JPH0467273B2 - - Google Patents
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- JPH0467273B2 JPH0467273B2 JP16142883A JP16142883A JPH0467273B2 JP H0467273 B2 JPH0467273 B2 JP H0467273B2 JP 16142883 A JP16142883 A JP 16142883A JP 16142883 A JP16142883 A JP 16142883A JP H0467273 B2 JPH0467273 B2 JP H0467273B2
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- Japan
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- negative pressure
- slider
- pressure generating
- suction force
- generating surface
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- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 11
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
- G11B21/16—Supporting the heads; Supporting the sockets for plug-in heads
- G11B21/20—Supporting the heads; Supporting the sockets for plug-in heads while the head is in operative position but stationary or permitting minor movements to follow irregularities in surface of record carrier
- G11B21/21—Supporting the heads; Supporting the sockets for plug-in heads while the head is in operative position but stationary or permitting minor movements to follow irregularities in surface of record carrier with provision for maintaining desired spacing of head from record carrier, e.g. fluid-dynamic spacing, slider
Landscapes
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁気デイスク装置に用いられている浮
動ヘツドスライダに係わるものであり、特に最近
開発がさかんである負圧利用浮動ヘツドスライダ
に関するものである。
動ヘツドスライダに係わるものであり、特に最近
開発がさかんである負圧利用浮動ヘツドスライダ
に関するものである。
磁気デイスク装置用の浮動ヘツドスライダは、
装置の大容量化につれて浮揚量微小化のあゆみも
はやく、現在では空気の分子平均自由行程の数倍
程度のレベルまで微小化されてきている。これま
でに実用化されているスライダは、周知のごと
く、軽荷重で動的追従性の良好なテーパードフラ
ツト形の動圧形気体軸受面を有する双胴形の正圧
スライダである。しかしこのスライダはその空気
膜剛性が押圧力にほぼ比例するため、コンタクト
スタートストツプ方式を採用しているスライダに
おいてはその剛性を高めるにもある程度の限度が
ある。なぜなら押圧力を高めることはスライダの
面圧を大きくすることになるから、記録媒体と接
触摺動する時の摩耗が問題となるからである。こ
のような点を克服するため、最近次世代のスライ
ダとしてスライダの空気膜潤滑面内にフオトリソ
グラフイ技術を使つて微小なリセス面を設け、そ
こで負圧を発生させる負圧利用浮動ヘツドスライ
ダ（以下簡単に負圧スライダと記す）がさかんに
研究されている。このスライダは(1)正圧と負圧と
のプツシユプル作用で軽荷重でありながら高剛性
