JP2003296910A - ヘッドスライダおよびディスク記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスクが低速回転してもヘッドスライダが
ディスク面上で安定な浮上ができ、かつ外部から衝撃力
が加わってもヘッドスライダまたはディスクに致命的な
損傷を生じ難いヘッドスライダおよびディスク装置を提
供する。 【解決手段】 ヘッドスライダ２０は略直方体形状であ
り、ディスクと対向する対向面と、この対向面上に設け
られたヘッド２２とを備え、対向面は上流側端部３６か
ら所定の位置にディスクの回転方向に対して直交するよ
うに設けられたクロスレール２６１と、クロスレール２
６１の先頭側の端部から上流側端部３６方向にかけてク
ロスレール２６１よりは低く設けられた上流側中段面３
２とを有し、クロスレール２６１と上流側中段面３２と
の段差部３８における段差Ｈを５ｎｍから１００ｎｍの
範囲とした構成を有する。これにより、安定に浮上して
記録や再生でき、かつ耐衝撃性の良好なディスク装置を
実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスクや光
磁気ディスク等のディスク状記録媒体に対して記録と再
生の少なくとも一方を行うヘッドを搭載したヘッドスラ
イダおよびこれを用いたディスク記録再生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハードディスクや光ディスク等の
ディスク状記録媒体（以下、ディスクとよぶ）に対し記
録や再生を行うディスク記録再生装置（以下、ディスク
装置とよぶ）の技術的進歩は著しく、従来のコンピュー
タ用だけでなく多くの分野で用途が拡大している。この
ようなディスク装置では、さらなる高密度記録化と同時
に、小型、低消費電力でかつ耐衝撃性に優れ、携帯機器
にも搭載可能な装置が要求されている。

【０００３】図１４は、従来のディスク装置の概略斜視
図である。ディスク２は、主軸１に支持されて駆動手段
３により回転駆動される。この駆動手段３としては、例
えばスピンドルモータが用いられる。記録や再生を行う
ヘッド（図示せず）を有したヘッドスライダ４はサスペ
ンション５に支持され、このサスペンション５はアクチ
ュエータアーム６に固定されている。さらに、アクチュ
エータアーム６はアクチュエータ軸７に回転自在に取り
付けられている。

【０００４】位置決め手段８は、例えばボイスコイルモ
ータが用いられ、アクチュエータアーム６を揺動させ
て、ヘッドスライダ４をディスク２の所定のトラック位
置に移動させる。筐体９は、これらを所定の位置関係に
保持すると同時に、図示しない蓋体をかぶせて筐体９内
部の上記構成部品等を保護する。

【０００５】このような構成からなるディスク装置で記
録や再生を行う場合、ヘッドスライダ４には以下に述べ
る３つの力が作用し、これらの力の釣り合いによりヘッ
ドスライダ４は設計された浮上量を保持して浮上する。
第１は、ヘッドスライダ４をディスク方向に付勢するよ
うにサスペンション５から加わる負荷力である。第２
は、ディスク２の回転に伴う空気等の粘性流により、ヘ
ッドスライダ４をディスク２から浮上させるように働く
正圧力である。第３は、同じくディスク２の回転に伴う
空気等の粘性流の作用で、ヘッドスライダ４をディスク
２に接近させるように働く負圧力である。ヘッドスライ
ダ４が、これら３つの力の釣り合いにより所定の浮上量
を保持して浮上している状態で、位置決め手段８を駆動
し所定のトラック位置にヘッドスライダ４を移動させて
ヘッド（図示せず）により記録や再生を行う。

【０００６】このようなディスク装置は、ディスク２の
単位面積当たり記録容量の増大に伴い小型化、薄型化が
実現され、ノートパソコン等の携帯機器に搭載されるよ
うになっている。例えば、ディスク２の直径は３．５イ
ンチ、２．５インチまたは１．３インチと小径化してい
る。このようなディスク２の小径化に伴い、ディスク２
の回転数はそれぞれの径に応じて４５００ｒｐｍ、５４
００ｒｐｍおよび７２００ｒｐｍと、小径化するほど回
転数を大きくなっている。すなわち、従来はディスク２
の径を小さくする場合、ディスク２とヘッドスライダ４
との相対速度を維持するためにディスク２の回転数を大
きくする必要があった。

【０００７】しかしながら、さらに小型のディスク装置
を実現して携帯電話を代表とする携帯情報機器に搭載す
るためには、消費電力の低減も非常に重要な課題であ
る。すなわち、携帯機器に搭載するためのディスク装置
においてはディスクの径をさらに小さくすることが要求
されるが、このために回転数を増加させることは消費電
力の増大を招くためにできない。したがって、小径のデ
ィスクを用いることでヘッドスライダとディスクとの相
対速度が低下しても安定な浮上量を保持できることが要
求される。また、外部からの衝撃が加わってもヘッドス
ライダがディスクに衝突あるいは接触してヘッドスライ
ダやディスクに摩耗や損傷を生じさせないようにするこ
とも要求されている。

