JP2004022115A

JP2004022115A - ヘッドスライダ

Info

Publication number: JP2004022115A
Application number: JP2002177878A
Authority: JP
Inventors: Takanori Yamazaki; 山崎　敬法; Hidekazu Kodaira; 小平　英一; Masaaki Matsumoto; 松本　真明
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】磁気ヘッドスライダそのものの大きさを小型化することなく、磁気ディスクの使用可能な記録領域を広げ、かつ良好な磁気ディスクへの追従性を得る。
【解決手段】ディスク対向面４は、空気流入端２から続く浮上特性には影響を与えない溝部７と浮上特性を持つ浮上面５からなり、この浮上面５は、溝部７より空気流出端３側に位置するステップ軸受け面８ａと、レール面６ａ，６ｂと、負圧溝９とから構成される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク装置に使用するヘッドスライダに係わり、特にヘッドスライダ自体の大きさを小型化することなく、ディスクへの追従性を向上させたヘッドスライダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置の様な回転型記録媒体を用いた記録装置の大容量化を図るためには、媒体の記録密度の増加、及び媒体の記録領域を広く確保することが必要である。また、高記録密度化のためには、ヘッドを備えたヘッドスライダと回転する媒体との間の隙間として定義される浮上量を狭小化し浮上量を常に一定に保つことが重要である。浮上量を常に一定に保つためには、媒体表面に様々な要因で存在している粗さやうねりに対するヘッドスライダの追従性能の向上が必須である。
【０００３】
媒体上に存在する粗さやうねりとしては、例えば、アトミック・フォース・マイクロスコープ（ＡＦＭ）を用いて測定される波長が数μｍ以下、高さが数ｎｍ以下の微少粗さ成分や、レーザー・ドップラー振動計（ＬＤＶ）で測定される波長が数十μｍから１ｍｍ程度、高さが数ｎｍの微少うねり（マイクロ・ウエーブネス）成分、そして、波長が数ｍｍから数十ｍｍのランナウト成分などがある。
【０００４】
微少粗さ成分と微少うねり成分は、主に媒体の基板材料そのものの粗さやラッピング加工時の加工痕などからなる。また、ランナウト成分は媒体をクランプする時の歪みから生じる。ヘッドスライダは、これらいずれの波長成分に対してもできるだけ追従できることが望ましく、もし追従できない成分が大きくなれば、媒体と接触し易くなるということを意味する。
【０００５】
ヘッドスライダの媒体への追従性能を向上させ、かつ磁気ディスクの記録領域をできるだけ広く確保するために、ヘッドスライダの大きさを小型化することが有効である。現在用いられている「ピコスライダ」と一般に呼称されるヘッドスライダの大きさは、長さが１．２５ｍｍ、幅が１．０ｍｍ、厚さが０．３ｍｍである。
【０００６】
特開２０００−２８５４１２公報では、長さを１ｍｍ〜３ｍｍ、幅を１ｍｍ〜２．５ｍｍ厚みを０．６５ｍｍ以下とすることで、安定した浮上特性を得られる磁気ヘッドスライダを開示している。
【０００７】
特開平１１−１４９７３４公報では、長さを１．２５ｍｍ以下、幅を１．０ｍｍ以下、重さを１．６ｍｇ以下とすることで、良好な磁気ディスクへの追従性を得られる磁気ヘッドスライダの構造を開示している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述した参考例の様に、ヘッドスライダそのものの大きさを小型化することにより、ヘッドスライダの媒体への追従性能が向上する。また、ヘッドスライダの小型化によって、媒体の使用可能な記録領域も広がる。しかし、ヘッドスライダの大きさを、これ以上小型化すると、ヘッドスライダの浮上面加工を行う際の取り扱い単位であるローバー（スライダが横方向に並んでつながった状態のバー）が、薄く、細くなる。薄く、細くなるとローバーの曲がりやうねりが増加し、浮上面の研磨加工精度が劣化したり、ミリング加工のためのマスクアラインメント精度が大幅に劣化したりする。
