JP2005050482A - ヘッドスライダおよびこれを用いた磁気ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ディスクリートトラックメディアにおいてデータゾーン・サーボゾーンの区別なくどこでヘッドスライダの浮上変動が発生したとしても、記録再生特性に影響を与えない程度の浮上変動となるようにする。
【解決手段】 ディスクリートトラックメディア上を浮上走行するヘッドスライダのリヤパッド３０２ｂの面積をＳａとし、その直下にあるディスクリートトラックメディアの表面に設けられた凹凸面のうち凸部の合計面積Ｓｂとするとき、リヤパッドの面積Ｓａを、０．５≦Ｓｂ／Ｓａ＜１を満足する値に設定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ヘッドスライダおよび磁気ディスクドライブ装置に関し、より詳細には、ディスクリートトラックメディアに対応したヘッドスライダおよびこれを用いた磁気ディスクドライブ装置に関する。

近年、磁気ディスクにおける記録密度の向上を目的として、磁気ディスク表面に物理的な凹凸を形成してトラック間を磁気的に分離したディスクリートトラックメディアの開発が進んでいる。

図８は、ディスクリートトラックメディアの概略構成を示す模式図である。

図８に示されるように、ディスクリートトラックメディア１０は、記録再生時に所定の周期で現れるようにディスクの中心から略放射状に設けられたサーボゾーン１１と、サーボゾーンを除いたディスクの略全面に設けられたデータゾーン１２を有している。サーボゾーン１１には、記録トラックを特定するためのグレイコードや、サーボクロックを生成する際の基準となるクロックマークや、磁気ヘッドのトラッキング制御に使用されるバーストパターンなどの制御信号が予め形成されている。データゾーン１２には略同心円状のグルーブ（凹部）１３ａが所定のトラックピッチで形成されており、グルーブとグルーブの間の凸部１３ｂが記録用トラックとして使用される。グルーブ１３ａはドラックどうしを区分するためのガードバンドとして機能するので、隣接トラックからのクロストークの影響が低減される。データゾーン１２には実際のデータが記録される。

図９（ａ）および（ｂ）は、ヘッドスライダの浮上原理の概要を示す模式図である。

図９（ａ）に示されるように、ヘッドスライダは、回転する磁気ディスクの表面に近づいたとき、磁気ディスクの回転に伴ってヘッドスライダと磁気ディスクとの間に流入する空気流により浮揚力を受ける。この浮揚力は、ヘッドスライダを押し上げる正圧１５と、逆にヘッドスライダを引きつける負圧１６との差からなる。そして、ヘッドスライダが一定の浮上量ｄをもって磁気ディスク上を浮上走行しているとき、この浮揚力はヘッドスライダのサスペンション荷重１７とつりあっている。

ところで、表面が平坦な従来の磁気ディスクに対して一定の浮上量をもって浮上するように構成されたヘッドスライダをディスクリートトラックメディアに適用した場合、図９（ｂ）に示されるように、ディスクリートトラックメディアの表面には凹凸が形成されており、ヘッドスライダが浮揚力を得ることができるメディア上の面積が従来のメディアと比較して小さくなるため、発生する正圧１５と負圧１６はともに小さくなる。サスペンション荷重は、平坦な磁気ディスク表面を浮上させた場合と変わらないため、メディア上でつりあっていた正圧１５、負圧１６およびサスペンション荷重１７のバランスが崩れ、ヘッドスライダの浮上量そのものが低下するのみならず、浮上変動も増加する。そのため、ヘッドスライダの浮上姿勢の安定性が悪くなり、ヘッドスライダがメディアに衝突する可能性が非常に高くなる。また、ヘッドスライダの浮上が安定しないため、記録再生信号も安定せず、記録再生特性が悪化するという問題がある。

図１０（ａ）および（ｂ）は、従来のヘッドスライダを従来のメディアとディスクリートトラックメディアにそれぞれ適用した場合におけるヘッドスライダの浮上量およびヘッドスライダに発生する浮揚力をそれぞれ示すグラフである。なお、細実線がディスクリートトラックメディアに適用した場合、太実線が従来のメディアに適用した場合を示しており、ディスクリートトラックメディアの場合には、サーボゾーンを一箇所通過した場合の結果である。

