JP2004303384A

JP2004303384A - Impact resistance evaluation device and designing device for head slider

Info

Publication number: JP2004303384A
Application number: JP2003097898A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ueno; 善弘上野; Tatsuhiko Inagaki; 辰彦稲垣; Shisei Den; 志生デン; Minoru Kawauchi; 稔川内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2023-04-01
Also published as: JP3829817B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an impact resistance evaluation device for a head slider, capable of evaluating impact resistance when an inertial force is applied on the head slider by impact or the like from the outside. <P>SOLUTION: The impact resistance evaluation device 37 for a head slider which evaluates impact resistance when an inertial force is applied is provided with an initial posture information calculation part 32 for calculating initial posture information at the stable floating time of the head slider based on predetermined initial information, a rigidity coefficient calculation section 33 for calculating the film rigidity coefficient of an elastic layer formed between the head slider and a recording medium, and a discrimination part 34 for judging that the impact resistance of the head slider is good when the initial posture information and the film rigidity coefficient satisfy a predetermined relation. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気、光、光磁気等の作用を利用して記録媒体に対して信号の記録再生を行う情報変換素子を搭載したヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面の耐衝撃性を評価するヘッドスライダの耐衝撃性評価装置および設計装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ディスク、光ディスク、および光磁気ディスク等のディスク状記録媒体（以下、ディスクとも記す）に対し記録再生を行うディスク型の記録再生装置（以下、ディスク装置とも記す）の技術的進歩は著しい。
【０００３】
このようなディスク装置、特に磁気ディスク装置においては、情報変換素子を搭載したヘッドスライダが記録媒体から所定の浮上量を保って浮上した状態で記録や再生を行う。一般にヘッドスライダの浮上特性は、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面（以下、空気潤滑面と記す）の形状の違いによって制御される。よって、この空気潤滑面の形状を適切に評価、設計するために、従来から様々な技術が提案されてきた。
【０００４】
例えば、ヘッドスライダの空気潤滑面の形状および荷重の条件、および、ディスクの走行条件等から、ヘッドスライダの浮上姿勢を求めることにより、ヘッドスライダの空気潤滑面を評価する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。さらに、Ｕ．Ｃ．Ｂｅｒｋｌｅｙ校が開発したＣＭＬＡｉｒ等、ヘッドスライダの空気潤滑面評価ソフトウェアが既に実用化されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−２８３６４７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年のディスク装置においては、その用途が、従来のようなコンピュータへの搭載だけでなく、例えば、携帯用小型電子機器等への搭載等のモバイルへも拡大している。よって、外乱等の外部からの衝撃が加わったときに、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の記録層に摩耗や損傷を生じ、データの破壊や装置の破損に至ることがあり、衝撃等の外乱を受けてもディスクやヘッドスライダが破損せず安定して記録再生が可能な耐衝撃性が要求されている。
【０００７】
しかしながら、前述の評価技術においては、ヘッドスライダが安定して浮上している状態、すなわち外部からの慣性力が印加されない場合のヘッドスライダの浮上状態は評価可能であるが、外部からの衝撃に対する評価、すなわち耐衝撃性の評価については、何ら検討がされてこなかった。
【０００８】
本発明は、前述のような課題に鑑み、外部からの衝撃等により、ヘッドスライダに慣性力が作用した場合の耐衝撃性を評価できるヘッドスライダの耐衝撃性評価装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明のヘッドスライダの耐衝撃性評価装置は、慣性力が加わった場合の耐衝撃性を評価するヘッドスライダの耐衝撃性評価装置であって、所定の初期情報にもとづいて、ヘッドスライダの安定浮上時における初期姿勢情報を算出する初期姿勢情報算出部と、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性係数を算出する剛性係数算出部と、初期姿勢情報および膜剛性係数が所定の関係を満たす場合にヘッドスライダの耐衝撃性が良いと判定する判定部とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
このような構成により、ヘッドスライダに慣性力が印加された場合の動的な解析を行うことなく、安定浮上時におけるヘッドスライダの初期姿勢情報および膜剛性係数を算出して、所定の関係を満たすかを判定するという簡易な構成でヘッドスライダの耐衝撃性の評価を行う耐衝撃性評価装置を実現できる。
【００１１】
また、所定の初期情報が、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面の形状、ヘッドスライダと記録媒体との隙間パラメータ、ヘッドスライダに付与される荷重およびヘッドスライダと記録媒体との相対速度を含む情報であることにより、初期姿勢情報算出部において、簡易に適切なヘッドスライダの初期姿勢情報を算出することができる。
【００１２】
また、初期姿勢情報が、ヘッドスライダの慣性力が作用する位置から所定距離離れた下流側位置における、記録媒体からの垂直方向の浮上量、および、ヘッドスライダの安定浮上時における、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面が記録媒体となす角度を含む情報である構成により、浮上量と、ヘッドスライダが記録媒体となす角度という２つのパラメータにより初期姿勢情報を決定できるので、以降の演算処理を迅速に行うことが可能となる。
【００１３】
さらに、剛性係数算出部は、ヘッドスライダの慣性力が作用する位置から空気流入端方向に所定距離離れた上流側位置および下流側位置における、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性係数をそれぞれ算出する構成により、簡易な演算により、慣性力が印加されたときのヘッドスライダの挙動を予測し、評価することができる。
【００１４】
また、判定部は、浮上量、角度および膜剛性係数が所定の関係を満たす場合にヘッドスライダの耐衝撃性が良いと判定する構成により、浮上量、角度、膜剛性係数というパラメータによって、簡易に適切なヘッドスライダの耐衝撃性の評価を行うことが可能となる。
【００１５】
さらに、所定の関係が、ヘッドスライダに対して慣性力が作用する位置から空気流入端方向に距離Ｌ１離れた上流側位置、および、慣性力が作用する位置から空気流出端方向に距離Ｌ２離れた下流側位置における、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性をそれぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとし、下流側位置における、記録媒体からの垂直方向の浮上量をＸｈとし、ヘッドスライダの安定浮上時における、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面が記録媒体となす角度をθｐとしたとき、
（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ／Ｘｈ）≦（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）
の関係である構成により、慣性力が作用した場合に、ヘッドスライダがピッチ方向に回転しながら、ヘッドスライダの空気潤滑面と記録媒体との間の空気層が弾性層として作用して、ヘッドスライダが記録媒体に衝突することの少ないヘッドスライダか否かの判定を行うことが可能となる。
【００１６】
さらに、所定の関係が、下流側位置と、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面の下流側端部との、記録媒体に平行方向の距離をＬｔとしたとき、
（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌｔ）
の関係である構成により、ピッチ方向に回転しすぎて、ヘッドスライダの空気潤滑面と記録媒体との間に弾性層である空気バネが形成されなくなるということがないので、高い耐衝撃性のヘッドスライダであるか否かの判定をより適切に行うことが可能となる。
【００１７】
また、所定の関係が、ヘッドスライダに対して慣性力が作用する位置から空気流入端方向に距離Ｌ１離れた上流側位置、および、慣性力が作用する位置から空気流出端方向に距離Ｌ２離れた下流側位置における、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性をそれぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとしたとき、
２．５≦（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）＜１１．０
の関係であることにより、少ないパラメータで、さらに簡易かつ実用的なヘッドスライダの耐衝撃性評価装置を実現できる。
【００１８】
さらに、記録媒体がディスク状媒体であり、所定の関係が、ディスク状媒体の最も内周側における関係である構成によれば、ディスク状媒体の全体におけるヘッドスライダの耐衝撃性を適切に評価できる。
【００１９】
次に、本発明の耐衝撃性評価方法は、慣性力が加わった場合の耐衝撃性を評価するヘッドスライダの耐衝撃性評価方法であって、所定の初期情報にもとづいて、ヘッドスライダの安定浮上時における初期姿勢情報を算出するステップと、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性係数を算出するステップと、初期姿勢情報および膜剛性係数が所定の関係を満たす場合にヘッドスライダの耐衝撃性が良いと判定するステップとを備えたことを特徴としている。
【００２０】
このような方法により、ヘッドスライダに慣性力が印加された場合の動的な解析を行うことなく、安定浮上時におけるヘッドスライダの初期姿勢情報および膜剛性係数を算出して、所定の関係を満たすかを判定するという簡易な構成でヘッドスライダの耐衝撃性の評価を行うことのできる耐衝撃性評価方法を実現できる。
【００２１】
また、所定の関係が、ヘッドスライダに対して慣性力が作用する位置から空気流入端方向に距離Ｌ１離れた上流側位置、および、慣性力が作用する位置から空気流出端方向に距離Ｌ２離れた下流側位置における、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性をそれぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとし、下流側位置における、記録媒体からの垂直方向の浮上量をＸｈとし、ヘッドスライダの安定浮上時における、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面が記録媒体となす角度をθｐとしたとき、
（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ／Ｘｈ）≦（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）
の関係、または、下流側位置と、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面の下流側端部との、記録媒体に平行方向の距離をＬｔとしたとき、
（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌｔ）
の関係、または、ヘッドスライダに対して慣性力が作用する位置から空気流入端方向に距離Ｌ１離れた上流側位置、および、慣性力が作用する位置から空気流出端方向に距離Ｌ２離れた下流側位置における、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性をそれぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとしたとき、
２．５≦（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）＜１１．０
の関係のうちのいずれかである方法により、慣性力が作用した場合に、ヘッドスライダがピッチ方向に回転しながら、ヘッドスライダの空気潤滑面と記録媒体との間の空気層が弾性層として作用して、ヘッドスライダが記録媒体に衝突することの少ない、また、ピッチ方向に回転しすぎて、ヘッドスライダの空気潤滑面と記録媒体との間に弾性層である空気バネが形成されなくなるということがない、高い耐衝撃性のヘッドスライダであるか否かの評価をより適切に行うことが可能となる。
【００２２】
次に、本発明のヘッドスライダの耐衝撃性評価プログラムは、慣性力が加わった場合の耐衝撃性を評価するヘッドスライダの耐衝撃性評価プログラムであって、コンピュータに、所定の初期情報にもとづいて、ヘッドスライダの安定浮上時における初期姿勢情報を算出するステップと、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性係数を算出するステップと、初期姿勢情報および膜剛性係数が所定の関係を満たす場合にヘッドスライダの耐衝撃性が良いと判定するステップとを実行させることを特徴としている。
【００２３】
このようなプログラムにより、ヘッドスライダに慣性力が印加された場合の動的な解析を行うことなく、安定浮上時におけるヘッドスライダの初期姿勢情報および膜剛性係数を算出して、所定の関係を満たすかを判定するという簡易な構成でヘッドスライダの耐衝撃性の評価を行うことのできる耐衝撃性評価プログラムを実現できる。
【００２４】
また、所定の関係が、ヘッドスライダに対して慣性力が作用する位置から空気流入端方向に距離Ｌ１離れた上流側位置、および、慣性力が作用する位置から空気流出端方向に距離Ｌ２離れた下流側位置における、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性をそれぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとし、下流側位置における、記録媒体からの垂直方向の浮上量をＸｈとし、ヘッドスライダの安定浮上時における、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面が記録媒体となす角度をθｐとしたとき、
（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ／Ｘｈ）≦（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）
の関係、または、下流側位置と、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面の下流側端部との、記録媒体に平行方向の距離をＬｔとしたとき、
（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌｔ）
の関係、または、ヘッドスライダに対して慣性力が作用する位置から空気流入端方向に距離Ｌ１離れた上流側位置、および、慣性力が作用する位置から空気流出端方向に距離Ｌ２離れた下流側位置における、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性をそれぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとしたとき、
２．５≦（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）＜１１．０
の関係のうちのいずれかであるプログラムにより、慣性力が作用した場合に、ヘッドスライダがピッチ方向に回転しながら、ヘッドスライダの空気潤滑面と記録媒体との間の空気層が弾性層として作用して、ヘッドスライダが記録媒体に衝突することの少ない、また、ピッチ方向に回転しすぎて、ヘッドスライダの空気潤滑面と記録媒体との間に弾性層である空気バネが形成されなくなるということがない、高い耐衝撃性のヘッドスライダであるか否かの評価をより適切に行うことが可能な耐衝撃性評価プログラムを実現できる。
【００２５】
次に、本発明のヘッドスライダの設計装置は、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面の形状を設計する設計装置であって、所定の形状情報にもとづいて、ヘッドスライダの安定浮上時における初期姿勢情報を算出する初期姿勢情報算出部と、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性係数を算出する剛性係数算出部と、初期姿勢情報および膜剛性係数が所定の関係を満たす場合にヘッドスライダの耐衝撃性が良いと判定する判定部と、判定部で耐衝撃性が良いと判定された際の形状情報を出力する出力部と、形状情報を微小変更する形状情報変更部とを備えたことを特徴としている。
【００２６】
このような構成により、所定の形状情報を入力すれば、判定部で耐衝撃性に優れていると判定されるヘッドスライダの空気潤滑面形状を得ることが可能となる。
【００２７】
また、所定の関係が、ヘッドスライダに対して慣性力が作用する位置から空気流入端方向に距離Ｌ１離れた上流側位置、および、慣性力が作用する位置から空気流出端方向に距離Ｌ２離れた下流側位置における、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性をそれぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとし、下流側位置における、記録媒体からの垂直方向の浮上量をＸｈとし、ヘッドスライダの安定浮上時における、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面が記録媒体となす角度をθｐとしたとき、
（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ／Ｘｈ）≦（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）
の関係、または、下流側位置と、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面の下流側端部との、記録媒体に平行方向の距離をＬｔとしたとき、
（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌｔ）
の関係、または、ヘッドスライダに対して慣性力が作用する位置から空気流入端方向に距離Ｌ１離れた上流側位置、および、慣性力が作用する位置から空気流出端方向に距離Ｌ２離れた下流側位置における、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性をそれぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとしたとき、
２．５≦（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）＜１１．０
の関係のうちのいずれかである構成により、慣性力が作用した場合に、ヘッドスライダがピッチ方向に回転しながら、ヘッドスライダの空気潤滑面と記録媒体との間の空気層が弾性層として作用して、ヘッドスライダが記録媒体に衝突することの少ない、また、ピッチ方向に回転しすぎて、ヘッドスライダの空気潤滑面と記録媒体との間に弾性層である空気バネが形成されなくなるということがない、耐衝撃性の高いヘッドスライダの空気潤滑面形状を設計できる設計装置を実現できる。
【００２８】
次に、本発明のヘッドスライダの設計方法は、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面の形状を設計する設計方法であって、所定の形状情報にもとづいて、ヘッドスライダの安定浮上時における初期姿勢情報を算出する第１のステップと、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性係数を算出する第２のステップと、初期姿勢情報および膜剛性係数が所定の関係を満たす場合にヘッドスライダの耐衝撃性が良いと判定する第３のステップと、第３のステップで耐衝撃性が良いと判定された場合に形状情報を出力し、第３のステップで耐衝撃性が良いと判定されない場合に形状情報を微小変更して第１のステップに戻る第４のステップとを備えたことを特徴としている。
【００２９】
