JP2656535B2

JP2656535B2 - 磁気デイスク装置のヘツドアーム

Info

Publication number: JP2656535B2
Application number: JP63082963A
Authority: JP
Inventors: 秀行木村; 卓爾鳥井; 高橋　　毅; 博西田; 宏大東; 雄三山口; 基八郎田中; 忍吉田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-04-06
Filing date: 1988-04-06
Publication date: 1997-09-24
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: JPH01256076A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は磁気デイスク装置のヘツドアームの温度変化
によるそのたわみを補償し得るヘツドアームに係り、特
にヘツドアームのたわみによる記録媒体上の情報と磁気
ヘツドとの位置ずれ（オフトラツク）を補正するに好適
なヘツドアームに関する。

〔従来の技術〕

近年、磁気デイスク装置においては、情報の高密度化
が要求されているが、これを達成するために、ヘツドア
ームに搭載した磁気ヘツドを記録媒体上の所定トラツク
に位置決めすることが必要である。しかし、ヘツドアー
ムの熱変形により、磁気ヘツドが所定のトラツクより位
置ずれ（オフトラツク）することがある。このオフトラ
ツクを補正する方策としては、特開昭61−123068号公報
に記載のようにヘツドアームと樹脂との二種部品を複数
枚の層状に一体化し、ヘツドアーム全体のシーク方向の
熱膨張率を任意に調整し、ヘツドアームの伸び差による
オフトラツクを低減させる方法や、特開昭61−16076号
公報に記載のようにヘツドアームに、その熱膨張と異な
る部材を取り付けて、バイメタル機能によりオフトラツ
クを補正する方法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記特開昭61−123068号公報に示す従来技術はヘツド
アームのシーク方向の熱膨張の調整による伸び差補正の
サーマルオフトラツクの低減にのみ着目しており、ヘツ
ドアームに異種の材料である樹脂等を接着したことによ
る温度変化時のヘツドアームの面外方向のたわみ（バイ
メタルのようなもの）については配慮されておらず、た
わみにより各々のヘツドがずれる（オフトラツクする）
という問題がある。特に最近の磁気デイスク装置では、
このたわみによるオフトラツクの占める割合は大きくな
つている。また、複数枚積層することにより、アームの
重量が増し、アームの駆動についても問題が生じること
もある。

また、特開昭61−16076号公報はヘツドアームを支持
するスピンドル軸方向のアームの変化を補正するもので
あり、この補正は装置各部の熱膨張量差によつて生じる
オフトラツクをヘツドアームを変形させることにより補
正させるものである。具体的にはヘツドアームに熱膨張
率の異なる部材を取り付けるとによるバイメタル機能に
よりヘツドアームを無理に変形させている。このため、
この方策ではヘツドアームそのものの変形（たわみ）を
防止するのが目的でなく、ヘツドアームはその面外方向
にたわむという問題がある。また、装置各部の熱膨張差
による変形（たとえば、スピンドルの倒れなど）をすべ
てヘツドアームのみで補正しようとすると、各アームの
補正量が異なるため各アームに取り付ける部材の熱膨張
率をそれぞれ変化させる必要も生じてしまい、汎用性に
もやや欠ける問題がある。

本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもので、ヘ
ツドアームそのものに生じる面外方向のたわみ量をヘツ
ドアーム上で防止し、磁気デイスク装置の熱的なオフト
ラツクを低減または防止することができる磁気ディスク
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の磁気ディスク装
置は、磁気ヘッドを搭載したガイドアームに前記磁気ヘ
ッドの情報を伝達するするためのフレキシブルプリント
回路基板を取り付けたヘッドアームを備える磁気ディス
ク装置において、前記フレキシブルプリント回路基板が
前記ガイドアーム形状と略同じ形状とし、前記フレキシ
ブルプリント回路基板と前記ガイドアームとを接着し、
該接着層に前記ヘッドアームのシーク方向の面外たわみ
を抑制する板状のたわみ補償部材を設けたことを特徴と
するものである。

