JP4734402B2

JP4734402B2 - ディスク装置のヘッドスライダ

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Publication number: JP4734402B2
Application number: JP2008326249A
Authority: JP
Inventors: 裕之窪寺
Original assignee: Toshiba Storage Device Corp
Current assignee: Toshiba Storage Device Corp
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP2009064557A

Description

本発明はディスク装置、特に、ディスク型の磁気記録媒体上を浮上走行し、磁気記録媒体との間で磁気情報の記録又は再生を行う磁気エレメントを具備し、媒体対向面には、媒体走行方向に関して上流側端部に、流入パッド部、流入パッド部から下流側に延びているサイドレール部、媒体走行方向に関して下流側端部に、中央部にはセンターパッド、センターパッドの両側で且つ上流側よりの位置にサイドパッドが設けられているヘッドスライダを具備するディスク装置に関する。

まず、磁気ヘッドスライダを搭載した従来のディスク装置について図１５を参照して説明する。図１５はこのような磁気ディスク装置１の平面図であって、装置本体２の内部には、１枚又は複数枚の円板状の磁気記録媒体３が所定の間隔をおいてスピンドル軸に搭載され、回転可能に配置されている。

ヘッドスライダ１０は、回転する各磁気記録媒体３の表裏の媒体面毎に設けられ、ピポッド軸に揺動可能に支持されたアクチュエータのアーム４の端部にサスペンション５を介して支持されており、ボイス・コイル・モータ６によりの媒体面毎に対して半径方向に移動（シーク動作）する構造になっている。

ディスク装置１のヘッドスライダ１０は、上記のような構造を有するため、図１６に示すように、高速で回転するディスク型記録媒体３との間で生ずる正圧・負圧により媒体面に対して浮上しながら、ディスク型記録媒体の略半径方向に内側から外側へ、或いは逆に外側から内側へ移動することとなる。

図１６において、磁気記録媒体３が矢印Ｐ方向に高速で回転移動すると、磁気記録媒体３とヘッドスライダ１０との間に矢印Ｐ方向の図示のような空気流が発生する。このような正圧・負圧による空気膜を介してヘッドスライダ１０は磁気記録媒体３の媒体面から所定量浮上して、記録媒体３の媒体面とヘッドスライダ１０との間隔を保つ。

磁気記録媒体３の高密度実装を実現するためには、ヘッドスライダ１０をディスク型記録媒体３にできる限り接近させのことが望まれるが、一方で、種々の条件下で、媒体面とヘッドスライダとの間隔が一定に保たれることが望まれる。ここで、例えば、ヘッドスライダ１０の全長を１．２５ｎｍとすると、媒体面からのヘッドスライダ１０の浮上高さｔは、記録・再生用の磁気エレメント７が搭載されている、媒体面に最も接近する部位において、十数ｎｍ、例えば、約１５ｎｍ程度となる。

ディスク装置のヘッドスライダ１０は、上記のような構造を有するため、図１７において、矢印Ｐ方向に高速で回転するディスク型記録媒体３との間で生ずる空気力により媒体面に対して浮上しながら、ディスク型記録媒体の略半径方向に内側から外側へ、或いは逆に外側から内側へ移動（シーク動作）することとなる。

このため、ヘッドスライダ１０がディスク記録媒体３の内周側、中周、外周側をそれぞれ走行する場合において、ヘッドスライダ１０に対するディスク記録媒体３の走行速度が相違すると共に、ヘッドスライダ３に対するディスク記録媒体３の走行方向、即ち速度ベクトルＶ１、Ｖ２、Ｖ３とそれぞれ方向が相違する。即ち、最内周側と最外周側とでは、走行速度差は約２倍で、速度ベクトルは約２５度変化する。

したがって、ディスク装置のヘッドスライダ１０の設計においては、このような速度差や速度ベクトルに変化がある場合でも、ディスク記録媒体３の全周にわたって記録媒体に対するヘッドスライダの浮上量ｔ（図１６）を可能な限り均一に保つことが肝要となる。

同様に、ヘッドスライダ１０を支持しているアクチュエータのアーム４（図１５）がシーク動作をする場合において、図１８に示すように、アーム４の先端に搭載されたヘッドスライダ１０がディスク記録媒体３に対して半径方向の内方へ移動する場合と、外方へ移動する場合とでは、記録媒体３に対するヘッドスライダ１０の速度ベクトルについてシーク動作分（Ｖ_i又はＶ_o）が加わり、速度ベクトルの方向（Ｖ₄又はＶ₅）は約１５度方向を変化する。

