磁信號(hào)而且反之亦然的磁極和線圈，用來把磁信號(hào)變到電壓變化的磁阻元件等等。用薄膜技術(shù)、組裝技術(shù)等等制作各個(gè)元件。懸浮塊2由Al2O3-TiC或CaTiO3之類的非磁陶瓷或者由磁性材料例如鐵氧體組成，而且一般具有立方體的形狀。把對(duì)著盤存儲(chǔ)媒體6的懸浮塊2表面(空動(dòng)表面)加工成適合形成使懸浮塊2在很小的間隙的情況下在盤存儲(chǔ)媒體6上懸浮的力的形狀。用彎曲、沖壓或其他方法把彈性不銹鋼片加工形成懸架3。
然后，說明磁頭的記錄和復(fù)制的運(yùn)作。盤存儲(chǔ)媒體6以例如每分鐘幾百轉(zhuǎn)的高速轉(zhuǎn)動(dòng)使適量空氣進(jìn)入盤存儲(chǔ)媒體6和懸浮塊2之間，對(duì)懸浮塊2施加懸浮力。另一方面，懸浮塊2被懸架3壓住，在一定的負(fù)載下朝向盤存儲(chǔ)媒體6，根據(jù)懸浮力與壓力的關(guān)系使懸浮塊2在盤存儲(chǔ)媒體6上在很小的間隙的情況下懸浮。
磁頭與VCM5連接，因此通過磁頭圍繞軸承53擺動(dòng)使磁頭在盤存儲(chǔ)媒體6的徑向上移動(dòng)，構(gòu)成電磁轉(zhuǎn)換元件1的定位控制，也就是使元件1移動(dòng)到任一讀／寫道的尋找控制和讀／寫道跟蹤控制。
為了定位控制電磁轉(zhuǎn)換元件1，電磁轉(zhuǎn)換元件1首先探測(cè)記錄在盤存儲(chǔ)媒體中的道位置信號(hào)。然后，在頭定位控制電路7中處理信號(hào)，導(dǎo)致一定的電流經(jīng)由放大器8通過VCM5中的線圈51而控制在線圈51和永磁體52之間產(chǎn)生的力。在定位到目標(biāo)磁道時(shí)，電磁轉(zhuǎn)換元件1在盤存儲(chǔ)媒體6中寫磁信號(hào)和從盤存儲(chǔ)媒體6中讀磁信號(hào)。
如上所述，迄今為止一般用音圈電機(jī)作磁頭定位器。
磁盤驅(qū)動(dòng)器的問題是磁道對(duì)準(zhǔn)不良，也就是由于盤存儲(chǔ)媒體表面振動(dòng)與盤存儲(chǔ)媒體的轉(zhuǎn)動(dòng)協(xié)調(diào)或不協(xié)調(diào)、盤存儲(chǔ)媒體的偏心度、熱膨脹和包括磁頭和盤存儲(chǔ)媒體的磁盤驅(qū)動(dòng)器的外來振動(dòng)等等引起磁頭和記錄磁道之間的偏移。這樣的磁道對(duì)準(zhǔn)不良產(chǎn)生了問題，例如在記錄時(shí)由于重寫引起存儲(chǔ)在相鄰磁道中的信號(hào)信息的清除、在復(fù)制時(shí)從有關(guān)磁道輸出的信號(hào)電平下降和由于來自相鄰磁道的串?dāng)_噪音形狀信號(hào)的進(jìn)入而引起輸出信號(hào)的品質(zhì)下降。
對(duì)于讀／寫目的來說，就要求在磁頭中使電磁轉(zhuǎn)換元件的位置準(zhǔn)確而快速地跟蹤在盤存儲(chǔ)媒體上的一定的記錄磁道。
然而，通常磁盤驅(qū)動(dòng)器附帶的一個(gè)重要問題是由于包括磁頭、支架和線圈的整個(gè)笨重結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)、懸浮塊通過懸架的移動(dòng)和構(gòu)成擺動(dòng)中心的軸承本身具有摩擦阻力、偏心等等的實(shí)際情況造成在定位準(zhǔn)確度上尤其是記錄磁道跟蹤上有局限。
另一方面，越來越要求磁盤驅(qū)動(dòng)器具有更加高的記錄密度而因此要求具有更加高的磁道密度和更加窄的磁道寬度。在這樣的情況下，要求使磁頭定位的準(zhǔn)確度更高。迄今為止，定位控制帶寬最高可達(dá)500Hz左右而定位準(zhǔn)確度約為0．3μm。然而，隨著記錄磁道寬度窄到約1μm時(shí)，要求控制帶寬擴(kuò)大到幾KHz而定位準(zhǔn)確度在0．1μm左右或更小的數(shù)量級(jí)。由于這些原因，與通常磁頭定位機(jī)構(gòu)有關(guān)聯(lián)的問題變得更加麻煩。
磁頭的懸浮高度一般是在50nm左右到100nm左右的范圍內(nèi)。然而，在保持象這樣的懸浮高度的同時(shí)，由于讀／寫磁道間距窄到1μm左右所以出現(xiàn)一些問題，例如，在記錄時(shí)由于記錄磁場(chǎng)漏磁造成存儲(chǔ)在鄰近磁道中的信號(hào)信息的清除，和在復(fù)制時(shí)由于信號(hào)電平實(shí)際輸出的下降造成S／N退化。為了保持穩(wěn)定的讀／寫特性，因此需要使磁頭相對(duì)于盤存儲(chǔ)媒體的懸浮高度降低到50nm或更低。然而，由于懸浮高度減低，因此要求更嚴(yán)格地控制磁頭在尋找控制或讀／寫跟蹤控制時(shí)的懸浮特性(懸浮高度上的不穩(wěn)定)和磁盤存儲(chǔ)媒體的平整度。
近年來，具有非常小的懸浮高度稱為偽接觸型磁頭或者已經(jīng)與磁盤存儲(chǔ)媒體接觸稱為接觸型磁頭的一種磁頭還在研制中。對(duì)于這些目的在于達(dá)到更高的記錄密度的磁頭來說，進(jìn)行尋找控制或者讀／寫磁道跟蹤控制是非常困難的。
作為改進(jìn)磁頭定位準(zhǔn)確度的一種途徑，打算把微量位移驅(qū)動(dòng)裝置例如壓電元件裝到磁頭安裝支架或支承簧片(懸架)里(見JP-A’S5-28670和5-47216)。在這種途徑的情況下，在磁頭定位準(zhǔn)確度方面可以得到一些改進(jìn)。但是，因?yàn)樵谌缟纤龅腣CM定位機(jī)構(gòu)的情況中是通過具有彈性的懸架驅(qū)動(dòng)懸浮塊所以這種途徑還是不可避免地受懸架的影響。因而在定位準(zhǔn)確度改進(jìn)上受限制。
對(duì)于懸浮塊位移來說，也提出使用靜電力微量驅(qū)動(dòng)裝置(“在很高磁道密度時(shí)使用以微量驅(qū)動(dòng)裝置為基礎(chǔ)的二極伺服系統(tǒng)定位磁記錄頭”)(“Mgnetic Recording Head Positioning at Very High TrackDensities Using a Microactuator-Based，Two-Stage Servo system”IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICSVol．42，No．3，pp222-233，June 1995)或者使用電磁力微量驅(qū)動(dòng)裝置(“用于小型計(jì)算機(jī)磁盤驅(qū)動(dòng)器的硅微結(jié)構(gòu)和微驅(qū)動(dòng)裝置”)(“SiliconMicrostructures and Microactuators for Compact computer DiskDrives”，IEEE CONTROL SYSTEMS，pp．52-57，December 1994)。然而，發(fā)現(xiàn)在靜電力驅(qū)動(dòng)裝置的情況中難以形成大到足以位移懸浮塊的驅(qū)動(dòng)力，而在電磁力驅(qū)動(dòng)裝置的情況中與磁力線漏泄影響在磁盤存儲(chǔ)媒體上的磁信號(hào)有關(guān)聯(lián)。因?yàn)楸仨毻ㄟ^具有小彈力并受到從驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的靜電力和電磁力能夠變形的支承梁構(gòu)件把懸浮塊固定就位，所以二種驅(qū)動(dòng)裝置的共同問題是它們對(duì)外部的干擾是敏感的。在公開通過靜電驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)懸浮塊內(nèi)容的JP-A8-180623中同樣發(fā)現(xiàn)象這樣的問題。
另外，JP-A6-259905公開了用于讀／寫系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置，在這種驅(qū)動(dòng)裝置中使包括讀／寫功能部分(電磁轉(zhuǎn)換元件)的懸浮塊通過驅(qū)動(dòng)元件，例如壓電元件驅(qū)動(dòng)的懸架，與音圈電機(jī)聯(lián)接。在其中描述的第一實(shí)施例(見

圖1)中，薄型微移動(dòng)機(jī)構(gòu)部分(驅(qū)動(dòng)元件)是由一組對(duì)置的薄片和一組壓電元件構(gòu)成。每片薄片的二端斜對(duì)地裝有用于連接到每個(gè)壓電元件的二端中的任一端的撓性架，而壓電元件的終端與這樣的撓性架連接。在這種類型微動(dòng)機(jī)構(gòu)部分上，以使其伸長(zhǎng)或收縮的方式使二個(gè)壓電元件變形，由此在壓電元件的大體上垂直于伸長(zhǎng)和收縮方向的方向上形成讀／寫功能部分的微量位移。在出版物中描述的第二實(shí)施例(見圖2)中薄型微動(dòng)機(jī)構(gòu)部分仍然由一組對(duì)置的薄片和一組壓電元件構(gòu)成。但是這樣的第二實(shí)施例在每片薄片中的一端形成用來連接每個(gè)壓電元件中的一端的撓性架上與第一實(shí)施例不同。在薄型微動(dòng)機(jī)構(gòu)部分上，每個(gè)壓電元件在與懸浮塊的懸浮表面平行的平面內(nèi)并在同樣的方向上是可以彎曲的，因此如同第一實(shí)施例中那樣，形成讀／寫功能部分的微量位移。在出版物中描述的第三實(shí)施例(見圖3)中，微動(dòng)機(jī)構(gòu)部分單由一組能彎曲的壓電元件組成。換言之，每個(gè)壓電元件的一端與懸浮塊連接而另一端與懸架連接。
JP-A6-259905涉及到如在先技術(shù)的例子那樣具有埋置在懸浮塊本身中的壓電元件的微動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，并且注意到象這樣的懸浮塊(微動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置)由于其懸浮表面被彎曲、扭曲或其他方式的變形，所以對(duì)其懸浮特性有不利影響。另一方面，鑒于該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，出版物指出，由于對(duì)在所述的薄型微動(dòng)機(jī)構(gòu)部分上的懸浮塊完全沒有施加壓力，于是不存在懸浮塊的變形，所以構(gòu)制成對(duì)磁頭的懸浮性能完全沒有不利影響的驅(qū)動(dòng)裝置是可以實(shí)現(xiàn)的。然而，其中描述的薄型微動(dòng)機(jī)構(gòu)部分的第一和第二實(shí)施例是各種組裝結(jié)構(gòu)，其中一組薄片與一組壓電元件連接在一起，假定了在兩個(gè)壓電元件之間沒有性能差別。盡管如此，磁頭對(duì)于由于組裝結(jié)構(gòu)誤差等等造成在懸浮方向上的位移(懸浮高度上的增減)是敏感的。組裝結(jié)構(gòu)要求的組裝步驟承擔(dān)一些相當(dāng)大的費(fèi)用，而且使組裝結(jié)構(gòu)難以增強(qiáng)其剛性，結(jié)果引起與彎曲部分有關(guān)的強(qiáng)度下降問題。此外，由于需要從壓電元件的電極抽出互連線，所以組裝結(jié)構(gòu)在位移特性上是不好的，并且由于其復(fù)雜性耗費(fèi)很多錢。第三實(shí)施例也提出類似的問題，例如由于組裝誤差造成位移特性上的偏差。
注意到，JP-A6-259905中圖6所示的驅(qū)動(dòng)裝置如同在先技術(shù)的實(shí)例一樣，而在JP-A5-28670中陳述的驅(qū)動(dòng)裝置具有一種結(jié)構(gòu)，其中把位移產(chǎn)生裝置例如壓電元件裝配到懸架里。對(duì)于所述的結(jié)構(gòu)來說，難以估計(jì)位移產(chǎn)生裝置的尺寸和在公差調(diào)整過程中安裝位移產(chǎn)生裝置的空間尺寸。對(duì)于具有非常小的位移量的壓電元件來說，由于傳遞位移量有損失或有偏差，或者用其他的方法位移量一點(diǎn)也沒有傳遞到驅(qū)動(dòng)裝置，所以在它們之間不希望存在間隙。為了消除象這樣的間隙需要高準(zhǔn)確度組裝技術(shù)，除了不僅使它們陷入技術(shù)困難外而且也承擔(dān)相當(dāng)可觀的費(fèi)用。
JP-A63-291271公開了包括由在懸浮塊和負(fù)載桿之間的壓電元件或電致伸縮元件組成的微動(dòng)機(jī)構(gòu)的磁頭定位裝置。在出版物的實(shí)例中陳述的微動(dòng)機(jī)構(gòu)包括裝有C狀切口的薄的壓電元件片。通過伸長(zhǎng)或收縮一部分壓電元件片，能夠使懸浮塊在與伸長(zhǎng)和收縮的方向一致的方向上成直線地位移。這種微動(dòng)機(jī)構(gòu)是一種成整體的結(jié)構(gòu)而不是組裝結(jié)構(gòu)，其中懸浮塊的位移量取決于壓電元件片的直線位移量。所以，為了增大懸浮塊的位移量，除了增大微動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸外別無選擇余地。
在JP-A5-47126的圖1到4表示的裝置中，使片狀壓電元件本身與頭支承簧片粘接，因此磁頭支承簧片構(gòu)成阻礙壓電元件位移的負(fù)載。由于這樣的原因，在很小的壓電元件的位移量中有一個(gè)進(jìn)一步的減量。此外，由于一些負(fù)載加在壓電元件上所以不能達(dá)到足夠的強(qiáng)度，結(jié)果造成其壽命下降和其性能過早退化。在由有機(jī)樹脂等等組成的粘合層用于壓電元件的粘合時(shí)出現(xiàn)下面的問題。由于壓電元件的位移引起粘合層的變形，所以引起傳遞損耗；由于在粘合層上施加一些負(fù)載，所以在壓電元件位移時(shí)粘合強(qiáng)度下降；而且由于粘合力(固定力)和粘合層的剛性隨著所述的負(fù)載和環(huán)境條件(高溫、大濕度等等)而變化，所以從壓電元件通過粘合層到電磁轉(zhuǎn)換元件傳遞的位移對(duì)時(shí)效變化是敏感的。
在JP-A6-309822的圖6中表示一種包括壓電元件結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器的讀／寫頭，在壓電元件結(jié)構(gòu)中，每個(gè)成片狀的壓電元件安裝在由懸架頂部上形成萬向接頭元件中的平行簧片組成的一對(duì)金屬薄片上。根據(jù)所述的驅(qū)動(dòng)器在壓電元件伸長(zhǎng)和收縮時(shí)，壓電元件的長(zhǎng)度和金屬片的長(zhǎng)度之間有差別，這種差別同樣使元件和薄片兩者偏轉(zhuǎn)，以致能夠使電磁轉(zhuǎn)換元件位移。在這樣的裝置中，由于壓電元件通過粘合層使金屬薄片偏轉(zhuǎn)，所以仍然還有強(qiáng)度下降。
JP-A60-47271公開了在懸浮塊和磁頭實(shí)體之間有驅(qū)動(dòng)元件的懸浮頭，所述的驅(qū)動(dòng)元件提供磁頭實(shí)體在橫切平行的信息磁道的方向上的微量移動(dòng)。把壓電元件說成驅(qū)動(dòng)元件。一般地說，該出版物涉及利用多層壓電元件的厚度變化以形成磁頭實(shí)體微量移動(dòng)的懸浮磁頭和使用雙壓電晶片型壓電元件的懸浮磁頭。在出版物中陳述的磁頭實(shí)體是一種普通塊狀類型磁頭，而不是薄膜磁頭類型的電磁轉(zhuǎn)換元件。在出版物中描述的多層壓電元件應(yīng)用在與電場(chǎng)方向相同的方向上的位移，即壓電縱向效應(yīng)，這種效應(yīng)引起厚度方向上成直線的位移，以使磁頭實(shí)體成直線地位移。所以這種懸浮磁頭帶來的問題是為了增加磁頭實(shí)體的位移量必須增大壓電元件的尺寸。這種懸浮磁頭帶來的另一個(gè)問題是一部分懸浮表面對(duì)變形是敏感的，并且對(duì)位移同樣是敏感的。這就導(dǎo)致懸浮特性不穩(wěn)定和同樣由于磁頭實(shí)體和存儲(chǔ)媒體之間的間隙變動(dòng)造成讀／寫特性不穩(wěn)定的進(jìn)一步的問題。
在參照許多種讀／寫頭當(dāng)中的一種磁頭進(jìn)行說明時(shí)，顯而易見，在磁頭定位方面敘述的問題對(duì)用于光盤裝置的記錄／復(fù)制頭是完全成立的。通常的光盤裝置使用至少包括一個(gè)透鏡的光部件組成的光存儲(chǔ)傳感器。這種光存儲(chǔ)傳感器設(shè)計(jì)成能夠用機(jī)械的方法控制透鏡以便使透鏡的焦點(diǎn)對(duì)到光盤的記錄表面上。近年來，為了達(dá)到越來越高的光盤記錄密度，建議采用近場(chǎng)記錄。在這一點(diǎn)上，見“NIKKEI ELECTRONICS”1997．6．16(No．691)99頁(yè)。這樣的近場(chǎng)記錄使用了一種懸浮塊的懸浮頭，其懸浮塊類似懸浮型磁頭用的懸浮塊。裝入懸浮塊的是一種包括稱為固體浸沒透鏡即SIL的半球形透鏡、磁場(chǎng)調(diào)制記錄線圈和預(yù)聚焦透鏡的光部件。在美國(guó)專利No．5，497，359中公開了另一種用于近場(chǎng)記錄的懸浮頭。配合這種懸浮頭使用的光盤具有非常高的記錄磁道密度。因此，在相對(duì)于記錄磁道實(shí)施定位時(shí)出現(xiàn)與在懸浮型磁頭方面所講到的問題一樣的問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是在讀／寫系統(tǒng)，例如磁盤或光盤裝置，中獲得裝在讀／寫頭中的電磁轉(zhuǎn)元件或光部件的高準(zhǔn)確度定位而又快速定位。本發(fā)明的另一個(gè)目的是在電磁轉(zhuǎn)換元件或光部件在垂直于記錄存儲(chǔ)媒體表面的方向上的所述的定位時(shí)，容易實(shí)現(xiàn)位置波動(dòng)的控制。
通過下面(1)到(17)定出的發(fā)明，所述的目的是可以達(dá)到的。
(1)讀／寫頭包括，裝有電磁轉(zhuǎn)換元件或光組件的懸浮塊、驅(qū)動(dòng)裝置和懸架，其中使所述的懸浮塊通過所述的驅(qū)動(dòng)裝置支承在所述的懸架上，所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括固定部分、可移動(dòng)部分和至少二個(gè)用于把所述的固定部分和所述的可移動(dòng)部分連接在一起的梁構(gòu)件。所述的二個(gè)梁構(gòu)件中的至少一個(gè)梁構(gòu)件具有通過逆向壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)在連接所述的固定部分和所述的可移動(dòng)部分的方向上伸長(zhǎng)和收縮的位移產(chǎn)生裝置，并且把所述的固定部分安裝到所述的懸架上而把所述的可移動(dòng)部分安裝到所述的懸浮塊上。
在所述的位移產(chǎn)生裝置伸長(zhǎng)和收縮時(shí)，所述的位移產(chǎn)生裝置偏轉(zhuǎn)而所述的可移動(dòng)部分相對(duì)于所述的固定部分在由片狀條確定的平面內(nèi)成直線地、成圓形地或者轉(zhuǎn)動(dòng)地位移，并且所述的電磁轉(zhuǎn)換元件或所述的光部件以橫切在記錄媒體上的記錄磁道的方向在直線或圓形軌道上位移，和通過在由壓電材料或電致伸縮材料構(gòu)成的片狀條中形成孔和／或切口，使所述的固定部分、可移動(dòng)部分和梁構(gòu)件形成為成整體的單個(gè)元件。
(2)在(1)中描述的讀／寫頭，其中所述的驅(qū)動(dòng)裝置位于所述的懸浮塊的背表面或側(cè)表面上。
(3)在(2)中描述的讀／寫頭，其中所述的驅(qū)動(dòng)裝置位于由所述的懸浮塊的背表面構(gòu)成的臺(tái)階形成的空間中。
(4)在(1)到(3)中的任何一條發(fā)明中描述的讀／寫頭，其中所述的懸浮塊和所述的驅(qū)動(dòng)裝置互相對(duì)置而所述的懸架夾在其間。
(5)在(1)到(4)中的任何一條發(fā)明中描述的讀／寫頭，其中所述的懸架的一部分裝有用于使所述的懸浮塊跟蹤所述的記錄存儲(chǔ)媒體的萬向接頭元件，而且所述的驅(qū)動(dòng)裝置與所述的萬向接頭元件聯(lián)結(jié)。
(6)在(1)到(5)中的任何一條發(fā)明中描述的讀／寫頭，其中在所述的驅(qū)動(dòng)裝置中的所述的位移產(chǎn)生裝置上形成至少二層壓電或電致伸縮材料層，每層材料層在二側(cè)面上具有電極層。
(7)在(1)到(6)中的任何一條發(fā)明中描述的讀／寫頭，其中所述的電磁轉(zhuǎn)換元件或所述的光組件的位移量大于在所述的驅(qū)動(dòng)裝置中的所述的位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮量。
