JP4825764B2 - 負圧スライダ - Google Patents

Description

本発明は、磁気ディスク記録再生装置において、磁気ディスク上を浮上する負圧スライダに関する。

一般に、ハードディスクドライブに用いられるスライダ（磁気ヘッドが取り付けられる部品）は、耐衝撃性やアクチュエータの応答性から年々小さくなる傾向にあり、近年、０．８５ｘ０．７０ｘ０．２３ｍｍサイズのフェムトスライダが開発されるようになった。さらにスライダが小さくなれば、同一プロセスでより多くのスライダを形成できる利点がある。

また、特許文献１には、空気ベアリング面（ＡＢＳ）の磁気ディスクの表面からの浮上高さの安定性を向上させた負圧スライダが開示されている。

ＷＯ９９／４８０９８ （国際公開日１９９９．９．２３）

負圧スライダをフェムトスライダよりもさらに小型化すると、負圧スライダを浮上させるための空気ベアリング面のサイズも減少してしまい、特許文献１の空気ベアリング面のデザインおよび、サスペンションの押し付け加重では、安定した負圧スライダの浮上を実現することができなくなるといった問題がある。

本発明の目的は、フェムトスライダよりも小さくても安定した浮上特性が得られる空気ベアリング面構造を備えた負圧スライダを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の負圧スライダは、回転する磁気ディスクの表面と対向する空気ベアリング面を有し、前記表面から浮上する負圧スライダであって、前記空気ベアリング面には、前記表面に近い方から順に、３つの浮上姿勢制御パッド面、前記表面との間に正圧を発生させるためのＵ型ステップ面、第１ステップ基準面、及び、前記表面との間に負圧を発生させるための窪み面が形成されており、前記空気ベアリング面における空気の流入縁と流出縁とを結ぶ方向をクラウン方向と定義したときに、前記第１ステップ基準面が、前記空気ベアリング面における前記流入縁に連なるように形成されており、前記Ｕ型ステップ面が、前記流入縁に向かって開口するように、前記空気ベアリング面における前記流出縁に形成され且つ前記クラウン方向と直交するキャンバ方向に細長い第１部分と、前記第１部分の両端に連なった前記クラウン方向に細長い２つの第２部分とから構成されており、前記３つの浮上姿勢制御パッド面のうちの２つが前記キャンバ方向に関して離隔して配置されていると共に、残りの１つが前記Ｕ型ステップ面の前記第１部分内に配置されており、前記窪み面が、前記クラウン方向に関しては、前記Ｕ型ステップ面の前記第１部分と前記第１ステップ基準面との間、前記キャンバ方向に関しては、前記Ｕ型ステップ面の２つの前記第２部分の間及び前記キャンバ方向に離隔して配置された前記２つの浮上姿勢制御パッド面の間に形成され、前記Ｕ型ステップ面の前記第１部分及び２つの前記第２部分、前記第１ステップ基準面、並びに、前記キャンバ方向に離隔して配置された前記２つの浮上姿勢制御パッド面によって囲われていることを特徴とする。

本発明によると、３つの浮上姿勢制御パッド面、Ｕ型ステップ面、第１ステップ基準面、及び、窪み面が上記のような位置関係を有することで、窪み面を底面とした窪み上に負圧が発生する。さらに、空気ベアリング面上をクラウン方向に通過する空気流が流出縁に形成されたＵ型ステップ面に遮られ加圧されるために、流出縁側において正圧が発生し浮上力を得ることができる。したがって、フェムトスライダよりも小さなスライダにおいて安定した浮上特性を得られる空気ベアリング面を有する負圧スライダが実現される。

本発明の負圧スライダにおいては、前記窪み面が、前記Ｕ型ステップ面の前記第１部分と平行に形成された第１部分と、前記キャンバ方向に関して前記第１部分の途中に前記第１部分と直角をなすように接続された第２部分とから構成されたＴ字形状を有していてよい。

これにより、スキュー角がある場合でも、窪み面において負圧発生の変動を抑え、安定した浮上特性を得ることができる。なお、ここでいうＴ字形状は、水平部分が垂直部分との接続個所から左右それぞれ上方に傾斜したＹ字形状を含むものとする。