【０００９】
また、小型化によりスライダ単品となったときの取り扱い性が悪くなる。例えば、ヘッドスライダのサスペンションへの取りつけが難しくなることで、取りつけ位置のばらつきが生じる。そして取り付け位置がばらつくことから、安定した浮上特性が得られなくなるという問題が発生する。
【００１０】
これら原因により、ピコスライダよりも小型なヘッドスライダを採用するに際しては、この点についての改善が要望されていた。
【００１１】
本発明は、この改善に関するものであり、ディスク使用領域を広げ、取り扱い性能と媒体のうねりや粗さへの追従性能に優れた、ヘッドスライダを提供することを可能とした発明である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のヘッドスライダは、媒体上を浮上する圧力を発生・調節する浮上面と、この浮上面の空気流入側に設けられた溝部とから構成される。
【００１３】
具体的には、空気流入端から連続して形成された溝部と、この溝部から連続形成されたフロントステップ軸受けと、このフロントステップ軸受けから連続形成されたレール面と、このレール面の空気流出端側に形成されフロントステップより深く前記溝部よりも浅い負圧溝とからなる浮上面とからなるヘッドスライダとする。
【００１４】
或いは、空気流入端から連続形成されたフロントステップ軸受けと、このフロントステップ軸受けから連続形成されたレール面と、このレール面の空気流出端側に形成されフロントステップより深い負圧溝とからなる浮上面と、この浮上面の空気流出端側に形成された負圧溝よりも深い溝部とからなるヘッドスライダとする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係るヘッドスライダとして磁気抵抗効果素子（磁気ヘッド）を搭載した磁気ヘッドスライダ、及び磁気ヘッドスライダを用いた磁気ディスク装置について、図面を用いて以下説明する。図１は本発明による磁気ヘッドスライダの第１の実施形態を示す平面図、図２は図１の磁気ヘッドスライダの側面図である。
【００１６】
図示するように、磁気ヘッドスライダ１は、記録媒体である磁気ディスク上を浮上する際に磁気ディスクの回転に伴う空気流が流れ込んでくる側の空気流入端２、この空気流入端２の風下側になる空気が流出する側の空気流出端３、磁気ディスクと対向するディスク対向面４を備えて構成される。ディスク対向面４は空気流入端２から続く溝部７と浮上面５を備えて構成される。
【００１７】
ここで浮上面５は、溝部７より空気流出端３側に位置する。そして正圧を発生する流入側レール面６ａ，６ｂと、この流入側レール面６ａ，６ｂを囲む様に形成され、流入側レール面６ａ，６ｂで発生する正圧の量を調整するステップ軸受け面８ａと、ステップ軸受け面８ａに空気流入側を囲まれ負圧を発生する負圧溝９と、空気流出端３近傍に形成され、磁気ディスクに情報を記録し、または磁気ディスクに記録された情報を読み取る磁気ヘッド１０を備えたセンタレール６ｃと、このセンタレール６ｃで発生する正圧を調整するステップ軸受け８ｂとから構成される。溝部７は浮上面５の両側において、空気流入端２から空気流出端３まで至るように形成されている。
【００１８】
尚、負圧溝９は、ステップ軸受け面８ａが流入側レール面６ａ，６ｂを囲んでいない場合には、ステップ軸受け面８ａと流入側レール面６ａ，６ｂとに空気流入側を囲まれた形状となる。また、ステップ軸受け８ｂは、センタレール６ｃで正圧を発生する様にすれば良いので、少なくともセンタレール６ｃの空気流入側２に形成していればよい。
【００１９】
図１の磁気ヘッドスライダ１の長さＬ１は１．２５ｍｍ、幅Ｗ１は１．０ｍｍ、厚さｔは０．３ｍｍであり、所謂ピコスライダと呼ばれるサイズである。
【００２０】
