JP2001035113A

JP2001035113A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2001035113A
Application number: JP11186381A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Matsumoto; 松本　　剛; Takashi Nakamura; 孝中村; Atsushi Tobari; 敦戸張; Tatsuji Aoki; 達司青木; K Rii Doriasu; ドリアス・ケー・リー
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2001-02-09
Also published as: US6424493B1

Abstract

(57)【要約】【課題】回転するディスク上に浮上するスライダにおい
て、ディスク対向面にゴミ等が付着、吸着しにくいスラ
イダの構造を提供すること。【解決手段】左サイドレール（２４０）、左空気ベアリ
ング面（２２０）、クロスレール（２１０）、右空気ベ
アリング面（２３０）及び右サイドレール（２５０）に
よって囲まれた部分のうちの少なくとも一部分におい
て、負圧を発生させることのできる凹部（２９０）を構
成し、左サイドレール（２４０）又は右サイドレール
（２５０）の突出の程度は、凹部（２９０）の突出の程
度よりは大きいが、左空気ベアリング面（２２０）又は
右空気ベアリング面（２３０）の突出の程度よりは小さ
いことを特徴とする、磁気ヘッドが提供される。また、
左サイドレール（２４０）の終縁（２４９）又は右サイ
ドレール（２５０）の終縁（２５９）の何れか一方が、
実質的にディスク対向面（２００）の空気流出縁（２０
４）の前方において終わっている構成によっても、ゴミ
等が付着、吸着しにくくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、ハード・
ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）に関し、より具体的に
は、回転するディスク上に浮上するスライダにおいて、
ディスク対向面にゴミ等が付着、吸着しにくいようなス
ライダの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）
は、磁気データ記憶材料からなる被覆を有する何枚かの
高速に回転するディスクを使用する。ディスクの各々
は、ディスク表面のごく近くに保持されている磁気読み
取り／書き込みヘッド（磁気ヘッド）と対になってお
り、磁気読み取り／書き込みヘッドがディスク上を移動
しながら、ディスク上にデータを読み取り／書き込むこ
とができる。

【０００３】磁気ヘッドは、磁気読み取り／書き込み部
分を含むスライダを含む。スライダは、回転するディス
クによって生じるディスク対向面の空気のクッションに
よって、磁気ディスク表面との接触を防止されている。

【０００４】このような状況下で、スライダのディスク
対向面にゴミ等が付着、吸着してしまうと、そのゴミ等
が対向するディスク上に落ちた場合に、ディスクに物理
的なひっかきキズを生じさせてしまう等の問題があり好
ましくない。従って、ディスク対向面にゴミ等が付着、
吸着しにくいスライダの構造が望まれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、回転するディスク上に浮上するスライダにおいて、
ディスク対向面にゴミ等が付着、吸着しにくいスライダ
の構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の主たる目的は、
ディスク対向面（１００、２００）において突出形成さ
れる、左サイドレール（１４０、２４０）と、ディスク
対向面（１００、２００）において突出形成される、右
サイドレール（１５０、２５０）と、ディスク対向面
（１００、２００）において突出形成されて、左サイド
レール（１４０、２４０）及び右サイドレール（１５
０、２５０）の各々にまで延びて連続している、クロス
レール（１１０、２１０）と、ディスク対向面（１０
０、２００）において突出形成されるが、左サイドレー
ルと連続した部分（１２４、２２５）が設けられてい
て、左サイドレールから連続して空気流入縁（１０２、
２０２）側にのみ設けられている、左空気ベアリング面
（１２０、２２０）と、ディスク対向面（１００、２０
０）において突出形成されるが、右サイドレールと連続
した部分（１３４、２３５）が設けられていて、右サイ
ドレールから連続して空気流入縁（１０２、２０２）側
にのみ設けられている、右空気ベアリング面（１３０、
２３０）とを有し、左サイドレール（１４０、２４
０）、左空気ベアリング面（１２０、２２０）、クロス
レール（１１０、２１０）、右空気ベアリング面（１３
０、２３０）及び右サイドレール（１５０、２５０）に
よって囲まれた部分のうちの少なくとも一部分におい
て、負圧を発生させることのできる凹部（１９０、２９
０）を構成し、左サイドレール（１４０、２４０）又は
右サイドレール（１５０、２５０）の突出の程度は、凹
部（１９０、２９０）の突出の程度よりは大きいが、左
空気ベアリング面（１２０、２２０）又は右空気ベアリ
ング面（１３０、２３０）の突出の程度よりは小さいこ
とを特徴とする、磁気ヘッド、によって達成される。

【０００７】

【発明の実施の形態】

【ＨＤＤ】図１は、ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤ
Ｄ）１０の斜視図である。内部の状態を示すため、カバ
ー１８を取り外した斜視図（下側）についても示されて
いる。ベース１２に対して、ディスク１４が回転できる
ように取り付けられている。また、ベース１２に対し
て、ヘッド・サスペンション・アセンブリ（ＨＳＡ）３
０も取り付けられており、ディスク１４を半径方向に横
切って、ディスク１４上の所望の位置をアクセスできる
ようにされている。

