JPH0481357B2 - - Google Patents

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JPH0481357B2
JPH0481357B2 JP58086296A JP8629683A JPH0481357B2 JP H0481357 B2 JPH0481357 B2 JP H0481357B2 JP 58086296 A JP58086296 A JP 58086296A JP 8629683 A JP8629683 A JP 8629683A JP H0481357 B2 JPH0481357 B2 JP H0481357B2
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JP
Japan
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head
actuator
piezoelectric
thickness
displacement
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JP58086296A
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Japanese (ja)
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JPS59211819A (en
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Hideo Adachi
Kenji Kimura
Yutaka Yunoki
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔発明の技術分野〕 本発明はVTR、磁気デイスク装置、光デイス
ク装置、電子カメラ等の記録再生ヘツドアクチエ
ータ等として好適な圧電型変位装置に関する。 〔発明の技術的背景およびその問題点〕 従来のこの種の圧電型変位装置は、バイモルフ
構造を有している。 第1図はその一例を示す図である。圧電素子1
はPZT等の圧電セラミツクス2aおよび2bの
両側面に、電極3a,3bおよび3c,3dをそ
れぞれ付設して分極操作を行なつたものを、分極
軸4a,4bが互いに逆向きになるように接着剤
(不図示)にて貼り合わせてある。この圧電素子
1の先端部には例えばフエライトヘツド5が座板
6を介して取付けてある。また圧電素子1の基端
部(図中上端部)は台座7に固定され、リード端
子8a,8bによつて前記電極3a〜3dに所定
極性の信号電圧を直列的に印加するものとなつて
いる。そこで今、リード端子8a,8bに例えば
図示の如くの信号電圧を印加すると、一方の
圧電セラミツクス2aの厚みが増大し、他方の圧
電セラミツクス2bの厚みが減少する。その結
果、圧電素子1の先端はバイメタル的に変形し、
フエライトヘツド5は矢印9A方向へ変位する。
リード端子8a,8bに印加する信号電圧の極性
を逆にすれば、フエライトヘツド5は矢印9B方
向へ変位する。なお前記分極軸4a,4bが同方
向となるように前記圧電セラミツクス2a,2b
を接着し、各電極3a,3bおよび3c,3dに
対し並列的に信号電圧を印加するようにしたもの
もあるが動作原理としては前述の例と同様であ
る。 かくして上記構成の圧電型変位装置によれば、
フエライトヘツド5を磁気記録媒体上において変
位させ、トラツキング制御を行なうことができ
る。 上記構成の圧電型変位装置における変位量yと
印加電圧Vとの関係は y=3l2/t2d31V で表わされる。ただしlは圧電素子1の長さ、t
は厚み、d31は圧電定数である。従つて一定の印
加電圧に対して変位量yを大きくするためには、
圧電素子1の厚みtを小さくし、長さlを大きく
する必要がある。 しかるにこのようにすると、圧電素子1の機械
的強度が著しく損われる。そのため通常は2枚の
圧電セラミツクス2a,2bの界面に補強材とし
てチタン、銅、真ちゅう、ステンレス等の薄板を
入れることが多いが、これにより機械的強度は或
る程度増すものの、反面これによつて変位量を低
下させる上、大型化するという問題があつた。 また従来はトラツキング制御、アジマス調整、
突出量調整、ウオブリング変位、等のようにヘツ
ドを高精度で微小変位させるに適した小型のヘツ
ド移動装置が無かつた。バイモルフ素子を用いた
ヘツド移動装置では大型となり機械的強度も不十
分であり、実用的でない。 〔発明の目的〕 本発明の目的は小型で機械的強度が大きく、か
つ印加電圧に対する変位量が大きく変換効率の高
い圧電型変位装置を提供することにある。 本発明の他の目的はヘツドを高精度に微小変位
させるに好適な小型で堅固なヘツド移動装置を提
供することにある。 〔発明の概要〕 本発明は上記目的を達成するために次の如く構
成したことを特徴としている。 電極面と平行な方向に分極軸を有する複数個
の厚みすべり圧電振動子を分極軸が平行となる
ように複数個積層して積層体となし、この積層
体の一端面を固定し他端面に被変位体を取付
け、前記各圧電振動子に信号電圧を印加するこ
とにより、上記被変位体を前記各圧電振動子の
すべり方向と同一方向に変位させるようにして
圧電型変位装置を構成した。…第3図 上記における積層体は、各厚みすべり圧電
振動子をそれらの分極軸の向きが各層毎に交互
に変転するようにして積層してなり、且つ隣接
して積層する厚みすべり圧電振動子間に両者に
共通の電極を配してなるものとした。…第4
図、第5図 上記における共通の電極は、隣接して積層
する両厚みすべり圧電振動子の各電極を、当該
圧電振動子側方端部にて折返した折返し部を有
してなり、これら折返し部のうち同極性とされ
るべきもの同志が電気的に接続されてなるもの
とした。…第11図 上記における積層体は、各厚みすべり圧電
振動子を、それらの分極軸の向きが同じ向きと
なるようにして積層してなり、且つ隣接して積
層する厚みすべり圧電振動子の各電極間は絶縁
され、これら各電極のうち同極性とされるべき
もの同志が電気的に接続されてなるものとし
