JPH11149734A

JPH11149734A - スライダ、ヘッド、ヘッド装置及び記録再生装置

Info

Publication number: JPH11149734A
Application number: JP10028925A
Authority: JP
Inventors: Yoshimitsu Wada; 善光和田; Tetsuya Roppongi; 哲也六本木; Takeshi Wada; 健和田; Toshitake Sato; 勇武佐藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2018-02-10
Also published as: US6317294B1; CN1110796C; CN1199902A; JP3292296B2; US6144529A; HK1016733A1

Abstract

(57)【要約】【課題】極低浮上量において、ディスクとの接触を防
止でき、外乱や振動に対する高い浮上安定性を有する量
産性に優れた小型薄型のスライダ及びヘッドを提供す
る。【解決手段】前部面１００は空気流入端ＬＥ側に設け
られ、空気の流れ方向ａに一致する長さの途中で終わ
る。第１及び第２の正圧発生部１１０、１２０のそれぞ
れは、表面１１２、１２２がほぼ同一の高さ平面を構成
し、長さ方向Ｘと直交する幅方向Ｙの両側に互いに間隔
を隔てて配置され、空気流入端ＬＥ側にステップ面１１
１、１２１を有する。ステップ面１１１、１２１は前部
面１００から立ち上がる。第１の負圧発生部１３０は、
空気の流れ方向ａで見て前部面１００の後方に設けら
れ、前部面１００よりも低い底面を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浮動型スライダ、
ヘッド、ヘッド装置及び記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの外部記録装置として用い
られる記録再生装置では、動圧空気軸受けの原理を応用
し、スライダに揚力を発生させて、ディスク状媒体上で
浮上させる浮動型のヘッドが用いられている。この種の
記録再生装置では、スライダは、ディスク状媒体が停止
しているときはディスク状媒体に接触しており、ディス
ク状媒体が回転すると、その回転によって発生する空気
流をスライダの浮上面に受け、ある浮上隙間を保って、
ディスク状媒体上で浮上し、情報の記録及び再生を行
う。現在、記録再生装置の主流は、磁気ヘッド及び磁気
ディスクを用いた磁気記録再生装置（磁気ディスク装
置）であり、特公昭５７−５６９号公報及びU.S.Pat.N
o.3,823,416号にはテーパーフラット型のスライダが開
示されている。

【０００３】記録再生装置において、高密度記録を達成
するための要素の一つに、浮上隙間の低減があげられ
る。近年、高密度記録に対応して、磁気記録再生装置で
は、変換素子部の浮上隙間を２５ｎｍ以下まで低下させ
ることが要求されている。またディスク状媒体の全面に
わたって最大記録密度で記録するゾーンビットレコーデ
ィングの採用に当たり、ディスク状媒体の内周から外周
にわたる全シーク領域において、浮上隙間ができるだけ
均一であることが望まれている。

【０００４】さらに、磁気記録再生装置では、記憶容量
を大容量化する手段の一つとして、磁気抵抗効果を用い
た素子（以下ＭＲ素子と称する）を、読み取り素子とし
て使用したヘッドが提案され、実用に供されている。Ｍ
Ｒ素子は、信号出力がディスク状媒体の周速に依存する
従来の誘導型の変換素子と異なって、信号出力がディス
ク状媒体の周速に依存しない。従って、ＭＲ素子を読み
取り素子として用いたヘッドによれば、ディスク状媒体
の周速に依存しない読み取り信号を得ることができる。
ＭＲ素子を搭載したヘッドでは、ディスク状媒体の記録
域の全域にわたって、ほぼ一定の浮上隙間をとるよう
に、その浮上面の幾何学的形状を設計しなければならな
い。

【０００５】次に、変換素子は、構造上、空気流出端か
ら約３５〜５０μｍ内側に位置している。このような構
造のヘッドを、２５ｎｍ以下の極低浮上量で浮上させる
場合、スライダの空気流出端側とディスク状媒体との接
触を防止する手段として、浮上状態でのスライダ長さ方
向の姿勢角（ピッチ角）を３×10^-4(rad)より小さくす
る必要がある。特許第２５７３２３６号公報には、ピッ
チ角の小さい領域において、浮上状態を安定化する技術
が開示されているが、テーパフラット型であるため、浮
上隙間２５ｎｍ以下の領域においては、ディスク状媒体
の内周から外周にかけて、均一な浮上隙間を維持するこ
とが困難であり、スライダの空気流出端とディスク状媒
体との接触によるヘッドクラッシュ等の障害を回避する
ことが困難である。

【０００６】浮上隙間を一定化にする手段の一つとし
て、負圧力を利用した負圧スライダの設計が検討されて
いる。このような負圧スライダは、特公平７−１６１９
号公報、U.S.Pat.No.4,734,803号に開示されている。し
かし、磁気記憶装置中に存在する塵埃が負圧スライダの
凹部に付着し、スライダの浮上特性を大きく変化させる
他、スライダがディスク状媒体面に吸着する等の問題が
ある。従って、負圧スライダを実用化するためには、塵
埃による影響を回避でき、しかも浮上開始特性（テイク
オフ特性）が良好で、吸着現象を回避し得る新規な浮上
面を持つヘッドを開発しなければならない。磁気記憶装
置中に存在する塵埃付着に関わる問題点は負圧スライダ
に限らず、他のタイプのスライダにおいても同様に生じ
る。

【０００７】またディスク状媒体の振動に対するスライ
ダの追従性の向上も重要な課題である。スライダとディ
スク状媒体との間に形成される空気膜はバネの性質をも
ち、スライダはこの空気膜とヘッド支持機構の復元力と
でバランスしながら浮上している。ディスク状媒体の振
動周波数が高くなると、スライダ質量の慣性力によりス
ライダの追従性が悪くなる。追従性のよいスライダを設
計するには、空気膜剛性を高くとることが重要である。

【０００８】上述のような技術的課題及び要望等を、従
来のスライダによって満たすことはきわめて困難であ
り、新規なヘッドの開発が要求されている。更に、最
近、ニア．フィールド記録方式に係る光ディスク装置
が、磁気記録再生装置の限界を越える高密度記録の達成
可能であるとして、注目されている。ニア．フィールド
記録方式に係る光ディスク装置でも、浮動型スライダが
用いられる。従って、このような光記録再生装置におい
ても、磁気記録再生装置において説明したと同様の技術
的課題を解決しなければならない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、記録
の高密度化及び記憶容量の増大化に極めて有効なスライ
ダ、ヘッド、ヘッド装置及び記録再生装置を提供するこ
とである。

【００１０】本発明のもう一つの課題は、新規な構造の
空気ベアリング面を有するスライダ及びヘッドを提供す
ることである。

【００１１】本発明の更にもう一つの課題は、２５ｎｍ
以下の浮上間隔においても、ディスク状媒体との接触を
防止し得るスライダ及びヘッドを提供することである。

【００１２】本発明の更にもう一つの課題は、２５ｎｍ
以下の浮上間隔においても、外乱や振動に対する高い浮
上安定性を有するスライダ、ヘッド、ヘッド装置及び記
録再生装置を提供することである。

【００１３】本発明の更にもう一つの課題は、浮上時の
ピッチ角を３×10^-4(rad)以下に設定し得るスライダ、
ヘッド、ヘッド装置及び記録再生装置を提供することで
ある。

【００１４】本発明の更にもう一つの課題は、量産性に
優れた小型、薄型のスライダ及びヘッドを提供すること
である。

【００１５】本発明のもう一つの課題は、ドライエッチ
ング等の高精度パターン形成技術の適用によって、一体
加工の可能なスライダ及びヘッドを提供することであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係るスライダは、移動するディスク状媒
体と対向され、媒体対向面に空気揚力動圧を受ける。前
記スライダは、媒体対向面に、前部面と、第１の正圧発
生部と、第２の正圧発生部と、第１の負圧発生部とを有
する。前記前部面は、空気流入端側に設けられ、空気の
流れ方向に一致する長さの途中で終わっている。前記第
１の正圧発生部及び第２の正圧発生部のそれぞれは、表
面がほぼ同一の高さ平面を構成し、前記幅方向の両側に
間隔を隔てて配置され、前記空気流入端側にステップ面
を有し、前記ステップ面が前記前部面から立ち上がる。
前記第１の負圧発生部は、前記空気の流れ方向で見て前
記前部面の後方に設けられ、前記前部面よりも低い底面
を有する。

【００１７】ヘッドへの適用において、変換素子はスラ
イダの空気流出端側に備えられる。磁気ヘッドでは、変
換素子は電磁変換素子であり、二ア．フィールド記録再
生用ヘッドでは光学素子である。本発明に係るヘッド
は、記録再生装置への適用において、媒体対向面とは反
対側に位置する面を、ヘッド支持機構によって支持し、
媒体対向面をディスク状媒体と対向させ、ディスク状媒
体の回転によって生じる空気流によって浮上させる。２
５ｎｍ以下の極微小浮上量では、表面精度の高いディス
ク状媒体、例えば表面荒さＲａ≦１μｍのディスク媒体
と組み合わせる。

【００１８】本発明に係るスライダは、媒体対向面側
に、第１及び第２の正圧発生部、及び、第１の負圧発生
部を有する。第１及び第２の正圧発生部は、スライダの
幅方向に互いに間隔を隔てて配置される。第１の負圧発
生部は２つの第１の正圧発生部の間に位置している。従
って、ディスク状媒体を回転させたとき、空気流入端側
に、幅方向に間隔を隔てて、第１及び第２の正圧発生部
による２つの揚力動圧が発生し、これらの２の揚力動圧
の間で、第１の負圧発生部による負圧が発生する。

【００１９】しかも、スライダの空気流入端と、第１及
び第２の正圧発生部との間に、第１及び第２の正圧発生
部の表面よりも低く、かつ、第１の負圧発生部の底面よ
りも高い前部面を有するから、第１及び第２の正圧発生
部において、高空気膜剛性を発生させ、安定した浮上特
性を得ることができる。

【００２０】このような圧力分布特性を生じる空気ベア
リング面の構造は新規であり、２５ｎｍ以下の浮上間隔
においても、安定した浮上特性を維持し、ディスク状媒
体との接触を防止し得ることが確認された。

【００２１】また、第１及び第２の正圧発生部の表面の
面積を所定の大きさにすることにより、空気流入側の負
荷容量を大きくすることができる。これにより、空気膜
剛性が高まり、２５ｎｍ以下の超低浮上化をはかった場
合、低ピッチ角状態が安定に維持される。また、高空気
膜剛性が維持されるために、ディスク状媒体表面に対す
る追従性能も向上する。このため、浮上量を、２５ｎｍ
以下に低下させた場合でも、最小浮上隙間となるスライ
ダの空気流出端部において、ヘッドと、ディスク状媒体
面との接触を防止できる。

【００２２】第１及び第２の正圧発生部の表面は、実質
的に同一高さ平面を構成し、幅方向の両側に間隔を隔て
て配置されれているから、ロール角も安定化する。

【００２３】しかも、上述した新規な空気ベアリング面
の構造によれば、２５ｎｍ以下の浮上間隔においても、
高空気膜剛性により、外乱や振動に対する高い浮上安定
性を有することが確認された。

【００２４】上述した新規な空気ベアリング面の構造に
よれば、３×10^-4(rad)以下のピッチ角に設定すること
が可能であり、２５ｎｍ以下の浮上間隔においてもスラ
イダの空気流出端とディスク状媒体との接触を回避する
ことができる。

【００２５】第１の負圧発生部は、空気の流れ方向でみ
て、前縁となる部分が閉じていなければならない。この
場合、前縁は、ステップとして構成する。ステップの高
さ、及び、ステップに連なる面の大きさ、形状等は、２
５ｎｍ以下の浮上間隔において、必要な浮上特性を得る
ために選択される。

【００２６】第１の正圧発生部及び第１の負圧発生部を
ステップによって形成することの利点は、上述した浮上
特性が得られるほか、これらの部分を、ドライエッチン
グ等の高精度パターン形成技術を適用することによっ
て、一体加工ができる点にある。

【００２７】従って、本発明によれば、磁気記録の高密
度化及び記憶容量の増大化に極めて有効で、かつ、量産
性に優れた小型、薄型のヘッドを得ることができる。第
１及び第２の正圧発生部において、ステップの高さ、及
び、ステップに連なる表面の面積の大きさ、形状等は、
２５ｎｍ以下の浮上間隔において、必要な浮上特性を得
るために選択される。