流入側レール面６ａ，６ｂとセンタレール６ｃとは、ほぼ同一平面内にある。ステップ軸受け面８ａ，８ｂもほぼ同一平面内にある。レール面６ａ，６ｂ，６ｃからステップ軸受け面８ａ，８ｂの深さｄ１は１５０ｎｍ、レール面６ａ、６ｂ、６ｃから負圧溝９の深さｄ２は１μｍ（１，０００ｎｍ）であり、レール面６ａ、６ｂ、６ｃから溝部７の深さｄ３は４０μｍ（４０，０００ｎｍ）である。
【００２１】
ステップ軸受け面８ａ、８ｂや負圧溝９の加工は、深さの精度が要求されることから、イオンミリングあるいはリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）等の加工法により形成される。一方、溝部７は、浮上力が発生しない程度に十分深ければ（例えば３０μｍ〜）よい。このように溝部７は浮上力を発生しない深さでかつ、強度的に十分な厚さであればよいので、その加工に際し、深さ及び表面粗さに浮上面５程の精度を必要としない。つまり、溝部７は浮上面５よりも表面が粗くてかまわないし、レール面６（フロントステップ軸受け面８ａ）からの深さも厳密ではない。よって、浮上面５と同様にエッチング加工で形成せずに、機械加工により形成してもよい。
【００２２】
第１実施形態の大きな特徴は、磁気ヘッドスライダ１自体の長さＬ１をピコスライダと同じ１．２５ｍｍとしながら、浮上力を生じない十分な深さを有する溝部７を空気流入端２側と、浮上面５の両側面に設けたことにある。そして、浮上面５の長さＬ２をピコスライダよりも短く、幅Ｗ２をピコスライダよりも狭くしたことにある。
【００２３】
より具体的には、空気流入端２から浮上面５までの長さが０．４ｍｍの溝部７を形成し、この溝部７から続くステップ軸受け面８ａから空気流出端３までの長さＬ２が０．８５ｍｍ、幅Ｗ２が０．７ｍｍという、所謂フェムトスライダのサイズの浮上面５を形成した。
【００２４】
以下に、このような構成とすることで、磁気ディスクの使用可能な記録領域を広げ、磁気ヘッドスライダの取り扱い性を損なうことなく、磁気ディスクへの良好な追従性能を得ることができる理由を説明する。
【００２５】
図３は通常のピコスライダが、磁気ディスク１１の最外周側を浮上したときの両者の位置関係を説明するために、磁気ヘッドスライダを空気流出端３側から見た図である。図４は本発明の磁気ヘッドスライダ１が、磁気ディスク１１の最外周側を浮上したときの両者の位置関係を説明するために、本発明の磁気ヘッドスライダ１を空気流出端３側から見た図である。
【００２６】
磁気ヘッドスライダ１がディスク上で浮上するためには、磁気ヘッドスライダ１のディスク外周側のレール面６ａが、回転する磁気ディスク１１上にある必要がある。そのため、図３に示すピコスライダでは、磁気ヘッド１０を磁気ヘッドスライダ１の中央に構成したセンタレール方式の場合、磁気ヘッドスライダ１を磁気ディスク１１の最外周側まで移動させた際に、磁気ヘッド１０は、磁気ディスク１１の最外周からＷ１／２だけ内周側に配置される。この磁気ヘッド１０の位置よりも外側の領域については記録再生を行うことができず、この領域を有効に使うことはできない。
【００２７】
一方、本発明の第１実施形態の磁気ヘッドスライダ１では、磁気ヘッドスライダ１のそのものの幅はピコスライダの幅Ｗ１と同じであるが、浮上力を発生しないほどに十分な深さを有する溝部７を磁気ヘッドスライダ１のディスク外周側に形成したので、浮上面５の幅Ｗ２を一般的な磁気ヘッドスライダの浮上面の幅Ｗ１よりも狭くできる。そのため、磁気ヘッドスライダ１を、磁気ディスク１１のより外周側に移動することができ、一般的な磁気ヘッドスライダを用いた場合と比較して、磁気ヘッド１０を（Ｗ１−Ｗ２）／２分だけ磁気ディスク１１の外周側まで配置させることができる。
【００２８】
従って、本実施形態の磁気ヘッドスライダ１用いることで、磁気ディスク１１の使用可能な記録領域を広げることができ、磁気ディスク１１の面積を有効に使うことができる。とりわけ、小径の磁気ディスクを用いて磁気記録を行う際には、記録領域を少しでも広く確保する必要があるため、この効果は重大である。
【００２９】
