JP4302162B2

JP4302162B2 - ヘッドアクチュエータアッセンブリ、これを備えた磁気ディスク装置

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Publication number: JP4302162B2
Application number: JP2007266967A
Authority: JP
Inventors: 仁成瀬; 昭夫戸田; 和弘吉田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2027-10-12
Also published as: US20090097161A1; CN101409076A; JP2009099163A

Description

この発明は、ヘッドを支持したキャリッジを有するヘッドアクチュエータアッセンブリ、これを備えた磁気ディスク装置に関する。

近年、コンピュータの外部記録装置や画像記録装置として磁気ディスク装置、光ディスク装置などのディスク装置が広く用いられている。
一般に、ディスク装置として、例えば、磁気ディスク装置は、一般に、ケース内に配設された磁気ディスク、磁気ディスクを支持および回転駆動するスピンドルモータ、磁気ヘッドを支持したキャリッジ、キャリッジを駆動するボイスコイルモータ、フレキシブルプリント回路基板ユニット（以下、ＦＰＣユニットと称する）等を備えて構成されている。

キャリッジは、ケースに取り付けられた軸受部と、軸受部に積層され軸受部から延出した複数のアームと、を備え、各アームには、サスペンションを介して磁気ヘッドが取り付けられている。ＦＰＣユニットは、電子部品、コネクタ等が実装されたベース部と、このベース部から軸受部近傍まで湾曲して延出したメインフレキシブルプリント回路基板（以下メインＦＰＣと称する）とを一体に備えて形成されている。メインＦＰＣの延出端部は接続部を構成し、この接続部には複数の接続パッドが設けられているとともに、キャリッジの軸受部にねじ止めされている。

また、キャリッジの各アームおよびサスペンション上には中継フレキシブルプリント回路基板（以下中継ＦＰＣと称する）が固定され、その一端は磁気ヘッドに接続され、他端はメインＦＰＣの接続部に接続されている。各中継ＦＰＣの他端には複数の接続パッドが設けられ、これらの接続パッドをメインＦＰＣの接続部側に設けられた接続パッドとハンダ付けすることにより、中継ＦＰＣとメインＦＰＣとが電気的かつ機械的に接続されている。これにより、サスペンション上に支持された各磁気ヘッドは、中継ＦＰＣおよびメインＦＰＣを介してＦＰＣユニットに電気的に接続されている。

磁気ディスク装置において、磁気ディスクが高速回転すると、磁気ディスクと同一回転方向の気流が発生する。ベース部からヘッドアクチュエータのキャリッジまで延びたメインＦＰＣは、磁気ディスク装置内部の風の流れやアクチュエータの揺動によって揺すられる。そのため、メインＦＰＣは共振を起こして、アクチュエータの位置決め精度を悪化させ、その結果、高記録密度を達成するための障害となる。

そこで、メインＦＰＣのループ部に制振材としてスポンジ材を設けることで、このメインＦＰＣの振動を抑制し、ヘッドアクチュエータの位置決め精度を改善した装置が提案されている（例えば、特許文献１）。また、ＦＰＣの固定部と屈曲部との境に粘弾性板を接着した装置が提案されている（例えば、特許文献２）。
特開平８−２８７６２５号公報特開平５−０７４０７０号公報

しかしながら、上記のようなスポンジ材や粘弾性板をＦＰＣに接着しただけでは、メインＦＰＣの振動、およびＦＰＣユニットの折曲げ部を構成している裏打ち板部分の振動を充分に抑制することが難しい。そのため、メインＦＰＣおよび折曲げ部の振動をより確実に抑制することが望まれている。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、ＦＰＣユニットの振動をより確実に防止して、ヘッドアクチュエータの位置決め精度を向上し、高密度記録を実現可能なヘッドアクチュエータアッセンブリ、これを備えた磁気ディスク装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明の形態に係るヘッドアクチュエータアッセンブリは、磁気ディスク上の磁気ヘッドを移動可能に支持するキャリッジと、前記キャリッジに電気的に接続されるフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）と、前記フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）の表面の一部に少なくともその面の一部が接着される補強板と、前記フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）と前記補強板の両方に面で接着するシート状の粘弾性材と、上記シート状の粘弾性材よりも硬度が高く、前記シート状の粘弾性材に面で接着されたシート状の補強材を備え、前記補強板および前記フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）の振動を抑制することを特徴としている。