図１０（ａ）に示されるように、ディスクリートトラックメディア上を浮上するヘッドスライダは、サーボゾーンを通過する際に浮上量が大きく変動するとともに、全体の浮上量も平坦なメディア上を浮上する場合に比べて低くなっている。また図１０（ｂ）に示されるように、ディスクリートトラックメディア上を浮上するヘッドスライダに発生する浮揚力は、サーボゾーンを通過する際に大きく変化している。このように、従来のヘッドスライダを用いてディスクリートトラックメディア上を安定的に浮上させることは困難である。

そこで、メディア上に均等に配置されたサーボゾーンの間隔とヘッドスライダの長さについて規定することで、ディスクリートトラックメディア上のヘッドスライダの浮上量の変動を抑制して再生出力電圧の安定化を図る方法が知られている（特許文献１参照）。この方法では、ディスクリートトラックメディアの情報パターンのもっとも長い波長をＬｍａｘとし、ヘッドスライダのメディアとの相対的走行方向の長さをＬｓ１とするとき、Ｌｓ１／Ｌｍａｘ＞１となるように、それぞれの値が選定される。

また、サーボゾーンを通過する際、その部分での浮上量が高くなるようにディスクリートトラックメディアのデータゾーンとサーボゾーンの面積比率を決定する方法も知られている（特許文献２参照）。この方法では、データゾーンにおける凸部と凹部の面積比をサーボゾーンにおける凸部と凹部との面積比により除算した値が、０．８３〜２．７の範囲内となるように設定される。
特開平５−８１８０８号公報 特開平１１−１６１９４３号公報

しかしながら、上述した先行例１の方法におけるヘッドスライダの長さとデータゾーンおよびサーボゾーンを一組とした情報パターンの長さとの関係よりも、ヘッドスライダの浮揚力を得るパッド形状および寸法のほうが浮上変動に影響すると考えられ、先行例１の規定のみでは安定した浮上が得られない可能性がある。

また、上述した先行例２の方法においては、サーボゾーンの浮上量をデータゾーンより高くすることで、ヘッドスライダやメディアの損傷を受けることなく安定した記録再生が行えるとしているが、ヘッドスライダがデータゾーンとサーボゾーンを通過する際に発生する浮上変動によって、記録再生が十分に行えないことが考えられる。

また、ヘッドスライダの浮上量や浮上変動の問題を解決するため、ディスクリートトラックメディア表面の凹凸を埋めてメディア表面を平坦化する方法も考えられるが、これによって得られる表面の平坦度は数ｎｍ程度であるが、凹凸のない従来のメディアと同等レベルな浮上安定性を得ることが難しいため、結局は凹凸上であっても安定した浮上が可能なヘッドスライダが望まれている。

したがって、本発明の目的は、ディスクリートトラックメディアにおいてデータゾーン・サーボゾーンの区別なく、記録再生特性に影響を与えない程度の浮上変動となるヘッドスライダおよびこれを用いた磁気ディスクドライブ装置を提供することにある。

本発明のかかる目的を達成するため、ディスクリートトラックメディアに対応するヘッドスライダについて研究を重ねた結果、本発明者は、ヘッドスライダの底面の後部に形成されたパッドの面積をＳａとし、パッドの直下にあるディスクリートトラックメディア上の凸部の合計面積をＳｂとするとき、パッドの面積Ｓａが、０．５≦Ｓｂ／Ｓａ＜１を満足する値に設定されていることにより、本発明の前記目的を達成することが可能になることを見出した。

したがって、本発明の前記目的は、 データゾーンおよびサーボゾーンを有し、かつ表面に凹凸を有するディスクリートトラックメディア上を浮上するヘッドスライダであって、ヘッドスライダ本体と、前記ヘッドスライダ本体の底面の後部に形成された少なくとも１つのパッドを備え、前記パッドの合計面積をＳａとし、前記パッドの直下にある前記ディスクリートトラックメディア上の凸部の合計面積をＳｂとするとき、前記パッドの合計面積Ｓａが、０．５≦Ｓｂ／Ｓａ＜１を満足する値に設定されていることを特徴とするヘッドスライダによって達成される。

