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Dokumentenidentifikation DE60128964T2 20.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001381146
Titel PIEZOELEKTRISCHES STELLGLIED UND INFORMATIONSSPEICHEREINRICHTUNG
Anmelder Fujitsu Ltd., Kawasaki, Kanagawa, JP
Erfinder KURIHARA, Kazuaki, Kawasaki-shi, Kanagawa 211-8588, JP;
HIDA, Masaharu, Kawasaki-shi, Kanagawa 211-8588, JP;
MITA, Tsuyoshi, Kawasaki-shi, Kanagawa 211-8588, JP
Vertreter W. Seeger und Kollegen, 81369 München
DE-Aktenzeichen 60128964
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.04.2001
EP-Aktenzeichen 019219104
WO-Anmeldetag 19.04.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/JP01/03351
WO-Veröffentlichungsnummer 2002087063
WO-Veröffentlichungsdatum 31.10.2002
EP-Offenlegungsdatum 14.01.2004
EP date of grant 13.06.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.09.2007
IPC-Hauptklasse H02N 2/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G11B 5/48(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   G11B 5/55(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Informationsspeichervorrichtung unter Verwendung eines piezoelektrischen Stellglieds.

Hintergrund der Erfindung

Gewöhnlicherweise ist eine Informationsspeichervorrichtung in elektronischen Einrichtungen wie Personalcomputern und Wortprozessoren eingebaut oder mit diesen verbunden, um Information zu speichern. Ein Festplattenlaufwerk ist als ein Typ einer Informationsspeichervorrichtung bekannt. Das Festplattenlaufwerk ist allgemein mit einer Platte, die als ein Informationsspeichermedium dient, einem Kopf, der Aufzeichnungsbits von der Platte liest und auf diese schreibt, einem Arm, der den Kopf in die Nähe der Platte bringt und ihn hält, und einem elektromagnetisches Stellglied ausgestattet, das den Kopf über die Platte durch Antreiben des Arms bewegt.

Die Aufzeichnungsdichten von Festplattenlaufwerken nahmen mit dem Fortschritt von Personalcomputern und dergleichen zu und nahmen in den letzten Jahren mit den Zunahmen der Nachfrage nach Personalcomputern und dergleichen dramatisch zu, um Bilder und Musik zu handhaben. Mit den zunehmenden Aufzeichnungsdichten von Festplattenlaufwerken werden die Aufzeichnungsbits auf den Platten kleiner, werden die Drehgeschwindigkeiten der Platten schneller und sind eine höhere Positioniergenauigkeit und Geschwindigkeit für die Köpfe erforderlich. Auch erreichen Festplattenlaufwerke Verringerungen der Größe, des Gewichts und des Stromverbrauchs.

Um mit dieser Situation fertig zu werden, wurde ein Festplattenlaufwerk vorgeschlagen, das mit einem piezoelektrischen Stellglied an dem Arm unabhängig von dem gewöhnlichen elektromagnetischen Stellglied ausgestattet ist, um den Kopf genau bei hoher Geschwindigkeit zu positionieren.

WO 98/19304 A offenbart eine Informationsspeichervorrichtung mit: einem Kopfabschnitt, der einen Kopf trägt, der zumindest entweder eine Informationsaufzeichnung oder Informationswidergabe auf/von einem vorbestimmten Informationsspeichermedium ausführt; einem Armabschnitt, der den Kopfabschnitt hält, damit sich der Kopf, der an dem Kopfabschnitt befestigt ist, dem Informationsspeichermedium nähert oder es kontaktiert; einem Armstellglied, das den Armabschnitt antreibt, um den Kopf zu bewegen, der an dem Kopfabschnitt befestigt ist, der von dem Armabschnitt über dem Informationsspeichermedium gehalten wird; und einem Kopfstellglied, das den Kopfabschnitt mit Bezug auf den Armabschnitt dreht.

JP-A-07-136 888 offenbart einen Verschiebungsvergrößerungsmechanismus für Präzisionspositioniereinrichtungen.

Piezoelektrische Stellglieder und Festplattenlaufwerke, die gewöhnlich vorgeschlagen wurden, haben jedoch solche Probleme wie eine ungenügende Kopfverschiebung, hohe Antriebsspannung, große Abmessung und hohes Gewicht, geringe Stoßfestigkeit, und komplexe Struktur, sowie hohe Herstellungskosten, die erforderlich sind, um die hohe Genauigkeit zu erreichen.

Diese Probleme bestehen nicht ausschließlich für Festplattenlaufwerke und sie werden allgemein in Informationsspeichereinrichtungen angetroffen, die entworfen sind, um den Kopf zu bewegen, indem er mit einem Arm gehalten wird.

Offenbarung der Erfindung

Hinsichtlich der obigen Umstände hat die vorliegende Erfindung eine Aufgabe, ein kleines, leichtgewichtiges, stoßfestes, hochgenaues und kostengünstiges piezoelektrisches Stellglied, das eine große Verschiebung bei einer niedrigen Antriebsspannung erreichen kann, sowie eine Informationsspeichervorrichtung zu schaffen, in der das piezoelektrische Stellglied eingebaut ist und die eine hohe Aufzeichnungsdichte hat.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Informationsspeichervorrichtung geschaffen mit:

einem Kopfabschnitt, der einen Kopf trägt, der zumindest entweder eine Informationsaufzeichnung oder Informationswidergabe auf/von einem vorbestimmten Informationsspeichermedium ausführt; einem Armabschnitt, der den Kopfabschnitt hält, damit sich der Kopf, der an dem Kopfabschnitt befestigt ist, dem Informationsspeichermedium nähert oder es kontaktiert; einem Armstellglied, das den Armabschnitt antreibt, um den Kopf zu bewegen, der an dem Kopfabschnitt befestigt ist, der von dem Armabschnitt über dem Informationsspeichermedium gehalten wird; und einem Kopfstellglied, das den Kopfabschnitt mit Bezug auf den Armabschnitt dreht;

dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstellglied umfaßt:

eine Gelenkplatte, die ein zentrales Teil, zwei seitliche Teile und zwei Glieder hat, wobei das zentrale Teil zwei Enden hat, die getrennt oder verbunden sind, wobei sich die seitlichen Teile punktsymmetrisch von beiden Enden des zentralen Teils erstrecken und sich die zwei Glieder punktsymmetrisch und nichtlinear symmetrisch von beiden Enden des zentralen Teils erstrecken und sich zu den seitlichen Teilen hin- und wegbiegen können; und ein piezoelektrisches Element, an dem die zwei Glieder der Gelenkplatte fest befestigt sind und welche die zwei Glieder zueinander hin und voneinander weg bringen, wenn es sich auf die Anlegung und Entfernung einer Spannung hin ausdehnt oder zusammenzieht.

