JP4854043B2 - 磁気ヘッドアセンブリおよび磁気ディスク装置 - Google Patents

Description

本件は、磁気ディスクにアクセスする磁気ヘッドを備えた磁気ヘッドアセンブリ、およびその磁気ヘッドアセンブリを備えた磁気ディスク装置に関する。

磁気ディスク装置では、回転する磁気ディスク上に磁気ヘッドを微小隙間で浮上させて、磁気ディスクへの情報の記録および磁気ディスクからの情報の再生（これら記録と再生を合わせて、以下「アクセス」と称する）が行なわれる。磁気ディスク上に磁気ヘッドを微小隙間で安定的に浮上させて、浮上変動を起こさせないようにするために、磁気ヘッドを浮上方向とねじり方向には柔に支持し、一方、面内方向には剛に支持し、精密位置決めを実現するサスペンションと呼ばれる構造が採用されている。

ここで、近年の磁気ディスクへの大容量高記録密度化に対応し、その大容量高記録密度を達成すべく磁気ヘッドの浮上量は１０ｎｍ以下となり、磁気ディスクの高速回転に伴う空気流の外乱の影響は無視できないほど大きなものとなっている。近年の磁気ディスクのトラックピッチは０．３μｍ以下となってきており、ナノメータオーダの磁気ヘッド位置決め精度を要求されている磁気ディスク装置においては、空気流の影響により磁気ヘッドを搭載するサスペンションが振動して正確な位置決めを行うことが困難になり、オントラック不良（オフトラック）の原因となっている。

特に磁気ヘッドを直接に支持するフレキシャのジンバル部は、磁気ディスクの振れに追従すべく、浮上方向、ねじり方向に非常に柔な構造に設計されているにもかかわらず、磁気ヘッドの厚さが薄くなっていることもあって磁気ディスク表面に更に近づき、空気流の外乱（風外乱）の影響を益々受けやすくなってきている。

このジンバル部の振動に対する対策が特許文献１に提案されている。この特許文献１では、フレキシャのジンバル部とロードビームの双方に対して、フレキシャ側から、もしくはロードビーム側から制振材を貼り付けることにより、フレキシャのジンバル部の振動を抑制している。

しかしながら、制振材をフレキシャ側から貼り付ける構造の場合、磁気ヘッドが薄型化されてきていることから、将来予測される磁気ヘッドの更なる薄型化に伴い、制振材と磁気ディスクが更に近づくため制振材も薄型化せざるを得ず、振動抑制効果が低減されてしまう結果となる。

一方、制振材をロードビーム側から貼り付ける構造の場合、特許文献１では、フレキシャをロードビームよりも幅広としロードビームの両側に食み出させてロードビーム側から制振材を貼り付けており、この構造の場合十分な厚さの制振材を用いることができるものの、フレキシャをロードビームよりも幅広とする必要があることからフレキシャのジンバル部を柔な構造とするのが難しい。また、ロードビームは軽量化のために、その幅方向両側をフレキシャとは逆の側に折り曲げたレールを形成した構造を採用した場合、フレキシャを幅広に形成してもそのレールが邪魔となってロードビーム側からレール越しにフレキシャにダンパーを貼り付けることは困難である。制振材を貼り付けるためにレールを部分的に分離することも考えられるが、ロードビームの他の振動モードを悪化させる可能性があり得策ではない。

また、もう一つの課題として、磁気ヘッドの小型化、薄型化に伴い、フレキシャのジンバル部には更に柔な構造が要求されており、柔な構造を追求すると、暴走時やロード／アンロード時の繰り返し応力に対する耐力の低下が予想される。この応力に対する耐力が低いと、フレキシャの配線に断線が生じ不良の原因となる。インナ側（磁気ディスクの回転中心側）のストッパへの衝突時は空気膜剛性によって磁気ヘッドの変位は極めて小さく、したがってジンバル部に生じる応力も小さいが、アウタ側（磁気ディスクの半径方向外側）のストッパへの衝突時は磁気ヘッドへの拘束はなく、ロール方向の変形により大きな応力が発生する。