【０００８】このため、ヘッドスライダとディスクとの
相対速度が低下しても安定して浮上させることができる
ヘッドスライダの検討も行われている。例えば、ヘッド
スライダがディスクに対向する対向面に深さの異なる溝
を形成して少なくとも二段以上の段差部を形成し、これ
ら段差部を形成する溝のうち最も浅い溝の深さを２５０
ｎｍ以下とすることで、ヘッドスライダとディスクとの
相対速度を小さくしても安定な浮上量を確保できること
が示されている（特許文献１）。

【０００９】

【特許文献１】特開２００１−２２９５１８号公報

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この開示例で
は相対速度が小さい場合に安定に浮上してディスクに衝
突することを防止できることは示されているが、小さな
相対速度で浮上しているときに衝撃力を受けてもヘッド
スライダまたはディスクを破損しないようにすることに
ついてはまったく開示されていない。

【００１１】本発明は、ヘッドスライダとディスクとの
相対速度を小さくしてもディスク面上で安定な浮上量を
確保するとともに、外部から衝撃力が加わってもヘッド
スライダまたはディスクに致命的な損傷を生じ難いヘッ
ドスライダの構造と、このヘッドスライダを用いたディ
スク装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のヘッドスライダは、ディスクの回転方向に
対して先頭側の上流側端部と後端側の下流側端部とを含
む略直方体形状で、ディスクと対向する対向面と、この
対向面上に設けられた記録と再生の少なくとも一方を行
うヘッドとを具備し、対向面は上流側端部から所定の位
置にディスクの回転方向に対し直交するように設けられ
たクロスレールと、クロスレールの先頭側の端部から上
流側端部方向にかけてクロスレールよりは低く形成され
た上流側中段面とを有し、クロスレールと上流側中段面
との段差部における段差を５ｎｍから１００ｎｍの範囲
とした構成を有する。

【００１３】この構成により、ディスクとヘッドスライ
ダとの相対速度が５ｍ／ｓ程度以下の遅い速度の条件で
も安定した浮上量を確保でき、確実な記録再生が可能と
なる。また、ディスクに接近する方向の衝撃力を受けた
場合、上流側中段面でも正圧力が発生してディスクへの
衝突を防止、あるいは緩和することができる。これによ
り、低消費電力での記録や再生が可能で、かつ比較的耐
衝撃性の良好なディスク装置を実現できる。

【００１４】また、本発明のヘッドスライダは、クロス
レールと上流側中段面との段差部における段差を１０ｎ
ｍから６０ｎｍの範囲とした構成を有する。この構成に
より、耐衝撃性をさらに向上できるだけでなく、ヘッド
スライダの製造歩留まりを改善することもできる。

【００１５】また、本発明のヘッドスライダは、クロス
レールにはディスクの回転方向に平行な方向に溝が設け
られ、この溝は上流側中段面に連結されている構成を有
する。この構成により、衝撃を受けてヘッドスライダが
ディスクに接近しても、ディスクとヘッドスライダ間の
空気等による空気潤滑膜が保持されるので、耐衝撃性が
さらに改善される。

【００１６】また、本発明のヘッドスライダは、上流側
中段面上にさらに複数個の凸部が設けられ、クロスレー
ルはこの凸部よりは低く、かつ上流側中段面よりは高く
した構成を有する。この構成により、ヘッドスライダが
ディスクに衝突しても、この凸部が最初にディスクと接
触するので、ディスクやヘッドスライダを損傷すること
を大幅に抑制できる。

【００１７】また、本発明のヘッドスライダは、ディス
クの回転方向に平行な方向にクロスレールと接続する２
本のサイドレールをさらに有する構成からなる。この構
成とすることにより、ヘッドスライダがロール方向に変
動しても浮上姿勢を安定に保持することが可能となる。

【００１８】さらに、本発明のディスク装置は、ディス
クと、ディスクを回転駆動する駆動手段と、ディスクに
記録と再生の少なくとも一方を行うヘッドと、ディスク
に対向する対向面にヘッドを搭載したヘッドスライダ
と、ヘッドスライダを支持するアクチュエータアーム
と、アクチュエータアームを介してヘッドスライダをデ
ィスクの所定のトラック位置に位置決めする位置決め手
段とを具備し、上記のヘッドスライダが、ディスクの回
転方向に対して先頭側の上流側端部と後端側の下流側端
部とを含む略直方体形状で、ディスクと対向する対向面
と対向面上に設けられた記録と再生の少なくとも一方を
行うヘッドとを具備し、この対向面は上流側端部から所
定の位置にディスクの回転方向に対して直交するように
設けられたクロスレールとクロスレールの先頭側の端部
から上流側端部方向にかけてクロスレールよりは低く形
成された上流側中段面とを有し、クロスレールと上流側
中段面との段差部における段差を５ｎｍから１００ｎｍ
の範囲とした構成を有する。

【００１９】この構成により、ディスクとヘッドスライ
ダとの相対速度が５ｍ／ｓ程度と遅い場合でも安定した
浮上量を確保でき、確実な記録や再生が可能となる。ま
た、ディスクに接近する方向の衝撃力を受けた場合、上
流側中段面でも正圧力が発生してディスクへの衝突を防
止、あるいは緩和することができる。これにより、低消
費電力での記録再生が可能で、かつ比較的耐衝撃性の良
好なディスク装置を実現できる。