本発明の負圧スライダにおいては、前記窪み面の前記第１部分が、前記Ｕ型ステップ面の２つの前記第２部分の間に形成されており、前記窪み面の前記第２部分が、前記キャンバ方向に離隔して配置された前記２つの浮上姿勢制御パッド面の間に形成されていることが好ましい。

これによって、さらに安定した浮上特性を得ることができる。

本発明の負圧スライダにおいては、前記キャンバ方向に離隔して配置された前記２つの浮上姿勢制御パッド面の間に前記第１ステップ基準面が挟まれており、これら２つの浮上姿勢制御パッド面の前記クラウン方向に関する一方の端部が前記窪み面の前記第１部分と隣接していることが好ましい。

これにより、フェムトスライダよりも小さなスライダにおいて、さらに安定した浮上姿勢を得ることができる。

本発明の負圧スライダにおいては、前記Ｕ型ステップ面の前記第１部分内に配置された前記浮上姿勢制御パッド面が、前記キャンバ方向に関して前記Ｕ型ステップ面の前記第１部分の中央に形成されていることが好ましい。

これにより、当該浮上姿勢制御パッド面に取り付けられた磁気ヘッドの記録再生素子部を、磁気ディスク（磁気記録媒体）にナノメートルサイズで近接させることが可能になる。

本発明の負圧スライダにおいては、前記空気ベアリング面には、前記キャンバ方向に関して離隔して配置された前記２つの浮上姿勢制御パッド面、前記Ｕ型ステップ面、前記第１ステップ基準面、及び、前記窪み面が、前記クラウン方向に延びる中心線に対して線対称に配置されていることが好ましい。

これによって、さらに安定した浮上特性を得ることができる。

本発明の負圧スライダにおいては、前記空気ベアリング面には、前記Ｕ型ステップ面の前記第１部分と、前記窪み面との間に、前記第１ステップ基準面と同じ高さの第２ステップ基準面が形成されていることが好ましい。

これによって、負圧から正圧への急激な圧力変化を抑えて、より安定した浮上特性を得ることができる。

本発明のサスペンションアセンブリは、上述したいずれかの負圧スライダと、前記磁気ディスクの前記表面を横切ることができるように、前記負圧スライダを支持するサスペンションとを有することを特徴とする。

これにより、フェムトスライダよりも小さなスライダにおいて、安定した浮上力を得られ、押し付け加重の大きなサスペンションを用いることにより、耐衝撃性や振動特性の良いサスペンションアセンブリを提供することができる。

本発明のアクチュエータ機構アセンブリは、上述したいずれかの負圧スライダと、前記磁気ディスクの前記表面を横切ることができるように、前記負圧スライダを支持するサスペンションと、前記サスペンションを駆動して、前記負圧スライダを前記磁気ディスクの前記表面上の所望の位置に位置付けるためのアクチュエータ機構とを有することを特徴とする。

これにより、耐衝撃性やアクチュエータ応答特性の良いアクチュエータ機構アセンブリを提供することができる。

本発明のハードディスクドライブは、上述したいずれかの負圧スライダと、少なくとも１枚の磁気ディスクと、前記磁気ディスクの前記表面を横切ることができるように、前記負圧スライダを支持するサスペンションと、前記サスペンションを駆動して、前記負圧スライダを前記磁気ディスクの前記表面上の所望の位置に位置付けるためのアクチュエータ機構とを有することを特徴とする。

これにより、耐衝撃性、耐震性に優れ、高速アクセス可能な大容量ハードディスクドライブを提供することができる。

本発明の好適な一実施の形態について、図１から図９を用いて説明すれば、以下の通りである。

図１は、本実施の形態に係る負圧スライダ１００を、空気ベアリング面１５０を上面として描いた斜視図である。負圧スライダ１００の材料には、一般的には、ＴｉＣとＡｌ₂Ｏ₃とのセラミック混合物（アルチック）を用いているが、化合半導体であるＧａＡｓやＧａＮ、あるいは、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ等のＩＶ属半導体、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂ、ＡｌＮに代表されるＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体、または、ＺｎＴｅ、ＺｅＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＯ等のＩＩ−ＶＩ属化合物半導体、ＺｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｒＯ₂、ＣｅＯ₂等の酸化物絶縁体、または、ＳｉＮなどの窒化物絶縁体を用いてもよい。