したがって、このようなヘッドスライダ１０が受ける流速の方向の変化に対しても、記録媒体に対するヘッドスライダの浮上量を可能な限り均一に保つことが要求される。

更に、磁気ディスク装置を搭載した機器、定置型のコンピュータ等であり、モバイル型のパーソナルコンピュータ等であれ、高地における気圧の低い条件下での使用に耐えるものでなければならない。一般に、ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）では高地での使用も考慮する必要があり、高度が例えば海抜３０００ｍの地域においても使用を保障することが必要となる。

更に、製造上の問題、即ち加工誤差や組立誤差を考慮して、これらの誤差に対してロバストな設計とする必要がある。

上述のようなディスク装置のヘッドスライダの設計上の諸問題の中で、本発明は、特に高地における気圧の低い条件下での使用可能とする点に着目するものである。

即ち、従来のディスク装置のヘッドスライダは、高地などにおける気圧の低下に伴い、ヘッドスライダの浮上量が低下するという問題があった。特に、アクチュエータのアームの自由端側に支持されたヘッドスライダが、回転するディスク媒体に対して半径方向にシーク動作をして、ヘッドスライダがディスク媒体の内側（インナー側）に位置している時は、ヘッドスライダに対するディスク記録媒体の相対的な周速度が低いことから、ヘッドスライダに十分な浮上圧力が得られなくない等、気圧の低下により浮上量低下が顕著であるという問題があった。

気圧に対して依存性の低い、即ち気圧に対してロバストな特性をもったヘッドスライダを得ようとすると、周速の変化に対してのロバスト性が低下するという問題があった。また、気圧が低下するのに伴って、ヘッドスライダの浮上量が低下するだけでなく、ヘッドスライダが回転走行する媒体に対して上流下流方向の傾斜角度である「ピッチ角」も低下するという問題があった。

本発明に関連する先行技術とし、特許文献１には、スライダ本体が磁気記録媒体に対して浮上走行する場合に、磁気コアと磁気記録媒体との間のスペーシングが気圧変化に対して受ける影響を小さくして、磁気コアが磁気記録媒体に接触することを防止できる磁気ヘッドが提案されている。

この特許文献１によると、磁気コアが備えられたセンタパッド部はスライダ本体の媒体対向面の流出端（トレーリング側端部）中央部に形成され、センタパッド部より流入端（リーディング）側よりの幅方向両端部にサイドパッド部が形成され、両サイドパッド部の媒体と対向する側の面の面積の合計値がセンタパッド部の媒体と対向する側の面の面積より大きく、各パッド部は、リーディング側の他の部分より高さが低い前方段差面が形成されている磁気記録装置のヘッドスライダが開示されている。

このように、センタパッド部とサイドパッド部の媒体対向面の面積を調整することにより、磁気ヘッドスライダの気圧変動に対するロバストネスの向上を図っている。しかしながら、特許文献１に開示されている手法では、センタパッド部とサイドパッド部の媒体対向面の面積のみに着目しており、センタパッド部やサイドパッド部等において発生する圧力両が十分考慮されているとはいえない。

このようなことから、本発明では、センタパッド部とサイドパッド部の媒体対向面の面積とは関係なく、サイドパッド部で発生する正圧力がセンタパッド部で発生する正圧力よりも大きくすることにより気圧変動に対するロバストネスを確保するものであり、加えて、サイドパッド部の形状を工夫することにより更なる気圧変動に対するロバストネスの向上を図るものである。
特開２００３−３２３７０６号

したがって、本発明は、上記のように回転するディスク型の磁気記録媒体上を浮上走行するヘッドスライダにおいて、気圧に対して依存性の低い、即ち気圧に対してロバストな特性をもたせ、大気圧より低い気圧の高地においてもヘッドスライダの浮上量の変化を極力小さくして、即ち気圧変化の対するロバストネス特性を有するヘッドスライダを具備するディスク装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するために、本発明によれば、ディスク装置において、磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体との間で磁気情報の記録又は再生を行う磁気エレメントと、前記磁気エレメントを具備し、かつ前記磁気記録媒体への対向面に、前記磁気記録媒体走行方向に関して上流側端部に流入パッド部、該流入パッド部から下流側に延びるサイドレール部、前記走行方向に関して下流側端部に、中央部にセンターパッド、該センターパッドの両側にサイドパッドが配置されるヘッドスライダと、前記ヘッドスライダを、サスペンションを介して保持するアーム部と、前記アームを前記磁気記録媒体の半径方向にシークさせるモータ部と、を備え、前記ヘッドスライダは、前記流入パッド部、センターパッド及びサイドパッドが、エアベアリング面と該エアベアリング面よりも高さが低い段差面とを有し、少なくとも一方の側のサイドレールとサイドパッドとが接合されており、前記サイドレール部は、前記流入パッド部との接合部又はサイドパッドとの結合部のヘッドスライダ外側寄りの角度が、鈍角に形成されることを特徴とするディスク装置が提供される。