本発明によれば、表面に磁気的に分離されたデータゾーンおよびサーボゾーンを有しかつ表面に凹凸があるディスクリートトラックメディア上をヘッドスライダが浮上する場合に、前記パッドの面積Ｓａが上記のように設定されることにより、ヘッドスライダおよびこれに取り付けられた磁気ヘッドの浮上変動を抑制することが可能となり、サーボゾーンに記録された制御信号を正確に読み取ることができる。

また本発明によれば、面記録密度が非常に高い場合、例えば１００ＧＢ／ｉｎ２の場合であっても、磁気ヘッドの浮上変動を抑えることができ、サーボゾーンに記録された制御信号をより正確に読み取ることができる。

本発明の前記目的はまた、データゾーンおよびサーボゾーンを有し、かつ表面に凹凸を有するディスクリートトラックメディアと、前記ディスクリートトラックメディアを回転させる回転制御機構と、前記ディスクリートトラックメディア上を浮上するヘッドスライダと、前記ヘッドスライダに設けられた磁気ヘッドを少なくとも備え、前記ヘッドスライダは、その底面の後部に形成された少なくとも１つのパッドを備え、前記パッドの合計面積をＳａとし、前記パッドの直下にある前記ディスクリートトラックメディア上の凸部の合計面積をＳｂとするとき、前記パッドの合計面積Ｓａが、０．５≦Ｓｂ／Ｓａ＜１を満足する値に設定されていることを特徴とする磁気ディスクドライブ装置によっても達成される。

以上説明したように、本発明によれば、表面に磁気的に分離されたデータゾーンおよびサーボゾーンを有しかつ表面に凹凸があるディスクリートトラックメディア上をヘッドスライダが浮上する場合に、ヘッドスライダの後部に形成されたパッドの面積Ｓａと、前記パッドの直下にある前記ディスクリートトラックメディア上の凸部の合計面積をＳｂが、０．５≦Ｓｂ／Ｓａ＜１を満足することにより、ヘッドスライダおよびこれに取り付けられた磁気ヘッドの浮上変動を記録再生特性に影響を与えない程度に抑えることができ、サーボゾーンに記録された制御信号を正確に読み取ることができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の好ましい実施形態にかかる磁気ディスクドライブ装置の構成を示す略斜視図である。

図１に示されるように、この磁気ディスクドライブ装置は、アルミニウム合金等により形成された基体１０１と、スピンドルモータ１０３の回転軸に固定された磁気ディスク（ディスクリートトラックメディア）１０２と、磁気ディスク１０２を角速度一定で回転させるスピンドルモータ１０３と、垂直軸１０４ａに軸支されておりその周りを揺動可能なアーム１０４と、アーム１０４の先端部に取り付けられたサスペンション１０５と、サスペンション１０５の先端部に取り付けられたヘッドスライダ１０６と、アーム１０４の後端部に設けられたボイスコイルモータ１０７を備えている。ボイスコイルモータ１０７は、ボイスコイル１０８、マグネット１０９、カバーヨーク１１０ａおよびボトムヨーク１１０ｂから構成されており、ボイスコイル１０８とマグネット１０９は、ボトムヨーク１１０ｂとカバーヨーク１１０ａの間に形成された実質的に閉じた空間内に収容されている。

図１に示されるように、磁気ディスクドライブ装置においてスピンドルモータ１０３が回転すると、磁気ディスク１０２が図中Ｍ方向に一定の角速度で回転駆動される。一方、ボイスコイル１０８に外部から電流が供給されると、マグネット１０９の磁界とボイスコイル１０８に流れる電流によって生ずる力に基づいて、アーム１０４は垂直軸１０４ａの周りを回動する。これにより、サスペンション１０５の先端部に取り付けられているヘッドスライダ１０６は、磁気ディスク１０２の回転に伴ってその表面上を走行しながら図中Ｘ方向、すなわち実質的に半径方向に移動する。したがって、このヘッドスライダ１０６に搭載された磁気ヘッドも径方向に移動して、磁気ディスク１０２に対するシーク動作が行われる。そして、磁気ディスク１０２の所定のトラックにおいてデータの記録再生が行われる。