【０００８】

【ＨＳＡ】図２は、ヘッド・サスペンション・アセンブ
リ（ＨＳＡ）３０の平面図（Ａ）及び斜視図（Ｂ）であ
る。ヘッド・サスペンション・アセンブリ（ＨＳＡ）３
０は、ヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）３２
と、コイル・サポート３８とを含んでいる。

【０００９】ヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）
３２とコイル・サポート３８とは固着されており、ベー
ス１２に対して、軸４０を中心として揺動可能に取り付
けられる（図１も参照）。コイル・サポート３８のコイ
ル部分に電流が与えられると、コイル・サポート３８
は、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）アセンブリ１６
（図１）によって与えられる磁場と協働して、ＨＳＡ３
０を揺動させて、ヘッド・サスペンション・アセンブリ
（ＨＳＡ）３０が、ディスク１４上の所望の位置をアク
セスする。

【００１０】より具体的には、ヘッド・ジンバル・アセ
ンブリ（ＨＧＡ）３２を構成するサスペンション３６の
先端に、磁気ヘッド３４が取り付けられている。ディス
ク１４からのデータの読み取り及びディスク１４へのデ
ータの書き込みは、この磁気ヘッド３４を通じて行われ
ている。

【００１１】ディスク１４が回転していないときには、
磁気ヘッド３４とディスク１４の表面が接触しないこと
も重要である。従って、ハード・ディスク・ドライブを
始動した後、ディスク１４が磁気ヘッド３４のディスク
対向面のために空気クッションを形成するのに十分な速
度に達するまで、磁気ヘッド３４とディスク１４とを接
触させない状態に保っておくことができるような構造が
必要となる。

【００１２】

【ロード・アンロード（Ｌ／ＵＬ）】こうした理由か
ら、一部のハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）１０
では、ディスク１４が回転していない間、磁気ヘッド３
４をディスク１４の表面から離したままにするロード／
アンロード・ランプ構造６０が使用されている。磁気デ
ィスク１４が十分な速度に達したときに、磁気ヘッド３
４がランプ構造６０から解放される。図１において描か
れている状態は、未だランプ構造６０から解放されてい
ない状態に相当している。

【００１３】図３は、サスペンション３６の先端がラン
プ構造６０の上に待避して支えられて、磁気ヘッド３４
はディスク１４の表面から離したままに維持されている
状態を示す拡大図である。

【００１４】

【スライダ】スライダ５０は、磁気ヘッド３４の一部で
ある。スライダ５０は、ディスク１４上を浮上するため
にディスク対向面を有している。ディスク１４からのデ
ータの読み取り及びディスク１４へのデータの書き込み
を行う部分は、スライダ５０の面積に比べてかなり小さ
い面積の部分に設置されているのが普通でああり、図３
においてＲ／Ｗと示した箇所がこれに相当している。Ｒ
は読み取り部を示すが、例えば、磁気抵抗効果を利用し
たＭＲ読み取りヘッド又はＧＭＲ読み取りヘッドが利用
される。Ｗは書き込みを示すが、例えば、書き込みトラ
ンスデューサが利用される。Ｒ／Ｗ部は、スライダの製
造工程において同時的に形成されるのが普通である。

【００１５】

【負圧スライダ】スライダ５０の形式として、負圧スラ
イダというものがある。負圧スライダでは、スライダ５
０とディスク１４との間に発生する正圧の力と負圧の力
とによってスライダの浮上バランスを保つ。これら正圧
力と負圧力とはディスク１４の周速に依存するが、ディ
スクの内周と外周とでほとんど浮上量が変わらないの
で、低浮上化に有利であると言われている。すなわち、
負圧によって浮上量のばらつきを制御しやすい。その
他、負圧スライダは、高地のような気圧の低い場所にお
いても浮上量変化（減少）が小さくできるという利点を
持つ。負圧とは、周りに比べて圧力の低い部分であり、
大気圧を基準とした場合には一気圧よりも低い部分のこ
とである。

【００１６】

【上段、中段、下段】図４は、本発明に関連する典型的
な負圧スライダに設けられる、上段、中段、下段を示す
構成である。この図に示される面全体が、回転するディ
スク１４に対向することになる対向面である。この負圧
スライダでは、上段、中段、下段という３段階の平面を
有している。平面と言っても、必ずしも紙面に沿って水
平な面になければならないわけではないことには注意さ
れたい。上段及び中段は、下段からみた場合には、突出
形成されていることになる。しかし、実際のスライダ形
成のプロセスにおいては、上段を基準面として、次に中
段、その次に下段というように、エッチング等によって
彫り進んで形成していくのが普通である。

【００１７】図５は、上段を基準面とした場合の、中段
までの深さＭ、下段までの深さＬを示す模式図である。
エッチング等によってより深く彫り進んでいくにつれ
て、表面への物理的な働きかけが多くなることから、表
面あらさは次第に粗くなっていく傾向がある。もっと
も、スライダの飛行状態にとっては、彫られた部分の表
面が粗いことはさほど問題とならない。