この発明の他の態様に係るディスク装置は、磁気ディスクと、前記磁気ディスクを回転させる駆動部と、前記磁気ディスク上の磁気ヘッドを移動可能に支持するキャリッジと、前記キャリッジに電気的に接続されるフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）と、前記フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）の表面の一部に少なくともその面の一部が接着される補強板と、前記フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）と前記補強板の両方に面で接着するシート状の粘弾性材と、前記シート状の粘弾性材よりも硬度が高く、前記シート状の粘弾性材に面で接着されたシート状の補強材と、を備え、前記補強板および前記フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）の振動を抑制することを特徴とする。

本発明によれば、ＦＰＣユニットの振動をより確実に防止して、ヘッドアクチュエータの位置決め精度を向上し、高密度記録を実現可能なヘッドアクチュエータアッセンブリ、これを備えた磁気ディスク装置を提供することができる。

以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係るＨＤＤについて詳細に説明する。図１は、トップカバーを外してＨＤＤの内部構造を示している。図１に示すように、ＨＤＤはケース１０を備えている。ケース１０は、上面の開口した矩形箱状のベース１２と、複数のねじによりベースにねじ止めされてベースの上端開口を閉塞した図示しないトップカバーと、を有している。

ケース１０内には、ベース１２の底壁に取り付けられたスピンドルモータ１８と、このスピンドルモータによって支持および回転される２枚の磁気ディスク１６とが配設されている。また、ケース１０内には、磁気ディスク１６に対して情報の記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド１７、これらの磁気ヘッドを磁気ディスク１６に対して移動自在に支持したキャリッジ２２、キャリッジを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）２４、磁気ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した退避位置に保持するランプロード機構２５、ＨＤＤに衝撃等が作用した際、キャリッジアッセンブリを退避位置に保持するイナーシャラッチ機構２７、およびプリアンプ等を有する基板ユニット２１が収納されている。ベース１２の底壁外面には、図示しないプリント回路基板がねじ止めされている。プリント回路基板は、基板ユニット２１を介してスピンドルモータ１８、ＶＣＭ２４、および磁気ヘッドの動作を制御する。

各磁気ディスク１６は、例えば、直径６５ｍｍ（２．５インチ）に形成され、上面および下面に磁気記録層を有している。２枚の磁気ディスク１６は、スピンドルモータ１８の図示しないハブに互いに同軸的に嵌合されているとともにクランプばね２９によりクランプされ、ハブに固定されている。これにより、磁気ディスク１６は、ベース１２の底壁１２ａと平行に位置した状態に支持されている。そして、磁気ディスク１４は、駆動部としてのスピンドルモータ１８により所定の速度、例えば、５４００ｒｐｍあるいは７２００ｒｐｍの速度で矢印Ａ方向に回転される。

ＨＤＤは、トップカバーに形成された通気孔から流入する外気の塵挨、湿気、ガス成分を除去する呼吸フィルタ３１、および可動部の稼動によって筐体内に発生した塵埃を捕獲する循環フィルタ３３を備えている。これらの呼吸フィルタ３１および循環フィルタ３３は、磁気ディスク１６の周囲に配設されている。

図１および図２に示すように、キャリッジ２２は、ベース１２の底壁上に固定された軸受部２６と、軸受部から延出した４本のアーム２８と、を備えている。軸受部２６は、ベース１２の長手方向に沿って磁気ディスクの回転中心から離間して位置しているとともに、磁気ディスクの外周縁近傍に位置している。４本のアーム２８は、磁気ディスク１６の表面と平行に、かつ、互いに所定の間隔を置いて位置しているとともに、軸受部２６から同一の方向へ延出している。キャリッジ２２は、弾性変形可能な細長い板状のサスペンション３０を備えている。サスペンション３０は、板ばねにより構成され、その基端がスポット溶接あるいは接着によりアーム２８の先端に固定され、アームから延出している。なお、各サスペンション３０は対応するアーム２８と一体に形成されていてもよい。

サスペンション３０の延出端には磁気ヘッド１７が取り付けられている。磁気ヘッド１７は、ほぼ矩形状のスライダとこのスライダに形成された記録再生用のＭＲ（磁気抵抗）ヘッドとを有し、サスペンション３０の先端部に形成されたジンバル部に固定されている。それぞれサスペンション３０に取り付けられた４つの磁気ヘッド１７は、２個ずつ互いに向かい合って位置し、各磁気ディスク１６を両面側から挟むように配設されている。

