JP4139700B2 - 磁気ヘッドスライダ及び磁気ディスク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ヘッドスライダ及び磁気ディスク装置に係わり、特に高記録密度化、高信頼性化に優れた磁気ヘッドスライダ及び磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ヘッドを搭載し、空気軸受によって磁気ディスク上に浮上して、磁気ディスクの記録媒体に情報を記録又は再生するスライダとして、流入端側ステップ面（leading step surface）と、流出端側ステップ面（trailing step surface）と、流入端側で流入端側ステップ面に接続され、流出端側に延設された２つのサイドレールと、流入端側ステップ面及び流出端側ステップ面のそれぞれに形成したパッドとを有し、２つのサイドレールの間に負圧ポケットを形成するスライダが知られている。このスライダは、浮上量の高度依存性を低減することを目的の一つとして発明されたものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
尚、スライダの浮上量として、接触開始浮上量ｈtoという用語が用いられる。磁気ディスク媒体面には微小うねりや面粗さがあり、磁気ディスク上に浮上しているスライダは浮上量を小さくしてゆくと、これらの微小突起先端と接触を開始する。このため、理想平面上からの微小突起先端の最大高さを接触開始浮上量ｈtoとして、面粗さのない理想平面上からの浮上量と区別する場合がある。
【特許文献１】
米国特許第５，７７７，８２５号明細書（第２コラム）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記スライダは負圧ポケットに負圧力を発生させることにより、スライダ周辺の気圧変化に対する浮上量変動を小さくできる。しかし、負圧力を利用しないスライダに対して、流入端側の浮上量と流出端側の浮上量の差を小さくして、すなわちピッチ角度を小さくして浮上するため、接触開始浮上量すなわち微小突起先端の最大高さｈtoを低くした平滑媒体面と接触した時は接触面積が大きくなり、接触振動が大きくなるという課題を有している。また媒体表面にランアウトのような長波長のうねりがある場合、スライダの浮上面と媒体表面のうねりとの間に圧力変動が発生し、浮上量が変動する。負圧力を利用するスライダでは、負圧力を利用しないスライダに対して、ピッチ角度を大きくできないために、圧力変動が発生する浮上面面積が大きくなり、ランアウトに対する浮上量変動が大きくなる。
【０００５】
本発明の目的は、ｈtoを下げた平滑媒体面とのスライダ接触振動低減化とランアウトのようなスライダ長に比べて十分大きい波長の媒体面うねりに対する浮上量変動の低減化とスライダ周辺の気圧変化に対する浮上量変動の低減化を同時に満足することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、磁気ヘッドスライダに、空気流の流入側に形成され、空気軸受面となる流入側パッドと、空気流の流出側に形成され、空気軸受面となる流出側パッドと、両側に沿って形成された一対のサイドレールと、流入側パッドと流出側パッドとの間にリセス面とを備え、前記流入側パッドの前記リセス面からの高さを前記流出側パッドの前記リセス面からの高さよりも高くした。
【０００７】
このとき、流入側パッドに、リセス面から突出した第一の面と、第一の面の流入側に第一の面よりも低く形成した第二の面とを備え、流出側パッドに、リセス面から突出した第三の面と、第三の面の流入側に第三の面よりも低く形成した第四の面とを備え、流入側パッドの第二の面を流出側パッドの第三の面よりも高くするとよい。第二の面はサイドレールのレール面よりも高くするとよい。また第三の面はサイドレールのレール面よりも高くするとよい。また第二の面はサイドレールのレール面よりも高く形成し、第二の面をサイドレールのレール面よりも高く形成し、第四の面とサイドレールのレール面とを同じ高さにするとよい。またリセス面から流出側パッドの第三の面までの高さを４μｍ以内にするとよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例１を説明する。
【０００９】
図１に磁気ヘッドスライダ及びその支持体の立体斜視図を示す。図２（ａ）（ｂ）にそれぞれ、磁気ヘッドスライダの立体斜視図、側面図を示す。スライダ１は、流入側に形成された２つ（一対）の空気軸受面になりうるパッド１１（以後、流入パッドと記す）、流出側に形成された１つの空気軸受面になりうるパッド１２（以後、流出パッドと記す）、両側に沿って形成された一対のサイドレール１３、から構成する。さらに、流入パッド１１を流出パッド１２に比べて、スライダ厚さ方向に突出させている。この突出量をδとする。流出パッド１２の流出端に再生用ＭＲヘッドのＭＲ素子の露出部と記録用電磁誘導型磁気ヘッドのギャップ部から構成する記録再生素子１ｂを、またスライダ１の側面に磁気ヘッド１ｃ及び接続端子１ｄを設けている。
【００１０】
さらに詳細には、スライダ１は流入パッド１１と流出パッド１２との間にリセス面１１６とを備えており（図３参照）、流入パッド１１はリセス面１１６から突出した第一の面１１２と第一の面１１２の流入側に第一の面１１２よりも低く形成した第二の面１１４とを備えており（図３参照）、流出パッド１２は、リセス面１１６から突出した第三の面１１２と、第三の面１１２の流入側に第三の面１１２よりも低く形成した第四の面１１４とを備えている（図４参照）。尚、流入パッド１１はスライダ１の幅方向に２つ設けられている。またサイドレール１３は、流入パッド１１に対して流出端側に、スライダ１の幅方向の両端部に、スライダ１の長さ方向に沿うように、それぞれ１本ずつ設けられている。
【００１１】
尚、スライダ１について、その長さ方向を流入端から流出端にあるいは流出端から流入端に至る方向として、幅方向を前述の長さ方向を横切る（直交する）方向として、厚さ方向又は高さ方向を前述の長さ方向及び幅方向を横切る（直交する）方向として説明する。
【００１２】
スライダ１は、空気力学的に正圧力Ｑ１が発生する２つの流入パッド１１と一対のサイドレール１３とによって囲まれた凹部（リセス面１１６が形成された部分）１４に負圧力Ｑ２が発生する負圧力利用型スライダである。負圧力Ｑ２が発生するメカニズムは、ディスクが回転し、空気がスライダ／ディスク間に流れ込むと、凹部１４で急激に体積が増えるためである。正圧力Ｑ１は浮上量を増加させる方向に作用し、負圧力Ｑ２は浮上量を低下させる方向に作用する。
【００１３】
流入パッド１１をスライダ１の厚さ方向に突出させる構造は、従来のリソグラフィ技術を適用して、図２（ｂ）の斜線部に示すように、流入パッドに薄膜１ｅ、例えばカーボンを成膜することによって製造できる。
【００１４】
図３、図４に磁気ヘッドスライダの流入パッド１１、サイドレール１３及び流出パッド１２を示す。これらは、ディスク停止時に媒体面と接触するパッド面１１２（以後、コンタクト面と記す）と空気流入方向に段差部１１３を介して設けた１段目の段差面１１４（ステップ面）、段差部１１５を介して設けた２段目の段差面１１６（リセス面）の２段ステップ面から構成する。δs1、δs3はそれぞれ、流入パッド１１のパッド面１１２に対する段差面１１４、サイドレール１３の深さ（ステップ深さ）を示す。δr1は流入パッド１１のパッド面１１２に対するパッド面１１２に対する段差面１１６の深さ（リセス深さ）を示す。δs2は流出パッド１２のパッド面１１２に対する段差面１１４の深さ（ステップ深さ）を示す。δr2は流出パッド１１のパッド面１１２に対するパッド面１１２に対する段差面１１６の深さ（リセス深さ）を示す。
【００１５】
流入パッド１１の段差面（第二の面）１１４は流出パッド１２のパッド面（第三の面）１１２よりも高い。流入パッド１１の段差面（第二の面）１１４はサイドレール１３のレール面よりも高い。流出パッド１２のパッド面（第三の面）１１２はサイドレール１３のレール面よりも高い。流出パッド１２の段差面（第四の面）１１４とサイドレール１３のレール面とは同じ高さである。すなわち、流入パッド１１のパッド面（第一の面）１１２が一番高い。尚、高さはリセス面１１６を基準にして、各面のリセス面１１６からの突出高さで比較している。
