JPH04113568A - 情報記憶システム - 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】

［０００１］

【関連同時係属特許出願】

次の同時係属特許出願は、この出願、すなわち″円錐ス
ピンドルベアリングを有するウェット剛性ディスクドラ
イブアセンブリ″に対して、１９８９年２月２４日こ出
願された、米国特許出願連続番号０７／３１４，９９９
、 に関東する主題を含む。 ［０００２］ この出願は、゛液体ベアリングを有する情報記録装置″
に対して１９８８年１０月１７日に出願された、米国特
許出願連続番号２５９，３４４、の一部継続出願である
。 ［０００３］

【発明の背景】

［０００４］

【発明の分野】

この発明は情報記録システムに関するものである。より
特定的には、この発明は、現在使用される空気ベアリン
グを超える改善された信頼性および性能を提供する、ト
ランスデユーサと記憶媒体との間の新規な液体ベアリン
グ界面を有する記録システムに関するものである。この
発明は、情報記憶のためのディスクと、ディスクの上に
情報を置き、かつディスクから情報を検索するための空
気支えまたはオイル支えされたトランスデユーサヘッド
とを使用する情報記録システムに特に適用される。 ［０００５］

【技術の背景】

磁気記録システムの摩擦学は、技術分野において周知の
挑戦を提供する。トランスデユーサ（典型的にはスライ
ダの上に装着された読出し／書込みヘッド）と磁気媒体
との間の継続的な接触は磁気的つりあいからは都合がよ
いカミ摩耗および材料間の相互作用が劣化したシステム
の信頼性および性能をもたらすので、そのような配置は
望ましくない。したがって、磁気記録システムを設計す
る際の１つの優れた考察は、ヘッドと媒体との間の間隔
の維持である。 ［０００６］ 従来の記録システムにおける読出し／書込みヘッドは、
持続した正常動作の間では剛性磁気ディスクに接触しな
い。その代わりに、それは、高速回転するディスクに沿
って保持される空気の薄いクツションの上をある高さ（
“′飛行高ざ′）で“飛ぶ″。典型的な飛行高さはディ
スク表面の上方１２マイクロインチはどである。 ［０００７］ 空気のこのクツションの機能はベアリングのそれに類似
しており、ベアリングにおいてそれは、その上を別の部
品（ヘッド）がディスクに関して移動するがまたは滑る
機械部品に対応する。この点では、空気クツションはヘ
ッドをディスクから離れた位置において支持する もちろん、幾らかの記録技術は動作の間でのヘッドと記
憶媒体との間の物理的接触を許容する。そのような技術
は典型的に可撓性の記憶媒体を用い、かつテープおよび
フロッピーディスク記録システムにより表される。これ
らの技術において、°′飛行高さ″の概念および要件、
ならびに飛行高さを維持するための機能を果たすベアリ
ングに関する考察、はない。この発明はそのようなシス
テムにおいて使用されることを意図しない。その代わり
に、この発明は、そこにおいて剛性記録媒体が、システ
ム動作の間移動する媒体から離れた（上の″）位置に維
持されなければならないトランスデユーサに関して移動
される（通常、回転される）　記録技術に、優位な用途
を見いだす。 ［０００８］ 次の説明において、移動する媒体ば、通常パハード′°
または″ウィンチエスタディスクとして参照される、剛
性の、回転する磁気ディスクであると仮定される。しか
しながら、その実施例の説明はこの発明の応用の範囲に
限られることを意図せず、それは、たとえば、回転する
ドラム、または固定媒体に関して運動中のヘッドにも適
用できる。 ［０００９］ ヘッドおよびディスク表面が接触するとき、ドライブが
調和しないようなときもしくはヘッドがディスク上のざ
らざらしたところを通り過ぎるとき、の時折の間か、ま
たはヘッドの離陸および着陸の間に、ヘッドおよびディ
スク表面を保護するために、典型的な剛性ディスク記録
システムにおけるディスクは通常、しかし常にではない
が、典型的には数十オングストロームである、潤滑剤の
比較的薄い層でコーティングされる。技術分野において
周知のように、このような潤滑は局部的な応用により達
成できる。 ［００１０］ これらの潤滑層はたいてい、ディスク表面に薄くコーテ
ィングされたかなりな粘性の潤滑剤でつくられる。より
少ない粘性の潤滑剤は回転するディスクにより発生され
た遠心力によりすぐにディスクの端縁に移るであろうし
