JP6121779B2 - スライダを備えた装置およびスライダを設ける工程を備えた方法 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明
概要
本発明のさまざまな実施形態は、一般的に、空気軸受領域上に位置付けられ、かつデータ変換器から離された少なくとも１つの特徴を有するように構築される少なくともスライダを有してもよいデータ記憶装置に関する。少なくとも１つの特徴は、少なくとも１つの特徴が浮上しているか、またはデータ記憶媒体と接触している間、変調（modulation）を減少させるスライダ剛性を与えるように構成することができる。

例示的なデータ記憶装置の分解図である。 図１のデータ記憶装置で用いることが可能なさまざまなデータアクセス部品を示す図である。 さまざまな実施形態に従って操作されるデータアクセスアセンブリのブロック図を示す図である。 さまざまな実施形態に従って操作されるデータアクセスアセンブリのブロック図を示す図である。 さまざまな実施形態に従って構築されたスライダの一例の斜視図である。 さまざまな実施形態に従って構築されたスライダの一例の上面図である。 スライダの一例の斜視図である。 スライダの一例の上面図である。 さまざまな実施形態に従って構築された、さまざまな部品に一般的に関連付けられる構造データを示す図である。 さまざまな実施形態に従って構築された、さまざまな部品に一般的に関連付けられる構造データを示す図である。 さまざまな実施形態に従って行なわれるステップを説明する、データアクセスアセンブリの製造ルーチンの一例のフローチャートを示す図である。

詳細な説明
改良された空気軸受を有するスライダのさまざまな実施形態が、ここに一般的に開示される。産業界がより面積密度の高いデータ記憶装置に進歩するにつれ、ヘッドディスク隙間およびデータビットサイズなど、さまざまなデータ記憶部品についての公差が低減できる。このような低減された公差は、データ変換アセンブリおよびデータ媒体間の接触の増加につながり、極小のばらつきを引起こし、結果的に、装置の動作を深刻に妨げてしまう構造上および動作上の損傷が生じるおそれがある。したがって、動作中のデータ媒体およびデータ変換要素間の接触変調を制御する能力を高めることは、より強まった産業要求となっている。

したがって、データ記憶装置は、データ変換器から離され、かつスライダの空気軸受領域上に位置付けられる少なくとも１つの特徴を有するように構築されてもよい。少なくとも１つの特徴は、少なくとも１つの特徴が浮上しているか、またはデータ記憶媒体と接触している間、変調を減少させるスライダ剛性を有するように構成されてもよい。スライダが空気軸受上に乗っているか、またはデータ媒体と接触している間に接触変調を制御する能力により、データ媒体またはスライダに悪影響を与えずに、媒体接触にかかわらず、データ変換器の連続的な動作が可能となる。

さらに、データ変換器の連続的な動作により、スライダの飛行位置または接触位置にかかわらず、ヒータにより制御される飛行高さメカニズムを起因とする動作複雑性が低減される。データ変換器の飛行の維持に対する依存性が最小限であるため、データ記憶装置はプロセスおよび隙間設定のばらつきに対してより鈍感になり得る。

一例のディスクドライブデータ記憶装置１００の部分分解斜視図が、図１に一般的に図示される。装置１００は、本発明のさまざまな実施形態が有利に実施され得る例示的な環境を示すように設けられる。しかしながら、本開示のさまざまな実施形態は、そのように限定されるものではないことが理解されるべきである。

図示するように、装置１００は、ベースデッキ１０４および上面カバー１０６から形成される密閉されたハウジング１０２を含む。内部に配置されるスピンドルモータ１０８は、任意の数の記憶媒体１１０を回転させるように構成すればよい。媒体１１０は、対応するデータ変換器のアレイによりアクセス可能であり、各データ変換器は、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１１２により支持される。なお、図１は、２つの磁気記録ディスクおよび４つの対応するヘッドを図示しているが、他の数のヘッドおよびディスク（たとえば、単一のディスクなど）ならびに他のタイプの媒体（たとえば、光学媒体など）を代替的に所望により利用することができる。

