JPH07111053A

JPH07111053A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JPH07111053A
Application number: JP19502294A
Authority: JP
Inventors: Keiko Azuma; 圭子東; Yasuro Otsubo; 康郎大坪; Kazuishi Tanimoto; 一石谷本; Junichi Akiyama; 純一秋山; Tetsuo Inoue; 徹夫井上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-08-19
Filing date: 1994-08-19
Publication date: 1995-04-25

Abstract

(57)【要約】【目的】記録／再生素子が分離して設けられている磁
気ヘッドにおいて、磁気ディスク内外周でスキュー角の
変化が小さくなる設定においても、ＣＤＲ方式を採用す
るにあたり要求される、磁気ディスク内外周におけるヘ
ッド浮上量一定の特性を実現できる磁気ディスク装置を
提供すること。【構成】磁気ディスクに対して情報の記録／再生を行
う機能を有する磁気ギャップを備えた記録素子１３及び
再生素子１５が分離して構成された磁気ヘッドを磁気ヘ
ッドスライダ１０の流出端１８ａ近傍に搭載して、前記
磁気ギャップの磁気ギャップ長方向と前記磁気ディスク
の回転方向とのなす角であるスキュー角θを最内周トラ
ックから最外周トラックにわったてほぼ一定とする手段
とを備え、動圧軸受面１８の流出端１８ａ側が流入端１
８ｂ側よりも磁気ディスクの外周側に位置するように、
該動圧軸受面の長手方向と前記磁気ディスクの回転方向
とのなす角である軸受傾き角が設定されていることを特
徴とする磁気ディスク装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高密度での記録／再生
が可能な磁気ヘッドを有する磁気ディスク装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気ディスク装置の高記録密度化
に関する技術開発が盛んに行われている。磁気ディスク
装置における高記録密度化は、ビット密度（ディスク周
方向の記録密度）の増加、並びにトラック密度（ディス
ク半径方向の記録密度）の増加の両面から進められてい
る。そのための技術として、特に、再生能力を著しく向
上させる磁気ヘッドの開発が進められており、従来の相
対速度に依存する電磁誘導により媒体表面磁界を検出す
る方式と異なり、相対速度に依存しない媒体表面磁界を
直接検出する方式が採用され始めている。磁界直接検出
方式の代表的な方式は、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）
を用いることにより、媒体表面磁界の強弱により変化す
る磁気抵抗素子の抵抗変化を検出する方式であり、通
常、この方式を採用した磁気ヘッドは、ＭＲヘッドと呼
ばれている。このような記録／再生素子が分離して設け
られている磁気ヘッドにおいては、これら両素子間、即
ち、両素子の磁気ギャップ（ＭＲヘッドなどの場合は、
再生素子有効部の中心位置を意味するものとする。以下
同様な意味で便宜上単に「磁気ギャップ」と記す）間に
所定の距離が存在することにより、以下のような不都合
が生じる。

【０００３】最近の小型磁気ディスク装置の多くは、磁
気ヘッドが取付けられたアームを回動させることによ
り、その磁気ヘッドを磁気ディスクの半径方向に移動さ
せるロータリーアクチュエータを採用している。ロータ
リーアクチュエータは、リニアアクチュエータに比べて
構造が簡単であるうえ、低コスト、優れた耐振動性、低
消費電力などのメリットを有する。このロータリーアク
チュエータの場合、磁気ヘッドのスキュー角（記録／再
生素子の磁気ギャップ長方向と磁気ディスクの回転方向
とのなす角）が、通常、ディスク内外周で変化する設定
となり、記録／再生素子が分離して設けられている磁気
ヘッドの場合、図２（ｂ）に示すように、従来の再生素
子１４の配置では、磁気ディスク内外周で記録トラック
中心１６と再生トラック中心１７にずれが生ずる。この
トラックずれ量は、スキュー角をθとすれば、Ｄ・ｓｉ
ｎθで記述できる。ここで、Ｄは記録ヘッド１３の磁気
ギャップと再生ヘッド１４の磁気ギャップとの間隔であ
る。

【０００４】この問題に対して、従来から主に以下のよ
うな対策が取られている。一つは、再生素子の実効ギャ
ップ幅より、記録素子の実効ギャップ幅を広くする対策
（いわゆるワイドライト（wide write）−ナロウリード
（narrow read ）方式）である。

【０００５】この対策は、高記録密度を実現するために
トラックピッチを狭くした場合に、再生素子のトラック
幅が著しく狭くなり、電磁変換特性の観点から信号品質
の劣化を招くため、面記録密度を向上させる手段として
は、あまり好ましいものではない。

【０００６】他の一つは、アクチュエータ等の設計を工
夫することにより、磁気ディスク内外周で磁気ヘッドの
スキュー角の変化が小さくなるようにする対策である。
この対策では、磁気ディスク内外周における記録密度を
均一にすることにより、ディスク一面当たりの記憶容量
を従来の３割程度向上させることが可能な技術であるコ
ンスタント・デンシティ・レコーディング方式（ＣＤＲ
方式）を採用する場合に以下のような問題が生じる。

【０００７】ヘッド浮上量の観点からすると、磁気ディ
スク内外周でのスキュー角差がほとんど生じない設定に
おいては、内外周で変化するパラメータが半径（ディス
ク回転数一定においては、相対速度）のみとなるため、
従来のように相対速度の変化とスキュー角の変化をうま
く組合わせることによって、内外周でヘッド浮上量の変
化が小さくなるような設定を行うことが困難であり、内
外周をいくつかのゾーンに分離し、内周から外周のトラ
ックを内周のトラックと同じ記録密度となるように設定
するＣＤＲ方式において要求される、内外周ヘッド浮上
量一定の特性が実現できなくなる。信頼性が得られるヘ
ッド最小浮上量（設計値）は、主に磁気ディスクのグラ
イドハイト（最大突起高さ）によるところが大きく、こ
のグライドハイトは、磁気ディスク内外周ではあまり大
きく変化しない。従って、磁気ディスク内外周でヘッド
最小浮上量がほぼ一定に設定できれば、内外周でほぼ同
じ線記録密度が実現でき、信頼性を確保しながら磁気デ
ィスク一面から得られる記憶容量を最大にすることが可
能となることから、上記問題点の解決は重要である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の記録／再生素子が分離して設けられている磁気ヘ
ッドにあっては、磁気ディスク内外周で記録トラックと
再生トラックにずれが生ずる問題を解決するために、磁
気ディスク内外周でスキュー角が一定となる設定とした
場合は、記憶容量の増大が可能なＣＤＲ方式を採用する
ために必要な磁気ディスク内外周におけるヘッド浮上量
一定の条件を実現することが困難であるという問題が生
じ、記録密度が高められない等の問題が生じていた。

【０００９】そこで、本発明では、上記問題を解決し、
ＭＲヘッドのような記録／再生素子が分離して設けられ
ている磁気ヘッドにおいて、磁気ディスク内外周でスキ
ュー角の変化が小さくなる設定においても、記憶容量を
従来の３割程度向上させることが可能な技術であるＣＤ
Ｒ方式を採用するにあたって要求される、磁気ディスク
内外周におけるヘッド浮上量一定の特性を実現できる磁
気ディスク装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、最内周トラックと最外周トラックとを
含む複数のトラックを有する回転可能な磁気ディスク
と、この磁気ディスクに対して情報の記録／再生を行う
機能を有する磁気ギャップを備えた記録素子及び再生素
子が分離して構成された磁気ヘッドとを具備する磁気デ
ィスク装置において、前記磁気ヘッドを搭載し、前記磁
気ディスクに対向する面に動圧軸受部が設けられている
磁気ヘッドスライダと、前記磁気へッドを前記磁気ディ
スク上の所定の位置に位置決めする機能を有するロータ
リーアクチュエータと、一端に前記磁気ヘッドスライダ
が接続され、他端に前記ロータリーアクチュエータが接
続されてなる回動可能なアームと、前記磁気ギャップの
磁気ギャップ長方向と前記磁気ディスクの回転方向との
なす角であるスキュー角を前記最内周トラックから前記
最外周トラックにわったてほぼ一定とする手段とを備
え、前記動圧軸受部の前記磁気ディスクの回転方向に対
する順方向側が逆方向側よりも該磁気ディスクの外周側
に位置するように、該動圧軸受部の長手方向と該磁気デ
ィスクの回転方向とのなす角である軸受傾き角が設定さ
れていることを特徴とする磁気ディスク装置磁気ディス
ク装置を提供する。