Das piezoelektrische Stellglied der vorliegenden Erfindung hat eine einfache Struktur, die aus der Gelenkplatte und dem piezoelektrischen Element besteht. Da die Gelenkplatte einfach mit großer Genauigkeit durch Stanzen oder dergleichen erzeugt werden kann, kann ein kleines, leichtgewichtiges, stoßfestes und hochgenaues piezoelektrisches Stellglied zu geringen Kosten ausgeführt werden. Als das oben beschriebene piezoelektrische Element kann das erfindungsgemäße piezoelektrische Stellglied ein piezoelektrisches Element verwenden, das eine Länge hat, die der Gesamtlänge des piezoelektrischen Stellglieds vergleichbar ist und eine laminierte Struktur mit einer ausreichend großen Anzahl von Schichten hat. Dies ermöglicht es, das piezoelektrische Stellglied mit einer niedrigen Antriebsspannung zu betreiben. Da das piezoelektrische Element drehbar die seitlichen Teile der Gelenkplatte weit um das zentrale Teil antreiben kann, indem es die Glieder der Gelenkplatte zueinander hin und voneinander weg bewegt, kann das erfindungsgemäße piezoelektrische Stellglied große Verschiebungen erzeugen.

In dem piezoelektrischen erfindungsgemäßen Stellglied kann das piezoelektrische Element auf longitudinalen piezoelektrischen Effekten (Modus 33) basieren, sich ausdehnen, wenn eine Spannung angelegt wird, und sich zusammenziehen, wenn keine Spannung angelegt wird, oder es kann auf quergerichteten piezoelektrischen Effekten basieren (Modus 31), sich zusammenziehen, wenn eine Spannung angelegt wird, und sich ausdehnen, wenn keine Spannung angelegt wird. Um eine betragsmäßige größere Steuerung zu erhalten, verwendet das piezoelektrische erfindungsgemäße Stellglied das piezoelektrische Element, das sich aufgrund der longitudinalen piezoelektrischen Effekte (Modus 33) ausdehnt, wenn eine Spannung angelegt wird, und zusammenzieht, wenn keine Spannung angelegt wird.

Verfügbare piezoelektrische Werkstoffe für das piezoelektrische Element schließen auf PZT basierende, auf PT basierende, auf Bariumtitanat basierende und auf geschichteten Perowskit basierende piezoelektrische Werkstoffe ein. Die piezoelektrischen Werkstoffe können entweder sogenannte piezoelektrische Werkstoffe vom harten Typ sein wie pures Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) und sogenannte Werkstoffe vom weichen Typ wie auf PZT basierende piezoelektrische Keramik, die aus Blei-Zirkonat-Titanat und Zusätzen besteht. Die auf PZT basierende piezoelektrische Keramik, die kostengünstig ist und eine große piezoelektrische Konstante hat, ist als piezoelektrischer Werkstoff für das piezoelektrische Element geeignet.

Ein auf PNN-PT-PZ basierender piezoelektrischer Werkstoff hat insbesondere die höchste piezoelektrische Konstante unter den auf PZT basierenden piezoelektrischen Werkstoffen und hat eine hohe Sinterbarkeit und ist somit insbesondere als piezoelektrischer Werkstoff für das piezoelektrische Element geeignet.

Hinsichtlich von Werkstoffen für die Gelenkplatte sind Metallwerkstoffe wie sogenannter rostfreier Stahl (Eisen-Nickel-Chrom-Legierungen), Aluminiumlegierungen und Kupferlegierungen vorzuziehen, aber Verbundwerkstoffe wie FRP (faserverstärkter Kunststoff) können auch verwendet werden. Auch kann die Gelenkplatte eine laminierte Platte sein, die durch Laminieren dieser Werkstoffe hergestellt ist.

Der Kopf kann ein Magnetkopf oder optischer Kopf sein.

Die vorliegende Erfindung kann eine Informationsspeichervorrichtung mit hoher Aufzeichnungsdichte umsetzen, weil der Kopfabschnitt durch das Kopfstellglied mit hoher Genauigkeit angetrieben wird.

In der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung dreht das Kopfstellglied vorzugsweise den Kopfabschnitt um den Schwerpunkt des Kopfabschnitts.

Das Drehen des Kopfabschnitts durch das Kopfstellglied um seinen Schwerpunkt ermöglicht es, das Trägheitsmoment des angetriebenen Kopfes zu verringern und die Kopfposition mit hoher Genauigkeit zu steuern. Wenn es jedoch erwünscht ist, den Betrag der Verschiebung durch Opfern der Genauigkeit der Kopfposition in einem gewissen Grade zu erhöhen, ist es akzeptabel, den Kopfabschnitt um einen Punkt von dem Schwerpunkt weg zu drehen.

In der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung kann der Kopfabschnitt aus dem Kopf und einem Gleiter bestehen, der über das Informationsspeichermedium gleitet, welches den Kopf trägt, kann der Armabschnitt aus einem Arm, der von dem Armstellglied angetrieben wird, und aus einer Aufhängung zusammengebaut sein, die mit dem Arm verbunden ist, und kann das Kopfstellglied zwischen der Aufhängung und dem Gleiter eingerichtet sein.

In der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung kann der Kopfabschnitt alternativ aus dem Kopf, einem Gleiter, der über die Informationsspeichermedium gleitet, welches den Kopf trägt, und einer Aufhängung bestehen, welche den Gleiter hält, während das Kopfstellglied zwischen der Aufhängung und dem Gleiter in dem Armabschnitt installiert sein kann.