負圧スライダ１００の空気ベアリング面１５０は、フォトプロセスとドライエッチング、ウェットエッチングプロセスなどを用いて形成される。本実施の形態に係る負圧スライダ１００は、回転する磁気ディスク４００（図８参照）の表面から所望の浮上高さをもって浮上する。そして、そのとき空気ベアリング面１５０は磁気ディスク４００の表面に対向している。回転する磁気ディスク４００に空気ベアリング面１５０を対向させた場合、空気流は負圧スライダ１００の流入縁１００ａから入り、流出縁１００ｂに抜ける。以下の説明において、流入縁１００ａと流出縁１００ｂとを結ぶ方向をクラウン方向、これに直交する方向をキャンバ方向と称する。クラウン方向は負圧スライダ１００の長手方向と一致しており、キャンバ方向は負圧スライダ１００の幅方向と一致している。なお、本明細書における負圧とは、大気圧よりも小さい圧力を意味しているものとする。

図２（ａ）は、負圧スライダ１００の空気ベアリング面１５０の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す直線Ｘ−‘Ｘに沿った断面図である。空気ベアリング面１５０は、磁気ディスクの表面から遠い順に、窪みの底面である窪み面１１０、第１ステップ基準面１０１ａ及び第２ステップ基準面１０１ｂ、Ｕ型ステップ面１０２、浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４、１０５の４層面構造を有している。

第１ステップ基準面１０１ａは、クラウン方向に関して空気ベアリング面１５０の中央よりも流入縁１００ａ側に、流入縁１００ａに連なるように形成されている。第１ステップ基準面１０１ａは、流入縁１００ａの全幅に亘って形成されたキャンバ方向に細長い部分と、２つの浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４に挟まれた部分とから構成されたＴ字形状を有している。

窪み面１１０は、第１ステップ基準面１０１ａよりも流出縁１００ｂ側であって、クラウン方向に関して空気ベアリング面１５０の中央と後述するＵ型ステップ面１０２の第１部分１０２ａとの間に形成されている。第２ステップ基準面１０１ｂは、窪み面１１０よりも流出縁１００ｂ側、言い換えると、クラウン方向に関して窪み面１１０とＵ型ステップ面１０２の第１部分１０２ａとの間に形成されている。第１ステップ基準面１０１ａ及び第２ステップ基準面１０１ｂを、基準面Ｃと定義し、窪み面１１０を基準面Ｄと定義する。

Ｕ型ステップ面１０２は、流入縁１００ａに向かって開口するように、流出縁１００ｂに形成され且つキャンバ方向に細長い第１部分１０２ａと、第１部分１０２ｂの両端に連なったクラウン方向に細長い２つの第２部分１０２ｂとから構成されている。Ｕ型ステップ面１０２を基準面Ｂと定義する。

２つの浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４は、いずれもクラウン方向に細長い矩形であって、第１ステップ基準面１０１ａ及び窪み面１１０を間に挟み込むように、キャンバ方向に関して互いに離隔している。各浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４の長手方向に沿った一方の外縁は、クラウン方向に沿った空気ベアリング面１５０の外縁と一致している。浮上姿勢制御パッド面１０５は、キャンバ方向に細長い矩形であって、Ｕ型ステップ面１０２の第１部分１０２ａ内に配置されている。浮上姿勢制御パッド面１０５には、磁気ヘッド１２０が取り付けられている。

磁気ヘッド１２０は、記録再生素子部、つまり磁気記録用の書き込みトランスデューサと再生用の磁気センサとを含んでいる。記録再生時の発熱により、磁気ヘッド１２０の一部領域が磁気ディスクに向かって突出することがある。この突出する領域は数μｍ程度のサイズである。突出した場合、突出領域と磁気ディスク４００との相対距離が近づき、局所的に浮上高さが減少する。これにより、磁気ヘッド１２０の記録再生素子部を、磁気ディスク４００側にナノメートルサイズで近接させることが可能になる。更に、記録再生素子部と磁気ディスク４００の物理的距離が減少することで、高密度の磁気記録再生が実現できる。この現象は、負圧スライダ１００そのものの浮上特性にはあまり変化を与えないため、記録再生素子部と磁気ディスク４００との物理的距離を減少させながら、負圧スライダ１００の安定した浮上特性を維持することができる。