又、磁気ヘッドを搭載したガイドアームに前記磁気ヘ
ッドの情報を伝達するするためのフレキシブルプリント
回路基板を取り付けたヘッドアームを備える磁気ディス
ク装置において、前記フレキシブルプリント回路基板
に、前記ヘッドアームのシーク方向の温度変化によるヘ
ッドアームの面外方向のたわみを抑制するためシーク方
向に延伸したたわみ補償部材を設けたことを特徴とする
ものである。

〔作用〕

今、一例としてフレキシブル回路基板を構成する樹脂
の熱膨張率は３×10^-5（℃^-1）程度、ガイドアームの熱
膨張率は2.3×10^-5（℃^-1）程度のものが用いられてい
るが、これらの２つの部材は、接着剤により接着構成さ
れている。そして温度上昇時にヘツドアームは各材質の
違いによる熱膨張量差によりたわむ（熱変形）を生じ
る。しかし、このヘツドアームのたわみはたわみ補償部
材によつて抑制される。その結果、オフトラツクを防止
することができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図および第２図は本発明のヘツドアームの一実施
例を示すもので、これらの図において、本発明のヘツド
アームを説明するに先立つて、本発明のヘツドアームを
用いる磁気デイスク装置の一例を第３図を用いて説明す
る。この図において、１はハウジング、２はハウジング
１内にスペーサ3,スピンドル４を介して積層される磁気
デイスク、５はその駆動モータ、６は磁気ディスク２上
の情報の入出力を行う磁気ヘツド、７は磁気ヘツド６を
支持するロードアーム、８はロードアーム７を取り付け
たガイドアームである。このガイドアーム８およびロー
ドアーム７はヘツドアーム９を構成する。10はヘツドア
ーム９のアームホルダ、11はそのアクチユエータであ
る。そして、アクチユエータ11により、ヘツドアーム９
を移動させて、ヘツドアーム９の先端の磁気ヘツド６を
磁気デイスク２上の所定の情報のトラツクに位置めし、
情報を読み書きする。

第１図および第２図に戻りアルミニウム合金のガイド
アーム８の片面にはフレキシブルプリント回路基板（FP
C）12が接着剤13により接着された二層構造となつてい
る。ここでは一例として、ガイドアーム８の厚さは数ミ
リメートル、FPC12の厚さは数十〜数百ミクロンメート
ルと薄いものとする。そしてガイドアーム８の熱膨張量
よりFPC12の熱膨張量の方が大きい場合を示してある。F
PC12は前述した如く、ポリイミド樹脂12a,12bと磁気ヘ
ツド６の情報を伝達する細い帯状の複数の銅箔リード線
14をサンドイツチ状に層状化したものである。15は本発
明のたわみ補償部材であり、FPC12内に設けられてい
る。ここでは、たわみ補償部材15としてリード線14と同
じ銅箔を使用している。

リード線とは本来、情報等の電気信号をヘツドと装置
外部とを伝達する線であるから、たとえ銅線や端子やIC
等に接続、あるいは外部に引き出されているものであつ
ても、電気信号が全く流れないものについては本発明の
たわみ補償部材15と考えられる。16は端子で、17は端子
16と磁気ヘツド５との間の引き出し線である。図ではた
わみ補償部材15が磁気ヘツド６のシーク方向に沿つて１
本だけ設けられており、その材質はガイドアーム８より
低い熱膨張率を有するものであればよいが、同じFPC12
内に設けるため、銅箔リード線14と同じものの方が取扱
いやすい。また、FPC12はガイドアーム８へ接着するの
ではなく、ねじ等による固定であつても本発明では差し
支えない。

