KR20080084697A - Magnetic disk apparatus and head slider - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 회전하는 자기 디스크에 대해, 자기 헤드를 부상시키고, 자기 헤드에서, 자기 디스크의 트랙을 리드/라이트하는 자기 디스크 장치 및 헤드 슬라이더에 관한 것으로, 특히 디스크리트 매체로 구성된 자기 디스크의 부상량을 안정화하기 위한 자기 디스크 장치 및 헤드 슬라이더에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근의 자기 디스크에 있어서의 기억 밀도의 향상을 위해, 자기 디스크 표면에 물리적인 요철을 형성하여, 트랙 사이를 분리한 디스크리트 미디어(discrete media)의 개발이 진행되고 있다.In recent years, in order to improve the storage density of magnetic disks, the development of discrete media in which physical irregularities are formed on the magnetic disk surface and the tracks are separated from each other is in progress.
도11은 디스크리트 미디어의 정면도, 도12는 종래의 헤드 슬라이더의 설명도, 도13은 종래의 헤드 슬라이더의 유체 베어링면(Air Bearing Surface)의 설명도이다.Fig. 11 is a front view of the discrete media, Fig. 12 is an explanatory view of a conventional head slider, and Fig. 13 is an explanatory view of a fluid bearing surface of the conventional head slider.
도11에 도시하는 바와 같이, 디스크리트 트랙 매체(10)는 통상의 정보를 기록/재생하는 데이터 존(12)과, 헤드 위치 결정에 사용되는 서보 정보 등이 미리 기록된 서보 존(11)이 혼재한다.As shown in Fig. 11, in the
이들 2개의 존에서는, 그 기능의 차이로부터, 매체(10)의 표면에 가공되는 홈의 형태 등의 표면 형상도 상이하다. 데이터 존(12) 상에는, 각 트랙(12b)을 분리하는 원주 방향을 따른 홈(12a)이 가공되어 있다. 한편, 서보 존(11)은 폭 B를 갖고, 매체 반경 방향의 홈(11a)에 의해, 서보 정보 기록 영역(11b)이 분리되어 있다.In these two zones, the surface shape, such as the form of the groove | channel processed on the surface of the
서보 정보는, 그레이 코드(트랙 번호를 나타냄), 타이밍 제어 등을 위한 프리앰블(preamble) 및 위치 정보를 갖고, 이들이, 홈(11a)으로 분리된 서보 정보 기록 영역(11b)에 기록된다. 서보 정보는, 매체(10)의 원주 방향으로 형성되는 각 트랙에 대해, 매체의 반경 방향의 동일 위치에 형성하기 위해, 서보 존(11)에서는 반경 방향으로 홈(11a)을 형성하여, 서보 정보의 간섭을 방지한다.The servo information has gray codes (representing track numbers), preambles and positional information for timing control and the like, and these are recorded in the servo
이와 같이, 2개의 존(11, 12)에서, 매체(10)의 표면 구조가 상이하기 때문에, 각 존(11, 12)에서 매체(10)의 표면의 유체 저항도 상이하다. 이로 인해, 정보를 기록/재생하는 헤드를 탑재한 부상(浮上) 헤드 슬라이더의 부상량도, 서보 존(11) 상을 부상하고 있을 때와, 데이터 존(12) 상을 부상하고 있을 때에 변화한다.In this way, since the surface structure of the
도12에 도시하는 바와 같이, 헤드 슬라이더(20)는 매체(10)의 면에 저항하여, 매체(10)의 이동에 의한 유체 압력에 의해 부상한다. 최근의 기록 밀도의 향상에 수반하여, 부상량은 10 ㎚ 정도이다. 이 헤드 슬라이더(20)의 측면에는, 전자기 변환 소자(리드/라이트 소자)(24)가 설치되어 있다. 도12의 헤드 슬라이더(20)의 좌측단이 유체의 유입단이고, 우측단이 유출단이다.As shown in FIG. 12, the
헤드 슬라이더(20)는, 단순히 전자기 변환 소자(24)를 매체(10)면으로부터 부상시킬 뿐만 아니라, 부상 자세도 제어한다. 이로 인해, 도13에 도시하는 바와 같이, 유입단측에 비교적 면적이 큰 전방 패드(21)를 설치하고, 유출단측에 전자기 변환 소자(24)의 폭(Wh)과 동등한 면적의 후방 패드(23)를 설치하고 있다.The
전방 패드(21)와 후방 패드(23)의 면적의 차이에 의해, 슬라이더(20)는 유입단보다 유출단측[전자기 변환 소자(24)]측이, 매체(10)에 근접하도록 부상한다. 즉, 최유출단 모서리 E에서, 가장 부상 간극이 작아진다. 전방 패드(21)와 후방 패드(23) 사이에 설치된 중간 패드(22)는, 베어링면의 상하 양단 부근에 한 쌍 설치되어, 슬라이더(20)의 트랙 횡단 방향의 자세를 제어한다.Due to the difference in the area of the
도12는, 도13의 후방 패드(23)의 단면도로, 슬라이더 베이스(20)에, 2층의 막으로 구성된 후방 패드(23)가 설치된다. 도12는, 그 층 구성을 단계로 나타낸다.FIG. 12 is a cross-sectional view of the
도14는, 길이 L의 헤드 슬라이더(20)가, 도11, 도12에서 설명한 바와 같은, 일정하지 않은 표면 홈 구조를 갖는 매체(10) 상을 부상한 경우의 부상량을 측정한 예를 나타낸다. 여기서는, 매체(10)의 표면의 홈 깊이는 일정하게 15 ㎚(나노미터)이다. 도14는 횡축에 시간(이동 위치), 종축에 부상량을 나타낸다. 도14에 보여지는 바와 같이, 헤드 슬라이더(20)의 부상량이, 대략 10 ㎚였던 것이, 5 ㎚ 정도 급격하게 변화하고 있다.Fig. 14 shows an example in which the
이것은, 헤드 슬라이더(20)의 최유출 단부의 패드(23)가, 서보 존(11) 상을 통과하였을 때, 서보 존(11)의 표면에서 유체 저항이 변화한 것에 의해, 발생 압력 이 변화한 것에 기인하는 현상이다. 이와 같이 크게 부상량 변화가 발생한 경우는, 전자기 변환 소자(24)의 재생 신호의 신호 레벨이 변화되어, 정보를 재생할 수 없게 되거나, 혹은 정확한 정보를 기록할 수 없다고 하는 문제가 생긴다.This is because when the
이러한 현상을 방지하기 위해, 종래, 슬라이더(20)의 길이(L)를, 서보 존(11)의 폭(B)보다 크게 함으로써, 서보 존(11)에서의 부상량 변화를 방지하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).In order to prevent such a phenomenon, it is conventionally proposed to prevent the floating amount change in the
또한, 다른 종래 기술에서는, 헤드 슬라이더(20)의 패드의 합계 면적과, 패드 바로 아래의 매체(10)의 볼록부의 합계 면적의 비를 최적화함으로써, 부상량 변화를 방지하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조).Moreover, in another conventional technique, it is proposed to prevent the floating amount change by optimizing the ratio of the total area of the pads of the
[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 평5-81808호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 5-81808
[특허 문헌 2] 일본 특허 출원 공개 제2005-50482호 공보[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-50482
그러나, 제1 종래 기술에서는, 부상량이 큰 경우에는 큰 부상량에 대해 상대적으로 변동 폭을 작게 하는 데 유효하지만, 부상량이 작은 경우에는 상대적인 변동 폭이 커져, 부상량 변화를 억제하는 것은 곤란하다.However, in the first conventional technique, when the floating amount is large, it is effective for decreasing the fluctuation range relative to the large floating amount, but when the floating amount is small, the relative fluctuation range is large, and it is difficult to suppress the floating amount change.