本実施の形態に係る負圧スライダ１００は、第１ステップ基準面１０１ａが流入縁１００ａに連なるように形成されており、Ｕ型ステップ面１０２が流入縁１００ａに向かって開口するように、流出縁１００ｂに形成され且つキャンバ方向に細長い第１部分１０２ａと、第１部分１０２ａの両端に連なったクラウン方向に細長い２つの第２部分１０２ｂとから構成されており、２つの浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４がキャンバ方向に関して離隔して配置されていると共に、浮上姿勢制御パッド面１０５がＵ型ステップ面１０２の第１部分１０２ａ内に配置されており、窪み面１１０がクラウン方向に関して空気ベアリング面１５０の中央とＵ型ステップ面１０２の第１部分１０２ａとの間に形成されている。そのため、流入縁１００ａからクラウン方向に空気流が流入すると、窪み面１１０を底面とした窪み付近で空気流が膨張して負圧が発生する。さらに、Ｕ型ステップ面１０２は、窪み面１１０上をクラウン方向に通過した空気流をいったん閉じ込め、負圧スライダ１００の流出縁１００ｂ付近で空気を加圧するように形成されている。この加圧機構が形成されていることにより、負圧スライダ１００の流出縁１００ｂ付近で正圧が発生し浮上力を得ることができる。したがって、フェムトスライダよりも小さなスライダにおいて安定した浮上力が得られる。

そして、窪み面１１０が、クラウン方向に関して空気ベアリング面１５０の中央より流出縁１００ｂ側に形成されることで、負圧スライダ１００の流入縁１００ａ側よりも流出縁１００ｂ側で浮上量を小さくすることができる。本明細書において、浮上量を、負圧スライダ１００の浮上時の磁気ディスク４００の表面と空気ベアリング面１５０との最近接距離として定義する。

浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４の総和面積と、浮上姿勢制御パッド面１０５の面積との比を変えることで、負圧スライダ１００の浮上姿勢を制御することができる。これにより、フェムトスライダよりも小さなスライダにおいて安定した浮上特性を得られる空気ベアリング面構造を備えた負圧スライダが実現される。なお、浮上姿勢制御パッド１０３、１０４、１０５の表面を基準面Ａと定義する。

図２（ａ）から明らかなように、２つの浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４、Ｕ型ステップ面１０２、第１ステップ基準面１０１ａ、第２ステップ基準面１０１ｂ、窪み面１１０は、クラウン方向に延びる空気ベアリング面１５０の中心線（図２（ａ）に描かれた直線Ｘ−‘Ｘの位置にある直線）に対して線対称に配置されている。これにより、さらに安定した浮上特性を得ることができる。

本実施の形態において、窪み面１１０は、Ｕ型ステップ面１０２の第１部分１０２ａと平行に形成された第１部分１１０ａと、キャンバ方向に関して第１部分１１０ａの中央に第１部分１１０ａと直角をなすように接続された第２部分１１０ｂとから構成されたＴ字形状を有している。そのため、スキュー角がある場合でも、窪み面１１０において負圧発生の変動が抑えられる。すなわち、浮上姿勢制御パッド面１０５を支点として大きな負圧が発生する２個所（第１部分１１０ａの一端付近と他端付近）がバランスして、負圧スライダ１００がより安定する。さらに、窪み面１１０の第１部分１１０ａが、Ｕ型ステップ面１０２の２つの第２部分１０２ｂの間に形成されている。また、窪み面１１０の第２部分１１０ｂが、キャンバ方向に離隔して配置された２つの浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４の間に形成されている。そのため、さらに浮上特性が安定している。

加えて、本実施の形態においては、キャンバ方向に離隔して配置された２つの浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４の間に、第１ステップ基準面１０１ａが挟まれている。そして、これら２つの浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４のクラウン方向に関する一方の端部（流出縁１００ｂに近い方）が窪み面１１０の第１部分１１０ａと隣接している。そのため、フェムトスライダよりも小さなスライダにおいて、さらに安定した浮上姿勢を得ることができる。また、２つの浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４のクラウン方向に関する他方の端部（流入縁１００ａに近い方）が第１ステップ基準面１０１ａと隣接している。

