JP2006505888A - ディスクドライブなどで使用されるスライダを処理する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

（例えば、ディスクドライブ装置で使用される）スライダを処理するシステム及び方法が記載されている。スライダの角は、スライダの列の一部がまだ突っ切り処理中である間に、研磨される。スライダの角を研磨することにより、スライダと記録媒体の間のヘッドスラップ発生が記録媒体に与える損傷を低減し、記録媒体上に残るスライダからの粒子物を少なくし、記録媒体のデータの保全性を改良する。

Description

本発明は、ハードディスクドライブなどのためのスライダ装置を処理する方法及び装置に関する。特に、本発明は、ヘッドと媒体の接触発生時に移動する記録媒体への損傷を避けるようにスライダの角（コーナー）を滑らかにすることに関する。

ハードディスクドライブは、基本的には磁気的な読み取り及び書き込み要素によりアクセスされる一連の回転ディスクで構成される一般的な情報記憶装置である。一般的に変換器（トランスジューサ）として知られているこれらのデータ搬送要素は、読み取り又は書き込み動作が実行可能なようにディスクに形成された個別のデータトラック上の近接した相対位置に保持されたスライダボディにより担持されるか埋め込まれているのが一般的である。トランスジューサをディスク表面に対して正しく位置させるために、スライダボディ上に形成されたエアベアリング表面(ABS:Air Bearing Surface)が、スライダ及びトランスジューサをディスクデータトラックの上に「浮上」させるのに十分な浮力を提供する流体の気体流れを生じる。磁気ディスクの高速回転は、ディスクの接線速度方向に実質的に平行な方向において、表面に沿って気体流、すなわち風の流れを発生する。気体流はスライダボディのＡＢＳと協同してスライダが回転ディスクの上に浮上するのを可能にする。実際に、浮かんだスライダは、この自己活性化したエアベアリングを通じてディスク表面から物理的に離れる。スライダのＡＢＳは、回転するディスクに面するスライダ表面に構成されるのが一般的であり、各種の条件下でディスクの上に浮上するその性能に大きく影響する。

ＡＢＳの設計における主たる目的のいくつかは、スライダ及びそれに伴われたトランスジューサを回転するディスクの表面にできるだけ近接して浮上すること、及び各種の浮上条件にもかかわらずその一定の近接距離を一様に維持することである。エアベアリングと回転する磁気ディスクの間の高さ、すなわち分離ギャップは、通常浮上高として規定される。一般に、取り付けられたトランスジューサ又は読み出し／書き込み（リード／ライト）要素は、ほぼ数十μｍ（数インチ）だけ回転するディスクの表面の上に浮上する。スライダの浮上高は、取り付けられたリード／ライト要素の磁気ディスク読み取り及び記録性能に影響する最も重要なパラメータの１つであるとみられている。例えば、比較的小さい浮上高に低減又は比較的小さい浮上高を有することは多くの利点がある。比較的小さい浮上高は、トランスジューサが異なるデータビット位置の間の分解能を高めたりディスク表面上に近接して規定された領域から発散する磁界を大きくするのを可能にする。更に、低浮上スライダは、トランスジューサと磁気媒体の間の距離により通常は制限される磁気ディスクの高密度記録又は記憶容量を改良することが知られている。狭い分離ギャップは、結果として記録又は読み出される波長信号を短くすることを可能にする。同時に、比較的小さいが強力なディスクドライブを利用する軽量で小型のノートブック型コンピュータの人気が増しているのに伴い、より小さい浮上高を有する非常に小さいスライダボディの必要性が一貫して高くなっている。

一定の浮上高が特別なＡＢＳ設計によってより簡単に達成される所望の利益を提供することが判明している。浮上高の変動は分解能に悪影響を与えることが知られている。記録される又は読み取られる信号の振幅は、浮上高が比較的一定の時には大きく変動しない。更に、浮上高の変動はスライダアセンブリィと磁気回転ディスクの間の意図しない接触を生じることがある。スライダは、回転ディスクとどのように接触するかを意図しているかにより、直接接触、擬似接触又は浮上スライダのいずれかであると一般に考えられている。スライダの形式にかかわらず、スライダボディ及びディスクの両方における摩耗を低減するように、回転する磁気ディスクの表面への不必要な接触を避けることが望ましい。記録媒体の劣化又は摩耗は記録されたデータの喪失になり、スライダの摩耗はトランスジューサ又は時期要素の致命的な欠陥にもなる。