このような方法により、所定の形状情報を入力すれば、判定部で耐衝撃性に優れていると判定されるヘッドスライダの空気潤滑面形状を得ることが可能なヘッドスライダの設計方法を実現できる。
【００３０】
また、所定の関係が、ヘッドスライダに対して慣性力が作用する位置から空気流入端方向に距離Ｌ１離れた上流側位置、および、慣性力が作用する位置から空気流出端方向に距離Ｌ２離れた下流側位置における、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性をそれぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとし、下流側位置における、記録媒体からの垂直方向の浮上量をＸｈとし、ヘッドスライダの安定浮上時における、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面が記録媒体となす角度をθｐとしたとき、
（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ／Ｘｈ）≦（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）
の関係、または、下流側位置と、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面の下流側端部との、記録媒体に平行方向の距離をＬｔとしたとき、
（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌｔ）
の関係、または、ヘッドスライダに対して慣性力が作用する位置から空気流入端方向に距離Ｌ１離れた上流側位置、および、慣性力が作用する位置から空気流出端方向に距離Ｌ２離れた下流側位置における、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性をそれぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとしたとき、
２．５≦（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）＜１１．０
の関係のうちのいずれかである方法により、慣性力が作用した場合に、ヘッドスライダがピッチ方向に回転しながら、ヘッドスライダの空気潤滑面と記録媒体との間の空気層が弾性層として作用して、ヘッドスライダが記録媒体に衝突することの少ない、また、ピッチ方向に回転しすぎて、ヘッドスライダの空気潤滑面と記録媒体との間に弾性層である空気バネが形成されなくなるということがない、耐衝撃性の高いヘッドスライダの空気潤滑面形状を設計できる設計方法を実現できる。
【００３１】
次に、本発明のヘッドスライダの設計プログラムは、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面の形状を設計する設計プログラムであって、コンピュータに、所定の形状情報にもとづいて、ヘッドスライダの安定浮上時における初期姿勢情報を算出する第１のステップと、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性係数を算出する第２のステップと、初期姿勢情報および膜剛性係数が所定の関係を満たす場合にヘッドスライダの耐衝撃性が良いと判定する第３のステップと、第３のステップで耐衝撃性が良いと判定された場合に形状情報を出力し、第３のステップで耐衝撃性が良いと判定されない場合に形状情報を微小変更して第１のステップに戻る第４のステップとを実行させることを特徴としている。
【００３２】
このようなプログラムにより、所定の形状情報を入力すれば、判定部で耐衝撃性に優れていると判定されるヘッドスライダの空気潤滑面形状を得ることが可能なヘッドスライダの空気潤滑面の設計プログラムを実現できる。
【００３３】
また、所定の関係が、ヘッドスライダに対して慣性力が作用する位置から空気流入端方向に距離Ｌ１離れた上流側位置、および、慣性力が作用する位置から空気流出端方向に距離Ｌ２離れた下流側位置における、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性をそれぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとし、下流側位置における、記録媒体からの垂直方向の浮上量をＸｈとし、ヘッドスライダの安定浮上時における、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面が記録媒体となす角度をθｐとしたとき、
（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ／Ｘｈ）≦（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）
の関係、または、下流側位置と、ヘッドスライダの記録媒体に対向すべき面の下流側端部との、記録媒体に平行方向の距離をＬｔとしたとき、
（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌｔ）
の関係、または、ヘッドスライダに対して慣性力が作用する位置から空気流入端方向に距離Ｌ１離れた上流側位置、および、慣性力が作用する位置から空気流出端方向に距離Ｌ２離れた下流側位置における、ヘッドスライダと記録媒体との間に形成された弾性層の膜剛性をそれぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとしたとき、
２．５≦（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）＜１１．０
の関係のうちのいずれかであるプログラムにより、慣性力が作用した場合に、ヘッドスライダがピッチ方向に回転しながら、ヘッドスライダの空気潤滑面と記録媒体との間の空気層が弾性層として作用して、ヘッドスライダが記録媒体に衝突することの少ない、また、ピッチ方向に回転しすぎて、ヘッドスライダの空気潤滑面と記録媒体との間に弾性層である空気バネが形成されなくなるということがない、耐衝撃性の高いヘッドスライダの空気潤滑面形状を設計できる設計プログラムを実現できる。
【００３４】
【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。
【００３５】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態として、本発明のヘッドスライダの耐衝撃性評価装置について説明する。
【００３６】
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるヘッドスライダの耐衝撃性評価装置の構成を示すブロック図である。
【００３７】
図１に示したように、本発明の第１の実施の形態における評価装置３７は、評価対象となるヘッドスライダの空気潤滑面の形状等の後述する初期情報が入力される初期情報入力部３１、評価対象となるヘッドスライダの安定浮上時の初期姿勢に関する情報を算出する初期姿勢情報算出部３２、評価対象となるヘッドスライダの後述する所定の位置での膜剛性係数を算出する剛性係数算出部３３、剛性係数算出部で算出された剛性係数と初期姿勢情報算出部３２で算出されたヘッドスライダの初期姿勢に関する所定の情報が所定の閾値範囲内にあるか否かによって、評価対象となるヘッドスライダの耐衝撃性の優劣を判定する判定部３４、および、判定部３４で判定された結果を出力する出力部３５を備える。
【００３８】
ここで、本発明の第１の実施の形態の評価装置３７の動作ステップについて、個々の構成要素とともに詳細に説明する。図２は本発明の第１の実施の形態における評価装置３７の動作ステップを示すフローチャートである。なお、説明を簡単にするために、評価対象となるヘッドスライダの模式図を図３に示し、逐次参酌しながら説明する。図３において、評価対象となるヘッドスライダ２０は、慣性力が付与されない定常状態で、記録媒体２に対して角度θｐ、浮上量Ｘｈ（下流側剛性作用位置と記録媒体２面との距離であり、後述する）を保ちながら浮上しているものとして説明する。
【００３９】
まず、初期情報入力部３１に初期情報が入力される（Ｓ１）。初期情報入力部３１に入力される初期情報としては、評価対象となるヘッドスライダ２０の空気潤滑面の三次元形状データ、ヘッドスライダ２０と記録媒体２との初期状態の隙間を決定する初期浮上量、ロール角度、ピッチ角度等の隙間パラメータ、ヘッドスライダ２０を支持する支持装置からヘッドスライダ２０に対して慣性力作用点１０１に付与された付勢力である荷重Ｆ、さらに、ヘッドスライダ２０と記録媒体２との相対的な速度、すなわち、記録媒体２の回転数やヘッドスライダ２０の記録媒体２上における位置等の情報が含まれる。
【００４０】
この初期情報入力部３１としては、キーボード、マウス、または、スキャナ等の広く知られた入力装置を用いることもできるし、ＣＡＤ等で作成された三次元の座標データがそのまま入力される構成であってもよい。ヘッドスライダ２０の空気潤滑面形状等の初期情報を入力できるものであれば、本発明は初期情報入力部３１の構成を限定するものではない。
【００４１】
次に、初期姿勢情報算出部３２は、初期情報入力部３１に入力された初期情報にもとづいて、評価対象となるヘッドスライダ２０の定常浮上状態、すなわち衝撃等の慣性力が付与されない安定した状態でのヘッドスライダ２０の浮上状態における初期姿勢情報を算出する（Ｓ２）。初期姿勢情報としては、ヘッドスライダ２０と記録媒体２との間の浮上量Ｘｈおよび角度θｐを含む情報が算出されればよい。
【００４２】
ここで、初期姿勢情報算出部３２の機能は、前述の特許文献１に開示された方法や前述のＣＭＬＡｉｒ等の公知のソフトウェア等を用いることによって実現することができる。
【００４３】
次に、剛性係数算出部３３は、図３における評価対象であるヘッドスライダ２０に対して慣性力が作用する位置、すなわち慣性力作用点１０１から空気流入端方向（図３における左方向）に距離Ｌ１離れた上流側位置１０３、および、慣性力作用点１０１から空気流出端方向（図３における右方向）に距離Ｌ２離れた下流側位置１０４における、ヘッドスライダ２０と記録媒体２との間に形成された弾性層である空気バネ層の膜剛性係数Ｋｌ、Ｋｔをそれぞれ算出する（Ｓ３）。この算出は、定常浮上状態にあるヘッドスライダ２０に対して微小変位ΔＸを与えて、その際に上流側位置１０３および下流側位置１０４において発生する応力ΔＦをそれぞれ算出し、
Ｋ＝（ΔＦ／ΔＸ）
の関係から行うことができる。
【００４４】
なお、出願人らが既に特開２００２−３１９２５８号公報において提案した方法によれば、膜剛性係数の空気潤滑面における分布（剛性分布）が算出されるので、この剛性分布を積分することにより、上流側位置１０３および下流側位置１０４における膜剛性係数Ｋｌ、Ｋｔをそれぞれ求めることも可能である。
【００４５】
次に、判定部３４は、初期姿勢情報算出部３２および剛性係数算出部３３で算出された情報にもとづいて、所定の関係、すなわち次の（１）式を満足するか否かを判定する（Ｓ４）。
【００４６】
（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ／Ｘｈ）≦（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌｔ）（１）
本発明の第１の実施の形態における評価装置３７においては、（１）式に示した関係を満たすヘッドスライダ２０を耐衝撃性に優れたヘッドスライダとして判定する一方、（１）式に示した関係を満たさないヘッドスライダ２０については耐衝撃性に課題あるヘッドスライダと判定する。なお、この（１）式に示した所定の関係の詳細については後述する。
【００４７】
次に、出力部３５は、判定部３４で判定された結果、すなわちヘッドスライダ２０が耐衝撃性に優れたヘッドスライダであるか否かを表示して、評価装置３７は動作ステップを終了する（Ｓ５）。この出力部３５としては公知の各種ディスプレイ装置やプリンタ装置を用いることができる。
【００４８】
なお、本発明の第１の実施の形態における評価装置３７の初期姿勢情報算出部３２、剛性係数算出部３３および判定部３４の機能は、それぞれソフトウェアによって実現され、図示しない記憶装置等からＣＰＵ等の演算装置３６に読みこまれて実行される構成であってもよいし、各々の機能がハードウェアで実現される構成であってもよい。
【００４９】
また、本発明の第１の実施の形態の評価装置３７は、初期姿勢情報算出部３２、剛性係数算出部３３および判定部３４を評価装置３７の内部に備え、外部に設けられた初期情報入力部３１および出力部３５から初期情報の入力や判定結果の出力等をネットワークやシリアルケーブル等の公知の通信経路を介して行う構成であってもよいことはいうまでもない。
【００５０】
ここで、前述の（１）式に示した所定の関係について詳細に説明する。発明者らは、（１）式の関係を満たすヘッドスライダは耐衝撃性に優れたヘッドスライダであることを見出した。
【００５１】
再び図３に戻って、図３はヘッドスライダ２０が、記録媒体２上で定常浮上している状態、すなわち、記録媒体２表面に対してピッチ角度θｐの角度を保って定常浮上した状態を示している。
【００５２】
ヘッド支持装置（図示せず）から慣性力作用点１０１に対して、図中Ｆで示された付勢力が付与されている。また、記録媒体２の回転により、矢印で示した方向に空気流がヘッドスライダ２０の記録媒体２に対向する面（以下、空気潤滑面と記す）と記録媒体２表面との間に流入し、この空気層が空気バネとして弾性的に作用することにより、ヘッドスライダ２０を浮上させる力として作用する。この空気バネの反力と、付勢力Ｆおよびヘッドスライダ２０の自重によるヘッドスライダ２０を記録媒体２に接近させる力とのバランスが保たれることにより、ヘッドスライダ２０は浮上し、安定した姿勢を保持する。
【００５３】
また、前述のように、付勢力Ｆがヘッドスライダ２０に付与される慣性力作用点１０１から記録媒体２面に対して垂線を下ろして、空気潤滑面と交わった点から、空気流入端（紙面に向かって左側）方向に、記録媒体２面に平行に距離Ｌ１移動した、空気潤滑面上の点を上流側剛性作用位置１０３とし、空気流出端（紙面に向かって右側）方向に、記録媒体２面に平行に距離Ｌ２移動した、空気潤滑面上の点を下流側剛性作用位置１０４とする。
【００５４】
ここで、前述の空気バネの剛性を剛体バネと仮定して、上流側剛性作用位置１０３での剛性係数をＫｌとし、下流側剛性作用位置１０４での剛性係数をＫｔとして、それぞれの２点で２本の剛体バネによってヘッドスライダ２０を安定に浮上させていると仮定する。
【００５５】
また、下流側剛性作用位置１０４と記録媒体２面との距離を浮上量Ｘｈとし、下流側剛性作用位置１０４とヘッドスライダ２０の空気潤滑面上の最も空気流出端側（紙面に向かって右側）の点（下流側端部）との記録媒体２面に平行方向の距離をＬｔとする。
【００５６】
また、衝撃等の外乱による慣性力の影響を少なくして耐衝撃性を向上させるために、ヘッドスライダ２０の重心１０２と慣性力作用点１０１とを記録媒体２方向に投影した位置は、一致するように構成されているとする。
【００５７】
このような条件のもとで、耐衝撃性に優れたヘッドスライダ２０は、
（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ／Ｘｈ）≦（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌｔ）（１）
の関係を満たしており、（１）式が満足される場合に、最も外乱等による衝撃に対して強い、耐衝撃性に優れたヘッドスライダ２０を得られることがわかった。
【００５８】
（１）式を満足するような本発明のヘッドスライダ２０について、その外乱による衝撃を受けた際の挙動を、図４を用いて説明する。
【００５９】
図４において、実線で示したヘッドスライダ２０が衝撃等による慣性力Ｇが印加される前の位置を示し、破線で示したヘッドスライダ２０ａが、外部から慣性力Ｇが印加された場合の位置を示している。慣性力Ｇは付勢力Ｆがヘッドスライダ２０に付与される慣性力作用点１０１に作用し、また、慣性力Ｇが慣性力作用点１０１に作用した際の上流側剛性作用位置１０３の垂直方向の変位をＸｌ、下流側剛性作用位置１０４の垂直方向の変位をＸｔとする。
【００６０】
このとき、耐衝撃性に優れた、すなわち（１）式を満たすヘッドスライダ２０は、衝撃を受けた場合に、その慣性力Ｇを空気膜のバネ剛性によって吸収する際に、空気流入端側（紙面に向かって左側）が空気流出端側（紙面に向かって右側）よりも、記録媒体２面に対して大きな変位量で接近する。
【００６１】
すなわち、ヘッドスライダ２０は、慣性力Ｇを、ピッチ方向に回転しながら空気バネの剛性によって吸収する構成である、ということができ、このような挙動を示すヘッドスライダ２０は、耐衝撃性の高いヘッドスライダであるといえる。
【００６２】
次に、このようなヘッドスライダ２０を実現させる際に満足させるべき条件について、詳細に説明する。
【００６３】
図３に示した定常状態において、ヘッドスライダ２０は、ピッチ角θｐ、下流側剛性作用位置１０４での浮上量Ｘｈの間隔を保って浮上している。このとき、上流側剛性作用位置１０３と下流側剛性作用位置１０４の浮上高差は、（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ）で表わされ、この浮上量Ｘｈとの比ａは、次式で表わされる。
【００６４】
ａ＝（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ／Ｘｈ）（２）
次に、図４に示された、外部からの衝撃による慣性力Ｇが作用した場合のヘッドスライダ２０の挙動において、上流側剛性作用位置１０３と下流側剛性作用位置１０４との、記録媒体２に垂直な方向の変位量の差と、変位Ｘｌとの比ｂは次式で表わされる。
【００６５】
ｂ＝（（Ｘｌ−Ｘｔ）／Ｘｔ）＝（（Ｘｌ／Ｘｔ）−１）（３）
この場合、高い耐衝撃性を実現するための条件として、ヘッドスライダ２０に衝撃による慣性力が加わったときに、ヘッドスライダ２０がピッチ方向に回転して空気潤滑面と記録媒体２面間の空気バネが慣性力を吸収するためには、変位量の比ｂが、定常浮上初期姿勢の浮上高さの比ａと同じか、より大きいこと、すなわちａ≦ｂの関係が成り立つことが必要であり、（４）式で表わされる関係が成り立つことが必要である。
【００６６】
（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ／Ｘｈ）≦（（Ｘｌ／Ｘｔ）−１）（４）
すなわち、（４）式を満たすヘッドスライダは外部からの衝撃による慣性力に強いといえる。
【００６７】
逆に、（４）式が成り立たない場合、すなわちａ＞ｂの関係を有するヘッドスライダ３０（比較例１）の挙動を、図５に示す。慣性力Ｇが印加されたときの変位をヘッドスライダ３０ａで示す。
【００６８】
ａ＞ｂの関係を有するということは、もともと記録媒体２により接近したヘッドスライダ３０の空気流出端側が、衝撃が外部から加わった際に、より優先的に記録媒体２表面に接近してしまい、接触しやすいので、図５に示したようなヘッドスライダ３０は耐衝撃性に課題があるヘッドスライダであるということができる。
【００６９】
しかし、ａ≦ｂの関係を有するヘッドスライダであっても、慣性力を空気バネによって吸収する際に、図６に示したヘッドスライダ４０（比較例２）のように、外部からの衝撃が加わった場合に、ヘッドスライダ４０ａで示した位置にピッチ方向に変位し、空気流入端側があまりにディスク表面に接近しすぎると、ヘッドスライダ４０ａと記録媒体２との間に空気膜が形成されず、ヘッドスライダ４０ａは浮上力を失い、記録媒体２面と衝突してしまう。このようなヘッドスライダ４０も耐衝撃性に課題あるヘッドスライダであるといえる。この衝突を避けるための条件について、次に述べる。
【００７０】
図３に戻って、下流側剛性作用位置１０４と、空気潤滑面の空気流出端側端部１０５との、記録媒体２に平行な方向の距離をＬｔとするとき、距離（Ｌ１＋Ｌ２）と距離Ｌｔとの比ｃは次式で表わされる。
【００７１】
ｃ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌｔ（５）
前述のような、ヘッドスライダがピッチ方向に回転しすぎて空気膜が形成されない現象は、ヘッドスライダに衝撃による慣性力Ｇが加わったときに生じる、（３）式で表わされる変位量の比ｂが、（５）式で表わされるヘッドスライダの記録媒体２に平行方向の長さの比ｃより大きいために、ヘッドスライダの記録媒体２に平行方向の長さに対して、外部からの衝撃による慣性力Ｇと空気膜剛性比で決まる空気流上流側の変位が相対的に小さいためにおこる。
【００７２】
さらに、上流側剛性作用位置１０３における浮上隙間が、下流側剛性作用位置１０４における浮上隙間に比べて小さくなるヘッドスライダ４０の耐衝撃値は、記録媒体２対向面の形状だけでなく、回転速度のばらつきやスキュー角度の変動、あるいは荷重変動等によっても大きく変動し、また、浮上隙間が小さくなると急激に破損に至るので、耐衝撃値のばらつきが大きくなり、耐衝撃性に課題あるヘッドスライダといえる。
【００７３】
逆に、前述の耐衝撃性に優れたヘッドスライダ２０のように、（３）式で表わされる変位量の比ｂが、（５）式で表わされるヘッドスライダの記録媒体２に平行方向の長さの比ｃより小さい、ｂ＜ｃの関係を満たすヘッドスライダ、すなわち（６）式
（（Ｘｌ／Ｘｔ）−１）＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌｔ）（６）
を満たすヘッドスライダ２０は、外部からの衝撃による慣性力に強いといえる。
【００７４】
よって、耐衝撃性の強いヘッドスライダ２０は、（４）式および（６）式を満足するヘッドスライダ、すなわち、
（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ／Ｘｈ）≦（（Ｘｌ／Ｘｔ）−１）＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌｔ）（７）
の関係が成り立つヘッドスライダであるということができる。
【００７５】
ところで、上流側剛性作用位置１０３と下流側剛性作用位置１０４とにおける、膜剛性係数をそれぞれＫｌ、Ｋｔとすると、前述のように、慣性力Ｇは慣性力作用点１０１に対して印加されるので、ヘッドスライダに外部からの衝撃による慣性力Ｇが加わった場合の、上流側剛性作用位置１０３と下流側剛性作用位置１０４とに生じる慣性力Ｇの分力をそれぞれＦ１、Ｆ２とすると、一般的な弾性係数、慣性力および変位の関係を表わす公式である、Ｆ＝ｋｘ（Ｆ：付与される力，ｋ：剛性係数（弾性係数），ｘ：変位）の関係から、
Ｆ１＝（Ｋｌ×Ｘｌ）（８）
Ｆ２＝（Ｋｔ×Ｘｔ）（９）
が成り立ち、これらを変形して、
Ｘｌ＝（Ｆ１／Ｋ１）（１０）
Ｘｔ＝（Ｆ２／Ｋ２）（１１）
よって、ＸｌとＸｔとの比を取ると、
（Ｘｌ／Ｘｔ）＝（（Ｆ１×Ｋｔ）／（Ｋｌ×Ｆ２））（１２）
となる。また、
（Ｆ１×Ｌ１）＝（Ｆ２×Ｌ２）（１３）
の関係が成り立つので、
Ｆ２＝（Ｆ１×Ｌ１／Ｌ２）（１４）
これを（１２）式に代入して、
（Ｘｌ／Ｘｔ）＝（（Ｋｔ×Ｌ２）／（Ｋｌ×Ｌ１））（１５）
したがって、（４）式および（６）式は、それぞれ次の（１６）式および（１７）式と同義である。
【００７６】

