JP2000090617A - 磁気ヘッドスライダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】浮上走行時にスライダ浮上面とディスク面との
間にコンタミネーションが侵入しないようにし、かつ周
速変化に対して浮上量が変化しない浮上特性も満足させ
る。 【解決手段】コンタミネーションを捕らえるパッドを、
磁気ヘッドスライダの空気軸受面になりうる浮上面より
も空気流入側に設置することによって、高密度記録化，
高信頼性化，低コスト化に優れた磁気ヘッドスライダ及
び磁気ディスク装置を提供するのに効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ヘッドスライダ
及び磁気ディスク装置に係わり、特に高記録密度化，高
信頼性化に優れた磁気ヘッドスライダ及び磁気ディスク
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気ディスク装置において、高記
録密度化に対応した数々の革新的技術の導入が加速され
ている。例えば、高感度で再生波形が周速に依存しな
い、ディスク小径化に適した磁気抵抗効果型ヘッド（Ｍ
Ｒヘッド）が実用化されている。また、記憶容量を増大
させるために、ディスクの内外周における線記録密度を
同じにする方式が採用されている。これらの方式やＭＲ
ヘッドを実用化するためには、周速変化に対して浮上量
が変化しない浮上特性を満足させ、浮上プロファイル
（最内周から最外周までの浮上量の軌跡）を一定にする
磁気ヘッドスライダが必要となる。

【０００３】磁気ディスク装置の高記録密度化の要求に
伴い、ヘッド・ディスクインターフェイスに対する高信
頼性，極微小浮上量化の要求もますます厳しいものとな
ってきている。特に浮上量が５０ｎｍ以下になると、媒
体面と間欠接触し、２０ｎｍ以下は連続摺動が発生する
可能性がある。さらに、従来の浮上型の磁気ヘッドスラ
イダが、５０ｎｍ以下の極微小浮上量で浮上走行時に、
ディスク面との間にコンタミネーション（外部塵埃，内
部発塵）が侵入した場合、スライダ浮上面に塵埃が付着
し、スライダ姿勢不安定，浮上量低下，浮上量変動増
大，接触頻度が増し、ヘッドが連続摺動して磁気記録媒
体面が損傷する。

【０００４】特開平6−325530 号公報に記載されている
磁気ヘッドスライダは、ディスク停止時に媒体面と接触
する面と空気流入方向に段差部を介して設けた段差面か
ら構成する。段差部の深さδｓは、５００ｎｍ未満であ
り、スライダの空気流入方向の長さＬと空気流入方向に
対して垂直方向の長さＷとの比が０.３ 以下である。こ
の構成によって、周速変化に対して浮上量が変化しない
浮上特性を満足している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の浮上型の磁気ヘ
ッドスライダが浮上走行時に、ディスク面との間にコン
タミネーションが侵入した場合、スライダ浮上面に塵埃
が付着して媒体面が損傷する。特に、特開平6−325530
号公報に記載されている従来の磁気ヘッドスライダで
は、媒体面との間にコンタミネーションが侵入した場
合、段差部にコンタミネーションが付着し易く、わずか
に付着しても浮上量が低下する。

【０００６】本発明の目的は、周速変化に対して浮上量
が変化しない浮上特性を満足し、かつ走行時にスライダ
浮上面と媒体面との間にコンタミネーションが侵入しな
いようにすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、コンタミ
ネーションを捕らえるパッドを磁気ヘッドスライダの空
気軸受面になりうる浮上面よりも空気流入側に設置する
ことによって達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例１を図１に
より説明する。図１に本発明の実施例１の磁気ヘッドス
ライダを示す。スライダ１は、空気軸受面になりうるパ
ッド１１を流入側２つ，流出側１つ，流入側パット１１
の２つよりも空気流入側に設置した、コンタミネーショ
ンを捕らえるパッド１６で構成する。スライダ１の側面
に磁気ヘッド１ｃ及び接続端子１ｄが、流出側のパッド
の流出端に再生用ＭＲヘッドのＭＲ素子の露出部と記録
用電磁誘導型磁気ヘッドのギャップ部１ｂが設けてい
る。