【００２０】さらに、本発明のディスク装置は、ヘッド
スライダのクロスレールと上流側中段面との段差部にお
ける段差を１０ｎｍから６０ｎｍの範囲とした構成から
なる。この構成とすることにより、耐衝撃性をさらに向
上できるだけでなく、ヘッドスライダの製造歩留まりを
改善することもでき、携帯機器にも搭載可能で低コスト
のディスク装置を実現できる。

【００２１】さらに、本発明のディスク装置は、ヘッド
スライダのクロスレールにはディスクの回転方向に平行
な方向に溝が設けられ、この溝は上流側中段面に連結さ
れている構成を有する。この構成とすることにより、衝
撃を受けてヘッドスライダがディスクに接近しても、デ
ィスクとヘッドスライダ間の空気等による空気潤滑膜が
保持されるので耐衝撃性がさらに改善され、より信頼性
が高いディスク装置を実現できる。

【００２２】さらに、本発明のディスク装置は、ヘッド
スライダの上流側中段面上にはさらに複数個の凸部が設
けられ、クロスレールはこの凸部よりは低く、かつ上流
側中段面よりは高くした構成からなる。この構成とする
ことにより、ヘッドスライダがディスクに衝突しても、
この凸部が最初にディスクと接触するので、ディスクや
ヘッドスライダを損傷することを大幅に抑制して、高信
頼性のディスク装置を実現できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。

【００２４】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態のヘッドスライダ２０であり、（Ａ）は
対向面側から見た平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す
Ｘ−Ｘ線に沿った断面図である。ヘッドスライダ２０は
ディスクの回転方向に対して先頭側となる上流側端部３
６と後端側である下流側端部３７とを有する略直方体形
状である。本実施の形態では、ディスクに対向する面で
ある対向面は、第１の正圧発生部２６、第２の正圧発生
部３１、負圧発生部２８、上流側中段面３２、下流側中
段面３３および第２の正圧発生部３１上に形成されてい
るヘッド２２を含み構成されている。

【００２５】これらをさらに詳しく説明する。上流側端
部３６から所定の位置にディスクの回転方向に対して直
交する方向に設けられたクロスレール２６１、このクロ
スレール２６１の両側で接続されて下流側端部３７方向
に延在されたサイドレール２６２、２６３から第１の正
圧発生部２６が構成されている。また、幅方向の中心線
上で下流側端部３７から立ち上がるように第２の正圧発
生部３１が設けられ、この第２の正圧発生部３１の端部
からは上流側端部３６方向に所定距離延在された下流側
中段面３３が形成されている。また、クロスレール２６
１の先頭側の段差部３８から上流側端部３６方向に上流
側中段面３２が延在して設けられている。さらに、第１
の正圧発生部２６、第２の正圧発生部３１および下流側
中段面３３とで囲まれた領域は、ディスク表面から最も
深い段差を有する負圧発生部２８を構成している。この
ような対向面の構成において、上流側中段面３２とクロ
スレール２６１との段差部３８における段差Ｈを５ｎｍ
から１００ｎｍの範囲に設定することが、本発明の特徴
である。

【００２６】なお、負圧発生部２８は主に第１の正圧発
生部２６と下流側中段面３３とで囲まれた深い段差で構
成されており、クロスレール２６１から流入した粘性流
体がこの深い段差領域で急激に膨張するために負圧力を
発生する。この負圧力はヘッドスライダ２０をディスク
に近づけるように作用する。また、クロスレール２６
１、下流側中段面３３を設ける位置やその形状、あるい
は負圧発生部２８等の大きさについては、ヘッドスライ
ダを使用する条件に応じて最適値に設定するが、これは
従来の設計法に基づき行うことができる。

【００２７】従来の一般的な構成のヘッドスライダがデ
ィスク表面上で定常的に浮上している状態では、ヘッド
スライダはピッチ角度が約０．１ｍｒａｄ程度の傾きを
維持して浮上している。このようなヘッドスライダに対
して、ディスク方向に接近する衝撃力が作用してヘッド
スライダがディスク表面に近接する場合、下流側端部近
傍で発生する正圧力に比べて上流側端部近傍で発生する
正圧力の方が一般的に小さい。このために、ヘッドスラ
イダは負のピッチ角度になる場合が生じて浮上姿勢が不
安定となることがある。これに対して、本発明のヘッド
スライダ２０では、ディスク表面に近接すると上流側中
段面３２でも正圧力が発生するので、上流側端部３６近
傍の正圧力は全体として大きくなり正のピッチ角度を保
持し、この結果、ディスク表面へ衝突することを防ぐ、
あるいは衝突してもその衝撃力を低減することができ
る。

【００２８】このような形状を得るためのヘッドスライ
ダ２０の加工は、型成形や汎用の機械加工により作製す
ることもできるが、より望ましくはウエット方式または
ドライ方式によるエッチング加工、さらに高精度で複雑
な加工を行う場合にはレーザビーム照射による加工、イ
オン照射による加工等を用いることができる。

【００２９】本実施の形態ではイオン照射による加工方
式を用いた。第１の正圧発生部２６および第２の正圧発
生部３１は同一平面とし、上流側中段面３２および下流
側中段面３３も同一平面とした。一方、第１の正圧発生
部２６、第２の正圧発生部３１と、負圧発生部２８との
段差は０．６μｍとした。なお、ヘッドスライダ２０の
全体の形状としては、長さ、幅および厚さが、それぞれ
１．２３５ｍｍ、１．００ｍｍおよび０．３ｍｍとし
た。