（１６）式と（１７）式とを同時に満たすには、
（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ／Ｘｈ）≦（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌｔ）（１）
であり、（１）式が満足されていればよいことになる。
【００７７】
なお、ディスク装置においては、一般的に、ヘッドスライダがディスクの外周側に位置する場合に比べて、内周側に位置する場合のほうがヘッドスライダとディスク間の相対速度が小さいので、空気潤滑面に発生する空気流、浮上量が少なくなるので耐衝撃性が低くなると考えられる。したがって、少なくとも浮上量が最も低くなるディスク内周側で、上記（４）式および（６）式または（１６）式および（１７）式、すなわち、（１）式または（７）式を満たせばよい。
【００７８】
次に、前述した耐衝撃性に優れたヘッドスライダの所定の条件を検証するため、具体的に、ヘッドスライダの空気潤滑面形状の違いによる耐衝撃性の違いを検討した結果を示す。
【００７９】
図７、図８に、評価を行ったヘッドスライダの仕様、およびその耐衝撃性の評価結果を示す。
【００８０】
本発明の実施の形態の耐衝撃性に優れたヘッドスライダ２０は、外部からの衝撃等による慣性力Ｇが印加された場合の、慣性力作用位置から空気流入端方向に、記録媒体２に平行な方向に距離Ｌ１離れた位置にある上流側剛性作用位置１０３および、慣性力作用位置から空気流入端側方向に距離Ｌ２離れた位置にある下流側剛性作用位置１０４において求めた空気膜剛性を、それぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとすると、Ｋｌ＝Ｋｔとなる位置のＬ１＝０．２３（ｍｍ）、Ｌ２＝０．５８（ｍｍ）である。さらに、下流側剛性作用位置１０４と、空気流出端側端部１０５との距離Ｌｔ＝０．１（ｍｍ）、ディスク内周側での定常浮上状態の下流側剛性作用位置１０４における浮上量Ｘｈ＝２０（ｎｍ）、ピッチ角θｐはθｐ＝３０（μｒａｄ）の条件で評価を行った。
【００８１】
一方、比較のため、図７に示した、比較例１および比較例２で示した仕様のヘッドスライダについても評価を行った。
【００８２】
比較例１のヘッドスライダ３０の空気潤滑面は、上流側剛性作用位置１０３および下流側剛性作用位置１０４における空気膜剛性をそれぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとすると、Ｋｌ＝Ｋｔとなる位置のＬ１＝０．３２（ｍｍ）、Ｌ２＝０．３（ｍｍ）である。
【００８３】
また、比較例２のヘッドスライダ４０は、上流側剛性作用位置１０３および下流側剛性作用位置１０４における空気膜剛性をそれぞれ、Ｋｌ、Ｋｔとすると、Ｋｌ＝Ｋｔとなる位置のＬ１＝０．０５（ｍｍ）、Ｌ２＝０．６１（ｍｍ）である。
【００８４】
このような本発明の実施の形態のヘッドスライダ２０と、比較例１および比較例２のヘッドスライダ３０、４０について、（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）の値を求めるとともに、ヘッドスライダをディスク方向に近づけるような、外部からの衝撃による慣性力が作用したときの耐衝撃性を評価し、その結果を図７に示した。なお、ここで耐衝撃性とは、評価対象のヘッドスライダのどこか一部でもディスクに接触させるために必要な慣性力の大きさで表わす。
【００８５】
なお、この耐衝撃性の評価では、ヘッドスライダとスライダ保持部とを含めた等価質量を８（ｍｇ）、サスペンションからヘッドスライダに付与される付勢力を２（ｇｆ）、ディスク回転数４５００（ｒｐｍ）、ディスク半径６（ｍｍ）位置でスキュー角が−５（°）の条件で評価を行った。
【００８６】
図７に示したように、本発明の実施の形態のヘッドスライダ２０の（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）の値は２．５３であり、比較例１および比較例２の（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）の値は、それぞれ０．９７、１２．２である。
【００８７】
前述した、本発明の第１の実施の形態における、ヘッドスライダの耐衝撃性の評価装置３７において、耐衝撃性に優れたヘッドスライダ２０の判定条件、すなわち、
（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ／Ｘｈ）≦（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌｔ）（１）
に今回の評価を行う際の条件を代入すると、
１．５≦（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）＜１０．０（１８）
となり、
２．５≦（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）＜１１．０（１９）
の関係を満たす場合に、耐衝撃性の高いヘッドスライダであると判定することができる。
【００８８】
よって、本発明の第１の実施の形態における評価装置３７によれば、本発明の実施の形態のヘッドスライダ２０は耐衝撃性が高いと判定され、比較例１および比較例２のヘッドスライダ３０、４０は耐衝撃性に課題があるヘッドスライダであると判定される。
【００８９】
また、本発明の実施の形態のヘッドスライダ２０の耐衝撃値は１０００Ｇであり、比較例１および比較例２の耐衝撃値は、それぞれ２６０Ｇおよび５７０Ｇであった。
【００９０】
モバイル用途の磁気ディスク装置としての使用を考慮すると、本発明のヘッドスライダの耐衝撃性の評価装置によって、耐衝撃性に優れていると評価されたヘッドスライダが実用的な耐衝撃性を実現していることが明らかである。
【００９１】
次に、本発明の実施の形態のヘッドスライダ２０および、比較例１、２のヘッドスライダ３０、４０を含むいくつかのヘッドスライダにおける、上流側剛性作用位置１０３と下流側剛性作用位置１０４における（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）の値と、耐衝撃性の評価結果との関係をグラフ化したものを図８に示す。
【００９２】
図８からわかるように、耐衝撃性は、（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）の値に依存して変化していることがわかる。また、図８に示したように、耐衝撃性に優れた範囲が存在することがわかる。よって、本発明の第１の実施の形態に示した評価装置３７では、（１）式を満たすヘッドスライダを判別する、すなわち（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）を評価指標とすることにより、耐衝撃性に優れたヘッドスライダを判定することが可能である。
【００９３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態として、本発明のヘッドスライダの設計装置について、説明する。
【００９４】
図９は、本発明の第２の実施の形態におけるヘッドスライダの設計装置の構成を示すブロック図である。
【００９５】
図９に示したように、本発明の第２の実施の形態におけるヘッドスライダの設計装置は、設計対象となるヘッドスライダの空気潤滑面の形状等の後述する初期情報が入力される初期情報入力部３１、設計対象となるヘッドスライダの安定浮上時の初期姿勢に関する情報を算出する初期姿勢情報算出部３２、設計対象となるヘッドスライダの後述する所定の位置での膜剛性係数を算出する剛性係数算出部３３、剛性係数算出部で算出された剛性係数と初期姿勢情報算出部３２で算出されたヘッドスライダの初期姿勢に関する所定の情報が所定の閾値範囲内にあるか否かによって、評価対象となるヘッドスライダの耐衝撃性の優劣を判定する判定部３４、および、判定部３４で判定された結果を出力する出力部３５を備える。さらに、本発明の第２の実施の形態における設計装置４３は、形状情報変更部として、形状情報変更テーブル４１を格納した記憶部４２を備える。
【００９６】
図９に示したように、本発明の第２の実施の形態における設計装置４３の、初期情報入力部３１、初期姿勢情報算出部３２、剛性係数算出部３３、判定部３４および出力部３５は、それぞれ第１の実施の形態において説明したものと同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００９７】
ここで、形状情報変更テーブル４１には、後述するようなヘッドスライダの膜剛性係数Ｋｌ、Ｋｔの値とヘッドスライダの空気潤滑面形状との相関データ群（例えば、パッド間の距離の変更やパッドの高さ等の変化と膜剛性係数Ｋｔ、Ｋｔの変化との相関データ等のデータ群）が格納されている。なお、ここでパッドとは、ヘッドスライダの空気潤滑面における凸部のことをいう。
【００９８】
ここで、本発明の第２の実施の形態の設計装置４３の動作ステップについて、詳細に説明する。図１０は本発明の第２の実施の形態における設計装置４３の動作ステップを示すフローチャートである。なお、説明を簡単にするために、第１の実施の形態で説明したステップＳ１〜Ｓ３については、説明を省略する。
【００９９】
また、設計対象となるヘッドスライダの概念図を図３に示し、逐次参酌しながら説明する。
【０１００】
図３において、評価対象となるヘッドスライダ２０は、慣性力が付与されない定常状態で、記録媒体２に対して角度θｐ、浮上量Ｘｈを保ちながら浮上しているものとして説明する。
【０１０１】
ステップＳ１からステップＳ３が実行された後、判定部３４は、初期姿勢情報算出部３２および剛性係数算出部３３で算出された情報にもとづいて、所定の関係、すなわち次の（１）式を満足するか否かを判定する（Ｓ７）。
【０１０２】
（（Ｌ１＋Ｌ２）ｔａｎθｐ／Ｘｈ）≦（（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）−１）＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌｔ）（１）
（１）式に示した関係を満たすヘッドスライダ２０は耐衝撃性に優れたヘッドスライダであるとし、一方、（１）式に示した関係を満たさないヘッドスライダ２０については耐衝撃性に課題あるヘッドスライダと判定する。なお、この（１）式に示した所定の関係の詳細については、本発明の第１の実施の形態に説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。
【０１０３】
ステップＳ７でヘッドスライダ２０が耐衝撃性に課題あるヘッドスライダであると判定された場合には、判定部３４からヘッドスライダの空気潤滑面の形状データが記憶部４２に送られ、その際、例えば、膜剛性係数Ｋｌおよび膜剛性係数Ｋｔについて（１）式を満たすような所望の値に近づけるために、空気潤滑面の形状を変更する際に形状情報変更テーブル４１が参酌され、新たな初期情報が初期姿勢情報算出部３２に送られる（Ｓ９）。このようにして、以下、再びステップＳ１以下の処理が、判定部３４で判定対象となるヘッドスライダ２０が耐衝撃性に優れたヘッドスライダであると判定されるまで繰り返し行われる。
【０１０４】
ここで、形状情報変更テーブル４１に格納された情報について詳細に説明する。図１１に設計対象となるヘッドスライダ１０の空気潤滑面の形状の一例を示す。図１１において、ヘッドスライダ１０の初期情報である、空気潤滑面の形状を実線で示す。ヘッドスライダ１０の空気潤滑面は、２つのパッド２０１、２０３を有している。このようなヘッドスライダ１０のパッド部２０１を、点線で示したパッド部２０２の位置に距離ΔＬだけ移動させた場合における、距離ΔＬと剛性係数Ｋｌとの関係を図１２に、距離ΔＬと剛性係数Ｋｔとの関係を図１３に示す。図１２に示したように、距離ΔＬと剛性係数Ｋｌとの相関は高く、図１３に示したように、距離ΔＬと剛性係数Ｋｔとの間の相関はあまり高いとはいえない。よって、剛性係数Ｋｌの値を変化させたい場合には、例えば図１２に示した情報を参酌し、距離ΔＬを変化させることにより所望の剛性係数Ｋｌの値を得ることができる。
【０１０５】
形状情報変更テーブル４１には、これら図１２および図１３に示したような、ヘッドスライダの剛性係数Ｋｌ、Ｋｔの値とヘッドスライダの空気潤滑面形状との相関データ群を格納する。さらにパッド間の距離の変更やパッドの高さ等の変化と剛性係数Ｋｔ、Ｋｔの変化との相関データ、浮上量Ｘｈと剛性係数Ｋｌ、Ｋｔとの相関データ等のデータ群も合わせて格納されている。これにより、所望の剛性係数Ｋｔ、Ｋｌに近づけるために、空気潤滑面の形状が変更され、新たな初期情報が初期姿勢情報算出部３２に送られる。
【０１０６】
判定部３４で設計対象となるヘッドスライダ１０が耐衝撃性に優れたヘッドスライダであると判定された場合、すなわち（１）式を満たすヘッドスライダであると判定された場合には、出力部３５は、設計対象となるヘッドスライダ１０の空気潤滑面形状を表示または出力して、設計装置４３は動作ステップを終了する（Ｓ８）。
【０１０７】
このようにして、本発明の第２の実施の形態における設計装置４３を用いることにより、（１）式を満たすような、剛性係数Ｋｔ、Ｋｌを実現できるヘッドスライダの空気潤滑面形状を設計できるので、耐衝撃性に優れたヘッドスライダの空気潤滑面形状を設計することが可能になる。
【０１０８】
また、本発明の第２の実施の形態におけるヘッドスライダの空気潤滑面の設計装置を用いて、（４）式および（６）式または、（１６）式および（１７）式を満たす（すなわち（７）式または（１）式を満たす）ように設計された記録媒体対向面形状を有するヘッドスライダを搭載することにより、外部からの衝撃に対して強い、耐衝撃性に優れたヘッド支持装置およびディスク装置を実現できる。
【０１０９】
なお、本発明の第２の実施の形態における設計装置４３の初期姿勢情報算出部３２、剛性係数算出部３３および判定部３４の機能は、それぞれソフトウェアによって実現され、図示しない記憶装置等からＣＰＵ等の演算装置３６に読みこまれ、実行される構成であってもよいし、各々の機能がハードウェアで実現される構成であってもよい。
【０１１０】
また、本発明の第２の実施の形態における設計装置４３は、初期情報入力部３１および出力部３５を外部に備え、記憶部４２、初期姿勢情報算出部３２、剛性係数算出部３３および判定部３４を備え、初期情報の入力や判定結果の出力等はネットワークやシリアル等の通信経路を介して行われる構成であってもよいことはいうまでもない。
【０１１１】
なお、本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、必要な膜剛性を、空気潤滑面とディスク面との間の空気流に発生する正圧を用いて生じさせる例を示したが、弾性層として、空気層の代わりに他の潤滑剤を用いて、同様な膜剛性となるような構成を実現した場合においても、膜剛性Ｋｌ、Ｋｔは潤滑剤によって実現されるので、同様にヘッドスライダの耐衝撃性評価や空気潤滑面の設計を行えることはいうまでもない。
【０１１２】
なお、本発明のヘッドスライダの耐衝撃性評価装置および設計装置は、例として示した磁気ディスク装置に搭載されるヘッドスライダに何ら限定されるものではなく、光磁気ディスク装置や、光ディスク装置等に搭載される浮上型のヘッドスライダの耐衝撃性評価装置および設計装置に適用可能であることはいうまでもない。
【０１１３】
また、本発明のヘッドスライダの耐衝撃性評価装置および設計装置は、ディスク形状の媒体を用いたディスク装置に搭載されるヘッドスライダに限定されるものではなく、他のいかなる形状の媒体を用いた記録再生装置に搭載されるヘッドスライダの耐衝撃性評価装置および設計装置にも適用可能であることはいうまでもない。
【０１１４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、外部からの衝撃等により、ヘッドスライダに慣性力が作用した場合の耐衝撃性を評価できる耐衝撃性評価装置および設計装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるヘッドスライダの耐衝撃性評価装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるヘッドスライダの耐衝撃性の評価装置の動作ステップを示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態におけるヘッドスライダに外部から衝撃による慣性力が作用する前のヘッドスライダの浮上状態の模式図
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるヘッドスライダに外部からの衝撃による慣性力が作用したときの浮上状態の挙動を説明するための模式図
【図５】本発明に対する比較例１のヘッドスライダに慣性力が作用したときの浮上状態の挙動を説明するための模式図
【図６】本発明に対する比較例２のヘッドスライダに慣性力が作用したときの浮上状態の挙動を説明するための模式図
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるヘッドスライダと比較例との特性比較図
【図８】本発明の第１の実施の形態における（ＫｔＬ２／ＫｌＬ１）値と耐衝撃性の評価結果との関係を示す図
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるヘッドスライダの設計装置の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるヘッドスライダの設計装置の動作ステップを示すフローチャート
【図１１】本発明の第２の実施の形態におけるヘッドスライダの空気潤滑面の形状の一例を示す図
【図１２】本発明の第２の実施の形態における形状情報変更テーブルの情報の一例を示す図
【図１３】本発明の第２の実施の形態における形状情報変更テーブルの情報の他の例を示す図
【符号の説明】
２記録媒体
１０，２０，２０ａ，３０，３０ａ，４０，４０ａヘッドスライダ
３１初期情報入力部
３２初期姿勢情報算出部
３３剛性係数算出部
３４判定部
３５出力部
３６演算装置
３７評価装置
４１形状情報変更テーブル
４２記憶部
４３設計装置
１０１慣性力作用点
１０２重心
１０３上流側剛性作用位置
１０４下流側剛性作用位置
１０５空気流出端側端部
２０１，２０２，２０３パッド部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention evaluates the shock resistance of a surface of a head slider, which is to face a recording medium, of a head slider equipped with an information conversion element that records and reproduces a signal on and from a recording medium by utilizing the action of magnetism, light, and magneto-optics The present invention relates to an impact resistance evaluation device and a design device for a head slider.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, there has been remarkable technical progress in a disk-type recording / reproducing apparatus (hereinafter, also referred to as a disk device) for recording and reproducing data on and from a disk-shaped recording medium (hereinafter, also referred to as a disk) such as a magnetic disk, an optical disk, and a magneto-optical disk. .
[0003]
In such a disk device, in particular, a magnetic disk device, recording and reproduction are performed in a state where a head slider on which an information conversion element is mounted floats from a recording medium while maintaining a predetermined floating amount. Generally, the flying characteristics of the head slider are controlled by the difference in the shape of the surface of the head slider facing the recording medium (hereinafter, referred to as an air lubricating surface). Therefore, various techniques have been conventionally proposed in order to appropriately evaluate and design the shape of the air lubrication surface.
[0004]
For example, a technique for evaluating the air lubrication surface of the head slider by determining the flying attitude of the head slider from the conditions of the shape and load of the air lubrication surface of the head slider, the running conditions of the disk, and the like has been proposed ( For example, see Patent Document 1.) Further, U.S. Pat. C. Air lubrication surface evaluation software for head sliders, such as CMLAir developed by Berkeley, has already been put to practical use.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-4-283647
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, the use of disk devices has been expanded not only to computers, as in the past, but also to mobile devices, for example, in portable small electronic devices. Therefore, when an external impact such as disturbance is applied, the head slider collides with or comes into contact with the disk, causing wear and damage to the head slider and the recording layer of the disk, leading to data destruction and device damage. Therefore, there is a demand for shock resistance that enables stable recording and reproduction without damaging a disk or a head slider even when subjected to disturbances such as a shock.
[0007]
However, in the above-described evaluation technique, the state in which the head slider is stably flying, that is, the flying state of the head slider when no external inertial force is applied, can be evaluated. That is, the evaluation of the impact resistance has not been studied at all.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide a head slider impact resistance evaluation apparatus capable of evaluating impact resistance when an inertial force acts on a head slider due to an external impact or the like. I do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a head slider impact resistance evaluation apparatus of the present invention is a head slider impact resistance evaluation apparatus that evaluates impact resistance when inertial force is applied, and includes a predetermined initial value. An initial attitude information calculation unit that calculates initial attitude information at the time of stable flying of the head slider based on the information; and a stiffness coefficient calculation unit that calculates a film stiffness coefficient of an elastic layer formed between the head slider and the recording medium. And a determination unit that determines that the head slider has good impact resistance when the initial attitude information and the film rigidity coefficient satisfy a predetermined relationship.
[0010]
With such a configuration, the initial attitude information and the film stiffness coefficient of the head slider during stable flying are calculated without performing a dynamic analysis when an inertial force is applied to the head slider, and a predetermined relationship is satisfied. It is possible to realize an impact resistance evaluation apparatus that evaluates the impact resistance of the head slider with a simple configuration of determining whether the head slider is impacted.
[0011]
Further, the predetermined initial information includes the shape of the surface of the head slider facing the recording medium, the gap parameter between the head slider and the recording medium, the load applied to the head slider, and the relative speed between the head slider and the recording medium. Since the information is information, the initial attitude information calculation unit can easily calculate appropriate initial attitude information of the head slider.
[0012]
Further, the initial attitude information includes a vertical flying height from the recording medium at a downstream position that is a predetermined distance away from a position where the inertia force of the head slider acts, and the recording of the head slider during stable floating of the head slider. With the configuration in which the surface facing the medium is information including the angle formed by the recording medium, the initial attitude information can be determined by the two parameters of the flying height and the angle formed by the head slider with the recording medium. It can be done quickly.
[0013]
Further, the stiffness coefficient calculating unit includes an elastic layer formed between the head slider and the recording medium at an upstream position and a downstream position which are separated by a predetermined distance from the position where the inertia force of the head slider acts on the air inflow end direction. By calculating the film stiffness coefficients of the head slider, the behavior of the head slider when an inertial force is applied can be predicted and evaluated by a simple calculation.
[0014]
Further, the determining unit determines that the impact resistance of the head slider is good when the flying height, the angle, and the film rigidity coefficient satisfy a predetermined relationship. It is possible to appropriately evaluate the impact resistance of the head slider.
[0015]
Further, the predetermined relationship is such that the head slider has an upstream position separated by a distance L1 in the direction of the air inflow end from the position where the inertial force acts on the head slider, and has a distance L2 separated in the direction of the air outflow end from the position where the inertia force acts on the head slider. The film stiffness of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at the downstream position is Kl and Kt, respectively, and the vertical flying height from the recording medium at the downstream position is Xh. When the angle between the surface of the head slider facing the recording medium and the recording medium at the time of stable flying of the recording medium is θp,
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) -1)
When an inertial force acts on the head slider, the head slider rotates in the pitch direction while the air layer between the air lubrication surface of the head slider and the recording medium acts as an elastic layer. It is possible to determine whether or not the head slider is a head slider that hardly collides with the recording medium.
[0016]
Further, when the predetermined relationship is Lt, the distance in the direction parallel to the recording medium between the downstream position and the downstream end of the surface of the head slider that should face the recording medium is as follows:
((KtL2 / K1L1) -1) <((L1 + L2) / Lt)
With this configuration, the head does not rotate too much in the pitch direction and an air spring, which is an elastic layer, is not formed between the air lubrication surface of the head slider and the recording medium. It is possible to more appropriately determine whether or not the slider is used.
[0017]
Further, the predetermined relationship is such that the head slider has an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider in the direction of the air inflow end, and a distance L2 separated from the position where the inertia force acts on the air outflow end. When the film rigidity of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at the downstream position is Kl and Kt, respectively,
2.5 ≦ (KtL2 / K1L1) <11.0
Therefore, a simpler and more practical head slider impact resistance evaluation apparatus can be realized with a small number of parameters.
[0018]
Further, according to the configuration in which the recording medium is a disk-shaped medium and the predetermined relationship is a relationship on the innermost side of the disk-shaped medium, the impact resistance of the head slider on the entire disk-shaped medium can be appropriately evaluated. .
[0019]
Next, the impact resistance evaluation method of the present invention is a method for evaluating the impact resistance of a head slider for evaluating the impact resistance when an inertial force is applied, based on predetermined initial information. Calculating the initial attitude information during flying, calculating the film stiffness coefficient of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium, and when the initial attitude information and the film stiffness coefficient satisfy a predetermined relationship. And a step of determining that the impact resistance of the head slider is good.
