JP3962241B2

JP3962241B2 - 平滑面磁気ディスク対応ヘッドスライダ、ヘッドスライダアッセンブリ、および磁気ディスク装置、ならびに磁気ディスクの検査・製造方法、および磁気ディスク装置の組み立て方法

Info

Publication number: JP3962241B2
Application number: JP2001346170A
Authority: JP
Inventors: 谷　　弘詞; 光広正田
Original assignee: 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2021-11-12
Also published as: US20030090833A1; JP2003151233A; US6927942B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平滑な表面を有する磁気ディスクに好適な２０ｎｍ以下の極低浮上量の磁気ヘッドスライダの形状に関するものであり、特に磁気ディスクと常時接触、あるいは間欠的に接触する状態で使用されるヘッドスライダに係わり、接触時の摩擦力および振動を低減するヘッドスライダとそれを用いたヘッドスライダアッセンブリ、ならびに、該ヘッドスライダあるいは該ヘッドスライダアッセンブリに好適な磁気ディスクと組み合わせた磁気ディスク装置に関する。さらに、平滑な表面を有する磁気ディスクのバーニッシュ加工、グライド検査、エラー検査に前記ヘッドスライダあるいは前記ヘッドスライダアッセンブリを用いた磁気ディスクの検査・製造方法に関する。さらにまた、前記ヘッドスライダあるいは前記ヘッドスライダアッセンブリをサーボトラック記録工程で使用したことを特徴とする磁気ディスク装置の組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置における記録密度は著しい増加の一途であり、最近は１平方インチ当たり１０ギガビット以上のものまで発表されている。このような高記録密度を達成するためには、磁気ヘッドと磁気ディスクの磁気記録層との間隔をできるだけ近づけることが必須であり、現在は２０ｎｍ以下にしなければならない状況である。
【０００３】
最近の磁気ディスク装置においては、上記間隔を出来るだけ狭めるために磁気ディスクの表面粗さを極力小さくしなければならなくなった。その結果、磁気ディスクの回転の停止時に磁気ヘッドが接触し、磁気ディスクが回転し始めるとその気流によって磁気ヘッドが浮上するという従来のようなコンタクトスタートストップ方式から、磁気ディスクの停止時には磁気ヘッドが磁気ディスク上から離れたところに退避し（アンロード）、磁気ディスクが回転し始めると磁気ヘッドを磁気ディスク上にロードオンされるロードアンロード方式が採用されつつある。この場合、耐摺動性は若干緩和されるが、しかしロードオン時の衝撃や通常動作時でも突発的に発生し得る磁気ヘッドの姿勢異常による接触などに耐えなければならない。また、浮上量が著しく小さくなった現在では、平滑な表面を持つ磁気ディスクとヘッドスライダが接触すると接触時に大きな摩擦力が発生しヘッドスライダが大きく振動して記録再生が出来なくなる場合がある。
【０００４】
磁気ディスクはＡｌ合金基板やガラス基板などの非磁性基板上に下地膜、磁性膜、保護膜、潤滑膜を順次積層して構成される。現在の磁気ディスクの表面粗さはデータ面での中心線平均粗さＲａが０．５〜２．５ｎｍ程度であるのが一般的である。潤滑膜の材料としてはパーフルオロポリエーテルよりなる液体潤滑剤を用いるのが一般的であり、その膜厚は１．０〜３．０ｎｍが一般的である。
【０００５】
バーニッシュヘッドは特開平１０−１１２０２３号公報に記載のように磁気ディスク製造の最終工程においてバーニッシュ工程と呼ばれる突起除去あるいはクリーニングのための工程において使用される。前記公知例では磁気ディスクの表面粗さが小さい場合にバーニッシュヘッドが磁気ディスクに吸着して突起や汚れ除去の効果を出すことが出来なくなるため、バーニッシュヘッドの表面粗さを粗くして、吸着を回避する技術を開示している。
【０００６】
グライドヘッドは特開平１１−３７７４８号公報に記載のようにヘッドスライダの背部に圧電素子を取付て磁気ディスクの突起が接触したことを検出する突起検出検査工程で使用される。グライドヘッドの浮上量は現在では１０ｎｍ以下であり、磁気ディスクと接触すると大きな摩擦力が発生して磁気ディスクにスクラッチ傷や打痕傷を付ける場合がある。
【０００７】
エラー検査用のヘッドは特開２０００−５５８８３号公報に記載のように磁気ディスクの記録再生信号欠陥を検査するヘッドであり、ヘッドスライダの空気流出端近傍に記録再生素子を搭載している。また、磁気ディスク装置の組立工程では、サーボ信号を磁気ディスクに書き込む工程であるサーボトラック記録工程があり、その際にクロックヘッドと呼ばれる基準信号を磁気ディスクに書き込むためのヘッドが使用される。このクロックヘッドは、磁気ディスクの外周端近傍にクロック信号を書き込むことが多く、その工程中にヘッドとディスクが接触して磁気ディスクが平坦な場合には正常な記録が出来ない場合やディスクに傷を付ける場合がある。
【０００８】
コンタクトスタートストップ方式では、磁気ディスクの表面の面粗さが小さくなり平坦になればなるほどスティクションが増加し、磁気ディスク装置の起動を阻害する原因となる。そこで特開平６−２０３５１４号公報には、スライダの空気軸受け面に段付き突起をもうけることでスティクションを低減する技術が開示されている。この公知例は段付き突起の高さを０．０１ミクロンより大きくし１．５ミクロンより小さくすることで、磁気ディスクとスライダとの接触面積を減少させることによって、スライダの浮上安定性とスティクションの低減が可能であることを示唆している。しかしながら、高速でヘッドが磁気ディスクに接触した場合の摩擦力を低減する効果があるかどうかは開示されていない。
【０００９】
また、特開平１１−２５６２９号公報には、前述の公知例と同じような段付き突起を有するヘッドスライダで、スライダの空気軸受け面の磁気ディスク記録面に対する傾斜角度、すなわち、ピッチ角度が０．５〜１．５ｍｒａｄの角度を有するスライダが開示されている。この公知例では中心線平均粗さＲａが１ｎｍ以下の磁気ディスクで上記のピッチ角度になるように段付き突起の高さを調整することで磁気ディスクとの接触面積を小さくしてスティクションを低減する。この公知例においても、高速接触時の摩擦力低減のための技術については開示されていない。
【００１０】
特開平９−２４５４５１号公報には、スライダの空気軸受け面に突起を形成して磁気ディスクが静止している状態での磁気ディスクとヘッドスライダとの接触面積を小さくして吸着を回避する技術が開示されている。この公知例では磁気ディスクの面粗さが小さくなればなるほどスライダ面の突起の面積を小さくする必要があることを示している。特開平８−１０２１６４号公報にも同様に、スライダ面の一部に薄膜からなる段差を形成して磁気ディスクとの接触面積を低減して静摩擦力を低減する技術が開示されている。しかし、これらの公知例でも高速接触時の摩擦力低減のための技術は述べられていない。
【００１１】
特開平１０−４９８５０号公報、特開平１１−１８５４１８号公報にはスライダの空気流入端近傍に段差を設けたスライダにおいて記録再生素子の位置での浮上量と空気流出端の浮上量との差を小さくするための方法として空気軸受け面と磁気ディスク面との角度を制御して、かつ空気流出端部分にテーパをつけることで素子から空気流出端最下点までの距離を小さくする方法が開示されている。また、スライダサスペンションに関する公知例として、特開平６−１１９７３６号公報がある。この公知例は、ヘッドの面外剛性の低減とスライダ荷重のばらつきを低減するため、サスペンションを固定するベースプレートの横とスライダを接着している部分との２ヵ所の可動部分を設けたサスペンションを開示している。しかし、これらの公知例でも高速接触時の摩擦力低減のための技術は述べられていない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術ではヘッドの浮上量が著しく小さくなって磁気ディスクと間欠的、あるいは連続的に接触する場合の高速接触時のヘッドスライダと磁気ディスクとの間の摩擦力を低減することが出来ていない。
【００１３】
すなわち、バーニッシュヘッドの場合には磁気ディスクの突起を低くなるように加工するためには出来るだけ低浮上で突起の上をヘッドが通過することが望ましいが、そうすると磁気ディスクと接触したときにバーニッシュヘッドが振動して磁気ディスクを傷つけ、その後のグライド検査、エラー検査の合格率が低下する。
【００１４】
グライドヘッドおよびエラー測定用ヘッドの場合も同様で、突起欠陥を検査するためには磁気ディスク装置に使用される磁気ヘッドよりも低い浮上量で検査することが必要であり、そのため磁気ディスクと接触する確率が高くなる。接触した場合にはヘッドが振動して磁気ディスクを傷つける。そのため、突起欠陥検査、エラー検査はスライダの浮上量を１０ｎｍ以下に下げると、製造中に磁気ディスクに傷をつけ、突起として盛り上がったまま磁気ディスク装置に組み込まれ、稼働中にその部分がエラーとして発生する場合がある。また、磁気ディスク装置は組み立てた後にエラーやサーマルアスペリティの登録を行うが、その際に磁気ディスク上の突起が多いとエラーの登録オーバーや登録に長時間要するという問題がある。
【００１５】
クロックヘッドの場合も接触するとヘッドが磁気ディスクを傷つけること、および、クロック記録位置がデータエリア外の外周であってもロード・アンロード方式の磁気ディスク装置の場合には、磁気ディスク装置のヘッドがその傷の上を通過するため、さらに傷が大きくなること、さらには、ヘッドに傷が入ることなどで磁気ディスク装置の信頼性が低下すると言う問題がある。具体的な例としては、装置の稼働時間経過に伴いエラーが増加し、記録されたデータが消失するという問題が発生する。いずれのヘッドにおいても磁気ディスクとヘッドが高速で接触した場合、特に平坦な磁気ディスクの場合に発生する接触時の摩擦力を低減可能なヘッドスライダ、スライダサスペンションを提供することが必要となる。
【００１６】
磁気ディスク装置に使用されるヘッドスライダでも、磁気ディスクと接触すると磁気ディスクの潤滑剤が掻き取られる場合や、ヘッドが大きく振動・跳躍するため正常に記録再生できなくなる場合、磁気ディスクに傷が入る場合がある。
【００１７】
以上に鑑み、本発明は高速で平滑な表面を有する磁気ディスクと接触した際にも大きい摩擦力が発生せず、ヘッドが振動しないヘッドスライダ、ヘッドスライダアッセンブリ、およびこれらを用いた磁気ディスクの検査・製造方法・ならび磁気サーボ記録方法を提供することを目的とする。
【００１８】
また、高速で連続接触しつつ記録再生を行う磁気ディスク装置においては高速で摩擦振動の小さいヘッドスライダ、スライダサスペンションが必須であり、さらに重要な課題である。従来の技術においてヘッドスライダと磁気ディスクとが接触し大きい摩擦力の発生があると、磁気ディスクが傷つき、磁気ディスク装置の稼働経過に伴い、エラーの増加、すなわち記録信号の消失などの問題が発生する。さらに、従来の技術ではスライダの軸受け面に段差あるいは突起を形成して磁気ディスクとの接触面積を低減することでスティクションの低減を図っているが、その場合、接触面積が小さい状態で高速で接触すると、接触面圧が大きくなるためヘッドあるいは磁気ディスクが摩耗し易くなり、信頼性の低下を招く。
【００１９】
これらに対し、本発明は接触面積を大きくして接触面圧を小さくし、高速での磁気ディスクとの接触においても摩耗を低減する手段を提供することおよびそれらを用いた磁気ディスク装置を提供することをもうひとつの目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、磁気ディスク円板上を浮上させるための複数の空気軸受け面、または磁気ディスク円板上を接触しつつ滑らかに滑走させるための複数の潤滑軸受け面、および、回転する磁気ディスクへの押し付け荷重力をうける荷重点あるいはピボット点を有するヘッドスライダにおいて,該荷重点（ピボット点）よりスライダ進行方向前方の前記軸受け面の、前記磁気ディスク円板面への最近接先端部あるいは接触部より前方に向かう磁気ディスク面に対する傾斜角度（ピッチ角度）が、最近接先端部あるいは接触部より後方に向かう磁気ディスク面に対する傾斜角度より小さく、前記各軸受け面のヘッドスライダー進行方向に対して横方向の幅の少なくとも一部分が１５０μm以上であるようにした。
【００２１】
また、前記ヘッドスライダにおいて、前記軸受け面の、前記磁気ディスク円板面への最近接先端部あるいは接触部よりスライダ進行方向前方に向かう磁気ディスク面に対する傾斜角度（ピッチ角度）が２０μｒａｄ以上１５０μｒａｄ以下であるようにした。
【００２２】
さらに、前記ヘッドスライダーにおいて、上記軸受け面の少なくとも一つの面が同一平面上になく、ヘッド荷重点（ピボット点）よりスライダ進行方向の前方に位置する流入端近傍の軸受け面に段差が形成されており、該段差によって決定される軸受け面の磁気ディスク面に対する傾斜角度（ピッチ角度）が２０μｒａｄ〜１５０μｒａｄであるようにした。
【００２３】
また、前記ヘッドスライダーにおいて、荷重点（ピボット点）よりスライダ進行方向前方に位置する空気流入端近傍の軸受け面に形成された段差面によって決定される軸受け面の、磁気ディスク面に対するヘッドスライダーの進行方向に向かう傾斜角度（ピッチ角度）が、荷重点後方に位置する空気流出端近傍の軸受け面と磁気ディスク面とで決定されるヘッドスライダーの進行方向に向かう傾斜角度（ピッチ角度）より大きくなるようにした。
【００２４】
さらにまた、前記ヘッドスライダーにおいて、スライダの長手方向の中央部付近でスライダの軸受け面が磁気ディスク円板面側に凸になるようにし、空気流出端近傍の軸受け面の段差と磁気ディスク面とで決定される傾斜角度（ピッチ角度）が２０μｒａｄ〜１００μｒａｄであるようにした。
【００２５】
さらに、前記ヘッドスライダの軸受け面が同一平面上にあり、各軸受け面はスライダの進行方向と磁気ディスク円板面の双方に対して垂直な方向に形成された溝を有し、各溝は磁気ディスク円板面に対し傾斜角をもって各々の深さの溝として形成されており、かつ、各軸受け面において該傾斜角度の小さい溝が前方に、隣り合ってあるいは接触部を介して傾斜角度の大きい溝が後方に配置されたテクスチャを形成するようにした。
【００２６】
また、情報が記録される磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に対して情報の読み書きを行う磁気ヘッドを備えたヘッドスライダーとを含む磁気ディスク装置において、前記磁気記録媒体として搭載される磁気ディスクの中心線平均粗さＲａが１．３ｎｍ以下であり、かつ、該磁気ディスクの有する潤滑剤の表面張力が２０×１０^−３Ｎ／ｍ（２０ｄｙｎ／ｃｍ）以上であり、該潤滑膜厚が１．０ｎｍ以上であり、さらに、前記ヘッドスライダーが上記に記載のヘッドスライダであるようにした。
【００２７】
さらに、前記ヘッドスライダを取り付けるためのスライダサスペンションにおいて、スライダ支持部の回転支持機構とサスペンション-アーム近傍のサスペンション折り曲げの部との間に1個の変形可能部を有し、回転支持機構部とスライダ側のサスペンション剛体部とを合わせたスライダピッチ方向の回転剛性率より、変形可能部のスライダ方向への剛性率が小くなるようにした。
【００２８】
また、上記のヘッドスライダまたはヘッドスライダアセンブリを磁気ディスクのバーニッシュ工程、グライド検査工程、およびエラー検査工程の少なくともいずれかに用いるようにした。
【００２９】
さらにまた、上記のヘッドスライダまたはヘッドスライダアセンブリをサーボトラック記録工程で使用するようにした。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して、説明する。
（実施例１）
磁気ディスク上を浮上させるための複数の空気軸受け面、または磁気ディスク上を接触しつつ滑らかに滑走させるための複数の潤滑軸受け面を有するヘッドスライダにおいて、磁気ディスクと接触する可能性のある軸受け面の接触部近傍において、ヘッドスライダの進行方向の前方側に発生する潤滑剤の圧縮圧力が後方側に発生する圧縮圧力よりも大きくなり、高速回転時においても、平滑な磁気ディスク円板上を極低浮上あるいは潤滑膜を介して安定に滑走するヘッドスライダの作製について図１、図２、および図３を使い具体的に説明する。
【００３１】
以下の実施例において、回転する磁気ディスク面上の磁気ヘッドスライダの進行方向を前方、後退方向を後方として記述する。
【００３２】
ヘッドスライダ１が潤滑膜４を有する平滑な磁気ディスク５と接触する場合（図１）を示す。スライダーの荷重点（ピボット点）２２の前方（ヘッドスライダー進行方向の前方）において、スライダー軸受け面２０１の磁気ディスク円板への最近接先端部（接触部）７０１より前方に向かう傾斜角度６０１は、同先端部（接触部）７０１から後方に向かう傾斜角度６０２すなわちスライダー軸受け面２０１の後縁面２０２の傾斜角度６０２よりも小さく形成されている。ここにおいて、この最近接先端部（接触部）７０１の前方には比較的多量の潤滑剤の溜まり２が発生し、後方に形成された潤滑剤の溜まり３は前方の溜まり２よりも少ない。
【００３３】
この近傍におけるヘッドスライダーに作用する力についてさらに詳しく説明する。第４図は第1図におけるスライダーの磁気ディスク円板への最近接先端部（接触点）近傍を拡大して示した図である。平滑な円板とヘッドスライダがあるピッチ角度θｐ１（第１図の傾斜角度６０１に相当）、θｐ２（第１図の傾斜角度６０２に相当）で接触している接触点近傍の潤滑剤の形態から潤滑剤とヘッドスライダ間の力を第４図を参照して下記のように見積もることが出来る。
【００３４】
すなわち、前方に溜まる潤滑剤２はヘッドとの間にメニスカスを形成し、メニスカス力Ｍ１でヘッドを磁気ディスク側に引きつける。また、ヘッドは接触点前方の潤滑溜まり２に乗り上げようとするため、潤滑剤は圧縮されヘッドスライダは垂直方向に圧縮圧応力Ｐ_１で磁気ディスクから離れる方向へ押し上げられる。後方の潤滑剤についても同じでメニスカス力Ｍｔ、圧縮応力Ｐ_ｔが発生する。前方、後方のメニスカス力は潤滑剤とヘッドの軸受け面のなす角度をθ_Ｍ１、θ_Ｍｔとしたとき、それぞれＣＯＳ（θ_Ｍ１）_、ＣＯＳ（θ_Ｍｔ）に比例するとともに潤滑剤の表面張力に比例する。またスライダと接触している潤滑剤の量が多くなるとメニスカス力は増加する。
【００３５】
一方、第３図に示したように、スライダのピッチ角度θｐ１、θｐｔが小さくなり、磁気ディスクの面粗さレベルにスライダ面とディスク面が接近するとメニスカス力は接触面前方と後方で発生するが、接触面の下部では潤滑剤が進入しないために潤滑剤は圧縮されず、スライダにも圧縮応力は働かない。また、前方のメニスカス力は大きいため、接触面は進行方向に対し前方側で磁気ディスクに引きつけられるため、ますます、接触面へ潤滑剤が進入しないこととなる。
【００３６】
また、スライダのピッチ角度θｐ１が十分に大きい場合、すなわち前方と後方で潤滑溜まりの量が実質的に変わらない程度になった場合（図１でピッチ角度６０１が大きい状態）では、前方に溜まる潤滑剤の量が少ないことと、圧縮応力Ｐ１がＣＯＳθｐ１に比例すると考えると、メニスカス力と潤滑剤の圧縮応力が小さくなると推定される。すなわち、ピッチ角度θｐ１が大きすぎても小さすぎても潤滑剤の圧縮応力は小さくなり、ヘッドスライダは磁気ディスクから離れにくくなる。しかしながら、ピッチ角度θｐ１を適当な値として、接触点の進行方向に対して垂直な方向の幅を大きくして、ヘッドの荷重を最適な値とすれば、メニスカス力と潤滑剤の圧縮応力とスライダ荷重を釣り合わすことが出来て、ヘッドスライダは潤滑膜の上を浮上しするため、スライダと磁気ディスクとの固体接触を回避することが出来て、本来の潤滑膜の機能である摩擦力低減の効果を発現することができる。すなわち、ピッチ角度θｐ１を最適化することで高速接触時の摩擦力を低減可能であり、かつ固体接触を起こさないので、耐摩耗性の極めて優れたヘッドスライダと磁気ディスクとの組合せとすることが出来る。この考えからすると、従来の技術である接触面積を小さくしてスティクションを小さくする方法とは逆であり、潤滑膜とスライダの軸受け面との接触面積を大きくし、前方の潤滑膜の圧縮応力を大きくすることで摩擦力を低減できることになる。
【００３７】
ここにおいて、前記荷重点より前方の上記傾斜角度（ピッチ角度）は、２０μｒａｄ〜１５０μｒａｄが好適範囲である。また、各軸受けの進行方向に対して垂直な方向の幅は１５０μｍ以上が安定浮上および安定滑走に必要である。
【００３８】
また、平滑でない磁気ディスク７とヘッドスライダ１が接触した場合（図２）は、接触点８において潤滑剤の溜まりは分散されて接触点前方、後方で潤滑剤の溜まりの量の差は少なく、本発明の効果は顕れない。
【００３９】
（実施例２）
具体的なヘッドスライダ形状の他の例について、図５にその概略を示す。
上図にスライダの磁気ディスク対向面の概略平面図を、下図に磁気ディスク上に静止している場合の概略側面図を示す。スライダには軸受け面が３面（１１、１１、１４）形成されている。次に負圧制御用の浅トレンチ面１２、１３、深トレンチ面１５が形成されている。さらにスライダの流入端１４０から長さ２１の間に軸受け面上に段差１６が形成されており、その段差の高さは１８である。この場合、この段差１６によってスライダの軸受け面と磁気ディスクとのピッチ角１７０は決定される。スライダの荷重点２２は前方の軸受け面１１と後方の軸受け面１４との間に形成されている。軸受け面の幅２０、１９は１５０μｍ以上で、この幅は、軸受け面と磁気ディスクとの接触幅と一致することになる。このように、ヘッドスライダの流入端近傍の軸受け面に段差が形成されており、その段差によって決定されるヘッドスライダのそれぞれの軸受け面のピッチ角度１７０は２０μｒａｄ〜１５０μｒａｄになるように調節する。軸受け面の数はさらに多くすることも可能である。また図５では段差が流入端から連続して存在するが、かならずしも連続していなくても良い。
【００４０】
（実施例３）
具体的なヘッドスライダ形状のさらに他の例として、２個の軸受け面を有するヘッドスライダを図６に示す。
図において、軸受け面２３は流入端近傍にテーパ２４を有し、流入端から流出端まで連続して形成されている。軸受け面上には流入端から長さ２９の領域に段差２５が形成されている。その高さ２７をもって軸受け面２３上に形成された段差面によりピッチ角度２６１が決定される。スライダ幅２８、テーパ２４、ヘッド荷重２２で浮上量は決定される。テーパ２４は連続接触するスライダの場合は特に必要ない。
【００４１】
また、流入端近傍の軸受け面に形成された段差面と磁気ディスク面とのなす角度で決定されるピッチ角度（傾斜角度）２６１を、流出端近傍の軸受け面と磁気ディスク面とで決定されるピッチ角度（傾斜角度）２６２より大きくすることで、流出端近傍に配置される記録再生素子と磁気ディスクとの距離を接近させることが可能である。具体的には、スライダの長手方向の中央部付近あるいは流入端近傍の軸受け面から流出端近傍の記録再生素子との間で、スライダの軸受け面側が磁気ディスクに対向する方向へ凸になるようにスライダを加工し、流出端近傍の軸受け面と磁気ディスク面とで決定されるピッチ角度を２０μｒａｄ〜１００μｒａｄとすることで達成される。この加工は、従来からクラウン加工として行われている加工を用いれば容易に行うことが出来て、例えばヘッドスライダの背面をレーザ光でスクライブ加工することなどで可能である。本形状例につき、図７の概念図でさらに説明する。
【００４２】
スライダの流入端近傍には段差２５が形成されその高さ２７とスライダ中央部付近のクラウン３２によって段差部のピッチ角度３０と流出端側の軸受け面のピッチ角度３１は決定される。このようなスライダとすることで前述した流出端近傍の記録再生素子と磁気ディスクとの間隔を小さくすることが容易にできる。
【００４３】
軸受け面に形成する段差を従来からスライダ面の保護膜として使用されているカーボン膜で形成すれば、耐摩耗性の点でより好ましい。
【００４４】
（実施例４）
また、本発明による潤滑剤のヘッドスライダに対する圧縮応力の制御方法として流入端近傍に段差を設ける方法ではなく、軸受け面に溝の斜面角度の異なるテクスチャー溝を形成するもう一つの方法がある。かかるテクスチャー溝の形成にはエッチング加工を用いる。ヘッドスライダに対するエッチング加工では、深くエッチングするとエッチングされた溝の斜面の角度は大きくなり、浅くエッチングすると小さくなる。あるいは、エッチング条件でエッチング溝斜面の角度を変化させることも可能である。そこで、軸受け面を同一平面上に配置し、スライダの進行方向に対して垂直な方向で各軸受け面に傾斜角の小さいテクスチャー溝を前方に形成し、その後方に隣り合って傾斜角の大きいテクスチャー溝を形成し、これらから組み合わされたテクスチャ溝を形成すれば、スライダの軸受け面における本発明の意図する傾斜角度（ピッチ角度）の関係を得ることが出来る。本方法による磁気ヘッドスライダの具体的な例を図８、図９により説明する。
【００４５】
図８は、左からテクスチャー浅溝、それと隣り合った接触面およびテクスチャー深溝なる形状を繰り返して形成したスライダの軸受け面の磁気ディスクとの接触状態を表す断面模式図である。テクスチャー浅溝３５（その底面３５０）の斜面３５１は角度が小さく、テクスチャー深溝３６（その底面３６０）の斜面３６１は角度が大きい。かかるテクスチャー溝はエッチング条件の選択により形成される。この構造において、テクスチャー浅溝側の斜面は角度が小さいため潤滑剤の溜まり２が多くなり逆にテクスチャー深溝側の斜面の潤滑剤の溜まり３は少なくなる。実際のスライダの磁気ディスク対向面の平面概略は図９のようであり、軸受け面にそれぞれ図８に示した形状のテクスチャー溝が形成されている。
【００４６】
本発明のヘッドスライダは、潤滑剤の圧縮応力を大きくするために各軸受け面の幅（図９に示す空気流入軸受け面のテクスチャ幅２１０、空気流出軸受け面のテクスチャ幅１９１）は大きい方が好ましく、ヘッドスライダの流入端から流出端へ向かう位置でほぼ同じ位置にある軸受け面の幅の短手方向への和が３００ミクロン以上であることが好ましく個々の軸受け面の幅は１５０ミクロン以上が好適である。応用においては、この上記の条件下においてヘッドスライダの設計浮上量を考慮し、軸受け面の幅、長さ、個数を設計することにより本発明の効果による接触摩擦力の小さいヘッドスライダを得ることが出来る。
【００４７】
また、本発明のヘッドスライダに相対する磁気ディスクの面粗さは図２に示したように粗さが大きいとその効果が小さくなるため、中心線平均粗さＲａが１．３ｎｍ以下の磁気ディスクと組合せた方が好ましい。さらに、本発明は磁気ディスクの潤滑剤の特性とも大きく係わるものである。そこで、潤滑剤はメニスカスを形成しやすくかつ圧縮応力を大きくできるものが好ましい。現実的にはパーフルオロポリエーテル系の潤滑剤で温度２０度での表面張力が２０ｍＮ／ｍ〜３０ｍＮ／ｍのフォンブリンＺ−ＤＯＬ、フォンブリンＺ−ＤＯＬＴＸ、あるいはフォンブリンテトラオールといったアウジモント社製のパーフルオロポリエーテルなどが使用できる。また、ハイドロカーボン系の潤滑剤は表面張力がパーフルオロポリエーテル潤滑剤より大きいため、さらにメニスカスを形成しやすい。しかしながら、潤滑剤の他の特性、たとえば、耐摩耗性や熱に対する飛散性、腐食性、分解性などを考慮して潤滑剤の設計を行うことが望ましい。
【００４８】
（実施例５）
また、本発明のヘッドスライダに好適なスライダサスペンションとして、スライダ支持部の回転支持機構とサスペンション−アーム近傍のサスペンション折り曲げの部との間に１個の変形可能部を有し、回転支持機構部とスライダ側のサスペンション剛体部とを合わせたスライダピッチ方向の回転剛性率より、変形可能部のスライダ方向への剛性率が小さいヘッドサスペンションを形成し、これを本発明のヘッドスライダーと組み合わせ、ヘッドスライダーアッセンブリとした。図１０、図１１により本発明のスライダサスペンションの作用を説明する。
【００４９】
図１０に従来より通常に使用されているスライダサスペンション５４を模式的に示す。ヘッドスライダ５１は、スライダ支持部の回転支持機構５２とサスペンションアーム５５との間のスライダサスペンション５４に取り付けられている。スライダが磁気ディスクと接触し摩擦力Ｆ５３が作用するとスライダとサスペンションは振動・変形する。図１０に示した従来のサスペンションの場合は回転支持機構５２とアーム取付部の変形部５８とで変形する。スライダの振動に伴いサスペンションは５６、５７のように変形するが、摩擦力の方向への変形量は小さいため、ヘッドの振動は吸収されず持続する。
【００５０】
それに対し、図１１に示した本発明のスライダサスペンション６４の実施例では、上記ヘッドの振動はサスペンションの動きに吸収され、ヘッドの振動は持続しない。その作用と効果を説明する。ヘッドスライダ６１は、スライダ支持部の回転支持機構６２とサスペンションアーム６５との間に１個の変形可能部６４を有するスライダサスペンション６８に取り付けられている。スライダが磁気ディスクと接触し摩擦力Ｆ６３が作用するとスライダとサスペンションは振動・変形する。サスペンションの変形可動部６４はヘッドとサスペンション先端部の回転支持機構６２の振動とともに６６、６７のように変形する。摩擦力がスライダに作用したときサスペンションの変形可動部６４は摩擦力方向への変形６６に対する剛性が、スライダとスライダとつながるサスペンション固体部の前のめり変形に対する剛性より小さいために、スライダは前のめりにならずに摩擦力方向に平行移動して、ヘッドの回転支持機構の振動を吸収することが可能となる。
【００５１】
即ち、この場合、回転支持機構部とスライダ側のサスペンション剛体部とを合わせたスライダピッチ方向の回転剛性率より、変形可能部のスライダ方向への剛性率が小さく、ヘッドの回転支持機構の振動を吸収することが可能となる。図１２に示したサスペンションも上記と同じ効果を得ることが出来る。
【００５２】
この場合、サスペンション７６のアーム取付部７５とスライダ回転支持機構７２の中間に並進方向に変形しやすい変形可動部７４をもうけたサスペンションであり、スライダの回転剛性より変形可能部の並進剛性が小さいため、スライダの振動を吸収することが出来、図１１に示したサスペンションと同じ作用を持つ。
【００５３】
本実施例に示したサスペンションは、前記の磁気ヘッド素子を有する本発明のスライダを取り付け、スライダサスペンションアッセンブリとして、磁気ディスク装置に搭載される。
【００５４】
（実施例６）
図５、６、７、９に示したような上記本発明実施例のヘッドスライダを磁気ディスクのバーニッシュ工程、グライド検査工程、エラー検査工程に使用した。この場合、磁気ディスクとスライダが接触してもスライダの振動が小さいため、磁気ディスクに傷つけることなく、バーニッシュや検査を行うことが出来る。さらに、上記図１１、１２に示した本発明実施例のスライダサスペンションアッセンブリを使用すれば、その効果はもっと確かなものとなる。
【００５５】
また、本発明のバーニッシュやグライド検査、エラー検査を行うことで、ヘッドの浮上量を１０ｎｍ以下に小さくしても磁気ディスクが傷つかず精度の高い検査が可能であるため、その磁気ディスクを組み込んだ磁気ディスク装置は、稼働中のエラーの発生が少ない。さらに組立に要する時間も短く、組立検査の時間を短縮可能である。
【００５６】
磁気ディスク装置の組立工程のサーボトラック記録工程で使用されるクロックヘッドに本発明のヘッドスライダを用いれば、磁気ディスクとスライダが接触しても、磁気ディスクに傷つけることが少なく、スライダの振動も小さいため、その装置稼働中の信頼性低下が少なくなる。
【００５７】
磁気ディスク上の潤滑剤の経時的な減量を少なくする方法としては、磁気ディスク装置内に磁気ディスクに使用している潤滑剤と同じ種類の潤滑剤を配置して、潤滑剤をガス化させて磁気ディスクに供給して、潤滑剤の減量を少なくすることが可能である。そのためには、磁気ディスク装置内に配置する潤滑剤は分子量が小さいものが好ましい。
【００５８】
（実施例７）
本発明の実施の形態を更に詳細に説明する。図１３は本発明のヘッドスライダ、サスペンションを搭載した磁気ディスク装置を示す斜視概略図である。
磁気ディスク装置は、記録再生素子を搭載した磁気ヘッドスライダ８１、サスペンション８２、磁気ディスク８３、スピンドルモータ８４、ボイスコイルモータ８５、信号処理回路８６、塵埃除去フィルタ８７などの部品によって構成されている。磁気ヘッドスライダ８１は、磁気ディスク８３が回転することで浮上あるいは連続的に磁気ディスク上を滑走する。磁気ディスク上を安定的に浮上、あるいは滑走するために上述のごとくスライダ面には軸受け面が形成されている。
【００５９】
本磁気ディスク装置に搭載する本発明のヘッドスライダの実施例を実施例７として図５を参照してさらに詳細に説明する。ここで用いたスライダ材料はアルミナチタンカーバイドであり、スライダの大きさは１．２５ｍｍ×１．０ｍｍである。流出側の軸受け面１４は長さ２００×幅３００ミクロン（幅は図中１９）、流入側の軸受け面１１は左右に１個づつ配置され、その大きさは長さ３００ミクロン、広幅４００ミクロン、狭幅２００ミクロンである。所定のエッチングマスクを形成した後、イオンエッチング法によって、深トレンチ面１５は約２ミクロンの深さで、浅トレンチ面１２、１３は０．２ミクロンの深さで加工し、エッチングマスクは取り除いた。ヘッドの荷重は約３０ｍＮである。記録再生素子は、後方の軸受け面の流出端から３０ミクロンの位置に配置した。上記のようにスライダの形状を製作した後、全面にＳｉ膜を２ｎｍスパッタ法で形成し、その上にＣＶＤ法によってカーボン膜を５ｎｍ形成した。スライダのクラウン量はスライダ全体を円柱近似してその曲率から求めた。その結果クラウン量は−２〜８ｎｍ程度であった。このヘッドスライダの場合周速７ｍ／ｓでの浮上量は約１５ｎｍである。本実施例の場合、流入端から２００ミクロン、前方の軸受け面で１００ミクロンの位置までカーボン膜を２０ｎｍ〜５００ｎｍの間で数種類の膜厚で成膜して段差を形成した。
【００６０】
（実施例８）
また、実施例８として軸受け面の幅（パッド幅ともいう）をそれぞれ５０〜３５０ミクロンの範囲で変化させたサンプルを作製した。幅が変わるとヘッドの浮上量も変化するため、スライダ流入端の前方の軸受け面を流入端より設けて、浅トレンチ面ステップ部をなくし、浮上しない、すなわち磁気ディスクと連続的に接触滑走するスライダとした。比較例１として段差を形成していないヘッドスライダを用意した。段差はＡＦＭ（走査型プローブ顕微鏡ＮａｎｏｓｃｏｐｅIII^TM ＤｉｇｉｔａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製）によりタッピングモードでスキャンサイズ３０×３０μｍ、スキャンレート１Ｈｚ、サンプル数５１２、Ｚ−ｌｉｍｉｔ４４０Ｖ、フィルター処理Ｆｌａｔｔｅｎ、カンチレバー単結晶シリコン製、先端曲率半径５〜２０ｎｍという測定条件で測定を行った．その結果は後にまとめて示す。測定はそれぞれ数回の測定を行い、その平均値を測定結果とした。
【００６１】
ここでヘッドスライダの特性を調査するために用いた磁気ディスクの断面構造概略図を図１４に示す。
この磁気ディスクはアルミノシリケートよりなる強化ガラス基板８８を洗浄した後、ＮｉＴａ合金シード層８９を３０ｎｍ、その上にＣｒＴｉ合金下地膜９０を５ｎｍ、その上に下部磁性層９１としてＣｏＣｒＰｔ合金膜を、その上にＲｕ中間膜９２を、その上に上部磁性層９３としてＣｏＣｒＰｔＢ磁性膜を、その上にダイヤモンドライクカーボン膜９４を３．５ｎｍ成膜した。磁性膜までの成膜はスパッタ法、ダイヤモンドライクカーボン膜はイオンビームデポジション法で行った。保護膜の表面には液体潤滑剤９５をディップ法で形成した。潤滑剤はアウジモント社製のフォンブリンＺ−ＤＯＬを用いた。分子量は約３０００である。潤滑膜の厚さはＦＴＩＲで測定したところ約２．０ｎｍであった。磁気ディスクの表面粗さはガラス基板の表面粗さを変化させて制御した。本実施例では基板面の粗さが、Ｒａ０．３〜１．７ｎｍ、Ｒｐ３．０〜１４．０ｎｍとしたものを用意した。ここで、Ｒａ、Ｒｐは、それぞれＪＩＳＢ０６０１―１９９４の算術平均粗さ、山頂線−平均線間距離である。基板の粗さは、ＡＦＭ（走査型プローブ顕微鏡ＮａｎｏｓｃｏｐｅIII^TM ＤｉｇｉｔａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製）によりタッピングモードでスキャンサイズ１０×１０μｍ、スキャンレート１Ｈｚ、サンプル数５１２、Ｚ−ｌｉｍｉｔ４４０Ｖ、フィルター処理Ｆｌａｔｔｅｎ、Ｌｏｗｐａｓｓ、カンチレバー単結晶シリコン製、先端曲率半径５〜２０ｎｍという測定条件で測定を行った結果を示した。測定はそれぞれ数回の測定を行い、その平均値を測定結果とした。
【００６２】
本発明において非磁性磁気ディスク基板としては磁気ディスク用として市販されているガラス基板が面粗さを小さくできるので好適に使用されるが、他の基板でも面粗さを小さくすることが出来れば使用可能である。
【００６３】
実施例７のヘッドスライダを取り付けたサスペンションは図１０に示したようなタイプ１９３０と呼ばれるタイプの通常に使用されているものである。実施例８のヘッドスライダは図１５に示したものであり、荷重は４〜８ｍＮに設定した。このサスペンションは図１１に示した本発明の構造原理に基づき製造したものであり、サスペンション中央部にスライダ６２の背面の回転支持部の回転剛性より小さい並進剛性を持つ変形可能部６４を有している。
【００６４】
実施例７、比較例１のヘッドスライダをＲａ０．６ｎｍの粗さの磁気ディスク上で周速７ｍ／ｓで浮上させた状態で、気圧を２６６００Ｐａまで減圧し、その時の摩擦力の振幅およびＡＥ（アコースティックエミッション）を測定した。摩擦力の振幅は摩擦力の増加とともに大きくなり、ＡＥ出力も大きくなる。気圧とＡＥ出力の測定結果例を図１６に示す。
【００６５】
図の上二段は比較例１で減圧していったときのＡＥ出力の変化（気圧の変化に対応してＡＥ出力を示す）を表しており、下二段は実施例７で軸受け面に５０ｎｍの段差をつけた場合のそれを示している。大気圧下でＡＥ出力はほとんど出ていない（９６の状態）が、減圧していく（図で右にゆく）と比較例１の場合はスライダが接触を開始（９７の状態）して、さらに減圧するとスライダが振動して極めて大きいＡＥ出力（９８の状態）が測定された。それに対して本発明のスライダを用いた実施例７では減圧をしていってもスライダの振動に伴う巨大なＡＥ出力は測定されなかった。
【００６６】
（実施例９）
さらに、実施例７において、段差の高さを変え、結果としてピッチ角を変えたスライダを作成した。これらを実施例７と同様のヘッドサスペンションのサスペンションに取り付け、気圧２６６００Ｐａ下の摩擦力の振幅を比較した。結果を図１７に示す。
【００６７】
ピッチ角が０の場合（すなわち比較例１）は摩擦力振幅は大きく、ピッチ角を２０μｒａｄ以上とするだけで、摩擦力振幅は急減した。ピッチ角をもっと増加して２００μｒａｄ以上とすると摩擦力振幅は増加していく。この結果から実施例７のスライダを用いたヘッドでは、ピッチ角を２０〜２００μｒａｄとすることで摩擦力振幅が極めて小さくなっていることが判った。
【００６８】
０．６ｎｍの磁気ディスク上で周速７ｍ／ｓで連続摺動させたときの摩擦力振動振幅を測定した。その結果を図１８に示す。
【００６９】
驚くべきことに従来の技術で示唆されていた接触面積を小さくする、すなわちパッド幅を小さくするとスティクションが小さくなるという現象とは逆にパッド幅を大きくすると摩擦力の振動振幅は小さくなるという結果を得た。
【００７０】
（実施例１０）
上記の結果が従来の技術とは異なる現象を示している点に着目し、さらに磁気ディスクの潤滑膜厚と表面粗さの異なる磁気ディスクと、実施例７のピッチ角を規定する段差が５０ｎｍのヘッドスライダの組合せで、摩擦力の振動振幅を比較した。潤滑膜厚０．５ｎｍ、１．０ｎｍ、１．５ｎｍ、２．０ｎｍ、２．５ｎｍの磁気ディスクでの測定結果を図１９に、中心線平均粗さＲａが約０．３ｎｍ、０．８ｎｍ、１．１ｎｍ、１．７ｎｍの磁気ディスクでの測定結果を図２０に示す。
【００７１】
潤滑膜厚の依存性を表す図１９からはパッド幅が大きい（３００ミクロン）場合は、潤滑膜厚が厚い方が摩擦力振動が小さくなっており、パッド幅が小さい（５０ミクロン）の場合は潤滑膜厚が厚くなると摩擦力振動が大きくなり、パッド幅の大きさで全く逆の結果となっている。潤滑膜厚は１．０ｎｍ以上で摩擦力が小さくなっていることから、本発明のヘッドスライダとの組合せには潤滑膜厚１．０ｎｍ以上の磁気ディスクが好適であるといえる。磁気ディスクの面粗さの依存性を示す図２０からも、パッド幅が大きい場合は面粗さが小さくなると摩擦力が小さく、逆にパッド幅が小さい場合は面粗さが小さい方が摩擦力が大きいという逆の結果となっている。磁気ディスクの面粗さはＲａ１．３ｎｍ以下で摩擦力が小さくなっていることから、本発明のヘッドスライダとの組合せにおいてはＲａ１．３ｎｍ以下の粗さの磁気ディスクが好適であるといえる。従来の技術から示唆される接触面積が小さいほどスティクションが小さいという現象は、図１９、２０においてパッド幅の小さい場合に発生する現象を示していたか、もしくは接触点の前方斜面のピッチ角が後方のそれよりも小さくなく、潤滑剤の圧縮応力の発生が充分ではなかったためと考えられる。しかし、パッド幅が大きい場合には、従来の技術では推定され得なかった新たな現象が発生している。このような結果から、我々は図１〜４に示したヘッドスライダの軸受け面構造、すなわち、接触点の前方に溜まる潤滑剤の量を後方に溜まる潤滑剤の量より多くする機構によって、１〜３ｎｍ領域の厚さのヘッドディスクインターフェースにおいて、潤滑剤の圧縮応力でヘッドスライダを持ち上げるという、極低浮上あるいは接触滑走時における薄膜潤滑方式の発明に至ったものである。この発明では、その原理からして、接触点に発生する潤滑膜の圧縮応力と接触点に作用するスライダ荷重との関係で、接触点で潤滑膜が形成されるか否かが決定されるため、ヘッド荷重が小さくなれば潤滑剤の圧縮応力は小さくて済むため軸受け面の幅はその分小さくても済む。本実施例では荷重４〜３５ｍＮのスライダで軸受け面の幅を２００ミクロン以上とすると摩擦力が小さくなった。
【００７２】
しかし、荷重を小さくすれば、当然、幅は小さくても同様の効果を得ることが出来る。従来の技術では、ヘッドスライダの荷重と磁気ディスクの面粗さ、潤滑膜の材料、膜厚、スライダの軸受け面の形状が本発明で対照とした領域とは異なったため、本発明とは異なる現象として測定されたものと推定される。
【００７３】
（実施例１１）
さらに実施例７においてスライダの軸受け面の段差高さをパラメータとして、減圧していったときに磁気ディスクと接触を開始したとＡＥで判定した接触開始気圧を測定した。潤滑膜厚２．０ｎｍでＲａ０．６ｎｍの磁気ディスクを使って測定した。その結果を図２１に示す。
【００７４】
ピッチ角が０の場合（すなわち比較例１の場合）から、段差をつけてピッチ角を付与した場合に接触開始気圧は一旦減少して、５０〜１００ｎｍの段差で最小値を取り、その後段差が高くなるにしたがって増加する。ＡＥ信号は微小なヘッドスライダの振動を検出しているので、段差を付与することでヘッド振動が明らかに小さくなること、またあまり大きくするとスライダの振動は大きくなっていくことが明らかとなった。この現象も従来の技術からは示唆され得るものではなく、本発明において新たに見出された現象である。
【００７５】
（実施例１２）
次に実施例８でパッド幅３００ミクロンで，スライダの軸受け面の段差の高さが５０ｎｍと３５０ｎｍのヘッドスライダの耐摩耗性を比較した。耐摩耗性試験は周速７ｍ／ｓでヘッドスライダを磁気ディスクと連続摺動してクラッシュまでの時間を比較した。本発明の薄膜潤滑方式では、スライダの軸受け面と磁気ディスクとの間のピッチ角があまりに大きいと潤滑剤の圧縮応力が小さくなり、接触界面で潤滑膜を形成できなくなり耐摩耗性が劣化する。図２２にその結果を示す。
【００７６】
図から明らかなように上記段差があまり大きいと、すなわちピッチ角があまり大きいとクラッシュまでの時間が短いことが判り、発明者の推定が正しいことが示された。
【００７７】
（実施例１３）
次に実施例１３として実施例７のヘッドスライダで段差高さを１００ｎｍ、パッド幅を３００ミクロンとしてスライダの背面中央にレーザスクライブ加工を施してクラウンをつけたスライダを作成した。クラウン量は約０ｎｍ、約３０ｎｍ、約５０ｎｍである。実施例１３のヘッドスライダを用いた磁気ヘッドにより磁気ディスクの分解能を比較した。分解能は記録再生素子と磁気ディスクの磁性膜との距離に関係し、一般的に距離が小さくなると分解能は増加する。結果を図２３に示す。この結果はクラウンを大きくすると分解能は増加することを示している。
【００７８】
上記の各実施例の検討結果から、本発明のヘッドスライダまたスライダサスペンションで高速接触での摩擦力低減、耐摩耗性向上の効果が著しいことが判った。
【００７９】
（実施例１４）
さらに、実施例１４として図９に示したテクスチャの斜面の傾斜角が異なるテクスチャを軸受け面に形成したヘッドスライダを示す。実施例１４のスライダの軸受け面のサイズは比較例１と同じである。テクスチャは浅溝部が幅２５ミクロン深さ６ｎｍ、接触部が１０ミクロン、深溝部が幅２５ミクロン深さ５０ｎｍである。比較例２として実施例１４のスライダ軸受け面のテクスチャ浅溝を深さ５０ｎｍの深溝に変えたものを製造した。実施例１４と比較例２のヘッドスライダで潤滑膜厚２．０ｎｍ、中心線平均粗さＲａ０．６ｎｍの磁気ディスクと組み合わせた場合、気圧２６６００Ｐａ下の摩擦力の振幅を比較した。その結果、比較例２では摩擦力が大きくヘッドスライダが大きく振動していると推定されたが、実施例１４では摩擦力は比較例２より十分小さかった。
【００８０】
実施例１４は浅溝と深溝を交互に配置したテクスチャ構造で本発明の効果を発現させたが、このほかの方法としてはイオンビームなどの方向性を持つビーム加工を用いてビームをスライダの軸受け面に垂直ではなく斜め入射させ、前方の斜面のピッチ角を小さくする方法なども考えられる。また、有効なテクスチャの形状としては、スライダの進行方向に対して垂直な線状なテクスチャ（実施例１４）の他、格子状、あるいは、ハニカム状の多角形状のピットのテクスチャが考えられる。多角形ピットテクスチャの場合には、そのピットの斜面の角度がスライダの進行方向の斜面より後方の斜面を大きくすることで、多角形のピットに溜まった潤滑剤が効率的に接触部へ進入するため、摩擦力低減には効果的である。
【００８１】
（実施例１５）
実施例１５として磁気ディスクのバーニッシュ加工に実施例８のヘッドスライダアセンブリを使用した例を示す。スライダの段差の高さは１００ｎｍである。また磁気ディスクは潤滑膜厚１．５ｎｍ〜２．０ｎｍで中心線平均粗さＲａ０．６ｎｍのものである。周速７ｍ／ｓでシーク速度は０．３ｍｍ／回転で３回、磁気ディスクの半径１７ｍｍ〜４０．５ｍｍをシークした。比較例３として通常市販されているワッフルタイプのバーニッシュヘッドでバーニッシュ加工を行った磁気ディスクを作成した。比較例３に用いたバーニッシュヘッドの概略図を２４図に示す。
【００８２】
スライダのサイズは２ｍｍ×１．６ｍｍ、荷重５０ｍＮであり、スライダ面にはテーパ９９と交差した加工溝１００と浮上面１０１がある。バーニッシュ加工の条件は同じである。実施例１５と比較例３の磁気ディスクを磁気ディスク装置に組み込み磁気ディスク１面あたりのサーマルアスペリティ（ＴＡ）数を比較した。サーマルアスペリティは、磁気ディスク面の微少な突起とヘッドの記録再生素子が接触して再生信号の出力が変形する現象であり、この個数が多いと磁気ディスク装置の検査合格率が低下したり、装置の稼働とともに初期的には登録されていなかったサーマルアスペリティが発生して、装置の信頼性を低下させる。結果は実施例１５の磁気ディスクのサーマルアスペリティ数が平均０．６個／面に対して比較例3では平均３６個／面であり、実施例１５のバーニッシュ加工を施した磁気ディスクの信頼性性能が優れているという結果を得た。
【００８３】
（実施例１６）
実施例１６では、磁気ディスクのグライド検査工程に実施例７のヘッドスライダを使用したグライド検査を行い磁気ディスクを選別した。実施例７のスライダでピッチ角は１００μｒａｄであり、スライダ背面に圧電素子を搭載して磁気ディスクの突起を検査できるものである。磁気ディスクは実施例１５で使用したものと同じ種類のもので、比較例３のバーニッシュ加工を行った後にグライド検査を行った。比較例４として通常の２レールタイプのグライド検査ヘッドを用いて検査した磁気ディスクも用意した。実施例１６と比較例４のスライダの浮上量は周速を調整してそれぞれ６ｎｍとして突起欠陥を検査した。磁気ディスクを実施例１６、比較例４ともに磁気ディスク１００枚（２００面）について検査したところ突起欠陥数は実施例１６の磁気ディスクで平均１．４個／面、比較例４の磁気ディスクで平均９．２個／面であった。その中で突起欠陥数が１個以下の磁気ディスクを磁気ディスク装置に組み込みエラー、サーマルアスペリティの登録を行った後、ヒートランした。ヒートランは６０度の環境で磁気ディスク装置を一定動作させ、エラーの発生を監視した。２００時間後に発生したエラー数は実施例１６の磁気ディスクが０個に対して、比較例４の磁気ディスクは平均０．３個／面のエラー発生（後発エラー）があった。発明者は、比較例４ではグライド検査で磁気ディスクを傷つけているため、突起検出数が多く、また磁気ディスク装置としては後発エラーの発生があったものと考えている。
【００８４】
（実施例１７）
実施例１７としてエラー検査用のヘッドに実施例７のヘッドスライダを用いた場合を示す。検査した磁気ディスクは実施例１６の場合と同じである。実施例７のヘッドスライダで段差を５０ｎｍ形成したものを使用した。比較例５として、比較例１のヘッドスライダを用いてエラー検査した。ヘッドスライダの浮上量は８ｎｍである。エラー検査はどちらも１ミクロンピッチで半径１８ｍｍから４０ｍｍまで行った。エラー測定の前には実施例１５のバーニッシュ加工、実施例１６のグライド検査を行い、実施例１７、比較例５ともに１００枚の磁気ディスクをエラー測定した。エラー測定の結果、実施例１７の平均エラー個数は１２個／面であり、比較例５は３８個／面であった。
【００８５】
（実施例１８）
次に実施例１８としてサーボトッラク記録工程で使用するクロックヘッドとして実施例７のヘッドスライダを用いて磁気ディスク装置を組み立てた。実施例１８で用いたクロックヘッドは実施例７の段差を５０ｎｍとしたもので３．０インチの磁気ディスク上で回転数５０００ｍｉｎ^−１の時浮上量が８ｎｍになるように調整した。クロックヘッドは磁気ディスクの外周半径４１ｍｍ位置にクロック信号を書き込んだ。比較例６では段差のない比較例１のヘッドを用いた。実施例１８の場合はクロック信号は、正常に書き込め問題なくサーボトラック記録工程を終了した。しかしながら、比較例６の場合は、クロック信号の再生出力が変動して正常にサーボトラック記録工程を終了する磁気ディスク装置は少なかった。それらの装置を実施例１６の場合と同じヒートランしたところ、比較例６の場合は後発のエラー発生装置率が１１％であったのに対して、実施例１８では１％以下であった。
【００８６】
（実施例１９）
実施例１９として実施例７に示したヘッドスライダとフォンブリンＺ−ＤＯＬの潤滑膜厚２．０ｎｍ、中心線平均粗さＲａが０．６ｎｍの磁気ディスクとを組合せ、磁気ディスク装置の塵埃フィルタ８７に平均分子量２０００のフォンブリンＺ−ＤＯＬを１．５ｍｇ滴下した磁気ディスク装置を製造した。比較例７として塵埃フィルタにフォンブリンＺ−ＤＯＬを滴下しなかったものを製造した。実施例１９に使用したヘッドスライダの段差は５０ｎｍであり、浮上量は８ｎｍである。また磁気ディスクのサイズは２．５インチサイズであり、その潤滑剤の平均分子量は約３０００である。磁気ディスク装置はロードアンロード方式を採用したものである。比較のため磁気ディスク装置を７０度でランダムにシークを繰りかえすランダムシーク試験を行い、後発のエラーが発生する時間を調査した。その結果比較例７の場合は１２００時間でエラーの発生があったが、実施例１９の場合は５０００時間以上エラーの発生が無かった。このことから実施例１９の磁気ディスクと同じ構造で小さい平均分子量の潤滑剤を磁気ディスク装置の内部に配置して、本発明のヘッドスライダと組み合わせることで信頼性の高い磁気ディスク装置とする事ができた。
【００８７】
（実施例２０）
従来の技術で示唆されていたスティクションの低減も本発明で可能であることを実施例２０で示す。実施例２０では実施例８のヘッドスライダを用いて中心線平均粗さＲａ０．６ｎｍで潤滑膜厚２．２ｎｍの磁気ディスクで試験を行った。比較例８として実施例８のスライダで段差４０ｎｍで軸受けパッド面の幅を５０ミクロンとしたものを使用した。実施例２０のスライダの段差は４０ｎｍである。試験は４２００ｍｉｎ^−１の回転数で電源オン時間１０秒、オフ時間１０秒のコンタクトスタートストップ試験を行った。結果を図２５に示す。本図において横軸ＣＳＳ，ｃｙｃｌｅはコンタクトスタートストップの回数を表わし、縦軸Ｓｔｉｃｔｉｏｎ，ｍＮはスティクションをｍＮ単位で表わす。
【００８８】
実施例２０のスライダではスティクションは非常に小さく、比較例８はスティクションが大きい。この結果から、本発明のヘッドスライダは高速で接触したときの摩擦力の低減のみならず、スティクションの低減効果もあることが判った。また、比較例８は従来の技術からはスティクションが小さいであろうと示唆されていたものであったが、本比較試験ではスティクションは小さくならず、本発明のヘッドスライダの方が良好なスティクション低減効果を示した。
【００８９】
【発明の効果】
以上の各実施例で示したように、本発明のヘッドスライダ、ヘッドスライダアセンブリを用いた磁気ディスク装置とすることで高速接触時の摩擦力を低減することが可能であり、耐摩耗性の高いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の作用を表す概略図である。
【図２】従来の技術を説明する概略図である。
【図３】従来の技術を説明する概略図である。
【図４】本発明を説明する概略図である。
【図５】本発明の実施例７を表す概略図である。
【図６】本発明の実施例８を表す概略図である。
【図７】本発明の実施例１３を表す概略図である。
【図８】本発明を説明する概略図である。
【図９】本発明の実施例１４を表す概略図である。
【図１０】従来の技術からなるサスペンションの概略図である。
【図１１】本発明の実施例のサスペンションを表す概略図である。
【図１２】本発明の他の実施例のサスペンションを表す概略図である。
【図１３】本発明の実施例の磁気ディスク装置を表す概略図である。
【図１４】本発明の実施例の磁気ディスクの断面構造を表す概略図である。
【図１５】本発明の他の実施例のサスペンションを表す概略図である。
【図１６】本発明の実施例８と比較例１の減圧接触ＡＥ信号の比較図である。
【図１７】本発明の実施例９のスライダのピッチ角と摩擦力振動振幅との関係を表す図である。
【図１８】本発明の実施例９のスライダのパッド幅と摩擦力振動振幅との関係を表す図である。
【図１９】本発明の実施例１０の磁気ディスクの面粗さと摩擦力振動振幅との関係を表す図である。
【図２０】本発明の実施例１０の磁気ディスクの潤滑膜厚と摩擦力振動振幅との関係を表す図である。
【図２１】本発明の実施例１１のスライダの段差高さと減圧接触気圧との関係を表す図である。
【図２２】実施例１２のスライダの段差高さと耐摩耗性との関係を表す図である。
【図２３】本発明の実施例１３のスライダのクラウン量と分解能との関係を表す図である。
【図２４】比較例３のバーニッシュヘッドの形状を表す概略図である。
【図２５】本発明の実施例２０と比較例８のコンタクトスタートストップ試験でのスティクションを表す試験結果である。
【符号の説明】
１…ヘッドスライダ、２…前方潤滑剤溜まり、３…後方潤滑剤溜まり、４…潤滑膜、５…磁気ディスク、７…面粗さの大きい磁気ディスク、８…接触点、９…接触部、１１１…空気流入軸受け面、１２…前方パッド浅トレンチ面、１３…流出パッド浅トレンチ面、１４…流出軸受け面、１５…深トレンチ面、１６…段差形成部、１８…段差高さ、１９…流出軸受け面の幅、２０…空気流入軸受け面の幅、２１…段差長さ、２２…ヘッド荷重点（ピボット点）、２３…スライダ軸受け面、２４…テーパ部、２５…段差部、２６…ピッチ角、２７…段差高さ、２８…スライダ軸受け面の幅、２９…段差長さ、３０…流入段差部ピッチ角、３１…流出軸受け面ピッチ角、３２…クラウン、３３…テクスチャ浅溝深さ、３４…テクスチャ深溝深さ、３５…テクスチャ浅溝、３６…テクスチャ深溝、３７…テクスチャ突起接触部、５１…ヘッドスライダ、５２…スライダ回転支持部、５３…摩擦力Ｆ、５４…サスペンション、５５…サスペンション取付アーム、５６…サスペンション振動時の変形、５７…サスペンション振動時の変形、５８…サスペンション取付部の変形、６１…ヘッドスライダ、６２…スライダ回転支持部、６３…摩擦力Ｆ、６４…並進変形可能部、６５…サスペンション取付アーム、６６…サスペンション振動時の変形、６７…サスペンション振動時の変形、６８…サスペンション、７１…ヘッドスライダ、７２…スライダ回転支持部、７３…摩擦力Ｆ、７４…並進変形可能部、７５…サスペンション取付アーム、７６…サスペンション、８１…ヘッドスライダ、８２…アーム、８３…磁気ディスク、８４…スピンドルモータ、８５…ボイスコイルモータ、８６…信号処理回路、８７…塵埃除去フィルタ、８８…非磁性基板、８９…シード層、９０…下地膜、９１…下部磁性膜、９２…非磁性中間膜、９３…上部磁性膜、９４…保護膜、９５…潤滑膜、９６…非接触状態ＡＥ出力、９７…接触開始ＡＥ出力、９８…ヘッド巨大振動ＡＥ出力、９９…テーパ部、１００…機械加工溝、１０１…軸受け面、１４０…スライダの空気流入端、１７０…前方ピッチ角、１７１…後方ピッチ角、１７２…前方ピッチ角、１７３…後方ピッチ角、１９１…空気流出軸受け面のテクスチャ幅、２０１…スライダ軸受け面、２０２…スライダ軸受け面の後縁面、２１０…空気流入軸受け面のテクスチャ幅、２６１…段差により規定される前方ピッチ角度、２６２…ピッチ角度、３５０…テクスチャ浅溝底面、３５１…テクスチャ浅溝の斜面、３６０…テクスチャ深溝底面、３６１…テクスチャ深溝の斜面、６０１…スライダ軸受け面の磁気ディスク円板への最近接部（接触部）より前方に向かう傾斜角度（ピッチ角度）、６０２…スライダ軸受け面の磁気ディスク円板への最近接部（接触部）より後方に向かう傾斜角度（ピッチ角度）、７０１…スライダ軸受け面の磁気ディスク円板への最近接部（接触部）。

Claims

情報が記録される磁気ディスクであって、表面の中心線平均粗さＲａが１．３ｎｍ以下であり、表面に塗布された潤滑剤の表面張力が２０×１０ ^−３Ｎ／ｍ（２０ｄｙｎ／ｃｍ）以上であり、該潤滑剤の膜厚が１．０ｎｍ以上である磁気ディスクと、
前記磁気ディスク面上を浮上させるための複数の空気軸受け面または磁気ディスク面上を接触しつつ滑らかに滑走させるための複数の潤滑軸受け面と、回転する磁気ディスクへの押し付け荷重力をうける荷重点（ピボット点）を有するヘッドスライダであって、前記荷重点（ピボット点）よりスライダ進行方向前方の前記軸受け面の、前記磁気ディスク面への最近接先端部あるいは接触部より前方に向かう磁気ディスク面に対する傾斜角度（ピッチ角度）が、最近接先端部あるいは接触部より後方に向かう磁気ディスク面に対する傾斜角度より小さいヘッドスライダと、を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
前記ヘッドスライダの軸受け面の、前記磁気ディスク面への最近接先端部あるいは接触部よりスライダ進行方向前方に向かう磁気ディスク面に対する傾斜角度（ピッチ角度）が２０μｒａｄ以上１５０μｒａｄ以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
前記ヘッドスライダの荷重点（ピボット点）よりスライダ進行方向の前方に位置する流入端近傍の軸受け面に段差が形成されており、該段差によって決定される軸受け面の磁気ディスク面に対する傾斜角度（ピッチ角度）が２０μｒａｄ〜１５０μｒａｄであり、かつスライダ進行方向に対して横方向の幅の少なくとも一部分が１５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
前記ヘッドスライダの荷重点（ピボット点）よりスライダ進行方向の前方に位置する空気流入端近傍の軸受け面に形成された段差面によって決定される、軸受け面の磁気ディスク面に対するスライダ進行方向に向かう傾斜角度（ピッチ角度）が、荷重点後方に位置する空気流出端近傍の軸受け面と磁気ディスク面とで決定されるスライダ進行方向に向かう傾斜角度（ピッチ角度）より大きく、かつ前記軸受け面の段差面のスライダ進行方向に対して横方向の幅の少なくとも一部分が１５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク装置。
前記ヘッドスライダの長手方向の中央部付近の軸受け面側が磁気ディスク面側に凸であり、空気流出端近傍の軸受け面と磁気ディスク面とで決定される傾斜角度（ピッチ角度）が２０μｒａｄ〜１００μｒａｄであることを特徴とする請求項４に記載の磁気ディスク装置。
磁気ディスク上を浮上させるための複数の空気軸受け面、または磁気ディスク上を接触しつつ滑らかに滑走させるための複数の潤滑軸受け面を有するヘッドスライダにおいて、前記軸受け面が同一平面上にあり、各軸受け面はスライダの進行方向と磁気ディスク面の双方に対して垂直な方向に形成された溝を有し、各溝は磁気ディスク面に対し傾斜角をもって各々の深さの溝として形成されており、かつ、各軸受け面において該傾斜角度の小さい溝が前方に、隣り合ってあるいは接触部を介して傾斜角度の大きい溝が後方に配置されたテクスチャを形成し、かつ、前記各溝の前記ヘッドスライダの進行方向の横方向の幅の少なくとも一部分が１５０μｍ以上であることを特徴とするヘッドスライダ。
請求項６に記載のヘッドスライダと、該ヘッドスライダを取り付けるためのスライダサスペンションであって、スライダ支持部の回転支持機構とサスペンションアーム近傍のサスペンション折り曲げ部との間に１個の変形可能部を有し、回転支持機構部とスライダ側のサスペンション剛体部とを合わせたスライダピッチ方向の回転剛性率より、変形可能部のスライダ方向への剛性率が小さいスライダサスペンションと、を有することを特徴とするヘッドスライダアッセンブリ。
請求項６に記載のヘッドスライダあるいは請求項７に記載のヘッドスライダアッセンブリを磁気ディスクのバーニッシュ工程、グライド検査工程、およびエラー検査工程の少なくともいずれかに用いることを特徴とする磁気ディスクの検査・製造方法。
請求項６に記載のヘッドスライダあるいは請求項７に記載のヘッドスライダアッセンブリをサーボトラック記録工程で使用することを特徴とする磁気ディスク装置の組み立て方法。
情報が記録され、記録面上に潤滑膜を有する磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に対して情報の読み書きを行うヘッドスライダを備えたヘッドスライダアッセンブリとを含む磁気ディスク装置において、該ヘッドスライダまたは該ヘッドスライダアセンブリとして、請求項６記載のヘッドスライダまたは請求項７記載のヘッドスライダアセンブリを有し、さらに前記磁気記録媒体の潤滑膜と主鎖の基本構造が同じで、平均分子量がより小さい潤滑剤を供給用潤滑剤として有することを特徴とする磁気ディスク装置。