JP2560236B2 - 浮動ヘッドスライダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、磁気ディスク等の回
転する記録媒体に対して情報の書込み或いは読込みをす
る記録再生ヘッドを保持するヘッドスライダに関し、特
に、記録媒体の回転によって記録媒体上に発生する空気
の流れによって記録媒体上に所定間隔離間して浮上する
とともに記録媒体の半径方向に略一致する円弧上を揺動
される浮動ヘッドスライダに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、コンピュ−タのファイルメモリ
として使用される磁気ディスク装置は、回転する記録媒
体の記録再生面上に情報の記録及び再生をするための記
録再生ヘッド（以下ヘッドと称する）を備えている。ヘ
ッドは、記録媒体の所定のトラックに磁界を付与するた
めに、トラックにできるだけ接近していることが望まし
い。このため、従来のヘッドは、記録媒体上に所定間隔
離間して浮上できるヘッドスライダ等に取付けられ、記
録媒体との間に一定の間隔を保って近接されている。

【０００３】このように、ヘッドを伴って磁気ディスク
上に配置されるヘッドスライダとしては、特公昭５７−
５６９号、または米国特許３８２３４１６号に開示され
たテ−パ−フラット型のヘッドスライダが知られてい
る。図１０に示すように、ヘッドスライダ２１は、略直
方体形状の基体２２と、基体２２の長手方向に互いに平
行に設けられた２つの細長いスキ−部２４ａ、２４ｂ
と、このスキ−部２４ａ、２４ｂのスキ−面２６ａ、２
６ｂ上であって空気が流入する側の一端側に設けられた
傾斜部２８ａ、２８ｂと、傾斜部２８ａ、２８ｂが設け
られた側と反対側の基体端面２２ａに各スキ−部２４
ａ、２４ｂに対応して設けられた２つのヘッド２３ａ、
２３ｂと、を備えている。このように構成されるヘッド
スライダ２１は、スキ−面２６ａ、２６ｂが磁気ディス
クの記録再生面（記録再生トラック）に対向するよう
に、且つ傾斜部２８ａ、２８ｂが空気の流入方向（矢印
３２方向）に向くように磁気ディスクの所定のトラック
上に配置される。

【０００４】図１１に示すように、ヘッドスライダ２１
は、例えば、基端部４２が固定部４６を介して図示しな
い駆動装置に接続されるとともに磁気ディスク２３の半
径方向に延びた可撓性を有するばね４０の先端部４４に
支持されて磁気ディスク２３上に配置されている。ばね
４０は、ヘッドスライダ２１を磁気ディスク２３に押付
ける圧力を発生している。磁気ディスク２３が矢印３４
方向に回転すると、回転によって磁気ディスク２３の記
録再生面２５上に発生した空気が傾斜部２８ａ、２８ｂ
を介して記録再生面２５とヘッドスライダ２１との間に
導入され、空気層を介してヘッドスライダ２１が磁気デ
ィスク２３上に微小間隔離間して浮上する。そして、ヘ
ッドスライダ２１を支持するばね４０は、図示しない駆
動装置によって磁気ディスク２３の半径方向に直線的に
駆動され、ヘッドスライダ２１が所望のトラック上に移
動される。

【０００５】ヘッドスライダ２１の駆動方式（トラッキ
ング方式）には、このような直線的な駆動方式の他に、
図１２に示すような揺動による駆動方式が知られてい
る。直線駆動方式は、比較的大きい径の磁気ディスクに
対して用いられ、ディスク径が５インチ以下の比較的小
さい径の磁気ディスクに対しては、部品点数が少なく駆
動機構が簡単な揺動駆動方式が用いられている。

【０００６】揺動駆動方式で駆動されるヘッドスライダ
２１は、基端部側の軸を支点にして回転駆動される図示
しない支持部材の先端部に取付けられ、支持部材が回転
することにより支持部材の全長を半径とする円弧上を揺
動され、この揺動方向と略一致された磁気ディスク２３
の半径方向に移動される。揺動駆動方式によるトッラキ
ングにおいて、ヘッドスライダ２１は円弧上を移動する
ため、トッラク方向（円周の接線方向）とヘッドスライ
ダ２１の長軸方向（揺動半径方向）との間に角度のずれ
（以下スキュ−角と称する）を生じる。このスキュ−角
は、ヘッドスライダ２１が配置されるトラック位置によ
って変化する。

【０００７】磁気ディスク２３は、一定の角速度で回転
するため、磁気ディスク２３の内周側のトラックの走行
速度は比較的遅く、外周側のトラックの走行速度は比較
的速くなる。そのため、磁気ディスク２３の外周付近の
記録再生面２５上に発生する空気の流量が内周付近に発
生するそれと比較して多くなる。そのため、ヘッドスラ
イダ２１が外周に近付くに従ってヘッドスライダ２１と
磁気ディスク２３との間に流入する空気の流量が多くな
り、空気層が厚くなる。従って、ヘッドスライダ２１が
磁気ディスク２３の外周付近に位置している場合には、
磁気ディスク２３とヘッドスライダ２１との間の隙間が
比較的大きくなる。