또한, 제2 종래 기술에서도, 특허 문헌 1의 도5에 도시되는 바와 같이, 부상량이 20 ㎚로 비교적 큰 경우에는, 상대적으로 변동 폭을 작게 하는 데 유효하지만, 부상량이 작은 경우(예를 들어, 10 ㎚)에는 상대적인 변동 폭이 커져, 부상량 변화를 억제하는 것은 곤란하다.Also in the second conventional technology, as shown in Fig. 5 of
따라서, 본 발명의 목적은 디스크리트 미디어의 서보 존 통과시의 부상량 변화를 억제하기 위한 자기 디스크 장치 및 헤드 슬라이더를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a magnetic disk device and a head slider for suppressing the change in the amount of floating when passing through a servo zone of the discrete media.
또한, 본 발명의 다른 목적은 디스크리트 미디어의 서보 존 통과시의 부상량 변화를 억제하여, 정확한 기록/재생을 실현하기 위한 자기 디스크 장치 및 헤드 슬라이더를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a magnetic disk device and a head slider for realizing accurate recording / reproducing by suppressing a change in the amount of floating when passing through the servo zone of the discrete media.
또한, 본 발명의 다른 목적은 디스크리트 미디어에 대한 부상량을 작게 해도, 부상량 변화를 억제하여, 고밀도의 기록/재생을 실현하기 위한 자기 디스크 장치 및 헤드 슬라이더를 제공하는 데 있다.Further, another object of the present invention is to provide a magnetic disk device and a head slider for realizing high density recording / reproducing by suppressing the change in the floating amount even when the floating amount for the discrete media is reduced.
또한, 본 발명의 다른 목적은 부상량 변동을 억제하여, 수직 자기 기록의 고밀도화에 최적인 부상량을 실현하기 위한 자기 디스크 장치 및 헤드 슬라이더를 제공하는 데 있다.Further, another object of the present invention is to provide a magnetic disk apparatus and a head slider for suppressing the floating amount variation and realizing the floating amount that is optimal for high density of vertical magnetic recording.
이 목적의 달성을 위해, 본 발명의 자기 디스크 장치는, 데이터 존과 서보 존을 갖고, 표면에 홈을 갖는 자기 디스크와, 상기 자기 디스크를 회전하는 스핀들 모터와, 아암을 상기 자기 디스크의 반경 방향으로 구동하는 액츄에이터와, 상기 아암의 선단에 설치된 자기 헤드를 포함하는 헤드 슬라이더를 갖고, 상기 헤드 슬라이더는 유출단측에 설치된 상기 자기 헤드와, 복수의 패드를 갖는 베어링면을 갖고, 상기 복수의 패드 중, 유출 단부의 패드 형상이, 유출단을 향해 폭이 좁아지는 쐐기 형상으로 구성되었다.In order to achieve this object, the magnetic disk apparatus of the present invention includes a magnetic disk having a data zone and a servo zone, and having a groove on a surface, a spindle motor for rotating the magnetic disk, and an arm in a radial direction of the magnetic disk. And a head slider including an actuator for driving the motor and a magnetic head provided at the tip of the arm, the head slider having a bearing surface having a plurality of pads and the magnetic head provided at the outlet end side. The pad shape of the outflow end was configured in a wedge shape in which the width narrowed toward the outflow end.
또한, 본 발명의 헤드 슬라이더는, 데이터 존과 서보 존을 갖고, 표면에 홈을 갖는 자기 디스크 상을 부상하는 헤드 슬라이더에 있어서, 유출단측에 설치된 상기 자기 헤드와, 복수의 패드를 갖는 베어링면을 갖고, 상기 복수의 패드 중, 유출 단부의 패드 형상이, 유출단을 향해 폭이 좁아지는 쐐기 형상으로 구성되었다.Further, the head slider of the present invention has a data zone and a servo zone, and has a bearing surface having a magnetic pad and a plurality of pads provided on an outlet end side in a head slider which floats on a magnetic disk having a groove on a surface thereof. The pad shape of the outflow end was comprised in the wedge shape which narrows toward the outflow end among these pads.
또한 본 발명에서는, 바람직하게는 상기 유출 단부의 패드의 쐐기 형상의 길이가, 상기 자기 디스크의 서보 존의 최대 폭보다 길다.In the present invention, preferably, the wedge-shaped length of the pad at the outflow end is longer than the maximum width of the servo zone of the magnetic disk.
