JP2005203020A - データ記憶装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
ヘッドとFPCとの間の信号伝送用配線構造部のフラッタ現象を抑制する。
【解決手段】
アクチュエータ106は、ヘッド105とFPC210との間の信号伝送用配線構造部230を収容する支持部240を有している。配線構造部は、後端部にFPCと接続を行うためのパッドが形成された幅広のタブ231を有している。支持部は、タブの前側端部と重なるように形成された凸状壁部241を有している。磁気ディスク101端部においては、垂直方向における気流が発生する。ヘッドが磁気ディスク内周側トラックにアクセスする場合、タブは磁気ディスク端部に近接する。凸状壁部がタブを気流に対して保護することによって、タブの揺れを防止することができる。これによって、配線構造部のフラッタを抑制し、ヘッドの位置決め精度を向上することができる。
【選択図】 図5

Description

本発明はデータ記憶装置に関し、特に、ヘッド信号を転送する配線構造部を支持する支持部を有するデータ記憶装置に関する。
データ記憶装置として、光ディスクや磁気テープなどの様々な態様のメディアを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブは、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータ・システムにとどまらず、動画像記憶再生装置、カー・ナビゲーション・システム、あるいはデジタル・カメラなどで使用されるリムーバブル・メモリなど、ハードディスク・ドライブの用途は、その優れた特性により益々拡大している。
ハードディスク・ドライブは、データを記憶する磁気ディスクと、磁気ディスクとの間のデータ読み出し、及び/もしくは、書き込みを行うヘッド、及び、ヘッドを磁気ディスク上の所望の位置に移動するアクチュエータを備えている。アクチュエータはボイス・コイル・モータによって駆動され、回動軸を中心として回動することによって、回転する磁気ディスク上でヘッドを半径方向に移動する。これによって、ヘッドが磁気ディスクに形成された所望のトラックにアクセスし、データの読み出し/書き込み処理を行うことができる。ヘッドは、磁気ディスクへの記憶データに応じて電気信号を磁界に変換する記録素子、及び/又は、磁気ディスクからの磁界を電気信号に変換する再生素子とを有している。また、ヘッドは、記録素子及び/又は再生素子がその面上に形成されているスライダを備えている。
アクチュエータは弾性を有するサスペンションを備え、ヘッドはサスペンションに固着されている。磁気ディスクに対向するヘッドのABS(Air Bearing Surface)面と回転している磁気ディスクとの間の空気の粘性による圧力が、サスペンションによって磁気ディスク方向に加えられる圧力とバランスすることによって、ヘッドは磁気ディスク上を一定のギャップを置いて浮上することができる。サスペンションは、ヘッドを磁気ディスク対向面側で保持するジンバルと、ジンバルを磁気ディスク対向面側で保持するロード・ビームとを備えている。磁気ディスクの面振れなどを吸収するためにスライダが所定方向に傾くことができるように、ジンバルは変形可能に形成されている。
アクチュエータ上には、制御回路とヘッド上の素子との間の信号を転送するための中継配線が形成される。中継配線は、アクチュエータに固定される、制御回路との接続のためのFPC(Flexible Printed Circuit)に接続される。例えば、特許文献1は、アクチュエータの製造工程における作業性を改善するため、中継配線の一部をアクチュエータのアーム部に設けられた溝に挿入することを開示している。中継配線の一部は、ヘッドを保持するサスペンションに印刷された配線として構成される。その一端は、ヘッドの端子に接続される。他端は細長い中継FPCを介して、アクチュエータに固定される制御側FPCに配線される。サスペンションに印刷された配線と制御側FPCとを接続する中継FPCは、アクチュエータのアーム部の側面に設けられた溝に挿入される。これによって、配線パターンを予め形成されたサスペンションと、アクチュエータに固定されるFPCとの間の配線、および、そのリペアを短時間で容易に行うことができる。
図11は、その他の従来技術におけるアクチュエータの一部構成を示す平面図である。図11において、1101はヘッドを保持するサスペンション、1102はサスペンション1101が接続されているアームである。典型的には、アクチュエータは、積層された複数のサスペンション及びアームを備えるが、図11においては、一つのサスペンション1101及びアーム1102が示されている。1103は、ヘッドとアクチュエータに固定されるFPCと間において信号を転送する中継配線が形成されている配線構造部である。配線構造部1103は、サスペンション1101の一部構成であるジンバルと一体的に形成され、金属部材上に絶縁膜と金属配線の多層構造が形成されている。配線構造部1103は、FPC側端部に幅広部であるタブ1104が形成されている。タブ上には、半田付けによってFPCとの接続を可能とする複数のパッドが形成されている。
1105は、サスペンションから延在する配線構造部を支持する支持部である。配線構造部1103は、上記のように薄い積層構造であるため、磁気ディスク回転によって生ずる気流の影響を受けやすい。配線構造部が気流によって揺らされる(フラッタ現象)と、その振動がヘッドに伝わり、位置決め精度を劣化させる。支持部1105の側部には、スリット(凹部)(不図示)が形成されており、スリット内部に配線構造部1103が収容され、固定される。
スリット内に配線構造部を収容することによって、磁気ディスクの回転によって磁気ディスク上で生ずる気流が、配線構造部1103に当たることを防止することができる。これによって、配線構造部1103のフラッタリング現象の発生を抑制し、ヘッドの位置決め精度を向上することができる。支持部1105は、例えば、樹脂によって構成され、アーム1102に固着される。あるいは、支持部1105に代えて、上に説明したように、アーム1102の側部にスリットを形成し、その中に配線構造部1103を挿入することによって、配線構造部1103のフラッタリング現象の発生を抑制することも可能である。
特開平09−320213号公報