【００２８】本発明に係るスライダの好ましい態様とし
て、媒体対向面に、更に、第３の正圧発生部を含んでい
てもよい。前記第３の正圧発生部は、空気流出端側に備
えられ、前記空気流入端側のステップ面が前記第１の負
圧発生部の底面からステップ状に立ち上がる。かかる構
造であると、ディスク状媒体を回転させたとき、空気の
流れ方向に沿って、空気流入端側に、第１及び第２の正
圧発生部による２つの揚力動圧が発生し、空気流出端側
に第３の正圧発生部による揚力動圧が発生し、第１及び
第２の正圧発生部による２つの揚力動圧と、第３の正圧
発生部による揚力動圧との間で、第１の負圧発生部によ
る負圧が発生する。このような圧力分布特性を生じる空
気ベアリング面の構造は新規であり、２５ｎｍ以下の浮
上間隔においても、ディスク状媒体との接触を防止し得
ることが確認された。

【００２９】本発明に係るスライダの更に別の好ましい
態様として、媒体対向面側に、第４の正圧発生部と、第
５の正圧発生部とを有していてもよい。前記第４の正圧
発生部は、前記第１の正圧発生部の後方に間隔を隔てて
備えられ、前記空気流入端側にステップ面を有する。前
記第５の正圧発生部は、前記第２の正圧発生部の後方に
間隔を隔てて備えられ、前記空気流入端側にステップ面
を有する。かかる構造によれば、空気流出端側に第４及
び第５の正圧発生部による２つの正圧空気軸受が生じる
ので、空気流出端側の負荷容量が大きくなることによ
り、空気膜剛性が高まり、ディスク状媒体表面に対する
追従性能が、一層向上する。第４及び第５の正圧発生部
を設ける場合、前記スライダは、媒体対向面側に、更
に、第２及び第３の負圧発生部を有していてもよい。前
記第２及び第３の負圧発生部は、それぞれが、前記第１
の正圧発生部と前記第４の正圧発生部との間、及び、前
記第２の正圧発生部と前記第５の正圧発生部との間に設
けられる。

【００３０】上記構成によれば、ディスク状媒体を回転
させたとき、第１の正圧発生部、第２の負圧発生部及び
第４の正圧発生部による一連の空気軸受と、第２の正圧
発生部、第３の負圧発生部及び第５の正圧発生部からな
る一連の空気軸受とが、スライダの幅方向の両側におい
て、並列的に発生する。更に、第１の正圧発生部、第２
の正圧発生部、第２の負圧発生部、第３の負圧発生部、
第４の正圧発生部及び第５の正圧発生部によって囲まれ
た領域内において、第１の負圧発生部による負圧が発生
する。

【００３１】このような圧力分布特性を生じるヘッドは
新規であり、２５ｎｍ以下の浮上間隔においても、安定
姿勢を保ち、ディスク状媒体との接触を防止し得ること
が確認された。

【００３２】しかも、第１の正圧発生部、第２の正圧発
生部、第４の正圧発生部及び第５の正圧発生部を、でき
るだけ、スライダの４隅に寄せて配置することにより、
４隅に高空気膜剛性部を配置し、ディスク状媒体に対す
るヘッドの追従性を向上させることできる。

【００３３】また、第１及び第２の正圧発生部にによ
り、空気流入側の負荷容量が大きくなり、空気膜剛性が
高まるので、２５ｎｍ以下の超低浮上状態において、低
ピッチ角度を実現するとともに、この低ピッチ角度を安
定に維持し、ヘッドの追従性能を、更に、改善できる。
上述した新規な構造のヘッドによれば、３×10^-4(rad)
以下の低ピッチ角に設定することが可能である。また、
高い空気膜剛性を得ることができるから、２５ｎｍ以下
の浮上間隔においてもスライダの空気流出端とディスク
状媒体との接触を回避し得ることが確認された。

【００３４】しかも、上述した新規な構造のヘッドによ
れば、２５ｎｍ以下の浮上隙間において、外乱やディス
ク状媒体の振動、埃塵による浮上隙間変動を小さく押さ
え、安定した低浮上隙間特性を確保し得ることが確認さ
れた。

【００３５】更に、第１〜第５の正圧発生部及び第１〜
第３の負圧発生部は、スライダの媒体対向面に対して、
ドライエッチング等の高精度パターン形成技術を適用す
ることによって、一体加工によって形成することができ
る。

【００３６】従って、本発明によれば、磁気記録の高密
度化及び記憶容量の増大化に極めて有効で、かつ、量産
性に優れた小型、薄型のヘッドを得ることができる。

【００３７】別の好ましい具体的態様として、第２の負
圧発生部及び第３の負圧発生部のそれぞれは、第１の正
圧発生部及び第２の正圧発生部から立ち下がる凹部でな
る。第４の正圧発生部及び第５の正圧発生部のそれぞれ
は、凹部の表面から立ち上がっている。第１の負圧発生
部は第２の負圧発生部及び第３の負圧発生部を構成する
凹部の表面より低くなるように設けられる。

【００３８】第２の負圧発生部及び第３の負圧発生部を
構成する凹部は、その表面が、空気の流入側から中央部
に向かって先細り状に形成されており、さらに中央部か
ら流出側に末拡がり状に形成されていることが望まし
い。かかる構造によれば、ディスクの内外周において、
浮上特性を均一化することができる。

【００３９】第４及び第５の正圧発生部、第２及び第３
の負圧発生部を有する場合であっても、前述した第３の
正圧発生部を含むことができる。第３の正圧発生部は、
スライダの空気流出端側において、スライダの幅方向の
ほぼ中心に設けられ、第１の負圧発生部を構成する第２
の面から立ち上がる。変換素子は、第３の正圧発生部の
空気流出端中央に搭載される。かかる構造であると、記
録再生装置として用いた場合に、ディスク状媒体の全面
にわたってロール角変動の影響を受けにくい浮上特性を
得ることができる。

【００４０】第１及び第２の正圧発生部は、スライダの
幅方向に配向され、各組において連続させる構造を取る
ことがある。この場合は、空気流入側の負荷容量が、更
に大きくなって、空気膜剛性が高まるので、２５ｎｍ以
下の超低浮上状態において、低ピッチ角度を安定に維持
するとともに、ヘッドの追従性能を改善できる。

【００４１】第１及び第２の正圧発生部を、スライダの
空気流出端まで延長して設け、変換素子を、第１の正圧
発生部または第２の正圧発生部の少なくとも一方に搭載
してもよい。

【００４２】本発明に係るスライダは、好ましくは、長
さが１．２５ｍｍ以下、幅が１．０ｍｍ以下、重さが
１．６ｍｇ以下である。

【００４３】また、スライダの媒体対向面側は、スライ
ダの幅方向の中心軸に関して対称とすることが望まし
い。かかる構造であれば、機械加工を用いないドライエ
ッチング等のマイクロファブリケーションで一体加工す
ることが可能であり、量産加工寸法管理が容易で、か
つ、量産性も高くなる。

【００４４】第４及び第５の正圧発生部の表面と、凹部
の表面との境界はステップ状とし、ステップの深さを
０．３μｍ以上に選定する。また、第４の正圧発生部、
第５の正圧発生部及び凹部は、面を画定する端縁が直
線、曲線もしくはこれらの組合せからなる。

【００４５】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るスライダ及び
ヘッドの第１の実施例（実施例１）を示す斜視図、図２
は図１に示したヘッドを媒体対向面側からみた平面図、
図３は図２に示したヘッドの正面図、図４は図２に示し
たヘッドの側面図、図５は図２の５ー５線に沿った断面
図である。図示するように、本発明に係るヘッドは、ス
ライダ１と、変換素子２、３とを含む。実施例に示され
た変換素子２、３は、電磁変換素子であり、記録素子及
び再生素子の２つを含んでいる。スライダ１は、媒体対
向面に、前部面１００と、第１の正圧発生部１１０と、
第２の正圧発生部１２０と、第１の負圧発生部１３０と
を有する。前部面１００は、空気流入端ＬＥ側から設け
られ、空気の流れ方向ａに一致する長さＬの途中で終わ
っている。第１の正圧発生部１１０及び第２の正圧発生
部１２０のそれぞれは、表面１１２、１２２がほぼ同一
の高さ平面を構成し、長さ方向Ｘと直交する幅方向Ｙの
両側に互いに間隔を隔てて配置されている。また、空気
流入端ＬＥ側に位置するステップ面１１１、１２１が、
前部面１００からステップ状に立ち上がる。

【００４６】第１の負圧発生部１３０は、前部面１００
よりも低い位置にあって、空気流入端側に位置する前縁
に立ち上りステップ面１３１を有する。第１の負圧発生
部１３０は、前部面１００の終端からステップ状に落ち
込み、空気流出端ＴＲまで連続する。

【００４７】第１の負圧発生部１３０は、空気の流れ方
向ａでみて、前縁となる部分１３３が閉じていなければ
ならない。この場合、前縁は、典型的には、ステップ面
１３１として構成する。ステップの高さ、及び、ステッ
プに連なる面の大きさ、形状等は、２５ｎｍ以下の浮上
間隔において、必要な浮上特性を得るために選択され
る。ステップの具体的な値は、約２．５μｍ程度であ
る。スライダ１は、長さＬが１．２５ｍｍ以下、幅Ｗが
１．００ｍｍ以下、重さを１．６ｍｇ以下であることが
望ましい。変換素子２、３は、スライダ１の空気流出端
ＴＲに備えられている。

【００４８】実施例に示すヘッドにおいて、スライダ１
は、更に、媒体対向面側に、第３の正圧発生部１４０を
有する。第３の正圧発生部１４０は、空気流出端ＴＲ側
に備えられ、空気流入端ＬＥ側のステップ面１４１が第
１の負圧発生部１３０からステップ状に立ち上がる。第
３の正圧発生部１４０は、幅方向Ｙの中央部に配置さ
れ、空気流出端ＴＲまで連続している。変換素子２、３
は、第３の正圧発生部１４０に搭載されている。第３の
正圧発生部１４０の表面１４２は、第１、第２の正圧発
生部１１０、１２０の表面１１２、１２２と実質的に同
一高さ平面を構成している。第１、第２の正圧発生部１
１０、１２０、第１の負圧発生部１３０、及び、第３の
正圧発生部１４０は、長さ方向Ｘの中心軸線に関して、
対称的に配置されている。

【００４９】第１、第２及び第３の正圧発生部１１０、
１２０、１４０を構成するステップの高さｈ１、ｈ２、
ｈ３、及び、ステップ面１１１、１２１、１４１に連な
る表面１１２、１２２、１４２の大きさ、形状等は、２
５ｎｍ以下の浮上間隔において、必要な浮上特性を得る
ために選択される。具体的には、高さｈ１、ｈ２は０．
６〜１．０μｍの範囲に設定される。

【００５０】第１、第２の正圧発生部１１０、１２０、
第１の負圧発生部１３０及び第３の正圧発生部１４０
を、ステップによって形成することの利点は、必要な浮
上特性を確保することのほか、これらの部分を、ドライ
エッチング等の高精度パターン形成技術を適用すること
によって、一体加工ができる点にある。

【００５１】前部面１００、第１〜第３のステップ状空
気軸受部１１０、１２０、１４０の表面１１２、１２
２、１４２を画定する端縁は、直線、曲線またはこれら
の組み合わせによって構成される。

【００５２】図６は図１〜図５に示したヘッドの変換素
子部分の拡大断面図である。書き込み素子を構成する変
換素子３は誘導型薄膜磁気変換素子であり、読み取り素
子を構成する変換素子２はＭＲ素子である。なお、二
ア．フィールド記録用ヘッドの場合は、変換素子は光学
素子である。

【００５３】書き込み素子となる誘導型磁気変換素子３
は、ＭＲ素子２に対する上部シールド膜を兼ねている下
部磁性膜３１、上部磁性膜３２、コイル膜３３、アルミ
ナ等でなるギャップ膜３４、有機樹脂で構成された絶縁
膜３５及びアルミナ等でなる保護膜３６などを有してい
る。下部磁性膜３１及び上部磁性膜３２の先端部は微小
厚みのギャップ膜３４を隔てて対向する下部ポール部Ｐ
１及び上部ポール部Ｐ２となっており、下部ポール部Ｐ
１及び上部ポール部Ｐ２において書き込みを行なう。下
部磁性膜３１及び上部磁性膜３２は、そのヨーク部が下
部ポール部Ｐ１及び上部ポール部Ｐ２とは反対側にある
バックギャップ部において、磁気回路を完成するように
互いに結合されている。絶縁膜３５の上に、ヨーク部の
結合部のまわりを渦巻状にまわるように、コイル膜３３
を形成してある。コイル膜３３の巻数および層数は任意
である。

【００５４】ＭＲ素子２は、これまで、種々の膜構造の
ものが提案され、実用に供されている。例えばパーマロ
イ等による異方性磁気抵抗効果素子を用いたもの、巨大
磁気抵抗（ＧＭＲ）効果膜を用いたもの等がある。本発
明において、何れのタイプであってもよい。ＭＲ素子２
は、下部シールド膜２１と、上部シールド膜を兼ねてい
る下部磁性膜３１との間において、絶縁膜２２の内部に
配置されている。絶縁膜２２はアルミナ等によって構成
されている。実施例とは異なって、誘導型磁気変換素子
３だけを備え、これを読み書き素子として用いたもので
あってもよい。

【００５５】本発明に係るヘッドは、磁気記録再生装置
への適用において、媒体対向面とは反対側に位置する面
をヘッド支持機構によって支持し、媒体対向面をディス
ク状媒体と対向させ、ディスク状媒体の回転によって生
じる空気流によって浮上させる。２５ｎｍ以下の極微小
浮上量では、表面精度の高いディスク状媒体と組み合わ
せる。

【００５６】図７は本発明に係る磁気記録再生装置を示
す図である。本発明に係る磁気記録再生装置は、ディス
ク状媒体４、周知のヘッド支持機構５、本発明に係るヘ
ッド６及び位置決め装置７を含んでいる。ディスク状媒
体４は、図示しない回転駆動機構により、矢印ａの方向
に回転駆動される。位置決め装置７は、ロータリ・アク
チュエータ方式であり、ヘッド支持機構５の一端側を支
持しディスク状媒体４の面上で所定角度（スキュー角）
で、矢印ｂ１またはｂ２の方向に駆動する。それによっ
て、所定のトラックにおいて、ディスク状媒体４への書
き込み及び読み出しが行なわれる。ヘッド６は、ヘッド
支持機構５の自由端に、ピッチ動作及びロール動作が許
容され、かつ、ディスク状媒体４の面の方向に荷重が加
わるようにように取り付けられている。

【００５７】図８はヘッド装置の側面図である。ヘッド
支持機構５は、金属薄板でなる支持体５１の長手方向の
一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体５２
を取付け、この可撓体５２の下面にヘッド６を取付けた
構造となっている。ヘッド支持機構５は、ディスク状媒
体４にヘッド６を押付ける荷重を与える。図示の可撓体
５２は、支持体５１の長手方向軸線と略平行して伸びる
２つの外側枠部５２１、５２２と、支持体５１から離れ
た端において外側枠部５２１、５２２を連結する横枠５
２３と、横枠５２３の略中央部から外側枠部５２１、５
２２に略平行するように延びていて先端を自由端とした
舌状片５２４とを有する。横枠５２３のある方向とは反
対側の一端は、支持体５１の自由端付近に溶接等の手段
によって取付けられている。

【００５８】支持体５１の下面には、例えば半球状の荷
重用突起５２５が設けられている。この荷重用突起５２
５により、支持体５１の自由端から舌状片５２４へ荷重
が伝えられる。荷重用突起５２５は、ヘッド６に対する
荷重点Ｐ１が、ヘッド６の重心Ｃ１より、流入端方向
に、オフセット量△Ｄだけオフセットされている。但
し、荷重用突起５２５は、ヘッド６に対する荷重点Ｐ１
が、ヘッド６の重心Ｃ１と一致するように配置してもよ
い。

【００５９】舌状片５２４の下面にヘッド６を接着等の
手段によって取付けてある。ヘッド６は、長さ方向がヘ
ッド支持機構５の長さ方向に一致するように、ヘッド支
持機構５に取付けられている。本発明に適用可能なヘッ
ド支持機構５は、上記実施例１に限らない。これまで提
案され、またはこれから提案されることのあるヘッド支
持機構を、広く適用できる。例えば、支持体５１と舌上
部５２４とを、特開平６ー２１５５１３号公報に開示さ
れている技術に従って一体化したもの、または、タブテ
ープ（ＴＡＢ）等のフレキシブルな高分子系配線板を用
いて一体化したもの等を用いることもできる。

【００６０】図９は図７及び図８に示した磁気記録再生
装置の動作を説明する図である。読み書き動作におい
て、ヘッド６を支持するヘッド支持機構５が、ロータリ
・アクチュエータ方式位置決め装置７によりピポット中
心Ｏ１を中心にして、矢印ｂ１、ｂ２の方向にスイング
するごとく駆動される。ディスク状媒体４上のヘッド６
の位置は、通常、スキュー角θによって表現される。本
発明において、スキュー角θは、スライダ１の幅方向Ｙ
の中心線の傾きとして説明する。

【００６１】図１０は図７及び図８に示した磁気記録再
生装置をモデル化して示す図である。ヘッド支持機構５
からバネ荷重が加えられているヘッド６に対して、第
１、第２及び第３の正圧発生部１１０、１２０及び１４
０において揚力動圧が発生し、第１、第２の正圧発生部
１１０、１２０と第３の正圧発生部１４０との間で、第
１の負圧発生部１３０による負圧が発生する。ヘッド６
は、バネ荷重と、揚力動圧及び負圧とが釣り合う微小浮
上量ｇ１及びピッチ角βで浮上する。浮上量ｇ１は変換
素子２、３の浮上高さであり、空気流出端ＴＲとディス
ク状媒体４との間に生じる浮上間隔ｇ２とは区別され
る。

【００６２】次に、実測データを参照して、本発明に係
るヘッドを用いた磁気記録再生装置によって得られる効
果を説明する。ヘッド６、ヘッド支持機構５及びディス
ク状媒体４の条件は次のとおりである。

【００６３】＜スライダ１＞長さ：０．８ｍｍ幅：０．６ｍｍ厚み：０．３ｍｍ重量：０．６ｍｇ＜ヘッド支持機構＞荷重：１．０ｇｆバネ定数：１．８ｇｆ／ｍｍ荷重点：スライダ１の中央部＜ディスク状媒体＞直径：２．５インチ回転数：７２００ｒｐｍ図１１は規格化スライダ長と規格化圧力との関係を示す
データである。横軸にとられた規格化スライダ長は、空
気流入端ＬＥから長さ方向にとった位置Ｘと、スライダ
１の全長Ｌとの比（Ｘ／Ｌ）で表されている。縦軸にと
られた規格化圧力はスライダ１に加わる圧力Ｐ及び大気
圧Ｐａについて、（Ｐ／Ｐａ−１）として求められたも
のである。曲線Ｌ１はスライダ１の幅方向Ｙの一端縁か
らの距離ｙ＝０．０８ｍｍの位置の圧力分布特性を示
し、曲線Ｌ２は距離ｙ＝０．３０ｍｍの位置の圧力分布
特性を示している。

【００６４】図１２は図１１に示す規格化スライダ長と
規格化圧力との関係を三次元的に示したコンピュータシ
ュミレーションデータである。

【００６５】本発明に係るヘッドにおいて、スライダ１
は、媒体対向面側に、第１〜第３の正圧発生部１１０、
１２０、１４０及び第１の負圧発生部１３０を有し、第
１の負圧発生部１３０は第１、第２の正圧発生部１１
０、１２０と第３の正圧発生部１４０との間に位置して
いる。従って、図１１及び図１２からも明らかなよう
に、ディスク状媒体４を回転させたとき、空気の流れ方
向ａに沿って、第１、第２の正圧発生部１１０、１２０
による揚力動圧が発生し、空気流出端ＴＲの側に第３の
正圧発生部１４０による２つの揚力動圧が発生し、前記
２つの揚力動圧の間で、第１の負圧発生部１３０による
負圧が発生（特性Ｌ２参照）する。このような圧力分布
特性を生じる空気ベアリング面の構造は新規であり、２
５ｎｍ以下の浮上間隔においても、ディスク状媒体との
接触を防止し得る。

【００６６】図１３はスライダ位置と浮上量との関係を
示すデータである。スライダ位置はディスク状媒体の半
径位置及びスキュー角によって表示されている。スキュ
ー角については、図９を参照して説明したとおりであ
る。図１３に示すように、上述した新規な空気ベアリン
グ面の構造を有するヘッドによれば、スキュー角（−
４．３〜１３．２５度）の広い範囲で、ほぼ１０ｎｍ程
度の極微小浮上量ｇ１が確保されている。しかもスキュ
ー角（−４．３〜１３．２５度）のきわめて広い範囲
で、外乱や振動に対する高い浮上安定性を有する。

【００６７】図１４はスライダ位置とピッチ角βとの関
係を示す。図１４に示すように、本発明に係る新規な空
気ベアリング面の構造を有するヘッドによれば、３×10
^-4(rad)以下のピッチ角に設定することが可能であり、
２５ｎｍ以下の浮上量ｇ１においてもスライダ１の空気
流出端ＴＲとディスク状媒体４との接触を回避すること
ができる。

【００６８】更に、第１〜第３の正圧発生部１１０、１
２０、１４０及び第１の負圧発生部１３０は、スライダ
１の媒体対向面に対して、ドライエッチング等の高精度
パターン形成技術を適用することによって、一体加工に
よって形成することができる。

【００６９】従って、本発明によれば、磁気記録の高密
度化及び記憶容量の増大化に極めて有効で、かつ、量産
性に優れた小型、薄型のヘッドを得ることができる。

【００７０】しかも、図１〜図５から明らかなように、
本発明に係るヘッドは、空気流入端ＬＥにテーパを設け
ない。このため、ピッチ角が抑えられる。また、第１の
正圧発生部１１０の表面１１２及び第２の正圧発生部１
２０の表面１２２の長さが小さいことから、浮上力を抑
えて浮上量を低下させると同時に、ディスク回転速度や
空気流入方向に対する正圧力の変化が小さく、スライダ
１の浮上安定性を保つことができる。以上のデータをま
とめると、浮上量：８〜１２ｎｍ１．１×10^-4(rad)＜ピッチ角β＜２．２×10^-4(rad) なる特性を示すヘッド及び磁気記録再生装置を得ること
ができる。

【００７１】図１５は第１、第２の正圧発生部１１０、
１２０の高さｈ１、ｈ２を変えたときのスキュー角と浮
上量ｇ１との関係を示すデータである。曲線Ｌ３は高さ
ｈ１、ｈ２を０．６μｍにしたときの特性、曲線Ｌ４は
高さｈ１、ｈ２を０．８μｍにしたときの特性をそれぞ
れ示している。このデータによれば、第１、第２の正圧
発生部１１０、１２０の高さｈ１、ｈ２をコントロール
することによって、浮上量ｇ１を制御することができ
る。高さｈ１、ｈ２が０．６μｍより小さくなると、浮
上量ｇ１を２５ｎｍ以下に押さえることが難しくなる。
高さｈ１、ｈ２が大きくなると、浮上量ｇ１は小さくな
るが、１．０μｍを越えると、第３の正圧発生部１４０
の表面１４２の空気流出端ＴＲ（図１〜図５参照）が、
ディスク状媒体４に接触する。

【００７２】図１６はステップ面１１１、１２１の高さ
ｈ１、ｈ２を変えたときのスキュー角とピッチ角との関
係を示すデータである。曲線Ｌ５は高さｈ１、ｈ２を
０．６μｍにしたときの特性、曲線Ｌ６は高さｈ１、ｈ
２を０．８μｍにしたときの特性をそれぞれ示してい
る。このデータによれば、ステップ面１１１、１２１の
高さｈ１、ｈ２をコントロールすることによって、ピッ
チ角を制御することができる。高さｈ１、ｈ２が０．６
μｍよりも小さくなると、スキュー角の大きい領域（例
えば１３．２５度）でピッチ角を３×10^-4(rad)以下に
押さえることが難しくなる。高さｈ１、ｈ２が０．８μ
ｍよりも大きくなると、スキュー角の小さい領域（例え
ば０度）で、ピッチ角が１×10^-4(rad)以下になり、空
気流入端側で衝突を生じる危険性が高くなり、１μｍを
越えると接触してしまう。上述のデータを総合すると、
ステップ面１１１、１２１の高さｈ１、ｈ２は０．６〜
１．０μｍの範囲に設定することが望ましい。