前記少なくとも一方のサイドレール部は、前記ヘッドスライダの側端縁から幅方向に１０μｍ以上前記ヘッドスライダの中央寄りに形成されることを特徴とする。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１〜図１４は本発明のディスク装置におけるヘッドスライダの各実施形態をスライダの媒体対向面側から見た平面図である。また、図１９は、本発明のヘッドスライダを磁気記録媒体に対向する面側から見た、特に媒体対向面の凹凸面を示す斜視図であって、底面Ｂからエア・ベアリング面（ＡＢＳ）Ａ及び段差面Ｄまでの高さを誇張して示している。

図１９において、ヘッドスライダ本体１０は、適当なセラミック材料、例えばアルミナ・チタン・カーバイド（ＡｌＴｉＣ）からなり、イオン・ミーリング或いはイオン・エッチング等の従来から知られている方法により製造される。ヘッドスライダ本体１０は媒体対向面側から見た平面形状が略矩形で、回転する磁気記録媒体の走行方向Ｐに関して上流側の横方向縁部を流入端１０ａ、走行方向に関して後方の横方向縁部を流出端１０ｂ、走行方向に関して長手方向の両側縁１０ｃ、１０ｄを有する。

このようにヘッドスライダ１０の媒体対向面には、回転走行する磁気記録媒体との間で空気力による所要の浮上力を得るために、微小な凹凸が形成されていて、圧力を制御している。特に、これらの微小な凹凸により発生する正圧及び負圧を巧妙に組み合わせて制御することにより、高度な浮上機能を実現するものである。

図１９に示すように、ヘッドスライダ１０の媒体対向面は、３段階の段差のある凹凸面となっている。したがって、本明細書においては、磁気記録媒体の面から最も遠い位置にある、主として負圧面を形成している面Ｂを「底面」と定義し、逆に磁気記録媒体の面に最も接近している位置にある、主として正圧面を形成している面Ａを「エア・ベアリング面（ＡＢＳ）」と定義し、及びこのエア・ベアリング面からわずかに段差のある面Ｄを「段差面」と定義することとする。そして、エア・ベアリング面Ａから底面Ｂまでの深さａは約１〜３μｍであり、エア・ベアリング面Ａから段差面Ｄまでの深さｂは約０．１〜０．３μｍである。

そして、エア・ベアリング面Ａとして、媒体走行方向Ｐに関して上流側端部に近接して上流端からやや隔てて且つ媒体走行方向Ｐに関してヘッドスライダ本体の１０の横ないし幅方向全体に延びた流入パッド部Ａ（１）があり、媒体走行方向Ｐに関して下流側端部に、中央部にはセンターパッド部Ａ（２）があり、更にこのセンターパッドの両側で且つこのセンターパッドの位置よりやや上流寄りの位置にサイドパッドＡ（３、４）が設けられている。

また、段差面Ｄとして、流入パッド部Ａ（１）の媒体走行方向Ｐに関して前部域の全体に延びた流入側段差面Ｄ（１）、流入パッド部Ａ（１）からヘッドスライダの両側縁に沿って下流側に延びているサイドレール部Ｄ（５、６）、及びセンターパッド部Ａ（２）、サイドパッドＡ（３、４）の媒体走行方向Ｐに関して前方領域に設けられたセンター段差面Ｄ（２）及びサイド段差面Ｄ（３、４）がそれぞれ設けられている。

ヘッドスライダ１０の媒体に対向する面であって、エア・ベアリング面Ａ及び段差面Ｄ以外の領域は、底面Ｂであるが、特に、流入パッド部Ａ（１）、サイドレール部Ｄ（５、６）、センターパッド部Ａ（２）及びその段差面Ｄ（２）、サイドパッドＡ（３、４）及びその段差面Ｄ（３、４）で囲まれたヘッドスライダの媒体対向面の底部Ｂの中央領域は、負圧部を形成する。

ヘッドスライダ１０の媒体対向面におけるエア・ベアリング面Ａや段差面Ｄを形状や面積その他種々のパラメータを変更することで、ヘッドスライダ１０の記録媒体面に対する浮上力を制御することができる。

次に、本発明のヘッドスライダ１０の媒体対向面におけるエア・ベアリング面Ａや段差面Ｄについての種々の実施形態を示した図１〜１４について説明する。なお、これらの図において、前述の定義による、エア・ベアリング面Ａを視線領域で示し、段差面Ｄを散点領域で示し、底面Ｂを白抜き領域として示す。

図１は本発明の第１実施形態に係るヘッドスライダの媒体対向面の平面図である。図１において、１１は空気流が流入する流入端を、１２は空気流が流れ出る流出端を示す。１３はセンタパッド部、１４、１５はサイドパッド部を示す。この第１実施形態では、２つのサイドパッド部１４、１５による発生圧力（正圧力）をセンタパッド部による発生圧力（正圧力）よりも大きくする。これによって、気圧低下による浮上量の著しい低下を防ぐことができる。