、かつ潤滑層が薄くなればそれはもはや効果的な機能を
果たし得ないであろうから、このことがなされる。さら
に、より少ない粘性の潤滑剤はより高い蒸気圧を有しが
ちであろうし、蒸発しかつさらに表面を枯渇させがちで
あろう。潤滑剤がより厚くされれば、ヘッドは媒体から
より離れて間をあけられ、それは技術分野において周知
のようにシステムの性能を劣化させるであろう。 ［００１１］ 従来の空気ベアリングに関していくつかの問題がある。 第１に、空気は比較的圧縮性のものである。小さい加速
度（４０ｇと同じぐらい小さい）は、ヘッドをディスク
に衝突させるのに十分大きい力を典型的なシステムにお
けるヘッドに加えることができ、それは、潤滑剤の存在
にもかかわらず、システムの完全な故障をもたらし得る
。そのような加速度は、磁気記録システムが用し）られ
る環境において通常遭遇される衝撃および振動により容
易に引き起こされる。第２に、へ・ノドからディスクへ
の距離が空気分子の平均自由行程、約３マイクロインチ
に相当すれば、空気ベアリングは不安定で信頼できなく
なる。現代のシステムはこの間隔限界に接近し始めたの
で、飛行高さにおけるこれらの不安定性は、へ・ノドと
ディスクとの間の破局的接触を引き起こし得、カリシス
テム設計者が記録するときにどの記録電流を用いるべき
か、およびディスクから情報を読出すときにどの信号レ
ベルを予期するべきかを知ることを困難にさせる。 ［００１２］ 剛性ディスクの使用に基づく現在の記録システムは、上
で説明された欠点を経験する。いっそう高い密度におけ
る情報の記憶は、より低し）飛行高さおよび滑らかなデ
ィスクを必要とするであろう。それゆえに、先行技術の
空気ベアリングにより達成できる距離より小さい距離に
おいて媒体の上にヘッドを支持し、さらに機械的に簡単
でかつ費用を使っただけの効果がある、ヘッドと記憶媒
体との間で作動する安定したベアリングの提供に、増加
した強調が置かれなければならなし）［００１３］ 先行技術は空気に取って替われるベアリング材料として
オイルを使用することを教示する。たとえば、ライノッ
ト（Ｌｙｎｏｔｔ）の米国特許２，９６９，４３５は、
記録ヘッドと回転する磁気ディスクとの間の油膜スペー
サを説明する。 レゾイン（Ｌｅｄｉｎ）他、の米国特許３，００５，６
７５においては、磁気ヘッドと、磁気記録表面を有する
回転するドラムとの間に流体ベアリングを形成するため
にオイルが用いられる。ガボー（Ｇａｂｏｒ）の米国特
許３，５７９，２１２において、関連する記憶媒体がヘ
ッドに関して移動する間にヘッドおよび記憶媒体はニュ
ートン流体に浸される。これらの特許において用し）ら
れる流体（よ、一定の粘性を示すニュートン流体である
。さらに、これらの参照は、空気ベアリングで達成でき
る間隔と同じたけ上に出るヘッド−表面間隔を論じる。 説明された流体はニュートニアンなので、これらの先行
技術の記録装置は比較的段に立たない。これは、かなり
低い飛行高さでは、高い速さが流体とヘッドとの間にか
なり高いせん断速度を引き起こすからである。流体がニ
ュートニアンなので、せん断速度が増加するにつれ、ヘ
ッド上の抗力は比例して増加する。抗力が増加するにつ
れ、ディスクを回転させるためにより多くの電力が必要
とされる。 ［００１４］ バートス（Ｂａｒｄｏｓ）他、米国特許４，６３３，３
５１において、流体力学の磁気記録方法が説明され、そ
こでは、記録表面は、残余を残すことなく蒸発するタイ
プの液体により表面から隔てられる記録ヘッドに関して
移動される。この特許において、蒸発できる液体ベアリ
ングとして提出された全ての流体は、水アルコールおよ
びアセトンのようなニュートン液体である。 ［００１５］ 磁気記録技術において、構成要素の小型化が速やかに進
行している。５−３／４″から３−１７２″への剛性デ
ィスク標準サイズの縮小は、より小さいディスクの記憶
密度を増加する技術を有利にするであろう。もちろん、
記憶密度を増加する１つの極端に有効な方法は、記録ヘ
ッドの飛行高さを減少することである。 しかしながら、飛行高さの縮小は、ヘッド−ディスク接
触の空気ベアリング機構におけるリスクを高める。ニュ
ートン流体ベアリングを用いる機構において、飛行高さ
の縮小は、ディスクを回転させるために必要とされる電
力の大いなる増加をもたらす。ポータプルシステムにお
いて、これは、バッテリ寿命の縮小またはパワーエレメ
ントの大きさおよび総計を増加することにつながる。 ［００１６］