【００１１】また、本発明では、最内周トラックと最外
周トラックとを含む複数のトラックを有する回転可能な
磁気ディスクと、この磁気ディスクに対して情報の記録
／再生を行う機能を有する磁気ギャップを備えた記録／
再生素子から構成された磁気ヘッドとを具備する磁気デ
ィスク装置において、前記磁気ディスクに対向する面に
設けられる動圧軸受部と、この動圧軸受部よりも前記磁
気ディスクの回転方向に対して順方向側に設けられる動
圧がほとんど発生しない非動圧軸受部と、前記磁気ヘッ
ドを搭載し、前記非動圧軸受部よりも前記磁気ディスク
の回転方向に対して順方向側に設けられるパッド部とを
有する磁気ヘッドスライダと、前記磁気へッドを前記磁
気ディスク上の所定の位置に位置決めする機能を有する
ロータリーアクチュエータと、一端に前記磁気ヘッドス
ライダが接続され、他端に前記ロータリーアクチュエー
タが接続されてなる回動可能なアームと、前記磁気ギャ
ップの磁気ギャップ長方向と前記磁気ディスクの回転方
向とのなす角であるスキュー角を前記最内周トラックか
ら前記最外周トラックにわったてほぼ一定とする手段と
を備えてなることを特徴とする磁気ディスク装置を提供
する。

【００１２】更に、本発明では、最内周トラックと最外
周トラックとを含む複数のトラックを有する磁気ディス
クと、この磁気ディスクに対して情報の記録／再生を行
う機能を有する磁気ギャップを備えた記録／再生素子と
を有する磁気ディスク装置において、前記記録／再生素
子が搭載される磁気ヘッドスライダと、この磁気へッド
スライダを前記磁気ディスク上の所定の位置に位置決め
する機能を有するロータリーアクチュエータと、一端に
前記磁気ヘッドスライダが接続され、他端に前記ロータ
リーアクチュエータが接続されてなる回動可能なアーム
とを備え、前記記録／再生素子は、有効な記録幅を設定
するトレーリングエッジを有し、該記録／再生素子の前
記磁気ディスクに対向する部分が前記トレーリングエッ
ジの走査する領域内に入るように構成されていることを
特徴とする磁気ディスク装置を提供する。

【００１３】

【作用】上記構成の本発明によれば、磁気ディスク内外
周におけるスキュー角変化が小さい場合においても、磁
気ディスク内外周でのヘッド浮上量をほぼ一定に設定で
きるため、記録／再生素子が分離して設けられている磁
気ヘッドにおいてもＣＤＲ方式を効率よく活用し、磁気
ディスク一面あたりの記憶容量を高めることが可能とな
る。

【００１４】磁気ヘッドスライダの動圧軸受面に注目す
ると、磁気ディスク上でほぼ一定のスキュー角を設けて
磁気ヘッドをシークさせた場合、磁気ディスク内周から
外周に向かって相対速度が増加するに従い、磁気ヘッド
スライダの側面から横漏れする流体が増加し、動圧軸受
面の流入端側が流出端側に比べて磁気ディスク上から大
きく離反する。即ち、図１８に示すように、磁気ヘッド
スライダ３１の流入端３７と流出端３８とを結ぶ線分の
方向が磁気ディスク表面方向となす角であるピッチング
角φが大きくなる方向に変化することにより、磁気ヘッ
ドスライダ３１の浮上姿勢は、記録／再生素子の磁気ギ
ャップが設けられている動圧軸受面の流出端３８の近傍
を焦点とするように変化する。

【００１５】また、磁気ヘッドが磁気ディスク内周から
外周に向かって移動するに従い、相対速度の増加に伴う
横漏れ流体の増加によって、磁気ヘッドスライダに働く
浮上力の圧力中心が内周側方向に移動するため、スライ
ダ内周側に比べて、スライダ外周側の浮上量増加率（磁
気ディスク最内周での磁気ヘッドスライダ流出端浮上量
に対する磁気ディスク最外周での磁気ヘッドスライダ流
出端浮上量の比率）は小さくなる。

【００１６】さらに、磁気ギャップを磁気ヘッドスライ
ダの外周側流出端に設けるとともに、図２（ａ）に示す
ように、磁気ヘッドスライダの軸受面の流出端が磁気デ
ィスクの回転方向に対して流入端よりも磁気ディスクの
外周側に位置するように軸受傾き角αを設定すると、ス
キュー角θと軸受傾き角αとの間に差角が生じ、スキュ
ー角θが一定であっても軸受傾き角αは内外周で変化す
ることとなり、外周でのスライダ外周側流出端のヘッド
浮上量を低減する。かかる作用は、磁気ディスクの径が
小さい場合ほど顕著である。

【００１７】従って、上記作用の相乗効果により、磁気
ヘッドを内周から外周へ移動させる際、スキュー角θが
ほとんど変化しない設定にし、外周へ行くほど相対速度
が大きくなるような場合でも、所定の軸受傾き角αを設
けることによって、磁気ヘッドスライダの磁気ギャップ
位置におけるヘッド浮上量の変化を低減することが可能
である。

【００１８】また、本発明は、磁気ヘッドスライダ上に
設けられる動圧軸受部よりも流出端側に磁気ディスクの
回転による動圧がほとんど発生しない非動圧軸受部を設
け、この非動圧軸受部よりも更に流出端側に設けられた
パッド部に記録／再生素子を分離して搭載する構成を有
する。このため、スキュー角変化がほとんど無く、磁気
ディスクの内周から外周にわたって相対速度のみが大き
くなる変化が生じても、磁気ヘッドスライダ後方のパッ
ド部に発生する動圧に比べ、前方の動圧軸受部に発生す
る動圧の方が大きいため、磁気ヘッドスライダ全体が磁
気ディスクから離反する作用と、磁気ヘッドスライダの
流入端側がより浮き上がる作用との組み合わせにより、
磁気記録再生特性上問題となるヘッド浮上量があまり変
動しない特性を得ることができる。

【００１９】特に、磁気ヘッドスライダの長手方向に関
して、前記非動圧軸受部の開始位置から前記パッド部に
設けた記録／再生素子のギャップ部までの長さが動圧軸
受部の長さの１／２以下とすること、また、記録／再生
素子を搭載しているパッド部の面積が動圧軸受部の面積
を１／５以下とすることにより、信頼性を保ちながら、
データ領域内外周での浮上量変動を小さくすることが可
能となり、高密度な記録再生が可能となる。

【００２０】更に、本発明によれば、磁気ディスク最内
周から最外周にかけてスキュー角の変動がある場合で
も、磁極がトレーリングエッジの走査領域からはみ出す
ことがなく、良好な記録特性が得られる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しつつ詳細に説明する。実施例の説明に先立ち、ロータ
リーアクチュエータを用いた磁気ディスク装置の構成に
ついて簡単に説明する。図１は、ロータリーアクチュエ
ータを用いた磁気ディスク装置の概略を示したものであ
る。情報記録媒体である磁気ディスク１０１は、スピン
ドル１０２に装着され、所定の回転数で回転される。磁
気ディスク１０１にアクセスして情報の記録再生を行う
磁気ヘッドを搭載した磁気ヘッドスライダ（以下、「ス
ライダ」という）１０３は、薄板状のサスペンション１
０４の先端に取付られている。ここで、スライダ１０３
には、記録／再生素子が分離して設けられる複合型ヘッ
ド（例えば再生素子にＭＲヘッドを採用したもの）が搭
載されている。また、サスペンション１０４は、図示し
ない駆動コイルを保持するボビン部等を有するアーム１
０５の一端に接続されている。一方、アーム１０５の他
端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ
１０６が設けられている。ボイスコイルモータ１０６
は、前記アーム１０５のボビン部に巻き上げられた図示
しない駆動コイルと、それを挟み込むように対向して配
置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路と
から構成される。アーム１０５は、固定軸１０７の上下
２カ所に設けられた図示しないボールベアリングによっ
て保持され、ボイスコイルモータ１０６により回転揺動
が自在にできるようになっている。

【００２２】次に、本発明に係る磁気ディスク装置に用
いられる磁気ヘッドアセンブリの概略について、図２を
参照しつつ説明する。図２（ａ）は磁気ディスク上での
スライダ１０の設定を示したものであり、図２（ｂ）は
スライダに設けられる記録／再生素子の磁気ギャップの
設定を示したものである。