特許文献２には、ピボット周りに板バネを設け、面外方向への変位を可とし暴走時のヘッドとディスクの衝突を防ぐキャリッジ構造が開示され、特許文献３にはキャリッジに二つの突出部を設け、その間にストッパを配置し、１つのストッパにてインナ／アウタに対する暴走を規制するキャリッジ構造が開示され、特許文献４にはシンバルアームをかんじき状に配置し、面内方向の衝撃を吸収する構造が開示され、特許文献５にはロードビームにくびれとスライダ裏面部にルーフを設け、落下衝撃時のリミッタを有する構造が開示されている。
特開２００６−２２１７２６号公報 特開２００５−２６７７１５号公報 特開２００５−２６７７１６号公報 特開平１０−１１９２９号公報 特開平１１−０６６７８１号公報

本件開示の磁気ヘッドアセンブリおよび磁気ディスク装置の課題は、フレキシャのジンバル部の柔軟な構造を維持しつつ、風外乱に対して安定し、かつ発生応力の低減を図ることにある。

本件開示の磁気ヘッドアセンブリは、
磁気ヘッドと、
磁気ヘッドを支持するタング部と、タング部に接続されタング部両側を通りタング部後方に回り込んで互いに接続された、タング部を支持する一対のアーム部と、一対のアーム部が互いに接続された接続部と、その接続部後方において幅方向に括れた括れ部とを有し、括れ部よりもさらに後方に延在して磁気ヘッドに接続される配線を導くフレキシャと、
第１面側にフレキシャを支持して前後方向に延在し、フレキシャの、タング部よりも後方の一部分を覗かせる開口を有するロードビームと、
ロードビームの第２面側から、ロードビームおよび、開口から覗くフレキシャの双方に跨って配置された制振部材とを備え、
ロードビームは、開口として、括れ部の幅方向について括れ部全幅を覗かせるとともに、前後方向について、少なくとも、括れ部と接続部との境界領域を覗かせる位置および寸法の開口を有する。

本件開示の磁気ヘッドアセンブリは、ロードビームに上記の開口を形成して、ロードビームと、その開口から覗くフレキシャとの双方に跨って制振材を配置したものであり、フレキシャを幅広にして柔軟性が削がれることを防止した上で、制振材配置により外乱に対する安定性が保たれる。この制振材はロードビーム側に配置されるものであり、厚みの制限は緩く、十分な制振性能を確保することができる。

また、本件開示の磁気ヘッドアセンブリは、フレキシャに上記の括れ部を形成したため、その括れ部からロール方向へねじれることで発生応力が低減され、フレキシャの配線の断線が防止される。

また、本件開示の磁気ディスク装置は、本件開示の磁気ヘッドアセンブリと、回転駆動され、磁気ヘッドアセンブリを構成する磁気ヘッドにより情報の磁気的な記録および読出しを受ける磁気ディスクとを備えている。

本件開示の磁気ヘッドアセンブリおよび磁気ディスク装置によれば、フレキシャ先端のジンバル部の柔軟性を確保した上で、風外乱に対する振動の抑制および発生応力の低減が図られる。

以下、本件の実施形態について説明する。

図１は、磁気ディスク装置の概要図である。

この図１に示す磁気ディスク装置１０のハウジング１０１には、回転軸１０２に装着されて回転する磁気ディスク２０と、磁気ディスク２０に対して情報の記録および再生（アクセス）を行なう磁気ヘッド３０１を先端に保持した磁気ヘッドアセンブリ３０と、この磁気ヘッドアセンブリ３０が固着されアーム軸１０５を中心に磁気ディスク２０の表面に沿って移動するキャリッジアーム１０６と、キャリッジアーム１０６を駆動するアームアクチュエータ１０７とが収納されている。