上記のように、磁気ディスクの回転によって生ずる気流によって引き起こされる配線構造部のフラッタリング現象を抑制するため、配線構造部を支持するため支持部として、配線構造部を挿入するためのスリット構造を有する支持部をアクチュエータに付加し、あるいは、アクチュエータのアーム部にスリット形状を形成することが有効である。しかし、トラック・ピッチがより短くなってきているハード・ディスク・ドライブにおいて、磁気ディスク上において生ずる気流を抑制する上記スリット構造では、配線構造部のフラッタリング現象を十全に防止することができないことを発明者らは見出した。発明者らの研究によれば、磁気ディスクの回転によって磁気ディスク上において生ずる気流のみが、配線構造部のフラッタリング現象を引き起こすものではない。
磁気ディスクの回転によって、磁気ディスク上における気流の他、磁気ディスク端部における垂直方向(磁気ディスク回転軸方向)において、気流が発生する。複数の磁気ディスクが積層されている場合、各磁気ディスクの上の円周方向の空気の流れは一様ではなく、同一の磁気ディスク上下において同じように気流が発生しない。このため、磁気ディスク上下において圧力差が生じ、磁気ディスクの上下間で回り込むような空気の流れが誘発される。
図11に示されているように、配線構造部1103のFPC側端部には、FPCとの接続のために幅広のタブ1104が形成されている。アクチュエータが磁気ディスク内周側のトラックにアクセスする場合、タブ1104が磁気ディスク端部に近接する。図11のアクチュエータにおいて、タブ1104は支持部1105によってカバーされず露出されているため、タブ1104は磁気ディスク端部で発生する垂直方向の気流によって大きく振動することを、発明者らは見出した。特に、タブ1104には、サスペンション製造において位置決めのために使用される開口が形成されているため、開口を通る垂直方向の気流により、さらに大きく影響を受け、配線構造部の大きなフラッタリングが誘起される。
本発明は上記事情を背景としてなされたものであって、本発明の一つの目的は、ディスクへのアクセスにおけるヘッドの位置決め制度を改善することである。本発明の他の目的は、配線構造部のフラッタ現象を効果的に抑制することである。本発明の他の目的は、配線構造部のフラッタ現象を効果的に抑制するための簡便な構造を提供することである。本発明の他の目的は、回転ディスク端部における気流の影響を効果的に抑制することである。
本発明の第1の態様は、データを記憶し回転駆動される記憶ディスクと、前記記憶ディスクの記憶領域にアクセスするヘッドと、前記ヘッドを保持し、回動軸において回動して前記ヘッドを移動するアクチュエータと、を有するデータ記憶装置である。前記アクチュエータは、前記アクチュエータの側部に沿って延びる、前記ヘッドの信号伝送を行う配線構造部と、前記配線構造部を支持するように前記アクチュエータの側部に配置された配線構造支持部と、を備える。前記配線構造部は、前記回動軸側に形成され前記アクチュエータの横方向に突出する凸部を備える。前記配線構造支持部は、前記磁気ディスク端部近傍における気流から前記凸部を保護するように、前記アクチュエータの横方向に突出して前記凸部と重なる凸状壁部を備える。凸状壁部によって磁気ディスク回転のよる気流から凸部を保護することによって、配線構造部のフラッタ現象を効果的に抑制することができる。
前記配線構造支持部は、前記アクチュエータの横方向に突出し前記アクチュエータの側部に沿って形成された第1の壁部と、前記アクチュエータの横方向に突出し前記アクチュエータの側部に沿って形成された第2の壁部と、を備え、前記配線構造部は、前記第1及び第2の壁部の間に配置されていることが好ましい。これによって、より効果的に配線構造部のフラッタ現象を効果的に抑制することができる。さらに、前記凸状壁部は前記第1の壁部に形成されており、前記凸状壁部の前記アクチュエータの横方向の幅は、前記第1の壁部の他の部分の前記アクチュエータの横方向の幅よりも大きいことができる。あるいは、前記凸状壁部は前記第1の壁部に形成されており、前記第1の壁部は、間隔をおいて形成された複数の凹部を備えていることが好ましい。この構成は、配線構造支持部を樹脂成形などで形成する場合に好適である。さらに、前記第1の壁部において、前記凸状壁部と前記アクチュエータ前側において隣接する凹部は、前記凸状壁部と所定間隔をおいて形成されていることが好ましい。これによって、特に、磁気ディスク端部において生ずる垂直方向の気流による配線構造部のフラッタ現象をより効果的に抑制することができる。
前記データ記憶装置は前記凸部において前記配線構造部と接続される第2の配線構造部を備え、前記凸部は前記第2の配線構造部と接続されている接続部を備え、前記接続部は前記凸状壁部の外側に露出していることが好ましい。これによって、配線構造部の接続を効率的に行うことができる。さらに、前記接続部は、レーザ溶接によって接続されており、前記凸状壁部は、前記レーザ溶接に使用されるレーザ光を実質的に反射及び/もしくは透過する色で形成されている、ことが好ましい。これによって、レーザ溶接による配線構造支持部の融解を抑制することができる。
前記データ記憶装置は前記配線構造部と接続される第2の配線構造部を備え、前記凸部は前記第2の配線構造部と接続されている接続部を備え、前記凸状壁部は透明もしくは白色であることが好ましい。これによって、レーザ照射による配線構造支持部の融解を抑制することができる。あるいは、気流から効果的に凸部を保護する観点から、前記凸部に開口が形成されており、前記凸状壁部は前記開口と重なるように形成されていることが好ましい。もしくは、前記凸状壁部は、前記凸部の前側端部と重なることが好ましい。あるいは、前記凸状壁部と前記凸部が重なる部分において、前記凸状壁部の前記アクチュエータの横方向の幅は、前記凸部の前記アクチュエータの横方向の幅以上であることが好ましい。
本発明の第2の態様に係るデータ記憶装置は、データを記憶し回転駆動される記憶ディスクと、前記記憶ディスクの記憶領域にアクセスするヘッドと、前記ヘッドを保持するサスペンションと、前記サスペンションと結合されたアームと、前記アーム及びサスペンションを回動駆動する駆動機構と、前記サスペンションと連続して形成され前記アームの側部に沿って前記駆動機構側に延びる前記ヘッドの信号伝送を行う配線構造部と、前記アーム部の側部に配置された配線構造支持部と、前記配線構造部と前記駆動機構側において接続される第2の配線構造部とを備える。前記配線構造支持部は、前記アームの横方向に突出し前記アーム側部に沿って形成された第1の壁部と、前記アームの横方向に突出し前記アーム側部に沿って形成された第2の壁部とを備える。前記配線構造部は、前記第1及び第2の壁部の間に配置される。前記配線構造部は、前記アームの横方向に突出し、前記第2の配線構造部と接続される凸部を備える。前記第1の壁部は、前記磁気ディスクと対向する側において前記凸部と重なる凸状壁部を有する。凸状壁部によって磁気ディスク回転のよる気流から凸部を保護することによって、配線構造部のフラッタ現象を効果的に抑制することができる。
