JPH05250833A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型化、磁気記録の高密度化、大容量化及び磁
気ディスクの小径化に対応でき、しかも耐久性及び安定
性の高い磁気ディスク装置を提供する。 【構成】位置決め装置はヘッド支持装置の一端側を支持
し磁気ディスクの面上で所定角度で面回転させる。ヘッ
ド支持装置は、他端側で磁気ヘッドを支持している。磁
気ヘッドは磁気ディスクと対向する面側に浮上面１０
３、１０４を有するスライダ１の空気流出端部側に読み
書き素子２を付着させてある。スライダ１は浮上面１０
３、１０４からその対向面までの厚みが０．６５mm以下
であり、空気流出方向の長さが３ｍｍ以下であり、空気
流出方向と直交する方向の幅が２．５ｍｍ以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置に関
し、磁気ディスク及びヘッド支持装置と共に磁気ディス
ク装置を構成する磁気ヘッドのスライダ外形寸法のう
ち、浮上面から対向面までの厚みを０．６５mm以下と
し、空気流出方向の長さを３ｍｍ以下とし、空気流出方
向と直交する方向の幅を２．５ｍｍ以下とすることによ
り、小型化、磁気記録の高密度化、大容量化及び磁気デ
ィスクの小径化に対応でき、しかも耐久性及び安定性の
高い磁気ディスク装置を提供できるようにしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、磁気ディスク装置には、磁気
ディスクの走行によって生じる動圧を利用して、磁気デ
ィスクとの間に微小な空気ベアリングによる間隙を保っ
て浮上する磁気ヘッドが用いられている。浮上型磁気ヘ
ッドは、磁気ディスクと対向する面側に浮上面を有する
スライダに読み書き素子を付着させた基本的な構造を持
っており、磁性体でなるスライダにコイルを有するＵ状
コアを装着したウィンチェスタ型磁気ヘッド、非磁性セ
ラミック構造体でなるスライダの溝内に、バルク型の読
み書き素子を挿着したコンポジット型磁気ヘッド、メタ
ル．イン．ギャップ（ＭＩＧ）型磁気ヘッド、及び、ス
ライダの上に半導体製造テクノロジーと同様のプロセス
にしたがって薄膜読み書き素子を形成した薄膜磁気ヘッ
ドが知られている。

【０００３】これらの各種の浮上型磁気ヘッドのうち、
ウィンチェスタ型磁気ヘッド、コンポジット型磁気ヘッ
ドまたはＭＩＧ型磁気ヘッドは、例えば特公昭57−569
号（米国特許第3,823,416号）、特公昭58−21329 号、
特公昭58−28650 号各公報等で公知であり、その読み書
き素子は、コアに線材による巻線を施したバルクタイプ
となっている。

【０００４】薄膜磁気ヘッドは、例えば特開昭55−8401
9 号（米国特許第4,190,872号)、特開昭55-84020 号(米
国特許第4,219,854号）公報等で公知である。薄膜磁気
ヘッドは、スライダの上に薄膜でなる磁性膜、導体コイ
ル膜、コイル層間絶縁膜及び保護膜等を形成した構造と
なっている。薄膜磁気ヘッドは、バルクタイプの浮上型
磁気ヘッドと比較して、導体コイル膜のインダクタンス
値が１桁以上も低くなるので、高周波特性が極めて良好
であり、本質的に高速応答性に優れ、高密度記録に適し
た磁気ヘッドとなる。この特徴のために、薄膜磁気ヘッ
ドは、コンピュータとの組合せにおいては、バルクタイ
プの浮上型磁気ヘッドでは達成できない領域まで、デー
タ転送の高速化及び磁気記録の高密度化を図り得るもの
として期待されている。

【０００５】しかも、薄膜磁気ヘッドは、磁気回路を構
成する磁性膜が高飽和磁束密度及び高透磁率のパーマロ
イ等でなる金属磁性材料で構成されていること、磁気ギ
ャップ長を小さくできること、読み書きポール幅を極め
て狭小にできること等の特徴があり、導体コイル膜及び
コアとなる磁性膜のインダクタンス値が低いことによる
高周波特性の良さと相まって、バルクタイプの浮上型磁
気ヘッドよりも著しく優れた高速応答性及び高記録密度
を達成できる。

【０００６】次に、浮上型磁気ヘッドの具体例を図２０
を参照して説明する。図２０は従来の磁気ヘッドの斜視
図を示し、１は例えばセラミック構造体でなるスライ
ダ、２は読み書き素子である。

【０００７】スライダ１は磁気ディスクと対向する面
に、間隔をおいて２つのレール部１０１、１０２を形成
すると共に、レール部１０１、１０２の表面を平面度の
高い浮上面１０３、１０４としてある。

【０００８】スライダ１の外形寸法は、例えば米国特許
第4,624,048 号明細書等に示されるように、通常、浮上
面１０３、１０４から反対側の対向面１０５までの厚み
ｄが０．８５mm、空気流出方向の長さＬが４mm、空気流
出方向と直交する方向の幅ｗが３．２mmという如く選定
されている。浮上面１０３、１０４側には、磁気ディス
クとの組合せにおいて、矢印ａ方向に流れる空気流に対
して流入端となる一端部側に、テーパ部１０３ａ、１０
４ａを設けた構造となっている。

【０００９】読み書き素子２は、薄膜磁気ヘッドにおい
ては、ＩＣ製造テクノロジと同様のプロセスにしたがっ
て形成された薄膜素子であり、テーパ部１０３ａ、１０
４ａとは反対側の空気流出端部側に付着されている。図
示はされていないけれども、ウィンチェスタ型磁気ヘッ
ド、コンポジット型磁気ヘッドまたはＭＩＧ型磁気ヘッ
ドは、コアに線材による巻線を施したバルクタイプとな
る。