た。…第8図 電極面と平行な方向に分極軸を有する複数の
厚みすべり圧電振動子を分極軸が平行となるよ
うに積層してなる積層体を駆動変位発生源とし
て有するアクチユエータの一端部側に当該ヘツ
ドを取り付けるようにし、該アクチユエータの
他端部側を上記ヘツドに対して比較的大きな変
位を与えるためのヘツドキヤリア(第13図の
ヘツド支持アーム55に相当)に接続してヘツ
ド移動装置を構成した。…第13図、第17図 上記におけるアクチユエータは、当該ヘツ
ドを情報記録トラツクのトラツキング制御方向
に変位せしめるようになされたものとした。 上記におけるアクチユエータは、当該ヘツ
ドをアジマス調整方向に変位せしめるようにな
されたものとした。 上記におけるアクチユエータは、当該ヘツ
ドを対応する情報記録媒体に対する突出量を調
整する方向に変位せしめるようになされたもの
とした。 上記におけるアクチユエータは、当該ヘツ
ドをウオブリング変位せしめるようになされた
ものとした。 上記におけるアクチユエータは、
その一端部側に当該ヘツドを該アクチユエータ
とヘツドとが情報記録媒体に向かつて並立する
ようにして取り付けるための連結部材を有して
なるものとした。…第13図c、第14図 第2図は本発明の原理を説明するための図であ
る。厚みすべり圧電振動子11は圧電セラミクス
12の両側面に電極13a,13bを付設し、こ
れら電極13a,13bと平行な方向に分極軸1
4を有する構造となつている。従つて主振動モー
ドとして破線で示す如く「厚みすべり振動」が励
起されることとなる。なお図中矢印15は電界方
向を示す。そこで今、電極13a,13bに電源
16から電圧Vを印加すると y∝d15V なる変位量が上記振動子11の長手方向に生じ
る。 ところで圧電定数には励起する振動モードまた
は変位モードによつて圧電バイモルフと密接な関
係を有するd31、厚みたて振動に関係するd33、ま
た本発明による変位装置と関係の深い厚みすべり
圧電振動に関するd15などがあり、材料によつて
固有の値を示している。次表は市販されている代
表的なPZTセラミツクスの各モードの圧電定数
を示す表である。
[Technical Field of the Invention] The present invention relates to a piezoelectric displacement device suitable as a recording/reproducing head actuator for a VTR, magnetic disk device, optical disk device, electronic camera, etc. [Technical background of the invention and its problems] This type of conventional piezoelectric displacement device has a bimorph structure. FIG. 1 is a diagram showing an example thereof. Piezoelectric element 1
In this example, electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d are attached to both sides of piezoelectric ceramics 2a and 2b such as PZT, respectively, and polarization is performed, and these are glued together so that the polarization axes 4a and 4b are in opposite directions. They are bonded together using an adhesive (not shown). For example, a ferrite head 5 is attached to the tip of the piezoelectric element 1 via a seat plate 6. The base end (upper end in the figure) of the piezoelectric element 1 is fixed to a pedestal 7, and a signal voltage of a predetermined polarity is applied in series to the electrodes 3a to 3d through lead terminals 8a and 8b. There is. Now, when a signal voltage as shown in the figure is applied to the lead terminals 8a and 8b, the thickness of one piezoelectric ceramic 2a increases and the thickness of the other piezoelectric ceramic 2b decreases. As a result, the tip of the piezoelectric element 1 is deformed into a bimetallic shape,
Ferrite head 5 is displaced in the direction of arrow 9A.
By reversing the polarity of the signal voltages applied to lead terminals 8a and 8b, ferrite head 5 is displaced in the direction of arrow 9B. Note that the piezoelectric ceramics 2a, 2b are arranged so that the polarization axes 4a, 4b are in the same direction.