具体的には、センタパッド部１３におけるエア・ベアリング面Ａと、サイドパッド部１４、１５におけるエア・ベアリング面Ａの面積のみを考慮の対象とするのではなく、センタパッド部１３及びサイドパッド部１４、１５の大きさ、形状、配置、或いは対応する段差面Ｄの大きさ、形状、配置、その他の物理的構成を種々の変化させることで、２つのサイドパッド部１４、１５による発生圧力をセンタパッド部による発生圧力よりも大きくすることができる。これらの大きさ、形状や配置により、そのようなヘッドスライダの媒体対向面において、如何なる圧力が得られるかについては、計算機シミュレーションを行い、具体的に圧力の状況をしていることができる。

図２は本発明の第２実施形態に係るヘッドスライダの媒体対向面の平面図である。２１は空気流が流入する流入端を、２２は空気流が流れ出る流出端を示す。２３はセンタパッド部、２４、２５はサイドパッド部を示す。この第２実施形態では、ヘッドスライダが記録媒体に対して半径方向内側にある場合に、空気流は図２において左下方から右上方に向けて矢印Ｑのように流れる（図１７の場合とは、表裏逆の関係になる）。したがって、サイドパッド２４、２５のエア・ベアリング面Ａの前縁を図示のように内側へ向け、矢印Ｑ方向の空気流に対する発生圧力を大きくする。これにより、ヘッドスライダが磁気記録媒体に対する半径方向の位置が内側領域にある時、サイドパッド部２４、２５による発生圧力が大きくなる。

即ち、ヘッドスライダが磁気記録媒体に対して半径方向の外周領域にある時よりも、内周領域にある時の方が、サイドパッド部２４、２５による発生圧力（正圧力）を大きくすることによって、特にヘッドスライダと磁気記録媒体との間の相対速度が低下する、磁気記録媒体の半径方向内側領域にヘッドスライダがある時における、気圧低下よるヘッドスライダの浮上量の著しい低下を防止することができる。

図３は本発明の第３実施形態に係るヘッドスライダの媒体対向面の平面図である。３１は空気流が流入する流入端を、３２は空気流が流れ出る流出端を示す。３３はセンタパッド部、３４、３５はサイドパッド部を示す。この第３実施形態では、サイドパッド３４、３５のエア・ベアリング面Ａを、後部の横方向延在部Ａ１と長手方向延在部Ａ２とで略Ｌ字型構造とする。そして、段差面Ｄをこれらの略Ｌ字型構造のエア・ベアリング面Ａ１、Ａ２で囲まれた領域の中央寄及び上流側の縁部まで延在させて、図示のように互いに中央寄へ向けるようにする。即ち、長手方向延在部Ａ２は対応する段差面に対しては、ヘッドスライダ本体の縁側にある。これにより、矢印Ｐ方向に流入する空気流がこれらのサイドパッド部が土手となって集中効果を発揮し、サイドパッド部３４、３５による発生圧力が大きくなる。これにより、気圧低下よるヘッドスライダの浮上量の著しい低下を防止することができる。

図４は本発明の第４実施形態に係るヘッドスライダの媒体対向面の平面図である。４１は空気流が流入する流入端を、４２は空気流が流れ出る流出端を示す。４３はセンタパッド部、４４、４５はサイドパッド部を示す。この第４実施形態では、第３実施形態と類似する構成であって、サイドパッド３４、３５のエア・ベアリング面Ａを、後部の横方向延在部Ａ１と長手方向延在部Ａ２とで略Ｌ字型構造とする。そして、段差面Ｄがこれらの略Ｌ字型構造のエア・ベアリング面Ａの中央寄及び上流側の縁部まで延在させている。しかしながら、特に、ヘッドスライダが磁気記録媒体に対して内周側にある場合に、空気流は図４において左下方から右上方に向けて矢印Ｑのように流れる。

したがって、内側に位置するサイドパッド４４について、略Ｌ字型構造のエア・ベアリング面Ａの長手方向延在部Ａ２を図示のように段差面Ｄに対して、記録媒体に関し外周側、即ちヘッドスライダに対して中央寄りに配置する。これにより、特に、ヘッドスライダが磁気記録媒体に対する半径方向の位置が内側領域にある時、矢印Ｑ方向に流れる空気流をこれらのサイドパッド部４４、４５の略Ｌ字型構造のエア・ベアリング面Ａにより受け止めることにより、サイドパッド部４４、４５による発生圧力が大きくなる。