磁気ディスク２０は、情報を担持する磁場の印加を受けて情報を磁気的に記録する。磁気ディスク２０への情報の記録および磁気ディスク２０に記録された情報の再生に当たっては、アームアクチュエータ１０７によってキャリッジアーム１０６が駆動されて、磁気ヘッド３０１が、回転する磁気ディスク２０上の所望のトラックに位置決めされる。そして、この磁気ヘッド３０１は、磁気ディスク２０の回転に伴って、磁気ディスク２０の所望のトラックをなぞって情報を順次に記録する。

アームアクチュエータ１０７は、磁気ディスク２０のアクセスにあたり磁気ヘッド３０１を磁気ディスク２０の上に回動させ（ロード）、磁気ディスクのアクセスが不要なときは、磁気ヘッド３０１をランプ１０８の位置まで回動させて休止させる（アンロード）。

また、図示は省略するが、この磁気ディスク装置１０には、インナ側（矢印Ａ側）に回動し過ぎようとしたときにキャリッジアーム１０６が当接してインナ側への暴走を防止するインナ側ストッパと、アウタ側（矢印Ｂ側）に回動し過ぎようとしたときにキャリッジアーム１０６が当接してアウタ側への暴走を防止するアウタ側ストッパが備えられている。

図２は、図１に示す磁気ディスク装置を構成する磁気ヘッドアセンブリの斜視図である。この図２では、図１に示す磁気ヘッドアセンブリ３０とは裏向きに、磁気ディスク２０（図１参照）に対面する側を上向きにして示してある。

この磁気ヘッドアセンブリ３０には、図１に示すキャリッジアーム１０６の先端にかしめ固定される穴３１１ａが設けられたベースプレート３１１と、バネ性を有するヒンジ３１２を介してベースプレート３１１に接続されたロードビーム３１３を有する。このロードビーム３１３は前後方向に延び後端がヒンジ３１２に接続され、前端には、アンロード時にランプ１０８（図１参照）に支持されるリフトタブ３１３ｂが形成されている。また、このロードビーム３１３は、その幅方向両側が図２の下側（磁気ディスク２０（図１参照）から離れる側、すなわちロードビーム３１３の、後述する第１面側に対する裏側である第２面側）に折り曲げられてレール３１３ａが形成されている。ロードビーム３１３はこのレール３１３ａにより剛性が増し、したがってそのロードビーム３１３の板厚を薄くし軽量化が図られている。

また、このロードビーム３１３には、その第１面側、すなわち磁気ディスク２０（図１参照）に面する側に、フレキシャ３２が支持されている。このフレキシャ３２は、ロードビーム３１３が延びる方向と同一の前後方向に延び、ステンレス製の薄板からなる母材３２１と、その母材３２１に支持されたフレキシブル基板３２２とからなり、フレキシブル基板３２２は、母材３２１側の絶縁層と、母材３２１との間にその絶縁層を挟んで配置された、磁気ヘッド３０１に接続される配線３２２ａと、その配線３２２ａを絶縁層との間に挟む保護層とで形成されている。この保護層は部分的には形成されておらず、配線３２２ａが見えている。

磁気ヘッド３０１は、円Ｒで示す、フレキシャ３２の先端部分に搭載されており、その先端部分はジンバルと称される。

図３は、フレキシャの、ジンバルを構成する先端部分における１次のネジレモードを示す斜視図である。

フレキシャ３２の先端部分には、磁気ヘッド３０１（図２参照）を支持するタング部３２３、そのタング部３２３に接続されそのタング部両側を通りタング部後方に回り込んで互いに接続された一対のアーム部３２４、それら一対のアーム部３２４が互いに接続された接続部３２５、および、その接続部３２５の後方において幅方向に括れた括れ部３２６を有する。ここで、タング部３２３には、この図３に示されている面に対する裏面に磁気ヘッドが搭載される。

一点鎖線は変形前のアーム部３２４を示しており、アーム部３２４は磁気ヘッドが磁気ディスクのうねりに追従できるように図示のように柔軟に変形する構造となっている。
また、ここに示す例では、一対のアーム部３２４を構成する左右それぞれのアーム部３２４がさらに２本ずつのアーム３２４ａ,３２４ｂに分かれており、柔軟性をさらに増している。