There is also a structure in which the electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d are glued together and a signal voltage is applied in parallel to each electrode, but the operating principle is the same as the above-mentioned example. Thus, according to the piezoelectric displacement device having the above configuration,
Tracking control can be performed by displacing the ferrite head 5 on the magnetic recording medium. The relationship between the displacement amount y and the applied voltage V in the piezoelectric displacement device having the above configuration is expressed as y=3l 2 /t 2 d 31 V. However, l is the length of piezoelectric element 1, and t
is the thickness and d31 is the piezoelectric constant. Therefore, in order to increase the displacement y for a constant applied voltage,
It is necessary to reduce the thickness t and increase the length l of the piezoelectric element 1. However, in this case, the mechanical strength of the piezoelectric element 1 is significantly impaired. For this reason, a thin plate of titanium, copper, brass, stainless steel, etc. is usually inserted as a reinforcing material at the interface between the two piezoelectric ceramics 2a and 2b, but although this increases the mechanical strength to a certain extent, it also However, there were problems in that the amount of displacement was reduced and the size was increased. Additionally, in the past, tracking control, azimuth adjustment,
There was no small-sized head moving device suitable for highly accurate and minute displacement of the head, such as protrusion amount adjustment, wobbling displacement, etc. A head moving device using a bimorph element is large in size and has insufficient mechanical strength, making it impractical. [Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a piezoelectric displacement device that is small in size, has high mechanical strength, has a large displacement amount with respect to applied voltage, and has high conversion efficiency. Another object of the present invention is to provide a compact and robust head moving device suitable for finely displacing a head with high precision. [Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention is characterized by the following configuration. A plurality of thickness-slide piezoelectric vibrators having polarization axes in a direction parallel to the electrode surface are stacked together to form a laminate so that the polarization axes are parallel to each other, one end surface of this laminate is fixed, and the other end surface is fixed. A piezoelectric displacement device was constructed by attaching a displaced body and applying a signal voltage to each piezoelectric vibrator to displace the displaced body in the same direction as the sliding direction of each piezoelectric vibrator. ...Figure 3 The laminate described above is formed by stacking thickness-shear piezoelectric vibrators such that the direction of their polarization axes alternately changes for each layer, and the thickness-shear piezoelectric vibrators are laminated adjacently. A common electrode was placed between them. …Fourth
The common electrode in the above has a folded part in which each electrode of both thickness-sliding piezoelectric vibrators stacked adjacent to each other is folded back at the side end of the piezoelectric vibrator. The parts that should have the same polarity are electrically connected. ...Fig. 11 The above laminate is formed by stacking thickness-shear piezoelectric vibrators such that their polarization axes are in the same direction, and each of the thickness-shear piezoelectric vibrators stacked adjacently The electrodes were insulated, and the electrodes that should have the same polarity were electrically connected. ...Figure 8 One end side of an actuator that has a laminate formed by stacking a plurality of thickness-shear piezoelectric vibrators whose polarization axes are parallel to each other so that their polarization axes are parallel to each other as a drive displacement source. The head is attached to the head, and the other end of the actuator is connected to a head carrier (corresponding to the head support arm 55 in FIG. 13) for applying a relatively large displacement to the head to form a head moving device. did. ...FIGS. 13 and 17 The actuator described above is configured to displace the head in the tracking control direction of the information recording track. The actuator described above is configured to displace the head in the azimuth adjustment direction. The actuator described above is configured to displace the head in a direction that adjusts the amount of protrusion relative to the corresponding information recording medium. The actuator described above is configured to cause wobbling displacement of the head. The actuator in the above is