浮上高を変化させる原因は、読み取り又は書き込み動作を実行する間の回転するディスクを横切るスライダの連続した高速移動である。例えば、スライダの半径方向の位置に応じて、ディスクの線形速度が変化する。回転するディスクの外側のエッジでは、速度がより速くなるが、内側のエッジでは速度は遅くなる。その結果、エアベアリングスライダは、ディスクの異なる半径方向の位置では異なる相対速度で浮上する。一般にスライダは速度が速くなるとより高く浮上するため、ディスクの外側の領域に位置している時には浮上高が増加する傾向にある。同時に、ディスクの内側の領域では速度が遅いため、スライダの浮上高は小さくなる。従って、スライダの設計は、半径方向の位置及び相対的な速度の変化が持つ浮上高への大きな影響を考慮しなければならない。

スライダの浮上高は、スキューにおける変化によっても悪い方に影響される。スキュー角度は、スライダボディの長手方向の軸とディスク回転に対する接線方向の気体流の方向との間の角度として定義及び測定される。取り付けたスライダが回転ディスクの内側又は外側のエッジ付近に位置している時には、その長手方向の軸は気体流の方向に対してしばしばスキューする。スライダの長手方向の軸は、スライダボディの長さに沿って伸びる基準の中心線として定義される。これらの角度の方位すなわちスキュー角度は、回転アクチュエータアーム及びジンバルサスペンションアッセンブリィがピボット軸の回りを回転して、それによって回転するディスクを横切る弓形の経路をスライダが移動するに従って変化する。比較的小さいアクチュエータアームを有する小型のディスクドライブに対する需要が大きくなっているので、アーム長が短くなり、スキュー角度はより大きくなってきている。スキュー角度がゼロより大きい時には、スライダはより小さい値で圧力がかけられることになり、浮上高が減少するという望ましくない状態になる。比較的中ぐらいのスキュー角度でさえ、スライダの浮上性能に悪影響を及ぼす。そのため、ＡＢＳ設計はスキューの変化に対する感度を最小にする試みが続けられている。

浮上高の他の変動は、スライダのロールとして特定される。ロール角度は、スライダの長い側の端の間の浮上高の差で定義される。スライダが気体流の方向に対してスキューして浮上する時には、等しくない圧力の分布がＡＢＳとディスクの間に発生する。この非平衡はスライダをロールさせ、スライダボディの一方の側が、他方の側よりディスク表面により近づく。しかし、スライダは、回転するディスクの内側と外側のトラックの間の接線速度の差を含む浮上条件におけるいかなる差及びディスク表面上での連続した側方への移動、すなわちスキュー角度の変化にもかかわらず、一定のスライダロールに位置していることが望ましい。

図１に示すように、普通の双胴（カタマラン(catamaran)）スライダ５として知られているＡＢＳの設計は、ディスクに面するスライダ表面の外側エッジに沿って伸びる１組の平行なレール２及び４で形成される。３つ又はそれ以上の付加的なレールを含み、各種の表面積及び幾何形状を有する他のＡＢＳ構成も開発されてきた。２つのレール２及び４は、典型的にはスライダボディの長手の少なくとも一部に沿って、前エッジ６から後エッジ８まで延びている。前エッジ６は、回転ディスクがスライダ５の長手が後エッジ８に向かって移動する前に通過するスライダのエッジとして定義される。図示のように、前エッジ６は、望ましくない大きな許容差で傾斜されており、その傾斜の許容差は典型的にはこの加工プロセスに関係する。トランスジューサすなわち磁気要素７は、図１に示すように、典型的にはスライダの後エッジ８に沿ったある位置に取り付けられる。レール２及び４は、スライダが浮上するエアベアリング表面を形成し、回転ディスクにより生成される気体流との接触により必要な浮上を提供する。ディスクが回転するに従って、発生された風、すなわち気体流が、カタマランスライダレール２及び４の下及びその間に沿って流れる。気体流がレール２及び４の下を流れる時、レールとディスクの間の気体圧が増加し、それにより正の圧力と浮上を生じる。カタマランスライダは、一般に十分な量の浮上、すなわち正のロード力を生成し、スライダを回転ディスクの上の適当な高さに浮上させる。レール２及び４が無い時には、スライダボディ５の大きな表面積は、過度に大きなエアベアリング表面積を生成する。一般に、エアベアリング表面積が増加すると、生成される浮上量も増加する。そのために、レールが無い時には、スライダは回転ディスクからはるかに高く浮上し、そのためにこれまでに説明した低い浮上高を有することによる利点のすべてが失われる。