さらに、本実施の形態においては、Ｕ型ステップ面１０２の第１部分１０２ａ内に配置された浮上姿勢制御パッド面１０５が、キャンバ方向に関してＵ型ステップ面１０２の第１部分１０２ａの中央に形成されている。したがって、浮上姿勢制御パッド面１０５に取り付けられた磁気ヘッド１２０の記録再生素子部を、磁気ディスク４００にナノメートルサイズで近接させることが可能になる。

本実施の形態の負圧スライダ１００では、Ｕ型ステップ面１０２の第１部分１０２ａと窪み面１１０との間に形成された第２ステップ基準面１０１ｂが負圧から正圧への急激な圧力変化を抑える緩衝作用を有しているため、より安定した浮上特性を得ることができる。

図３に、本実施の形態に係る負圧スライダ１００の典型的な空気ベアリング面１５０の各寸法を寸法線に沿って記入した平面図を示す。負圧スライダ１００の厚さ（基準面Ａから負圧スライダ１００の下面までの距離）は３００〜４００μｍ程度が望ましい。図３から明らかなように、本実施の形態に係る負圧スライダ１００においては、クラウン方向に関する空気ベアリング面１５０の中央は、流入縁１００ａ又は流出縁１００ｂから３００μｍの位置にある。

図４（ａ）に、図３に示した寸法に基づいた、浮上した負圧スライダ１００の空気ベアリング面１５０内での典型的な圧力分布のシミュレーション計算結果を示す。図４（ｂ）はその３次元鳥瞰図である。負圧スライダ１００では、窪み面１１０がＴ字形状になっている。図４（ａ）及び図４（ｂ）から分かるように、窪み面１１０上に負圧が発生している。特に、窪み面１１０のＴ字形状の両脇部分、つまり浮上姿勢制御パッド１０３、１０４の流出縁側方向の端部付近に大きな負圧が発生していることがわかる。この２箇所の負圧発生領域によって、負圧スライダ１００の流出縁１００ｂ付近の浮上量を５０ｎｍ以下に保つことが可能になる。また、Ｕ型ステップ面１０２の第１部分１０２ａ及びそのクラウン方向に関する中央付近にある浮上姿勢制御パッド面１０５で大きな正圧が発生していることが分かる。さらに、２つの浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４の間隔が２００μｍであり、２つの浮上姿勢制御パッド１０３、１０４の流入縁１００ａ側にある端部同士を結ぶキャンバ方向に沿った直線と空気ベアリング面１５０の中心線Ｘ-‘Ｘとの交点をＰとし、空気ベアリング面１５０の中心点をＯとしたとき、中心点Ｏと交点Ｐとの距離が２５０μｍである。したがって、空気流が２つの浮上姿勢制御パッド１０３、１０４の間に流入縁１００ａ側の端部から入り込むことができる角度（スキュー角）は、±ｔａｎ^-1（１００μｍ/２５０μｍ）≒±２１°となる。よって、空気ベアリング面１５０の中心軸に対して±２１°のスキュー角がある場合でも、第１ステップ基準面１０１ａに形成されたＴ字形状の窪み面１１０の全域において負圧発生が可能であり、安定した浮上特性を得ることができる。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に、本実施の形態に係る負圧スライダ１００の空気ベアリング面１５０における基準面Ｂ−Ｃ面間隔を２００ｎｍに固定した場合の流出縁１００ｂおよび流入縁１００ａの浮上高さについての基準面Ｃ−Ｄ面間隔依存性の計算結果を示す。また、図６（ａ）及び図６（ｂ）に、負圧スライダ１００の空気ベアリング面１５０における基準面Ｂ−Ｃ面間隔を１００ｎｍに固定した場合の流出縁１００ｂおよび流入縁１００ａの浮上高さについての基準面Ｃ−Ｄ面間隔依存性の計算結果を示す。なお、いずれの場合も、基準面Ａ−Ｂ面間隔２５ｎｍであり、空気流速１１．３ｍ／ｓという条件であり、押し付け加重１．５ｇｆ、２．５ｇｆ、３．１ｇｆのそれぞれを、空気ベアリング面１５０の裏面の中心を支点としてかけている。今回の計算からは、それぞれの加重負荷について、安定した浮上特性が得られていることが分かる。今回、計算した条件の範囲内では、流入縁１００ａよりも流出縁１００ｂの浮上量が小さくなっている。