[0020]
By such a method, the initial attitude information and the film rigidity coefficient of the head slider at the time of stable flying are calculated without performing a dynamic analysis when an inertial force is applied to the head slider, and a predetermined relationship is satisfied. Thus, it is possible to realize an impact resistance evaluation method capable of evaluating the impact resistance of the head slider with a simple configuration of judging the impact resistance.
[0021]
Further, the predetermined relationship is such that the head slider has an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider in the direction of the air inflow end, and a distance L2 separated from the position where the inertia force acts on the air outflow end. The film stiffness of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at the downstream position is Kl and Kt, respectively, and the vertical flying height from the recording medium at the downstream position is Xh. When the angle between the surface of the head slider facing the recording medium and the recording medium at the time of stable flying of the recording medium is θp,
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) -1)
Or the distance in the direction parallel to the recording medium between the downstream position and the downstream end of the surface of the head slider that should face the recording medium is denoted by Lt.
((KtL2 / K1L1) -1) <((L1 + L2) / Lt)
Or an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider toward the air inflow end, and a downstream position separated from the position where the inertia force acts on the air outflow end by a distance L2. When the film rigidity of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at the position is Kl and Kt, respectively,
2.5 ≦ (KtL2 / K1L1) <11.0
When an inertial force acts on the head slider, the air layer between the air-lubricated surface of the head slider and the recording medium acts as an elastic layer when an inertial force is applied. Then, the head slider is unlikely to collide with the recording medium, and is rotated too much in the pitch direction, so that an air spring, which is an elastic layer, is not formed between the air lubrication surface of the head slider and the recording medium. This makes it possible to more appropriately evaluate whether or not the head slider has high impact resistance.
[0022]
Next, a head slider impact resistance evaluation program according to the present invention is a head slider impact resistance evaluation program for evaluating impact resistance when inertial force is applied, and is provided to a computer based on predetermined initial information. Calculating the initial attitude information at the time of stable flying of the head slider; calculating the film stiffness coefficient of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium; Determining that the impact resistance of the head slider is good when the predetermined relationship is satisfied.
[0023]
By such a program, the initial attitude information and the film rigidity coefficient of the head slider at the time of stable flying are calculated without performing a dynamic analysis when an inertial force is applied to the head slider, and a predetermined relationship is satisfied. It is possible to realize an impact resistance evaluation program capable of evaluating the impact resistance of the head slider with a simple configuration of judging whether or not the impact resistance is high.
[0024]
Further, the predetermined relationship is such that the head slider has an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider in the direction of the air inflow end, and a distance L2 separated from the position where the inertia force acts on the air outflow end. The film stiffness of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at the downstream position is Kl and Kt, respectively, and the vertical flying height from the recording medium at the downstream position is Xh. When the angle between the surface of the head slider facing the recording medium and the recording medium at the time of stable flying of the recording medium is θp,
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) -1)
Or the distance in the direction parallel to the recording medium between the downstream position and the downstream end of the surface of the head slider that should face the recording medium is denoted by Lt.
((KtL2 / K1L1) -1) <((L1 + L2) / Lt)
Or an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider toward the air inflow end, and a downstream position separated from the position where the inertia force acts on the air outflow end by a distance L2. When the film rigidity of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at the position is Kl and Kt, respectively,
2.5 ≦ (KtL2 / K1L1) <11.0
When an inertial force is applied by a program which is one of the relations described above, the air layer between the air lubrication surface of the head slider and the recording medium acts as an elastic layer while the head slider rotates in the pitch direction. Then, the head slider is unlikely to collide with the recording medium, and is rotated too much in the pitch direction, so that an air spring, which is an elastic layer, is not formed between the air lubrication surface of the head slider and the recording medium. Thus, it is possible to realize an impact resistance evaluation program capable of more appropriately evaluating whether or not the head slider has high impact resistance.
[0025]
Next, the head slider designing apparatus of the present invention is a designing apparatus for designing the shape of the surface of the head slider which is to face the recording medium, and based on predetermined shape information, the initial value at the time of stable flying of the head slider. An initial attitude information calculator for calculating attitude information; a stiffness coefficient calculator for calculating a film stiffness coefficient of an elastic layer formed between the head slider and the recording medium; and a predetermined relationship between the initial attitude information and the film stiffness coefficient. A determination unit that determines that the impact resistance of the head slider is good when the condition is satisfied, an output unit that outputs shape information when the determination unit determines that the impact resistance is good, and shape information that slightly changes the shape information And a change unit.
[0026]
With such a configuration, if predetermined shape information is input, it becomes possible to obtain the air-lubricated surface shape of the head slider determined to be excellent in impact resistance by the determination unit.
[0027]
Further, the predetermined relationship is such that the head slider has an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider in the direction of the air inflow end, and a distance L2 separated from the position where the inertia force acts on the air outflow end. The film stiffness of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at the downstream position is Kl and Kt, respectively, and the vertical flying height from the recording medium at the downstream position is Xh. When the angle between the surface of the head slider facing the recording medium and the recording medium at the time of stable flying of the recording medium is θp,
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) -1)
Or the distance in the direction parallel to the recording medium between the downstream position and the downstream end of the surface of the head slider that should face the recording medium is denoted by Lt.
((KtL2 / K1L1) -1) <((L1 + L2) / Lt)
Or an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider toward the air inflow end, and a downstream position separated from the position where the inertia force acts on the air outflow end by a distance L2. When the film rigidity of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at the position is Kl and Kt, respectively,
2.5 ≦ (KtL2 / K1L1) <11.0
When the inertial force acts, the head slider rotates in the pitch direction, and the air layer between the air lubrication surface of the head slider and the recording medium acts as an elastic layer. Then, the head slider is unlikely to collide with the recording medium, and is rotated too much in the pitch direction, so that an air spring, which is an elastic layer, is not formed between the air lubrication surface of the head slider and the recording medium. And a design device capable of designing an air-lubricated surface shape of a head slider having high shock resistance.
[0028]
Next, the head slider design method of the present invention is a design method for designing the shape of the surface of the head slider that should face the recording medium, and based on predetermined shape information, the initial value at the time of stable flying of the head slider. A first step of calculating posture information, a second step of calculating a film stiffness coefficient of an elastic layer formed between the head slider and the recording medium, and a predetermined relationship between the initial posture information and the film stiffness coefficient. A third step in which the impact resistance of the head slider is determined to be good when the condition is satisfied; and shape information is output in a case where the impact resistance is determined to be good in the third step. And a fourth step in which the shape information is minutely changed and the process returns to the first step when it is not determined to be good.
[0029]
According to such a method, by inputting predetermined shape information, it is possible to realize a head slider design method capable of obtaining an air-lubricated surface shape of a head slider determined to be excellent in impact resistance by the determination unit. .
[0030]
Further, the predetermined relationship is such that the head slider has an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider in the direction of the air inflow end, and a distance L2 separated from the position where the inertia force acts on the air outflow end. The film stiffness of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at the downstream position is Kl and Kt, respectively, and the vertical flying height from the recording medium at the downstream position is Xh. When the angle between the surface of the head slider facing the recording medium and the recording medium at the time of stable flying of the recording medium is θp,
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) -1)
Or the distance in the direction parallel to the recording medium between the downstream position and the downstream end of the surface of the head slider that should face the recording medium is denoted by Lt.
((KtL2 / K1L1) -1) <((L1 + L2) / Lt)
Or an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider toward the air inflow end, and a downstream position separated from the position where the inertia force acts on the air outflow end by a distance L2. When the film rigidity of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at the position is Kl and Kt, respectively,
2.5 ≦ (KtL2 / K1L1) <11.0
When an inertial force acts on the head slider, the air layer between the air-lubricated surface of the head slider and the recording medium acts as an elastic layer when an inertial force is applied. Then, the head slider is unlikely to collide with the recording medium, and is rotated too much in the pitch direction, so that an air spring, which is an elastic layer, is not formed between the air lubrication surface of the head slider and the recording medium. Therefore, it is possible to realize a design method capable of designing an air-lubricated surface shape of a head slider having no impact and high impact resistance.
[0031]
Next, the head slider design program of the present invention is a design program for designing the shape of the surface of the head slider that should face the recording medium, and allows the computer to stably fly the head slider based on predetermined shape information. A first step of calculating the initial attitude information at the time, a second step of calculating the film stiffness coefficient of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium, and determining that the initial attitude information and the film stiffness coefficient are predetermined. A third step of judging that the impact resistance of the head slider is good when the relationship is satisfied; and outputting shape information when it is judged that the impact resistance is good in the third step. When the impact resistance is not determined to be good, a fourth step of slightly changing the shape information and returning to the first step is executed.
[0032]
With such a program, the design of the air lubrication surface of the head slider enables the determination unit to obtain the shape of the air lubrication surface of the head slider determined to have excellent impact resistance by inputting predetermined shape information. A program can be realized.
[0033]
Further, the predetermined relationship is such that the head slider has an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider in the direction of the air inflow end, and a distance L2 separated from the position where the inertia force acts on the air outflow end. The film stiffness of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at the downstream position is Kl and Kt, respectively, and the vertical flying height from the recording medium at the downstream position is Xh. When the angle between the surface of the head slider facing the recording medium and the recording medium at the time of stable flying of the recording medium is θp,
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) -1)
Or the distance in the direction parallel to the recording medium between the downstream position and the downstream end of the surface of the head slider that should face the recording medium is denoted by Lt.
((KtL2 / K1L1) -1) <((L1 + L2) / Lt)
Or an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider toward the air inflow end, and a downstream position separated from the position where the inertia force acts on the air outflow end by a distance L2. When the film rigidity of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at the position is Kl and Kt, respectively,
2.5 ≦ (KtL2 / K1L1) <11.0
When an inertial force is applied by a program which is one of the relations described above, the air layer between the air lubrication surface of the head slider and the recording medium acts as an elastic layer while the head slider rotates in the pitch direction. Then, the head slider is unlikely to collide with the recording medium, and is rotated too much in the pitch direction, so that an air spring, which is an elastic layer, is not formed between the air lubrication surface of the head slider and the recording medium. It is possible to realize a design program that can design an air-lubricated surface shape of a head slider having no shock resistance and high impact resistance.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0035]
(First Embodiment)
As a first embodiment of the present invention, an apparatus for evaluating the impact resistance of a head slider according to the present invention will be described.
[0036]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a head slider impact resistance evaluation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0037]
As shown in FIG. 1, the evaluation device 37 according to the first embodiment of the present invention includes an initial information input unit 31 for inputting initial information to be described later, such as the shape of the air lubrication surface of the head slider to be evaluated. An initial attitude information calculation unit 32 for calculating information on an initial attitude of the head slider to be evaluated during stable flying, and a stiffness coefficient calculation unit for calculating a film stiffness coefficient of a head slider to be evaluated at a predetermined position to be described later. 33, the head to be evaluated is determined based on whether the rigidity coefficient calculated by the rigidity coefficient calculating unit and the predetermined information on the initial attitude of the head slider calculated by the initial attitude information calculating unit 32 are within a predetermined threshold range. A determination unit 34 for determining the strength of the impact resistance of the slider and an output unit 35 for outputting the result determined by the determination unit 34 are provided.
[0038]
Here, operation steps of the evaluation device 37 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail together with individual components. FIG. 2 is a flowchart showing operation steps of the evaluation device 37 according to the first embodiment of the present invention. For the sake of simplicity, a schematic diagram of a head slider to be evaluated is shown in FIG. 3 and will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the head slider 20 to be evaluated has an angle θp with respect to the recording medium 2 and a flying height Xh (the distance between the downstream stiffness action position and the surface of the recording medium 2 in a steady state where no inertial force is applied. , Which will be described later).
