JP2003308671A - ヘッドジンバルアセンブリおよび情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 温度変化によるクラウンとキャンバーの変化
によるスライダの浮上量の変化量を相殺ができるヘッド
ジンバルアセンブリを提供すること。 【解決手段】 中央の空気排出端側の正圧発生面６１Ｃ
の第１端部と両側の空気排出端側の正圧発生面６１Ｂ，
６１Ｄの第２端部の差をＬｓとして、スライダの幅を
Ｗ、正圧発生面６１Ｂ，６１Ｄの空気排出端からスライ
ダの中心線までの距離をＷｓ、使用上限温度におけるス
ライダのキャンバーをＣｍ、スライダの最小浮上ピッチ
角をＰとしたとき、Ｌｓ・ｓｉｎ（Ｐ）＋Ｗｓ／（Ｗ／
２）・Ｃｍ≧０で、単位温度あたりのクラウンの熱変形
量をｄＣｒ、単位温度あたりのキャンバーの熱変形量を
ｄＣｍ、単位クラウン変化量あたりのヘッドギャップ浮
上量の変化量をｄＦＨｃｒ、単位キャンバー変化量あた
りのヘッドギャップ浮上量の変化量をｄＦＨｃｍとした
とき、ｄＣｒ×ｄＦＨｃｒと、−１×ｄＣｍ×ｄＦＨｃ
ｍがほぼ等しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッドを搭載した
ヘッドジンバルアセンブリおよび情報記録再生装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】情報記録再生可能な電子機器、たとえば
携帯型のコンピュータ等には、磁気記録再生装置の一例
としてハードディスクドライブ（ＨＤＤ）装置が内蔵あ
るいは外部に接続できるようになっている。

【０００３】図１１は、従来用いられているハードディ
スクドライブ装置用の一部を示している。この種のハー
ドディスクドライブ装置の一部を図１３に示している。
ディスク状の記録媒体である磁気ディスク１００２の表
面１００３の上には、浮上型ヘッドスライダ１００４が
空気潤滑によって浮上するようになっている。このスラ
イダ１００４の磁気ヘッド１００５が、磁気ディスク１
００２に対して情報を記録したり、あるいは磁気ディス
ク１００２の情報を再生するようになっている。スライ
ダ１００４の空気軸受け部１００６と磁気ディスク１０
０２の表面１００３の間には、動圧による空気潤滑によ
って、浮揚力を発生して、この浮揚力によりスライダ１
００４が浮揚する。

【０００４】図１２と図１３は、スライダの形状を示し
ている。スライダ１００４の空気軸受け部１００６は、
正圧発生部１０１０、ステップ１０１１、そして深溝１
０１３を有している。図１１に示す磁気ディスク１００
２の回転に伴う空気流の作用により、正圧発生部１０１
０は正圧を発生し、深溝１０１３に設けられた負圧発生
部１０１４には負圧が発生する。このスライダ１００４
は図１１に示すサスペンション１０２０により支えられ
ており、このサスペンション１０２０はスライダ１００
４を押圧する。このサスペンションによるスライダの押
圧する際の荷重と、上述した正圧および負圧のバランス
点によって、スライダ１００４はディスク１００２の上
を安定浮上することができるようになっている。

【０００５】図１４は、ヘッドジンバルアセンブリ（Ｈ
ＧＡ）１０７１を示している。このヘッドジンバルアセ
ンブリ１０７１は、スライダ１００４とサスペンション
１０２０から構成されている。スライダ１００４は、サ
スペンション１０２０のジンバル１０７３に対して接着
剤によって接着されている。スライダ１００４の磁気ヘ
ッド１００５とサスペンション１０２０の配線１０７５
を電気的に接続するために、磁気ヘッド１００５と配線
１０７５は、複数の金ボール１０８０によりボンディン
グされている。金ボール１０８０をコートする目的で、
ＵＶ樹脂（紫外線硬化樹脂）１０８３が付加されること
もある。

【０００６】図１２に示すスライダ１００４は、磁気デ
ィスク１００２の回転に伴う空気流の作用により、図１
３に示す正圧発生部１０１０に正圧が発生し、深溝１０
１３の中に設けられた負圧発生部１０１４に負圧が発生
して、スライダ１００４を押圧するサスペンション１０
２０の荷重と、上述した正圧および負圧のバランス点に
おいて、スライダ１００４が磁気ディスク１００２に対
して安定し浮上することができる。

【０００７】図１５は、スライダ１００４のクラウンと
キャンバーについて示している。図１５（Ａ）のスライ
ダ１００４の空気軸受け部１００６は、図１５（Ｂ）お
よび図１５（Ｃ）に示すように凸型になった同一曲面上
に存在している。ここでスライダ１００４の長手方向で
あるＸ方向の凸を図１５（Ｃ）のようにクラウンＣＮと
呼び、より凸となる方向を正、凹になる方向を負とす
る。また図１５（Ｂ）に示すように、スライダ１００４
の幅方向であるＹ方向の凸をキャンバーＣｍと呼び、同
様により凸となる方向を正とし、凹になる方向を負と定
義する。このようなクラウンＣＮおよびキャンバーＣｍ
は、スライダ１００４の浮上量に影響を与えるので、設
計値に対して±５ｎｍ程度に収まるように管理されるも
のである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では磁
気ディスク装置が小型化されたことに伴い、磁気ディス
ク装置を携帯できるようにすることが望まれている。そ
のため、従来より温度環境の厳しい場所での磁気ディス
クの使用が考えられるようになってきており、結果とし
て磁気ディスク装置の補償温度範囲の拡大が求められる
ようになってきている。磁気ディスク装置に温度ストレ
スが加わった状態では、図１４に示すジンバル１０７３
とスライダ１００４の線膨張係数が異なることと、接着
剤や金ボール１０８０によりジンバル１０７３とスライ
ダ１００４の両者が締結されているという理由で、スラ
イダとジンバルに熱応力が働くことで、スライダ１００
４のクラウンＣＮとキャンバーＣｍが温度により変化す
るという問題点があった。また、特に近年多用されてい
る図１３に示す３０％スライダ（長さＬ×幅Ｗ×厚みＨ
＝１．０２５×１×０．３ｍｍ）と呼ばれるスライダの
サイズ以下のサイズのスライダでは、スライダの厚みが
薄いことから熱応力の影響を受けやすいという問題もあ
った。