【００２３】ここで、以下に示す実施例の説明において
用いる角度の定義について簡単に述べる。図２（ａ）に
示すように、スライダ１０の磁気ギャップ位置１１にお
ける記録／再生素子の磁気ギャップ長方向と磁気ディス
クの回転方向（磁気ディスクの半径方向と垂直な方向）
とのなす角をスキュー角（θ）、スライダ１０のピボッ
ト位置１２におけるスライダ１０の動圧軸受面１８の長
手方向と磁気ディスクの回転方向とのなす角を軸受傾き
角（α）と定義する。なお、スライダ１０の動圧軸受面
１８の流出端１８ａが流入端１８ｂよりも磁気ディスク
の外周側に位置するように、スキュー角及び軸受傾き角
を設けることとする。また、図３に示すように、ロータ
リーアクチュエータを構成するアームの回転中心Ｏ’と
複合型磁気ヘッドの磁気ギャップ中心Ｐとを結ぶ直線
と、磁気ディスクの回転方向とのなす角をアーム傾き角
（Ψ）と定義する。ところで、スキュー角θはスライダ
１０をアームに取り付ける向きに依存するため、個々の
装置によって異なる量であるのに対し、アーム傾き角Ψ
はスライダの取り付ける向きに依存しない量として定義
される。即ち、ある装置において、両者の関係を考える
と、スキュー角θはアーム傾き角Ψに一定の角度を加え
たものである。従って、スキュー角θの変動量はアーム
傾き角Ψの変動量と同一内容を表す。

【００２４】記録／再生素子の磁気ギャップは、図２
（ａ）に示すように、スライダ１０の外周側軸受面の流
出端１８ｂ近傍に設けられる。また、ほぼ一定のスキュ
ー角θを設けてスライダ１０を浮上させた場合、記録／
再生素子がトラックずれを起こさないように、トラック
幅方向に対する記録素子１３と再生素子１５との相対的
な位置を外周側あるいは内周側にずらして積層構成し、
図２（ｂ）のような配置をとる。ここで、記録素子と再
生素子とのずれ量Ｚと両素子の磁気ギャップ間の距離Ｄ
及びスキュー角θとの関係はＺ＝Ｄ・ｓｉｎθで記述で
きる。

【００２５】このような配置をとるためのプロセスは、
半導体の製造によって培われた技術等により容易であ
る。なお、その際、マスクをずらす量は、Ｄ・ｔａｎθ
で表され、θの値が小さい場合は、上記した記録素子と
再生素子とのずれ量Ｚとほぼ同一の値となる。

【００２６】このような磁気ヘッドアセンブリを有する
ロータリーアクチュエータにおいて、磁気ディスクの回
転中心とアームの回転中心との距離、及びアームの回転
中心と記録／再生素子の磁気ギャップまでの距離を調節
することにより、ディスク記録領域の内周から外周まで
のスキュー角θの変化を数度程度もしくはそれ以下に抑
えることができ、磁気ディスク上でほぼ一定のスキュー
角θを設けて磁気ヘッドをシークさせることができる。
以下、その技術について詳説する。

【００２７】図３は、ロータリーアクチュエータを用い
た磁気ディスク装置の概略を示した模式図である。ここ
で、図中に示されている記号は、以下の内容を示すもの
である。

【００２８】Ｏ点：磁気ディスクの中心点Ｏ’点：ロータリーアクチュエータを構成するアームの
回転中心Ｐ点：磁気ヘッドの磁気ギャップ位置ｒ：線分Ｏ−Ｐの長さ（磁気ヘッドの磁気ディスク
上の半径に相当）Ｒ：線分Ｏ’−Ｐの長さ（ロータリーアクチュエー
タの回転中心から磁気ヘッドの磁気ギャップ位置までの
長さ（以下、「アーム長」と称する））Ｒ₀ ：線分Ｏ−Ｏ’の長さ Φ ：線分Ｏ−Ｐと線分Ｏ’−Ｐとのなす角 Ψ ：アーム傾き角ここで、

【００２９】

【数１】

【００３０】（１）式に基づいて、アーム長（Ｒ）をパ
ラメータにしたときの磁気ヘッドの磁気ディスク上の位
置、即ち長さｒと、アーム傾き角（Ψ）との関係を図４
に示す。図４では、一例として、磁気ディスク最内周及
び最外周のトラック半径ｒをそれぞれ１５ｍｍ，３０ｍ
ｍ、アームの回転中心と磁気ディスクの中心との距離
（Ｒ₀ ）を４０ｍｍとしている。なお、アーム長は３０
ｍｍから５０ｍｍの範囲で変えている。

【００３１】図からわかるように、ある最内周、最外周
を定めたときには、アーム長が小さいときは磁気ディス
ク最内周から最外周の範囲内でのアーム傾き角の変動量
が大きい。アーム長を増やしていくと、アーム傾き角自
体は大きくなるが、アーム傾き角の変動量が最小になる
ポイントがある。更にアーム長を増やしていくと、アー
ム傾き角は更に増加し、アーム傾き角の変動量が再び増
加傾向に転じる。このことを図４に示す場合（１５ｍｍ
≦ｒ≦３０ｍｍ）を例にとり、この範囲でアーム長とア
ーム傾き角の変動量（最大値と最小値との差）との関係
を示すと図５のようになる。即ち、最内周及び最外周の
範囲が与えられると、これに応じて、Ｒ₀ より大きい範
囲にアーム傾き角の変動量が最小になるようなアーム長
が存在し、このようなアーム長を設定すれば、トラック
ずれの変動量を最小にすることができる。

【００３２】表１に、アームの回転中心と磁気ディスク
の中心との距離（Ｒ₀ ）、最内周半径（Ｒ_in）、最外周
半径（Ｒ_out ）が与えられたときの、アーム長（Ｒ）の
最適値（Ｒ_opt ）を、表２に、そのときのアーム傾き角
（Ψ）の変動量を示す。ここで、最内周半径（Ｒ_in）、
最外周半径（Ｒ_out ）、及びアーム長（Ｒ）はいずれ
も、アームの回転中心と磁気ディスクの中心との距離
（Ｒ₀ ）を１として規格化して示してある。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】磁気ディスク装置においては、ディスクの
外形をＤ_out とすると、Ｄ_out ／２＜Ｒ₀ であり、更
に、Ｒ_out ＜Ｄ_out ／２であることから、Ｒ_out ＜１と
なる。また、磁気ディスクの内径（Ｄ_in）は、磁気ディ
スクをスピンドルモータに取り付けるための穴の大きさ
で決まっており、最内周半径（Ｒ_in）はＲ_in＞Ｄ_in／２
の関係より、通常Ｒ_in＞０．３の範囲である。データを
記録する領域を広く確保する観点から、Ｒ_out はできる
だけ大きく、Ｒ_inはできるだけ小さくとることが好まし
い。実際の磁気ディスク装置のＲ_out ，Ｒ_inは、記録特
性、コンタクトスタートストップ（以下、「ＣＳＳ」と
いう）ゾーンの確保、機構部の要求するマージン、その
他を考慮して定められるが実用的には、０．８＜Ｒ_out ＜０．９５，０．３＜Ｒ_in＜０．４５の範囲となる。図４に示すアーム傾き角（Ψ）の変動
量、即ちスキュー角（θ）の変動量の点から見ると、デ
ータ領域を稼ごうとして、Ｄ_inの小さな特殊な磁気ディ
スクを使用してＲ_inを小さくすることは好ましくないこ
とがわかる。従って、表１からわかるように、好ましい
規格化アーム長は具体的には、１．１〜１．２の範囲に
なる。

【００３６】このようにして、アーム長の最適設計を行
うことにより、磁気ディスク上でほぼ一定のスキュー角
を設けて磁気ヘッドをシークさせることができる。次
に、テーパフラット型スライダを用いた２．５インチの
磁気ディスク装置を例に、本発明の実施例を説明する。
ここでは、２．５インチディスクのデータ領域の最内周
半径を１７ｍｍ、最外周半径を３０．５ｍｍとして、磁
気ヘッドの軸受傾き角αを種々の値に設定した場合の、
磁気ギャップ位置のヘッド浮上量を解析した。以下に、
その解析条件を示す。

【００３７】テーパフラット型スライダスライダ長手方向長さ２．０４ｍｍスライダ幅方向長さ１．６０ｍｍヘッド荷重４ｇクラウン４０ｎｍキャンバー１０ｎｍディスク最内周浮上量５０ｎｍディスク回転数５４００ｒｐｍ軸受傾き角０゜，１０゜，２０゜，３０
゜なお、この解析においては、浮上量を５０ｎｍに揃える
ために各々の磁気ヘッドの軸受傾き角に対してそれぞれ
異なる動圧軸受幅を設定した。ここで、クラウンとは、
図６（ａ）に示すようにスライダの動圧軸受面の長手方
向の凹凸の高さを示す値であり、外側に凸形状の場合を
正とする。また、キャンバーとは、図６（ｂ）に示すよ
うにスライダの動圧軸受面の幅方向の凹凸の高さを示す
値であり、内側が高くなっている場合を正とする。な
お、スキュー角θは磁気ディスク内外周でほぼ一定とな
るように設定されている。

