JPH07201150A - 空気ベアリング式磁気ヘッドスライダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気ベアリング式磁気ヘッドスライダーに関
し、磁気ディスクとその変換器を搭載するスライダーの
後縁部との間をより密接に間隔することを目的とする。 【構成】 前縁部及び後縁部、並びに実質的に平行な側
面をもつ磁気ヘッドスライダー１１が、一対のサイドレ
ール部分１２，１３と、２つの分節部１４ａ，１４ｂを
もつ中央のレール部分１４とを備えている。各サイドレ
ール部分は、当該スライダー上で前縁部から、前縁部と
後縁部間の距離よりも短い距離にある所定位置まで延び
ており、一方の中央のレール部分は、前縁部から後縁部
に向けて延びている。このような構成とすることによ
り、後縁部に配置される変換器１６と、本磁気ヘッドス
ライダーが浮動する磁気記憶ディスクとの間で密接な接
触又は疑似的な接触が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクドライブ装置
内で用いられる空気ベアリング式磁気ヘッドスライダー
に関し、特に、様々な形態に形成された空気ベアリング
面をもつ磁気ヘッドスライダーに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスクドライブ装置内で用いられる磁
気記録用ヘッドの構成体は、典型的に、データ信号を変
換するために磁気ディスクの表面を浮動する少なくとも
１つの磁気変換器を搭載する空気ベアリングスライダー
を組み込んでいる。係る磁気変換器と磁気ディスクとの
間の変換作用の関係を改善する１つの目的は、ディスク
ドライブ装置の動作中、磁気変換器と磁気ディスクとの
間で低い浮動高さを提供すること、すなわち両者間で非
常に密接した状態を提供することにある。非常に狭い変
換用ギャップと非常に薄い磁気フィルムとを備えるよう
にすると、この密接な間隔取りにより高密度な信号が記
録され得るので、大きな記憶容量の記録を実現すること
ができる。このとき、更に望ましいことは、磁気ディス
ク表面に対してスライダーの浮動高さを実質的に一定に
維持すると共に、変換器からの処理される信号が的確と
なるように厳格に制御されたピッチを維持することであ
る。このような制御されるピッチ、及び一定の浮動高さ
を実現するためには、空気ベアリングスライダーのピッ
チ安定性 ( pitch stiffness )が制御される必要があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、米国
特許出願第 08/024,476 号におけるウィッシュボーン構
造のスライダーの改良型である様々なベアリングスライ
ダーの構成を提供し、磁気ディスクと、そのための変換
器を搭載するスライダーの後縁部との間を一層密接化し
て間隔取りすることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】ここに開示されるベアリ
ングスライダーは、以下のように記述される。本ベアリ
ングスライダーには、実質的に同一な表面に設けられる
４つの空気ベアリング面が存在している。そして、これ
ら空気ベアリング面のうちの３つが、前縁部のテーパー
を備えており、各テーパーが円弧に対して約１０分乃至
１２０分の範囲の同様な公称角度を有している。また、
前縁部のテーパーのない面は、能動的な変換器を搭載す
るべく意図されている。空気ベアリング面のうちのせい
ぜい２つが後縁部に達しており、一方、変換器を搭載す
るベアリング面は常に後縁部に達している。

【０００５】係るスライダー本体の長さは公称 0.030イ
ンチ乃至 0.112インチ（約0.076cm乃至 0.284cm )であ
り、スライダーの幅は、上記長さの約６０％乃至８５％
である。スライダーの高さは任意であるが、典型的に
は、上記長さの約２０％乃至３５％である。

【０００６】前縁部にテーパーをもつ各サイドレール
は、いずれも後縁部には達していない。サイドレールの
長さは、各テーパー部分を含めてスライダー本体の長さ
の約３０％乃至９５％である。全ての角度は、エッチン
グされた窪み内のどの場所からも空気の流れが粒子を取
り除く方向となるように加工される。

【０００７】係る構成のために好ましいとされる方法
は、そのパターンを所定の深さにエッチングすることで
ある。これを実現するための公知な幾つかの方法は、そ
の基板がその作用を許容するならば、反応性のイオンエ
ッチング，イオンミリング，超音波式の接触プローブに
よるエッチング，レーザーエッチング，レーザー支援式
の化学的エッチング，レーザー支援式ではないマスクに
よる化学的エッチング，及び電子的な化学的エッチング
等が挙げられる。