One end of the head is provided with a connecting member for attaching the head so that the actuator and the head stand side by side facing the information recording medium. ...Fig. 13c, Fig. 14 Fig. 2 is a diagram for explaining the principle of the present invention. The thickness-shear piezoelectric vibrator 11 has electrodes 13a and 13b attached to both sides of a piezoelectric ceramic 12, and a polarization axis 1 in a direction parallel to these electrodes 13a and 13b.
It has a structure with 4. Therefore, "thickness shear vibration" is excited as the main vibration mode, as shown by the broken line. Note that an arrow 15 in the figure indicates the direction of the electric field. Now, when voltage V is applied from the power supply 16 to the electrodes 13a and 13b, a displacement amount of y∝d 15 V occurs in the longitudinal direction of the vibrator 11. By the way, the piezoelectric constants include d 31 , which is closely related to piezoelectric bimorph depending on the excited vibration mode or displacement mode, d 33 , which is related to thickness vibration, and thickness-shear piezoelectric vibration, which is closely related to the displacement device according to the present invention. There are values such as d 15 , which are specific to each material. The following table shows the piezoelectric constant of each mode of typical commercially available PZT ceramics.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第3図〜第5図は本発明の第1実施例を示す図
である。第3図はヘツドアクチユエータ全体を示
す側面図であり、図中符号21は薄板厚みすべり
圧電振動子11を複数個積層した積層体である。
この積層体21の一端面は台座22に固定してあ
る。上記積層体21の他端面中央部には座板23
を介して被変位体としての磁気ヘツド24が取付
けてある。25a,25bは信号電圧印加端子で
あり、リード線26a,26bを介して各圧電振
動子11の電極に接続されている。 第4図は積層体21の一部Fの拡大図であり、
各圧電振動子11−1,11−2…11−Nの各
圧電セラミツクス12は分極方向が矢印で示すよ
うに交互に異なる方向を向くように配設されてい
る。また第4図中27−1,27−2,…27−
Nは各圧電振動子相互間に介在させた電極引出し
導体であり、電気回路的には第5図に示すように
一つおきに共通接続され、端子25a,25bに
それぞれ一括接続してある。 そこで今、信号電圧印加端子25a,25bに
第5図に示す如く電源28から電圧Vを印加する
と、積層体21には電圧Vに比例した変位yが生
じる。かくしてヘツド24のトラツキング制御等
を行なえる。本実施例では圧電振動子11の分極
方向が一層おきに異なる方向を向いているので各
圧電振動子11−1,11−2,…11−N間の
隣り合った電極どうしを絶縁する必要が無い。こ
のため積層体21の厚み、ひいてはヘツドアクチ
ユエータ全体の厚み寸法を小さくできる。 第6図〜第8図は本発明の第2の実施例であ
る。本実施例では圧電振動子11の分極方向が全
て同一方向となるように配置されている。したが
つて本実施例では隣り合う圧電振動子11の各電
極どうしを絶縁するために絶縁部材29−1,2
9−2…29−(N−1)を介在させている。こ
の実施例においても前記実施例と同様の動作を行
なえる。 第9図は本発明の第3実施例である。この実施
例では台座22に一端面を固定した厚みすべり振
動子積層体21の他端面上の端部に座板23を介
してヘツド24を取付けたことを特徴としてい
る。 第10図は本発明の第4実施例である。この実
施例では垂直な台座30に対し支持アーム31を
取付け、このアーム31に積層体21の一端面を
固定し、ヘツド24を第9図の場合と同様に積層
体21の端部に取付けたことを特徴としている。 第11図は本発明の第5実施例であり、第3図
〜第5図に示した第1実施例の変形例である。す
なわち本実施例は第4図に示した電極引出し導体
27−1,27−2…27−Nを用いずに、圧電
振動子11の各電極13a,13bの端部を積層
体21の側面へL字状に延在させ、隣接部位をハ
ンダ41により一体に結合すると共に、この部分
にリード線42を接続するようにしたものであ
る。この実施例によれば第1実施例に比べ電極引
出し導体27−1,27−2,…27−Nを用い
ない分だけ積層体21の厚みをさらに小さくでき
る上、材料費の節減をはかれる利点がある。 ここで第3図〜第11図に示した各実施例にお
ける厚みすべり圧電振動子11の圧電セラミツク
ス12として前記表の材料Bを用いた場合の性能
について検討してみる。 厚みすべり圧電振動子11を積層した積層体2
1の積層数をnとし、印加する電圧をVボルトと
すると、変位量y〔m〕は y=n×d15×V〔m〕 と表わすことができる。ここでn=30、d=930
×10-12〔m/v〕、V=±500(V〕とすると、変
位量yは y=±14〔μm〕 となる。この数値は2インチ〜3インチの小型磁
気デイスク等のトラツクをトラツキングする場合
のヘツドアクチユエータとして充分使用可能な変
位量である。 一方、第12図に示すように一つの圧電振動子
11についてその縦の辺の長さをP、横の長さを
Q、厚さをRとしたとき、各辺の長さの比を P:Q:R=10:30:1 程度にすると、ノイズモードの振動を少なく押え
得ることが実験的に明らかとなつた。そこで今、
上記Rを電極も含めて0.15〔mm〕にし、第3図〜
第5図に示したようなアクチユエータ構造とした
場合、n=30層とするとアクチユエータの大きさ
は縦1.5〔mm〕、横4.5〔mm〕、厚さ4.5〔mm〕となる。
このように寸法的にも十分小型なものが得られる
ため、可搬型の磁気デイスク記録再生装置や電子
カメラ等にも充分採用できる。 第13図a,b,c〜第17図は、本発明の圧
電型変位装置を磁気デイスク記録再生装置のヘツ
ドアクチユエータとして使用する場合の具体的使
用例を示す図である。 第13図a,b,cは、本出願人がすでに出願
した特願昭57−126132号に本発明を適用した例で
ある。 特願昭57−126132号は円盤状記録媒体(以下デ
イスクと略称する)の外周面に記録再生を行なう
ヘツドと、デイスクの内周面に記録再生を行なう
ヘツドとを、デイスクの回転中心を横切つて直線
的に往復動作するヘツド支持アームの両端部位に
固定し、これら二つのヘツドを時分割的にもしく
は信号分割的に使用することにより、デイスクが
小径の場合にも高画質な録再ができるようにした
画像装置である。 第13図aにおいて、50はデイスクであり、
その中心部を直接駆動型のブラシレスサーボモー
タ51のシヤフト52に嵌合させている。かくし
てこのデイスク50は30〔rps〕あるいは60〔rps〕