図２に示すように、ヘッドジンバルアッセンブリィ（ＨＧＡ）４０は、しばしばスライダに、スライダの浮上高を記載する垂直間隔、またはピッチ角及びロール角のような多重の自由度を生じる。図２に示すように、サスペンション７４は、エッジ７０を有すると共に矢印８０で示される方向に移動するディスク７６の上にＨＧＡ４０を保持する。図２に示すディスクドライブの動作において、アクチュエータ７２は、角度７５に亘って、ＨＧＡをディスク７６の各種の直径（例えば、内側直径（ＩＤ）、中間直径（ＭＤ）及び外側直径（ＯＤ））上に移動する。

スライダの浮上高が減少する時、スライダＡＢＳとディスク表面の間の干渉の頻度が増加する。これは、ラップトップコンピュータのようなディスクドライブを有する携帯の電子機器で特に顕著である。ディスクドライブが落下された時、スライダは記録媒体に衝突することがある。多くの場合、スライダは記録媒体から上昇し、そしてスライダを記録媒体へ押すようなサスペンションからのバネ力のような力のために媒体に衝突する。記録媒体上のスライダのそれぞれの衝撃は、通常「ヘッドスラップ(head slap)」と呼ばれる。（例えば、ディスクドライブの落下のような）１回の衝突発生で、数回のヘッドスラップが発生する。

ヘッドスラップに関係していくつかの問題がある。まず第１に、衝撃のために、スライダ自体が記録媒体を損傷することがある。しばしば、衝撃のあった領域に記録されたデータが失われ、回復不能になる。第２に、スライダボディの角（コーナー）は、非常に鋭くなる傾向にあり、記録媒体に最初に接触する。このような角は、記録媒体を掘り込んで、媒体にくぼみ及び突起を生じる。スライダが媒体のある領域から他の領域に移動する時、これらの突起は移動され、材料がディスクの他の領域に引きずられ、記録されたデータが消去されて永久に失われる。第３に、熱的な不均一がしばしば起きる。スライダのＡＢＳ側とダイスされた、すなわち切断された側の間の表面粗さ係数の不一致に起因して、エッジが緩く付着したAlTiC粒子の潜在的な源になる。これらの粒子は、移動され、記録媒体上に位置する。これらの粒子が、記録ヘッドと媒体の間（例えば、ヘッド・ディスクの界面）に来ると、それはセンサの熱歪の原因となる。これらの歪は、誤ったデータ信号として認識され、記録媒体のデータ保全性に影響する。

従来技術では、ヘッドスラップを取り扱う普通の方法は、スライダを記録媒体に衝突させないようにすることを主眼とするのが普通である。これらの方法には、スピンドルモータ、ディスククランプエンハンスメント、及びサスペンションへの衝撃吸収構造の付加などの改良が含まれる。更に、動圧ベアリングが、ヘッドスラップに関係する問題に適用できる。ヘッドスラップの頻度を低減するのに効果があるが、これらの方法は、（例えば、非常に高い浮上高というような）記憶媒体の容量を犠牲にせずにヘッドスラップを完全に除去することはできない。従って、従来技術においても、これらの装置におけるヘッドスラップにより生じる負の影響を低減する必要がある。

本発明の実施例によれば、スライダボディは、例えば、スライダボディのエッジを滑らかにする研磨テープを使用して処理される。ヘッドスラップの発生の間、鋭いエッジが無いことにより、記録媒体表面において突起を生じる可能性が低下し、スライダボディから移動するスライダ粒子の可能性が低下する。実際に、記録媒体表面上の屑が少なくなり、データの損失が低減され、記録媒体からのデータ信号の書き込み及び読み出しの保全性が改良されたという結果になった。

図３は、本発明の実施例の方法を行うためスライダの列の一部を示す。この実施例では、一方の側が研磨要素を有し、他方が相対的に滑らかである研磨テープ２０３が使用される。例えば、研磨テープは、幅２．５ｍｍで厚さ２５μｍの３Ｍ（登録商標）社により製造される単一の高精度ダイヤモンドテープであり、テープの物理的な形状はヘッド突っ切りバイトの設計に基づいて選択できる。この実施例では、テープ２０３は、単一のスライダ２０５ｂの隣接した角を擦る経路に沿って移動する。この実施例では、テープ２０３の研磨側はスライダ２０５ｂに面している。スライダボディ上のテープの移動を容易にするために、潤滑剤２０１が使用される。

図４は、本発明の他の実施例におけるスライダの列の一部を示す。この実施例では、研磨テープ２１３は、テープの両側の研磨要素を有する。例えば、裏面が互いに面した２つの研磨テープが図５において研磨テープ２１３として機能可能である。図５に示すように、テープ２１３は、第１のスライダ２１５ｂの第１の角及び第２のスライダ２１５ｃの第１の角を擦る経路に沿って移動する。更に、スライダボディ上のテープの移動を容易にするために、潤滑剤２０１が使用される。

図３及び図４の実施例では、潤滑剤２０１、２１１は、研磨スラリーであり、例えば潤滑油内に平均直径が３μｍより小さいダイヤモンド粒子を含む。油の使用はスライダのドライラッピングを防止することにより帯電が生じる危険を低減する。更に、スラリーを油中に加えることにより、テープとスライダの間の摩擦係数が低減され、テープが裂ける危険が同様に低減される。

図５は、本発明の実施例を実現するシステムを示す。図５においては、第１のスプール３１３により、テープ３１１（例えば研磨テープ）が巻き取り、すなわち第２スプール３１４に供給される。この実施例では、第１のスプールは、テープをスプールから引く時の抵抗を呈するブレーキシステム３１５につながれる。巻き取りスプール２１４は、テープを第１のスプール３１３から引くように働くモータ３１６につながれる。２つのアーム３０７及び３０８は、駆動モータ３０９、３１０により上下及び横にそれぞれ移動可能になっている。アーム３０７は、フリクションベアリング３０５を有し、アーム３０８はフリクションベアリング３０６を有する。この実施例では、テープ３１１は、スプール３１３から、第１のアーム３０８のベアリング３０６を通して、更に第のアーム３０７のベアリング３０５を通して、巻き取りスプール３１４に走行する。これらの要素は（図示していない）中央板につながれ、それらは互いに調和して移動できるようになっている。

１つの実施例では、スライダ３０１の列は、アーム３０７と３０８の中間に配置され、テープは列内の隣接する２つのスライダの間に配置される。アーム３０７、３０８は、スライダの角に対するテープの入り角度を制御する。この実施例では、アームはテープの入り角度及び出る角度を維持する。駆動モータ３０９、３１０は、これらの角度を制御するのに使用される。テープの入口及び出口の位置から所望の距離に付加ローラを配置することにより、研磨処理の対称性が改善される。当業者には、上記の説明に基づいて、スライダの角に対してなされる研磨の角度と量の均一性を維持することが望ましいことが分かるであろう。従って、均一な研磨を行うようにタイマが使用される。スライダに対するテープの角度は目視で測定できるが、高精度のリニアモータ／アクチュエータを使用してアーム３０７及び３０８を制御することが望ましい。

図５のシステムは、スライダの角の処理を、図３及び図４に示したように達成することができる。図３及び図４に関する前の説明のように、テープ３１１は一方側又は両側が研磨要素を有することが可能である。更に、潤滑剤をシステムに、（例えば、テープがスライダの間の隙間に入るところに）導入することも可能である。１つの実施例では、潤滑剤は潤滑油中に平均直径が３μｍより小さいダイヤモンド粒子を有するスラリーである。潤滑スラリーは、スラリー源３０３により供給され、フローチューブ３０４によりテープ３１１の入る部分に置かれる。

図６は、本発明の実施例において、スライダの列を処理する方法のフロー図を示す。ブロック４０１では、スライダの列は、従来技術で知られているように、突っ切りバイトを使用して、スライダの列が十分に切断される。この実施例では、切断の幅は１５０μｍであり、切断の深さは２ｍｍである。ブロック４０３では、スライダの列は図５のシステムに組み合わされる。例えば、突っ切りバイトは図５のシステムがある板の直ぐ下に配置できる。部分的な切断動作の後、図５の板ベアリングシステムは、スライダの列の上へ下げられ、テープは隣接する所望の１組のスライダの間に配置される。例えば、ねじゲージを使用して、スライダの列の上のこのシステムの位置決めを精密に調整することができる。このような構成において、図５のシステムの上に顕微鏡を配置して、研磨プロセスの観察を行うことができる。

ブロック４０５においては、アームは、隣接するスライダの間のテープの入口と出口の角度が所望の地になるように調整される。ブロック４０７では、テープは図３の（「Ｃ」字に曲げる）及び／又は図４の（「Ｓ」字に曲げる）構成のいずれかで、１組のスライダの間を走行する。この実施例では、テープの幅は２．５ｍｍで、隣接するスライダの間の切断深さより２５パーセント大きい。従って、テープは角の回りを曲がってわずかに下側に折れ曲がり、ＡＢＳとスライダの切断される面の間に形成されるエッジから材料を取り除く。

ブロック４０９では、アームは新しい位置に移動される。図４の「Ｓ」字に曲げる場合には、アーム位置は逆にされる。（すなわち、アーム３０７は、アーム３０８が配置されていた位置の反対側に直接移動し、アーム３０８は逆方向に移動する。）「Ｃ」字に曲げる場合には、両方のアーム３０７と３０８は、研磨される角から同じ距離になるように、前後（図５では上下）に移動される。ブロック４１１では、隣接するスライダの次の角が研磨される。ブロック４１１では、テープは、スライダの間の隙間の外に持ち上げられ（又はスライダの列がテープから離れるように下に下ろされ）て、列上の次の隙間に移動される。アームが適切な位置にあると仮定すると、ブロック４０７から４１１はすべての角が所望のように研磨されるまで繰り返される。

上記の方法及び装置を使用することにより、スライダの角をより滑らかにできる。ヘッドスラップのような衝突発生の場合、スライダは記録媒体への損傷を少なくして、結果として媒体からの屑の発生を少なくする。更に、上記のプロセスは完成したスライダにおける屑を少なくし、ヘッドスラップ発生におけるスライダからの屑を少なくする。その結果、データの保全性が高くなり、記録媒体の損傷が少なくなる。

本発明を上記の応用を参照して説明したが、好適な実施例のこの説明は、本発明の限界と考えられるべきでない。本発明のすべての態様は、上記の特定の記述、構成又は大きさに限られると理解されるべきでなく、それらは各種の原理や変数によって決定される。上記の開示を参照することにより、開示した装置の形状や詳細の各種の変形例と共に本発明の他の変形が、当業者には明らかであろう。従って、特許請求の範囲の請求項は、本発明の真の趣旨及び範囲内に入る記載の実施例のいかなる変形例や変形を含むと考えられるべきである。

例えば、図３及び図４について、各スライダの２つの角は、テープにより研磨されるが、スライダの後エッジ、前エッジなどだけで角を研磨することもできる。このような状況において、アーム３０７及び３０８は、一度には１つの角だけが研磨されるように調整できる。

図１は、従来技術で知られた読み出し／書き込み（リード／ライト）ヘッドを有するスライダ装置の斜視図である。 図２は、従来技術で知られたディスクドライブ装置の概略図である。 図３は、本発明の実施例におけるスライダの角を滑らかにする１つの方法の概略図である。 図４は、発明の実施例におけるスライダの角を滑らかにする他の方法の概略図である。 図５は、発明の実施例におけるシステムのブロック図である。 図６は、発明の実施例におけるスライダの処理方法のフロー図である。

Claims (15)

1. スライダを処理する方法であって、
   スライダの列を配置し、そして
   第１のスプールにより供給されるテープを、前記テープが前記スライダの列の第１のスライダの１つの角に沿って走行し、前記テープが前記少なくとも１つの角を研磨するように配置する方法。
2. 更に、前記テープを巻き取るように第２のスプールを配置する請求項１に記載の方法。
3. 更に、それぞれが少なくともベアリングを有する第１及び第２のアームを、前記スライダの列のそれぞれの側に配置し、前記列の隣接するスライダの間に前記テープを案内する請求項２に記載の方法。
4. 前記テープは、前記テープの少なくとも１つの側に研磨要素を有する請求項３に記載の方法。
5. 更に、前記テープと前記スライダの少なくとも１つの角の間に潤滑油を配置する請求項３に記載の方法。
6. 前記潤滑油は、研磨粒子を含むスラリーの一部である請求項５に記載の方法。
7. 前記研磨粒子は、ダイヤモンド粒子である請求項６に記載の方法。
8. スライダを処理するシステムであって、
   少なくとも一方の側に研磨要素を有するテープと、
   スライダとを備え、
   前記テープは、前記スライダの少なくとも第１の角に沿って移動して研磨するシステム。
9. 前記テープを供給する第１のスプロールを更に備える請求項８に記載のシステム。
10. 前記第１のスプロールにより供給されるテープを巻き取る第２のスプールを更に備える請求項９に記載のシステム。
11. 前記スライダの角を研磨するように前記テープを案内する前記スライダの反対側に設けられた、それぞれがベアリングを有する第１及び第２のアームを備える請求項８に記載のシステム。
12. 前記第１及び第２のアームのそれぞれは、２つのベアリングを有する請求項１１に記載のシステム。
13. 前記第１及び第２のアームを移動する第１及び第２の駆動モータを更に備える請求項１２に記載のシステム。
14. 前記テープと前記スライダの間に潤滑液を供給するスラリー源を更に備える請求項１３に記載のシステム。
15. 前記スライダは、スライダ列の一部である請求項１３に記載のシステム。

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