【０００８】実際上のディスクドライブ装置に適用する
場合の最小エッチング加工寸法の範囲は、約３ミクロン
乃至１５ミクロンである。幾つかの設計例における最大
許容深さは、現在の鋸加工技術での深さに匹敵するもの
となり、例えば約５０ミクロン乃至１００ミクロンとな
る。

【０００９】

【作用】ここに記述される構造体内では、前方の各レー
ルが空気膜の上で負荷の大部分を支持するので、非常に
僅かな動作摩擦しかない疑似接触的な記録動作が実行さ
れ得る。これは、記録用の変換器及び磁気ディスクに対
して非常に小さな磨耗率をもちながら高密度なディスク
記録動作を可能にする。

【００１０】本発明に係る各構造体は、非磁気的なヘッ
ドスライダーの素地本体の上に２つのサイドレール部分
を備えており、これら各サイドレール部分が、本スライ
ダーの前縁部から、この前縁部と後縁部との間の距離以
内にある所定位置まで延びている。また各構造体は、前
縁部から後縁部まで延びる中央のレール部分を備えてい
る。この中央のレール部分は、２つの分離した分節部
( segment )をもち、その内の一方は、本スライダーの
後縁部上で変換器と隣接して配置される。中央のレール
部分の他方の分節部は、一方の分節部から間隔され、且
つウィシュボーン形又はフォーク形に形成されており、
一方の分節部の少なくともいずれかの側に延びるフォー
ク形の部分を備えている。このように変換器を本ヘッド
スライダーの後縁部の略中央に配置し、且つ変換器に近
接して中央のレール部分の分節部を設けることにより、
この分節部が空気ベアリングのリフト作用を形成し、変
換器が磁気ディスクとの実質的な接触状態又は疑似的な
接触状態で作動することを可能にするので、最小の間隔
が得られると同時に最大のビット密度が得られることに
なる。本ヘッドスライダーの後縁部の略中央に変換器を
配置することにより、スライダーは、スライダーの一方
の側面に位置された変換器がもつロール ( roll ) に対
して応答することがなく、特に、スライダーの一方のサ
イドレールが磁気ディスクに接触したり、又は２つのサ
イドレールが瞬時に変化するディスクとの接触したりし
て「チャタリング」が起きるようなディスク装置の起動
時、スライダーがロールに対して感度をもたない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に係る磁気ヘッドスライダーの
各実施例について図面とともに説明する。図１は、本発
明に係る磁気ヘッドスライダーの第１の実施例を示した
ものであり、非磁気的なスライダー素地本体１１がその
上に形成された一対のサイドレール１２，１３を備える
ことを示している。サイドレール１２，１３は、スライ
ダー本体の前縁部１１ａから延び、スライダー本体の前
縁部１１ａからヘッドスライダーの後縁部１１ｂまでの
距離よりも短い距離にある位置まで延びている。

【００１２】本発明に係る構成では、更に、前縁部から
後縁部まで延びる中央のレール部分１４が設けられる。
中央のレール部分１４は、２つの分離した分節部１４
ａ，１４ｂを備えた形状とされている。分節部１４ａ
は、磁気的な変換器１６に隣接した後縁部１１ｂ上に配
置される。また分節部１４ｂは、分節部１４ａの周囲に
延びるフォーク形の部分を含み、且つ分節部１４ａから
分離されている。このような構成とすることにより、分
節部１４ａの作用で変換器１６が磁気ディスク表面と接
近した接触状態、あるいは擬似的な接触状態で浮動する
ことを可能にすると同時に、中央のレール部分１４がヘ
ッドスライダーの空気ベアリング支持に貢献することと
なる。

【００１３】サイドレール１２，１３には、その前縁部
にテーパーされた部分１２ａ，１３ａがあり、一方、中
央のレールの分節部１４ｂには、その前縁部にテーパー
された部分１４ａがある。

【００１４】図２は、本発明に係る磁気ヘッドスライダ
ーの第２の実施例を示しており、中央のレールの分節部
１４ｂのフォーク形の脚部が分節部１４ａのまわりを完
全に覆っている形態を示している。もしもマスキング及
びエッチングに関連した設計要件等の処理が係るアプロ
ーチを必要とするならば、中央のレールの前の方の分節
部１４ｂが変換器ベアリングパッド１４ａの両側周囲を
完全に覆うようにしてもよいが、これは、機械的にはそ
れほど好ましいとは言えない。その理由は、変換器と磁
気ディスクとの間隔 ( spacing )が同じ場合において、
この設計ではヘッドスライダーがディスクヘッダーを擦
ることが予想されたり、あるいは任意のロール量あたり
比較的頻繁にヘッドスライダーがディスクヘッダーを擦
るであろうからである。

