JP2010140588A - ヘッドスライダおよび記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スライダ本体に対する潤滑剤の付着を抑制することができるヘッドスライダおよび記憶装置を提供する。
【解決手段】フロントレール３３で溝４２ａ、４２ｂの底面と記憶媒体との距離は増大する。その結果、潤滑剤分子と空気分子との衝突が多く発生し、空気分子は潤滑剤分子を弾き飛ばす。しかも、溝４２ａ、４２ｂ内に溜まった空気は溝４２ａ、４２ｂより空気流出側の空気軸受け面３６に流れ、空気軸受け面３６での気圧は増大する。その結果、空気軸受け面３６と記憶媒体との間で空気分子の数は増大するため、潤滑剤分子と空気分子との衝突が多くなる。加えて、溝４２ａ、４２ｂを形成することで空気軸受け面３６の面積は減少する。ヘッドスライダ２２に対する潤滑剤分子の付着は抑制される。さらに、スライダ幅方向に隔てて配置される１対の溝に基づき良好な浮力のバランスが実現され、ヘッドスライダ２２は安定的に浮上することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった記憶装置に組み込まれるヘッドスライダに関する。

ＨＤＤでは磁気ディスクは表面に所定の膜厚で潤滑剤を保持する。磁気ディスクの回転に基づき磁気ディスクの表面で気流が生成される。その結果、浮上ヘッドスライダは所定の浮上高さで磁気ディスクの表面から浮上する。浮上ヘッドスライダは媒体対向面で磁気ディスクの表面に向き合う。このとき、浮上ヘッドスライダ上の電磁変換素子は磁気ディスクに対して磁気情報の書き込みおよび読み出しを実施する。
特開平９−２０４６２５号公報 特開２００１−５０３９０３号公報 特開２００７−２２０１８８号公報

浮上ヘッドスライダの浮上中、磁気ディスクの表面から潤滑剤は蒸発する。蒸発した潤滑剤分子は媒体対向面に付着する。潤滑剤分子が媒体対向面に溜まると、浮上ヘッドスライダおよび磁気ディスクの間で距離は増大してしまう。磁気情報の書き込みや読み出しの精度は低下する。しかも、媒体対向面から潤滑剤の塊が磁気ディスクに落下すると、浮上ヘッドスライダは塊に衝突してしまう。ヘッドクラッシュが引き起こされる。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、スライダ本体に対する潤滑剤の付着を抑制することができるヘッドスライダおよび記憶装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、ヘッドスライダは、ベース面を規定するスライダ本体と、前記スライダ本体の空気流入側で前記ベース面から立ち上がり、頂上面で空気軸受け面を規定するフロントレールと、前記フロントレールに形成されて前記空気軸受け面の空気流出端よりも空気流入側で空気流出端を規定し、前記スライダ本体のスライダ幅方向に隔てて配置される少なくとも１対の溝とを備えることを特徴とする。

こうしたヘッドスライダではフロントレールに少なくとも１対の溝が形成される。溝が形成されない場合に比べて溝の底面と記憶媒体との距離は増大する。距離の増大に基づき潤滑剤分子と空気分子との衝突が多くなり、空気分子は潤滑剤分子を弾き飛ばす。その結果、記憶媒体との距離が増大する溝の底面への潤滑剤分子の付着は抑制される。しかも、溝内に溜まる気流は溝より空気流出側の空気軸受け面に流れる。その結果、溝より空気流出側で正圧すなわち浮力はこれまで以上に増大する。浮力の増大に基づき空気軸受け面および記憶媒体の間で空気分子の数は増大する。その結果、空気軸受け面に対する潤滑剤分子の付着は抑制される。加えて、溝が形成されない場合に比べて空気軸受け面の面積は減少する。その結果、空気軸受け面に対する潤滑剤分子の付着は抑制される。さらに、空気軸受け面ではスライダ幅方向に隔てて１対の溝が配置される。溝より空気流出側で浮力は増大する。スライダ幅方向に良好な浮力のバランスが実現される。ヘッドスライダは安定的に浮上することができる。