【００１０】読み書き素子２を薄膜素子として構成した
場合は、読み書き素子２のディメンションは、要求され
る電磁変換特性を満たすため、空気流出方向と直交する
方向の径Ｄ1 が約０．３mm、浮上面１０３、１０４から
対向面１０５の方向への径Ｄ2 が約０．４mmとなる。更
に、薄膜磁気ヘッドでは、読み書き素子を付着させたス
ライダ１の側端面に取出電極２０１、２０２が設けられ
る。これらの取出電極２０１、２０２は、読み書き素子
２の図示しない導体コイル膜に導通接続さている。取出
電極２０１、２０２は、磁気ディスク装置に導かれるリ
ード線が接続される部分であり、リード線接続面積を確
保するため、空気流出方向ａと直交する方向の長さＬ０
が０．５mm程度で、浮上面１０３、１０４からその対向
面１０５の方向で見た線幅ｈ1 が約０．２mmとなってい
る。

【００１１】上述の薄膜磁気ヘッドは、フォトリソグラ
フィ等の高精度パターン形成技術を駆使して、スライダ
１となるウエハ上に多数個の薄膜読み書き素子を形成し
た後、ウエハに切断加工を施して薄膜読み書き素子を取
出し、レール部１０１、１０２等に必要な溝入れ加工及
び浮上面１０３、１０４の研磨加工等を経て製造され
る。

【００１２】磁気ディスク装置は、一端側を位置決め装
置によって支持したヘッド支持装置の先端部に上述した
磁気ヘッドを装着し、位置決め装置によって磁気ディス
ク上の所定トラック上に磁気ヘッドを位置決めすると共
に、スライダ１の浮上面１０３、１０４を磁気ディスク
の表面にバネ接触させ、この状態で起動停止を行なう、
いわゆるコンタクト．スタート．ストップ（以下ＣＳＳ
と称する）方式によって駆動される。磁気ディスクが静
止しているときは、バネ圧により浮上面１０３、１０４
が磁気ディスクの面に押付けられているが、磁気ディス
クが回転すると、図２１に示すように、スライダ１のテ
ーパ面１０３ａ、１０４ａを含む浮上面１０３、１０４
に揚力動圧が発生し、この動圧とジンバルのバネ圧Ｐと
釣り合う浮上量ｇで浮上する。上述のディメンションを
有する従来の磁気ヘッドは、浮上量０．３μm 以上の領
域で安定した浮上特性が得られる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この種の磁気ディスク
装置は、コンピュータと組み合わせて使用されるもので
あり、コンピュータ．システムのデータ処理に応えるた
め、磁気記録の高密度化、大容量化及び磁気ディスクの
小径化に対応できるものでなければならない。

【００１４】ところが、従来の磁気ディスク装置に用い
られていた磁気ヘッドは、厚みｄが０．８５mm、空気流
出方向の長さＬが４mm、空気流出方向と直交する方向の
幅ｗが３．２mmの如く選定されたディメンションをもつ
ため、次のような問題点があった。 （ａ）高記録密度を達成するためには、浮上量を低下さ
せてスペーシングロスを小さくしなければならない。と
ころが、従来の磁気ヘッドはロール角がかなり大きな値
になる。このため、実効的な浮上量を前述のロール角に
よって定まる値以下に低下させることができなかった。

【００１５】図２２は磁気ディスＭと磁気ヘッドとの間
に生じるロール角を説明する図で、βはロール角を示し
ている。ロール角βが大きくなると、回転内周側で見た
浮上量ｇ1 と、回転外周側で見た浮上量ｇ2 との差が大
きくなる。通常、磁気ディスク装置では、外側の磁気変
換素子２を使用するため、内側の浮上量ｇ1 を小さくし
ても、ロール角βが大きい限り、電磁変換特性に直接影
響を与える外側の浮上量ｇ2 を小さくできない。このた
め、ロール角βの低下に限度のある従来の磁気ヘッドで
は、実効的な浮上量の低下及びスペーシングロス減少に
よる高密度記録に限界を生じていた。しかも、ロール角
βは、磁気ディスクと磁気ヘッドとの間の相対速度が大
きくなる程大きくなる傾向にあり、従って、磁気ディス
クの外周に向う程、実効的な浮上量が増大し、スペーシ
ングロスが大きくなり、高密度記録が達成できないとい
う問題点があった。 （ｂ）ロール角βが大きくなるため、磁気ヘッドの浮上
姿勢が不安定になり、ヘッドクラッシュを生じ易くな
る。このため、信頼性が低下する。 （ｃ）ロール角増大による上記問題点を解決する手段と
して、スライダの運動中心、即ち、ジンバルのピポット
位置を、スライダ中心位置から外れた位置に設定するこ
とが考えられる。しかし、この場合には、スライダ運動
中心に対して質量の偏りを生じ、運動モーメントが不均
一となり、振動に対する追従性が悪くなる。このよう
に、従来のディメンションを有する磁気ヘッドは、浮上
姿勢を安定させ、信頼性を確保したままで、浮上量を低
下させることが困難であった。 （ｄ）磁気ディスク上に静止しているとき、磁気ヘッド
が磁気ディスク上で占有するランディング面積を、空気
流出方向の長さＬ＝４mm、空気流出方向と直交する方向
の幅ｗ＝３．２mmとで定まる面積以下に縮小することが
できない。このため、磁気ディスク上で実質的に利用で
きる磁気記録面積が磁気ヘッドのランディング面積によ
って食われてしまい、トラック数増大、それによる記録
密度及び記憶容量の増大に限界を生じていた。この欠点
は、特に、小型の磁気ディスクにおいて顕著に現われ
る。トラック数減少に直接的に影響を及ぼすのは幅ｗで
あり、幅ｗが３．２mmもある従来の磁気ヘッドは、トラ
ック数増大に極めて大きな障害となる。 （ｅ）ラップトップ・パソコン等に見られるようなコン
ピュータの小型化に対応するために、磁気ディスク装置
を小型化しなければならない。しかし、従来のスライダ
は、厚みｄが０．８５mmもあるため、磁気ディスク装置
の薄型化に限界があった。また、制限された磁気ディス
ク装置内に収納し得る磁気ディスク枚数が、磁気ヘッド
の有する厚みのために制限されるため、磁気ディスクの
枚数増大による大容量化に限界を生じていた。 （ｆ）コンピュータの携帯化に対応するために、磁気デ
ィスク装置は、携帯性に優れていなければならない。携
帯性を確保するためには、磁気ディスク装置を電池によ
って駆動できるようにすることが最も望ましい。ところ
が、上述したようなディメンションを持つ従来の磁気ヘ
ッドでは、ＣＳＳ起動時の静止摩擦が大きくなるため
に、静止摩擦に打勝って、磁気ディスクを安定に回転駆
動するディスク駆動モータの駆動トルクを、電池駆動に
よって得ることに、技術的困難性があった。 （ｇ）薄膜磁気ヘッドでは、薄膜読み書き素子２を付着
させてある空気流出方向の端面の面積が、厚みｄ＝０．
８５mmと、幅ｗ＝３．２mmとで定まる大きな面積となる
ため、薄膜読み書き素子２のピッチ間隔が大きくなり、
ウエハ内に形成し得る素子数が少なくなる。このため、
コスト高になる。