各磁気ヘッド１７は、それぞれ中継フレキシブルプリント回路基板（以下、中継ＦＰＣと称する）３２を介して後述するメインＦＰＣ４２に電気的に接続されている。中継ＦＰＣ３２は、キャリッジ２２の各アーム２８およびサスペンション３０の表面に貼り付けられ、サスペンションの先端からアームの回動基端に亘って延びている。中継ＦＰＣ３２は、全体として細長い帯状に形成され、その先端は磁気ヘッド１７の電極に電気的に接続されている。中継ＦＰＣ３２の基端部はアーム２８の基端から外側に延出し、複数の接続パッドを有した接続部３５を構成している。これらの接続部３５は、メインＦＰＣの接続に電気的に接続されている。

キャリッジ２２は、軸受部２６からアーム２８と反対の方向へ延出した支持枠３４を有し、この支持枠により、ＶＣＭ２４の一部を構成するボイスコイル３６が支持されている。支持枠３４は、合成樹脂によりボイスコイル３６の外周に一体的に成形されている。ボイスコイル３６は、ベース１２上に固定された一対のヨーク３８間に位置し、これらのヨーク、および一方のヨークに固定された図示しない磁石とともにＶＣＭ２４を構成している。

ボイスコイル３６に通電することにより、軸受部２６の回りでキャリッジ２２が回動し、磁気ヘッド１７は磁気ディスク１６の所望のトラック上に移動および位置決めされる。これにより、磁気ヘッド１７は、磁気ディスク１６に対して情報の書き込みあるいは読み出しを行うことができる。キャリッジ２２およびＶＣＭ２４はヘッドアクチュエータを構成している。

ランプロード機構２５は、ベース１２の底壁に設けられているとともに磁気ディスク１６の外側に配置されたランプ４０と、各サスペンション３０の先端から延出したタブ４１と、を備えている。ランプ４０は、磁気ディスク１６の回転方向Ａに関して、軸受部２６の下流側に位置している。キャリッジ２２が回動し、磁気ヘッド１７が磁気ディスク１６の外側の退避位置まで回動する際、各タブ４１は、ランプ４０に形成されたランプ面と係合し、その後、ランプ面の傾斜によって引き上げられ、磁気ヘッド１７をアンロードする。

図２、図３、および図４に示すように、基板ユニット２１は、フレキシブルプリント回路基板により形成されたベース部４４ａおよびベース部からループ状に延出した帯状のメインフレキシブルプリント回路基板（以下、メインＦＰＣと称する）４４ｂを有している。ベース部４４ａは、それぞれほぼ矩形状に形成された第１ベース４６ａおよび第２ベース４６ｂを有している。第１ベース４６ａおよび第２ベース４６ｂの内面側には、それぞれベースに対応した形状を有する裏打ち板４８ａ、４８ｂが貼付されている。補強板として機能するこれらの裏打ち板４８ａ、４８ｂは例えば、アルミニウム等により形成されている。

第１ベース４６ａおよび第２ベース４６ｂ上には、ヘッドアンプ、キャパシタ、コネクタ等の図示しない電子部品が実装されている。第１ベース４６ａおよび第２ベース４６ｂは、裏打ち板４８ａ、４８ｂが互いに対向するように折り返して重ね合わされている。この状態で、ベース部４４ａは、ベース１２の底壁上にねじ止め固定されている。

裏打ち板４８ａは、その側縁から外側に延出しているとともにベース部４４ａに対してほぼ直角に折り曲げられた折り曲げ部５０を一体に有している。

メインＦＰＣ４４ｂは、第１ベース４６ａから延出している。メインＦＰＣ４４ｂの基端部は、第１ベース４６ａに対してほぼ直角に折り曲げられて立ち上げられているとともに、裏打ち板４８ａの折り曲げ部２５に貼付されている。これにより、メインＦＰＣ４４ｂの基端部は、ベース部４４ａに対して折り曲げた状態に保持されている。

メインＦＰＣ４４ｂの延出端は接続端部５１を構成し、この接続端部５１は、キャリッジ２２の軸受部２６近傍に固定されている。接続端部５１には複数のパッド５２が形成されている。前述した複数の中継ＦＰＣ３２の接続部３５は、接続端部５１のパッド５２に電気的に接続されている。これにより、各磁気ヘッド１７は、中継ＦＰＣ３２およびメインＦＰＣ４４ｂを介してベース部４４ａに電気的に接続されている。

接続端部５１の裏面には、補強板として、例えば、アルミニウムからなる裏打ち板５４が貼付されている。裏打ち板５４は、接続端部５１の近傍からベース部に向かって折り返された折り返し部５５を有している。メインＦＰＣ４４ｂの延出端部は、折り曲げ部５５に貼付され、更に、フック５６によって接続端部５１に保持されている。これにより、メインＦＰＣ４４ｂの延出端部は、接続端部５１からベース部４４ａ側に折り返した状態に維持されている。