各ＨＧＡ１１２は、少なくとも柔軟性サスペンションアセンブリ１１６を有するヘッドスタックアセンブリ１１４（「アクチュエータ」）により支持され得、柔軟性サスペンションアセンブリ１１６は、さらに、剛性アクチュエータアーム１１８により支持される。アクチュエータ１１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１２２に電流を加えることにより、カートリッジ搭載アセンブリ１２０を軸に旋回してもよい。このように、ＶＣＭ１２２の制御された動作により、ＨＧＡ１１２の変換器を媒体表面上に規定されたトラック（図示せず）にそろえて、そこにデータを記憶させたり、そこからデータを取出すことができる。

プリント回路ケーブル１２４は、アクチュエータ１１４と、外部に配置される装置であるプリント回路基板（ＰＣＢ）１２６上の装置制御電子機器との間の電気通信を促すように構成することができる。プリント回路ケーブル１２４は、データ記憶装置１００のいくつかの異なる部品とＰＣＢ１２６との通信を可能にする１以上の回路を備えることができる。

図２は、図１のデータ記憶装置１００のように用いることができるデータアクセスアセンブリ１３０の一例の一部の斜視図を一般的に図示する。データアクセスアセンブリ１３０は、予備負荷屈曲セクション（preload bend section）１３６を介して負荷梁１３４を支持するベース１３２を有するように構成されてもよい。ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１３８は、負荷梁１３４の遠位端で支持され、少なくともデータ変換器（ヘッド）１４０を含んでもよく、データ変換器１４０は、ジンバルプレート１４２および窪み（別々に図示せず）を介してピッチ（ｘ−軸）およびロール（ｙ−軸）方向に沿って多軸回転するようにジンバルが設けられる。

変換器１４０は、関連付けられる媒体表面１４４に面し、かつ該媒体表面と相互作用するスライダに取付けられて、動作中に変換器がその上を浮上する空気軸受を生成することができる。スライダが、媒体表面１４４の高速回転によって確立される流体の流れと相互作用する際に、空気軸受は変調することができる。図３Ａおよび図３Ｂは、空気軸受の変調のさまざまな段階中のヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１５０のブロック図を示す。ＨＧＡ１５０は、非限定的な数およびタイプの部品により構築することができるが、図３Ａでは、ヘッド１５２が空気軸受１５８に適合するようにピッチおよびロール運動を与えるジンバルが設けられる窪み１５６を介して、ヘッド１５２がプレート１５４に設置された状態で示されている。

ヘッド１５２が空気軸受１５８に載ると、スライダ１６０の下を流れる流体は、データ変換器の動きを安定化させることができる少なくとも１つの空気軸受特徴１６２に出くわす。本開示のさまざまな実施形態は、空気軸受１５８の変調を減少させつつ、データ変換器１６６近くに圧力を集中させる少なくとも１つの空気軸受特徴１６２をスライダ１６０の後縁に配置する。スライダ１６０上のどこに位置付けられてもよい１以上の空気軸受特徴１６２の構成により、空気軸受圧力を最適化し、かつヘッドのピッチトルクに対する感度を低減する所定の剛性をスライダ１６０の後縁に与えることができ、それにより、図３Ｂに示すように、データ記憶媒体１６８またはデータ変換器を過度に摩耗させることなく、ヘッド１５２の一部をデータ媒体１６８に接触させることが可能になる。

空気軸受特徴１６２が、たとえば、データ変換器の辺りなど、所定の場所の近くの圧力を増加させて、スライダ１６０を堅くすることにより、ヘッド１５２は、さまざまな部品を損傷させるおそれのあるヘッド−媒体接触のデューティサイクルを低減しつつ、データ媒体１６８に連続的に接触することができる。すなわち、空気軸受特徴１６２の上昇した圧力によって与えられる増加した剛性により、変換器１６６がデータ媒体１６８と接触しているのにもかかわらず、ヘッド１５２の動作変調が低減される。

空気軸受特徴１６２は、低減された接触変調を与えるデータ媒体との所定の向きでスライダがデータ媒体１６８と接触できるようにする所定のスライダ剛性を与えるように、非限定的な多くの方法で構成することができる。図３Ｂに示す例では、スライダ１６０は、データ媒体表面と整合する向きを有する。しかしながら、変換器特徴１６６は、たとえば、突出したデータ変換器１６６のみが接触しているような、角度の付いた向きでデータ媒体１６８と接触することができる。ヘッド１５２およびデータ媒体の所定の接触向きは、ヒータにより誘発された突出部によってさらに制御することができる。

しかしながら、このようなヒータにより誘発された突出部は、空気軸受隙間をいかに低く設定し得るかを限定してしまう分布を生じ、不正確な設定、プロセスのばらつき、および環境の影響により、ヘッド−媒体接触の可能性を増大させるおそれがある。そのため、隙間中で動作している間および接触中に動作している間のいずれも空気軸受隙間の振幅変調を低減させる、改良された空気軸受によってスライダを構成することにより、不慮のヘッド−媒体接触を最小限にするだけでなく、データアクセス操作のための連続的なヘッド−媒体接触も可能となる。

図４Ａおよび図４Ｂは、複数の空気軸受特徴１７４および１７６により少なくとも部分的に作成される、改良された空気軸受１７２によって構成される一例のスライダ１７０の斜視図および上面図である。改良された空気軸受１７２は、スライダ本体１８０上のどこに位置付けることもできるが、改良された空気軸受１７２を、Ｘ軸に沿って、スライダ１７０の実質的に中心部に位置付けることにより、空気軸受領域１８２のまわりに隆起した空気軸受壁１７８を形成し、スライダの所定の面積に圧力を集中させることが可能になる。空気軸受特徴１７４および１７６をスライダ本体１８０の上方で変化する高さに構成することにより、データ変換器領域１８４などの所定の面積にわたって圧力をさらに最適化することができる。

図４Ａに示すように、空気軸受領域１８２は、空気軸受特徴１７４および１７６がその上に形成された、非限定的な片持ち梁状の舌形状として構築される。空気軸受表面１７８とともに空気軸受特徴１７４および１７６は、空気軸受特徴１７４および１７６と変換器突出部１８６とによって生成される圧力間の相互作用のバランスを取ることにより、スライダ１７０における剛性を増加できる変化する高さプロファイルを有するように、個別にまたは一括して構成することができる。

なお、空気軸受特徴１７４および１７６、空気軸受壁１７８、ならびに変換器突出部１８６は、たとえば、スライダの後縁のまわりに縦方向に中心部に位置付けられるなど、飛行中および接触中のヘッド変調の低減を促し得るさまざまな方法で、個別にまたは一括して位置付けられ、形付けられ、形成されることができる。

図４Ｂの上面図では、スライダ本体１８０の所定の剛性を与え、かつデータ変換器領域１８４近くに圧力を与えるように、さまざまなスライダ要素の位置および構築を調整することができる。空気軸受領域１８２の１以上の側壁は、矢印、ならびに、θ₁およびθ₂のような角度など、スライダ本体１８０の後縁に向かって領域１８２を先細りにする所定の形状を有するように構成されてもよい。

いくつかの実施形態においては、空気軸受特徴１７４および１７６のミル深さ（mill depth）および段差長さは、空気軸受壁１７８の反対側の隣接する変換器領域１８４のような、最適化された圧力面積に集中する所定の圧力を与えるように構成することができる。すなわち、断面形状および高度（長さおよび高さ）は、スライダ本体１８０の近くに意図する圧力が生じるように求めることができ、意図する圧力は、スライダ１７０の１以上の部分がデータ記憶媒体と接触していてもいなくてもスライダ１７０の変調を減少させる、スライダ本体の剛性と一致し得る。

さまざまな実施形態は、図示するように、第１の空気軸受特徴１７４と第２の空気軸受特徴１７６との間に高度段差を作成し、Ｚ軸に沿って測定したとき、スライダ本体１８０の後縁に剛性を誘発し得る所定の特徴形状を生じ、媒体と接触していてもいなくても、安定なスライダ１７０の動作を可能にする異なる特徴長さ１８８を構成する。他の実施形態は、空気軸受特徴１７４および１７６を、変換器突出部１８６またはスライダ本体１８０のいかなる他の部による接触も無い状態で、少なくとも空気軸受壁１７８による継続的な接触により、隣接するデータ記憶媒体からのデータアクセス操作を行なうように構成する。

図５Ａおよび図５Ｂは、図４Ａおよび図４Ｂに図示する曲線的な高さ推移に対して、スライダ本体２０２の上方で変化する高さおよび直線の高さ推移を有するように、空気軸受壁２００内の空気軸受領域１９８上に構築される第１および第２の空気軸受特徴１９４および１９６を有する、改良された空気軸受１９２を有するように構成される別の例のスライダ１９０の斜視図および上面図をそれぞれ示す。

空気軸受壁２００の形状および高さは、個別に、または、空気軸受特徴１９４および１９６と組合されて、データ変換器領域２０４および変換器突出部２０６の近くに最適化されたスライダ剛性を与えるように用いることができる。空気軸受特徴１９４および１９６の高さおよび形状は非限定的であるが、さまざまな実施形態は、空気軸受領域１９８のいかなる部分も空気軸受壁２００の上方に延在せず、空気軸受壁２００は、たとえば、長方形および連続的に曲線的など、変化する断面形状を有してもよいことを要求している。

スライダがデータ媒体と接触していても、または飛行中であっても、データアクセス操作を行うことができるように圧力を確実に集中させるように、空気軸受特徴１９４および１９６の構成は、変換器突出部２０６、空気軸受領域１９８、および空気軸受壁２００と同様または異なるように調整することができる。そのため、空気軸受領域１９８ならびに空気軸受特徴１９４および１９６は、図５Ａおよび図５Ｂに図示されるものに制限されず、自由に変更可能である。たとえば、連続的に先細りになる空気軸受領域１９８の形状は、圧力を集中させ、かつ、スライダ本体２０２の後縁に対して所定の量の剛性を与えるように設計された、非限定的な種々の位置および形状に変更されることができる。

図５Ａおよび図５Ｂに設けられる空気軸受領域１９８では、図４Ａおよび図４Ｂの領域１８２の広がった幅は、既定のスロート部２０８に置き換えられ、そこでは、第１の空気軸受特徴１９４の側壁が第１の所定の角度θ₃で先細りになり、Ｘ軸に沿って測定したとき、減少した幅２１０まで達する。スロート部２０８は、第１の所定の角度θ₃の反対側の等しくても等しくなくてもよい第２の所定の角度θ₄を有する中間幅２１２に広がる。中間幅２１２からは、第１および第２の空気軸受特徴１９４および１９６は、スライダ本体２０２の後縁に隣接して、特徴１９４および１９６の幅を後幅２１４まで減少させる第３の所定の角度θ₅の連続的に先細りする側壁を有する。

空気軸受領域１９８の減少する幅は、スライダ本体２０２に沿って縦方向に測定したとき、所定の領域の長さ２１６ならびに第１および第２の空気軸受特徴２１８および２２０に対応してもよい。このような改良された空気軸受の調整および最適化により、変換器領域２０４など、スライダ１９０の予め選択された領域のまわりに集中する圧力を達成することができる。

さまざまな非限定的な実施形態では、減少された幅２０８およびスロート部２１４の後幅のサイズは、増加したスライダ本体２０２の剛性により継続的な所定の圧力を与えるように、所定の領域長さ２１６ならびに空気軸受特徴の長さ２１８および２２０に関連して調整、最適化されることにより、スライダ１９０の任意の部分が空気軸受に載っていようと、またはデータ記憶媒体と接触していようと、スライダ１９０の変調を低減させる。

形付けられた空気軸受領域１９８と空気軸受特徴１９４および１９６との組合せにより、スライダ１９０の構成を調整し、かつ、所定の後縁の剛性に対応する最適化されたスライダ本体２０２の圧力を与える能力を与えることができる。図６Ａおよび図６Ｂは、さまざまな実施形態に従って構成される特徴突出部と一致する特徴突出部プロファイルを示す。図６Ａは、最適化されたスライダの剛性を生じるように調整することができる変換器特徴のクロストラック断面プロファイル２３０および２３２の一例を示す。

プロファイル２３０は、第１の所定の鉛直方向の峻度を有する連続的に曲線的な変換器の特徴突出部形状を示し、これは、より緩やかな鉛直方向の峻度および、より大きな全体的な高度を有するプロファイル２３２と異なっている。プロファイル２３０および２３２により図示される断面形状は、図６Ｂに示されるダウントラック断面プロファイル２３４および２３６により、さらに構成されることができる。実線プロファイル２３４は、２３０のクロストラック断面形状が、クロストラック断面プロファイル２３２と一致する一点鎖線のダウントラック断面プロファイル２３６の鉛直方向峻度より低い、連続的に曲線的なダウントラック鉛直方向峻度をいかに有し得るかを図示する。

図６Ａおよび図６Ｂの断面プロファイル２３０、２３２、２３４、および２３６は、スライダ変調を調整することが可能な変化する形状を示すが、このようなプロファイルは必要でなければ限定もされない。たとえば、プロファイル２３０および２３４は、図４Ａの変換器突出部１８６および図５Ａの突出部２００などの変換器特徴に用いることができる。

図７は、さまざまな実施形態に従って行なわれるスライダ作製ルーチン２４０の一例のフローチャートを示す。ルーチンは、まず、ステップ２４２でスライダ本体を供給する。スライダ本体は、フレックス回路および屈曲セクションなど、電気的および機械的要素により構築される単層構造または多層構造であってもよい。その後、判定２４４は、図４Ａの領域１８２などの空気軸受領域を含んでもよい、改良された空気軸受の形状を求める。

次に、判定２４６は、特徴のサイズ、形状、推移形状、および数を含み得る、少なくとも１つの空気軸受特徴の構成を決定する。たとえば、図５Ａの矢印の空気軸受領域および推移の設計と、図４Ａの設計とが比較される。このような空気軸受特徴の構成は、ステップ２４６で形成される空気軸受領域の形状と同様または異なり得、全体的な特徴の長さに対応する種々の特徴幅を生じる複数の異なる側壁角度によって構築されることができる。

判定２４８は、空気軸受特徴の高度を、スライダ本体および、図５Ａの壁１９８などの空気軸受壁に関連して求める。このような評価は、データ変換器特徴上に設置されるデータ変換器の近くの圧力を最適化するための断面形状、高度、および長さを求めるために、空気軸受領域の設計およびスライダ剛性の所定の量について行なわれる。

ステップ２５０は、スライダ本体上に、選ばれた空気軸受形状、特徴構成、および特徴高度を形成する。空気軸受特徴の１つ以上は、部分的または完全に離されて、共通または異なる断面形状および高度を有し得る異なる推移を有するように構成されてもよい。突出部の断面形状は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、クロストラック方向とダウントラック方向との間で異なり得、スライダ本体の後縁近くの圧力を調整し、最適化するように選択的に形成することができる。

ルーチン２４０のステップおよび判定を通して、剛性を最適化させる異なる圧力を有する種々のスライダ構成が可能である。しかしながら、ステップおよび判定は、限定されずに変更、移動、省略可能であるため、図７に示されるものに制限されない。たとえば、判定２４８および２４６は、判定２４４に先立って行なうことができる。同様に、任意の空気軸受特徴および変換器特徴の設計および構築は、ルーチン２４０の任意の時点の１以上のステップで行なうことができる。

認識され得るように、空気軸受特徴、空気軸受領域、および空気軸受壁は、スライダ本体の後縁近くに所定の圧力を与えるように構成することができ、所定の圧力は、スライダがデータ記憶媒体と接していようと、または媒体の上方を飛行していようとスライダの変調を制御する、最適化されたスライダ本体の剛性に対応してもよい。

上記の説明において、本開示のさまざまな実施形態の数多くの特徴および利点をさまざまな実施形態の構造および機能の詳細とともに記載したが、このような詳細な説明は例示に過ぎず、特に、部品の構造および配列の点では、添付の請求項で表わされる用語の広い一般的な意味により示される全体的な範囲まで、本開示の原則の範囲内で詳細に変更がなされ得ることが理解されるべきである。

１００ データ記憶装置、１０２ ハウジング、１０６ 上面カバー、１１０ 記憶媒体、１１２，１３８，１５０ ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）、１１４ アクチュエータ、１１６ サスペンションアセンブリ、１１８ アクチュエータアーム、１２０ カートリッジ搭載アセンブリ、１２２ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１２４ プリント回路ケーブル、１２６ プリント回路基板（ＰＣＢ）、１３０ データアクセスアセンブリ、１３２ ベース、１３４ 負荷梁、１３６ 予備負荷屈曲セクション、１４０，１６６ データ変換器、１４２ ジンバルプレート、１４４ 媒体表面、１５２ ヘッド、１５４ プレート、１５６ 窪み、１５８，１７２，１９２ 空気軸受、１６０，１７０，１９０ スライダ、１６２，１７４，１７６，１９４，１９６，２１８，２２０ 空気軸受特徴、１６８ データ媒体、１７８，２００ 空気軸受壁、１８０，２０２ スライダ本体、１８２，１９８ 空気軸受領域、１８６，２０６ 変換器突出部、１８８ 特徴長さ、２０４ データ変換器領域、２０８ スロート部、２１２ 中間幅、２１６ 領域長さ、２３０，２３２ クロストラック断面プロファイル、２３４，２３６ ダウントラック断面プロファイル

Claims (5)

1. 空気軸受領域に位置付けられ、かつデータ変換器から離された少なくとも１つの特徴を有するスライダを備え、
   前記少なくとも１つの特徴は、空気軸受壁によって規定される周界内に連続的に曲線的な断面形状を有する増加する高さを含み、前記増加する高さは前記周界の全幅を横切っており、
   前記空気軸受壁は、前記データ変換器に近位する側に閉じた形状を有するととともに、前記データ変換器に遠位する側に開口を有し、
   前記増加する高さは、前記開口から前記空気軸受壁の前記データ変換器に近位する前記側に向かって増加する高さである、装置。
2. 前記データ変換器は、データ変換器特徴上に位置する、請求項１に記載の装置。
3. 空気軸受領域上にデータ変換器から離された少なくとも１つの特徴を有するスライダを設ける工程を備え、
   前記少なくとも１つの特徴は、空気軸受壁によって規定される周界内に連続的に曲線的な断面形状を有する増加する高さを含み、前記増加する高さは前記周界の全幅を横切っており、
   前記空気軸受壁は、前記データ変換器に近位する側に閉じた形状を有するととともに、前記データ変換器に遠位する側に開口を有し、
   前記増加する高さは、前記開口から前記空気軸受壁の前記データ変換器に近位する前記側に向かって増加する高さである、方法。
4. 前記少なくとも１つの特徴が連続的に空気軸受上を浮上している間、及び、前記少なくとも１つの特徴がデータ記憶媒体との接触を維持する間、前記データ記憶媒体にデータを記録する工程をさらに備える、請求項３に記載の方法。
5. 前記データ変換器は、データ変換器特徴上に位置する、請求項３または４に記載の方法。