即ち、ヘッドスライダが磁気記録媒体に対して半径方向の外側領域にある時よりも、内側領域にある時の方が、サイドパッド部４４、４５による発生圧力（正圧力）を大きくすることによって、特にヘッドスライダと磁気記録媒体との間の相対速度が低下する、磁気記録媒体の半径方向内側領域にヘッドスライダがある時における、気圧低下によるヘッドスライダの浮上量の著しい低下を防止することができる。

図５は本発明の第５実施形態に係るヘッドスライダの媒体対向面の平面図である。５１は空気流が流入する流入端を、５２は空気流が流れ出る流出端を示す。５３はセンタパッド部、５４、５５はサイドパッド部を示す。この第５実施形態では、サイドパッド５４、５５のエア・ベアリング面Ａの前方に延在する段差面Ｄを、後部の横方向延在部Ｄ１と長手方向延在部Ｄ２とで略Ｌ字型構造とする。そして、両サイドパッド５４、５５の段差面Ｄの略Ｌ字型構造の長手方向延在部Ｄ２を、ヘッドスライダに関して互いに外側寄りに配置することで、矢印Ｐ方向に流入する空気流が両サイドパッド５４、５５の前部に達した際に、これらのサイドパッド部５４、５５の略Ｌ字型構造の段差面Ｄにより内側へ向けるようにする。また、矢印Ｒ方向にヘッドスライダ内部へ流入する空気流をも制御する。

これにより、略Ｌ字型構造の段差面Ｄ２が土手となって空気流の集中効果を発揮し、サイドパッド部５４、５５による発生圧力が大きくなる。これにより、気圧低下によるヘッドスライダの浮上量の著しい低下を防止することができる。

図６は本発明の第６実施形態に係るヘッドスライダの媒体対向面の平面図である。６１は空気流が流入する流入端を、６２は空気流が流れ出る流出端を示す。６３はセンタパッド部、６４、６５はサイドパッド部を示す。この第６実施形態では、サイドパッド６４、６５のエア・ベアリング面Ａの前方に延在する段差面Ｄを、後部の横方向延在部Ｄ１と長手方向延在部Ｄ２とで略Ｌ字型構造とする点は、前述の第５実施形態と類似の構造であるが、両サイドパッド６４、６５の段差面Ｄの略Ｌ字型構造の長手方向延在部Ｄ２を、磁気記録媒体に対して両者とも媒体の外周側に配置している。

このような構造を採用することにより、ヘッドスライダが磁気記録媒体に対して内側にある場合に、空気流は図６において左下方から右上方に向けて矢印Ｑのように流れる。したがって、サイドパッド６４、６５が略Ｌ字型構造の段差面Ｄの前部長手方向延在部Ｄ２を図示のように磁気記録媒体に対して外側に配置することにより、ヘッドスライダが磁気記録媒体に対する半径方向の位置が内側領域にある時、矢印Ｑ方向に流れる空気流をこれらのサイドパッド部６４、６５の略Ｌ字型構造の段差面Ｄにより受け止めることにより、サイドパッド部６４、６５による発生圧力が大きくなる。これにより、ヘッドスライダと磁気記録媒体との間の相対速度が低下する、磁気記録媒体の半径方向内側領域にヘッドスライダがある時における、気圧低下によるヘッドスライダの浮上量の著しい低下を防止することができる。

図７は本発明の第７実施形態に係るヘッドスライダの媒体対向面の平面図である。７１は空気流が流入する流入端を、７２は空気流が流れ出る流出端を示す。７３はセンタパッド部、７４、７５はサイドパッド部、７６、７７はサイドレール部を示す。この第７実施形態では、段差面Ｄとして形成されている両サイドレール部７６、７７をヘッドスライダの側縁１０ｃ、１０ｄからヘッドスライダの幅方向に寸法Ｗ（例えば１０μｍ以上）中央側に配置している。また、これらの両サイドレール部７６、７７は、それらの上流端が流入パッド部７１０のエアベアリング面Ａに結合され、下流端がサイドパッド部７４、７５の段差面に結合され、これらの間に長手方向に連続した構造となっている。

この第７実施形態では、このように両サイドレール部７６、７７をヘッドスライダの側縁１０ｃ、１０ｄからヘッドスライダの幅方向に寸法Ｗ（例えば１０μｍ以上）中央側に配置し且つ流入パッド部７１０のエア・ベアリング面Ａに結合することにより、これらの両サイドレール部７６、７７が土手となって、矢印Ｐ方向に流入する空気流に対して集中効果を発揮する。特に、ヘッドスライダの内側へ回り込んだ空気流Ｒに対して集中効果が発揮される。これにより、サイドパッド７４、７５における発生圧力を増加させることができる、したがって、気圧低下によるヘッドスライダの浮上量の著しい低下を防止することができる。