【０００９】一般的なヘッドジンバルアセンブリ１０７
１では、スライダ１００４よりもジンバル１０７３の方
が線膨張係数が大きいため、高温となるとクラウンとキ
ャンバーが図１５（Ｂ）と図１５（Ｃ）のともに負（凹
となる方向）方向にスライダ１００４が変形する。クラ
ウンとキャンバーがともに負方向に変形すると、従来の
スライダは浮上量が下がる傾向にある。そのため、クラ
ウンとキャンバーが温度により変化する結果、スライダ
の浮上量が温度により変化するという問題点があった。
特に上述の３０％スライダでは、浮上量の絶対値が低い
ために僅かな変化でも影響を受けやすい。また、高温で
スライダの浮上低下によるヘッドクラッシュの可能性
や、低温では浮上量の増加による磁気ギャップの増加に
よりＲＷ（書き換え時）のエラーレートの増加が発生す
るという問題があった。

【００１０】上述問題を解決するために、以下の発明が
提案されている。特開平７−６５５２５号と特開平７−
３２０４３５号では、スライダ材料とジンバル材料の線
膨張係数の差を小さくすることでクラウンの変形自身を
最小化することを提案しているが、スライダはセラミッ
クス、ジンバルはステンレス鋼で作成せざるを得ないた
め材質選択の自由度が限定的となり、十分な効果があげ
られないという問題点があった。

【００１１】特表平９−５０８９９９号と特開平１１−
２３２８１１号では、接着剤を緩衝材とすることで熱応
力を緩和しスライダの変形を最小とすることを提案して
いるが、本発明者らが行った実験によると、スライダの
変形に対して支配的な項目は、接着剤ではなくボールボ
ンディングであり、接着剤の熱応力を緩和しても効果が
薄いという問題があった。

【００１２】本発明者の実験では、金ボールの有無とし
た２種類のヘッドジンバルアセンブリのクラウンとキャ
ンバーの温度依存性を測定した。その結果、金ボールを
無くすとクラウンとキャンバーの変化は激減することが
判明し、金ボールの存在がクラウンとキャンバー変化の
支配要因であることがわかった。

【００１３】そこで本発明は上記課題を解消し、ヘッド
ジンバルアセンブリ上のスライダのクラウンの変化によ
る浮上変化と、キャンバー変化による浮上変化量を、異
符号かつ絶対値が近くなるように設定して、温度変化に
よるクラウンとキャンバーの変化によるスライダの浮上
量の変化量を相殺することができるヘッドジンバルアセ
ンブリ及び情報記録再生装置を提供することを目的とし
ている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、記録
媒体と対向する対向部に空気軸受け部を有し前記空気軸
受け部と前記記録媒体の表面との間で動圧による空気潤
滑によって浮揚力を受け、情報記録再生用のヘッドを有
する浮上型ヘッドスライダと、前記浮上型ヘッドスライ
ダを固定して前記浮上型ヘッドスライダを前記記録媒体
の前記表面の方向に押圧するためのサスペンションとか
らなるヘッドジンバルアセンブリにおいて、前記空気軸
受け部は、前記浮上型ヘッドスライダの空気流入端側に
配置された空気流入端側の正圧発生面と、前記浮上型ヘ
ッドスライダの空気排出端側に配置され、前記空気軸受
け部の中央位置と前記中央位置の両側位置にそれぞれ配
置された空気排出端側の正圧発生面と、を有し、前記ヘ
ッドは、前記中央位置の前記空気排出端側の正圧発生面
に含有されており、前記中央位置の前記空気排出端側の
正圧発生面の前記空気排出端側における第１端部と前記
両側位置の前記空気排出端側の正圧発生面の前記空気排
出端側における第２端部との差をＬｓとして、前記差Ｌ
ｓは前記第１端部が前記第２端部に比べて前記空気排出
端方向に延びる方向を正とし、前記浮上型ヘッドスライ
ダの幅をＷとし、前記両側位置の前記空気排出端側の正
圧発生面の前記空気排出端から、前記浮上型ヘッドスラ
イダの前記空気流入端から前記空気排出端に沿った方向
の前記浮上型ヘッドスライダの中心線までの距離をＷｓ
として、使用上限温度における前記浮上型ヘッドスライ
ダのキャンバーをＣｍ、そして前記浮上型ヘッドスライ
ダの前記空気軸受け部が前記記録媒体の前記表面に対し
て浮上する角度である最小浮上ピッチ角をＰとしたとき
に、Ｌｓ・ｓｉｎ（Ｐ）＋Ｗｓ／（Ｗ／２）・Ｃｍ≧０
であり、前記浮上型ヘッドスライダの単位温度あたりの
クラウンの熱変形量をｄＣｒとし、前記浮上型ヘッドス
ライダの単位温度あたりのキャンバーの熱変形量をｄＣ
ｍとし、単位クラウン変化量あたりの前記ヘッドのヘッ
ドギャップ浮上量の変化量をｄＦＨｃｒとし、単位キャ
ンバー変化量あたりの前記ヘッドギャップ浮上量の変化
量をｄＦＨｃｍとしたとき、ｄＣｒ×ｄＦＨｃｒと、−
１×ｄＣｍ×ｄＦＨｃｍと、がほぼ等しいことを特徴と
するヘッドジンバルアセンブリである。