[0039]
First, initial information is input to the initial information input unit 31 (S1). The initial information input to the initial information input unit 31 includes the three-dimensional shape data of the air-lubricated surface of the head slider 20 to be evaluated, and the initial flying height for determining the initial gap between the head slider 20 and the recording medium 2. Parameters such as a roll angle and a pitch angle, a load F which is an urging force applied from a support device supporting the head slider 20 to the head slider 20 at the point of action of inertia 101, and further, the head slider 20 and the recording medium 2, that is, information such as the number of rotations of the recording medium 2 and the position of the head slider 20 on the recording medium 2.
[0040]
As the initial information input unit 31, a widely known input device such as a keyboard, a mouse, or a scanner can be used, and three-dimensional coordinate data created by CAD or the like is directly input. You may. The present invention does not limit the configuration of the initial information input unit 31 as long as the initial information such as the air lubrication surface shape of the head slider 20 can be input.
[0041]
Next, based on the initial information input to the initial information input unit 31, the initial attitude information calculation unit 32 performs a steady flying state of the head slider 20 to be evaluated, that is, a stable state in which inertial force such as impact is not applied. The initial attitude information in the flying state of the head slider 20 in the above is calculated (S2). As the initial attitude information, information including the flying height Xh and the angle θp between the head slider 20 and the recording medium 2 may be calculated.
[0042]
Here, the function of the initial posture information calculation unit 32 can be realized by using a method disclosed in Patent Document 1 described above, known software such as CMLAir described above, or the like.
[0043]
Next, the stiffness coefficient calculation unit 33 calculates the distance from the inertia force application point 101 to the air inflow end direction (left direction in FIG. 3) from the position where the inertia force acts on the head slider 20 to be evaluated in FIG. L1 is formed between the head slider 20 and the recording medium 2 at an upstream position 103 at a distance L1 and at a downstream position 104 at a distance L2 from the inertia force action point 101 in the air outflow end direction (rightward in FIG. 3). The film stiffness coefficients Kl and Kt of the air spring layer, which is the elastic layer, are calculated (S3). In this calculation, a small displacement ΔX is given to the head slider 20 in the steady flying state, and the stress ΔF generated at the upstream position 103 and the downstream position 104 at that time is calculated, respectively.
K = (ΔF / ΔX)
Can be done from the relationship.
[0044]
According to the method proposed by the applicants in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-319258, the distribution (rigidity distribution) of the film rigidity coefficient on the air-lubricated surface is calculated. It is also possible to obtain the film stiffness coefficients Kl and Kt at the upstream position 103 and the downstream position 104, respectively.
[0045]
Next, the determination unit 34 determines whether or not a predetermined relationship, that is, the following expression (1) is satisfied, based on the information calculated by the initial posture information calculation unit 32 and the stiffness coefficient calculation unit 33 ( S4).
[0046]
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) −1) <((L1 + L2) / Lt) (1)
In the evaluation device 37 according to the first embodiment of the present invention, while the head slider 20 satisfying the relationship shown in the expression (1) is determined as a head slider excellent in impact resistance, the evaluation is performed in the expression (1). A head slider 20 that does not satisfy the relationship is determined to be a head slider having a problem in impact resistance. The details of the predetermined relation shown in the equation (1) will be described later.
[0047]
Next, the output unit 35 displays the result determined by the determination unit 34, that is, whether or not the head slider 20 is a head slider excellent in impact resistance, and the evaluation device 37 ends the operation step ( S5). As the output unit 35, various known display devices and printer devices can be used.
[0048]
Note that the functions of the initial posture information calculation unit 32, the stiffness coefficient calculation unit 33, and the determination unit 34 of the evaluation device 37 in the first embodiment of the present invention are realized by software, respectively, and are implemented by a storage device (not shown) from a CPU or the like. May be read by the arithmetic unit 36 and executed, or each function may be realized by hardware.
[0049]
The evaluation device 37 according to the first embodiment of the present invention includes an initial posture information calculation unit 32, a stiffness coefficient calculation unit 33, and a determination unit 34 inside the evaluation device 37, and an initial information input unit provided outside. It goes without saying that the input of the initial information and the output of the determination result from the unit 31 and the output unit 35 may be performed via a known communication path such as a network or a serial cable.
[0050]
Here, the predetermined relationship shown in the above equation (1) will be described in detail. The inventors have found that a head slider satisfying the relationship of the expression (1) is a head slider excellent in impact resistance.
[0051]
Returning to FIG. 3 again, FIG. 3 shows a state where the head slider 20 is constantly flying above the recording medium 2, that is, a state where it is constantly flying while maintaining the pitch angle θp with respect to the surface of the recording medium 2. ing.
[0052]
An urging force indicated by F in the figure is applied from a head support device (not shown) to the inertial force action point 101. In addition, due to the rotation of the recording medium 2, an airflow flows in a direction indicated by an arrow between a surface of the head slider 20 facing the recording medium 2 (hereinafter, referred to as an air lubricating surface) and the surface of the recording medium 2, The air layer acts elastically as an air spring, and acts as a force for floating the head slider 20. By maintaining the balance between the reaction force of the air spring and the urging force F and the force of bringing the head slider 20 close to the recording medium 2 due to the weight of the head slider 20, the head slider 20 floats and assumes a stable posture. Hold.
[0053]
Further, as described above, the perpendicular to the surface of the recording medium 2 where the biasing force F is applied to the head slider 20 from the inertial force application point 101 is applied to the air inflow end (the paper surface). A point on the air-lubricated surface, which has moved a distance L1 in the direction parallel to the surface of the recording medium 2 in the direction toward the left, is defined as the upstream stiffness action position 103. A point on the air-lubricated surface moved by a distance L2 parallel to the two surfaces is defined as a downstream stiffness action position 104.
[0054]
Here, assuming that the stiffness of the air spring is a rigid spring, the stiffness coefficient at the upstream stiffness action position 103 is Kl, and the stiffness coefficient at the downstream stiffness action position 104 is Kt. It is assumed that the head slider 20 is stably levitated by two rigid springs.
[0055]
The distance between the downstream stiffness action position 104 and the surface of the recording medium 2 is defined as a flying height Xh, and the downstream stiffness action position 104 and the air outflow end side on the air-lubricated surface of the head slider 20 (rightward as viewed in the drawing). Let Lt be the distance in the direction parallel to the surface of the recording medium 2 with the point (downstream end).
[0056]
Further, in order to reduce the influence of the inertial force due to disturbances such as shocks and improve the shock resistance, the positions where the center of gravity 102 of the head slider 20 and the point of inertial force 101 are projected in the direction of the recording medium 2 coincide. It is assumed that it is configured as follows.
[0057]
Under such conditions, the head slider 20 having excellent impact resistance is
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) −1) <((L1 + L2) / Lt) (1)
It is found that when the expression (1) is satisfied, it is possible to obtain the head slider 20 which is most resistant to an impact due to disturbance or the like and has excellent impact resistance.
[0058]
The behavior of the head slider 20 of the present invention that satisfies the expression (1) when it receives an impact due to disturbance will be described with reference to FIG.
[0059]
In FIG. 4, the head slider 20 indicated by a solid line indicates a position before the inertial force G due to impact or the like is applied, and the head slider 20a indicated by a broken line indicates a position when the inertial force G is applied from the outside. Is shown. The inertia force G acts on the inertia force action point 101 at which the biasing force F is applied to the head slider 20, and when the inertia force G acts on the inertia force action point 101 in the vertical direction of the upstream stiffness action position 103. Let Xl be the displacement and Xt be the vertical displacement of the downstream stiffness action position 104.
[0060]
At this time, the head slider 20 having excellent impact resistance, that is, satisfying the formula (1), when absorbing the inertial force G by the spring stiffness of the air film when receiving an impact, has the air inflow end side ( The recording medium 2 is closer to the surface of the recording medium 2 by a larger amount of displacement than the air outflow end side (the right side of the paper).
[0061]
In other words, it can be said that the head slider 20 is configured to absorb the inertial force G by the rigidity of the air spring while rotating in the pitch direction, and the head slider 20 exhibiting such behavior has high impact resistance. It can be said that it is a head slider.
[0062]
Next, conditions to be satisfied when realizing such a head slider 20 will be described in detail.
[0063]
In the steady state shown in FIG. 3, the head slider 20 flies while maintaining the pitch angle θp and the space of the flying height Xh at the downstream stiffness action position 104. At this time, the flying height difference between the upstream stiffness acting position 103 and the downstream stiffness acting position 104 is represented by ((L1 + L2) tan θp), and the ratio a to the floating amount Xh is represented by the following equation.
[0064]
a = ((L1 + L2) tan θp / Xh) (2)
Next, in the behavior of the head slider 20 when the inertial force G due to an external impact is applied as shown in FIG. 4, the recording medium 2 between the upstream stiffness action position 103 and the downstream stiffness action position 104 is moved. The ratio b between the difference in the amount of displacement in the vertical direction and the displacement Xl is expressed by the following equation.
[0065]
b = ((X1-Xt) / Xt) = ((X1 / Xt) -1) (3)
In this case, as a condition for realizing high impact resistance, when an inertial force due to an impact is applied to the head slider 20, the head slider 20 rotates in the pitch direction and the air between the air lubrication surface and the recording medium 2 surface. In order for the spring to absorb the inertial force, it is necessary that the ratio b of the displacement amount is equal to or larger than the ratio a of the flying height in the steady flying initial posture, that is, a relationship of a ≦ b is established. , (4) must be established.
[0066]
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((Xl / Xt) −1) (4)
That is, it can be said that the head slider satisfying the expression (4) is strong against inertial force due to an external impact.
[0067]
Conversely, FIG. 5 shows the behavior when the expression (4) does not hold, that is, the behavior of the head slider 30 (Comparative Example 1) having a relationship of a> b. The displacement when the inertial force G is applied is indicated by a head slider 30a.
[0068]
Having the relationship a> b means that the air outflow end side of the head slider 30 originally approaching the recording medium 2 more preferentially approaches the surface of the recording medium 2 when an impact is applied from the outside, Since the head slider 30 easily contacts, the head slider 30 as shown in FIG. 5 can be said to be a head slider having a problem in impact resistance.
[0069]
However, even with a head slider having a relationship of a ≦ b, when an inertial force is absorbed by an air spring, an external impact is applied as in the head slider 40 (Comparative Example 2) shown in FIG. In this case, if the head slider 40a is displaced in the pitch direction to the position indicated by the head slider 40a and the air inflow end is too close to the disk surface, an air film is not formed between the head slider 40a and the recording medium 2 and the head The slider 40a loses the flying force and collides with the recording medium 2 surface. It can be said that such a head slider 40 is also a head slider having a problem in impact resistance. The conditions for avoiding this collision will be described below.
[0070]
Returning to FIG. 3, when the distance in the direction parallel to the recording medium 2 between the downstream stiffness action position 104 and the air outflow end side end portion 105 of the air lubrication surface is Lt, the distance (L1 + L2) and the distance Lt Is expressed by the following equation.
[0071]
c = (L1 + L2) / Lt (5)
The phenomenon in which the head slider rotates too much in the pitch direction and an air film is not formed as described above occurs when the inertia force G due to an impact is applied to the head slider and the ratio b of the displacement amount expressed by the equation (3) b Is larger than the ratio c of the length of the head slider in the direction parallel to the recording medium 2 represented by the expression (5), and therefore, the length of the head slider in the direction parallel to the recording medium 2 is affected by an external impact. This occurs because the displacement on the upstream side of the air flow determined by the inertia force G and the air film rigidity ratio is relatively small.
[0072]
Further, the impact resistance value of the head slider 40 in which the floating gap at the upstream stiffness action position 103 is smaller than the floating gap at the downstream stiffness action position 104 is not only the shape of the surface facing the recording medium 2 but also the rotational speed. It also fluctuates greatly due to fluctuations, skew angle fluctuations, load fluctuations, etc. Also, if the floating gap becomes small, it breaks suddenly, so the fluctuation of the shock resistance value increases, and it can be said that the head slider has a problem in the shock resistance. .
[0073]
Conversely, as in the head slider 20 having excellent impact resistance, the ratio b of the displacement expressed by the equation (3) is longer than the length of the head slider in the direction parallel to the recording medium 2 expressed by the equation (5). Head slider that satisfies the relationship of b <c, which is smaller than the height ratio c, ie, equation (6)
((Xl / Xt) -1) <((L1 + L2) / Lt) (6)
It can be said that the head slider 20 satisfying the above condition is strong against inertial force due to an external impact.
[0074]
Therefore, the head slider 20 having high shock resistance is a head slider satisfying the expressions (4) and (6), that is,
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((X1 / Xt) −1) <((L1 + L2) / Lt) (7)
It can be said that the head slider satisfies the following relationship.
[0075]
By the way, assuming that the film stiffness coefficients at the upstream stiffness action position 103 and the downstream stiffness action position 104 are Kl and Kt, respectively, the inertia force G is applied to the inertia force action point 101 as described above. When the inertial force G due to an external impact is applied to the head slider, the component forces of the inertial forces G generated at the upstream stiffness action position 103 and the downstream stiffness action position 104 are F1 and F2, respectively. From the relationship of F = kx (F: applied force, k: stiffness coefficient (elastic coefficient), x: displacement), which is a formula expressing the relationship between the elastic modulus, the inertial force, and the displacement,
F1 = (Kl × Xl) (8)
F2 = (Kt × Xt) (9)
Holds, transforming these,
Xl = (F1 / K1) (10)
Xt = (F2 / K2) (11)
Therefore, taking the ratio between Xl and Xt,
(Xl / Xt) = ((F1 × Kt) / (K1 × F2)) (12)
It becomes. Also,
(F1 × L1) = (F2 × L2) (13)
Since the relationship holds,
F2 = (F1 × L1 / L2) (14)
Substituting this into equation (12),
(Xl / Xt) = ((Kt × L2) / (Kl × L1)) (15)
Therefore, the expressions (4) and (6) are equivalent to the following expressions (16) and (17), respectively.
[0076]

