JP2891228B2

JP2891228B2 - 磁気ヘッドスライダ

Info

Publication number: JP2891228B2
Application number: JP9060934A
Authority: JP
Inventors: 賢安食
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1999-05-17
Anticipated expiration: 2017-03-14
Also published as: US5973881A; JPH10255426A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッドスライ
ダにかかり、特に磁気ディスク装置に用いられるいわゆ
る負圧型の磁気ヘッドスライダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、磁気ディスク装置においては
情報の記録密度を向上させるために、磁気ヘッドと記録
媒体との間の隙間（以下「浮上量」という）の微小化
（低浮上量化）が図られている。この場合に、磁気ディ
スク装置自体の機械的信頼性を確保するためには、磁気
ヘッドスライダと記録媒体（磁気ディスク）との接触界
面に関わる問題が近年重要となっている。

【０００３】磁気ディスク装置の機械的信頼性を劣化さ
せる要因の一つとしては、磁気ヘッドスライダと記録媒
体の相互間の空気軸受面（以下「ＡＢＳ面」という）に
おいて、磁気ヘッドスライダと記録媒体との接触摺動に
より発生する摩耗粉（以下「塵埃」という）の影響が挙
げられる。

【０００４】この塵埃の影響は、磁気ヘッドスライダの
低浮上量化に伴い、コンタクトスタートアンドストップ
（以下「ＣＳＳ」という）時だけでなく、トラックアク
セス時や定常浮上時においても、磁気ヘッドスライダと
記録媒体とが接触摺動する機会が増大するため、より深
刻な問題となっている。

【０００５】即ち、接触摺動により発生した塵埃が磁気
ヘッドスライダのＡＢＳ面およびその側壁面に付着した
場合には、磁気ヘッドスライダの浮上特性が変化し、い
わゆるヘッドクラッシュと呼ばれる事態に陥る場合があ
る。また、塵埃が記録再生素子に付着すると記録媒体に
対する記録再生不良が発生する。また、磁気ヘッドスラ
イダと記録媒体との間に塵埃が噛み込まれる場合には、
記録媒体または磁気ヘッドスライダ自体の損傷や、磁気
ヘッドスライダと記録媒体相互の吸着などにより、磁気
ディスク装置が動作不能になる場合がある。

【０００６】上記した塵埃の噛み込みや、磁気ディスク
装置の停止時における吸着防止を意図した磁気ヘッドス
ライダとして、特開平４−１１７６８０号公報（第１の
従来例）に開示されているものがある。これは、機械加
工によりスライダレール平面に、スライダレールに対し
て斜めに溝を形成した磁気ヘッドスライダについての発
明である。また、特開平４−６７４８５号公報（第２の
従来例）には、ラッピング加工によりサイドレールのＡ
ＢＳ面に直線上の溝を多数設けた磁気ヘッドスライダが
開示されている。

【０００７】また、特開平６−２０８７７２号公報（第
３の従来例）には、磁気ヘッドスライダの空気流の流入
側端部のテーパー面（チャンファ面）に、空気流方向と
垂直に溝加工を施し、当該溝によって摩耗粉や外部から
のダストなどを除去し、磁気ディスク装置のヘッドクラ
ッシュを防止する磁気ヘッドスライダが記載されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た各従来例にかかる磁気ヘッドスライダには以下のよう
な不都合があった。即ち、第１及び第２の従来例に記載
された磁気ヘッドスライダでは、サイドレールに形成さ
れた溝の側壁面に塵埃が付着・堆積することである。サ
イドレールの溝側壁面と溝底面のなす角度はその加工法
によりそれぞれ異なるが、概ね９０度またはそれ以上と
なる。この溝側壁面と溝底面とのなす角度が大きいほ
ど、塵挨は側壁面に付着・堆積しやすく、この溝側壁面
への塵埃の付着および堆積は、ヘッドクラッシュを引き
起こす可能性を増大させる。

【０００９】その理由は、溝側壁面に付着した塵埃がＡ
ＢＳ面に露出し、磁気ヘッドスライダの浮上特性を悪化
させるためである。また、堆積した塵埃塊が磁気ヘッド
スライダと記録媒体の相互間に噛み込まれやすくなるた
めである。

【００１０】また、第３の従来例に記載された構造の磁
気ヘッドスライダは、高記録密度用の低浮上量型の磁気
ヘッドスライダとしては適さないことである。即ち、当
該磁気ヘッドスライダは、記録媒体から発生した塵埃を
テーパー部の溝部に取り込み、適当な大きさの塵埃塊と
して磁気ディスク上に落下させるように動作するもので
ある。しかしながら、近年の磁気ディスク装置では、浮
上量が０．１〔μｍ〕またはそれ以下の低浮上量の磁気
ヘッドスライダが利用されているため、記録媒体上の塵
埃塊はヘッドクラッシュの大きな要因となるためであ
る。