第２図ではたわみ補償部材15を銅箔リード線14と同じ
FPC12の樹脂12a,12b間に設けた一体構造のFPCとした
が、第４図，第５図の如く位置に設けてもよい。すなわ
ち第４図に示す例はFPC12内のガイドアーム８側に設け
たもので、FPC12に接着されている。また、第５図に示
す例はFPC12の外側樹脂12bの外側にたわみ補償部材15を
接着した例である。もちろん、第２図，第４図，第５図
に示す例ではたわみ補償部材15の配置場所が異なるた
め、同じたわみ補償部材15を用いても効果は異なるので
注意を払う必要がある。また、第４図，第５図ではたわ
み補償部材をFPC12の外側に設けるため、材質としては
銅箔でなくてもよく、ガイドアーム８より熱膨張が小さ
ければ他の材質でもよい。ガイドアーム８がアルミ系15
のときは、たわみ補償部材として、銅以外にステンレス
など鉄系でもよく、チタンや銀などでもよい。

また、リード線14は絶縁の必要があるが、たわみ補償
部材15は電気が流れないので、ガイドアーム８に接触し
ていてもよいし、外部に露出していても差し支えない。

以上の説明では、FPC12およびたわみ補償部材15は接
着剤13により接着する方法について述べたが、この場
合、たわみに影響するのはガイドアーム８、FPC12（樹
脂12a,12bとリード線14）、たわみ補償部材15の熱膨張
率とヤング率（縦弾性係数）以外に、接着剤13の熱膨張
率とヤング率等もあるので、その点を考慮してたわみ補
償部材15の材質、寸法（厚さや幅など）を決定する必要
がある。そして、本発明の説明においては、「熱膨張」
という言葉は前述した熱膨張率とヤング率等を考慮した
内容を含んでいる表現であるものとする。

次に本発明のたわみ補償効果を第６図を用いて説明す
る。この図の縦軸はヘツドアーム９のたわみ量Δであ
り、横軸はガイドアーム８の幅をW_Aとしたときの銅箔リ
ード線14が占める割合を幅比φという形で表わしたもの
で、銅箔リード線14が複数あつたときはその幅をすべて
加えた幅W_Cを用いるものとする。

一例として第１図において、たわみ補償部材15が無い
ときの幅比をφ_０とすると、ガイドアーム８よりFPC12
の方が熱膨張が大きいため、温度上昇すると、第６図で
たわみ量Δは白丸印ａで示されるプラス方向のたわみを
有している。これに対して、第１図の如くたわみ補償部
材（銅箔）15をFPC12内に設けると、幅比φが大きくな
りφ_Ｘ（φ_０→φ_Ｘ）となる。すると、たわみ量Δは白
丸印ａから黒丸印ｂまで変化し、Δ＝±０にすることが
できる。幅比φをさらに大きくすると、たわみ量Δはマ
イナス方向（×印ｃの方向）となり効果がなくなる。つ
まり、たわみ量Δを零にするには幅比φを適当に選ぶ必
要があり、たわみ補償部材15の本数や幅を求める必要が
ある。また、たわみ量Δを完全に零にできればよいが、
たわみ補償部材15を十分FPC12に設けることが難しいと
きは、たわみ量Δをできるだけ零に近づけるようたわみ
補償部材15を設けてることがよい。

第７図はたわみ補償部材15をヘツドアーム８のシーク
方向に３本設けた例を示すものである。このようにたわ
み補償部材15は１本である必要はなく、何本かに分割す
るように用いてもよい。ただし、幅比φはヘツドアーム
９のシーク方向に沿つてたわみ量Δが零になるように選
ぶことが望ましい。

第８図はヘツドアーム９にサーボあるいはデータ用の
ICチツプ21が設けられているときの実施例を示すもので
あり、ICチツプ21によるたわみ変化を考慮する必要もあ
るが、前述と同様にたわみ補償部材15を設けることによ
り、たわみ量Δを零あるいは零に近づけることができ
る。又、ICチツプ21をヘツドアーム９に設けると、FPC1
2内の銅箔リード線14の数が多くなる。このとき、第６
図に示すように幅比φが大きくなるので、幅比がφ_０か
らφ_Ｘに近づき、たわみ量Δは小さくなるが、それでも
零にならないときは、たわみ補償部材15を設ける必要が
ある。このように、ヘツドアーム９上にICチツプ21を設
けた場合でも、考え方は同じである。以下は、ICチツプ
21がない場合を主に述べるが、ICチツプ21がある場合も
同様に考えてよい。