で高速回転する。本発明に係わる2個のヘツドア
クチユエータ53,54は、ヘツド支持アーム5
5上の所定位置に取付けられており、デイスク5
0の記録面に対向するものとなつている。ヘツド
支持アーム55の一端下部にはラツク56が設け
てあり、このラツク56がヘツド移動モータ57
のシヤフトに付けられたピニオン58と噛合して
いる。かくしてヘツド支持アーム55はヘツド移
動モータ57の回転に伴い、矢印hで示す如くデ
イスク50の回転中心を横切る方向に移動するも
のとなつている。 第13図bはヘツド支持アーム55をデイスク
50側から見た図である。ヘツドアクチユエータ
53,54の取付け位置53′,54′は前記ヘツ
ド支持アーム55の中心B−B′より若干ずらし
てある。59,60はヘツド取付け用に前記ヘツ
ド支持アーム55に設けた切欠孔であり、この孔
の中心はB−B′上にある。61は前記ヘツド支
持アーム55が移動する際にモータシヤフト52
に当らぬように設けられたモータシヤフト嵌合孔
である。 第13図cはbにおけるA−A′の位置にヘツ
ドアクチユエータ53を取付けた状態を示す斜視
図である。ヘツドアクチユエータ53の基端はヘ
ツド支持アーム55上の取付位置上に固定されて
いる。上記ヘツドアクチユエータの変位端には連
結部材62の一端部が固定されている。連結部材
62の他端部にはヘツド63が固定されている。
ヘツド63のギヤツプ64は前記bのB−B′線
に一致するようになつている。 かくしてヘツド63はモータ57の回転により
デイスク半径方向へ粗移動されたのち、ヘツドア
クチユエータ53によりデイスク上のトラツクと
垂直な方向へ微細移動制御される。つまりヘツド
アクチユエータ53にトラツキング情報に基いた
制御電圧を印加することにより、トラツキング制
御が行なわれる。 第14図は第13図cにおけるヘツドアクチユ
エータ53と磁気ヘツド63との相対取付位置関
係を90度回転させた変形例である。 第15図〜第17図は本発明に係わるヘツドア
クチユエータをトラツキング以外の用途に用いた
例である。 第15図はヘツドアクチユエータ53をヘツド
タツチの調整用に用いた実施例である。すなわち
本発明例は光デイスクのフオーカシングアクチエ
ータと同様な使い方をした例である。高密度記録
では磁気ヘツドと記録媒体間に起因するスページ
ングロスをいかに取り除くかが重要な問題となる
が、本実施例によればスページングをμm以下の
精度で制御できる。 第16図はヘツドアクチユエータ53を磁気ヘ
ツド63のアジマス調整用のアクチユエータとし
て構成した実施例である。すなわち一対のアクチ
ユエータ53A,53B間にヘツド63を挟持
し、ヘツドギヤツプ64の傾きを調整するように
したものである。記録波長が1〔μm〕以下の短
波長記録では、アジマス角のわずかなずれがアジ
マスロスの発生となり再生感度の低下につながる
が、本実施例では1分以下の角度調整が可能とな
る。 第17図はヘツドアクチユエータ53をウオブ
リング方式のヘツドアクチユエータに適用した実
施例である。すなわちヘツドアクチユエータ53
に交流電源65から交番電圧を印加し、磁気ヘツ
ド63をトラツク幅方向に振動させ、再生出力の
エンベロープ検波によりトラツクずれ情報を得る
ようにしたものである。 上記各実施例で示したように、本発明によるヘ
ツドアクチユエータは非常に小形に形成できるの
で、例えばVTR、磁気デイスク録画再生装置、
電子カメラ等の磁気ヘツド駆動(トラツキング、
アジマス調整、ヘツドタツチ圧力調整等)用とし
て最適である。また光デイスク、光−磁気デイス
ク等の光学ヘツドの駆動(トラツキング、フオー
カシング等)用としても好適である。そしてこの
ヘツドアクチユエータは積層型であるため、適用
される装置に必要な所要変位量に応じて積層数を
適宜変更できるという利点がある。また、バイモ
ルフ構造のものよりも機械的強度と出力パワーの
点で格段にすぐれているため、1個のヘツドアク
チユエータにより複数のヘツドを同時に変位させ
ることも可能である。 なお本発明は上述した各実施例に限定されるも
のではない。例えば第13図a,b,cにおいて
は、ヘツドアクチユエータを2個設置した場合を
示したが、取付けられるヘツドの数に応じて複数
個設置するようにしてもよい。また第13図a,
b,c〜第17図における磁気ヘツド63の代り
に垂直磁気記録用ヘツドを用いてもよい。さらに
前述した実施例では本発明をヘツドアクチユエー
タに適用した例を示したが、各種センサー、発光
素子、ミラー等微細な変位制御を必要とする被変
位体に対し広く適用できるのは勿論である。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、厚みすべ
り圧電振動子を積層状態にし、その一端面を固定
し、他端面に被変位体を取付け、上記圧電振動子
に信号電圧を印加することにより、被変位体を圧
電振動子のすべり方向に変位させるようにしたの
で、小型で機械的強度が大きく、かつ変換効率の
高い圧電型変位装置を提供できる。また、ヘツド
を高精度に微小変動させるに好適な小型で堅固な
ヘツド移動装置を提供できる。
3 to 5 are diagrams showing a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a side view showing the entire head actuator, and reference numeral 21 in the figure is a laminate in which a plurality of thin plate thickness shear piezoelectric vibrators 11 are laminated.
One end surface of this laminate 21 is fixed to a pedestal 22. A seat plate 23 is provided at the center of the other end surface of the laminate 21.
A magnetic head 24 as a displaced body is attached via the magnetic head 24. Signal voltage application terminals 25a and 25b are connected to the electrodes of each piezoelectric vibrator 11 via lead wires 26a and 26b. FIG. 4 is an enlarged view of part F of the laminate 21,
The piezoelectric ceramics 12 of the piezoelectric vibrators 11-1, 11-2, . Also, 27-1, 27-2, ...27- in Figure 4
N is an electrode lead conductor interposed between each piezoelectric vibrator, and in terms of an electric circuit, every other piezoelectric vibrator is commonly connected as shown in FIG. 5, and is collectively connected to terminals 25a and 25b, respectively. Now, when a voltage V is applied from the power supply 28 to the signal voltage application terminals 25a and 25b as shown in FIG. 5, a displacement y proportional to the voltage V is generated in the laminated body 21. In this way, tracking control of the head 24, etc. can be performed. In this embodiment, since the polarization directions of the piezoelectric vibrators 11 are oriented in different directions for every other layer, it is necessary to insulate adjacent electrodes between the piezoelectric vibrators 11-1, 11-2,...11-N. None. Therefore, the thickness of the laminate 21 and, by extension, the thickness of the entire head actuator can be reduced. 6 to 8 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the piezoelectric vibrators 11 are arranged so that their polarization directions are all in the same direction. Therefore, in this embodiment, insulating members 29-1 and 29-2 are used to insulate each electrode of adjacent piezoelectric vibrators 11 from each other.