【００１１】更に、第３の従来例に記載された磁気ヘッ
ドスライダの構造は、低浮上量の負圧型スライダに適用
できないことである。即ち、高記録密度化を意図した低
浮上量磁気ヘッドスライダでは、従来機械加工によって
テーパーまたはチャンファ加工されていた磁気ヘッドス
ライダに対して、より加工精度の高いイオンミリングな
どの加工手段が利用されているからである。このため、
当該従来技術に記載されたテーパー部分への溝加工は有
効とならない。

【００１２】上記のように、各従来例にかかる磁気ヘッ
ドスライダは、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクの接
触摺動に伴い発生する塵埃によるヘッドクラッシュを回
避するための対策が十分ではなかった。

【００１３】

【発明の目的】本発明は上記した各従来例の有する不都
合を改善し、特に塵埃に起因する磁気ディスク装置の不
良を防止し、高い信頼性を有する磁気ヘッドスライダを
提供することを、その目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、請求項１記載の発明では、所定の記録再
生素子を担持すると共に稼働時に所定の空気流が一方の
面の近傍を通過するスライダ本体と、このスライダ本体
の一方の面に空気流に沿って予め形成した少なくとも一
対のサイドレールと、これら各サイドレールにおける空
気流の流入側端部の相互間に形成されるクロスレールと
を備えた磁気ヘッドスライダにおいて、各サイドレール
の一部領域に所定の凹溝を形成し、サイドレールの凹溝
を、スライダ本体の一方の面に略平行な底面と、サイド
レールの表面と底面間を連結する側壁面とにより形成す
ると共に、底面と側壁面とのなす角を９０度未満とす
る、という構成を採っている。

【００１５】以上のように構成されたことにより、磁気
ディスク装置が稼働し、磁気ヘッドスライダと記録媒体
との間に進入した塵埃は、一旦凹溝に取り込まれ、その
後凹溝を通過して磁気ヘッドスライダ外に排出される。
このため、磁気ヘッドスライダと記録媒体との間の塵埃
のかみこみが抑制される。また、塵埃が記録再生素子を
汚染することも防止される。また、塵埃が凹溝に取り込
まれ、この凹溝を形成する側壁面に付着した場合でも、
側壁面と底面の成す角が９０より小さいため、塵埃は凹
溝の側壁面と底面により形成される窪み部分に収納さ
れ、よって、塵埃塊がＡＢＳ面に露出することない。

【００１６】請求項２記載の発明では、サイドレールの
凹溝を、サイドレールの長手方向に対して１０度ないし
６０度傾斜した方向に延設するという構成を採り、その
他の構成は請求項１記載の発明と同様である。以上のよ
うに構成されたことにより、磁気ヘッドスライダがシー
クのために記録媒体上を移動し、空気流にヨー角が発生
した場合でも、確実に塵埃を凹溝を通して排出できる。

【００１７】請求項３記載の発明では、凹溝の最小幅を
少なくとも１０〔μｍ〕以上とするという構成を採り、
その他の構成は請求項１記載の発明と同様である。以上
のように構成されたことにより、少なくとも発生した塵
埃は凹溝に取り込まれ外部に排出される。また、記録媒
体と磁気ヘッドスライダ間の正圧力も確実に保持でき
る。

【００１８】請求項４記載の発明では、凹溝におけるサ
イドレールの表面から底面までの深さを５〔ｎｍ〕ない
し５０〔ｎｍ〕とするという構成を採り、その他の構成
は請求項１記載の発明と同様である。以上のように構成
されたことにより、発生した塵埃は確実に凹溝に取り込
まれ外部に排出される。また、記録媒体と磁気ヘッドス
ライダ間の正圧力も確実に保持される。

【００１９】請求項５記載の発明では、サイドレールに
形成されている凹溝の開口面積の割合を、サイドレール
及びクロスレールの全面積の３／５以下とするという構
成を採り、その他の構成は請求項１記載の発明と同様で
ある。以上のように構成されたことにより、サイドレー
ルの内ＡＢＳ面として機能する面積が所定値以上に維持
される。このため、磁気ヘッドスライダと記録媒体の間
に適切な正圧力が生じ、磁気ヘッドスライダの浮上量が
所定値に維持される。

【００２０】請求項６記載の発明では、スライダ本体及
びサイドレールを、Ｓｉ、Ａｌ₂Ｏ₃ＴｉＣ、ＳｉＣ，Ｓ
ｉＮ、ＣａＴｉＯ₃のいずれかひとつの材料から構成す
るという構成を採り、その他の構成は請求項１記載の発
明と同様である。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図面
を参照して説明する。

【００２２】図１及び図２は、本発明にかかる磁気ヘッ
ドスライダを示す。図１（Ａ）は磁気ヘッドスライダを
サイドレールのＡＢＳ面側から見た図である。また、図
２は図１（Ａ）中のＡ−Ａ線における断面図を示す。図
１に示すように、磁気ヘッドスライダ１は、所定の記録
再生素子６を担持すると共に、稼働時に一方の面の近傍
に所定の空気流１０が流入して通過するスライダ本体１
ａと、このスライダ本体１ａの一方の面に空気流１０に
沿って予め形成した少なくとも一対のサイドレール２
ａ，２ｂと、このサイドレール２ａ，２ｂの空気流の流
入側端部１１の相互間に形成されるクロスレール４とを
備え、各サイドレール２ａ，２ｂの一部領域に所定の凹
溝３が形成されている。そして、サイドレールの凹溝
は、スライダ本体の一方の面に略平行な底面と、サイド
レールの表面と底面間を連結する側壁面とにより形成さ
れると共に、底面と側壁面とのなす角は９０度未満とな
っている。

【００２３】以下詳細に説明すると、スライダ本体１ａ
は例えば材質はＳｉから構成されており、その平面形状
は略矩形で所定の厚みを有する板状である。そして、空
気流１０に沿った方向が長い長方形状である。但し、正
方形に形成する場合や空気流１０の流れと垂直方向を長
く形成するようにしても良い。

【００２４】また、スライダ本体１ａの一方の面には、
空気流１０に沿って一対のサイドレール２ａ，２ｂが予
め形成されている。このサイドレール２ａ，２ｂは、図
示しない記録媒体（磁気ディスク）との相互間でＡＢＳ
（Air bearing surface)面として機能するものである。
本実施形態では、スライダ本体１ａの左右両端にサイド
レール２ａ，２ｂが配置されているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、左右両端部から少し中心側に
形成するようにしても良い。また、本実施形態では空気
流１０の流れに平行に形成されているが、サイドレール
２ａ，２ｂ自体を空気流１０の方向に対してわずかに傾
斜させるようにしてもよい。

【００２５】また、スライダ本体１ａの空気流１０の流
入側の端部には所定のクロスレール４が形成されてい
る。このクロスレール４は、より詳しくはサイドレール
２ａ，２ｂの先端部の相互間に形成されている。このた
め、サイドレール２ａ，２ｂ及びクロスレール４によっ
て、スライダ本体１ａの一方の面にコ字状の隆起部が形
成される。

【００２６】磁気ヘッドスライダ１の一対のサイドレー
ル２ａ，２ｂには、空気流１０の流入端１１から流出端
１２に向かい、且つスライダ本体１ａの中心から左右に
向かって斜めに凹溝３が延設されている。ここで、図１
のＡ−Ａ線における断面図を示す図２から判るように、
凹溝３の断面は凹溝３の側壁面３ａと凹溝３の底面３ｂ
のなす角３ｃ、即ち、凹溝３の側壁面３ａの傾斜角度が
９０度より小さくなるように形成されており、凹溝３は
側壁面３ａ方向に窪んだ形状になっている。これによ
り、凹溝３自体は全体として略台形状となっている。
尚、本実施形態の凹溝３は左右対称の台形状になってい
るが、本発明はこれに限定されるものではなく、左右非
対称の形状であってもよい。

【００２７】次に凹溝３の開口部の形状の変形例につい
て図面を参照して説明する。図３から図７は、本発明を
適用した磁気ヘッドスライダをＡＢＳ面側から見た図で
ある。図３において、形成される凹溝２３の方向は、凹
溝２３の延設方向とサイドレール２２ａ，２２ｂの長手
方向とのなす角２２が、１０度以上６０度以下であるこ
とが好ましい。

【００２８】この角度２２が１０度より小さい場合や６
０度より大きい場合は、磁気ディスク装置の稼働時に、
磁気ヘッドスライダに対して空気流１０のヨー角がつい
た状態では、凹溝２３による塵埃の排出効果が弱まるた
めである。ここで、ヨー角について簡単に説明すると、
磁気ヘッドスライダ２１が図示しない記録媒体上をシー
クする場合に、磁気ディスクを半径方向に移動する。こ
のとき、磁気ヘッドスライダ２１はヘッド支持アーム
（図示略）によって支持されているので、シークに伴っ
て空気流１０の流れと磁気ヘッドスライダ２１の長手方
向との間に僅かな角度差が生じる。即ち、空気流１０は
磁気ヘッドスライダの長手方法に対してわずかに斜めに
流れる。このときの角度をヨー角という。

【００２９】ここで、凹溝２３の幅および深さそして凹
溝の本数は、磁気ヘッドスライダ２１の大きさ、サイド
レール（ＡＢＳ面）２２ａ，２２ｂの形状によって最適
値を持つが、凹溝２３の最小幅は１０〔μｍ〕以上であ
ることが好ましい。また、凹溝２３の深さ（底面からサ
イドレールの表面まで）は５０〔ｎｍ〕以下であること
が好ましい。その理由は、これ以外の範囲では塵埃排出
効果が弱まり、なおかつ磁気ヘッドスライダ２１の浮上
特性を均一に保つことが困難になるためである。

【００３０】また、凹溝２３の本数は凹溝２３の幅によ
っても異なるため、特に制限されることはない。しか
し、凹溝２３の開口面積は、サイドレール２２ａ，２２
ｂとクロスレール４を加えた総面積の３／５以下である
ことが好ましい。これは、余り広い面積の凹溝を形成し
た場合には、磁気ディスク（図示略）とＡＢＳ面との間
の正圧力が弱まり、磁気ヘッドスライダ２１自体の記録
媒体に対する浮上量が著しく低下するためである。

【００３１】また、凹溝の形状は、図４に示したよう
に、磁気ヘッドスライダ３１の中央部から外側に向かい
徐々に凹溝３３の幅が変化する形状であってもよい。ま
た、図５に示すように、サイドレール４２ａ，４２ｂの
各凹溝４３の形状は相互に均一である必要はなく、それ
ぞれ異なった形状であってもよい。また、両サイドレー
ル４２ａ，４２ｂでの凹溝４３の形状の左右対称性につ
いては特に制限はなく、図４に示すように、左右対称で
あってもよいし、図６に示すように非対称に形成しても
よい。特に図６は、各凹溝５３がサイドレール５２ａ，
５２ｂの長手方向に対して、それぞれ同一の傾斜角度で
形成されている場合である。

【００３２】また、磁気ヘッドスライダの記録再生素子
は、図１に示すように、サイドレール２ａ，２ｂの空気
流１０の流出端１２に配設されている。この記録再生素
子６は、各サイドレール２ａ，２ｂのいずれか一方にの
み装備しても良いし、または両方に装備してもよい。更
には、図７に示すように、磁気ヘッドスライダ６１の空
気流１０の流出端１２の概略中央部に記録再生素子６６
が搭載されたセンターパッド６７を設けるようにしても
良い。

【００３３】また、磁気ヘッドスライダの材質は、磁気
ヘッドスライダの形状に加工可能な材料であれば特に制
限されない。より詳細には、Ｓｉが好ましい。これは、
ＡＢＳ面および凹溝の形状に関して微細な加工に適して
いるからである。また、Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ、ＣａＴｉＯ
₃、ＳｉＣ、ＳｉＮなどでもよい。これらの材料は、磁
気ヘッドスライダに一般に利用されているため、機械的
耐久性および加工性に優れ、加工条件を比較的容易に選
択できるからである。

【００３４】次に、図１の磁気ヘッドスライダ１の動作
について図面を参照して説明する。磁気ディスク装置
（図示略）の稼働中には、空気流１０の流入端１１側か
ら流出端１２側に向かって磁気ヘッドスライダ１と記録
媒体（図示略）との間に進入した塵埃の大部分は、凹溝
３に取り込まれた後、凹溝３の延設方向に沿って誘導さ
れ、凹溝３内を通過して磁気ヘッドスライダ１の外に排
出される。仮に、塵埃が凹溝３の側壁面３ａに付着した
場合でも、凹溝３の側壁面３ａと凹溝３の底面３ｂとか
ら形成される窪み部分に塵埃が格納される。

【００３５】よって本発明によれば、磁気ヘッドスライ
ダ１と記録媒体との間に進入した塵埃は、凹溝３を通過
して磁気ヘッドスライダ１の外へ排出されるため、磁気
ヘッドスライダ１が記録媒体との間に塵埃をかみ込むこ
とがなくなり、いわゆるヘッドクラッシュおよび記録媒
体との吸着現象を有効に防止でき、磁気ディスク装置の
信頼性が向上する。

【００３６】また、発生した塵埃が凹溝３に付着した場
合でも、凹溝３の断面が略台形状に形成されているの
で、塵埃がＡＢＳ面に露出することがなくなる。このた
め、ＡＢＳ面近傍に塵埃が付着することもなく、磁気ヘ
ッドスライダ１の浮上特性を長期間にわたり安定化させ
ることができる。また、塵埃が記録再生素子６に付着す
ることもなく、記録再生動作が確実に行われる。よっ
て、磁気ディスク装置の信頼性が向上する。

【００３７】次に、本発明の第２の実施形態について図
面を参照して説明する。図８を参照すると、凹溝８３の
側壁面８３ａは一定の角度で傾斜した構造でなくとも、
図８に示すように段階的に窪んだ形状であってもよい。
このような形状でれば、磁気ヘッドスライダ８１と記録
媒体（図示略）との間に進入した塵埃は磁気ヘッドスラ
イダ８１の外に排出されると共に、塵埃塊は側壁面８３
ａに付着しても、ＡＢＳ面（ＡＢＳ面）には突出しな
い。

【００３８】より詳しくは、凹溝８３の側壁面８３ａと
底面８３ｂとは、底面８３ｂ近傍では相互のなす角が略
直角となっている。しかしながら、凹溝８３を形成する
側壁面８３ａの一部分を延長した方向と凹溝８３の底面
８３ｂとのなす角は、９０度より小さくなっている。本
実施形態では、側壁面８３ａの中間領域に上記した傾斜
部８３ｄを設けると共に、凹溝８３のサイドレール８２
ａの表面近傍の側壁面については、底面８３ｂとのなす
角が９０度より僅かに小さい角度となっている。以上の
ように構成した場合、凹溝８３の側壁面８３ａに塵埃が
付着した場合でも、ＡＢＳ面に塵埃塊が突出することは
ない。

【００３９】

【実施例】以下に、本発明の具体的実施例を図を参照し
て詳細に説明する。図９から図１２は本発明にかかる磁
気ヘッドスライダを用いた場合の、磁気ディスク装置の
機械的耐久性試験結果である。

【００４０】磁気ヘッドスライダは、Ｓｉを基板材料と
して作成し、ＡＢＳ面の加工およびチャンファステップ
（空気流の流入端）の加工は、Ａｒガスを用いたイオン
ミリングにより行った。イオンミリング加工において、
Ａｒガスのガス圧は０．２〔ｍＴｏｒｒ〕、加速電圧は
５００〔Ｖ〕、電流密度は０．６〔ｍＡ／ｃｍ²〕の各
条件で行った。

【００４１】また、凹溝の加工は反応性イオンエッチン
グにより行い、反応ガスとしてＣＦ₄を用い、添加ガス
にＯ₂をそれぞれ用い、高周波電力１００〔Ｗ〕、電力
密度１．３〔Ｗ／ｃｍ²〕、ガス圧０．０２〔Ｔｏｒ
ｒ〕の条件で加工を行った。凹溝の底面と側壁面とのな
す角は、それぞれのガスの分圧及びエッチング時間を各
種調整することにより変化させた。

【００４２】図９は、凹溝の深さを３０〔ｎｍ〕、凹溝
の幅を１００〔μｍ〕に設定し、凹溝の底面と側壁面と
のなす角をパラメータとして変化させた場合の、磁気ヘ
ッドスライダの機械的耐久性試験を行った試験結果を示
す図表である。この機械的耐久性試験の条件としては、
記録媒体の全トラックにわたる７２時間の繰り返しシー
ク試験（以下「シーク試験」という）と、０．２〔Ｔｏ
ｒｒ〕の減圧条件で２４時間同一トラックについて接触
摺動試験（以下「摺動試験」という）を行い、それぞれ
試験についてヘッドクラッシュの頻度を調べた。

【００４３】図９に示すように、凹溝の底面と側壁面と
のなす角が９０度以上では、シーク試験時または摺動試
験時の磁気ヘッドスライダと記録媒体との接触により発
生した塵埃が凹溝の側壁面に堆積し、これがサイドレー
ルのＡＢＳ面近傍に生じ、ヘッドクラッシュが発生し
た。特に、摺動試験のような連続した摺動状態ではその
影響が顕著に見られた。

【００４４】一方、凹溝の底面と側壁面とのなす角が９
０度より小さい場合は、いずれの機械的耐久性試験にお
いても、ほとんどヘッドクラッシュが起こらず、良好な
機械的耐久性を示した。また、機械的耐久性試験の前後
で記録再生特性を調べた結果、凹溝の底面と側壁面との
なす角が９０度未満の範囲では、試験の前後で記録再生
特性の低下は見られなかった。これは、凹溝の形状によ
り塵埃が磁気ヘッドスライダの外へ排出され、或いは凹
溝の側壁面の窪み部に塵埃が適切に収納され、記録再生
素子に塵埃が付着することがないことに起因する。

【００４５】次に、第２の実施例として、上記第１の実
施例と同様にして作製した磁気ヘッドスライダにおい
て、凹溝の深さをパラメータとして変化させて、機械的
耐久性試験を行った場合の結果について説明する。ここ
で、凹溝の底面と側壁面とのなす角は８０度、凹溝の幅
は１００〔μｍ〕である。

【００４６】図１０は凹溝の深さに対する各機械的耐久
性試験におけるヘッドクラッシュ率を示した図表であ
る。凹溝の深さが浅い場合には、凹溝の容積が小さく塵
埃の排出効果が弱いためヘッドクラッシュが発生した。
また、凹溝の深さが５０〔ｎｍ〕を越える場合は、磁気
ヘッドスライダ自体の記録媒体に対する浮上量が低下
し、浮上量の均一性も悪化したため、機械的耐久性が著
しく悪化した。一方、凹溝の深さが１０〔ｎｍ〕から５
０〔ｎｍ〕の範囲においては、ヘッドクラッシュは発生
せず、磁気ディスク装置の機械的耐久性を向上させるこ
とができる。

【００４７】次に、第３の実施例として第１の実施例と
同様にして作製した磁気ヘッドスライダを用いて、凹溝
の幅をパラメータとして変化させた場合の、機械的耐久
性試験結果について、図１１に基づいて説明する。使用
した磁気ヘッドスライダは、凹溝の底面と側壁面とのな
す角は８０度、凹溝深さは３０〔ｎｍ〕である。図１１
から判るように、凹溝の幅が狭い場合は、凹溝内での塵
埃の流動性が悪く、塵埃がサイドレールの表面近傍の側
壁面に堆積しやすいため、特に摺動試験で機械的耐久性
が悪化した。また、サイドレールに凹溝を設けると、サ
イドレールのＡＢＳ面と記録媒体との相互間に生じる正
圧力が低下するため、凹溝の幅が余り広い場合には浮上
量が低下する。これにより、シーク時に磁気ヘッドスラ
イダが記録媒体と強く接触するようになり、シーク時の
機械的耐久性が悪化した。

【００４８】図１１に示すように、凹溝の幅が１０〔μ
ｍ〕以上２００〔μｍ〕以下の範囲においては機械的耐
久性が向上した。尚、凹溝の幅の上限値は磁気ヘッドス
ライダ全体の大きさおよび凹溝の本数に依存する。当該
機械的耐久性試験に用いた磁気ヘッドスライダの大きさ
は、長手方向の長さが約１．３〔ｍｍ〕、短手方向長さ
が１．０〔ｍｍ〕、厚さは０．３〔ｍｍ〕であり、凹溝
の本数は両側のサイドレールについてそれぞれ３本であ
った。この場合、凹溝の幅が２００〔μｍ〕を越える
と、磁気ヘッドスライダの一方の面からみた凹溝の開口
総面積は、サイドレール及びクロスレールを加えた総面
積の約６０％以上となる。このことにより、良好な機械
的耐久性を実現するためには、凹溝の幅の上限値は、サ
イドレール及びクロスレールの総面積に対し、凹溝の総
面積が６０％以下となる広さを一つの目安とすべきであ
ると言える。

【００４９】また、この機械的耐久性試験に供した磁気
ヘッドスライダを用いて、１０万回のＣＳＳ（コンタク
トスタートアンドストップ）試験を行ったところ、凹溝
の幅が４００〔μｍ〕以下で良好なＣＳＳ特性を示し
た。ここで、良好なＣＳＳ特性とは、磁気ヘッドスライ
ダが記録媒体に吸着しないことをいう。

【００５０】凹溝の有無についてＣＳＳ特性を比較する
と、凹溝を設けない場合、すなわち凹溝の幅が０〔μ
ｍ〕の場合は、試験の前後で動摩擦係数および静摩擦係
数の増加率はそれぞれ３４％および６０％であった。し
かしながら、凹溝を設けた磁気ヘッドスライダの場合に
は、試験の前後での各摩擦係数の増加率は最大でもそれ
ぞれ２２％および３７％であった。このように、本発明
は磁気ヘッドスライダと記録媒体との間の摩擦力を低減
し、記録媒体に対する磁気ヘッドスライダの吸着を防止
する効果がある。

【００５１】次に、第４の実施例として、既に図３に示
した磁気ヘッドスライダを用い、サイドレールの長手方
向に対する凹溝の傾斜角度をパラメータとして種々変化
させた場合の、機械的耐久性試験の結果を図１２に基づ
いて説明する。

【００５２】ここで、磁気ヘッドスライダは第１の実施
例と同様にして作製した。即ち、凹溝の底面と側壁面と
のなす角は８０度、凹溝の深さは３０〔ｎｍ〕、凹溝の
幅は１００〔μｍ〕である。図１２は、凹溝の各傾斜角
度に対する機械的耐久性試験におけるヘッドクラッシュ
率を示す図表である。この図１２から判るように、凹溝
のサイドレールの長手方向に対する傾斜角度が６０度を
超える場合には、いずれの試験においてもヘッドクラッ
シュが発生した。