In der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung ist die Gelenkplatte vorzugsweise einstückig mit zumindest dem Armabschnitt oder dem Kopfabschnitt ausgebildet. Solch eine Informationsspeichervorrichtung bezieht eine kleine Anzahl von Zusammenbauvorgängen ein, was es ermöglicht, eine hochgenaue Informationsspeichervorrichtung kostengünstig umzusetzen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Diagramm, welches eine Struktur zeigt, die Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung gemein ist;

2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Kopfstellglied und seine Umgebung in einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zeigt;

3 ist eine Zeichnung mit zwei Ansichten, welche das Kopfstellglied und seine Umgebung zeigt;

4 ist ein Diagramm, welches ein piezoelektrisches Element des Kopfstellglieds zeigt;

5 ist ein Diagramm, welches eine Gelenkplatte des Kopfstellglieds zeigt;

6 ist ein erklärendes Diagramm, welches ein Antriebsprinzip eines erfindungsgemäßen piezoelektrischen Stellglieds zeigt;

7 ist eine Zeichnung mit zwei Ansichten, welche ein Kopfstellglied und seine Umgebung in einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zeigt;

8 ist ein Diagramm, das Abwandlungen einer erfindungsgemäßen Gelenkplatte zeigt;

9 ist ein Diagramm, welches ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen piezoelektrischen Elements zeigt;

10 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Kopfstellglied und seine Umgebung in einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zeigt;

11 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Kopfstellglied und seine Umgebung in einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zeigt;

12 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche ein Kopfstellglied und seine Umgebung in einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zeigt;

13 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Kopfstellglied und seine Umgebung in einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zeigt; und

14 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche ein Kopfstellglied und seine Umgebung in einer siebten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zeigt.

Beste Ausführungsform der Erfindung

Nun wird eine Beschreibung von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung gegeben werden, in welcher Ausführungsformen des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Stellglieds eingebaut sind.

Zuerst wird die Beschreibung einer Gesamtstruktur gegeben werden, die den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung gemein ist.

1 ist ein Diagramm, das die Struktur zeigt, die den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung gemein ist.

Ein Festplattenlaufwerk (HDD) 100, das in 1 gezeigt ist, ist ein Beispiel der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung. Ein Gehäuse 101 des Festplattenlaufwerks 100 enthält eine Magnetplatte 103, die über einen Drehschaft 102 eingepaßt ist und sich dreht, einen Kopfabschnitt 104, der einen Magnetkopf dreht, der Information auf der Magnetplatte 103 aufzeichnet und von dieser wiedergibt, einen Armabschnitt 106, der den Kopfabschnitt 104 über einem Kopfstellglied (nicht gezeigt) hält und einen Armschaft 105 umher und entlang einer Oberfläche der Magnetplatte 103 bewegt, und ein Armstellglied 107, welches den Armabschnitt 106 antreibt. Das Kopfstellglied ist ein Beispiel eines erfindungsgemäßen piezoelektrischen Stellglieds. Unterteilt durch das Kopfstellglied ist der Kopfabschnitt 104 auf der Seite des Kopfs und ist der Armabschnitt 106 auf der Seite des Armschafts 105.

Um Information auf der Magnetplatte 103 aufzuzeichnen oder Informationen, die auf der Magnetplatte 103 gespeichert ist, wiederzugeben, wird der Armabschnitt 106 durch das Armstellglied 107 angetrieben, das aus einer Magnetschaltung besteht, wird der Kopfabschnitt 104 durch das Kopfstellglied angetrieben und wird folglich der Magnetkopf auf der erwünschten Spur auf der drehenden Magnetplatte 103 positioniert. Der Magnetkopf, der an dem Kopfabschnitt 104 angebracht ist, kommt nacheinander in die Nähe winziger Bereiche auf den Spuren der Magnetplatte 103, wenn sich die Magnetplatte 103 dreht.

Um Information aufzuzeichnen, werden elektrische Aufzeichnungssignale in den magnetischen Kopf, der so positioniert ist, eingegeben, wendet der Magnetkopf ein Magnetfeld auf jeden winzigen Bereich gemäß der Aufzeichnungssignale an, und wird Information, die von den Aufzeichnungssignalen getragen wird, als Magnetisierungsrichtungen der winzigen Bereiche aufgezeichnet.

Um Information wiederzugeben, wird die Information, die als die Magnetisierungsrichtungen der winzigen Bereiche aufgezeichnet ist, von dem Magnetkopf als wiedergegebene elektrische Signale gemäß den Magnetfeldern aufgenommen, die durch die Magnetisierungen erzeugt werden.

Der innere Freiraum des Gehäuses 101, das in 1 gezeigt ist, wird durch eine Abdeckung (nicht gezeigt) verschlossen.

Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen der Informationsspeichervorrichtung, welche die gemeinsame Grundstruktur teilen, die oben beschrieben ist, hängen von der Struktur des Kopfstellglieds und seiner Umgebung ab, die bei der Spitze des Armabschnitts 106 installiert ist. Somit werden die Ausführungsformen der Informationsspeichervorrichtung unten nur mit Bezug auf die Struktur des Kopfstellglieds und seiner Umgebung beschrieben werden.

2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Kopfstellglied und seine Umgebung in einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zeigt.

In der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung besteht die Spitze des Armabschnitts aus einer Aufhängung 108. Die Aufhängung 108 funktioniert als eine Blattfeder, die sich zu der Magnetplatte hinbiegt und von dieser wegbiegt (in der vertikalen Richtung in 2).

Ein Kopfstellglied 200, das aus einem piezoelektrischen Element 210 und einer Gelenkplatte 220 besteht, ist mit der Aufhängung 108 mittels einer Verbindungsschicht 109 verbunden. Das Kopfstellglied 200, das in 2 gezeigt ist, ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Stellglieds.

Ein Gleiter 110, der einen Kopf 111 trägt, ist mit der Gelenkplatte 220 des Kopfstellglieds 200 verbunden. In der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung entspricht der Gleiter 110 dem Kopfabschnitt.

Das Kopfstellglied 200 treibt drehbar einen Teil der Gelenkplatte 220 in der Richtung, die durch den Pfeil f1 bezeichnet ist, auf Grundlage eines Prinzips an, das später beschrieben wird. Folglich wird der Gleiter 110 drehbar angetrieben, wodurch der Kopf 110 in der Richtung verschoben wird, die durch den Pfeil f2 angezeigt ist.