【００１６】
図５に実施例１の磁気ヘッドスライダの支持体の平面図を示す。支持体２は、荷重用ビ−ム部２１、ジンバル部２２、荷重用突起部（以後、ディンプルと記する）２３から構成する。
【００１７】
図６（ａ）（ｂ）に実施例１の磁気ヘッドスライダの浮上走行時の側面図を示す。ディンプル２３は、荷重用ビ−ム部２１から押し付けられた荷重Ｆをスライダに作用させる荷重作用点として設けている。またそこを支点として、スライダを並進(上下)、ピッチ(前後)、ロ−ル(シ−ク)方向の３自由度の運動に対して復元力が作用するように設ける。荷重作用点であるディンプル２３の位置（Ｘｐ，Ｙｐ）は、ピッチ方向に対してはＸｐ＝ｘｐ／Ｌ、ロ−ル方向に対してはＹｐ＝ｙｐ／ｗの無次元化した値として表わす。ただし、ｘｐはスライダの流入端との距離、ｙｐはスライダ側面の端との距離、Ｌはスライダの長手方向の長さ、ｗはスライダの短手方向の長さである。
【００１８】
スライダ１は、ディンプル２３の位置で押付荷重Ｆと空気力学的に発生する正圧力Ｑ１と負圧力Ｑ２（＞０）とが、Ｑ１＝Ｆ＋Ｑ２の関係式で釣り合い、ピッチ方向、ロ−ル方向の浮上姿勢を表わすピッチ姿勢角度θp、ロ−ル姿勢角度θr、流出端浮上量ｈ２、流入端浮上量ｈ１、再生用ＭＲヘッドのＭＲ素子の露出部と記録用電磁誘導型磁気ヘッドのギャップ部から構成する記録再生素子１ｂにおけるギャップ浮上量ｈgap、ピッチ角度AG（＝ｈ２−ｈ１）を一定に保ちながら動的に安定浮上している。
【００１９】
図７に本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの浮上面形状（ＡＢＳ１）を示す。大きさは、スライダ長Lが１.２５ｍｍのピコサイズである。押付荷重Fは、２９．４ｍＮ、ディンプル位置ｘｐ/L、ｙｐ/Lは共に０．５である。
【００２０】
図８（ａ）に、浮上面形状ＡＢＳ１を用いて、突出量δが０ｎｍの従来スライダ、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１、高度０ｍ、３０００ｍの場合について、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周、中周、外周条件におけるピッチ角度AGを計算した結果を示す。図より、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１のピッチ角度AGは、従来スライダの突出量δが０ｎｍに比べて、約３０ｎｍ大きくなっていることが分かった。さらに、実施例１のスライダ１の高度０ｍから高度３０００ｍと変化したピッチ角度AGの変化量は、従来スライダのそれとほとんど同じであり、スライダ周辺の気圧低下によるピッチ角度AGの変化させることなく、ピッチ角度AGを大きくできることが分かった。
【００２１】
図８（ｂ）に、浮上面形状ＡＢＳ１を用いて、突出量δが０ｎｍの従来スライダ、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１、高度０ｍ、３０００ｍの場合について、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周、中周、外周条件におけるギャップ浮上量ｈgapを計算した結果を示す。図より、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１の浮上プロファイルのギャップ浮上量ｈgap差は１ｎｍ以内となっており、従来スライダの突出量δが０ｎｍの場合と浮上プロファイルのギャップ浮上量ｈgap差とほとんど同じになっている。また、実施例１のスライダ１の高度０ｍから高度３０００ｍと変化したギャップ浮上量ｈgapの変化量は、従来スライダのそれと同じ３ｎｍ以下となり、実施例１のスライダ１のスライダ周辺の気圧低下によるギャップ浮上量ｈgapの変化は従来スライダと同じであることが分かった。
【００２２】
図９（ａ）に、浮上面形状ＡＢＳ１を用いて、突出量δが０ｎｍの従来スライダ、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１、高度０ｍ、３０００ｍの場合について、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周、中周、外周条件における負圧力Q2を計算した結果を示す。図より、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１の負圧力Q2は、従来スライダの突出量δが０ｎｍの場合と同じ負圧力になっており、かつ実施例１のスライダ１の高度０ｍから高度３０００ｍと変化した負圧力Q2の変化量は、従来スライダのそれと同じであった。押付荷重が同じ条件の場合、負圧力Ｑ２が大きいスライダの方が負圧力Ｑ２が小さいスライダに比べて、気圧低下による浮上量変化を抑えることができることが分かっているため、実施例１のスライダ１のスライダ周辺の気圧低下によるギャップ浮上量ｈgapの変化が従来スライダと同じである理由は、実施例１のスライダ１の負圧力Q2は、従来スライダのそれと同じになっているためであることが分かった。以下に、スライダ周辺の気圧低下による浮上量変化と負圧力との関係を説明する。
【００２３】
浮上量を増加させる方向に作用する正圧力Ｑ１は、ΔＱ１だけ減少し、Ｑ１ｐ（＝Ｑ１-ΔＱ１）となり、浮上量は低下する。浮上量を低下させる方向に作用する負圧力Ｑ２の絶対値は、ΔＱ２（＞０）だけ減少し、Ｑ２ｐ（＝ Ｑ２＋ΔＱ２）となり、浮上量は増加する。気圧が低下しても押付荷重Fは変化しないため、Ｑ１-ΔＱ１＝Ｆ＋Ｑ２＋ΔＱ２、ΔＱ１＝ΔＱ２（＝ΔＱ）となり、気圧低下による正圧力Ｑ１の低下量ΔＱ１と負圧力の絶対値の減少量ΔＱ２は同じΔＱになる。
【００２４】
負圧力と正圧力との比をとると、Ｑ２ｐ／Ｑ１ｐ＝Ｑ２ｐ／（Ｆ＋Ｑ２ｐ）＝１／（（Ｆ／Ｑ２ｐ）＋１）、Ｑ２／Ｑ１＝１／（（Ｆ／Ｑ２）＋１）、F→０の場合、Ｑ２ｐ／Ｑ１ｐ→１、Ｑ２／Ｑ１→１となる。つまり、押付荷重Fがほぼゼロのスライダの場合、気圧が低下すると、正圧力Ｑ１の減少による浮上量低下と。負圧力Ｑ２の絶対値の減少による浮上量の増加がほぼ一致し、気圧低下による浮上量変化を抑えることができる。あるいは、押付荷重が同じ条件の場合、負圧力Ｑ２が大きいスライダの方が負圧力Ｑ２が小さいスライダに比べて、気圧低下による浮上量変化を抑えることができる。
【００２５】
図９（ｂ）に、浮上面形状ＡＢＳ１を用いて、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１、高度０ｍの場合について、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周条件における浮上量、浮上姿勢を固定した条件で、図２に示したリセス深さδr2に対する負圧力と正圧力との比Ｑ２／Ｑ１の絶対値を計算した結果を示す。図より、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１のＱ２／Ｑ１の絶対値はリセス深さδr2が４μｍになると急激に大きくなり、δr2＝１．２μｍで最大となり、δr2＜１．２μｍで急激に減少する。実施例１のスライダ１の効果である気圧低下による浮上量変化を抑えるためには、Ｑ２／Ｑ１の絶対値を大きくする必要があるため、実施例１のスライダ１のリセス深さδr2は４μｍ以下に設定する。
【００２６】
図１０（ａ）（ｂ）にそれぞれ、本発明の実施例２の磁気ヘッドスライダの立体斜視図、側面図を示す。スライダ１は、流入側に形成された２つの流入パッド１１、流出側に形成された流出パッド１２、両側に沿って形成された一対のサイドレール１３、から構成する。さらに、流入パッド１１の流入端から距離Lまでの領域を、流出パッド１２に比べて、スライダ厚さ方向に突出量δだけ突出させている。δs4はそれぞれ、流入パッド１１のパッド面１１２に対する段差面１１４1の深さ（ステップ深さ）を示す。流出パッド１３の流出端に再生用ＭＲヘッドのＭＲ素子の露出部と記録用電磁誘導型磁気ヘッドのギャップ部から構成する記録再生素子１ｂが、スライダ１の側面に磁気ヘッド１ｃ及び接続端子１ｄが設けている。
【００２７】
流入パッドをスライダ厚さ方向に突出させる構造は、従来のリソグラフィ技術を適用して、図１０（ｂ）の斜線部に示すように、流入パッドに薄膜１ｅ、例えばカーボンを成膜することによって製造できる。
【００２８】
図１１（ａ）に本発明の実施例２の磁気ヘッドスライダの浮上面形状（ＡＢＳ２）を示す。大きさは、スライダ長Lが１.２５ｍｍのピコサイズである。押付荷重Fは、２９．４ｍＮ、ディンプル位置xp/L、yp/Lは共に０．５である
図１１（ｂ）（ｃ）に、浮上面形状ＡＢＳ２を用いて、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周条件、突出の長さLが０．２ｍｍを一定とした条件で、突出量δに対するギャップ浮上量ｈgap、ピッチ角度AG、負圧力Q2を計算した結果を示す。図より、突出量δが大きくなると、負圧力Q2の絶対値が大きくなるために、ギャップ浮上量ｈgapは小さくなり、ピッチ角度AGは大きくなる。したがって、ギャップ浮上量ｈgapを小さくして、ピッチ角度AGを大きくしたい場合は、突出量δを大きくすることが有効である。
【００２９】
図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）に、浮上面形状ＡＢＳ２を用いて、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周条件、突出量δが１０ｎｍ、２０ｎｍを一定とした条件で、突出の長さLに対するギャップ浮上量ｈgap、ピッチ角度AG、負圧力Q2を計算した結果を示す。図より、突出の長さLが大きくなっても、負圧力Q2の絶対値の変化が小さいために、ギャップ浮上量ｈgapの変化も小さくなるが、ピッチ角度AGは大きくなる。したがって、ギャップ浮上量ｈgapを変化させずに、ピッチ角度AGを大きくしたい場合は、突出の長さLを大きくすることが有効である。
【００３０】
図１３に、浮上面形状ＡＢＳ２を用いて、突出の長さLが０．２ｍｍ、突出量δが２０ｎｍを一定とし、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周条件における浮上量、浮上姿勢を固定とした条件で、図１０に示したリセス深さδr2に対する負圧力と正圧力との比Ｑ２／Ｑ１の絶対値を計算した結果を示す。比較のために、図９（ｂ）に示した、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１のリセス深さδr2に対するＱ２／Ｑ１の絶対値を計算した結果も図示した。図より、突出の長さLが０．２ｍｍ、突出量δが２０ｎｍの実施例２のスライダ１のＱ２／Ｑ１の絶対値も実施例１のスライダ１のＱ２／Ｑ１の絶対値と同様に、リセス深さδr2が４μｍになると急激に大きくなり、δr2＝１．２μｍで最大となり、δr2＜１．２μｍで急激に減少する。実施例２のスライダ１の効果である気圧低下による浮上量変化を抑えるためには、Ｑ２／Ｑ１の絶対値を大きくする必要があるため、実施例２のスライダ１のリセス深さδr2は４μｍ以下に設定する。
【００３１】
図１４に、浮上面形状ＡＢＳ１を用いて、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周条件、流出端浮上量ｈ２が１0．0ｎｍを一定とした条件で、媒体面うねり上をスライダが走行した時のピッチ角度AGに対する流出端浮上量ｈ２の変動量Δｈ２を計算した結果を示す。図より、全てのうねり周波数に対して、ピッチ角度AGが大きくなると流出端浮上量変動量Δｈ２が小さくなり、本発明のピッチ角度AGが大きいスライダは媒体面うねりに対する追従性が良好であることが分かった。
【００３２】
図１５（ａ）に本発明の実施例２の磁気ヘッドスライダの浮上面形状（ＡＢＳ２）を用いて、回転数、半径位置が２．５型装置の中周条件での半径位置、ヨー角ゼロ度、突出の長さLが０．２ｍｍを一定とした条件で、突出量δが２０ｎｍ、４０ｎｍにおける実施例２のスライダ１の接触開始浮上量ｈtoを実測した結果を示す。浮上量測定装置はケーエルエー・テンコール社製DFHT3を使用した。サスペンション固定治具に接触検知用のアコスティックエミッション（ＡＥ）センサを取り付け、回転数を下げてＡＥ出力が出るまでスライダ流出端近傍の浮上量を測定し、この時の浮上量を接触開始浮上量ｈtoとした。ガラスディスクは面粗さの違う３種類のＤＩＳＫ８、ＤＩＳＫ６、ＤＩＳＫ３を使用した。面粗さＲａはそれぞれ、０．８ｎｍ、０．６ｎｍ、０．３ｎｍである。図より、突出量δが２０ｎｍ、４０ｎｍにおける実施例２のスライダ１の接触開始浮上量ｈtoは、ガラスディスクの面粗さが平滑化になると小さくなることが分かった。この理由は、実施例２のスライダ１のピッチ角度ＡＧが大きいために、スライダ長程度の波長の媒体面うねりに対して追従し易くなり、浮上量変動が小さくなったためである。
【００３３】
図１５（ｂ）に本発明の実施例２の磁気ヘッドスライダの浮上面形状（ＡＢＳ２）を用いて、回転数、半径位置が２．５型装置の中周条件での半径位置、ヨー角ゼロ度、突出の長さLが０．２ｍｍを一定とした条件で、突出量δが２０ｎｍ、４０ｎｍにおける実施例２のスライダ１のガラスディスクと接触した直後の流出端近傍の浮上量変動を実測した結果を示す。ガラスディスクはＤＩＳＫ８、ＤＩＳＫ６を使用した。図より、実施例２のスライダ１がガラスディスクと接触した時の浮上量変動がほとんどないことが分かる。特に現行スライダが接触した場合、浮上量変動が大きくなるＤＩＳＫ６に対しても、実施例２のスライダ１の接触時の浮上量変動がほとんどないことが分かる。この理由は、実施例２のスライダ１のピッチ角度ＡＧが大きいために、接触した時に接触面積が小さくなり、接触力が接触力が低減できたためである。
【００３４】
図１６（ａ）（ｂ）を用いて、これまで示した本発明の実施例１、２の磁気ヘッドスライダの効果のメカニズムを説明する。流入パッドを流出パッドに比べて、スライダ厚さ方向に突出させる構成（ａ）により、負圧ポケットが大きくなり、図１１、図１２の計算結果から、負圧力は低下させずにピッチ角度AGを大きくできる。負圧力が同じであれば、気圧低下による浮上量変化は大きくならない。また、本発明のスライダ（ａ）のピッチ角度AGが従来のスライダ（ｂ）に比べて大きいため、流出パッド流出端がディスクと接触した場合、本発明のスライダ（ａ）の方が接触面積が小さくなり、接触力が低減でき、接触によるスライダ振動を抑えることができる。
【００３５】
図１６（ｃ）（ｄ）を用いて、本発明の実施例１、２の磁気ヘッドスライダの別な効果のメカニズムを説明する。本発明のスライダ（ａ）は、流入パッドが突出した構造のため、流入パッドの流出端がディスクと接触した場合、空気流が浮上面に流入し、浮上力が確保されるために、正常な浮上量に回復し、瞬時に安定浮上する。従来のスライダ（ｂ）は、流入パッドの流入端が接触するため、空気流が浮上面に流入しないため、浮上力が確保されず、前のめりなったまま流入端が媒体面と連続接触してしまう。
【００３６】
図１７（ａ）（ｂ）にそれぞれ、本発明の実施例３の磁気ヘッドスライダの立体斜視図、側面図を示す。スライダ１は、本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの流入パッドのコンタクト面１１２に空気軸受面になりにくい微小な突起を設けている。この高さをδｔとする。
【００３７】
流入パッドをスライダ厚さ方向に突出させる構造は、従来のリソグラフィ技術を適用して、図１７（ｂ）の斜線部に示すように、流入パッドに薄膜１ｅ、例えばカーボンを成膜することによって製造できる。
【００３８】
図１８を用いて、本発明の実施例３の磁気ヘッドスライダの効果のメカニズムを説明する。本発明のスライダ１の流入パッドの流入端がディスクと接触した場合、微小突起と接触するため、接触面積が小さくなり接触によるスライダ振動を抑えることができる。
【００３９】
図１９（ａ）（ｂ）にそれぞれ、本発明の実施例４の磁気ヘッドスライダの立体斜視図、側面図を示す。スライダ１は、本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの一対の連結部である流入パッド１１の１段目の段差面１１４とサイドレール１３の面を２段目の段差面１１６と同じ面にする。この構成により、負圧ポケットがなくなり、負圧力が小さくなる。負圧力が小さくなると、接触時の接触力は小さくなり、接触によるスライダ振動を抑えることができる。
【００４０】
流入パッドをスライダ厚さ方向に突出させる構造は、従来のリソグラフィ技術を適用して、図１９（ｂ）の斜線部に示すように、流入パッドに薄膜１ｅ、例えばカーボンを成膜することによって製造できる。
【００４１】
図２０に本発明より成る磁気ディスク装置の実施例を示す。前記磁気ディスク装置は、磁気記録媒体３とこれを回転させる駆動部２１、本発明の実施例の磁気ヘッドスライダ１及びその支持体２、位置決めする支持ア−ム２２とこれの駆動部２３、スライダ１に搭載された磁気ヘッドの記録再生信号を処理する回路２４から構成されている。図に、記録媒体である磁気ディスク面３に浮上した状態でスライダ１が走行及びシ−クしている状態の平面図(ａ)及び側面図(ｂ)を示す。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、流入側パッドのリセス面からの高さを流出側パッドのリセス面からの高さよりも高くしたことにより、空気流の流入側に形成され、空気軸受面となる流入側パッドと、空気流の流出側に形成され、空気軸受面となる流出側パッドと、両側に沿って形成された一対のサイドレールと、流入側パッドと流出側パッドとの間にリセス面とを備えた磁気ヘッドスライダにおいて、ｈtoを下げた平滑媒体面とのスライダ接触振動低減化とランアウトのようなスライダ長に比べて十分大きい波長の媒体面うねりに対する浮上量変動の低減化とスライダ周辺の気圧変化に対する浮上量変動の低減化を同時に満足することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダ及びその支持体の立体斜視図である。
【図２】 本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの立体斜視図である。
【図３】 本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの流入パッド及びサイドレールの立体斜視図である。
【図４】 本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの流出パッドの立体斜視図である。
【図５】 本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの支持体の平面図である。
【図６】 本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの浮上走行時の側面図である。
【図７】 本発明の実施例1の磁気ヘッドスライダの浮上面形状ＡＢＳ1を示す図である。
【図８】 本発明の実施の形態1の磁気ヘッドスライダの気圧依存性、最内周、中周、外周条件におけるピッチ角度、ギャップ浮上量を計算した結果を示すグラフである。
【図９】 本発明の実施の形態1の磁気ヘッドスライダの気圧依存性、最内周、中周、外周条件における負圧力を計算した結果とリセス深さに対する負圧力と正圧力との比の絶対値を計算した結果を示すグラフである。
【図１０】 本発明の実施例２の磁気ヘッドスライダの立体斜視図、側面図を示す。
【図１１】 本発明の実施の形態２の磁気ヘッドスライダの浮上面形状ＡＢＳ２を示し、かつ突出量に対するギャップ浮上量、ピッチ角度、負圧力を計算した結果を示すグラフである。
【図１２】 本発明の実施の形態２の磁気ヘッドスライダの突出の長さに対するギャップ浮上量、ピッチ角度、負圧力を計算した結果を示すグラフである。
【図１３】 本発明の実施の形態１、２の磁気ヘッドスライダのリセス深さに対する負圧力と正圧力との比の絶対値を計算した結果を示すグラフである。
【図１４】 本発明の実施の形態１の磁気ヘッドスライダの媒体面うねり上をスライダが走行した時のピッチ角度AGに対する流出端浮上量の変動量を計算した結果を示すグラフである。
【図１５】 本発明の実施の形態２の磁気ヘッドスライダの接触開始浮上量、接触直後の流出端近傍の浮上量変動を実測した結果を示すグラフ、表である。
【図１６】 本発明の実施の形態１、２の磁気ヘッドスライダの効果を説明する図である。
【図１７】 本発明の実施の形態３の磁気ヘッドスライダの立体斜視図、側面図を示す。
【図１８】 本発明の実施の形態３の磁気ヘッドスライダの効果を説明する図である。
【図１９】 本発明の実施の形態４の磁気ヘッドスライダの立体斜視図、側面図を示す。
【図２０】 本発明より成る磁気ディスク装置の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１…磁気ヘッドスライダ、１１…流入パッド、１２…流出パッド、１３…サイドレール、１４…負圧ポケット、１１２、１２１、１２２…ディスク停止時に媒体面と接触するパッド面、１１３、１１５…段差部、１１４、１１４１…段差部１１３を介しての段差面、１１６…段差部１１５を介しての段差面、Ｓ…流出パッド１２のコンタクト面１１２の面積、１ｂ…磁気ヘッドのギャップ部とＭＲ素子の露出部、１ｃ…磁気ヘッド、１ｄ…接続端子、１ｅ…薄膜、δs1…流入パッドステップ深さ、δs2…流出パッドステップ深さ、δs3…サイドレールステップ深さ、δs4…段差部１１４１のステップ深さ、δr１…流入パッドのパッド面１１２に対する段差面１１５の深さ、δr2…流出パッドのパッド面１１２に対する段差面１１５の深さ、Ｌ…突出の長さ、δ…突出量、１１２１…微小突起面、δｔ…微小突起高さ、２…支持体、２１…荷重用ビ−ム部、２２…ジンバル部、２３…ディンプル、荷重用突起部、（ｘｐ，ｙｐ）…ディンプル位置、荷重用突起部の位置、Ｌ…スライダ１の長手方向長さ、 ｗ…スライダ１の短手方向長さ、Ｆ…押付荷重、Ｑ…浮上力、Ｑ2…負圧力、θｐ…ピッチ角度、θｒ…ロール角度、ｈ１…流入端浮上量、ｈ２…流出端浮上量、ｈgap…ギャップ浮上量、３…磁気記録媒体、２１…磁気記録媒体３を回転させる駆動部、２２…支持ア−ム、２３…支持ア−ムの駆動部、２４…記録再生信号処理回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ヘッドスライダ及び磁気ディスク装置に係わり、特に高記録密度化、高信頼性化に優れた磁気ヘッドスライダ及び磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ヘッドを搭載し、空気軸受によって磁気ディスク上に浮上して、磁気ディスクの記録媒体に情報を記録又は再生するスライダとして、流入端側ステップ面（leading step surface）と、流出端側ステップ面（trailing step surface）と、流入端側で流入端側ステップ面に接続され、流出端側に延設された２つのサイドレールと、流入端側ステップ面及び流出端側ステップ面のそれぞれに形成したパッドとを有し、２つのサイドレールの間に負圧ポケットを形成するスライダが知られている。このスライダは、浮上量の高度依存性を低減することを目的の一つとして発明されたものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
尚、スライダの浮上量として、接触開始浮上量ｈtoという用語が用いられる。磁気ディスク媒体面には微小うねりや面粗さがあり、磁気ディスク上に浮上しているスライダは浮上量を小さくしてゆくと、これらの微小突起先端と接触を開始する。このため、理想平面上からの微小突起先端の最大高さを接触開始浮上量ｈtoとして、面粗さのない理想平面上からの浮上量と区別する場合がある。
【特許文献１】
米国特許第５，７７７，８２５号明細書（第２コラム）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記スライダは負圧ポケットに負圧力を発生させることにより、スライダ周辺の気圧変化に対する浮上量変動を小さくできる。しかし、負圧力を利用しないスライダに対して、流入端側の浮上量と流出端側の浮上量の差を小さくして、すなわちピッチ角度を小さくして浮上するため、接触開始浮上量すなわち微小突起先端の最大高さｈtoを低くした平滑媒体面と接触した時は接触面積が大きくなり、接触振動が大きくなるという課題を有している。また媒体表面にランアウトのような長波長のうねりがある場合、スライダの浮上面と媒体表面のうねりとの間に圧力変動が発生し、浮上量が変動する。負圧力を利用するスライダでは、負圧力を利用しないスライダに対して、ピッチ角度を大きくできないために、圧力変動が発生する浮上面面積が大きくなり、ランアウトに対する浮上量変動が大きくなる。
【０００５】
本発明の目的は、ｈtoを下げた平滑媒体面とのスライダ接触振動低減化とランアウトのようなスライダ長に比べて十分大きい波長の媒体面うねりに対する浮上量変動の低減化とスライダ周辺の気圧変化に対する浮上量変動の低減化を同時に満足することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、磁気ヘッドスライダに、空気流の流入側に形成され、空気軸受面となる流入側パッドと、空気流の流出側に形成され、空気軸受面となる流出側パッドと、両側に沿って形成された一対のサイドレールと、流入側パッドと流出側パッドとの間にリセス面とを備え、前記流入側パッドの前記リセス面からの高さを前記流出側パッドの前記リセス面からの高さよりも高くした。
【０００７】
このとき、流入側パッドに、リセス面から突出した第一の面と、第一の面の流入側に第一の面よりも低く形成した第二の面とを備え、流出側パッドに、リセス面から突出した第三の面と、第三の面の流入側に第三の面よりも低く形成した第四の面とを備え、流入側パッドの第二の面を流出側パッドの第三の面よりも高くするとよい。第二の面はサイドレールのレール面よりも高くするとよい。また第三の面はサイドレールのレール面よりも高くするとよい。また第二の面はサイドレールのレール面よりも高く形成し、第二の面をサイドレールのレール面よりも高く形成し、第四の面とサイドレールのレール面とを同じ高さにするとよい。またリセス面から流出側パッドの第三の面までの高さを４μｍ以内にするとよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例１を説明する。
【０００９】
図１に磁気ヘッドスライダ及びその支持体の立体斜視図を示す。図２（ａ）（ｂ）にそれぞれ、磁気ヘッドスライダの立体斜視図、側面図を示す。スライダ１は、流入側に形成された２つ（一対）の空気軸受面になりうるパッド１１（以後、流入パッドと記す）、流出側に形成された１つの空気軸受面になりうるパッド１２（以後、流出パッドと記す）、両側に沿って形成された一対のサイドレール１３、から構成する。さらに、流入パッド１１を流出パッド１２に比べて、スライダ厚さ方向に突出させている。この突出量をδとする。流出パッド１２の流出端に再生用ＭＲヘッドのＭＲ素子の露出部と記録用電磁誘導型磁気ヘッドのギャップ部から構成する記録再生素子１ｂを、またスライダ１の側面に磁気ヘッド１ｃ及び接続端子１ｄを設けている。
【００１０】
さらに詳細には、スライダ１は流入パッド１１と流出パッド１２との間にリセス面１１６とを備えており（図３参照）、流入パッド１１はリセス面１１６から突出した第一の面１１２と第一の面１１２の流入側に第一の面１１２よりも低く形成した第二の面１１４とを備えており（図３参照）、流出パッド１２は、リセス面１１６から突出した第三の面１１２と、第三の面１１２の流入側に第三の面１１２よりも低く形成した第四の面１１４とを備えている（図４参照）。尚、流入パッド１１はスライダ１の幅方向に２つ設けられている。またサイドレール１３は、流入パッド１１に対して流出端側に、スライダ１の幅方向の両端部に、スライダ１の長さ方向に沿うように、それぞれ１本ずつ設けられている。
【００１１】
尚、スライダ１について、その長さ方向を流入端から流出端にあるいは流出端から流入端に至る方向として、幅方向を前述の長さ方向を横切る（直交する）方向として、厚さ方向又は高さ方向を前述の長さ方向及び幅方向を横切る（直交する）方向として説明する。
【００１２】
スライダ１は、空気力学的に正圧力Ｑ１が発生する２つの流入パッド１１と一対のサイドレール１３とによって囲まれた凹部（リセス面１１６が形成された部分）１４に負圧力Ｑ２が発生する負圧力利用型スライダである。負圧力Ｑ２が発生するメカニズムは、ディスクが回転し、空気がスライダ／ディスク間に流れ込むと、凹部１４で急激に体積が増えるためである。正圧力Ｑ１は浮上量を増加させる方向に作用し、負圧力Ｑ２は浮上量を低下させる方向に作用する。
【００１３】
流入パッド１１をスライダ１の厚さ方向に突出させる構造は、従来のリソグラフィ技術を適用して、図２（ｂ）の斜線部に示すように、流入パッドに薄膜１ｅ、例えばカーボンを成膜することによって製造できる。
【００１４】
図３、図４に磁気ヘッドスライダの流入パッド１１、サイドレール１３及び流出パッド１２を示す。これらは、ディスク停止時に媒体面と接触するパッド面１１２（以後、コンタクト面と記す）と空気流入方向に段差部１１３を介して設けた１段目の段差面１１４（ステップ面）、段差部１１５を介して設けた２段目の段差面１１６（リセス面）の２段ステップ面から構成する。δs1、δs3はそれぞれ、流入パッド１１のパッド面１１２に対する段差面１１４、サイドレール１３の深さ（ステップ深さ）を示す。δr1は流入パッド１１のパッド面１１２に対するパッド面１１２に対する段差面１１６の深さ（リセス深さ）を示す。δs2は流出パッド１２のパッド面１１２に対する段差面１１４の深さ（ステップ深さ）を示す。δr2は流出パッド１１のパッド面１１２に対するパッド面１１２に対する段差面１１６の深さ（リセス深さ）を示す。
【００１５】
流入パッド１１の段差面（第二の面）１１４は流出パッド１２のパッド面（第三の面）１１２よりも高い。流入パッド１１の段差面（第二の面）１１４はサイドレール１３のレール面よりも高い。流出パッド１２のパッド面（第三の面）１１２はサイドレール１３のレール面よりも高い。流出パッド１２の段差面（第四の面）１１４とサイドレール１３のレール面とは同じ高さである。すなわち、流入パッド１１のパッド面（第一の面）１１２が一番高い。尚、高さはリセス面１１６を基準にして、各面のリセス面１１６からの突出高さで比較している。
【００１６】
図５に実施例１の磁気ヘッドスライダの支持体の平面図を示す。支持体２は、荷重用ビ−ム部２１、ジンバル部２２、荷重用突起部（以後、ディンプルと記する）２３から構成する。
【００１７】
図６（ａ）（ｂ）に実施例１の磁気ヘッドスライダの浮上走行時の側面図を示す。ディンプル２３は、荷重用ビ−ム部２１から押し付けられた荷重Ｆをスライダに作用させる荷重作用点として設けている。またそこを支点として、スライダを並進(上下)、ピッチ(前後)、ロ−ル(シ−ク)方向の３自由度の運動に対して復元力が作用するように設ける。荷重作用点であるディンプル２３の位置（Ｘｐ，Ｙｐ）は、ピッチ方向に対してはＸｐ＝ｘｐ／Ｌ、ロ−ル方向に対してはＹｐ＝ｙｐ／ｗの無次元化した値として表わす。ただし、ｘｐはスライダの流入端との距離、ｙｐはスライダ側面の端との距離、Ｌはスライダの長手方向の長さ、ｗはスライダの短手方向の長さである。
【００１８】
スライダ１は、ディンプル２３の位置で押付荷重Ｆと空気力学的に発生する正圧力Ｑ１と負圧力Ｑ２（＞０）とが、Ｑ１＝Ｆ＋Ｑ２の関係式で釣り合い、ピッチ方向、ロ−ル方向の浮上姿勢を表わすピッチ姿勢角度θp、ロ−ル姿勢角度θr、流出端浮上量ｈ２、流入端浮上量ｈ１、再生用ＭＲヘッドのＭＲ素子の露出部と記録用電磁誘導型磁気ヘッドのギャップ部から構成する記録再生素子１ｂにおけるギャップ浮上量ｈgap、ピッチ角度AG（＝ｈ２−ｈ１）を一定に保ちながら動的に安定浮上している。
【００１９】
図７に本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの浮上面形状（ＡＢＳ１）を示す。大きさは、スライダ長Lが１.２５ｍｍのピコサイズである。押付荷重Fは、２９．４ｍＮ、ディンプル位置ｘｐ/L、ｙｐ/Lは共に０．５である。
【００２０】
図８（ａ）に、浮上面形状ＡＢＳ１を用いて、突出量δが０ｎｍの従来スライダ、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１、高度０ｍ、３０００ｍの場合について、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周、中周、外周条件におけるピッチ角度AGを計算した結果を示す。図より、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１のピッチ角度AGは、従来スライダの突出量δが０ｎｍに比べて、約３０ｎｍ大きくなっていることが分かった。さらに、実施例１のスライダ１の高度０ｍから高度３０００ｍと変化したピッチ角度AGの変化量は、従来スライダのそれとほとんど同じであり、スライダ周辺の気圧低下によるピッチ角度AGの変化させることなく、ピッチ角度AGを大きくできることが分かった。
【００２１】
図８（ｂ）に、浮上面形状ＡＢＳ１を用いて、突出量δが０ｎｍの従来スライダ、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１、高度０ｍ、３０００ｍの場合について、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周、中周、外周条件におけるギャップ浮上量ｈgapを計算した結果を示す。図より、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１の浮上プロファイルのギャップ浮上量ｈgap差は１ｎｍ以内となっており、従来スライダの突出量δが０ｎｍの場合と浮上プロファイルのギャップ浮上量ｈgap差とほとんど同じになっている。また、実施例１のスライダ１の高度０ｍから高度３０００ｍと変化したギャップ浮上量ｈgapの変化量は、従来スライダのそれと同じ３ｎｍ以下となり、実施例１のスライダ１のスライダ周辺の気圧低下によるギャップ浮上量ｈgapの変化は従来スライダと同じであることが分かった。
【００２２】
図９（ａ）に、浮上面形状ＡＢＳ１を用いて、突出量δが０ｎｍの従来スライダ、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１、高度０ｍ、３０００ｍの場合について、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周、中周、外周条件における負圧力Q2を計算した結果を示す。図より、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１の負圧力Q2は、従来スライダの突出量δが０ｎｍの場合と同じ負圧力になっており、かつ実施例１のスライダ１の高度０ｍから高度３０００ｍと変化した負圧力Q2の変化量は、従来スライダのそれと同じであった。押付荷重が同じ条件の場合、負圧力Ｑ２が大きいスライダの方が負圧力Ｑ２が小さいスライダに比べて、気圧低下による浮上量変化を抑えることができることが分かっているため、実施例１のスライダ１のスライダ周辺の気圧低下によるギャップ浮上量ｈgapの変化が従来スライダと同じである理由は、実施例１のスライダ１の負圧力Q2は、従来スライダのそれと同じになっているためであることが分かった。以下に、スライダ周辺の気圧低下による浮上量変化と負圧力との関係を説明する。
【００２３】
浮上量を増加させる方向に作用する正圧力Ｑ１は、ΔＱ１だけ減少し、Ｑ１ｐ（＝Ｑ１-ΔＱ１）となり、浮上量は低下する。浮上量を低下させる方向に作用する負圧力Ｑ２の絶対値は、ΔＱ２（＞０）だけ減少し、Ｑ２ｐ（＝ Ｑ２＋ΔＱ２）となり、浮上量は増加する。気圧が低下しても押付荷重Fは変化しないため、Ｑ１-ΔＱ１＝Ｆ＋Ｑ２＋ΔＱ２、ΔＱ１＝ΔＱ２（＝ΔＱ）となり、気圧低下による正圧力Ｑ１の低下量ΔＱ１と負圧力の絶対値の減少量ΔＱ２は同じΔＱになる。
【００２４】
負圧力と正圧力との比をとると、Ｑ２ｐ／Ｑ１ｐ＝Ｑ２ｐ／（Ｆ＋Ｑ２ｐ）＝１／（（Ｆ／Ｑ２ｐ）＋１）、Ｑ２／Ｑ１＝１／（（Ｆ／Ｑ２）＋１）、F→０の場合、Ｑ２ｐ／Ｑ１ｐ→１、Ｑ２／Ｑ１→１となる。つまり、押付荷重Fがほぼゼロのスライダの場合、気圧が低下すると、正圧力Ｑ１の減少による浮上量低下と。負圧力Ｑ２の絶対値の減少による浮上量の増加がほぼ一致し、気圧低下による浮上量変化を抑えることができる。あるいは、押付荷重が同じ条件の場合、負圧力Ｑ２が大きいスライダの方が負圧力Ｑ２が小さいスライダに比べて、気圧低下による浮上量変化を抑えることができる。
【００２５】
図９（ｂ）に、浮上面形状ＡＢＳ１を用いて、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１、高度０ｍの場合について、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周条件における浮上量、浮上姿勢を固定した条件で、図２に示したリセス深さδr2に対する負圧力と正圧力との比Ｑ２／Ｑ１の絶対値を計算した結果を示す。図より、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１のＱ２／Ｑ１の絶対値はリセス深さδr2が４μｍになると急激に大きくなり、δr2＝１．２μｍで最大となり、δr2＜１．２μｍで急激に減少する。実施例１のスライダ１の効果である気圧低下による浮上量変化を抑えるためには、Ｑ２／Ｑ１の絶対値を大きくする必要があるため、実施例１のスライダ１のリセス深さδr2は４μｍ以下に設定する。
【００２６】
図１０（ａ）（ｂ）にそれぞれ、本発明の実施例２の磁気ヘッドスライダの立体斜視図、側面図を示す。スライダ１は、流入側に形成された２つの流入パッド１１、流出側に形成された流出パッド１２、両側に沿って形成された一対のサイドレール１３、から構成する。さらに、流入パッド１１の流入端から距離Lまでの領域を、流出パッド１２に比べて、スライダ厚さ方向に突出量δだけ突出させている。δs4はそれぞれ、流入パッド１１のパッド面１１２に対する段差面１１４1の深さ（ステップ深さ）を示す。流出パッド１３の流出端に再生用ＭＲヘッドのＭＲ素子の露出部と記録用電磁誘導型磁気ヘッドのギャップ部から構成する記録再生素子１ｂが、スライダ１の側面に磁気ヘッド１ｃ及び接続端子１ｄが設けている。
【００２７】
流入パッドをスライダ厚さ方向に突出させる構造は、従来のリソグラフィ技術を適用して、図１０（ｂ）の斜線部に示すように、流入パッドに薄膜１ｅ、例えばカーボンを成膜することによって製造できる。
【００２８】
図１１（ａ）に本発明の実施例２の磁気ヘッドスライダの浮上面形状（ＡＢＳ２）を示す。大きさは、スライダ長Lが１.２５ｍｍのピコサイズである。押付荷重Fは、２９．４ｍＮ、ディンプル位置xp/L、yp/Lは共に０．５である
図１１（ｂ）（ｃ）に、浮上面形状ＡＢＳ２を用いて、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周条件、突出の長さLが０．２ｍｍを一定とした条件で、突出量δに対するギャップ浮上量ｈgap、ピッチ角度AG、負圧力Q2を計算した結果を示す。図より、突出量δが大きくなると、負圧力Q2の絶対値が大きくなるために、ギャップ浮上量ｈgapは小さくなり、ピッチ角度AGは大きくなる。したがって、ギャップ浮上量ｈgapを小さくして、ピッチ角度AGを大きくしたい場合は、突出量δを大きくすることが有効である。
【００２９】