以上のように、ヘッドスライダおよび記憶装置はスライダ本体に対する潤滑剤の付着を抑制することができる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は本発明に係る記憶装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は筐体すなわちハウジング１２を備える。ハウジング１２は箱形のベース１３およびカバー（図示されず）から構成される。ベース１３は例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する。ベース１３は例えばＡｌ（アルミニウム）といった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。カバーはベース１３の開口に結合される。カバーとベース１３との間で収容空間は密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。

収容空間には、記憶媒体としての１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモータ１５の回転軸に装着される。スピンドルモータ１５は例えば５４００ｒｐｍや７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。ここでは、例えば磁気ディスク１４は垂直磁気記録ディスクに構成される。すなわち、磁気ディスク１４上の記録磁性膜では磁化容易軸は磁気ディスク１４の表面に直交する垂直方向に設定される。

収容空間にはキャリッジ１６がさらに収容される。キャリッジ１６はキャリッジブロック１７を備える。キャリッジブロック１７は、垂直方向に延びる支軸１８に回転自在に連結される。キャリッジブロック１７には、支軸１８から水平方向に延びる複数のキャリッジアーム１９が区画される。キャリッジブロック１７は例えば押し出し成型に基づきＡｌ（アルミニウム）から成型されればよい。

個々のキャリッジアーム１９の先端にはヘッドサスペンション２１が取り付けられる。ヘッドサスペンション２１はキャリッジアーム１９の先端から前方に延びる。ヘッドサスペンション２１の先端にはフレキシャが張り合わせられる。フレキシャにはいわゆるジンバルばねが区画される。こうしたジンバルばねの働きで浮上ヘッドスライダ２２はヘッドサスペンション２１に対してその姿勢を変化させることができる。後述されるように、浮上ヘッドスライダ２２にはヘッド素子すなわち電磁変換素子が搭載される。

磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１４の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダ２２には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧とヘッドサスペンション２１の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２２は浮上し続けることができる。

こういった浮上ヘッドスライダ２２の浮上中にキャリッジ１６が支軸１８回りで回転すると、浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４の半径線に沿って移動することができる。その結果、浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間でデータゾーンを横切ることができる。こうして浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は目標の記録トラック上に位置決めされる。

キャリッジブロック１７には例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２３といった動力源が接続される。このＶＣＭ２３の働きでキャリッジブロック１７は支軸１８回りで回転することができる。こうしたキャリッジブロック１７の回転に基づきキャリッジアーム１９およびヘッドサスペンション２１の揺動は実現される。

［第１実施形態］
図２は本発明の第１実施形態に係る浮上ヘッドスライダ２２を示す。この浮上ヘッドスライダ２２は、例えば平たい直方体に形成される基材すなわちスライダ本体２５を備える。スライダ本体２５の空気流出側端面には絶縁性の非磁性膜すなわち素子内蔵膜２６が積層される。この素子内蔵膜２６に前述の電磁変換素子２７が組み込まれる。スライダ本体２５は例えばＡｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ（アルチック）といった硬質の非磁性材料から形成される。素子内蔵膜２６は例えばＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）といった比較的に軟質の絶縁非磁性材料から形成される。スライダ本体２５は媒体対向面２８で磁気ディスク１４に向き合う。媒体対向面２８には平坦なベース面２９すなわち基準面が規定される。磁気ディスク１４が回転すると、スライダ本体２５の前端から後端に向かって媒体対向面２８には気流３１が作用する。

媒体対向面２８には、前述の気流３１の上流側すなわち空気流入側でベース面２９から立ち上がる１筋の壁体すなわちスカート３２が形成される。スカート３２はベース面２９の空気流入端に沿ってスライダ幅方向に延びる。スカート３２は、スカート３２より空気流出側に向かって塵埃といったごみの進入を規制する。同様に、媒体対向面２８にはスカート３２より気流３１の下流側すなわち空気流出側でベース面２９から立ち上がる１筋のフロントレール３３が形成される。フロントレール３３はスカート３２に沿ってスライダ幅方向に延びる。スカート３２の空気流出端およびフロントレール３３の空気流入端は所定の間隔で隔てられる。