【０００９】図２に本発明の実施例１の磁気ヘッドスラ
イダの空気軸受面となりうるパッドを示す。スライダ１
のパッド１１の空気軸受面となりうるパッド面１２３
は、ディスク停止時に磁気記録媒体面と接触するパッド
面１２と空気流入方向に段差部１４を介して設けた段差
面１３から構成する。Ｌ，Ｗはそれぞれ、パッド面１１
の空気流入方向の長さ，空気流入方向に対して垂直方向
の長さを示す。Ｌｓ，Ｗｓはそれぞれ、パッド面１２の
空気流入方向の長さ，空気流入方向に対して垂直方向の
長さを示す。δｓはパッド面１２の段差面１３を底とす
る深さを示す。δｒはパッド１１の最大高さ、あるいは
パッド面１２の段差面１５（図１参照）を底とする深さ
を示す。

【００１０】図３に本発明の実施例１の磁気ヘッドスラ
イダのコンタミネーションを捕らえるパッドを示す。Ｌ
ｃ，Ｗｃ，δｃはそれぞれ、パッド１６の空気流入方向
の長さ，空気流入方向に対して垂直方向の長さ，パッド
面１６の段差面１５を底とする深さを示す。Ｌｃはスラ
イダ１の空気流入方向の長さに対して垂直方向の長さと
同一に設定する。δｃはパッド面１２の段差面１５を底
とする深さδｒと同一に設定する。以上の設定をするこ
とにより、本発明の実施例の効果は大きくなる。Ｗｃ
は、空気軸受面になりうる３つのパッド１１から発生す
る圧力分布に影響を及ぼさない程度の長さが適当で、約
０.０２mmから約０.１mmの範囲内に設定する。

【００１１】スライダ１は、極力小型の方が軽量化及び
接触力低減効果による耐摩耗性向上のためには望まし
い。形状は、スライダ１の長手方向の長さは約１mmから
約1.25mmの範囲内、短手方向の長さは約０.８mmから約
１mmの範囲内、厚さは約０.２mmから約０.３mm の範囲
内とする。３つのパッド１１の浮上力の総和あるいは押
付荷重は約０.１ｇｆ から約２ｇｆの範囲内とする。圧
力中心位置あるいは荷重作用位置は、スライダのほぼ中
心とする。

【００１２】スライダの浮上時のすきま比（流出端浮上
量ｈ０と流入端浮上量ｈ１との比、図４参照）は、２.
０から３.５の範囲内に設定する。すきま比が小さすぎ
ると、流出端浮上量が小さくなり、ディスク振動等の外
乱によって、スライダの流出端が媒体面と接触し、ヘッ
ドクラッシュしてしまう可能性がある。すきま比が大き
くなると、磁気ヘッドのギャップ部あるいはＭＲ素子露
出部と磁性膜との磁気的スペーシングが大きくなり、高
記録密度化ができないからである。

【００１３】流出側のパッド１１のディスク停止時に媒
体面と接触するパッド面１２の空気流入方向の長さＬｓ
は、光学的浮上量測定及び耐摩耗性向上のために必要な
最小限のパッド長さとして、５０μｍから１００μｍの
範囲内に設定する。

【００１４】パッド１１のディスク停止時に媒体面と接
触するパッド面１２の面積は、走行接触時の摩擦力によ
るモーメント低減化のために極力小さくする必要があ
る。また、周速変化に対して浮上量が変化しない浮上特
性を満足する必要がある。これらを同時に満足するパッ
ド１１と空気軸受面となりうるパッド面１２３の最適形
状を以下に示す。