【００３８】図７は、磁気ディスク内外周での磁気ヘッ
ドの浮上量増加率（磁気ディスク最内周での磁気ヘッド
スライダ流出端浮上量に対する磁気ディスク最外周での
磁気ヘッドスライダ流出端浮上量の比率）の解析結果を
示したものである。軸受傾き角αの増加にともない、磁
気ヘッドの浮上量増加率は減少しており、軸受傾き角α
を大きくすれば、磁気ディスク内外周で、ヘッド浮上量
をほぼ一定に近づけることが可能であることがわかる。
また、スライダの内周側流出端の浮上量増加率の減少に
対して、スライダの外周側流出端の浮上量増加率の減少
の方が顕著であり、動圧軸受の外周側流出端近傍に磁気
ギャップを設けることにより、更にヘッド浮上量の一定
化を図ることが可能であることがわかる。

【００３９】図８は、同条件で、軸受傾き角αを２０°
としたときの外周側スライダの浮上姿勢（スライダの流
入端から流出端までの各位置における浮上量）を示した
ものである。ここで、実線は磁気ディスク最内周におけ
る場合、波線は最外周における場合の浮上姿勢を示して
いる。この図より、磁気ギャップが設けられているスラ
イダの外周側流出端のヘッド浮上量は、磁気ディスク内
周から外周に対してほとんど変化していないことがわか
る。このような結果を生ずる理由については、既に本明
細書の作用の欄において説明しているため、ここでは重
複説明を省略する。

【００４０】図７に示す解析結果より、軸受傾き角αの
増加にともなうスライダの外周側流出端の浮上量増加率
は、減少しつつ所定値に収束する傾向があることがわか
る。例えば、軸受傾き角が２０°から３０°の間では、
浮上量増加率にほとんど変化がみられない。

【００４１】一方、スライダの浮上姿勢を決定するスラ
イダの形状寸法、形状誤差、周速等の影響を考慮する
と、空気流に対するスライダの傾き角をあまり大きくす
ると不都合を生じるおそれがある。例えば、軸受傾き角
αを設けた場合、軸受傾き角が０°のときに比べて流体
ばね定数は減少し、形状誤差や環境変化等の影響による
浮上姿勢の変動量が大きくなることが、ヘッド浮上量の
誤差解析により明らかにされている。従って、スライダ
の浮上姿勢の安定性を考えた場合、軸受傾き角αは３０
°程度が限界であると考えらえる。以上のことから、本
発明の効果を効率よく達成するためには、軸受傾き角α
を、磁気ディスクの回転方向に対して磁気ディスク外周
側方向に３０°以下の値で設定することが望ましい。

【００４２】図９は、図７に示した外周側スライダの浮
上量増加率を規格化したもの、浮上量誤差解析（ディス
ク外周側でのパラメータの変動による浮上量上昇率）を
規格化したもの、及びその２つをかけあわせたものを表
示したグラフである。ここで、浮上量増加率は軸受傾き
角αが３０°の場合を１とし、浮上量誤差解析は軸受傾
き角αが０°の場合を１としてそれぞれ規格化してい
る。

【００４３】この結果より、２つの計算結果の掛け合わ
せたものの最小値を与える軸受傾き角αが最適設計であ
ると考えられる。本実施例に用いたスライダの場合は、
軸受傾き角が５゜〜２０゜であることが好ましい。

【００４４】上記の条件より更にヘッド浮上量の変化を
小さくする効果をねらい、クラウンの値を換えて計算を
行った。その結果、軸受傾き角２０゜における浮上量増
加率は以下のように変化することが明らかになった。

【００４５】クラウン４０ｎｍ：１．２７クラウン５０ｎｍ：１．２４従って、クラウンの値を増加させることによって、より
ヘッド浮上量の一定化を図ることが可能であると考えら
れる。しかしながら、クラウンが大きすぎると、磁気デ
ィスクの内周側において、即ち、ヘッド浮上量が小さ
く、かつピッチング角が小さい場合に、磁気ギャップ位
置である磁気ヘッドスライダの外周側流出端近傍が磁気
ヘッドの最小浮上量を示さなくなることが起こり得る。
従って、クラウンの値は、磁気ヘッドの最小浮上量、ピ
ッチング角を十分考慮にいれて設定する必要がある。

【００４６】更に、キャンバーを増加させて計算を行っ
た。図１０は、キャンバー１０ｎｍ、３０ｎｍの場合
の、磁気ディスク内外周でのスライダの外周側流出端の
浮上量増加率の解析結果を示したものである。ディスク
最内周での浮上量を磁気ディスク外周側、内周側とも
に、５０ｎｍに揃えるために、スライダの支持点である
ピボット位置をシフトさせた。キャンバーの増加に伴
い、ヘッドの浮上量増加率は減少しており、これにより
磁気ディスク内外周でヘッド浮上量をほぼ一定にするこ
とが可能であることが明かとなった。このキャンバー増
加による浮上量一定効果は、次の２つの要因の相乗効果
によって生まれている。磁気ヘッドがディスク内周側か
ら外周側にシークしていくにつれて、（１）内周側、外周側の周速比が小さくなることによ
り、相対的に内周側の浮上量が増加する。（２）キャンバーの影響が小さくなる分、ピボットシフ
トの影響が大きくなる。

【００４７】従って、キャンバーが大きくなればなるほ
ど、ピボットは磁気ヘッド外周側に移動し浮上量一定効
果が大きくなる。しかしながら、キャンバーはクラウン
とともに形成されるもので、クラウンの値によるところ
が大きい。それを考慮にいれるとキャンバー設定の範囲
は浮上量５０ｎｍで４０ｎｍ以下と考えられる。

【００４８】更に、キャンバーと同じ効果が得られると
考えられる従来のテーパフラット型スライダの動圧軸受
にステップを設けたヘッドの解析を行った。図１１に、
代表例として、両軸受にステップを設けたスライダ形状
を示す。スライダ２０の動圧軸受面２１の両外側部にス
テップ２２が設けられている。

【００４９】ここでは、ステップ２２を、内周側軸受の
み設けたスライダ、外周側軸受のみに設けたスライダ、
両軸受に設けたスライダの３条件で計算を行った。この
計算では、浮上量を磁気ディスク外周側、内周側で揃え
るために、ピボット位置をシフトさせるのではなく、内
周側及び外周側軸受の幅を変えて計算した。計算条件は
以下の通りである。

【００５０】ステップ付きスライダスライダ長手方向長さ２．０４ｍｍスライダ幅方向長さ１．６０ｍｍヘッド荷重４ｇクラウン０ｎｍキャンバー０ｎｍディスク最内周浮上量５０ｎｍ軸受傾き角２０゜ディスク回転数５４００ｒｐｍステップ幅１００ｕｍステップ深さ０．１ｕｍこの結果、ステップ付きのスライダの浮上量増加率は、内周側にステップを設けたスライダ：１．１５外周側にステップを設けたスライダ：１．２８両側にステップを設けたスライダ：１．２８となり、内周側軸受のみにステップを設けた場合、最も
大きな浮上量一定効果が現れることが明かとなった。

【００５１】次に、本発明に係る磁気ディスク装置の第
１実施例について図１２を参照しつつ説明する。図１２
は、本発明の第１実施例に係る磁気ディスク装置の概略
を示す模式図である。ロータリーアクチュエータを構成
するアーム１の先端にはサスペンション２が取りつけら
れ、このサスペンション２の一端には、記録／再生素子
が分離して設けられている磁気ヘッドが取り付けられた
スライダ３が設けられている。ここで、アーム１をその
回転中心まわりに回動させることにより、スライダ３が
磁気ディスク４の半径方向に移動される。その際、軸受
傾き角αが上記した範囲内の値で、かつ磁気ディスク内
周から外周にわたってスキュー角θがほぼ一定となるよ
うに、スライダ３がサスペンション２に対して所定量だ
け傾けて配置されるとともに、所定のアーム長が設定さ
れる。これにより、磁気ディスク内外周でスキュー角θ
の変化が小さい設定においても、ヘッド浮上量をほぼ一
定とすることができるため、記録／再生素子が分離して
設けられている磁気ヘッドを有する磁気ディスク装置に
おいても、記憶容量を従来の３割程度向上させることが
可能な技術であるＣＤＲ方式を採用することができる。

【００５２】図１３は、本発明の第２実施例に係る磁気
ディスク装置の概略を示したものである。なお、以下の
説明において、図１と同一部分または同一機能を有する
部分については、同一番号を付すことにより、重複説明
を省略するものとする。

【００５３】本実施例においては、軸受傾き角αが上記
した範囲内の値で、かつ磁気ディスク内周から外周にわ
たってスキュー角θがほぼ一定となるように、スライダ
３が取り付けられたサスペンション２がアーム１に対し
て所定量だけ傾けて配置されている。このような構成に
よっても、上記した第１実施例と同様の効果を得ること
ができる。