前記凸部は、前記第2の配線構造部と接続されている接続部を備え、前記接続部は、前記凸状壁部の外側に露出していることが好ましい。あるいは、前記配線構造支持部は透明もしくは白色樹脂で形成されていることが好ましい。
本発明の第3の態様に係るデータ記憶装置は、データを記憶し回転駆動される記憶ディスクと、前記記憶ディスクの記憶領域にアクセスするヘッドと、前記ヘッドを保持し、回動軸において回動して前記ヘッドを移動するアクチュエータと、を有する。前記アクチュエータは、前記アクチュエータの側部に沿って延びる、前記ヘッドの信号伝送を行う配線構造部と、前記配線構造部の接続部と前記回動軸側において接続される第2の配線構造部と、前記アクチュエータの側部に配置され、前記配線構造部を収容するスリットを備え、前記接続部の近傍部分が透明もしく白色である配線構造支持部と、を有する。これによって、レーザ溶接による配線構造支持部の融解を抑制することができる。さらに、前記配線構支持部は有色透明の樹脂で形成されていることが好ましい。これによって、配線構造部の位置確認が容易となり、製造工程における作業性を向上することができる。
本発明の第4の態様に係るデータ記憶装置は、データを記憶し回転駆動される記憶ディスクと、前記記憶ディスクの記憶領域にアクセスするヘッドと、前記ヘッドを保持し、回動軸において回動して前記ヘッドを移動するアクチュエータと、前記アクチュエータの側部に沿って延びる、前記ヘッドの信号伝送を行う配線構造部と、前記配線構造部の接続部と、前記回動軸側において、レーザ照射によって接続される第2の配線構造部と、前記アクチュエータの側部に配置され、前記配線構造部を収容するスリットを備え、前記接続部の近傍部分が、前記レーザ溶接に使用されるレーザ光を実質的に反射もしくは透過する樹脂で形成された、配線構造支持部と、を有する。これによって、レーザ照射による配線構造支持部の融解を抑制することができる。さらに、前記配線構造支持部は有色透明の樹脂で形成されていることが好ましい。これによって、配線構造部の位置確認が容易となり、製造工程における作業性を向上することができる。
本発明によれば、配線構造部のフラッタ現象を効果的に抑制することができる。
以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。尚、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて各要素の重複説明は省略されている。
図1は、本実施の形態に係るハードディスク・ドライブ100の概略構成を示すための上面図である。図1において、101はデータを記憶するメディアであって、磁性層が磁化されることによってデータを記憶する不揮発性の記憶ディスクである磁気ディスクである。102はハードディスク・ドライブ100の各構成要素を収容するベースである。ベース102は、ベース102の上部開口を塞ぐカバー(不図示)とガスケット(不図示)を介して固定されることによってディスクエンクロージャを構成し、ハードディスク・ドライブ100の各構成要素を密閉状態で収容することができる。
103はスピンドル・モータ104に設けられているハブである。105は、ホスト(不図示)との間で入出力されるデータについて、磁気ディスク101への書き込み及び/又は読み出しを行うヘッドである。ヘッド105は、磁気ディスク101への記憶データに応じて電気信号を磁界に変換する記録素子、及び/又は、磁気ディスク101からの磁界を電気信号に変換する再生素子を有している。さらに、ヘッド105は、記録素子及び/又は再生素子がその面上に形成されているスライダを有している。
106はヘッド105を保持し、移動するアクチュエータである。アクチュエータ106は、回動軸107に回動自在に保持されており、キャリッジ108とVCM(ボイス・コイル・モータ)109とを備えている。キャリッジ108は、ヘッド105が配置されたその先端部から、サスペンション110、アーム111及びコイル・サポート112の順で結合された各構成部材を備えている。尚、キャリッジ108の構成については、後に詳述される。以下、アクチュエータ106、キャリッジ108及びその構成要素の説明に関し、本明細書おいて、回動軸107側を後側、先端部側を前側として説明される。
113はフラットコイル、114はベース102に固定された上側ステータ・マグネット保持板である。尚、上側ステータ・マグネット保持板114は、主要部が便宜上切り欠いて図示され、外形が破線で示されている。図示されていないが、フラットコイル113の下側には、上側ステータ・マグネット保持板114との間においてフラットコイル113を挟むように、下側ステータ・マグネット保持板が配置される。VCM109は、フラットコイル113、上側ステータ・マグネット保持板114に固定されたステータ・マグネット(不図示)、及び下側ステータ・マグネット保持板に固定されたステータ・マグネット(不図示)を備えている。115は、磁気ディスク101の回転が停止するときには、ヘッド105を磁気ディスク101から退避させるためのランプ機構である。116はサスペンション110の先端部に形成されたタブである。尚、ヘッド105がデータ書き込み/読み出し処理を行わない場合に、磁気ディスク101の内周に配置されているゾーンに退避するCSS(Contact Start and Stop)方式に、本形態のアクチュエータ106を適用することも可能である。
尚、図1において明示されていないが、ハードディスク・ドライブ100は、積層配置された複数の磁気ディスク101を備えている。ハブ103によって、スピンドル・モータ104の回転軸方向に所定の間隔で、複数の磁気ディスク101が一体的に保持される。典型的には、磁気ディスク両面にデータが記憶される。また、アクチュエータ106は、各磁気ディスク101の各記憶面に対応して、ヘッド105及びサスペンション110を備えている。さらに、アクチュエータ106は一つもしくは2つのサスペンションが結合された複数のアーム111を備えている。各サスペンション110及びアーム111は、所定の間隔をおいて重なる位置配置され、各アーム111は、一つのコイル・サポート112に回動軸軸受を介して固定されている。
磁気ディスク101は、ベース102の底面に固定されたスピンドル・モータ104のハブ103に一体的に保持され、スピンドル・モータ104により所定の速度で回転駆動される。ハードディスク・ドライブ100の非動作時には、磁気ディスク101は静止している。回動軸107に回動自在に保持されたコイル・サポート112には、コイル・サポート・アーム112a、bが形成されている。コイル・サポート・アーム112a、bは、回動軸107に対してヘッド・アーム111と反対側において、フラットコイル113を保持する。VCM109は、コントローラ(不図示)からフラットコイル113に流される駆動信号に応じて、回動軸107を中心としてキャリッジ108を回動し、磁気ディスク101の上にヘッド105を移動する、もしくは、磁気ディスク101の外側へヘッド105移動することができる。