【００３０】図２は、本実施の形態のヘッドスライダ２
０を用いたディスク装置の概略斜視図である。ディスク
４００は、ディスク４００の下部に配置された駆動手段
により回転駆動される。この駆動手段としては、例えば
超小型のスピンドルモータが用いられる。記録や再生を
行うヘッド（図示せず）を有したヘッドスライダ２０は
サスペンション（図示せず）に支持され、このサスペン
ションはアクチュエータアーム６００に固定されてい
る。さらに、アクチュエータアーム６００はアクチュエ
ータ軸７００に回転自在に取り付けられている。位置決
め手段８００は、例えば超小型のボイスコイルモータが
用いられ、アクチュエータアーム６００を揺動させて、
ヘッドスライダ２０をディスク４００の所定のトラック
位置に移動させる。筐体９００は、これらを所定の位置
関係に保持すると同時に、図示しない蓋体をかぶせて筐
体９００内部の上記構成部品等を保護する。なお、本実
施の形態のディスク装置は、ディスク４００と主軸とは
一体的に形成されており、ディスク４００の表面側には
ディスク面しか露出していない。また、ディスク４００
の回転停止時にヘッドスライダ２０をランプ５００に退
避させるランプロード方式を採用している。

【００３１】以上のように、このディスク装置は図１４
に示す装置とほぼ同様な構成である。しかし、ディスク
４００の径をさらに小さくし、かつディスク４００とヘ
ッドスライダ２０との相対速度を小さくしている。すな
わち、ディスク４００の直径が約２０ｍｍで、そのディ
スク４００表面の半径３ｍｍから９ｍｍまでの領域が記
録可能領域である。さらに、ディスク４００の内周部の
半径３ｍｍ位置でのスキュー角度が−３度、外周部の半
径９ｍｍ位置でのスキュー角度が＋１５度、またディス
ク４００の回転数は３０００ｒｐｍと設定している。

【００３２】このディスク装置を用いてヘッドスライダ
２０の段差部３８の段差Ｈを変化させたときの浮上量と
その変動および耐衝撃性について、数値解析により求め
た。上記のように小径のディスクで、かつ低回転数であ
るため、ヘッドスライダ２０とディスク４００との相対
速度は約５ｍ／ｓｅｃ程度となり、従来比では約１／２
から１／５となる。

【００３３】上記の条件で、段差部３８の段差Ｈを１０
０ｎｍとしたヘッドスライダ２０を用いたときの、ディ
スク４００中心からの距離とその位置での浮上量の解析
結果を図３に示す。図３からわかるように、ディスク４
００の半径位置に関わらずほぼ一定の浮上量を得られる
ことが見出された。

【００３４】次に、段差部３８の段差Ｈの異なるヘッド
スライダ２０についての浮上量変動を、同様に数値解析
から求めた。この結果を図４に示す。図４において、横
軸は段差部３８の段差Ｈである。ディスク４００の内周
部である３ｍｍの位置から外周部である９ｍｍの位置ま
での間における浮上量の平均値をＦＨａｖｅとし、最大
値および最小値をＦＨｍａｘ、ＦＨｍｉｎとして、ＦＨ
ｍａｘ／ＦＨａｖｅとＦＨｍｉｎ／ＦＨａｖｅにより評
価して百分率表示している。これを縦軸に示す。ＦＨｍ
ａｘ／ＦＨａｖｅは段差Ｈを大きくするほど大きくな
り、逆にＦＨｍｉｎ／ＦＨａｖｅは段差Ｈを大きくする
に伴い小さくなることが見出された。すなわち、段差部
３８の段差Ｈを大きくすると、内周部位置から外周部位
置までの間での浮上量の変動が大きくなることが見出さ
れた。これはディスク４００とヘッドスライダ２０との
相対速度が小さいことが大きく影響している。浮上量が
変動するとヘッド２２による記録再生信号が変動するの
で安定した記録や再生ができなくなる。安定な記録や再
生を行うためには、段差Ｈとして１００ｎｍ以下が要求
されることがわかった。さらに、段差Ｈを６０ｎｍ以下
とすれば、ＦＨｍａｘ／ＦＨａｖｅとＦＨｍｉｎ／ＦＨ
ａｖｅとは段差Ｈが変動してもあまり変化しなくなるこ
とがわかった。したがって、段差Ｈの加工精度にある程
度バラツキが生じても浮上量変動が生じ難いので製造歩
留まりを改善でき、より望ましいことが見出された。

【００３５】さらに、ディスク装置を使用する環境の気
圧による影響について、同じように数値解析により求め
た結果を図５に示す。図５は、使用環境の気圧が２０％
低下したときの浮上量と、気圧変動前の浮上量との比を
百分率で示したものである。図５からわかるように、段
差部３８の段差Ｈを１００ｎｍ以下とすれば、浮上量比
は７０％以上を確保できることがわかった。また、６０
ｎｍ以下とすれば８０％以上が可能となり、さらに安定
して記録や再生を行えることが見出された。