【００１５】請求項１の発明では、Ｌｓ・ｓｉｎ（Ｐ）
＋Ｗｓ／（Ｗ／２）・Ｃｍ≧０を成立させることによ
り、浮上型ヘッドスライダのクラウンの増減により、ス
ライダの浮上量の変化への依存性を相殺するために、ス
ライダのキャンバーが負方向に変化した時にスライダの
最小浮上量ｍｉｎＦＨが増大するようにして、スライダ
の浮上量への依存性を持たせるようにしている。つまり
キャンバーが温度補償範囲内で最大限負方向に変形して
も、常に正圧発生面内に最小浮上量ｍｉｎＦＨ１があれ
ば、キャンバーが負方向に変化すると、最小浮上量ｍｉ
ｎＦＨは必ず上がることになる。そして、請求項１の発
明では、ｄＣｒ×ｄＦＨｃｒと、−１×ｄＣｍ×ｄＦＨ
ｃｍがほぼ等しくする。温度によるクラウンとキャンバ
ーの変形をスライダの浮上量に変換した時に相殺される
ようにするのである。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１に記載のヘッ
ドジンバルアセンブリにおいて、前記空気軸受け部の前
記空気流入端側の正圧発生面と前記空気排出端側の正圧
発生面は、前記対向部側に形成されて正圧を発生する第
１空気潤滑面を構成し、前記空気軸受け部は、さらに前
記第１空気潤滑面よりも深い位置に形成されている第２
空気潤滑面と、前記第２空気潤滑面よりも深い位置に形
成されている第３空気潤滑面と、を有する。

【００１７】請求項３の発明は、記録媒体と対向する対
向部に空気軸受け部を有し前記空気軸受け部と前記記録
媒体の表面との間で動圧による空気潤滑によって浮揚力
を受け、情報記録再生用のヘッドを有する浮上型ヘッド
スライダと、前記浮上型ヘッドスライダを固定して前記
浮上型ヘッドスライダを前記記録媒体の前記表面の方向
に押圧するためのサスペンションとからなるヘッドジン
バルアセンブリを備える情報記録再生装置において、前
記空気軸受け部は、前記浮上型ヘッドスライダの空気流
入端側に配置された空気流入端側の正圧発生面と、前記
浮上型ヘッドスライダの空気排出端側に配置され、前記
空気軸受け部の中央位置と前記中央位置の両側位置にそ
れぞれ配置された空気排出端側の正圧発生面と、を有
し、前記ヘッドは、前記中央位置の前記空気排出端側の
正圧発生面に含有されており、前記中央位置の前記空気
排出端側の正圧発生面の前記空気排出端側における第１
端部と前記両側位置の前記空気排出端側の正圧発生面の
前記空気排出端側における第２端部との差をＬｓとし
て、前記差Ｌｓは前記第１端部が前記第２端部に比べて
前記空気排出端方向に延びる方向を正とし、前記浮上型
ヘッドスライダの幅をＷとし、前記両側位置の前記空気
排出端側の正圧発生面の前記空気排出端から、前記浮上
型ヘッドスライダの前記空気流入端から前記空気排出端
に沿った方向の前記浮上型ヘッドスライダの中心線まで
の距離をＷｓとして、使用上限温度における前記浮上型
ヘッドスライダのキャンバーをＣｍ、そして前記浮上型
ヘッドスライダの前記空気軸受け部が前記記録媒体の前
記表面に対して浮上する角度である最小浮上ピッチ角を
Ｐとしたときに、Ｌｓ・ｓｉｎ（Ｐ）＋Ｗｓ／（Ｗ／
２）・Ｃｍ≧０であり、前記浮上型ヘッドスライダの単
位温度あたりのクラウンの熱変形量をｄＣｒとし、前記
浮上型ヘッドスライダの単位温度あたりのキャンバーの
熱変形量をｄＣｍとし、単位クラウン変化量あたりの前
記ヘッドのヘッドギャップ浮上量の変化量をｄＦＨｃｒ
とし、単位キャンバー変化量あたりの前記ヘッドギャッ
プ浮上量の変化量をｄＦＨｃｍとしたとき、ｄＣｒ×ｄ
ＦＨｃｒと、−１×ｄＣｍ×ｄＦＨｃｍと、がほぼ等し
いことを特徴とする情報記録再生装置である。

【００１８】請求項３の発明では、Ｌｓ・ｓｉｎ（Ｐ）
＋Ｗｓ／（Ｗ／２）・Ｃｍ≧０を成立させることによ
り、浮上型ヘッドスライダのクラウンの増減により、ス
ライダの浮上量の変化への依存性を相殺するために、ス
ライダのキャンバーが負方向に変化した時にスライダの
最小浮上量ｍｉｎＦＨが増大するようにして、スライダ
の浮上量への依存性を持たせるようにしている。つまり
キャンバーが温度補償範囲内で最大限負方向に変形して
も、常に正圧発生面内に最小浮上量ｍｉｎＦＨ１があれ
ば、キャンバーが負方向に変化すると、最小浮上量ｍｉ
ｎＦＨは必ず上がることになる。そして、請求項３の発
明では、ｄＣｒ×ｄＦＨｃｒと、−１×ｄＣｍ×ｄＦＨ
ｃｍがほぼ等しくする。温度によるクラウンとキャンバ
ーの変形をスライダの浮上量に変換した時に相殺される
ようにするのである。

【００１９】請求項４の発明は、請求項３に記載の情報
記録再生装置において、前記空気軸受け部の前記空気流
入端側の正圧発生面と前記空気排出端側の正圧発生面
は、前記対向部側に形成されて正圧を発生する第１空気
潤滑面を構成し、前記空気軸受け部は、さらに前記第１
空気潤滑面よりも深い位置に形成されている第２空気潤
滑面と、前記第２空気潤滑面よりも深い位置に形成され
ている第３空気潤滑面と、を有する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００２１】図１は、本発明のヘッドジンバルアセンブ
リ（ＨＧＡ）を有する情報記録再生装置の好ましい実施
の形態を示している。図１に示す情報記録再生装置は、
一例としてハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）であ
り、このハードディスクドライブ装置１０は、磁気記録
再生装置の一種であり、筐体１の中に磁気ディスク２が
収容されている。磁気ディスク２は、いわゆるハードデ
ィスク（ＨＤ）と呼ばれている。この磁気ディスク２
は、スピンドルモータ３によって、角速度一定で回転駆
動される。

【００２２】アーム４の一端にはボイスコイル５が取り
付けられている。アーム４の一端には、サスペンション
７が取り付けられている。このサスペンション７の先端
には浮上型ヘッドスライダ（以下スライダという）６が
取り付けられている。ボイスコイル５は、マグネット１
０とマグネット１２により挟まれた位置に配置されてお
り、ボイスコイル５とマグネット１０，１２はボイスコ
イルモータを構成している。ボイスコイル５に流れる電
流が、マグネット１０，１２の磁界から力を受けて軸１
４を中心にアーム４が回動する。これにより、スライダ
６に取り付けられた図２に示す磁気ヘッド２０が磁気デ
ィスク２の表面（情報記録面）１１に対して、半径方
向、すなわちシーク方向に動作して、磁気ディスク２の
表面１１の所定のトラックに対して磁気ヘッド２０が情
報を磁気的に記録をしたり、あるいは磁気ディスク２に
記録されている情報を磁気的に再生するようになってい
る。

【００２３】図２はスライダをサスペンションおよび磁
気ディスクの一例を示している。図２に示すスライダ６
は、たとえばほぼ直方体形状であり、スライダ６は対向
部３０と表面部３２を有している。対向部３０は、磁気
ディスク２の表面１１に対向している部分である。この
磁気ディスク２は、記録媒体の一種である。磁気ヘッド
２０はヘッドの一種である。表面部３２は、たとえば図
の例ではジンバル３３を用いて、サスペンション７の先
端部に取り付けられている。サスペンション７は、ピボ
ット３４を用いてスライダ６の表面部３２をサポートし
ている。サスペンション７の他端部はアーム４に固定さ
れている。スライダ６は、空気流入端４０と空気排出端
４１を有している。空気流入端４０は、空気流入部ある
いは空気導入部等とも呼び、空気排出端４１は空気排出
部等とも呼ぶ。

【００２４】図３は、本発明のヘッドジンバルアセンブ
リの好ましい実施の形態を示している。ヘッドジンバル
アセンブリ３００は、スライダ６とサスペンション３１
０を有している。スライダ６は、サスペンション３１０
のジンバル３１３に対して接着剤によって接着されてい
る。スライダ６の磁気ヘッド２０とサスペンション３１
０の配線３１０を電気的に接続するために、スライダ６
とジンバル３１３は複数の金ボール３３０によりボンデ
ィングされている。またこの金ボール３３０をコートす
る目的で、ＵＶ樹脂（紫外線硬化樹脂）３３５が付加さ
れていることもある。

【００２５】図５は、スライダ６のクラウンＣＮとキャ
ンバーＣｍの定義を示している。スライダ６の空気軸受
け部５０は、図５（Ｃ）のクラウンＣＮと図５（Ｂ）の
キャンバーＣｍを有しており、凸型になった同一曲面上
にこの空気軸受け部５０が存在している。ここで、スラ
イダ６の長手方向であるＸ方向の凸をクラウンＣＮと呼
び、より凸が大きくなる方向を正とし、小さくなるある
いは凹となる方向を負とする。またスライダ６の幅方向
であるＹ方向の凸をキャンバーＣｍと呼び、スライダ６
の幅方向であるＹ方向において、より凸が大きくなる方
向を正とし、小さくなるあるいは凹になる方向を負と定
義する。

【００２６】ヘッドジンバルアセンブリ３００を加熱お
よび冷却すると、上述したように、スライダ６のクラウ
ンとキャンバーが変化する。本発明者がヘッドジンバル
アセンブリ３００を用いて実験したところ、図６に示す
ような結果が得られた。

【００２７】図６（Ａ）は、温度によるクラウン変化を
示しており、図６（Ｂ）は温度によるキャンバー変化を
示している。図６（Ａ）では縦軸がクラウン変化量であ
り、横軸は温度である。図６（Ｂ）の縦軸はキャンバー
変化量であり、横軸は温度である。図６に示す実験結果
から、以下の事柄が確認できた。（１）高温になると、
図６（Ａ）と図６（Ｂ）に示すように、図５（Ｃ）のク
ラウンＣＮと、図５（Ｂ）のキャンバーＣｍは、共に負
方向に変形する。（２）金ボールがある場合には金ボー
ルがない場合と異なり、図６（Ａ）と図６（Ｂ）に示す
ように、クラウンＣＮとキャンバーＣｍは、温度に対し
てほぼ一次関数的に変形する。ところで、一般的にスラ
イダでは、クラウンが減少するとほぼ一次関数的にスラ
イダの浮上量が上がることがすでに知られている。これ
はクラウンが空気軸受け部における正圧発生機構部分の
役割となっているためである。

【００２８】図８は、本発明の実施の形態のスライダの
クラウンの変化とキャンバー変化が、スライダの浮上量
に与える影響を示す計算結果である。図８（Ａ）は、本
発明の実施の形態のスライダのクラウン変化量とスライ
ダの浮上変化量の関係を示し、図８（Ｂ）は、本発明の
実施の形態のスライダのキャンバー変化量とスライダの
浮上変化量の関係を示している。図８（Ａ）においては
クラウン変化量と浮上変化量の関係では、直線Ｌ１０は
正の傾きを示しているが、図８（Ｂ）においてキャンバ
ー変化量と浮上変化量の関係では、直線Ｌ１１は負の傾
きを示している。このことから、本発明では、温度変化
に起因するクラウン変化量の増減によるスライダの浮上
量の変化を相殺するような浮上量依存性を、キャンバー
増減に付加することで、スライダの最小浮上量ｍｉｎＦ
Ｈの値の変化に実質的な影響をなくすことを目的として
いる。キャンバーが減少することで、つまり、キャンバ
ーの減少によりスライダの浮上量を上げてかつそのスラ
イダの浮上量が、クラウン減少によるスライダの浮上量
の減少と同等にすることにより、スライダの最小浮上量
ｍｉｎＦＨに対する実質的な影響をなくし、ほぼ最小浮
上量を常に一定にすることができるのである。