또한 본 발명에서는, 바람직하게는 상기 유출 단부의 패드의 쐐기 형상의 꼭지각이, 90도 이하이다.Moreover, in this invention, Preferably the vertex angle of the wedge shape of the pad of the said outflow end is 90 degrees or less.
또한 본 발명에서는, 바람직하게는 상기 유출 단부의 패드는, 적어도 2층으로 구성되고, 2층 중, 표면층이, 쐐기 형상으로 구성되었다.In the present invention, preferably, the pad at the outflow end is composed of at least two layers, and the surface layer is formed in a wedge shape among the two layers.
또한 본 발명에서는, 바람직하게는 상기 유출 단부의 패드는, 쐐기 형상으로 구성된 표면층과, 상기 표면층의 아래에 마련되고, 상기 자기 헤드를 구성하기 위 한 헤드 구성층을 갖는다.In the present invention, preferably, the pad at the outflow end has a surface layer formed in a wedge shape, and a head component layer provided below the surface layer to constitute the magnetic head.
또한 본 발명에서는, 바람직하게는 상기 헤드 구성층은, 상기 최유출단에서, 상기 자기 헤드를 구성하기 위한 폭을 갖고, 또한 상기 최유출단 이외에는 상기 표면층의 형상으로 구성하였다.In the present invention, preferably, the head structure layer has a width for constituting the magnetic head at the discharging end, and is configured in the shape of the surface layer other than the discharging end.
또한 본 발명에서는, 바람직하게는 상기 유출 단부의 패드의 쐐기 형상은, 꼭지점을 갖는다.Moreover, in this invention, Preferably the wedge shape of the pad of the said outflow end has a vertex.
또한 본 발명에서는, 바람직하게는 상기 유출 단부의 패드의 쐐기 형상은, 상기 유출단에 직선부를 갖는다.In the present invention, preferably, the wedge shape of the pad at the outflow end has a straight portion at the outflow end.
또한 본 발명에서는, 바람직하게는 상기 자기 디스크는, 상기 자기 디스크의 원주 방향을 따라, 홈에 의해 분리된 복수의 트랙으로 이루어지는 상기 데이터 존과, 상기 자기 디스크의 반경 방향으로 마련되고, 홈에 의해 분리된 서보 존으로 이루어진다.In the present invention, preferably, the magnetic disk is provided in the radial direction of the magnetic disk and the data zone composed of a plurality of tracks separated by grooves along the circumferential direction of the magnetic disk. It consists of a separate servo zone.
또한 본 발명에서는, 바람직하게는 상기 헤드 슬라이더는, 상기 유입단에 설치된 전방 패드와, 상기 유출단에 설치된 후방 패드를 갖는다.In the present invention, preferably, the head slider has a front pad provided at the inlet end and a rear pad provided at the outlet end.
헤드 슬라이더의 복수의 패드 중, 유출 단부의 패드 형상이, 유출단을 향해 폭이 좁아지는 쐐기 형상으로 구성되었으므로, 압력 분포를 개선할 수 있고, 또한 유체에 의한 압력을 평균화할 수 있으므로, 디스크리트 미디어의 홈에 의한 부상량 변동을 억제할 수 있어, 안정된 부상이 가능해진다. 게다가, 작은 부상량으로 안정 부상할 수 있으므로, 고밀도 기록/재생을 정확하게 실현할 수 있다.Among the plurality of pads of the head slider, since the pad shape of the outflow end is formed in a wedge shape that becomes narrow toward the outflow end, the pressure distribution can be improved and the pressure by the fluid can be averaged, so that the discrete media The fluctuation of the floating amount due to the groove can be suppressed, so that stable injury can be achieved. In addition, it is possible to stably float with a small floating amount, so that high density recording / reproducing can be accurately realized.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 자기 디스크 장치, 자기 헤드 슬라이더의 제1 실시 형태, 자기 헤드 슬라이더의 제2 실시 형태, 다른 실시 형태의 순으로 설명하지만, 본 발명은 본 실시 형태에 한정되지 않는다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, although embodiment of this invention is described in order of a magnetic disk apparatus, the 1st embodiment of a magnetic head slider, the 2nd embodiment of a magnetic head slider, and another embodiment, this invention is not limited to this embodiment. .
(자기 디스크 장치)(Magnetic disk unit)
도1은 본 발명의 자기 디스크 장치의 일 실시 형태의 구성도로, 수직 기록 방식의 자기 디스크 장치를 예로 나타낸다. 도1에 도시하는 바와 같이, 수직 자기 기억 매체인 자기 디스크(102)가, 스핀들 모터의 회전축(104)에 설치되어 있다. 스핀들 모터는 회전축(104)을 회전하여, 자기 디스크(102)를 회전한다. 아암(108)은, 회전축(110)을 중심으로, VCM(Voice Coil Motor)(106)에 의해 회전된다. 이 아암(108)의 선단에, 서스펜션(116)이 장착된다.Fig. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a magnetic disk device of the present invention, showing a magnetic disk device of a vertical recording method as an example. As shown in Fig. 1, a
서스펜션(116)의 선단에는, 자기 헤드(리드 소자 및 라이트 소자)를 탑재한 헤드 슬라이더(112)가 설치된다. 또한, 자기 헤드를, 자기 디스크(102)로부터 퇴피시켜 파킹하는 램프 로드 기구(114)가 설치된다. 이들 기구는, 장치 하우징(100) 내에 수용된다.At the tip of the
이 자기 디스크(102)는, 도11 및 도12에서 설명한 디스크리트 미디어로 구성된다. 또한, 자기 디스크 장치에서는, VCM(106)에 의해 아암(108)을 자기 디스크(102)의 반경 방향으로 회전시켜, 자기 헤드를 포함하는 헤드 슬라이더(112)를, 자기 디스크(102)의 원하는 트랙에 위치 결정한다.This
도11, 도12에서 설명한 바와 같이, 자기 디스크(102)에는, 동심원 상에 트랙 이, 홈에 의해 분리되어 형성되어 있고, 자기 헤드는 자기 디스크(102)의 회전에 의해 트랙 1바퀴의 임의의 섹터의 데이터의 리드 및 라이트를 행한다.As described with reference to Figs. 11 and 12, in the
자기 헤드는, 리드 소자와, 라이트(수직 기록) 소자로 이루어지고, 헤드 슬라이더에, 자기 저항(MR) 소자를 포함하는 리드 소자를 적층하고, 그 위에 라이트 코일을 포함하는 라이트 소자를 적층하여 구성된다.The magnetic head is composed of a lead element and a light (vertical recording) element, and a lead element including a magnetoresistive (MR) element is laminated on the head slider, and a light element including a light coil is laminated thereon. do.