【００３６】図６は、段差部３８の段差Ｈと耐衝撃性と
の関係を示す。耐衝撃性については、サスペンションを
含めた等価質量を８ｍｇとして、２ｍｓの三角波からな
る衝撃力が印加されたと仮定して数値解析を行い、衝撃
力によりディスクとヘッドスライダとが接触するときの
値を耐衝撃値として評価した。図６からわかるように、
段差Ｈを１００ｎｍ以下とすれば、耐衝撃値を５００Ｇ
以上とすることができることが見出された。さらに、段
差Ｈを１０ｎｍから６０ｎｍの範囲に設定すれば、耐衝
撃値として１４００Ｇ以上が可能となり、携帯機器に搭
載しても信頼性の高いディスク装置を実現できることも
見出された。

【００３７】一方、図には示されていないが、段差Ｈを
０ｎｍとした場合には、粘性流体が対向面とディスクと
の間に安定に導入できなくなるので、浮上姿勢は非常に
不安定になることが実験から判明している。したがっ
て、少なくとも段差部３８には段差Ｈを設けることが必
要であり、浮上姿勢の安定化のためには段差Ｈを５ｎｍ
以上とすることが必要である。

【００３８】以上の解析から、０．５ｍ／ｓから５ｍ／
ｓの範囲の低速状態において、浮上量の変動を抑制し安
定に記録や再生できるようにするためには、段差Ｈとし
ては１００ｎｍ以下、より望ましくは６０ｎｍ以下がよ
い。さらに、耐衝撃性を改善するためには、５ｎｍから
１００ｎｍの範囲、より望ましくは１０ｎｍから６０ｎ
ｍの範囲がよい。これらの結果から段差部３８の段差Ｈ
として、浮上姿勢の安定性を重視すれば５ｎｍから１０
０ｎｍの範囲、さらに耐衝撃性も含めると１０ｎｍから
６０ｎｍの範囲とすることがより望ましい範囲であるこ
とが見出された。

【００３９】また、本発明の第１の実施の形態のヘッド
スライダ２０の場合には、ヘッドスライダ２０がディス
ク４００から急激に引き離される方向に衝撃力が作用し
たとき、段差部３８でヘッドスライダ２０をディスク４
００に引き付ける方向の負圧力が発生する。この負圧力
により、ヘッドスライダ２０のピッチ角が正方向に大き
くなりすぎて浮上姿勢が不安定となることを抑制でき
る。したがって、より安定な浮上が可能となる。

【００４０】なお、本実施の形態のヘッドスライダ２０
では、クロスレール２６１とこのクロスレール２６１に
接続されるサイドレール２６２、２６３とを同一平面と
して第１の正圧発生部２６を構成したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいた構
成であれば色々な構成とすることもできる。例えば、図
７（Ａ）または図７（Ｂ）に示すような構成のヘッドス
ライダ２０１、２０２としてもよい。なお、図１と同一
の構成要素については同一符号を付している。図７
（Ａ）に示すヘッドスライダ２０１では、クロスレール
２６４とサイドレール５２、５４とは同一平面ではな
く、サイドレール５２、５４の方がクロスレール２６４
よりも低く形成されている。このサイドレール５２、５
４とクロスレール２６４とで主に囲まれ、最も深い段差
を有する領域が負圧発生部６０である。さらに、クロス
レールの先頭側の端部から上流側端部３６方向に上流側
中段面４２が設けられ、この段差部３９の段差を１００
ｎｍとすることで、本実施の形態のヘッドスライダ２０
と同様な作用が実現される。

【００４１】また、図７（Ｂ）に示すような構成のヘッ
ドスライダ２０２としてもよい。すなわち、このヘッド
スライダ２０２は、サイドレール５６、５８を下流側端
部３７まで延在して、このサイドレール５６、５８の一
方（図では、５８）にヘッド２２を設けている。また、
クロスレール２６６の先頭側の端部から上流側端部３６
方向に上流側中段面４４を形成している。さらに、クロ
スレール２６６とサイドレール５６、５８とで囲まれる
深い段差の領域が負圧発生部６６であり、このような形
状において段差部４１の段差を１００ｎｍ以下とするよ
うにした構成を有する。

【００４２】このように本発明のヘッドスライダは、ヘ
ッドスライダとディスクとの相対速度が０．５ｍ／ｓか
ら５ｍ／ｓの範囲で特に有効であり、また、相対速度の
変動や気圧変動に対しても浮上量の変動を抑制する効果
も得られる。これは以下のような理由による。すなわ
ち、クロスレールと上流側中段面との段差を１００ｎｍ
以下、５ｎｍ以上としているので、相対速度が小さくな
りヘッドスライダがディスク表面に近接すると、上流側
中段面もディスク表面に近接し正圧力を発生できるよう
になる。この正圧力がクロスレールで生じる正圧力に加
わることになるので、ヘッドスライダを安定な浮上量の
位置に戻すことができる。相対速度が大きくなると、浮
上量も大きくなるので上流側中段面で生じる正圧力は小
さくなる。このため、ヘッドスライダはクロスレールで
生じる正圧力に基づく浮上量で浮上する。したがって、
相対速度が小さくなっても一定の浮上量を確保しやす
く、かつ相対速度の変動によっても浮上量の変動が少な
いヘッドスライダを得ることができる。