【００５４】図１４は、本発明の第３実施例に係る磁気
ディスク装置の概略を示したものである。本実施例は、
磁気ヘッド３やサスペンション２を傾けることなく、ロ
ータリーアクチュエータ全体と、磁気ディスク４との配
置を調節することにより、所定のスキュー角を与えるよ
うにしたものである。このような構成によっても、上記
した第１実施例と同様の効果を得ることができる。

【００５５】なお、本発明は、上記実施例に限定され
ず、例えば、最適アーム長を設定する方法以外の方法を
用いて、磁気ディスク内周から外周にわたってスキュー
角θをほぼ一定にする場合でも、適用が可能である。

【００５６】図１５は、本願発明に係る磁気ディスク装
置を構成するスライダ形状に関する実施例を示したもの
である。上記した第１乃至第３実施例において、装置全
体の構成上所定の軸受傾き角αを与えることが困難であ
る場合には、図１５（ａ）に示すように、スライダの動
圧軸受の長手方向をスライダ自体の長手方向に関して角
度β分だけ傾けて設けたり、図１５（ｂ）に示すよう
に、スライダ自体を変形させることにより、軸受傾き角
を所定値に調節し、本発明に係る構成を実現することが
できる。

【００５７】軸受傾き角の定義を明確にするために、２
つの任意形状のスライダを例に挙げて説明する。図１６
（ａ）及び図１６（ｂ）における軸受傾き角αは、軸受
面のスライダ幅方向の中心を結んで、それを直線近似す
ることにより得られる直線の方向と空気流方向とのなす
角として定義される。かかる定義によれば、任意形状の
スライダに対しても、本発明を適用することが可能とな
る。

【００５８】以上説明した本発明においては、その基本
的なコンセプトであるヘッド浮上量を磁気ディスクの内
周から外周にわったってほぼ一定にすべく、所定の軸受
傾き角を設けることができれば、いかなる構成としても
良く、上記各実施例を適宜組み合わせることにより得ら
れる種々の構成としても良いことは勿論である。

【００５９】図１７は、本発明に係る磁気ディスク装置
に適用されるスライダの他の実施例を示した斜視図であ
る。磁気ディスク面と対向して設定されるスライダ３１
の浮上面の流入端側には、昇圧機構のひとつであるテー
パ３２ａが設けてあり、磁気ディスク回転により動圧が
発生するフラット部３２ｂがそれに続く。以下、上記テ
ーパ３２ａ及びフラット部３２ｂを併せて動圧軸受部３
２と称する。この動圧軸受部３２より流出端側には磁気
ディスクの回転による動圧がほとんど発生しない非動圧
軸受部３３が設けられている。記録／再生素子３４は動
圧軸受部３２より、非動圧軸受部３３を介してさらに流
出端側に位置するパッド部３５の端面に設けられてい
る。

【００６０】このようなスライダ３１の形状、並びに記
録／再生素子３４の配置を取ることにより、磁気ディス
クの定常回転時に、その内外周における浮上姿勢は、ス
キュー角変化がほとんど無い場合においても、図１８に
示すような変化を示し、記録／再生素子３４と磁気ディ
スク３６とのすきま（Ｓｉｎ，Ｓｏｕｔ）は、磁気ディ
スク３６の内周から外周に対してほとんど変化しない。
従来のスライダ形状においてもほぼ同様の傾向がみられ
るが、本発明にかかる構成とした方が、その傾向は顕著
となる。スライダ３１の浮上姿勢変化に着目すると、内
周から外周に向かって相対速度が増加するに従ってスラ
イダ３１全体が磁気ディスク３６から離反する方向と、
動圧軸受面３２が設けられているスライダ３１の流入端
側が流出端側に比べて大きく離反する方向、即ち、図中
に示すピッチング角φが大きくなる方向とに変化する。
即ち、この２方向の変化の組み合わせにより、実質的な
動圧発生面である動圧軸受面３２より流出端側に位置
し、動圧発生の小さいパッド部３５の後端にある記録／
再生素子３４と磁気ディスク３６との間隔、即ち、ヘッ
ド浮上量はあまり変化しない特性が得られる。

【００６１】また、図１７に示す本実施例に係るスライ
ダ３１の加工は、従来のテーパフラット型スライダの加
工に比較して困難さは無く、ほとんどコストアップにも
ならない。即ち、従来のテーパフラット型スライダに対
してその長手方向と直交する方向に、従来長手方向に関
して行っている溝加工を施すことにより容易に製作する
ことが可能である。

【００６２】発明者らは、図１７に示したスライダの形
状について、スライダ全体の大きさを一定（長さ２ｍ
ｍ、幅１．５ｍｍ）とし、いくつかの長さに関するパラ
メータを設定して浮上特性解析を行った。ここでは、
２．５インチの磁気ディスク装置を例に、データ領域の
最内周半径を１６ｍｍ、最外周半径を３０．５ｍｍ、デ
ィスク回転数５４００ｒｐｍ、ヘッド荷重４ｇｆとし、
負荷中心は動圧軸受部の長さ（Ｌ1 ）に対して流入端か
ら５７．５％の位置とした。本発明に係るスライダ形状
においては、流入端から５５％〜６５％の間が浮上量変
化率、浮上安定性の観点から好ましい。また、非動圧軸
受部表面の動圧軸受部表面からの後退量は、１０μｍも
あれば十分であるが、この解析においては、５０μｍと
した。動圧軸受部の幅については最内周での浮上量が５
０ｎｍになるようそれぞれ調整した。

【００６３】この解析に供したＡ〜Ｅの５種類のスライ
ダの形状パラメータとして用いた寸法を以下に示す。な
お、各記号の該当箇所は図１７中に示す。Ｌ1 （ｍｍ）Ｌ2 （ｍｍ）Ｌ3 （ｍｍ）Ａ１．２０．８０．２Ｂ１．４０．６０．２Ｃ１．６０．４０．２Ｄ１．４０．６０．１Ｅ１．４０．６０．３上記の５種類のスライダについて、磁気ディスクのデー
タ領域各位置における記録／再生素子のヘッド浮上量を
解析した結果を図１９に示す。磁気ディスク内周から外
周への浮上量変化はほぼ直線的であるため、浮上量増加
率（最内周での浮上量に対する最外周での浮上量の比
率）に着目すると、動圧軸受の長手方向に関して、非動
圧軸受部３３の開始位置から流出端側のパッド部３５に
設けた記録／再生素子３４の磁気ギャップ部までの長さ
（Ｌ2 ）が大きくなるほど浮上量増加率は小さく、ま
た、動圧軸受面３２より流出端にある磁気ディスク３６
と対向する面（パッド部３５）の面積も小さい方がより
浮上量増加率は小さくなることが明らかとなった。

【００６４】しかし、非動圧軸受部３３の開始位置から
パッド部３５に設けた記録／再生素子３４の磁気ギャッ
プ部までの長さ（Ｌ2 ）が大きい場合、または、前記記
録／再生素子３４を搭載しているパッド部３５の面積が
動圧軸受部３２の面積に対して著しく小さい場合、信頼
性の観点から次のような問題が生じる。

【００６５】磁気ディスクはスピンドルモータに固定さ
れるが、固定の仕方により様々な変形が生じる。近年、
スライダは低浮上化し、磁気ディスクの多少の変形がス
ライダの浮上量変動を引き起こしている。図２０は、周
方向にたわんだ磁気ディスク４０上を走行するスライダ
４１の状況を模式的に表したものである。動圧がほとん
ど発生しない非動圧軸受部を設けない実線で示した従来
のスライダ４１ａの場合、スライダ全長にわたり流体膜
剛性は高く、図中に示した平均面ｍに対してその浮上姿
勢を保つ。記録／再生素子の磁気ギャップ部をスライダ
４１の流出端に設けた場合、たわみの無い磁気ディスク
に対するヘッド浮上量変動は、図中に示すΔｈ1 とな
る。一方、非動圧軸受部を設けた破線で示したスライダ
４１ｂの場合は、動圧軸受部が支配的に作用し、図中に
示した平均面ｎに対して浮上姿勢を保とうとするため、
この場合のヘッド浮上量変動は、図中に示すΔｈ2 とな
り、大きく増大する。この増大の仕方は、非動圧軸受部
の開始位置４３から後方のパッド部４４に設けられた記
録／再生素子の磁気ギャップ部までの長さに依存する。

【００６６】非動圧軸受部を設けない通常のスライダの
場合を基準に、スライダの動圧軸受部の長さに対する、
非動圧軸受部の開始位置４３からパッド部４４に設けた
記録／再生素子の磁気ギャップ部までの長さの比（ΔＬ
2 ／ΔＬ1 ）をパラメータに周方向にたわんだ磁気ディ
スクにおける最大浮上量変動率（Δｈ2 ／Δｈ1 ）を概
略計算した結果を以下に示す。