(8)在(7)中描述的讀／寫頭，其中所述的電磁轉(zhuǎn)換元件或所述的光部件的位移量大于所述的懸浮塊和所述的驅(qū)動(dòng)裝置之間的接合處的位移量。
(9)在(7)或(8)中描述的讀／寫頭，其中所述的懸浮塊和所述的驅(qū)動(dòng)裝置之間的接合處的位移量大于在所述的驅(qū)動(dòng)裝置中的所述的位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮量。
(10)在(1)到(8)中的任何一條發(fā)明中描述的讀／寫頭，其中在所述的懸架上形成相對(duì)于所述的驅(qū)動(dòng)裝置和／或所述的電磁轉(zhuǎn)換元件或所述的光部件的互連線。
(11)讀／寫頭定位機(jī)構(gòu)包括如在(1)到(10)中的任何一條發(fā)明中所述的讀／寫頭和用于驅(qū)動(dòng)整個(gè)所述的讀／寫頭的主驅(qū)動(dòng)裝置。
(12)用于執(zhí)行讀／寫頭定位的機(jī)構(gòu)包括裝有電磁轉(zhuǎn)換元件或光部件的懸浮塊、驅(qū)動(dòng)裝置和懸架，其中所述的懸浮塊通過所述的驅(qū)動(dòng)裝置支承在所述的懸架上，所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括固定部分、可移動(dòng)部分和用于把所述的固定部分和所述的可移動(dòng)部分聯(lián)結(jié)在一起的至少二個(gè)梁構(gòu)件，所述的至少二個(gè)梁構(gòu)件每一個(gè)具有應(yīng)用逆向壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)在連接所述的固定部分和所述的可移動(dòng)部分的方向上伸長(zhǎng)和收縮的位移產(chǎn)生裝置，并且所述的固體部分被安裝到所述的懸架上而所述的可移動(dòng)部分被安裝到所述的懸浮塊上，在所述的位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮時(shí)，所述的位移產(chǎn)生裝置偏轉(zhuǎn)而所述的可移動(dòng)部分相對(duì)于所述的固定部分成直線地、成圓形地或轉(zhuǎn)動(dòng)地位移，因此所述的電磁轉(zhuǎn)換元件或所述的光部件在直線或圓形的軌道上位移并且所述的電磁轉(zhuǎn)換元件或所述的光部件以橫切記錄媒體上記錄磁道的方向在直線或圓形的軌道上位移，和在以橫切所述的記錄磁道的方向位移的所述的電磁轉(zhuǎn)換元件或所述的光部件的方向的定位時(shí)，控制施加在所述的位移產(chǎn)生裝置的驅(qū)動(dòng)電壓的總和以在任何時(shí)候所述的總和保持恒定。
(13)在(12)中描述的讀／寫頭定位機(jī)構(gòu)，其中相對(duì)于具有相同極性的施加電壓，每個(gè)位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮方向是恒定的，和施加到每個(gè)位移產(chǎn)生裝置上的電壓是具有被加到直流偏置電壓中的控制電壓的電壓，而且以在任何時(shí)候使被加到所述的位移產(chǎn)生裝置的所述的控制電壓的總和恒定為零的方法控制所述控制電壓的總和。
(14)在(12)或(13)中描述的讀／寫頭定位機(jī)構(gòu)，其中所述的位移產(chǎn)生裝置中的每個(gè)所述的位移產(chǎn)生裝置包括通過施加電壓而伸長(zhǎng)和收縮的位移部分和所述的位移部分被夾在其間的一對(duì)覆蓋層，把所述的位移部分和所述的覆蓋層在垂直于記錄存儲(chǔ)媒體表面的方向上重疊，和所述的覆蓋層處于與所述的位移部分緊密接觸，并在所述的位移部分的伸長(zhǎng)和收縮時(shí)變形。
(15)在(12)到(14)中的任何一條發(fā)明中描述的讀／寫頭定位機(jī)構(gòu)，其中所述的讀／寫頭是如在(1)到(10)中的任何一條發(fā)明所述的讀／寫頭。
(16)在(12)到(15)中的任何一條發(fā)明中描述的讀／寫頭定位機(jī)構(gòu)，其中進(jìn)一步包括用于驅(qū)動(dòng)整個(gè)所述的讀／寫頭的主驅(qū)動(dòng)裝置。
(17)讀／寫系統(tǒng)包括如(12)到(15)中的任何一條發(fā)明所述的讀／寫頭或如(11)到(16)中任何一條發(fā)明所述的讀／寫頭定位機(jī)構(gòu)。
圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的磁頭的典型基本結(jié)構(gòu)和用于電磁轉(zhuǎn)換元件的定位機(jī)構(gòu)的透視示意圖。
圖2是說明一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的透視示意圖，其中使驅(qū)動(dòng)裝置放置在根據(jù)本發(fā)明的磁頭中的懸浮塊的背表面上。
圖3是說明另一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的透視示意圖，其中使驅(qū)動(dòng)裝置放置在根據(jù)本發(fā)明的磁頭中的懸浮塊的背表面上。
圖4是說明進(jìn)一步的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的透視示意圖，其中使驅(qū)動(dòng)裝置放置在根據(jù)本發(fā)明的磁頭中的懸浮塊的背表面上。
圖5是說明更進(jìn)一步的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的透視示意圖，其中使驅(qū)動(dòng)裝置放置在根據(jù)本發(fā)明的磁頭中的懸浮塊的背表面上。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的磁頭中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的平面示意圖。
圖7A是夸大地說明在圖6所示的驅(qū)動(dòng)裝置中的可移動(dòng)部分的直線位移時(shí)各個(gè)部分偏轉(zhuǎn)的平面示意圖和圖7B是夸大地說明在圖6所示的驅(qū)動(dòng)裝置中的可移動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)位移時(shí)各個(gè)部分偏轉(zhuǎn)的平面示意圖。
圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的磁頭中的另一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的平面示意圖。
圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的磁頭中的進(jìn)一步的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的平面示意圖。
圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的磁頭中的更進(jìn)一步的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的平面示意圖。
圖11是說明一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的透視示意圖，其中使驅(qū)動(dòng)裝置放置在根據(jù)本發(fā)明的磁頭中的懸浮塊的側(cè)表面上。
圖12是說明另一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的透視示意圖，其中使驅(qū)動(dòng)裝置放置在根據(jù)本發(fā)明的磁頭中的懸浮塊的側(cè)表面上。
圖13是說明進(jìn)一步的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的透視示意圖，其中使驅(qū)動(dòng)裝置放置在根據(jù)本發(fā)明的磁頭中的懸浮塊的側(cè)表面上。
圖14是說明一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的透視示意圖，其中使驅(qū)動(dòng)裝置放置在由根據(jù)本發(fā)明的磁頭中的懸浮塊的背表面上構(gòu)成的臺(tái)階形成的空間內(nèi)。
圖15是說明另一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的透視示意圖，其中使驅(qū)動(dòng)裝置放置在由根據(jù)本發(fā)明的磁頭中的懸浮塊的背表面上構(gòu)成的臺(tái)階形成的空間內(nèi)。
圖16是說明一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的透視示意圖，其中懸浮塊和驅(qū)動(dòng)裝置互相對(duì)置而懸架夾在其間。
圖17是說明一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的側(cè)面示意圖，其中在根據(jù)本發(fā)明的磁頭中使驅(qū)動(dòng)裝置在由懸浮塊和驅(qū)動(dòng)裝置組成的結(jié)構(gòu)的重心附近與懸架聯(lián)結(jié)。
圖18A是說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的平面示意圖，其中根據(jù)本發(fā)明的磁頭中懸浮塊與懸架中的萬向接頭部分聯(lián)結(jié)，而圖18B是圖18A中實(shí)施例的側(cè)面示意圖。
圖19A是說明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的平面示意圖，其中根據(jù)本發(fā)明的磁頭中懸浮塊與懸架中的萬向接頭部分聯(lián)結(jié)，而圖19B是圖18A中實(shí)施例的側(cè)面示意圖。
圖20A是說明本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例的平面示意圖，其中根據(jù)本發(fā)明的磁頭中懸浮塊與懸架中的萬向接頭部分聯(lián)結(jié)，而圖20B是圖20A中實(shí)施例的側(cè)面示意圖。
圖21是說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的透視示意圖，其中用夾在驅(qū)動(dòng)裝置和懸浮塊之間的懸架中的萬向接頭部分使驅(qū)動(dòng)裝置與懸浮塊聯(lián)結(jié)。
圖22A是說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的平面視圖，其中在根據(jù)本發(fā)明的磁頭中電磁轉(zhuǎn)換元件的位移量能夠大于驅(qū)動(dòng)裝置中的位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮量，而圖22B是圖22A中的實(shí)施例的側(cè)面示意圖。
圖23A是說明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的平面視圖，其中在根據(jù)本發(fā)明的磁頭中電磁轉(zhuǎn)換元件的位移量能夠大于驅(qū)動(dòng)裝置中的位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮量，而圖23B是圖23A中的實(shí)施例的側(cè)面示意圖。
圖24是說明在根據(jù)本發(fā)明的磁頭中使用的驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
圖25A是說明內(nèi)部電極層的一個(gè)實(shí)施例的分解透視示意圖，而圖25B是說明內(nèi)部電極的一個(gè)實(shí)施例的平面示意圖。
圖26是說明在磁頭定位機(jī)構(gòu)中驅(qū)動(dòng)控制的一種典型基本結(jié)構(gòu)的透視示意圖。
圖27是驅(qū)動(dòng)裝置的截面示意圖。
圖28是表示圖26中所示的電磁轉(zhuǎn)換元件1在x軸方向上的位移隨時(shí)間變化的曲線圖。
圖29A是表示施加在驅(qū)動(dòng)裝置中的一個(gè)位移產(chǎn)生裝置上的電壓隨時(shí)間變化的曲線圖，而圖29c是表示在施加所述的電壓時(shí)電磁轉(zhuǎn)換元件在Z軸方向上的位移隨時(shí)間變化的曲線圖。圖29B是表示施加在驅(qū)動(dòng)裝置中另一個(gè)位移產(chǎn)生裝置上的電壓隨時(shí)間變化的曲線圖，而圖29D是表示在施加所述的電壓時(shí)電磁轉(zhuǎn)換元件在Z軸方向上的位移隨時(shí)間變化的曲線圖。圖29E是表示在一個(gè)位移產(chǎn)生裝置上施加圖29A中所示的電壓時(shí)和在另一個(gè)位移產(chǎn)生裝置上施加圖29B中所示的電壓時(shí)電磁轉(zhuǎn)換元件在Z軸方向上的位移隨時(shí)間變化的曲線圖。
圖30A是表示施加在驅(qū)動(dòng)裝置中的一個(gè)位移產(chǎn)生裝置上的電壓隨時(shí)間變化的曲線圖，而圖29c是表示在施加所述的電壓時(shí)電磁轉(zhuǎn)換元件在Z軸方向上的位移隨時(shí)間變化的曲線圖。圖30B是表示施加在驅(qū)動(dòng)裝置中另一個(gè)位移產(chǎn)生裝置上的電壓隨時(shí)間變化的曲線圖，而圖30D是表示在施加所述的電壓時(shí)電磁轉(zhuǎn)換元件在Z軸方向上的位移隨時(shí)間變化的曲線圖。圖30E是表示在一個(gè)位移產(chǎn)生裝置上施加圖30A中所示的電壓時(shí)和在另一個(gè)位移產(chǎn)生裝置上施加圖30B中所示的電壓時(shí)電磁轉(zhuǎn)換元件在Z軸方向上的位移隨時(shí)間變化的曲線圖。
圖31是說明包括四個(gè)位移產(chǎn)生裝置的驅(qū)動(dòng)裝置的平面示意圖。
圖32是說明在通常磁盤驅(qū)動(dòng)器中的磁頭定位機(jī)構(gòu)的一種典型結(jié)構(gòu)的平面視圖。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例現(xiàn)在將在磁頭方面詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明的讀／寫頭的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
在圖1中說明根據(jù)本發(fā)明的磁頭的一種典型結(jié)構(gòu)。把驅(qū)動(dòng)裝置放置在具有電磁轉(zhuǎn)換元件1的懸浮塊2和懸架3之間，以在懸浮塊2和懸架3之間形成連接。驅(qū)動(dòng)裝置4裝有至少一層在其二側(cè)面上具有電極層的壓電材料或電致伸縮材料層。在本發(fā)明中，這樣的材料層起位移產(chǎn)生裝置作用。位移產(chǎn)生裝置靠逆向壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)產(chǎn)生伸長(zhǎng)和收縮移動(dòng)。伸長(zhǎng)和收縮移動(dòng)再引起懸浮塊2相對(duì)于懸架3的位移。在這時(shí)，懸浮塊2以電磁轉(zhuǎn)換元件1的位移方向橫穿記錄磁道的方向、最好是以橫切記錄磁道大體上成直角的方向與驅(qū)動(dòng)裝置4聯(lián)結(jié)。在驅(qū)動(dòng)裝置4上，通過根據(jù)磁道對(duì)準(zhǔn)不良信號(hào)控制電壓來控制位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮，以便電磁轉(zhuǎn)換元件1能夠跟蹤記錄磁道。
在這樣的裝置中，依靠驅(qū)動(dòng)裝置中位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮定位懸浮塊的準(zhǔn)確度是0．1μm或更小。此外由于用驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的懸浮塊的質(zhì)量大大小于包括形成通常定位機(jī)構(gòu)(VCM)的支架、線圈和懸架的整個(gè)磁頭的質(zhì)量，所以能夠使懸浮塊定位控制頻率增大到幾KHz或更高，懸浮塊由于無彈性特征所以被認(rèn)為是剛體，通過逆向壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置能夠產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力顯著地大于由具有相同位移量的靜電力驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力，等等。因而，與只用VCM進(jìn)行定位的通常磁盤裝置比較，使定位準(zhǔn)確度增高到更高的水平是可以實(shí)現(xiàn)的。也非常不可能出現(xiàn)，盤存儲(chǔ)媒體受到電磁力驅(qū)動(dòng)裝置的情況中可能出現(xiàn)的那種磁力線漏磁的那種影響。對(duì)于使用靜電力或電磁力的驅(qū)動(dòng)裝置來說，需要用有彈性的梁構(gòu)件來支承可移動(dòng)部分，因此由于振動(dòng)或沖撞是有可能出現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)不良。然而，在本發(fā)明中，由于使用具有高剛性的陶瓷材料或電致伸縮陶瓷材料是可以做得到的并且把非彈性梁構(gòu)件放在驅(qū)動(dòng)裝置和懸浮塊中間使驅(qū)動(dòng)裝置能夠與懸浮塊聯(lián)結(jié)，所以不會(huì)出現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)不良。
與其中用VCM或微量位移驅(qū)動(dòng)裝置例如壓電元件使包括有彈性懸架的整個(gè)磁頭位移的一種通用定位方法和其中用靜電力或電磁力的驅(qū)動(dòng)裝置使懸浮塊位移的另一種通用定位方法相比較，在本發(fā)明的磁頭的情況中，使定位控制頻帶寬度較寬因而是可以實(shí)現(xiàn)的，從而獲得較高準(zhǔn)確度的磁道定位控制。
在這里使用的驅(qū)動(dòng)裝置中，通過在由壓電材料或電致伸縮材料組成的片狀條中形成孔和／或切口，使與懸浮塊和懸架連接的(固定和可移動(dòng))部分和具有位移產(chǎn)生裝置的梁構(gòu)件形成成整體的單個(gè)元件。因此，在不用擔(dān)心組裝誤差的情況下增大驅(qū)動(dòng)裝置的剛性和增高驅(qū)動(dòng)裝置的準(zhǔn)確度是可以實(shí)現(xiàn)的。由于在驅(qū)動(dòng)裝置本身的制作中沒有使用粘合劑，因而在由于位移產(chǎn)生裝置的變形產(chǎn)生應(yīng)力的部分中不存在任何粘合層，所以也不用擔(dān)心由于粘合層引起的傳遞損耗、粘合強(qiáng)度時(shí)效變化等等的問題。此外，如圖25A和25B所示，由于使有關(guān)的部分形成成整體的單一元件，所以可以使在位移產(chǎn)生裝置上形成的電極A1、B1和G1延伸到用來與其終端電極A0、B0和G0連接的固定部分43。在這樣的裝置中，不需要為了驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)位移產(chǎn)生裝置的電極連接導(dǎo)線或其他互連線。此外，可以通過驅(qū)動(dòng)裝置而不是通過導(dǎo)線等等實(shí)現(xiàn)與懸浮塊互連。因此，能夠容易實(shí)現(xiàn)具有高可靠性的驅(qū)動(dòng)裝置制造。但是，在JP-A6-259905中所述的驅(qū)動(dòng)裝置(薄型微動(dòng)機(jī)構(gòu)部分)由于先分別制作相當(dāng)于固定和可移動(dòng)部分的元件和相當(dāng)于位移產(chǎn)生裝置的元件，然后組裝成單片元件，所以在剛性、強(qiáng)度和尺寸準(zhǔn)確度上是不好的。進(jìn)一步說，象這樣的驅(qū)動(dòng)裝置由于不可避免的組裝誤差所以對(duì)懸浮方向上的波動(dòng)是敏感的。更進(jìn)一步說，由于一般需要有導(dǎo)線與相當(dāng)于位移產(chǎn)生裝置的元件互連，所以引起一些有關(guān)制造費(fèi)用、可靠性的問題。