【００７３】図１７はスライダの寸法がヘッド追従特性
に及ぼす影響を示すデータである。図１７において、横
軸にディスク状媒体の面に対して垂直となる方向の振動
周波数（Ｈｚ）をとり、縦軸に振幅比（△ｇ１／ｂ）を
とってある。△ｇ１は浮上量ｇ１の変動値であり、ｂは
ディスク状媒体振動振幅値である。曲線Ｌ７は（長さ×
幅×厚み）が０．８×０．６×０．３（ｍｍ）であるス
ライダを用いたときの特性、曲線Ｌ８は同じく１．２５
×１．０×０．３（ｍｍ）であるスライダを用いたとき
の特性を示している。浮上量ｇ１は２５ｎｍに設定して
ある。

【００７４】スライダ１の大きさを小型化した場合、空
気膜の剛性は小さくなるが、スライダ質量が低減されて
いるため、図１７に示すように、ディスク状媒体の振動
に対する追従性は劣化しない。長さが１．２５ｍｍ以
下、幅が１．００ｍｍ以下、重さを１．６ｍｇ以下であ
るスライダ１の場合、スライダのサイズの影響を受ける
ことなく、良好な追従性が得られる。

【００７５】図１８は本発明に係るヘッドの別の例（実
施例２）を示す斜視図、図１９は図１８に示したヘッド
を媒体対向面側からみた平面図である。

【００７６】図１８及び図１９に図示された実施例で
は、スライダは１、媒体対向面側に、前部面１００、第
１の正圧発生部１１０、第２の正圧発生部１２０、第３
の正圧発生部１４０、第４の正圧発生部１５０、及び、
第５の正圧発生部１６０を有する。第４の正圧発生部１
５０は、第１の正圧発生部１１０の後方に間隔を隔てて
備えられ、空気流入端ＬＥ側にステップ面１５１を有す
る。第５の正圧発生部１６０は、第２の正圧発生部１２
０の後方に間隔を隔てて備えられ、空気流入端側にステ
ップ面１６１を有する。第４の正圧発生部１５０及び第
５の正圧発生部１６０の表面１５２、１６２は、第１の
正圧発生部１１０、第２の正圧発生部１２０及び第３の
正圧発生部１４０の表面１１２、１２２、１４２と実質
的に同一高さ平面を構成する。

【００７７】図２０は図１８及び図１９に示したヘッド
を用いた磁気記録再生装置の規格化スライダ長と規格化
圧力との関係を示す３次元データである。図示されたよ
うな圧力特性を有することにより、磁気記録再生装置に
用いた場合、図１〜図５に示したヘッドの場合と同様の
作用効果を奏する。

【００７８】図２１は本発明に係るヘッドの別の例（実
施例３）を示す斜視図、図２２は図２１に示したヘッド
を媒体対向面側からみた平面図、図２３は図２２に示し
たヘッドの正面図、図２４は図２２に示したヘッドの側
面図、図２５は図２２の２５ー２５線に沿った断面図で
ある。

【００７９】スライダ１は、媒体対向面に、前部面１０
０と、第１の正圧発生部１１０と、第２の正圧発生部１
２０と、第１の負圧発生部１３０とを含んでいる。

【００８０】前部面１００は、空気流入端ＬＥから設け
られ、空気流入方向ａと一致する長さ方向Ｘの途中で終
わる。第１及び第２の正圧発生部１１０、１２０は、そ
の表面１１２、１２２が実質的に同一高さ平面を構成
し、長さ方向Ｘと直交する幅方向Ｙの両側に間隔を隔て
て配置され、空気流入端ＬＥに位置するステップ面１１
１、１２１が、前部面１００から立ち上がるステップ状
空気軸受となっていて、第１の正圧発生部を構成し、空
気流出端ＴＲまで延びている。従って、第１の正圧発生
部１１０及び第２の正圧発生部１２０の表面１１２、１
２２が空気ベアリング面として働く。

【００８１】第１の負圧発生部１３０は、前部面１００
の終端からステップ状に落ち込み、空気流出端ＴＲまで
延ている。

【００８２】変換素子２、３は、第１の正圧発生部１１
０及び第２の正圧発生部１２０の少なくとも一方におい
て、空気流出端ＴＲに備えられている。変換素子２、３
は、実施例では、第１の正圧発生部１１０に備えられて
いる。

【００８３】空気流入端ＬＥからスライダ１の長さ方向
の略中央にかけて、前部面１００があり、前部面１００
に対してステップ状の段差をもって第１の正圧発生部１
１０及び第２の正圧発生部１２０がつながっている。前
部面１００と、第１の正圧発生部１１０及び第２の正圧
発生部１２０との間に形成されているステップ面１１
１、１２１の段差は、例えば０．６〜１．０μｍの所定
の大きさに設定する。

【００８４】ステップ面１１１、１２１の高さ、及び、
ステップ面１１１、１２１に連なる表面１１２、１２２
の大きさ、形状等は、２５ｎｍ以下の浮上間隔におい
て、必要な浮上特性を得るために選択される。

【００８５】第１の負圧発生部１３０は、空気の流れ方
向でみて、前縁となる部分１３３が閉じていなければな
らない。この場合、前縁は、典型的には、ステップ面１
３１として構成する。ステップ面１３１の高さ、及び、
ステップに連なる面の大きさ、形状等は、２５ｎｍ以下
の浮上間隔において、必要な浮上特性を得るために選択
される。ステップ面１３１の高さは例えば約２．５μｍ
ほどである。

【００８６】この実施例に示すヘッドは、電磁変換素子
２、３の構成及び磁気記録再生装置への適用に関して
は、図１〜図６に示したヘッドと同じ（図７〜図１０参
照）である。

【００８７】上記構成のヘッドは、磁気記録再生装置へ
の適用において、２５ｎｍ以下の超低浮上化をはかった
場合でも、第１の正圧発生部１１０の表面１１２及び第
２の正圧発生部１２０の表面１２２の面積を所定の大き
さにすることにより、空気流入側の負荷容量が大きくす
ることができる。これにより、空気膜剛性が高まり、低
ピッチ角状態が安定に維持され、ディスク状媒体表面に
対する追従性能も向上する。このため、浮上量を、２５
ｎｍ以下に低下させた場合でも、最小浮上隙間となるス
ライダ１の空気流出端ＴＲにおいて、ヘッドと、ディス
ク状媒体面との接触を防止できる。

【００８８】第１の正圧発生部１１０の表面１１２及び
第２の正圧発生部１２０の表面１２２は、実質的に同一
高さ平面を構成し、幅方向Ｙの両側に間隔を隔てて配置
されているから、ロール角も安定する。

【００８９】また、上述した新規な空気ベアリング面の
構造によれば、３×10^-4(rad)以下のピッチ角に設定す
ることが可能であり、２５ｎｍ以下の浮上間隔において
もスライダ１の空気流出端ＴＲとディスク状媒体との接
触を回避することができる。

【００９０】更に、前部面１００、第１の正圧発生部１
１０、第２の正圧発生部１２０及び第１の負圧発生部１
３０等は、スライダ１の媒体対向面に対して、ドライエ
ッチング等の高精度パターン形成技術を適用することに
よって、一体加工によって形成することができる。

【００９１】従って、この実施例によれば、磁気記録の
高密度化及び記憶容量の増大化に極めて有効で、かつ、
量産性に優れた小型、薄型のヘッドを得ることができ
る。

【００９２】また、スライダ１の大きさを小型化した場
合でも、空気膜の剛性は小さくなるが、スライダ質量が
低減されていることにより、ディスク状媒体の振動に対
する追従性は劣化しないことは、図１７を参照して説明
した通りである。

【００９３】また、空気ベアリング形状をスライダ１の
幅方向Ｙの中心軸に対して対称に形成すること、空気ベ
アリング面を機械加工を用いないドライエッチング等の
マイクロファブリケーションで一体加工することが可能
なことから、量産加工寸法管理が容易で、量産性も高
い。

【００９４】この実施例によっても、浮上量ｇ１：８〜１２ｎｍ１．０×10^-4(rad)＜ピッチ角β＜１．８×10^-4(rad) なる特性を満たすことができる。

【００９５】次に、実測データを参照して、本発明に係
るヘッドを用いた磁気記録再生装置によって得られる効
果を説明する。ヘッド６、ヘッド支持機構５及びディス
ク状媒体４の条件は、図１〜図６に示したヘッドの場合
と同じである。再度述べると次のとおりである。

【００９６】＜スライダ１＞長さ：０．８ｍｍ幅：０．６ｍｍ厚み：０．３ｍｍ重量：０．６ｍｇ＜ヘッド支持機構＞荷重：１．０ｇｆバネ定数：１．８ｇｆ／ｍｍ荷重点：スライダ１の中央部＜ディスク状媒体＞直径：２．５インチ回転数：７２００ｒｐｍ図２６は規格化スライダ長と規格化圧力との関係を示す
データである。横軸にとられた規格化スライダ長は、空
気流入端ＬＥから長さ方向にとった位置Ｘと、スライダ
１の全長Ｌとの比（Ｘ／Ｌ）で表されている。縦軸にと
られた規格化圧力はスライダ１に加わる圧力Ｐ及び大気
圧Ｐａについて、（Ｐ／Ｐａ−１）として求められたも
のである。曲線Ｌ９はスライダ１の幅方向Ｙの一端縁か
らの距離ｙ＝０．３ｍｍの位置の圧力分布特性、曲線Ｌ
１０は距離ｙ＝０．１ｍｍの位置の圧力分布特性、曲線
Ｌ１１は距離ｙ＝０．０６ｍｍの位置で測定した圧力分
布特性をそれぞれ示している。

【００９７】図２７は図２６に示す規格化スライダ長と
規格化圧力との関係を三次元的に示したコンピュータシ
ュミレーションデータである。

【００９８】図２１〜図２５に図示したヘッドにおい
て、前部面１００は、空気流入端ＬＥから設けられ、空
気流入方向ａと一致する長さ方向Ｘの途中で終わる。第
１の正圧発生部１１０及び第２の正圧発生部１２０は、
実質的に同一高さ平面を構成し、幅方向Ｙの両側に間隔
を隔てて配置され、空気流入端ＬＥに前部面１００から
立ち上がるステップ面１１１、１２１を有し、第１の正
圧発生部を構成し、空気流出端ＴＲまで延びている。従
って、図２６及び図２７からも明らかなように、ディス
ク状媒体４を回転させたとき、空気の流れ方向ａに沿っ
て、前部面１００による正の揚力動圧、第１及び第２の
正圧発生部１１０、１２０による２つの正の揚力動圧が
発生し、第１の負圧発生部１３０による負圧が発生す
る。このような圧力分布特性を生じる空気ベアリング面
の構造は新規であり、２５ｎｍ以下の浮上間隔において
も、ディスク状媒体との接触を防止し得る。

【００９９】しかも、空気流入端ＬＥにテーパを設けな
いために、ピッチ角が抑えられる。また、スライダ１の
レール長が小さいことから、浮上力を抑えて浮上量を低
下させると共に、ディスク回転速度や空気流入方向変化
に対する圧力分布の変化を小さくし、スライダ１の浮上
安定性を保つことができる。

【０１００】図２８はスライダ位置と浮上量との関係を
示すデータである。スキュー角については、図９を参照
して説明した通りである。図２８に示すように、上述し
た新規な空気ベアリング面の構造を有するヘッドによれ
ば、スキュー角（−４．３〜１３．２５度）の広い範囲
で、ほぼ１０ｎｍ程度の極微小浮上量ｇ１が確保されて
いる。しかもスキュー角（−４．３〜１３．２５度）の
きわめて広い範囲で、外乱や振動に対する高い浮上安定
性を有する。

【０１０１】図２９はスライダ位置とピッチ角βとの関
係を示すデータである。図２９に示すように、本発明に
係る新規な空気ベアリング面の構造を有するヘッドによ
れば、３×10^-4(rad)以下のピッチ角に設定することが
可能であり、２５ｎｍ以下の浮上間隔においてもスライ
ダ１の空気流出端ＴＲとディスク状媒体との接触を回避
することができる。