【００６７】 ΔＬ2 ／ΔＬ1 Δｈ2 ／Δｈ1 １／５２．１１／４２．４１／３２．７１／２３．２１４．４スピンドルモータへの磁気ディスクの固定法も技術的な
進歩によりかなり改善されてきてはいるが、磁気ディス
ク装置への耐衝撃性向上の要求もあり締結力を高める必
要があるため、現状では周方向の最小曲率半径がディス
ク最内周で２ｍ程度となっている。スライダ全長が短い
方が同じ曲率半径のたわみであっても浮上量変動（Δｈ
1 ）は小さくなるが、例えば、全長２ｍｍのスライダの
場合、曲率半径２ｍにおいて、Δｈ1 は、０．０１２μ
ｍと概算される。現状の磁気ディスク装置のヘッド浮上
量は０．１μｍを下回っており、非動圧軸受部を設けた
スライダにおけるヘッド浮上量変動（Δｈ2 ）は、Δｈ
1 の３倍程度が許容限界でこれを越えると実用に耐えな
い。即ち、スライダ前方の動圧軸受部４５の長さに対す
る非動圧軸受部の開始位置４３から後方のパッド部４４
に設けた記録／再生素子の磁気ギャップ部までの長さの
比（ΔＬ2 ／ΔＬ1 ）に着目すると、その値が１／２以
下である必要性がある。これは、スライダ長が小さくな
り、かつ、ヘッド浮上量が小さくなる場合には変化せ
ず、基本的に成り立つ関係である。なお、ΔＬ2 ／ΔＬ
1 はパッド部４４の面積等により制約を受けるため、ス
ライダの形状により、その下限が設けられる。

【００６８】また、接触状態からディスクを起動停止す
るＣＳＳ方式を採用している磁気ディスク装置の場合、
前述したスペーシング変動は起動停止時のヘッド及びデ
ィスクの損傷を促進するため、ＣＳＳ耐久性の著しい劣
化を招く。更に、後方の記録／再生素子を搭載したパッ
ド部の面積が小さい場合、パッド部の損傷が著しいとの
実験結果が得られた。

【００６９】前述したγを０．３７（Ｌ１＝１．４６，
Ｌ２＝０．５４）とした磁気ヘッドスライダについて、
動圧軸受部２の面積に対するパッド部５の面積の比率が
（δ）が異なる２つスライダ（δ＝１／１２，δ＝１／
１７）について摺動試験を行ったところ、前者のδ＝１
／１２のスライダについてはパッド部の損傷がみられな
かったが、後者のδ＝１／１７のスライダのパッド部
は、かなりの傷が観測され、δの下限は１／１７以上、
１／１２以下にあるものと考えられる。

【００７０】一方、本発明の本来の目的である磁気ディ
スクの内外周でスキュー角の変化を設けない設定におい
て、磁気ディスク内外周における浮上量変化率低減に着
目すると、さらに前述したβの値は制約され、１／５以
上になると、浮上量変化率は１．２を上回ることにな
り、ＣＤＲ方式を採用する魅力は薄れることになる。

【００７１】従って、非動圧軸受部の開始位置からパッ
ド部に設けた記録／再生素子の磁気ギャップ部までの長
さが動圧軸受部の長さの１／２以下とすること、また、
記録／再生素子を搭載しているパッド部の面積が動圧軸
受部の面積の１／５以下とすることにより、信頼性を保
ちながら、内外周記録領域でのへッド浮上量変動の減少
を実現することができ、高密度な記録再生が可能とな
る。

【００７２】即ち、以上の内容を総合的に検討すると、
本発明においては、図１７に示すスライダの形状寸法に
ついて、浮上量増加率およびＣＳＳ耐久性の両特性の観
点から許容できる範囲は以下のとおりである。

【００７３】Ｌ2 ／Ｌ1 ＜１／２Ｌ3 ／Ｌ1 ＜１／５また、本実施例では、スライダ３１の長手方向に直交す
る溝を持った形状についてのみ示したが、この溝は必ず
しもスライダ長手方向に直交する必要はなく、左右の浮
上バランス、例えば、磁気ディスク内外周の周速差によ
る左右スライダのローリング量をコントロールするた
め、または、ＣＳＳにおける磁気ヘッドの記録／再生素
子３４の損傷を防止するために、スライダ３１の長手方
向に傾斜した溝を設けてもよい。

【００７４】以下、スライダ形状の変形例について、図
２１，図２２，図２３を用いて説明する。その際、図１
７に示した部分と同一部分または同一機能を有する部分
については、同一番号を付すことにより、重複説明を省
略することとする。

【００７５】最近、スライダの加工技術として半導体製
造技術で培われたフォトリソグラフィ技術を用いたパタ
ーンニング技術と、主にドライ環境におけるエッチング
技術が応用され始めている。従来の機械加工と組み合わ
せて使われるため、多少のコストアップとなるが、スラ
イダの動圧軸受面形状選択の自由度は著しく増大する。

【００７６】図２１は、本発明に係るスライダの第１変
形例を示した斜視図である。本変形例においては、記録
／再生素子３４がスライダ３１の幅方向のほぼ中央に位
置している。かかる構成によれば、浮上中にスライダ３
１に加わる外乱振動・衝撃によってローリング方向の変
動が生じても記録／再生素子３４の浮上量が変化しない
特性が得られ、ヘッド浮上量変動が小さく押さえられ
る。本変形例においても記録／再生素子３４が設けられ
る端面を有するパッド部３５の磁気ディスク対向面の面
積は小さく設定する必要があり、磁気ディスク内外周の
浮上量増加率及びＣＳＳ耐久性の両特性を考慮するとパ
ッド部３５の面積は動圧軸受面３２の面積に対して１／
５以下に設定することが好ましい。

【００７７】図２２は、本発明に係るスライダの第２変
形例を示した斜視図である。本実施例においては、記録
／再生素子３４が設けられるパッド部３５の磁気ディス
ク対向面はＣＳＳ耐久性を向上させるために鋭いエッジ
を無くした半楕円形に近い形状となっている。また、左
右の動圧軸受面３４の流出端側の終端形状は直線では無
く、スライダ３１の長手方向と直交する方向に対して傾
斜した曲面となっている。このような傾斜終端形状を有
するスライダ３１においては、実質的な浮上力は動圧軸
受面３２の最終端まで発生しておらず、本発明で述べる
ところの動圧が発生しない非動圧軸受部３３の開始位置
は、このような傾斜終端形状の場合、図２２中に二点鎖
線で示すように傾斜終端線の長手方向の略中央部分とな
る。

【００７８】図２３は、本発明に係るスライダの第３変
形例を示した斜視図である。本実施例のように、非動圧
軸受部３３は、動圧軸受部３２及びパッド部３５と不連
続でなくてもよく、実質的に動圧が発生しない部分が形
成されていれば良い。なお、本実施例における非動圧軸
受部３３の開始位置及び記録／再生素子３４を搭載した
パッド部３５の開始位置も、上記した第２変形例の非動
圧軸受部３３の開始位置と同様に傾斜形状であり、図２
３中に二点鎖線で示すように傾斜線の長手方向の略中央
部分となる。

【００７９】このように、フォトリソグラフィーの技術
を用いたエッチング加工を用いるとスライダ表面に任意
の形状を作り得る。従って、本発明は、その基本的なコ
ンセプトである、記録／再生素子が分離して設けられて
いるスライダにおいて、スライダの中間に実質的な動圧
が発生しない部分を設け、その流出端側に設けられるパ
ッド部に記録／再生素子を搭載することにより、内外周
でのスキュー角変化を小さく設定した場合においても、
信頼性を保ちながら、内外周の相対速度変化に対するヘ
ッド浮上量変動を小さくしうるスライダ形状について
は、そのすべてを含むものであることは勿論である。

【００８０】次に、スキュー角がついた状態で記録を行
う際の問題点とその対策について述べる。スキュー角が
ついた状態で記録を行うと、記録素子のトラック両端に
おけるエッジ効果により、特に一方のトラックエッジ端
におけるサイドフリンジング記録部が増大する。このサ
イドフリンジング記録部はデータ領域としては無効であ
るため、かかる無効なデータ領域が増大すると、高トラ
ック密度化の障害となる。そこで、サイドフリンジング
記録部の増大を防止する対策として、本発明では、エッ
ジ効果を緩和するために、記録媒体に対向する少なくと
も記録素子の磁極の全ての部分がトレーリングエッジの
走査する領域内に入るような構成を採用することとし
た。ここで、トレーリングエッジとは、記録素子の磁気
ギャップをなす媒体対向面の２つの端部のうち、媒体上
に最終的に記録トラックを形成する側の端部のことであ
る。