【００１５】（１）パッド１１のディスク停止時に媒体
面と接触するパッド面１２の空気流入方向の長さＬｓと
パッド１１の空気流入方向の長さＬとの比が０.５ 以下
の範囲内に設定する。

【００１６】（２）流入側のパッド及び流出側のパッド
１１の空気流入方向の長さＬと空気流入方向に対して垂
直方向の長さＷとの比が０.４から１の範囲内に設定す
る。

【００１７】（３）流入側のパッド及び流出側のパッド
１１のディスク停止時に媒体面と接触するパッド面１２
の空気流入方向の長さＬｓと空気流入方向に対して垂直
方向の長さＷｓとの比が１以下の範囲内に設定する。特
に、流入側パッドが２つの場合は、空気流入方向に対し
て垂直方向の長さＷｓは０.５mm以下に設定する。

【００１８】（４）段差部の深さδｓは０.０３μｍか
ら０.１μｍの範囲内に設定する。

【００１９】（５）パッド１１の高さδｒは２０μｍ以
下の範囲内に設定する。

【００２０】パッド１６及びパッド１１のパッド面１２
と段差面１３は従来のエッチング技術を用いて形成す
る。スライダ１の材質は従来使用している材質と同様に
アルミナチタンカーバイト等のセラミック材とした。特
にパッド１６の材料は、ダイヤモンド，ダイヤモンドラ
イクカーボン，アモルファスカーボン，プラズマＣＶＤ
（Chemical Vapor Deposited）で形成したカーボン，Ｄ
Ｃマグネトロンスパッタで形成したＣＮ（窒化炭素），
ＣＶＤで形成したシリコンカーバイト等の耐摩耗性材料
にした方が望ましい。さらに、パット１６の表面にフッ
素等の表面エネルギの小さい材料を付着させることによ
って、パット１６にもコンタミネーションが付着しにく
くなり、本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの効果
はさらに大きくなる。

【００２１】図４（ａ)，(ｂ）に本発明の実施例１の磁
気ヘッドスライダの効果を説明する図を示す。（ａ）に
パッド１６を設けた場合、（ｂ）にパッド１６を設けな
い場合のスライダ１の浮上走行時の側面図を示す。流出
端浮上量ｈ０，流入端浮上量ｈ１を一定とすると、コン
タミネーションが空気流入方向からスライダ１に接近す
る場合、スライダ１と磁気記録媒体３との間の侵入口高
さｈｓは、パッド１６を設置した場合、設置しない場合
に比べてパッド１１の高さδｒだけ小さくなっており、
スライダ１と磁気記録媒体３との間へのコンタミネーシ
ョンの侵入を防げる。

【００２２】図５に本発明の実施例１の磁気ヘッドスラ
イダ浮上面の圧力分布を示す。計算条件として、パッド
１６の空気流入方向の長さＬｃを１mm，空気流入方向に
対して垂直方向の長さＷｃを０.１mm ，パッド面１６の
段差面１５を底とする深さδｃを１μｍ，押付荷重を
１.５ｇｆ として計算した。その結果、流出端浮上量ｈ
０，流入端浮上量ｈ１はそれぞれ４０ｎｍ，９０ｎｍと
なった。図より、パッド面１６が設けることによる圧力
分布に及ぼす影響はほとんどないことが分る。

【００２３】図６に本発明の実施例２の磁気ヘッドスラ
イダを示す。シーク動作によってヨー角が発生しても、
常にパッド１６をスライダ１の浮上面よりも空気流入側
に設置するために、スライダ１の側面にもパッド１６を
伸ばしている。パッド１６の側面に伸ばした長さＬｇ
は、ヨー角の絶対値の最大値Ｙｇによって決まる。