【０１０２】図３０は第１及び第２の正圧発生部１１
０、１２０の高さｈ１、ｈ２を変えたときのスライダ位
置と浮上量ｇ１との関係を示すデータである。曲線Ｌ１
２は高さｈ１、ｈ２を０．６μｍにしたときの特性、曲
線Ｌ１３は高さｈ１、ｈ２を０．８μｍにしたときの特
性をそれぞれ示している。このデータによれば、第１及
び第２の正圧発生部１１０、１２０の高さｈ１、ｈ２を
コントロールすることによって、浮上量ｇ１を制御する
ことができる。高さｈ１、ｈ２が０．６μｍよりも小さ
くなると、浮上量ｇ１を２５ｎｍ以下に押さえることが
難しくなる。高さｈ１、ｈ２が大きくなると、浮上量ｇ
１は小さくなるが、１．０μｍを越えると、空気流出端
ＴＲがディスク状媒体４に接触し易くなる。

【０１０３】図３１は第１及び第２の正圧発生部１１
０、１２０の高さｈ１、ｈ２を変えたときのスライダ位
置とピッチ角との関係を示すデータである。曲線Ｌ１４
は高さｈ１、ｈ２を０．６μｍにしたときの特性、曲線
Ｌ１５は高さｈ１、ｈ２を０．８μｍにしたときの特性
をそれぞれ示している。このデータによれば、第１及び
第２の正圧発生部１１０、１２０の高さｈ１、ｈ２をコ
ントロールすることによって、ピッチ角を制御すること
ができる。高さｈ１、ｈ２が０．６μｍよりも小さくな
ると、スキュー角の大きい領域（例えば１３．２５度）
でピッチ角を３×10^-4(rad)以下に押さえることが難し
くなる。高さｈ１、ｈ２が０．８μｍよりも大きくなる
と、スキュー角の小さい領域（例えば−４．３度）で、
ピッチ角が１×10^-4(rad)以下になり、空気流入端側で
衝突を生じる危険性が高くなり、１μｍを越えると接触
してしまう。

【０１０４】図３０及び図３１のデータを総合すると、
第１及び第２の正圧発生部１１０、１２０の高さｈ１、
ｈ２は０．６〜１．０μｍの範囲に設定することが望ま
しい。

【０１０５】本発明は以上の具体例に限定されるもので
はない。例えば、図２１において、図１〜図５に示され
たように、スライダ１の空気流出端ＴＲの略中央部に第
３の正圧発生部を設け、変換素子２、３を配置してもよ
い。

【０１０６】図３２は本発明に係るヘッドの更に別の例
（実施例４）を示す斜視図、図３３は図３２に示したヘ
ッドを媒体対向面側からみた平面図である。

【０１０７】スライダ１は、媒体対向面側に、第１の正
圧発生部１１０と、第２の正圧発生部１２０とを有す
る。第１の正圧発生部１１０及び第２の正圧発生部１２
０は、スライダ１のＹ幅方向において互いに連続し、か
つ、同一平面１１２を構成している。従って、第１の正
圧発生部１１０及び第２の正圧発生部１２０は一体化さ
れた一つの正圧発生部として機能する。以下、一体化さ
れた正圧発生部を、第１の正圧発生部１１０と称するこ
ととする。スライダ１は、更に、媒体対向面側に、第２
の負圧発生部１７０と、第３の負圧発生部１８０と、第
４の正圧発生部１５０と、第５の正圧発生部１６０と、
第１の負圧発生部１３０とを有している。第１の正圧発
生部１１０は、空気の流れ方向ａに一致する長さ方向Ｘ
の中心よりは、空気流入端ＬＥの側に寄った領域に設け
られている。第２の負圧発生部１７０及び第３の負圧発
生部１８０は、空気の流れ方向ａで見て第１の正圧発生
部１１０の後方であって、長さ方向Ｘと直交する幅方向
Ｙに互いに間隔を隔てて設けられている。

【０１０８】第４の正圧発生部１５０と、第５の正圧発
生部１６０とは、第２の負圧発生部１７０及び第３の負
圧発生部１８０の後方であって、幅方向Ｙに互いに間隔
を隔てた位置に設けられている。第１の負圧発生部１３
０は、第１の正圧発生部１１０、第２の負圧発生部１７
０、第３の負圧発生部１８０、第４の正圧発生部１５０
及び第５の正圧発生部１６０によって囲まれた領域内に
設けられている。

【０１０９】実施例４において、第１の正圧発生部１１
０は、スライダ１を幅方向Ｙに横切るように配向され、
かつ、幅方向Ｙに連続している。第１の正圧発生部１１
０は、ステップ面１１１を有する。第４及び第５の正圧
発生部１５０、１６０は、ステップ面１５１、１６１を
有する。第１の正圧発生部１１０、第２の負圧発生部１
７０、第３の負圧発生部１８０、第４の正圧発生部１５
０、第５の正圧発生部１６０及び第１の負圧発生部１３
０は、長さ方向Ｘに沿って引かれた幅中心軸線に関し
て、対称的に配置されている。

【０１１０】ステップ面１１１、１５１、１６１の段差
ｈ４、ｈ５（＝ｈ４）及び、ステップ面１１１、１５
１、１６１に連なる表面１１２、１５２、１６２の大き
さ及び形状等は、２５ｎｍ以下の浮上間隔において、必
要な浮上特性を得るために選択される。具体的には、ス
テップ面１１１、１５１、１６１の段差ｈ４、ｈ５は
０．３〜１．０μｍの範囲に設定される。

【０１１１】第２の負圧発生部１７０、第３の負圧発生
部１８０及び第１の負圧発生部１３０は、空気の流れ方
向ａでみて、前縁部分が、第１の正圧発生部１１０の立
ち下がりステップ面１１３によって閉じられている。

【０１１２】第１の正圧発生部１１０、第２の負圧発生
部１７０、第３の負圧発生部１８０、第４の正圧発生部
１５０、第５の正圧発生部１６０及び第１の負圧発生部
１３０を、ステップによって形成することの利点は、必
要な浮上特性を確保することのほか、これらの部分を、
ドライエッチング等の高精度パターン形成技術を適用す
ることによって、一体加工ができる点にある。

【０１１３】第１の正圧発生部１１０は、スライダ１の
長さ方向Ｘの中心より空気流入端ＬＥ側において、幅方
向Ｙに配置されている。

【０１１４】第２の負圧発生部１７０及び第３の負圧発
生部１８０のそれぞれは、第１の正圧発生部１１０から
ステップ状の段差ｈ５をもって立ち下がる凹部でなる。
実施例４では、第２及び第３の負圧発生部１７０、１８
０は、第１の正圧発生部１１０と、第４の正圧発生部１
５０及び第５の正圧発生部１６０との間において、空気
の流入側から中央部に向かって先細り状に形成されてお
り、さらに中央部から流出側に末拡がり状に形成されて
いる。

【０１１５】第４の正圧発生部１５０及び第５の正圧発
生部１６０のそれぞれは、第２及び第３の負圧発生部１
７０、１８０を構成する凹部の表面１７２、１８２のそ
れぞれから、ステップ状の段差ｈ５をもって立ち上がっ
ており、スライダ１の長さ方向Ｘの中心よりは空気流出
端ＴＲの側寄りにおいて、幅方向Ｙに互いに間隔を隔て
て備えられている。

【０１１６】第１の負圧発生部１３０は、第２の負圧発
生部１７０及び第３の負圧発生部１８０を構成する凹部
の表面１７２、１８２より低くなるように設けられてい
る。

【０１１７】第１の負圧発生部１３０は、空気流出端Ｔ
Ｒ側を除く周辺が、第１の正圧発生部１１０、第４の正
圧発生部１５０、第５の正圧発生部１６０及び第２及び
第３の負圧発生部１７０、１８０によって囲まれてい
る。第１の負圧発生部１３０と、第１の正圧発生部１１
０、第４の正圧発生部１５０及び第５の正圧発生部１６
０の間の段差は１〜５μｍ程度である。第１の負圧発生
部１３０は、ベース面となるものであって、第１の正圧
発生部１１０〜第５の正圧発生部１６０、第２及び第３
の負圧発生部１７０、１８０、更に以下に述べる媒体対
向面上の各種構造物は第１の負圧発生部１３０の面上に
形成される。また、第１の負圧発生部１３０と同一高さ
平面を構成する領域が、スライダ１の幅方向Ｙの両側に
も形成されており、第１の負圧発生部１３０と、第１の
正圧発生部１１０〜第５の正圧発生部１６０及び第２及
び第３の負圧発生部１７０、１８０との間に発生するス
テップは横方向加圧空気軸受として動作する。

【０１１８】更に、実施例４では、第３の正圧発生部１
４０を含む。第３の正圧発生部１４０は、スライダ１の
空気流出端ＴＲ側において、スライダ１の幅方向Ｙのほ
ぼ中心に設けられ、第１の負圧発生部１３０から、ステ
ップ状に立ち上がる。立ち上がり前縁がステップ面１４
１を構成する。表面１４２は、第１の正圧発生部１１
０、第４の正圧発生部１５０及び第５の正圧発生部１６
０と実質的に同一高さ平面に位置させてある。変換素子
２、３は空気流出端ＴＲの中央に搭載される。

【０１１９】実施例４において、スライダ１の空気流入
端と第１の正圧発生部１１０との間に、前部面１００が
設けられている。前部面１００は、第１の負圧発生部１
３０から段差ｈ６を有してステップ状に立ち上がり、第
２及び第３の負圧発生部１７０、１８０の表面１７２、
１８２と同一高さ平面を構成する。前部面１００は、第
１の正圧発生部１１０から空気流入端ＬＥの方向に向か
って先細り状であることが好ましい。

【０１２０】第１の正圧発生部１１０、第４の正圧発生
部１５０及び第５の正圧発生部１６０、並びに、第３の
正圧発生部１４０は、平面を画定する端縁が直線、曲線
もしくはこれらの組み合わせで構成できる。

【０１２１】次に、実測データを参照して、本発明に係
るヘッドを用いた記録再生装置によって得られる効果を
説明する。ヘッド６、ヘッド支持機構５及びディスク状
媒体４の条件は次のとおりである。「スライダ１」長さＬ：１．２５ｍｍ幅Ｗ：１．０ｍｍ厚み：０．３ｍｍ重量：１．６ｍｇ「ヘッド支持機構５」荷重：０．５ｇｆ荷重点Ｐ１：オフセット量△ｄ＝１００μｍ「ディスク状媒体４」回転数：７２００ｒｐｍ図３４は実施例４のヘッドを用いた場合の規格化スライ
ダ長と規格化圧力との関係を三次元的に示したコンピュ
ータシュミレーションデータ、図３５は規格化スライダ
長と規格化圧力との関係を示すデータである。横軸にと
られた規格化スライダ長は、空気流入端ＬＥから長さ方
向にとった位置Ｘと、スライダ１の全長Ｌとの比（ｘ／
Ｌ）で表されている。規格化スライダ幅は幅方向Ｙに取
った位置ｙとスライダ１の全長Ｌとの比（ｙ／Ｌ）で表
されている。縦軸にとられた規格化圧力はスライダ１に
加わる圧力Ｐ及び大気圧Ｐａについて、（Ｐ−Ｐａ）／
Ｐａとして求められたものである。曲線Ｌ１２は規格化
幅（ｙ／Ｌ）＝０．５の位置（ほぼ幅方向中央）の圧力
分布特性を示し、曲線Ｌ１１は規格化幅（ｙ／Ｌ）＝
０．０８の位置の圧力分布特性を示している。

【０１２２】図３２及び図３３に示したヘッドにおい
て、スライダ１は、媒体対向面側に、第１の正圧発生部
１１０と、第２の負圧発生部１７０と、第３の負圧発生
部１８０と、第４の正圧発生部１５０と、第５の正圧発
生部１６０と、第１の負圧発生部１３０とを有してい
る。第１の正圧発生部１１０は、空気の流れ方向ａに一
致する長さ方向Ｘの中心よりは、空気流入端ＬＥの側に
寄った領域に設けられている。第２及び第３の負圧発生
部１７０、１８０は、空気の流れ方向ａで見て第１の正
圧発生部１１０の後方であって、長さ方向Ｘと直交する
幅方向Ｙに互いに間隔を隔てて設けられている。

【０１２３】第４の正圧発生部１５０及び第５の正圧発
生部１６０は、第２及び第３の負圧発生部１７０、１８
０の後方であって、幅方向Ｙに互いに間隔を隔てた位置
に設けられている。

【０１２４】従って、図３４、図３５からも明らかなよ
うに、ディスク状媒体４を回転させたとき、ヘッド６の
幅方向Ｙの略中央部で、空気の流れ方向ａに沿って、第
１の正圧発生部１１０による揚力動圧が発生する（曲線
Ｌ１２参照）。