【００１８】

【ＡＢＳ】ここで基準面とした上段は、空気ベアリング
面(ＡＢＳ:Air Bearing Surface)と呼ばれる。パッドと
呼ばれる場合もある。ディスク対向面として最もディス
ク表面に近いため、スライダ５０の浮上のための正圧力
の大部分を発生させている部分である。ＡＢＳをディス
ク対向面中にどのように配置するかは、スライダの飛行
状態を大きく左右する。また、表面の流れをスムースに
安定させるために、ＡＢＳの表面あらさは重要であっ
て、ＡＢＳの表面は鏡面のように仕上げられているのが
普通である。

【００１９】

【段までの深さと負圧との関係】負圧を効果的に発生さ
せるためには、上段であるＡＢＳを基準面として、中段
までの深さＭや下段までの深さＬをどの程度に設定する
かがきわめて重要となる。ここでは、図４、図９のよう
な大きさの負圧スライダ（約１．２ｍｍ×１ｍｍ）にお
いて、例えば、Ｌとして１０μｍの深さを設定したとす
ると、有効に負圧を生じさせるポケットとして機能でき
るものを形成することはできない。一方で、Ｌとして１
μｍ−５μｍ程度の深さ程度を設定すると効果的に負圧
を発生できることがわかった。さらに、Ｌとして１μｍ
よりもより一層浅くしていくと、負圧が生じる有効面積
自体が小さくなってしまって意味がなくなってしまう。
すなわち、正圧とのバランスを考えた場合に、Ｌ＝１μ
ｍ程度であれば負圧ポケットとして十分な機能が得られ
るが、Ｌ≪１μｍ程度になると負圧ポケットとして十分
な機能は得られない。

【００２０】ただし、基準面であるＡＢＳからはごく浅
いＭ≪１μｍの部分を設定しただけで、その設定した部
分においては、ＡＢＳとして正圧力を発生させる能力が
極端に落ちることがわかった。したがって、Ｍ≪１μｍ
の部分は、スライダの飛行状態を大きく左右させない
で、比較的自由に配置できるという性質があることがわ
かった。

【００２１】実験的にＭ≪１μｍを考えると、中段Ｍま
での深さとして８０ｎｍ≦Ｍというごく浅い深さを設定
しさえすれば、ＡＢＳとしての正圧力を発生させる能力
を極端に落とすことができることがわかった。

【００２２】

【負圧スライダの基本構成】図６は、本発明と関連する
負圧スライダにおけるディスク対向面１００の詳細な構
成を示す平面図である。以下に、各符号で示された各部
位の名称を列挙しておく。なお、アイランド部について
の説明は省略する。

【００２３】１００ディスク対向面（上段、中段、下段、を含む）１０２ディスク対向面の空気流入縁１０４ディスク対向面の空気流出縁１０６ディスク対向面の左側縁１０８ディスク対向面の右側縁１１０クロスレール（中段）１１４クロスレールの空気流出縁１２０左ＡＢＳ（上段）１２２左ＡＢＳの空気流入縁１２４左ＡＢＳの空気流出縁（左サイドレールと連続
した部分）１２６左ＡＢＳの外側縁１２８左ＡＢＳの内側縁１３０右ＡＢＳ（上段）１３２右ＡＢＳの空気流入縁１３４右ＡＢＳの空気流出縁（右サイドレールと連続
した部分）１３６右ＡＢＳの外側縁１３８右ＡＢＳの内側縁１４０左サイドレール（中段）１４２左サイドレールの空気流入縁（左ＡＢＳと連続
した部分）１４４左サイドレール拡張部の空気流出縁１４６左サイドレールの外側縁１４７左サイドレールの内側縁１４８左サイドレール拡張部の内側縁１４９左サイドレールの終縁１５０右サイドレール（中段）１５２右サイドレールの空気流入縁（右ＡＢＳと連続
した部分）１５４右サイドレール拡張部の空気流出縁１５６右サイドレールの外側縁１５７右サイドレールの内側縁１５８右サイドレール拡張部の内側縁１５９右サイドレールの終縁１６０後ＡＢＳアイランド部（上段）１６２後ＡＢＳアイランド部の空気流入縁１６４後ＡＢＳアイランド部の空気流出縁１６６後ＡＢＳアイランド部の左側縁１６８後ＡＢＳアイランド部の右側縁１７０後レールアイランド部（中段）１７２後レールアイランド部の空気流入縁１７４後レールアイランド部の空気流出縁１７６後レールアイランド部の左側縁１７８後レールアイランド部の右側縁１８０アルミナ部（下段）１８２アルミナ部の空気流入縁１８４アルミナ部の空気流出縁１８６アルミナ部の左側縁１８８アルミナ部の右側縁１９０凹部（下段）１９２凹部左下流域１９４凹部右下流域１９６凹部左レール未設置部１９８凹部右レール未設置部

【００２４】負圧スライダにおいて負圧を発生させるた
めの基本的な機能は、ディスク対向面１００において突
出形成された、左空気ベアリング面１２０、クロスレー
ル１１０及び右空気ベアリング面１３０によって達成さ
れている。より具体的には、ディスク対向面の空気流入
縁１０２から流入してくる空気をクロスレール１１０が
一部遮ることによって、クロスレール１１０の空気流出
縁１１４から凹部１９０につながる部分において、大部
分の負圧を生じさせる。