Gemäß der Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, sind das Kopfstellglied 200 und der Gleiter 110 so verbunden, daß der Drehmittelpunkt des Drehantriebs durch das Kopfstellglied 200 mit dem Schwerpunkt des Gleiters 110 zusammenfällt. Dies verringert das Trägheitsmoment des Kopfs, der angetrieben wird.

Das Kopfstellglied 200 wird unten detailliert beschrieben werden.

3 ist eine Zeichnung mit zwei Ansichten, welche das Kopfstellglied und seine Umgebung zeigt, 4 ist ein Diagramm, welches das piezoelektrische Element des Kopfstellglieds zeigt, und 5 ist ein Diagramm, welches die Gelenkplatte des Kopfstellglieds zeigt. Teil (A) aus 3 ist eine Vorderansicht des Kopfstellglieds und seiner Umgebung und Teil (B) aus 3 ist eine Seitenansicht des Kopfstellglieds und seiner Umgebung.

Das piezoelektrische Element 210, das in 4 gezeigt ist, hat eine mehrschichtige Struktur, die aus piezoelektrischen Schichten 211 und Elektrodenschichten 212 besteht, und hat einen einfachen rechteckigen Umriß. Das piezoelektrische Element 210 mit solch einer Struktur und Umriß ist leicht herstellbar und kann unter Verwendung bekannter Technologien wie eines Grünblattverfahrens kostengünstig hergestellt werden. Vorzugsweise kann der Elektrodenwerkstoff der Elektrodenschichten 212 einstückig mit dem piezoelektrischen Werkstoff gebacken werden. Verfügbare Werkstoffe schließen zum Beispiel Metallwerkstoffe wie Pt, Ag, Pd, Ni und Au und elektrisch leitfähige Keramik ein. Von den Elektrodenschichten 212 können diejenigen bei dem gleichen Potential einfach kostengünstig verbunden werden, wenn Elektroden 213 auf den Flanken des piezoelektrischen Elements 210 ausgebildet werden. Vorzugsweise werden die Elektroden 213 an den Flanken durch autokatalytisches Überziehen unter Verwendung von Ni, Cr, Au oder dergleichen hergestellt, aber es ist auch möglich, Dünnschichttechnologie wie Aufdampfen, Sputtern, Ionenplattieren oder CVD, thermische Sprühtechnologie oder Dickschichttechnologie zu verwenden.

Das piezoelektrische Element 210, das in 4 gezeigt ist, dehnt sich aufgrund längsgerichteter piezoelektrischer Effekte (sogenannter Modus 33) aus. Wenn eine Antriebsspannung zwischen den zwei Elektroden 213 an den zwei Flanken angelegt wird, wird sie an die piezoelektrischen Schichten 211 angelegt, so daß sich das piezoelektrische Element 210 in der vertikalen Richtung in 4 ausdehnt. Wenn die angelegte Spannung entfernt wird, zieht sich das piezoelektrische Element 210 zurück zu seinem ursprünglichen Zustand zusammen.

Die Gelenkplatte 220, die in 3 und 5 gezeigt ist, hat ein zentrales Teil 221, zwei seitliche Teile 222 und zwei Glieder 223. Die seitlichen Teile 222 erstrecken sich in gegenüberliegende Richtungen auf beiden Seiten des zentralen Teils 221, wobei das zentrale Teil 221 und die zwei seitlichen Teile 222 einen steifen Körper bilden. Die zwei Glieder 223 erstrecken sich punksymmetrisch in der Richtung, die senkrecht zu dem steifen Körper ist. Die zwei Glieder 223 sind fähig, sich zu den seitlichen Teilen 222 bei den Punkten hinzubiegen und wegzubiegen, wo sie mit dem zentralen Teil 221 verbunden sind. Die Gelenkplatte 220 mit solch einer Struktur kann kostengünstig durch Stanzen oder Ätzen einer Metallplatte hergestellt werden.

Wie in Teil (b) aus 3 gezeigt, sind das piezoelektrische Element 210 und die Gelenkplatte 220 fest miteinander befestigt, wobei die Glieder der Gelenkplatte 220 durch ein Klebemittel 230 verbunden sind, um das Kopfstellglied 200 zu bilden.

Das Kopfstellglied 200 und das piezoelektrische Element 210, das in 3 gezeigt ist, haben ungefähr die gleiche Größe wie der Gleiter 110. Diese Größe ist ausreichend klein für das Kopfstellglied 200 und ausreichend groß für das piezoelektrische Element 210. Das Kopfstellglied 200 ist ein kleines und leistungsfähiges Stellglied. Unter Verwendung eines äußerst steifen Werkstoffs wie einer rostfreien Stahlplatte für die Gelenkplatte 220 ist es außerdem möglich, ein Kopfstellglied 20 mit einer hohen Resonanzfrequenz umzusetzen.

Das piezoelektrische Element 210 des Kopfstellglieds 200 ist mit der Aufhängung 108 über die Verbindungsschicht 109 verbunden. Die Verbindungsschicht 109, die aus einem Klebstoff mit hoher Steifigkeit besteht, kann sich einfach ausdehnen und zusammenziehen. Obwohl das piezoelektrische Element 210 aus einem brüchigen piezoelektrischen Werkstoff besteht, bildet es eine schlagfeste Struktur, wenn es mit der Aufhängung 108 über einen weiten Bereich verbunden ist. Auch verhindert diese Verbindung, daß sich Fragmente zerstreuen, wenn das piezoelektrische Element 210 zerbrochen werden sollte, und verhindert somit eine Beschädigung der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums.

Die zwei seitlichen Teile 222 der Gelenkplatte 220 des Kopfstellglieds 200 sind beide fest mit dem Gleiter 110 verbunden.

Mit der Struktur, die in 2 und 3 gezeigt ist, kann eine Verbindungsstärke einfach sichergestellt werden, weil es möglich ist, die Verbindungsbereiche zwischen der Aufhängung 108 und dem piezoelektrischen Element 210, zwischen dem piezoelektrischen Element 210 und den Gelenken 223 und zwischen den seitlichen Teilen 222 und dem Gleiter 110 zu erhöhen.