從根本上說，通過把本文所述的驅(qū)動(dòng)裝置加到通用的磁頭中能夠很簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的磁頭，所以在不考慮費(fèi)用增加的情況下能夠直接使用用于電磁轉(zhuǎn)換元件、懸浮塊和懸架的通用部件或元件。
用逆向壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)產(chǎn)生的位移量是非常小的，但是根據(jù)本發(fā)明，使電磁轉(zhuǎn)換元件的位移量大于位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮量或者大于可移動(dòng)部分的位移量是可以做得到的。在驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)典型實(shí)施例中，在位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮時(shí)把位移產(chǎn)生裝置設(shè)計(jì)成能夠偏轉(zhuǎn)。在一般如圖22A所示的驅(qū)動(dòng)裝置中，使可移動(dòng)部分44(懸浮塊和驅(qū)動(dòng)裝置之間的接合處)的位移量大于位移產(chǎn)生裝置41的伸長(zhǎng)和收縮量。因此，圖22A中所示的驅(qū)動(dòng)裝置是本發(fā)明的實(shí)施例，其中驅(qū)動(dòng)裝置本身就具有放大位移的功能。在位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮時(shí)，相對(duì)于固定部分產(chǎn)生可移動(dòng)部分的位移是圓形或轉(zhuǎn)動(dòng)的位移時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)或驅(qū)動(dòng)裝置和懸浮塊之間連接的位置的調(diào)整，可以使電磁轉(zhuǎn)換元件的位移量大于可移動(dòng)部分的位移量。在一般如圖22所示的驅(qū)動(dòng)裝置中，可移動(dòng)部分成圓形地位移。如果，如圖23A所描繪的那樣，使可移動(dòng)部分44和懸浮塊2之間的接合處離開電磁轉(zhuǎn)換元件1位于一個(gè)增大距離處，則使電磁轉(zhuǎn)換元件1的位移量大于可移動(dòng)部分44的位移量是可以實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明，其中能夠使位移量放大，因而甚至在使驅(qū)動(dòng)裝置小型化時(shí)仍獲得在實(shí)用上足夠的位移量是可能的。在裝置中，其中壓電元件的伸長(zhǎng)和收縮被用來形成在與伸長(zhǎng)和收縮的方向相同的方向上的直線位移，但是不可避免地需要增大驅(qū)動(dòng)裝置的尺寸以便獲得在實(shí)用上足夠的位移量。
如果，在本發(fā)明中驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)的位移產(chǎn)生裝置具有所謂的多層結(jié)構(gòu)，其中有至少二層壓電材料層或電致伸縮材料層、每一層在兩側(cè)面上有電極層，則使每一層壓電材料層或電致伸縮材料層減薄而因此在其上施加一定的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)增大電場(chǎng)強(qiáng)度是可以實(shí)現(xiàn)的。增大位移量或減小產(chǎn)生一定位移量要求的驅(qū)動(dòng)電壓同樣是可以實(shí)現(xiàn)的。
現(xiàn)在將說明本發(fā)明的具體實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。
如果，在本發(fā)明中，一般如圖2到圖5所描繪的那樣，把驅(qū)動(dòng)裝置4放置在懸浮塊2的背表面上，則懸浮塊2的背表面可以用于互連。
如果，在本發(fā)明中，一般如圖11到13所描繪的那樣，把驅(qū)動(dòng)裝置4放置在懸浮塊2的側(cè)面上，則使由驅(qū)動(dòng)裝置的構(gòu)造在不同的情況下可以引起的在磁頭的總厚度上的增量減小到最低程度是可以做到的。在這樣的情況中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置4比懸浮塊2薄時(shí)，則可以消除在磁頭的厚度中的任何增量。通常的磁盤裝置一般包括許多一層疊在另一層上的磁盤存儲(chǔ)媒體而磁頭運(yùn)作空間夾在其間。為了使磁盤裝置減薄，需要減小相鄰磁盤存儲(chǔ)媒體之間的空間。因此，如果如所表示的那樣，驅(qū)動(dòng)裝置4被放在懸浮塊2的側(cè)面上，則能夠使磁頭的厚度增量減小以致實(shí)現(xiàn)減薄磁盤裝置。
例如如圖14和15所示，即使驅(qū)動(dòng)裝置4被放置在由懸浮塊2的背表面上形成的至少一個(gè)臺(tái)階限定的空間21內(nèi)，那末可以減小磁頭厚度上的增量。在這樣的情況中，由于被驅(qū)動(dòng)的懸浮塊2的質(zhì)量上的減少，所以造成控制帶寬的擴(kuò)寬也是可以實(shí)現(xiàn)的。
如果，一般如圖16和17所示，在懸架3放到懸浮塊2和驅(qū)動(dòng)裝置4之間的情況中懸浮塊2與驅(qū)動(dòng)裝置4互相對(duì)置，則可以大體上消除如在通常磁頭中所遇到的結(jié)構(gòu)不平衡，由于懸架的一側(cè)上有懸浮塊而在另一側(cè)上沒有東西的實(shí)際情況造成所述的不平衡。由于這個(gè)原因，在整個(gè)磁頭擺動(dòng)時(shí)通過VCM或諸如此類的機(jī)構(gòu)減少懸架的變形等等，以使懸浮塊能夠處于穩(wěn)定的位置。特別是，如果使包括懸浮塊2和驅(qū)動(dòng)裝置4的結(jié)構(gòu)質(zhì)量在懸架3上面和下面大體上分配成1∶1，就是說，如果使懸架3或懸架3的延長(zhǎng)線設(shè)計(jì)成能通過這種結(jié)構(gòu)的重心的附近處，則能夠以更高的水準(zhǔn)克服所述的結(jié)構(gòu)不平衡。
一般如圖18A、19A、20A和21所示，懸架3可以裝有使懸浮塊2跟隨盤存儲(chǔ)媒體表面而偏轉(zhuǎn)的萬向接頭(反向簧片)元件或部件。如果在這樣的情況中，驅(qū)動(dòng)裝置4與萬向接頭元件聯(lián)結(jié)，則驅(qū)動(dòng)裝置4和懸浮塊2能夠象成整體的單一元件那樣跟蹤盤存儲(chǔ)媒體，因此萬向接頭機(jī)構(gòu)能夠有效地起作用。此外，在磁道跟蹤時(shí)由萬向接頭元件的變形等等產(chǎn)生的任何力沒有施加在驅(qū)動(dòng)裝置上，因此在改進(jìn)可靠性的過程中防止驅(qū)動(dòng)裝置性能的一些下降。
在本發(fā)明應(yīng)用于通常的磁盤裝置時(shí)，用VCM或諸如此類的機(jī)構(gòu)也就是在通常的磁盤裝置中的定位控制機(jī)構(gòu)作主驅(qū)動(dòng)裝置而用本發(fā)明的安裝在磁頭上的驅(qū)動(dòng)裝置作輔助驅(qū)動(dòng)裝置一般是最好的。換言之，總的來說，VCM在尋找運(yùn)行中起主要作用而與懸浮塊聯(lián)結(jié)的驅(qū)動(dòng)裝置在磁道跟蹤運(yùn)行中起主要作用。因此，能夠獲得令人滿意的定位準(zhǔn)確度。必須用彈性條支承的懸浮塊的靜電力或電磁力驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)由于尋找運(yùn)行后殘余振動(dòng)或外部沖撞或振動(dòng)引起的磁道對(duì)準(zhǔn)不良是敏感的。然而，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)轵?qū)動(dòng)裝置不通過任何彈性條與懸浮塊聯(lián)結(jié)而且驅(qū)動(dòng)裝置是由具有高剛性的壓電或電致伸縮陶瓷材料整體構(gòu)成，所以象這樣的磁道對(duì)準(zhǔn)不良是不大可能發(fā)生的。
如上所描述的本發(fā)明的磁頭和通過這種磁頭與通常定位裝置例如VCM組合建立的裝置的情況下，獲得高準(zhǔn)確度而又快速的定位是可以實(shí)現(xiàn)的，因此使在盤存儲(chǔ)媒體上磁道的寬度減窄和在盤存儲(chǔ)媒體上增大磁道密度是可以實(shí)現(xiàn)的。這同樣也使得增大在盤存儲(chǔ)媒體上的記錄密度和增大磁盤裝置的存儲(chǔ)容量是可以實(shí)現(xiàn)的。更進(jìn)一步說，獲得具有更短存取時(shí)間的磁盤裝置是可以實(shí)現(xiàn)的。
在本發(fā)明的一些具體的實(shí)施例中，其中裝有電磁轉(zhuǎn)換元件的懸浮塊以圓形或轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道位移，應(yīng)該注意能夠調(diào)整懸浮塊的斜交角。如從圖32能夠看到的那樣，在盤存儲(chǔ)媒體的內(nèi)周邊和外周邊之間在懸浮塊的中心線與懸浮塊運(yùn)動(dòng)方向(記錄磁道的延伸方向)的角度上有差別。這同樣也使懸浮塊的空氣軸承表面產(chǎn)生各不相同的壓力狀態(tài)，導(dǎo)致懸浮塊的懸浮特性上的不穩(wěn)定。在懸浮塊的角度上的不穩(wěn)定，如果有的話，會(huì)引起電磁轉(zhuǎn)換元件與記錄磁道的角度上以及讀／寫磁道寬度上的不穩(wěn)定。然而，如果用驅(qū)動(dòng)裝置在圓形或轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道中位移懸浮塊由此減小懸浮塊與記錄磁道的角度上的變化，最好是使角度保持恒定，則可以減小懸浮特性不穩(wěn)定和讀／寫磁道寬度不穩(wěn)定。
注意到本發(fā)明不僅能應(yīng)用于每一種磁盤裝置中的磁頭而且也能應(yīng)用于例如沒有使用粗運(yùn)行驅(qū)動(dòng)裝置例如VCM的磁讀／寫系統(tǒng)、固定或轉(zhuǎn)動(dòng)型磁帶讀／寫系統(tǒng)和其他使用磁記錄媒體的讀／寫系統(tǒng)。
現(xiàn)在將說明用于驅(qū)動(dòng)包括驅(qū)動(dòng)裝置的磁頭的最佳方法。
參閱圖1，使電磁轉(zhuǎn)換元件1的定位控制如下進(jìn)行。首先，電磁轉(zhuǎn)換元件1探測(cè)記錄在盤存儲(chǔ)媒體6上的磁道位置信號(hào)。其次磁頭定位控制電路7和放大器8根據(jù)磁道位置信號(hào)產(chǎn)生粗動(dòng)驅(qū)動(dòng)電流和微動(dòng)驅(qū)動(dòng)電壓。隨后，為了電磁轉(zhuǎn)換元件1的定位控制把粗動(dòng)驅(qū)動(dòng)電流輸送到VCM而把微動(dòng)驅(qū)動(dòng)電壓施加在驅(qū)動(dòng)裝置4中的位移產(chǎn)生裝置上。
其中使用的驅(qū)動(dòng)裝置由于使固定和可移動(dòng)部分以及位移產(chǎn)生裝置形成成整體單一元件，所以大體上沒有組裝誤差。然而，位移產(chǎn)生裝置例如在形狀和材料上可以變化或者在垂直于位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮方向的方向上在不同情況下可以是不對(duì)稱的。在這樣的情況中，當(dāng)使驅(qū)動(dòng)裝置4中的位移發(fā)生器處于根據(jù)磁道位置信號(hào)控制的伸長(zhǎng)和收縮期間，電磁轉(zhuǎn)換元件1向盤存儲(chǔ)媒體6或者離開盤存儲(chǔ)媒體6位移，導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)換元件1相對(duì)于盤存儲(chǔ)媒體6的懸浮高度上的波動(dòng)。所述的波動(dòng)產(chǎn)生輸出信號(hào)的電平變化的波形，這使得讀信息的出錯(cuò)率更糟。此外，當(dāng)波動(dòng)的幅度是很大的時(shí)候，由于磁頭與盤存儲(chǔ)媒體的接觸而造成磁頭撞壞的嚴(yán)重問題。
為了防止位移產(chǎn)生裝置在無目的或不希望的方向上位移，必須嚴(yán)格地控制位移產(chǎn)生裝置的形狀對(duì)稱性、均勻性和其他一些因素。然而，象這樣的嚴(yán)格控制，招致批量生產(chǎn)率下降，也承擔(dān)相當(dāng)可觀的費(fèi)用。
在根據(jù)本發(fā)明的磁頭定位機(jī)構(gòu)中，通過對(duì)施加在驅(qū)動(dòng)裝置上的驅(qū)動(dòng)電壓的控制能夠減小由于位移產(chǎn)生裝置在懸浮方向上的不對(duì)稱形狀、不均勻性和其他一些缺陷引起在懸浮高度上的波動(dòng)。更準(zhǔn)確地說，在位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮控制時(shí)用定位控制電路7調(diào)整和控制施加的電壓，以使施加在位移產(chǎn)生裝置上的電壓在任何時(shí)候都保持恒定。通過這樣處理，能夠在驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)時(shí)減少在懸浮高度上的波動(dòng)。因而，即使在位移產(chǎn)生裝置中出現(xiàn)不對(duì)稱和不均勻時(shí)也能夠減小或大體上消除輸出信號(hào)中的電平變化和由于磁頭與盤存儲(chǔ)媒體接觸而引起頭撞壞的可能性，以致穩(wěn)定而又高精確度的磁道定位控制是可以實(shí)現(xiàn)的。因而能夠把懸浮高度預(yù)置在低數(shù)值而因此減小在盤存儲(chǔ)媒體上的讀／寫磁道寬度。增大磁道密度而因此增大在盤存儲(chǔ)媒體上的記錄密度也是可以實(shí)現(xiàn)的。
控制施加在驅(qū)動(dòng)裝置上的驅(qū)動(dòng)電壓的所述方法對(duì)于所述的偽接觸型或接觸型磁頭也是有效的。為了提供恒定的接觸壓力，在使這些頭朝著盤存儲(chǔ)媒體表面的方向上把負(fù)載加在這些頭上。在懸浮型頭的懸浮高度上波動(dòng)的因素相當(dāng)于在偽接觸型或接觸型頭中的所述接觸壓力上變化的因素。在這些頭中接觸壓力變化造成對(duì)尋找控制和磁道跟蹤控制具有有害影響的摩擦力變化，遞增的接觸壓力變化導(dǎo)致致命的故障，例如存儲(chǔ)媒體的表面故障及其伴隨的顛簸和電磁轉(zhuǎn)換元件故障。但是，如果所述的驅(qū)動(dòng)電壓控制方法應(yīng)用于偽接觸型或接觸型頭，則由于能夠減小或大體上消除接觸壓力波動(dòng)，所以可以改進(jìn)可靠性。
注意到，象這樣能夠控制在懸浮方向上位移的定位機(jī)構(gòu)也能夠應(yīng)用于例如JP-A6-259905所述的組裝結(jié)構(gòu)中的薄型微動(dòng)機(jī)構(gòu)部件。因此可以控制在懸浮方向上可能由組裝誤差在不同情況下引起的無目的或不希望有的位移。
在參考本發(fā)明對(duì)磁頭的應(yīng)用描述本發(fā)明時(shí)，本發(fā)明可以以類似的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)應(yīng)用于由光記錄媒體例如光盤組成的讀／寫系統(tǒng)中使用的讀／寫頭是顯而易見的?？梢允褂帽景l(fā)明的用于光記錄媒體的讀／寫頭(光頭)包括與在所述的磁頭情況中使用的懸浮塊類似的懸浮塊和裝入懸浮塊中的光組件。換言之，懸浮塊本身可由光組件構(gòu)成。光組件包括至少一個(gè)透鏡和，如果需要的話，內(nèi)裝的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置或產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈。象這樣的光頭，例如可以是用于所述的近場(chǎng)記錄的懸浮型頭，在美國(guó)專利No．5，497，359中具體地公開的一種懸浮型頭。此外，本發(fā)明可以應(yīng)用于具有能在記錄媒體表面上滑動(dòng)的滑塊的光頭，即偽接觸型或接觸型光頭。在本發(fā)明應(yīng)用于光頭時(shí)，通過把與前面說明有關(guān)的電磁轉(zhuǎn)換元件認(rèn)為是一種光部件，獲得本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將是顯而易見的。
在概念上，在本文中使用的術(shù)語(yǔ)“讀／寫頭”應(yīng)該包括讀／寫頭，只寫頭和只讀頭。同樣，在本文中使用的術(shù)語(yǔ)“讀／寫系統(tǒng)”應(yīng)該包括讀／寫系統(tǒng)、只讀裝置和只寫裝置。在本文中使用的術(shù)語(yǔ)“記錄媒體”除了可記錄媒體外應(yīng)該包括只讀型媒體，例如只讀光盤。
現(xiàn)在將參考在附圖中所示的磁頭實(shí)施例，更準(zhǔn)確地闡述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。但是，本發(fā)明是可以應(yīng)用于光頭，關(guān)于這一點(diǎn)是清楚的。
圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的磁頭的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)作的透視示意圖。圖1所示的磁頭包括裝有電磁轉(zhuǎn)換元件1的懸浮塊2、用于支承懸浮塊2的懸架3和置于懸浮塊2和懸架3之間的驅(qū)動(dòng)裝置4。驅(qū)動(dòng)裝置4具有位移產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)并使固定和可移動(dòng)部分形成成整體的單一元件，位移產(chǎn)生裝置是各裝有至少一層在二側(cè)面具有電極層的壓電或電致伸縮材料層并且是以在電極層上施加電壓時(shí)壓電材料層或電致伸縮材料層伸長(zhǎng)和收縮的方式構(gòu)成。由通過逆向壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)伸長(zhǎng)和收縮的壓電或電致伸縮材料組成壓電或電致伸縮材料層。位移產(chǎn)生裝置的一端通過可移動(dòng)部分與懸浮塊2聯(lián)結(jié)而位移產(chǎn)生裝置的另一端通過固定部分與懸架3聯(lián)結(jié)。在位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮時(shí)，位移懸浮塊2以成直線地或成圓形地位移電磁轉(zhuǎn)換元件1，以致電磁轉(zhuǎn)換元件1能夠橫穿在盤存儲(chǔ)媒體上的記錄磁道移動(dòng)。
發(fā)明的實(shí)施例其中驅(qū)動(dòng)裝置被放在滑塊的背表面上圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的磁頭的一種典型結(jié)構(gòu)的部件分解透視示意圖。圖2所描繪的驅(qū)動(dòng)裝置裝有固定和可移動(dòng)部分43和44。使二條用于部分43和44之間連接的桿狀梁構(gòu)件互相平行放置，而每一條桿狀梁構(gòu)件裝有形成位移產(chǎn)生裝置41的電極層45。固定部分43形成位移產(chǎn)生裝置41和可移動(dòng)部分44被包圍在內(nèi)的框架結(jié)構(gòu)。可移動(dòng)和固定部分44和43，例如用粘合劑分別與懸浮塊2和懸架3粘結(jié)。
圖2中描繪的驅(qū)動(dòng)裝置具有在由壓電或電致伸縮材料組成的片狀條中形成二個(gè)孔的總體結(jié)構(gòu)并具有在形成位移產(chǎn)生裝置41的一定部位上的電極層45、固定部分43和可移動(dòng)部分44。這種結(jié)構(gòu)也適用于參閱圖2到5將闡述的驅(qū)動(dòng)裝置。
在圖2中，為了提供電極層45的清楚的說明，所表示的電極層45完全好象他們是出現(xiàn)在位移產(chǎn)生裝置41的表面上。但是，通常電極層不是暴露在驅(qū)動(dòng)裝置的表面上。換言之，每一電極層的表面上有起覆蓋作用的壓電或電致伸縮材料層，這一點(diǎn)也適用于參閱其他附圖將作說明的本發(fā)明的實(shí)施例。