磁気ディスク101からのデータの読み取り/書き込みのため、アクチュエータ106は回転している磁気ディスク101表面のデータ領域上空にヘッド105を移動する。アクチュエータ106が回動することによって、ヘッド105が磁気ディスク101の表面の半径方向に沿って移動する。これによって、ヘッド105が所望のトラックにアクセスすることができる。ヘッド105は、磁気ディスク101に対向するスライダのABS(Air Bearing Surface)面と回転している磁気ディスク101との間の空気の粘性による圧力が、サスペンション110によって磁気ディスク101方向に加えられる圧力とバランスすることによって、ヘッド105は磁気ディスク101上を一定のギャップを置いて浮上する。
磁気ディスク101の回転が停止するときには、アクチュエータ106はヘッド105をデータ領域からランプ機構115に退避させる。アクチュエータ106がランプ機構115の方向に回動し、アクチュエータ先端部のタブ116がランプ機構115表面上を摺動しながら移動し、ランプ機構115上のパーキング面に載ることにより、ヘッド105ドがアンロードされる。ロードのときには、パーキング面に支持されていたアクチュエータ106は、ランプ機構115から離脱して磁気ディスク101表面上空に移動する。
図2は、本発明による実施の形態において用いられるキャリッジ108及びキャリッジ108に接続されるFPC(Flexible Printed Circuits)210の概略構成を示す斜視図である。図2に例示されているキャリッジ108は、両面記憶される3枚の磁気ディスク101に対応した構成を備えている。キャリッジ108は、積層配置された4つのアーム111a−d、及び積層配置された6つのサスペンション110a−fを備えている。各サスペンション110には、ヘッド105(不図示)が固着されている。最上段及び最下段のアーム111a、dのそれぞれには、1つのサスペンション110a、fのそれぞれが固定されている。
中段の各アーム111b、cには、それぞれ、2つのサスペンション110が固定されており、アーム111bの両面のそれぞれにサスペンション110b、cが固定され、アーム111cの両面のそれぞれにサスペンション110d、eが固定されている。アーム111とサスペンション110とは、レーザ・スポット溶接によってあるいはスエージ加工によって接続することができる。複数のアーム111a−dは、回動軸軸受220に固定され積層配置される。アーム111の反対側において、回動軸軸受220に、コイル・サポート112及びフラットコイル113が固定されている。
230は、サスペンション110から延びる配線構造部である。図2において、例示的に、サスペンション110aから延びる配線構造部のみが指示されている。配線構造部230は導体配線を備え、サスペンション110上に形成されヘッド105上の記憶及び/もしくは再生素子に接続されている導体配線と接続されている。回動軸107側の配線構造部230の他端には、アクチュエータの横方向の突出する凸状壁部としてのタブ231が形成されている。タブ231上には、FPC210と接続する接続部を構成する複数のパッドが形成されている。
FPC210において、複数本の導体リードが、互いに接触することなく、ポリイミド・フィルムによって形成された絶縁シートに一体的に形成されている。FPC210は、ヘッド105と制御回路(不図示)との間の信号伝送を行うために、配線構造部230に接続される。FPC210の端部はベース・プレート211上に固着され、ベース・プレート211がアクチュエータ106に固定される。FPC211のアクチュエータ106側端部には複数の凸部212が形成されており、各凸部212の面上には、配線構造部230と接続する接続部を構成する複数のパッドが形成されている。凸部212の各パッドと配線構造部230のタブ231に形成された各パッドとが、半田によって接続され接続部を構成する。複数のアーム111a−dのそれぞれには、サスペンション110から延びる配線構造部230を収容、支持する支持部240a−dが配置されている。本形態において、支持部240はアーム111とは別部材によって形成され、アーム111に固定されている。配線構造部230及び支持部240については、後に詳述される。
図3は、ヘッド・ジンバル・アセンブリ300の概略構成を示す、分解斜視図である。本形態において、ヘッド・ジンバル・アセンブリ300は複数の構成部材によって構成されており、ヘッド105、サスペンション110、及び、アーム111を備えている。本形態において、サスペンション110は複数の構成部材によって構成されており、ジンバル301、ロード・ビーム302及びマウント・プレート303を備えている。また、ロード・ビーム302は複数の構成部材によって構成されるマルチ・ピース・タイプであり、ビーム部304、ベース部305及びヒンジ部306とで構成される。
尚、各構成要素は、複数の構成部材により、あるいは一つの構成部材によって構成することが可能である。本形態において、アクチュエータ106はスタックされた複数のヘッド・ジンバル・アセンブリ300を備えており、図3は、最上段もしくは最下段のヘッド・ジンバル・アセンブリの構成に相当する。中段のヘッド・ジンバル・アセンブリにおいて、アーム111の上下両面のそれぞれにヘッド105が固着されたサスペンション110が結合される。
アーム111は、典型的には、ステンレス鋼もしくはアルミニウムによって形成され、エッチングによって回動軸107が嵌挿する開口部など、必要形状が形成される。アーム111の磁気ディスク101と対向する側の表面上に、ロード・ビーム302が固定される。ヒンジ部306は、ヘッド105が磁気ディスク101の回転によって気流から受ける浮力に対抗する負圧を与えるバネ機能を有する。ビーム部304はアクチュエータ106が回動する際に、ジンバル301を安定した姿勢で支持するための剛性機能を有する。ベース部305は、ロード・ビーム302をアーム111に固定するための強度を有する。マウント・プレート303には、ベース部305及びアーム111がスエージ加工、レーザ・スポット溶接によって結合される。ヒンジ部306は、レーザ・スポット溶接あるいは接着剤などによってビーム部304及ベース部305に結合される。