図２は、本発明の好ましい実施形態にかかるヘッドスライダの形状を示す図であって、（ａ）は底面図、（ｂ）は図２（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った側面断面図である。なお、図３では、説明を容易にするため、ヘッドスライダの高さ（Ｈ）方向の形状が誇張されてある。

図２に示されるように、このヘッドスライダは、１〜２ｍｍ角程度の大きさのチップである。例えば現在主流のピコスライダの寸法は、長さＬ＝１．２４ｍｍ×幅Ｄ＝１．０ｍｍ×高さＨ＝０．３ｍｍであり、またフェムトスライダの寸法は、Ｌ＝０．８５ｍｍ×Ｄ＝０．７ｍｍ×Ｈ＝０．２３ｍｍである。ヘッドスライダの底面には所定の浮上量をもつように凹凸が形成された空気潤滑面（ＡＢＳ：Air Bearing Surface）を有している。ＡＢＳの凹凸面はイオンミリング法などによって高精度に加工される。

ＡＢＳの凹凸のうち凸面は正圧力を発生させる面として作用する。本実施形態においては、ＡＢＳの基準面３０１から見て最も高い第１の凸面３０２ａおよび３０２ｂと、その次に高い第２の凸面３０３が設けられており、実質的に正圧力を発生させる第１の凸面３０２ａおよび３０２ｂはパッドと呼ばれる。パッド３０２ａおよび３０２ｂの高さｈ１は、例えばヘッドスライダ本体の基準面３０１から１．０μｍに設定され、第２の凸面３０３と第１の凸面３０２ａおよび３０２ｂの段差ｈ２は、例えば０．１μｍに設定される。

ヘッドスライダに設けられたパッド３０２ａおよび３０２ｂのうち、ヘッドスライダの前部に形成されたパッド３０２ａはフロントパッドと呼ばれ、後部に形成されたパッド３０２ｂはリヤパッドと呼ばれる。なお、ヘッドスライダの前部とは、ヘッドスライダ１０６の長さ方向中央（図示のＸ−Ｘ線）を境界として、それよりも前方の領域をいい、ヘッドスライダの後部とは、その境界よりも後方の領域をいう。また前方とは、ヘッドスライダがディスク上を浮上走行するときの進行方向をいい、後方とはそれとは反対方向をいう。リヤパッド３０２ｂの後端部にはデータを記録再生するための磁気ヘッド３０５が設けられている。ヘッドスライダ１０６の後方よりも前方のほうが高く持ち上がるように、フロントパッド３０２ａの面積はリヤパッド３０２ｂの面積よりも大きく設定されている。

以上のような構成のヘッドスライダ１０６において、ヘッドスライダの後端部に設けられた磁気ヘッド３０５がディスク面から１０数ｎｍ浮上しているとき、ヘッドスライダの前方はフロントパッド３０２が発生させる正圧力によりディスク面から数１００ｎｍで浮上しているため、ヘッドスライダ前方の浮上量がディスクリートトラックメディアの凹凸の影響を受けることはほとんどないと考えられる。そこで、最も重要である磁気ヘッド部の浮上量に対するディスクリートトラックメディアの凹凸の影響を低減させるためには、ヘッドスライダのリヤパッド３０２ｂとディスクリートトラックメディアの凹凸との関係について考える必要がある。

図３は、ヘッドスライダのリヤパッドとディスクリートトラックメディア上の凹凸面との関係を示す略平面図である。

図３に示されるように、ディスクリートトラックメディア上を浮上するヘッドスライダのリヤパッド３０２ｂがサーボゾーン４０１を通過するとき、リヤパッドに圧力を与える要素となるメディア上の凸部の面積が急に変化することに起因して、リヤパッド３０２ｂに発生する圧力も変化すると考えられる。これにより浮上変動が大きくなり、記録再生信号特性にも悪影響を及ぼすことは上述したとおりである。