【００２９】図５（Ｄ）は、ヘッドジンバルアセンブリ
３００のスライダ６と磁気ディスク２の位置関係を示し
ている。スライダ６の空気排出端４１側の端部１３Ｆと
磁気ディスク２の表面１１の隙間は、スライダ６の最小
浮上量ｍｉｎＦＨである。また磁気ヘッド２０の磁気ギ
ャップ２０Ｇと表面１１の間隔は、ギャップ浮上量ＧＦ
Ｈである。そしてスライダ６の空気軸受け部５０と表面
１１の間で形成される角度は、最小浮上ピッチ角Ｐであ
る。

【００３０】図４は、スライダ６の空気軸受け部５０の
形状例を示している。このスライダ６の空気軸受け部５
０は、空気潤滑面形成部とも呼んでおり、空気軸受け部
５０はたとえば物理的なドライエッチングにより形成す
る。後で説明する別の実施の形態の空気軸受け部の形状
を形成する場合においても同様にドライエッチングによ
り作ることができる。

【００３１】スライダ６の対向部３０側に形成された空
気軸受け部５０と、図５（Ｄ）に示す磁気ディスク２の
表面１１との間には、動圧による空気潤滑が生じ、スラ
イダ６は表面１１に対して浮揚力を受けて、スライダ６
は磁気ヘッド２０と表面１１の間に上述したような最小
浮上量ｍｉｎＦＨを確保するようになっている。空気潤
滑作用を起こすための空気軸受け部５０には、空気流入
端４０と空気排出端４１にかけて、第１空気潤滑面６
１、第２空気潤滑面６２および第３空気潤滑面６３が形
成されている。

【００３２】第１空気潤滑面６１は、スライダが浮上す
る際の正圧を発生する正圧発生部分である。この第１空
気潤滑面６１は、空気流入端４０（リーディングともい
う）側の正圧発生面６１Ａ、空気排出端４１側の中央の
正圧発生面６１Ｃ、第１サイド部７１側の正圧発生面６
１Ｄおよび第２サイド部７２側の正圧発生面６１Ｂの合
計４つの正圧発生面を有している。正圧発生面６１Ｄ，
６１Ｂは、空気排出端４１（トレーリング）側の正圧発
生面である。中央の正圧発生面６１Ｃは、その後端部に
磁気ヘッド２０を含有している。この中央の正圧発生面
６１Ｃは、２つの正圧発生面６１Ｂ，６１Ｄの中央に位
置しており、スライダ６の中心線ＣＬに沿って形成され
ている。この中心線ＣＬは、空気流入端４０から空気排
出端４１にむけてスライダの中心を通るＸ方向に沿った
線である。空気流入端４０側の正圧発生面６１Ａは、ほ
ぼ扇形状の大きなものであり、幅方向であるＹ方向に沿
ってほぼ全面に形成されている。

【００３３】第２空気潤滑面６２は、第１空気潤滑面６
１Ａ，６１Ｄ，６１Ｂに対して第１段差部２０３を経て
表面部３２側にやや深く形成されている。この第２空気
潤滑面６２は、浅溝ともいいあるいはステップとも呼
ぶ。第３空気潤滑面６３は、深溝とも呼んでおり、第２
空気潤滑面６２に比べてさらに第２段差部８２を経て深
く形成されている。第３空気潤滑面６３は、正圧発生面
６１Ａの付近に負圧発生部１３０を有しており、この負
圧発生部１３０は、スライダ６が浮遊している時に負圧
を発生する。

【００３４】（１）正圧発生面６１Ｂ，６１Ｄが本発明
に特徴的な正圧発生面であり、以下に記述する作用を担
う。クラウン変化の浮上への依存を相殺するために、本
発明のスライダではキャンバーが負方向に変化したとき
に図５（Ｄ）のギャップ浮上量ＧＡＰＦＨおよび最小浮
上量ｍｉｎＦＨが増大するように浮上への依存性を持た
せるようにした。図７（Ａ）に比べて図７（Ｂ）に示す
ようにキャンバー減（キャンバーが小さく）となると、
左右の正圧発生面６１Ｂ，６１Ｄが相対的に磁気ディス
ク２の表面１１に近づき、正圧発生面６１Ｃは表面１１
から遠のく（正圧発生面６１Ｃに関してはキャンバー減
となると浮上が上がることを意味する）現象を使用す
る。ここでは、図７（Ｂ）のようにキャンバーが温度補
償範囲内で最大限負方向に変形しても常に正圧発生面６
１Ｃ内に最小浮上量ｍｉｎＦＨの位置があれば、キャン
バーが負方向に変化すると、最小浮上量ｍｉｎＦＨは必
ず上がることになる。

【００３５】正圧発生面６１Ｃ内に常に最小浮上量ｍｉ
ｎＦＨの位置を持たせるためには、図４（Ｂ）に示すよ
うな定義の値を採用する。図４に示すように、中央の正
圧発生面６１Ｃのトレーリング端１３Ｆと左右の正圧発
生面６１Ｂ，６１Ｄのうちより後方に位置するトレーリ
ング端１３Ｅとの差を、Ｌｓ（中央トレーリング側正圧
発生面端部１３Ｆの方が左右の正圧発生面の端部１３Ｅ
に比べてより後方まで伸びる方向を正とする）とし、Ｙ
方向のスライダ幅をＷとし、両サイドトレーリング側の
正圧発生面６１Ｂ，６１Ｄの後端からスライダの中心線
ＣＬまでの距離をＷｓとし、使用上限温度におけるキャ
ンバーをＣｍとし、浮上領域におけるスライダの最小浮
上ピッチ角をＰとしたとき Ｌｓ・ｓｉｎ（Ｐ）＋Ｗｓ／（Ｗ／２）・Ｃｍ≧０・・・式（１） となるようにすると、幾何的に、全温度範囲において正
圧発生面６１Ｃのトレーリング端１３Ｆが、最小浮上量
ｍｉｎＦＨを持つこととなり、本発明に適用可能とな
る。

