JP2000322722A - ディスク記録再生装置のスライダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浮上量が極小化し、さらにスキュー角の変化
速度（シーク速度）が高速化した場合であっても、浮上
量変動の小さいエア・ベアリング表面を有するスライダ
を提供する。 【解決手段】 ディスク記録再生装置のスライダ３は、
浮上面の流入端２１側に形成される第１のパッド３１
と、浮上面の流入端２１側に形成される第２のパッド３
２と、浮上面の流出端２２側に形成される第３のパッド
３３と、を有し、第１のパッド３１、第２のパッド３２
および第３のパッド３３の少なくとも一つは、流入端側
に形成される第１稜線７１、７２、７３を有し、第１稜
線７１、７２、７３は、流入端側に凸部を有する曲線７
１、７２、７３を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク装
置等の記憶装置に用いられるスライダに関し、特に回転
型アクチュエータを備えたハードディスク装置等の記憶
装置に用いられるスライダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハードディスク装置（以下「ＨＤ
Ｄ」という）は、記録媒体であるディスクの両面に対し
てデータの記録再生を行なうヘッドを備えている。ＨＤ
Ｄでは、ヘッドはスライダと称するセラミック材質等の
支持体に実装されており、ディスクのデータ記録面に対
して、所定の間隔を以て浮上した状態で支持されてい
る。

【０００３】ＨＤＤは、１枚あるいは数枚のディスクを
包含している。それらのディスクは互いに接触しないよ
うに間隔を空けて主軸上に積み重ねられてある。それぞ
れのディスクの表面は、見掛け上同一である。しかし実
際には、それぞれの表面は、トラックと呼ばれるパッド
区画に分割されており、そこにデータが記憶される。こ
れらのトラックは、木の年輪のように同心状の円として
配置されている。コンパクトディスクは、ＨＤＤ中のデ
ィスクと同様のトラックを有している。ＨＤＤあるいは
コンパクトディスクのトラックは、いずれも本質的に
は、４５回転のレコードの溝を置き換えたものである。
ＨＤＤ中のそれぞれのトラックは、更にセクターに分割
されており、それらが一つ同心状のトラックの中に、ま
さにセクションとなっている。

【０００４】ディスクは、金属、樹脂、ガラス等の種々
の材料から作られている。ＣＤに用いられているような
樹脂のディスクでは、レーザがデータを記憶し検索す
る。金属のディスクでは、一般にトランスとして知られ
ている電磁石によってデータを記憶し検索する。

【０００５】磁気ディスク上にデータを記憶するために
は、一般にスライダと呼ばれる小さなセラミックのブロ
ックを用いてディスク表面を磁化する。そのスライダ
は、いわゆる書込みヘッドである磁気変換器を内蔵して
いる。更に特記すると、その書き込みヘッドを内蔵する
スライダは、ディスク表面から数百ナノメータ（ｎｍ）
から数十ナノメータ（ｎｍ）の高さに浮いて、ヘッドは
いくつかの状態に励起され、その下に位置するトラック
をデータに対応するように磁化する。

【０００６】磁気ディスク上に記憶されたデータを検索
するためには、読取りヘッドを内蔵するスライダをディ
スク上で浮動させる。この時、トラック上の磁化された
部分によって、読取りヘッド内に電流が誘起される。こ
の読取りヘッドから出力される電流を解析することによ
りコンピュータシステムは、磁気ディスク上に記憶され
たデータを再生し利用することができる。いくつかのＨ
ＤＤは、別々の読取りと書込みヘッドを用いるが、現在
のほとんどのＨＤＤは、読取りと書込みの両方の動作を
する変換器を用いている。また、読み取りヘッドとして
最近は、磁気抵抗効果素子やインダクタンス素子が用い
られている。

【０００７】レコードと同様に、ディスクの両面も通
常、データまたは他のＨＤＤの操作に必要な情報を記憶
するために使われる。ディスクは積層されておりかつ互
いに間隔をあけているため、積層されたディスクの一枚
一枚の表面と裏面の両方に固有の読取り書込みヘッドを
有している。これはあたかも、両面にそれぞれレコード
針を備えたステレオが同時にレコードの両面を再生でき
るようなものである。

【０００８】回転型のアクチュエータとリニア型のアク
チュエータを備えた二種類のＨＤＤがある。回転型のア
クチュエータは、レコードプレーヤのトーンアームに似
たアクチュエータ・アームを持っている。トーンアーム
のように、そのアクチュエータ・アームは、読取り書込
みヘッドを内蔵したスライダがディスク上の色々なトラ
ックの上の位置に移動できるように回転する。

【０００９】このようにして、読取り書込みヘッドは、
データに対応するパターンにディスクの表面のトラック
を磁化したり、トラック上の磁化されたパターンを検出
したりするのに用いることができる。例えば、必要とさ
れるデータが、あるディスクの二つの異なるトラック上
に記憶されているとすると、磁気的にデータを表してい
るものを読取るために、アクチュエータ・アームは一方
のトラックから他方のトラックへと回転する。この発明
は、回転型アクチュエータ・ＨＤＤに関連するものであ
る。

【００１０】リニア型アクチュエータも、類似のアクチ
ュエータ・アームを有しているが、位置の移動は、回転
ではなく直線的動きによって行なわれる。

【００１１】ＨＤＤのアクチュエータ・アームは、その
先端にスライダが取り付けられており、その中に読取り
書込みヘッドを内蔵している。また、スライダにはパッ
ドが固定されている。ディスクが回転する時、パッドと
ディスク表面の間にエアが引き出され、それによってデ
ィスクからヘッドを離しておくための圧力がかかるよう
になっている。こうしてヘッドは、前記したように回転
するディスク上を浮動する。その浮動高度は、エア潤滑
膜の厚さであり、即ちディスク表面とヘッドとの距離で
ある。

【００１２】このように、パッドはエア・ベアリング表
面（ＡＢＳ）をなし、ヘッドとディスク記憶面との間の
自己加圧式のエア潤滑膜を形成しかつこれを維持してい
る。この膜によって、摩擦及び、ディスク回転中にヘッ
ドとディスクが機械的に接触した場合に生じる摩耗がな
くなる。

【００１３】従来のＡＢＳの設計は、基本的には、テー
パーフラット・スライダとして知られているテーパー形
状の二つのパッドから構成されている。二つのパッドの
テーパーフラットな形状は、典型的には、それぞれがテ
ーパー状の先端を持った二つ以上の平らなパッドを有し
ている。それらのパッドは延長されて、テーパー状の先
端がディスク表面の回転方向に向けられている。

【００１４】このような設計は、ディスクとスライダの
間のエアが、基本的にパッドの長さ方向に沿った一方向
に流れるため、リニア型アクチュエータ・ＨＤＤにおい
てはうまく動作する。他の言い方をするなら、このよう
な設計は、スライダの下に粘性的に引き出されたエア
が、スライダの前面から後方へパッドと平行な縦軸に沿
って流れるように、ディスクに対してスライダを配置し
た場合にうまく動作するといえる。テーパーフラット設
計の考え方は、リニア型アクチュエータを用いた、アク
セス速度の相対的に遅い、直径の大きいファイルの時代
にさかのぼる。

【００１５】今日のＨＤＤは、リニア型アクチュエータ
を用いた直径の大きいＨＤＤとは大きく異なっている。
現在のファイルは、非常に小さくてデータのアクセスも
高速である。現在のところ、ＨＤＤは、５。２５イン
チ、３。５０インチ、２。５０インチ、１。８０インチ
の直径のディスクを処理し、速いアクセス速度を得るた
めに回転型アクチュエータを備えている。主に回転型ア
クチュエータを使用していることにより、スライダの下
のエアフローはもはや本質的に一方向的ではなくなり、
スライダの縦軸に関してさまざまな角度に広がってい
る。

【００１６】加えて、アクセス中のアクチュエータの高
速探索動作が、ヘッドとディスクの間のフローが傾く原
因となっている。従って、近年の回転型アクチュエータ
・ＨＤＤにおいては、エアフローは、もはやスライダの
前方から後方へ移動する、あるいはわずかにそれから逸
れる程度とは考えられない。

【００１７】スライダの縦軸に対するエアフローの角度
は、スキュー角と呼ばれる。エアフローが、スライダの
外側の端または外にあたるようにアクチュエータ・アー
ムが位置しているときは、傾斜角は正である。スライダ
の内側の端またはハブにあたるようにアクチュエータ・
アームが位置しているときは、スキュー角は負である。
テーパーフラット設計は、そのスライダが回転型アクチ
ュエータ用ではなくむしろリニア型アクチュエータ用に
設計されているために、正または負の高スキュー角でか
つアクセス速度の速いときに浮動高度の極端な低下が起
きやすい。

【００１８】また、エアフローのねじれによって、スラ
イダが回転するために、浮動高度が全てのパッドの下で
一定ではなくなる。スライダの回転は、飛行機が方向を
変える時に、機体を傾けるのに類似している。つまり、
片方の翼を揚げて、もう一方の翼を下げる動きである。
ＨＤＤにおいては、外パッドがディスク表面から離れる
ときに正の回転が生じ、外パッドがディスク表面に近付
くときに負の回転が生じる。

【００１９】ＨＤＤにおいては、スライダの浮動高度
は、制御を必要とする重要なパラメータである。浮動高
度が上昇すると、信号振幅が小さくなり、信号対雑音比
が減少し、従って誤り率が高くなる。浮動高度が低下す
ると、ヘッドがディスク表面と接触する可能性が高くな
り、接触すれば、ヘッドとディスク表面双方の摩耗が進
み、信頼性が低下し、さらにはＨＤＤの故障の原因とも
なる。故障を引き起こすような極端なディスク表面との
接触は、クラッシュと呼ばれ、その結果データは再生不
能になる。

【００２０】スライダの回転の制御もまた重要である。
回転によってスライダの端部分が低くなると、ヘッドが
ディスク表面と接触する可能性が高くなる。スライダの
一方の端部分を持ち揚げるような回転が起きると、読取
り書込みヘッドのディスク表面からの距離が長くなり、
浮動高度が高くなったときにデータエラーを生じるのと
同様にデータエラーの原因となる。このような回転の悪
影響は、読取り書込みヘッドがその持ち揚げられる端部
分に装着されている場合に、更にひどくなる。

【００２１】従来の技術が、特開平８−２５５３３１号
公報に示されている。特開平８−２５５３３１号公報で
は、パッドのテーパ部の後端は、パッド幅が減少する位
置にあるように構成し、加工公差が浮上特性に影響しに
くくしている。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
ＨＤＤの記録密度の向上とともに浮上量が極小化し、さ
らにスキュー角の変化速度（シーク速度）が高速化して
いる。

【００２３】特開平８−２５５３３１号公報に示された
従来の構成ではシーク速度の高速化に伴い浮上量の変化
量が大きくなるので、スライダとディスクと間の接触に
よる摩耗が発生するおそれが有るという課題が生ずる。

【００２４】また、ディスク速度の高速化に伴いディス
ク内周側と外周側での浮上量変化が大きくなるという課
題が生ずる。

【００２５】さらに、浮上量が極小化した際にディスク
と接触する面積が大きくなる。特開平８−２５５３３１
号公報に示されたようなテーパ加工では、ＨＤＤの製造
の際にテーパ加工工程が必要となり、加工が複雑となる
という課題が生ずる。

【００２６】本発明の目的は、浮上量が極小化し、さら
にスキュー角の変化速度（シーク速度）が高速化した場
合であっても、浮上量変動の小さいエア・ベアリング表
面を有するスライダを提供することにある。

【００２７】本発明の他の目的は、内直径（ＩＤ）トラ
ックから外直径（ＯＤ）トラックへの浮上量の変化を最
小限にするように最適化されたスライダの設計法ならび
にスライダを提供することにある。

【００２８】本発明のさらに他の目的は、簡便な構成で
リセス境界における壁角度が異なる形状を形成できるス
ライダを提供することである。

【００２９】本発明のさらに他の目的は、エア・ベアリ
ング表面の異なる部分において異なるスキュー角の角度
で異なる圧力が生じ、ディスクの回転数及びスキュー角
による浮上量変動を最小にするスライダを提供すること
にある。

【００３０】本発明のさらに他の目的は、ディスク停止
時にスライダが停止し、ディスク始動時およびディスク
停止動作中、ディスク速度がより低速でスライダが浮上
し、ディスクとスライダの接触を抑制することの出来る
スライダを提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るディスク記
録再生装置のスライダは、記録媒体との間に生じる空気
流の上流側及び下流側に位置する流入端と流出端を有
し、かつ記録媒体に対向する浮上面を有するディスク記
録再生装置のスライダであって、前記浮上面の前記流入
端側に形成される第１のパッドと、前記浮上面の前記流
入端側に形成される第２のパッドと、前記浮上面の前記
流出端側に形成される第３のパッドと、を有し、前記第
１のパッド、前記第２のパッドおよび前記第３のパッド
の少なくとも一つは、前記流入端側に形成される第１稜
線を有し、前記第１稜線は、前記流入端側に凸部を有す
る曲線を含みそのことにより上記目的が達成される。

【００３２】前記スライダは、前記第１のパッドに対し
て前記記録媒体と逆の方向に深さを有するように形成さ
れる第１のリセスと、前記第２のパッドに対して前記記
録媒体と逆の方向に深さを有するように形成される第２
のリセスと、前記第３のパッドに対して前記記録媒体と
逆の方向に深さを有するように形成される第３のリセス
と、前記第１のリセスに対して前記記録媒体と逆の方向
に深さを有するように形成される第４のリセスとを有
し、前記第４のリセスは、前記第１のリセスと前記第２
のリセスと前記第３のリセスとのいずれよりも深く形成
され、前記第１のパッドは前記第１のリセスに位置し、
前記第２のパッドは前記第２のリセスに位置し、前記第
３のパッドは前記第３のリセスに位置してもよい。

【００３３】前記第１稜線は、円弧を含んでもよい。

【００３４】前記第１稜線は、楕円を含んでもよい。

【００３５】前記第１のパッドは、前記記録媒体の内周
側に形成され、前記第２のパッドは、前記記録媒体の外
周側に形成され、第１パッドと第２パッドとの少なくと
も一方は、前記第４のリセスとの境界に形成され、前記
第１パッドと第２パッドとの少なくとも一方は、前記内
周側に形成される段差と前記外周側に形成される段差と
の高さが異なってもよい。

【００３６】前記第１稜線は、前記第３のパッドの前記
流入端側に形成される第２稜線を含み、前記第２稜線
は、前記第４のリセスとの境界に形成される第３稜線を
含み、前記第３のパッドは、前記記録媒体の外周側に形
成される第１段差と、前記記録媒体の内周側に形成され
る第２段差とを有し、前記第１段差は、前記第２段差よ
りも高くてもよい。

【００３７】前記第１のパッドの幅をｂ、前記第２のパ
ッドの幅をｃとし、両パッド幅の比をａ＝ｂ／ｃとした
とき、ｂ≠ｃであり、かつ、前記記録媒体の内周から外
周までの前記スライダの浮上量変動が最小となるような
両パッド幅の前記比ａを有してもよい。

【００３８】前記第３のパッドは、前記スライダの浮動
量の変動が最小となるように配置されてもよい。

【００３９】前記スライダは、空気流の方向に沿う方向
の中心軸を有し、前記第３のパッドの中心は、前記中心
軸と異なる位置に配置されてもよい。

【００４０】前記スライダの空気流の方向と実質的に直
交する方向をスライダ幅方向とし、前記スライダの幅を
Ｌ２、前記第３のパッドの中心から、前記スライダの幅
方向端までの距離をＬ１としたとき、Ｌ＝Ｌ１／Ｌ２で
定義される前記第３のパッドの位置の幅比が、前記浮上
量変動が最小となる比であるように、前記第３のパッド
が配置されてもよい。

【００４１】前記スライダは、空気流の方向に沿う方向
の中心軸を有し、前記スライダは、前記中心軸上に設け
られる記録素子を備えてもよい。

【００４２】前記第１のパッド、前記第２のパッドおよ
び前記第３のパッドの少なくとも一つは、前記記録媒体
の外周側に形成される第１段差と、前記記録媒体の内周
側に形成される第２段差とを有し、前記第１段差の第１
壁角と前記第２段差の第２壁角とが異なってもよい。

【００４３】前記第１壁角は、前記第２壁角よりも小さ
くてもよい。

【００４４】前記第１のパッド、前記第２のパッドおよ
び前記第３のパッドの少なくとも一つは、前記記録媒体
の外周側に形成される第１段差と、前記記録媒体の内周
側に形成される第２段差とを有し、前記第１段差の第１
深さと前記第２段差の第２深さとが異なってもよい。

【００４５】前記第１段差は、前記第２段差よりも大き
くてもよい。

【００４６】本発明のある局面に従えば、スライダの浮
上面に設けられたリセスに設けられたパッドの流入端側
の稜線は、非直線である。これにより、スキュー角が変
化してもパッドの下方で発生する圧力を適切にでき、浮
上量変動が抑制できるばかりでなく塵等のパッドの前縁
への貯まりが防止でき、ヘッドでの記録再生特性を安定
にできるという効果を有する。

【００４７】本発明の他の局面に従えば、流入端の両パ
ッドの少なくとも一方の外周側稜線と第４のリセスの境
界を一致させ、段差の高さが異なるという構成とする。
これによりディスクの外周側での浮上量を抑制でき、ス
ライダの浮上量変動を抑制できるという効果を有する。

【００４８】本発明のさらに他の局面に従えば、流出端
パッドの流入端側の稜線の一部は、第４のリセスとの境
界であり、第３のパッドの流入端側の段差の高さがパッ
ドの幅方向において異なるという構成とする。これによ
りディスクの外周側での浮上量を抑制でき、スライダの
浮上量変動を抑制できるという効果を有する。

【００４９】本発明のさらに他の局面に従えば、スライ
ダの浮上面に設けられ、第１のパッドの幅をｂ、第２の
パッドの幅をｃとし、両パッド幅の比ａ＝ｂ／ｃとした
とき、ｂ≠Ｃであり、かつ、記録媒体の内周から外周ま
での浮上量変動が最小となる両パッド幅の比ａを有する
構成とする。これにより、パッドの幅比ａにより、スキ
ュー角による浮上量の変動量を小さく出来るスライダが
実現できるという効果を有する。

【００５０】本発明のさらに他の局面に従えば、磁気記
録素子を流出端の中心に設けて、流出端にある第３パッ
ドの中心が流出端の中心とずれる構成とする。これによ
り、第３パッドの中心位置を変えるという簡便な手法で
スキュー角による浮上量の変動量を小さく出来るスライ
ダが実現できるという効果を有する。

【００５１】本発明のさらに他の局面に従えば、記録素
子を空気流の方向に沿うスライダ中心軸上に設け、スラ
イダの空気流の方向と垂直する方向をスライダ幅方向と
し、スライダの幅Ｌ２、第３のパッドの中心から、スラ
イダの幅方向端までの距離をＬ１としたとき、Ｌ＝Ｌ１
／Ｌ２で定義される、第３のパッドの位置の幅比が、浮
上量変動が最小となる比である構成とする。これにより
ディスクの外周側での浮上量を抑制でき、スライダの浮
上量変動を抑制できるという効果を有する。

【００５２】本発明のさらに他の局面に従えば、スライ
ダの浮上面に設けられ、流入端側に設けられた第１のパ
ッドと第２のパッドと、流出端側に設けられた第３のパ
ッドとを具備し少なくとも一つのパッドの流入端側の段
差の壁角が、流れ方向と垂直する方向で異なるという構
成とする。これにより、パッドの流入端側の段差の壁角
が流れ方向と垂直する方向で異なるという簡便な手法で
スキュー角による浮上量の変動量を小さく出来るスライ
ダが実現できるという効果を有する。さらに、スキュー
角が小さい時にスライダがディスクからより低速で浮上
しスライダおよびディスクの摩耗を抑制できるという効
果を有する。

【００５３】本発明のさらに他の局面に従えば、記録媒
体との間に生じる空気流の上流側及び下流側に位置する
流入端と流出端を有し、かつ記録媒体に対向する浮上面
を有するスライダと、スライダの浮上面に設けられ、流
入端側に設けられた第１のパッドと第２のパッドと、流
出端側に設けられた第３のパッドとを具備し、少なくと
も一つのパッドの流入端側の段差の深さが、流れ方向と
垂直する方向で異なり、これにより、パッドの流入端側
の段差の深さが流れ方向と垂直する方向で異なるという
簡便な手法でスキュー角による浮上量の変動量を小さく
出来るスライダが実現できるという効果を有する。

【００５４】本発明のさらに他の局面に従えば、スキュ
ー角が小さい時にスライダがディスクからより低速で浮
上しスライダおよびディスクの摩耗を抑制できるという
効果を有する。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００５６】（実施の形態１）図１は、ＨＤＤ１００の
内部の斜視図である。図２は、ＨＤＤ１００の断面図で
ある。

【００５７】図１および図２を参照して、ＨＤＤはハウ
ジングカバー（図示せず）により覆われている。アクチ
ュエータ軸２０に回動可能に取り付けられたアクチュエ
ータ・アーム５の複数の先端部５Ａには、サスペンショ
ン１４が取り付けられている。それぞれのサスペンショ
ン１４の先端には、磁気変換器あるいは読取り書込み用
のヘッド９９（図４）を運ぶスライダ３が取り付けられ
ている。

【００５８】ハウジング７内には主軸１が装着されてい
る。主軸１には、多数のディスク２が回転可能に間隔を
あけて取り付けられている。ディスク２は、モーター８
によって回転する主軸１とともに矢印Ａで示す方向に回
転する。スライダ３の中にあって、アクチュエータ・ア
ームの組５で位置決めされるヘッド９９（図４）によっ
て、情報がディスク２上に書込まれあるいはディスク２
から読取られる。

【００５９】ディスク２のそれぞれの表面と裏面の両方
にスライダ３が設けられており、各ディスク２の表面と
裏面に情報が書き込まれあるいはディスク２から読み取
られる。ボイスコイルモータ６によって、アクチュエー
タアーム５に動力があたえられ、アクチュエータアーム
５はアクチュエータ軸２０の周りを揺動する。

【００６０】スライダ３とそれに一体化された磁気変換
器（図示せず）は、データの磁気的表示をディスク２上
のどのトラックにでも記憶できるようにディスク２の表
面上を動く。ＨＤＤ中では、この変換器の動きは、アク
チュエータ軸２０の周りの回転によるものである。アク
チュエータ・アクチュエータアーム５を回転させること
で、スライダ３及びその中の変換器は、ディスク２の表
面上のどのトラックの上にでも位置することができる。

【００６１】図３は、ディスク２の中の一枚を上から見
た詳細図である。ＨＤＤの技術としてよく知られている
ように、それぞれのディスク２には、磁気情報が記録さ
れる同心上のトラックの列がある。内直径（ＩＤ）トラ
ック１１は、データが記憶される最も内側の同心トラッ
クである。外直径（ＯＤ）トラック１０は、データが記
憶される最も外側の同心トラックである。

【００６２】図４に、スライダ３のエア・ベアリング表
面（ＡＢＳ）の形状を示す。ＡＢＳは、スライダ３の下
面に固定され、ディスク表面に向き合っている。ＡＢＳ
の形状は、型成形、エッチング、レーザ切削加工、イオ
ン粉砕加工、汎用の機械加工、あるいは他の種々の方法
によって形成される。

【００６３】スライダ３には、流入端２１、流出端２
２、内周側端２３および外周側端２４が形成される。図
４に示すように、スライダ３には、内パッド３１、外パ
ッド３２および流出端パッド３３が形成される。また、
各パッドから一段高さが低い流入端リセス４１、流出端
リセス４２が形成され、さらに高さの低い中心リセス４
３が形成される。

【００６４】流入端リセス４１には、内パッド３１と外
パッド３２が形成されており、内パッド３１と外パッド
３２の流入端２１側には一段低い流入端リセス４１が位
置している。流入端２１は、ディスク表面が回転する方
向（矢印Ｒ１方向）に向いている。回転するディスク２
の粘性効果によって、空気は流入端リセス４１の下を通
過し、内パッド３１と外パッド３２との下方へ押し込ま
れる。

【００６５】このため、内パッド３１と外パッド３２と
のそれぞれの下方においてスライダ３に対してディスク
２の方向に圧力を生じる。その結果、エア潤滑膜を形成
する。スライダ３のディスク２方向に作用する圧力を正
圧呼び、ディスク２に対してスライダ３の方向に作用す
る圧力を負圧と呼ぶ。

【００６６】中心リセス４３は、エア潤滑膜効果によっ
て揚力が生じないように、十分な深さを有するように形
成される。記録用変換器あるいは読取り書込み用のヘッ
ド９９は、通常、流出端パッド３３の後端に位置してい
る。

【００６７】流入端リセス４１は、わずかな揚力が生じ
るように所定量の深さを有するように形成される。本実
施の形態では、流入端リセス４１、流出端リセス４２
は、０。２μｍの深さを有し、中心リセス４３は、１μ
ｍの深さを有する。

【００６８】第１のパッドである流入端の内パッド３１
と第２のパッドである外パッド３２とは、流入端の内側
に位置する内周側端２３と外側外側に位置する内周側端
２４とにそれぞれ形成される。内パッド３１と外パッド
３２との両パッドの流入側稜線７１および７２は円弧状
の形状を有する。また、流出端２２側に第３のパッドで
ある流出端パッド３３が形成される。流出端パッド３３
の流入端側の稜線７３は円弧状の形状を有する。

【００６９】図４には、縦軸６０も示している。スライ
ダ３の縦軸６０に対するエアフローの角度は、スキュー
角と呼ばれる。スキュー角は、回転アクチュエータ軸２
０へのアクチュエータアーム５の取付け位置に依存す
る。スキュー角はＩＤトラック１１からＯＤトラック１
０までの間で大きく変化する。また、スキュー角は、正
にも負にもなる。エアフローが矢印Ｅに示す方向からス
ライダ３の外周側端２４にあたるようにアクチュエータ
アーム５が位置している場合は、スキュー角は正である
という。エアフローが矢印Ｆに示す方向からスライダ３
の内周側端２３にあたるようにアクチュエータアーム５
が位置している場合は、スキュー角は負であるという。
それぞれの場合のエアフローの方向を矢印Ｅ、矢印Ｆで
示している。スキュー角が正のエアフローを矢印Ｅで示
し、スキュー角が負の方向のエアフローを矢印Ｆで示
す。

【００７０】実施の形態１においては、回転型アクチュ
エータ・アクチュエータアーム５は、ＩＤトラック１１
においてスキューが正の最大角度になり、ＯＤトラック
１０において負の最小角度となるように設置されてい
る。アクチュエータアーム５の回動により、エアフロー
の流入方向が異なり、かつ全てのパッド（内パッド３
１、外パッド３２および流出端パッド３３）の下で流入
速度も一定ではなくなる。

【００７１】本実施の形態１においては、ディスク２の
回転数は、一定である。このため、ＩＤトラック１１と
ＯＤトラック１０との間のディスク半径の変動により、
スライダ３の下方でのディスク速度が異なり、空気の流
速が異なっている。ＩＤトラック１１では最低速度とな
り、ＯＤトラック１０では最高速度となる。

【００７２】揺動型アクチュエータＨＤＤのディスク２
の表面上をＩＤトラック１１からＯＤトラック１０へと
スライダ３が浮動する時、内パッド３１、外パッド３２
および流出端パッド３３の形状によって、エア潤滑膜の
圧力分布の形が決定される。スライダがＩＤトラック１
１上に位置する時のエア潤滑膜の圧力分布の形状を図５
に示す。図５から明らかなように、内パッド３１、外パ
ッド３２および流出端パッド３３では、エア潤滑膜によ
りスライダ３の下方に正圧が発生する。また、流入端リ
セス４１の稜線８１、８２、８３、８４および８５では
負圧が発生する。

【００７３】スライダ３は、内パッド３１、外パッド３
２および流出端パッド３３と流入端リセス４１、流出端
リセス４２および中心リセス４３等で発生するエア潤滑
膜による正圧と、エア潤滑膜による負圧と、サスペンシ
ョン１４による押し付け力とによりつりあい、ディスク
２から所定量浮上して保持される。

【００７４】各パッドの形状は、スキュー角に対する浮
動高度及びその浮動高度の変動が最小になるような圧力
分布を生じるよう設計されている。内パッド３１、外パ
ッド３２および流出端パッド３３で発生した圧力は、ス
ライダ３を浮上させる浮上力である。その圧力の発生具
合が、内パッド３１、外パッド３２および流出端パッド
３３の各形状および形成される位置により決められる。

【００７５】本実施の形態の流入端の内パッド３１およ
び外パッド３２の内周側の流入側稜線７１および７２は
円弧である。このように円弧状に内パッド３１および外
パッド３２を形成することにより、スキュー角によっ
て、内パッド３１および外パッド３２の下方で空気の流
れる距離が異なるので、発生する圧力を調整することが
できる。

【００７６】スキュー角が０度または負の場合には、各
パッド３１および３２での空気の流れる方向に関する稜
線から円弧の中心までの距離は、スキュー角によらず一
定となる。この稜線から円弧の中心までの距離が、各パ
ッド３１および３２下での空気の流れる距離となる。稜
線から円弧の中心までの距離がスキュー角によらず一定
となるので、スキュー角の変化に起因する圧力変動の発
生を抑制することができる。各パッド３１、３２の半径
を調整する事により、両パッド３１、３２で発生する圧
力を調整することができる。各パッド３１、３２の円弧
の中心位置を調整する事によっても両パッド３１、３２
で発生する圧力を調整することができる。

【００７７】また、内パッド３１の内周側の流入側稜線
７１は、浅い第１のリセス４１との境界であり、内パッ
ド３１の中心軸６０側の稜線８２は、深い中心リセス４
３との境界である。また、外パッド３２の内周側稜線７
２は円弧であるとともに浅い第１のリセス４１との境界
であり、外周側稜線は、外側稜線２４との境界と一致す
る。これら稜線での段差の壁角は、リセスの深さに依存
し、深い中心リセス４３との境界では、垂直（０度）に
近く、浅い第１のリセス４１との境界では、中心リセス
４３との境界での壁角よりも大きくなだらかとしてい
る。

【００７８】したがって、内パッド３１および外パッド
３２の内周側の稜線７１および７２では、段差壁角は大
きくなだらかであり、外周側での稜線８２および２４の
段差壁角は小さい（垂直に近い）。このため、外周側か
ら高速なエアーフローＥが壁面に衝突し、内パッド３１
および外パッド３２の下方に流れにくい。この結果、内
パッド３１および外パッド３２で発生する圧力を抑制す
る効果がある。一方内周側から流入するエアーフローＦ
は段差壁角が大きいため内パッド３１および外パッド３
２の下方に流れやすいので、内パッド３１および外パッ
ド３２では正の圧力が発生しやすい。

【００７９】内パッド３１と外パッド３２との位置は、
ディスク２の回転中心に対して、半径の差が存在するた
め、内パッド３１と外パッド３２とにおける空気の速度
が異なる。第１のパッドの幅をｂ、第２のパッドの幅を
ｃとし、この比をａとした際に、この幅の比ａを各種変
化させた際の半径と浮上量の関係を図６に示す。横軸
は、半径であり、縦軸は浮上量である。半径が小さい方
が内周であり、大きい方が外周である。

【００８０】図６から明らかなように、浮上量はａに依
存しａ＝１．５４の場合は、内周から外周までの浮上量
の差（浮上量変動）がもっとも小さく、ａ＝１．２５で
は、浮上量変動が大きい。

【００８１】この幅の比ａと浮上量変動の関係を図７に
示す。第１のパッドと第２のパッドの幅の比により浮上
量変動が異なり、図７から明らかなように、幅比ａ＝
１．５４で浮上量変動が最小となる。このように、内パ
ッド３１と外パッド３２との幅が異なり、図７に示した
ように、浮上量変動が最小になる幅の比ａでパッドの幅
を設定することにより、内パッド３１と外パッド３２で
発生した浮動力の差が抑制できる。このため、スライダ
３の浮上変動を最小とすることができる。

【００８２】半円形状の流出端パッド３３は、流出端２
２側に形成される。また、流出端パッド３３は、流出端
パッド３３より一段低い半円弧状の流出端リセス４２上
に形成される。空気の流入方向によって流出端リセス４
２の下方を空気が流れる距離が変化するように、流出端
パッド３３の円心と流出端リセス４２の円心は一致せず
ずれている。また、流出端パッド３３の流入側の稜線７
３は外周側部７３Ａが流出端リセス４２の稜線７６と一
致するように形成される。

【００８３】本構成でスキュー角が変化したときの、ス
ライダ３の動作について説明する。スキュー角が負の場
合（矢印Ｆから空気が流入する場合）は、流出端リセス
４２の下方で空気の流れる距離は、長い。スキュー角が
大きくなるほど、稜線７６と稜線７３で挟まれた流出端
リセス４２の下方で空気の流れる距離は短くなる。した
がって、スキュー角が大きいほど、空気の流れる距離が
短いため流出端リセス４２の下方で発生する圧力は低く
なる。

【００８４】また、流出端パッド３３の流入端側の稜線
７３の外周側は、深い中心リセス４３と境界を形成して
おり、内周側は浅い流出端リセス４２と境界を形成して
いる。

【００８５】図４におけるＡ−Ａ断面の流出端パッド３
３近傍の要部断面拡大図を図８に示す。流出端パッド３
３の内周２３側は、流出端リセス４２と浅い段差の壁面
３３Ａが形成される。外周側では深い中心リセス４３と
の壁面３３Ｂが形成される。また、壁面角度θＡは内周
側の壁面３３Ａでは大きくなだらかとなり、外周側の壁
面３３Ｂでは、壁角θＢは小さく急となるように流出端
パッド３３は形成される。

【００８６】流出端パッド３３の外周側は段差Ｈ１が高
く、内周側では段差Ｈ２が低いため、スキュー角が大き
い時、つまり、外周側から空気が流れる場合は、流出端
パッド３３への空気の流入は少なくなる。また、スキュ
ー角が小さい場合は、段差Ｈ２が浅いため、流出端パッ
ド３３への空気の流入は多くなる。このように流出端パ
ッド３３の空気流入側の稜線７３の一部（外周側部７３
Ａ）を深い中心リセス４３の境界７６と一致させたこと
により、スキュー角が大きくなるほど、つまり、外周側
からの空気の流入に対して、正の圧力が発生しにくくな
る。逆に内周側からの空気の流入に対して、正の圧力が
発生しやすい。

【００８７】また、流出端パッド３３と深い中心リセス
４３との間の壁面３３Ｂの壁角は垂直（０度）に近く、
流出端パッド３３と浅い流出端リセス４２との間の壁面
３３Ａの壁角はなだらかに構成している。

【００８８】スキュー角が大きい場合、壁面３３Ｂの壁
角が小さいため（０度に近いため）空気は壁面３３Ｂに
衝突し流出端パッド３３の下方に空気が流れ込みにくく
なる。したがって、流出端パッド３３の下方での圧力の
発生が抑制される。また、スキュー角が小さい場合、壁
面３３Ａの壁角が大きいため、空気は容易に流出端パッ
ド３３の下方に流れ込み圧力が発生しやすくなる。

【００８９】また、スキュー角が小さい場合、壁面３３
Ａの壁角が大きいため、空気は容易に流出端パッド３３
の下方に流れ込み圧力が発生しやすくなる。スキュー角
が小さい場合、つまりＩＤトラック１１側でディスク停
止時にスライダ３がディスク２上に停止し、ディスク始
動およびディスク停止動作によりスライダ３が浮上する
いわゆるＣＳＳ方式では、ディスク２の回転による空気
流が流出端パッド３３の下方に流れ込む。スキュー角が
小さい場合の空気の流入方向の壁面３３Ａの壁角は大き
いため、空気が流出端パッド３３の下方により流れ込み
やすくなり、流出端パッド３３の下方で発生する圧力
は、ディスク速度がより低速で高くなる。このためディ
スク速度がより低速でスライダ３が浮上する。より低速
でスライダが浮上するため、ディスク２とスライダ３の
接触を抑制することが出来、スライダおよびディスクの
摩耗が低減できる。

【００９０】内パッド３１、外パッド３２においても、
スキュー角が小さい場合の壁角を大きく設定しているた
め、同様の効果が得られる。

【００９１】また、本実施の形態では、スライダ３の空
気流れ方向の中心軸６０に対して、非対称形状を採用し
ている。記録素子９９は、中心軸６０の流出端に設け
る。パッドの位置によってスライダ３の内周側と外周側
の浮上量の差を調整する。パッドが外周側にあれば外周
側の浮上量が増加し、逆に内周側にあれば内周側の浮上
量が増加する。

【００９２】流出端パッド３３の内周側からの距離を種
々変化させシミュレーションした結果を図９に示す。流
出端パッド３３の位置により、ＩＤトラック１１とＯＤ
トラック１０での浮上量変動が異なる。

【００９３】この浮上量変動と流出端パッド３３との位
置の関係を図１０に示す。スライダの幅をｌ２、流出端
パッド３３の中心の内周側端からの距離ｌ１とし、ｌ１
とｌ２との比をＬとする。図９から明らかなように、流
出端パッド３３の位置により、浮上量変動が異なり、浮
上量変動が最小になる幅比Ｌが存在する。

【００９４】図１０に流出端パッド３３の位置と浮上量
変動の関係を示す。本実施の形態では、幅比Ｌ＝０．５
４の状態でもっとも浮上量変動が小さくなる。このよう
に浮上量変動が最小となる幅比Ｌとなる位置に流出端パ
ッド３３を設けることにより、スライダ３の浮上量変動
を最小にすることができる。

【００９５】（実施の形態２）本発明は、実施の形態１
で示したＡＢＳ形状に限定するものではなく、図１１に
示すスライダ１０３によってもいくつかの課題は克服で
きる。

【００９６】図１１には、パッドの流入端稜線は円弧で
はなく、任意な曲線で形成している。このような構成で
あっても、第１のパッド１３１の幅ｂ１、第２のパッド
１３２の幅ｃ１との幅比ｂ１／ｃ１を浮上量変動が最小
となるように設定することにより、スキュー角による影
響の少ないスライダを提供することが可能である。

【００９７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、スライダ
浮上量が小さくシーク速度が高速であっても、浮上量の
変化量が小さいという優れた効果を奏する。

【００９８】また本発明によれば、スライダとディスク
の接触による摩耗を抑制できるという優れた効果を奏す
る。

【００９９】さらに本発明によれば、内直径（ＩＤ）ト
ラックから外直径（ＯＤ）トラックへの浮上量の変化を
最小限にするよう最適化されたスライダの設計法ならび
にスライダを提供できるという優れた効果を奏する。

【０１００】さらに本発明によれば、エア・ベアリング
表面の異なる部分が、異なるスキュー角の角度において
異なる圧力を有し、ディスクの回転数及びスキュー角に
よる浮上量変動を最小できるという優れた効果を奏す
る。

【０１０１】さらに本発明によれば、ディスク停止時に
スライダが停止し、ディスク始動時およびディスク停止
動作中、ディスク速度がより低速でスライダが浮上し、
ディスクとスライダの接触を抑制できるという優れた効
果を奏する。

【０１０２】さらに本発明によれば、スライダのテーパ
加工工程が必要ないという優れた効果が得られ、リセス
境界における壁角度を一般加工精度で加工できるスライ
ダを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１のＨＤＤの斜視図。

【図２】実施の形態１のＨＤＤの断面図。

【図３】実施の形態１のディスク２の中の一枚を上から
見た詳細図。

【図４】実施の形態１のスライダ３のエア・ベアリング
表面（ＡＢＳ）の形状を説明する図。

【図５】実施の形態１のスライダがＩＤの時のエア潤滑
膜の圧力分布の形状を示す図。

【図６】実施の形態１の第１および第２のパッドの幅比
と浮上量の関係を示すグラフ。

【図７】実施の形態１の第１および第２のパッドの幅比
と浮上量変動の関係を示すグラフ。

【図８】実施の形態１の流出端パッド３３近傍の要部断
面拡大図。

【図９】実施の形態１の流出端パッド位置の幅比と浮上
量の関係を示すグラフ。

【図１０】実施の形態１の流出端パッド位置の幅比と浮
上量変動の関係を示すグラフ。

【図１１】実施の形態２のスライダ３のエア・ベアリン
グ表面（ＡＢＳ）の形状を説明する図。

【符号の説明】

１ 主軸 ２ ディスク ３ スライダ ５ アクチュエータ・アーム ６ ボイスコイルモータ ７ ハウジング ８ モーター １０ 外直径（ＯＤ）トラック １１ 内直径（ＩＤ）トラック １４ サスペンション ２０ アクチュエータ軸 ２１ 流入端 ２２ 流出端 ２３ 内周側端 ２４ 外周側端 ３１ 内パッド ３２ 外パッド ３３ 流出端パッド ４１ 流入端リセス ４２ 流出端リセス ４３ 中心リセス ９９ ヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 薫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D042 NA02 PA01 PA05 QA02 QA03

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体との間に生じる空気流の上流側
   及び下流側に位置する流入端と流出端を有し、かつ記録
   媒体に対向する浮上面を有するディスク記録再生装置の
   スライダであって、 前記浮上面の前記流入端側に形成される第１のパッド
   と、 前記浮上面の前記流入端側に形成される第２のパッド
   と、 前記浮上面の前記流出端側に形成される第３のパッド
   と、 を有し、 前記第１のパッド、前記第２のパッドおよび前記第３の
   パッドの少なくとも一つは、前記流入端側に形成される
   第１稜線を有し、 前記第１稜線は、前記流入端側に凸部を有する曲線を含
   むディスク記録再生装置のスライダ。
2. 【請求項２】 前記スライダは、前記第１のパッドに対
   して前記記録媒体と逆の方向に深さを有するように形成
   される第１のリセスと、 前記第２のパッドに対して前記記録媒体と逆の方向に深
   さを有するように形成される第２のリセスと、 前記第３のパッドに対して前記記録媒体と逆の方向に深
   さを有するように形成される第３のリセスと、 前記第１のリセスに対して前記記録媒体と逆の方向に深
   さを有するように形成される第４のリセスとを有し、 前記第４のリセスは、前記第１のリセスと前記第２のリ
   セスと前記第３のリセスとのいずれよりも深く形成さ
   れ、 前記第１のパッドは前記第１のリセスに位置し、 前記第２のパッドは前記第２のリセスに位置し、 前記第３のパッドは前記第３のリセスに位置する、請求
   項１に記載のディスク記録再生装置のスライダ。
3. 【請求項３】 前記第１稜線は、円弧を含む、請求項１
   記載のディスク記録再生装置のスライダ
4. 【請求項４】 前記第１稜線は、楕円を含む、請求項１
   記載のディスク記録再生装置のスライダ
5. 【請求項５】 前記第１のパッドは、前記記録媒体の内
   周側に形成され、 前記第２のパッドは、前記記録媒体の外周側に形成さ
   れ、 第１パッドと第２パッドとの少なくとも一方は、前記第
   ４のリセスとの境界に形成され、 前記第１パッドと第２パッドとの少なくとも一方は、前
   記内周側に形成される段差と前記外周側に形成される段
   差との高さが異なる、請求項２に記載のディスク記録再
   生装置のスライダ。
6. 【請求項６】 前記第１稜線は、前記第３のパッドの前
   記流入端側に形成される第２稜線を含み、 前記第２稜線は、前記第４のリセスとの境界に形成され
   る第３稜線を含み、 前記第３のパッドは、前記記録媒体の外周側に形成され
   る第１段差と、前記記録媒体の内周側に形成される第２
   段差とを有し、 前記第１段差は、前記第２段差よりも高い、請求項２に
   記載のディスク記録再生装置のスライダ。
7. 【請求項７】 前記第１のパッドの幅をｂ、前記第２の
   パッドの幅をｃとし、両パッド幅の比をａ＝ｂ／ｃとし
   たとき、 ｂ≠ｃであり、かつ、前記記録媒体の内周から外周まで
   の前記スライダの浮上量変動が最小となるような両パッ
   ド幅の前記比ａを有する、請求項１に記載のディスク記
   録再生装置のスライダ。
8. 【請求項８】 前記第３のパッドは、前記スライダの浮
   動量の変動が最小となるように配置される、請求項１に
   記載のディスク記録再生装置のスライダ。
9. 【請求項９】 前記スライダは、空気流の方向に沿う方
   向の中心軸を有し、 前記第３のパッドの中心は、前記中心軸と異なる位置に
   配置される、請求項８に記載のディスク記録再生装置の
   スライダ。
10. 【請求項１０】 前記スライダの空気流の方向と実質的
    に直交する方向をスライダ幅方向とし、前記スライダの
    幅をＬ２、前記第３のパッドの中心から、前記スライダ
    の幅方向端までの距離をＬ１としたとき、 Ｌ＝Ｌ１／Ｌ２で定義される前記第３のパッドの位置の
    幅比が、前記浮上量変動が最小となる比であるように、
    前記第３のパッドが配置される、請求項８に記載のディ
    スク記録再生装置のスライダ。
11. 【請求項１１】 前記スライダは、空気流の方向に沿う
    方向の中心軸を有し、 前記スライダは、前記中心軸上に設けられる記録素子を
    備える、請求項８に記載のディスク記録再生装置のスラ
    イダ。
12. 【請求項１２】 前記第１のパッド、前記第２のパッド
    および前記第３のパッドの少なくとも一つは、前記記録
    媒体の外周側に形成される第１段差と、前記記録媒体の
    内周側に形成される第２段差とを有し、 前記第１段差の第１壁角と前記第２段差の第２壁角とが
    異なる、請求項１に記載のディスク記録再生装置のスラ
    イダ。
13. 【請求項１３】 前記第１壁角は、前記第２壁角よりも
    小さい、請求項１２に記載のディスク記録再生装置のス
    ライダ。
14. 【請求項１４】 前記第１のパッド、前記第２のパッド
    および前記第３のパッドの少なくとも一つは、前記記録
    媒体の外周側に形成される第１段差と、前記記録媒体の
    内周側に形成される第２段差とを有し、 前記第１段差の第１深さと前記第２段差の第２深さとが
    異なる、請求項１に記載のディスク記録再生装置のスラ
    イダ。
15. 【請求項１５】 前記第１段差は、前記第２段差よりも
    大きい、請求項１４に記載のディスク記録再生装置のス
    ライダ。