【００１６】しかも、薄膜磁気ヘッドの場合、スライダ
１の端面に、前述したようなディメンションを有する読
み書き素子２及び取出電極２０１、２０２が付着されて
いるため、ウエハからの切断加工、及びその後の溝入れ
もしくは研磨加工等において、読み書き素子２または取
出電極２０１、２０２が切断されてしまう危険性があ
る。

【００１７】そこで、本発明の課題は、上述する従来の
問題点を解決し、磁気記録の高密度化、大容量化及び磁
気ディスクの小径化に適し、耐久性及び安定性に優れた
磁気ディスク装置を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述する課題を解決する
ため、本発明は、磁気ディスクと、位置決め装置と、ヘ
ッド支持装置と、磁気ヘッドとを有する磁気ディスク装
置であって、前記位置決め装置は、前記ヘッド支持装置
の一端側を支持し前記磁気ディスクの面上で所定角度で
面回転させるものであり、前記ヘッド支持装置は、他端
側で前記磁気ヘッドを支持しており、前記磁気ヘッド
は、前記磁気ディスクと対向する面側に浮上面を有する
スライダの空気流出端部側に読み書き素子を付着させて
あり、前記スライダは、前記浮上面からその対向面まで
の厚みが０．６５mm以下であり、空気流出方向の長さが
３ｍｍ以下であり、空気流出方向と直交する方向の幅が
２．５ｍｍ以下である。

【００１９】厚み、長さ及び幅の下限値は、薄膜磁気ヘ
ッドの製造条件、例えば磁気変換素子を形成するのに要
求される面積、磁気変換素子用取り出し電極（バンプ）
の面積、要求される空気ベアリング面積、ヘッド支持装
置との間で要求される取り付け面積等によって定めるこ
とができる。

【００２０】

【作用】浮上面からその対向面までの厚みが０．６５mm
以下、空気流出方向の長さが３ｍｍ以下、空気流出方向
と直交する方向の幅が２．５ｍｍ以下のディメンション
を持つスライダは、低浮上量を保ちつつ、高い浮上安定
性を確保できることが分った。これは、従来の磁気ヘッ
ドに比較して、ロール角度（またはロール値）が予想し
得る範囲を超えて著しく小さくなるためと推測される。
しかも、後で実測データとして示すように、ロール角の
低下は、スキュー角の大きくなる磁気ディスク外周側に
おいて特に著しい。従って、本来的にロール角低下を必
要とするスキュー角の大きな磁気ディスク外周側におい
て、実効的な浮上量の増大及びスペーシングロスの増大
を抑え、高密度記録を達成できる。

【００２１】ロール角度を小さくする手段として、本願
発明では、スライダの形状選定によって対応しているの
で、スライダの運動中心変更等の操作またはが不要であ
る。このため、スライダ運動中心に対する質量の偏り、
運動モーメントの不均一性等の問題を生じることなく、
浮上姿勢を安定させ、信頼性を確保したままで、浮上量
を低下させることが可能になる。

【００２２】更に、これも後で、実測データで示すよう
に、スキュー角の大きさに実質的に影響されることな
く、一定の浮上量を保ち得ることが分かった。スキュー
角の大小に影響されることなく、浮上量を一定化する手
段として、例えば、特開昭61ー278087号、米国特許第4,67
3,996号明細書及び米国特許第4,870,519号明細書に開示
された発明がある。これらの先行技術に開示されたスラ
イダは、レールの側面に浅溝を設けたもので、横方向加
圧形スライダ（transverse pressure contour slider .
略称TPC)と称されている。本発明では、スライダに対す
る溝加工ではなく、スライダの寸法選定によって、スキ
ュー角の大小に影響されることなく、浮上量を一定化す
るようにしてあるので、スライダ加工が不要であるとい
う利点が得られる。