図５（ａ）及び図５（ｂ）から、基準面Ｂ−Ｃ面間隔が２００ｎｍに固定されている場合、基準面Ｃ−Ｄ面間隔が１００から３００ｎｍの範囲内に、流出縁１００ｂの浮上高さが極小値を持つ傾向にあることが分かる。流出縁１００ｂの浮上高さを極小値とするためには、基準面Ｃ−Ｄ面間隔を２００ｎｍに設定すればよい。

図６（ａ）及び図６（ｂ）から、基準面Ｂ−Ｃ面間隔が１００ｎｍに固定されている場合、基準面Ｃ−Ｄ面間隔が１００から３００ｎｍの範囲内に、流出縁１００ｂの浮上高さが極小値を持つ傾向にあることが分かる。流出縁１００ｂの浮上高さを極小値とするためには、基準面Ｃ−Ｄ面間隔を２００ｎｍに設定すればよい。

また、図５（ａ）と図６（ａ）とを比較することにより、流出縁１００ｂの浮上高さを２０ｎｍにするためには、基準面Ｂ−Ｃ面間隔を１００ｎｍに設定すればよいことが分かる。また、加重負荷の増大に伴って流出縁１００ｂの浮上高が減少する傾向があることが分かる。

従来技術との比較のため、従来技術（特許文献１）に用いられた空気ベアリング面のデザインを用いたフェムトスライダよりも小さなサイズの負圧スライダ（６００ｘ５００ｘ３００μｍ³）について、同様の条件で浮上特性の計算を行ったところ、浮上することができなかった。これは、従来技術の負圧スライダが、本実施の形態に係る負圧スライダ１００が有するＵ型ステップ面のような大きな正圧を発生させる個所を有していないことが原因であると推定される。

次に、図７を参照して、上述した負圧スライダ１００を含むサスペンションアセンブリ２００について説明する。図７は、片持ちばり機構のサスペンション２１０の先端に負圧スライダ１００を取り付けたサスペンションアセンブリ２００の斜視図である。サスペンションアセンブリ２００は、負圧スライダ１００が磁気ディスク４００（図８参照）の表面を横切ることができるように、負圧スライダ１００とこれを支持するサスペンション２１０とがアセンブリされたものである。

負圧スライダ１００は、図５（ａ）及び図５（ｂ）並びに図６（ａ）及び図６（ｂ）から分かるように、押し付け加重が３．１ｇｆでも安定した浮上特性を示している。したがって、フェムトスライダのサスペンション２１０の押し付け加重を２倍重く、サスペンション２１０のバネ定数ｋを２倍にすることができる。また、負圧スライダ１００の重量ｍを、フェムトスライダの半分にすることができ、サスペンションアセンブリ２００自体の共振周波数ω0（＝√ｋ／ｍ）を従来のフェムトスライダの２倍に高めることができる。

これにより、フェムトスライダよりも小さな負圧スライダにおいて、安定した浮上力を得られ、押し付け加重の大きなサスペンション２１０を用いることにより、耐衝撃性や振動特性の良い、サスペンションアセンブリ２００を提供することができる。

次に、図７に示したサスペンションアセンブリ２００を有するアクチュエータ機構アセンブリ３００について説明する。図８は、このアクチュエータ機構アセンブリ３００を含むハードディスクドライ５００の内部構造を示した平面図である。アクチュエータ機構アセンブリ３００は、サスペンションアセンブリ２００と、サスペンションアセンブリ２００を駆動して負圧スライダ１００を回転する磁気ディスク４００の表面上の所望の位置に位置付けるためのアクチュエータ機構３１０とを有している。

サスペンションアセンブリ２００は、フェムトスライダのアセンブリの場合よりも共振周波数ω0が２倍高い。したがって、サスペンションアセンブリ２００を用いることで、耐衝撃性やアクチュエータ応答特性の良い、アクチュエータ機構アセンブリ３００を提供することができる。

次に、アクチュエータ機構アセンブリ３００を有するハードディスクドライブ５００について説明する。図９に、磁気ディスク４００上のデータ記録領域における半径方向位置及びスキュー角βの関係図を示す。ハードディスクドライブ５００は、アクチュエータ機構アセンブリ３００と、少なくとも１枚の磁気ディスク４００とを有している。上述したように、アクチュエータ機構アセンブリ３００は、サスペンションアセンブリ２００と、アクチュエータ機構３１０とを有している。