もちろんこの効果は浮上面５の幅Ｗ２に依存しているので、磁気ヘッド１０を磁気ヘッドスライダ１の中央部以外に形成した場合にも有効なことは言うまでもない。また、溝部７を浮上面５の両側に空気流入端２から空気流出端３まで至るように形成する代わりに、左右いずれか一方側に浮上面５を寄せても良い。その場合でもＷ２の幅は変わらないので図１に示した形状と同じ効果を奏することが出来る。
【００３０】
次に、本発明による磁気ヘッドスライダ１が磁気ディスク１１への良好な追従性を得られる理由について説明する。磁気ヘッドスライダ１が追従できる磁気ディスク１１の最小波長は、磁気ヘッドスライダ１の圧力発生部である浮上面５の幾何学的寸法によっておおよそ制限される。このことから、磁気ディスクの短い波長成分に、磁気ヘッドスライダ１を追従させるためには、磁気ヘッドスライダ１の小型化が必須である。とりわけ、スライダ長（１．２５ｍｍ）より短い０．１ｍｍから１ｍｍ程度の微少うねり（マイクロ・ウエーブネス）と呼ばれる磁気ディスク波長成分への追従性能を向上させるためには、磁気ディスク面に接近する浮上面５の長さを短くすることが必要である。つまり溝部７は、空気流入端２側のみではなく、空気流出端３側のみや空気流入端２側及び空気流出端３側の双方にあってもよい。
【００３１】
図５は一般的なピコスライダと磁気ディスク１１が、磁気ディスク装置内で稼動した時に、両者の位置関係を説明するための図である。図６は本発明の磁気ヘッドスライダ１と磁気ディスク１１が、磁気ディスク装置内で稼動した時に、両者の位置関係を説明するための図である。
【００３２】
一般的なピコスライダでは、磁気ヘッドスライダ１の長さＬ１と浮上面の長さが同じであり、スライダ長Ｌ１より短い波長λのディスクうねりに対して、十分に追従することができない。一方、本発明の第１実施形態の磁気ヘッドスライダでは、磁気ヘッドスライダそのものの長さは、ピコスライダの長さＬ１と同じであるが、浮上力を発生しないほどに十分な深さを有する溝部７を、空気流入端２側に形成したので、浮上面５の長さＬ２が一般的な磁気ヘッドスライダの浮上面の長さＬ１よりも短くできる。
【００３３】
従って、図５に示した例では十分に追従することが出来なかった波長λのディスクうねりも、本実施形態の磁気ヘッドスライダ４を用いれば追従することが出来るようになる。そのため、磁気ディスク装置の信頼性を保ちつつ浮上量を狭小化することができる。
【００３４】
上述したように、第１実施例の磁気ヘッドスライダ４により、磁気ディスク１１の記録領域を広くすることができ、また、磁気ヘッドスライダ４の磁気ディスク１１への追従性を向上することができる。さらに、磁気ヘッドスライダ４そのものの長さＬ１及び幅Ｗ１は、ピコスライダの長さ及び幅にしてあることから、浮上面の研磨加工精度が悪化することはない。
【００３５】
また、磁気ヘッドスライダ４の取り扱い性も、一般的なピコスライダと同等であり、磁気ヘッドスライダ４をサスペンションに取りつける際の、取り扱いの難しさによる取りつけ精度の悪化もない。
【００３６】
この効果はピコスライダサイズのスライダにフェムトスライダサイズの浮上面５を設ける構成故に奏するわけではなく、浮上面の大きさをスライダ自体の大きさよりも小さく形成すれば奏することは言うまでも無い。このスライダサイズと浮上面５のサイズは互いに規格化した大きさを用いる場合には、実施形態にて示したように、浮上面５の大きさをスライダ自体の大きさの一回り小さいサイズや二回り小さいサイズにすることが適当である。もちろん、スライダ自体と浮上面の一方を規格化したサイズとしてもよいし、どちらも規格化されていないサイズを用いても一向に差し支えない。
【００３７】
図７は、本発明による第２実施形態の磁気ヘッドスライダ１の平面図である。第１実施形態では、浮上面５の大きさをピコスライダの浮上面形状を相似形で縮小したのに対し、第２実施形態では浮上面５の幅Ｗ２を第一実施形態と比較して広げている。
【００３８】
このような構成とすることで、第１実施形態と比べて磁気ヘッドスライダ１の負圧溝９の面積を増やすことができ、発生する負圧力を大きくすることができるので、空気膜剛性を大きくすることができる。こうすることで、磁気ディスク１１のうねりに対する追従性を更に向上させ、且つ磁気ヘッドスライダ１の高地における浮上量の低下、および加工のばらつきによる浮上量のばらつきを小さくすることができる。