【００３６】図４の実施の形態のスライダ６の寸法例
は、たとえば Ｌｓ＝６ｅ^-6（ｍ） Ｗ＝０．５ｅ^-3（ｍ） Ｗｓ＝０．４１６ｅ^-3（ｍ） Ｃｍ＝５．３ｅ^-9（ｍ） Ｐ＝１３０（μｒａｄ） であり、Ｌｓ・ｓｉｎ（Ｐ）＋Ｗｓ／（Ｗ／２）・Ｃｍ
≧０・・・式（１）が成立している。以上の設計手法に
より、キャンバー減となるときに最小浮上量ｍｉｎＦ
Ｈ、ギャップ浮上量ＧＡＰＦＨを増加させることが可能
となる。スライダ６の浮上特性をシミュレーションした
結果、図８（Ｂ）に示したように、キャンバー減となる
と、確かに一次関数的にスライダの浮上量が上がること
が確認できた。Ｌｓ・ｓｉｎ（Ｐ）＋Ｗｓ／（Ｗ／２）
・Ｃｍ≧０を成立させることにより、浮上型ヘッドスラ
イダのクラウンの増減により、スライダの浮上量の変化
への依存性を相殺するために、スライダのキャンバーが
負方向に変化した時にスライダの最小浮上量ｍｉｎＦＨ
が増大するようにして、スライダの浮上量への依存性を
持たせるようにしている。つまりキャンバーが温度補償
範囲内で最大限負方向に変形しても、常に正圧発生面内
に最小浮上量ｍｉｎＦＨ１があれば、キャンバーが負方
向に変化すると、最小浮上量ｍｉｎＦＨは必ず上がるこ
とになる。

【００３７】（２）次に、温度によるクラウンの変形と
キャンバーの変形を浮上量に変換したときに相殺される
ように、以下の手法をとる。まず、図３のヘッドジンバ
ルアセンブリ３００への温度印加実験によって、単位温
度あたりのクラウンの熱変形量ｄＣｒと、単位温度あた
りのキャンバーの熱変形量ｄＣｍをもとめる。次に、単
位クラウン変化量あたりの浮上変化量をｄＦＨｃｒと
し、単位キャンバー変化量あたりの浮上変化量をｄＦＨ
ｃｍとしたとき、ｄＣｒ×ｄＦＨｃｒ・・・式（２）
と、−１×ｄＣｍ×ｄＦＨｃｍ・・・式（３）とが、ほ
ぼ等しくなるような浮上変化量ｄＦＨｃｒと浮上変化量
ｄＦＨｃｍをシミュレーション設計する。現実的には浮
上変化量ｄＦＨｃｒにあわせこむように浮上変化量ｄＦ
Ｈｃｍを設計した方が容易であり好ましい。具体的に
は、正圧発生面６１Ｂ，６１Ｄの幅または長さを調整す
ることで、単位キャンバー変化量あたりの浮上変化量ｄ
ＦＨｃｍを最適化することが可能である。

【００３８】本発明の実施の形態のヘッドジンバルアセ
ンブリでは、数値としてはたとえば ｄＣｒ＝０．０７１３ｎｍ／ｄｅｇ ｄＦＨｃｒ＝０．２３ ｄＣｍ＝０．０７８２ｎｍ／ｄｅｇ ｄＦＨｃｍ＝０．２０ であり ｄＣｒ×ｄＦＨｃｒ＝０．０１６４・・・式（２）と、
−１×ｄＣｍ×ｄＦＨｃｍ＝０．０１５６・・・式
（３）はほぼ等しくすることができ、たとえば７０℃に
おける浮上変化量０．０３ｎｍであり、−５℃における
浮上変化量０．０１２ｎｍであり、浮上変化を無視でき
るレベルとすることができた。このように、ｄＣｒ×ｄ
ＦＨｃｒと、−１×ｄＣｍ×ｄＦＨｃｍはほぼ等しくす
る。温度によるクラウンの変形とキャンバーの変形をス
ライダの浮上量に変換した時に相殺されるようにするの
である。ここで、図４（Ｂ）に示すように、ギャップ浮
上量の位置と、最小浮上量ｍｉｎＦＨの位置は中央の正
圧発生面６１Ｃの後端１３Ｆに近接しているので、上記
浮上変化量は、ＧＡＰＦＨとｍｉｎＦＨの両者に当ては
めることができる。

【００３９】図９は、本発明のヘッドジンバルアセンブ
リに用いられるスライダの別の実施の形態を示してい
る。図９の実施の形態のスライダ６が図４の実施の形態
のスライダ６と異なるのは、第１空気潤滑面６１の空気
流入端４０側の正圧発生面６１Ａが中心線ＣＬを中心と
して２つに分割されていることである。図９のスライダ
６のその他の部分については、図４のスライダ６の対応
する部分とほぼ同じであるのでその説明を用いる。

【００４０】ところで上述したヘッドジンバルアセンブ
リは、図１に示すハードディスクドライブ装置１０に適
用されている。このハードディスクドライブ装置１０
は、いわゆる固定ハードディスクドライブ装置と呼ばれ
ていて、磁気ディスク２を着脱可能に取り換えることが
できない。これに対して、図１０に示すのは、いわゆる
リムーバブルハードディスクドライブ装置１０Ａを示し
ている。このリムーバブルハードディスクドライブ装置
１０Ａは、筐体１Ａの中にモータ３とアーム４およびボ
イスコイルモータ５Ａが収容されている。磁気ディスク
（たとえばハードディスク）２Ａは、ケース２Ｂに収容
されている。このケース２Ｂは、筐体１Ａの中に着脱可
能に取り付けることができる。筐体１Ａの中に取り付け
られた磁気ディスク２Ａは、スピンドルモータ３により
連続回転することができる。アーム４やスライダ６およ
びボイスコイルモータ５Ａの構造は、図１に示すものと
同様な構造であるのでその説明を用いることにする。