In order to simultaneously satisfy the expressions (16) and (17),
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) −1) <((L1 + L2) / Lt) (1)
It suffices that Expression (1) is satisfied.
[0077]
In a disk drive, the relative speed between the head slider and the disk is generally smaller when the head slider is located on the inner circumference side than when the head slider is located on the outer circumference side of the disk. It is considered that the impact resistance is lowered because the airflow and the flying height generated in the air are reduced. Therefore, if at least the above formula (4) and formula (6) or formula (16) and formula (17), that is, formula (1) or formula (7) are satisfied at least on the inner circumference side of the disk where the flying height is lowest. Good.
[0078]
Next, in order to verify the predetermined conditions of the head slider excellent in the impact resistance described above, the results of specifically examining the difference in the impact resistance due to the difference in the shape of the air lubricated surface of the head slider will be described.
[0079]
7 and 8 show the specifications of the evaluated head slider and the evaluation results of its shock resistance.
[0080]
The head slider 20 having an excellent impact resistance according to the embodiment of the present invention is parallel to the recording medium 2 from the inertia force acting position toward the air inflow end when the inertia force G due to an external impact or the like is applied. The air film stiffness determined at the upstream stiffness action position 103 located at a position away from the inertia force action position at a distance L2 from the inertia force action position at a distance L2 away from the inertial force action position at the downstream stiffness action position 104 at Assuming that Kl and Kt, respectively, L1 = 0.23 (mm) and L2 = 0.58 (mm) at the position where Kl = Kt. Furthermore, the distance Lt between the downstream stiffness action position 104 and the air outflow end side end 105 is Lt = 0.1 (mm), and the floating amount Xh at the downstream stiffness action position 104 in the steady floating state on the inner peripheral side of the disk = 20 (nm) and the pitch angle θp were evaluated under the conditions of θp = 30 (μrad).
[0081]
On the other hand, for comparison, the head sliders having the specifications shown in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 shown in FIG. 7 were also evaluated.
[0082]
The air lubrication surface of the head slider 30 of the comparative example 1 has the air film stiffnesses Kl and Kt at the upstream stiffness action position 103 and the downstream stiffness action position 104, respectively, where L1 = 0. 32 (mm) and L2 = 0.3 (mm).
[0083]
Further, in the head slider 40 of Comparative Example 2, assuming that the air film stiffnesses at the upstream stiffness action position 103 and the downstream stiffness action position 104 are Kl and Kt, respectively, L1 = 0.05 at the position where K1 = Kt (K1 = Kt). mm) and L2 = 0.61 (mm).
[0084]
With respect to the head slider 20 of the embodiment of the present invention and the