9-2...29-(N-1) is interposed. In this embodiment as well, the same operation as in the previous embodiment can be performed. FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention. This embodiment is characterized in that a head 24 is attached via a seat plate 23 to an end on the other end of a thickness-shear vibrator laminate 21 whose one end is fixed to a pedestal 22. FIG. 10 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, a support arm 31 is attached to a vertical pedestal 30, one end surface of the laminate 21 is fixed to this arm 31, and a head 24 is attached to the end of the laminate 21 as in the case of FIG. It is characterized by FIG. 11 shows a fifth embodiment of the present invention, which is a modification of the first embodiment shown in FIGS. 3 to 5. That is, in this embodiment, the ends of each electrode 13a, 13b of the piezoelectric vibrator 11 are connected to the side surface of the laminate 21 without using the electrode lead-out conductors 27-1, 27-2...27-N shown in FIG. It extends in an L-shape, and adjacent parts are integrally joined by solder 41, and a lead wire 42 is connected to this part. According to this embodiment, compared to the first embodiment, the thickness of the laminate 21 can be further reduced by not using the electrode lead-out conductors 27-1, 27-2, . . . 27-N, and the material cost can be reduced. There is. Here, let us examine the performance when material B in the table above is used as the piezoelectric ceramic 12 of the thickness-shear piezoelectric vibrator 11 in each of the embodiments shown in FIGS. 3 to 11. Laminated body 2 in which thickness shear piezoelectric vibrators 11 are laminated
When the number of stacked layers of 1 is n and the applied voltage is V volts, the displacement y [m] can be expressed as y=n×d 15 ×V [m]. Here n=30, d=930
×10 -12 [m/v], V = ±500 (V), then the displacement y is y = ±14 [μm]. This value applies to tracks such as 2-inch to 3-inch small magnetic disks. This displacement amount is enough to be used as a head actuator for tracking.On the other hand, as shown in Fig. 12, for one piezoelectric vibrator 11, the length of the vertical side is P, and the length of the horizontal side is Q. It has been experimentally revealed that noise mode vibrations can be suppressed by setting the ratio of the lengths of each side to P:Q:R=10:30:1, where the thickness is R. So now,
The above R is set to 0.15 [mm] including the electrode, and Figure 3~
In the case of an actuator structure as shown in FIG. 5, if n=30 layers, the size of the actuator is 1.5 [mm] in length, 4.5 [mm] in width, and 4.5 [mm] in thickness.
As described above, since the device is sufficiently small in size, it can be used in portable magnetic disk recording and reproducing devices, electronic cameras, and the like. 13a, b, c to 17 are diagrams showing specific examples of use of the piezoelectric displacement device of the present invention as a head actuator of a magnetic disk recording/reproducing device. Figures 13a, b, and c are examples in which the present invention is applied to Japanese Patent Application No. 126132/1983, which was previously filed by the applicant. Japanese Patent Application No. 57-126132 discloses a disk-shaped recording medium (hereinafter abbreviated as "disk") with a head that performs recording/reproduction on the outer circumferential surface and a head that performs recording/reproduction on the inner circumferential surface of the disk. By cutting the head and fixing it to both ends of a head support arm that moves back and forth in a straight line, and using these two heads in a time-sharing or signal-dividing manner, high-quality recording and playback can be achieved even when the disk has a small diameter. This is an imaging device that enables In FIG. 13a, 50 is a disk;
Its central portion is fitted into the shaft 52 of a direct drive type brushless servo motor 51. Thus, this disk 50 is 30 [rps] or 60 [rps]
Rotates at high speed. The two head actuators 53 and 54 according to the present invention are connected to the head support arm 5.
It is attached to a predetermined position on disk 5, and
It faces the 0 recording surface. A rack 56 is provided at the bottom of one end of the head support arm 55, and this rack 56 is connected to the head movement motor 57.
It meshes with a pinion 58 attached to the shaft. Thus, the head support arm 55 moves in a direction transverse to the center of rotation of the disk 50 as shown by the arrow h as the head movement motor 57 rotates. FIG. 13b is a view of the head support arm 55 viewed from the disk 50 side. The mounting positions 53' and 54' of the head actuators 53 and 54 are slightly offset from the center B-B' of the head support arm 55. Reference numerals 59 and 60 indicate notched holes provided in the head support arm 55 for mounting the head, and the centers of these holes are located on B-B'. 61 is the motor shaft 52 when the head support arm 55 moves.
This is a motor shaft fitting hole provided so as not to hit the motor shaft. FIG. 13c is a perspective view showing a state in which the head actuator 53 is installed at the position A-A' in b. The proximal end of the head actuator 53 is fixed at a mounting position on the head support arm 55. One end of a connecting member 62 is fixed to the displacement end of the head actuator. A head 63 is fixed to the other end of the connecting member 62.