このように構成された基板ユニット２１はキャリッジ２２に接続され、キャリッジとともにヘッドアクチュエータアッセンブリを構成している。基板ユニット２１の折り曲げ部５０およびメインＦＰＣ４４ｂには、これらの振動を抑制する制振材６０が設けられている。

図２ないし図６に示すように、制振材６０は、折り曲げ部５０およびメインＦＰＣ４４ｂに貼付され細長い矩形シート状の粘弾性材６２、およびこの粘弾性材に重ねて貼付され、粘弾性材よりも硬い矩形シート状の補強材６４と、を有している。補強材６４は、粘弾性材６２と同一の形状に形成され、粘弾性材の全面に重ねられている。

粘弾性材６２としては、例えば、アクリル性ポリマ、住友３Ｍ−ＶＥＭ（商品名）を用いることができる。補強材６４としては、ポリイミド等の合成樹脂、あるいは、アルミニウム等の金属板を用いることができる。ここでは、補強材６４としてシート状のポリイミドを用い、メインＦＰＣ４４ｂの柔軟性を維持し、メインＦＰＣの自由な変形を許容している。

制振材６０の幅Ｗ１は、メインＦＰＣ４４ｂおよび折り曲げ部５０の幅Ｗ２よりも小さく形成されている。制振材６０は、折り曲げ部５０とメインＦＰＣ４４ｂとの境界６５を跨いで、折り曲げ部およびメインＦＰＣに貼付されている。制振材６０は、メインＦＰＣ４４ｂ上に貼付された部分６０ａの長さＤ１が、折り曲げ部５０上に貼付された部分６０ｂの長さＤ２よりも長く形成されている。

制振材６０は、以下の工程により形成され、基板ユニット２１の所定位置に固定される。まず、図７および図８に示すように、帯状に形成された細長い制振テープ６６を用意する。この制振テープ６６は、例えば、ポリイミドからなる帯状の補強材６４のテープと、このテープの一方の表面全体に貼付された粘弾性材６２を有している。制振テープ６６は、制振材６０の幅Ｗ１よりも大きな幅に形成されている。また、制振テープ６６には、それぞれ制振材６０の寸法に対応したミシン目６８が形成され、これらのミシン目は、制振テープの長手方向に僅かな隙間を置いて並んで形成されている。制振材６０をミシン目６８に沿って容易に切り離すことができる。

上記制振テープ６６から制振材６０を切り出し、基板ユニット２１の所定位置、ここでは、折り曲げ部５０およびメインＦＰＣ４４ｂの基端部に重ねて貼り付ける。この際、制振材６０の幅Ｗ１は、折り曲げ部５０およびメインＦＰＣ４４ｂの幅Ｗ２よりも小さく形成されているため、制振材をこれらからはみ出すことなく、所望位置に容易に貼り付けることができる。

以上のように構成されたヘッドアクチュエータアッセンブリおよびこれを備えたＨＤＤによれば、制振材６０により、金属からなる裏打ち板の折り曲げ部５０の振動を抑制することができるとともに、メインＦＰＣ４４ｂ自体の振動を抑制することができる。これにより、メインＦＰＣを介してヘッドアクチュエータに加わる振動を低減し、ヘッドアクチュエータの位置決め精度を向上させることが可能となる。また、制振材として、粘弾性材およびこの粘弾性材に重ねて設けられた補強材を用いることにより、粘弾性材の変形を補強材で規制し、折り曲げ部およびメインＦＰＣの振動に起因する粘弾性材の変形を熱エネルギに変換し、より高い制振効果を得ることができる。

補強材として、合成樹脂等の比較的柔軟な材料を用いることにより、キャリッジの回動に伴うメインＦＰＣの移動を制振材によって妨げることがなく、メインＦＰＣの断線等を防止することができる。同時に、製造工程において、基板ユニットへの制振材の貼り付け作業性を向上させることが可能となる。

以上のことから、ＦＰＣユニットの振動をより確実に防止して、ヘッドアクチュエータの位置決め精度を向上し、高密度記録を実現可能なヘッドアクチュエータアッセンブリ、これを備えたディスク装置、およびヘッドアクチュエータアッセンブリの製造方法が得られる。