(헤드 슬라이더의 제1 실시 형태)(1st Embodiment of a Head Slider)
도2는 본 발명의 제1 실시 형태의 헤드 슬라이더의 베어링면 형상을 도시하는 도면, 도3은 그것의 단면도, 도4는 도2 및 도3의 후방 패드의 설명도이다.Fig. 2 is a view showing the bearing surface shape of the head slider of the first embodiment of the present invention, Fig. 3 is a cross-sectional view thereof, and Fig. 4 is an explanatory view of the rear pads of Figs.
도2에 도시하는 바와 같이, 헤드 슬라이더(112)는 유입단측에 비교적 면적이 큰 전방 패드(30)를 설치하고, 유출단측에 전자기 변환 소자(자기 헤드)(40)의 폭 Wh와 동등한 면적의 후방 패드(34)를 설치하고 있다. 도3에 도시하는 바와 같이, 전방 패드(30)와 후방 패드(34)의 면적의 차이에 따라, 슬라이더(112)는 유입단보다 유출단측[전자기 변환 소자(40)]이, 매체(102)에 근접하도록 부상한다. 즉, 최유출단 모서리 P에서, 가장 부상 간극이 작아진다.As shown in Fig. 2, the
본 예에서는, 전방 패드(30)와 후방 패드(34) 사이에 설치된 중간 패드(32)는, 베어링면의 상하 양단부 부근에 한 쌍 설치되어, 슬라이더(112)의 트랙 횡단 방향의 자세를 제어한다.In this example, a pair of
도2, 도3에 도시하는 바와 같이, 최유출단 패드인 후방 패드(34)는, 슬라이더 베이스(31) 상에, 헤드 구성층(37)과, 헤드 구성층(37) 상에 마련된 표면층(36)을 갖고, 표면층(36)이, 유출단을 향해 서서히 그 폭이 좁아지는 쐐기 형상으로 구 성되어 있다. 쐐기의 꼭지각은, P로 나타내고 있다.As shown in Figs. 2 and 3, the
도3의 최유출단 패드(34)의 슬라이더 중심선 CC'를 따른 단면 형상으로 도시하는 바와 같이, 최유출단 패드 표면층(36)으로부터 단차(ds = 2 ㎚)를 갖고, 헤드가 구성되는 층(37)이 마련되고, 이 층(37)도 유출단을 향해 폭이 좁아지는 구조를 취하고 있다.As shown in the cross-sectional shape along the slider center line CC 'of the outermost
단, 헤드 구성층(37)은 최유출 단부에서는, 헤드를 구성하기 위한 폭 Wh가 확보되어 있다. 이와 같이, 최유출단 패드(34)의 표면층(36)을 쐐기 형상으로 구성함으로써, 도13의 종래예에서는 직선 형상의 최유출단 모서리 E에서, 부상 간극이 최소로 되어 있었던 것에 대해, 본 실시예에서는 쐐기 형상 부분의 꼭지점 P 상에서, 부상 간극이 최소로 된다.However, in the
또한, 표면층(36)의 쐐기 형상을 구성하는 부분(38)의 길이(Lw)는, 매체(102) 상에 있어서의 서보 존(11)의 폭(B)의 최대치보다 커지도록 설정한다.The length Lw of the
이와 같이, 후방 패드(34)에, 쐐기 형상 부분을 형성한 이유를 설명한다. 도4는 도13의 종래의 헤드 슬라이더의 중심선 CC'를 따른 압력 분포의 계산 결과를 나타내는 것으로, 횡축은 슬라이더의 유입단을 기준으로 한 위치(거리) y이고, 종축은 압력이다.Thus, the reason why the wedge-shaped part was formed in the
도4에 있어서, 가는 선은 도13의 슬라이더(20)가 데이터 존 상을 부상하고 있을 때의 압력 분포를 나타내고, 굵은 선은 최유출단 모서리 E가 서보 존 상에 있는 경우의 압력 분포이다. 또한, 도면 중, 서보 존 범위로 나타내는 부분이, 서보 존에 대응하고 있다.In Fig. 4, the thin line shows the pressure distribution when the
어떠한 경우도, 슬라이더(20)의 최유출단 패드부(23)에서 큰 압력이 발생하고 있다. 또한, 최유출단 모서리 E보다 상류(유입단측)에서는, 기체는 압축되어 압력이 상승하는 데 대해, 하류(유출단)측에서는 간극이 커져, 기체는 급격하게 팽창하고 압력은 감소한다. 따라서, 최유출단 모서리 E에서, 압력은 피크치를 취한다.In any case, a large pressure is generated in the
또한, 최유출단 모서리 E가, 서보 존(11) 상에 있는 경우는, 데이터 존(12) 상에 있는 경우와 비교하여, 더욱 큰 압력이 발생하고 있다. 이 결과 ,최유출단 모서리 E가, 데이터 존으로부터 서보 존으로 이행하는 시점에서 부상량이 커진다. 도14에 있어서, 부상량이 급변하기 시작하는 시점 t1은, 헤드 슬라이더(20)의 최유출단 모서리 E가, 데이터 존(12)과 서보 존(11)의 경계(도3의 화살표)와 일치한 시점이다. 또한, 최유출단 모서리 E는, 헤드(24)를 구성하기 위해 어느 정도의 폭(Wh)이 요구되고, 이 폭이 크면 부상량 변화도 커진다.Further, when the outermost end edge E is on the
즉, 이 최유출 단부의 패드가, 최유출단 모서리 E의 압력에 영향을 미친다. 그래서, 이 최유출 단부의 패드(34)의 형상에 의해, 부상량 변화를 억압한다.In other words, the pad at the outflow end has an influence on the pressure at the outflow end edge E. FIG. Therefore, the floating amount change is suppressed by the shape of the
도5는, 디스크(102)의 회전에 의해, 서보 존(11)이 헤드 슬라이더(112)의 최유출단 패드(34)의 표면층(36)의 쐐기 형상 부분(38)을 이동해 가는 모습을 도시하고 있다. 쐐기 형상 부분(38)과 서보 존(11)이 중복되어 있는 영역(39)(도면의 사선부)은, 도면과 같이 사다리꼴로 된다.5 shows a state in which the
이 최유출단 패드(34)가, 서보 존(11) 상을 통과할 때, 이 부분에서의 압력 은 상승하지만, 패드 표면층(36)을 쐐기 형상부(38)로 하면 쐐기 형상부(38)의 측면측으로 고압 기체가 유출하는 효과가 커지고, 특히 이 효과가 쐐기 형상부(38)의 꼭지점 P에 근접함에 따라 커진다. 따라서, 종래예에서는 최유출단 모서리 E의 압력에, 서보 존 통과의 영향이 집중적으로 나타난 것에 대해, 본 실시예에서는 압력 분포가 개선되어, 완화된다.When this