The gap 64 of the head 63 is arranged to coincide with the line BB' of b. Thus, the head 63 is coarsely moved in the radial direction of the disk by the rotation of the motor 57, and then finely moved in a direction perpendicular to the tracks on the disk by the head actuator 53. That is, tracking control is performed by applying a control voltage based on tracking information to the head actuator 53. FIG. 14 is a modification in which the relative mounting positional relationship between the head actuator 53 and the magnetic head 63 in FIG. 13c is rotated by 90 degrees. FIGS. 15 to 17 show examples in which the head actuator according to the present invention is used for purposes other than tracking. FIG. 15 shows an embodiment in which a head actuator 53 is used for adjusting the head touch. That is, the example of the present invention is an example in which the device is used in the same way as a focusing actuator for an optical disk. In high-density recording, an important issue is how to eliminate the spacing loss caused between the magnetic head and the recording medium, but according to this embodiment, the spacing can be controlled with an accuracy of less than .mu.m. FIG. 16 shows an embodiment in which the head actuator 53 is configured as an actuator for adjusting the azimuth of the magnetic head 63. That is, the head 63 is held between a pair of actuators 53A and 53B, and the inclination of the head gap 64 is adjusted. In short-wavelength recording where the recording wavelength is 1 [μm] or less, a slight deviation in the azimuth angle causes azimuth loss and leads to a reduction in reproduction sensitivity, but in this embodiment, angle adjustment of 1 minute or less is possible. FIG. 17 shows an embodiment in which the head actuator 53 is applied to a wobbling type head actuator. In other words, the head actuator 53
An alternating voltage is applied from an AC power supply 65 to the magnetic head 63 to vibrate the magnetic head 63 in the track width direction, and track deviation information is obtained by envelope detection of the reproduced output. As shown in the above embodiments, the head actuator according to the present invention can be formed into a very small size, so it can be used, for example, in VTRs, magnetic disk recording/playback devices, etc.
Magnetic head drive (tracking,
Ideal for azimuth adjustment, head touch pressure adjustment, etc.). It is also suitable for driving (tracking, focusing, etc.) optical heads such as optical disks and opto-magnetic disks. Since this head actuator is of a laminated type, it has the advantage that the number of laminated layers can be changed as appropriate depending on the amount of displacement necessary for the device to which it is applied. Furthermore, since it is much superior in mechanical strength and output power to a bimorph structure, it is possible to simultaneously displace a plurality of heads with a single head actuator. Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, in FIGS. 13a, b, and c, two head actuators are installed, but a plurality of head actuators may be installed depending on the number of heads to be attached. Also, Figure 13a,
A perpendicular magnetic recording head may be used in place of the magnetic head 63 in FIGS. b, c to 17. Further, in the above-described embodiment, the present invention was applied to a head actuator, but it is of course applicable to a wide range of displaced objects that require fine displacement control, such as various sensors, light emitting elements, mirrors, etc. be. [Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, thickness-shear piezoelectric vibrators are stacked, one end surface thereof is fixed, a displaced body is attached to the other end surface, and a signal voltage is applied to the piezoelectric vibrator. By applying the voltage, the object to be displaced is displaced in the sliding direction of the piezoelectric vibrator, so it is possible to provide a piezoelectric displacement device that is small, has high mechanical strength, and has high conversion efficiency. Further, it is possible to provide a compact and robust head moving device suitable for minutely moving the head with high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来例の構成を示す図、第2図は本発
明の原理を説明するための図、第3図〜第5図は
本発明の第1実施例を示す図、第6〜第8図は本
発明の第2実施例を示す図、第9図〜第11図は
本発明の第3〜第5実施例を示す図、第12図は
上記第1〜第5実施例の厚みすべり圧電振動子の
性能を説明する為の図、第13図a,b,c〜第
17図は本発明をヘツドアクチユエータとして使
用する場合の具体的使用例を示す図である。 11……厚みすべり圧電振動子、12……圧電
セラミクス、13a,13b……電極、14……
分極方向、15……電界方向、21……圧電振動
子積層体、22……台座、23……座板、24…
…磁気ヘツド、27−1〜27−N……電極引出
し導体、29−1〜29−(N−1)……絶縁部
材、31……支持アーム、41……ハンダ、42
……リード線、50……円盤状記録媒体(デイス
ク)、51……直接駆動型のブラシレスサーボモ
ータ、53,54……ヘツドアクチユエータ、5
5……ヘツド支持アーム、62……連結部材、6
3……磁気ヘツド、64……ヘツドギヤツプ。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a conventional example, FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the present invention, FIGS. 3 to 5 are diagrams showing the first embodiment of the present invention, and FIGS. Figure 8 shows the second embodiment of the invention, Figures 9 to 11 show the third to fifth embodiments of the invention, and Figure 12 shows the thickness of the first to fifth embodiments. Figures 13a, b, c to 17, which are diagrams for explaining the performance of the sliding piezoelectric vibrator, are diagrams showing specific examples of use of the present invention as a head actuator. 11... Thickness shear piezoelectric vibrator, 12... Piezoelectric ceramics, 13a, 13b... Electrode, 14...
Polarization direction, 15... Electric field direction, 21... Piezoelectric vibrator laminate, 22... Pedestal, 23... Seat plate, 24...