【０００８】また、走行速度を一定にして隙間に流入す
る空気の流量を一定に保つ場合であっても、上記揺動駆
動方式におけるスキュ−角が存在する場合には、ヘッド
スライダ２１の浮上力が減少されて隙間が小さくなるこ
とが知られている。従って、ヘッドスライダ２１と磁気
ディスク２３との間に生じる隙間の大きさは、ヘッドス
ライダ２１が配置されるトラックの走行速度とその位置
でのスキュ−角とによって変化し、走行速度が遅いほど
（磁気ディスクの内周ほど）隙間が減少し、スキュ−角
が大きいほど隙間が減少することになる。

【０００９】図１３は、ヘッドスライダ２１と磁気ディ
スク２３との間の隙間ｈ0 （以下単に隙間ｈ0 と称す
る）と、ヘッドスライダ２１が配置される磁気ディスク
２３のトラックの走行速度Ｕと、及びこのトラックの接
線方向とヘッドスライダ２１の長軸方向との間のスキュ
−角θと、の関係を示すグラフである。スキュ−角θ
は、ヘッドスライダ２１がθ＝０の位置から磁気ディス
ク２３の外周方向に向かうに従って正の値をとり、磁気
ディスク２３の内周方向に向かうに従って負の値をとる
ものとする。

【００１０】ヘッドスライダ２１がθ＝０の位置にある
場合の隙間ｈ0 は、磁気ディスク２３の回転速度、即ち
トラックの走行速度Ｕの増加に伴い曲線Ｃａに示すよう
に増加する。また、磁気ディスク２３の回転速度を一定
に保ち、磁気ディスク２３の最内周（速度Ｕi ）及び最
外周（速度Ｕo ）においてそれぞれスキュ−角を変化さ
せる場合には、隙間ｈ0 は、曲線Ａi 及びＡo に示すよ
うに放物線を描いて変化する。

【００１１】従って、磁気ディスク２３の最内周及び最
外周の略中間位置でスキュ−角がゼロになるように、即
ち、正負のスキュ−角が略同じになるようにヘッドスラ
イダ２１を揺動する場合には、磁気ディスク２３の内周
及び外周におけるトラックの走行速度の違いにより、隙
間ｈ0 は、トラックの走行速度の遅い磁気ディスク２３
の内周程小さく、トラックの走行速度の早い外周程大き
くなる。

【００１２】一方、磁気ディスク２３の記録密度はこの
隙間ｈ0 に略反比例するため、上記のように、磁気ディ
スク２３の外周に向かうに従って隙間ｈ0 が大きくなる
ような場合には、磁気ディスク２３の内周側と比較して
外周側の記録密度が小さくなる。しかし、従来の磁気デ
ィスク２３においては、情報の処理を容易にする目的で
磁気ディスク２３の内外周を問わず周当りの記録容量が
一定になるように設定されている。そのため、周当りの
トラック長が長い外周ほど記録密度が低くなるので、外
周側の隙間ｈ0 が大きくなり記録密度が小さくなっても
問題にならなかった。

【００１３】従来のように周当りの記録密度を一定にし
て情報の記録及び再生をする場合には、磁気ディスク２
３の最内周においては磁気ディスク２３に固有の最大の
記録密度で記録することができるが、最外周においては
記録密度が小さいために磁気ディスク２３が本来持つ記
録容量に余裕を残して記録することになり、磁気ディス
ク２３全体で記録可能な最大容量に対して少ない容量で
しか記録が行われていない。従って、磁気ディスク２３
の記録容量を大きくするためには、磁気ディスク２３の
全面に亘って磁気ディスク２３に固有の最大の記録密度
で記録することが望ましく、そのため、磁気ディスク２
３の全面に亘って磁気ディスク２３固有の最大記録密度
で記録するゾ−ンビットレコ−ディングを採用すること
が望ましい。

【００１４】ゾ−ンビットレコ−ディングを採用するに
あたり、磁気ディスク２３の全面に亘って一定の記録密
度で情報を記録するためには、ヘッドスライダ２１と磁
気ディスク２３との間の隙間ｈ0 をできるだけ小さく、
しかも、磁気ディスク２３の内外周における隙間ｈ0 の
変動をできるだけ小さく押さえることが重要になる。隙
間ｈ0 の変動を小さく押さえることにより、磁気ディス
ク２３全面に亘る安定した記録が可能になる。

【００１５】磁気ディスク２３の内周及び外周における
隙間を等しくして隙間の変動率を小さくするために、ト
ラックの走行速度の遅い内周側においてはスキュ−角を
小さくし、トラックの走行速度の速い外周側においては
スキュ−角を大きくする方法が考えられる。この方法に
よれば、磁気ディスクの最内周付近でスキュ−角がゼロ
になるように、即ち、磁気ディスク２３の最内周付近の
トラックの接線方向とヘッドの長軸とが一致するように
ヘッドスライダ２１を揺動する。このように磁気ディス
ク２３の内外周で異なるスキュ−角を与えることにより
内外周における隙間の格差を補正できるが、磁気ディス
ク２３の内外周に亘る隙間の軌跡をみると、図１３の曲
線Ｔa で示すように、磁気ディスク２３の略中央部分に
おいて隙間が大きくなることが知られている。

【００１６】図１４は、図１０のヘッドスライダ２１の
隙間変動の軌跡を外側スキ−部、中央部、及び内側スキ
−部の各位置に分けて厳密に計算した結果を示してい
る。尚、記録再生ヘッドは、外側スキ−部の端面にのみ
設けられているものとする。計算の結果、ヘッドの設け
られた外側スキ−部の隙間の変動率は、１４％に達して
いることがわかる。従って、磁気ディスク２３の内外周
で異なるスキュ−角を与えた場合であっても隙間の変動
率を小さくすることは困難である。

【００１７】隙間の大きさは、ヘッドスライダ２１と磁
気ディスク２３との間の空気層の厚さによって変動し、
空気層の厚さは、各スキ−面２６ａ、２６ｂの気体潤滑
作用によって左右される。従って、隙間の大きさは、ス
キ−面２６ａ、２６ｂの形状によって略一義的に決定さ
れる。そのため、図１０に示すようなヘッドスライダ２
１のようにテ−パ−フラット形のスキ−面２６ａ、２６
ｂを有するヘッドスライダ２１では、隙間の変動率を小
さくすることは困難である。

【００１８】隙間の変動率を小さくできるスキ−面の形
状を有するヘッドスライダとして、図１５に示すような
横段差付ヘッドスライダ６１が知られている。横段差付
ヘッドスライダ６１は、各スキ−面６８ａ、６８ｂの長
手軸に沿って左右非対象な２つの段差６７ａ、６７ｂ、
６９ａ、６９ｂをそれぞれ備えている以外は図１０に示
すヘッドスライダ２１と同様の構成を有している。ま
た、この段差の代わりに微小なテ−パ−が形成されても
よい。

【００１９】この横段差付ヘッドスライダ６１は、ヘッ
ドスライダ６１の長手軸に沿って空気が流入する場合と
比較して、スキュ−角が与えられることによって段差６
９ａ、６９ｂ側の斜め前方から空気が流入する場合にヘ
ッドと磁気ディスクとの間に流入する空気層が厚くな
り、段差６７ａ、６７ｂ側の斜め前方から空気が流入す
る場合に空気層が薄くなる作用を有する。従って、図１
５に示すように段差を左右非対象に形成することによ
り、一方のスキュ−角（内周側）に対しては隙間を増大
させ、他方のスキュ−角（外周側）に対しては隙間を減
少させることができる。その結果、磁気ディスク２３の
内外周において隙間の変動率を小さくすることができ
る。

【００２０】図１６は、図１５に示す横段差付ヘッドス
ライダ６１の隙間変動の軌跡を外側スキ−部、中央部、
及び内側スキ−部の各位置に分けて厳密に計算した結果
を示している。計算の結果、隙間の変動率は３．３％を
示し、良好な隙間変動率を得ることができた。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
横段差付ヘッドスライダは、スキュ−状態において各段
差部と磁気ディスクとの間に流入する空気層による浮上
力を利用して磁気ディスク上に浮上しているため、実効
的にスライダの幅が広がったことと等価となり、潤滑空
気層の特性が劣化することが知られている。特に、高周
波の振動に対して空気層の減衰係数が減少し、減衰係数
が負になる場合もある。このような振動系においては、
ヘッドスライダが外部から励振を受けた場合や外乱を受
けた場合には、ヘッドスライダが振動し易くなり、記録
再生時に誤動作を生じたり、ヘッドが磁気ディスクに接
触して破損し易くなるという問題がある。

【００２２】この発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、外乱や振動に対する高い浮上安定性を
有し、記録媒体との間の隙間の変動率が小さく、磁気デ
ィスクに対する高密度記録が可能であり、記録容量を増
大できる浮動ヘッドスライダを提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明の浮動ヘッドス
ライダによれば、回転する記録媒体の記録再生面に対向
する浮上面と、上記記録再生面のトラックに対して情報
の書込み或いは読込みをする記録再生手段と、を備え、
上記記録媒体の回転により上記記録再生面と上記浮上面
との間に流入する空気層を介して上記記録再生面上に浮
上し、上記記録再生手段を上記記録再生面の所望のトラ
ック上に配置するために、揺動手段によって上記記録媒
体の半径方向と略一致する円弧に沿って揺動され、上記
浮上面は、この浮上面が上記トラックの接線方向と上記
円弧の接線方向とが直交する位置に配置された状態にお
いて、このトラックの接線方向と斜交する少なくとも１
つの細長い溝を備え、上記溝の一端は上記浮上面の端辺
まで延び、上記溝の他端は上記浮上面内で閉じている。

【００２４】また、この浮動ヘッドスライダによれば、
回転する記録媒体の記録再生面に対向する浮上面と、上
記記録再生面のトラックに対して情報の書込み或いは読
込みをする記録再生手段と、を備え、 上記記録媒体の回
転により上記記録再生面と上記浮上面との間に流入する
空気層を介して上記記録再生面上に浮上し、上記記録再
生手段を上記記録再生面の所望のトラック上に配置する
ために、揺動手段によって上記記録媒体の半径方向と略
一致する円弧に沿って揺動され、 上記浮上面は、この浮
上面が上記トラックの接線方向と上記円弧の接線方向と
が直交する位置に配置された状態において、このトラッ
クの接線方向と斜交する互いに略平行に延びた複数の細
長い溝を備え、上記溝は、一端が上記浮上面の端辺まで
延び且つ他端が上記浮上面内で閉じた第１溝と、上記第
１溝の他端に隣接した一端が上記浮上面の端辺まで延び
且つ上記第１溝の一端に隣接した他端が上記浮上面内で
閉じた第２溝と、を有している。

【００２５】

【作用】この発明の浮動ヘッドスライダは、回転する記
録媒体の記録再生面に対向するように配置される。記録
再生面とヘッドスライダの浮上面との間には、記録媒体
の回転によって生じる空気が流入され、ヘッドスライダ
が空気層を介して微小間隔離間して記録媒体上に浮上さ
れる。記録媒体上に微小間隔離間して浮上するヘッドス
ライダは、記録媒体の半径方向と略一致する円弧上で揺
動され、所望のトラック上に移動される。記録媒体に対
して情報の記録及び再生をする記録再生手段は、ヘッド
スライダの基体端面に設けられていることから、記録媒
体に対して微小間隔離間して配置されていることにな
り、記録媒体の所望のトラックに磁界を付与することに
より情報の読込み或いは書込みをしている。

【００２６】ヘッドスライダの浮上面には、浮上面が配
置されるトラックの接線方向と浮上面が揺動される円弧
の接線方向との間にスキュ−角（ずれ角）がない状態に
おいて、このトラックの接線方向と斜交する少なくとも
１つの細長い溝が形成されている。この（これらの）溝
の一端は浮上面の端辺まで延び、他端は浮上面内で閉じ
ている。 上記のように構成されたヘッドスライダにおい
て、スキュ−角がゼロの位置から正負の方向にスキュ−
角が生じる場合、上記の溝がスキ−面の基体潤滑作用に
影響を及ぼし、正負のスキュ−角において異なる浮上力
を生じる。従って、溝の傾斜方向を適当に設定すること
により、トラックの走行速度が比較的遅い内周側で浮上
力を大きくし、トラックの走行速度が比較的早い外周側
で浮上力を小さくでき、記録媒体の内外周に亘って記録
媒体とヘッドスライダとの間の均一な隙間を提供でき
る。また、浮上面に形成された溝の他端が浮上面内で閉
じているため、溝に流入した空気が溝の他端側から流出
することが抑制され、溝の他端側における浮上力の減少
を抑えることができ、浮上力を大きくすることができ
る。 このようにヘッドスライダの浮上面に、浮上面内で
閉じた端部を有する傾斜した細長い溝を形成することに
より、浮上力を大幅に低下することなく磁気ディスクの
内外周において均一な隙間を与えることができ、磁気デ
ィスクに対して内外周に亘る一定した記録密度を付与す
ることが可能となり、磁気ディスクの記録容量を増大で
きる。

【００２７】また、浮上面に細長い溝を形成するだけの
構成であるため、浮上面の基体潤滑作用を大きく損なう
ことがないので、外乱や振動に対する浮上安定性を高く
できる。

【００２８】

【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明の実施例
について詳細に説明する。

【００２９】図１及び図２に示すように、この発明の第
１の実施例に係る浮動ヘッドスライダ１は、回転する記
録媒体としての磁気ディスク３の記録再生面５上に対向
配置される。記録再生面５上には、情報を磁気的に記録
するための図示しない記録再生トラック（以下、トラッ
クと称する）が形成されている。

【００３０】ヘッドスライダ１は、略直方体形状に形成
された基体２と、基体２の長手軸に沿って互いに離間し
て平行に設けられた２つのスキ−部４ａ、４ｂと、スキ
−部４ａ、４ｂに対応して基体端部２ａに設けられ、磁
気ディスク３のトラックに対して磁界を付与することに
より情報の書込みまたは読込みをする少なくとも１つの
図示しない記録再生手段としての記録再生ヘッド（以
下、ヘッドと称する）と、を備えている。

【００３１】スキ−部４ａ、４ｂは、磁気ディスク３に
対向する平坦な浮上面としての略矩形のスキ−面６ａ、
６ｂと、スキ−面の空気流入側端部に形成された傾斜部
８ａ、８ｂと、スキ−部４ａ、４ｂの長手方向、即ち基
体２の長手方向であって矢印１２で示す方向と斜交する
ようにスキ−面６ａ、６ｂにそれぞれ２本づつ設けられ
た十分に深い細長い溝１０ａ、１０ｂと、を備えてい
る。尚、この実施例においては、各スキ−面６ａ、６ｂ
は、それぞれ２本の溝１０ａ、１０ｂによって３つの領
域に分割されている。

【００３２】上記のように構成されたヘッドスライダ１
は、図２に示すように、可撓性を有するばね等の支持部
材（図示せず）の先端部に固定され、スキ−面６ａ、６
ｂが磁気ディスクに対向し、傾斜部８ａ、８ｂが空気の
流入方向に向くように、且つスキ−面の長軸方向（矢印
１２）が磁気ディスク３のトラックの走行方向と略一致
するように磁気ディスク３の記録再生面５上に配置され
る。支持部材の基端部は、図示しない駆動装置に固定さ
れている。支持部材の先端部に固定されたヘッドスライ
ダ１は、例えば、ばねの復元力を利用して磁気ディスク
３に向かって押付けられている。

【００３３】この状態で磁気ディスク３が矢印７方向に
回転すると、回転によって記録再生面５上に発生した空
気が傾斜部８ａ、８ｂを介して磁気ディスク３の記録再
生面５とヘッドスライダ１のスキ−面６ａ、６ｂとの間
に導入され、空気層を介してヘッドスライダ１が磁気デ
ィスク３上に微小間隔離間して浮上する。そして、支持
部材の基端部に固定された駆動装置によって支持部材が
回転されると、ヘッドスライダ１は、支持部材の略全長
を半径とする円弧上を揺動され、磁気ディスク３の半径
方向と略一致する円弧上を移動可能にされる。

【００３４】磁気ディスク３に対する情報の記録密度
は、磁気ディスク３の記録再生面５とヘッドスライダ１
のスキ−面６ａ、６ｂとの間の浮上隙間（以下単に隙間
と称する）に略反比例する。つまり、隙間が小さい程ヘ
ッドと記録再生面との間の間隔が狭くなり、記録再生面
に対して磁界を効率よく付与できるので、隙間を小さく
すると記録密度は大きくなり、隙間を大きくすると記録
密度は小さくなる。従って、高い記録密度を得るために
は、隙間をできるだけ小さくすることが必要とされてい
る。

【００３５】しかし、磁気ディスク３は、通常一定の角
速度で回転するため、磁気ディスク３の内周におけるト
ラックの走行速度と比較して外周におけるトラックの走
行速度の方が早くなる。そのため、磁気ディスク３の回
転によって記録再生面５上に生じる空気の流れは、外周
の方が比較的多くなり、その結果、磁気ディスクの外周
近傍にヘッドスライダ１が位置する場合に比較的隙間が
大きくなる問題が生じる。

【００３６】この問題は、ヘッドスライダ１のスキ−面
６ａ、６ｂにそれぞれ形成された溝１０ａ、１０ｂによ
って解消される。その理由を以下に示す。

【００３７】ヘッドスライダ１が揺動方式によって移動
される場合、ヘッドスライダ１が配置される磁気ディス
ク３の半径位置（内周側或いは外周側）によって、ヘッ
ドスライダ１の長手方向（矢印１２）とヘッドスライダ
１が位置するトラックの接線方向との間に異なるスキュ
−角が生じる。即ち、図２に示すように、円周の半径が
Ｒｉである最内周のトラック上にヘッドスライダ１が位
置する場合には負のスキュ−角が生じ、円周の半径がＲ
o である最外周のトラック上にヘッドスライダ１が位置
する場合には正のスキュ−角が生じる。このように、ヘ
ッドスライダ１とトラックとの間にスキュ−角が生じる
場合には、ヘッドスライダに対する空気の流入方向が変
化する。つまり、スキュ−角がゼロの状態では矢印１２
の方向から空気が流入するが、正負のスキュ−角が生じ
る場合には矢印１４或いは１６方向から空気が流入する
ことになる。

【００３８】一方、ヘッドスライダ１のスキ−面６ａ、
６ｂには、それぞれスキ−面の長手方向と斜交する溝１
０ａ、１０ｂが形成されている。溝１０ａ、１０ｂは、
流入する空気を大気圧に解放するように十分深く形成さ
れ、スキ−面６ａ、６ｂを実質的に分断している。スキ
−面を分断することによりスキ−面の浮上力は減少する
が、浮上力の減少の割合は、空気の流入方向に対する分
断の方向に起因して大きく変化する。つまり、空気が矢
印１４方向から隙間に流入する場合には、溝１０ａ、１
０ｂを横切るように流れ、浮上力が大きく減少し、矢印
１６方向から流入する場合には、溝１０ａ、１０ｂに沿
って流れ、浮上力が小さく減少する。すなわち、スキー
面の分断の効果は、空気の流入効果に対して非対称的特
性を示し、この特性を利用することにより磁気ディスク
の内外周間で隙間を一定に保つ設計が可能となる。

【００３９】従って、スキュ−角に起因する空気の流入
方向と溝１０ａ、１０ｂの傾斜方向とを適当に組合わせ
ることにより、磁気ディスクの内外周に亘って均一な隙
間を提供できる。つまり、トラックの走行速度が比較的
遅い内周付近において矢印１４方向から空気が流入する
ように、また、トラックの走行速度が比較的早い外周付
近において矢印１６方向から空気が流入するようにヘッ
ドスライダ１を配置することにより均一な隙間が達成さ
れる。

【００４０】図１に示すヘッドスライダ１において、磁
気ディスク３に対する浮上隙間ｈ0、トラックの走行速
度Ｕ、スキュ−角θとして隙間の軌跡を調べたところ図
３に示すような結果が得られた。磁気ディスク３の最内
周（トラックの走行速度Ｕｉ）にヘッドスライダ１を配
置し、揺動の支点を移動してスキュ−角を変化させた場
合を想定すると、速度Ｕｉが一定しているにも拘らずス
キュ−角の変化に応じて隙間ｈ0 が徐々に変化する（曲
線Ｂｉ）。最外周（トラックの走行速度Ｕｏ）に位置し
た場合にも同様な結果が得られる（曲線Ｂｏ）。また、
スキュ−角がゼロの状態で磁気ディスク３の走行速度を
変化させると、隙間ｈ0 は曲線Ｃｂに示すように変化す
る。従って、隙間ｈ0 が比較的小さい内周側でスキュ−
角θが負になるように、また、隙間ｈ0 が比較的大きい
外周側でスキュ−角θが正になるようにヘッドスライダ
１を揺動すると、磁気ディスク３の全域に亘る隙間ｈ0
の軌跡は、Ｔｂに示すようになる。

【００４１】以上のように、磁気ディスク３の内外周に
亘って均一な隙間を提供することにより、ゾ−ンビット
レコ−ディングに対応でき、磁気ディスク全域に亘る高
密度記録が可能になり、記録容量を増大することができ
る。

【００４２】次に、この発明の第２の実施例について図
４を用いて説明する。尚、基本的な構成は上記第１の実
施例と同じであるので、第１の実施例と同一の部分につ
いては同一符号を用いて説明を省略し、第１の実施例と
異なる部分についてのみ説明する。

【００４３】図４に示すように、各スキー面６ａ、６ｂ
に形成された溝は、それぞれ一端がスキ−面の端辺まで
延び、他端がスキ−面の端辺まで延びずに面内で閉じて
いる。つまり、スキー面６ａ（代表して説明する）に形
成された一方の溝１０ａは、その一端がスキー面６ａの
端辺６１ａまで延び、その他端がスキー面６ａ内で閉じ
ている。また、他方の溝１１ａは、一方の溝１０ａの他
端に隣接した一端がスキー面６ａの端辺６２ａまで延
び、溝１０ａの一端に隣接した他端がスキー面６ａ内で
閉じている。尚、他方のスキー面６ｂについても溝１０
ｂ、１１ｂが同様に形成されている。溝の端部がスキ−
面６ａ、６ｂの端辺まで延びている場合には、溝に流入
した空気はスキ−面の端辺を介して流出されるため、溝
の内部が大気圧に解放され、スキ−面の分断の効果が顕
著になる。また、溝の端部がスキ−面６ａ、６ｂの端辺
まで延びていない場合には、溝に流入した空気が流出し
にくくなり、スキ−面の分断の効果が殆どなくなる。従
って、スキ−面内で閉じた溝の端部付近においては、ス
キ−面が連続している場合と同等な浮上力を発生するこ
とから、第１の実施例におけるヘッドスライダ１と比較
して浮上力の大幅な減少を抑え、浮上力を大きくするこ
とができる。また、本実施例のように、スキー面内で閉
じた各溝の端部をスキー面の対向する各端辺近くにそれ
ぞれ配置することにより、スキー面全体に均一な浮上力
を与えることができる。

【００４４】次に、この発明の第３の実施例について図
５を用いて説明する。尚、基本的な構成は上記第１の実
施例と同じであるので、第１の実施例と同一の部分につ
いては同一符号を用いて説明を省略し、第１の実施例と
異なる部分についてのみ説明する。

【００４５】図５に示すように、各スキ−面６ａ、６ｂ
には、スキ−面の長手軸と斜交するそれぞれ４本の細長
い溝が設けられている。各溝の一端はスキ−面の端辺ま
で延び、他端はスキ−面の端辺まで延びずに面内で閉じ
ている。つまり、スキー面６ａ（代表して説明する）に
形成された４本の溝のうち２本の溝１０ａは、その一端
がスキー面６ａの端辺６１ａまで延び、その他端がスキ
ー面６ａ内で閉じている。また、他の２本の溝１１ａ
は、溝１０ａの他端に隣接した一端がスキー面６ａの端
辺６２ａまで延び、溝１０ａの一端に隣接した他端がス
キー面６ａ内で閉じている。尚、他方のスキー面６ｂに
ついても溝１０ｂ、１１ｂが同様に形成されている。こ
の場合においても上記第２の実施例におけるヘッドスラ
イダと同様な効果を有することはいうまでもない。

【００４６】このヘッドスライダ１を直径３．５インチ
の小径の磁気ディスクの最内周位置または最外周位置に
配置し、ヘッドスライダ１の揺動軸を移動してスキュ−
角を変化させた場合の隙間の軌跡を調べたところ、図６
に示すような結果が得られた。尚、計測は、ヘッドスラ
イダ１の内側スキ−部、中央部、及び外側スキ−部に分
けて行った。

【００４７】計測の結果からも明らかであるように、ヘ
ッドスライダ１と磁気ディスクとの間の浮上隙間ｈは、
負のスキュ−角で大きく、正のスキュ−角で小さく、ス
キュ−角の変化に応じて単調に増減する。このような特
性を利用して、トラックの走行速度が比較的遅い磁気デ
ィスクの内周側においてスキュ−角が負になるように、
また、トラックの走行速度が比較的早い磁気ディスクの
外周側においてスキュ−角が正になるようにヘッドスラ
イダ１を配置することにより、磁気ディスクの内外周に
おける隙間を等しくすることができる。

【００４８】スキュ−角を調整して磁気ディスクの内外
周の隙間が等しくなるようにヘッドスライダ１を配置し
た場合の磁気ディスク全体に亘る隙間の軌跡を計測した
結果を図７に示す。尚、この場合においても計測は、ヘ
ッドスライダ１の内側スキ−部、中央部、及び外側スキ
−部に分けて行った。また、記録再生ヘッドは、ヘッド
スライダの外側スキ−部に取付けられているものとす
る。

【００４９】計測の結果、外側スキ−部の隙間の軌跡に
着目すると、ヘッドスライダ１と磁気ディスクとの間の
隙間ｈは、磁気ディスクの最外周と最内周との略中間位
置でわずかに大きくなるが、磁気ディスク全体に亘る隙
間の変動率は３．９％以下であり、良好な隙間の変動特
性が得られた。

【００５０】次に、図５に示す第３の実施例に係る本発
明の斜交溝付ヘッドスライダの振動特性と、図１５に示
す従来の横段差付ヘッドスライダの振動特性と、を比較
して本発明のヘッドスライダ１の浮上安定性について説
明する。

【００５１】ヘッドスライダの振動特性は、外乱や外部
からの励振に対するヘッドスライダの剛性及び振動の減
衰係数によって決定される。ヘッドスライダの振動の自
由度は、平行モ−ド、ピッチングモ−ド、及びロ−リン
グモ−ドの３自由度にモデル化できる。また、ヘッドス
ライダの振動は、ヘッドスライダと磁気ディスクとの間
に流入する空気の気体潤滑作用によって影響される。つ
まり、空気層の剛性及び減衰係数が大きい程、外乱や外
部からの励振に対する空気層の振動が抑えられ、ヘッド
スライダの振動が抑制される。一般に、空気層は減衰特
性が劣るため、空気層の振動を抑えてヘッドスライダの
振動を抑制するためには、減衰係数を大きくすることが
望ましい。

【００５２】図８は、従来の横段差付ヘッドスライダの
平行モ−ドの振動に対する剛性及び減衰係数を示し、図
９は、本発明の斜交溝付ヘッドスライダの平行モ−ドの
振動に対する剛性及び減衰係数を示している。尚、剛性
及び減衰係数は、ヘッドスライダが磁気ディスクの最内
周、中央部、及び最外周に位置する場合に分けて計測
し、減衰係数は、単位を剛性に合わせるために、減衰係
数に周波数を掛けた減衰性能として表示した。

【００５３】図８に示すように、振動に対する横段差付
ヘッドスライダの剛性は、周波数に関係なく略一定の値
を示しているが、減衰性能は、振動の周波数が１ｋＨｚ
以上になる辺りから減少し始め、１０ｋＨｚを超える辺
りから負になる場合がある。このように振動の減衰性能
が低下すると、外乱や振動に対する減衰時間が長くなる
ばかりでなく、振動が不安定になる可能性がある。ま
た、振動が不安定になると、ヘッドスライダの浮上安定
性が失われ、記録再生における誤動作を生じ、ヘッドが
磁気ディスクに接触して破損する場合がある。

【００５４】一方、図９に示すように、本発明の斜交溝
付ヘッドスライダの振動に対する剛性は、横段差付ヘッ
ドスライダの場合と大差ないが、減衰性能については、
大きな差異がある。即ち、減衰性能は、振動の周波数が
５ｋＨｚ以上になる辺りから減少し始めるが、減少の度
合は緩やかであり、減衰性能が負になるようなことはな
い。従って、従来の横段差付ヘッドスライダと比較し
て、本発明の斜交溝付ヘッドスライダは、高い周波数の
振動に対しても高い浮上安定性を保持でき、記録再生時
の信頼性が高くなる。

【００５５】尚、上述した振動特性は、平行モ−ドの振
動についてのみ記載したが、ピッチングモ−ド及びロ−
リングモ−ドについても同様の振動特性が得られ、これ
らの連成モ−ドについても同様の振動特性が得られた。
従って、本発明の斜交溝付ヘッドスライダは、浮上安定
性についても良好な特性を有することが分かった。

【００５６】以上のように、本発明の斜交溝付ヘッドス
ライダにおいては、従来の横段差付ヘッドスライダと比
較して、磁気ディスクの内外周に亘って均一な隙間を提
供できるばかりか、高い浮上安定性を得ることができ
る。従って、磁気ディスクの内外周に亘る高密度記録が
可能となり、磁気ディスクの記録容量を増大することが
できる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の浮動ヘ
ッドスライダによれば、磁気ディスクの記録再生面に対
向するスキー面には、その長手方向とトラックの接線方
向との間のスキュー角がゼロの状態でトラックの接線方
向と斜交する少なくとも１本の細長い溝を備えている。
尚、溝の一端は浮上面の端辺まで延び、他端は浮上面内
で閉じている。

【００５８】従って、揺動トラッキング方式のヘッドス
ライダの長手方向とトラックの走行方向との間に生じる
スキュー角を利用して磁気ディスクとヘッドスライダと
の間の隙間の大きさをコントロールでき、トラックの走
行速度及びスキュー角に起因する隙間の変動率を低く抑
えることができる。また、スキー面に形成された溝の一
端をスキー面内で閉じているため、スキー面に溝を形成
してもスキー面に作用する空気の圧力を大幅に低下する
ことがない。このため、十分な浮上力を達成するために
スキー面を拡大する必要がなく、ヘッドスライダを小型
化できる。ヘッドスライダの小型化により、ヘッドスラ
イダと空気層（空気ばね）との共振点を高めることがで
き、従来の横段差付ヘッドスライダのように、外乱や振
動に対して隙間が大きく変動することがないため浮上安
定性を高くすることができる。そのため、ヘッドスライ
ダは、磁気ディスクの走行速度、或いはスキュー角に関
係なく一定した隙間で安定に浮上できるので、特に磁気
ディスクの外周側に対する記録密度を増大することが可
能になり、情報の高密度記録が達成され、ディスク全体
に亘って記録容量を増大できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の第１の実施例に係る浮動ヘ
ッドスライダ示す概略図。