【００４３】（第２の実施の形態）図８は、本発明の第
２の実施の形態のヘッドスライダ２０３であり、（Ａ）
は対向面側から見た平面図であり、（Ｂ）はそのＹ−Ｙ
線に沿った断面図である。図１と同一要素については同
一符号を付している。本実施の形態では、上流側中段面
３２上に凸部１５０を設けている。この凸部１５０は上
流側中段面３２よりも高く形成されている。また、クロ
スレール２６１は、凸部１５０よりは低く、上流側中段
面３２よりは高く形成されている。クロスレール２６１
と上流側中段面３２との段差部３８の段差Ｈは１００ｎ
ｍ以下であり、上流側中段面３２と凸部１５０との段差
はしたがって１００ｎｍよりも大きく、例えば１２０ｎ
ｍとしている。なお、これ以外の形状については、第１
の実施の形態のヘッドスライダ２０と同様であるので説
明は省略する。

【００４４】このヘッドスライダ２０３は図２に示した
ディスク装置に取り付けて使用することができる。この
ヘッドスライダ２０３においては、第１の実施の形態と
同様な作用を得られるだけでなく、さらに以下のような
作用も有する。すなわち、ディスク装置に衝撃力が作用
してヘッドスライダ２０３がディスク４００に近接して
も、クロスレール２６１と上流側中段面３２との段差部
３８の段差Ｈを１００ｎｍ以下としてあるので、上流側
中段面３２においても正圧力が発生する。この正圧力に
より、ヘッドスライダ２０３がディスク４００と衝突す
ることを防止、あるいは衝撃力を緩和できる。これは、
第１の実施の形態のヘッドスライダ２０においても同様
である。本実施の形態のヘッドスライダ２０３において
は凸部１５０を設けてあり、この凸部１５０が最も突出
した構成であるので、ヘッドスライダ２０３がディスク
４００表面に接触する場合、凸部１５０が最初に接触す
る。この凸部１５０がディスク４００表面に接触して
も、形状が小さく表面が滑らかであるのでディスク４０
０表面を損傷させることが少なく、かつディスク４００
表面にヘッドスライダ２０３が吸着することを防ぐこと
もできる。したがって、上流側中段面３２で発生する正
圧力による衝撃力の緩和と、凸部１５０によるディスク
４００の損傷やヘッドスライダ２０３の吸着の防止が可
能となり、相対速度を小さくしても安定な浮上量を確保
しながら、耐衝撃性に優れたヘッドスライダ２０３およ
びディスク装置を実現できる。

【００４５】なお、第２の実施の形態のヘッドスライダ
２０３では、クロスレール２６１とこのクロスレール２
６１に接続されるサイドレール２６２、２６３を同一平
面としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
図９に示すような構成のヘッドスライダ２０４であって
もよい。なお、図７（Ａ）と同一構成要素については同
一符号を付している。このヘッドスライダ２０４では、
クロスレール２６４と上流側中段面４２との段差部３９
の段差Ｈを、例えば６０ｎｍとするとともに、上流側中
段面４２上に複数個の凸部１５６を設け、この凸部１５
６と上流側中段面４２との段差を１００ｎｍとすれば、
第２の実施の形態のヘッドスライダ２０３と同様な作用
および効果を得ることができる。

【００４６】（第３の実施の形態）図１０は、本発明の
第３の実施の形態のヘッドスライダ２０５であり、
（Ａ）は対向面側から見た平面図であり、（Ｂ）はその
Ｚ−Ｚ線に沿った断面図である。図１と同一要素につい
ては同一符号を付している。本実施の形態のヘッドスラ
イダ２０５は、クロスレール２６１の幅方向の中央部に
溝３２２を設け、この溝３２２を上流側中段面３２と同
一高さにするとともに連結させた構成としたことが異な
る点である。本実施の形態のヘッドスライダ２０５につ
いても、図２に示すディスク装置に取り付けたときの浮
上量の安定性と耐衝撃性について、数値解析により求め
た。解析条件としては、第１の実施の形態の場合と同じ
であるので、説明は省略する。なお、溝３２２を設ける
ことにより、粘性流体がディスク４００とヘッドスライ
ダ２０５の対向面との間に流れ込みやすくなり、空気潤
滑膜を維持しやすくなる。

【００４７】段差部３８の段差Ｈを１００ｎｍとしたヘ
ッドスライダ２０５を用いたときの、ディスク４００中
心からの距離とその位置での浮上量の解析結果を図１１
に示す。図１１からわかるように、ディスク４００の半
径位置に関わらずほぼ一定の浮上量を得られることが見
出された。

【００４８】次に、段差部３８の段差Ｈの異なるヘッド
スライダ２０５についての浮上量変動を、同様に数値解
析から求めた。この結果を図１２に示す。図１２につい
ても第１の実施の形態の図４と同じように求めた。すな
わち、横軸は段差部３８の段差Ｈである。ディスク４０
０の内周部である３ｍｍの位置から外周部である９ｍｍ
の位置までの間における浮上量の平均値をＦＨａｖｅと
し、最大値および最小値をＦＨｍａｘ、ＦＨｍｉｎとし
て、ＦＨｍａｘ／ＦＨａｖｅとＦＨｍｉｎ／ＦＨａｖｅ
により評価して百分率表示している。これを縦軸に示
す。