一般に、再生出力信号はある程度変動するものの、一周にわたってほぼ一定であることが求められる。この出力レベルが１周にわたって大きく変動したりサーボエリアで再生信号が途切れたりすると、記録再生特性や磁気ヘッドの位置決め精度に悪影響を及ぼす。例えば出力レベルの変動がもととなる信号レベルから±１ｄＢの範囲内であれば、制御信号の品質として問題はなく、磁気ヘッドの位置決め精度が低下することもない。

磁気記録におけるスペーシング損失Ｌｄ［ｄＢ］は、
Ｌｄ＝５４．６×ｄ／λ
で表される。ここでｄ［ｎｍ］は磁気的スペーシングであり、λ［ｎｍ］は記録波長である。磁気的スペーシングは、ヘッドスライダの浮上量に潤滑剤の膜圧と保護膜の厚みを加えたものである。

いま、ディスクの回転数を４２００ｒｐｍ、ディスクの半径ｒ＝２１ｍｍ、記録周波数ｆ＝６５ＭＨｚとすると、記録波長λ＝７１．０５ｎｍとなる。また、磁気的スペーシングをｄ＝２０ｎｍとすると、±１ｄＢのスペーシング損失が起きるには、約±１．５ｎｍ（３ｎｍｐｐ）の浮上変動が発生していることになる。したがって、ディスクリートトラックメディア上を浮上するヘッドスライダが３ｎｍｐｐの浮上変動幅で浮上していれば、記録再生特性を悪化させることはないと言える。

そこで本実施形態においては、ディスクリートトラックメディア上の凹凸面の影響によるヘッドスライダの浮上変動を抑制ため、図３に示したように、ディスクリートトラックメディア上を浮上走行するヘッドスライダのリヤパッド３０２ｂの面積をＳａとし、その直下にあるディスクリートトラックメディアの表面に設けられた凹凸面のうち凸部の合計面積Ｓｂとするとき、リヤパッドの面積Ｓａを、０．５≦Ｓｂ／Ｓａ＜１を満足する値に設定する。

一般には、ヘッドの記録素子の幅や記録密度によってディスクリートトラックメディアのトラックピッチやトラック幅が決定されるので、それに合わせてリヤパッドの面積Ｓａを設定すればよい。なお、ディスクリートトラックメディア表面の凹凸はその所々で変化しており、凸部の合計面積Ｓｂも変化するため、凸部の合計面積Ｓｂとは、ディスクリートトラックメディア上において凸部の合計面積が最小となるところでの値とされる。この値は、前もって得られているデータゾーンやサーボゾーンの情報から算出することができる。

以上説明したように、本実施態様によれば、リヤパッドの面積をＳａとし、リヤパッドの直下にあるディスクリートトラックメディア上の凸部の面積をＳｂとしたとき、０．５≦Ｓｂ／Ｓａ＜１を満足するように設定されることにより、記録再生特性やヘッドの位置決め性能に悪影響を及ぼすことなく、ヘッドスライダの安定した浮上走行を実現することができる。

なお、以上の関係はスライダの大きさに依存せず、ヘッドスライダの後部のパッドの面積の合計で決まるため、現在主流のピコスライダに好適なことはもちろんのこと、フェムトスライダにも適用することができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明に包含されるものであることは言うまでもない。

例えば、前記実施形態においては、リヤパッドが１つのパッドからなる場合を説明したが、２つ以上のパッドより構成されていてもよく、この場合にリヤパッドの面積Ｓａはヘッドスライダの後部に設けられた各々のパッドの合計面積として定義される。例えば、ヘッドスライダの後部のパッドが３つに分かれていてもよく、この場合にリヤパッドの面積Ｓａは、３つのパッドそれぞれの面積の合計として定義される。そして、複数のパッドからなるリヤパッドの面積をＳａとし、リヤパッドの直下にあるディスクリートトラックメディア上の凸部の面積をＳｂとしたとき、０．５≦Ｓｂ／Ｓａ＜１を満足するように設定されることにより、記録再生特性やヘッドの位置決め性能に悪影響を及ぼすことなく、ヘッドスライダの安定した浮上走行を実現することができる。