磁気ディスク４００が３．５インチの場合、磁気記録領域は最内半径方向位置ｒ＝２０．７７ｍｍから最外半径方向位置ｒ＝４５．４ｍｍとなり、アクチュエータ機構アセンブリ３００に取り付けられた負圧スライダ１００のスキュー角βの範囲は、β＝−４．８４°〜＋１８．３５°の範囲になる。負圧スライダ１００では、空気ベアリング面１５０の中心軸に対して±２１°のスキュー角がある場合でも、Ｔ字形状の窪み面１１０において負圧発生が可能であり、安定した浮上特性を得ることができるため、前述の磁気ディスク４００の磁気記録領域を十分カバーできるだけの浮上特性を有している。

これにより、アクチュエータ機構アセンブリ３００を用いることで、耐衝撃性、耐震性に優れ且つ高速アクセス可能な大容量のハードディスクドライブ５００を提供することができる。

以下、上述した実施の形態の変形例について説明する。
（１）Ｕ型ステップ面１０２がＴ字形状でなく、単なる矩形であってもよい。
（２）２つの浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４が第１ステップ基準面１０１ａ又は窪み面１１０をキャンバ方向に挟み込んでいなくてもよい。
（３）２つの浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４とＵ型ステップ面１０２とが離隔していてもよい。
（４）第２ステップ基準面１０１ｂが形成されておらず、窪み面１１０とＵ型ステップ面１０２の第１部分１０２ａとが隣接していてもよい。
（５）第１ステップ基準面１０１ａがＴ字形状でなく単なる矩形であり、２つの浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４が流入縁１００ａまで延在していてもよい。
（６）２つの浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４の長手方向に沿った一方の外縁が、クラウン方向に沿った空気ベアリング面１５０の外縁よりも内側にあってもよい。
（７）窪み面１１０、第１ステップ基準面１０１ａ及び第２ステップ基準面１０１ｂ、Ｕ型ステップ面１０２、浮上姿勢制御パッド面１０３、１０４、１０５とは異なる高さの面が形成されていてもよい。

本発明の一実施の形態に係る負圧スライダを、空気ベアリング面を上面として描いた斜視図である。 負圧スライダの平面図及び断面図である。 負圧スライダの空気ベアリング面を示す平面図である。 浮上した負圧スライダの空気ベアリング面内での典型的な圧力分布のシミュレーション計算結果を示す図である。 図４（ａ）に示すシミュレーション計算結果の３次元鳥瞰図である。 基準面Ｂ−Ｃ面間隔を２００ｎｍに固定した場合の、流出縁および流入縁の浮上高さについての基準面Ｃ−Ｄ面間隔依存性の計算結果を示すグラフである。 基準面Ｂ−Ｃ面間隔を１００ｎｍに固定した場合の、流出縁および流入縁の浮上高さについての基準面Ｃ−Ｄ面間隔依存性の計算結果を示すグラフである。 本発明の一実施の形態に係るサスペンションアセンブリの斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るアクチュエータ機構アセンブリを含むハードディスクドライブの内部構造を示した平面図である。 図８に示すハードディスクドライブにおいて、磁気ディスク４００上のデータ記録領域における半径方向位置及びスキュー角βを示す図である。

符号の説明

１００ 負圧スライダ
１００ａ 流入縁
１００ｂ 流出縁
１１０ 窪み面
１１０ａ 第１部分
１１０ｂ 第２部分
１０１ａ 第１ステップ基準面
１０１ｂ 第２ステップ基準面
１０２ Ｕ型ステップ面
１０２ａ 第１部分
１０２ｂ 第２部分
１０３、１０４、１０５ 浮上姿勢制御パッド面
１２０ 磁気ヘッド
１５０ 空気ベアリング面
２００ サスペンションアセンブリ
２１０ サスペンション
３００ アクチュエータ機構アセンブリ
３１０ アクチュエータ機構
４００ 磁気ディスク
５００ ハードディスクドライブ

Claims (10)