また、タング部３２３の後端には、そのタング部３２３に対し立設したリミッタ３２７が設けられている。このリミッタ３２７は、図２に示すロードビーム３１３の開口３１３ｃ（図２,図４参照）に係止されフレキシャ先端部分に衝撃等が伝わったときに、タング部３２３に搭載された磁気ヘッド３０１がロードビーム３１３から離れてしまうのを防止している。また、このフレキシャ３２には括れ部３２６が形成されており、アウタ側ストッパへの衝突時にはその括れ部３２６からロール方向へねじれることで発生応力が低減され、一対のアーム部３２４の部分の配線３２２ａの断線等が回避される。

図２に戻って、図２の説明を補足する。

フレキシャ３２を構成するフレキシブル基板３２２は、括れ部３２６では母材３２１の幅よりも狭幅であって、母材３２１の内側に位置し、したがってその括れ部３２６の配線３２２ａは母材３２１の内側を通っている。また、この配線３２２ａは括れ部３２６から一対のアーム部３２４を通り磁気ヘッド３０１に接続されている。一対のアーム部３２４は、左右それぞれについて２本ずつのアーム３２４ａ,３２４ｂに分かれているが、配線３２２ａは、それら左右２本ずつのアーム３２４ａ,３２４ｂうちの内側のアーム３２４ａに支持されている。

ロードビーム３１３には、フレキシャ３２のタング部３２３よりも後方の一部をロードビーム３１３の第２面側に覗かせる開口３１３ｃが形成されている。具体的には、この開口３１３ｃは、フレキシャ３２の括れ部３２６と、一対のアーム部３２４が互いに接続された接続部３２５との境界領域を覗かせる位置に形成され、その開口３１３ｃの幅は括れ部３２６の全幅よりも広く、幅方向について括れ部全幅を覗かせている。また、この開口３１３ｃは、さらに前方に広がり、この開口３１３ａの前端部分にリミッタ部３２７が係止されている。

図４は、本実施形態の磁気ヘッドアセンブリの先端部分の、それぞれ磁気ヘッド側（磁気ディスク側）から見た平面図（Ａ）、およびその裏面側から見た平面図（Ｂ）である。

また、図５は、比較例としての従来の磁気ヘッドアセンブリの先端部分の、それぞれ磁気ヘッド側（磁気ディスク側）から見た平面図（Ａ）、およびその裏面側から見た平面図である。尚、この図５の比較例においても、本実施形態との比較の容易のため、対応する要素には形状の相違があっても同一の符号を付して示してある。

図４に示す実施形態では、ロードビーム３１３の第２面側に制振材３５が貼付されている。この制振材３５は、ロードビーム３１３に形成された開口３１３ｃの一部にまで広がり、その開口３１３ｃから覗いた、フレキシャ３２の括れ部３２６および接続部３２５にもその制振材３５が貼付されている。この制振材３５の貼付により、風外乱等を受けても余計な振動が抑えられ、磁気ヘッド３０１が柔軟にかつ安定的に支持される。

図５に示す従来例では、ロードビーム３１３の開口３１３ｃはリミッタ３２７の係止のためだけに形成されていて制振材３５とは無関係であり、制振材３５はロードビーム３１３にのみ貼付されていてフレキシャ３２には貼付されていない。このため、フレキシャ３２は風外乱の影響を大きく受けることになる。ここで、図５に示す従来例において、制振材３５の幅をロードビーム３１３の幅よりも広げ、また必要によってはフレキシャ３２の幅もさらに広げ、フレキシャ３２の、ロードビーム３１３よりも幅方向に食み出した部分に制振材３５を貼付しようとしても、ロードビーム３１３の両側縁にはレール３１３ａが形成されているため、そのレール３１３ａを乗り越えて制振材３５を貼付するには構造上無理がある。また、前述したようにフレキシャ３２側（図６（Ａ）に示す側）から制振材を貼付しようとすると、磁気ヘッド３０１の薄型化によりその制振材の厚さが制限を受け、十分な制振作用を得ることが難しい。

