用于头部元件的精确定位致动器以及具有此致动器的头部器件制造技术

本发明专利技术涉及用于头部元件的精确定位致动器以及具有此致动器的头部器件。该精确定位致动器固定到头部滑动器上，所述头部滑动器设置有至少一个头部元件，所述致动器用于对所述至少一个头部元件进行精确定位，其中，所述致动器包括：基座；以及一对可移动臂，所述臂从所述基座延伸并具有在其顶端部分固定到头部滑动器侧面的滑动器固定部分。所述一对可移动臂中的每一个都包括臂部件和在所述臂部件侧面上形成的致动器层，用于使所述臂部件响应施加到其上的驱动信号而位移。所述致动器层在从所述滑动器固定部分向前的位置上终止于所述臂部件的所述侧面上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于头部元件如薄膜磁头元件或光头元件的精确定位致动器，并且涉及一种具有此致动器的头部器件。近来，在磁盘中沿着径向或沿着磁道宽度方向上的记录或再现密度(磁道密度)迅速增加，以满足当今磁盘驱动装置中数据存储容量和密度总是增加的要求。为了提高磁道密度，仅使用音圈电机(VCM)来控制磁头元件相对于磁盘磁道的位置从未表现出足够的准确度。为了解决此问题，在比VCM更靠近磁头滑动器的位置上安装辅助致动器机构，以便执行仅靠VCM所不能实现的细微精确定位。用于实现磁头精确定位的技术例如在美国专利5745319和日本专利公开号08180623 A中描述。对于精确定位的致动器，有各种致动器结构，如载荷梁结构致动器和背负式(piggy-back)结构致动器。载荷梁结构致动器具有两个连接到悬架载荷梁上的PZT压电元件。这些PZT元件以某种方式驱动使得互相支撑以移动载荷梁，从而对安装在载荷梁上的磁头滑动器执行细微的精确定位。背负式结构致动器由I字形的PZT压电材料形成，其中，PZT压电材料的一个端部固定到悬架，另一端部固定到磁头滑动器，并且在这些端部之间连接可移动的柱形臂。驱动PZT以对直接连接到此致动器的磁头滑动器执行细微的精确定位。在悬架上，致动器和磁头滑动器依次叠放，即，致动器夹在悬架和滑动器之间形成叠放的悬臂结构。然而，前述常规精确定位致动器有以下各种问题(1)在相对较低的频率下发生机械共振；(2)由于致动器整体包含压电材料，如易碎材料的PZT，因此耐震强度非常差。具体地，在背负式结构致动器的情况中，由于叠放致动器和磁头滑动器形成悬臂结构，因此随时容易发生震动并且耐震强度极低；(3)随着磁头滑动器的尺寸不同，磁头元件在精确定位操作过程中的行程发生变化。因而，难以总是获得足够的行程；(4)在组装头部万向节部件(head gimbal assembly)(HGA)时非常难以控制；(5)具体地，在背负式结构致动器的情况中，由于是阶梯形叠放结构，因此，环绕磁头滑动器的HGA的总厚度增加致动器的厚度；(6)在背负式结构致动器的情况中，由于是三维的和复杂的连接结构，因此，在组装HGA时极难控制，并且不可能使用常规HGA组装设备，从而使生产率很低；以及(7)为了不干涉背负式结构致动器的运动，在组装时必需在致动器和磁头滑动器之间以及在致动器和悬架之间保持气隙。然而，形成此种气隙将更加降低耐震强度并很难精确地保持气隙不变。具体地，由于难以精确地保持悬架、致动器和磁头滑动器平行，因此磁头性质降低。为了解决上述各种问题，提议致动器设置一对金属板可移动臂，用于在可移动臂之间的空间内固定和夹住磁头滑动器(现在未决的美国专利09/972939)。根据此种致动器，机械共振频率得到提高，耐震强度大大改善并且可期望有足够的行程。然而，此种提议的致动器有以下问题(A)用于致动器的材料受到限制，因为此材料必须提供非常大的位移； (B)为了实现大的位移需要高的驱动电压作用到致动器上，这对磁头元件的电磁转换特性产生有害影响；以及(C)在设计致动器形状时灵活性十分低，因为致动器的材料和结构受限，并因此致动器的驱动器结构和驱动方向被限定。根据本专利技术，提供一种固定到头部滑动器上的精确定位致动器，所述头部滑动器设置有至少一个头部元件，所述致动器用于对所述至少一个头部元件进行精确定位，所述致动器包括基座；以及一对可移动臂，所述臂从所述基座延伸并具有在其顶端部分固定到所述头部滑动器侧面的滑动器固定部分。所述一对可移动臂中的每一个都包括臂部件和在所述臂部件侧面上形成的致动器层，用于使所述臂部件随着施加到其上的驱动信号而位移。所述致动器层在从所述滑动器固定部分向前的位置上终止于所述臂部件的所述侧面上。