【０１２５】ヘッド６の幅方向Ｙの両端側では、空気流
出端ＴＲの側において第４の正圧発生部１５０及び第５
の正圧発生部１６０とによる揚力動圧が発生し、この揚
力動圧発生位置よりも空気流入側において、第２及び第
３の負圧発生部１７０、１８０による負圧が発生（曲線
Ｌ１１参照）する。

【０１２６】更に、第１の正圧発生部１１０、第４の正
圧発生部１５０、第５の正圧発生部１６０、第２の負圧
発生部１７０及び第３の負圧発生部１８０によって囲ま
れた領域内において、第１の負圧発生部１３０による負
圧が発生している（曲線Ｌ１２参照）。

【０１２７】このような圧力分布特性を生じる構造は新
規であり、これが、２５ｎｍ以下の浮上間隔において
も、ヘッドとディスク状媒体との接触を防止し得る根拠
となる。

【０１２８】更に、実施例４では、第３の正圧発生部１
４０を含む。第３の正圧発生部１４０の表面１４２は、
第１の正圧発生部１１０、第４の正圧発生部１５０及び
第５の正圧発生部１６０の各表面１１２、１５２、１６
２と実質的に同一高さ平面に位置させてあるから、ヘッ
ド６の幅方向Ｙの略中央部で、第３の正圧発生部１４０
による正圧が発生する（曲線Ｌ１２参照）。この第３の
正圧発生部１４０により空気流出端ＴＲにおける空気膜
剛性が高まり、２５ｎｍ以下の浮上間隔においても、ヘ
ッドとディスク状媒体との接触を、より確実に防止す
る。第３の正圧発生部１４０の空気流出端ＴＲの中央に
は、変換素子２、３が搭載されているから、第３の正圧
発生部１４０による空気膜剛性の増大及びそれに伴う接
触防止作用は、変換素子２、３を、損傷及び破壊から確
実に保護するのに寄与する。

【０１２９】実施例４において、スライダ１の空気流入
端ＬＥと第１の正圧発生部１１０との間に、前部面１０
０が設けられている。前部面１００は、第１の負圧発生
部１３０から段差ｈ６を有してステップ状に立ち上が
る。これにより、空気流入端ＬＥの側における空気膜剛
性が大きくなる。特に、前部面１００を、第１の正圧発
生部１１０から空気流入端ＬＥの方向に向かって先細り
状とした場合は、前部面１００による空気軸受作用によ
り、低ピッチ角を実現すると共に、ディスク状媒体の全
面にわたってピッチ角変動の少ない一定ピッチの浮上特
性を得ることができる。

【０１３０】更に、実施例４では、第２及び第３の負圧
発生部１７０、１８０の表面１７２、１８２は、第１の
正圧発生部１１０と、第４の正圧発生部１５０及び第５
の正圧発生部１６０との間において、空気の流入側から
中央部に向かって先細り状に形成されており、さらに中
央部から流出側に末拡がり状に形成されている。かかる
構造によれば、ロール安定性を向上させることができ
る。また、第１の正圧発生部１１０、第４の正圧発生部
１５０及び第５の正圧発生部１６０は、空気流入方向ａ
に向かって、２段階のステップ軸受を有する構造となっ
ているので、スライダ１の空気流入側の中央部に一つの
高空気膜剛性部を配置し、空気流出側に２つの高空気膜
剛性部を配置した構造が得られ、追従性が更に改善され
る。

【０１３１】図３６はスキュー角と浮上隙間との関係を
示すデータである。スキュー角については、図９を参照
して説明した通りである。図３６において、横軸にスキ
ュー角と対応関係にあるディスク状媒体４の回転半径を
とってある。曲線Ｌ２１は、図３２及び図３３に示した
本発明に係る実施例４のヘッドを用いた場合の特性、曲
線Ｌ２２は、スライダの長さＬが１．２５ｍｍ、幅Ｗが
１．０ｍｍ、厚みが０．３ｍｍで、２つのレールを持つ
一般的な正圧／負圧併用型ヘッド（従来例）を用いた場
合の特性を示している。図３６に示すように、従来例の
ヘッドを用いた場合、スキュー角（−４．３〜１３．２
５度）の範囲でみた浮上隙間は、その最小値が約２４ｎ
ｍであり、２４ｎｍ〜２９ｎｍの範囲で変動する。これ
に対して本発明に係るヘッドによれば、スキュー角（−
４．３〜１３．２５度）の広い範囲で、ほぼ２２ｎｍ程
度の極微小浮上隙間が確保されている。しかも、浮上隙
間変動は、スキュー角（−４．３〜１３．２５度）の範
囲で、約１ｎｍ程度であり、しかも、外乱や振動に対す
る高い浮上安定性を有する。

【０１３２】図３７はスキュー角とピッチ角との関係を
示すデータである。曲線Ｌ３１は本発明に係る実施例４
のヘッドを用いた場合の特性、曲線Ｌ３２は、２レール
タイプの一般的な正圧／負圧併用型ヘッド（従来例）を
用いた場合の特性を示している。図３７を参照すると、
従来例の場合、曲線Ｌ３２から明らかなように、スキュ
ー角（−４．３〜１３．２５度）の範囲で、ピッチ角が
０．９×10^-4(rad)〜１．７×10^-4(rad)の範囲で変動す
る。

【０１３３】これに対して、本発明に係るヘッドの場
合、曲線Ｌ３１から明らかなように、スキュー角（−
４．３〜１３．２５度）の広い範囲で１．５×10^-4(ra
d)以下のピッチ角で、ほぼ安定している。しかも、図３
２、図３３から明らかなように、本発明に係るヘッド
は、空気流入端ＬＥにテーパを設けない。このため、ピ
ッチ角の増大が抑制される。

【０１３４】従って、本発明に係る実施例４のヘッドを
用いることにより、ディスク状媒体の全シーク領域にわ
たって、高く、かつ、安定した空気膜剛性を得ることが
でき、２５ｎｍ以下の浮上隙間においてもスライダ１の
空気流出端ＴＲとディスク状媒体４との接触を回避する
ことができる。

【０１３５】図３８はディスク状媒体の回転速度（ｒｐ
ｍ）と浮上隙間との関係を示すデータである。図３８に
おいて、横軸に媒体回転速度（ｒｐｍ）をとり、縦軸に
浮上隙間（ｎｍ）をとってある。曲線Ｌ４１は、図３２
及び図３３に示した本発明に係る実施例４のヘッドを用
いた場合の特性、曲線Ｌ４２は２つのレールを持つ一般
的な正圧／負圧併用型ヘッド（従来例）を用いた場合の
特性を示している。スキュー角は約０度である。

【０１３６】図３８を参照すると、従来例のヘッドを用
いた場合、曲線Ｌ４２に示す通り、媒体回転速度が増加
するにつれて、浮上隙間が増大し続ける。媒体回転速度
が１００００（ｒｐｍ）でも、浮上隙間が増大傾向にあ
る。

【０１３７】これに対して本発明に係る実施例４のヘッ
ドを用いた場合、媒体回転速度が大きくなると、浮上隙
間が安定化する方向に向かう。図３８のデータでは、媒
体回転速度が約６０００（ｒｐｍ）を越えると、浮上隙
間が約２４ｎｍで安定する。従って、本発明に係るヘッ
ドは、早期に浮上隙間を安定させ、定常動作に入ること
ができるテイクオフ特性を示す。

【０１３８】図３９は本発明に係るヘッドの更に別の実
施例（実施例５）を示す斜視図、図４０は図３９に示し
たヘッドを媒体対向面側からみた平面図である。この実
施例５に示されたヘッドでは、スライダ１の幅方向Ｙの
中間部において、分離された２つの第１、第２の正圧発
生部１１０、１２０を有する。他の構成は、図３２及び
図３３に示したヘッドと同様である。

【０１３９】図４１は実施例５のヘッドを用いた場合の
規格化スライダ長（ｘ／Ｌ）及び規格化幅（ｙ／Ｌ）
と、規格化圧力との関係を三次元的に示したコンピュー
タシュミレーションデータ、図４２は実施例５のヘッド
を用いた場合の規格化スライダ長（ｘ／Ｌ）と、規格化
圧力との関係を示すデータである。ヘッド６、ヘッド支
持機構５及びディスク状媒体４の各種駆動条件は、前述
した通りである。横軸にとられた規格化スライダ長（ｘ
／Ｌ）及び縦軸にとられた規格化圧力（Ｐ−Ｐａ）／Ｐ
ａについては、図３４、３５において説明した通りであ
る。曲線Ｌ５１はスライダ１の幅方向Ｙの一端縁からの
規格化幅（ｙ／Ｌ）＝０．５の位置（ほぼ幅方向中央）
の圧力分布特性を示し、曲線Ｌ５２は規格化幅（ｙ／
Ｌ）＝０．０７５の位置の圧力分布特性を示している。

【０１４０】図４１及び図４２に示す圧力分布特性が、
図３４及び図３５に示した圧力分布特性と異なる点は、
第１、第２の正圧発生部１１０、１２０の間が、前部面
１００によって構成されているため、空気流入側におい
て、スライダ１の中心部に、顕著な正圧が発生しない
（曲線Ｌ５１参照）かわりに、スライダ１の幅方向Ｙの
両側で、第１、第２の正圧発生部１１０、１２０による
大きな正圧が発生する（曲線Ｌ５２参照）ことである。

【０１４１】図４１及び図４２から明らかなように、デ
ィスク状媒体４を回転させたとき、ヘッド６の幅方向Ｙ
の両側で、空気の流れ方向ａに沿って、第１、第２の正
圧発生部１１０、１２０による揚力動圧が発生（曲線Ｌ
５２参照）し、空気流出端ＴＲの側において、第４の正
圧発生部１５０及び第５の正圧発生部１６０による揚力
動圧が発生し、揚力動圧よりも空気流入側において、第
２の負圧発生部１７０及び第３の負圧発生部１８０によ
る負圧が発生（曲線Ｌ５２参照）する。また、第１、第
２の正圧発生部１１０、１２０、第４の正圧発生部１５
０、第５の正圧発生部１６０、第２の負圧発生部１７０
及び第３の負圧発生部１８０によって囲まれた領域内に
おいて、第１の負圧発生部１３０による負圧が発生して
いる（曲線Ｌ５１参照）。このような圧力分布特性を生
じる構造は新規であり、これが、２５ｎｍ以下の浮上間
隔においても、ヘッドとディスク状媒体との接触を防止
し得る根拠となる。

【０１４２】更に、空気流出端ＴＲの側に、第３の正圧
発生部１４０を有するから、ヘッド６の幅方向Ｙの略中
央部で、第３の正圧発生部１４０による正圧が発生する
（曲線Ｌ５１参照）。この第３の正圧発生部１４０によ
り空気流出端ＴＲにおける空気膜剛性が高まり、２５ｎ
ｍ以下の浮上間隔においても、ヘッドとディスク状媒体
との接触を、より確実に防止する。表面１４２の空気流
出端ＴＲの中央には、変換素子２、３が搭載されている
から、第３の正圧発生部１４０による空気膜剛性の増大
及びそれに伴う接触防止作用は、変換素子２、３を、損
傷及び破壊から確実に保護する。

【０１４３】また、空気流入端ＬＥの側に、前部面１０
０があり、前部面１００は、第１の負圧発生部１３０か
ら段差ｈ６を有してステップ状に立ち上がるから、空気
流入端ＬＥの側における空気膜剛性が大きくなる。前部
面１００は、第１の正圧発生部１１０から空気流入端Ｌ
Ｅの方向に向かって先細り状としてあるから、記録再生
装置として用いた場合に、前部面１００による空気軸受
作用により、低ピッチ角を実現すると共に、ディスク状
媒体の全面にわたってピッチ角変動の少ない一定ピッチ
の浮上特性を得ることができる。

【０１４４】更に、第２及び第３の負圧発生部１７０、
１８０は、第１の正圧発生部１１０と、第４の正圧発生
部１５０及び第５の正圧発生部１６０との間において、
空気流入側から中央部に向かって先細り状に形成されて
おり、さらに中央部から流出側に末拡がり状に形成され
ているから、ロール安定性を向上させることができる。
また、第１の正圧発生部１１０、第４の正圧発生部１５
０及び第５の正圧発生部１６０は、空気流入方向ａに向
かって、２段階のステップ軸受を有する構造となってい
るので、スライダ１の４隅に高空気膜剛性部を配置した
構造が得られ、ディスクに対する追従性が更に改善され
る。