Da die Struktur, die in 2 und 3 gezeigt ist, durch Laminieren und Verbinden flacher Teile wie der Aufhängung 108 und dem piezoelektrischen Element 210 hergestellt wird, ist es einfach, eine hohe Parallelität und Positionsgenauigkeit zwischen den Teilen sicherzustellen.

Mit der Struktur, die in 2 und 3 gezeigt ist, können freiliegende Oberflächen der Elektrodenschichten 212 des piezoelektrischen Elements 210 mit Harz oder dergleichen überzogen sein, um die Feuchtigkeitsbeständigkeit zu verbessern und dadurch zu verhindern, daß Metall von den Elektrodenschichten 212 in die piezoelektrischen Schichten 211 diffundiert. Dies ermöglicht es, ein zuverlässiges langlebiges Produkt zu erhalten.

Versehentlich kann der Spalt zwischen den Gliedern 223 und den seitlichen Teilen 222 der Gelenkplatte 220 in dem Kopfstellglied 200 mit Harz mit geringer Steifigkeit gefüllt sein. Es ist auch möglich, das gesamte Kopfstellglied 200mit Harz mit geringer Steifigkeit zu überziehen. Durch Füllen oder Überziehen mit Harz mit geringer Steifigkeit ist es auf diese Weise möglich, eine Beschädigung der Gelenkplatte 220 zu verhindern.

Nun wird ein Antriebsprinzip des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Stellglieds beschrieben werden, in dem die Struktur, die in den 2 und 3 gezeigt ist, als ein Beispiel genommen wird.

6 ist ein beispielhaftes Diagramm, welches das Antriebsprinzip des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Stellglieds veranschaulicht. Wenn das piezoelektrische Element 210 des Kopfstellglieds 200 sich um einen gewissen Ausdehnungsbetrag &Dgr; ausdehnt, werden die zwei Glieder 223 der Gelenkplatte 220 jeweils um den halben Ausdehnungsbetrag &Dgr; mit Bezug auf den Mittelpunkt der Gelenkplatte 220 verschoben. Wenn die Glieder 223 voneinander einen Abstand h des zentralen Teils 221 auseinander sind, ist der Drehwinkel des steifen Körpers, der aus dem mittleren Teil 221 und den seitlichen Teilen 222 besteht, gegeben durch &thgr; = tan–1(&Dgr;/h) ≤ &Dgr;/h

Somit ist der Betrag der Verschiebung &dgr; des Kopfs 111, der an der Spitze des Gleiters 110 befestigt ist, der in 2 gezeigt ist, durch die folgende Gleichung unter Verwendung der Länge L des Gleiters 110 gegeben. &dgr; = (L/2) × sin&thgr; ≤ (L/2) × &Dgr;/h = L&Dgr;/2h

Wenn die piezoelektrische Konstante d ist, ist die Länge des piezoelektrischen Elements k, ist die Schichtdicke der piezoelektrischen Schichten t, und ist die Antriebsspannung V, dann ist der Betrag der Ausdehung &Dgr; des piezoelektrischen Elements gegeben durch &Dgr; = dVk/t Somit ist der Betrag der Verschiebung &dgr; des Kopfs 111 gegeben durch &dgr; = LdVk/2ht

Angenommen, daß zum Beispiel d = 500 [pm/V], t = 20 [&mgr;m], k = 1 [mm], V = 12 [V], h = 0,1 [mm] und L = 0,85 [mm], dann ist &dgr; = 1,3 [&mgr;m]. Somit ist zu sehen, daß eine Antriebsspannung von 12 V eine Verschiebung von mehr als 1 &mgr;m ergibt. Da das Armstellglied 107, das in 1 gezeigt ist, kostengünstig umgesetzt werden kann, wenn die Genauigkeit in der Größenordnung von 1 &mgr;m ist, kann eine kostengünstig Informationsspeichervorrichtung unter Verwendung eines Kopfstellglieds mit einer Kopfverschiebung &dgr; von mehr als 1 &mgr;m ausgeführt werden.

Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten beschrieben werden.

7 ist eine Zeichnung mit zwei Ansichten, die ein Kopfstellglied und seine Umgebung in einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zeigt. Die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung ist die gleiche, wie die oben beschriebene erste Ausführungsform der Informationsspeichervorrichtung, außer daß in ihr eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Stellglieds statt der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Stellglieds eingebaut ist.

Teil (A) aus 7 ist eine Vorderansicht des Kopfstellglieds und seiner Umgebung und Teil (B) aus 7 ist eine Seitenansicht des Kopfstellglieds und seiner Umgebung.

Das Kopfstellglied 201, das in 7 gezeigt ist, hat das gleiche piezoelektrische Element 210 wie das eine, das oben beschrieben ist, und eine Gelenkplatte 240, die sich von der oben beschriebenen unterscheidet. Das Kopfstellglied 201 entspricht der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Stellglieds.

Die Gelenkplatte 240 des Kopfstellglieds 201 hat auch ein zentrales Teil 241, zwei seitliche Teile 242 und zwei Glieder 243, aber die Glieder 243 der Gelenkplatte 240 sind zu dem piezoelektrischen Element 210 gebogen und fest an den Enden des piezoelektrischen Elements 210 befestigt.

Im Gegensatz zu dem Kopfstellglied 200, das in 3 gezeigt ist und so weiter, begrenzen die Glieder 223, die fest an dem piezoelektrischen Element 210 befestigt sind, die Ausdehnung und die Zusammenziehung des piezoelektrischen Elements 210 teilweise, das Kopfstellglied 201, das in 7gezeigt ist, ermöglicht es dem piezoelektrischen Element 210, sich frei auszudehnen und zusammenzuziehen, und verwendet somit die Ausdehnungs- und das Zusammenziehungseigenschaften des piezoelektrischen Elements 210 vollständig.

8 ist ein Diagramm, das Abwandlungen der erfindungsgemäßen Gelenkplatte zeigt.

Die erfindungsgemäße Gelenkplatte hat unterschiedliche mögliche Abwandlungen wie diejenigen, die später beschrieben sind. Irgendeine der Gelenkplatten kann für das erfindungsgemäße piezoelektrische Stellglied und das Kopfstellglied der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung verwendet werden.

Die Teile (A) und (B) aus 8 veranschaulichen Gelenkplatten 250 und 260, die N-förmige zentrale Teile 251 beziehungsweise 261 haben. Das Antriebsprinzip, das mit Bezugnahme auf 6 beschrieben ist, hängt nicht von der Form des zentralen Teils ab und somit kann irgendeine Form der Gelenkplatte verwendet werden.

Auch veranschaulichen Teile (C) und (D) aus 8 Gelenkplatten 270 und 280, die entsprechende zentrale Teile 271 und 281 haben, die zweigeteilt sind. Selbst wenn die Gelenkplatte 270 oder 280 zweigeteilte zentrale Teile 271 oder 281 hat, wenn die zwei seitlichen Teile 272 oder 282 fest an einem gewöhnlich angetriebenen Objekt (z.B. Gleiter) befestigt sind, werden das angetriebene Objekt, die seitlichen Teile und die zentralen Teile einen einstückigen steifen Körper bilden, und somit ist das angetriebene Objekt gemäß des Antriebsprinzips, das mit Bezugnahme auf 6 beschrieben ist, drehbar angetrieben.

Außerdem können die seitlichen Teile und Glieder der erfindungsgemäßen Gelenkplatte irgendeine Form haben, solange die zwei seitlichen Teile sich punktsymmetrisch erstrecken und sich die zwei Glieder punktsymmetrisch und nichtlinearsymmetrisch erstrecken. Die seitlichen Teile können so angeordnet sein, daß sie sich punktsymmetrisch und linearsymmetrisch zum Beispiel wie in den Teilen (A) bis (C) aus 8 gezeigt oder punktsymmetrisch und nichtlinearsymmetrisch wie die zwei seitlichen Teile 282 erstrecken, die in Teil (B) aus 8 gezeigt sind. Die Glieder können sich senkrecht zu den seitlichen Teilen zum Beispiel wie in 8 veranschaulicht oder in schrägen Winkeln zu den seitlichen Teilen erstrecken.

9 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Elements zeigt.

Die Richtung der Laminierung der piezoelektrischen Schichten 216 und Elektrodenschichten 217 in dem piezoelektrischen Element 215, das in 9 gezeigt ist, ist senkrecht zu derjenigen des piezoelektrischen Elements 210, das in 4 gezeigt ist. Das piezoelektrische Element 215, das in 9 gezeigt ist, dehnt sich aufgrund des quergerichteten piezoelektrischen Effekte (sogenannter Modus 31) aus und zieht sich zusammen: Wenn eine Antriebsspannung zwischen den zwei Elektroden 218 an den zwei Enden angelegt wird, wird sie an die piezoelektrischen Schichten 216 zum Zusammenziehen in der vertikalen Richtung in 9 angelegt. Wenn die angelegte Spannung entfernt wird, zieht sich das piezoelektrische Element 215 zurück in seinen ursprünglichen Zustand. Der Betrag der Ausdehnung/Zusammenziehung des piezoelektrischen Elements 215, das in 9 gezeigt ist, ist ausreichend praktisch, obwohl er nicht so groß wie derjenige des piezoelektrischen Elements 210 ist, das in 4 für die gleiche Spannung gezeigt ist. Zufällig ist eine Richtung der Laminierung senkrecht sowohl zu der Richtung der Laminierung des piezoelektrischen Elements 210, das in 4 gezeigt ist, und der Richtung der Laminierung des piezoelektrischen Elements 215, das in 9 gezeigt ist, im Prinzip denkbar, aber dies ist nicht praktisch, weil sowohl die Anzahl der Laminierungen und der Betrag der Ausdehnung/Zusammenziehung weitaus kleiner sind als diejenige der piezoelektrischen Elemente 210 und 215, die in 4 und 9 gezeigt sind.

Das piezoelektrische Element 215, das in 9 gezeigt ist, wenn es mit unterschiedlichen Gelenkplatten 220 bis 280, wie oben beschrieben, kombiniert wird, schafft Variationen des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Stellglieds.

10 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Kopfstellglied und seine Umgebung in einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zeigt.

In der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung ist eine Gelenkplatte 121 in einer Aufhängung 120 eingebaut. Die Gelenkplatte 121, die in 10 gezeigt ist, ist ein Beispiel einer Gelenkplatte, die einstückig mit einem Armabschnitt ausgebildet ist.

Um eine Struktur zu erhalten, die derjenigen ähnlich ist, die in 2 und 3 gezeigt ist, ist ein piezoelektrisches Element 210 fest oben an der Gelenkplatte 121 befestigt, die in 10 gezeigt ist, und ist ein Gleiter 110 fest an der Unterseite der Gelenkplatte befestigt.

Die Ausführungsform, gemäß der die Gelenkplatte 121 in die Aufhängung 120 auf diese Weise eingebaut ist, bezieht eine kleinere Anzahl von Verbindungsvorgängen während des Zusammenbaus der Struktur um die Spitze des Armabschnitts als die Ausführungsform ein, die in 2 und 3 gezeigt ist. Dies verringert Fehler bei Verbindungsteilen und ermöglicht es, eine hochgenaue Informationsspeichervorrichtung kostengünstig umzusetzen.

11 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Kopfstellglied und seine Umgebung in einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zeigt.

In der vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung ist wiederum eine Gelenkplatte 131 in einer Aufhängung 130 eingebaut. Während in der Gelenkplatte 121, die in 10 gezeigt ist, jedoch zwei Glieder 122 miteinander direkt verbunden sind, sind in der Gelenkplatte 131, die in 11 gezeigt ist, zwei Glieder 132 nur über ein zentrales Teil 133 verbunden. Die Struktur der Gelenkplatte 131, die in 11 gezeigt ist, ist gegenüber der Struktur der Gelenkplatte 121, die in 10 gezeigt ist, dahingehend vorteilhaft, daß sie nicht die Ausdehnung und Zusammenziehung des piezoelektrischen Elements 210 behindert, das mit der Gelenkplatte 131 verbunden ist, aber die Gelenkplatte 131, die in 11 gezeigt ist, ist verglichen mit der Gelenkplatte 121, die in 10 gezeigt ist, dahingehend nachteilig, daß eines der Gelenke 131 während der Herstellung abfallen kann.

12 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Kopfstellglied und seine Umgebung in einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zeigt.

In der fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung ist eine Aufhängung 140 als Teil des Kopfabschnitts installiert und ist ein Gleiter 110 an der Spitze der Aufhängung 140 befestigt. Die fünfte Ausführungsform ist mit dem Kopfstellglied 200 ausgerüstet, das aus dem piezoelektrischen Element 210 und der Gelenkplatte 220 besteht, wie in dem Fall der obigen Ausführungsformen. Das Kopfstellglied 200 treibt den Kopfabschnitt an, der die Aufhängung 140 einschließt. Das Kopfstellglied 200 ist mit dem Armabschnitt 106 des steifen Körpers über eine Verbindungsschicht 109 verbunden.

Gemäß der fünften Ausführungsform wird die Verschiebung, die durch das Kopfstellglied 200 erzeugt wird durch die lange Aufhängung vergrößert, was zu einer weitaus größeren Verschiebung des Kopfs führt, der an dem Gleiter 110 befestigt ist.

13 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Kopfstellglied und seine Umgebung in einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zeigt.

Die sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung ist die gleiche wie die fünfte Ausführungsform der Informationsspeichervorrichtung abgesehen davon, daß in einer Aufhängung 150 eine Gelenkplatte 151 eingebaut ist.

Die Gelenkplatte 151 gemäß der sechsten Ausführungsform ist ein Beispiel einer Gelenkplatte, die einstückig mit einem Kopfabschnitt ausgebildet ist. Die Struktur der sechsten Ausführungsform bezieht eine kleine Anzahl von Verbindungsvorgängen ein, wie es der Fall für die dritte Ausführungsform ist, die in 10 gezeigt ist. Dies verringert Fehler bei Verbindungsteilen und ermöglicht es, eine hochgenaue Informationsspeichervorrichtung kostengünstig umzusetzen.

14 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Kopfstellglied und ihre Umgebung in einer siebten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zeigt.

Die siebte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung ist die gleiche wie die sechste Ausführungsform der Informationsspeichervorrichtung abgesehen davon, daß sie mit einer Aufhängung 160 ausgestattet ist, die einen Vorsprung 161 hat, um ein Gleichgewicht mit dem Gleiter 110 und dergleichen beizubehalten.

Weil der Vorsprung 161 mit dem Gleiter 110 und dergleichen ausgeglichen ist, hat die siebte Ausführungsform ein niedriges Trägheitsmoment während des Antreibens.

Beispiele werden unten beschrieben werden.

In einem ersten Beispiel wurde die gleiche Struktur wie diejenige, die in 2 und 3 gezeigt ist, gebaut und wurden ihre Betriebsmerkmale ausgewertet.

Zuerst wurden Grünblätter, die aus einen auf PNT-PT-PZ basierenden piezoelektrischen Keramikpulver und Verbindungsharz zusammengebaut sind, durch ein Streichverfahren mit Rakel hergestellt und wurde ein vorbestimmtes Elektrodenmuster auf die Grünblätter unter Verwendung von Ag/Pd-Elektrodenpaste durch Siebdrucken gedruckt. Die Grünblätter, auf welche die vorbestimmten Elektrodenmuster mit der Elektrodenpaste gedruckt wurden, wurden laminiert, unter Druck gesetzt, in der Atmosphäre entfettet und bei 1000 °C gebacken, um ein Keramiksubstrat mit einer laminierten Struktur mit einer großen Anzahl von 20 &mgr;m dicken piezoelektronischen Schichten zu bilden. Das Keramiksubstrat wurde in einer Richtung parallel geschnitten, die Oberflächenelektroden wurden aus den geschnittenen Oberfläche ausgebildet, und die Stücke wurden in diskrete Elemente zerschnitten, um dadurch quadratische piezoelektrische Elemente mit einer Seitenlänge von 1 mm mit der Struktur, die in 4 gezeigt ist, zu erzeugen.

Auch wurde ein 50 &mgr;m dicke, rostfreie Stahlplatte auf einer Presse ausgestanzt, um eine Gelenkplatte herzustellen, die in 5 gezeigt ist. In diesem Beispiel ist der Abstand h in 6 1,0 mm.

Das piezoelektrische Element und die so erzeugte Gelenkplatte waren mit der Aufhängung 108 und dem Gleiter 110, die in 2 gezeigt sind, auf die Weise verbunden, die in 2 gezeigt ist, und das Verdrahten wurde ausgeführt, um einen Komplex zusammenzubauen, der den Kopfabschnitt, das Kopfstellglied und das erfindungsgemäße Teil des Armabschnitts enthält.

Betriebseigenschaften des zusammengebauten Komplexes wurden mit den folgenden Ergebnissen ausgewertet: Die Resonanzfrequenz war 30 kHz und die Kopfverschiebung war so groß wie 1,0 &mgr;m bei einer Antriebsspannung so niedrig wie 12 V. Hinsichtlich der Tatsache, daß die Resonanzfrequenz von typischen Armstellgliedern, wie dem Armstellglied 107, das in 1 gezeigt ist, ungefähr 5 kHz ist, wurde gefunden, daß der Komplex zu einer Kopfbewegung mit hoher Geschwindigkeit fähig ist. Während die Kopfpositioniergenauigkeit des typischen Armstellglieds 107 ungefähr 1 &mgr;m ist, kann dieser Komplex die Kopfposition in einem Bereich unter 1,0 &mgr;m aussteuern, und somit wurde gefunden, daß dieser Komplex eine hohe Positioniergenauigkeit erreichen kann.

Als nächstes wird ein zweites Beispiel beschrieben werden. In dem zweiten Beispiel wurden Betriebseigenschaften unter Verwendung der gleichen Struktur wie derjenigen, die in 11 gezeigt ist, ausgewertet.

Zuerst wurde das gleiche piezoelektrische Element wie in dem ersten Beispiel erzeugt.

Als nächstes wurde eine 50 &mgr;m dicke, rostfreie Stahlplatte auf einer Presse ausgestanzt, um eine Gelenkplatte, wie in 11 gezeigt, zu erzeugen.

Das piezoelektrische Element war mit einer Oberfläche der Gelenkplatte verbunden, ein Gleiter war mit der anderen Oberfläche verbunden, um eine Verdrahtung wurde installiert, um einen Komplex mit einer Struktur zusammenzubauen, die in 11 gezeigt ist. Betriebseigenschaften des zusammengebauten Komplexes wurden ausgewertet. Die Kopfverschiebung war so groß wie 1,0 &mgr;m bei einer Antriebsspannung so niedrig wie 12 V, wie es der Fall für das erste Beispiel war. Die Positioniergenauigkeit war so hoch wie 0,05 &mgr;m und die Resonanzfrequenz war so hoch wie 15 kHz. Somit ermöglicht der Komplex gemäß dem zweiten Beispiel ein Kopfpositionieren mit hoher Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit.

Als nächstes wird ein drittes Beispiel beschrieben werden. In dem dritten Beispiel wurden Betriebseigenschaften unter Verwendung der gleichen Struktur wie derjenigen ausgewertet, die in 12 gezeigt ist.

Zuerst wurde ein quadratisches piezoelektrisches Element mit einer Seitenlänge von 2 mm und eine Gelenkplatte, die auf die Größe des piezoelektrischen Elements zugeschnitten war, unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie des ersten Beispiels hergestellt.

Das piezoelektrische Element und die Gelenkplatte, die so erzeugt wurde, wurden mit der Aufhängung 140 und dem Armabschnitt 106, der in 12 gezeigt ist, auf die Weise verbunden, die in 12 gezeigt ist, und die Verdrahtung wurde ausgeführt, um einen Komplex mit der Struktur zusammenzubauen, die in 12 gezeigt ist.

Betriebseigenschaften des Komplexes wurden ausgewertet. Die Kopfverschiebung war so groß wie 1,0 &mgr;m bei einer sehr niedrigen Antriebsspannung von 3 V. Die Resonanzfrequenz war 10 kHz, was ausreichend hoch ist.

Schließlich wird ein viertes Beispiel beschrieben werden.

Der Komplex, der im vierten Beispiel verwendet wurde, hatte die gleiche Struktur wie der Komplex, der in dem ersten Beispiel erstellt wurde, außer daß die Gleiterposition zu dem Kopf hin verschoben wurde.

Betriebseigenschaften des Komplexes wurden ausgewertet. Die Kopfverschiebung war so groß wie 1,5 &mgr;m bei einer Antriebsspannung so niedrig wie 12 V. Diese Verschiebung ist größer als in dem ersten Beispiel. Obwohl schwache Unterresonanzen zusätzlich zu der Hauptresonanz beobachtet wurden, war die Resonanzfrequenz bei dem Hauptresonanzpunkt so hoch wie 25 kHz.

In den Ausführungsformen und Beispielen, die oben beschrieben sind, wurde nebenbei eine Festplattenlaufwerk als ein Beispiel der erfindungsgemäßen Informationsspeichervorrichtung zitiert, aber die erfindungsgemäße Informationsspeichervorrichtung kann eine optische Platteneinheit oder magnetooptische Plateneinheit sein, vorausgesetzt daß der Kopf dadurch bewegt wird, daß er durch einen Arm gehalten wird.

In den Ausführungsformen und Beispielen, die oben beschrieben sind, ist die Gelenkplatte entweder unabhängig sowohl von dem Armabschnitt und dem Kopfabschnitt oder einstückig entweder nur mit dem Armabschnitt und dem Kopfabschnitt ausgebildet, die Gelenkplatte der vorliegenden Erfindung kann sowohl einstückig mit dem Armabschnitt und dem Kopfabschnitt ausgebildet sein.

Wie unten beschrieben schafft die vorliegende Erfindung ein kleines, leichtgewichtiges, stoßfestes, hochgenaues und kostengünstiges piezoelektrisches Stellglied, was eine große Verschiebung bei einer niedrigen Antriebsspannung, sowie eine Informationsspeichervorrichtung mit hoher Aufzeichnungsdichte erreichen kann.


Anspruch[de]
Informationsspeichervorrichtung (100) mit:

einem Kopfabschnitt (104), der einen Kopf (111) trägt, der zumindest entweder eine Informationsaufzeichnung oder Informationswidergabe auf/von einem vorbestimmten Informationsspeichermedium (103) ausführt;

einem Armabschnitt (106), der den Kopfabschnitt (104) hält, damit sich der Kopf, der an dem Kopfabschnitt (104) befestigt ist, dem Informationsspeichermedium (103) nähert oder es kontaktiert;

einem Armstellglied (107), das den Armabschnitt (106) antreibt, um den Kopf zu bewegen, der an dem Kopfabschnitt (104) befestigt ist, der von dem Armabschnitt (106) über dem Informationsspeichermedium (103) gehalten wird; und

einem Kopfstellglied (200), das den Kopfabschnitt (104) mit Bezug auf den Armabschnitt (106) dreht;

dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstellglied (200) umfaßt:

eine Gelenkplatte (220), die ein zentrales Teil (221), zwei seitliche Teile (222) und zwei Glieder (223) hat, wobei das zentrale Teil (221) zwei Enden hat, die getrennt oder verbunden sind, wobei sich die seitlichen Teile (222) punktsymmetrisch von beiden Enden des zentralen Teils (221) erstrecken und sich die zwei Glieder (223) punktsymmetrisch und nichtlinear symmetrisch von beiden Enden des zentralen Teils (221) erstrecken und sich zu den seitlichen Teilen (222) hin- und wegbiegen können; und

ein piezoelektrisches Element (210), an dem die zwei Glieder (223) der Gelenkplatte (220) fest befestigt sind und welche die zwei Glieder (223) zueinander hin und voneinander weg bringen, wenn es sich auf die Anlegung und Entfernung einer Spannung hin ausdehnt oder zusammenzieht.
Informationsspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Kopfstellglied (200) den Kopfabschnitt (104) um den Schwerpunkt des Kopfabschnitts (104) dreht. Informationsspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gelenkplatte (220) einstückig mit dem Armabschnitt (106) ausgebildet ist. Informationsspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gelenkplatte (220) einstückig mit dem Kopfabschnitt (104) ausgebildet ist. Informationsspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das piezoelektrische Element (210) auf längsgerichteten piezoelektrischen Effekten (Modus 33) beruht. Informationsspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das piezoelektrische Element (210) auf quergerichteten piezoelektrischen Effekten (Modus 31) beruht.






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