【００４１】リムーバブルハードディスクドライブ装置
１０Ａは、特に小型の電子機器、たとえばノート型のパ
ーソナルコンピュータやＰＤＡ（携帯情報端末）等に対
して内蔵もしくは装着されている。磁気ディスク２Ａの
ケース２Ｂは、筐体１Ａに対して着脱可能に交換するこ
とができるというメリットがある。このようなリムーバ
ブルハードディスクドライブ装置１０Ａに対しても、上
述した浮上型ヘッドスライダが適用できる。また本発明
の情報記録再生装置は、ハードディスクドライブ装置に
限らず、光磁気ディスクに記録再生する情報記録再生装
置（たとえばミニディスク（ＭＤ）やＭａｇｎｅｔｏ
Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ（ＭＯ））をも含むものであ
る。また本発明のヘッドジンバルアセンブリは、光記録
再生ディスクの記録再生をするためのヘッドを搭載して
いてもよい。このヘッドジンバルアセンブリを有する情
報記録再生装置は、光記録再生ディスク装置ともいう。
このスライダのヘッドは、たとえば光をディスクに照射
したり、その戻り光を通すための対物レンズ等を有す
る。

【００４２】なお、上述したスライダ６のサイズとして
は、たとえば図４と図９に示すスライダにおいては、た
とえば図４に示すように長さＬ×幅Ｗ×厚みＨ＝１．２
５ｍｍ×１．０ｍｍ×０．３ｍｍ以下である。本発明の
ヘッドジンバルアセンブリは、たとえば情報処理装置用
の大容量の情報記録再生装置に用いることができ、記録
媒体としては磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディス
ク等の回転円板型のものを採用できる。

【００４３】本発明では、スライダ及び該スライダが取
り付けられたヘッドジンバルアセンブリにおいて、クラ
ウン変化による浮上変化と、キャンバー変化による浮上
変化量を異符号、かつ絶対値が近くなるように設定し、
温度変化によるクラウン、キャンバーの変化による浮上
変化量が相殺されるようにしている。

【００４４】本発明は、温度変化に起因するクラウン増
減による浮上量の変化を相殺するような浮上量依存性を
キャンバー増減に付加する（キャンバー減で浮上があが
り、かつその量がクラウン減による浮上減量と同等）こ
とで、スライダの浮上量に実用的な影響を無くす。

【００４５】本発明によれば、ヘッドジンバルアセンブ
リ上のスライダのクラウン、キャンバーが熱により変形
しても、スライダの空気軸受けのクラウンとキャンバー
依存性で相殺できるという理由で、次のメリットがあ
る。 （１）温度変化によっても浮上量の変化を少なくするこ
とができる。上述の（１）によって （２）高温でスライダの浮上低下によるヘッドクラッシ
ュの可能性、低温では浮上増による磁気ギャップ増によ
りＲＷ（書き換え時）エラーレートの増加が抑制され
る。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ヘッドジンバルアセンブリ上のスライダのクラウンの変
化による浮上変化と、キャンバー変化による浮上変化量
を、異符号かつ絶対値が近くなるように設定して、温度
変化によるクラウンとキャンバーの変化によるスライダ
の浮上量の変化量を相殺することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の情報記録再生装置の実施の形態を示す
斜視図。