【００３９】
図８は本発明による第１実施形態から第２実施形態に開示した磁気ヘッドスライダ４のいずれかを備えた磁気ディスク装置１２である。磁気ヘッドスライダ１はサスペンション１３のジンバルバネ部に接着により取りつけられている。本磁気ディスク装置１２は、ロード・アンロード機構を備え、装置停止中は磁気ヘッドスライダ１がランプ１４上に待機している。装置稼動時のみ磁気ヘッドスライダ１は、磁気ディスク１１上にロードされ、記録または再生を行う。また、図８ではロード・アンロード機構を備えた磁気ディスク装置を示したが、これに限ることはなくコンタクトスタート、ストップ（ＣＳＳ）方式を採用している磁気ディスク装置でも構わない。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁気ヘッドスライダそのものの大きさを小型化しないので、浮上面の研磨加工精度等が悪化することはない。また、磁気ヘッドスライダの取り扱い性も、一般的なピコスライダと全く同じであり、磁気ヘッドスライダをサスペンションに取りつける際の、取り扱いの難しさによる取りつけ精度を損なうことなく、同時に良好な磁気ディスクへの追従性を得ることができる。
【００４１】
従って、磁気ディスク装置の信頼性を保ちながら浮上量を狭小化することが可能となり、磁気ディスク装置の大容量化を実現できるという効果がある。また、データ領域を広げることができるので、磁気ディスク一面あたりの記憶容量を増やすこと、または、同一容量ならば記録密度を緩和できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るスライダを示す平面図である。
【図２】第１実施形態の側面図である。
【図３】一般的なスライダが、ディスク最外周側を浮上する様子を示した図である。
【図４】本発明のスライダが、ディスク最外周側を浮上する様子を示した図である。
【図５】一般的なスライダが磁気ディスク上を追従する様子を示した図である。
【図６】本発明のスライダが磁気ディスク上を追従する様子を示した図である
【図７】第２実施形態に係るスライダを示す平面図である。
【図８】本発明によるスライダを備えた磁気ディスク装置を示す図である。
【符号の説明】
１…磁気ヘッドスライダ、２…空気流入端、３…空気流出端、４…ディスク対向面、５…浮上面、６ａ，６ｂ，６ｃ…レール面、７…溝部、８ａ，８ｂ…ステップ軸受け面、９…負圧溝、１０…磁気ヘッド、１１…磁気ディスク、１２…磁気ディスク装置、１３…サスペンション、１４…ランプ。

Claims

媒体上を浮上する圧力を発生・調節する浮上面と、この浮上面の空気流入側に設けられた溝部とからなるヘッドスライダ。
空気流入端から連続して形成された溝部と、
この溝部から連続形成されたフロントステップ軸受けと、このフロントステップ軸受けから連続形成されたレール面と、このレール面の空気流出端側に形成され前記フロントステップより深く前記溝部よりも浅い負圧溝とからなる浮上面とからなるヘッドスライダ。
空気流入端から連続形成されたフロントステップ軸受けと、このフロントステップ軸受けから連続形成されたレール面と、このレール面の空気流出端側に形成され前記フロントステップより深い負圧溝とからなる浮上面と、
この浮上面の空気流出端側に形成された前記負圧溝よりも深い溝部と
からなるヘッドスライダ。
前記ヘッドスライダの全長は１．２５ｍｍであり、前記浮上面の全長は０．８５ｍｍである請求項１乃至３の何れか１項に記載のヘッドスライダ。
前記ヘッドスライダの全長はピコスライダサイズであり、前記浮上面の全長はフェムトスライダサイズである請求項１乃至３の何れか１項に記載のヘッドスライダ。
前記ヘッドスライダの全長及び浮上面の長さは規格化されているサイズであり、前記浮上面の長さは前記全長より一回り小さいサイズである請求項１乃至３の何れか１項に記載のヘッドスライダ。