【図２】図２は、図１のヘッドスライダを磁気ディスク
上に配置した状態を示す図。

【図３】図３は、図１のヘッドスライダを磁気ディスク
上に配置した場合の浮上隙間ｈ0 、トラックの走行速度
Ｕ、及びスキュ−角θの関係を示す図。

【図４】図４は、この発明の第２の実施例に係る浮動ヘ
ッドスライダ示す概略図。

【図５】図５は、この発明の第３の実施例に係る浮動ヘ
ッドスライダ示す概略図。

【図６】図６は、図５のヘッドスライダを磁気ディスク
の内周及び外周付近に配置した場合のスキュ−角θと隙
間ｈ0 との関係を示す図。

【図７】図７は、図５のヘッドスライダをスキュ−角が
内周側で負になり外周側で正になるように磁気ディスク
上に配置した場合のヘッドスライダの配置位置と隙間ｈ
0 との関係を示す図。

【図８】図８は、図１５に示す従来の横段差付ヘッドス
ライダの振動特性を決定する剛性及び減衰性能を示す
図。

【図９】図９は、図５に示す斜交溝付ヘッドスライダの
振動特性を決定する剛性及び減衰性能を示す図。

【図１０】図１０は、従来のテ−パ−ッフラット型ヘッ
ドスライダを示す概略図。

【図１１】図１１は、直線駆動方式の磁気ディスク装置
に図１０のヘッドスライダを配置した状態を示す図。

【図１２】図１２は、揺動駆動方式の磁気ディスク装置
に図１０のヘッドスライダを配置した状態を示す図。

【図１３】図１３は、図１２の装置を作動した場合の浮
上隙間ｈ0 、トラックの走行速度Ｕ、及びスキュ−角θ
の関係を示す図。

【図１４】図１４は、図１３の曲線Ｔａで示す隙間の軌
跡を内側スキ−面、中央部、及び外側スキ−面に分けて
計測した場合の隙間の軌跡を示す図。

【図１５】図１５は、従来の横段差付ヘッドスライダを
示す概略図。

【図１６】図１６は、図１５の横段差付ヘッドスライダ
を揺動駆動方式の磁気ディスク装置に配置した場合の隙
間の軌跡を内側スキ−面、中央部、及び外側スキ−面に
分けて計測した場合の隙間の軌跡を示す図。

【符号の説明】

１…ヘッドスライダ、２…基体、３…磁気ディスク、４
ａ、４ｂ…スキ−部、６ａ、６ｂ…スキ−面、８ａ、８
ｂ…傾斜部、１０ａ、１０ｂ…溝

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する記録媒体の記録再生面に対向す
   る浮上面と、上記記録再生面のトラックに対して情報の
   書込み或いは読込みをする記録再生手段と、を備え、 上記記録媒体の回転により上記記録再生面と上記浮上面
   との間に流入する空気層を介して上記記録再生面上に浮
   上し、上記記録再生手段を上記記録再生面の所望のトラ
   ック上に配置するために、揺動手段によって上記記録媒
   体の半径方向と略一致する円弧に沿って揺動される浮動
   ヘッドスライダにおいて、 上記浮上面は、この浮上面が上記トラックの接線方向と
   上記円弧の接線方向とが直交する位置に配置された状態
   において、このトラックの接線方向と斜交する少なくと
   も１つの細長い溝を備え、上記溝の一端は上記浮上面の
   端辺まで延び、上記溝の他端は上記浮上面内で閉じてい
   ることを特徴とする浮動ヘッドスライダ。
2. 【請求項２】 回転する記録媒体の記録再生面に対向す
   る浮上面と、上記記録再生面のトラックに対して情報の
   書込み或いは読込みをする記録再生手段と、を備え、 上記記録媒体の回転により上記記録再生面と上記浮上面
   との間に流入する空気層を介して上記記録再生面上に浮
   上し、上記記録再生手段を上記記録再生面の所望のトラ
   ック上に配置するために、揺動手段によって上記記録媒
   体の半径方向と略一致する円弧に沿って揺動される浮動
   ヘッドスライダにおいて、 上記浮上面は、この浮上面が上記トラックの接線方向と
   上記円弧の接線方向とが直交する位置に配置された状態
   において、このトラックの接線方向と斜交する互いに略
   平行に延びた複数の細長い溝を備え、上記溝は、一端が
   上記浮上面の端辺まで延び且つ他端が上記浮上面内で閉
   じた第１溝と、上記第１溝の他端に隣接した一端が上記
   浮上面の端辺まで延び且つ上記第１溝の一端に隣接した
   他端が上記浮上面内で閉じた第２溝と、を有することを
   特徴とする浮動ヘッドスライダ。