ジンバル301はステンレス鋼で形成することができ、所望の弾性を有する。ジンバル301の前部において、舌片状のジンバル・タング308が形成されている。ジンバル・タング308には、ヘッド105が低弾性エポキシ樹脂などによって固着されている。ジンバル・タング308の後端部にはジンバルの動きを規制するリミッタ・タブ307が形成されている。ジンバル・タング308は、ビーム部304のディンプル(不図示)によって一点支持される。ジンバル301は、レーザ・スポット溶接によってビーム部304に溶着することができる。ジンバル301の前部は溶着されておらず、自由な状態となっている。ジンバル301の弾性力によって、ジンバル・タング308はディンプルに押し当てられている。ジンバル・タング308は、ヘッド105を、ピッチ方向あるいはロール方向に回動させることができ、磁気ディスク101の面振れやアッセンブリに伴う傾きを吸収すると同時に、磁気ディスク101のトラッキングに高い追従性を発揮することができる。
230は、ジンバル301から連続して形成され、ジンバル301端部から延在する配線構造部である。ジンバル301上には、ヘッド105上の記録及び/もしくは再生素子に接続されている導体配線が形成されている。ジンバル301上の配線構造について説明する。ジンバル301の基材としてのステンレス金属層上に、ポリイミド絶縁層が形成されている。ポリイミド絶縁層上に銅による導体層が形成され、その上にポリイミド保護層が形成されている。ジンバル301上の配線構造は、周知のフォトリソグラフィ・エッチング技術によって形成することができる。導体層の一体は、ヘッド105上の薄膜素子に接続され、薄膜素子と外部回路との間の信号転送を行う。
配線構造部230はジンバル301の磁気ディスク101の回転軸と反対側の側部から、延在して形成されている。ジンバル301から延びる配線構造部230は、ロード・ビーム302及びアーム111の側部(磁気ディスク101中心と反対側の側部)に沿って回動軸107側(アクチュエータ後側)に向かって延びている。配線構造部230の一部は、スポット溶接によって、ベース部305に溶着される。本形態において、配線構造部230はジンバル301と一体的に形成されている。ジンバル301上の配線構造と同様に、配線構造部230は基材としてのステンレス金属層、金属層上のポリイミド絶縁層、ポリイミド絶縁層上導体層及びポリイミド保護層によって形成されている。配線構造部230の各層は、ジンバル301上の配線構造の対応層と連続して形成されている。尚、導体層表面の保護のために形成される保護層は、ポリイミドなどの樹脂層に代えて、金メッキなどを適用することができる。
配線構造部230の後端部(回動軸側端部)には、FPC210との接続を行うための凸部であるタブ231が形成されている。タブ231の幅(アーム上面の横方向における長さ)は、タブ231とジンバル301端部との間における配線構造部よりも大きく形成されている。タブの321下面(アームと反対側の面)には、FPC210との半田接続を可能とするための複数のパッドが形成されおり、各パッドは配線構造部230の各配線と接続されている。配線構造部のタブ231の幅が大きいことによって、FPC210との接続を効果的に行うことができる。また、タブ231のジンバル301側には開口232が形成されている。開口232は、ヘッド・ジンバル・アセンブリ300製造において、位置合わせのために利用される。
図2に示すように、配線構造部230は、アーム111の側部に固定されている支持部240のスリット(凹部)内に挿入される。配線構造部230がスリット内部に配置されることによって、磁気ディスク101の回転によって生ずる気流によって誘起されうる配線構造部230の揺れ(フラッタリング現象)を抑制し、ヘッド105の位置決め精度を向上することができる。図4は、アクチュエータ回動軸107方向から見た場合の、ヘッド・ジンバル・アセンブリ300の一部構成を示す平面図である。図4は、例えば、上から2段目のヘッド・ジンバル・アセンブリ300の構成を示している。
図4に示すように、配線構造部230は、サスペンション110と連続して形成され、サスペンションからアーム側部に沿って回動軸側へ延びている。支持部240は、磁気ディスク101と対抗する側において、配線構造部230を支持する。配線構造部230は、導体配線層が形成される面が、回動軸107に沿った方向を向くように、支持部240のスリット内において支持されている。特に、本形態の支持部240は、配線構造部230の回動軸側(FPC側)端部に形成されているタブ231の磁気ディスク101と対抗する面と重なる凸状壁部241を有している。アクチュエータ回動軸107方向から見て、凸状壁部241はタブ231の少なくとも一部をカバーする。図4に示すように、凸状壁部241は、タブ231の磁気ディスク101との対抗面の前側端部をカバーし、特に、タブに231形成された開口322が露出しないようにタブ231と重なることが好ましい。これによって、気流によるタブ231の振動を効果的に抑制することができる。
タブ231の後端側(回動軸107側)は、タブ231とFPC凸部212との接続を可能とするために、凸状壁部241によってカバーされず、露出している。凸状壁部241は、前側(サスペンション110側)から後退しつつアーム111側部から離れる方向に延びる第1の辺と、第1の辺と交差してアーム111長手方向に延びる第2の辺と、第2の辺とほぼ垂直に交差し第2の辺からアーム側部に向かって伸びる第3の辺とを備え、凸状壁部241のアーム111側の長さよりの凸状壁部241の先端側長さが小さい。これによって、凸状壁部241を有する支持部240の成型を容易に行うことができる。
図5は、本形態の支持部によってフラッタリング現象が抑制される様子を説明する図である。図5において、各配線構造部230のタブ231が接続されるFPC210は示されていない。図5において、233は、タブ上に形成されているパッドである。説明の容易の明確化のため、一部のタブのみが指示されている。上に説明したように、磁気ディスク101の回転によって、磁気ディスク101上における気流の他、磁気ディスク101端部における垂直方向(磁気ディスク回転軸方向)において、気流が発生する。複数の磁気ディスク101が積層されている場合、各磁気ディスク101の上の円周方向の空気の流れは一様ではなく、同一の磁気ディスク101上下において同じように気流が発生しない。このため、磁気ディスク101上下において圧力差が生じ、磁気ディスク101の上下間で回り込むような空気の流れが誘発される。