図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）に、浮上面形状ＡＢＳ２を用いて、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周条件、突出量δが１０ｎｍ、２０ｎｍを一定とした条件で、突出の長さLに対するギャップ浮上量ｈgap、ピッチ角度AG、負圧力Q2を計算した結果を示す。図より、突出の長さLが大きくなっても、負圧力Q2の絶対値の変化が小さいために、ギャップ浮上量ｈgapの変化も小さくなるが、ピッチ角度AGは大きくなる。したがって、ギャップ浮上量ｈgapを変化させずに、ピッチ角度AGを大きくしたい場合は、突出の長さLを大きくすることが有効である。
【００３０】
図１３に、浮上面形状ＡＢＳ２を用いて、突出の長さLが０．２ｍｍ、突出量δが２０ｎｍを一定とし、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周条件における浮上量、浮上姿勢を固定とした条件で、図１０に示したリセス深さδr2に対する負圧力と正圧力との比Ｑ２／Ｑ１の絶対値を計算した結果を示す。比較のために、図９（ｂ）に示した、突出量δが２０ｎｍの実施例１のスライダ１のリセス深さδr2に対するＱ２／Ｑ１の絶対値を計算した結果も図示した。図より、突出の長さLが０．２ｍｍ、突出量δが２０ｎｍの実施例２のスライダ１のＱ２／Ｑ１の絶対値も実施例１のスライダ１のＱ２／Ｑ１の絶対値と同様に、リセス深さδr2が４μｍになると急激に大きくなり、δr2＝１．２μｍで最大となり、δr2＜１．２μｍで急激に減少する。実施例２のスライダ１の効果である気圧低下による浮上量変化を抑えるためには、Ｑ２／Ｑ１の絶対値を大きくする必要があるため、実施例２のスライダ１のリセス深さδr2は４μｍ以下に設定する。
【００３１】
図１４に、浮上面形状ＡＢＳ１を用いて、回転数、半径位置が２．５型装置の最内周条件、流出端浮上量ｈ２が１0．0ｎｍを一定とした条件で、媒体面うねり上をスライダが走行した時のピッチ角度AGに対する流出端浮上量ｈ２の変動量Δｈ２を計算した結果を示す。図より、全てのうねり周波数に対して、ピッチ角度AGが大きくなると流出端浮上量変動量Δｈ２が小さくなり、本発明のピッチ角度AGが大きいスライダは媒体面うねりに対する追従性が良好であることが分かった。
【００３２】
図１５（ａ）に本発明の実施例２の磁気ヘッドスライダの浮上面形状（ＡＢＳ２）を用いて、回転数、半径位置が２．５型装置の中周条件での半径位置、ヨー角ゼロ度、突出の長さLが０．２ｍｍを一定とした条件で、突出量δが２０ｎｍ、４０ｎｍにおける実施例２のスライダ１の接触開始浮上量ｈtoを実測した結果を示す。浮上量測定装置はケーエルエー・テンコール社製DFHT3を使用した。サスペンション固定治具に接触検知用のアコスティックエミッション（ＡＥ）センサを取り付け、回転数を下げてＡＥ出力が出るまでスライダ流出端近傍の浮上量を測定し、この時の浮上量を接触開始浮上量ｈtoとした。ガラスディスクは面粗さの違う３種類のＤＩＳＫ８、ＤＩＳＫ６、ＤＩＳＫ３を使用した。面粗さＲａはそれぞれ、０．８ｎｍ、０．６ｎｍ、０．３ｎｍである。図より、突出量δが２０ｎｍ、４０ｎｍにおける実施例２のスライダ１の接触開始浮上量ｈtoは、ガラスディスクの面粗さが平滑化になると小さくなることが分かった。この理由は、実施例２のスライダ１のピッチ角度ＡＧが大きいために、スライダ長程度の波長の媒体面うねりに対して追従し易くなり、浮上量変動が小さくなったためである。
【００３３】
図１５（ｂ）に本発明の実施例２の磁気ヘッドスライダの浮上面形状（ＡＢＳ２）を用いて、回転数、半径位置が２．５型装置の中周条件での半径位置、ヨー角ゼロ度、突出の長さLが０．２ｍｍを一定とした条件で、突出量δが２０ｎｍ、４０ｎｍにおける実施例２のスライダ１のガラスディスクと接触した直後の流出端近傍の浮上量変動を実測した結果を示す。ガラスディスクはＤＩＳＫ８、ＤＩＳＫ６を使用した。図より、実施例２のスライダ１がガラスディスクと接触した時の浮上量変動がほとんどないことが分かる。特に現行スライダが接触した場合、浮上量変動が大きくなるＤＩＳＫ６に対しても、実施例２のスライダ１の接触時の浮上量変動がほとんどないことが分かる。この理由は、実施例２のスライダ１のピッチ角度ＡＧが大きいために、接触した時に接触面積が小さくなり、接触力が接触力が低減できたためである。
【００３４】
図１６（ａ）（ｂ）を用いて、これまで示した本発明の実施例１、２の磁気ヘッドスライダの効果のメカニズムを説明する。流入パッドを流出パッドに比べて、スライダ厚さ方向に突出させる構成（ａ）により、負圧ポケットが大きくなり、図１１、図１２の計算結果から、負圧力は低下させずにピッチ角度AGを大きくできる。負圧力が同じであれば、気圧低下による浮上量変化は大きくならない。また、本発明のスライダ（ａ）のピッチ角度AGが従来のスライダ（ｂ）に比べて大きいため、流出パッド流出端がディスクと接触した場合、本発明のスライダ（ａ）の方が接触面積が小さくなり、接触力が低減でき、接触によるスライダ振動を抑えることができる。
【００３５】
図１６（ｃ）（ｄ）を用いて、本発明の実施例１、２の磁気ヘッドスライダの別な効果のメカニズムを説明する。本発明のスライダ（ａ）は、流入パッドが突出した構造のため、流入パッドの流出端がディスクと接触した場合、空気流が浮上面に流入し、浮上力が確保されるために、正常な浮上量に回復し、瞬時に安定浮上する。従来のスライダ（ｂ）は、流入パッドの流入端が接触するため、空気流が浮上面に流入しないため、浮上力が確保されず、前のめりなったまま流入端が媒体面と連続接触してしまう。
【００３６】
図１７（ａ）（ｂ）にそれぞれ、本発明の実施例３の磁気ヘッドスライダの立体斜視図、側面図を示す。スライダ１は、本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの流入パッドのコンタクト面１１２に空気軸受面になりにくい微小な突起を設けている。この高さをδｔとする。
【００３７】
流入パッドをスライダ厚さ方向に突出させる構造は、従来のリソグラフィ技術を適用して、図１７（ｂ）の斜線部に示すように、流入パッドに薄膜１ｅ、例えばカーボンを成膜することによって製造できる。
【００３８】
図１８を用いて、本発明の実施例３の磁気ヘッドスライダの効果のメカニズムを説明する。本発明のスライダ１の流入パッドの流入端がディスクと接触した場合、微小突起と接触するため、接触面積が小さくなり接触によるスライダ振動を抑えることができる。
【００３９】
図１９（ａ）（ｂ）にそれぞれ、本発明の実施例４の磁気ヘッドスライダの立体斜視図、側面図を示す。スライダ１は、本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの一対の連結部である流入パッド１１の１段目の段差面１１４とサイドレール１３の面を２段目の段差面１１６と同じ面にする。この構成により、負圧ポケットがなくなり、負圧力が小さくなる。負圧力が小さくなると、接触時の接触力は小さくなり、接触によるスライダ振動を抑えることができる。
【００４０】
流入パッドをスライダ厚さ方向に突出させる構造は、従来のリソグラフィ技術を適用して、図１９（ｂ）の斜線部に示すように、流入パッドに薄膜１ｅ、例えばカーボンを成膜することによって製造できる。
【００４１】
図２０に本発明より成る磁気ディスク装置の実施例を示す。前記磁気ディスク装置は、磁気記録媒体３とこれを回転させる駆動部２１、本発明の実施例の磁気ヘッドスライダ１及びその支持体２、位置決めする支持ア−ム２２とこれの駆動部２３、スライダ１に搭載された磁気ヘッドの記録再生信号を処理する回路２４から構成されている。図に、記録媒体である磁気ディスク面３に浮上した状態でスライダ１が走行及びシ−クしている状態の平面図(ａ)及び側面図(ｂ)を示す。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、流入側パッドのリセス面からの高さを流出側パッドのリセス面からの高さよりも高くしたことにより、空気流の流入側に形成され、空気軸受面となる流入側パッドと、空気流の流出側に形成され、空気軸受面となる流出側パッドと、両側に沿って形成された一対のサイドレールと、流入側パッドと流出側パッドとの間にリセス面とを備えた磁気ヘッドスライダにおいて、ｈtoを下げた平滑媒体面とのスライダ接触振動低減化とランアウトのようなスライダ長に比べて十分大きい波長の媒体面うねりに対する浮上量変動の低減化とスライダ周辺の気圧変化に対する浮上量変動の低減化を同時に満足することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダ及びその支持体の立体斜視図である。
【図２】 本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの立体斜視図である。
【図３】 本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの流入パッド及びサイドレールの立体斜視図である。
【図４】 本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの流出パッドの立体斜視図である。
【図５】 本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの支持体の平面図である。
【図６】 本発明の実施例１の磁気ヘッドスライダの浮上走行時の側面図である。
【図７】 本発明の実施例1の磁気ヘッドスライダの浮上面形状ＡＢＳ1を示す図である。
【図８】 本発明の実施の形態1の磁気ヘッドスライダの気圧依存性、最内周、中周、外周条件におけるピッチ角度、ギャップ浮上量を計算した結果を示すグラフである。
【図９】 本発明の実施の形態1の磁気ヘッドスライダの気圧依存性、最内周、中周、外周条件における負圧力を計算した結果とリセス深さに対する負圧力と正圧力との比の絶対値を計算した結果を示すグラフである。
【図１０】 本発明の実施例２の磁気ヘッドスライダの立体斜視図、側面図を示す。
【図１１】 本発明の実施の形態２の磁気ヘッドスライダの浮上面形状ＡＢＳ２を示し、かつ突出量に対するギャップ浮上量、ピッチ角度、負圧力を計算した結果を示すグラフである。
【図１２】 本発明の実施の形態２の磁気ヘッドスライダの突出の長さに対するギャップ浮上量、ピッチ角度、負圧力を計算した結果を示すグラフである。
【図１３】 本発明の実施の形態１、２の磁気ヘッドスライダのリセス深さに対する負圧力と正圧力との比の絶対値を計算した結果を示すグラフである。
【図１４】 本発明の実施の形態１の磁気ヘッドスライダの媒体面うねり上をスライダが走行した時のピッチ角度AGに対する流出端浮上量の変動量を計算した結果を示すグラフである。
【図１５】 本発明の実施の形態２の磁気ヘッドスライダの接触開始浮上量、接触直後の流出端近傍の浮上量変動を実測した結果を示すグラフ、表である。
【図１６】 本発明の実施の形態１、２の磁気ヘッドスライダの効果を説明する図である。
【図１７】 本発明の実施の形態３の磁気ヘッドスライダの立体斜視図、側面図を示す。
【図１８】 本発明の実施の形態３の磁気ヘッドスライダの効果を説明する図である。
【図１９】 本発明の実施の形態４の磁気ヘッドスライダの立体斜視図、側面図を示す。
【図２０】 本発明より成る磁気ディスク装置の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１…磁気ヘッドスライダ、１１…流入パッド、１２…流出パッド、１３…サイドレール、１４…負圧ポケット、１１２、１２１、１２２…ディスク停止時に媒体面と接触するパッド面、１１３、１１５…段差部、１１４、１１４１…段差部１１３を介しての段差面、１１６…段差部１１５を介しての段差面、Ｓ…流出パッド１２のコンタクト面１１２の面積、１ｂ…磁気ヘッドのギャップ部とＭＲ素子の露出部、１ｃ…磁気ヘッド、１ｄ…接続端子、１ｅ…薄膜、δs1…流入パッドステップ深さ、δs2…流出パッドステップ深さ、δs3…サイドレールステップ深さ、δs4…段差部１１４１のステップ深さ、δr１…流入パッドのパッド面１１２に対する段差面１１５の深さ、δr2…流出パッドのパッド面１１２に対する段差面１１５の深さ、Ｌ…突出の長さ、δ…突出量、１１２１…微小突起面、δｔ…微小突起高さ、２…支持体、２１…荷重用ビ−ム部、２２…ジンバル部、２３…ディンプル、荷重用突起部、（ｘｐ，ｙｐ）…ディンプル位置、荷重用突起部の位置、Ｌ…スライダ１の長手方向長さ、 ｗ…スライダ１の短手方向長さ、Ｆ…押付荷重、Ｑ…浮上力、Ｑ2…負圧力、θｐ…ピッチ角度、θｒ…ロール角度、ｈ１…流入端浮上量、ｈ２…流出端浮上量、ｈgap…ギャップ浮上量、３…磁気記録媒体、２１…磁気記録媒体３を回転させる駆動部、２２…支持ア−ム、２３…支持ア−ムの駆動部、２４…記録再生信号処理回路。
Claims (8)
- 空気流の流入側に形成され、空気軸受面となる流入側パッドと、空気流の流出側に形成され、空気軸受面となる流出側パッドと、両側に沿って形成された一対のサイドレールと、前記流入側パッドと前記流出側パッドとの間にリセス面とを備えた磁気ヘッドスライダにおいて、
前記流入側パッドは、前記リセス面から突出した第一の面と、この第一の面の流入側に形成されたこの第一の面よりも前記リセス面からの高さが低い第二の面とを備え、前記第一の面の前記リセス面からの高さを前記流出側パッドの前記リセスからの高さよりも高く、前記第二の面の前記リセス面からの高さを前記サイドレールのレール面の前記リセス面からの高さよりも高くした磁気ヘッドスライダ。 - 前記流出側パッドの前記リセス面からの高さを前記サイドレールのレール面の前記リセス面からの高さよりも高くした請求項１に記載の磁気ヘッドスライダ。
- 前記流出側パッドは、前記リセス面から突出した第三の面と、この第三の面よりも流入側に形成されたこの第三の面よりも前記リセス面からの高さが低い第四の面とを備え、この第四の面の前記リセス面からの高さと前記サイドレールのレール面の前記リセス面からの高さとを同じにした請求項２記載の磁気ヘッドスライダ。
- 前記リセス面から前記流出側パッドの前記第三の面までの高さを４μｍ以内にした請求項３に記載の磁気ヘッドスライダ。
- 空気流の流入側に形成され、空気軸受面となる流入側パッドと、空気流の流出側に形成され、空気軸受面となる流出側パッドと、両側に沿って形成された一対のサイドレールと、前記流入側パッドと前記流出側パッドとの間にリセス面とを備えた磁気ヘッドスライダにおいて、
前記流入側パッドは、前記リセス面から突出した第一の面と、この第一の面の流入側に形成されたこの第一の面よりも前記リセス面からの高さが低い第二の面とを備え、前記流出側パッドは、前記リセス面から突出した第三の面と、この第三の面の流入側に形成されたこの第三の面よりも前記リセス面からの高さが低い第四の面とを備え、前記流入側パッドの前記第二の面の前記リセス面からの高さを、前記流出側パッドの前記第三の面の前記リセス面からの高さよりも高くした磁気ヘッドスライダ。 - 前記第二の面の前記リセス面からの高さを前記サイドレールのレール面の前記リセス面からの高さよりも高くした請求項５に記載の磁気ヘッドスライダ。
- 回転駆動される磁気ディスクと、前記磁気ディスクに情報を記録し、または前記磁気ディスクから情報を再生する磁気ヘッドを搭載した磁気ヘッドスライダとを備えた磁気ディスク装置において、
前記磁気ヘッドスライダは、空気流の流入側に形成され、空気軸受面となる流入側パッドと、空気流の流出側に形成され、空気軸受面となる流出側パッドと、両側に沿って形成された一対のサイドレールと前記流入側パッドと前記流出側パッドとの間にリセス面とを備え、
前記流入側パッドは、前記リセス面から突出した第一の面と、この第一の面の流入側にこの第一の面よりも前記リセス面からの高さが低く形成した第二の面とを備え、前記第一の面の前記リセス面からの高さを前記流出側パッドの前記リセスからの高さよりも高く、前記第二の面の前記リセス面からの高さを前記サイドレールのレール面の前記リセス面からの高さよりも高く形成した磁気ディスク装置。 - 前記磁気ディスクとして、中心線平均面粗さＲａが１ｎｍ以下、中心線最大高さＲｐが５ｎｍ以下の磁気ディスクを使用した請求項７に記載の磁気ディスク装置。
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