本実施形態では、図４に示すように、ロードビーム３１３に、フレキシャ３２を覗かせる開口３１３ｃを形成し、その開口３１３ｃを通してフレキシャ３２にも制振材３５を貼り付けることで、フレキシャ３２の振動を抑えている。

また、本実施形態ではフレキシャ３２に括れ部３２６を形成したため、衝撃を受けたときにその括れ部３２６がねじれることで一対のアーム部３２４上の配線３２２ａの変形が抑制され、配線３２２ａの断線等の発生が抑制される。

これに対し図５に示す従来例の場合、本実施形態のような括れ部３２６は存在せず、したがって衝撃を受けたとき、その衝撃が一対のアーム部３２４を大きく変形させ、そのアーム部３２４の配線３２２ａに大きな応力がかかり、断線等の発生の原因となる。

以上のように、本実施形態ではフレキシャ３２に括れ部３２６を形成したこと、およびロードビーム３１３側から開口３１３ｃを通じてフレキシャ３２の括れ部３２６および接続部３２５に制振材３５を貼付したことから、磁気ヘッド３０１が柔軟かつ安定的に支持され、配線の断線も防止される。

磁気ディスク装置の概要図である。 図１に示す磁気ディスク装置を構成する磁気ヘッドアセンブリの斜視図である。 フレキシャの、ジンバルを構成する先端部分における１次のネジレモードを示す斜視図である。 本実施形態の磁気ヘッドアセンブリの先端部分の平面図である。 比較例としての従来の磁気ヘッドアセンブリの先端部分の平面図である。

符号の説明

１０ 磁気ディスク装置
２０ 磁気ディスク
３０ 磁気ヘッドアセンブリ
３２ フレキシャ
３５ 制振材
３２６ 括れ部
１０１ ハウジング
１０２ 回転軸
１０５ アーム軸
１０６ キャリッジアーム
１０７ アームアクチュエータ
１０８ ランプ
３０１ 磁気ヘッド
３１１ ベースプレート
３１２ ヒンジ
３１３ ロードビーム
３１３ａ レール
３１３ｂ リフトタブ
３１３ｃ 開口
３２１ 母材
３２２ フレキシブル基板
３２２ａ 配線
３２３ タング部
３２４ アーム部
３２５ 接続部
３２７ リミッタ

Claims (4)

1. 磁気ヘッドと、
   前記磁気ヘッドを支持するタング部と、該タング部に接続され該タング部両側を通り該タング部後方に回り込んで互いに接続されて該タング部を支持する一対のアーム部と、
   該一対のアーム部が互いに接続された接続部と、該接続部の後方において幅方向に括れた括れ部とを有し、該括れ部よりもさらに後方に延在して前記磁気ヘッドに接続される配線を導くフレキシャと、
   第１面側にフレキシャを支持して前後方向に延在し、該フレキシャの、前記タング部よりも後方の一部分を覗かせる開口を有するロードビームと、
   前記ロードビームの第２面側から、該ロードビームおよび、前記開口から覗く前記フレキシャの双方に跨って配置された制振部材とを備え、
   前記ロードビームは、前記開口として、前記括れ部の幅方向について該括れ部全幅を覗かせるとともに、前後方向について、少なくとも、該括れ部と前記接続部との境界領域を覗かせる位置および寸法の開口を有することを特徴とする磁気ヘッドアセンブリ。
2. 前記ロードビームが、該ロードビームの幅方向両側に、前記第２面側に立設して前後方向に延在するレール部を有することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドアセンブリ。
3. 前記フレキシャは、金属製の板形状を有する母材と、前記配線を有し前記母材上に搭載されたフレキシブル基板とからなり、前記フレキシブル基板は、少なくとも前記括れ部では、幅方向について、前記母材の幅よりも狭幅であって、該母材の内側に位置するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気ヘッドアセンブリ。
4. 請求項１から３のうちいずれか１項記載の磁気ヘッドアセンブリと、
   回転駆動され前記磁気ヘッドにより情報の磁気的な記録および読出しを受ける磁気ディスクとを備えたことを特徴とする磁気ディスク装置。

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