図８は本発明の第８実施形態に係るヘッドスライダの媒体対向面の平面図である。８１は空気流が流入する流入端を、８２は空気流が流れ出る流出端を示す。８３はセンタパッド部、８４、８５はサイドパッド部、８６、８７はサイドレール部、８８、８９はサイドレール部のサイドパッド部との結合部の角度を示す。この第８実施形態では、段差面Ｄとして形成されている両サイドレール部８６、８７をヘッドスライダの側縁１０ｃ、１０ｄからヘッドスライダの幅方向に寸法Ｗ（例えば１０μｍ以上）以上中央側に配置し、かつ、これらの両サイドレール部８６、８７は、流入パッド部８１０のエア・ベアリング面Ａからサイドパッド部８４、８５の段差面にて連続して構造としている点は、第７実施形態と同様である。

しかしながら、この第８実施形態では、両サイドレール部８６、８７と各サイドパッド８４、８５の段差面との結合部の磁気ヘッドスライダの外側寄りの角度が鈍角になるように面取り部を設けている。この面取り部も段差面として形成されている。このように、第８実施形態では、ヘッドスライダの側縁１０ｃ、１０ｄからヘッドスライダの幅方向に寸法Ｗ（例えば１０μｍ以上）中央側に配置し且つ流入パッド部８１０のエア・ベアリング面Ａに結合し、且つ両サイドレール部８６、８７と各サイドパッド８４、８５の段差面との結合部の外側角度８８、８９が鈍角となるように構成したので、第７実施形態と同様、両サイドレール部８６、８７が土手となって、矢印Ｐ方向（或いは、特に矢印Ｒ方向にヘッドスライダの内側へ）に流入する空気流に対して集中効果を発揮すると共に、磁気ヘッドスライダの加工時、記録媒体に対して動作待機位置にある時、或いは浮上時において、両サイドレール部８６、８７周辺位置にゴミ等が堆積するのを低減することが可能となる。特に、ヘッドスライダ浮上時においては高速回転する磁気記録媒体の表面に付着しているゴミが矢印Ｒ方向に流入する空気流と共にヘッドスライダ内へ流入するのが防止する効果が期待できる。

図９は本発明の第８実施形態に係るヘッドスライダの媒体対向面の平面図である。９１は空気流が流入する流入端を、９２は空気流が流れ出る流出端を示す。９３はセンタパッド部、９４、９５はサイドパッド部、９６、９７はサイドレール部、９８、９９はサイドレール部の流入パッド部９１０との結合部の角度を示す。この第９実施形態では、段差面Ｄとして形成されている両サイドレール部９６、９７をヘッドスライダの側縁１０ｃ、１０ｄからヘッドスライダの幅方向に寸法Ｗ（例えば１０μｍ以上）中央側に配置し、かつ、これらの両サイドレール部９６、９７は、流入パッド部９１０のエアベアリング面Ａからサイドパッド部９４、９５の段差面まで長手方向に結合した構造としている点は、第７実施形態と同様である。

しかしながら、この第９実施形態では、両サイドレール部９６、９７と流入パッド部９１０のエアベアリング面Ａとの結合部のヘッドスライダの外側寄りの角度が鈍角になるように面取り部９２１、９２２を設けている。この面取り部９２１、９２２も段差面として形成されている。このように、第９実施形態では、ヘッドスライダの側縁１０ｃ、１０ｄからヘッドスライダの幅方向に寸法Ｗ（例えば１０μｍ以上）中央側に配置し且つ流入パッド部のエア・ベアリング面Ａに結合し、且つ両サイドレール部８６、８７と流入パッド部９１０との結合部の角度９８、９９が鈍角となるように構成したので、第７実施形態と同様、両サイドレール部８６、８７が土手となって、矢印Ｐ方向（或いは、特に矢印Ｒ方向にヘッドスライダの内側へ）に流入する空気流に対して集中効果を発揮すると共に、ヘッドスライダの加工時、記録媒体に対して動作待機位置にある時、或いは浮上時において、両サイドレール部８６、８７周辺位置にゴミ等が堆積するのを低減することが可能となる。特に、ヘッドスライダ浮上時においては高速回転する磁気記録媒体の表面に付着しているゴミが矢印Ｒ方向に流入する空気流と共にヘッドスライダ内へ流入するのを防止する効果が期待できる。

なお、図７〜図９に示した実施形態において、例えば寸法Ｗが、１０μｍ以上であるとした場合、ヘッドスライダ本体については、その種類にもよるが、例えば全長約１．２５ｍｍ、全幅約１．０ｍｍの中の、あるいは全長約０．８５ｍｍ、全幅約０．７０ｍｍのものがある。