【００８１】図２４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれリング
ヘッドに関する媒体対向面における磁極の形状を示すも
のである。図中で、平行な２本の破線に挟まれた部分
は、トレーリングエッジが走査する領域を示し、実線は
磁極のエッジ形状を示し、点線は通常の磁極形状を示
す。

【００８２】図２４（ａ）によれば、通常の磁極は点線
で示した部分を含むような長方形である。しかし、この
場合、エッジ効果により点線部において無効なデータ領
域が生じる。従って、このような無効領域があること
は、高トラック密度化の上で障害になる。そこで、点線
部をなくすことにより、エッジ効果を低減し、記録特性
を向上させている。

【００８３】図２４（ｂ）は、図２４（ａ）のように長
方形の一部を除去した構成ではなく、磁極の２辺が媒体
走行方向と平行な平行四辺形となるように磁極を構成し
た例を示したものである。このような構成でも、エッジ
効果が低減されるので、良好な記録特性が得られる。

【００８４】図２４（ｃ）は、スキュー角の変動を考慮
した磁極の形状を示したものである。一般的には、この
ような形状が望ましい。具体的には、図に示すように、
トレーリングエッジに接続された両辺を、トレーリング
エッジと媒体走行方向とのなす角度よりも小さい角度で
配置することにより、磁気ディスク最内周から最外周に
かけてスキュー角の変動がある場合でも、磁極がトレー
リングエッジの走査領域からはみ出すことがなく、良好
な記録特性が得られる。

【００８５】図２５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ垂直ヘ
ッドに関する本発明による媒体対向面における磁極の形
状を示す図である。それぞれの構成に関しては、上記し
た図２４（ａ）〜（ｃ）の構成と同様である。かかる構
成によれば、垂直ヘッドに関してスキュー角変動等が生
じた場合でも、良好な記録特性が得られる。

【００８６】図２６は、Mergedタイプのヘッド、図２７
は、Ingap タイプのヘッドに本発明による媒体対向面に
おける磁極形状を適用したものである。ここで、Merged
タイプのヘッドとは、記録用の下磁極とシールド型ＭＲ
ヘッドの上磁極を兼用したヘッドをいい、Ingap タイプ
のヘッドは、記録ギャップ中に再生素子を設けたヘッド
をいう。

【００８７】このように、本発明は、その基本的コンセ
プトである記録素子の媒体に対向する部分がトレーリン
グエッジの走査領域内に入るような構成であれば、どの
ようなタイプの記録ヘッドに対しても適用が可能であ
る。

【００８８】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は、これらに限定されるものではなく、上記
した各実施例を適宜組み合わせることにより得られる種
々の構成としても良いことは勿論である。例えば、所定
の軸受傾き角を設ける設定において、動圧軸受部、非動
圧軸受部、及び磁気ヘッドが搭載されるパッド部からな
るスライダを用いる構成や、記録素子の媒体に対向する
部分がトレーリングエッジの走査領域内に入るような構
成を適宜組み合わせた構成としても良い。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＭＲヘッドを再生素子として使用する記録／再生素子が
分離して設けられている磁気ヘッドを有する磁気ディス
ク装置において、記録密度の向上を図ることが可能な磁
気ディスク内外周でスキュー角をほぼ一定にする設定に
おいても、磁気ディスクの内周から外周にわたってヘッ
ド浮上量をほぼ一定とすることができる。従って、記録
容量を従来の３割程度向上させることが可能な技術であ
るＣＤＲ方式の採用が可能な磁気ディスク装置を提供す
ることができる。

【００９０】また、記録／再生素子がそれぞれ分離して
搭載された磁気ヘッドスライダにおいて、磁気ヘッドス
ライダ上に設けられる動圧軸受部よりも流出端側に磁気
ディスクの回転による動圧がほとんど発生しない非動圧
軸受部を設け、この非動圧軸受部よりも更に流出端側に
設けられたパッド部に記録／再生素子を分離して搭載す
ることにより、磁気ディスク内外周でスキュー角変化が
ほとんど無いドライブ構成においてもＣＤＲに適した磁
気ディスクの記録領域内外周におけるヘッドスペーシン
グ一定の特性を実現でき、かつ、信頼性の高い磁気ヘッ
ドスライダ及びそれを用いた磁気ディスク装置を提供す
ることができる。

【００９１】更に、エッジ効果を緩和するために、記録
媒体に対向する少なくとも記録素子の磁極の全ての部分
がトレーリングエッジの走査する領域内に入るような構
成を採用することにより、スキュー角がついた状態で記
録を行う際にも、良好な記録特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロータリーアクチュエータを用いた磁気ディ
スク装置の概略図。

【図２】本発明に係る磁気ディスク装置に用いられる
磁気ヘッドアセンブリの概略図。

【図３】ロータリーアクチュエータを用いた磁気ディ
スク装置の概略を示した模式図。

【図４】アーム長をパラメータにしたときの磁気ヘッ
ドの磁気ディスク上の位置とアーム傾き角との関係を示
した図。

【図５】アーム長とアーム傾き角変動量（最大値と最
小値との差）との関係を示した図。

【図６】クラウン及びキャンバーの説明図。

【図７】磁気ディスク内外周での磁気ヘッドの浮上量
増加率の解析結果を示した図。

【図８】外周側スライダの浮上姿勢を示した図。

【図９】外周側スライダの浮上量増加率を規格化した
もの、浮上量誤差解析結果を規格化したもの、及びその
２つをかけあわせたものを示した図。

【図１０】キャンバーを増加させた場合の磁気ヘッド
の浮上量増加率の解析結果を示した図。

【図１１】ステップ付きスライダの形状を示した図。

【図１２】本発明の第１実施例に係る磁気ディスク装
置の概略を示した図。

【図１３】本発明の第２実施例に係る磁気ディスク装
置の概略を示した図。

【図１４】本発明の第３実施例に係る磁気ディスク装
置の概略を示した図。

【図１５】本願発明に係る磁気ディスク装置を構成す
るスライダ形状に関する実施例を示した図。

【図１６】任意形状スライダの軸受傾き角の説明図。

【図１７】本発明に係る磁気ディスク装置に適応され
る磁気ヘッドスライダの他の実施例を示した図。

【図１８】本発明に係る磁気ヘッドスライダのデータ
領域内外周における磁気ヘッド浮上量の変化の概略を示
す図。

【図１９】本発明に係る磁気ヘッドスライダのデータ
領域内外周における磁気ヘッド浮上量の変化の解析結果
を示す図。

【図２０】本発明に係る磁気ヘッドスライダの浮上特
性に関する説明図。

【図２１】本発明に係る磁気ヘッドスライダの第１変
形例を示す斜視図。

【図２２】本発明に係る磁気ヘッドスライダの第２変
形例を示す斜視図。

【図２３】本発明に係る磁気ヘッドスライダの第３変
形例を示す斜視図。

【図２４】本発明にかかる媒体対向面における磁極形
状を示す図。

【図２５】本発明にかかる媒体対向面における磁極形
状を示す図。

【図２６】本発明にかかる媒体対向面における磁極形
状を示す図。

【図２７】本発明にかかる媒体対向面における磁極形
状を示す図。

【符号の説明】

１アーム２サスペンション３，５，２０，３１，４１磁気ヘッドスライダ４，３６，４０磁気ディスク６，１８，２１，３２，４５動圧軸受部（面）１１磁気ギャップ位置１３記録素子１４，１５再生素子１６記録トラック１７再生トラック２２ステップ３３非動圧軸受部３４記録／再生素子３５，４４パッド部３７スライダの流入端３８スライダの流出端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者秋山純一神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者井上徹夫神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】最内周トラックと最外周トラックとを含
む複数のトラックを有する回転可能な磁気ディスクと、
この磁気ディスクに対して情報の記録／再生を行う機能
を有する磁気ギャップを備えた記録素子及び再生素子が
分離して構成された磁気ヘッドとを具備する磁気ディス
ク装置において、前記磁気ヘッドを搭載し、前記磁気ディスクに対向する
面に動圧軸受部が設けられている磁気ヘッドスライダ
と、前記磁気へッドを前記磁気ディスク上の所定の位置に位
置決めする機能を有するロータリーアクチュエータと、一端に前記磁気ヘッドスライダが接続され、他端に前記
ロータリーアクチュエータが接続されてなる回動可能な
アームと、前記磁気ギャップの磁気ギャップ長方向と前記磁気ディ
スクの回転方向とのなす角であるスキュー角を前記最内
周トラックから前記最外周トラックにわったてほぼ一定
とする手段とを備え、前記動圧軸受部の前記磁気ディスクの回転方向に対する
順方向側が逆方向側よりも該磁気ディスクの外周側に位
置するように、該動圧軸受部の長手方向と該磁気ディス
クの回転方向とのなす角である軸受傾き角が設定されて
いることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】最内周トラックと最外周トラックとを含
む複数のトラックを有する回転可能な磁気ディスクと、
この磁気ディスクに対して情報の記録／再生を行う機能
を有する磁気ギャップを備えた記録素子及び再生素子が
分離して構成された磁気ヘッドとを具備する磁気ディス
ク装置において、前記磁気ディスクの回転によって生ずる流体流の流入端
及び流出端と、該磁気ディスクに対向する面に前記流体
流による動圧が発生する動圧軸受部とを有し、前記磁気
ヘッドを前記流出端近傍に搭載してなる磁気ヘッドスラ
イダと、前記磁気へッドを前記磁気ディスク上の所定の位置に位
置決めする機能を有するロータリーアクチュエータと、一端に前記磁気ヘッドスライダが接続され、他端に前記
ロータリーアクチュエータが接続されてなる回動可能な
アームと、前記磁気ギャップの磁気ギャップ長方向と前記磁気ディ
スクの回転方向とのなす角であるスキュー角を前記最内
周トラックから前記最外周トラックにわったてほぼ一定
とする手段とを備え、前記動圧軸受部の前記流出端側が前記流入端側よりも前
記磁気ディスクの外周側に位置するように、該動圧軸受
部の長手方向と前記磁気ディスクの回転方向とのなす角
である軸受傾き角が設定されていることを特徴とする磁
気ディスク装置。
【請求項３】前記軸受傾き角は、前記磁気ヘッドの浮
上量が前記最内周トラックから前記最外周トラックにわ
たってほぼ一定となるように、該磁気ヘッドの浮上量変
動率と浮上量誤差解析とにより定まる最適範囲内に設定
されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
磁気ディスク装置。
【請求項４】前記軸受傾き角は３０°以下に設定され
ていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
磁気ディスク装置。
【請求項５】前記記録素子は有効な記録幅を設定する
トレーリングエッジを有し、該記録素子の前記磁気ディ
スクに対向する部分が前記トレーリングエッジの走査す
る領域内に入るように構成されることを特徴とする請求
項１または請求項２記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】最内周トラックと最外周トラックとを含
む複数のトラックを有する回転可能な磁気ディスクと、
この磁気ディスクに対して情報の記録／再生を行う機能
を有する磁気ギャップを備えた記録／再生素子から構成
された磁気ヘッドとを具備する磁気ディスク装置におい
て、前記磁気ディスクに対向する面に設けられる動圧軸受部
と、この動圧軸受部よりも前記磁気ディスクの回転方向
に対して順方向側に設けられる動圧がほとんど発生しな
い非動圧軸受部と、前記磁気ヘッドを搭載し、前記非動
圧軸受部よりも前記磁気ディスクの回転方向に対して順
方向側に設けられるパッド部とを有する磁気ヘッドスラ
イダと、前記磁気へッドを前記磁気ディスク上の所定の位置に位
置決めする機能を有するロータリーアクチュエータと、一端に前記磁気ヘッドスライダが接続され、他端に前記
ロータリーアクチュエータが接続されてなる回動可能な
アームと、前記磁気ギャップの磁気ギャップ長方向と前記磁気ディ
スクの回転方向とのなす角であるスキュー角を前記最内
周トラックから前記最外周トラックにわったてほぼ一定
とする手段とを備えてなることを特徴とする磁気ディス
ク装置。
【請求項７】最内周トラックと最外周トラックとを含
む複数のトラックを有する回転可能な磁気ディスクと、
この磁気ディスクに対して情報の記録／再生を行う機能
を有する磁気ギャップを備えた記録／再生素子から構成
された磁気ヘッドとを具備する磁気ディスク装置におい
て、前記磁気ディスクの回転によって生ずる流体流の流入端
及び流出端と、前記流体流による動圧が発生する動圧軸
受部と、この動圧軸受部よりも前記流出端側に設けら
れ、前記流体流による動圧がほとんど発生しない非動圧
軸受部と、前記磁気ヘッドを搭載し、前記非動圧軸受部
よりも流出端側に設けられるパッド部とを有する磁気ヘ
ッドスライダと、前記磁気へッドを前記磁気ディスク上の所定の位置に位
置決めする機能を有するロータリーアクチュエータと、一端に前記磁気ヘッドスライダが接続され、他端に前記
ロータリーアクチュエータが接続されてなる回動可能な
アームと、前記磁気ギャップの磁気ギャップ長方向と前記磁気ディ
スクの回転方向とのなす角であるスキュー角を前記最内
周トラックから前記最外周トラックにわったてほぼ一定
とする手段とを備えてなることを特徴とする磁気ディス
ク装置。
【請求項８】前記動圧軸受部の長手方向に関して、前
記非動圧軸受部の開始位置から前記パッド部に設けられ
た前記磁気ギャップまでの長さが、前記動圧軸受部の長
さの１／２以下に設定されてなることを特徴とする請求
項６または請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項９】前記パッド部の面積は、前記動圧軸受部
の面積の１／５以下に設定されることを特徴とする請求
項６または請求項７記載の磁気ディスク装置。
【請求項１０】最内周トラックと最外周トラックとを
含む複数のトラックを有する磁気ディスクと、この磁気
ディスクに対して情報の記録／再生を行う機能を有する
磁気ギャップを備えた記録／再生素子から構成された磁
気ヘッドとを具備する磁気ディスク装置において、前記磁気ディスクに対向する面に設けられる動圧軸受部
と、この動圧軸受部よりも前記磁気ディスクの回転方向
に対する順方向側に設けられる動圧がほとんど発生しな
い非動圧軸受部と、前記磁気ヘッドを搭載し、前記非動
圧軸受部よりも前記磁気ディスクの回転方向に対する順
方向側に設けられるパッド部とを有する磁気ヘッドスラ
イダと、前記磁気へッドを前記磁気ディスク上の所定の位置に位
置決めする機能を有するロータリーアクチュエータと、一端に前記磁気ヘッドスライダが接続され、他端に前記
ロータリーアクチュエータが接続されてなる回動可能な
アームと、前記磁気ギャップの磁気ギャップ長方向と前記磁気ディ
スクの回転方向とのなす角であるスキュー角を前記最内
周トラックから前記最外周トラックにわったてほぼ一定
とする手段とを備え、前記動圧軸受部の前記磁気ディスクの回転方向に対する
順方向側が逆方向側よりも該磁気ディスクの外周側に位
置するように、該動圧軸受部の長手方向と該磁気ディス
クの回転方向とのなす角である軸受傾き角が設定されて
いることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１１】最内周トラックと最外周トラックとを
含む複数のトラックを有する磁気ディスクと、この磁気
ディスクに対して情報の記録／再生を行う機能を有する
磁気ギャップを備えた記録／再生素子から構成された磁
気ヘッドとを具備する磁気ディスク装置において、前記磁気ディスクの回転によって生ずる流体流の流入端
及び流出端と、前記流体流による動圧が発生する動圧軸
受部と、この動圧軸受部よりも前記流出端側に設けら
れ、前記流体流による動圧がほとんど発生しない非動圧
軸受部と、前記磁気ヘッドを搭載し、前記非動圧軸受部
よりも流出端側に設けられるパッド部とを有する磁気ヘ
ッドスライダと、前記磁気へッドを前記磁気ディスク上の所定の位置に位
置決めする機能を有するロータリーアクチュエータと、一端に前記磁気ヘッドスライダが接続され、他端に前記
ロータリーアクチュエータが接続されてなる回動可能な
アームと、前記磁気ギャップの磁気ギャップ長方向と前記磁気ディ
スクの回転方向とのなす角であるスキュー角を前記最内
周トラックから前記最外周トラックにわったてほぼ一定
とする手段とを備え、前記動圧軸受部の前記流出端側が前記流入端側よりも前
記磁気ディスクの外周側に位置するように、該動圧軸受
部の長手方向と前記磁気ディスクの回転方向とのなす角
である軸受傾き角が設定されていることを特徴とする磁
気ディスク装置。
【請求項１２】最内周トラックと最外周トラックとを
含む複数のトラックを有する磁気ディスクと、この磁気
ディスクに対して情報の記録／再生を行う機能を有する
磁気ギャップを備えた記録／再生素子とを有する磁気デ
ィスク装置において、前記記録／再生素子が搭載される磁気ヘッドスライダ
と、この磁気へッドスライダを前記磁気ディスク上の所定の
位置に位置決めする機能を有するロータリーアクチュエ
ータと、一端に前記磁気ヘッドスライダが接続され、他端に前記
ロータリーアクチュエータが接続されてなる回動可能な
アームとを備え、前記記録／再生素子は、有効な記録幅を設定するトレー
リングエッジを有し、該記録／再生素子の前記磁気ディ
スクに対向する部分が前記トレーリングエッジの走査す
る領域内に入るように構成されていることを特徴とする
磁気ディスク装置。