また、たわみ補償部材15はシーク方向に沿つてのみ設
ける必要はなく、第９図の如くシーク方向に対してある
角度で斜めに設けてもよく、さらには直線状である必要
はなく曲率をもつて設けてもよい。さらに、シーク方向
のみのたわみ防止にとらわれることなく、第10図のよう
にシークとは直角方向にもたわみ補償部材15cを設けて
もよい。FPC12内のリード線14が対称形に設けられてい
るときは、たわみ補償部材15も対称に設けるとよい。ま
た、たわみ補償部材15はヘツドアーム９のたわみ量が多
い所に局所的に設ける構成であつてもよい。第９図，第
10図に示す例では、たわみ補償部材15を第５図に示した
位置に設けた例を示す。

以上に述べたたわみ補償部材15としては、銅箔を使用
した例について述べたが、部材としては板状，線状材料
であつてもよく、さらには細かい粒子状材料のものでも
よい。前記板状体はFPC12とガイドアーム８との間に接
着剤を介して設けることができる。図はたわみ補償部材
15をガイドアーム８に対してFPC12と同じ面側のガイド
アーム８表面に設けた１例を示し、第12図はたわみ補償
部材15を接着剤13内に設けた例を示すものであり、いず
れも前記した効果と同じ効果を奏することができる。第
11図に示す例ではたわみ補償部材15はガイドアーム８に
溝を設け、その溝に埋めて接着する構成でもよい。部材
としては、できるだけ薄いものが望ましい。

第13図〜第15図は、たわみ補償部材15として箔、細か
い粒子やウイスカ材等のガイドアーム８より熱膨張の小
さ材料を樹脂等に混入させたたわみ補償フイルム23混合
物）をガイドアーム８に設けた例を示すものである。こ
こで、ウイスカとは不連続繊維のことであり、ウイスカ
を混合した樹脂（繊維強化形材料）をたわみ補償部材15
として用いる。ガイドアーム８に対してFPC12の方が熱
膨張が大きいときは、たわみ補償フイルム23の熱膨張は
ガイドアーム８より小さくし、ガイドアーム８に対して
FPC12と同じ面側に設ける必要がある。第13図に示す例
はFPC12内の樹脂のうち外側の樹脂にのみ熱膨張率の小
さい材料を混入させてたわみ補償フイルム23を構成した
例で、フイルム23はFPC12を兼ねていることになる。も
ちろんフイルム23はFPC12の内側（ガイドアーム８よ
り）の樹脂であつてもよい。

第14図はFPC12の外側にたわみ補償フイルム23を貼り
付けた例である。このようにたわみ補償部材をヘッドア
ーム７の全面に設けてもよいが、たわみ補償フィルム23
はヘッドアーム９の全面に設ける必要はなく、効果があ
るのであれば部分的であつてもよい。たわみ補償フイル
ム23の熱膨張は樹脂や混入する材料の材質や厚さおよび
混入量により変えることができる。

第15図は、ねじ締結によりFPC12およびたわみ補償フ
イルム23をガイドアーム８に取り付けた例を示す。ま
た、接着する場合でも、全面接着するのではなく、部分
的に接着してもよい。

第16図および第17図は熱膨張がFPC12（接着剤13も考
慮して）と等価のたわみ補償部材15をガイドアーム８に
対してFPC12と反対の面側8bに設けた例を示すものであ
る。第16図に示す例は、たわみ補償部材15を中央に１個
設けた場合を示し、第17図は２個に分けて両端に設けた
場合であり、いずれも熱膨張がFPC12と等価であれば複
数個に分けてもよい。このように、たわみ補償部材15を
設けると、熱膨張がFPC12と等価のため、ヘツドアーム
９が温度変化しても、ヘツドアーム９がたわむことはな
い。