媒体対向面２８には、フロントレール３３より空気流出側でベース面２９から立ち上がるリアセンターレール３４が形成される。図３を併せて参照し、リアセンターレール３４は、スライダ本体２５の空気流入端に規定されるスライダ幅方向の中央位置およびスライダ本体２５の空気流出端に規定されるスライダ幅方向の中央位置を結ぶ前後方向中心線Ｌ上に配置される。同様に、フロントレール３３より空気流出側でベース面２９から左右１対のリアサイドレール３５、３５が立ち上がる。リアセンターレール３４およびリアサイドレール３５、３５は素子内蔵膜２６に至る。リアサイドレール３５、３５の間にリアセンターレール３４が配置される。ここでは、リアサイドレール３５、３５はリアセンターレール３４の側端に接続される。

フロントレール３３およびリアセンターレール３４の頂上面にはいわゆる空気軸受け面（ＡＢＳ）３６、３７が規定される。空気軸受け面３６、３７の空気流入端は段差でステップ面３８、３９にそれぞれ接続される。ステップ面３８、３９は空気軸受け面３６、３７よりも一段低いレベルで広がる。ここでは、ステップ面３８はフロントレール３３の空気流入端でスライダ幅方向に延びる。気流３１の流れが入ると、段差の働きで空気軸受け面３６、３７には比較的に大きな正圧すなわち浮力が生成される。しかも、フロントレール３３の後方すなわち背後には大きな負圧が生成される。これら浮力および負圧のバランスに基づき浮上ヘッドスライダ２２の浮上姿勢は確立される。

リアサイドレール３５、３５の空気流入端はリアセンターレール３４の空気流入端よりも空気流入側に規定される。リアサイドレール３５、３５には、その輪郭に沿って連続して広がる囲み壁４１、４１がそれぞれ形成される。囲み壁４１はリアサイドレール３５の空気流入端に沿って少なくとも広がる。囲み壁４１、４１の後端はリアセンターレール３４に接続される。リアサイドレール３５の頂上面はステップ面３９よりもさらに一段低いレベルで広がる。ここでは、スカート３２の頂上面、空気軸受け面３６、３７および囲み壁４１の頂上面は同一の仮想平面に沿って広がる。

フロントレール３３の空気軸受け面３６には１対の溝４２ａ、４２ｂが形成される。溝４２ａ、４２ｂは前後方向中心線Ｌを挟んでスライダ幅方向に相互に隔てて配置される。溝４２ａ、４２ｂ同士の間で空気軸受け面３６には溝４２ｃがさらに形成される。溝４２ｃは例えば前後方向中心線Ｌ上に配置される。各溝４２ａ〜４２ｃは空気軸受け面３６の対応の空気流出端よりも空気流入側で空気流出端を規定する。同時に、各溝４２ａ〜４２ｃは空気軸受け面３６の対応の空気流入端よりも空気流出側で空気流入端を規定する。こうして各溝４２ａ〜４２ｃは空気軸受け面３６で囲まれる。空気軸受け面３６で溝４２ａ〜４２ｃの輪郭は例えば四角形に規定される。ただし、輪郭は多角形や円形で規定されてもよい。ここでは、溝４２ａ〜４２ｃの底面はリアサイドレール３５の頂上面を含む仮想平面に沿って広がる。

空気軸受け面３７の空気流出側でリアセンターレール３４には電磁変換素子２７が埋め込まれる。電磁変換素子２７は例えば読み出し素子と磁気記録ヘッドすなわち書き込み素子とを備える。読み出し素子にはトンネル接合磁気抵抗効果（ＴｕＭＲ）素子が用いられる。ＴｕＭＲ素子では磁気ディスク１４から作用する磁界の向きに応じてトンネル接合膜の抵抗変化が引き起こされる。こういった抵抗変化に基づき磁気ディスク１４から情報は読み出される。書き込み素子にはいわゆる単磁極ヘッドが用いられる。単磁極ヘッドは薄膜コイルパターンの働きで磁界を生成する。この磁界の働きで磁気ディスク１４に情報は書き込まれる。電磁変換素子２７は素子内蔵膜２６の表面に読み出し素子の読み出しギャップや書き込み素子の書き込みギャップを臨ませる。ただし、空気軸受け面３７の空気流出側で素子内蔵膜２６の表面には硬質の保護膜が形成されてもよい。こういった硬質の保護膜は素子内蔵膜２６の表面で露出する読み出しギャップや書き込みギャップを覆う。保護膜には例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜が用いられればよい。

ここで、浮上ヘッドスライダ２２は、前後方向中心線Ｌに沿って０．８５ｍｍの前後方向長さ、０．７０ｍｍのスライダ幅、および、０．２３ｍｍの厚みを有する。すなわち、浮上ヘッドスライダ２２はいわゆるフェムト（ＦＥＭＴＯ）スライダを構成する。空気軸受け面３６、３７からベース面２９の深さは例えば２．０μｍ〜４．０μｍの範囲に設定される。空気軸受け面３６、３７からステップ面３８、３９の深さは例えば１００ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲に設定される。同様に、空気軸受け面３６、３７からリアサイドレール３５の頂上面および溝４２ａ〜４２ｃの底面の深さは例えば１．０μｍ〜２．０μｍの範囲に設定される。

こうした浮上ヘッドスライダ２２では、空気軸受け面３７に比べて空気軸受け面３６で大きな正圧すなわち浮力が生成される。その結果、スライダ本体２５はピッチ角αの傾斜姿勢で維持される。ここで、ピッチ角αとは、気流３１の流れ方向に沿ったスライダ本体前後方向の傾斜角をいう。その一方で、空気軸受け面３６、３７ではスライダ幅方向に均等に浮力が生成される。その結果、ロール角βの変動は著しく抑制される。スライダ本体２５では一定のロール角βが維持される。ここで、ロール角βとは、気流３１の流れ方向に直交するスライダ幅方向の傾斜角をいう。こうした傾斜姿勢の確立時に、電磁変換素子２７の書き込み素子は磁気ディスク１４に２値情報を書き込む。同様に、電磁変換素子２７の読み出し素子は磁気ディスク１４から２値情報を読み出す。

こういったＨＤＤ１１では、磁気ディスク１４の表面から空気中に潤滑剤は蒸発する。気流３１の働きで、空気中の潤滑剤分子は浮上ヘッドスライダ２２の媒体対向面２８に付着する。ここで、発明者は、磁気ディスク１４および浮上ヘッドスライダ２２の間に存在する空気分子に着目した。こうした空気分子は空気中の潤滑剤分子に衝突し、潤滑剤分子を弾き飛ばす。すなわち、空気分子との衝突に基づき浮上ヘッドスライダ２２への潤滑剤分子の付着は抑制される。したがって、磁気ディスク１４および浮上ヘッドスライダ２２の間に空気分子が多く存在すればするほど潤滑剤分子の付着は妨げられる。ここで、磁気ディスク１４および浮上ヘッドスライダ２２の間で気圧が増大すればするほど、空気分子の数は増大する。同時に、磁気ディスク１４および浮上ヘッドスライダ２２の間の距離が増大すればするほど、空気分子の数は増大する。その結果、空気分子および潤滑剤分子の衝突の可能性は高まる。加えて、例えば空気軸受け面３６の面積が減少すればするほど、空気軸受け面３６に対する潤滑剤分子の付着量は減少する。

発明者はシミュレーションに基づき本発明の効果を検証した。検証にあたって具体例１および比較例１に係る浮上ヘッドスライダ２２が用意された。具体例１には前述の浮上ヘッドスライダ２２が用いられた。比較例１では前述の浮上ヘッドスライダ２２で溝４２ａ〜４２ｃの形成が省略された。その結果、比較例１に係る空気軸受け面３６の面積は具体例１に係る空気軸受け面３６の面積に比べて増大する。磁気ディスク１４の回転数は１００００ｒｐｍに設定された。浮上ヘッドスライダ２２の浮上量は８．５ｎｍに設定された。ピッチ角αは１４０μｒａｄに設定された。スキュー角は５度に設定された。具体例１および比較例１で同一の浮上姿勢が確立された。このとき、前述の図３の断面線Ｄに沿った各位置で浮上ヘッドスライダ２２および磁気ディスク１４の間に規定される気圧の分布が算出された。

図４は、断面線Ｄに沿って規定される位置Ｘごとに算出される気圧の分布を示すグラフである。横軸は浮上ヘッドスライダ２２の空気流入端「０（ゼロ）」から位置Ｘまでの距離［ｍｍ］を示す。縦軸はＨＤＤ１１内の気圧［ａｔｍ］を示す。ただし、算出される気圧から１ａｔｍを引いた値を示す。すなわち大気圧すなわち１ａｔｍが基準ゼロとされる。比較例１では空気軸受け面３６の空気流入端で急激に気圧が増大する。その後、空気軸受け面３６の空気流入端から空気流出端に向かうにつれて気圧は増大していく。その一方で、具体例１では溝４２ａの空気流入端で急激に気圧は減少する。ただし、溝４２ａの形成領域Ａで比較例１に比べて気圧は減少するものの、溝４２ａより空気流入側および空気流出側で比較例１に比べて大きな気圧が生成される。

図５は、断面線Ｄに沿って規定される位置Ｘごとに算出される潤滑剤分子付着の抑制率の分布を示すグラフである。縦軸は、空気分子の存在を考慮しない場合の潤滑剤分子の付着レート［ｎｍ／時間］に対して、空気分子の存在を考慮した場合の潤滑剤分子の付着レート［ｎｍ／時間］の比率［％］を示す。比率が小さければ小さいほど、潤滑剤分子の付着は抑制される。なお、空気分子の影響を考慮しない場合は、例えば気圧がゼロの場合や磁気ディスク１４および浮上ヘッドスライダ２２の間の距離がゼロの場合が想定される。付着レートは、単位時間あたりに浮上ヘッドスライダ２２に付着する潤滑剤分子の膜厚で示される。

その結果、具体例１では溝４２ａの形成領域Ａで比率は著しく向上する。前述のように、形成領域Ａで気圧が減少するものの、磁気ディスク１４との距離の増大による影響が大きいものと考えられる。その一方で、溝４２ａよりも空気流入側および空気流出側の空気軸受け面３６で比率は向上する。前述のように、溝４２ａより空気流入側および空気流出側で比較例１に比べて大きな気圧が生成されることが要因と考えられる。以上のことから、比較例１に比べて具体例１では空気軸受け面３６に潤滑剤分子は付着しにくいことが確認された。

以上のような浮上ヘッドスライダ２２では、空気軸受け面３６に溝４２ａ〜４２ｃが形成される。その結果、溝４２ａ〜４２ｃが形成されない場合に比べて溝４２ａ〜４２ｃの底面と磁気ディスク１４との距離は増大する。しかも、溝４２ａ〜４２ｃ内に溜まる気流３１は溝４２ａ〜４２ｃより空気流出側の空気軸受け面３６に受け止められる。その結果、溝４２ａ〜４２ｃより空気流出側で気圧は増大する。加えて、溝４２ａ〜４２ｃが形成されない場合に比べて、溝４２ａ〜４２ｃの形成に基づき空気軸受け面３６の面積は減少する。こうした３つの要因に基づき浮上ヘッドスライダ２２に対する潤滑剤分子の付着は抑制される。さらに、空気軸受け面３６では前後方向中心線Ｌを挟んで相互に反対側に１対の溝４２ａ、４２ｂが配置される。溝４２ａ、４２ｂより空気流出側で浮力は増大する。スライダ幅方向に良好な浮力のバランスが実現される。浮上ヘッドスライダ２２は安定的に浮上することができる。

［第２実施形態］
図６は本発明の第２実施形態に係る浮上ヘッドスライダ２２ａを示す。前述の浮上ヘッドスライダ２２と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。この浮上ヘッドスライダ２２ａでは、各溝４２ａ、４２ｂ内に低レベル面５１ａ、５１ｂがそれぞれ形成される。低レベル面５１ａ、５１ｂは空気軸受け面３６よりも低いレベルで広がる。図７を併せて参照し、低レベル面５１ａ、５１ｂは、溝４２ａ、４２ｂ内の空気流出側で空気軸受け面３６に段差で接続される。低レベル面５１ａ、５１ｂは、空気軸受け面３６を含む仮想平面に平行に規定される。ここでは、空気軸受け面３６から低レベル面５１ａ、５１ｂまでの深さは、空気軸受け面３６からステップ面３８までの深さと同一に設定される。

こうした浮上ヘッドスライダ２２ａによれば、前述の浮上ヘッドスライダ２２と同様の作用効果が実現される。加えて、浮上ヘッドスライダ２２ａでは、溝４２ａ、４２ｂの空気流出側で空気軸受け面３６に段差で接続される低レベル面５１ａ、５１ｂが規定される。その結果、溝４２ａ、４２ｂ内に溜まる気流３１は、低レベル面５１ａ、５１ｂとの間に規定される段差の働きで空気軸受け面３６に作用する。その結果、前述の浮上ヘッドスライダ２２に比べて、溝４２ａ、４２ｂより空気流出側の空気軸受け面３６で一層大きな浮力が生成される。その結果、空気軸受け面３６すなわち浮上ヘッドスライダ２２ａに対する潤滑剤分子の付着は抑制される。

［第３実施形態］
図８は本発明の第３実施形態に係る浮上ヘッドスライダ２２ｂを示す。前述の浮上ヘッドスライダ２２、２２ａと均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。この浮上ヘッドスライダ２２ｂでは、スライダ幅方向に規定される溝４２ａ、４２ｂの空気流入端の幅が、スライダ幅方向に規定される溝４２ａ、４２ｂの空気流出端の幅よりも大きく規定される。図９を併せて参照し、ここでは、スライダ幅方向に規定される溝４２ａ、４２ｂの幅は空気流入端から空気流出端に向かうにつれて減少する。なお、溝４２ａ〜４２ｃの空気流入端や空気流出端は、必ずしも前後方向中心線Ｌに直交する方向に沿って規定されなくてもよい。

こうした浮上ヘッドスライダ２２ｂによれば、前述の浮上ヘッドスライダ２２、２２ａと同様の作用効果が実現される。加えて、溝４２ａ、４２ｂでは空気流入端よりも空気流出端の幅が小さく規定されることから、溝４２ａ、４２ｂの空気流入端から溝４２ａ、４２ｂ内に流れ込む気流３１の密度は溝４２ａ、４２ｂの空気流出端で高められる。その結果、前述の浮上ヘッドスライダ２２、２２ａに比べて、溝４２ａ、４２ｂよりも空気流出側の空気軸受け面３６で一層大きな浮力が生成される。空気軸受け面３６すなわち浮上ヘッドスライダ２２に対する潤滑剤分子の付着は一層大きく抑制される。

前述と同様に、発明者はシミュレーションに基づき本発明の効果を検証した。検証にあたって前述の具体例１および比較例１に加えて具体例２、３が用意された。具体例２、３には浮上ヘッドスライダ２２ａ、２２ｂがそれぞれ用いられた。前述と同様の条件でシミュレーションが実施された。その結果、図１０に示されるように、具体例１に比べて、具体例２では溝４２ａより空気流出側で一層大きな浮力が生成される。同様に、具体例２に比べて、具体例３では溝４２ａより空気流出側で一層大きな浮力が生成される。その一方で、図１１に示されるように、具体例２、３では低レベル面５１ａ、５１ｂで比率は具体例１に比べてやや悪化するものの、比較例よりも良好な比率が算出された。同時に、気圧の増大に基づき溝４２ａよりも空気流出側の空気軸受け面３６で比率は具体例１よりもさらに向上する。したがって、具体例２、３では具体例１に比べて潤滑剤分子は空気軸受け面３６に一層付着しにくいことが確認された。図１２は具体例１〜３および比較例１における比率の平均値を示すグラフである。具体例１〜３では比較例１に比べて軒並み３０％前後比率が向上することが確認された。

［第４実施形態］
図１３は本発明の第４実施形態に係る浮上ヘッドスライダ２２ｃを示す。前述の浮上ヘッドスライダ２２と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。この浮上ヘッドスライダ２２ｃでは、溝４２ａ、４２ｂは空気軸受け面３６の空気流入端に沿って形成される。溝４２ａ、４２ｂの空気流出端は空気軸受け面３６の空気流入端に接続される。同時に、溝４２ａ、４２ｂの空気流入端はステップ面３８に接続される。ここでは、ステップ面３８はその中央位置で空気軸受け面３６で２つに分断される。こうして溝４２ａ、４２ｂは空気軸受け面３６およびステップ面３８で囲まれる。ここでは、図１４を併せて参照し、溝４２ａ、４２ｂの輪郭は前後方向中心線Ｌを挟んで左右対称に規定されればよい。なお、空気軸受け面３６で溝４２ｃの形成は省略される。

こうした浮上ヘッドスライダ２２ｃによれば、溝４２ａ、４２ｂの底面と磁気ディスク１４との距離はこれまで以上に増大する。しかも、溝４２ａ、４２ｂ内に溜まる気流３１は溝４２ａ、４２ｂよりも空気流出側の空気軸受け面３６に作用する。その結果、溝４２ａ、４２ｂより空気流出側の空気軸受け面３６で浮力は増大する。加えて、溝４２ａ、４２ｂの形成に基づき空気軸受け面３６の面積は減少する。こうした３つの要因に基づき空気軸受け面３６すなわち浮上ヘッドスライダ２２ｃに対して潤滑剤分子の付着は抑制される。さらに、空気軸受け面３６では前後方向中心線Ｌを挟んで相互に反対側に１対の溝４２ａ、４２ｂが配置される。溝４２ａ、４２ｂより空気流出側で浮力は増大する。スライダ幅方向に良好な正圧のバランスが実現される。浮上ヘッドスライダ２２ｃは安定的に浮上することができる。

［第５実施形態］
図１５は本発明の第５実施形態に係る浮上ヘッドスライダ２２ｄを示す。前述の浮上ヘッドスライダ２２〜２２ｃと均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。この浮上ヘッドスライダ２２ｄでは溝４２ａ、４２ｃ内に前述の低レベル面５１ａ、５１ｂがそれぞれ形成される。図１６を併せて参照し、低レベル面５１ａ、５１ｂは溝４２ａ、４２ｂの空気流出端に沿ってそれぞれ広がる。こうした浮上ヘッドスライダ２２ｄによれば、前述の浮上ヘッドスライダ２２ｃと同様の作用効果が実現される。加えて、前述の浮上ヘッドスライダ２２ｃに比べて、低レベル面５１ａ、５１ｂとの間に規定される段差の働きで一層大きな浮力が空気軸受け面３６に作用する。その結果、空気軸受け面３６すなわち浮上ヘッドスライダ２２ｄに対する潤滑剤分子の付着は一層抑制される。

前述と同様に、発明者はシミュレーションに基づき本発明の効果を検証した。検証にあたってＨＤＤ１１には具体例４、５および比較例２に係る浮上ヘッドスライダ２２が用意された。具体例４、５には前述の浮上ヘッドスライダ２２ｃ、２２ｄがそれぞれ用いられた。比較例２では前述の浮上ヘッドスライダ２２ｃで溝４２ａ、４２ｂの形成が省略された。ただし、溝４２ａ、４２ｂの形成領域はステップ面３８で規定された。その結果、比較例２に係る空気軸受け面３６の面積は具体例４、５に係る空気軸受け面３６の面積と等しく設定された。ＨＤＤ１１では磁気ディスク１４の回転数は１００００ｒｐｍに設定された。浮上ヘッドスライダ２２の浮上量は９．３ｎｍに設定された。ピッチ角αは１２１μｒａｄに設定された。スキュー角は５度に設定された。具体例４、５および比較例２で同一の浮上姿勢が確立された。

このとき、前述の断面線Ｄに沿って潤滑剤分子付着の低減率の分布が算出された。その結果、図１７に示されるように、具体例４、５では比較例２に比べて溝４２ａの形成領域Ａで良好な比率が算出された。形成領域Ａで気圧が減少するものの、磁気ディスク１４および溝４２ａの底面の距離の増大による影響が大きいものと考えられる。その一方で、具体例５では低レベル面５１ａに基づき磁気ディスク１４との距離の減少に基づき比率は比較例２に比べて悪化するものの、溝４２ａよりも空気流出側の空気軸受け面３６で比較例２に比べて比率は部分的に大きく向上する。比較例２に比べて具体例４、５では空気軸受け面３６に潤滑剤分子は付着しにくいことが確認された。図１８は具体例４、５および比較例２における比率の平均値を示すグラフである。具体例４、５では比較例２に比べて１５％前後比率が向上することが確認された。

［変形例］
以上のような浮上ヘッドスライダ２２〜２２ｄでは、空気軸受け面３６から溝４２ａ〜４２ｃの底面までの深さは、空気軸受け面３６からベース面２９までの深さに等しく設定されてもよい。このとき、空気軸受け面３６から低レベル面５１ａ、５１ｂまでの深さは、空気軸受け面３７からサイドリアレール３５の頂上面までの深さに等しく設定されてもよい。同様に、空気軸受け面３６から溝４２ａ〜４２ｃの底面までの深さは、空気軸受け面３６からステップ面３８までの深さに等しく設定されてもよい。また、浮上ヘッドスライダ２２ｃ、２２ｄの溝４２ａ、４２ｂで空気流出端の幅より空気流入端の幅が大きく設定されてもよい。その他、浮上ヘッドスライダ２２ｂでは低レベル面５１ａ、５１ｂの形成が省略されてもよい。また、浮上ヘッドスライダ２２〜２２ｄでは、溝４２ａ、４２ｂはそれぞれフロントレール３３の側端で開放されてもよい。