【００２４】図７に本発明よりなる磁気ディスク装置の
実施例を示す。図に磁気記録媒体面３に浮上した状態で
スライダ１が走行及びシーク動作をしている状態の平面
図（ａ)及び側面図(ｂ）を示す。前記磁気ディスク装置
は、磁気記録媒体３とこれを回転させる駆動部２１、本
発明の実施例１あるいは２の磁気ヘッドスライダ、その
支持体２，位置決めする支持アーム２２とこれの駆動部
２３，スライダ１に搭載された磁気ヘッドの記録再生信
号を処理する回路２４から構成されている。この構成に
より、磁気記録媒体３は平滑媒体が使用可能となる。使
用する平滑媒体の面粗さは中心線平均面粗さＲａが１ｎ
ｍ以下，中心線最大高さＲｐが５ｎｍ以下が必要であ
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、周速変化に対して浮上
量が変化しない浮上特性を満足し、かつ走行時にスライ
ダ浮上面と磁気記録媒体面との間にコンタミネーション
が侵入しないため、スライダ浮上面に塵埃が付着し、媒
体面が損傷するヘッドクラッシュを防止でき、高記録密
度化，高信頼性化に優れた磁気ヘッドスライダ及び磁気
ディスク装置を提供するのに効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダを示す
斜視図である。

【図２】本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの空気
軸受面となりうるパッドを示す斜視図である。

【図３】本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダのコン
タミネーションを捕らえるパッドを示す斜視図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施例１の磁気ヘ
ッドスライダの効果を説明する側断面図である。

【図５】本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダ浮上面
の圧力分布を示す図である。

【図６】本発明の実施例２の磁気ヘッドスライダを示す
斜視図である。

【図７】（ａ）及び（ｂ）は本発明よりなる磁気ディス
ク装置の実施例を示す平面図及び同図（ａ）の側断面図
である。

【符号の説明】

１…磁気ヘッドスライダ、１ｂ…磁気ヘッドのギャップ
部とＭＲ素子の露出部、１ｃ…磁気ヘッド、１ｄ…接続
端子、２…支持体、３…磁気記録媒体、１１…パッド、
１２…段差部１４を介してのディスク停止時に磁気記録
媒体面と接触するパッド面、１３…段差部１４を介して
の段差面、１４…段差部、１５…段差面、１６…コンタ
ミネーションを捕らえるパッド、Ｌ…パッド面１１の空
気流入方向の長さ、Ｗ…パッド面１１の空気流入方向に
対して垂直方向の長さ、Ｌｓ…パッド面１２の空気流入
方向の長さ、Ｗｓ…パッド面１２の空気流入方向に対し
て垂直方向の長さ、δｓ…パッド面１２の段差面１３を
底とする深さ、δｒ…パッド１１の最大高さ、あるいは
パッド面１２の段差面１５を底とする深さ、Ｌｃ…パッ
ド１６の空気流入方向の長さ、Ｗｃ…パッド１６の空気
流入方向に対して垂直方向の長さ、δｃ…パッド１６の
段差面１５を底とする深さ、ｈｓ…スライダ１と磁気記
録媒体３との間の侵入口高さ、ｈ０…流出端浮上量、ｈ
１…流入端浮上量、Ｙｇ…ヨー角の絶対値の最大値、Ｌ
ｇ…パッド１６の側面に伸ばした長さ、２１…磁気記録
媒体３を回転させる駆動部、２２…支持アーム、２３…
支持アームの駆動部、２４…記録再生信号処理回路、１
２３…パッド１１の空気軸受面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徐 鈞国 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 徳山 幹夫 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 Ｆターム(参考） 5D042 NA02 PA01 PA05 PA09 QA01 QA02 SA03 TA10

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転する磁気記録媒体面上で浮上走行しな
   がら記録再生し、かつ前記磁気記録媒体の任意の半径位
   置に移動（シーク動作）可能な磁気ヘッドスライダにお
   いて、浮上走行中及びシーク動作中に、常時、コンタミ
   ネーションを捕らえるパッドを磁気ヘッドスライダの空
   気軸受面になりうる浮上面よりも空気流入側に設置した
   ことを特徴とする磁気ヘッドスライダ。