head sliders

30 and 40 of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the value of (KtL2 / K1L1) is obtained, and the head slider is moved closer to the disk direction. The impact resistance when an inertial force due to an external impact was applied was evaluated, and the results are shown in FIG. Here, the impact resistance is represented by the magnitude of the inertial force required to bring any part of the head slider to be evaluated into contact with the disk.
[0085]
In this impact resistance evaluation, the equivalent mass including the head slider and the slider holding portion was 8 (mg), the biasing force applied from the suspension to the head slider was 2 (gf), and the disk rotation speed was 4500 (rpm). ) And a skew angle of −5 (°) at a disk radius of 6 (mm).
[0086]
As shown in FIG. 7, the value of (KtL2 / K1L1) of the head slider 20 according to the embodiment of the present invention is 2.53, and the value of (KtL2 / K1L1) in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is They are 0.97 and 12.2, respectively.
[0087]
In the head slider impact resistance evaluation device 37 according to the first embodiment of the present invention described above, the determination conditions for the head slider 20 having excellent impact resistance, that is,
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) −1) <((L1 + L2) / Lt) (1)
Substituting the conditions for this evaluation into
1.5 ≦ ((KtL2 / K1L1) −1) <10.0 (18)
Becomes
2.5 ≦ (KtL2 / K1L1) <11.0 (19)
Is satisfied, it can be determined that the head slider has high impact resistance.
[0088]
Therefore, according to the evaluation device 37 of the first embodiment of the present invention, it is determined that the head slider 20 of the embodiment of the present invention has high impact resistance, and the head sliders 30 of Comparative Examples 1 and 2 are compared. , 40 are determined to be head sliders having a problem in impact resistance.
[0089]
The shock resistance value of the head slider 20 according to the embodiment of the present invention was 1000 G, and the shock resistance values of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were 260 G and 570 G, respectively.
[0090]
Considering the use as a magnetic disk drive for mobile applications, the head slider of the present invention, which has been evaluated as having excellent impact resistance, achieves practical impact resistance by the impact resistance evaluation apparatus of the present invention. It is clear that.
[0091]
Next, in some head sliders including the head slider 20 according to the embodiment of the present invention and the

head sliders

30 and 40 of Comparative Examples 1 and 2, (at the upstream stiffness operation position 103 and the downstream stiffness operation position 104). FIG. 8 is a graph showing the relationship between the value of (KtL2 / K1L1) and the evaluation result of impact resistance.
[0092]
As can be seen from FIG. 8, the impact resistance changes depending on the value of (KtL2 / K1L1). Further, as shown in FIG. 8, it can be seen that there is a range excellent in impact resistance. Therefore, in the evaluation device 37 shown in the first embodiment of the present invention, the head slider that satisfies the expression (1) is determined, that is, (KtL2 / K1L1) is used as the evaluation index, so that the impact resistance is excellent. It is possible to determine the head slider that has moved.
[0093]
(Second embodiment)
Next, as a second embodiment of the present invention, a head slider designing apparatus of the present invention will be described.
[0094]
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a head slider designing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
[0095]
As shown in FIG. 9, the head slider designing apparatus according to the second embodiment of the present invention has an initial information input for inputting initial information to be described later, such as the shape of the air lubrication surface of the head slider to be designed. A section 31, an initial attitude information calculating section 32 for calculating information on an initial attitude of the head slider to be designed during stable flying, and a stiffness coefficient for calculating a film stiffness coefficient of a head slider to be designed at a predetermined position to be described later. The calculation unit 33 determines whether the rigidity coefficient calculated by the stiffness coefficient calculation unit and the predetermined information on the initial posture of the head slider calculated by the initial posture information calculation unit 32 are within a predetermined threshold range. A determination unit 34 for determining the shock resistance of the head slider, and an output unit 35 for outputting the result determined by the determination unit 34. Further, the design device 43 according to the second embodiment of the present invention includes a storage unit 42 storing a shape information change table 41 as a shape information change unit.
[0096]
As shown in FIG. 9, the initial information input unit 31, the initial posture information calculation unit 32, the stiffness coefficient calculation unit 33, the determination unit 34, and the output unit 35 of the design device 43 according to the second embodiment of the present invention , Respectively, are the same as those described in the first embodiment, and the description is omitted here.
[0097]
Here, in the shape information change table 41, a correlation data group (for example, a change in the distance between the pads or a change in the pad distance) between the values of the film rigidity coefficients Kl and Kt of the head slider and the air lubrication surface shape of the head slider, as described later, is stored. And a group of data such as correlation data between a change in the height of the film and a change in the film stiffness coefficients Kt and Kt. Here, the pad means a convex portion on the air lubrication surface of the head slider.
[0098]
Here, the operation steps of the design device 43 according to the second embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 10 is a flowchart showing the operation steps of the design device 43 according to the second embodiment of the present invention. For simplicity, the description of steps S1 to S3 described in the first embodiment will be omitted.
[0099]
A conceptual diagram of a head slider to be designed is shown in FIG. 3 and will be described with reference to FIG.
[0100]
In FIG. 3, a description will be given assuming that the head slider 20 to be evaluated is flying while maintaining the angle θp and the flying height Xh with respect to the recording medium 2 in a steady state where no inertial force is applied.
[0101]
After steps S1 to S3 are performed, the determination unit 34 satisfies the predetermined relationship, that is, the following expression (1), based on the information calculated by the initial posture information calculation unit 32 and the stiffness coefficient calculation unit 33. It is determined whether or not to perform (S7).
[0102]
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) −1) <((L1 + L2) / Lt) (1)
It is assumed that the head slider 20 that satisfies the relationship shown in the expression (1) is a head slider excellent in impact resistance, while the head slider 20 that does not satisfy the relationship shown in the expression (1) has a problem in impact resistance. It is determined as a head slider. Note that the details of the predetermined relationship shown in the expression (1) are as described in the first embodiment of the present invention, and thus description thereof is omitted here.
[0103]
If it is determined in step S7 that the head slider 20 is a head slider having a problem with impact resistance, the determination unit 34 sends the shape data of the air lubrication surface of the head slider to the storage unit 42. In order to make the film rigidity coefficient Kl and the film rigidity coefficient Kt close to desired values satisfying the expression (1), the shape information change table 41 is taken into consideration when changing the shape of the air lubrication surface, and new initial information is obtained. Is sent to the initial posture information calculation unit 32 (S9). In this manner, the process from step S1 onward is repeated again until the determination unit 34 determines that the head slider 20 to be determined is a head slider having excellent shock resistance.
[0104]
Here, the information stored in the shape information change table 41 will be described in detail. FIG. 11 shows an example of the shape of the air lubrication surface of the head slider 10 to be designed. In FIG. 11, the shape of the air lubrication surface, which is the initial information of the head slider 10, is indicated by a solid line. The air lubrication surface of the head slider 10 has two