在由所謂的壓電材料例如PZT構(gòu)成夾在位移產(chǎn)生裝置41中的一對(duì)電極層45之間的壓電或電致伸縮材料層時(shí)，壓電或電致伸縮材料層一般經(jīng)受極化處理以便改進(jìn)其位移的能力。在這種極化處理期間極化方向是片狀條的順厚度方向。當(dāng)在電極層上施加電壓的電場(chǎng)方向與極化方向成一直線時(shí)，在二層電極層之間的壓電或電致伸縮材料層以其順厚度方向伸長(zhǎng)(壓電縱向效應(yīng))而以其平面方向收縮(壓電橫向效應(yīng))。相反，當(dāng)電場(chǎng)方向與極化方向相反時(shí)，壓電或電致伸縮材料層以其順厚度方向收縮(壓電縱向效應(yīng))而以其平面方向伸長(zhǎng)(壓電橫向效應(yīng))。在所說明的實(shí)施例中，壓電橫向效應(yīng)，也就是用壓電或電致伸縮材料層在連接固定和可移動(dòng)部的方向上的伸長(zhǎng)和收縮以圖2中箭頭表示的方向成圓形地位移可移動(dòng)部分44。這樣的位移同樣引起懸浮塊2的擺動(dòng)，以致能夠使電磁轉(zhuǎn)換元件1橫穿記錄磁道成圓形地位移。
在說明的實(shí)施例中，當(dāng)在一個(gè)位移產(chǎn)生裝置和另一個(gè)位移產(chǎn)生裝置上交替地施加引起收縮的電壓時(shí)，在一個(gè)位移產(chǎn)生裝置和另一個(gè)位移產(chǎn)生裝置之間的長(zhǎng)度比率改變導(dǎo)致二個(gè)位移產(chǎn)生裝置在所述的片狀條的平面內(nèi)，即在驅(qū)動(dòng)裝置的平面內(nèi)以其平面方向偏轉(zhuǎn)。依靠這樣的偏轉(zhuǎn)，可移動(dòng)部分44相對(duì)于固定部分43在圖2中箭頭所示的方向上以沒有電壓時(shí)的可移動(dòng)部分44的位置確定的擺動(dòng)移位的中心擺動(dòng)。這樣的擺動(dòng)移位使可移動(dòng)部分44以大體上垂直位移產(chǎn)生裝置41的伸長(zhǎng)和收縮方向的方向成圓形地位移。在這樣的情況中，在二個(gè)梁構(gòu)件與固定部分43連接的二個(gè)位置之間的中心的附近處找到圓形軌道的圓心。由于可移動(dòng)部分44的擺動(dòng)移位的方向位于驅(qū)動(dòng)裝置的平面范圍內(nèi)，所以電磁轉(zhuǎn)換元件1也在圓形軌道上擺動(dòng)。這時(shí)候，因?yàn)殡妷旱姆较蚺c極化的方向成一直線，所以極化衰減的可能性不大。注意到即使在用交替施加在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置上的電壓使位移產(chǎn)生裝置伸長(zhǎng)時(shí)也出現(xiàn)類似的擺動(dòng)移位。
在這個(gè)實(shí)施例中，可以同時(shí)把電壓以使二個(gè)位移產(chǎn)生裝置的位移互相相反的方式施加在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置上。換言之，可以同時(shí)把交替電壓以一個(gè)位移產(chǎn)生裝置伸長(zhǎng)而另一個(gè)位移產(chǎn)生裝置收縮而且反之亦然的方式施加在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置上。這時(shí)候，由沒有電壓時(shí)的可移動(dòng)部分44的位置確定可移動(dòng)部分44的擺動(dòng)移位的中心。在這一點(diǎn)上假定使用一樣的驅(qū)動(dòng)電壓，則擺動(dòng)移位的幅度約為交替施加電壓的情況中的擺動(dòng)移位的幅度的二倍。但是，在這樣的情況中，在擺動(dòng)移位的一側(cè)上，驅(qū)動(dòng)電壓的方向與極化方向相反而伸長(zhǎng)位移產(chǎn)生裝置。由于這樣的原因，在施加高電壓時(shí)或者在連續(xù)施加電壓時(shí)，壓電或電致伸縮材料層的極化或許會(huì)衰減。因此要求通過應(yīng)用在與極化方向相同的方向上的恒流偏置電壓而且把所述的交替電壓疊加在偏置電壓上獲得驅(qū)動(dòng)電壓，由此排除驅(qū)動(dòng)電壓的方向會(huì)與極化方向相反的可能性。在這樣的情況中，由偏置電壓?jiǎn)为?dú)施加在位移產(chǎn)生裝置上時(shí)位移產(chǎn)生裝置的位置確定擺動(dòng)移位的中心。
在圖2所示的實(shí)施例的一種改型中，能夠只形成一個(gè)具有位移產(chǎn)生裝置的梁構(gòu)件。在這種改型中，不僅增加位移產(chǎn)生裝置的收縮位移量而且也增加位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)位移量，也就是通過偏置電壓的應(yīng)用防止極化衰減是容許的，是與圖2所示的實(shí)施例的情況一樣。
就固定部分43和可移動(dòng)部分44通過二個(gè)桿狀梁構(gòu)件互相連接的框架結(jié)構(gòu)和每個(gè)梁構(gòu)件裝有一對(duì)電極層45以構(gòu)成位移產(chǎn)生裝置41而論，圖3所示的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例類似于圖2所示的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例。壓電或電致伸縮材料的極化也與圖2所示的實(shí)施例中壓電或電致伸縮材料的極化類似。僅有的一個(gè)差別是位于位移產(chǎn)生裝置41和可移動(dòng)部分44之間區(qū)域的關(guān)節(jié)部分421的構(gòu)造。關(guān)節(jié)部分421從寬度和厚度比較來看，小于位移產(chǎn)生裝置41，而在驅(qū)動(dòng)裝置的平面方向上的剛性上低于位移產(chǎn)生裝置41。
在這樣的實(shí)施例中，當(dāng)電壓以使二個(gè)位移產(chǎn)生裝置在相反方向上位移的方法施加在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置上時(shí)，由于關(guān)節(jié)部分421具有比較低的剛性，所以在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮時(shí)關(guān)節(jié)部分421在驅(qū)動(dòng)裝置的平面方向內(nèi)偏轉(zhuǎn)。另一方面，由于二個(gè)位移產(chǎn)生裝置較高的剛性，所以二個(gè)位移產(chǎn)生裝置的偏轉(zhuǎn)量是小的。因此，可移動(dòng)部分44起轉(zhuǎn)動(dòng)位移作用而轉(zhuǎn)動(dòng)位移的圓心處于可移動(dòng)部分44與二條梁構(gòu)件的二個(gè)接合處之間的中心的附近，以使電磁轉(zhuǎn)換元件能夠在圓形軌道上位移。
在這樣的實(shí)施例中，關(guān)節(jié)部分的剛性相對(duì)于位移產(chǎn)生裝置41的剛性是較低的，位移產(chǎn)生裝置41的偏轉(zhuǎn)量是較小的。因此，每單位位移產(chǎn)生裝置41的收縮量的可移動(dòng)部分44的轉(zhuǎn)動(dòng)角度變大。
和圖2所示的實(shí)施例一樣，本實(shí)施例也能在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置上以一個(gè)伸長(zhǎng)而另一個(gè)收縮而且反之亦然的方式交替施加電壓。只有一個(gè)梁構(gòu)件裝有電極層是可以容許的。然而，在這樣的情況中，注意到，在沒有電極層的另一個(gè)梁構(gòu)件的關(guān)節(jié)部分的附近找到可移動(dòng)部分43的轉(zhuǎn)動(dòng)圓心。
圖4和5表示進(jìn)一步的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例，每個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置包括形成驅(qū)動(dòng)裝置外部框架的固定部分43的框架結(jié)構(gòu)，被包圍在固定部分43中的可移動(dòng)部分44和許多用于把兩個(gè)部分連接在一起的L狀梁構(gòu)件。在圖4所示的實(shí)施例中，使用二個(gè)梁構(gòu)件，而在圖5所示的實(shí)施例中，使用四個(gè)梁構(gòu)件。每個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置的外部形狀相對(duì)于垂直于每個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置的平面并通過可移動(dòng)部分44中心的對(duì)稱軸(所示的Z軸)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱。
在各個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)以二個(gè)位移產(chǎn)生裝置同時(shí)收縮或同時(shí)伸長(zhǎng)的方法在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置上施加電壓時(shí)，可移動(dòng)部分44起圍繞所述的對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)移位作用，以使電磁轉(zhuǎn)換元件1能夠在圓形軌道上位移。由于轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)懸浮塊因而減少驅(qū)動(dòng)阻力，所以這些驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例不太可能對(duì)磁頭的擺動(dòng)特性有不利的影響。即使在圖3所示的實(shí)施例中，由于能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)懸浮塊，所以也能獲得類似的優(yōu)點(diǎn)和性能。在這里注意到措詞“懸浮塊的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)”是指懸浮塊圍繞在這里通過的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。
在所述的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例中的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例內(nèi)，注意到，可以使處于位移產(chǎn)生裝置和可移動(dòng)部分44之間的區(qū)域設(shè)計(jì)成這樣的結(jié)構(gòu)，以使這區(qū)域位于驅(qū)動(dòng)裝置的平面方向內(nèi)的剛性低于位移產(chǎn)生裝置41的剛性。那時(shí)這區(qū)域以幾乎與圖3中的關(guān)節(jié)部分421一樣的方式起作用。
在這些驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例中的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例，其中把梁構(gòu)件放置成與固定部分43和可移動(dòng)部分44之間的窄縫狀孔的縱向平行或者，照另一種說法，放置成梁構(gòu)件在縱向上通過窄縫狀孔的方式的情況下，使位移產(chǎn)生裝置41加長(zhǎng)而因此使可移動(dòng)部分44的轉(zhuǎn)動(dòng)角度增大是可以實(shí)現(xiàn)的。然而，如果需要的話，可以使梁構(gòu)件設(shè)計(jì)成在橫向上橫穿窄縫狀孔。
為了使可移動(dòng)部分起轉(zhuǎn)動(dòng)移位作用，梁構(gòu)件的數(shù)量不一定是二個(gè)或四個(gè)，也就是說，梁構(gòu)件的數(shù)量可以是三個(gè)或五個(gè)或更多。固定部分和可移動(dòng)部分的框架結(jié)構(gòu)的外部形狀或內(nèi)部形狀也不限于矩形形狀；也就是說，它們可以或是成其他的多邊形形狀或是成圓形形狀。
在圖5中有相對(duì)于所述的對(duì)稱軸對(duì)稱的二組成對(duì)的梁構(gòu)件。只有一組梁構(gòu)件可以裝有電極層。在這樣的情況中，另一組梁構(gòu)件可以起支承或關(guān)節(jié)部分的作用。
在圖4中也只有一個(gè)梁構(gòu)件可以裝有電極層。換言之，只有一個(gè)梁構(gòu)件可以裝有電極層而另一個(gè)梁構(gòu)件可以以在橫向上橫穿所述的窄縫狀孔這樣的方式放置，由此形成關(guān)節(jié)部分。然而，在這些實(shí)施例中，使轉(zhuǎn)動(dòng)移位的中心設(shè)置在離開可移動(dòng)部分的中心的地方。
在圖6所示的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例中，在位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮時(shí)，位移產(chǎn)生裝置偏轉(zhuǎn)而可移動(dòng)部分相對(duì)于固定部分在所述的片狀條的平面內(nèi)成直線地或轉(zhuǎn)動(dòng)位移。
更準(zhǔn)確地說，圖6所示的驅(qū)動(dòng)裝置包括可移動(dòng)部分44被包圍在內(nèi)的固定部分43的框架結(jié)構(gòu)和二對(duì)位移產(chǎn)生裝置，每對(duì)位移產(chǎn)生裝置由二個(gè)平行的位移產(chǎn)生裝置組成，也就是說，第一對(duì)(位移產(chǎn)生裝置411a和411b組成)和第二對(duì)(位移產(chǎn)生裝置412a和412b組成)。每對(duì)位移產(chǎn)生裝置以平行的方向伸長(zhǎng)或收縮。
在這樣的驅(qū)動(dòng)裝置的平面中，把通過可移動(dòng)部分44并垂直于位移產(chǎn)生裝置的伸縮方向的軸定義為x軸。第一對(duì)和第二對(duì)位移產(chǎn)生裝置是互相相對(duì)、x軸置于其間的鏡面對(duì)稱。
每個(gè)位移產(chǎn)生裝置與安裝在固定部分43上的固定連接條431和432聯(lián)結(jié)。通過穿透固定部分43的框架結(jié)構(gòu)的一部分構(gòu)成窄縫狀的孔形成這些固定連接條，并且這些固定連接條在平面方向上是寬度窄和剛性低的區(qū)域。使位移產(chǎn)生裝置與低剛性的固定連接條聯(lián)結(jié)的原因是為了容許位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮以沒有受到干擾的方式發(fā)生。沒有特別限制減小固定連接條的剛性的方法。通過不僅如圖6所描繪的結(jié)構(gòu)而且例如在圖10所示的固定連接條431到434的情況中，使一部分固定部分43減薄可以獲得剛性減小。由于在驅(qū)動(dòng)裝置被驅(qū)動(dòng)時(shí)必定使固定連接條變形，所以當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置的固定部分粘結(jié)到懸架時(shí)連接條沒有粘結(jié)到懸架。參閱圖10，將說明這一點(diǎn)對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置是適用的。
圖7A和7B是夸大地表示在驅(qū)動(dòng)裝置被驅(qū)動(dòng)時(shí)各部分的變形。參閱這些附圖，將說明驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)作。
現(xiàn)在假定，在驅(qū)動(dòng)裝置開始工作時(shí)，收縮在相應(yīng)對(duì)的一側(cè)(圖7中的左側(cè))上設(shè)置的位移產(chǎn)生裝置411a和412a而伸長(zhǎng)在另一側(cè)(圖7中的右側(cè))上設(shè)置的位移產(chǎn)生裝置411b和412b。然后，如圖7所示，固定連接條431和432偏轉(zhuǎn)，以使每個(gè)位移產(chǎn)生裝置以沒有受到干擾的方式伸長(zhǎng)和收縮。因此，所有位移產(chǎn)生裝置以其在右側(cè)變凸這樣的方式偏轉(zhuǎn)，因此可移部分在右旋方向上成直線地位移。
在這里假定，使在第一對(duì)的左側(cè)上的位移產(chǎn)生裝置411a和在第二對(duì)的右側(cè)上的位移產(chǎn)生裝置412b收縮而使其他位移產(chǎn)生裝置411b和412a伸長(zhǎng)。然后，如圖7B所示，固定連接條431和432偏轉(zhuǎn)，以便各個(gè)位移產(chǎn)生裝置以沒有受到干擾的方式伸長(zhǎng)和收縮。因此，第一對(duì)位移產(chǎn)生裝置以其在右側(cè)上變凸這樣的方式偏轉(zhuǎn)而第二對(duì)位移產(chǎn)生裝置以其在右側(cè)上變凸這樣的方式偏轉(zhuǎn)。因此，可移動(dòng)部分44以順時(shí)針方向圍繞通過可移動(dòng)部分44并垂直于驅(qū)動(dòng)裝置平面的Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)地位移。
在圖6所示的實(shí)施例中，如果收縮的位移產(chǎn)生裝置對(duì)伸長(zhǎng)的位移產(chǎn)生裝置的位置關(guān)系是相對(duì)于x軸鏡面對(duì)稱，則可移動(dòng)部分成直線地位移。如果這種位置關(guān)系是相對(duì)于z軸轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱，則可移動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)地位移。
如果在所述的成直線或轉(zhuǎn)動(dòng)的位移時(shí)，收縮的位移產(chǎn)生裝置和伸長(zhǎng)的位移產(chǎn)生裝置的次序與所述的次序顛倒，則位移產(chǎn)生裝置的偏轉(zhuǎn)方向是相反的，而因此可移動(dòng)部分44以左旋方向成直線地位移或者以逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)地位移。
有關(guān)所示的實(shí)施例，把每對(duì)的位移產(chǎn)生裝置描述為互相平行。然而，每對(duì)的位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮方向不是必需互相平行的，因此是二個(gè)位移產(chǎn)生裝置組成每一對(duì)。換言之，基本上要求每個(gè)位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮方向與位移的縱向方向(圖6中的x軸方向)不平行。簡(jiǎn)言之，在x軸位于第一對(duì)和第二對(duì)之間的情況下，必需只有第一對(duì)和第二對(duì)的對(duì)置的排列。在二對(duì)之間的角度和組成每一對(duì)的二個(gè)位移產(chǎn)生裝置之間的角度上沒有強(qiáng)加特別的限制。在某些情況或者為了改進(jìn)剛性，使二對(duì)或者組成每一對(duì)的二個(gè)位移產(chǎn)生裝置互相不平行是容許的。
在圖6所示的實(shí)施中，注意到象圖2所示的實(shí)施例的情況那樣，每對(duì)中的一個(gè)位移產(chǎn)生裝置可以由既不伸也不收縮的梁構(gòu)件組成。即使在這樣的情況中也能夠使可移動(dòng)部分成直線地或轉(zhuǎn)動(dòng)地位移。
就利用位移產(chǎn)生裝置的偏轉(zhuǎn)而論，圖6所示的驅(qū)動(dòng)裝置的工作原理與圖2所示的驅(qū)動(dòng)裝置的工作原理是一樣的。在圖6所示的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的情況中，其中從兩個(gè)相反方向(在用圖說明的狀況中從上和從下)支撐可移動(dòng)部分，具有在平面方向上的剛性增量和垂直于平面的方向(懸浮方向)。由于這樣的原因，在由于懸浮塊與盤存儲(chǔ)媒體接觸或碰撞裝置引起外力加速懸浮塊時(shí)，懸浮塊在平面方向或者在與平面垂直的方向的偏轉(zhuǎn)變小。
在圖8中說明的是進(jìn)一步的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例，其中在位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮時(shí)位移產(chǎn)生裝置偏轉(zhuǎn)而可移動(dòng)部分44相對(duì)于固定部分43在所述的片狀條的平面內(nèi)成直線地位移。
圖8所示的驅(qū)動(dòng)裝置4包括把可移動(dòng)部分44和四對(duì)位移產(chǎn)生裝置包圍在內(nèi)的固定部分43的框架結(jié)構(gòu)，每對(duì)由兩個(gè)平行的位移產(chǎn)生裝置組成，也就是第一對(duì)(的位移產(chǎn)生裝置411a和411b)、第二對(duì)(的位移產(chǎn)生裝置412a和412b)、第三對(duì)(的位移產(chǎn)生裝置413a和413b)和第四對(duì)(的位移產(chǎn)生裝置414a和414b)。每對(duì)的位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮方向是互相平行。然而，在圖8所示的實(shí)施例中，如圖6所示的實(shí)施例的情況那樣，每對(duì)的位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮的方向也不是必需互相平行，因此是兩個(gè)位移產(chǎn)生裝置組成每一對(duì)。換言之，基本上要求每個(gè)位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮的方向與位移方向(圖8中的X軸方向)是不平行的。
在圖8所示的驅(qū)動(dòng)裝置的平面內(nèi)，把x軸定義為通過可移動(dòng)部分44并垂直于位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮方向的軸。在x軸的一側(cè)(圖8中的上側(cè))上可移動(dòng)部分44插入第一和第二對(duì)之間的空間中，而在另一側(cè)(圖8中的下側(cè))可移動(dòng)部分44插入第三和第四對(duì)之間的空間中。
固定部分43包括用于把位移產(chǎn)生裝置聯(lián)結(jié)在一起的固定連接條431和432。這些連接條沿x軸朝可移動(dòng)部分44伸出，以使可移動(dòng)部分44插入其間的空間中?？梢苿?dòng)部分包括用于把位移產(chǎn)生裝置聯(lián)結(jié)在一起的可移動(dòng)連接條441、442、443和444?？梢苿?dòng)連接條441和442在可移動(dòng)部分44的一端面上與x軸平行地延伸，而可移動(dòng)連接條443和444在可移動(dòng)部分44的另一端面上與x軸平行地延伸。第一對(duì)在一端面上與固定連接條431聯(lián)結(jié)而在另一端面上與可移動(dòng)連接條441聯(lián)結(jié)。第二對(duì)在一端面上與固定連接條432聯(lián)結(jié)而在另一端面上與可移動(dòng)連接條442聯(lián)結(jié)，第三對(duì)在一端上與固定連接條431聯(lián)結(jié)而在另一端面上與可移動(dòng)連接條443聯(lián)結(jié)以及第四對(duì)在一端面上與固定連接條432聯(lián)結(jié)而在另一端面上與可移動(dòng)連接條444聯(lián)結(jié)。
在這里假定，在驅(qū)動(dòng)裝置開始工作時(shí)，收縮位于相應(yīng)對(duì)的一側(cè)(位于圖8的左側(cè))的位移產(chǎn)生裝置411a、412a、413a和414a同時(shí)伸長(zhǎng)位于相應(yīng)對(duì)的另一側(cè)(位于圖8的右側(cè))的位移產(chǎn)生裝置411b、412b、413b和414b。然后，各個(gè)位移產(chǎn)生裝置以左旋方向偏轉(zhuǎn)，以使可移動(dòng)部分44以左旋方向成直線地位移。反之，當(dāng)以相反的次序收縮和伸長(zhǎng)位移產(chǎn)生裝置時(shí)，位移產(chǎn)生裝置的偏轉(zhuǎn)方向是相反的，以使可移動(dòng)部分以右旋方向成直線地位移。
在圖8所示的實(shí)施例中，注意到如同在圖2所示的實(shí)施例的情況，每對(duì)中的一個(gè)位移產(chǎn)生裝置可以由既不伸長(zhǎng)也不收縮的梁構(gòu)件組成。即使在這樣的情況中也可以成直線地位移可移動(dòng)部分。
最好是，在所表示的平面方向上減小可移動(dòng)連接條441、442、443和444的剛性。這一點(diǎn)將使位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮以沒有受到干擾的方式產(chǎn)生。
就利用位移產(chǎn)生裝置的偏轉(zhuǎn)而論，圖8所示的驅(qū)動(dòng)裝置的工作原理與圖6所示的驅(qū)動(dòng)裝置的工作原理是一樣的。然而，因?yàn)槭褂幂^多對(duì)位移產(chǎn)生裝置可以獲得較高的剛性和較大的驅(qū)動(dòng)力，所以這樣的驅(qū)動(dòng)裝置比圖6所示的驅(qū)動(dòng)裝置更可取。
圖9中說明的是進(jìn)一步的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例，其中在位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮時(shí)，位移產(chǎn)生裝置偏轉(zhuǎn)而可移動(dòng)部分44相對(duì)于固定部分43在所述的片狀條的平面中轉(zhuǎn)動(dòng)地位移。
圖9所示的驅(qū)動(dòng)裝置4包括把可移動(dòng)部分和兩對(duì)位移產(chǎn)生裝置包圍在內(nèi)的固定部分43的框架結(jié)構(gòu)，每對(duì)由兩個(gè)平行的位移產(chǎn)生裝置組成，也就是第一對(duì)(的位移產(chǎn)生裝置411a和411b)和第二對(duì)(的位移產(chǎn)生裝置412a和412b)。每對(duì)的位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮方向是互相平行。
在這里把驅(qū)動(dòng)裝置的Z軸定義為垂直于其平面并通過可移動(dòng)部分44的直線?？梢苿?dòng)部分位于第一對(duì)和第二對(duì)之間的空間中。相應(yīng)的對(duì)和可移動(dòng)部分之間接合處在位置上相對(duì)于Z軸是對(duì)稱的，而相應(yīng)的對(duì)和固定部分之間的接合處在位置上相對(duì)于Z軸也是對(duì)稱的。
在這樣的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例中，每對(duì)的位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮方向也不是必需互相平行，這一點(diǎn)對(duì)兩個(gè)位移產(chǎn)生裝置組成每一對(duì)來說是正確的。換言之，基本上要求相應(yīng)的對(duì)和可移動(dòng)部分之間的接合處以位于其間的Z軸互相相對(duì)。連接條441和442以這樣的方式延伸，使連接條441和442在可移動(dòng)部分的一個(gè)端面和另一端面上橫切位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮方向成直角。第一對(duì)以一個(gè)端面與固定部分43聯(lián)結(jié)而以另一個(gè)端面與可移動(dòng)連接條442聯(lián)結(jié)。
在這里假定，在這樣的驅(qū)動(dòng)裝置開始工作時(shí)，收縮在相應(yīng)的對(duì)中處于離Z軸比較遠(yuǎn)的位移產(chǎn)生裝置411a和412a并伸長(zhǎng)處于比較靠近Z軸的位移產(chǎn)生裝置411b和412b。然后，各對(duì)在更遠(yuǎn)離Z軸的方向上偏轉(zhuǎn)，以使可移動(dòng)部分44以順時(shí)針方向圍繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)地位移。然而，當(dāng)以相反的次序收縮和伸長(zhǎng)位移產(chǎn)生裝置時(shí)，位移產(chǎn)生裝置的偏轉(zhuǎn)方向是相反的，以致可移動(dòng)部分44以逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)地位移。
在圖9所示的實(shí)施例中，注意到，如圖2所示的實(shí)施例的情況那樣，每對(duì)中的一個(gè)位移產(chǎn)生裝置可以既不伸長(zhǎng)也不收縮的梁構(gòu)件組成。即使在這樣的情況中，轉(zhuǎn)動(dòng)地位移可移動(dòng)部分也是可以實(shí)現(xiàn)的。
由于與在圖8中所示的可移動(dòng)連接條方面所述的原因一樣的原因，減小可移動(dòng)連接條441和442在平面方向上的剛性。
就利用位移產(chǎn)生裝置的偏轉(zhuǎn)而論，圖9所示的驅(qū)動(dòng)裝置的工作原理與圖2所示的驅(qū)動(dòng)裝置工作原理是一樣的。然而，在圖9所示的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例的情況中，由于從二個(gè)相反方向支撐可移動(dòng)部分以及更多位移產(chǎn)生裝置的構(gòu)造，因此較高的剛性是可以獲得的。
圖10中說明的是進(jìn)一步的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例，其中在位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮時(shí)，位移產(chǎn)生裝置偏轉(zhuǎn)而可移動(dòng)部分相對(duì)于固定部分在所述的片狀條的平面中轉(zhuǎn)動(dòng)地位移。
圖10所示的驅(qū)動(dòng)裝置4包括把可移動(dòng)部分44和四對(duì)位移產(chǎn)生裝置包圍在內(nèi)的固定部分43的框架結(jié)構(gòu)，每對(duì)由兩個(gè)平行的位移產(chǎn)生裝置組成，也就是第一對(duì)(的位移產(chǎn)生裝置411a和411b)、第二對(duì)(的位移產(chǎn)生裝置412a和412b)、第三對(duì)(的位移產(chǎn)生裝置413a和413b)和第四對(duì)(的位移產(chǎn)生裝置414a和414b)。相應(yīng)的對(duì)從可移動(dòng)部分每隔90°的角度徑向地以這樣的方式延伸，以使第一對(duì)與第三對(duì)相對(duì)而第二對(duì)與第四對(duì)相對(duì)。然后，這些對(duì)與在固定部分43中的固定連接條431、432、433和434連接。
在這樣的驅(qū)動(dòng)裝置的平面中把Z軸定義為垂直于該平面并通過可移動(dòng)部分44的軸。在這里假定，收縮置于相應(yīng)的對(duì)的相對(duì)于Z軸的一側(cè)(圖10的相對(duì)于Z軸的左側(cè))上的位移產(chǎn)生裝置411a、412a、413a和414a并且伸長(zhǎng)置于相對(duì)于Z軸的另一側(cè)(圖10的相對(duì)于Z軸的右側(cè))上的位移產(chǎn)生裝置411b、412b、413b和414b。然后，每個(gè)位移產(chǎn)生裝置以所述的相對(duì)于Z軸的一側(cè)的方向偏轉(zhuǎn)，以使可移動(dòng)部分以順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)地位移。然而，當(dāng)以相反的次序收縮和伸長(zhǎng)位移產(chǎn)生裝置時(shí)，位移產(chǎn)生裝置的偏轉(zhuǎn)方向是相反的，以致可移動(dòng)部分44以逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)地位移。
在圖10所示的實(shí)施例中，注意到，如同圖2所示的實(shí)施的情況，每對(duì)中的一個(gè)位移產(chǎn)生裝置可以由既不伸長(zhǎng)也不收縮的梁構(gòu)件組成。即使在這樣的情況中，也可以轉(zhuǎn)動(dòng)地位移可移動(dòng)部分。
與圖6中所示的固定連接條431和432一樣，固定連接條431、432、433和434應(yīng)該用這樣的方式偏轉(zhuǎn)，以使每個(gè)位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮以沒有受到干擾的方式產(chǎn)生。因此，如所示的那樣，在平面方向內(nèi)固定連接條的寬度是窄的而在剛性上有所減少。在這里注意到，固定連接條的結(jié)構(gòu)未必總是局限于所示的結(jié)構(gòu)。如圖6所示的那樣，通過在固定部分結(jié)構(gòu)中構(gòu)造窄縫狀孔而形成固定連接條。
因?yàn)榭梢苿?dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)地位移，所以圖10所示的驅(qū)動(dòng)裝置的工作原理與圖6所示的驅(qū)動(dòng)裝置的工作原理一樣。換言之，收縮位移產(chǎn)生裝置對(duì)伸長(zhǎng)位移產(chǎn)生裝置的位置關(guān)系是相對(duì)于Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱，以致可移動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)地位移。然而，因?yàn)橛捎趶乃膫€(gè)方向支撐可移動(dòng)部分并且使用更多的位移產(chǎn)生裝置的實(shí)際情況因此較高的剛性和較大的驅(qū)動(dòng)力是可以獲得的，所以圖10所示的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例比圖6所示的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例更為可取。
以上描述的在圖中所示的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例，固定部分以包圍位移產(chǎn)生裝置和可移動(dòng)部這樣的方式在驅(qū)動(dòng)裝置的平面范圍內(nèi)延伸。所述的固定部分框架結(jié)構(gòu)的使用使一種易于裝卸的驅(qū)動(dòng)裝置成為可能。例如，象用小鑷子夾緊驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)，由于固定部分的框架部分能被夾緊所以可以避免損傷位移產(chǎn)生裝置。使用固定部分的框架結(jié)構(gòu)也有助于減小由于事故等等造成對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的損傷。此外，由于在可以供驅(qū)動(dòng)裝置固定到其基片用的粘合面積上有一增量，所以可以獲得高的粘合強(qiáng)度同時(shí)便于粘合和安裝操作。而且，固定部分與薄片結(jié)構(gòu)的懸架聯(lián)結(jié)，因此能夠增大接合處的剛性。
在把每個(gè)所述的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例中的固定部分描述為是由把位移產(chǎn)生裝置和可移動(dòng)部分完全包圍在內(nèi)的框架結(jié)構(gòu)的條構(gòu)成時(shí)，只要固定部分允許位移，可以使用任何結(jié)構(gòu)的固定部分，這是顯而易見的。例如，如果需要的話，在固定元件內(nèi)的一部分中開口是可以容許的。換言之，可以容許使用非框架結(jié)構(gòu)的固定部分，例如從將參閱圖11描述的特殊實(shí)施例中可以看到。
在圖2、3、4、5、6、8、9和10所示的驅(qū)動(dòng)裝置中，由壓電或電致伸縮材料組成的片狀條中形成至少二個(gè)孔部分以形成固定部分43、可移動(dòng)部分44和用于把固定部分43與可移動(dòng)部分44連接在一起形成成整體的單一元件的至少二條梁構(gòu)件。在至少一條梁構(gòu)件中的至少一部分上以這樣的方式形成電極層，以致在連接固定和可移動(dòng)部分43和44的方向上引起梁構(gòu)件的伸長(zhǎng)和收縮，由此構(gòu)成位移產(chǎn)生裝置。在位移產(chǎn)生裝置伸長(zhǎng)和收縮時(shí)，位移產(chǎn)生裝置偏轉(zhuǎn)而可移動(dòng)部分相對(duì)于固定部分在所述的片狀條的平面內(nèi)成圓形地、轉(zhuǎn)動(dòng)地或成直線地位移。
本發(fā)明的實(shí)施例其中驅(qū)動(dòng)裝置置于懸浮塊的側(cè)面圖11所示的驅(qū)動(dòng)裝置包括用于把固定部分和可移動(dòng)部分43和44聯(lián)結(jié)在一起的二根桿狀位移產(chǎn)生裝置41，而可移動(dòng)部分44的側(cè)面與懸浮塊2的側(cè)面粘合。這樣的驅(qū)動(dòng)裝置在結(jié)構(gòu)上除了固定部分43不是成框架結(jié)構(gòu)外類似于圖2所示的驅(qū)動(dòng)裝置。
在圖12所示的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置是由裝在從固定部分43伸出的二根桿狀位移產(chǎn)生裝置的頂部上的固定部分43和可移動(dòng)部分44組成。使相應(yīng)的可移動(dòng)部分44與懸浮塊2的一對(duì)相對(duì)的側(cè)面以使懸浮塊2夾在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置中間這樣的方式聯(lián)結(jié)。同圖2所示的實(shí)施例一樣，本實(shí)施例采用位移產(chǎn)生裝置的偏轉(zhuǎn)位移，同時(shí)電磁轉(zhuǎn)換元件1成圓形地位移。
在驅(qū)動(dòng)裝置置于懸浮塊側(cè)面的實(shí)施例中，如所示那樣，驅(qū)動(dòng)裝置比懸浮塊薄。因此，磁頭的厚度會(huì)增加，或者驅(qū)動(dòng)裝置會(huì)與盤存儲(chǔ)媒體形成接觸是不大可能的。
在某些情況中，就厚度而言，驅(qū)動(dòng)裝置可以等于或大于懸浮塊。在這樣的情況下，如果驅(qū)動(dòng)裝置置于懸浮塊的側(cè)面，則可以去除磁頭的在厚度方向上懸浮塊2和驅(qū)動(dòng)裝置搭接的尺寸A的厚度增量(見圖13)。
在圖11和圖12所示的驅(qū)動(dòng)裝置中，通過在由壓電或電致伸縮材料制成的片狀條中構(gòu)成孔或切口，使固定部分43、可移動(dòng)部分44和位移產(chǎn)生裝置41形成單一整體。
本發(fā)明的實(shí)施例其中驅(qū)動(dòng)裝置置于由在懸浮塊上構(gòu)成的臺(tái)階形成的空間內(nèi)參閱圖14，用切割或諸如此類的方法以這樣的方式構(gòu)成在立方形懸浮塊2的背面上的臺(tái)階，以致剩下的空間可用于形成電磁轉(zhuǎn)換元件1和把驅(qū)動(dòng)裝置4放在由臺(tái)階劃定的空間21內(nèi)。對(duì)于減少由于驅(qū)動(dòng)裝置的構(gòu)造引起的磁頭厚度增量來說，同樣對(duì)于減少懸浮塊的質(zhì)量來說，本實(shí)施例是有效的。
然后參閱圖15，在懸浮塊2的背表面上構(gòu)成二個(gè)臺(tái)階，由此在懸浮塊2的背表面上的大體上是在中央位置內(nèi)形成凹槽形狀的空間21。把驅(qū)動(dòng)裝置置于空間21內(nèi)。本實(shí)施例不僅具有關(guān)于圖14所示的實(shí)施例所述的優(yōu)點(diǎn)而且在質(zhì)量平衡上也有改進(jìn)，因此，對(duì)于位移特性來說，本實(shí)施例更為可取。
在把圖2所示的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例用于圖14和15所示的實(shí)施例時(shí)，使用其他的驅(qū)動(dòng)裝置也是可以容許的，這是顯而易見的。
本發(fā)明的實(shí)施例其中懸架置于懸浮塊和驅(qū)動(dòng)裝置之間當(dāng)用VCM通過擺動(dòng)磁頭進(jìn)行定位運(yùn)作時(shí)，因?yàn)橛捎谧冃位驈澗夭荒塬@得懸浮塊的不受干擾和穩(wěn)定的運(yùn)行，所以在懸架的上表面和下表面之間有質(zhì)量不平衡，這是不可取的。根據(jù)圖16所示的磁頭實(shí)施例，其中驅(qū)動(dòng)裝置4位于懸架3的上表面而懸浮塊2置于懸架3的下表面使，使所述的不平衡消除到確保懸浮塊2穩(wěn)定運(yùn)行的程度。如果在這樣的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置4的質(zhì)量與懸浮塊2的質(zhì)量差不多相同，則如圖17所示，因?yàn)橛蓱腋K2和驅(qū)動(dòng)裝置組成的結(jié)構(gòu)的重心G位于從懸架3表面延伸的直線的附近，所以大體上消除所述的不平衡是可以實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)施例同樣可以應(yīng)用于其他的驅(qū)動(dòng)裝置。
在所說明的實(shí)施例中，注意到在懸浮塊2的背表面上成整體地構(gòu)成由連接條2a組成的用于與驅(qū)動(dòng)裝置粘合的凸出部分。一般來說，如圖14所說明那樣，在懸浮塊2的背表面內(nèi)構(gòu)成這樣的凸出部分或者形成開口，從而獲得懸浮塊和連接條形成成整體的單一元件的結(jié)構(gòu)是更為可取的。然而，為了把懸浮塊和驅(qū)動(dòng)裝置聯(lián)結(jié)在一起，最好是使用在結(jié)構(gòu)上類似連接條2a的獨(dú)立的連接條。換言之，使連接條形成與在驅(qū)動(dòng)裝置方面所說明的一樣的成整體的單一元件是容許的。還有另一種方法，如參閱圖21將要描述的那樣，用懸架中的一部分作連接條是可以采納的。
本發(fā)明的實(shí)施例其中驅(qū)動(dòng)裝置聯(lián)結(jié)于懸架中的萬向接頭部分通常，萬向接頭機(jī)構(gòu)例如撓性架裝在懸架頂部的附近，以使懸浮塊跟隨盤存儲(chǔ)媒體表面上的起伏。在圖18A、19A、20A和21A中說明本發(fā)明對(duì)具有所述的萬向接頭機(jī)構(gòu)的磁頭的一些典型的應(yīng)用。
圖18A的平面示意圖和圖18B的側(cè)面示意圖中說明具有與懸架3聯(lián)結(jié)以形成萬向接頭部分的撓性架31的通常的懸架3。在圖19A的平面示意圖和圖1 9的側(cè)面示意圖所示的實(shí)施例中以及在圖20A的平面示意圖和圖20B的側(cè)面示意圖所示的實(shí)施例中，在懸架3內(nèi)構(gòu)成作通過蝕刻形成萬向接頭部分32用的沖壓出的凹槽。在各種情況中，驅(qū)動(dòng)裝置4以這樣的方式與懸架3中的萬向接頭部分32連接，以使萬向接頭部分能夠以沒有受干擾的方式執(zhí)行其萬向接頭功能。所述的實(shí)施能使萬向接頭部分緩沖由懸浮塊相對(duì)于盤存儲(chǔ)媒體表面跟蹤運(yùn)行產(chǎn)生的變形和受力狀態(tài)，以致能夠避免有害的外力施加在驅(qū)動(dòng)裝置上，在驅(qū)動(dòng)裝置的位移能力和驅(qū)動(dòng)裝置的可靠性上得到改進(jìn)。在所示的萬向接頭實(shí)施例中間，圖1 9A和20A所示的實(shí)施例是更可取的，因?yàn)樵趹腋K2的位移和驅(qū)動(dòng)方向上萬向接頭具有較高的剛性，而圖20A所示的實(shí)施例最為可取。在分別使用具有圖19A和圖20A所示的萬向接頭部分的懸架時(shí)，可以把懸架置于懸浮塊和驅(qū)動(dòng)裝置之間。
在圖21所示的實(shí)施例中，把懸浮塊2和驅(qū)動(dòng)裝置4放在位于其間的懸架3中具有萬向接頭部分32的地方。通過在懸架3中構(gòu)成沖壓出來的凹槽形成這樣的萬向接頭部分32。萬向接頭部分32用沖壓出的凹槽構(gòu)造裝有T形連接條。這樣的連接條是由相當(dāng)于字母T的豎杠并與萬向接頭部分32接觸的支承部分32a和相當(dāng)于字母T的橫杠的連接部分32b組成。使連接部分32b在前側(cè)面上粘合到驅(qū)動(dòng)裝置4中的可移動(dòng)部分44而在后側(cè)上粘合到懸浮塊2。支承部分32a的剛性以這樣的方式減小，以使可移動(dòng)部分44的位移以沒有受到干擾的方式產(chǎn)生。把本實(shí)施例中的處于與可移動(dòng)部分44和懸浮塊2粘合狀態(tài)的連接部分32b看作剛體，因此對(duì)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和性能毫無影響。
在這里注意到，沒有必要通過支承部分32a使連接部分32b與萬向接頭部32連接。換言之，如在圖16所示的實(shí)施例中的連接條2a的情況那樣，只把連接部分32b置于驅(qū)動(dòng)裝置和懸浮塊之間。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，最好是通過在懸架上構(gòu)成導(dǎo)線圖形進(jìn)行驅(qū)動(dòng)裝置和／或電磁轉(zhuǎn)換元件的互連。在圖21所示的實(shí)施例中，在懸架的下表面上形成與電磁轉(zhuǎn)換元件1連接的四個(gè)互連圖形33。
本發(fā)明的實(shí)施例其中放大位移量由逆向壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)產(chǎn)生的位移量(位移產(chǎn)生裝置的收縮量)是非常小的。然而在本發(fā)明中，當(dāng)利用位移產(chǎn)生裝置的偏轉(zhuǎn)，位移可移動(dòng)部分時(shí)，使懸浮塊和驅(qū)動(dòng)裝置(驅(qū)動(dòng)裝置中的可移動(dòng)部分)之間接合處的位移量大于位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮量。換言之，驅(qū)動(dòng)裝置自身能夠具有位移放大功能。當(dāng)在本發(fā)明的實(shí)施例中可移動(dòng)部分成圓形地或轉(zhuǎn)動(dòng)地位移時(shí)，通過使可移動(dòng)部分和電磁轉(zhuǎn)換元件具有合適的位置關(guān)系，用機(jī)械的方法放大電磁轉(zhuǎn)換元件的位移。通過位移放大，能夠使電磁轉(zhuǎn)換元件的位移量提高到實(shí)用水平。
例如圖2、4、5、6、8、9、11和12說明的實(shí)施例，其中驅(qū)動(dòng)裝置本身具有位移放大功能。
圖22A所示的驅(qū)動(dòng)裝置4是本發(fā)明的實(shí)施例，其中驅(qū)動(dòng)裝置本身具有位移放大功能。圖22A和22B分別是平面示意圖和側(cè)面示意圖。同圖2所示的驅(qū)動(dòng)裝置一樣，所說明的驅(qū)動(dòng)裝置具有通過梁構(gòu)件的偏轉(zhuǎn)能成圓形地位移的可移動(dòng)部分44。在這里假定只有一個(gè)位移產(chǎn)生裝置41收縮收縮量A。則可以使可移動(dòng)部分44的位移量B即與懸浮塊的接合處的位移量B大于收縮量A。注意到可移動(dòng)部分44的位移量與電磁轉(zhuǎn)換元件1的位移量幾乎一樣。例如，考慮兩個(gè)位移產(chǎn)生裝置是1mm長(zhǎng)、0．1mm寬和0．2mm厚，在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置之間窄縫狀孔是0．1mm寬而二個(gè)位移產(chǎn)生裝置的收縮量約為0．2μm的情況。在這樣的情況中，可移動(dòng)部分的位移量(與位移產(chǎn)生裝置的長(zhǎng)度方向成直角交叉的方向上的可移動(dòng)部分的位移量)約為0．5μm，照另一種說法，位移的放大倍數(shù)約為2．5。在圖22A和22B中，箭頭表示位移產(chǎn)生裝置41的收縮方向和可移動(dòng)部分44的位移方向。
在一般如圖所示的具有可移動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)位移的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例中，可移動(dòng)部分的位移量大于位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮量意思是在與位移產(chǎn)生裝置的接合處的附近可移動(dòng)部分的位移量大于位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮量。
圖2、3、4、5和6(說明轉(zhuǎn)動(dòng)位移)以及圖9、10、11和12表示的實(shí)施例其中可移動(dòng)部分在能夠用機(jī)械方法放大其位移量或者具有其位移的用機(jī)械方法放大量時(shí)成圓形地或轉(zhuǎn)動(dòng)地位移。在可移動(dòng)部分成圓形或轉(zhuǎn)動(dòng)地位移時(shí)，電磁轉(zhuǎn)換元件以與可移動(dòng)部分的位移同軸成圓形地位移。如果懸浮塊以電磁轉(zhuǎn)換元件的圓形位移的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑大于可移動(dòng)部分的圓形位移或轉(zhuǎn)動(dòng)位移的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑這樣的方式與可移動(dòng)部分聯(lián)結(jié)，則可以使電磁轉(zhuǎn)換元件的位移量大于懸浮塊和可移動(dòng)部分之間接合處的位移量。圖23是說明實(shí)施例的平面示意圖，其中可移動(dòng)部分44和懸浮塊2之間的接合處在位置上比圖22A所示的接合處離電磁轉(zhuǎn)換元件1較遠(yuǎn)。圖23B是該實(shí)施例的側(cè)面示意圖。通過使電磁轉(zhuǎn)換元件1離圓形位移的圓心的距離大于所示的可移動(dòng)部分44的離圓形位移的圓心的距離，如所表示的那樣，使電磁轉(zhuǎn)換元件1的位移量C大于可移動(dòng)部分44的位移量B是可以實(shí)現(xiàn)的。在這里假定驅(qū)動(dòng)裝置的尺寸與參閱圖22說明的驅(qū)動(dòng)裝置的尺寸是一樣的。例如，如果可移動(dòng)部分44和懸浮塊2之間的接合處離電磁轉(zhuǎn)換元件1彼此留有的間隔為0．5mm，則位移量C是位移量B的1．5倍左右。
驅(qū)動(dòng)裝置的詳細(xì)說明圖24所示的驅(qū)動(dòng)裝置包括在結(jié)構(gòu)上類似于圖2所示的框架結(jié)構(gòu)的固定部分43和固定部分43中的二個(gè)孔，用軟的填充物46以限于驅(qū)動(dòng)裝置平面內(nèi)的方式填滿二個(gè)孔。
通過如上所述的填滿軟填充物，獲得振動(dòng)阻尼效應(yīng)，以致能夠避免對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的有害影響，例如共振和外部有害振動(dòng)。此外，由于用軟填充物使驅(qū)動(dòng)裝置的各個(gè)部分跨接在一起，所以能夠改進(jìn)驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊性。
在圖24所示的實(shí)施例中，在位移產(chǎn)生裝置41中構(gòu)成電極層。在這樣的實(shí)施例中，在位移產(chǎn)生裝置41的二個(gè)側(cè)面上露出電極層的端面，但是由于用軟填充物蓋住二側(cè)面所以防止電極層的腐蝕。最好是使用的軟填充物是抗電腐蝕的。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，也容許只在驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)的一個(gè)孔中填滿軟填充物。
根據(jù)本實(shí)施例，其中以完全限于驅(qū)動(dòng)裝置的平面內(nèi)這樣的方式把軟填充物填滿孔，使填滿的填充物量保持恒定足以防止由于填滿的填充物量上的變化引起的性能變化。此外，在由于填滿的填充物所造成的驅(qū)動(dòng)裝置厚度上基本上沒有增加。
對(duì)在本實(shí)施例中使用的軟填充物的類型、硬度和數(shù)量沒有作特殊的限制；可以從對(duì)可移部的位移影響不大而在振動(dòng)阻尼性能、強(qiáng)度和抗沖擊性上能夠得到改進(jìn)的合適填充物中挑選。然而，使用抗電腐蝕的軟樹脂，例如硅樹脂或氨基甲酸乙脂樹脂作軟填充物是更可取的。
在沒有裝填軟填充物時(shí)或在沒有用軟填充物覆蓋的各個(gè)部分的側(cè)面上露出電極層時(shí)，為了防止電極層的腐蝕在各個(gè)部分的側(cè)面上形成覆蓋層是容許的。
對(duì)于利用在平面方向偏轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置例如如圖2所示的驅(qū)動(dòng)裝置來說，最好是在垂直于連接固定和可移動(dòng)部分的方向的截面中梁構(gòu)件的寬度小于其厚度，這同樣能使梁構(gòu)件在驅(qū)動(dòng)裝置的平面方向上的剛性小于梁構(gòu)件在厚度方向上的剛性。由于這樣的原因，通過位移產(chǎn)生裝置41的伸長(zhǎng)和收縮產(chǎn)生的梁構(gòu)件偏轉(zhuǎn)集中在驅(qū)動(dòng)裝置的平面方向上，因此不必要的位移，例如拍動(dòng)不太可能出現(xiàn)。梁構(gòu)件的寬度對(duì)厚度比率雖然沒有臨界值但是最好是1／2左右到1／5左右。
如果至少一條梁構(gòu)件具有上面確定的這樣的寬度對(duì)厚度比率，則獲得所述的優(yōu)點(diǎn)。然而，如果所有梁構(gòu)件都滿足這樣的寬度對(duì)厚度比率的條件，則能獲得更顯著的優(yōu)點(diǎn)。鑒于對(duì)稱性，最好也是所有梁構(gòu)件滿足這樣的寬度對(duì)厚度比率條件。
在一般如圖2所示的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例中，注意到用于把固定和可移動(dòng)部分43和44連接在一起的二條梁構(gòu)件之間的間隔越窄，每單位位移產(chǎn)生裝置伸長(zhǎng)和收縮量的梁構(gòu)件偏轉(zhuǎn)量越大，而因此所述的每單位伸長(zhǎng)和收縮量的可移動(dòng)部44的位移量就越大。同樣，所述的二條梁構(gòu)件之間的間隔越窄，獲得恒定的位移量要求的驅(qū)動(dòng)電壓會(huì)越低而各條梁構(gòu)件的寬度越小，所述的二條梁構(gòu)件之間的間隔會(huì)越窄。由于這樣的原因，對(duì)于在位移量上的增加來說，同樣對(duì)于驅(qū)動(dòng)電壓降低來說，遵守所述的寬度對(duì)厚度比率的條件同樣是有效的。
在圖2、3、6、8、10、11和12所示的驅(qū)動(dòng)裝置中，例如參閱圖2，對(duì)稱軸在驅(qū)動(dòng)裝置平面內(nèi)。對(duì)稱軸是在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置的長(zhǎng)度方向上通過二個(gè)位移產(chǎn)生裝置之間窄縫狀孔的x軸。由于這樣的原因，驅(qū)動(dòng)裝置可以翻過來使用，而因此驅(qū)動(dòng)裝置安裝到磁頭更為方便。
圖4、5、6、9和10所示的驅(qū)動(dòng)裝置，分別為相對(duì)于垂直平面并通過可移動(dòng)部分44的中心的對(duì)稱軸(所示的Z軸)的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)稱(例如，在圖4中二重對(duì)稱、在圖5中四重對(duì)稱)，所述的對(duì)稱軸與可移動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)移位的中心軸成一直線。為了把驅(qū)動(dòng)裝置裝在磁頭上，所以，只需要轉(zhuǎn)動(dòng)移位的中心軸與懸浮塊的已知的中心位置成一直線。關(guān)于驅(qū)動(dòng)裝置在驅(qū)動(dòng)裝置平面方向內(nèi)的角度沒有提出苛刻的限制，因此安裝更為方便。
如上所述，所示的各個(gè)實(shí)施例利用由于壓電橫向效應(yīng)引起的位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮。然而，在本發(fā)明的實(shí)施中，容許利用在與電場(chǎng)方向成直線的方向上的伸長(zhǎng)和收縮，即由于所謂的壓電縱向效應(yīng)引起的伸長(zhǎng)和收縮。當(dāng)應(yīng)用壓電縱向效應(yīng)時(shí)，以電極層與連接固定和可移動(dòng)部分的方向互相垂直這樣的方式在位移產(chǎn)生裝置上構(gòu)成電極層。然而，為了便于制造和驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)械強(qiáng)度增大，所以應(yīng)用壓電橫向效應(yīng)的實(shí)施例更為可取。
在驅(qū)動(dòng)裝置中各個(gè)部分的尺寸不是苛刻的，因此可以根據(jù)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)裝置的磁頭的結(jié)構(gòu)等等來確定各部分的尺寸。在這里假定驅(qū)動(dòng)裝置是片狀產(chǎn)品。因此，這樣的片狀產(chǎn)品的一側(cè)面一般在長(zhǎng)度上是0．5mm左右到3．0mm左右，而在厚度上是0．1mm左右到0．5mm左右。從另一方面來說，位移產(chǎn)生裝置在長(zhǎng)度上為0．3mm左右到2．5mm左右。位移量用在片狀產(chǎn)品的平面方向內(nèi)位移的距離表示時(shí)為0．1μm左右到5μm左右，而用轉(zhuǎn)角表示時(shí)為0．05°左右到2°左右。驅(qū)動(dòng)電壓一般為3V左右到100V左右。最好是3V左右到50V左右。
在本文中使用的術(shù)語(yǔ)“壓電或電致伸縮材料”指的是逆向壓電效應(yīng)或者電致伸縮效應(yīng)引起伸長(zhǎng)和收縮的材料。本發(fā)明中使用的壓電或電致伸縮材料可以是能夠用于驅(qū)動(dòng)裝置中的位移產(chǎn)生裝置的任何一種材料。然而，一般最好是使用陶瓷壓電或電致伸縮材料，例如PZT[Pb(Zr、Ti)O3]、PT[PbTiO3]、PLZT[(Pb、La)(Zr、Ti)O3]和鈦酸鋇，因?yàn)樗鼈兊膭傂愿摺．?dāng)由陶瓷壓電或電致伸縮材料組成驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)，使用厚膜工藝，例如制片和印刷工藝能夠順利地制造驅(qū)動(dòng)裝置。注意到，也可以使用薄膜工藝制造驅(qū)動(dòng)裝置。當(dāng)壓電或電致伸縮材料具有晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，可以用或是多晶或是單晶構(gòu)成晶體結(jié)構(gòu)。
如何形成電極層，要求是不高的；在考慮形成壓電和電致伸縮材料層的工藝同時(shí)，可以從合適的工藝，例如導(dǎo)電漿的烘烤、濺射和蒸發(fā)中進(jìn)行選擇。