【００２３】また、スキュー角の大小に実質的に影響さ
れることなく、一定の浮上量を保ち得るので、ゾーンビ
ット記録方式を採用することが可能であり、高密度記録
及び大容量の磁気ディスク装置が得られる。しかも、ス
キュー角の大小に実質的に影響されることなく、一定の
浮上量を保つことができるので、スキュー角を大きく設
定し、磁気ディスク装置を小型化できる。

【００２４】また、空気流出方向と直交する方向の幅が
２．５ｍｍ以下であるから、従来の磁気ヘッドのスライ
ダに比較して、磁気ディスク上に静止しているときに、
磁気ディスク上で占有するランディグ面積が著しく小さ
くなる。このため、磁気ディスク上でのトラック数を増
大させ、記録密度及び記憶容量の増大に寄与できる。こ
の作用は、特に、小径の磁気ディスクにおいて顕著に現
われる。

【００２５】スライダの厚みｄは０．６５mm以下である
から、磁気ディスク装置を従来の約７割以下まで薄型化
できる。また、磁気ディスク内に収納し得る磁気ディス
ク枚数が増大し、より一層の大容量化が達成できる。

【００２６】浮上面からその対向面までの厚みｄが０．
６５mmを超えると、重心位置がジンバルとの接続面であ
る対向面側に寄りに移り、浮上安定性が悪くなる。厚み
が薄くなり過ぎると、スライダの剛性が低下し、スライ
ダにネジレや変形を生じ、空気ベアリング面の平面度が
確保できなくなる。従って、厚みｄは、０．６５mm以下
の範囲で、必要な空気ベアリング面の平面度を確保し得
る下限値に設定する。

【００２７】しかも、スライダの全体形状の小型化によ
り、揚力動圧が低くなり、それに伴って、バネ圧も低く
できるので、コンタクト時における浮上面と磁気ディス
クとの間の荷重力が低下し、摩擦摩耗が少なくなり、耐
久性が向上する。

【００２８】更に、ＣＳＳ起動時の静止摩擦が小さくな
るため、ディスク駆動モータの駆動トルクが小さくな
り、消費電力が低減される。ディスク駆動モータは、磁
気ディスク装置全体の消費電力の大部分を占めているか
ら、磁気ディスク装置全体の消費電力が低減され、電池
駆動の可能な磁気ディスク装置が実現できるようにな
る。

【００２９】また、従来の磁気ヘッドのスライダに比較
して、全体の形状が小型化され、特に、薄膜磁気ヘッド
では、読み書き素子を付着させるスライダ端面の面積が
小さくなるので、読み書き素子を薄膜素子によって形成
する場合、ウエハ内に形成できる読み書き素子数の数が
増加し、低コスト化に大きく寄与できる。

【００３０】薄膜磁気ヘッドでは、薄膜読み書き素子の
寸法を小さくすると共に、取出電極の寸法及び位置を変
更することにより、ウエハからの切断加工時及びその後
の溝入れもしくは研磨加工において、切断損傷を与えな
いで済む。

【００３１】更に、上記ディメンション選択に伴う軽量
化により、次のような作用が得られる。

【００３２】まず、従来の磁気ヘッドのスライダに比較
して、スライダの質量が著しく小さくなるため、ヘッド
ージンバル系の共振周波数が高くなり、０．２μm 以下
の低浮上量でも、クラッシュを起こしにくくなり、ＣＳ
Ｓ信頼性が高まる。

【００３３】また、質量低下により、アクセス用アクチ
ュエータにかかる負荷が小さくなり、高速アクセスが可
能になる。特に、薄膜磁気ヘッドの場合、導体コイル膜
のインダクタンス値が低く、高周波特性が極めて良好
で、高速応答性に優れているという本来的性能に対し
て、上述の高速アクセスが相乗的に作用し、読み書き速
度及びデータ転送速度が飛躍的に高速化される。

【００３４】

【実施例】図１は本発明に係る磁気ディスク装置の主要
部である磁気ヘッドの斜視図、図２はスライダの正面
図、図３は同じく浮上面側から見た底面図、図４は側面
図である。図において、図２０と同一の参照符号は同一
性ある構成部分を示している。スライダ１は、浮上面１
０３、１０４から反対側の対向面１０５までの厚みｄを
０．６５mm以下とし、空気流出方向（走行方向）ａの長
さＬを３ｍｍ以下とし、空気流出方向ａと直交する方向
の幅ｗを２．５ｍｍ以下としてある。読み書き素子２の
付着部分の厚みは長さＬに比較して実質的に無視できる
から、前記長さＬは、実質的に、読み書き素子２を含め
た寸法である。実施例における読み書き素子２は薄膜素
子である。

【００３５】読み書き素子２のディメンションの代表値
として空気流出方向と直交する方向の径Ｄ1 を０．３mm
とし、取出電極２０１、２０２の空気流出方向と直交す
る方向の長さＬ０を０．５mmとした場合を例に取ると、
読み書き素子２を２個設けた状態で、これらが占める全
幅は、２（Ｄ1 ＋Ｌ０)として、１．６mmとなる。本発
明で教示する如く、空気流出方向ａと直交する方向の幅
ｗを２．５mmとすれば、０．９mmの余裕を確保できる。

【００３６】上述した余裕により、ウエハからの切断加
工時及びその後の溝入れもしくは研磨工程等において、
読み書き素子２または取出電極２０１、２０２に対し、
切断損傷を与えないで済む。