本形態において、各アーム111の側部に沿って配置され、配線構造部230を支持する支持部240は、配線構造部230のタブ231をカバーする凸状壁部241を有している。アーム111のそれぞれに、支持部240が固定されている。また、支持部240は、それぞれ、凸状壁部241を備えている。それぞれの凸状壁部241の磁気ディスク101とは反対側に、タブ231が配置されている。また、一つの支持部240に形成された凸状壁部241の間にタブ231が配置されている。例えば、凸状壁部241aはタブ231aをカバーし、凸状壁部241b、241cのそれぞれはタブ231b、231cをカバーし、凸状壁部241d、241eのそれぞれはタブ231d、231eをカバーし、凸状壁部241fはタブ231fをカバーしている。
各凸状壁部241は、各配線構造部のタブ231の磁気ディスク101との対向面の少なくとも一部をカバーするように形成されている。特に、凸状壁部241はタブ231の磁気ディスク側端部(前側端部)、あるいは、タブ231に形成された位置決め用開口232が露出しないようにカバーすることが好ましい。磁気ディスク端部近傍において、垂直方向の気流が大きくいため、タブ231の磁気ディスク側端部が磁気ディスク101との対向面側で露出しないことにより、配線構造部230のフラッタリング現象を効果的に抑制することができる。また、タブ231をカバーする凸状壁部241の幅(アーム長手方向と垂直な方向(アームの横方向)における長さ)は、タブ231の幅以上であることが好ましい。これによって、タブ231のアーム111と反対側の端部が、磁気ディスク半径方向において凸状壁部241から外に露出しないため、気流によって誘起されうるタブ231及び配線構造部230の揺れを効果的に抑制することができる。タブ231と凸状壁部241が重なり、気流に対してタブ231をカバーすることによって、特に、アクチュエータ106が磁気ディスク101の内周側のトラックにアクセスする場合に、垂直方向の気流によって配線構造部230がゆれることを効果的に抑制することができる。
図6及び7は、本形態における支持部240の構成を示している。図6は、支持部240の構成を示す斜視図であり、図7は、支持部240のスリット開口側(支持部240のアーム111とは反対側)から見た支持部240の構成を示す側面図である。本形態において、各アーム111に固定される支持部240は、一体的に形成されている。支持部240は好ましくは樹脂材料によって形成され、アーム111に接着剤などによって固着される。支持部240を樹脂材料によって形成することによって、複雑な形状を有する支持部240を容易に形成することができ、また、配線構造部230の金属層と支持部240との接触によって生成される塵埃を抑制することができる。
各支持部240は、アーム111の長手方向に延びる複数の壁部を備えている。各壁部は所定間隔をおいて形成されており、壁部の間には、配線構造部230を収容する長手方向に延びるスリット(凹部)が形成されている。本例において、各支持部240は、中央において長手方向に延びる中央壁部620、中央壁部の片側もしくは両側において長手方向に延びる外側壁部630を備えている。中央壁部620と外側壁部630の間において、スリットが形成されている。外側壁部630の幅(スリット深さ方向の長さ)は中央壁部620の幅よりも大きい。
各外側壁部630は、後側(回動軸側)に、外側壁部630の他の凸状壁部よりも幅の大きい凸状壁部241を備えている。各外側壁部630は、長手方向において断続的に凹部(孔)631が形成されている。各外側壁部630が凹部を有することによって、樹脂成形に使用される金型の強度を向上することができる。外側壁部630の凹部は、凸状壁部241に隣接した位置(アクチュエータ106の前側の隣接位置)あるいは凸状壁部241近傍において形成されておらず、所定間隔をおいて凹部が形成されている。凸状壁部241に連続して壁部を形成する凸状壁部が形成されていることによって、アクチュエータ106が磁気ディスク内周側のトラックにアクセスする場合に、磁気ディスク101上から外れた位置において、磁気ディスク101端部における垂直方向の気流に配線構造部230がさらされることを防止し、フラッタリング現象を効果的に抑制することができる。最上段もしくは最下段に形成されている支持部240a、dは、一つの配線構造部230を収容するために一つのスリットを備え、磁気ディスク101と対向する側に外側壁部630を有し、他方の外側壁部は有してない。
他の中段支持部240b、cは、アーム上下面の両面に結合される2つのサスペンション110に対応する2つの配線構造部230を収容するための2つのスリットを有しており、一つの中央壁部620と2つの外側壁部630を有している。各支持部240において、外側壁部630に形成された凹部がオーバーラップしないように、各凹部は長手方向にずれた配置において形成されている。これによって、凹部を有することによって発生しうる、気流に起因する配線構造部230の振動を効果的に抑制することができる。尚、支持部240は、後側(回動軸107側)端部に、FPC210と係合するピン242を有している。ピン242は、FPC210の凹部と係合することによって、FPC210の位置決めに寄与することができる。
図8は、図7において、AA´、BB´、CC´で示された部分の構成を説明するための断面図であり、配線構造部230がスリットに挿入された状態を示している。図8(a)、(b)、(c)のそれぞれが、AA´、BB´、CC´に対応する。図8(a)は外側壁部630の凹部と凸部が対向する部分、図8(b)は外側壁部630の凸部と凸部が対向する部分、図8(c)は外側壁部630の凸状壁部241と凸状壁部241が対向する部分に対応する。図8においては、中段支持部240bあるいは240cの一つに配線構造部230が配置されている状態を示している。図8に示すように、中央及び外側壁部620、630のそれぞれは、各壁部と垂直方向に形成されている基壁部640によって一体化されている。外側壁部630と中央壁部620が基壁部640から突出し、基壁部640がスリットの底部を形成する。配線構造部230の厚み(回動軸107方向の長さ)は、スリット幅(回動軸方向の長さ)と実質的にほぼ同一、もしくは、わずかに小さい値である。本形態において、製造における作業性の観点から配線構造部230はスリット内に挿入されているのみである。しかし、配線構造部230を固着部材などによって固着すること、あるいはスリット内に凸部を形成し、それによって配線構造部230を挟持することなども可能である。