本発明は、表面の凹部を埋めて平坦化したディスクリートトラックメディアにおいて、数ｎｍの凹凸が残存する場合にも適用でき、浮上変動は前記実施形態よりも小さく抑えることができる。

本発明の効果をより明確なものとするため、以下に実施例を掲げる。

ヘッドスライダのリヤパッドの合計面積Ｓａと磁気ディスク表面においてリヤパッドの面積Ｓａと等しい領域内に存在する凸部の面積の合計Ｓｂの割合（比率）Ｓｂ／Ｓａと、ヘッドスライダの浮上変動との関係を、有限要素法を用いたシミュレーションによって求めた。シミュレーションの条件は次のとおりである。

まず、シミュレーションで用いたヘッドスライダのモデルは図２に示したもので、リヤパッドの長さは０．３８ｍｍで、幅は０．３５ｍｍである。そして有限要素法のメッシュ数を１９４×１９４とした。ディスクリートトラックメディアについては、ヘッドスライダが浮上するディスクの半径を２１ｍｍとし、データゾーンのトラックピッチを３００ｎｍ、トラック幅を１５０ｎｍ、サーボゾーンの凹凸のピッチを３６０ｎｍ、凹凸の幅の比率を１：１とした。また、データゾーンの凹凸比率とサーボゾーンの凹凸比率の比は１：１である。凹部の深さ（凸部の高さ）を２０ｎｍとし、ディスク回転数を４２００ｒｐｍとした。また、サスペンションについては、サスペンション荷重を３．０ｇｆとし、サスペンションの長さを３４．７３ｍｍとし、サスペンションのピッチ方向への慣性モーメントを２．１０５Ｅ−１３［ｋｇ＊ｍ＾２］、サスペンションのロール方向への慣性モーメントを１．４２Ｅ−１３［ｋｇ＊ｍ＾２］とした。その結果を図４に示す。

図４はシミュレーション結果を示すグラフであり、横軸は面積比Ｓａ／Ｓｂ、縦軸はヘッドスライダのピーク間の浮上変動幅［ｎｍｐｐ］を示している。なおグラフ上の点はシミュレーション結果であり、実線はシミュレーション結果より得られた近似曲線である。

図４に示されるように、Ｓｂ／Ｓａが０．５以上であれば、浮上変動幅は３．０ｎｍｐｐ以内に確実に抑えられるが、それよりも小さい場合には、浮上変動幅を３ｎｍｐｐ以内に抑えることが困難であることが分かる。

すなわち、このグラフによれば、ヘッドスライダ後部のパッドの面積Ｓａと、ディスクリートトラックメディアにおける凸部の合計面積Ｓｂとの関係が、０．５≦Ｓｂ／Ｓａ＜１であれば、記録再生やヘッドの位置決めに悪影響を及ぼさない浮上変動幅±１．５ｎｍ（３．０ｎｍｐｐ）以内に抑えることができることが分かる。

次に、Ｓｂ／Ｓａとヘッドスライダの浮上量との関係を、有限要素法を用いたシミュレーションによって求めた。シミュレーション条件は実施例１の場合と同様である。その結果を図５に示す。

図５はそのシミュレーション結果を示すグラフであり、横軸は面積比Ｓｂ／Ｓａ、縦軸はヘッドスライダの浮上量を示している。なおグラフ上の点はシミュレーション結果であり、実線はシミュレーション結果より得られた近似曲線である。

図５に示されるように、Ｓｂ／Ｓａが０．５以上であれば、ディスクリートトラックメディア上でもヘッドスライダの浮上量の低下が起こることはなく、また実施例１から明らかなように浮上変動も抑制されるので、最終的にはクラッシュ等の危険を回避することができる。

所定時間内におけるヘッドスライダの浮上変動を、有限要素法を用いたシミュレーションによって求めた。シミュレーション条件は実施例１の場合と同様である。その結果を図６（ａ）に示す。

図６（ａ）は、そのシミュレーション結果を示すグラフであり、横軸は時間（Ｔ）、縦軸はヘッドスライダの浮上量を示している。また、太実線のグラフは本発明の実施例（Ｓｂ／Ｓａ＝０．７５のスライダ：凹凸のない従来のメディア上で約２０ｎｍ浮上するように設計されたもの）を示しており、細実線のグラフは比較例（Ｓｂ／Ｓａ＝０．２６のスライダ：凹凸のない従来のメディア上で約１３ｎｍ浮上するように設計されたもの）を示している。両スライダは、ディスクリートトラックメディア上での浮上量がそれぞれ約１１．５ｎｍおよび約５ｎｍとなっている。

図６（ａ）に示されるように、比較例にかかるヘッドスライダの浮上変動幅が４．７ｎｍｐｐであるのに対し、本実施例にかかるヘッドスライダの浮上変動幅は１．６９ｎｍｐｐであり、比較例のヘッドスライダに比べて十分に小さかった。

この実施例から、凹凸のない従来の記録メディア上で約２０ｎｍ浮上するように設計されたスライダは、０．５≦Ｓｂ／Ｓａ＜１であれば、スライダに発生する浮揚力がそれほど変動することはないが、それよりも比率が小さくなると浮揚力が大幅に変動し、浮上変動も大きくなるため、メディアとのクラッシュの可能性が高くなることが分かる。

また、実施例３のデータゾーンの凹凸比をサーボゾーンの凹凸比で除算した値は１．０となっており、サーボゾーンを通過した際の浮上変動は安定に記録再生を行うことための浮上変動によりも大きくなっている。上述した先行例２の規定によれば、この範囲であれば安定した記録再生を行うことができるとされているが、その規定は必ずしも当てはまらないことが分かる。

また所定時間内にスライダに発生する浮揚力を、有限要素法を用いたシミュレーションによって求めた。シミュレーション条件は実施例１の場合と同様である。その結果を図６（ｂ）に示す。

図６（ｂ）はそのシミュレーション結果を示すグラフであり、横軸は時間（Ｔ）、縦軸はスライダに発生する浮揚力を示している。また、太実線のグラフは本発明の実施例（Ｓｂ／Ｓａ＝０．７５のスライダ：凹凸のない従来のメディア上で約２０ｎｍ浮上するように設計されたもの）を示しており、細実線のグラフは比較例（Ｓｂ／Ｓａ＝０．２６のスライダ：従来のメディア上で約１３ｎｍ浮上するように設計されたもの）を示している。

図６（ｂ）に示されるように、比較例にかかるヘッドスライダの浮揚力の変動幅が約０．６［ｇ］に対して、本実施例にかかるヘッドスライダの浮揚力の変動幅は約０．３［ｇ］であり、比較例のヘッドスライダに比べて十分に小さかった。

この実施例から、従来の記録メディア上で約２０ｎｍ浮上するように設計されたスライダは、０．５≦Ｓｂ／Ｓａ＜１であれば、スライダに発生する浮揚力がそれほど変動することはないが、それよりも比率が小さくなると浮揚力が大幅に変動し、浮上変動も大きくなるため、メディアとのクラッシュの可能性が高くなることが分かる。

次に、面記録密度とスライダの浮上変動との関係を、論理計算によって求めた。シミュレーション条件は実施例１の場合と同様である。

図７は、論理計算結果を示すグラフであり、横軸は面記録密度、縦軸はスライダの許容される浮上変動量を示している。

図７に示されるように、出力変動に対する浮上変動の許容量は、面記録密度とスライダの浮上量によって変化することが分かる。

例えば、面記録密度が６０ＧＢ／ｉｎ２の場合には、許容される浮上変動は３ｎｍｐｐである。これが１００ＧＢ／ｉｎ２においては、許容される浮上変動は２５ｎｍｐｐと小さくなる。これを出力変動に換算すると、６０ＧＢ／ｉｎ２での出力変動は±１．０ｄＢ、１００ＧＢ／ｉｎ２での出力変動は±０．９６ｄＢとなる。浮上変動が２．５ｎｍｐｐのときのＳａとＳｂとの関係は、図４に示したようにＳｂ／Ｓａ≧０．６となり、この条件を満たすヘッドスライダであればより高密度記録に対応することが可能である。すなわち、０．５≦Ｓｂ／Ｓａ＜１の条件を満たすヘッドスライダでも本発明の効果を得ることができるが、０．６≦Ｓｂ／Ｓａ＜１のほうがより望ましい条件であるといえる。

図１は、本発明の好ましい実施形態にかかる磁気ディスクドライブ装置の構成を示す略斜視図である。 図２は、本発明の好ましい実施形態にかかるヘッドスライダの形状を示す図であって、（ａ）は底面図、（ｂ）は図２（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った側面断面図である。 図３は、ヘッドスライダのリヤパッドとディスクリートトラックメディア上の凹凸面との関係を示す略平面図である。 図４は、Ｓｂ／Ｓａとヘッドスライダの浮上変動との関係のシミュレーション結果を示すグラフである。 図５は、Ｓｂ／Ｓａとヘッドスライダの浮上量との関係のシミュレーション結果を示すグラフである。 図６（ａ）および（ｂ）は、所定時間内におけるヘッドスライダの浮上変動およびヘッドスライダに発生する浮揚力のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ａ）は浮上変動を示すグラフ、（ｂ）はヘッドスライダに発生する浮揚力を示すグラフである。 図７は、面記録密度とスライダの浮上変動との関係のシミュレーション結果を示すグラフである。 図８は、ディスクリートトラックメディアの概略構成を示す模式図である 図９（ａ）および（ｂ）は、ヘッドスライダの浮上原理の概要を示す模式図である。 図１０（ａ）および（ｂ）は、従来のヘッドスライダを従来のメディアとディスクリートトラックメディアにそれぞれ適用した場合におけるヘッドスライダの浮上量およびヘッドスライダに発生する浮揚力をそれぞれ示すグラフである。

符号の説明

１０ ディスクリートトラックメディア
１１ サーボゾーン
１２ データゾーン
１３ａ グルーブ
１３ｂ 凸部
１５ 正圧
１６ 負圧
１７ サスペンション荷重
１００ 磁気ディスクドライブ装置
１０１ 基体
１０２ 磁気ディスク
１０３ スピンドルモータ
１０４ アーム
１０４ａ 垂直軸
１０５ サスペンション
１０６ ヘッドスライダ
１０６ｂ ヘッドスライダの後端
１０７ ボイスコイルモータ
１０８ ボイスコイル
１０９ マグネット
１１０ａ カバーヨーク
１１０ｂ ボトムヨーク
３０１ 基準面
３０２ａ パッド（フロントパッド）
３０２ｂ パッド（リヤパッド）
３０３ 凸面
３０５ 磁気ヘッド
４０１ サーボゾーン
５０１ ヘッドスライダ
５０２ａ フロントパッド
５０２ｃ センターパッド
５０２ｄ サイドパッド
５０２ｅ サイドパッド

Claims (2)

1. データゾーンおよびサーボゾーンを有し、かつ表面に凹凸を有するディスクリートトラックメディア上を浮上するヘッドスライダであって、
   ヘッドスライダ本体と、前記ヘッドスライダ本体の底面の後部に形成された少なくとも１つのパッドを備え、
   前記パッドの合計面積をＳａとし、前記パッドの直下にある前記ディスクリートトラックメディア上の凸部の合計面積をＳｂとするとき、
   前記パッドの合計面積Ｓａが、
   ０．５≦Ｓｂ／Ｓａ＜１
   を満足する値に設定されていることを特徴とするヘッドスライダ。
2. データゾーンおよびサーボゾーンを有し、かつ表面に凹凸を有するディスクリートトラックメディアと、
   前記ディスクリートトラックメディアを回転させる回転制御機構と、
   前記ディスクリートトラックメディア上を浮上するヘッドスライダと
   前記ヘッドスライダに設けられた磁気ヘッドを少なくとも備え、
   前記ヘッドスライダは、
   その底面の後部に形成された少なくとも１つのパッドを備え、
   前記パッドの合計面積をＳａとし、前記パッドの直下にある前記ディスクリートトラックメディア上の凸部の合計面積をＳｂとするとき、
   前記パッドの合計面積Ｓａが、
   ０．５≦Ｓｂ／Ｓａ＜１
   を満足する値に設定されていることを特徴とする磁気ディスクドライブ装置。
   

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