図１０は本発明の第１０実施形態に係るヘッドスライダの媒体対向面の平面図である。１０１は空気流が流入する流入端を、１０２は空気流が流れ出る流出端を示す。１０３はセンタパッド部、１０４、１０５はサイドパッド部、１０６、１０７はセンタパッド部のエアー・ベアリング面Ａとして形成されたコ字形構造部分を示す。この第１０実施形態では、センタパッド部１０３の構造に特徴がある。即ち、センターパッド部１０３は、エアー・ベアリング面Ａとして形成された記録媒体面に最も近接する部分が、後部の横方向延在部と前部両側の長手方向延在部とで略コ字型形状として形成されている。また、センターパッド部１０３のエアー・ベアリング面Ａの前方の領域に配置され且つエアー・ベアリング面Ａより高さの低い段差面Ｄが、エアー・ベアリング面Ａの直前領域１０９と、この直前領域１０９からヘッドスライダの上流側へ延びる中央突起部１０８とで構成されている。

このような構造を採用したことにより、磁気記録媒体の周速に対するロバストネスを実現することができる。また、センタパッド部１０３のエアー・ベアリング面Ａのみを略コ字型形状１０６、１０７とする場合は、ヘッドスライダの浮上量の半径方向のプロファイルが中央付近で上昇する傾向があるが、この実施形態では、段差面Ｄに前方の延びた中央突起部１０８があるので、特に、ヘッドスライダの内部に流入した矢印Ｓ方向の空気流の集中効果が発揮されることにより、ヘッドスライダの浮上量の半径方向のプロファイルを平坦な形状とすることができる。

図１１は本発明の第１１実施形態に係るヘッドスライダの媒体対向面の平面図である。１１１は空気流が流入する流入端を、１１２は空気流が流れ出る流出端を示す。１１３はセンタパッド部、１１４、１１５はサイドパッド部、１１６、１１７はセンタパッド部のエアー・ベアリング面Ａとして形成されたコ字形構造部分、１１８はセンタパッド部の段差面として形成された中央突起部、１１９はこの中央突起部１１８の下流側の外側付け根の部分に段差面としの面取りを示す。このように、第１１実施形態は、図１０に示す第１０実施形態と類似するが、中央突起部１１８の下流端の外側付け根の部分に段差面としの面取り１１９を施した構造とした点が第１０実施形態と相違する。これにより、ヘッドスライダが磁気記録媒体に対して半径方向外側の領域にある場合の気圧依存性を若干低下させることができる。即ち、このような構造により、磁気記録媒体に対して半径方向外側領域にある場合のヘッドスライダの気圧依存度が大きくなり過ぎることによって、浮上量が上昇し過ぎるのを防止することが可能となる。

図１２は本発明の第１２実施形態に係るヘッドスライダの媒体対向面の平面図である。１２１は空気流が流入する流入端を、１２２は空気流が流れ出る流出端を示す。１２３はセンタパッド部、１２４、１２５はサイドパッド部、１２６は内側の負圧領域、１２７は外側の負圧領域を示す。この第１２実施形態では、ヘッドスライダの記録媒体に対し内側寄りの負圧領域１２６が、外側寄りの負圧領域１２７よりもヘッドスライダの流入端側１２１の側まで拡張されている。

即ち、流入パッド部の最も流入端側にある段差面１２９の長手方向の間隔をできる限り短くし、これに伴って流入パッド部のエアー・ベアリング面Ａの後縁を出来る限り前方の位置とする。そして、記録媒体に対してヘッドスライダの内側寄りの負圧領域１２６をできる限り広くする。一方で、ヘッドスライダの外側寄りの負圧領域１２７が広くなり過ぎるのを防止するため、流入パッド部のエアー・ベアリング面Ａの後方に、記録媒体に対して外側寄りの領域のみ、段差面１２８（Ｄ）を延在させる。このように、内側負圧領域１２６を拡張することによって、内側のサイドパッド部１２４における発生圧力が大きい場合でも、記録媒体の半径方向の位置による影響に対するヘッドスライダの「ロール」方向の変動、即ちヘッドスライダを前方から見た場合の横方向の傾斜変動を最小限度に抑制することが可能となる。

図１３は本発明の第１３実施形態に係るヘッドスライダの媒体対向面の平面図である。１３１は空気流が流入する流入端を、１３２は空気流が流れ出る流出端を示す。１３３はセンタパッド部、１３４、１３５はサイドパッド部、１３６は負圧領域を示す。この第１３実施形態では、負圧領域１３６が、ヘッドスライダの流入端１３１側からヘッドスライダの長手方向全長の２５％以内の部位から形成されている。即ち、流入端１３１から流出端１３２までのヘッドスライダの長さをＬ１とし、流入端１３１から負圧領域１３６の開始位置までの距離をＬ２とすると、Ｌ２はＬ１に対して２５％以内の位置に設定する。