図9は、本発明を適用したハードディスク・ドライブと従来のハードディスク・ドライブとの間において、配線構造部のフラッタリングを比較した図である。図9において、Y軸はフラッタ量、X軸は製作されたハードディスク・ドライブのそれぞれの番号(ヘッド番号(Hd))を示している。各Hd番号のハードディスク・ドライブについて、従来構造のアクチュエータを備えた3台のハードディスク・ドライブと、本発明のアクチュエータを備えた3台のハードディスク・ドライブとを用意し、それぞれのフラッタが測定された。グラフ上段の3つのラインは従来の構成のハードディスク・ドライブであり。下段の3つのラインは本発明の構成のハードディスク・ドライブである。フラッタは、5−8kHzの周波数について測定が行われた。図9から理解されるように、本発明を適用することによって、配線構造部のフラッタリングをほぼ半分もしくはそれ以下に低減することができた。
図10は、配線構造部のタブ231とFPCの凸部212との接続状態を示す図である。FPC凸部212の端部に形成されているパッドと、タブ231の凸部212との対向面に形成されたパッドとが半田よって接続され、接続部810を形成している。FPC凸部212の間には、一つの支持部材240に支持されている2つの配線構造部のタブ231が挿入、配置され、各タブ231の凸部212との対向面に形成されたパッドとFPC凸部212の対応端部に形成されているパッドとが半田によって接続されている。
配線構造部のタブ231の4つのパッドとFPC凸部212の4つのパッドのそれぞれは、レーザ・スポット溶接によって溶接される。レーザ・スポット溶接において、典型的には、4つのパッドを同時にレーザ照射することによって溶接する。例えば、4つのパッドが略四角のレーザ・スポット内に含まれる。このとき、スポット溶接の精度の観点から、4つのパッドを含む領域よりもスポット領域は大きく設定されることある。また、本形態のように位置決めピン242が形成されている場合、レーザ照射によるその融解を避けるため、レーザ光は支持部側(アクチュエータ先端側)にずらして照射されることが好ましい。このため、レーザ光の一部が支持部240の一部、特に配線構造部のタブ231をカバーする凸状壁部241に照射される。
従来の支持部240は黒色樹脂によって形成されていた。このため、溶接時にレーザ照射された支持部240の部分がレーザ・エネルギーを吸収し、熱によって融解してしまうことを発明者らは見出した。特にタブ231をカバーする凸状壁部241が融解することによって、磁気ディスク垂直方向の気流によるフラッタリング現象を適切に抑制することができなってしまう。発明者らは、支持部240の樹脂材料の色を適切に選択することによって、溶接のためのレーザ照射によっても支持部240の融解を抑制することができることを見出した。
レーザ溶接に使用される波長の光(可視光及びそれ以外の波長を含む)を実質的に透過、もしくは実質的に反射する色の樹脂材料によって支持部240を形成することによって、レーザ照射による支持部240の融解を効果的に抑制することができる。支持部240は、好ましくは、透明もしくは白色である。透明は、無色透明及び有色透明を含む。また、本明細書においては、無色透明も樹脂材料の色の一つとして扱われる。特に好ましくは、支持部240の色として、有色透明が適用される。支持部240が有色透明であることによって、製造工程における支持部240のスリットへの配線構造部230の挿入作業を効率化することができる。これは、支持部240が有色透明であるので、スリット位置と配線構造部230の配置位置を作業者が容易に確認することができるからである。
又、支持部240の樹脂材料として、成形性あるいは耐熱性の観点から、適切な材料が選択される。例えば、好ましい材料の一つとして、有色透明なポリエーテルイミド樹脂を使用することができる。支持部240の融解防止の観点からは、支持部240全てが特定色である必要はなく、レーザ照射される部分、あるいは、特に配線構造タブ231をカバーする凸状壁部241のみを特定色で形成することが可能である。また、支持部240の融解防止の観点からは、タブ231をカバーするための凸状壁部241を有していない支持部240の形成のために、上記特定色の樹脂材料を使用することが可能である。
尚、樹脂材料のよって形成された支持部240に代えて、上に説明したように、金属材料で形成されたアーム111の側部にスリットを形成し、その中に配線構造部230を挿入することによって、配線構造部230のフラッタリング現象の発生を抑制することも可能である。このようなアーム一体型の支持部においても、上記のように配線構造部230のタブ231をカバーする凸状壁部241が形成される。また、本発明のアクチュエータ構造は、複数のヘッド・ジンバル・アセンブリがスタックされた構成に限定されず、一つのヘッド・ジンバル・アセンブリを備えるアクチュエータに適用することが可能である。尚、本発明は磁気記憶装置に限らず、他の形態の記憶装置に適用することができる。
本実施形態における、ハードディスク・ドライブの概略構成を示す、平面図である。 本実施形態における、アクチュエータの構成を説明する斜視図である。 本実施形態における、ヘッド・ジンバル・アセンブリの概略構成を示す分解斜視図である。 本実施形態における、アクチュエータの一部構成を示す平面図である。 本実施形態における、磁気ディスク回転によって生ずる垂直方向の気流とアクチュエータの構成との関係を示す図である。 本実施形態における、支持部の構成を示す斜視図である。 本実施形態における、支持部の構成を示す側面図である。 本実施形態における、支持部の構成を示す断面図である。 本発明のアクチュエータと従来のアクチュエータとの間において、配線構造部のフラッタ量を比較するグラフである。 本実施形態における、配線構造部とFPCの接続部示す図である。 従来の技術におけるアクチュエータの構成を示す、平面図である。
符号の説明
100 ハードディスク・ドライブ、101 各磁気ディスク、101 磁気ディスク、102 ベース、103 ハブ、104 スピンドル・モータ、105 ヘッド、
106 アクチュエータ、107 アクチュエータ回動軸、107 回動軸、
108 キャリッジ、110 サスペンション、111 アーム、
112 コイル・サポート、112a コイル・サポート・アーム、
113 フラットコイル、114 上側ステータ・マグネット保持板、
115 ランプ機構、116 タブ、202 ジンバル、203 ロード・ビーム、
211 ベース・プレート、212 凸部、220 回動軸軸受、222 規制開口、
223 凸状壁部、227 リミッタ・タブ、230 配線構造部、231 タブ、
232 開口、240 支持部、241 凸状壁部、242 位置決めピン、
300 ヘッド・ジンバル・アセンブリ、301 ジンバル、302 ロード・ビーム、
303 マウント・プレート、304 ビーム部、305 ベース部、
306 ヒンジ部、308 ジンバル・タング、620 中央壁部、630 外側壁部、