驅(qū)動(dòng)裝置可以具有在位移產(chǎn)生裝置上有在二側(cè)面上裝有電極層的至少一層壓電或電致伸縮材料層的任何結(jié)構(gòu)。然而，最好是采用多層結(jié)構(gòu)，其中把二層或二層以上的所述壓電或電致伸縮材料層一層疊一層地堆疊。壓電或電致伸縮材料層的伸長(zhǎng)和收縮量與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。然而，所述的多層結(jié)構(gòu)可以使壓電或電致伸縮材料層減薄，以致在低電壓時(shí)能夠獲得需要的電場(chǎng)強(qiáng)度而因此能夠降低驅(qū)動(dòng)電壓。在驅(qū)動(dòng)電壓與在單層結(jié)構(gòu)中使用的驅(qū)動(dòng)電壓一樣時(shí)，伸長(zhǎng)和收縮量變得更大。壓電或電致伸縮材料層的厚度是要求不高，因此可以隨不同的條件，例如驅(qū)動(dòng)電壓要求的伸長(zhǎng)和收縮量和便于制造而定。然而，在本發(fā)明的實(shí)施中，一般最好是5μm左右到50μm左右的厚度。同樣，一層疊一層地堆疊的壓電或電致伸縮材料層的層數(shù)上限是要求不高的，因此可以用這樣的方法確定，以便獲得具有所希望的厚度的位移產(chǎn)生裝置。注意到在最外層的電極層上通常形成象以后將描述的那樣的覆蓋壓電或電致伸縮材料層。
為了簡(jiǎn)化或清楚地表示用于位移產(chǎn)生裝置的區(qū)域起見，簡(jiǎn)略地表明電極層的結(jié)構(gòu)。然而，實(shí)際上如圖25A典型地所示的結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部電極層是與如圖25B所示的終端電極連接。
圖25A表示驅(qū)動(dòng)裝置中互相靠近的壓電或電致伸縮材料層201和202。壓電或電致伸縮材料層201在其表面上裝有內(nèi)部電極層G1，而壓電或電致伸縮材料層202在其表面上裝有內(nèi)部電極層A1和內(nèi)部電極層B1。內(nèi)部電極層G1和A1的組合以及內(nèi)部電極層G1和B1的組合構(gòu)成一對(duì)電極層，每對(duì)電極層具有夾在其間的壓電或電致伸縮材料層。在本實(shí)施例中，通過控制相對(duì)于內(nèi)部電極層G1電位的內(nèi)部電極層A1和B1的電壓電位以及通過控制在內(nèi)部電極層A1和B1上施加電壓的時(shí)間，以如上所述的各種不同圖形產(chǎn)生位移。
圖25B表示在安裝圖25A所示內(nèi)部電極層的情況中使用終端電極的例子。在這樣的例子中，固定部分43在其側(cè)面裝有用于與在固定部分43側(cè)面上露出的內(nèi)部電極層G1、A1和B1的端面連接的終端電極G0、A0和B0。
驅(qū)動(dòng)裝置僅由壓電或電致伸縮材料層、電極層和軟填充物組成。然而，能容許通過在驅(qū)動(dòng)裝置上放置彈性片或振動(dòng)緩沖墊圈改進(jìn)驅(qū)動(dòng)裝置的性能和強(qiáng)度。
制造工藝現(xiàn)在將在陶瓷壓電或電致伸縮材料的應(yīng)用方面具體地說明制造在本發(fā)明中使用的驅(qū)動(dòng)裝置的工藝的實(shí)施例。
對(duì)于由陶瓷壓電或電致伸縮材料組成的片狀條的制造來說，如在多層陶瓷芯片電容器等的情況中那樣，最好是使用相當(dāng)于薄片加工工藝和印刷工藝的厚膜技術(shù)。在這里說明典型的薄片加工工藝的一般情況。首先，把原料例如陶瓷粉、粘結(jié)劑和溶劑研磨成漿，然后壓制成片坯。除了這樣的片坯外，把原料例如導(dǎo)電粉粘結(jié)劑和溶劑研磨成電極層漿。其次，使內(nèi)部電極層漿印刷在片坯上以形成一般如圖25A所示的一定的圖形。把一定數(shù)量的這樣的薄片一片疊一片地堆疊并壓制在一起，以形成多層結(jié)構(gòu)。燒制多層結(jié)構(gòu)，以獲得薄片形狀的燒結(jié)條?？梢允惯@樣的燒結(jié)條直線成形，正如下文所述的那樣。但是，也容許把燒結(jié)條切割到適合于成形的尺寸。
然后，把由燒結(jié)條組成的薄片加工成裝有孔和切口的形狀。通常，從燒結(jié)條切出許多驅(qū)動(dòng)裝置。這種切割也與成形同時(shí)進(jìn)行。為了成形，先在所有的燒結(jié)條的表面形成光刻膠。在圖形式樣暴光以后，則使光刻膠層顯影，去除在相當(dāng)于相鄰驅(qū)動(dòng)裝置之間邊界部位、洞孔和切口的區(qū)域上形成的部分光刻膠層。然后，通過噴沙去除沒有被光刻膠覆蓋的部分，獲得許多具有所希望形狀的驅(qū)動(dòng)裝置。在成形以后，去除光刻膠并且如果需要的話，形成終端電極。可以用通常的方法例如燒烤和蒸發(fā)形成終端電極。
也可以用超聲搪磨來成形。在這樣的情況中，在條浸入磨料細(xì)粉分散在其內(nèi)的膠狀液時(shí)對(duì)條進(jìn)行超聲搪磨。
燒結(jié)前可以進(jìn)行成形加工。
通常用極化處理改進(jìn)壓電材料的位移能力。在本發(fā)明的實(shí)施中，如上所述，因此也最好采用極化處理。一般是，通過使用被制造的驅(qū)動(dòng)裝置中的電極層施加直流電壓來進(jìn)行極化處理。然而，可以在燒結(jié)條組成所述的薄片時(shí)期進(jìn)行這樣的處理。
為了使驅(qū)動(dòng)裝置與懸架和懸浮塊聯(lián)結(jié)，一般使用粘合劑。但是，對(duì)這樣的應(yīng)用來說，最好是使用在粘合時(shí)具有高硬度的粘合劑，以防止由于驅(qū)動(dòng)裝置的振動(dòng)等等引起的安裝誤差。所述的粘合劑例如包括環(huán)氧樹脂粘合劑。
驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)原型用PZT(此處壓電常數(shù)是d31=-250×10-12m／v)作壓電或電致伸縮材料，并用所述的厚膜工藝來制造由圖2所示的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置。
驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)原型具有由八層壓電或電致伸縮材料層組成的多層結(jié)構(gòu)，每層具有20μm的厚度和在二側(cè)面上的電極層以及二層覆蓋層，用于最上層的一層覆蓋層和用于最下層的另一層覆蓋層，總共十層(具有總厚度為0．2mm)。每個(gè)位移產(chǎn)生裝置在長(zhǎng)度上為1mm、在寬度上為0．1mm而在厚度上為0．2mm，在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置之間的窄縫狀孔在寬度上為0．1mm，并且使位移產(chǎn)生裝置經(jīng)受極化處理。
當(dāng)在這樣的驅(qū)動(dòng)裝置上以與極化方向相同的方向施加20V電壓時(shí)，位移產(chǎn)生裝置的收縮量約為0．2μm而可移動(dòng)部分的位移量(與位移產(chǎn)生裝置的縱向相交成直角的方向上的位移量)約為0．5μm。當(dāng)在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置上交替地施加所述的電壓時(shí)，可移動(dòng)部分的位移量約為±0．5μm。
在磁頭定位機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)控制方法現(xiàn)在闡述用于驅(qū)動(dòng)如圖26所示這樣的結(jié)構(gòu)的磁頭的最佳控制方法。在本文中闡述的驅(qū)動(dòng)控制方法最好應(yīng)用于目前新發(fā)明的磁頭，在新發(fā)明的磁頭中全部由壓電或電致伸縮材料以成整體的單一元件的形式構(gòu)成驅(qū)動(dòng)裝置。然而，這種驅(qū)動(dòng)控制方法也可以應(yīng)用于包括把獨(dú)立制造的固定和可移動(dòng)部分以及位移產(chǎn)生裝置組裝在一起這樣結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置的磁頭或者包括具有所述的組裝結(jié)構(gòu)而且具有由與壓電或電致伸縮材料不同的材料組成的固定和可移動(dòng)部分的驅(qū)動(dòng)裝置，這是顯而易見的。
圖26所示的磁頭實(shí)施例在結(jié)構(gòu)上類似于圖2所示的磁頭實(shí)施例。關(guān)于圖6，注意到在驅(qū)動(dòng)裝置4中沒有表示出電極層。
為了要進(jìn)行圖26所示的實(shí)施例中電磁轉(zhuǎn)換元件1的定位校正，通過在頭定位控制電路7的操縱，產(chǎn)生大移動(dòng)的控制信號(hào)和微動(dòng)的控制信號(hào)，然后在放大器81、82和83上放大，以使放大信號(hào)以驅(qū)動(dòng)電壓和電流的形式施加在驅(qū)動(dòng)裝置4和VCM(未表示出)中的位移產(chǎn)生裝置411和412上。這樣的驅(qū)動(dòng)電壓也引起位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)或收縮。因此，電磁轉(zhuǎn)換元件在驅(qū)動(dòng)裝置的平面方向上或者在圖26中x、y平面內(nèi)，也就是與盤存儲(chǔ)媒體表面平行成圓形地位移。
然而，在一些實(shí)施的情況中，電磁轉(zhuǎn)換元件在垂直于驅(qū)動(dòng)裝置平面的方向上，也就是在懸浮方向(Z軸)上也位移。在懸浮方向上的所述位移是在驅(qū)動(dòng)裝置4實(shí)施定位電磁轉(zhuǎn)換元件時(shí)發(fā)生的次位移。在懸浮方向上的位移相當(dāng)于在懸浮高度的波動(dòng)，也許會(huì)導(dǎo)致頭的毀壞。因而控制在懸浮方向上的位移是極其重要的。
在本發(fā)明的實(shí)施中，最好是通過用如上所述的厚膜技術(shù)加工由陶瓷壓電或電致伸縮材料組成的片狀條，然后燒結(jié)片狀條和最后在片狀條中構(gòu)成切口和孔來控制驅(qū)動(dòng)裝置。在通過片狀條的成形制造驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)，沒有組裝誤差。然而，在某些情況中，象這樣制造的驅(qū)動(dòng)裝置也對(duì)位移產(chǎn)生裝置的形狀和材料性質(zhì)上的變化以及在垂直于位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮方向的方向上引起的不對(duì)稱性是敏感的。在有所述的變化和不對(duì)稱性的情況下，在位移產(chǎn)生裝置伸長(zhǎng)和收縮時(shí)位移往往會(huì)出現(xiàn)在要求的方向外的方向上。例如，由于各種不同的因素例如在噴沙期間光刻膠逐漸稀少、噴沙的時(shí)間和角度以及壓電或電致伸縮材料和所述的覆蓋層之間的硬度差別，所以難以把位移產(chǎn)生裝置的側(cè)面加工形成與多層結(jié)構(gòu)的平面完全垂直的式樣。圖27是包括圖26所示的位移產(chǎn)生裝置411和412的X-Z平面的截面示意圖。如能夠從圖27看到的那樣，當(dāng)在+Z的方向上進(jìn)行噴砂時(shí)，光刻膠逐漸變得稀少，少到使位移產(chǎn)生裝置411和412的相應(yīng)的截面成梯形的程度。
圖27所示的位移產(chǎn)生裝置411和412包括由壓電或電致伸縮材料組成并裝有位于二側(cè)面的電極的位移部分411-1和412-1、位移部分411-1夾在其間的一對(duì)覆蓋層411-2和411-3以及位移部412-1夾在其間的一對(duì)覆蓋層412-2和412-3。在每個(gè)位移產(chǎn)生裝置中的一對(duì)覆蓋層(411-2和411-3，以及412-2和412-3)具有相同的厚度，但是通過噴砂在寬度上有差別。在位移產(chǎn)生裝置上施加電壓期間位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮的情況中，由于夾在上和下覆蓋層之間的位移部分的寬度差別，因此在堆疊方向上也有位移。在這里考慮位移產(chǎn)生裝置411和412具有如圖27所示這樣的截面形狀的情況。在圖26所示的任何一個(gè)位移產(chǎn)生裝置的收縮時(shí)，電磁轉(zhuǎn)換元件1不僅在由圖26中的箭頭所示的方向上而且也在-Z軸即懸浮方向上位移。
為了說明在懸浮方向上的位移，假定在沒有在位移產(chǎn)生裝置上施加電壓時(shí)，電磁轉(zhuǎn)換元件1的位置表示為0。在這里考慮通過在位移產(chǎn)生裝置上施加電壓使電磁轉(zhuǎn)換元件1連續(xù)進(jìn)行在圖26中的X軸方向從+L1到-L2的位移的情況。在圖28中表示的是在這段時(shí)間內(nèi)獲得的電磁轉(zhuǎn)換元件1在X軸方向上的位移和時(shí)間之間的關(guān)系曲線。
為了使電磁轉(zhuǎn)換元件1產(chǎn)生如圖28所示這樣的在X方向上的位移，在這里考慮在相應(yīng)的位移產(chǎn)生裝置上交替施加電壓的情況。在這樣的情況中，需要在位移產(chǎn)生裝置411上施加如圖29A所示這樣的隨時(shí)間變化的電壓，另一方面，需要在位移產(chǎn)生裝置412上施加如圖29B所示這樣的隨時(shí)間變化的電壓。注意到，在施加電壓的方向與位移產(chǎn)生裝置的極化方向一致時(shí)用脈沖信號(hào)表示施加的電壓。在位移產(chǎn)生裝置411上施加電壓V1時(shí)，電磁轉(zhuǎn)換元件1產(chǎn)生在x軸方向上的+L位移而在位移產(chǎn)生裝置412上施加電壓V1時(shí)，電磁轉(zhuǎn)換元件1產(chǎn)生在x軸方向上的-L2位移。因此，位移產(chǎn)生裝置411和412交替地收縮，以致電磁轉(zhuǎn)換元件1產(chǎn)生在x軸方向上從+L1到-L2的位移。
然后，考慮二個(gè)位移產(chǎn)生裝置中的每一個(gè)位移產(chǎn)生裝置在懸浮或Z軸方向上的位移。圖29A表示施加在位移產(chǎn)生裝置411上的隨時(shí)間變化的電壓，而根據(jù)這樣的電壓，位移部分411-1收縮。另一方面，因?yàn)橛捎诙痈采w層不是夾在電極層之間的實(shí)際情況，在覆蓋層上面沒有施加電壓所以裝有夾在其間這樣的位移部分411-1的二層覆蓋層不收縮。即使在由壓電或電致伸縮材料層組成位移部分時(shí)這一點(diǎn)也是正確的。然而，由于覆蓋層與位移部分緊密接觸，所以覆蓋層附隨著位移部分的收縮而變形。圖27所示的覆蓋層411-3比寬度較寬的覆蓋層411-2更易于變形。因此，在位移部分411-1的收縮時(shí)，可移動(dòng)部分44不僅在+X方向上而且也在-Z方向上位移。所以，電磁轉(zhuǎn)換元件1也在-Z方向上位移。因此，例如在圖29C中用曲線圖表示電磁轉(zhuǎn)換元件1在Z軸方向上的位移相應(yīng)于圖29A所示的施加電壓而隨時(shí)間變化。在這樣的曲線圖中，在-Z方向上位移的最大值假定為Z1。裝有夾在其間的位移部分的上覆蓋層和下覆蓋層之間的寬度差別越小Z1和缺陷就越小，反之亦然。
同樣，圖29D用曲線圖表示在位移產(chǎn)生裝置412上施加圖29B所示的電壓時(shí)電磁轉(zhuǎn)元件1在Z軸方向上的位移隨時(shí)間變化。例如，在一個(gè)位移產(chǎn)生裝置中的覆蓋層412-2和412-3之間的寬度差別小于另一個(gè)位移產(chǎn)生裝置中的覆蓋層411-2和411-3之間的寬度差別時(shí)，在-Z方向上位移的最大值Z2小于所述的Z1。
因此，在圖29A所示的電壓施加在位移產(chǎn)生裝置411而圖29B所示的電壓施加在位移產(chǎn)生裝置412時(shí)，電磁元件1在Z軸上的位移隨時(shí)間變化等于圖29C所示的位移隨時(shí)間變化加上圖20D所示的位移隨時(shí)間變化之和；也就是在圖29E中表示的曲線圖。如所表示的那樣，在Z軸方向的位移中波動(dòng)的最大幅度值為Z1。
如上所述，當(dāng)位移產(chǎn)生裝置具有多層結(jié)構(gòu)其中把在其上施加電壓時(shí)伸長(zhǎng)和收縮的位移部分和位移部分夾在其間的一對(duì)覆蓋層在垂直于盤存儲(chǔ)媒體的平面的方向上堆疊在一起時(shí)，同樣，不僅在所述的垂直方向上即在懸浮方向上產(chǎn)生位移而且波動(dòng)。這也使盤存儲(chǔ)媒體的讀／寫特性更槽，而且也許可能造成頭毀壞。
然后，將闡述能夠控制在懸浮方向位移中波動(dòng)幅度的驅(qū)動(dòng)控制方法。
在圖26和27所示的實(shí)施例中，電磁轉(zhuǎn)換元件1在x軸方向上的位移采用在位移產(chǎn)生裝置411和412之間施加電壓差的方式。為了使電磁轉(zhuǎn)換元件1在x軸方向上的位移隨時(shí)間變化與圖28所示的位移隨時(shí)間變化一致，因此，最好是使在位移產(chǎn)生裝置411上施加的隨時(shí)間變化的電壓與圖30A所示的隨時(shí)間變化的電壓一致，并使在位移產(chǎn)生裝置412上施加的隨時(shí)間變化的電壓與圖30B所示的隨時(shí)間變化的電壓一致。在位移產(chǎn)生裝置411上施加的電壓等于直流偏置電壓Vb1加上為控制位移量施加的電壓(后者電壓將在下文中稱為控制電壓)之和，而在位移產(chǎn)生裝置412上施加的電壓等于直流偏置電壓Vb2加控制電壓之和。在圖30A和30B中，以其絕對(duì)值始終相等而其信號(hào)始終是互相反相的方式限定加于位移產(chǎn)生裝置411的控制電壓和加于位移產(chǎn)生裝置412的控制電壓。換言之，在位移產(chǎn)生裝置411上施加的電壓加上在位移產(chǎn)生裝置412上施加的電壓之和，也就是在位移產(chǎn)生裝置上施加的電壓的總和始終是恒定值(Vb1+Vb2)。
注意到，如上所述，直流偏置電壓是為了防止位移產(chǎn)生裝置中的極化任何衰減。
然后，正如所述的實(shí)施例那樣，考慮二個(gè)位移產(chǎn)生裝置中的每個(gè)位移產(chǎn)生裝置在懸浮或Z軸方向上的位移。在這里假定，為了獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)位移產(chǎn)生裝置411和412，在位移產(chǎn)生裝置411和412上分別施加如圖30A和30B所示的這樣的電壓。然后，電磁轉(zhuǎn)換元件1在懸浮方向上的位移隨時(shí)間變化分別是圖30C和30D所示的位移隨時(shí)間變化。由于直流偏置電壓使在Z方向位移的波動(dòng)中心值漂移位移量Zb1和Zb2而因此分別為-Zb1和-Zb2。然后分別得出在每個(gè)位移產(chǎn)生裝置在Z軸方向上的位移中的波動(dòng)幅度為Z1和Z2，相當(dāng)于為控制電壓幅度二倍的V1。
因此，當(dāng)在位移產(chǎn)生裝置411上施加圖30A所示的電壓而在位移產(chǎn)生裝置412上施加圖30B所示的電壓時(shí)，電磁轉(zhuǎn)換元件1在Z軸方向上的位移隨時(shí)間變化等于圖30C所示的位移隨時(shí)間變化加上圖30D所示的位移隨時(shí)間變化之和；也就是圖30E中表示的曲線圖。圖30C和30D所示的位移波動(dòng)分別僅由控制電壓引起，而因?yàn)榭刂齐妷旱姆聪嚓P(guān)系所以由于控制電壓造成的位移被抵消。因而，得出圖30E中位移波動(dòng)的幅為Z1和Z2之差。當(dāng)位移Z1／2和Z2／2的幅度互相相等時(shí)，波動(dòng)幅度為0，而位移波動(dòng)的中心值等于由直流偏置電壓產(chǎn)生的位移-Zb1與-Zb2之和。直流偏置電壓Vb1和Vb2可以互相相等或者可以互相不等，并且至少一個(gè)直流偏置電壓為零或?yàn)樨?fù)電壓，即使在這樣的情況中，最好也使用足以防止所述的極化衰減的電壓。
如上所述，當(dāng)在位移產(chǎn)生裝置411上施加電壓和在位移產(chǎn)生裝置412上施加電壓時(shí)在x軸方向上的電磁轉(zhuǎn)換元件1的位移方向是一樣時(shí)，通過使施加在位移產(chǎn)生裝置上的電壓的總和保持恒定控制在Z軸方向上的電磁轉(zhuǎn)換元件1的位移中的波動(dòng)幅是可以實(shí)現(xiàn)的。
在這方面，注意到，根據(jù)在每個(gè)位移產(chǎn)生裝置在Z軸方向上的位移量變化時(shí)可移動(dòng)部分沒有變形的假定來說明在Z軸方向上的電磁轉(zhuǎn)換元件1的位移。在用成形的片狀條制作驅(qū)動(dòng)裝置中，實(shí)際上即使當(dāng)各個(gè)位移產(chǎn)生裝置之間在Z軸方向上的位移量上有差別時(shí)也很不可能使驅(qū)動(dòng)裝置中的可移動(dòng)部分變形。然而，即使在使可移動(dòng)部分變形時(shí)所述的驅(qū)動(dòng)控制方法的優(yōu)點(diǎn)也是存在的。最好是把電磁轉(zhuǎn)換元件1置于懸浮塊的側(cè)面大體上的中心位置，如圖26所示。