【０１４５】図４３は本発明に係るヘッドの更に別の実
施例（実施例６）を示す斜視図図４４は図４３に示し
たヘッドを媒体対向面側からみた平面図である。この実
施例６に係るヘッドでは、第４の正圧発生部１５０及び
第５の正圧発生部１６０を、スライダ１の空気流出端Ｔ
Ｒまで延長して設け、変換素子２、３を、第４の正圧発
生部１５０または第５の正圧発生部１６０の少なくとも
一方に搭載してある。

【０１４６】実施例６に示すヘッドは、変換素子２、３
の構成及び記録再生装置への適用に関しては、図１、図
２に示したヘッドと同じ（図７〜図１０参照）である。

【０１４７】次に、実測データを参照して、図４３及び
図４４に示した実施例６のヘッドを記録再生装置に用い
た場合の効果を説明する。ヘッド６、ヘッド支持機構５
及びディスク状媒体４の条件は次のとおりである。「スライダ１」長さＬ：１．２５ｍｍ幅Ｗ：１．０ｍｍ厚み：０．３ｍｍ重量：１．６ｍｇ「ヘッド支持機構５」荷重：０．５ｇｆ荷重点Ｐ１：オフセット量△ｄ＝１００μｍ「ディスク状媒体４」回転数：７２００ｒｐｍ図４５は、実施例６のヘッドを用いた場合の規格化スラ
イダ長（ｘ／Ｌ）及び規格化幅（ｙ／Ｌ）と、規格化圧
力との関係を三次元的に示したコンピュータシュミレー
ションデータ、図４６は実施例６のヘッドを用いた場合
の規格化スライダ長（ｘ／Ｌ）と、規格化圧力との関係
を示すデータである。横軸にとられた規格化スライダ長
（ｘ／Ｌ）及び縦軸にとられた規格化圧力（Ｐ−Ｐａ）
／Ｐａについては、図３４、図３５において説明した通
りである。図４６において、曲線Ｌ６１はスライダ１の
幅方向Ｙの一端縁からの規格化幅（ｙ／Ｌ）＝０．５の
位置（ほぼ幅方向中央）の圧力分布特性を示し、曲線Ｌ
６２は規格化幅（ｙ／Ｌ）＝０．０８の位置の圧力分布
特性を示している。

【０１４８】図４５及び図４６に示す圧力分布特性が、
図４１及び図４２に示した圧力分布特性と異なる点は、
空気流入側において、第４の正圧発生部１５０及び第５
の正圧発生部１６０を、スライダ１の空気流出端ＴＲま
で延長して設けてあるため、第４の正圧発生部１５０及
び第５の正圧発生部１６０による正圧が、空気流出端Ｔ
Ｒまで継続する（曲線Ｌ６２参照）こと、及び、空気流
出端ＴＲの側に、第２の正圧発生部を構成する第３の正
圧発生部がないから、ヘッド６の幅方向Ｙの略中央部
で、第２の正圧発生部による正圧が発生しない（曲線Ｌ
６１参照）ことである。

【０１４９】図４５及び図４６から明らかなように、デ
ィスク状媒体４を回転させたとき、ヘッド６の幅方向Ｙ
の両側で、空気の流れ方向ａに沿って、第１、第２の正
圧発生部１１０、１２０による揚力動圧が発生（曲線Ｌ
６２参照）し、空気流出端ＴＲの側において、第４の正
圧発生部１５０及び第５の正圧発生部１６０による揚力
動圧が発生し、この揚力動圧の発生位置よりも空気流入
側において、第２の負圧発生部１７０及び第３の負圧発
生部１８０による負圧が発生（曲線Ｌ６２参照）する。
また、第１、第２の正圧発生部１１０、１２０、第４の
正圧発生部１５０、第５の正圧発生部１６０、第２の負
圧発生部１７０及び第３の負圧発生部１８０によって囲
まれた領域内において、第１の負圧発生部１３０による
負圧が発生している（曲線Ｌ６１参照）。このような圧
力分布特性を生じる構造は新規であり、これが、２５ｎ
ｍ以下の浮上間隔においても、ヘッドとディスク状媒体
との接触を防止し得る根拠となる。

【０１５０】空気流出端ＴＲの側には、ヘッド６の幅方
向Ｙの略中央部で、正圧を発生させる部分はないが、ヘ
ッド６の幅方向Ｙの両側に、第４の正圧発生部１５０及
び第５の正圧発生部１６０を、スライダ１の空気流出端
ＴＲまで延長して設けてあるため、第４の正圧発生部１
５０及び第５の正圧発生部１６０により、空気流出端Ｔ
Ｒまで継続する大きな正圧が得られる（曲線Ｌ６２参
照）。このため、空気膜剛性の増大及びそれに伴う接触
防止作用を確保し、第４の正圧発生部１５０及び第５の
正圧発生部１６０の少なくとも一方に設けられる変換素
子２、３を、損傷及び破壊から確実に保護することがで
きる。

【０１５１】空気流入端ＬＥの側には、前部面１００が
ある。この前部面１００の作用については、既に説明し
た通りであり、低ピッチ角を実現すると共に、ディスク
状媒体の全面にわたってピッチ角変動の少ない一定ピッ
チの浮上特性を得ることができる。

【０１５２】更に、第２及び第３の負圧発生部１７０、
１８０は、第１の正圧発生部１１０と第４の正圧発生部
１５０との間、第２の正圧発生部１２０と第５の正圧発
生部１６０の間において、空気の流入側から中央部に向
かって先細り状に形成されている。この構造による作用
効果についても既に説明した通りである。

【０１５３】図４７は本発明に係るヘッドの更に別の実
施例（実施例７）を示す斜視図、図４８は図４７に示し
たヘッドを媒体対向面側からみた平面図である。この実
施例７に係るヘッドでは、第１の正圧発生部１１０は、
スライダ１を幅方向Ｙに横切るように配向されている。
それ以外の構造は、図４３及び図４４に示した実施例と
ほぼ同じである。

【０１５４】図４９は実施例７のヘッドを用いた場合の
規格化スライダ長（ｘ／Ｌ）及び規格化幅（ｙ／Ｌ）
と、規格化圧力との関係を三次元的に示したコンピュー
タシュミレーションデータ、図５０は実施例６のヘッド
を用いた場合の規格化スライダ長（ｘ／Ｌ）と、規格化
圧力との関係を示すデータである。ヘッド６、ヘッド支
持機構５及びディスク状媒体４の各種駆動条件は、実施
例６の場合と同じである。横軸にとられた規格化スライ
ダ長（ｘ／Ｌ）及び縦軸にとられた規格化圧力（Ｐ−Ｐ
ａ）／Ｐａについては、図３４、図３５において説明し
た通りである。曲線Ｌ７１はスライダ１の幅方向Ｙの一
端縁からの規格化幅（ｙ／Ｌ）＝０．５の位置（ほぼ幅
方向中央）の圧力分布特性を示し、曲線Ｌ７２は規格化
幅（ｙ／Ｌ）＝０．０８の位置の圧力分布特性を示して
いる。

【０１５５】図４９及び図５０に示す圧力分布特性が、
図４５及び図４６に示した圧力分布特性と異なる点は、
空気流入端ＬＥの側において、第１の正圧発生部１１０
が、スライダ１を幅方向Ｙに横切るように配向されてい
るため、ディスク状媒体４を回転させたとき、ヘッド６
の幅方向Ｙの略中央部で、空気の流れ方向ａに沿って、
第１の正圧発生部１１０による揚力動圧が発生する（曲
線Ｌ７１参照）ことである。それ以外は、曲線Ｌ７１及
び曲線Ｌ７２を見ると明らかなように、図４５及び図４
６に示した圧力分布特性と、類似の特性が得られ、同様
の作用効果を奏する。

【０１５６】図５１は実施例５〜７に示されたヘッドを
用いた場合のスライダ位置と浮上隙間との関係を示すデ
ータである。スキュー角については、図９を参照して説
明した通りである。図５１において、横軸にディスク半
径位置、及び、ディスク半径位置と対応関係にあるスキ
ュー角を併記してある。

【０１５７】図５１のデータが示すとおり、本発明に係
る実施例５〜７の何れのヘッドを用いた場合でも、スキ
ュー角（−４．３〜１３．２５度）の広い範囲で、ほぼ
２０ｎｍ程度の極微小浮上隙間が確保されている。しか
も、浮上隙間変動は、スキュー角（−４．３〜１３．２
５度）の範囲で、約１ｎｍ程度であり、外乱や振動に対
する高い浮上安定性を有する。

【０１５８】図５２は実施例５〜７に示されたヘッドと
用いた場合のスライダ位置とピッチ角との関係を示すデ
ータである。このデータに示すように、本発明に係る実
施例５〜７の何れにおいても、スキュー角（−４．３〜
１３．２５度）の広い範囲で１．５×10^-4(rad)以下の
ピッチ角に納まっている。特に、実施例７は、スキュー
角（−４．３〜１３．２５度）の広い範囲で、約１×10
^-4(rad)で安定したピッチ角を示している。

【０１５９】図５３は実施例５〜７に示されたヘッドを
用いた場合において、ディスク状媒体の回転速度（ｒｐ
ｍ）と浮上隙間との関係を示すデータである。図５３に
おいて、媒体回転速度（ｒｐｍ）をとり、縦軸に浮上隙
間（ｎｍ）をとってある。スキュー角は約０度である。

【０１６０】図５３を参照すると、本発明に係る実施例
５〜７のヘッドを用いた場合、媒体回転速度が大きくな
ると、浮上隙間が安定化する方向に向かう。図５３のデ
ータでは、媒体回転速度が約６０００（ｒｐｍ）を越え
ると、浮上隙間が約２２ｎｍで安定する。従って、本発
明に係るヘッドは、早期に浮上隙間を安定させ、定常動
作に入ることができるテイクオフ特性を示す。

【０１６１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。（ａ）記録の高密度化及び記憶容量の増大化に極めて有
効なスライダ及びヘッドを提供することができる。特
に、表面精度の高いディスク状媒体との組み合わせにお
いて、記録の高密度化及び記憶容量の増大化に極めて有
効なスライダ及びヘッドを提供できる。（ｂ）新規な構造の空気ベアリング面を有するスライダ
及びヘッドを提供することができる。（ｃ）２５ｎｍ以下の浮上量においても、浮上安定性を
維持し、ディスク状媒体との接触を防止し得るスライダ
及びヘッドを提供することができる。（ｄ）浮上量が２５ｎｍ以下の浮上間隔においても、外
乱や振動に対する高い浮上安定性を有するスライダ及び
ヘッドを提供することができる。（ｅ）磁気記録再生装置に用いた場合、浮上時のピッチ
角を３×10^-4(rad)以下に設定し得るスライダ及びヘッ
ドを提供することができる。（ｆ）量産性に優れた小型、薄型のスライダ及びヘッド
を提供することができる。（ｇ）ドライエッチング等の高精度パターン形成技術の
適用によって、一体加工の可能なスライダ及びヘッドを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るヘッドの第１の実施例を示す斜視
図である。

【図２】図１に示したヘッドを媒体対向面側からみた平
面図である。

【図３】図２に示したヘッドの正面図である。

【図４】図２に示したヘッドの側面図である。

【図５】図２の５ー５線に沿った断面図である。

【図６】図１〜図５に示したヘッドの変換素子部分の拡
大断面図である。

【図７】本発明に係る磁気記録再生装置を示す図であ
る。

【図８】図７に示した磁気記録再生装置に用いられてい
るヘッド装置の側面図である。

【図９】図７に示した磁気記録再生装置の動作を説明す
る図である。

【図１０】図７に示した磁気記録再生装置をモデル化し
て示す図である。

【図１１】図１〜図５に示したヘッドを用いた磁気記録
再生装置の規格化スライダ長と規格化圧力との関係を示
すデータである。

【図１２】図１〜図５に示したヘッドを用いた磁気記録
再生装置の規格化スライダ長と規格化圧力との関係を示
す３次元データである。

【図１３】図１〜図５に示したヘッドを用いた磁気記録
再生装置のスライダ位置と浮上量との関係を示すデータ
である。

【図１４】図１〜図５に示したヘッドを用いた磁気記録
再生装置のスライダ位置とピッチ角との関係を示すデー
タである。

【図１５】図１〜図５に示したヘッドを用いた磁気記録
再生装置において、ヘッドのステップ状空気軸受の高さ
を変えたときのスライダ位置と浮上量との関係を示すデ
ータである。