また、最も簡便で、検討があまりいらない方法として
は、ガイドアーム８に掘り付ける正規リード線14を有す
るFPC12と全く同じものを、ガイドアーム８の反対の面
側に同じ貼り方で設けるものである。この場合、反対の
面側に貼り付けたFPC12がたわみ補償部材15であり、リ
ード線は情報の伝達には使用しない。このように構成す
ると、両面側のFPCは温度変化に対して同じようにガイ
ドアーム８に作用するので、ヘツドアーム９にたわみは
生じないことになる。

第18図はFPC12を２層にし、その一方にたわみ補償部
材15を埋め込んで層状にしたヘツドアーム９の一例を示
す斜視図、第19図は組立後（接着後）の第18図に示すヘ
ツドアーム９の断面図である。ガイドアーム８の片面に
FPC12a,12bは２層設けられており、ガイドアーム８側の
FPC12aには正規の銅箔リード線14が、外側のFPC12bには
たわみ量Δを零にするためのたわみ補償部材15が設けら
れている。ただし、２つのFPC12a,12bは中央のポリイミ
ド樹脂を共用している。以上はFPC12を２層にしたが、
状況によつてはそれ以上の多層であつてもよい。しか
し、あまりポリイミド樹脂を多くするとヘツドアーム９
全体のシーク方向の熱膨張がアルミニウム合金のガイド
アーム８の熱膨張より大きくなり、アルミニウム合金の
デイスク１の熱膨張との差が大きくなりシーク方向の熱
膨張差が生じ、好ましくない。このため、多層にすると
きはポリイミド樹脂の厚さを薄くするように工夫した方
がよい。

以上の実施例では、ガイドアーム８の熱膨張がFPC12
の熱膨張より小さい場合（第６図において＋Δのたわみ
量を有しているヘツドアーム７）について述べたが、逆
の場合（−Δのたわみを有しているヘツドアーム９）も
ある。第１表はそれを表にしたものであり、α_A,α_F,α
_Ｘはそれぞれガイドアーム、FPCおよびたわみ補償部材
の熱膨張（熱膨張率，ヤング率およびたわみ補償部材の
寸法や取付け位置まで考慮に入れたもので、接着剤使用
時はその影響も考慮に入れた熱膨張）を示し、Ａ側はガ
イドアームに対してFPCと同じ面側を、Ｂ側は反対の面
側である。ここで、温度上昇時の熱膨張が大きいという
ことは、温度下降時の熱収縮も大きいと考えてよい。

No.1とNo.2についてはすでに前述した通りであり、以
下にNo.3とNo.4についての実施例を述べる。ガイドアー
ム８に対してFPC12の熱膨張が小さい（α_Ａ＞α_Ｆ）と
いうことは、銅箔リード線14が樹脂12内に多くあるとい
うことであり、第６図において幅比φがφ_Ｘより大きい
場合（たとえばφ_Ｙ）である。この場合、リード線14の
数（幅比φ）を減らせば、φ_Ｙからφ_Ｘ方向にする（第
６図の矢印ｃ→ｄ）ことができ、たわみ量Δを零にでき
るが、実際は必要なリード線14の量を減らすことは不可
能である。このようなときは、次のようにすればよい。

考え方としては、第１表のNo.1とNo.2（α_Ａ＜α_Ｆ）
の逆のことを実施すればよい。まず、No.3の場合は、熱
膨張がFPC12よりガイドアーム８の方が大きいのである
から、FPC12と同じ面側（Ａ側）にガイドアーム８より
熱膨張の大きい（α_Ｘ＞α_Ａ）たわみ補償部材15を設け
ればよいことになる。ヘツドアーム９の構成の実施例と
しては、前述した第１図〜15図等であり、No.1の実施例
に対しFPC12とたわみ補償部材15（フイルム23等も含
む）の熱膨張がガイドアーム８に対して逆転するだけで
ある。ガイドアーム８より熱膨張の大きいたわみ補償部
材15としては、FPC12に使用しているポリイミド樹脂を
はじめ、ポリアミド樹脂などのプラスチツク材などがあ
る。