これにより、負圧領域１３６をより広くすることができて、気圧変動によるヘッドスライダのピッチ角変化を低減してヘッドスライダの姿勢を安定させることが可能となる。

図１４は本発明の第１４実施形態に係るヘッドスライダの媒体対向面の平面図である。１４１は空気流が流入する流入端を、１４２は空気流が流れ出る流出端を示す。１４３はセンタパッド部、１４４、１４５はサイドパッド部、１４６、１４７は流入パッド部の内側及び外側の突起を示す。この第１４実施形態では、流入パッド部のエアー・ベアリング面Ａの前部の段差面の領域において、内側及び外側にエアー・ベアリング面としての突起部１４６、１４７が形成されている。これらの突起部１４６、１４７は、ヘッドスライダの両側縁に近い部位ではあるが、両サイドレール部１４８、１４９よりは少し中央寄りの位置に設けられている。また、これらの突起部１４６、１４７は図示のように、エアー・ベアリング面として形成された流入パッド部１４０から流入端１４１まで前方に延びている。

このように第１４実施形態では、ヘッドスライダの流入端１４１に両側縁近くにそれぞれエアー・ベアリング面としての突起部１４６、１４７を設けたので、ヘッドスライダのピッチ角の周速依存を改善することが可能となる。

以上添付図面を参照して本発明のディスク装置のヘッドスライダの各種の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。

以上説明したように、本発明の銑装置のヘッドスライダの形状に関し、気圧変動による浮上両変化を低減し、高度が海抜で０から４２００ｍまでの大気圧変化が生じた場合においても、ヘッドスライダの浮上低下量を量の０ｎｍにまで低減する効果を有する。更に、高度０から４２００ｍの範囲内において、ヘッドスライダの浮上量を上昇させることも可能である。また、ヘッドスライダの浮上量の周速依存、ピッチ角の周速依存を改善することができる。

本発明の第１実施形態の平面図である。本発明の第２実施形態の平面図である。本発明の第３実施形態の平面図である。本発明の第４実施形態の平面図である。本発明の第５実施形態の平面図である。本発明の第６実施形態の平面図である。本発明の第７実施形態の平面図である。本発明の第８実施形態の平面図である。本発明の第９実施形態の平面図である。本発明の第１０実施形態の平面図である。本発明の第１１実施形態の平面図である。本発明の第１２実施形態の平面図である。本発明の第１３実施形態の平面図である。本発明の第１４実施形態の平面図である。ディスク装置の概略平面図である。ディスク装置におけるヘッドスライダの側面図である。ヘッドスライダの位置と流速ベクトルとの関係を示す図である。ヘッドスライダのシーク動作と流速ベクトルとの関係を示す図である。ヘッドスライダの媒体対向面側から見た斜視図である。

符号の説明

１０ヘッドスライダ
１０ａ（１１，２１，…）流入端
１０ｂ（１２，２２，…）流出端
１０ｃ，１０ｄ側端
Ａエア・ベアリング面
Ｄ段差面
Ｂ底面
Ａ（１）流入パッド部
Ａ（２），（１３，２３，…）センタパッドのエア・ベアリング面
Ａ（３，４）（１３，２３，…）サイドパッドのエア・ベアリング面
Ｄ（１）流入パッド側の段差面
Ｄ（２），（１３，２３，…）センタパッドの段差面
Ｄ（３，４）（１４，１５；２４，２５；…）…Ａ（１）サイドパッドの段差面

Claims

ディスク装置において、
磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体との間で磁気情報の記録又は再生を行う磁気エレメントと、
前記磁気エレメントを具備し、かつ前記磁気記録媒体への対向面に、前記磁気記録媒体走行方向に関して上流側端部に流入パッド部、該流入パッド部から下流側に延びるサイドレール部、前記走行方向に関して下流側端部に、中央部にセンターパッド、該センターパッドの両側にサイドパッドが配置されるヘッドスライダと、
前記ヘッドスライダを、サスペンションを介して保持するアーム部と、
前記アームを前記磁気記録媒体の半径方向にシークさせるモータ部と、
を備え、
前記ヘッドスライダは、前記流入パッド部、センターパッド及びサイドパッドが、エアベアリング面と該エアベアリング面よりも高さが低い段差面とを有し、少なくとも一方の側のサイドレールとサイドパッドとが接合されており、前記サイドレール部は、前記流入パッド部との接合部又はサイドパッドとの結合部のヘッドスライダ外側寄りの角度が、鈍角に形成されることを特徴とするディスク装置。
前記少なくとも一方のサイドレール部は、前記ヘッドスライダの側端縁から幅方向に１０μｍ以上前記ヘッドスライダの中央寄りに形成されることを特徴とする請求項１記載のディスク装置。