【発明の概要】 技術の上述の欠陥を考慮して、この発明の目的は、相対
的に移動する記憶媒体の上にトランスデユーサを支持す
る新規な非ニュートン液体ベアリングを有する情報記憶
システムを提供することである。この発明のこの目的お
よび他の目的ならびに利点は、剛性情報記憶媒体と、情
報記憶媒体と相互作用するためのトランスデユーサと、
記憶媒体に向けられたトランスデユーサに力を印加する
ための手段と、トランスデユーサと記憶媒体との間の相
対運動の間にトランスデユーサを記憶媒体の上に支持す
るためにトランスデユーサと記憶媒体との間で作用する
非ニュートン液体ベアリングとを含む、情報記憶システ
ムにおいて実現される。 ［００１７］ この発明において、トランスデユーサと記憶媒体との間
で作用する非ニュートン液体ベアリングは、その粘性力
板　トランスデユーサと記憶媒体との間の相対運動によ
り液体が受けやすいせん断速度における増加とともに減
少する、液体を含む。そのような液体は、　″プラスチ
ック°“または″擬似プラスチック″として説明される
非ニュートン液体の部類に入る。 ［００１８］ この発明の独特な非ニュートン液体ベアリングは種々の
利点を提供する。ベアリングが含むプラスチックまたは
擬似プラスチック液体は、媒体とトランスデユーサとの
間のせん断速度の増加とともに減少し、相対粘性に直接
関連し、かつトランスデユーサと記憶媒体との間の間隔
に間接的に関連する、粘性を示す。より高いせん断速度
における擬似プラスチック液体の粘性の減少は、ニュー
トン液体と擬似プラスチック液体とが低いせん断速度に
おいて同じ粘性を有するなら、いずれかの所与の速さ、
ヘッドの幾度学的配置およびディスクへの幾度学的な関
係に対して、抗力が擬似プラスチック液体に対してより
もニュートン液体に対してより大きくなるであろうこと
を意味する。さらに、液体ベアリングの使用は、高い速
さおよびかなり低い飛行高さにおける移動する記憶媒体
に関するトランスデユーサの安定性を向上させる。これ
は、もちろん、媒体上の情報記憶の潜在的密度と、情報
が検索され得る速さとを増加させる。 ［００１９］ この発明の新規な特徴は、同じ記号が同じ部分を参照す
る添付の図面と関連して読まれると、添付の説明からよ
りよく理解されるであろう。 ［００２０］

【奸ましい実施例の説明】

この説明において、用語パトランスデューサ′°および
゛′ヘッド″は、　“デイスグパ′剛性デイスゲ′およ
び“″記憶媒体″が同義であるのと同様に、同義である
。 ［００２１］