また、No.4の場合は、No.2と同じ考えでよい。

以上に説明した本発明のヘツドアーム９を第３図の磁
気デイスク装置に用いた場合に温度変化（温度上昇）が
生じたときのオフトラツク（サーマルオフトラツク）を
従来と本発明との比較を第20図を用いて説明する。従来
はヘツドアーム９が温度変化によりたわむため、オフト
ラツクδを生じた。ここでは、サーボヘツド6sがヘツド
アーム９の上側についているため、同じ上側に付いてい
るデータヘツド6_Dにはオフトラツクは生じない。また、
ここでは本発明をわかりやすく説明するため、他の原因
によるオフトラツクは除いて記入してある。

これに対して、本発明のヘツドアーム９はたわみ補償
部材15によりたわみを防止しているため、ヘツドアーム
９にたわみが生じないため、オフトラツク量も発生しな
い。

もちろん、ヘツドアーム９は磁気デイスク装置内に何
個あつても効果は同じであり、１個の場合に本発明を適
用してもよい。また、磁気デイスク装置の構成は第３図
に限る必要はなく、片持ちタイプのスピンドルを有する
磁気デイスク装置や、キヤリツジの移動方式がリニア式
でなくスイング式（又はロータリ式）であつてもよい。
ただし、スイング式の場合は、シーク方向がリニア式と
異なる方向なので、そのような場合は、シーク方向以外
の主要な部分にもたわみ補償部材15を設けることがよ
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ヘツドアームのたわみを防止すべく
たわみ補償部材をヘツドアームに設けるため、ヘツドア
ームにたわみは生じない。このため、ヘツドアームのた
わみによるオフトラツクがなくなり、従来よりも位置決
め精度のよい磁気デイスク装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヘツドアームの一実施例の正面図、第
２図は第１図のII−II断面図、第３図は本発明のヘツド
アームを用いる磁気デイスク装置の一例を示す断面図、
第４図および第５図は本発明の他の例を示す断面図、第
６図は本発明の効果を示す説明図、第７図〜第10図は本
発明の他の実施例を示すヘツドアームの正面図、第11図
〜第17図はそれぞれ本発明の他の例を示す断面図、第18
図は同様ヘツドアームの斜視図、第19図は第18図の断面
図、第20図は従来と本発明との補正結果を示す図であ
る。６……磁気ヘツド、７……ロードアーム、８……ガイド
アーム、９……ヘツドアーム、12……FPC、13……接着
剤、14……銅箔リード線、15……たわみ補償部材、21…
…ICパツケージ、23……たわみ補償フイルム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西田博神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者大東宏神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者山口雄三茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者田中基八郎茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者吉田忍茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ヘッドを搭載したガイドアームに前記
磁気ヘッドの情報を伝達するするためのフレキシブルプ
リント回路基板を取り付けたヘッドアームを備える磁気
ディスク装置において、前記フレキシブルプリント回路基板が前記ガイドアーム
形状と略同じ形状とし、前記フレキシブルプリント回路
基板と前記ガイドアームとを接着し、該接着層に前記ヘ
ッドアームのシーク方向の面外たわみを抑制する板状の
たわみ補償部材を設けたことを特徴とする磁気ディスク
装置。
【請求項２】磁気ヘッドを搭載したガイドアームに前記
磁気ヘッドの情報を伝達するするためのフレキシブルプ
リント回路基板を取り付けたヘッドアームを備える磁気
ディスク装置において、前記フレキシブルプリント回路基板に、前記ヘッドアー
ムのシーク方向の温度変化によるヘッドアームの面外方
向のたわみを抑制するためシーク方向に延伸したたわみ
補償部材を設けたことを特徴とする磁気ディスク装置。