도7은 본 실시예에 있어서의 슬라이더 중심선 CC'를 따른 압력 분포의 계산 결과를, 최유출단 패드부(34)의 근방을 확대하여 나타낸다. 3개의 압력 분포가 나타내어져 있다. 도7에 있어서, 횡축이 슬라이더 상의 위치(거리)이고, 종축이 압력이다. 도7은 서보 존과 슬라이더의 상대 위치 관계에 대응한 압력 분포를 나타낸다. 점선은, 슬라이더(112)가 서보 존 상을 통과하지 않는 경우의 압력 분포를 나타내고, 흑색 굵은 선은 서보 존(11)이 최유출단 패드(34)의 쐐기 형상 부분(38)의 유입단측에 있는 경우[즉, 쐐기 형상 부분(38)의 꼭지점 P가, 서보 존(11)에 포함되지 않는 경우], 가는 선은 슬라이더의 쐐기 형상 부분(38)의 꼭지점 P가, 서보 존(11)의 중앙과 일치하고 있는 경우에 대응한다.Fig. 7 shows the calculation result of the pressure distribution along the slider center line CC 'in the present embodiment in an enlarged manner near the outermost
이 도7과 앞의 도4(종래예)를 비교하면, 도4에서는 최유출단 모서리 E와 서보 존(11)의 위치 관계에 따라, 특히 유출 단부의 압력의 크기가 크게 상이한 것에 대해, 도7의 경우 서보 존(11)과 슬라이더(112)의 위치 관계에 따른 압력의 크기에, 큰 차이가 없어지고 있는 것을 알 수 있다.In comparison with FIG. 7 and FIG. 4 (the conventional example), in FIG. 4, the pressure of the outflow end is greatly different depending on the positional relationship between the most outflow end edge E and the
이와 같이 최유출단 패드 표면층(36)을 쐐기 형상부(38)로 함으로써, 최유출단 패드(34)가, 서보 존(11)을 통과하는 영향을 저감할 수 있다.Thus, by making the outermost
두 번째로, 본 실시예에서는 최유출단 패드부에서의 발생력을 조정하고 있다. 도5에 도시한 바와 같이, 중복 영역(39)이, 쐐기 형상 부분(38)의 보다 유출단에 가까운 부분에 있는 경우, 부상 간극은 평균적으로 작아, 그 결과 발생 압력은 커지지만, 중복 영역(39)의 평균 폭(Wr)은 작다.Secondly, in this embodiment, the generating force at the discharging pad portion is adjusted. As shown in Fig. 5, when the
한편, 중복 영역(39)이, 유입단측에 있는 경우, 간극은 크고 발생 압력은 작지만, 중복 영역의 폭(Wr)은 크다. 따라서, 중복 영역(39)에서 발생하는 힘[= 면적(Wr×B(서보 패턴 폭))×압력]은, 이 중복 영역(39)이, 유입단측에 있는 경우와, 유출단측에 있는 경우에서 큰 차이는 없고, 어떠한 상대 위치 관계라도 발생력의 상대차는 작다.On the other hand, when the overlapped
도13의 종래의 헤드 슬라이더에서는, 서보 존(11)이 유출단 모서리 E와 일치하는 위치의 전후에서, 발생력이 급격하게 크게 변화하므로, 그에 수반하여 급격한 부상량 변화가 발생하였다. 그러나, 도2에 도시하는 본 실시 형태의 헤드 슬라이더에서는, 서보 존(11)이, 쐐기 형상 부분(38)을 통과하여 유출단 점 P 근방에 도달해도, 쐐기 형상의 효과에 의해 발생력은 크게 변화하지 않는다. 따라서, 급격한 부상 변동은 발생하지 않는다.In the conventional head slider shown in Fig. 13, since the generating force changes rapidly before and after the position where the
도6은 본 실시예(도2)에 따른 헤드 슬라이더와 종래의 헤드 슬라이더(도13)의 부상량 변동 특성도로, 계산에 의해 구한 것이다. 굵은 선이 본 실시예의 헤드 슬라이더가, 매체(102) 상의 서보 존(11)을 통과한 경우의 부상량 변화를 나타내고, 가는 선이 종래의 헤드 슬라이더(도13)가, 서보 패턴을 통과한 경우의 부상량 변화를 나타낸다.Fig. 6 is a calculation chart showing the floating amount fluctuation characteristics of the head slider according to the present embodiment (Fig. 2) and the conventional head slider (Fig. 13). The thick line indicates the change in the amount of float when the head slider of the present embodiment passes through the
도6에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 따른 헤드 슬라이더(112)에서는, 베어링면 형상이 상이한 것도 있어, 정상치(定常値) 부상량(Hs)은 약 9.2 ㎚로 되고, 종래의 도13에 나타낸 헤드 슬라이더의 경우의 9.4 ㎚와는 약간 상이하지만, 부상량의 변화가 분명히 작아져 있는 것을 알 수 있다.As shown in Fig. 6, in the
본 실시 형태에서도, 종래와 동일하게, 서보 존(11)과 데이터 존(12)의 경계가, 최유출단 패드(34)의 표면층(36)의 쐐기 형상 부분(38)의 최유출단 점 P에 도달한 시점 t1로부터 부상량이 커지는 경향이 있다. 그 변동 폭은, 종래의 ΔH에 비해 훨씬 작다.Also in this embodiment, as in the prior art, the boundary between the
이와 같이, 본 실시예에 있어서, 서보 존 통과시의 부상량 변동이 작게 억제된 요인은, 전술한 바와 같이 측면에 의한 압력 분포의 개선과, 최유출단 패드부에서의 발생력이 조정되는 효과이다.As described above, in the present embodiment, the factors in which the floating amount fluctuations during the passage of the servo zone are small are suppressed as described above, and the effect of improving the pressure distribution by the side surfaces and generating force in the outflow end pad portion is adjusted. .