而且，根据本专利技术，一种头部器件包括头部滑动器和固定到所述头部滑动器上的精确定位致动器，所述头部滑动器设置有至少一个头部元件，所述致动器用于对所述至少一个头部元件进行精确定位。所述致动器包括基座；以及一对可移动臂，所述臂从所述基座延伸并具有在其顶端部分固定到所述头部滑动器侧面的滑动器固定部分。所述一对可移动臂中的每一个都包括臂部件和在所述臂部件侧面上形成的致动器层，用于使所述臂部件响应施加到其上的驱动信号而位移。所述致动器层在从所述滑动器固定部分向前的位置上终止于所述臂部件的所述侧面上。致动器层从滑动器固定部分终止返回，以便致动器层不在滑动器固定部分上层叠。因而，可移动臂的刚性增加得不大，而是保持较低，因此，即使致动器层不具有提供大位移的能力，也可期望致动器有大的行程。结果，致动器层可用低电压驱动，因此对于磁头元件的电磁转换特性不产生有害影响。而且，可以为致动器层选择能提供低位移的材料。进而，由于致动器的材料和结构不受限制，因此在设计致动器形状时灵活性非常高。进而，由于致动器固定头部滑动器使得滑动器安装在可移动臂之间的空间内，因此，即使连接致动器，环绕头部滑动器的HGA的厚度也不增加。而且，致动器和头部滑动器不形成悬臂结构，耐震强度可得到大大提高。另外，由于头部滑动器夹在可移动臂之间，因此，实际上向滑动器传递位移的可移动臂的顶端部分可以延伸到头部滑动器顶端的通常位置。因而，有可能为头部滑动器提供足够的行程。优选地，所述致动器层在其上终止的所述向前位置是在所述臂部件的总长距所述基座的50％或更远的位置。在此情况下，更优选地，所述致动器层在其上终止的所述向前位置是在所述臂部件的总长距所述基座的50-75％处。优选地，所述致动器层的起始位置位于所述基座的一个侧面上。即，优选地，所述致动器层即使长度较短也在基座上层叠。还优选地，所述致动器层的起始位置位于所述致动器后缘的前面。优选地，所述一对可移动臂中的每一个形成的使得在所述头部滑动器的所述侧面和所述可移动臂之间存在气隙，但在所述滑动器固定部分没有气隙。优选地，所述致动器层包括在所述臂部件的侧面上形成或粘附的压电元件。进一步优选地，所述致动器的主要部分由烧结陶瓷或金属板制成。优选地，所述至少一个头部元件是至少一个薄膜磁头元件。进而，根据本专利技术，一种头部器件包括以薄板形状形成并设置至少一个头部元件的头部部分以及整体固定到所述头部部分并用于对所述至少一个头部元件进行精确定位的精确定位致动器部分。所述致动器部分包括基座；以及一对可移动臂，所述臂从所述基座延伸并具有在其顶端部分固定到所述头部部分侧面的头部固定部分。所述一对可移动臂中的每一个都包括臂部件和在所述臂部件侧面上形成的致动器层，用于使所述臂部件响应施加到其上的驱动信号而位移。所述致动器层在从所述头部固定部分向前的位置上终止于所述臂部件的所述侧面上。致动器层从头部固定部分终止返回，以便致动器层不在头部固定部分上层叠。因而，可移动臂的刚性增加得不大，而是保持较低，因此，即使致动器层不具有提供大位移的能力，也可期望致动器部分有大的行程。结果，致动器层可用低电压驱动，因此对于磁头元件的电磁转换特性不产生有害影响。而且，可以为致动器层选择能提供低位移的材料。进而，由于致动器部分的材料和结构不受限制，因此在设计致动器形状时灵活性非常高。进而，由于致动器部分固定头部部分使得头部部分安装在可移动臂之间的空间内，因此，即使连接致动器部分，环绕头部部分的HGA的厚度也不增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固定到头部滑动器上的精确定位致动器，所述头部滑动器设置有至少一个头部元件，所述致动器用于对所述至少一个头部元件进行精确定位，其中，所述致动器包括： 基座；以及 一对可移动臂，所述臂从所述基座延伸并具有在其顶端部分固定到所述头部滑动器侧面的滑动器固定部分，所述一对可移动臂中的每一个都包括臂部件和在所述臂部件侧面上形成的致动器层，用于使所述臂部件响应施加到其上的驱动信号而位移，所述致动器层在从所述滑动器固定部分向前的位置上终止于所述臂部件的所述侧面上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：太田宪和，和田健，本田隆，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]