【００２５】凹部１９０のうちでも、特に、左空気ベア
リング面１２０、クロスレール１１０及び右空気ベアリ
ング面１３０によって囲まれた部分が、またさらに特定
していくと、その囲まれた部分の少なくとも一部分にお
いて、負圧は発生する。

【００２６】

【負圧発生部分に生じる問題】凹部１９０のうち負圧の
発生する部分は、周りに比べて圧力の低い部分であるこ
とから、ゴミが寄せ集まってくる性質がある。さらに
は、前述のように、鏡面のように仕上げられているＡＢ
Ｓとは異なって、凹部１９０の表面あらさは粗くなって
いる場合が多いことから、寄せ集められたゴミがそのま
ま表面に付着したり吸着したりしてしまう性質が強く現
れる。

【００２７】このようなゴミは、霧、または、ガス状で
存在していて、スライダ表面に付着した場合に液状に見
えるものがある。何れのゴミも、スライダ５０の下段に
ある凹凸に引っ掛かり付着又は吸着して積もっていく現
象がある。ここには、後述するアルミナ部からのアルミ
ナの削れや欠けのみでなく、ＨＤＤ内を自由に飛び回っ
ていたパーティクルも含まれる。

【００２８】スライダ５０側にいったん付着したゴミが
ディスク１４に落下することがある。磁気ヘッド３４の
Ｒ／Ｗ部（図３参照）とディスク１４との間の浮上量よ
りも、このようなゴミの大きさの方が大きいことさえあ
り、磁気ヘッド３４とディスク１４とのクラッシュが生
じることさえある。例えば、磁気ヘッド３４のＲ／Ｗ部
（図３参照）とディスク１４との間の浮上量は１００ｎ
ｍ以下程度である場合も多く、原理的には、凹部１９０
にはＬ＝１μｍ（１０００ｎｍ）までの大きさ（深さ）
のゴミが付着又は吸着できるため、これがディスク１４
上に落下しすると致命的となる。

【００２９】磁気ヘッド３４とディスク１４とのクラッ
シュによって、ディスク１４の表面には物理的なひっか
きキズを生じさせてしまう不都合が生じる。また、たと
えそのようなキズにまでには至らないとしても、摩擦に
よって書き込まれている磁気的情報が消えてしまう現象
さえ起こり得る。このようなことがあると、ハード・デ
ィスク・ドライブ（ＨＤＤ）の信頼性を著しく損なう。

【００３０】

【アルミナ部】再び、図６の説明に戻ると、ディスク対
向面１００のディスク空気流出縁１０４には、空気流入
縁側にわたって一定の部分のみが、スライダの材料（例
えば、アルチック：ＡｌＴｉＣ）とは異なる材料（例え
ば、アルミナ：Ａｌ₂Ｏ₃）から成るアルミナ部１８０と
して作成されている場合がある。このアルミナ部１８０
は、Ｒ／Ｗ部を形成するためのものである（図４）。製
造プロセス上、アルミナ部の空気流入縁１８２からアル
ミナ部の空気流出縁１８４（ディスク対向面の空気流入
縁１０４に相当する）にかけて平行に作成されている場
合が多い。アルミナは、アルチックに比較して剛性が弱
く削れやすく欠けやすいという性質がある。

【００３１】

【流線（サイドレールの長さの影響）】図７は、図４の
本発明に関連する負圧スライダを浮上させた場合をシミ
ュレーションした結果を示す流線である。ディスク１４
の回転数は、４２００ｒｐｍである。空気流は、ディス
ク対向面の空気流入縁１０２に対して直角に流入してく
ることがディスク対向面１００にとって理想である。し
かし、実際には、理想の流入方向との間にスキュー角と
呼ばれる角度が生じる。ＨＳＡ３０が軸４０を中心とし
て揺動されるため、ディスク１４の外周をアクセスする
場合と内周をアクセスする場合とで、空気の流入角度が
異なってしまうからである。スキュー角は、ＨＤＤ１０
内のディスク１４の中心と、ヘッド（アクチュエータ）
の回転中心の位置関係で決定されるものである。このシ
ミュレーションにおけるスキュー角Ｓの想定は、Ｓ＝＋
（プラス）１５度である。

【００３２】図７に描かれている流線をみると、凹部右
下流域１９４において、多くの流線が密に集まっている
ことがわかる。この凹部右下流域１９４は、実際にゴミ
が多く付着又は吸着していることがわかった。ここで負
圧が発生しているわけではないので、ゴミの付着又は吸
着には他の理由が考えられる。

【００３３】図８は、本発明の負圧スライダを浮上させ
た場合をシミュレーションした結果を示す流線である。
この負圧スライダの特徴は、右サイドレールの終縁１５
９をディスク対向面の空気流出縁１０４の前方付近まで
延長して終わらせるようにしていることにある。凹部右
下流域１９４において、図７では多くの流線が密に集ま
っていた部分が消滅して、流線が疎になっていることが
はっきりとわかる。