도6에 나타내는 바와 같이, 최유출단 점 P가, 데이터 존(12)과 서보 존(11)의 경계와 일치하는 시점 t1보다 이전의 시점 t2로부터, 부상량은 서서히 증가하고 있다. 이것은, 쐐기 형상의 효과에 의해, 서보 존(11)이 쐐기 형상 부분(38)의 보다 유입단측에 있는 시점에서의, 쐐기 형상 부분(38)과 서보 존(11)의 중복 영역(39)에 있어서의 발생력이 상대적으로 커, 이 영향을 받아 부상량이 변화한 결과이다.As shown in FIG. 6, the floating amount gradually increases from the time point t2 before the time t1 where the most outflowing point P coincides with the boundary between the
결국, 본 실시 형태에 나타내는 헤드 슬라이더에서는, 서보 존(11)이, 최유출단 패드부(34)를 통과하는 것에 수반되는 부상량 변화가 평균화되어, 부상 변동의 파고치를 작게 억제하는 것이 가능해진다.As a result, in the head slider shown in this embodiment, the floating amount change accompanying the
상기의 최유출단 패드(34)의 표면층(36)의 형상 효과는, 쐐기 형상 부분(38)의 길이(Lw)가, 서보 존의 최대 폭(B)보다 큰 것에 의해, 높아지는 것은 전술한 설명으로부터 명백하다.The above-described explanation is that the shape effect of the
또한, 이 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, 쐐기 형상부(38)의 꼭지각 θ(도2 참조)이, 예각인 것이 바람직하다. 도8은 쐐기 형상의 꼭지각 θ에 대해, 서보 존 통과시의 부상량 변동 파고치 ΔH(도6의 최대 부상량과 정상 부상량의 차)를 계산한 결과이다.Moreover, in order to fully exhibit this effect, it is preferable that the vertex angle (theta) (refer FIG. 2) of the wedge-shaped
도8로부터, 본 실시 형태의 헤드 슬라이더에서는, 꼭지각 각도 θ는 78도로 설정되어 있어, 부상량 변동 파고치 ΔH = 1 ㎚로, 충분히 작게 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 꼭지각 각도 θ가 90도를 넘으면, 부상량 변동 파고치 ΔH가 급격하게 커지는 것을 알 수 있다. 이로 인해, 바람직하게는 쐐기 형상 부분(38)의 꼭지각은, 90도 이하이다.8 shows that in the head slider of this embodiment, the vertex angle θ is set to 78 degrees, and the floating amount fluctuation crest value ΔH = 1 nm is suppressed to be sufficiently small. Further, it can be seen that when the vertex angle θ exceeds 90 degrees, the floating amount fluctuation crest value ΔH increases rapidly. For this reason, preferably, the vertex angle of the wedge-shaped
또한, 본 실시예에서는, 도2에 도시하는 바와 같이 헤드가 구성되는 층(37)에 관해서도, 되도록이면 패드 표면층(36)과 동일한 쐐기 형상을 답습하는 것이 효과적이다. 실제로, 헤드가 구성되는 층(37)과 패드 표면층(36)의 단차는 2 ㎚ 정도이며, 이 층(37)도 쐐기 형상에 가까운 형상으로 하는 것은, 보다 효과를 발휘할 수 있다.In addition, in this embodiment, it is effective to follow the same wedge shape as that of the
(자기 헤드 슬라이더의 제2 실시 형태)(2nd Embodiment of Magnetic Head Slider)
도9 및 도10은 본 발명의 자기 헤드 슬라이더의 제2 실시 형태의 설명도로, 최유출 단부 패드 표면층(36)만의 형상을 나타낸다. 도2의 제1 실시 형태에서는, 헤드 슬라이더(112)의 중심선에 대해 대칭인 쐐기 형상부(38)를 나타냈다.9 and 10 are explanatory views of the second embodiment of the magnetic head slider of the present invention, showing the shape of only the most outflow end
그러나, 설계 조건에 따라서는, 도9에 도시하는 바와 같은 비대칭인 쐐기 형상부(38A)로 해도, 전혀 효과가 손상되지 않는다. 또한 마찬가지로, 도10에 도시하는 바와 같이 유출단측에 짧은 변을 갖는 사다리꼴 형상의 쐐기 형상부(38B)로 하는 것도 가능하다. 단, 도10의 경우는, 쐐기 형상의 경우보다 효과가 줄어드는 것은 부정할 수 없지만, 종래에 비해 대폭 부상량 변동을 억제할 수 있다.However, depending on design conditions, even if it is the asymmetric wedge-shaped
(다른 실시 형태)(Other embodiment)
전술한 실시 형태에서는, 자기 디스크 장치를, 수직 자기 디스크 장치의 예로 설명하였지만, 수평 자기 기록 장치, 광 어시스트 수직 자기 디스크 장치 등의 다른 디스크 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 후방 패드를 사다리꼴 형상으로 한 경우에, 후방 패드를 1층으로 구성해도 좋다. 또한, 디스크리트 미디어는, 도11의 구성에 한정되지 않고, 그 밖의 디스크리트 미디어로 불리워지는 것에도 적용할 수 있다. 게다가, 중간 패드를 설치하지 않는 구성에도 적용할 수 있다.In the above embodiment, the magnetic disk device has been described as an example of the vertical magnetic disk device. However, the magnetic disk device can also be applied to other disk devices such as a horizontal magnetic recording device and an optical assist vertical magnetic disk device. As described above, in the case where the rear pad is trapezoidal, the rear pad may be formed in one layer. In addition, the discrete media is not limited to the configuration in FIG. 11 and can be applied to what is called other discrete media. In addition, the present invention can be applied to a configuration in which no intermediate pad is provided.