上述した実施形態において、制振材６０は、裏打ち板の折り曲げ部５０およびメインＦＰＣ４４ｂの基端部に跨って貼付する構成としたが、図９に示す第２の実施形態のように、制振材６０を折り曲げ部５０のみに貼付する構成としてもよい。この場合においても、制振材６０により折り曲げ部５０の振動を抑制し、その結果、メインＦＰＣ４４ｂの振動を抑制することができる。
なお、図９において、基板ユニットの他の構成は前述した実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略した。

また、図３に２点鎖線で示すように、制振材６０を裏打ち板５４の折り曲げ部５５、あるいは、折り曲げ部５５およびメインＦＰＣ４４ｂの延出端部に貼付してもよい。この場合、制振材６０は、折り曲げ部５５とメインＦＰＣ４４ｂの延出端部との境界５５ａを跨いで折り曲げ部５５およびメインＦＰＣ４４ｂの延出端部に貼付される。このように、制振材６０は、メインＦＰＣ４４ｂの延出端側のみ、あるいは、延出端側および基端側の両方に貼付してもよい。

このような構成においても、制振材６０により折り曲げ部５５およびメインＦＰＣ自体の振動を抑制でき、メインＦＰＣを介してヘッドアクチュエータに加わる振動を低減し、ヘッドアクチュエータの位置決め精度を向上させることが可能となる。

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、上述した実施の形態においては、２枚の磁気ディスクを備えた構成について説明したが、磁気ディスクの枚数は必要に応じて増加可能である。

図１は、この発明の実施形態に係るＨＤＤを、そのトップカバーを取外して示す平面図。図２は、上記ＨＤＤにおけるヘッドアクチュエータアッセンブリを示す斜視図。図３は、上記ＨＤＤにおける基板ユニットを展開してい示す平面図。図４は、図２の線Ｂ−Ｂに沿った基板ユニットの断面図。図５は、前記基板ユニットの折り曲げ部および制振材を示す側面図。図６は、図５の線Ｃ−Ｃに沿った前記折り曲げ部および制振材の断面図。図７は、前記制振材に用いる制振テープを示す平面図。図８は、前記制振テープの断面図。図９は、この発明の他の実施形態に係る基板ユニットの折り曲げ部および制振材を示す図６に対応の断面図。

符号の説明

１０…ケース、１２…ベース、１６…磁気ディスク、１７…磁気ヘッド、
１８…スピンドルモータ、２２…キャリッジ、２６…軸受部、２８…アーム、
３０…サスペンション、４０…ランプ、４４ａ…ベース部、４４ｂ…メインＦＰＣ、
４８ａ、４８ｂ、５１…裏打ち板、５０、５５…折り曲げ部、６０…制振材、
６２…粘弾性材、６４…補強材

Claims

磁気ディスク上の磁気ヘッドを移動可能に支持するキャリッジと、
前記キャリッジに電気的に接続されるフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）と、
前記フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）の表面の一部に少なくともその面の一部が接着される補強板と、
前記フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）と前記補強板の両方に面で接着するシート状の粘弾性材と、上記シート状の粘弾性材よりも硬度が高く、前記シート状の粘弾性材に面で接着されたシート状の補強材を備え、前記補強板および前記フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）の振動を抑制することを特徴とするヘッドアクチュエータアッセンブリ。
少なくとも前記シート状の補強材は一部材で構成されることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアクチュエータアッセンブリ。
少なくとも前記シート状の補強材は、前記フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）と前記補強板上に跨って構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドアクチュエータアッセンブリ。
前記キャリッジは、中継フレキシブルプリント回路基板を介してフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）と接続されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のヘッドアクチュエータアッセンブリ。
磁気ディスクと、
前記磁気ディスクを回転させる駆動部と、
前記磁気ディスク上の磁気ヘッドを移動可能に支持するキャリッジと、
前記キャリッジに電気的に接続されるフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）と、
前記フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）の表面の一部に少なくともその面の一部が接着される補強板と、
前記フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）と前記補強板の両方に面で接着するシート状の粘弾性材と、
前記シート状の粘弾性材よりも硬度が高く、前記シート状の粘弾性材に面で接着されたシート状の補強材と、を備え、前記補強板および前記フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）の振動を抑制することを特徴とする磁気ディスク装置。
少なくとも前記シート状の補強材は、一部材で構成されることを特徴とする請求項５に記載の磁気ディスク装置。
少なくとも前記シート状の補強材は、前記フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）と前記補強板上に跨って構成されることを特徴とする請求項５または６に記載の磁気ディスク装置。
前記キャリッジは、中継フレキシブルプリント回路基板を介してフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）と接続されることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。