【液体ベアリング】 この発明は、ウィンチエスタタイプの情報記録システム
において使用されるヘッド−ディスクアセンブリ（ＨＤ
Ａ）の剛性ディスクコンポーネントとヘッドコンポーネ
ントとの間で作用する非ニュートン液体ベアリングを提
供する。 ［００２２］ 図１および図２に示される先行技術において、剛性ディ
スク媒体１０とトランスデユーサ２１との間の界面は、
ディスク１０を回転させるための手段と、中央の円形の
孔を通してディスク１０の真ん中に嵌まるスピンドル１
２を含む手段とスピンドル回転子１４とを含むアセンブ
リにおいて維持される。トランスデユーサ２１は標準的
に、トランスデユーサ２１に印加されかつディスク１０
に向けられる圧力または力の応用によりロードされる。 力は、アクチュエータ１６、スイングアーム１８および
ジンバル付きのばね懸下機構２０を含むアセンブリによ
り印加される。アクチュエータは、選択的にトランスデ
ユーサをディスク１０に関して放射状に位置決めするた
めに、スイングアーム１８を旋回する。ディスクが固定
であるとき、ジンバル付きのばね懸下機構２０はディス
ク１０に対してトランスデユーサ２１をロードする。デ
ィスクが回転するとき、トランスデユーサ２１をカウン
タロードする空気ベアリングが発生され、飛行高さとし
て参照される距離までトランスデユーサをディスクの表
面の上方に持ち上げかつ維持する。 トランスデユーサ２１とディスク１０の表面との間の間
隔は、−法的に、ばね懸下、トランスデユーサ２１の空
気力学設計およびディスクの回転粘性によりトランスデ
ユーサ２１に加えられるローディングの量によって決定
される。図１はトランスデユーサ２１とディスク１０と
の間の動作的界面を確立するために用いられる最小必要
数の部品を表すことが理解されるべきである。実際、ヘ
ッド−ディスクアセンブリは標準的に、１個以上のアク
チュエータアセンブリによって制御されるトランスデユ
ーサヘッドの連動アレイと共に共通のスピンドル上で回
転する、複数個の平行して間をあけられた同軸ディスク
に対する準備をする。 ［００２３］ ディスクが回転する間に、図示されない従来の手段は、
電磁気的にディスクから信号を読出すかまたはディスク
に信号を書き込むためにトランスデユーサ２１を作動す
るのに用いられる。この目的のために、トランスデユー
サは記録ギヤップを有する巻線形コアを含む。電磁気記
録の理解のために、Ｃ，デニス　ミー（Ｄｅｎｉｓ　　
Ｍｅｅ）他、マグネティックレコーディング（ＭＡＧＮ
ＥＴＩＣＲＥＣＯＲＤＩＮＧ）　　？グロウヒル（Ｍｃ
Ｇｒａｗ−Ｈｉｌｌ）　　１９８７年を見られたい。 ［００２４］ 図２は典型的な先行技術の読出し／書込みヘッド支持構
造を示す。先行技術において、図２の構造は通常゛スラ
イダ′°　２２として参照されるものを含み、この図は
ディスクからのものである。スライダ２２はジンバル２
４の上に掛けられ、ジンバル２４は、ディスク１０に対
して法線方向にスライダに印加される力に応答してスラ
イダがディスク１０と平行になるのを許容し、スライダ
の横方向運動および偏揺を防ぐ。 ［００２５］ 図２のスライダ２２は一組の細長いレール２３を含み、
各レールは平らなベアリング表面を有する。中央レール
２５が設けられ、これもまた平らな表面を有する。サイ
トレール２３の前縁は、２７において斜角をつけられ、
中央レールの前縁も２９において斜角をつけられる。ト
ランスデユーサが記録ギャップ３０を中央レール２５の
後縁の近くに配置するようにスライダ上に装着され、ト
ランスデユーサ巻線３２は、中央レール２５の前方の突
出部の下のスライダアセンブリの後縁上の記録ギャップ
の下に位置決めされる。ディスク１０が回転するとき、
図２のスライダとディスク１０との間の界面に空気の層
（パ空気ベアリング゛）ができる。つくられた空気の層
は、レール２３の平らなベアリング表面上のスライダに
反転ロードし、スライダをディスクから、またはディス
クから離れて持ち上げる。ディスクがその動作回転速度
を達成すると、図２のスライダは・今やスライダとディ
スク１０との間の相対運動の間にスライダを支持する際
のベアリングとして機能する空気のカウンターローディ
ング層の上に支えられる。ディスクの回転が終了すると
ミスライダとディスクとの間の空気の流れは止み、スラ
イダ上のカウンターローディング層を除去し、かつスラ
イダがディスク１０の表面に接触するのを許容する。 ［００２６］ 図２に示される３つのレールのスライダに加え、技術は
別のスライダ形態を含み、それらのうちいくつかは中央
レールを除去し、かつ電磁気的トランスデユーサエレメ
ントを、２つの横に間をあけられたスライダレール２３
のうちの１個に配置する。 ［００２７］ 今、図３から図５を参照すれば、この発明の基本的な局
面、すなわち非ニュートン液体からなるベアリングの理