の空気膜が得られる。(2)スライダの媒体周速度に
対する浮き上がり特性が良好でコンタクトスター
トストツプ方式に適している。(3)媒体周速度に対
するスライダ浮揚量変動が小さい、などの長所を
もつており、将来の薄膜媒体を用いた大容量磁気
デイスク装置用のスライダとして最も有望であ
る。
装置の大容量化につれて浮揚量微小化のあゆみも
はやく、現在では空気の分子平均自由行程の数倍
程度のレベルまで微小化されてきている。これま
でに実用化されているスライダは、周知のごと
く、軽荷重で動的追従性の良好なテーパードフラ
ツト形の動圧形気体軸受面を有する双胴形の正圧
スライダである。しかしこのスライダはその空気
膜剛性が押圧力にほぼ比例するため、コンタクト
スタートストツプ方式を採用しているスライダに
おいてはその剛性を高めるにもある程度の限度が
ある。なぜなら押圧力を高めることはスライダの
面圧を大きくすることになるから、記録媒体と接
触摺動する時の摩耗が問題となるからである。こ
のような点を克服するため、最近次世代のスライ
ダとしてスライダの空気膜潤滑面内にフオトリソ
グラフイ技術を使つて微小なリセス面を設け、そ
こで負圧を発生させる負圧利用浮動ヘツドスライ
ダ（以下簡単に負圧スライダと記す）がさかんに
研究されている。このスライダは(1)正圧と負圧と
のプツシユプル作用で軽荷重でありながら高剛性
の空気膜が得られる。(2)スライダの媒体周速度に
対する浮き上がり特性が良好でコンタクトスター
トストツプ方式に適している。(3)媒体周速度に対
するスライダ浮揚量変動が小さい、などの長所を
もつており、将来の薄膜媒体を用いた大容量磁気
デイスク装置用のスライダとして最も有望であ
る。
第１図ａ，ｂがこれまで提案検討されている形
状の一例である。なお同図ａは正面図、同図ｂは
側面図である。同図において、１は正圧発生面、
２はクロスレール部、そして３が負圧発生面であ
る。このような負圧スライダの形状・設計で最も
重要な形状パラメータは負圧発生面のリバースス
テツプ面深さであり、空気膜剛性の点から決定さ
れる。また負圧発生面の加工方法は問題である
が、今のところフオトリソグラフイ技術を使つた
イオンエツチング法などが応用されている。負圧
スライダの場合、スライダ外部から負荷ばねなど
により加える力Ｗは、スライダ面で発生する正の
浮揚力をWp、吸引力をWnとすれば、 Ｗ＝Wp−Wn ……(1) で与えられる。また負圧スライダの実効的なスラ
イダ剛性Ｋは、吸引力は負の剛性のため KαWp ……(2) となる。従つて負圧スライダの形状設計において
は、記録媒体の方へ引きよせられる吸引力すなわ
ち負圧を十分に発生させ、しかもその負圧が種々
のスライダ寸法諸元のばらつき等に影響をうけな
いようにする必要がある。(1)式より吸引力が大き
ければ大きいほど高剛性の空気膜を負荷荷重の小
さい条件で得られることがわかる。しかしスライ
ダの空気膜剛性の大きさはむずかしく必らずしも
高ければ高いほど良いという訳ではない。このこ
とは記録媒体上の突起等にスライダが衝突した時
スライダから記録媒体がうけるダメツジを考慮す
るとある最適な値が存在する。従つてそれに対応
し発生する吸引力の大きさも大きければ良いとい
うのではなく、空気膜剛性により適切な値が存在
することになる。
状の一例である。なお同図ａは正面図、同図ｂは
側面図である。同図において、１は正圧発生面、
２はクロスレール部、そして３が負圧発生面であ
る。このような負圧スライダの形状・設計で最も
重要な形状パラメータは負圧発生面のリバースス
テツプ面深さであり、空気膜剛性の点から決定さ
れる。また負圧発生面の加工方法は問題である
が、今のところフオトリソグラフイ技術を使つた
イオンエツチング法などが応用されている。負圧
スライダの場合、スライダ外部から負荷ばねなど
により加える力Ｗは、スライダ面で発生する正の
浮揚力をWp、吸引力をWnとすれば、 Ｗ＝Wp−Wn ……(1) で与えられる。また負圧スライダの実効的なスラ
イダ剛性Ｋは、吸引力は負の剛性のため KαWp ……(2) となる。従つて負圧スライダの形状設計において
は、記録媒体の方へ引きよせられる吸引力すなわ
ち負圧を十分に発生させ、しかもその負圧が種々
のスライダ寸法諸元のばらつき等に影響をうけな
いようにする必要がある。(1)式より吸引力が大き
ければ大きいほど高剛性の空気膜を負荷荷重の小
さい条件で得られることがわかる。しかしスライ
ダの空気膜剛性の大きさはむずかしく必らずしも
高ければ高いほど良いという訳ではない。このこ