在使用具有圖27所示的截面形狀的驅(qū)動(dòng)裝置前提下進(jìn)行前述的說明；也就是在Z軸(懸浮)方向上的電磁轉(zhuǎn)換元件1的位移出現(xiàn)在-Z方向上。然而，在噴沙方向例如是-Z方向時(shí)在位移產(chǎn)生裝置的截面梯形形狀是與圖7所示的梯形形狀是倒置的，以致在Z軸方向的電磁轉(zhuǎn)換元件1的位移出現(xiàn)在+Z方向。即使在這樣的情況中，雖然波動(dòng)方向改變但是通過使用所述的驅(qū)動(dòng)控制方法能夠控制Z軸方向位移的波動(dòng)也是顯而易見的。
到這里為止，在假定電磁轉(zhuǎn)換元件1在x軸方向上以恒定的幅度和恒定的周期位移(擺動(dòng))的條件下說明所描述的實(shí)施例。然而，在使用所述的驅(qū)動(dòng)控制方法時(shí)，必須使幅度和周期保持恒定。在實(shí)際的HDD中，因?yàn)殡姶呸D(zhuǎn)換元件是以其跟蹤在盤狀存儲(chǔ)媒體上的一定讀／寫磁道這樣的方式位移，所以HDD的電磁轉(zhuǎn)換元件位移的幅度和周期是變化的。
根據(jù)所述的驅(qū)動(dòng)控制方法，必須把具有相同的絕對(duì)值而信號(hào)反相的控制電壓分別加到直流偏置電壓Vb1和Vb2而形成驅(qū)動(dòng)電壓。然而，通過定位控制電路7和放大器8能夠容易形成所述的驅(qū)動(dòng)電壓。所述的驅(qū)動(dòng)控制方法由于只需要運(yùn)行的一個(gè)控制信號(hào)，所以具有在定位控制電路7上減小負(fù)載的一個(gè)額外的優(yōu)點(diǎn)。
所述的驅(qū)動(dòng)控制方法即使對(duì)于具有二個(gè)以上位移產(chǎn)生裝置的驅(qū)動(dòng)裝置來說，也是有效的。圖31表示一種實(shí)施例，其中使用四個(gè)位移產(chǎn)生裝置。為了考察這樣的實(shí)施例的運(yùn)作，現(xiàn)在假定，如上所述的位移產(chǎn)生裝置411被分成4111和4112而位移產(chǎn)生裝置412被分成4121和4122。而且，假定分別為一對(duì)位移產(chǎn)生裝置4111和4121以及別一對(duì)位移產(chǎn)生裝置4112和4122。施加在各對(duì)上的電壓和在任何時(shí)候是不變的，因此施加在位移產(chǎn)生裝置上電壓的總和在任何時(shí)候是不變的。
在使用多于二個(gè)位移產(chǎn)生裝置時(shí)容許在其上施加變化的電壓。為了控制在懸浮方向上電磁轉(zhuǎn)換元件1的位移中的波動(dòng)，還要求使施加在位移產(chǎn)生裝置上的電壓總和在任何時(shí)候是不變的。
在使用多于二個(gè)位移產(chǎn)生裝置時(shí)容許在其上施加變化的電壓。為了控制在懸浮方向上電磁轉(zhuǎn)換元件1的位移中的波動(dòng)，還要求使施加在位移產(chǎn)生裝置上的電壓總和在任何時(shí)保持恒定。在這里假定施加在每個(gè)位移產(chǎn)生裝置上的電壓等于控制電壓加上直流偏置電壓。而且，所述的控制電壓的總和為零。
注意到，位移產(chǎn)生裝置的數(shù)量不限于偶數(shù)例如2或4，因而可以是奇數(shù)。
在位移產(chǎn)生裝置411和412上施加相同的極化電壓時(shí)，在垂直于其伸長(zhǎng)和收縮方向(在所述的Z軸方向上)的方向上的位移是在同一方向上的前提下進(jìn)行所述的說明。對(duì)于這樣的情況來說，所述的驅(qū)動(dòng)控制方法是非常有效的。因此，如果在Z軸方向上位移產(chǎn)生裝置的位移是不能避免的，則最好是用至少每個(gè)位移產(chǎn)生裝置在Z軸上的位移是在同一方向上的這樣的方法制作驅(qū)動(dòng)裝置。當(dāng)用如本文所述的工藝制作驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)，難以消除位移產(chǎn)生裝置在Z軸方向上的位移，但是易于控制位移產(chǎn)生裝置在Z軸上的位移方向(使二個(gè)位移產(chǎn)生裝置在Z軸方向上的位移互相成一直線)。也就是說，如果在用如上所述的片狀條噴沙成形制造圖26所示的驅(qū)動(dòng)裝置4期間，噴沙相對(duì)于位移產(chǎn)生裝置是在同一方向上，則由于二個(gè)位移產(chǎn)生裝置具有幾乎一樣的形狀和幾乎一樣的性能，因此所述的驅(qū)動(dòng)控制方法能夠有效地起作用。在某些情況中，散裝的位移產(chǎn)生裝置可以分別例如用粘合劑聯(lián)結(jié)于固定部分43和可移動(dòng)部分44。在這樣的情況中，如果控制聯(lián)結(jié)方向，則所述的驅(qū)動(dòng)控制方法能夠有效地起作用。
在參考圖26所示的磁頭結(jié)構(gòu)說明根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)控制方法時(shí)，顯而易見，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)控制方法也可以應(yīng)用于例如圖3、6、8、9、10、11和12所示的驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)。
在圖26所示的實(shí)施例中，在位移產(chǎn)生裝置411和412上施加極性相同的電壓時(shí)在x軸方向上位移產(chǎn)生裝置的位移成相反方向。即使在這樣的情況中，如果使用所述的驅(qū)動(dòng)控制方法，則位移產(chǎn)生裝置411和412的位移中的波動(dòng)幅度也不大可能增大。例如在所述噴沙期間改變對(duì)每個(gè)位移產(chǎn)生裝置的噴沙方向時(shí)可以造成在Z軸方向上的所述的對(duì)向位移。當(dāng)散裝位移產(chǎn)生裝置之間在位移產(chǎn)生裝置與固定部分43和可移動(dòng)部分44聯(lián)結(jié)方向上各自有差別時(shí)，在Z軸方向上類似的對(duì)向位移也可以出現(xiàn)。將給出關(guān)于所述的驅(qū)動(dòng)控制方法應(yīng)用于二個(gè)位移產(chǎn)生裝置在Z軸方向上出現(xiàn)對(duì)向位移的驅(qū)動(dòng)裝置的計(jì)算。
在這里假定圖29A所示的電壓施加在位移產(chǎn)生裝置411上而圖29B所示的電壓施加在位移產(chǎn)生裝置412上。然后，由在每個(gè)位移產(chǎn)生裝置上施加電壓時(shí)在Z軸方向上位移的最大值的和(Z1+Z2)得出在Z軸方向上電磁轉(zhuǎn)換元件1的位移中的波動(dòng)幅度。
同樣假定圖30A所示的電壓施加在位移產(chǎn)生裝置411上而圖30B所示的電壓施加在位移產(chǎn)生裝置412上。然后，因?yàn)橛煽刂齐妷阂鹈總€(gè)位移產(chǎn)生裝置的位移中的波動(dòng)并且在Z軸方向上二個(gè)位移產(chǎn)生裝置的位移是處于相同相位，所以由在每個(gè)位移產(chǎn)生裝置上單獨(dú)施加電壓時(shí)位移波動(dòng)幅度的和得出在Z軸方向上電磁轉(zhuǎn)換元件1的位移中的波動(dòng)幅度。
簡(jiǎn)言之，當(dāng)在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置上施加相同極性的電壓而二個(gè)位移產(chǎn)生裝置在Z軸方向上的位移是在各不相同方向上時(shí)，在每個(gè)位移產(chǎn)生裝置上交替地施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)電磁轉(zhuǎn)換元件1在Z軸方向上的位移中的波動(dòng)幅度最大值是與在位移產(chǎn)生裝置上施加驅(qū)動(dòng)電壓的總和保持恒定時(shí)電磁轉(zhuǎn)換元件1在Z軸方向上的位移中的波動(dòng)幅度最大值是相等的。所以在任何情況中，根據(jù)使施加在位移產(chǎn)生裝置上的驅(qū)動(dòng)電壓的總和保持不變的所述的驅(qū)動(dòng)控制方法，在Z軸方向位移中波動(dòng)幅度最大值是完全不可能變大。
驅(qū)動(dòng)控制方法的實(shí)驗(yàn)例用PZT(此處壓電常數(shù)為d31=250×10-12m／v)作壓電或電致伸縮材料并采用所述的厚膜工藝來制作由圖26所示的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置。
驅(qū)動(dòng)裝置是一種由八層壓電或電致伸縮材料層組成的多層結(jié)構(gòu)，每一層具有20μm的厚度和在二個(gè)側(cè)面上的電極層、二層覆蓋層，用作最高層的一層覆蓋層和用作最低層的另一層覆蓋層，總共十層(具有0．2mm的總厚度)。位移產(chǎn)生裝置在截面中各成梯形形狀而在長(zhǎng)度上為1mm以及厚度上為0．2mm，覆蓋層寬度至少為0．5mm而最多為0．15mm，二個(gè)位移產(chǎn)生器之間的間距為0．2mm，并且使位移產(chǎn)生裝置經(jīng)受極化處理。
當(dāng)以與極化方向一致的方向上把20V電壓施加在這樣的驅(qū)動(dòng)裝置上時(shí)，位移產(chǎn)生裝置的收縮量約為0．2μm，而可移動(dòng)部分在x軸方向上的位移量約為0．5μm，當(dāng)把0到20V電壓組成的半波正弦波交替施加在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置上時(shí)，可移動(dòng)部分在x軸方向上的位移約為±0．5μm，而在其位移中在在Z軸方向上的波動(dòng)幅度約為0．1μm。
另一方面，當(dāng)在二個(gè)位移產(chǎn)生裝置上施加電壓，所述的電壓具有疊加在10V的直流偏置電壓上的幅度為10V的相位相反的正弦波形時(shí)，可移動(dòng)部分在x軸方向上的位移約為±0．5μm，而可移動(dòng)部分在Z軸方向上的位移中的波動(dòng)幅被減小到0．01μm或更小(小于測(cè)量極限)。
所述的結(jié)果闡明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，其中當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置處于運(yùn)作時(shí)，任何時(shí)候都使施加在位移產(chǎn)生裝置上的電壓總和保持恒定。
權(quán)利要求
1．一種讀／寫頭包括裝有電磁轉(zhuǎn)換元件或光組件的懸浮塊、驅(qū)動(dòng)裝置和懸架，其中使所述的懸浮塊通過所述的驅(qū)動(dòng)裝置支承在所述的懸架上，所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括固定部分，可移動(dòng)部分和至少二個(gè)用于把所述的固定部分和所述的可移動(dòng)部分連接在一起的梁構(gòu)件。所述的二個(gè)梁構(gòu)件中的至少一個(gè)梁構(gòu)件具有通過逆向壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)在連接所述的固定部分和所述的可移動(dòng)部分的方向上伸長(zhǎng)和收縮的位移產(chǎn)生裝置，并且把所述的固定部分安裝到所述的懸架上，而把所述的可移動(dòng)部分安裝到所述的懸浮塊上。在所述的位移產(chǎn)生裝置伸長(zhǎng)和收縮時(shí)，所述的位移產(chǎn)生裝置偏轉(zhuǎn)而所述的可移動(dòng)部分相對(duì)于所述的固定部分在由片狀構(gòu)件確定的平面內(nèi)成直線地、成圓形地或者轉(zhuǎn)動(dòng)地位移，并且所述的電磁轉(zhuǎn)換元件或所述的光組件以橫切在記錄媒體上的記錄磁道的方向沿直線或圓形軌道上位移，和所述的固定部分、可移動(dòng)部分和梁構(gòu)件通過在由壓電材料或電致伸縮材料構(gòu)成的片狀構(gòu)件上提供孔和／或切口，形成為單一的整體。
2．如權(quán)利要求1中所述的讀／寫頭，其中所述的驅(qū)動(dòng)裝置位于所述的懸浮塊的背表面或側(cè)表面上。
3．如權(quán)利要求2所述的讀／寫頭，在其中那里所述的驅(qū)動(dòng)裝置位于由所述的懸浮塊的背表面設(shè)置的臺(tái)階形成的空間中。
4．如權(quán)利要求1到3中的任何一條權(quán)利要求中所述的讀／寫頭，在其中所述的懸浮塊和所述的驅(qū)動(dòng)裝置互相對(duì)置而所述的懸架夾在其間。
5．如權(quán)利要求1到4中的任何一條權(quán)利要求中所述的讀／寫頭，其中所述的懸架的一部分裝有用于使所述的懸浮塊跟蹤所述的記錄存儲(chǔ)媒體的萬向接頭元件，而且所述的驅(qū)動(dòng)裝置與所述的萬向接頭元件聯(lián)結(jié)。
6．如權(quán)利要求1到5中的任何一條權(quán)利要求中所述的讀／寫頭，其中在所述的驅(qū)動(dòng)裝置中的所述的位移產(chǎn)生裝置上形成至少二層壓電或電致伸縮材料層，每層材料層在兩側(cè)面上具有電極層。
7．如權(quán)利要求1到6中的任何一條權(quán)利要求中所述的讀／寫頭，其中所述的電磁轉(zhuǎn)換元件或所述的光組件的位移量大于在所述的驅(qū)動(dòng)裝置中的所述的位移產(chǎn)生裝置伸長(zhǎng)和收縮量。
8．如權(quán)利要求7所述的讀／寫頭，其中所述的電磁轉(zhuǎn)換元件或所述的光組件的位移量大于所述的懸浮塊和所述的驅(qū)動(dòng)裝置之間的接合處的位移量。
9．如權(quán)利要求7或8中所述的讀／寫頭，其中所述的懸浮塊和所述的驅(qū)動(dòng)裝置之間的接合處的位移量大于在所述的驅(qū)動(dòng)裝置中的所述的位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮量。
10．如權(quán)利要求1到9中的任何一條權(quán)利要求中所述的讀／寫頭，其中在所述的懸架上形成相對(duì)于所述的驅(qū)動(dòng)裝置和／或所述的電磁轉(zhuǎn)換元件或所述的光組件的互連線。
11．一種讀／寫頭定位機(jī)構(gòu)包括如在權(quán)利要求1到10中的任何一條權(quán)利要求中所述的讀／寫頭，和用于驅(qū)動(dòng)所述的讀／寫頭整體的主驅(qū)動(dòng)裝置。
12．一種進(jìn)行讀／寫頭定位的機(jī)構(gòu)包括裝有電磁轉(zhuǎn)換元件或光組件的懸浮塊、驅(qū)動(dòng)裝置和懸架，其中所述的懸浮塊通過所述的驅(qū)動(dòng)裝置支承在所述的懸架上，所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括固定部分、可移動(dòng)部分和用于把所述的固定部分和所述的可移動(dòng)部分聯(lián)結(jié)在一起的至少二個(gè)梁構(gòu)件，所述的至少二個(gè)梁構(gòu)件每一個(gè)具有應(yīng)用逆向壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)在連接所述的固定部分和所述的可移動(dòng)部分的方向上伸長(zhǎng)和收縮的位移產(chǎn)生裝置，并且所述固定部分安裝在所述的懸架上，所述的可移動(dòng)部分被安裝到所述的懸浮塊上，在所述的位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮時(shí)，所述的位移產(chǎn)生裝置偏轉(zhuǎn)而所述的可移動(dòng)部分相對(duì)于所述的固定部分成直線地、成圓形地或轉(zhuǎn)動(dòng)地位移，因而所述的電磁轉(zhuǎn)換元件或所述的光組件沿直線或圓形的軌道上位移并且所述的電磁轉(zhuǎn)換元件或所述的光組件以橫切記錄媒體上記錄磁道的方向在直線或圓形的軌道上位移，和在以橫切所述的記錄磁道的方向位移的所述的電磁轉(zhuǎn)換元件或所述的光組件的方向的定位時(shí)，控制施加在所述的位移產(chǎn)生裝置的驅(qū)動(dòng)電壓的總和以在任何時(shí)候使所述的總和保持恒定。
13．如權(quán)利要求12所述的讀／寫頭定位機(jī)構(gòu)，其中相對(duì)于具有相同極性的施加電壓，每個(gè)位移產(chǎn)生裝置的伸長(zhǎng)和收縮方向是不變的，和施加到每個(gè)位移產(chǎn)生裝置上的電壓是具有被加到直流偏置電壓中的控制電壓的電壓，而且以在任何時(shí)候使被加到所述的位移產(chǎn)生裝置的所述的控制電壓的總和恒定為零的方式控制所述的控制電壓的總和。
14．如權(quán)利要求12或13中所述的讀／寫頭定位機(jī)構(gòu)，其中所述的位移產(chǎn)生裝置中的每個(gè)所述的位移產(chǎn)生裝置包括通過施加電壓而伸長(zhǎng)和收縮的位移部分和所述的位移部分被夾在其間的一對(duì)覆蓋層，把所述的位移部分和所述的覆蓋層在垂直于記錄存儲(chǔ)媒體表面的方向上重疊，和所述的覆蓋層與所述的位移部分緊密接觸，并在所述的位移部分的伸長(zhǎng)和收縮時(shí)變形。
15．如權(quán)利要求12到14中的任何一條權(quán)利要求中所述的讀／寫頭定位機(jī)構(gòu)，其中所述的讀／寫頭是如權(quán)利要求1到10中的任何一條權(quán)利要求所描述的讀／寫頭。
16．如權(quán)利要求12到15中任何一條權(quán)利要求所述的讀／寫頭定位機(jī)構(gòu)，其中進(jìn)一步包括用于驅(qū)動(dòng)整個(gè)所述的讀／寫頭的主驅(qū)動(dòng)裝置。
17．一種讀／寫系統(tǒng)包括如權(quán)利要求12到15中任何一條權(quán)利要求所描述的讀／寫頭或如權(quán)利要求11到16中任何一條權(quán)利要求所描述的讀／寫頭定位機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明的讀/寫頭包括裝有電磁轉(zhuǎn)換元件(或光組件)1的懸浮塊2、驅(qū)動(dòng)裝置4和懸架3。驅(qū)動(dòng)裝置4包括固定部分43、可移動(dòng)部分44和用來把它們聯(lián)結(jié)在一起的至少二條梁構(gòu)件。梁構(gòu)件具有用逆向壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)來伸長(zhǎng)和收縮的位移產(chǎn)生裝置41。使固定部分43與懸架3固定,而使可移動(dòng)部分44與懸浮塊2固定。在位移產(chǎn)生裝置41的伸長(zhǎng)和收縮時(shí),位移產(chǎn)生裝置41偏轉(zhuǎn)而可移動(dòng)部分44相對(duì)于固定部分43成直線地、成圓形地或轉(zhuǎn)動(dòng)地位移,而電磁轉(zhuǎn)換元件,在直線或圓形軌上位移,以致電磁轉(zhuǎn)換元件1橫切記錄磁道。在驅(qū)動(dòng)裝置4中,通過在由壓電或電致伸縮材料構(gòu)成的片狀構(gòu)件中形成孔和/或切口,使固定部分43、可移動(dòng)部分44和梁構(gòu)件構(gòu)成為整體的單個(gè)元件。由所說明的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置用于橫切記錄磁道的方向定位。在這樣的情況中,用任何時(shí)候都是恒定的這樣的方式控制在位移產(chǎn)生裝置上施加的電壓的總和,由此控制電磁轉(zhuǎn)換元件在垂直于記錄存儲(chǔ)媒體表面的方向上位置的波動(dòng)。
文檔編號(hào)G11B21/20GK1206488SQ97191538
公開日1999年1月27日 申請(qǐng)日期1997年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月31日
發(fā)明者添野佳一, 市川慎司, 綱隆滿, 佐藤勇武 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社