【００４９】ＦＨｍａｘ／ＦＨａｖｅは段差Ｈを大きく
するほど大きくなり、逆にＦＨｍｉｎ／ＦＨａｖｅは段
差Ｈを大きくするに伴い小さくなることが見出された。
すなわち、段差部３８の段差Ｈを大きくすると、内周部
位置から外周部位置までの間での浮上量の変動が大きく
なることが見出された。段差Ｈが１００ｎｍ以下におい
ては、第１の実施の形態のヘッドスライダ２０とほぼ同
じ値が得られたが、段差Ｈがさらに大きくなると本実施
の形態のヘッドスライダ２０５の方が浮上量変動を生じ
やすい傾向が見られた。本実施の形態のヘッドスライダ
２０５においても、段差Ｈとして１００ｎｍ以下が望ま
しく、さらに段差Ｈを６０ｎｍ以下とすれば、段差Ｈの
加工精度にある程度バラツキが生じても浮上量変動が生
じ難いので製造歩留まりを改善でき、より望ましいこと
が見出された。

【００５０】図１３は、段差部３８の段差Ｈと耐衝撃性
との関係を示す。耐衝撃性についても第１の実施の形態
のヘッドスライダ２０と同じ条件として求めた。図１３
からわかるように、本実施の形態のヘッドスライダ２０
５の場合には、段差Ｈを１００ｎｍ以下、５ｎｍ以上と
すれば、耐衝撃値を１０００Ｇ以上とすることができる
ことが見出された。

【００５１】以上述べたように本実施の形態のヘッドス
ライダ２０５の場合には、段差部３８の段差Ｈを５ｎｍ
以上、１００ｎｍ以下とすれば、浮上量変動を許容値内
にでき、かつ耐衝撃性として１０００Ｇを確保できるこ
とがわかった。また、段差Ｈの加工精度にある程度バラ
ツキが生じても、浮上量変動が生じ難くして製造歩留ま
りを改善するためには、５ｎｍから６０ｎｍの範囲とす
ることがより望ましい。

【００５２】なお、クロスレール２６１に溝３２２を設
ける構成については、本実施の形態で説明したヘッドス
ライダ２０５に限定されることはなく、図７（Ａ）、図
７（Ｂ）等の第１の実施の形態の変形例のヘッドスライ
ダ２０１、２０２や、第２の実施の形態のヘッドスライ
ダ２０３、２０４等に溝を設ける構成であっても同じ作
用を得ることができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明のヘッドスライダは、ディスクと
対向する対向面が上流側端部から所定の位置にディスク
の回転方向に対し直交するように設けられたクロスレー
ルと、クロスレールの先頭側の端部から上流側端部方向
にかけてクロスレールよりは低く形成された上流側中段
面とを有し、クロスレールと上流側中段面との段差部に
おける段差を５ｎｍから１００ｎｍの範囲とした構成を
特徴とする。

【００５４】これにより、ディスクが低速回転してヘッ
ドスライダとディスクとの相対速度が小さくなってもほ
ぼ所望の浮上量を保持することができる。したがって、
小径のディスクを用いてもディスクの回転速度を増加さ
せる必要がなくなり、消費電力の増加が生じないように
できる。また、相対速度の変動や気圧変動に対しても浮
上量の変動を抑制する効果も得られる。

【００５５】また、ディスクに接触する方向に衝撃力が
作用して、ヘッドスライダがディスク表面に近接すると
上流側中段面でも正圧力が発生するので、ディスクとの
衝突を緩和できる。さらに、上流側中段面上に複数の凸
部を設けることで、ディスクに接触してもディスクの損
傷を生じ難くできる。さらに、外部から衝撃力が作用し
てもヘッドスライダあるいはディスクを損傷し難い耐衝
撃性に優れたヘッドスライダが得られる。この結果、携
帯機器にも搭載可能な小型、薄型で低消費電力のディス
ク装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態のヘッド
スライダの対向面側から見た平面図（Ｂ）は、同ヘッド
スライダのＸ−Ｘ線に沿った断面図

【図２】同実施の形態のヘッドスライダを用いたディス
ク装置の概略斜視図

【図３】同ヘッドスライダを用いた場合のディスクの中
心からの距離と浮上量との関係を示す図

【図４】同実施の形態において、ヘッドスライダの段差
部の段差と浮上量の変動との関係を示す図

【図５】同実施の形態において、気圧が２０％低下した
ときの浮上量の変化と段差部の段差との関係を示す図

【図６】同実施の形態において、ヘッドスライダの段差
部の段差と耐衝撃性との関係を示す図

【図７】（Ａ）は、同実施の形態において、ヘッドスラ
イダの変形例を示す平面図 （Ｂ）は、同実施の形態において、ヘッドスライダの他
の変形例を示す平面図

【図８】（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態のヘッド
スライダの対向面側からみた平面図 （Ｂ）は、同ヘッドスライダのＹ−Ｙ線に沿った断面図

【図９】同実施の形態のヘッドスライダの変形例を示す
平面図

【図１０】（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態のヘッ
ドスライダの対向面側から見た平面図 （Ｂ）は、同ヘッドスライダのＺ−Ｚ線に沿った断面図