とは記録媒体上の突起等にスライダが衝突した時
スライダから記録媒体がうけるダメツジを考慮す
るとある最適な値が存在する。従つてそれに対応
し発生する吸引力の大きさも大きければ良いとい
うのではなく、空気膜剛性により適切な値が存在
することになる。
本発明の目的は上記負圧スライダにおいて従来
提案されている負圧スライダよりも負圧の発生効
率をおさえ、適切なものとするスライダ形状を提
供することにある。
提案されている負圧スライダよりも負圧の発生効
率をおさえ、適切なものとするスライダ形状を提
供することにある。
本発明の負圧スライダは負圧発生面であるリバ
ースステツプ面の表面に潤滑気体である空気の流
れ方向（＝記録媒体の走行方向）と平行方向に凹
凸の溝を設けることにより上記目的を達成したも
のである。
ースステツプ面の表面に潤滑気体である空気の流
れ方向（＝記録媒体の走行方向）と平行方向に凹
凸の溝を設けることにより上記目的を達成したも
のである。
本発明の負圧スライダによれば負圧発生面であ
るリバースステツプ面が理想的な平面の場合に比
較して負圧発生効率が凹凸溝のために減少するこ
とになる。従つて適切な空気膜剛性をもつスライ
ダが実現されることとなり、安定な動的追従性を
もちかつ媒体上の突起等に衝突しても良好な浮揚
特性をもつ負圧スライダを容易に得ることができ
る。
るリバースステツプ面が理想的な平面の場合に比
較して負圧発生効率が凹凸溝のために減少するこ
とになる。従つて適切な空気膜剛性をもつスライ
ダが実現されることとなり、安定な動的追従性を
もちかつ媒体上の突起等に衝突しても良好な浮揚
特性をもつ負圧スライダを容易に得ることができ
る。
以下図面を用いて詳細に説明する。
第２図ａ，ｂが本発明の１実施例を示すもので
ある。なお同図ａは正面図、同図ｂは側面図であ
る。本発明は負圧発生面３ａに潤滑流体である空
気の流れに平行方向に多くの凹凸の溝を設けたこ
とを特徴とするものである。通常の凹凸溝のない
場合には、負圧の発生効率を最大として、またリ
バースステツプ面の加工方法であるイオンエツチ
ング法の加工特性などを考慮してそのリバースス
テツプ面の溝深さを4μm程度に設定する。この場
合吸引力は350mN程度発生し、正の剛性を支配
する浮揚力は390mN程度となる。従つて見かけ
上外から加える負荷荷重は40mN前後の値とな
り、おおよそ正の浮揚力の1/10程度の低負荷荷重
で非常に大きな空気膜剛性が得られる。この負圧
スライダをデイスク面上で浮上させると安定に浮
上はするものの、他方において媒体上の突起等に
衝突した時の動的挙動が問題となる。すなわち、
負荷荷重は40mN前後ときわめて軽荷重である
が、実効的に記録媒体には390mNの力が加わつ
ていることと等価である。従つて上記現象に付随
してスライダが記録媒体面と衝撃的に接触して媒
体面に傷などをつける時にはその影響はきわめて
大きなものとなる。
ある。なお同図ａは正面図、同図ｂは側面図であ
る。本発明は負圧発生面３ａに潤滑流体である空
気の流れに平行方向に多くの凹凸の溝を設けたこ
とを特徴とするものである。通常の凹凸溝のない
場合には、負圧の発生効率を最大として、またリ
バースステツプ面の加工方法であるイオンエツチ
ング法の加工特性などを考慮してそのリバースス
テツプ面の溝深さを4μm程度に設定する。この場
合吸引力は350mN程度発生し、正の剛性を支配
する浮揚力は390mN程度となる。従つて見かけ
上外から加える負荷荷重は40mN前後の値とな
り、おおよそ正の浮揚力の1/10程度の低負荷荷重
で非常に大きな空気膜剛性が得られる。この負圧
スライダをデイスク面上で浮上させると安定に浮
上はするものの、他方において媒体上の突起等に
衝突した時の動的挙動が問題となる。すなわち、
負荷荷重は40mN前後ときわめて軽荷重である
が、実効的に記録媒体には390mNの力が加わつ
ていることと等価である。従つて上記現象に付随
してスライダが記録媒体面と衝撃的に接触して媒
体面に傷などをつける時にはその影響はきわめて
大きなものとなる。
一方本発明の負圧スライダ構成の場合、負圧発
生面３ａにおいて負圧発生効率が下降し、吸引力
の発生が減少することになる。この事実は、サブ
ミクロン領域の浮揚量で作動する浮動ヘツドスラ
イダの浮揚特性を支配する修正レイノルズ方程式
を有限要素法などの手法により数値的に解くこと
により得られる。すなわち負圧発生面であるリバ
ースステツプ面形状に数多くの凹凸があるとして
スライダ浮揚隙間を形成させ、その場合の正の浮
揚力、吸引力を計算すれば良い。計算パラメータ