本発明に係る記憶装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構造を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る浮上ヘッドスライダの構造を概略的に示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る浮上ヘッドスライダの構造を概略的に示す平面図である。 断面線Ｄに沿った各位置ごとに特定される気圧を示すグラフである。 断面線Ｄに沿った各位置ごとに特定される潤滑剤分子の付着レートを示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る浮上ヘッドスライダの構造を概略的に示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る浮上ヘッドスライダの構造を概略的に示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係る浮上ヘッドスライダの構造を概略的に示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る浮上ヘッドスライダの構造を概略的に示す平面図である。 断面線Ｄに沿った各位置ごとに特定される気圧を示すグラフである。 断面線Ｄに沿った各位置ごとに特定される潤滑剤分子の付着レートを示すグラフである。 比較例に対する具体例の付着レートの低減率を示すグラフである。 本発明の第４実施形態に係る浮上ヘッドスライダの構造を概略的に示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る浮上ヘッドスライダの構造を概略的に示す平面図である。 本発明の第５実施形態に係る浮上ヘッドスライダの構造を概略的に示す斜視図である。 本発明の第５実施形態に係る浮上ヘッドスライダの構造を概略的に示す平面図である。 断面線Ｄに沿った各位置ごとに特定される潤滑剤分子の付着レートを示すグラフである。 比較例に対する具体例の付着レートの低減率を示すグラフである。

符号の説明

１１ 記憶装置（ハードディスク駆動装置）、１４ 記憶媒体（磁気ディスク）、２２ ヘッドスライダ（浮上ヘッドスライダ）、２５ スライダ本体、２９ ベース面、３３ フロントレール、３６ 空気軸受け面、３８ ステップ面、４２ａ〜４２ｃ 溝、５１ａ、５１ｂ 低レベル面。

Claims (6)

1. ベース面を規定するスライダ本体と、
   前記スライダ本体の空気流入側で前記ベース面から立ち上がり、頂上面で空気軸受け面を規定するフロントレールと、
   前記フロントレールに形成されて前記空気軸受け面の空気流出端よりも空気流入側で空気流出端を規定し、前記スライダ本体のスライダ幅方向に隔てて配置される少なくとも１対の溝とを備えることを特徴とするヘッドスライダ。
2. 請求項１に記載のヘッドスライダにおいて、前記溝の空気流入端のスライダ幅方向の幅は前記溝の空気流出端のスライダ幅方向の幅よりも大きいことを特徴とするヘッドスライダ。
3. 請求項１または２に記載のヘッドスライダにおいて、前記フロントレールの空気流入端に形成されて、前記空気軸受け面より低く、前記溝の底面より高く広がり、前記空気軸受け面に段差で接続されるステップ面を備えることを特徴とするヘッドスライダ。
4. 請求項３に記載のヘッドスライダにおいて、前記溝の空気流出端は前記空気軸受け面の空気流入端に接続され、前記溝の空気流入端は前記ステップ面の空気流出端に接続されることを特徴とするヘッドスライダ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のヘッドスライダにおいて、前記溝内の空気流出側で前記空気軸受け面よりも低いレベルで広がり、前記空気軸受け面に段差で接続される低レベル面をさらに備えることを特徴とするヘッドスライダ。
6. 記憶媒体と、
   前記記憶媒体に向き合わせられるヘッドスライダとを備え、
   前記ヘッドスライダは、ベース面を規定するスライダ本体と、前記スライダ本体の空気流入側で前記ベース面から立ち上がり、頂上面で空気軸受け面を規定するフロントレールと、前記フロントレールに形成されて前記空気軸受け面の空気流出端よりも空気流入側で空気流出端を規定し、前記スライダ本体のスライダ幅方向に隔てて配置される少なくとも１対の溝とを備えることを特徴とする記憶装置。

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