解が提供されるであろう。これらの図は尺度決めするた
めのものではなく、それらの特徴のうちあるものは明瞭
さのために誇張されている。 ［００２８］ この発明で用いられる記録ヘッドは、１組の貫通リベッ
ト５０によりアクチュエータアーム５２に取り付けられ
るばね機構の端部に保持されるスライダブロックに装着
される、１組のトランスデユーサを含む。リベットは、
ばね節点５７を介して装着ストリップ５４にばね力を加
える態様で可撓性の装着ストリップ５４およびばねスト
リップ５６をアームに取り付け、装着ストリップ５４を
ディスク１０の方向に押し進める。平らなベアリング表
面６４を有する４つのスライダパッド６２を含むスライ
ダ機構６０は装着ストリップ５４の後端盲゛において装
着され、ばね節点５７の下に適切に配置される。図５に
示されるように、１組のベアリングパッド６２ａおよび
６２ｂはスライダ６０の各側に保持される。トランスデ
ユーサコイル６７はスライダの各個の背面パッド６２ｂ
上に装着される。記録ギャップがトランスデユーサコイ
ル６７を保持するパッド６２ｂの少なくとも１つにおい
て形成される。正面図、図５（Ａ）および側面図、図５
（Ｃ）において一番明瞭に見られるように、各正面ベア
リングパッド６２ａは前部が斜角をつけられた表面６６
を有する。 ［００２９］ ヘッド上に示される４つのパッド６２の端縁はおそらく
、技術分野において公知のように僅かに丸くされるかま
たは″ブレンドされる（ｂｌｅｎｄｅｄ）”。 正面パッド上に示される傾斜は０．８°の勾配を有し、
かつ１５ミルの長さである。全てのパッドは３ミルの高
さである。ｌ、ラド６０はエポキシで装着ストリップに
接着される。たわみ部５４は３ミル厚さのステンレスス
チールからなる。このスライダは両方の後パッドのうち
背面だけの上にヘッドを有する。外側ヘッド（ディスク
の端縁に一番近い）だけがデータ取得の際に活性であり
、かつディスク速さはこのヘッドに関して測定された。 測定された速さはこの外側パッドの中央にあった。ギャ
ップは、パッドの後縁には位置されず、その６ミル後ろ
、パッドの後縁の後ろに合計１０ミルに達するフェライ
ト（図示せず）の０．７ミル幅のレールの真ん中、に位
置される。 ［００３０］ 図４において、ディスク１０は、ディスクとスライダ６
０との間に相対運動を引き起こすように矢印６９により
示される方向に回転される。ディスク１０の表面上に保
持される液体７０は、スライダをディスク１０の上部表
面と間をあけられた関係において支持するベアリングを
形成する。スライダ６０はばね節点５７による力または
圧力でロードされ、力または圧力はスライダをディスク
１０の方向に付勢する。液体７０は回転するディスク１
０の上部表面上に保持される。スライダ６０のパッドの
真下で、液体７０は、パッドの幾度学的配置、ばね５６
により加えられる力の大きさおよび位置、ディスク１０
の回転の速さおよび液体の見かけの粘性により実質的に
決定される厚さを有する。このように、ディスク１０に
関してスライダ６０により示される間をあけられた関係
は、スライダ上の液体ベアリング７０により加えられる
対向力と協働して、ばね５６によりスライダに加えられ
る力または圧力によって決定される。 ［００３１］ 図示されないが、その回転の間に連続的に液体をディス
クに与える手段がある。たとえば、ノズルは、回転の間
にディスクを洗浄するために、スライダに装着されるか
、または別個の支持により装着され得る。代わりに、デ
ィスクおよびスライダ（ならびに関連する構成要素）は
動作の間にただ単に液体に浸されることができる。液体
ベアリング材料を更新するためのウィッキング配列が米
国特許出願連続番号０７／３１４，９９９、において教
示されるが、それをここで参照することによって援用す
る。 ［００３２］ 先行技術の記録システムにおける空気により形成される
気体ベアリングに関して、図４の液体ベアリング７０は
非圧縮性であり、それによってかなり　“′堅い″ベア
リングを提供し、スライダをディスクに関して先行技術
の空気ベアリングで達成できる高さより下の飛行高さに
固定させる。実際、ばね圧、液体粘性およびディスク早
さの経験的に選択された組合せで、液体ベアリングの厚
さは、空気分子の平均自由行程、先行技術における空気
ベアリングの下位飛行高さ限界より１ＪＸさくなり得る
。 ［００３３］ 空気ベアリングにより明示される制動と比較すると、液
体７０　（空気に関して）の粘性もまた実質的に、ベア
リングにより示される制動を増加させる。これはディス
クに対して垂直または平行なスライダの振動を抑えるか
または減少させる傾向がある。公知のように、垂直振動
はスライダをディスクに衝突させ得るし平行振動は読出
されているかまたは記録されたデータにおける位相誤差
またはトラックの損失を引き起こし、かつヘッドが１つ
のトラックから別のトラックに作動される整定時間に影