【図１６】図１〜図５に示したヘッドを用いた磁気記録
再生装置において、ヘッドのステップ状空気軸受の高さ
を変えたときのスライダ位置とピッチ角との関係を示す
データである。

【図１７】図１〜図５に示したヘッドを用いた磁気記録
再生装置のディスク状媒体変動に対するヘッド追従特性
を示すデータである。

【図１８】本発明に係るヘッドの別の例を示す斜視図で
ある。

【図１９】図１８に示したヘッドを媒体対向面側からみ
た平面図である。

【図２０】図１８及び図１９に示したヘッドを用いた磁
気記録再生装置の規格化スライダ長と規格化圧力との関
係を示す３次元データである。

【図２１】本発明に係るヘッドの別の例を示す斜視図で
ある。

【図２２】図２１に示したヘッドを媒体対向面側からみ
た平面図である。

【図２３】図２２に示したヘッドの正面図である。

【図２４】図２２に示したヘッドの側面図である。

【図２５】図２２の２５ー２５線に沿った断面図であ
る。

【図２６】図２１〜図２５に示したヘッドを用いた磁気
記録再生装置の規格化スライダ長と規格化圧力との関係
を示すデータである。

【図２７】図２１〜図２５に示したヘッドを用いた磁気
記録再生装置の規格化スライダ長と規格化圧力との関係
を示す３次元データである。

【図２８】図２１〜図２５に示したヘッドを用いた磁気
記録再生装置のスライダ位置と浮上量との関係を示すデ
ータである。

【図２９】図２１〜図２５に示したヘッドを用いた磁気
記録再生装置のスライダ位置とピッチ角βとの関係を示
すデータである。

【図３０】図２１〜図２５に示したヘッドを用いた磁気
記録再生装置において、ヘッドのステップ状空気軸受の
高さを変えたときのスライダ位置と浮上量との関係を示
すデータである。

【図３１】図２１〜図２５に示したヘッドを用いた磁気
記録再生装置において、ヘッドのステップ状空気軸受の
高さを変えたときのスライダ位置とピッチ角との関係を
示すデータである。

【図３２】本発明に係るヘッドの更に別の例（実施例
４）を示す斜視図である。

【図３３】図１に示したヘッドを媒体対向面側からみた
平面図である。

【図３４】図７及び図８に示された記録再生装置におい
て、実施例４のヘッドを用いた場合の規格化スライダ長
及び規格化スライダ幅と、規格化圧力との関係を三次元
的に示したコンピュータシュミレーションデータであ
る。

【図３５】図７及び図８に示された記録再生装置におい
て、実施例４のヘッドを用いた場合のその規格化スライ
ダ長と規格化圧力との関係を示すデータである。

【図３６】実施例４のヘッドを用いた記録再生装置のス
ライダ位置と浮上隙間との関係を示すデータである。

【図３７】実施例４のヘッドを用いた記録再生装置のス
ライダ位置とピッチ角との関係を示すデータである。

【図３８】実施例４のヘッドを用いた記録再生装置のデ
ィスク状媒体の回転速度（ｒｐｍ）と浮上隙間との関係
を示すデータである。

【図３９】本発明に係るヘッドの更に別の例（実施例
５）を示す斜視図である。

【図４０】図３９に示したヘッドを媒体対向面側からみ
た平面図である。

【図４１】図７及び図８に示された記録再生装置におい
て、実施例５のヘッドを用いた場合のその規格化スライ
ダ長及び規格化スライダ幅と、規格化圧力との関係を三
次元的に示したコンピュータシュミレーションデータで
ある。

【図４２】図７及び図８に示された記録再生装置におい
て、実施例５のヘッドを用いた場合のその規格化スライ
ダ長と規格化圧力との関係を示すデータである。

【図４３】本発明に係るヘッドの更に別の例（実施例
６）を示す斜視図である。

【図４４】図４３に示したヘッドを媒体対向面側からみ
た平面図である。

【図４５】図７及び図８に示された記録再生装置におい
て、実施例６のヘッドを用いた場合の規格化スライダ長
及び規格化スライダ幅と、規格化圧力との関係を三次元
的に示したコンピュータシュミレーションデータであ
る。

【図４６】図７及び図８に示された記録再生装置におい
て、実施例６のヘッドを用いた場合のその規格化スライ
ダ長と規格化圧力との関係を示すデータである。

【図４７】本発明に係るヘッドの更に別の例（実施例
７）を示す斜視図である。

【図４８】図４７に示したヘッドを媒体対向面側からみ
た平面図である。

【図４９】図７及び図８に示された記録再生装置におい
て、実施例７のヘッドを用いた場合の規格化スライダ長
及び規格化スライダ幅と、規格化圧力との関係を三次元
的に示したコンピュータシュミレーションデータであ
る。

【図５０】図７及び図８に示された記録再生装置におい
て、実施例７のヘッドを用いた場合のその規格化スライ
ダ長と規格化圧力との関係を示すデータである。

【図５１】実施例５〜７のヘッドを用いた記録再生装置
のスライダ位置と浮上隙間との関係を示すデータであ
る。

【図５２】実施例５〜７のヘッドを用いた記録再生装置
のスライダ位置とピッチ角との関係を示すデータであ
る。

【図５３】実施例５〜７のヘッドを用いた記録再生装置
のディスク状媒体の回転速度（ｒｐｍ）と浮上隙間との
関係を示すデータである。

【符号の説明】

１スライダ１００前部面１１０第１の正圧発生部１１１ステップ面１２０第１の正圧発生部１２１ステップ面１１２表面１２２表面１３０第１の負圧発生部１４０第３の正圧発生部１４１ステップ面１４２表面１５０第４の正圧発生部１５１ステップ面１５２表面１６０第５の正圧発生部１６１ステップ面１６２表面１７０第２の負圧発生部１８０第３の負圧発生部ＬＥ空気流入端ＴＲ空気流出端２、３変換素子４ディスク状媒体５ヘッド支持機構 β ピッチ角 θ スライダ中心におけるスキュー角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤勇武東京都中央区日本橋１丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気動圧を受ける媒体対向面を有するス
ライダであって、前記媒体対向面に、前部面と、第１の正圧発生部と、第
２の正圧発生部と、第１の負圧発生部とを含んでおり、前記前部面は、空気流入端側に設けられ、空気の流れ方
向に一致する長さの途中で終わっており、前記第１の正圧発生部及び第２の正圧発生部のそれぞれ
は、表面がほぼ同一の高さ平面を構成し、前記長さ方向
と直交する幅方向の両側に互いに間隔を隔てて配置さ
れ、前記空気流入端側にステップ面を有し、前記ステッ
プ面は前記前部面から立ち上がり、前記第１の負圧発生部は、前記空気の流れ方向で見て前
記前部面の後方に設けられ、前記前部面よりも低い底面
を有するスライダ。
【請求項２】請求項１に記載されたスライダであっ
て、前記スライダは、更に、第３の正圧発生部を含んでお
り、前記第３の正圧発生部は、前記空気流出端側に備えら
れ、前記空気流入端側にステップ面を有し、前記ステッ
プ面は前記第１の負圧発生部の前記底面から立ち上がる
スライダ。
【請求項３】請求項２に記載されたスライダであっ
て、前記第３の正圧発生部は、前記幅方向の中央部に配置さ
れているスライダ。
【請求項４】請求項１に記載されたスライダであっ
て、前記第１及び第２の正圧発生部は、前記空気流出端まで
延びているスライダ。
【請求項５】請求項１、２、３または４の何れかに記
載されたスライダであって、前記媒体対向面側に、更に、第４の正圧発生部と、第５
の正圧発生部とを有しており、前記第４の正圧発生部は、前記第１の正圧発生部の後方
に間隔を隔てて備えられており、前記第５の正圧発生部は、前記第２の正圧発生部の後方
に間隔を隔てて備えられているスライダ。
【請求項６】請求項５に記載されたスライダであっ
て、前記媒体対向面側に、更に、第２の負圧発生部及び第３
の負圧発生部を有しており、前記第２の負圧発生部は、前記第１の正圧発生部と前記
第４の正圧発生部との間に設けられ、前記第３の負圧発生部は、前記第２の正圧発生部と前記
第５の正圧発生部との間に設けられているスライダ。
【請求項７】請求項６に記載されたスライダであっ
て、前記第２及び第３の負圧発生部のそれぞれは、前記第１
及び前記第２の正圧発生部の表面から立ち下がる凹部で
なり、前記第４及び第５の正圧発生部のそれぞれは、前記凹部
の表面から立ち上がっており、前記第１の負圧発生部の前記底面は、前記凹部の表面よ
り低くなるように設けられているスライダ。
【請求項８】請求項５に記載されたスライダであっ
て、前記第４及び第５の正圧発生部の表面は、前記第１及び
第２の正圧発生部の表面と、実質的に同一の高さ平面を
構成するスライダ。
【請求項９】請求項７に記載されたスライダであっ
て、前記第１、第２、第４及び第５の正圧発生部の表面と、
前記凹部の表面との間に生じるステップ深さは０．３μ
ｍ以上であるスライダ。
【請求項１０】請求項７乃至９の何れかに記載された
スライダであって、前記凹部の表面は、空気流入側から中央部に向かって先
細り状に形成され、さらに中央部から流出側に末拡がり
状に形成されているスライダ。
【請求項１１】請求項１乃至１０の何れかに記載され
たスライダであって、前記第１の正圧発生部及び前記第２の正圧発生部は、前
記スライダの前記幅方向において互いに連続し、かつ、
同一平面を構成しているスライダ。
【請求項１２】請求項１乃至１１の何れかに記載され
たスライダであって、前記前部面は、前記第１の正圧発生部及び前記第２の正
圧発生部から空気流入端方向に向かって先細り状である
スライダ。
【請求項１３】請求項６に記載されたスライダであっ
て、前記第４の正圧発生部及び前記第５の正圧発生部は、前
記スライダの空気流出端まで延長して設けられているス
ライダ。
【請求項１４】請求項１乃至１３の何れかに記載され
たスライダであって、前記媒体対向面の平面形状は、長さ方向に延びる幅中心
軸線に関して、ほぼ対称であるスライダ。
【請求項１５】請求項１乃至１４の何れかに記載され
たスライダであって、前記前部面、前記第１乃至第５の正圧発生部または前記
凹部は、表面を画定する端縁が直線、曲線もしくはこれ
らの組み合わせでなるスライダ。
【請求項１６】請求項１乃至１５の何れかに記載され
たスライダであって、前記前部面と、前記第１の正圧発生部及び第２の正圧発
生部の表面との間に生じる段差が、０．３〜１．０μｍ
の範囲であるスライダ。
【請求項１７】請求項１乃至１６の何れかに記載され
たヘッドであって、前記スライダは、長さが１．２５ｍｍ以下、幅が１．０
０ｍｍ以下、重さが１．６ｍｇ以下であるヘッド。
【請求項１８】ディスク状媒体との間で記録及び再生
を行なうヘッドであって、スライダと、少なくとも１つ
の変換素子とを含んでおり、前記スライダは、請求項１乃至１７の何れかに記載され
たものでなり、前記変換素子は、前記スライダの前記空気流出端側に備
えられているヘッド。
【請求項１９】請求項１８に記載されたヘッドであっ
て、前記変換素子は、電磁変換素子であるヘッド。
【請求項２０】ヘッド支持機構と、ヘッドとを含むヘ
ッド装置であって、前記ヘッド支持機構は、一端が自由端となっており、前記ヘッドは、請求項１８に記載されたものであって、
前記ヘッド支持機構の前記自由端に、ピッチ動作及びロ
ール動作が許容され、前記ヘッド支持機構から荷重を受
けるように取り付けられているヘッド装置。
【請求項２１】請求項１９または２０の何れかに記載
されたヘッド装置であって、前記ヘッドに対する荷重点が、前記ヘッドの重心より、
流入端方向にオフセットされているヘッド装置。
【請求項２２】ヘッド装置と、ディスク状媒体とを含
む記録再生装置であって、前記媒体は、回転駆動され、前記ヘッド装置は、請求項２０または２１の何れかに記
載されたものであって、前記媒体が回転したとき、前記
ヘッドが前記媒体の面上で浮上し、揺動手段によって、
前記媒体の半径方向と略一致する円弧に沿って揺動され
る記録再生装置。
【請求項２３】請求項２２に記載された記録再生装置
であって、前記ヘッドの浮上状態でのピッチ角は、３×10^-4(rad)
以下である記録再生装置。