...Magnetic head, 27-1 to 27-N... Electrode lead conductor, 29-1 to 29-(N-1)... Insulating member, 31... Support arm, 41... Solder, 42
... Lead wire, 50 ... Disc-shaped recording medium (disk), 51 ... Direct drive brushless servo motor, 53, 54 ... Head actuator, 5
5... Head support arm, 62... Connection member, 6
3...Magnetic head, 64...Head gap.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電極面と平行な方向に分極軸を有する複数個
の厚みすべり圧電振動子を分極軸が平行となるよ
うに複数個積層して積層体となし、この積層体の
一端面を固定し他端面に被変位体を取付け、前記
各圧電振動子に信号電圧を印加することにより、
上記被変位体を前記各圧電振動子のすべり方向と
同一方向に変位させるようにしたことを特徴とす
る圧電型変位装置。 2 上記積層体は各厚みすべり圧電振動子をそれ
らの分極軸の向きが各層毎に交互に変転するよう
にして積層してなり且つ隣接して積層する厚みす
べり圧電振動子間に両者に共通の電極を配してな
るものである特許請求の範囲第1項記載の圧電変
位装置。 3 上記共通の電極は隣接して積層する両厚みす
べり圧電振動子の各電極を当該圧電振動子側方端
部にて折返した折返し部を有してなり、これら折
返し部のうち同極性とされるべきもの同志が電気
的に接続されてなる特許請求の範囲第2項記載の
圧電変位装置。 4 上記積層体は各厚みすべり圧電振動子をそれ
らの分極軸の向きが同じ向きとなるようにして積
層してなり且つ隣接して積層する厚みすべり圧電
振動子の各電極間は絶縁され、これら各電極のう
ち同極性とされるべきもの同志が電気的に接続さ
れてなる特許請求の範囲第2項記載の圧電変位装
置。 5 電極面と平行な方向に分極軸を有する複数の
厚みすべり圧電振動子を分極軸が平行となるよう
に積層してなる積層体を駆動変位発生源として有
するアクチユエータの一端部側に当該ヘツドを取
り付けるようにし、該アクチユエータの他端部側
を上記ヘツドに対して比較的大きな変位を与える
ためのヘツドキヤリアに接続してなることを特徴
とするヘツド移動装置。 6 上記アクチユエータは当該ヘツドを情報記録
トラツクのトラツキング制御方向に変位せしめる
ようになされたものである特許請求の範囲第5項
記載のヘツド移動装置。 7 上記アクチユエータは当該ヘツドをアジマス
調整方向に変位せしめるようになされたものであ
る特許請求の範囲第5項記載のヘツド移動装置。 8 上記アクチユエータは当該ヘツドを対応する
情報記録媒体に対する突出量を調整する方向に変
位せしめるようになされたものである特許請求の
範囲第5項記載のヘツド移動装置。 9 上記アクチユエータは当該ヘツドをウオブリ
ング変位せしめるようになされたものである特許
請求の範囲第5項記載のヘツド移動装置。 10 上記アクチユエータはその一端部側に当該
ヘツドを該アクチユエータとヘツドとが情報記録
媒体に向かつて並立するようにして取り付けるた
めの連結部材を有してなるものである特許請求の
範囲第5項ないし第9項のいずれか1つの項に記
載のヘツド移動装置。
[Claims] 1. A laminate is formed by laminating a plurality of thickness-shear piezoelectric vibrators having their polarization axes in a direction parallel to the electrode plane so that their polarization axes are parallel, and one of the laminates By fixing one end face, attaching a displaced object to the other end face, and applying a signal voltage to each of the piezoelectric vibrators,
A piezoelectric displacement device, characterized in that the displaced body is displaced in the same direction as the sliding direction of each piezoelectric vibrator. 2 The above laminate is composed of thickness-shear piezoelectric vibrators stacked such that the direction of their polarization axes alternately changes for each layer, and a common layer between the thickness-shear piezoelectric vibrators stacked adjacent to each other. A piezoelectric displacement device according to claim 1, which comprises electrodes arranged therein. 3. The common electrode has a folded part obtained by folding each electrode of the double-thickness sliding piezoelectric vibrator stacked adjacent to each other at the side end of the piezoelectric vibrator. 3. The piezoelectric displacement device according to claim 2, wherein the objects to be moved are electrically connected to each other. 4 The above laminate is formed by stacking thickness-shear piezoelectric vibrators such that their polarization axes are in the same direction, and each electrode of the thickness-shear piezoelectric vibrators stacked adjacently is insulated. 3. The piezoelectric displacement device according to claim 2, wherein electrodes having the same polarity are electrically connected to each other. 5. The head is attached to one end side of an actuator which has a laminate formed by laminating a plurality of thickness-slip piezoelectric vibrators having polarization axes in a direction parallel to the electrode surface so that the polarization axes are parallel to each other as a drive displacement generation source. A head moving device characterized in that the actuator is attached to the head and the other end side of the actuator is connected to a head carrier for applying a relatively large displacement to the head. 6. A head moving device according to claim 5, wherein said actuator is adapted to displace said head in a tracking control direction of an information recording track. 7. The head moving device according to claim 5, wherein the actuator is configured to displace the head in an azimuth adjustment direction. 8. The head moving device according to claim 5, wherein the actuator is configured to displace the head in a direction that adjusts the amount of protrusion of the head relative to the corresponding information recording medium. 9. The head moving device according to claim 5, wherein the actuator is configured to cause wobbling displacement of the head. 10 The actuator has a connecting member on one end thereof for attaching the head so that the actuator and the head stand side by side facing the information recording medium. Head moving device according to any one of clauses 9.
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