は凹凸溝の山の高さおよびその溝の数である。
生面３ａにおいて負圧発生効率が下降し、吸引力
の発生が減少することになる。この事実は、サブ
ミクロン領域の浮揚量で作動する浮動ヘツドスラ
イダの浮揚特性を支配する修正レイノルズ方程式
を有限要素法などの手法により数値的に解くこと
により得られる。すなわち負圧発生面であるリバ
ースステツプ面形状に数多くの凹凸があるとして
スライダ浮揚隙間を形成させ、その場合の正の浮
揚力、吸引力を計算すれば良い。計算パラメータ
は凹凸溝の山の高さおよびその溝の数である。
第３図は凹凸溝のある場合のスライダ吸引力に
ついてシミユレーシヨンを行つて得られた数値計
算結果を示す図である。横軸は凹凸溝の山の高さ
δrをスライダの最小浮揚量で基準化した量、縦軸
は凹凸溝のある時に発生する吸引力を理想的な平
面の場合に発生する吸引力で基準化した量であ
る。
ついてシミユレーシヨンを行つて得られた数値計
算結果を示す図である。横軸は凹凸溝の山の高さ
δrをスライダの最小浮揚量で基準化した量、縦軸
は凹凸溝のある時に発生する吸引力を理想的な平
面の場合に発生する吸引力で基準化した量であ
る。
同図から明らかなように負圧発生面に凹凸の溝
のある場合の方がより吸引力の発生が減少するこ
とがわかる。これは凹凸溝により負圧発生面のリ
バースステツプ面溝深さが浅くなる効果と深くな
る効果とが重畳されるからである。
のある場合の方がより吸引力の発生が減少するこ
とがわかる。これは凹凸溝により負圧発生面のリ
バースステツプ面溝深さが浅くなる効果と深くな
る効果とが重畳されるからである。
従つて吸引力の発生が減少する分だけ、逆に正
圧面の幅を狭く設計できるため、スライダが突起
等に衝突しても何ら媒体面に損害を与えない空気
膜剛性（α正の浮揚力）を選ぶことが可能とな
る。
圧面の幅を狭く設計できるため、スライダが突起
等に衝突しても何ら媒体面に損害を与えない空気
膜剛性（α正の浮揚力）を選ぶことが可能とな
る。
なお同様のことはリバースステツプ面溝深さを
大きくしても可能なことは良く知られている。す
なわちリバースステツプ面溝深さが大きくなるに
つれて吸引力が減少するからである。しかしこの
方策はイオンエツチング法をリバースステツプ面
の加工に適用する本場合にはあまり得策ではな
い。10〜15μm程度の深さをイオンエツチング法
で触刻加工するのは時間がかかるし、また深いエ
ツチングのためにエツチング面への再付着の問題
も発生するからである。
大きくしても可能なことは良く知られている。す
なわちリバースステツプ面溝深さが大きくなるに
つれて吸引力が減少するからである。しかしこの
方策はイオンエツチング法をリバースステツプ面
の加工に適用する本場合にはあまり得策ではな
い。10〜15μm程度の深さをイオンエツチング法
で触刻加工するのは時間がかかるし、また深いエ
ツチングのためにエツチング面への再付着の問題
も発生するからである。
定量的に最適な凹凸溝の山の高さは負圧スライ
ダ形状、諸元に大いに依存し変化するためそれぞ
れの場合に応じて選定する必要があろう。また負
圧発生面の凹凸溝の本数の影響については大体10
本以上程度であるならば吸引力減少はほとんど溝
本数には依存せず、その効果が一定であることが
シミユレーシヨンにより明らかとなつている。そ
れ故溝本数は実用上、スライダコスト、溝加工法
などを考慮して決めれば良い。
ダ形状、諸元に大いに依存し変化するためそれぞ
れの場合に応じて選定する必要があろう。また負
圧発生面の凹凸溝の本数の影響については大体10
本以上程度であるならば吸引力減少はほとんど溝
本数には依存せず、その効果が一定であることが
シミユレーシヨンにより明らかとなつている。そ
れ故溝本数は実用上、スライダコスト、溝加工法
などを考慮して決めれば良い。
この凹凸溝の加工方法については種々考えられ
るが、化学エツチング法が適当である。すなわち
前記したごとく、まずイオンエツチング法などに
より負圧発生面であるリバースステツプ面を加工
する。そしてしかる後、正圧発生面などにはフオ
トレジストマスクをしておき、化学エツチング法
により凹凸溝を形成すれば良い。このプロセスは
ドライエツチングプロセスとは異なるため、さほ
ど困難なことではなく、実用上問題となるほどで
はない。
るが、化学エツチング法が適当である。すなわち
前記したごとく、まずイオンエツチング法などに
より負圧発生面であるリバースステツプ面を加工
する。そしてしかる後、正圧発生面などにはフオ
トレジストマスクをしておき、化学エツチング法
により凹凸溝を形成すれば良い。このプロセスは
ドライエツチングプロセスとは異なるため、さほ
ど困難なことではなく、実用上問題となるほどで
はない。
以上本発明につき詳細に説明したように本発明
の負圧スライダは負圧発生面に潤滑流体の流れ方
向と平行方向に数多くの凹凸溝を設けることによ
り適切な負圧発生効率と空気膜剛性を得ることの
できる負圧スライダを提供することができるもの
である。
の負圧スライダは負圧発生面に潤滑流体の流れ方
向と平行方向に数多くの凹凸溝を設けることによ
り適切な負圧発生効率と空気膜剛性を得ることの
できる負圧スライダを提供することができるもの
である。
なお本発明の思想を逸脱しない範囲内でどのよ
うな変形を行つても差支えなく、例えば負圧スラ
イダの形状、凹凸溝形状、山の高さ、溝本数はそ
れぞれの場合で異つても良く、上記実施例の説明
が本発明の範囲を何ら限定するものでないことは
明らかである。
うな変形を行つても差支えなく、例えば負圧スラ
イダの形状、凹凸溝形状、山の高さ、溝本数はそ
れぞれの場合で異つても良く、上記実施例の説明
が本発明の範囲を何ら限定するものでないことは
明らかである。
第１図ａ，ｂは従来提案されている負圧スライ
ダ、第２図ａ，ｂは負圧発生面に凹凸溝を設けた
本発明の一実施例を示す負圧スライダ、そして第
３図は凹凸溝のある場合のスライダ吸引力の変化
を示した図である。 図において、１，１ａ……正圧発生面、２，２
ａ……クロスレール部、３，３ａ……負圧発生
面、δr……凹突溝の山の高さをそれぞれ示す。
ダ、第２図ａ，ｂは負圧発生面に凹凸溝を設けた
本発明の一実施例を示す負圧スライダ、そして第
３図は凹凸溝のある場合のスライダ吸引力の変化
を示した図である。 図において、１，１ａ……正圧発生面、２，２
ａ……クロスレール部、３，３ａ……負圧発生
面、δr……凹突溝の山の高さをそれぞれ示す。
Claims (1)
- １ 空気流入端にテーパ面あるいは段差面を有す
る正圧発生面と、このテーパ面あるいは段差面と
逆方向の傾斜を有するテーパ面あるいは段差面に
よる負圧発生面を有する負圧利用浮動ヘツドスラ
イダにおいて、前記逆テーパあるいは逆段差の負
圧発生面に潤滑気体である空気の流れ方向に対し
て平行方向に複数個の凹凸溝を設けたことを特徴
とする負圧利用浮動ヘツドスライダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16142883A JPS6052978A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 負圧利用浮動ヘッドスライダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16142883A JPS6052978A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 負圧利用浮動ヘッドスライダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6052978A JPS6052978A (ja) | 1985-03-26 |
| JPH0467273B2 true JPH0467273B2 (ja) | 1992-10-27 |
Family
ID=15734917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16142883A Granted JPS6052978A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 負圧利用浮動ヘッドスライダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6052978A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0724096B2 (ja) * | 1992-05-29 | 1995-03-15 | ティーディーケイ株式会社 | 磁気ヘッドの加工方法 |
-
1983
- 1983-09-02 JP JP16142883A patent/JPS6052978A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6052978A (ja) | 1985-03-26 |
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