pads

201 and 203. FIG. 12 shows the relationship between the distance ΔL and the rigidity coefficient Kl when the pad part 201 of the head slider 10 is moved to the position of the pad part 202 shown by the dotted line by the distance ΔL. FIG. 13 shows the relationship with Kt. As shown in FIG. 12, the correlation between the distance ΔL and the rigidity coefficient Kl is high, and as shown in FIG. 13, the correlation between the distance ΔL and the rigidity coefficient Kt is not very high. Therefore, when it is desired to change the value of the stiffness coefficient Kl, a desired value of the stiffness coefficient Kl can be obtained by changing the distance ΔL, for example, by referring to the information shown in FIG.
[0105]
The shape information change table 41 stores a correlation data group between the values of the stiffness coefficients Kl and Kt of the head slider and the shape of the air lubrication surface of the head slider as shown in FIGS. Further, data groups such as correlation data between a change in the distance between the pads, a change in the height of the pad, etc. and a change in the stiffness coefficients Kt, Kt, and correlation data between the flying height Xh and the stiffness coefficients Kl, Kt are also stored. ing. As a result, the shape of the air lubrication surface is changed so as to approach the desired rigidity coefficients Kt and Kl, and new initial information is sent to the initial attitude information calculation unit 32.
[0106]
If the determination unit 34 determines that the head slider 10 to be designed is a head slider excellent in impact resistance, that is, if it is determined that the head slider 10 satisfies the expression (1), the output unit 35 is used. Displays or outputs the shape of the air-lubricated surface of the head slider 10 to be designed, and the design device 43 ends the operation step (S8).
[0107]
In this way, by using the design device 43 in the second embodiment of the present invention, it is possible to design the air lubrication surface shape of the head slider that can realize the stiffness coefficients Kt and Kl so as to satisfy the expression (1). Therefore, it is possible to design the shape of the air lubrication surface of the head slider having excellent impact resistance.
[0108]
Further, using the apparatus for designing the air lubrication surface of the head slider according to the second embodiment of the present invention, the expressions (4) and (6) or the expressions (16) and (17) are satisfied (that is, ( A head supporting device having a recording medium facing surface shape designed to satisfy the expression (7) or (1)), which is strong against external impacts and excellent in impact resistance; and A disk device can be realized.
[0109]
Note that the functions of the initial attitude information calculation unit 32, the stiffness coefficient calculation unit 33, and the determination unit 34 of the design device 43 in the second embodiment of the present invention are realized by software, respectively, and are implemented by a storage device (not shown) or a CPU May be read and executed by the arithmetic unit 36, or may be a configuration in which each function is realized by hardware.
[0110]
The design device 43 according to the second embodiment of the present invention includes an initial information input unit 31 and an output unit 35 externally, and includes a storage unit 42, an initial posture information calculation unit 32, a stiffness coefficient calculation unit 33, and a determination unit. Needless to say, a configuration may be provided in which the input of the initial information and the output of the determination result are performed via a communication path such as a network or a serial.
[0111]
In the first and second embodiments of the present invention, an example in which necessary film rigidity is generated by using a positive pressure generated in an airflow between an air lubrication surface and a disk surface. However, even when a structure having the same film rigidity is realized by using another lubricant instead of the air layer as the elastic layer, the film rigidities Kl and Kt are realized by the lubricant. Therefore, it goes without saying that the impact resistance evaluation of the head slider and the design of the air lubrication surface can be similarly performed.
[0112]
Note that the head slider impact resistance evaluation device and design device of the present invention are not limited to the head slider mounted on the magnetic disk device shown as an example, but may be applied to a magneto-optical disk device, an optical disk device, or the like. Needless to say, the present invention can be applied to an impact resistance evaluation device and a design device for a mounted flying head slider.
[0113]
Further, the head slider impact resistance evaluation apparatus and design apparatus of the present invention are not limited to a head slider mounted on a disk device using a disk-shaped medium, but may use any other type of medium. It goes without saying that the present invention is also applicable to an impact resistance evaluation device and a design device for a head slider mounted on a recording / reproducing device.
[0114]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize an impact resistance evaluation device and a design device capable of evaluating impact resistance when an inertial force acts on a head slider due to an external impact or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a head slider impact resistance evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing operation steps of the head slider impact resistance evaluation apparatus according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a schematic view of a flying state of the head slider before an inertial force due to an external impact acts on the head slider according to the embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a flying state behavior when an inertial force due to an external impact acts on the head slider according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the behavior of a flying state when an inertial force acts on a head slider of Comparative Example 1 for the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the behavior of a flying state when an inertial force acts on a head slider of Comparative Example 2 with respect to the present invention.
FIG. 7 is a characteristic comparison diagram between the head slider according to the first embodiment of the present invention and a comparative example.
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between (KtL2 / K1L1) values and impact resistance evaluation results in the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a head slider design apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart showing operation steps of a head slider designing apparatus according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a diagram showing an example of a shape of an air lubrication surface of a head slider according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of information of a shape information change table according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing another example of the information of the shape information change table according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Recording media
10, 20, 20a, 30, 30a, 40, 40a Head slider
31 Initial information input section
32 Initial posture information calculation unit
33 Stiffness coefficient calculator
34 Judgment unit
35 Output section
36 arithmetic unit
37 Evaluation device
41 Shape information change table
42 storage unit
43 Design equipment
101 Inertia force action point
102 center of gravity
103 Upstream rigidity action position
104 Downstream rigidity action position
105 Air outlet end side end
201, 202, 203 pad section

Claims

A head slider impact resistance evaluation device for evaluating impact resistance when inertial force is applied,
An initial attitude information calculation unit that calculates initial attitude information at the time of stable flying of the head slider based on predetermined initial information;
A stiffness coefficient calculation unit for calculating a film stiffness coefficient of an elastic layer formed between the head slider and the recording medium,
A determination unit that determines that the impact resistance of the head slider is good when the initial attitude information and the film stiffness coefficient satisfy a predetermined relationship.

The predetermined initial information includes a shape of a surface of the head slider which should face the recording medium, a parameter of a gap between the head slider and the recording medium, a load applied to the head slider, and the head slider and the recording medium. The head slider impact resistance evaluation apparatus according to claim 1, wherein the information includes a relative speed with respect to the head slider.

The initial attitude information is information including a flying height in a vertical direction from the recording medium and an angle between a surface of the head slider facing the recording medium and the recording medium when the head slider stably floats. The head slider impact resistance evaluation apparatus according to claim 1 or 2, wherein:

The stiffness coefficient calculation unit is located at an upstream position separated by a predetermined distance in a direction toward the air inflow end from a position where the inertia force of the head slider acts, and separated by a predetermined distance from a position where the inertia force acts on the head slider. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the film stiffness coefficient of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at a downstream position is calculated. An apparatus for evaluating impact resistance of a head slider according to the above.

The predetermined relationship is such that an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertia force acts on the head slider in the direction of the air inflow end, and a predetermined distance separated from the position where the inertia force acts on the head slider. The film stiffness coefficients of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at a downstream position separated by a distance L2 in the direction of the air outflow end from the position on which the inertial force acts are Kl, Kt,
The flying height in the vertical direction from the recording medium at the downstream position is Xh, and the angle formed by the surface of the head slider facing the recording medium and the recording medium at the time of stable floating of the head slider is θp. And when
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) -1)
The head slider impact resistance evaluation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:

When the predetermined relationship is Lt, a distance in a direction parallel to the recording medium between the downstream position and a downstream end of a surface of the head slider that should face the recording medium is defined as:
((KtL2 / K1L1) -1) <((L1 + L2) / Lt)
The impact resistance evaluation device for a head slider according to claim 5, wherein:

The predetermined relationship includes an upstream position separated from the position where the inertial force acts on the head slider in the direction of the air inflow end by a distance L1 and a distance L2 from the position where the inertia force acts on the air outflow end. When the film stiffness coefficients of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at distant downstream positions are Kl and Kt, respectively,
2.5 ≦ (KtL2 / K1L1) <11.0
The head slider impact resistance evaluation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:

8. The recording medium according to claim 1, wherein the recording medium is a disk-shaped medium, and the predetermined relation is a relation on an innermost side of the disk-shaped medium. Head slider impact resistance evaluation device.

A head slider impact resistance evaluation method for evaluating impact resistance when inertial force is applied,
Calculating initial attitude information during stable flying of the head slider based on predetermined initial information;
Calculating a film stiffness coefficient of an elastic layer formed between the head slider and the recording medium;
Judging that the impact resistance of the head slider is good when the initial attitude information and the film rigidity coefficient satisfy a predetermined relationship.

The predetermined relationship includes an upstream position separated from the position where the inertial force acts on the head slider in the direction of the air inflow end by a distance L1 and a distance L2 from the position where the inertia force acts on the air outflow end. Kl and Kt are the film stiffness coefficients of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at distant downstream positions, respectively.
The vertical floating amount from the recording medium at the downstream position is Xh,
At the time of stable flying of the head slider, when an angle between a surface of the head slider facing the recording medium and the recording medium is θp,
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) -1)
Relationship, or
When a distance in a direction parallel to the recording medium between the downstream position and a downstream end of a surface of the head slider facing the recording medium is Lt,
((KtL2 / K1L1) -1) <((L1 + L2) / Lt)
Relationship, or
At an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider toward the air inflow end, and at a downstream position separated by a distance L2 from the position where the inertia force acts on the air outflow end. When the film stiffness coefficients of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium are Kl and Kt, respectively,
2.5 ≦ (KtL2 / K1L1) <11.0
10. The method for evaluating the impact resistance of a head slider according to claim 9, wherein:

A head slider impact resistance evaluation program for evaluating impact resistance when inertial force is applied.
Calculating initial attitude information during stable flying of the head slider based on predetermined initial information;
Calculating a film stiffness coefficient of an elastic layer formed between the head slider and the recording medium;
Determining that the impact resistance of the head slider is good when the initial attitude information and the film stiffness coefficient satisfy a predetermined relationship.

The predetermined relationship includes an upstream position separated from the position where the inertial force acts on the head slider in the direction of the air inflow end by a distance L1 and a distance L2 from the position where the inertia force acts on the air outflow end. Kl and Kt are the film stiffness coefficients of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at distant downstream positions, respectively.
The flying height in the vertical direction from the recording medium at the downstream position is Xh, and the angle formed by the surface of the head slider facing the recording medium and the recording medium at the time of stable floating of the head slider is θp. And when
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) -1)
Relationship, or
When a distance in a direction parallel to the recording medium between the downstream position and a downstream end of a surface of the head slider facing the recording medium is Lt,
((KtL2 / K1L1) -1) <((L1 + L2) / Lt)
Relationship, or
At an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider toward the air inflow end, and at a downstream position separated by a distance L2 from the position where the inertia force acts on the air outflow end. When the film stiffness coefficients of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium are Kl and Kt, respectively,
2.5 ≦ (KtL2 / K1L1) <11.0
12. The program for evaluating the impact resistance of a head slider according to claim 11, wherein:

A design device for designing the shape of the surface of the head slider that should face the recording medium,
An initial attitude information calculation unit that calculates initial attitude information at the time of stable flying of the head slider based on predetermined shape information;
A stiffness coefficient calculation unit for calculating a film stiffness coefficient of an elastic layer formed between the head slider and the recording medium;
A determination unit that determines that the impact resistance of the head slider is good when the initial attitude information and the film stiffness coefficient satisfy a predetermined relationship;
An output unit that outputs the shape information when the impact resistance is determined to be good by the determination unit,
A head slider designing apparatus, comprising: a shape information changing unit for minutely changing the shape information.

The predetermined relationship includes an upstream position separated from the position where the inertial force acts on the head slider in the direction of the air inflow end by a distance L1 and a distance L2 from the position where the inertia force acts on the air outflow end. Kl and Kt are the film stiffness coefficients of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at distant downstream positions, respectively.
The flying height in the vertical direction from the recording medium at the downstream position is Xh, and the angle formed by the surface of the head slider facing the recording medium and the recording medium at the time of stable floating of the head slider is θp. And when
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) -1)
Relationship, or
When a distance in a direction parallel to the recording medium between the downstream position and a downstream end of a surface of the head slider facing the recording medium is Lt,
((KtL2 / K1L1) -1) <((L1 + L2) / Lt)
Relationship, or
At an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider toward the air inflow end, and at a downstream position separated by a distance L2 from the position where the inertia force acts on the air outflow end. When the film stiffness coefficients of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium are Kl and Kt, respectively,
2.5 ≦ (KtL2 / K1L1) <11.0
14. The head slider designing apparatus according to claim 13, wherein:

A design method for designing a shape of a surface of a head slider that should face a recording medium,
A first step of calculating initial attitude information at the time of stable flying of the head slider based on predetermined shape information;
A second step of calculating a film stiffness coefficient of an elastic layer formed between the head slider and the recording medium;
A third step of determining that the head slider has good shock resistance when the initial attitude information and the film stiffness coefficient satisfy a predetermined relationship;
The shape information is output when the impact resistance is determined to be good in the third step, and the shape information is minutely changed when the impact resistance is not determined to be good in the third step. And a fourth step of returning to the first step.

The predetermined relationship includes an upstream position separated from the position where the inertial force acts on the head slider in the direction of the air inflow end by a distance L1 and a distance L2 from the position where the inertia force acts on the air outflow end. Kl and Kt are the film stiffness coefficients of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at distant downstream positions, respectively.
The flying height in the vertical direction from the recording medium at the downstream position is Xh, and the angle formed by the surface of the head slider facing the recording medium and the recording medium at the time of stable floating of the head slider is θp. And when
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) -1)
Relationship, or
When a distance in a direction parallel to the recording medium between the downstream position and a downstream end of a surface of the head slider facing the recording medium is Lt,
((KtL2 / K1L1) -1) <((L1 + L2) / Lt)
Relationship, or
At an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider toward the air inflow end, and at a downstream position separated by a distance L2 from the position where the inertia force acts on the air outflow end. When the film stiffness coefficients of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium are Kl and Kt, respectively,
2.5 ≦ (KtL2 / K1L1) <11.0
The head slider design method according to claim 15, wherein:

A design program for designing the shape of the surface of the head slider that should face the recording medium, the computer comprising:
A first step of calculating initial attitude information at the time of stable flying of the head slider based on predetermined shape information;
A second step of calculating a film stiffness coefficient of an elastic layer formed between the head slider and the recording medium;
A third step of determining that the head slider has good shock resistance when the initial attitude information and the film stiffness coefficient satisfy a predetermined relationship;
The shape information is output when the impact resistance is determined to be good in the third step, and the shape information is minutely changed when the impact resistance is not determined to be good in the third step. And a fourth step of returning to the first step.

The predetermined relationship includes an upstream position separated from the position where the inertial force acts on the head slider in the direction of the air inflow end by a distance L1 and a distance L2 from the position where the inertia force acts on the air outflow end. Kl and Kt are the film stiffness coefficients of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium at distant downstream positions, respectively.
The flying height in the vertical direction from the recording medium at the downstream position is Xh, and the angle formed by the surface of the head slider facing the recording medium and the recording medium at the time of stable floating of the head slider is θp. And when
((L1 + L2) tan θp / Xh) ≦ ((KtL2 / K1L1) -1)
Relationship, or
When a distance in a direction parallel to the recording medium between the downstream position and a downstream end of a surface of the head slider facing the recording medium is Lt,
((KtL2 / K1L1) -1) <((L1 + L2) / Lt)
Relationship, or
At an upstream position separated by a distance L1 from the position where the inertial force acts on the head slider toward the air inflow end, and at a downstream position separated by a distance L2 from the position where the inertia force acts on the air outflow end. When the film stiffness coefficients of the elastic layer formed between the head slider and the recording medium are Kl and Kt, respectively,
2.5 ≦ (KtL2 / K1L1) <11.0
18. The head slider design program according to claim 17, wherein: