JPH05182166A

JPH05182166A - 浮上磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH05182166A
Application number: JP35921491A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Ido; 浩登井戸; Hideo Tanaka; 秀夫田中
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-12-28
Filing date: 1991-12-28
Publication date: 1993-07-23

Abstract

(57)【要約】【構成】磁気ヘッドの装着されたスライダーが、情報
の記録再生時には微小な間隙をもって磁気ディスク表面
より浮上し、起動停止時には磁気ディスク表面に接する
コンタクト・スタート・ストップ型の浮上磁気ヘッドに
おいて、スライダーの磁気ディスクと接する面をうねり
を有する形状とした。【効果】スライダーと磁気ディスクの接触面間の密着
による摩耗及び吸着を低減した。摩耗の低減によって、
磁気ディスク及びスライダーの製品寿命が伸び、吸着の
低減によりコンタクト・スタート・ストップ特性が改善
された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハードディスクドライ
ブ装置等に用いられる浮上磁気ヘッドに係わり、特に、
磁気ディスク表面に対して微小の間隙を持った浮上状態
で情報の記録或いは再生を行い、起動停止時には磁気デ
ィスク表面に接するコンタクト・スタート・ストップ型
の浮上磁気ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスク等に対して情報の記録或
いは再生を行うハードディスクドライブ装置において
は、磁気ヘッドと磁気ディスク表面の接触による摩耗損
傷を避けるために、起動停止時には磁気ヘッドが磁気デ
ィスクに接し、情報の記録再生時には高速回転する磁気
ディスク表面に発生する空気流によってヘッドを磁気デ
ィスク表面より微小間隙をもって浮上走行させるように
構成した、いわゆるコンタクト・スタート・ストップ型
の浮上磁気ヘッドが用いられている。

【０００３】上記コンタクト・スタート・ストップ型の
浮上磁気ヘッドは、磁気ディスク表面に発生する空気流
を受ける面であるエア・ベアリング・サーフェスを有す
るスライダー部と情報の記録再生を行うヘッド部とを一
体的に構成し、スライダー部に支持体を取りつけたもの
である。よって、磁気ディスクの回転が停止している時
は磁気ヘッドと一体的に構成されたスライダーは磁気デ
ィスク表面に接し、磁気ディスクが回転すると、その回
転によって発生する空気流をエア・ベアリング・サーフ
ェスに受け、スライダーと一体的に構成された磁気ヘッ
ドは浮上し、支持体によって磁気ディスク面上を移動し
所定の記録トラックへの情報の記録或いは再生を行うも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、コンタ
クト・スタート・ストップ型の浮上磁気ヘッドにおいて
は、起動時及び停止時にスライダーは磁気ディスク表面
に接しており、起動動作直後或いは停止動作直後には磁
気ヘッドが磁気ディスク表面に摺動することとなる。こ
の時、スライダー表面及び磁気ディスク表面が非常に平
滑な面であるために、両面間に密着が起こりやすく、ス
ライダー表面及び磁気ディスク表面が摩耗し、製品寿命
が短くなると共に、摺動によって発生する摩耗粉がスラ
イダー表面に付着し、スライダーの浮上性能が低下して
しまう。また、起動時、スライダー表面と磁気ディスク
表面間に空気中の水分や潤滑油等の液体が介在している
と、その張力によって両面間に吸着が起こり、磁気ディ
スクの回転駆動が不可能となることもあり、コンタクト
・スタート・ストップ特性の低下に繋がる。

【０００５】そこで、磁気ディスク表面にテクスチャ処
理によってある程度（通常、突起高さ数十ｎｍ前後）の
粗さを与え、スライダーと磁気ディスクの接触面積を抑
え、上述のような現象を防いでいる。しかしながら、近
年では高密度記録の要求と共に、コンタクト・スタート
・ストップ特性，製品寿命の向上の要求が高まってい
る。高密度記録を達成するためには、磁気ヘッドと磁気
ディスク間の距離、つまり浮上距離を極力小さくするこ
とが望ましく、現行以上に磁気ディスク表面にテクスチ
ャを設けることはあまり望ましくない。従って、コンタ
クト・スタート・ストップ特性，製品寿命の向上の要求
に応えるために、スライダー表面と磁気ディスク表面間
の吸着等を防ぐ方法を磁気ディスク表面のテクスチャの
みに頼ることは困難となってきている。

【０００６】そこで本発明は、かかる実情に鑑みて提案
されたものであって、スライダーと磁気ディスクの接触
面間の密着による摩耗及び吸着を低減し、コンタクト・
スタート・ストップ特性を向上させ、磁気ヘッド，スラ
イダー及び磁気ディスクの製品寿命を向上させる浮上磁
気ヘッドを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、磁気ヘッドの装着されたスライダー
が、情報の記録再生時には微小な間隙をもって磁気ディ
スク表面より浮上し、起動停止時には磁気ディスク表面
に接する浮上磁気ヘッドにおいて、スライダーの磁気デ
ィスクに接触する面が、うねりを有した形状であること
を特徴とするものである。

【０００８】

【作用】図１に示されるように、磁気ディスクＡの表面
にテクスチャ処理が施され、ある程度の粗さが与えられ
ている場合、スライダーＢの磁気ディスクＡとの接触面
が非常に平滑な面であると、その接触部分は図１中に示
されるような形（例えば４点で接触する形）となる。

【０００９】これに対して、図２に示すように、スライ
ダーＢの磁気ディスクＡとの接触面がうねりを有した形
状であると、例えば２点で接触する形となり、スライダ
ーＢの磁気ディスクＡとの接触面が平滑である時と比較
して、スライダーＢと磁気ディスクＡの接触面積が小さ
くなり、これによって、接触面間の密着による摩耗及び
吸着が低減される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を適用した浮上磁気ヘッドにつ
いて図面を参照しながら、具体的に説明する。

【００１１】浮上磁気ヘッドの構成先ず、図３にスライダー・サスペンションの周辺構成を
示す。図３に示すように、スライダー１はサスペンショ
ン２に取り付けられ、アクチュエーター３に取り付けら
れている。スライダー１は、起動時には磁気ディスク４
に接しているが、磁気ディスク４の図中Ｒ₁方向への回
転によって発生する空気流を受けて浮上し、磁気ディス
ク４表面より微小な間隙をもって情報の記録或いは再生
を行い、停止時には磁気ディスク４上に降下するもので
ある。また、磁気ディスク４が図中Ｒ₁方向に回転する
時、アクチュエーター３は図中Ｒ₂方向に回転し、サス
ペンション２に取り付けられたスライダー１を磁気ディ
スク４面上で図中矢印Ｍのように移動させる。

【００１２】次に、図４にスライダー１の拡大図を示
す。図４に示すように、スライダー１の一主面にはレー
ル加工が施されて溝部５が形成され、この溝部５の両側
にはスライダーレール６，７が突条部として形成されて
いる。さらに、薄膜磁気ヘッド８が一方のスライダーレ
ール６の磁気ディスク４との対向面６ａと直交する一側
面６ｂに設けられ、磁気ギャップが上記磁気ディスク４
との対向面６ａに臨むようになされている。従って、上
記スライダー１は、起動時或いは停止時において、磁気
ディスク４表面とスライダーレール６，７の対向面６
ａ，７ｂとが接した状態となっている。

【００１３】スライダ面の設計例上述の浮上磁気ヘッドにおいては、スライダー１の磁気
ディスク４との接触面の形状が実質的な接触面積に大き
く影響を与え、特に起動時あるいは停止時の摩擦力を左
右する。そこで、スライダーの磁気ディスク対向面を平
滑面とした場合及びうねりを持った面とした場合の接触
状態のモデル拡大図をそれぞれ図５及び図６に示し、比
較検討する。

【００１４】なお、上述の浮上磁気ヘッドのスライダー
１において、起動，停止時に磁気ディスク４表面と摺接
するのは、スライダーレール６，７の対向面６ａ、７ａ
であるが、図５及び図６に示すモデルにおいては、レー
ル加工は無視し、スライダー１の磁気ディスク対向面が
平坦面であると仮定して検討を加える。また、磁気ディ
スク４の表面形状としては、最大突起高さｈ₁≒５０ｎ
ｍ、最大突起の平均突起間隔２ｄ₁≒５０ｎｍ、中心線
平均粗さＲａ≒１０ｎｍ程度を想定して検討を行う。

【００１５】先ず、図５は、従来のスライダーと同様、
スライダー１の磁気ディスクとの接触面１ａを平滑面と
した場合の接触状態を示すものである。スライダー１の
接触面１ａの最大突起高さは、通常５〜１０ｎｍ程度で
あり、磁気ディスク４表面の突起高さに比べて１／１０
以下と鏡面に近い加工が施されている。したがって、ス
ライダー１の接触面１ａの突起は無視することができ、
スライダー１の接触面１ａと磁気ディスク４表面とは、
磁気ディスク４表面の各最大突起Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃・・
・においてそれぞれ接触面積Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃をもって
接触することになる。すなわち、図５に示すモデルにお
いては、スライダー１の接触面１ａと磁気ディスク４表
面とは、全ての最大突起Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃，Ｔ₄，Ｔ₅
において接触している形になり、５つの最大突起が存在
する場合、５ヵ所で接触することになる。

【００１６】一方、図６は、スライダー１の接触面１ａ
にうねりを持たせた場合の接触状態を示すものである。
スライダー１の接触面１ａにうねりを持たせた場合、う
ねりの凹部においてスライダー１の接触面１ａと磁気デ
ィスク４表面との間の距離が大きくなり、この部分では
磁気ディスク４表面の突起がスライダー１の接触面１ａ
と接触しなくなる。図６に示す例では、スライダー１の
接触面１ａのうねりの１サイクル中に磁気ディスク４表
面には５つの最大突起Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃，Ｔ₄，Ｔ₅が
存在しているが、実際にスライダー１の接触面１ａと接
触するのは、両端の突起Ｔ₁，Ｔ₅のみである。したが
って、実質的な接触面積は、スライダー１の接触面１ａ
が平滑面である場合の２／５になる。勿論、接触する突
起の数は接触面１ａのうねりの周期によって変わり、う
ねりの周期が大きくなればなるほど接触数は減少し実質
的な接触面積が小さくなるものと予想される。

【００１７】以上のように、スライダー１の接触面１ａ
にうねりを持たせることが、磁気ディスク４表面との接
触面積を減らす上で有効であり、また、うねりの周期の
設定が接触面積を減らす上で重要な要素となることが解
明された。したがって、スライダー１の接触面１ａの設
計に当たっては、先ず、適正な周期を持ったうねりを形
成する必要がある。

【００１８】そこで、前記うねりの周期について検討す
ると、先にも述べたように、うねりの周期が大きい方が
実質的な接触面積の削減につながるものと期待される。
逆に言えば、うねりの周期が小さすぎると、突起の接触
数が増えて、接触面１ａを平滑面とした場合とあまり差
がなくなる。磁気ディスクの表面形状にもよるが、現状
の磁気ディスクでは、うねりの周期を０．１ｍｍ以上
（サイクル数で言うと１０サイクル／ｍｍ以下）とする
ことで良好な効果が発現される。

【００１９】ただし、うねりの周期があまり大きくなり
すぎると、うねりの振幅をある程度大きくする必要が生
じ、磁気ヘッドの磁気ディスクに対するアクセス位置等
に影響を及ぼす。したがって、うねりの周期は０．１ｍ
ｍ〜０．５ｍｍ（２サイクル／ｍｍ〜１０サイクル／ｍ
ｍ）とすることが好ましい。

【００２０】また、スライダー１の接触面１ａにうねり
を持たせる場合、うねりの凸部での接触状態を考える
と、うねりの曲率半径ｒを適正な値にする必要がある。
例えば、図７に示すように、うねりの凸部が隣接する２
つの突起Ｔ_a，Ｔ_bに接触するとき、うねりの曲率半径
ｒ及び突起Ｔ_a，Ｔ_b間の距離２ｄ₁によってスライダ
ー１の接触面１ａの突出量ａが決まる。

【００２１】すなわち、前記曲率半径ｒ、突起Ｔ_a，Ｔ
_b間の距離２ｄ₁及び突出量ａは、三平方の定理より、（ｒ−ａ）²＋ｄ₁ ²＝ｒ² ・・・（１）なる（１）式の関係を有し、したがって、曲率半径ｒは
下記の（２）式によって算出することができる。

【００２２】ｒ＝（ａ²＋ｄ₁ ²）／２ａ・・・（２）

【００２３】ここで、前記突出量ａがあまり大きいと、
前記突起Ｔ_a，Ｔ_b間において磁気ディスク４と接触
し、うねりを持たせた意味が薄れる。したがって、磁気
ディスク４表面の最大突起高さをｈ₁、中心線平均粗さ
をＲａとしたときに、ａ<<ｈ₁−Ｒａとする必要があ
る。例えば、いま磁気ディスク４の最大突起高さｈ₁＝
５０ｎｍ、中心線平均粗さＲａ＝１０ｎｍ、突起間距離
２ｄ₁＝５０μｍとする。このような磁気ディスクに対
してスライダー１を接触させる場合、接触面１ａを突出
量ａを１０ｎｍ程度に抑えれば前記ａ<<ｈ₁−Ｒａなる
要件を満足するものと考えられる。そこで、これら値を
代入して算出すると、前記うねりの曲率半径ｒは３１．
２５ｍｍとなる。

【００２４】以上の検討結果をもとに、スライダーの磁
気ディスク対向面の形状を下記の如く設定し、浮上磁気
ヘッドを作成した。うねりの曲率半径ｒ：３１．２５ｍｍうねりの周期：４サイクル／ｍｍ表面粗さ：２０ｎｍその結果、起動時、停止時の摩擦係数が低下し、スライ
ダーと磁気ディスク間の吸着や摩耗が大幅に抑制され
た。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、磁気
ヘッドの装着されたスライダーが情報の記録再生時には
微小な間隙をもって磁気ディスク表面より浮上し、起動
停止時には磁気ディスク表面に接する浮上磁気ヘッドに
おいて、スライダーの磁気ディスクに接触する面の形状
をうねりを有した形状とすることによって、接触面間の
密着による摩耗及び吸着を低減できる。摩耗の低減によ
って、磁気ディスク，スライダー及び磁気ヘッドの製品
寿命が伸びる。また、接触面間の吸着を低減できること
から、磁気ディスクの回転駆動が容易となり、コンタク
ト・スタート・ストップ特性が向上される。

【００２６】さらに、本発明によれば、スライダーの浮
上の際、スライダー表面に設けられたうねりが適度な空
気膜を形成することになり、スライダーの安定浮上に有
効であり、スライダー部の軽量化にも有効である。ま
た、本発明は、比較的低コストで実施でき、あらゆるサ
イズの磁気ディスクに対して実施することができるた
め、工業的価値は非常に高いものと思われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のスライダーと磁気ディスクの接触状態を
示す拡大模式図である。

【図２】本発明を適用したスライダーと磁気ディスクの
接触状態を示す拡大模式図である。

【図３】スライダー・サスペンションの周辺構成を示す
要部概略斜視図である。

【図４】スライダー部の拡大斜視図である。

【図５】接触面を平滑面としたスライダーと磁気ディス
クの接触部分を拡大して示す模式図である。

【図６】接触面にうねりを持たせたスライダーと磁気デ
ィスクの接触部分を拡大して示す模式図である。

【図７】うねりの曲率半径を説明するための模式図であ
る。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・・・・・・・スライダー１ａ・・・・・・・・・・・・・・接触面４・・・・・・・・・・・・・・・磁気ディスクＴ₁，Ｔ₂，Ｔ₃，Ｔ₄，Ｔ₅・・突起Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃，Ｓ₄，Ｓ₅・・接触面積Ａ・・・・・・・・・・・・・・・磁気ディスクＢ・・・・・・・・・・・・・・・スライダー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ヘッドの装着されたスライダーが、
情報の記録再生時には微小な間隙をもって磁気ディスク
表面より浮上し、起動停止時には磁気ディスク表面に接
する浮上磁気ヘッドにおいて、該スライダーの磁気ディスクに接触する面が、うねりを
有した形状であることを特徴とする浮上磁気ヘッド。