이상, 본 발명을 실시 형태로 설명하였지만, 본 발명은 그 취지의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하며, 이것을 본 발명의 범위로부터 배제하는 것은 아니다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in embodiment, this invention can be variously modified within the range of the meaning, and this is not excluded from the scope of this invention.
(부기 1) 데이터 존과 서보 존을 갖고, 표면에 홈을 갖는 자기 디스크와, 상기 자기 디스크를 회전하는 스핀들 모터와, 아암을 상기 자기 디스크의 반경 방향으로 구동하는 액츄에이터와, 상기 아암의 선단에 설치된 자기 헤드를 포함하는 헤드 슬라이더를 갖고, 상기 헤드 슬라이더는 유출단측에 설치된 상기 자기 헤드와, 복수의 패드를 갖는 베어링면을 갖고, 상기 복수의 패드 중, 유출 단부의 패드 형상이, 유출단을 향해 폭이 좁아지는 쐐기 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 자기 디스크 장치.(Appendix 1) A magnetic disk having a data zone and a servo zone and having a groove on its surface, a spindle motor for rotating the magnetic disk, an actuator for driving an arm in the radial direction of the magnetic disk, and a tip of the arm. And a head slider including a magnetic head provided, wherein the head slider has a bearing surface having a plurality of pads and a magnetic head provided on an outlet end side. A magnetic disk device, characterized in that configured in a wedge shape that narrows in width.
(부기 2) 상기 유출 단부의 패드의 쐐기 형상의 길이가, 상기 자기 디스크의 서보 존의 최대 폭보다 긴 것을 특징으로 하는 부기 1의 자기 디스크 장치.(Supplementary note 2) The magnetic disk device according to
(부기 3) 상기 유출 단부의 패드의 쐐기 형상의 꼭지각이, 90도 이하인 것을 특징으로 하는 부기 1의 자기 디스크 장치.(Supplementary Note 3) The magnetic disk apparatus of
(부기 4) 상기 유출 단부의 패드는 적어도 2층으로 구성되고, 2층 중, 표면층이, 쐐기 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 부기 1의 자기 디스크 장치.(Supplementary Note 4) The magnetic disk apparatus of
(부기 5) 상기 유출 단부의 패드는, 쐐기 형상으로 구성된 표면층과, 상기 표면층의 아래에 마련되고, 상기 자기 헤드를 구성하기 위한 헤드 구성층을 갖는 것을 특징으로 하는 부기 1의 자기 디스크 장치.(Supplementary Note 5) The magnetic disk device according to
(부기 6) 상기 헤드 구성층은, 상기 최유출단에서, 상기 자기 헤드를 구성하기 위한 폭을 갖고, 또한 상기 최유출단 이외에는 상기 표면층의 형상으로 구성한 것을 특징으로 하는 부기 5의 자기 디스크 장치.(Supplementary Note 6) The magnetic disk device according to Supplementary Note 5, wherein the head structure layer has a width for constituting the magnetic head at the outermost end and is configured in the shape of the surface layer other than the outermost end.
(부기 7) 상기 유출 단부의 패드의 쐐기 형상은, 꼭지점을 갖는 것을 특징으로 하는 부기 1의 자기 디스크 장치.(Supplementary Note 7) The magnetic disk apparatus of
(부기 8) 상기 유출 단부의 패드의 쐐기 형상은, 상기 유출단에 직선부를 갖는 것을 특징으로 하는 부기 1의 자기 디스크 장치.(Supplementary Note 8) The magnetic disk device according to
(부기 9) 상기 자기 디스크는, 상기 자기 디스크의 원주 방향을 따라, 홈에 의해 분리된 복수의 트랙으로 이루어지는 상기 데이터 존과, 상기 자기 디스크의 반경 방향으로 마련되고, 홈에 의해 분리된 서보 존으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 1의 자기 디스크 장치.(Supplementary Note 9) The magnetic disk includes the data zone including a plurality of tracks separated by grooves along the circumferential direction of the magnetic disk, and a servo zone provided in the radial direction of the magnetic disk and separated by grooves. The magnetic disk device according to
(부기 10) 상기 헤드 슬라이더는, 상기 유입단에 설치된 전방 패드와, 상기 유출단에 설치된 후방 패드를 갖는 것을 특징으로 하는 부기 1의 자기 디스크 장치.(Supplementary note 10) The magnetic disk device according to
(부기 11) 데이터 존과 서보 존을 갖고, 표면에 홈을 갖는 자기 디스크 상을 부상하는 헤드 슬라이더에 있어서, 유출단측에 설치된 상기 자기 헤드와, 복수의 패드를 갖는 베어링면을 갖고, 상기 복수의 패드 중, 유출 단부의 패드 형상이, 유출단을 향해 폭이 좁아지는 쐐기 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.(Appendix 11) A head slider which has a data zone and a servo zone and floats on a magnetic disk having a groove on its surface, comprising: the magnetic head provided on the outflow end side and a bearing surface having a plurality of pads; The pad slider of the outflow end part comprised the wedge shape of which the width | variety becomes narrow toward an outflow end among pads, The head slider characterized by the above-mentioned.