【００３７】また、図１〜図４の実施例に示す如く、ス
ライダ１の浮上面１０３、１０４は、テーパ面を持たな
い平面状とすることもできる。空気流出方向ａで見た浮
上面１０３、１０４の端部（イ)、（ロ）は、ＣＳＳ時に
おける磁気ディスクの表面との引掛りをなくすため、弧
状に形成するのが望ましい。他の端部（ハ)、（ニ）も弧
状に形成できる。また、幅方向の略中間部に１本のレー
ル部を設け、このレール部の表面を浮上面とする構造を
とることも可能である。この構造の場合は、全体の小型
化を図るのに都合がよい。

【００３８】更に、スライダーの長さおよび幅が１mm以
上、１．５mm以下の場合には、ディスクと対向する側の
面全てを浮上面としても良い。

【００３９】図５（Ａ)、（Ｂ）は本発明に係る磁気ヘッ
ドの別の実施例における斜視図を示している。図５
（Ａ）の実施例では、スライダ１の浮上面１０６はレー
ル部を持たない平面状とし、その端縁（イ）〜（ニ）を
弧状に形成してある。図５（Ｂ）の実施例では、図１７
の従来例と同様に、浮上面１０３、１０４にテーパ面１
０３ａ、１０４ａを設けてある。

【００４０】上記の磁気ヘッドによれば、記憶領域の増
大と共に、ヘッド支持装置との組合せにおいて、０．２
μm 以下の低浮上量で、安定した浮上特性が得られ、高
い耐久性が得られる。次に具体例な実施例を上げて説明
する。図１〜図４の実施例に示す構造において、スライ
ダ１の外形寸法を、 厚みｄ＝０．６５mm 長さＬ＝２．８mm 幅ｗ＝２．３mm 浮上面１０３、１０４の幅ｗ1 ＝０．３mmとした。

【００４１】図６は上記磁気ヘッドをヘッド支持装置に
取付けた本発明に係る磁気ディスク装置である。Ｍは磁
気ディスク、３はヘッド支持装置、４は位置決め機構で
ある。磁気ディスクＭは図示しない回転駆動機構によ
り、矢印ａの方向に回転駆動される。ヘッド支持装置３
は位置決め機構４により、支持点Ｏ２を中心にして矢印
ｂ1 またはｂ2 の方向に所定角度（スキュー角）で駆動
されて位置決めされ、それによって所定のトラッにおい
て、磁気ディスクＭと磁気ヘッドとの間で磁気記録．再
生が行なわれるスイングアーム型磁気ディスク装置とな
っている。

【００４２】ヘッド支持装置３は、位置決め機構４に取
付けられる剛性アーム部３１に、弾性金属薄板でなる支
持体３２の一端を、結合具３１１、３１２によって取付
け固定すると共に、支持体３２の長手方向の一端にある
自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体３３を取付け、
この可撓体３３の下面に、磁気ヘッド３４を取付けた構
造となっている。支持体３２は剛性アーム部３１に取付
けられる部分が弾性バネ部３２１となっていて、この弾
性バネ部３２１に連続して剛性ビーム部３２２を形成し
てある。剛性ビーム部３２２は両側に折曲げ形成したフ
ランジ３２２ａ、３２２ｂを有し、磁気ディスクＭに磁
気ヘッド３４を押付ける荷重力を得るようになってい
る。実施例では、磁気ヘッド３４から磁気ディスクＭへ
の荷重が９．５ｇとなるように、剛性アーム部３１、支
持体３２及び可撓体３３の長さ、板厚及びバネ性等を定
めた。

【００４３】図７はヘッド支持装置の要部における正面
図、図８は同じく浮上面側から見た底面図である。可撓
体３３は支持体３２の長手方向軸線と略平行して伸びる
２つの外側可撓性枠部３３１、３３２と、支持体３２か
ら離れた端において外側可撓性枠部３３１、３３２を連
結する横枠３３３と、横枠３３３の略中央部から外側可
撓性枠部３３１、３３２に略平行するように伸びていて
先端を自由端とした中央舌状部３３４とを有して構成さ
れ、横枠３３３のある方向とは反対側の一端を、支持体
３２の自由端付近に溶接等の手段によって取付けてあ
る。

【００４４】可撓体３３の中央舌状部３３４の上面に
は、例えば半球状等の荷重用突起３３５が設けられてい
て、この荷重用突起３３５により、支持体３２の自由端
から中央舌状部３３４へ荷重を伝えるようにしてある。
中央舌状部３３４の下面には本発明に係る磁気ヘッド３
４を接着等の手段によって固着してある。

【００４５】図６の構成において、磁気ディスクＭの周
速が９ｍ／ｓとなる部分で浮上させたところ、０．０９
μm の浮上量が得られた。

【００４６】また、スライダ１のディメンションを前述
のような寸法に設定し、トラック幅８μm 、トラックピ
ッチ１２．７μm の一般的な薄膜読み書き素子を形成し
た場合、従来寸法のスライダを用いた薄膜磁気ヘッドよ
りも、磁気ディスクＭ上での記憶領域を、約８０トラッ
ク余分に増やすことができた。

【００４７】図９は図６〜図８に示した磁気ディスク装
置の浮上特性測定データを示す図である。図９の測定デ
ータは、図１０に示すような測定システムによって得ら
れたものである。図１０において、５はアコースチッ
ク．エミッション．センサ（以下ＡＥセンサと称す
る。)、６はフィルタ、７は増幅器、８はオシロスコープ
である。図１０における測定条件は次の通りである。

【００４８】磁気ヘッド３４の浮上量；０．０９μm バネ荷重；９．５ｇ 磁気ディスクＭの周速；９ m/s 測定周波数；１５０kHz 〜４００ kHz 増幅率；６０dB 磁気ディスクＭの表面平滑性；Ｒmax １００Å オシロスコープ８；Ｘ軸 ５ sec/div Ｙ軸５０ mv/div 図１０の測定データに示すように、本発明に係る浮上型
磁気ヘッド３４を使用した磁気ディスク装置では、ＡＥ
センサ出力が殆ど生じていない。このことから、本発明
に係る浮上型磁気ヘッドは、浮上量が０．０９μm の低
い値になっても、浮上姿勢が崩れず、安定な浮上特性が
得られることが解る。

【００４９】本発明に係る磁気ヘッドが、低浮上量で安
定した浮上姿勢を保つことは、図１１〜図１４の実測デ
ータによっても裏付けられる。図１１〜図１４のデータ
は、図６に示したようなスイングアーム型磁気ディスク
装置によって得られたものである。図１１〜図１４にお
いて、横軸に磁気ディスクの周速(m/s) 及び磁気ヘッド
のスキュー角（度）を取り、縦軸にロール値（μm ）を
取ってある。ロール値は空気ベアリング面における外周
側浮上量と内周側浮上量との絶対値差である。例えば図
１９を参照すると、レール１０１の浮上量ｇ2 とレール
１０２の浮上量ｇ1 との差｜ｇ2 −ｇ1 ｜となる。従っ
て、ロール値が大きいことと、ロール角が大きいことは
同義である。図１１は直径１．８インチの磁気ディスク
を用いた場合の特性、図１２は直径２．５インチの磁気
ディスクを用いた場合の特性、図１３は３．５インチの
磁気ディスクを用いた場合の特性、図１４は５．２５イ
ンチの磁気ディスクを用いた場合の特性をそれぞれ示し
ている。図１１〜図１４を通して、データプロット点に
表示された□印は、 Ｌ×Ｗ×ｄ＝２．８×２．３×０．６５ のディメンションを持つ磁気ヘッド（以下磁気ヘッドＡ
と称する）を用いた場合のデータを示し、＋印は、 Ｌ×Ｗ×ｄ＝２×１．６×０．４５ のディメンションを持つ磁気ヘッド（以下磁気ヘッドＢ
と称する）を用いた場合のデータを示し、△印は Ｌ×Ｗ×ｄ＝４×３．２×０．８５ のディメンションを持つ磁気ヘッド（以下磁気ヘッドＣ
と称する）を用いた場合のデータをそれぞれ示してい
る。従って、△印は従来の磁気ヘッドのデータを表示
し、□印及び＋印は本発明に係る磁気ヘッドのデータを
表示している。

【００５０】図１１〜図１４に示すように、本発明に係
る磁気ヘッドは、従来の磁気ヘッドよりもロール値、即
ちロール角が小さくなっている。特に周速が大きくなる
外周に向かう程、本発明に係る磁気ヘッドのロール角
は、従来の磁気ヘッドのロール角よりも著しく小さくな
る。しかも、本発明に係る磁気ヘッドは、磁気ディスク
の最内周と最外周との間におけロール値の差が、従来の
磁気ヘッドと比較して、著しく小さくなっている。この
ため、本発明によれば、磁気ディスクの全面にわたっ
て、浮上姿勢の安定した磁気ヘッドが得られる。また、
ロール角が小さくなるために、実効的な浮上量が低下
し、スペーシングロスが減少し、高記録密度に適した磁
気ヘッドが得られる。

【００５１】図１１〜図１４のデータには、更に注目す
べき技術的事項が含まれている。即ち、ロール値または
ロール角が磁気ヘッドのディメンションに比例するので
あれば、磁気ヘッドＡのデータである□印は、磁気ヘッ
ドＣのデータである△印のデータの７０％前後でなけれ
ばならい。また、磁気ヘッドＢのデータである＋印は、
磁気ヘッドＣのデータである△印のデータの５０％前後
の位置になければならい。ところが、図１１〜図１４の
データは、そのようにはなっていない。磁気ヘッドＡ、
Ｂのデータである□印、＋印は、互いに接近した値を示
しており、磁気ヘッドＣのデータである△印との間に、
明らかな有意差が認められる。これらのデータを見る
と、デイメンション比７５％前後にロール角を低下させ
るクリティカルポイントがあると推測することができ
る。

【００５２】しかも、図１１〜図１４を見ると、上述の
有意差は、磁気ディスクと磁気ヘッドとの間の相対速度
が大きくなる外周側において特に顕著に現れている。従
って、本来的にロール角低下を必要とする磁気ディスク
外周側において、実効的な浮上量の増大及びスペーシン
グロスの増大を抑え、高密度記録を達成できる。

【００５３】このように、本発明によれば、従来の磁気
ヘッドとの間のディメンション比からは推測できない範
囲でロール角を低下させ、スペーシングロスを減少さ
せ、高記録密度に適し、浮上姿勢の安定した磁気ディス
ク装置を提供できるという特有の効果が得られる。

【００５４】図１５は本発明にかかる磁気ディスク装置
における磁気ヘッドのスキュー角（度）及び対応する回
転半径（ｍｍ）と浮上量（μｍ ）との関係を示すデー
タ、図１６は図１５のデータに示されたスキュー角の取
り方を説明する図である。図１５において、横軸にスキ
ュー角及び対応する回転半径（ｍｍ）をとり、縦軸に浮
上量（μｍ）をとってある。図１６において、Ｏ１はヘ
ッド支持装置の回転中心、ＴＲは回転中心Ｏ１を中心に
してスイングさせた時の磁気ヘッドの軌跡を示してい
る。磁気ヘッドとしては７０％のスライダ（２．８×
２．３ ×０．６５）を用い、荷重を６．５ｇに設定し
た。