【００５３】これは、記録媒体上をシークする場合に、
磁気ヘッドスライダが記録媒体の半径方向に移動し、こ
の結果磁気ヘッドスライダに対して空気流にヨー角がつ
いた場合に、塵埃が十分に排出されなくなるためと考え
られる。従って、凹溝のサイドレール長手方向に対する
傾斜角度が６０度以下の範囲で、機械的耐久性が向上す
る。

【００５４】次に、第５の実施例として、Ａｌ₂Ｏ₃Ｔｉ
Ｃを基板材料として磁気ヘッドスライダを作成し、本発
明を適用した結果について説明する。ＡＢＳ面の加工お
よびチャンファステップの加工は、第１の実施例と同様
の条件で、Ａｒイオンミリングにより行った。また、凹
溝の加工は高周波誘導結合型プラズマエッチングによ
り、反応性ガスにＣＦ₄を用いて行った。

【００５５】ここでは、凹溝の深さは４０〔ｎｍ〕、凹
溝の幅は２００〔μｍ〕、凹溝の底面と側壁面とのなす
角は８５度で構成された磁気ヘッドスライダと、凹溝が
全く形成されていない磁気ヘッドスライダを比較のため
に用いた。また、両磁気ヘッドスライダにおいて、ＡＢ
Ｓ面の形状は両者とも同一である。上記した両磁気ヘッ
ドスライダを用いた機械的耐久性試験では、凹溝を設け
た磁気ヘッドスライダの場合は、シーク試験，摺動試験
のいずれの機械的耐久性試験においてもヘッドクラッシ
ュは生じなかった。

【００５６】一方、全く凹溝を設けない場合のヘッドク
ラッシュ率は、シーク試験において約１０％、摺動試験
において約３３％であった。すなわち、Ａｌ₂Ｏ₃ＴｉＣ
材からなる磁気ヘッドスライダに対しても、所定の凹溝
を設けることにより機械的耐久性が向上した。また、Ｓ
ｉＣ、ＳｉＮ、ＣａＴｉＯ₃、フェライト，ＺｒＯ₂から
なる磁気ヘッドスライダに対しても同様の効果を生じ
る。

【００５７】以上の実施例に示した磁気ヘッドスライダ
を用い、１０万回のＣＳＳ試験を行った結果、良好なＣ
ＳＳ特性を示すことが確認されている。また、機械的耐
久性試験の前後で記録再生素子の記録再生特性が悪化す
ることはなかった。

【００５８】本発明の特定の実施例において、凹溝の形
成方法は反応性ガスにＣＦ₄とＯ₂を用いた反応性イオン
エッチングと、ＣＦ₄を用いた高周波誘導結合型プラズ
マエッチングであったが、本発明は特にその方法に限定
されることなく、例えば反応性ガスとしては、上記ガス
以外にも、ＣＣｌ₂Ｆ₂，Ｃ₂Ｆ₆，ＮＦ₃，ＳＦ₆、ＣＢｒ
Ｆ₃等、添加ガスとしてＯ₂以外にＨ_2,Ｃ₂Ｈ_6,Ｃｌ₂，Ｃ
ｌ、およびこれらを混合したものが利用できる。

【００５９】また、加工方法としては、リアクティブイ
オンビーム加工、レーザーアシストエッチング、ＥＣＲ
プラズマエッチング、ヘリコン波プラズマエッチングお
よびウエットエッチングなどの加工法を利用してもよ
い。

【００６０】本発明の特定の実施例では、各サイドレー
ルに３本の凹溝が設けられた磁気ヘッドスライダについ
て記述したが、本発明は凹溝の本数に特に限定されるも
のではないことは明らかである。また、本発明は磁気ヘ
ッドスライダのＡＢＳ面の保護被膜の有無によらず、同
様の効果がある。さらに、本発明は磁気ヘッドスライダ
の全体の大きさによらず効果があることは明らかであ
る。

【００６１】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能
し、請求項１記載の発明によれば、サイドレールに所定
の凹溝を設け、この奥部の底面と側壁面とのなす角を９
０度未満としたので、磁気ヘッドスライダと記録媒体と
の相互間に進入した塵埃を凹溝を通して磁気ヘッドスラ
イダ外へ排出することができる。このため、磁気ヘッド
スライダと記録媒体との接触摺動により発生する塵埃の
影響による磁気ディスク装置の機械的耐久性悪化を有効
に防止することができる、という優れた効果を生じる。
また、凹溝を形成したことにより、記録媒体との接触面
積が減少するため相互間の摩擦力が低減され、吸着現象
が有効に防止される、という優れた効果を生じる。ま
た、塵埃が凹溝の側壁面に付着した場合でも、凹溝の窪
み部に塵埃が収納されるため、ＡＢＳ面に塵埃塊が突出
することがない、という優れた効果を生じる。

【００６２】請求項２記載の発明では、凹溝をサイドレ
ールの長手方向に対して所定の傾斜角方向に延設したの
で、凹溝に取り込まれた塵埃塊が円滑且つ効率よく磁気
ヘッドスライダの外部に排出される、という優れた効果
を生じる。

【００６３】請求項３記載の発明では、凹溝の最小幅を
１０〔μｍ〕以上としたので、発生した塵埃を凹溝内に
確実に取り込んで磁気ヘッドスライダの外部に排出する
ことができる、という優れた効果を生じる。

【００６４】請求項４記載の発明では、凹溝の深さを所
定範囲としたことで、塵埃塊を排出するための充分な凹
溝の容積を確保できると共に、記録媒体との間に生じる
正圧力を適正に保持できるので磁気ヘッドスライダ自体
の記録媒体に対する浮上量を均一に保つことができる、
という優れた効果を生じる。

【００６５】請求項５記載の発明では、凹溝の開口面積
をサイドレールとクロスレールの面積の３／５以下とし
たので、磁気ヘッドスライダと記録媒体との相互間に生
じる空気流の正圧力を充分に保持でき、磁気ヘッドスラ
イダを安定して浮上させることができる、という優れた
効果を生じる。

【００６６】更に、請求項６記載では、磁気ヘッドスラ
イダをＳｉ等の材料を用いて形成することとしたので、
性能及び強度に優れた磁気ヘッドスライダを安価に構成
することができる、という優れた効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す図であり、図１
（Ａ）は磁気ヘッドスライダをサイドレール側から見た
平面図であり、図１（Ｂ）は磁気ヘッドスライダを空気
流の流出端側からみた側面図である。

【図２】図１に開示した磁気ヘッドスライダの凹溝を示
す断面図である。

【図３】本発明の磁気ヘッドスライダの変形例を示す平
面図である。

【図４】本発明の磁気ヘッドスライダの他の変形例を示
す平面図である。

【図５】本発明の磁気ヘッドスライダの他の変形例を示
す平面図である。

【図６】本発明の磁気ヘッドスライダの他の変形例を示
す平面図である。

【図７】本発明の磁気ヘッドスライダの他の変形例を示
す平面図である。

【図８】本発明の他の実施形態を示す断面図である。

【図９】凹溝の底面と側壁面のなす角を変数としたとき
のヘッドクラッシュの発生割合を示す図である。

【図１０】凹溝の深さを変数としたときのヘッドクラッ
シュの発生率を示す図である。

【図１１】凹溝の幅を変数としたときのヘッドクラッシ
ュの発生率を示す図である。

【図１２】凹溝の延設方向とサイドレールの長手方向と
のなす角を変数としたときのヘッドクラッシュの発生率
を示す図である。

【符号の説明】

１磁気ヘッドスライダ２ａ，２ｂサイドレール３凹溝３ａ側壁面３ｂ底面３ｃ側壁面と底面のなす角４クロスレール６記録再生素子１０空気流１１空気流入端１２空気流出端

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の記録再生素子を担持すると共に稼
働時に所定の空気流が一方の面の近傍を通過するスライ
ダ本体と、このスライダ本体の一方の面に前記空気流に
沿って予め形成した少なくとも一対のサイドレールと、
これら各サイドレールにおける前記空気流の流入側端部
の相互間に形成されるクロスレールとを備えた磁気ヘッ
ドスライダにおいて、前記各サイドレールの一部領域に所定の凹溝を形成し、
この凹溝を、前記スライダ本体の一方の面に略平行な底
面と、前記サイドレールの表面と前記底面間を連結する
側壁面とにより形成すると共に、前記底面と側壁面との
なす角を９０度未満としたことを特徴とする磁気ヘッド
スライダ。
【請求項２】前記サイドレールの凹溝を、サイドレー
ルの長手方向に対して１０度ないし６０度傾斜した方向
に延設したことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド
スライダ。
【請求項３】前記凹溝の最小幅を少なくとも１０〔μ
ｍ〕以上としたことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘ
ッドスライダ。
【請求項４】前記凹溝におけるサイドレールの表面か
ら底面までの深さを５〔ｎｍ〕ないし５０〔ｎｍ〕とし
たことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドスライ
ダ。
【請求項５】前記サイドレールに形成されている凹溝
の開口面積の割合を、前記サイドレール及びクロスレー
ルの全面積の３／５以下としたことを特徴とする請求項
１記載の磁気ヘッドスライダ。
【請求項６】前記スライダ本体及びサイドレールを、
Ｓｉ、Ａｌ₂Ｏ₃ＴｉＣ、ＳｉＣ，ＳｉＮ、ＣａＴｉＯ₃
のいずれかひとつの材料から構成したことを特徴とする
請求項１記載の磁気ヘッドスライダ。