【図１１】同ヘッドスライダを用いた場合のディスクの
中心からの距離と浮上量との関係を示す図

【図１２】同実施の形態において、ヘッドスライダの段
差部の段差と浮上量の変動との関係を示す図

【図１３】同実施の形態において、ヘッドスライダの段
差部の段差と耐衝撃性との関係を示す図

【図１４】従来のディスク装置の概略斜視図

【符号の説明】

１ 主軸 ２，４００ ディスク ３ 駆動手段 ４，２０，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５
ヘッドスライダ ５ サスペンション ６，６００ アクチュエータアーム ７，７００ アクチュエータ軸 ８，８００ 位置決め手段 ９，９００ 筐体 ２２ ヘッド ２６ 第１の正圧発生部 ２８，６０，６６ 負圧発生部 ３１ 第２の正圧発生部 ３２，４２，４４ 上流側中段面 ３３ 下流側中段面 ３６ 上流側端部 ３７ 下流側端部 ３８，３９，４１ 段差部 ５２，５４，５６，５８，２６２，２６３ サイドレー
ル １５０，１５６ 凸部 ２６１，２６４，２６６ クロスレール ３２２ 溝 ５００ ランプ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク状記録媒体の回転方向に対して
   先頭側の上流側端部と後端側の下流側端部とを含む略直
   方体形状で、前記ディスク状記録媒体と対向する対向面
   と、前記対向面上に設けられた記録と再生の少なくとも
   一方を行うヘッドとを具備し、 前記対向面は、前記上流側端部から所定の位置に前記デ
   ィスク状記録媒体の回転方向に対し直交するように設け
   られたクロスレールと、前記クロスレールの先頭側の端
   部から前記上流側端部方向にかけて前記クロスレールよ
   りは低く形成された上流側中段面とを有し、前記クロス
   レールと前記上流側中段面との段差部における段差を５
   ｎｍから１００ｎｍの範囲としたことを特徴とするヘッ
   ドスライダ。
2. 【請求項２】 前記クロスレールと前記上流側中段面と
   の段差部における段差を１０ｎｍから６０ｎｍの範囲と
   したことを特徴とする請求項１に記載のヘッドスライ
   ダ。
3. 【請求項３】 前記クロスレールは、前記ディスク状記
   録媒体の回転方向に平行な方向に溝が設けられ、前記溝
   は前記上流側中段面に連結されていることを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載のヘッドスライダ。
4. 【請求項４】 前記上流側中段面上にさらに複数個の凸
   部が設けられ、前記クロスレールは、前記凸部よりは低
   く、かつ前記上流側中段面よりは高くしたことを特徴と
   する請求項１から請求項３までのいずれかに記載のヘッ
   ドスライダ。
5. 【請求項５】 前記ディスク状記録媒体の回転方向に平
   行な方向に前記クロスレールと接続する２本のサイドレ
   ールをさらに有することを特徴とする請求項１から請求
   項４までのいずれかに記載のヘッドスライダ。
6. 【請求項６】 ディスク状記録媒体と、 前記ディスク状記録媒体を回転駆動する駆動手段と、 前記ディスク状記録媒体に記録と再生の少なくとも一方
   を行うヘッドと、 前記ディスク状記録媒体に対向する対向面に前記ヘッド
   を搭載したヘッドスライダと、 前記ヘッドスライダを支持するアクチュエータアーム
   と、 前記アクチュエータアームを介して前記ヘッドス
   ライダを前記ディスク状記録媒体の所定のトラック位置
   に位置決めする位置決め手段とを具備し、 前記ヘッドスライダが、 前記ディスク状記録媒体の回転方向に対して先頭側の上
   流側端部と後端側の下流側端部とを含む略直方体形状
   で、前記ディスク状記録媒体と対向する対向面と、前記
   対向面上に設けられた記録と再生の少なくとも一方を行
   う前記ヘッドとを具備し、 前記対向面は、前記上流側端部から所定の位置に前記デ
   ィスク状記録媒体の回転方向に対して直交するように設
   けられたクロスレールと、前記クロスレールの先頭側の
   端部から前記上流側端部方向にかけて前記クロスレール
   よりは低く形成された上流側中段面とを有し、前記クロ
   スレールと前記上流側中段面との段差部における段差を
   ５ｎｍから１００ｎｍの範囲としたことを特徴とするデ
   ィスク記録再生装置。
7. 【請求項７】 前記ヘッドスライダの前記クロスレール
   と前記上流側中段面との段差部における段差を１０ｎｍ
   から６０ｎｍの範囲としたことを特徴とする請求項６に
   記載のディスク記録再生装置。
8. 【請求項８】 前記ヘッドスライダの前記クロスレール
   は、前記ディスク状記録媒体の回転方向に平行な方向に
   溝が設けられ、前記溝は前記上流側中段面に連結されて
   いることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の
   ディスク記録再生装置。
9. 【請求項９】 前記ヘッドスライダの前記上流側中段面
   上にはさらに複数個の凸部が設けられ、前記クロスレー
   ルは、前記凸部よりは低く、かつ前記上流側中段面より
   は高くしたことを特徴とする請求項６から請求項８まで
   のいずれかに記載のディスク記録再生装置。