【００１５】このような「ラップ・アラウンド ( wrap
around )」の仕様においては、アクティブパッド１４ａ
と包囲用レール１４ｂとの間での最も狭い間隔は、この
アクティブパッドの前部とするべきである。その間隔は
圧縮すべきではないが、本ヘッドスライダーの後縁部に
接近するにつれて広くしてもよい。

【００１６】図３は、本発明に係るヘッドスライダーの
第３の実施例を示しており、サイドレール１２，１３が
後縁部に向けて延びるにつれて、これらが内側に向かっ
て曲げられている形態を示している。サイドレール１２
にはヘッドスライダー本体１１の中央に向かって曲げら
れた部分１２ｃがあり、一方、サイドレール１３には、
サイドレール１２よりも小さい角度で内側に曲げられた
ステップ部分１３ｃがある。図３の実施例において、中
央のレール１４ｂには、変換器１６と隣接している分節
部１４ａから間隔されたフォーク形の分節部が設けられ
ている。

【００１７】各サイドレールの各角度付け ( angling )
により、ヘッドスライダーの適用においてロールが一定
半径のレンジにわたり減少されることになる。このロー
ルは、通常、以下の２つの要因によって引き起こされ
る。 １．トラックの各半径が減少するとき、内部のレール速
度に対する外部のレール速度の速度比が増加すること ２．大部分のディスクドライブ装置が回転式のアクチエ
ータを採用しているので、このヘッドスライダーがトラ
ック半径とともに斜行変化し、この斜行がロールに寄与
すること

【００１８】実際的な曲げ角度は、ヘッドスライダーの
外側ディスク半径側のレール１２に対しては０度から約
２５度以内の範囲となり、内側のディスク半径側のレー
ル１３に対しては０度から約１５度以内の範囲となる。

【００１９】図４は、本発明に係るヘッドスライダーの
第４の実施例を示しており、サイドレール１２，１３の
長さが短くされ、これらが前縁部１１ａから後縁部１１
ｂまでの間、比較的短い距離で延びることを示してい
る。

【００２０】このようにテーパーベアリングの各サイド
レールを短くすることにより、主中央レール１４の裂け
目を広くして、フォーク形の脚１４ｄ，１４ｅをもつウ
ィッシュボーン形にすることができる。これにより真空
状態を形成するあろうウィッシュボーン内に大きな領域
が形成される。その真空の程度は、磁気ディスクの回転
速度ＲＰＭとトラックの半径とに基づいた速度に依存
し、適用速度とともにヘッドスライダーのローディング
( roading )が増加する。

【００２１】この表面は、例えば幾何学的な形状を形成
するべくエッチングされる必要がある。公称上のエッチ
ング深さは用途に依存するが、最小のエッチング深さの
範囲は、1.3 インチ乃至 3.5インチのディスクドライブ
装置の場合、３ミクロン乃至１５ミクロンとなる。

【００２２】図５は、本発明に係るヘッドスライダーの
第５の実施例を示しており、ここでは、サイドレール１
２，１３及び中央レール部分１４の空気ベアリング面の
内、３つの最前部の端部の後縁部が丸められている。こ
のように３つの最前部の空気ベアリング面におけるこれ
ら後縁部の丸めの作用は、上記図４の構造に示されるよ
うな方形状の後縁部と比較した場合、エッチングされた
４つの領域内のこれらパッド後方で形成する真空状態を
大いに減少させる空気ベアリングのシュミレーションに
基づいて一定の違いとして示される。

【００２３】これは、真空状態により負荷作用 ( roadi
ng )が増大するので、姿勢制御に対しての利点をもつ。
リフト作用は、周辺部で発生すべきであり、一方、負荷
作用は、剛性のために略中央に集中され、その結果とし
て任意のプロセスから分散された浮動姿勢に対する制御
が行われるべきである。

【００２４】図６は、本発明に係るヘッドスライダーの
第６の実施例を示しており、中央のレール１４ｂが，こ
の分節部１４ｂのいずれかの側で横方向に延びる一対の
分岐部分１４ｆ，１４ｇを備えることを示している。こ
れら分岐部分１４ｆ，１４ｇは、好ましくは後縁部１１
ｂよりも前縁部１１ａに接近して分節部１４ｂ上に設け
られる。

【００２５】このような分岐構造は、回転する磁気ディ
スク上で作動する場合、ヘッドスライダー本体の中央近
傍で真空状態を形成するために用いられ得る。これは、
速度が早くなるとともに負荷作用が増加するという作用
をもつ。このような作用は有益なものであり、何故なら
ば、通常、負荷作用を大きく生成すればするほどダイナ
ミック応答がよくなる一方、開始／停止サイクルの間で
は、ローディングが小さくなればなるほど、より小さな
摩擦と関連されるので、ディスク装置の主軸にて必要と
されるモータートルクが小さくてすむからである。した
がって速度が速くなるとともに負荷作用が増加するヘッ
ドスライダーは、モータトルクを小さくすることを可能
とするとともに、ディスク装置のダイナミック応答を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るヘッドスライダーの第１の実施例
を示す斜視図である。

【図２】本発明に係るヘッドスライダーの第２の実施例
を示す斜視図である。

【図３】本発明に係るヘッドスライダーの第３の実施例
を示す斜視図である。

【図４】本発明に係るヘッドスライダーの第４の実施例
を示す斜視図である。

【図５】本発明に係るヘッドスライダーの第５の実施例
を示す斜視図である。

【図６】本発明に係るヘッドスライダーの第６の実施例
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１１…スライダー本体 １１ａ…スライダーの前縁部 １１ｂ…スライダーの後縁部 １２，１３…サイドレール １２ａ，１３ａ…テーパーされた部分 １４…中央のレール １４ａ，１４ｂ…分節部 １６…変換器

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前縁部及び後縁部と実質的に平行な側面
   とを有し、非磁気的な基板を含む空気ベアリング式磁気
   ヘッドスライダーであって、 一対のサイドレール部分と中央のレール部分とを具備
   し、 前記各サイドレール部分が、前記ヘッドスライダー上で
   前記前縁部から該前縁部と前記後縁部との間の距離より
   も短い距離の位置まで延びており、 前記中央のレール部分が、前記前縁部から前記後縁部ま
   で延びている、空気ベアリング式磁気ヘッドスライダ
   ー。
2. 【請求項２】 前記後縁部内に前記中央のレール部分に
   隣接して磁気変換器を備えている請求項１に記載のスラ
   イダー。
3. 【請求項３】 前記各サイドレール部分及び中央のレー
   ル部分が、前記前縁部に隣接してテーパーされた部分を
   もつ請求項１に記載のスライダー。
4. 【請求項４】 前記中央のレール部分が２つの分離した
   分節部を備えている請求項１に記載のスライダー。
5. 【請求項５】 前記中央のレール部分の各分節部の内の
   一方が、前記後縁部上で前記変換器と隣接して配置され
   ている請求項４に記載のスライダー。
6. 【請求項６】 前記中央のレール部分の各分節部の内の
   他方が、前記一方の分節部の両側でフォーク形に配置さ
   れている請求項５に記載のスライダー。
7. 【請求項７】 前記フォーク形の部分が、前記一方の分
   節部の両側周辺で前記後縁まで延びている請求項６に記
   載のスライダー。
8. 【請求項８】 前記フォーク形の部分が、前記一方の分
   節部の両側周辺で前記後縁部近傍の所定位置まで延びて
   いる請求項６に記載のスライダー。
9. 【請求項９】 前記各サイドレール部分が、前記後縁部
   に向けて所定角度で延びるテーパーされた部分を備える
   請求項３に記載のスライダー。
10. 【請求項１０】 前記各サイドレールが、外側レール部
    分と内側レール部分とを備え、該外側レール部分の前記
    角度が前記内側レール部分の前記角度よりも大きく構成
    されている請求項９に記載のスライダー。
11. 【請求項１１】 前記外側レール部分の角度が約２５度
    以内に構成され、且つ前記内側レール部分の角度が約１
    ５度以内に構成されている請求項１０に記載のスライダ
    ー。
12. 【請求項１２】 前記中央のレール部分のフォーク形の
    部分が、２つのフォークによるウィッシュボーン構造を
    形成しており、前記２つのフォークが前記前縁部近傍か
    ら前記後縁部近傍の所定位置まで延びており、前記２つ
    のフォークが前記中央のレール部分の前記一方の分節部
    から大きく間隔されている請求項６に記載のスライダ
    ー。
13. 【請求項１３】 前記各サイドレール部分の後縁側及び
    前記中央のレール部分の前記他方の分節部が、それぞれ
    丸められた表面部分をもつ請求項１２に記載のスライダ
    ー。
14. 【請求項１４】 前記中央のレール部分の前記他方の分
    節部から横方向に延びる一対の分岐部分を備え、該分岐
    部分が、前記前縁部と前記フォーク形の部分との間に配
    置されている請求項６に記載のスライダー。