響を及ぼす。 ［００３４］ 図４に示されるこの発明の組合せがそこに図示される特
定のスライダ形態に限られるべきではないことが主張さ
れる。発明者はまた、図３および図５のスライダにより
明示されるものと同じ性能を達成するために、図２に示
されるスライダ形態を液体ベアリング７０と結合してう
まく用いてきた。 ［００３５］ 図３から図５のスライダを有する図４に示されるこの発
明の組合せの性能は図６に与えられる。図６は表１にお
けるデータから抽出される。図６は、ヘッドの飛行高さ
を、様々なローディング力に対する１秒あたりインチ（
ｉｐｓ）の早さの関数として示す。用いられた液体は、
イタリア、ミラノのモンテフロス（Ｍ　。 ｎｔｅｆｌｕｏｕｓ）によりつくられたＧＡＬＤＥＮ　
　ＤＯ２であった。　”ＧＡＬＤＥＮ”はモンテフロス
の登録商標である。 ［００３６］ 技術分野において周知の原理に従って、表１および図６
に示された早さおよびロードの様々な組合せの下での再
成の間に図３および図４のヘッドにより発生される電圧
の電気的測定は、ヘッドの相対飛行高さを推測するため
に用いられた。 このヘッドの絶対飛行高さがその後、早さおよびロード
の同じ組合せの下でスライダをガラスディスクの上に飛
ばす間にスライダの表面の干渉パターンを観察すること
により測定された。図６は、電気的測定と光学的測定と
の比較に基づく、発明者による飛行高さの最もよい推定
を表す。示される飛行高さは、予期されるであろうよう
に、速さがゼロに近付くにつれてそれらがゼロマイクロ
インチに集中する傾向があるということに注目すること
によってさらに確証される。 ［００３，７］ 上で述べられたように、スライダとディスクとの間にベ
アリングを形成するために用いられる液体は非ニュート
ン液体である。図４のＨＤＡ動作において遭遇される条
件の下で、液体は、かなり高いぜん断速度を受けやすく
、ぞのせん断速度においては液体の粘性は非常に非線形
である。これは、先行技術において達成できるものより
太いに低い飛行高さで低電力界面を提供する。粘性は、
せん断応力（Ｆ／Ａ）と粘性勾配との間の比例定数とし
て定義される。この関係は式（１）により記号で表され
る。 ［００３８］ Ｆ／Ａ＝ｕ　　ｄｖ／ｄｙ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　（１）図７および式（１）を参
照して、Ｆは、速度Ｖで移動し、かつ粘性Ｕの液体８３
により面８１から距離（すなわち、飛行高さ）ｙまで間
をあけられた平行プレート８２により、面積Ａで上部面
８１を有する固定プレート８０に加えられた力である。 小さいｙに対して、せん断速度ｄ　ｖ　／　ｄ　ｙはｙ
に比例し、かつｖ／ｙである。Ｕが定数であるとき、液
体はニュートニアンであるといわれ、かつ流体力学の古
典的な式、ナビエーストークス方式が有効である。ナビ
エーストークス方式は定数Ｕから外れるいかなる流体に
対しても有効ではなく、特にその式は、定数からかなり
外れて“′擬似プラスチック″または゛′プラスチッダ
′と呼ばれる流体に対しては有効ではない。図８はニュ
ートン液体ならびに擬似プラスチック液体およびプラス
チック液体の関係を示す。 ［００３９］ 非ニュートン流体流動を規定し説明するために、ケミカ
ル　エンジニアズ　ハンドブック（ＣＨＥＭＩＣＡ・Ｌ
　　ＥＮＧＩＮＥＥＲ’　　Ｓ　　ＨＡＮＤＢＯＯＫ）
第５版、ロバート　Ｈｏ　ぺり−（Ｒｏｂｅｒｔ　　Ｈ
，Ｐｅｒｒｙ）他編集、１９７３年、ｐｐ、５−３８か
ら５−４０、を参照する。 ［００４０］ 図８は、液体のせん断心力を液体の変形の時間速度（せ
ん断速度）の関数として示す。当業者により認められる
であろうが、図７の配置が液体８３におけるせん断速度
を引き起こすために用いられれば、変形の時間速度は速
度■に直接関係する。図８において、各曲線の形状は、
液体の粘性における変化を直接表す。゛ニュートニアン
′°と明示された曲線は、曲線の勾配に対応する値の一
定の粘性を示す。″擬似プラスチック″および゛プラス
チック″と明示された曲線は、その粘性が見掛上せん断
速度における増加とともに減少する液体を示す。 ［００４１］ そこまでプラスチックまたは擬似プラスチック液体の粘
性が図４の液体ベアリングにより遭遇される駆動条件の
下で一定値から外れる程度は、たとえば、２マイクロイ
ンチ（５ｘ　１０−６　ｃｍ）のヘッドからディスクへ
の間隔および１秒につき２３５インチ（５９７ｃｍ／　
ｓ　ｅ　ｃ）の速さにおける抗力を測定することとその
抗力を液体が相対的に一定の粘性を有する低いせん断速
度における抗力と比較することとにより発明者によって
定量化された。液体ベアリングのプラスチックまたは擬
似プラスチックの性質は、ディスク上の情報記憶のかな
り高い密度に対して必要な速さおよび小さい間隔におい