【００３４】また、図７から、流線がディスク対向面１
００の中心方向へ向かって（吸引されるかのごとく）引
っ張られている様子が分かり、図８においてこの傾向が
抑制されている様子が分かる。

【００３５】結局、右サイドレールの終縁１５９をディ
スク対向面の空気流出縁１０４の実質的に前方付近まで
延長して終わらせていることが、負圧によって空気流が
引っ張られて巻き込まれることを防ぐ効果として働いて
いるのである。ここで「前方」とは、空気流出縁１０４
から空気流入縁１０２の方へ向かうような方向である。
「実質的に」という意味は、「このような効果が多少な
りとも期待できる程度にまで」という意味である。負圧
は、前述のとおり、凹部１９０のうちでも、左サイドレ
ール１４０、左空気ベアリング面１２０、クロスレール
１１０、右空気ベアリング面１３０及び右サイドレール
１５０によって囲まれた部分のうちの少なくとも一部分
に生じている。

【００３６】なお、右サイドレールの終縁１５９を延長
したことの意義は、スキュー角Ｓ＝＋（プラス）１５度
にした場合における有効な効果として現れた。従って、
左サイドレールの終縁１４９を延長する意義は、スキュ
ー角Ｓ＝‐（マイナス）１５度にした場合の効果として
現れるであろう。このことは、容易に予測がつく。すな
わち、スキュー角が＋（プラス）側又は‐（マイナス）
側のどちらかのみになるように、ＨＤＤ１０内のディス
ク１４の中心と、ヘッド（アクチュエータ）の回転中心
の位置関係とが設定されている場合には、左サイドレー
ル１４０又は右サイドレール１５０の何れか一方のみを
延長すれば用は足りる。

【００３７】

【サイドレールが突出している意義】空気の流れを矯正
して、サイドレール自体が壁として、負圧が生じている
部分との間での隔壁を形成して、空気流が入ってくるこ
とを防ぐガイドの役割を果たすためには、左サイドレー
ル１４０又は右サイドレール１５０の何れか一方のサイ
ドレールが、凹部１９０に比較して突出している必要が
ある。

【００３８】このようなガイドの観点から、再度Ｍ≪１
μｍを考えてみると、中段までの深さＭ≦３００ｎｍと
いう上限（突出の程度としては下限ということになる）
が設定されれば十分に有効であることがわかった。

【００３９】すなわち、Ｍ≪１μｍの最適範囲は以前
に導き出した８０ｎｍ≦Ｍと組み合わせによって、８０
ｎｍ≦Ｍ≦３００ｎｍということになる。

【００４０】

【サイドレールとＡＢＳとが連続していること】サイド
レール自体が壁として連続したものであると同時に、サ
イドレールとＡＢＳとが連続している必要がある。「連
続している」という意味は、これらサイドレールとＡＢ
Ｓとの間において中段までの深さＭ以上の深さの部分が
設けられていないという意味である。すなわち、例え
ば、下段までの深さＬのような部分は存在していないと
いう意味である。例えば、左ＡＢＳ１２０の空気流出縁
１２４は、左サイドレール１４０の空気流入縁１４２と
連続した部分を形成している。また、右ＡＢＳ１３０の
空気流出縁１３４は、右サイドレール１５０の空気流入
縁１５２と連続した部分を形成している。

【００４１】

【別の負圧スライダの実施例】図９は、本発明の別の負
圧スライダのディスク対向面２００の構造を示す平面図
である。以下に、各符号で示された各部位の名称を列挙
しておく。なお、この負圧スライダでは、Ｍ＝１８０ｎ
ｍ、Ｌ＝１μｍという値を採用している。

【００４２】２００ディスク対向面（上段、中段、下段、を含む）２０２ディスク対向面の空気流入縁２０４ディスク対向面の空気流出縁２０６ディスク対向面の左側縁２０８ディスク対向面の右側縁２１０クロスレール（中段）２１４クロスレールの空気流出縁２２０左ＡＢＳ（上段）２２２左ＡＢＳの空気流入縁２２４左ＡＢＳの空気流出縁２２５左サイドレールと連続した部分２２６左ＡＢＳの外側縁２２８左ＡＢＳの内側縁２３０右ＡＢＳ（上段）２３２右ＡＢＳの空気流入縁２３４右ＡＢＳの空気流出縁２３５右サイドレールと連続した部分２３６右ＡＢＳの外側縁２３８右ＡＢＳの内側縁２４０左サイドレール（中段）２４２左サイドレールの空気流入縁（左ＡＢＳと連続
した部分）２４６左サイドレールの外側縁２４７左サイドレールの内側縁２４９左サイドレールの終縁２５０右サイドレール（中段）２５２右サイドレールの空気流入縁（右ＡＢＳと連続
した部分）２５６右サイドレールの外側縁２５７右サイドレールの内側縁２５９右サイドレールの終縁２８０アルミナ部（下段）２８２アルミナ部の空気流入縁２８４アルミナ部の空気流出縁２８６アルミナ部の左側縁２８８アルミナ部の右側縁２９０凹部（下段）

【００４３】図９の本発明の別の負圧スライダのディス
ク対向面２００は、図８に示す負圧スライダのディスク
対向面１００とほぼ対応するように、２００番台におい
てほぼ対応する符号を用いている。しかし、２２２、２
２４、２２８、２３２、２３４、２３６、２３８のよう
な縁は、ディスク対向面の空気流入縁２０４や右側縁２
０６に対して必ずしも平行又は直角ではないことに注意
されたい。また、左サイドレールの終縁２４９や右サイ
ドレールの終縁２５９についても、必ずしも直線で形成
されていないことに注意されたい。

【００４４】図１０には、図４と同様に、本発明の別の
負圧スライダに設けられる上段、中段、下段を示す構成
を示す。

【００４５】

【ロード時の姿勢変化】図１１は、（ａ）ロード時にお
いて磁気ヘッド３４（又はスライダ５０）がサスペンシ
ョン３６の先端に取り付けられている姿勢と、（ｂ）安
定時において磁気ヘッド３４が磁気ディスク１４上を浮
上している姿勢とを示す図である。前述した図３のアン
ロード時からディスク１４上にロードさせようとする
と、点線の箇所にあったランプ構造６０による支えがな
くなる。すると、磁気ヘッド３４がランプ構造６０から
解放されてディスク１４上に落ちる。サスペンション３
６によるバイアス力によっても、磁気ヘッド３４はディ
スク１４に近づけられる。

【００４６】ここで、（ａ）ロード時において磁気ヘッ
ド３４がサスペンション３６の先端に取り付けられてい
る姿勢と、（ｂ）安定時において磁気ヘッド３４が磁気
ディスク１４上を浮上している姿勢とは、大きく異なっ
ていることに注意されたい。サスペンションによるバイ
アス力と、磁気ディスク３４がディスク１４の空気流か
ら受ける（負圧も含めた上での）浮上力とがバランスす
ることによってはじめて、（ｂ）安定時が実現されるか
らである。

【００４７】したがって、この（ａ）ロード時から
（ｂ）安定時へ至る過程における、磁気ヘッド３４（又
はスライダ５０）の姿勢変化においては、たとえそれが
瞬間的であれ、磁気ヘッド３４（又はスライダ５０）と
ディスク１４とが物理的に接触する場合を生じさせる。
特に、このような接触は、ピッチ角αやβと大きく関係
する。すなわち、図に示す通り、ディスク対向面の空気
流入縁１０２側はディスク１４とは接触しにくいが、デ
ィスク対向面の空気流出縁１０４側はディスク１４とは
接触し易い。特にＲ／Ｗ部付近が接触しやすい。

【００４８】具体的な数値としては、（ａ）のロード時
における姿勢では、ピッチ角α＝２０分乃至３０分程度
はあり、１度（６０分）程度である場合も珍しくない。
一方において、（ｂ）安定時における姿勢では、ピッチ
角β＝数１０μラジアン（ｒａｄ）という程度にすぎな
いのである。

【００４９】すなわち、（ａ）のロード時における状態
から頻繁にディスク１４上に落した場合には、ごくまれ
にＲ／Ｗ部を形成している剛性の弱いアルミナ部（１８
０、２８０）が削れたり欠けたりすることがある。この
ことによって、ごく微量ながらアルミナの微粒子のゴミ
を発生させてしまうことがある。

【００５０】また、スライダ５０の浮上姿勢が崩れてロ
ール（左サイドレールと右サイドレールとがシーソー状
に揺れるような方向の回転）を起こしたような場合に
は、左サイドレールの終縁１４９若しくは右サイドレー
ルの終縁１５９（図６の場合）、又は、左サイドレール
の終縁２４９若しくは右サイドレールの終縁２５９（図
９の場合）がディスク１４に接触する場合がある。ロー
ルは、ディスク１４へのアクセス時に、後述するスキュ
ー角Ｓが変化することによっても生じる。

【００５１】図９において、左サイドレールの終縁２４
９若しくは右サイドレールの終縁２５９を（左サイドレ
ールの終縁１４９若しくは右サイドレールの終縁１５９
のように）直線のままに形成せず、Ｒで丸めている理由
は、剛性の弱いアルミナ部（１８０、２８０）の角（３
平面の交差する頂点）が直接ディスク１４に接触するこ
とを回避する効果をもつ。すなわち、アルミナ部（１８
０、２８０）の「角（３平面の交差する頂点）」とは、
アルミナ部の左側縁（１８６、２８６）又はアルミナ部
の右側縁（１８８、２８８）と、アルミナ部の空気流出
縁（１８４、２８４）との稜線であって、さらに、これ
らとディスク対向面（１００、２００）との交点であ
る。

【００５２】

【アンロード時の姿勢変化】逆に、安定時から図３の状
態であるアンロード時に移行される場合についても考え
てみる。（ｂ）の安定時には、ヘッド３４はディスク１
４に貼りつこうとする力を持っているために、より強い
力で退き剥がすことが必要とされる。また、ヘッド３４
がディスク１４の表面から離れ出すと、ヘッドの負圧
は、ある時点で連続的ではなくステップ的に一気に減少
してしまう。

【００５３】このことは、安定時において常時加わって
いたサスペンション３６のバイアス力とのバランスを崩
し、ヘッド３４が跳ね上げられるような動作を生じさせ
てしまう。引き剥がすためにかける力はそもそも大きい
ものであるため、跳ね上げられる力も大きくなる。この
ような急激な姿勢変化においても、瞬間的であれ、磁気
ヘッド３４（又はスライダ５０）とディスク１４とが物
理的に接触する場合を生じさせる。

【００５４】

【ＡＢＳがサイドレールの空気流出縁側には設けられて
いない理由】本発明に関連するスライダでは、サイドレ
ールと連続したＡＢＳは、空気流入縁側にのみ設けられ
ており、すなわち、空気流出縁側には設けられていな
い。サイドレールと連続したＡＢＳを、もし空気流出縁
側に設けてしまうと不都合があるからである。すなわ
ち、ＡＢＳは基準面として最も突出した部分であり、ス
ライダがロールした場合などにおいて、そのＡＢＳが真
っ先にディスク１４と接触してしまうことになり、好ま
しくないからである。また、接触した部分が削れてしま
うと、たとえ少しであったとしてもＡＢＳとしての機能
を果たす部分の面積が減ることになるため、飛行状態に
大きく影響してしまうことは前述の通りである。

【００５５】一方で、中段の部分であるレールの部分の
みがディスク１４と接触するのであれば、このような問
題は生じない。従って、スライダがロールした場合にお
いて、中段の部分であるレールの部分が、敢えて積極的
に、ディスク１４と接触するように構成すればよいこと
になる。

【００５６】図１２は、スライダ５０のピッチ角αと、
スライダ５０がディスク１４と接触することとの関係を
示す側面図である。右サイドレールの終縁２５９（又は
左サイドレールの終縁２４９）の稜線と、空気流出縁２
０４の稜線とを結んだ線とが同時にディスク１４の表面
に接触した場合の幾何学的関係が示されている。ピッチ
角がαである場合において、ｔａｎα＝（Ｌ−Ｍ）／Ｒ
という関係で表わされる。ここでＲは、空気流出縁２０
４から右サイドレールの終縁２５９（又は左サイドレー
ルの終縁２４９）の稜線までのディスク対向面に沿った
距離である（図９も参照）。Ｌ−Ｍは、中段から下段ま
での深さであり、下段までの深さＬから中段までの深さ
Ｍを引いた突出の程度であり、ディスク対向面に対して
垂直な距離である。

【００５７】すなわち、図１１の（ａ）ロード時のよう
なスライダ５０のピッチ角αを想定して、空気流出縁２
０４がディスク１４に接触するよりも先に、右サイドレ
ールの終縁２５９（又は左サイドレールの終縁２４９）
が直接ディスク１４に接触するようにできる。右サイド
レールの終縁２５９（又は左サイドレールの終縁２４
９）を空気流出縁（２０４）の前方のどの部分にまで配
置するかということは、このような幾何学的関係に基づ
いて決定できる。

【００５８】既に述べたように、右サイドレールの終縁
２５９（又は左サイドレールの終縁２４９）の材料とし
て、削れ易い性質をもっているアルミナを使用すること
は好ましくない。しかし、アルミナ部２８０（の空気流
入縁２８２）は、最大限Ｒの範囲まで形成することがで
きる。

【００５９】

【発明の効果】本発明に構成に従えば、回転するディス
ク上に浮上するスライダにおいて、ディスク対向面にゴ
ミ等が付着、吸着しにくいスライダの構造を提供するこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）１０の
斜視図である。

【図２】ヘッド・サスペンション・アセンブリ（ＨＳ
Ａ）３０の平面図（Ａ）及び斜視図（Ｂ）である。

【図３】サスペンション３６の先端がランプ構造６０の
上に待避して支えられて、磁気ヘッド３４はディスク１
４の表面から離したままに維持されている状態を示す拡
大図である。

【図４】本発明に関連する典型的な負圧スライダに設け
られる、上段、中段、下段を示す構成図である。

【図５】上段を基準面とした場合の、中段までの深さ
Ｍ、下段までの深さＬを示す模式図である。

【図６】本発明と関連する負圧スライダにおけるディス
ク対向面１００の詳細な構成を示す平面図である。

【図７】図４の本発明に関連する負圧スライダを浮上さ
せた場合をシミュレーションした結果を示す流線を示す
図である。

【図８】本発明の負圧スライダ（この負圧スライダの特
徴は、右サイドレールの終縁１５９をディスク対向面の
空気流出縁１０４の前方付近まで延長して終わらせるよ
うにしていることにある。）を浮上させた場合をシミュ
レーションした結果を示す流線を示す図である。

【図９】本発明の別の負圧スライダのディスク対向面２
００の構造を示す平面図である。

【図１０】図４と同様に、本発明の別の負圧スライダに
設けられる上段、中段、下段を示す構成を示す図であ
る。

【図１１】（ａ）ロード時において磁気ヘッド３４（又
はスライダ５０）がサスペンション３６の先端に取り付
けられている姿勢と、（ｂ）安定時において磁気ヘッド
３４が磁気ディスク１４上を浮上している姿勢とを示す
図である。

【図１２】スライダ５０のピッチ角αと、スライダ５０
がディスク１４と接触することとの関係を示す側面図で
ある。

【符号の説明】

１０ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）１２ベース１４ディスク１６ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）アセンブリ１８カバー３０ヘッド・サスペンション・アセンブリ（ＨＳＡ）３２ヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）３４磁気ヘッド（Ｒ／Ｗ部を含む）３６サスペンション３８コイル・サポート４０軸５０スライダ６０ランプ構造Ｍ（上段から）中段までの深さＬ（上段から）下段までの深さＲ空気流出端から左サイドレールの終縁（２４９）又は右サイドレールの終縁（２５９）までの長さ α ロード時のピッチ角度 β 浮上時のピッチ角度Ｓスキュー角

フロントページの続き (72)発明者中村孝神奈川県藤沢市桐原町１番地日本アイ・ビー・エム株式会社藤沢事業所内 (72)発明者戸張敦神奈川県藤沢市桐原町１番地日本アイ・ビー・エム株式会社藤沢事業所内 (72)発明者青木達司神奈川県藤沢市桐原町１番地日本アイ・ビー・エム株式会社藤沢事業所内 (72)発明者ドリアス・ケー・リー神奈川県藤沢市桐原町１番地日本アイ・ビー・エム株式会社藤沢事業所内Ｆターム(参考） 5D042 NA02 PA01 PA05 QA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク対向面（１００、２００）におい
て突出形成される、左サイドレール（１４０、２４０）
と、ディスク対向面（１００、２００）において突出形成さ
れる、右サイドレール（１５０、２５０）と、ディスク対向面（１００、２００）において突出形成さ
れて、左サイドレール（１４０、２４０）及び右サイド
レール（１５０、２５０）の各々にまで延びて連続して
いる、クロスレール（１１０、２１０）と、ディスク対向面（１００、２００）において突出形成さ
れるが、左サイドレールと連続した部分（１２４、２２
５）が設けられていて、左サイドレールから連続して空
気流入縁（１０２、２０２）側にのみ設けられている、
左空気ベアリング面（１２０、２２０）と、ディスク対向面（１００、２００）において突出形成さ
れるが、右サイドレールと連続した部分（１３４、２３
５）が設けられていて、右サイドレールから連続して空
気流入縁（１０２、２０２）側にのみ設けられている、
右空気ベアリング面（１３０、２３０）とを有し、左サイドレール（１４０、２４０）、左空気ベアリング
面（１２０、２２０）、クロスレール（１１０、２１
０）、右空気ベアリング面（１３０、２３０）及び右サ
イドレール（１５０、２５０）によって囲まれた部分の
うちの少なくとも一部分において、負圧を発生させるこ
とのできる凹部（１９０、２９０）を構成し、左サイドレール（１４０、２４０）又は右サイドレール
（１５０、２５０）の突出の程度は、凹部（１９０、２
９０）の突出の程度よりは大きいが、左空気ベアリング
面（１２０、２２０）又は右空気ベアリング面（１３
０、２３０）の突出の程度よりは小さいことを特徴とす
る、磁気ヘッド。
【請求項２】左サイドレール（１４０、２４０）の終縁
（１４９、２４９）又は右サイドレール（１５０、２５
０）の終縁（１５９、２５９）の何れか一方が、実質的
にディスク対向面（１００、２００）の空気流出縁（１
０４、２０４）の前方において終わっている、請求項１
記載の磁気ヘッド。
【請求項３】左サイドレール（１４０、２４０）の終縁
（１４９、２４９）又は右サイドレール（１５０、２５
０）の終縁（１５９、２５９）の何れか一方が、アルミ
ナ部（１８０、２８０）の前方において終わっている、
請求項２記載の磁気ヘッド。
【請求項４】左サイドレール（１４０、２４０）の終縁
（１４９、２４９）又は右サイドレール（１５０、２５
０）の終縁（１５９、２５９）の何れか一方が、アルミ
ナ部（１８０、２８０）の空気流入縁（１８２、２８
２）において終わっている、請求項２記載の磁気ヘッ
ド。
【請求項５】左サイドレール（１４０、２４０）又は右
サイドレール（１５０、２５０）の何れか一方が、中段
までの深さＭ＝８０ｎｍ乃至３００ｎｍに形成されてい
る、請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項６】凹部（１９０、２９０）が、下段までの深
さＬ＝１μｍ乃至５μｍに形成されている、請求項１記
載の磁気ヘッド。
【請求項７】左サイドレールの終縁（１４９、２４９）
若しくは右サイドレールの終縁（１５９、２５９）をＲ
で丸めている、請求項２記載の磁気ヘッド。
【請求項８】請求項１乃至請求項７の何れかに記載の磁
気ヘッドが取り付けられている、ヘッド・ジンバル・ア
センブリ（ＨＧＡ）。
【請求項９】請求項１乃至請求項７の何れかに記載の磁
気ヘッドが取り付けられている、ヘッド・サスペンショ
ン・アセンブリ（ＨＳＡ）。
【請求項１０】請求項９に記載のヘッド・サスペンショ
ン・アセンブリ（ＨＳＡ）が取り付けられている、ハー
ド・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）。