JPH03241577A - 浮動ヘッドスライダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、磁気記録媒体に対して流体軸受作用により浮
上力を得る浮動ヘッドスライダに関する。

（従来の技術） 磁気ディスク装置には、磁気記録媒体上の走行によって
生じる動圧を利用して磁気記録媒体との間に微小な隙間
を保って浮上する浮動ヘッドスライダが用いられている
。

上記した磁気ディスク装置は、近年大容量化、高速化高
信頼性化の開発が進められている。このため磁気ディス
ク装置に使用されるヘッドスライダへの要求性能は高く
なっている。これらの要求性能として、次のようなもの
がある。■高速シーク（ディスク半径方向へのヘッドス
ライダ移動）の際に作用する慣性力によるヘッドスライ
ダの浮上変動を小さくする。■ゾーンビットレコーデン
グの際に有利な浮上変化特性（理想的にはディスク内外
周での浮上量が一定）を示すようにする。

特に、ヘッドスライダとディスク接線方向とのなすスキ
ュー角が大きい状態において有用である。

これらの要求性能を満足するために改善されたヘッドス
ライダが米国特許４６７３９９６号明細書、特公昭６３
−２１２７１号で提案されている。

これらのヘッドスライダの基本的な構成は、ヘッドスラ
イダのサイドエツジにＴＰＣ（）ランスバース・プレッ
シャー・カウンタ）と呼ばれる動圧発生部（主な形状は
、ステップ、テーパ）を設けた構造となっている。

第７図には上記従来のヘッドスライダが示されている。

この浮動ヘッドスライダ２はスライダ１と磁気記録再生
素子３とで構成されている。図示しない磁気記録媒体と
対向した一方の面（第７図において下面側）には一対の
軸受部５．７が平行に形成されている。これらの軸受部
５．７の一方の端部にはテーパ部９．１１が形成されて
いる。

またこれらの軸受部５．７の他方の端部側面には、磁気
記録再生素子３が設けられている。この磁気記録再生素
子３は磁気記録媒体に記憶された情報を再生したり、磁
気記録媒体へ情報を記録したりするためのものである。

また軸受部５．７の幅方向両側部には、磁気記録媒体面
から離れる方向へ後退した段差面１７．１９．２１．２
３、が形成されている。

上記構成の従来のヘッドスライダによれば、近年要望さ
れるシーク速度の増加によって軸受部５．７での動圧発
生力が減少してしまうという問題を、段差面１７．２１
を設けることによる発生動圧の増加により解決している
。そしてヘッドスライダの浮上量の低下を防止するとと
もに、ヘッドスライダのスキュー角が増加した場合にお
ける浮上量の低下をも補って、磁気記録媒体の広いデー
タ領域で浮上量変化を小さくすることが出来る。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来のヘッドスライダは静的特性上は、高
記録密度に適した特性を有している。

ところが、さらに高記録密度化に対応するため、浮上量
を０．１　ｃμｍ］程度に小さくしてスペーシングロス
を減少させようとすると、以下に示す問題が生じる。

浮上量を小さくするためには、基本的には軸受部の幅を
狭くする必要があり、スキュー角の増加に伴い、ヘッド
スライダ全体の発生圧力に占める段差部での発生圧力の
割合が急増する。この現象はスキュー角が００の時には
軸受部の幅方向中央部がその圧力の中心であったのが、
スキュー角の増加に伴い圧力中心が正圧発生側端部の方
に大きく移動することを意味する。これによりヘッドス
ライダはローリング方向（ディスク内周側および外周側
でのヘッドスライダの傾き）に傾いてしまい、クラッシ
ュを生じ易くなる。

また軸受部の幅を狭くせずにスライダ押付は荷重を大き
くすることにより浮上量を下げることも考えられるが、
このような構成ではＣＳＳ　（コンタクト　スタート／
ストップ）特性が著しく悪化し、ヘッドスライダの耐久
性が劣化してしまう。

スキュー角Ｏ″のときには一般的に使われているテーパ
フラット形スライダと同じく、流入側（テーパ端近傍）
と流出側とにそれぞれ圧力ピークを生じ、ピッチング方
向（ディスク回転方向に沿う方向）の浮上量の変動に強
い圧力分布となっているが、スキュー角が大きくなり、
段差部での正圧発生力が大きくなると、圧力分布が走行
方向（ディスク回転方向）に−様に近づき、外乱にょリ
ピッチング方向のモーメントが加わるとヘッドスライダ
が大きく変位し、クラッシュを生じ易くなる。