1. 回転する磁気ディスクの表面と対向する空気ベアリング面を有し、前記表面から浮上する負圧スライダであって、
   前記空気ベアリング面には、前記表面に近い方から順に、３つの浮上姿勢制御パッド面、前記表面との間に正圧を発生させるためのＵ型ステップ面、第１ステップ基準面、及び、前記表面との間に負圧を発生させるための窪み面が形成されており、
   前記空気ベアリング面における空気の流入縁と流出縁とを結ぶ方向をクラウン方向と定義したときに、前記第１ステップ基準面が、前記空気ベアリング面における前記流入縁に連なるように形成されており、
   前記Ｕ型ステップ面が、前記流入縁に向かって開口するように、前記空気ベアリング面における前記流出縁に形成され且つ前記クラウン方向と直交するキャンバ方向に細長い第１部分と、前記第１部分の両端に連なった前記クラウン方向に細長い２つの第２部分とから構成されており、
   前記３つの浮上姿勢制御パッド面のうちの２つが前記キャンバ方向に関して離隔して配置されていると共に、残りの１つが前記Ｕ型ステップ面の前記第１部分内に配置されており、
   前記窪み面が、前記クラウン方向に関しては、前記Ｕ型ステップ面の前記第１部分と前記第１ステップ基準面との間、前記キャンバ方向に関しては、前記Ｕ型ステップ面の２つの前記第２部分の間及び前記キャンバ方向に離隔して配置された前記２つの浮上姿勢制御パッド面の間に形成され、前記Ｕ型ステップ面の前記第１部分及び２つの前記第２部分、前記第１ステップ基準面、並びに、前記キャンバ方向に離隔して配置された前記２つの浮上姿勢制御パッド面によって囲われていることを特徴とする負圧スライダ。
2. 前記窪み面が、前記Ｕ型ステップ面の前記第１部分と平行に形成された第１部分と、前記キャンバ方向に関して前記第１部分の途中に前記第１部分と直角をなすように接続された第２部分とから構成されたＴ字形状を有していることを特徴とする請求項１記載の負圧スライダ。
3. 前記窪み面の前記第１部分が、前記Ｕ型ステップ面の２つの前記第２部分の間に形成されており、前記窪み面の前記第２部分が、前記キャンバ方向に離隔して配置された前記２つの浮上姿勢制御パッド面の間に形成されていることを特徴とする請求項２記載の負圧スライダ。
4. 前記キャンバ方向に離隔して配置された前記２つの浮上姿勢制御パッド面の間に前記第１ステップ基準面が挟まれており、これら２つの浮上姿勢制御パッド面の前記クラウン方向に関する一方の端部が前記窪み面の前記第１部分と隣接していることを特徴とする請求項２又は３記載の負圧スライダ。
5. 前記Ｕ型ステップ面の前記第１部分内に配置された前記浮上姿勢制御パッド面が、前記キャンバ方向に関して前記Ｕ型ステップ面の前記第１部分の中央に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の負圧スライダ。
6. 前記空気ベアリング面には、前記キャンバ方向に関して離隔して配置された前記２つの浮上姿勢制御パッド面、前記Ｕ型ステップ面、前記第１ステップ基準面、及び、前記窪み面が、前記クラウン方向に延びる前記空気ベアリング面の中心線に対して線対称に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の負圧スライダ。
7. 前記空気ベアリング面には、前記Ｕ型ステップ面の前記第１部分と、前記窪み面との間に、前記第１ステップ基準面と同じ高さの第２ステップ基準面が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の負圧スライダ。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載された負圧スライダと、
   前記磁気ディスクの前記表面を横切ることができるように、前記負圧スライダを支持するサスペンションとを有することを特徴とするサスペンションアセンブリ。
9. 請求項１〜７のいずれかに記載された負圧スライダと、
   前記磁気ディスクの前記表面を横切ることができるように、前記負圧スライダを支持するサスペンションと、
   前記サスペンションを駆動して、前記負圧スライダを前記磁気ディスクの前記表面上の所望の位置に位置付けるためのアクチュエータ機構とを有することを特徴とするアクチュエータ機構アセンブリ。
10. 請求項１〜７のいずれかに記載された負圧スライダと、
    少なくとも１枚の磁気ディスクと、
    前記磁気ディスクの前記表面を横切ることができるように、前記負圧スライダを支持するサスペンションと、
    前記サスペンションを駆動して、前記負圧スライダを前記磁気ディスクの前記表面上の所望の位置に位置付けるためのアクチュエータ機構とを有することを特徴とするハードディスクドライブ。