【図２】図１の装置におけるヘッドジンバルアセンブリ
と磁気ディスクを示す図。

【図３】ヘッドジンバルアセンブリをより詳しく示す斜
視図。

【図４】ヘッドジンバルアセンブリのスライダの形状例
を示す図。

【図５】スライダのクラウンとキャンバーおよび最小浮
上量等を示す図。

【図６】温度によるクラウン変化およびキャンバー変化
を示す図。

【図７】キャンバーと正圧発生面の浮上量の関係を示す
図。

【図８】本発明の実施の形態のスライダのクラウン変化
量と浮上変化量の関係およびスライダのキャンバー変化
量と浮上変化量の関係を示す図。

【図９】本発明のスライダの別の実施の形態を示す図。

【図１０】本発明の情報記録再生装置の別の実施の形態
を示す斜視図。

【図１１】一般的なスライダと磁気ディスクを示す図。

【図１２】一般的な従来のスライダを示す斜視図。

【図１３】図１２の一般的なスライダの平面図。

【図１４】一般的なヘッドジンバルアセンブリを示す斜
視図。

【図１５】一般的なスライダのクラウンとキャンバーを
示す図。

【符号の説明】

２・・・磁気ディスク（記録媒体の一種）、６・・・ス
ライダ、１０・・・ハードディスクドライブ装置（情報
記録再生装置の一種）、５０・・・空気軸受け部、６１
・・・第１空気潤滑面、６１Ａ・・・空気流入端側の正
圧発生面、６１Ｃ・・・空気排出端側の中央の正圧発生
面、６１Ｂ，６１Ｄ・・・空気排出端側であってサイド
に位置された正圧発生面、６２・・・第２空気潤滑面、
６３・・・第３空気潤滑面、３００・・・ヘッドジンバ
ルアセンブリ、ＣＮ・・・クラウン、Ｃｍ・・・キャン
バー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福元 康司 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 河副 一重 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 間宮 敏夫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5D042 NA02 PA01 PA05 QA02 QA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体と対向する対向部に空気軸受け
   部を有し前記空気軸受け部と前記記録媒体の表面との間
   で動圧による空気潤滑によって浮揚力を受け、情報記録
   再生用のヘッドを有する浮上型ヘッドスライダと、前記
   浮上型ヘッドスライダを固定して前記浮上型ヘッドスラ
   イダを前記記録媒体の前記表面の方向に押圧するための
   サスペンションとからなるヘッドジンバルアセンブリに
   おいて、 前記空気軸受け部は、 前記浮上型ヘッドスライダの空気流入端側に配置された
   空気流入端側の正圧発生面と、前記浮上型ヘッドスライ
   ダの空気排出端側に配置され、前記空気軸受け部の中央
   位置と前記中央位置の両側位置にそれぞれ配置された空
   気排出端側の正圧発生面と、を有し、前記ヘッドは、前
   記中央位置の前記空気排出端側の正圧発生面に含有され
   ており、 前記中央位置の前記空気排出端側の正圧発生面の前記空
   気排出端側における第１端部と前記両側位置の前記空気
   排出端側の正圧発生面の前記空気排出端側における第２
   端部との差をＬｓとして、前記差Ｌｓは前記第１端部が
   前記第２端部に比べて前記空気排出端方向に延びる方向
   を正とし、 前記浮上型ヘッドスライダの幅をＷとし、 前記両側位置の前記空気排出端側の正圧発生面の前記空
   気排出端から、前記浮上型ヘッドスライダの前記空気流
   入端から前記空気排出端に沿った方向の前記浮上型ヘッ
   ドスライダの中心線までの距離をＷｓとして、 使用上限温度における前記浮上型ヘッドスライダのキャ
   ンバーをＣｍ、そして前記浮上型ヘッドスライダの前記
   空気軸受け部が前記記録媒体の前記表面に対して浮上す
   る角度である最小浮上ピッチ角をＰとしたときに、 Ｌｓ・ｓｉｎ（Ｐ）＋Ｗｓ／（Ｗ／２）・Ｃｍ≧０ であり、 前記浮上型ヘッドスライダの単位温度あたりのクラウン
   の熱変形量をｄＣｒとし、 前記浮上型ヘッドスライダの単位温度あたりのキャンバ
   ーの熱変形量をｄＣｍとし、 単位クラウン変化量あたりの前記ヘッドのヘッドギャッ
   プ浮上量の変化量をｄＦＨｃｒとし、 単位キャンバー変化量あたりの前記ヘッドギャップ浮上
   量の変化量をｄＦＨｃｍとしたとき、 ｄＣｒ×ｄＦＨｃｒと、−１×ｄＣｍ×ｄＦＨｃｍと、 がほぼ等しいことを特徴とするヘッドジンバルアセンブ
   リ。
2. 【請求項２】 前記空気軸受け部の前記空気流入端側の
   正圧発生面と前記空気排出端側の正圧発生面は、前記対
   向部側に形成されて正圧を発生する第１空気潤滑面を構
   成し、前記空気軸受け部は、さらに前記第１空気潤滑面
   よりも深い位置に形成されている第２空気潤滑面と、前
   記第２空気潤滑面よりも深い位置に形成されている第３
   空気潤滑面と、を有する請求項１に記載のヘッドジンバ
   ルアセンブリ。
3. 【請求項３】 記録媒体と対向する対向部に空気軸受け
   部を有し前記空気軸受け部と前記記録媒体の表面との間
   で動圧による空気潤滑によって浮揚力を受け、情報記録
   再生用のヘッドを有する浮上型ヘッドスライダと、前記
   浮上型ヘッドスライダを固定して前記浮上型ヘッドスラ
   イダを前記記録媒体の前記表面の方向に押圧するための
   サスペンションとからなるヘッドジンバルアセンブリを
   備える情報記録再生装置において、 前記空気軸受け部は、 前記浮上型ヘッドスライダの空気流入端側に配置された
   空気流入端側の正圧発生面と、前記浮上型ヘッドスライ
   ダの空気排出端側に配置され、前記空気軸受け部の中央
   位置と前記中央位置の両側位置にそれぞれ配置された空
   気排出端側の正圧発生面と、を有し、前記ヘッドは、前
   記中央位置の前記空気排出端側の正圧発生面に含有され
   ており、 前記中央位置の前記空気排出端側の正圧発生面の前記空
   気排出端側における第１端部と前記両側位置の前記空気
   排出端側の正圧発生面の前記空気排出端側における第２
   端部との差をＬｓとして、前記差Ｌｓは前記第１端部が
   前記第２端部に比べて前記空気排出端方向に延びる方向
   を正とし、 前記浮上型ヘッドスライダの幅をＷとし、 前記両側位置の前記空気排出端側の正圧発生面の前記空
   気排出端から、前記浮上型ヘッドスライダの前記空気流
   入端から前記空気排出端に沿った方向の前記浮上型ヘッ
   ドスライダの中心線までの距離をＷｓとして、 使用上限温度における前記浮上型ヘッドスライダのキャ
   ンバーをＣｍ、そして前記浮上型ヘッドスライダの前記
   空気軸受け部が前記記録媒体の前記表面に対して浮上す
   る角度である最小浮上ピッチ角をＰとしたときに、 Ｌｓ・ｓｉｎ（Ｐ）＋Ｗｓ／（Ｗ／２）・Ｃｍ≧０ であり、 前記浮上型ヘッドスライダの単位温度あたりのクラウン
   の熱変形量をｄＣｒとし、 前記浮上型ヘッドスライダの単位温度あたりのキャンバ
   ーの熱変形量をｄＣｍとし、 単位クラウン変化量あたりの前記ヘッドのヘッドギャッ
   プ浮上量の変化量をｄＦＨｃｒとし、 単位キャンバー変化量あたりの前記ヘッドギャップ浮上
   量の変化量をｄＦＨｃｍとしたとき、 ｄＣｒ×ｄＦＨｃｒと、−１×ｄＣｍ×ｄＦＨｃｍと、 がほぼ等しいことを特徴とする情報記録再生装置。
4. 【請求項４】 前記空気軸受け部の前記空気流入端側の
   正圧発生面と前記空気排出端側の正圧発生面は、前記対
   向部側に形成されて正圧を発生する第１空気潤滑面を構
   成し、前記空気軸受け部は、さらに前記第１空気潤滑面
   よりも深い位置に形成されている第２空気潤滑面と、前
   記第２空気潤滑面よりも深い位置に形成されている第３
   空気潤滑面と、を有する請求項３に記載の情報記録再生
   装置。