640 基壁部、810 接続部、1101 サスペンション、1102 アーム、
1103 配線構造部、1104 タブ、1105 支持部

Claims (18)

  1. データを記憶し回転駆動される記憶ディスクと、前記記憶ディスクの記憶領域にアクセスするヘッドと、前記ヘッドを保持し、回動軸において回動して前記ヘッドを移動するアクチュエータと、を有するデータ記憶装置であって、
    前記アクチュエータは、
    前記アクチュエータの側部に沿って延びる、前記ヘッドの信号伝送を行う配線構造部と、
    前記配線構造部を支持するように前記アクチュエータの側部に配置された配線構造支持部と、を備え、
    前記配線構造部は、前記回動軸側に形成され前記アクチュエータの横方向に突出する凸部を備え、
    前記配線構造支持部は、前記磁気ディスク端部近傍における気流から前記凸部を保護するように、前記アクチュエータの横方向に突出して前記凸部と重なる凸状壁部を備える、
    データ記憶装置。
  2. 前記配線構造支持部は、前記アクチュエータの横方向に突出し前記アクチュエータの側部に沿って形成された第1の壁部と、前記アクチュエータの横方向に突出し前記アクチュエータの側部に沿って形成された第2の壁部と、を備え、
    前記配線構造部は、前記第1及び第2の壁部の間に配置されている、
    請求項1に記載のデータ記憶装置。
  3. 前記凸状壁部は前記第1の壁部に形成されており、
    前記凸状壁部の前記アクチュエータの横方向の幅は、前記第1の壁部の他の部分の前記アクチュエータの横方向の幅よりも大きい、
    請求項2に記載のデータ記憶装置。
  4. 前記凸状壁部は前記第1の壁部に形成されており、
    前記第1の壁部は、間隔をおいて形成された複数の凹部を備えている、請求項2に記載のデータ記憶装置。
  5. 前記第1の壁部において、前記凸状壁部と前記アクチュエータ前側において隣接する凹部は、前記凸状壁部と所定間隔をおいて形成されている、請求項4に記載のデータ記憶装置
  6. 前記データ記憶装置は、前記凸部において前記配線構造部と接続される第2の配線構造部を備え、
    前記凸部は、前記第2の配線構造部と接続されている接続部を備え、
    前記接続部は、前記凸状壁部の外側に露出している、
    請求項1に記載のデータ記憶装置。
  7. 前記接続部は、レーザ照射によって接続されており、
    前記凸状壁部は、前記レーザ溶接に使用されるレーザ光を実質的に反射及び/もしくは透過する色で形成されている、
    請求項6に記載のデータ記憶装置。
  8. 前記データ記憶装置は、前記配線構造部と接続される第2の配線構造部を備え、
    前記凸部は、前記第2の配線構造部と接続されている接続部を備え、
    前記凸状壁部は透明もしくは白色である、
    請求項1に記載のデータ記憶装置。
  9. 前記凸部に開口が形成されており、前記凸状壁部は前記開口と重なるように形成されている、請求項1に記載のデータ記憶装置。
  10. 前記凸状壁部は、前記凸部の前側端部と重なる請求項1に記載のデータ記憶装置。
  11. 前記凸状壁部と前記凸部が重なる部分において、前記凸状壁部の前記アクチュエータの横方向の幅は、前記凸部の前記アクチュエータの横方向の幅以上である、請求項1に記載のデータ記憶装置。
  12. データを記憶し回転駆動される記憶ディスクと、
    前記記憶ディスクの記憶領域にアクセスするヘッドと、
    前記ヘッドを保持するサスペンションと、
    前記サスペンションと結合されたアームと、
    前記アーム及びサスペンションを回動駆動する駆動機構と、
    前記サスペンションと連続して形成され、前記アームの側部に沿って前記駆動機構側に延びる、前記ヘッドの信号伝送を行う配線構造部と、
    前記アーム部の側部に配置された配線構造支持部と、
    前記配線構造部と前記駆動機構側において接続される第2の配線構造部と、
    を備え
    前記配線構造支持部は、前記アームの横方向に突出し前記アーム側部に沿って形成された第1の壁部と、前記アームの横方向に突出し前記アーム側部に沿って形成された第2の壁部とを備え、
    前記配線構造部は、前記第1及び第2の壁部の間に配置され、
    前記配線構造部は、前記アームの横方向に突出し、前記第2の配線構造部と接続される凸部を備え、
    前記第1の壁部は、前記磁気ディスクと対向する側において前記凸部と重なる凸状壁部を有する、
    データ記憶装置。
  13. 前記凸部は、前記第2の配線構造部と接続されている接続部を備え、
    前記接続部は、前記凸状壁部の外側に露出している、
    請求項12に記載のデータ記憶装置。
  14. 前記配線構造支持部は透明もしくは白色樹脂で形成されている、請求項12に記載のデータ記憶装置。
  15. データを記憶し回転駆動される記憶ディスクと、前記記憶ディスクの記憶領域にアクセスするヘッドと、前記ヘッドを保持し、回動軸において回動して前記ヘッドを移動するアクチュエータと、を有するデータ記憶装置であって、
    前記アクチュエータは、
    前記アクチュエータの側部に沿って延びる、前記ヘッドの信号伝送を行う配線構造部と、
    前記配線構造部の接続部と前記回動軸側において接続される第2の配線構造部と、
    前記アクチュエータの側部に配置され、前記配線構造部を収容するスリットを備え、前記接続部の近傍部分が透明もしく白色である配線構造支持部と、
    を有する、データ記憶装置。
  16. 前記配線構支持部は有色透明の樹脂で形成されている、請求項15に記載のデータ記憶装置。
  17. データを記憶し回転駆動される記憶ディスクと、
    前記記憶ディスクの記憶領域にアクセスするヘッドと、
    前記ヘッドを保持し、回動軸において回動して前記ヘッドを移動するアクチュエータと、
    前記アクチュエータの側部に沿って延びる、前記ヘッドの信号伝送を行う配線構造部と、
    前記配線構造部の接続部と、前記回動軸側において、レーザ照射によって接続される第2の配線構造部と、
    前記アクチュエータの側部に配置され、前記配線構造部を収容するスリットを備え、前記接続部の近傍部分が、前記レーザ溶接に使用されるレーザ光を実質的に反射もしくは透過する樹脂で形成された、配線構造支持部と、
    を有する、データ記憶装置。
  18. 前記配線構造支持部は有色透明の樹脂で形成されている、請求項17に記載のデータ記憶装置。
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