てヘッド−ディスク界面におけるかなり小さい電力消失
を許容するので、我々の発明には重要である。この点で
、ヘッドとディスクとの間の界面において放散される電
力は次の式（２）により与えられる。 ［００４２］ Ｐ＝Ｆｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　（２）式（１）および（２）
から、液体ベアリング材料がニュートン流体であるとき
、ヘッド上の抗力と、ディスクを回転させる際に放散さ
れる電力とを計算することが可能である。せん断心力の
非線形性を測定するために行なわれる実験において１．
８センチストークの低いせん断速度において粘性を有す
る液体が用いられた。高いせん断速度における速度は５
９７ｃｍ／ｓｅｃであり、かつヘッド−ディスク間隔は
５ｘｌＯ−６ｃｍであった。図５　（Ａ）　　　（Ｂ）
および（Ｃ）に示されるヘッドと類似した４つのパッド
のヘッドが用いられ、各パッドの領域は８ｘｌＯ−３ｃ
ｍ２　　であった。流体がニュートニアンであると仮定
すると、これらの条件の下で、ヘッド上の抗力およびせ
ん新液体において放散される電力は、Ｆ＝Ａｕｖ／ｙ＝
１．６９ｘ１０４　　ｄｙｎｅｓおよび Ｐ＝Ｆｖ＝１ｘ１０７　　ｄｙｎｅ　　ｃｍ／５ｅｃ＝
１．０ｗａｔｔｓとなるであろう。 測定された実際上の力および電力は０．１３ｘ１０４　
　ｄｙｎｅｓおよび０．０７８ｗａｔｔｓであった。こ
の値をニュートン流体に対して計算された値１．０ｗａ
ｔｔと比較すると、非ニュートンプラスチックまたは擬
似プラスチック液体に対して必要な力および電力が、ニ
ュートン液体で必要とされるものより小さい大きさのオ
ーダを超えていることは明らかである。線形性からのこ
の離脱は用いられる液体の非ニュートンの性質のためで
あり、かつこの離脱が大きいので、液体はプラスチック
の定義の範囲に入る。このように、プラスチック液体は
その動的粘性が水の約１／１０である状態に押し進めら
れ、その事は、記録ヘッドが液体によりディスクに関し
てかなり低い飛行高さに支持されるときにディスクを回
転させるために必要とされるかなり低い電力を不意にも
たらす。 ［００４３］ 上で説明された実、験における力および電力の測定は、
上で説明されたＧＡＬＤＥＮ　　ＤＯ２液体を用いてな
され、その液体はモンテフロスにより産出された過フッ
素化液体（ｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ　　１ｉｑｕ
ｉｄｓ）の族に入る。 これらの液体の一般的な化学構造および特性は公知であ
る。図９において″゛プラスチツク″明示された曲線の
特性を示す別の液体は、デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）によ
り生産されかつ商標“ＫＲＹＴＯＸ”の下で販売される
一連のフッ素化オイルのうちのどれか１つである。これ
らの材料は、公知の化学構造を有するヘキサフルオロプ
ロピレンエポキシドの、低分子重量、フッ素でエンドキ
ャップされた（ｅｎｄ−ｃａｐｐｅｄ）ホモポリマ、と
して説明される。これらの液体はときどきＰＦＡＥまた
はＰＦＰＥオイルとして参照される。−法的に、これら
の材料は″液体フルオロカーボッ′と呼ばれ得る。 ［００４４］ この発明の液体ベアリングとスライダとの間で経５験さ
れるかなり高いせん断速度において、液体はその分子が
ぜん断の方向に整列されるという意味で整理され液体の
粘性はせん断の方向に降下する。これにより界面におけ
る電力損失はほとんどなく、所望の飛行高さを達成する
ために比較的低いヘッドローディング力を必要とすると
いう付随する利点をもたら−す。同時に、ヘッド−液体
ベアリング界面の平面におけるせん断に垂直な粘性が上
昇し、ヘッドパッドの端からの液体の漏れと、ヘッドを
ディスクに関してその間をあけられた飛行高さ関係に支
持するヘッド圧の関連する損失とを方ぐ。結果としてか
なり狭いヘッドパッドが用いられることができ、それに
より所与の飛行高さに対するヘッド抗力をさらに低くす
る。 ［００４５］ さらなる利点が、ヘッド−ディスク速度の関数として、
ヘッドのディスクからの間隔の相対不感応にある。この
点で、ディスクドライブは、ディスクの中央に関するヘ
ッドの半径方向の位置とともに変化する飛行高さで損害
を被る。先行技術において、この不利益は、記録密度を
最悪の場合、すなわち一番高い飛行高さに限定すること
により適応される。我々の発明において、ｕ＝ｆ（１／
ｖ）なので間隔はＧ　（ｕｖ）０．５　　ａｍｄとして
粘性および速度に関連するという理由で、粘性と速度と
は相殺する傾向がある。実際、非ニュートン粘性曲線の
勾配が適切に選択されれば、粘性および速度の２つのパ
ラメータは効果的に相殺し合いヘッドの半径方向の位置
から独立した一定の飛行高さをもたらす。 ［００４６］

【表１】 ユｐｓ ３．２１ｏｒ ６．５ｇｒ ｑ： ３Ｑｒ ５９ｒ ［００４７］ 我々の液体ベアリングのいくつかの好ましい実施例が説
明されたのであり、当 業者には、 その修正および適合が成されるであろうことが理解され
るべきであるそれゆえに、 我々の発明に与えられる保護は、前掲の特許請求の範囲
にしたがってのみ制限されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ヘラ ドーディスクアセンブリの典型的な先行技術の配置の単
純化された図を示９゜

【図２】 ヘラ ドとディスクとの間で空気ベアリング界面を利用する典
型的な先行技術のヘラ ドの下側の拡大図を示す。

【図３】 この発明で用いられる改善されたヘッドの１つの実施例
の下側の図を示す。

【図４】 この発明の側面断面図を示す。

【図５】 （Ａ） （Ｂ） および（Ｃ） はそれぞれ図３のヘッドの拡大正面図、拡大底面 図および拡大側面図を示す。

【図６】 この発明で達成できる飛行高さを示すグラフである。

【図７】 非ニュートン液体ベアリングを描写するパラメータを示
す概略図である。

【図８】 プラスチックまたは擬似プラスチック流体の見かけの粘
性と比較したニューン流体の見かけの粘性を示す１組の
曲線である。

【符号の説明】

図において、１０は剛性ディスク媒体、２１はトランス
デユーサである。 ト

【書類名】

図面

【回目 【図２】

【図３】

【図４】 い

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実質的に剛性で、移動可能な記憶媒体と、
   前記記憶媒体を情報転送のために移動させるための手段
   と、前記記憶媒体上に記憶のために情報を与えるためか
   または記憶された情報を前記記憶媒体から受けとるため
   に、前記媒体の移動に応答して前記記憶媒体と間をあけ
   られた関係において支持されるためのトランスデューサ
   手段と、前記記憶媒体の方向に向けられるローディング
   力を前記トランスデューサ手段に加えるためのローディ
   ング手段と、 前記記憶媒体と前記トランスデューサ手段との間にあり
   かつ前記ローディング手段と協働して、前記トランスデ
   ューサ手段を前記記憶媒体の前記移動の間に前記間をあ
   けられた関係に支持するための非ニュートン液体ベアリ
   ング手段とを含む、情報記憶システム。
2. 【請求項２】記憶媒体と、 前記記憶媒体上に記憶のために情報を与えるためかまた
   は前記記憶媒体から記憶された情報を受けとるために前
   記記憶媒体と間をあけられた関係に位置決めされるため
   のトランスデューサ手段と、 前記記憶媒体の方向に向けられる位置決め力を前記トラ
   ンスデューサ手段に加えるためのローディング手段と、 前記記憶媒体と前記トランスデューサ手段との間にあり
   かつ前記位置決め手段と協働して、前記トランスデュー
   サ手段を前記間をあけられた関係に維持するためのプラ
   スチックまたは擬似プラスチック液体の間をあける手段
   とを含む、情報記録システム。
3. 【請求項３】情報信号を記録するための記憶媒体と、前
   記記憶媒体から接近して間をあけられた、前記媒体上に
   記憶されるかまたは前記媒体から読出されるように情報
   信号を変換するためのトランスデューサ手段と、 前記媒体の方向に向けられるロード力を前記トランスデ
   ューサ手段に与えるためのロード手段と、 前記記憶媒体を前記トランスデューサ手段に関して移動
   させるための手段と、前記トランスデューサ手段におい
   て前記媒体との間に配置されかつ前記媒体に接触し、前
   記トランスデューサ手段が６．０マイクロインチより低
   い飛行高さで前記媒体の上を飛ぶように前記ロード力に
   対抗する流体力学の力を与えるための非ニュートン流体
   手段とを含む、情報記憶システム。
4. 【請求項４】前記非ニュートン流体手段は擬似プラスチ
   ック流体を含む、請求項３に記載の情報記憶システム。
5. 【請求項５】前記非ニュートン流体手段はプラスチック
   液体を含み、プラスチック液体における液体の見かけの
   粘性はプラスチック液体が受けやすいせん断速度ととも
   に減少し、せん断速度はｖ／ｙにより決定され、ここで
   ｖはトランスデューサ手段に関する記憶媒体の速度であ
   り、かつｙは飛行高さである、請求項３に記載の情報記
   憶システム。
6. 【請求項６】前記非ニュートン流体手段は、その見かけ
   の粘性が液体が受けやすいせん断速度の増加とともに減
   少する液体を含み、せん断速度はｖ／ｙにより決定され
   、ここでｖはトランスデューサ手段に関する記憶媒体の
   速度であり、かつｙは飛行高さである、請求項３に記載
   の情報記憶システム。
7. 【請求項７】剛性ディスクと、 それと情報交換するために前記剛性ディスクと接近して
   間をあけられた飛行高さ関係に位置決めされるためのト
   ランスデューサキャリヤと、剛性ディスクの方向に向け
   られる位置決め力をトランスデューサキャリヤに加える
   ための手段と、 トランスデューサキャリヤと剛性ディスクとの間にあり
   、トランスデューサキャリヤを剛性ディスクに関して６
   ．０マイクロインチと０．５マイクロインチの間の飛行
   高さで支持するための非ニュートン液体とを含む、情報
   記録システム。
8. 【請求項８】剛性ディスクを回転させるための回転手段
   をさらに含み、かつ液体手段が非ニュートン液体を含む
   、請求項７に記載の情報記録システム。
9. 【請求項９】非ニュートン液体はプラスチック液体であ
   る、請求項８に記載の情報記録システム。
10. 【請求項１０】非ニュートン液体は擬似プラスチック液
    体である、請求項８に記載の情報記録システム。
11. 【請求項１１】非ニュートン液体は、パーフルオロポリ
    マ、パーフルオロポリエーテルおよびオキシラメトリフ
    ルオロ（ｏｘｉｒａｍｅｔｒｉｆｌｕｏｒｏ）−ホモポ
    リマを含むグループの構成要素である、請求項８に記載
    の情報記録システム。
12. 【請求項１２】非ニュートン液体は液体フルオロカーボ
    ンである、請求項８に記載の情報記録システム。