従って、上記従来の浮動ヘッドスライダは耐久性、浮上
安定性に優れた浮動ヘッドスライダを実現することが出
来なかった。

本発明は上記事実を考慮し、高密度記録、高速シークを
実現することが出来ると共に、ヘッドクラッシュを起こ
すことがない浮動ヘッドスライダを提供することが目的
である。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明では、磁気記録媒体に対
して対向面に少なくとも４箇所に軸受部を設け、これら
の軸受部の少なくとも一方の側端部に磁気記録媒体から
離れる方向へ軸受部より後退した段差面を形成したこと
を特徴としている。

（作用） 上記構成の本発明によれば、少なくとも４箇所に浮′動
ヘッドスライダの磁気記録媒体と対向する面に設けられ
た軸受部の少なくとも一方の側端部に形成された段差面
によって、浮動ヘッドスライダの浮上量を下げた場合で
も、軸受部の幅方向寸法を小さくする必要がなく、スキ
ュー角の増加に伴う軸受面での発生圧力の中心移動を、
段差部で発生する圧力で相殺作用により小さく抑えるこ
とが可能となる。また段差部をスライダの流入側、流出
側に設けるため、スキュー角の増加により段差部での発
生圧力が増加しても圧力分布が走行方向に一様に近ずく
ことはなく、ピッチング方向の空気ばね定数はあまり低
下しない。すなわち空気の流入側および流出側に圧力の
ピークが存在するので、ローリング方向およびピッチン
グ方向への移動が少なくなり浮動ヘッドスライダを安定
化することが出来る。

従って、へ゛ラドクラッシュを起こしに＜＜、高信頼性
を有した高密度記録・高シークを実現出来る浮動ヘッド
スライダを提供することが出来る。

（実施例） 第１実施例 以下、本発明に係る浮動ヘッドスライダの第１実施例に
ついて、第１図乃至第６図を用いて説明する。浮動ヘッ
ドスライダ２５は、第６図に示されるように、揺動可能
に支持されたアーム２７の先端部に固着されている。こ
のアーム２７は板ばね等の弾性体で形成されており、所
定の圧力で浮動ヘッドスライダ２５を磁気ディスク２９
（磁気記録媒体）面へ押圧している。この浮動ヘッドス
ライダ２５には磁気記録再生素子５３が設けられディス
ク２つへ記録された情報を再生したり、ディスク２９へ
情報を記録したりすることができる。

第１図に示されるように、浮動ヘッドスライダ２５は矩
形状に形成されており、その一方の面（第１図において
下面側、すなわちディスク２つの上面に対向する面）に
は２組合針４個の軸受部３１．３３．３５．３７が設け
られている。

軸受部３１．３３は空気の流入側に配置されており、軸
受部３５．３７は空気の流出側に配置されている。これ
らの軸受部３１．３３の先端部には上方へ向けて傾斜し
た傾斜部３９．４１が形成されている。これらの傾斜部
３つ、４１は浮動ヘッドスライダ２５の空気流入側の下
端部に形成された傾斜部４３と連続している。

これらの傾斜部４３．３９．４１は浮動ヘッドスライダ
２５とディスク２つとの間へ流入する空気の圧力を上昇
させるためのものである。

軸受部３１．３３．３５．３７の幅方向両側部には、軸
受部３１．３３．３５．３７の軸受面より微少量（０，
５〜２［μｍ］）ディスク１９面から離れる方向へ後退
させて段差面である後退部４５が形成されている。

また軸受部３１．３５と軸受部３３．３７との間には、
後退部４５よりさらにディスク２９面から離れる方向へ
後退した凹部４７が形成されている。

ここで、上記のようにディスク２９との対向面側に軸受
部が形成された浮動ヘッドスライダ２５を用いて、スキ
ュー角（ヘッドスライダとディスク接線方向とのなす角
）に対する最小浮上量の変化及びローリングモーメント
の測定結果を、第２図（ａ）、第２図（ｂ）及び第３図
（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。

なお、ディスク２９と対向する浮動ヘッドスライダ２５
の大きさを（Ｌ−２，８５［ｍｍｌ　）　Ｘ（Ｗ−２，
２４［ｍｍ］　）とし、ディスク２９への浮動ヘッドス
ライダ２５の押し付は荷重をＣ８Ｓ耐久性が悪化しない
７．５　［ｇｆ］とする。また浮動ヘッドスライダ２５
は第６図に示されるようにディスク２つ上を半径方向（
図示矢印Ａ方向）へ移動し、デイイス２つは第６図反時
計方向（図示矢印Ｂ方向）へ回転する。

第２図（ａ）は浮動ヘッドスライダ２５がディスク２つ
の最内周側から最外周側まで移動した場合の浮動ヘッド
スライダ２５の浮上量の変化を示している。

この第２図（ａ）において、実線で示される曲線は本実
施例の浮動ヘッドスライダ２５での結果を示し、点線で
示される曲線は従来の浮動ヘッドスライダでの結果を示
す。

第２図（ａ）において、最内周と最外周との中開位置す
なわち、ディスク２９の半径方向中間位置での浮動ヘッ
ドスライダ２５の浮上量は、従来例とそれ程変りがない
。また最内周では、本実施例の浮動ヘッドスライダ２５
の浮上量の変化が半径方向中間位置でのものに対して大
きく、最外周では、半径方向中間位置でのものとそれ程
変りがない。

また第２図（ｂ）には、浮動ヘッドスライダ２５がディ
スク２つの最内周から最外周まで移動するときのローリ
ング方向へ付与されるモーメント（ローリングモーメン
ト）の変化が示されている。

この図において実線は本実施例の浮動ヘッドスライダ２
５での結果を示し、点線は従来の浮動ヘッドスライダで
の結果を示す。

第２図（ｂ）において、ディスク２９の半径方向中間位
置でのモーメントを０として基準点とすると、最外周で
は従来の浮動ヘッドスライダの約半分のモーメントとな
り、最内周の場合でも従来の約半分程度となっている。

従って、浮動ヘッドスライダ２５がディスク２９の半径
方向へ移動するときのスキュー角の変化に伴うローリン
グ方向のモーメントによる傾きが、本実施例では小さく
なり、浮動ヘッドスライダ２５が安定化する。

また、第３図（ａ）、（ｂ）には、スキュー角１５＠に
おいて浮動ヘッドスライダ２５に作用する圧力Ｐの分布
状態が示されている。第３図（ａ）には本実施例の構成
の浮動ヘッドスライダ２５の場合の圧力分布を示し、第
３図（ｂ）には従来の構成の浮動ヘッドスライダの場合
の圧力分布が示されている。なお、これらの図において
太夫中Ｃは空気の流入方向を示している。

第３図（ａ）の圧力分布では、空気の流入側及び流出側
で圧力のピークが存在しており、圧力ピークが明瞭に示
されている。これに対して、第３図（ｂ）では圧力のピ
ークが流出側、流入側で明瞭ではなく、圧力分布が走行
方向（矢印Ｃ方向）に対して一様に近いものとなってい
る。このため外乱によりピッチング方向のモーメントが
付与されると大きく変位しヘッドクラッシュを生じ易く
なる。

従って、本実施例の浮動ヘッドスライダでは、従来の浮
動ヘッドスライダと比較して、ピッチング方向の空気ば
ね定数が向上している。

次に第１実施例の作用について説明する。

第６図に示されるように、アーム２７で支持された浮動
ヘッドスライダ２５はディスク２９面上へ所定の圧力で
載置される。

この状態から、ディスク２９を回転させると流体軸受作
用により浮動ヘッドスライダ２５が浮上する。そしてア
ーム２７を揺動させて、ディスク２９の外周から内周へ
及び内周から外周へ浮動ヘッドスライダ２５を移動させ
ることにより、任意の位置で情報の記録や再生を行う。

この場合本実施例の浮動ヘッドスライダ２５は、浮上量
すなわち軸受ｇ５３１．３３．３５．３７とディスク２
つの上面との距離を小さくすることが出来る。これは、
本実施例の浮動ヘッドスライダ２５はディスク２９との
対向面の４１１所に軸受部を形成し、これらの軸受部か
ら後退した段差面を形成したためである。そして、第３
図（ａ）に示されるように、空気の流入側及び流出側で
圧力のピークが存在し、浮動ヘッドスライダ２５の安定
性が向上するので、内周側および外周側での浮動へッド
スダイダ２５の傾き（ローリング方向）が小さくなり、
浮上量を小さくすることが可能となる。

以上説明したように、本実施例では、浮動ヘッドスライ
ダ２５のディスク２９への対向面側に４個の軸受部を形
成し、これらの軸受部よりディスク面より後退した段差
面を設けたので、浮動ヘッドスライダ２５のディスク２
９面からの浮上量を小さくすることが出来、スペーシン
グロスを削減することが出来る。これにより高密度記録
が可能となる。

さらに、浮上量を小さくすることが出来ることから、高
記録密−度が実現できる。またヘッドスライダ２５の安
定性が向上することにより、高速シーク時の加速度など
の外乱が加わってもヘッドクラッシュを起こすことがな
くなり、高信頼性の浮動ヘッドスライダを実現すること
が出来る。

次に他の実施例について説明する。なお第１実施例と同
構成部分については図面に同符号を付して説明を省略す
る。

第２実施例 第２実施例について第４図を用いて説明する。

第４図に示されるように、第２実施例の浮動ヘッドスラ
イダ５５は第１実施例の傾斜部３つ、４１．４３をなく
して、後退部４５で、傾斜部３９．４１．４３の代りを
させた実施例である。

本実施例によれば、第１実施例と同様な効果が得られる
。また第２実施例によれば、浮き上がり特性は第１実施
例より劣るが、微細な成型を必要としないので、安定し
た浮上量を得ることのできる高精度なスライダを提供す
ることが出来る。

また第２実施例の浮動ヘッドスライダ５５は形状精度が
必要な部分はすべてドライエツチング加工することが出
来る。

第３実施例 第３実施例について第５図を用いて説明する。

第５図に示されるように本第３実施例の浮動ヘッドスラ
イダ５７は、第１実施例の浮動ヘッドスライダ２５に、
走行方向中央部に、走行方向と直行する方向に沿って溝
部５１が形成されている。

本実施例によれば、溝部５１での正負圧の発生はなく、
４１所の軸受部３１．３３．３５．３７での正圧発生の
みとなる。

なお、上記各実施例では、４か所の軸受部が形成された
浮動ヘッドスライダの例を示したが、本発明はこれに限
らず空気の流入側および空気の流出側に４か所の軸受部
を形成してよい。

さらに上記各実施例では、軸受部の周囲に段差部を設け
た例を示したが、これに限らず少なくとも一方の側端部
に段差面が形成されていれば良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、軸受部を磁気記
録媒体への対向面の少なくとも４箇所に設け、これらの
軸受部の少なくとも一方の側端部にこの軸受部より磁気
記録媒体から離れる方向へ後退した段差面を形成したの
で、浮動ヘッドスライダのと磁気記録媒体からの浮上量
を小さくすることが出来、高記録密度、高速シークを実
現することが出来ると共に、ヘッドクラッシュを起こす
ことがないという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る浮動ヘッドスライダの実施例を示
す斜視図、第２図（ａ）は浮上量の変化を示す線図、第
２図（ｂ）はローリングモーメントの変化を示す線図、
第３図（ａ）は実施例の浮動ヘッドスライダの圧力分布
を示す圧力分布図、第３図（ｂ）は従来の浮動ヘッドス
ライダの圧力分布を示す圧力分布図、第４図は第２実施
例の浮動ヘッドスライダを示す斜視図、第５図は第３実
施例の浮動ヘッドスライダを示す斜視図、第６図は浮動
ヘッドスライダとディスクとの関係を示す平面図、第７
図は従来の浮動ヘッドスライダを示す斜視図である。 ２５．５５．５７・・・浮動ヘッドスライダ２９・・・
ディスク（磁気記録媒体） ３１．３３．３５．３７・・・軸受部 ４３・・・傾斜部　　４５・・・後退部　　４７・・・
凹部５１・・・溝部 ５３・・・磁気記録再生素子 代環人弁理士三好秀和 凍１　図 第３図 （ａ） ＠　３図 （ｂ） 第２図 （ｂ） ５ １ ７ 第　５区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　磁気記録媒体上に対して情報の記録及び磁気記録媒体
   に記録された情報の再生の少なくとも一方の機能を有す
   る磁気記録再生機能部を備えて、前記磁気記録媒体上で
   流体軸受作用により浮上力を得る浮動ヘッドスライダで
   あって、前記磁気記録媒体への対向面に少なくとも４箇
   所に軸受部を設け、これらの軸受部の少なくとも一方の
   側端部に磁気記録媒体から離れる方向へ軸受部より後退
   した段差面を形成したことを特徴とする浮動ヘッドスラ
   イダ。