【００５５】図１５から明らかなように、スキュ−角
７．７°〜１９．９°の範囲内において、浮上量の変化
量は０．０１（μｍ ）以下程度であり、スキュー角の
大小に実質的に影響されることなく、一定の浮上量を保
ち得る。本発明では、スライダの形状選定によって、浮
上量を一定化できるので、特開昭６１ー２７８０８７
号、米国特許第４，６７３，９９６号明細書及び米国特
許第４，８７０，５１９号明細書に開示されたＴＰＣ形
スライダと異なって、スライダ加工が不要である。

【００５６】本発明にかかる磁気ディスク装置がスキュ
ー角依存性を持たないことの根拠は、実験結果を参照し
て、次のように説明できる。図１７は磁気ディスクの周
速ＶをＶ＝１８．８（ｍ／ｓ）の一定値に保った時のス
キュー角ー浮上量特性データを示す図である。データプ
ロット点に表示された□印は、前述したように、本発明
にかかる磁気ヘッドＡを用いた場合のデータを示し、＋
印は本発明に係る磁気ヘッドＢを用いた場合のデータを
示し、△印は従来の磁気ヘッドＣを用いた場合のデータ
をそれぞれ示している。従って、△印は従来の磁気ディ
スク装置のデータを表示し、□印及び＋印は本発明に係
る磁気ディスク装置のデータを表示している。

【００５７】図１７に示すように、本発明に係る磁気デ
ィスク装置のデータ（□印及び＋印のデータ）は、従来
の磁気ディスク装置のデータ（△印で示すデータ）と比
較して、スキュー角の変化に対応する浮上量の変化幅が
著しく小さくなっている。例えば、スキュー角（−５）
〜（＋２０）度までの範囲において、本発明に係る磁気
ヘッドＡを用いた場合の浮上量変化幅△ｇａ及び磁気ヘ
ッドＢを用いた場合の浮上量変化幅△ｇｂは、従来の磁
気ヘッドＣを用いた場合の浮上量変化幅△ｇｃよりも著
しく小さくなっている。図１７は磁気ディスクの周速を
１８．８（ｍ／ｓ）の一定値に保って得られたデータで
あり、浮上量は専らスキュー角に依存して定まるから、
本発明にかかる磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置
は、スキュー角依存性が従来に比較して著しく小さくな
ることを示している。

【００５８】次に、図１８はスキュー角の範囲を５〜２
０度の範囲に選定した場合のスキュー角ー浮上量特性デ
ータを示している。磁気ディスクの周速ＶはＶ＝１８．
８（ｍ／ｓ）の一定値に保った。磁気ヘッドとしては、
磁気ヘッドＡ（２．８×２．３×０．６５）を用いた。
図１８に示すように、スキュー角が大きくなると、浮上
量が次第に低下する。

【００５９】次に図１９は磁気ディスク周速ー浮上量特
性データである。スキュー角依存性をキャンセルするた
めに、スキュー角＝０に設定した。図１８に示すよう
に、周速が大きくなると浮上量が増大する。

【００６０】実際の磁気ディスク装置では、スキュー角
及び周速が同時に変化するから、図１８と図１９の合成
特性が得られる。ここで、本発明にかかる磁気ヘッドＡ
は、図１７及び図１８に示されるごとく、浮上量のスキ
ュー角依存性が小さい。本発明にかかる磁気ヘッドＡの
場合、スキュー角依存性は、図１９の周速依存特性と合
成されたとき、浮上量の周速依存性をほぼ打ち消すよう
なものである。磁気ヘッドＡの場合も同様である。この
ため、図１５に示したように、スキュー角の大小に実質
的に影響されることなく、一定の浮上量を保つことがで
きるようになるのである。

【００６１】スキュー角の大小に実質的に影響されるこ
となく、一定の浮上量を保つことができることによる利
点は、次のようなものである。

【００６２】まず、スキュー角の大小に実質的に影響さ
れることなく、一定の浮上量を保つことができるので、
ゾーンビット記録方式を採用することが可能であり、高
密度記録が可能になる。ゾーンビット記録方式は高記録
密度のために開発された技術であり、文献としては、米
国特許第4,894,734号明細書、米国特許第4、999、720号明
細書及び同第5,087,992号明細書がある。

【００６３】次に，スキュー角を大きく設定することが
できるので、磁気ヘッドを支持するヘッド支持装置の長
さを短くすることが可能である。このため、小型の磁気
ディスク装置を実現できる。因に、従来の磁気ヘッドで
は、スキュー角の可変範囲は１０数度であるが、本発明
によれば（−５）〜２５度の範囲、換言すればスキュー
角の可変範囲を２０数度に設定することが可能である。
前述のゾーンビット記録方式と組合わせることにより、
小型でありながら、高密度記録及び大容量の磁気ディス
ク装置を実現できる。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果が得られる。 （ａ）従来の磁気ヘッドとの間のディメンション比から
は推測できない範囲でロール角を低下させ、スペーシン
グロスを減少させ、高記録密度に適し、浮上姿勢の安定
した磁気ディスク装置を提供できる。 （ｂ）ロール角度を小さくする手段として、スライダの
形状選定によって対応しているので、スライダ運動中心
に対する質量の偏り、運動モーメントの不均一性等の問
題を生じることなく、浮上姿勢を安定させ、信頼性を確
保したままで、浮上量を低下させ得る磁気ディスク装置
を提供できる。 （ｃ）スキュー角の大小に実質的に影響されることな
く、一定の浮上量を保ち得るので、ゾーンビット記録方
式を採用することが可能であり、小型、高密度記録及び
大容量の磁気ディスク装置を提供できる。 （ｄ）スキュー角の大小に実質的に影響されることな
く、一定の浮上量を保つことができるので、スキュー角
を大きく設定し、小型の磁気ディスク装置を実現でき
る。 （ｅ）スライダは、空気流出方向と直交する方向の幅が
２．５ｍｍ以下であるから、従来の磁気ヘッドのスライ
ダに比較して磁気ディスク上に静止しているときに、ト
ラック配列方向で見たランディグ面積が著しく小さくな
る。このため、磁気ディスク上でのトラック数を増大さ
せ、記録密度及び記憶容量の増大に寄与できる。一般的
な寸法の薄膜読み書き素子を有する磁気ヘッドでは、従
来よりも、約８０トラック余分に記憶領域を増やすこと
ができた。 （ｆ）スライダの厚みｄは０．６５mm以下であるから、
磁気ディスク装置を従来の約７割以下まで薄型化でき
る。また、薄型化により縮小されて制限された磁気ディ
スク内で、収納し得る磁気ディスク枚数が増大し、より
一層の大容量化が達成できる。 （ｇ）スライダは、浮上面からその対向面までの厚みが
０．６５mm以下であり、空気流出方向の長さが３ｍｍ以
下であり、空気流出方向と直交する方向の幅が２．５ｍ
ｍ以下であるから、磁気ヘッドの浮上安定性の高い磁気
ディスク装置を提供できる。 （ｈ）スライダの全体形状の小型化により、揚力動圧が
低くなり、それに伴って、バネ圧も低くできるので、コ
ンタクト時における浮上面と磁気ディスクとの間の荷重
力が低下し、摩擦摩耗が少なくなり、耐久性が向上す
る。 （ｉ）ＣＳＳ起動時の静止摩擦が小さくなるため、ディ
スク駆動モータの駆動トルクが小さくなり、消費電力が
低減される。このため、電池駆動の可能な小型の磁気デ
ィスク装置が実現できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気ディスク装置を構成する磁気
ヘッドの斜視図である。

【図２】本発明に係る磁気ディスク装置を構成する磁気
ヘッドのスライダの正面図である。

【図３】本発明に係る磁気ディスク装置を構成する磁気
ヘッドのスライダを浮上面側から見た底面図である。

【図４】本発明に係る磁気ディスク装置を構成する磁気
ヘッドのスライダの側面図である。

【図５】本発明に係る磁気ディスク装置を構成する磁気
ヘッドの別の実施例における斜視図である。

【図６】本発明に係る磁気ディスク装置を示す図であ
る。

【図７】本発明に係る磁気ディスク装置を構成するヘッ
ド支持装置の要部における正面図である。

【図８】本発明に係る磁気ディスク装置を構成するヘッ
ド支持装置を浮上面側から見た底面図である。

【図９】本発明に係る磁気ディスク装置の浮上安定性測
定データを示す図である。

【図１０】図９の測定データを得るための測定システム
を示す図である。

【図１１】〜

【図１４】磁気ディスク周速(m/s) 及び磁気ヘッドのス
キュー角（度）とロール値（μm）との関係を示すデー
タである。

【図１５】発明にかかる磁気ディスク装置における磁気
ヘッドのスキュー角（度）及び対応する回転半径（ｍ
ｍ）と浮上量（μｍ ）との関係を示すデータである。

【図１６】図１５のデータに示されたスキュー角を説明
する図である。

【図１７】磁気ディスクの周速Ｖを一定値に保った時の
スキュー角ー浮上量特性データを示す図である。

【図１８】スキュー角ー浮上量特性データを示す図であ
る。

【図１９】磁気ディスク周速ー浮上量特性データを示す
図である。

【図２０】従来の磁気ヘッドの斜視図である。

【図２１】浮上型の磁気ヘッドの動作状態を示す図であ
る。

【図２２】浮上型磁気ヘッドの動作状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ スライダ ２ 読み書き素子 １０３、１０４、１０６ 浮上面 ｄ 浮上面からその対向面までの厚み Ｌ 空気流出方向の長さ ｗ 空気流出方向と直交する方向の幅

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ディスクと、位置決め装置と、ヘッ
   ド支持装置と、磁気ヘッドとを有する磁気ディスク装置
   であって、 前記位置決め装置は、前記ヘッド支持装置の一端側を支
   持し前記磁気ディスクの面上で所定角度で面回転させる
   ものであり、 前記ヘッド支持装置は、他端側で前記磁気ヘッドを支持
   しており、 前記磁気ヘッドは、前記磁気ディスクと対向する面側に
   浮上面を有するスライダの空気流出端部側に読み書き素
   子を付着させてあり、前記スライダは、前記浮上面から
   その対向面までの厚みが０．６５mm以下であり、空気流
   出方向の長さが３ｍｍ以下であり、空気流出方向と直交
   する方向の幅が２．５ｍｍ以下である磁気ディスク装
   置。
2. 【請求項２】 前記読み書き素子は、薄膜素子である請
   求項１に記載の磁気ディスク装置。
3. 【請求項３】 前記浮上面は、空気流入部にテーパ面を
   持たない平面である請求項１または２に記載の磁気ディ
   スク装置。