(부기 12) 상기 유출 단부의 패드의 쐐기 형상의 길이가, 상기 자기 디스크의 서보 존의 최대 폭보다 긴 것을 특징으로 하는 부기 11의 헤드 슬라이더.(Supplementary note 12) The head slider of
(부기 13) 상기 유출 단부의 패드의 쐐기 형상의 꼭지각이, 90도 이하인 것을 특징으로 하는 부기 11의 헤드 슬라이더.(Supplementary note 13) The head slider of
(부기 14) 상기 유출 단부의 패드는 적어도 2층으로 구성되고, 2층 중, 표면층이, 쐐기 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 부기 11의 헤드 슬라이더.(Supplementary note 14) The head slider of
(부기 15) 상기 유출 단부의 패드는, 쐐기 형상으로 구성된 표면층과, 상기 표면층의 아래에 마련되고, 상기 자기 헤드를 구성하기 위한 헤드 구성층을 갖는 것을 특징으로 하는 부기 11의 헤드 슬라이더.(Supplementary Note 15) The head slider of
(부기 16) 상기 헤드 구성층은, 상기 최유출단에서, 상기 자기 헤드를 구성하기 위한 폭을 갖고, 또한 상기 최유출단 이외에는 상기 표면층의 형상으로 구성한 것을 특징으로 하는 부기 15의 헤드 슬라이더.(Supplementary Note 16) The head slider of Supplementary Note 15, wherein the head structure layer has a width for constituting the magnetic head at the outflow end and is configured in the shape of the surface layer other than the outflow end.
(부기 17) 상기 유출 단부의 패드의 쐐기 형상은, 꼭지점을 갖는 것을 특징으로 하는 부기 11의 헤드 슬라이더.(Supplementary Note 17) The head slider of
(부기 18) 상기 유출 단부의 패드의 쐐기 형상은, 상기 유출단에 직선부를 갖는 것을 특징으로 하는 부기 11의 헤드 슬라이더.(Supplementary Note 18) The head slider of
(부기 19) 상기 자기 디스크는, 상기 자기 디스크의 원주 방향을 따라, 홈에 의해 분리된 복수의 트랙으로 이루어지는 상기 데이터 존과, 상기 자기 디스크의 반경 방향으로 마련되고, 홈에 의해 분리된 서보 존으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부기 11의 헤드 슬라이더.(Supplementary Note 19) The magnetic disk includes the data zone including a plurality of tracks separated by grooves along the circumferential direction of the magnetic disk, and a servo zone provided in the radial direction of the magnetic disk and separated by grooves. The head slider of
(부기 20) 상기 헤드 슬라이더는, 상기 유입단에 설치된 전방 패드와, 상기 유출단에 설치된 후방 패드를 갖는 것을 특징으로 하는 부기 11의 헤드 슬라이더.(Supplementary Note 20) The head slider of
헤드 슬라이더의 복수의 패드 중, 유출 단부의 패드 형상이, 유출단을 향해 폭이 좁아지는 쐐기 형상으로 구성되었기 때문에, 압력 분포를 개선할 수 있고, 또한 유체에 의한 압력을 평균화할 수 있으므로, 디스크리트 미디어의 홈에 의한 부상량 변동을 억제할 수 있어, 안정된 부상이 가능해진다. 게다가, 작은 부상량으로 안정 부상할 수 있으므로, 고밀도 기록/재생을 정확하게 실현할 수 있다.Since the pad shape of the outflow end part was comprised in the wedge shape which narrows toward the outflow end among the some pads of a head slider, since pressure distribution can be improved and the pressure by a fluid can be averaged, the discrete The floating amount fluctuation caused by the groove of the media can be suppressed, so that stable floating is possible. In addition, it is possible to stably float with a small floating amount, so that high density recording / reproducing can be accurately realized.
도1은 본 발명의 자기 디스크 장치의 일 실시 형태의 구성도.1 is a configuration diagram of an embodiment of a magnetic disk device of the present invention.
도2는 도1의 헤드 슬라이더의 베어링면의 설명도.2 is an explanatory view of a bearing surface of the head slider of FIG. 1;
도3은 도2의 후방 패드의 단면도.3 is a cross-sectional view of the rear pad of FIG.
도4는 종래의 헤드 슬라이더의 압력 분포도.4 is a pressure distribution diagram of a conventional head slider.
도5는 도2의 후방 패드의 확대도.Figure 5 is an enlarged view of the rear pad of Figure 2;
도6은 도2의 헤드 슬라이더의 부상량 변화의 특성도.Fig. 6 is a characteristic diagram of the floating amount change of the head slider of Fig. 2;
도7은 도2의 헤드 슬라이더의 압력 분포도.7 is a pressure distribution diagram of the head slider of FIG.
도8은 도2의 후방 패드의 꼭지각과 부상 변동의 관계도.FIG. 8 is a relation between the vertex angle and the floating variation of the rear pad of FIG. 2; FIG.
도9는 본 발명의 제2 실시 형태의 헤드 슬라이더의 구성도.Fig. 9 is a configuration diagram of the head slider of the second embodiment of the present invention.
도10은 본 발명의 제2 실시 형태의 헤드 슬라이더의 변형예의 구성도.Fig. 10 is a configuration diagram of a modification of the head slider of the second embodiment of the present invention.
도11은 디스크리트 미디어의 구성도.11 is a block diagram of a discrete media.
도12는 종래의 헤드 슬라이더의 설명도.12 is an explanatory diagram of a conventional head slider.
도13은 종래의 헤드 슬라이더의 베어링면의 설명도.13 is an explanatory view of a bearing surface of a conventional head slider.
도14는 종래의 헤드 슬라이더의 부상량의 특성도.14 is a characteristic diagram of the floating amount of a conventional head slider.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
34 : 후방 패드34: rear pad
38 : 쐐기 형상부38: wedge shape
40 : 자기 헤드 40: magnetic head
102 : 자기 디스크(디스크리트 미디어)102: magnetic disk (discrete media)
104 : 스핀들 모터의 회전축104: axis of rotation of the spindle motor
106 : VCM(회전형 액츄에이터)106: VCM (Rotary Actuator)
108 : 아암108: arm
110 : 회전축110: rotation axis
112 : 헤드 슬라이더112: Head Slider
116 : 서스펜션116: suspension
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |