JPH1186484A

JPH1186484A - ヘッドスライダおよび磁気記録装置

Info

Publication number: JPH1186484A
Application number: JP24536997A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Arisaka; 寿洋有坂; Tetsuya Hamaguchi; 哲也浜口; Keiko Watanabe; 恵子渡辺; Toshihiko Shimizu; 利彦清水
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 1999-03-30
Anticipated expiration: 2017-09-10
Also published as: JP3513737B2

Abstract

(57)【要約】【課題】記録媒体とスライダ摺動部との摩擦力によ
り、摺動面が前方につんのめり、不安定な振動や局所的
な応力の発生を防ぎ、磁気ヘッドとディスクとの安定接
触を実現し、信頼性の高い高密度大容量の磁気ディスク
装置を提供する。【解決手段】素子パッド５は記録媒体移動方向の上流
側から順に、ヒンジ１１、中間剛体部１０、ヒンジ９、
の順に連結され、スライダベース１２から片持支持され
ている。摺動パッド６、７も同様に独立で片持支持され
ている。ヒンジ９とヒンジ１１の各々の中心を結んだ仮
想線の延長線とディスク表面との交点が、摺動面の上流
側端よりディスク移動方向の上流側にある。摩擦力が働
くと上記支持機構は全体が摺動方向に伸長しながらヒン
ジ９がディスクから離れる方向に変位し押付け荷重が低
減する。また摺動面の上流側端はディスクから離れる方
向に変位しつんのめりが発生しない。従って、ヘッドス
ライダの安定摺動が可能な磁気ディスク装置を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はヘッドスライダおよ
び磁気記録装置に係り、特に、磁気ディスクや光磁気デ
ィスク等の情報記録媒体上を摺動する摺動子（ヘッドス
ライダ）に、磁気−電気変換素子（磁気ヘッド）を搭載
して、情報の記録または読み出しを行うのに好適なヘッ
ドスライダおよび磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気記録装置としては、磁気記録
媒体である磁気ディスク（以下、ディスクという）上
に、磁気ヘッド素子（以下、磁気ヘッドという）を、所
定の間隔を保って情報の記録再生を行うエアーベアリン
グ浮上タイプの磁気ディスク装置（以下浮上型磁気ディ
スク装置）が知られている。従来の浮上型磁気ディスク
装置における磁気ヘッドスライダ、およびこの磁気ヘッ
ドを支持するヘッド支持機構は、特開昭５５−２２２９
６号公報に開示されているように、スライダにディスク
への押しつけ荷重を与える支持ア−ムに、荷重点となる
ピボットと、このピボットを回転中心として、スライダ
をそのピッチングおよびロ−リング方向に回転可能に支
持する回転バネとを持つジンバル部が接続され、このジ
ンバル部にスライダの上面が取り付けられている。

【０００３】また、従来の磁気記録装置の他の方式とし
ては、磁気ヘッドまたはスライダをディスクと接触摺動
させながら記録再生を行うコンタクトレコーディング方
式の磁気ディスク装置がある。この磁気ディスク装置で
は、磁気ヘッドまたはスライダとディスクとが定常的に
接触している。このような摺動型すなわちコンタクト型
磁気ディスク装置は、特開平３−１７８０１７号公報に
開示されているように、可撓性を有する片持ちはり状の
ヘッド支持機構の先端に、磁気ヘッドを内蔵した摺動部
を有する形状となっている。本公報には、この摺動部と
ヘッド支持機構が一体で形成される例が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】コンタクト方式の磁気
ディスク装置において、従来の浮上型に用いられている
ような上記のヘッド支持機構を用いた場合には、スライ
ダのピッチング方向の回転中心がスライダの摺動面より
上方にある。そのため、スライダが前述したようなディ
スクとの摺動動作によって摩擦力を受けるとき、スライ
ダのディスク回転方向上流側において、ディスクとの接
触力が非常に大きくなる状態、つまり、ディスク回転方
向上流側に向かってつんのめる状態になる。このとき、
スライダは不安定に振動したり、前述した局部的に発生
する非常に大きな接触力により、ディスク表面およびス
ライダ表面の損傷を引き起こす恐れがある。

【０００５】一方、コンタクト型磁気ディスク装置に用
いる特開平３−１７８０１７号公報に示されるＨＧＡで
は、摺動部が狭面積の一点で接触させるために、設定が
困難であるという問題点がある。また、摺動部とヘッド
支持機構を一体にする構成では、従来の浮上型磁気ディ
スク装置のヘッド移動機構（アクチュエータ）に直接取
り付けることができない。例えば、アクチュエータの回
転中心とヘッド位置の距離等は、データフォーマット等
の他の要因と関連しているため容易に変更できない。し
たがって、ヘッド支持機構とアクチュエータの間に、さ
らに支持部材を設けるなどするため、大幅な設計変更が
必要となる。

【０００６】この問題に対しては、なるべく従来の浮上
型磁気ディスク装置に用いられているヘッド支持機構を
使用するか、あるいは、その改造のみで用いることがで
きるようにすることが望ましい。しかし、前述のよう
に、従来のヘッド支持機構では、摩擦力が作用すること
によって、ヘッドスライダを安定に摺動させることは困
難である。

【０００７】本発明の目的は、磁気ヘッドをディスク上
に支持する部材がディスクと摺動するときに、これらの
摺動面において、局部的な接触力の増大を防止または低
減するのに好適なヘッドスライダを備えた磁気記録装置
を提供することにある。さらには、低価格化のために、
従来のヘッド支持機構を利用してコンタクト方式を実現
できるヘッドスライダを用いることによって、より開発
の容易な磁気記録装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下のよう
に達成される。請求項１記載発明は、記録媒体の表面上
を摺動する少なくとも一つの摺動部を有し、前記摺動部
の少なくとも一つは磁気ヘッド（磁気−電気変換素子）
を搭載する摺動型のヘッドスライダ（摺動子）におい
て、前記磁気ヘッドを搭載した摺動部は、前記記録媒体
移動方向上流側から順に、第１の変形可能部、第１の剛
体部、第２の変形可能部を備え、これらによって第２の
剛体部が記録媒体移動方向上流側から片持ちで支持され
ており、前記第２の剛体部に前記記録媒体面との摺動面
が設けられ、前記摺動面の記録媒体移動方向上流端は、
前記記録媒体が停止した状態で、前記第１および第２の
変形可能部を結ぶ延長線と前記記録媒体との交点より下
流側に設けられていることを特徴とするものである。こ
のような構成によれば、摩擦力が働くと、第１、第２変
形可能部が変形し、第２変形可能部は記録媒体から離れ
る方向に変位するため、摺動面にかかる荷重が低減する
とともに、摺動面の記録媒体移動方向上流側（以下、前
方という）が持ち上がる方向に摺動面も微小変位する。
記録媒体と摺動面は互いに弾性変形しながら接触してお
り、摺動面の変位により摺動面の面圧分布が前方が小さ
く、後方が大きくなるような状態となる。これによりつ
んのめりが回避でき、それに伴う不安定振動も回避でき
る。また、請求項２記載発明は、記録媒体の表面上を摺
動する少なくとも一つの摺動部を有し、前記摺動部の少
なくとも一つは磁気ヘッドを搭載する摺動型のヘッドス
ライダにおいて、前記摺動部は、それぞれが独立して可
動する支持手段を備え、前記支持手段によって、前記記
録媒体との摺動面が支持されていることを特徴とする。
そのため、各摺動部に作用する摩擦力の状態によってス
ライダの姿勢安定性が損なわれるというようなことがな
く、結果として磁気ヘッドを有する摺動部も安定に摺動
できる状態となる。また、請求項３記載発明は、請求項
２に記載のヘッドスライダにおいて、前記支持手段は前
記記録媒体の移動方向上流側から順に、第１の変形可能
部、第１の剛体部、第２の変形可能部、第２の剛体部を
備え、前記第２の剛体部が有する摺動面を、前記記録媒
体移動方向上流側から片持ちで支持し、前記摺動面の記
録媒体移動方向上流端は、記録媒体が停止した状態で、
前記第１および第２の変形可能部を結ぶ延長線と前記記
録媒体との交点より下流側に設けられていることを特徴
とする。そのため、前述のように、各摺動部の摩擦力の
相違にもかかわらず、局部的な接触力の増大を防止また
は低減することが可能になる。また、請求項４記載発明
は、請求項１、２または３に記載のヘッドスライダにお
いて、前記摺動部は、第１の変形可能部および第２の変
形可能部が、母材の除去加工により形成されていること
を特徴とするので、製作が容易で、コストも低くなる。
また、請求項５記載発明は、請求項１、２または３に記
載のヘッドスライダにおいて、前記摺動部の磁気記録素
子は、摺動面に垂直な方向に薄膜を積層するプロセスに
よって形成された薄型ヘッド素子であることを特徴とす
るので、薄型化によって高さ方向の空間効率を高めるこ
とができる。また、請求項６記載発明は、請求項１ない
し５のうちいずれかに記載のヘッドスライダにおいて、
前記摺動部は、第１および第２の変形可能部並びに第２
のヘッド支持部の一部を、第１のヘッド支持部に設けら
れる磁気ヘッドへの配線によって構成し、前記第２のヘ
ッド支持部、前記磁気ヘッドおよび前記配線は、薄膜の
積層プロセスによって形成されたことを特徴とするの
で、薄型のヘッドスライダの生産効率が向上する。ま
た、請求項７記載発明は、請求項１ないし６のうちいず
れかに記載のヘッドスライダにおいて、前記摺動部は、
前記記録媒体の移動方向下流側の第２の変形可能部の剛
性が、上流側の第１の変形可能部の剛性より低いことを
特徴とする。すなわち、摺動面により近い側のヒンジ
（変形可能部）が、遠い側のヒンジより剛性を低くして
いるので、外力による曲げモーメントのバランスがとら
れ、確実な摺動安定性を得ることが可能になる。また、
請求項８記載発明は、請求項１ないし７のうちいずれか
に記載のヘッドスライダにおいて、前記磁気ヘッドは、
少なくとも記録媒体から情報の再生を行う磁気抵抗効果
再生素子からなることを特徴とするので、記録密度の向
上した磁気ヘッドが得られる。また、請求項９記載発明
は、記録媒体の表面上を摺動する少なくとも一つの摺動
部を有し、前記摺動部の少なくとも一つは磁気ヘッドを
搭載する摺動型のヘッドスライダにおいて、前記摺動部
の少なくとも一つが、回転可能な第１のピンおよび第２
のピンと、それら２つのピンを繋ぐ連結部材によって支
持され、前記摺動部の摺動面の記録媒体移動方向上流端
は、記録媒体が停止した状態で、前記第１および第２の
ピンの回転中心部を結ぶ延長線と前記記録媒体との交点
より下流側に設けられていることを特徴とする。そのた
め、ピンを関節とするリンク機構なので、動作抵抗が小
さく、摺動面に作用する摩擦力に対して敏感に作動しや
すい。また、請求項１０記載発明は、記録媒体の表面上
を摺動する少なくとも一つの摺動部を有し、前記摺動部
の少なくとも一つは磁気ヘッドを搭載する摺動型のヘッ
ドスライダを備えた磁気記録装置において、前記ヘッド
スライダは、前記摺動部が前記記録媒体の移動方向上流
側から順に、第１の変形可能部、第１の剛体部、第２の
変形可能部を備え、これらによって第２の剛体部が記録
媒体移動方向上流側から片持ちで支持されており、前記
第２の剛体部に前記記録媒体面との摺動面が設けられ、
前記摺動面の記録媒体移動方向上流端は、前記記録媒体
が停止した状態で、前記第１および第２の変形可能部を
結ぶ延長線と前記記録媒体との交点より下流側に設けら
れていることを特徴とするものである。このような構成
の磁気記録装置によれば、スライダの各摺動部がディス
クと接触摺動による摩擦力を受けたとき、摺動面はディ
スクに対する局所的な押し付け荷重の増加を招くことな
くその前方をディスク面から離れる方向に変位させるこ
とができる。したがって、つんのめりによる不安定振動
および局所的な接触力の増大を防止または低減すること
ができ、磁気ヘッドおよび記録媒体の損傷を極力低減
し、信頼性の高いヘッド・ディスクインタフェースを提
供できるとともに、高記録密度の磁気ディスク装置を得
ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形
態に係わるヘッドスライダの斜視図である。図１は、ス
ライダ１のディスク表面に接する面を、媒体（ディス
ク）移動方向上流側から見た図であり、相対的に、スラ
イダ１は、図１に図示しないディスク２上を、矢印３の
方向に移動することに相当する。また、図１１は、第１
の実施形態のスライダ１を、ディスク移動方向下流側か
ら見た素子パッド付近の詳細図である。以下の説明で
は、矢印３の指す方向を媒体移動方向上流、逆方向を下
流と呼ぶ。また、スライダのディスクに対向する側、お
よびその反対側をそれぞれ下面および上面と呼び、ディ
スク回転方向の上流側および下流側を、それぞれ前方お
よび後方と呼ぶ。

【００１０】スライダ１は、磁気ヘッド素子４を備えた
１つの摺動パッド５がスライダ後端に設けられ、前端付
近に２つの摺動パッド６、７を設けている。ここでパッ
ドとは、スライダ１のディスクに対向する面において、
ディスク面に向かって突出している部材である。各パッ
ドには摺動面１０５、１０６、１０７が有り、この部分
だけでスライダ１はディスク２に接することになる。素
子パッド５の基部には、磁気ヘッド４のコイルや磁極等
を収めた剛体部８があり、この剛体部８は、ヒンジ９、
中間剛体部１０、ヒンジ１１等を介してスライダベース
１２から片持ちで支持されている。

【００１１】同様に、各摺動パッド６、７も剛体部１３
に取り付けられ、ヒンジ１４、中間剛体部１５、ヒンジ
１６等を介してスライダベース１２から片持ちに支持さ
れている。剛体部８、１３および中間剛体部１０は、ヒ
ンジ９、１１、１４、１６に比較して、厚みがあるため
に十分剛性が高いので、素子パッド５および摺動パッド
６、７に力が作用する場合には、ヒンジ９、１１、１
４、１６のみにおいて、変形が生じると考えてよい。ま
た、素子パッド５については、ヒンジ９、１１および中
間剛体部１０の一部に配線層１７がある。これらの配線
１７は、スライダベース１２の、図１では見えない側の
上面に形成された端子１８に繋がっている。

【００１２】ここでは磁気ヘッド４の再生に磁気抵抗効
果（ＭＲ）ヘッドを使用することによって、より高い線
記録密度を得ている。この場合の配線数は、書き込みヘ
ッド用２本とＭＲ再生ヘッド用２本の合せて４本にな
る。しかしヒンジ９、１１や剛体部１０の幅が十分であ
るので、２本の配線で済むインダクティブヘッドを使用
する場合と比べて、配線数の増加はなんら問題にならな
い。

【００１３】図２は、第１の実施形態の素子パッド５付
近の媒体移動方向に沿った側面図である。また、図３
は、図２の状態から変形した後の素子パッド５付近の側
面図である。これら図２および図３を用いて、本実施形
態の素子パッド５の動作を説明する。図３（ａ）に、ス
ライダ２を記録媒体であるディスク２１上に設定し、図
３には図示しないばね部４によって、スライダ２をディ
スクに押し付ける荷重Ｗをかけた状態を示す。この状態
で、ヒンジ９と１１の曲げ中心Ｍ１、Ｍ２を結ぶ仮想線
の延長線１９と、ディスク２の表面との交点Ｐが、摺動
面１０５よりも摺動方向（記録媒体移動方向）の上流側
にある。ここで、曲げ中心とは、ヒンジ９または１１が
曲げ変形をするとき、短い梁と考えたヒンジの両端部に
おける曲げ中心線の接線の交点と定義する。しかし通
常、ヒンジの曲げ変形は微小なので、ヒンジの厚さが一
様であれば、ヒンジ中央の曲げ中心線上に曲げ中心があ
るとしても差し支えない。

【００１４】摺動面１０５の上流側端を摺動点２０とみ
なすと、スライダの瞬間回転中心Ｑは、ヒンジの曲げ中
心Ｍ１とＭ２を結ぶ線の延長線１９と、摺動点２０を通
って摺動面に対する垂線２１との交点であり、図に示す
ように、摺動面１０５よりディスク内部側にある。この
状態で装置を起動させ、ディスクが矢印２２の方向に回
転し摩擦力が働くと、図３の状態になる。図３におい
て、点線２３で示した状態は図２の状態を示している。
剛体８〜ヒンジ１１からなる支持部は、全体的に摺動方
向下流に伸張しながら、ヒンジ９がディスク面から離れ
る方向に変位し、摺動面１０５の上流側端２０がディス
ク面から離れる方向に変位することになる。このときの
押し付け荷重Ｗ’は、初期設定荷重Ｗよりも小さくな
る。すなわち、摺動面１０５は、スライダの瞬間回転中
心Ｑのまわりに、上流側端２０が持ち上がる方向に変位
する。

【００１５】実際には、ディスク媒体２および摺動面１
０５の弾性変形があるため、摺動面１０５の上流側端２
０が完全に離れるのではなく、流入側から流出側にかけ
て大きくなる面圧分布が発生すると考えてもよい。この
面圧分布は、剛体部８、１０の摺動方向に沿った長さ
と、ヒンジ９、１１の剛性により任意に設計することが
可能である。また、押し付け荷重は、ＷからＷ’に低減
しているため、流出側の面圧も、当初の平均面圧より大
きくなることはない。これにより、摺動面のつんのめり
（上流側端がディスク内部方向に沈み込む状態）が回避
でき、それに伴う不安定振動も回避できる。

【００１６】また、上述の動作により、摺動時に大きな
摩擦力が入力されれば荷重の減少も大きく、その結果、
摩擦力が下げられることになる。すなわち、ディスク２
の一周において摩擦力変動が存在する場合、本実施形態
のスライダ１を備えたヘッド・ジンバルアセンブリを用
いれば、大きな摩擦力に対しては大きく、小さな摩擦力
に対しては小さく摩擦力を減少させることとなり、その
結果、摩擦力の均一化が達成される。この効果は、特に
常時摺動しているコンタクトレコーディングにおいて安
定接触を実現するのに有効となる。同様に、摺動パッド
６、７においても、剛体部１３、１５、ヒンジ１４、１
６が、素子パッド４とまったく同様の動作をすることに
よって、摺動面１０６、１０７に働く摩擦力に応じて変
形し、それぞれの摺動パッドが安定にディスク上を摺動
できる。

【００１７】本実施形態のスライダ１では、ディスクと
の接触面は、素子パッド１個に摺動パッド２個の計３個
である。摺動面の大きさはディスク２全体から見れば一
点に等しいので、これを３点接触型コンタクト記録用ス
ライダと呼称する。このスライダでは、３つのパッドに
よってディスク表面に倣った平面が規定され、初期姿勢
が決定される。このとき、後述するヘッド支持機構（サ
スペンション）のジンバル機構によって、大きな初期設
定角誤差を補正している。

【００１８】スライダ本体に固定された複数の摺動部を
持つヘッドスライダでは、実際にディスク上を摺動させ
る場合、スライダの姿勢変化、微小な摩擦係数の相違等
により、各摺動部に作用する摩擦力の状態は異なる。し
たがって、仮に磁気ヘッドを有する摺動部が安定に摺動
できる状態であったとしても、他の摺動部において入力
された摩擦力によって、スライダの姿勢安定性が損なわ
れ、結果として磁気ヘッドを有する摺動部も安定に摺動
できない状態となる。

【００１９】しかし、スライダベース１２から、本発明
の実施形態に示すような形状の支持機構を介して、各摺
動パッドあるいは素子パッドを支持することにより、各
摺動パッドは互いに独立して、その摺動面に入力される
摩擦力に応じて上記の変形を行うため、安定して摺動す
ることが可能となる。

【００２０】実際には、接触点が３点あれば面が規定で
きるので、摺動パッド２つに素子パッド１つという構成
が最小かつ合理的であるが、この摺動パッドの数は３つ
以上であってもよいし、素子パッドも２つ以上であって
も、上記の実施形態と同様の支持方法で支持されていれ
ば、同様に各摺動面の摩擦に応じて変形することによ
り、安定に摺動できる。十分にトラック間隔が狭く、一
箇のスライダ１に複数の磁気ヘッド４を搭載することに
よって情報の転送速度を上げるような場合に、この複数
の素子パッド５を持つ構成は有効となる。

【００２１】上記の実施形態では、ヒンジ９、１１、あ
るいは１４、１６の部分のみが変形して動作する。この
部分の剛性はヒンジの厚さ、幅、長さによって設計可能
である。この実施形態ではヒンジ１１よりもヒンジ９の
方が、また、ヒンジ１６よりもヒンジ１４の方が、主要
な変形方向に関して剛性が低くなっている。すなわち、
より摺動面に近い側のヒンジが遠い側のヒンジより剛性
を低くしている。このようにすることで、摺動面に作用
する外力によって、各ヒンジに作用する曲げモーメント
のバランスをとることができ、より上記の動作が確実に
作用して摺動安定性を向上させることが可能である。

【００２２】次に、図１２を参照して、第１の実施形態
のスライダ１の加工方法について述べる。スライダベー
スの母材となるアルミナチタンカーバイト（Ａｌ₂Ｏ₃Ｔ
ｉＣ）の基板２４上に、断面図（Ａ−Ａ′）に示すよう
に、剛体部８、１０や、ヒンジ９、１１となるアルミナ
（Ａｌ₂Ｏ₃）層を、スパッタリング法等で形成した後、
ＬＩＧＡ等の高アスペクト深堀加工の可能なプロセス
で、配線１７となる金属層２５を形成する。

【００２３】この上面に銅製あるいはアルミニウム合金
製のコイル２６、および鉄−ニッケル合金のパーマロイ
軟磁性膜で形成した磁極２７、再生用素子として、磁気
抵抗効果の大きいパーマロイの磁気抵抗効果素子２８、
および鉄−ニッケル合金のパーマロイ軟磁性膜で形成し
た磁極２９、電極３１には銅あるいは金、これら素子部
品を取り囲む部分には、絶縁膜および保護膜の働きをす
るＡｌ₂Ｏ₃を形成した。これらのヘッド素子部は全てス
パッタリング、蒸着、エッチング、メッキなどの薄膜形
成加工技術により順次形成した。再生用磁気抵抗効果素
子２８にはパーマロイとＣｏ合金との積層膜、パーマロ
イやＣｏ合金とＮｉＯなどの反強磁性膜との積層膜、磁
極４３は、Ｆｅ−Ｎｉ合金の他、Ｃｏ−Ｆｅ系合金、Ｆ
ｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金などの軟磁性材料でもよい。

【００２４】次に各スライダを切り出し、ディスクに対
向する面の研磨およびパッドの形成と、その表面への保
護膜３２の形成を行う。また、素子パッド５の幅を素子
が収納されるのに十分なだけ残して両側を削り落とす。
最後に矢印３３〜３６の方向から深堀エッチング加工に
よって、ヒンジや中間剛体部を形成する。ここでは高ア
スペクト比加工の可能な、ＲＩＥ（反応性イオンエッチ
ング）プロセスやＬＩＧＡ等を使用すると、さらに形状
設計の自由度が上がる。また、収束イオンビームやレー
ザーによる除去加工でもよい。

【００２５】図４は第１の実施形態を他の加工法によっ
て形成した例を示す断面図である。図１は、ヒンジや剛
体部を母材の除去加工により形成したが、これらを摺動
面に垂直な方向に薄膜を積層するプロセスによって形成
し、さらに、磁気ヘッドも同様のプロセスで形成させた
薄型ヘッドとした例である。摩擦力が働いた際の動作に
ついては、図２および図３で説明した場合と同様であ
る。

【００２６】図４において、スライダ母材を矢印３７方
向に、順にＡｌ₂Ｏ₃等のスパッタリングによる薄膜形成
によって積層し、エッチングによってヒンジ９、１１、
１４、１６等の形状を形成する。ヘッド素子部は、図１
２の場合と同様の材料を用いて、スパッタリング、蒸
着、エッチング、メッキなどの薄膜形成加工技術により
順次形成する。このとき、コイル２６を剛体部８中で摺
動面に平行な平面内に形成すれば、スライダ全体をロー
プロファイル化でき、装置の小型化に適するという利点
もある。ＭＲ素子２８や磁極２７など一部分は、媒体移
動方向に平行な方向への積層プロセスを必要とするが、
これらはスライダ１を切り出した後に行う。

【００２７】素子パッドを支持するヒンジ９は配線を兼
ねるため、銅あるいは金の薄膜を、それ単体またはＡｌ
₂Ｏ₃等の絶縁膜で挟んだサンドイッチ構造膜３８で形成
する。図中３９は、中間剛体部１０に張り出したサンド
イッチ構造膜３８と、スライダベース１２との間を、電
気的に接続するための銅、あるいは金等で形成した導電
膜である。この導電膜３９は、スライダベース上面にス
パッタリングによって形成した端子１８とはスルーホー
ル４０で連結されている。最後に、摺動面に摩耗を防止
する等の目的で、媒体対向面保護膜３２を形成した後、
エッチング加工技術により、素子パッド５および摺動パ
ッド６、７を形成している。

【００２８】以上のような加工法によって、第１の実施
形態のスライダを構成することにより、薄型のスライダ
を作ることができ、さらに摺動安定性を高めるととも
に、ヘッド・ジンバルアセンブリの高さを抑えて、装置
全体の高さ方向の空間効率を高めることができる。

【００２９】図５は、本発明の第２の実施形態であるス
ライダの斜視図である。複数の摺動パッドを持つスライ
ダでは、各摺動パッドが各々に入力される摩擦力に対し
て、その変動に対する影響を受けないように動作するこ
とによって、安定に摺動できることを既に述べた。この
ように、各摺動パッドが独立して安定摺動を行う構成と
して、スライダ１に設けられた摺動パッド全てに、上記
のヒンジ、剛体部等からなる支持機構を備えることもで
きるが、次のような構成でも十分に上記の作用が可能で
ある。

【００３０】すなわち、図５に示すように、磁気ヘッド
４を搭載した素子パッド５のみに、上記のヒンジ９、１
１および中間剛体部１０からなる支持機構を備え、他の
摺動パッド６、７はスライダベース１２に固定とする。
図５はこのような構成とした実施形態である。

【００３１】この場合、磁気ヘッド４を持たない摺動パ
ッド６、７に入力された摩擦力によって、スライダベー
ス１２全体の姿勢が変化しても、最も安定摺動が要求さ
れる磁気ヘッド４を有する素子パッド５は、その影響か
ら遮断されているので、信号の読み取り／書き込み動作
を安定して行うことができる。このような構成のスライ
ダは、図１２に示す第１の実施形態の加工方法におい
て、最後の摺動パッド６、７とその支持機構１３〜１６
を、除去加工によって形成する工程を省くことができる
ので、生産効率が高くなるという利点がある。

【００３２】図６は、本発明の第３の実施形態であるス
ライダの斜視図である。図６では、図５の場合とは逆
に、磁気ヘッド４を搭載した素子パッド５は、スライダ
ベース１２に固定とし、他の摺動パッド６、７に、上記
のヒンジ１４、１６および中間剛体部１５からなる支持
機構を備える構成である。

【００３３】磁気ヘッド４を搭載した素子パッド５が一
つの場合、この構成は、従来のコンタクト型ヘッド・ジ
ンバルアセンブリのように、一つの狭面積の摺動パッド
を持つ構成に、磁気ヘッドを持たない摺動パッドを付加
した構成に相当する。すなわち、設定時には複数の摺動
パッドを有することにより設定を容易にする一方で、実
際にディスク上を摺動時には、磁気ヘッド４を持たない
摺動パッドに入力される摩擦力の影響を、スライダベー
ス１２、ひいては素子パッド５に伝達しないようにする
ことができる。

【００３４】このような構成では、図１の構成に比べ
て、素子パッド５を支持する部分８〜１１の除去加工を
行う必要がない。さらには、その部分に配線１７となる
金属部を埋設する必要がなく、従来の浮上型スライダの
ように、ヘッド素子４の形成された後端面に端子１８を
形成することができる。したがって、工程が大幅に省略
できるという利点を持つ。

【００３５】図７は、本発明の第４の実施形態に係わる
素子パッドの斜視図である。この実施形態では、ヒンジ
９、１１と中間剛体部１０はそれぞれ２つに別れてい
る。すなわち、図中の符号で、９ａ−１０ａ−１１ａと
繋がる列（以下、右側支持列）と、９ｂ−１０ｂ−１１
ｂと繋がる列（以下、左側支持列）である。この構成で
は、右側支持列と左側支持列とは独立に動作するため、
摺動パッド５にローリング方向（図中矢印４１）の傾き
があった場合には、剛体部８と、各列のヒンジ９ａおよ
び９ｂとの接続部分の高さの差になって現れる。しか
し、この場合にも、各列は独立に変形することにより姿
勢が設定されるので、その結果、素子パッド５のローリ
ング方向の変動を吸収することができるという利点を持
つ。素子パッド５が、ローリング方向４１に傾かない場
合には、右側支持列、左側支持列ともに同じ角度で設定
され、動作についてもまったく同様となり、図１で示し
た第１の実施形態と同様の動作をする。

【００３６】この第４の実施形態の各支持列を形成する
ためには、図中矢印４２〜４５の各方向からの除去加工
が必要となる。また磁気ヘッド４からの信号配線は、ス
ルーホール４６によって表面に露出させ、形状加工後に
メッキ法等により形成された配線１７を通って、スライ
ダベース１２の上面にある端子１８に接続する。磁気ヘ
ッドにＭＲ素子を使用すれば、配線は４本となるが、図
７中では右側支持列を通る２本のみを示した。

【００３７】また、磁気ヘッド４を持たない摺動パッド
６、７についても、同様に、摺動方向に平行な軸につい
て、左右対称に２列の支持構造を持つことで、図７に示
す素子パッド５と同様の効果を持つことも可能である。
ただし、第４の実施形態では、図１の第１の実施形態と
同様に、摺動パッドは摺動方向平行軸について対称に２
つ設けている。これは、素子パッド５に比べて、摺動パ
ッド６、７のローリング方向の変動が、記録再生性能に
直接影響しにくいことと、各摺動パッド６、７がそれぞ
れ左側支持列、右側支持列に相当する動作をすること
で、ローリング方向の変動を吸収できると考えられるこ
とによるものである。

【００３８】図８は、本発明の第６の実施形態であるス
ライダにおける摺動パッドの斜視図である。この実施形
態では、摺動パッド７の上部において、スライダベース
１２の一部が半円形断面を有する溝４７を有し、この中
で回転可能なピン４８が嵌まっている。また、摺動パッ
ド６および７のディスク面に対向する面側に、同様の溝
４９とそれに嵌まるピン５０が有る。ピン４８とピン５
０は長手方向に沿う軸が互いに平行で、片側を連結部材
５１で連結されている。摺動パッド７の上面とスライダ
ベース１２の下面は、わずかな隙間で隔てられており、
また、スライダベース１２下面の摺動パッド７より上流
側にはストッパ５２があり、摺動パッド７の上流方向へ
の移動を阻止している。また溝４７の内部はピン４８の
抜けを防止する目的で、高粘性流体５４が盛られてい
る。さらに、摺動パッド７に設けられた摺動面１０７の
記録媒体移動方向上流端５３は、ディスクが停止した状
態で、前記のピン４８とピン５０のそれぞれの回転中心
部を結ぶ延長線とディスク表面との交点から、記録媒体
移動方向下流側にある。

【００３９】摺動面１０７において、矢印５５方向に作
用する摩擦力によって、摺動パッド５は矢印５５方向に
引張られる。この構成は、ピン４８および５０を関節と
してリンク機構を構成しているので、図１の第１の実施
形態と同様に、摺動面１０７の上流端５３を持ち上げる
方向へ変位可能となる。ピンと溝の部分は粘性流体５４
による抵抗が多少あるとしても、基本的に滑動であるの
で動作抵抗が小さく、摺動面１０７に作用する摩擦力に
対して敏感に作動しやすい。ディスク回転起動時あるい
は停止時などに、ディスク２と摺動パッド７の相対移動
方向が、瞬間的に通常と逆になったとしても、ストッパ
５２により摺動パッド７が脱落することはない。

【００４０】溝４７、４９や摺動パッド７の加工はエッ
チングで行う。これとは別にピン４８、５０および連結
部材５１は一体で形成され、最後に組み立てられる。本
実施形態では２つの摺動パッド６、７が、図８に示す構
造で支持され、素子パッド５は、図１と同様の構成とな
っている。素子パッド５についても、図８に示す構成と
することも可能であるが、例えば非常に細い配線で、素
子パッド５とスライダベース１２上の端子１８とを結ぶ
か、あるいは溝とピン、連結部材の表面を導電性被膜で
覆う等の、信号配線を引き回す手段が必要となる。

【００４１】図９は、サスペンションに取り付けた本発
明の実施形態を示す図である。サスペンション５６は先
端にジンバル機構５７を備え、ピッチング方向およびロ
ーリング方向に、ヘッドスライダ１を回転可能としてい
る。また、サスペンション基部には、ヘッドスライダ１
をディスク２に押し付けるための押し付け荷重を発生す
るばね部５８がある。さらに、ヘッドスライダと、この
サスペンションを合せた部品を、ヘッド・ジンバルアセ
ンブリ（ＨＧＡ）と呼称することにする。

【００４２】図１０は、本発明を用いた磁気ディスク装
置の斜視図である。本発明の第１の実施形態のスライダ
１を取り付けた、図９に示すサスペンション５６が、支
持アーム６０に取り付けられている。さらに支持アーム
５６はピボット軸６１回わりに回転し、支持アーム６０
とピボット軸６１について反対側にボイスコイルモータ
（ＶＣＭ）６２が取り付けられている。このＶＣＭ６２
により、スライダ１およびこれに設けられたヘッド素子
４は、磁気ディスク２の半径方向に移動可能である。磁
気ディスク２は、図中に表示しないスピンドルモータに
取り付けられており、５４００ｒｐｍ〜１００００ｒｐ
ｍで回転する。スピンドルモータ、その他の性能が許せ
ば、これ以上の回転数で回転することも可能であるし、
さらに低回転数側で用いても良い。ディスクは多数枚搭
載されており、その各面に上述のスライダを搭載したサ
スペンションが配置されている。上述した薄形スライダ
を用いればディスク間隔を狭めることが容易で、ディス
ク装置の薄型化に好適である。

【００４３】また、この例のほかにも、同様の構成で上
述の各実施形態で説明した本発明に係わるスライダを用
いた磁気ディスク装置ができることは、言うまでもな
い。以上、本発明に係る実施形態を、図を参照して説明
した。いずれの実施形態を用いても、スライダの各摺動
パッドが、ディスクとの摺動による摩擦力を受けたと
き、摺動面はディスクに対する局所的な押し付け荷重の
増加を招くことなく、その前方をディスク面から離れる
方向に変位させることができる。したがって、つんのめ
りによる不安定振動、および局所的な接触力の増大を、
防止または低減することができ、磁気ヘッドおよび記録
媒体の損傷を極力低減し、信頼性の高いヘッド・ディス
クインタフェースを提供することができる。

【００４４】また、本発明をコンタクトレコーディング
方式に用いれば、不安定振動および局所的な接触力の増
大を防止または低減することができるため、信頼性の高
い磁気記録装置が提供できるという効果もある。また、
本発明によるヘッドスライダは、それ自体だけで、摩擦
による摺動部における摺動状態の不安定化を防止するこ
とができるので、これを従来の浮上スライダ方式のヘッ
ド支持機構に取り付けるだけで、接触スライダ方式のヘ
ッド支持機構とすることが可能である。この場合、スラ
イダの押し付け荷重が所望の値になるように、支持アー
ムのばね部の剛性等を変えた設計とする必要があるが、
ヘッド支持機構系の全長等を同じにすることができるの
で、磁気ディスク装置設計において、その他の設計を変
える部分は非常に少なくて済むという利点がある。

【００４５】また、上述の各実施形態において、磁気ヘ
ッドとして、磁気抵抗効果素子を含んだ記録再生素子を
用いても良いし、インダクティブヘッドのみ、またはそ
の他の磁気ヘッド、さらには光学素子を用いたものを用
いることも可能である。上述の各実施形態の説明におい
て、ピッチングとは、記録媒体に平行で、記録媒体の移
動方向に垂直な方向に回転軸を持つ回転運動を言い、ロ
ーリングとは、記録媒体の移動方向に回転軸を持つ回転
運動を言う。なお、以上の説明で用いた図面は、説明の
関係上、縦横比、各部の寸法比などは必ずしも正しくな
い。

【００４６】

【発明の効果】本発明の各実施形態によれば、磁気ヘッ
ドが磁気記録媒体と接触摺動する際、摩擦力が働くと、
荷重が減ると共に、摺動面の前方が持ち上がる方向に変
位することから、つんのめりによる不安定振動、および
局所的な応力の発生を回避できるという効果があり、ま
た、摩擦力の均一化という効果もある。そして、本発明
を用いることで、コンタクトレコーディング方式による
高密度、大容量の磁気記録装置が提供できるという効果
もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を表すスライダの斜視
図である。

【図２】本発明の第１の実施形態における素子パッドの
側面図である。

【図３】本発明の第１の実施形態の動作を表す素子パッ
ドの側面図である。

【図４】本発明の第１の実施形態を他の加工法によって
形成した例を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施形態であるスライダの斜視
図である。

【図６】本発明の第３の実施形態であるスライダの斜視
図である。

【図７】本発明の第４の実施形態に係わる素子パッドの
斜視図である。

【図８】本発明の第５の実施形態であるスライダの斜視
図である。

【図９】サスペンションに取り付けた本発明のの実施形
態を示す図である。

【図１０】本発明を用いた磁気ディスク装置の斜視図で
ある。

【図１１】本発明の第１の実施形態のスライダにおける
素子パッドの詳細図である。

【図１２】本発明の第１の実施形態のスライダの加工法
を示す図である。

【符号の説明】

１スライダ２ディスク３ディスク移動方向４磁気ヘッド素子５素子摺動パッド６、７摺動パッド８剛体部９ヒンジ１０中間剛体部１１ヒンジ１２スライダベース１３剛体部１４ヒンジ１５中間剛体部１６ヒンジ１７配線層１８端子１９仮想線延長線２０摺動点２１垂線２２ディスク回転方向２３点線２４基板２５金属層２６コイル２７磁極２８磁気抵抗効果素子２９磁極３１電極３２保護膜３３、３４、３５、３６深堀エッチング加工方向３７スパッタリングによる薄膜形成方向３８サンドイッチ構造膜３９導電膜４０スルーホール４１ローリング方向４２、４３、４４、４５除去加工方向４６スルーホール４７溝４８ピン４９溝５０ピン５１連結部材５２ストッパ５３記録媒体移動方向上流端５４高粘性流体５５摩擦力作用方向５６サスペンション５７ジンバル機構５８ばね部５９マウント６０支持アーム６１ピボット軸６２ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１０５、１０６、１０７摺動面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水利彦茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体の表面上を摺動する少なくとも
一つの摺動部を有し、前記摺動部の少なくとも一つは磁
気ヘッドを搭載する摺動型のヘッドスライダにおいて、
前記磁気ヘッドを搭載した摺動部は、前記記録媒体移動
方向上流側から順に、第１の変形可能部、第１の剛体
部、第２の変形可能部を備え、これらによって第２の剛
体部が記録媒体移動方向上流側から片持ちで支持されて
おり、前記第２の剛体部に前記記録媒体面との摺動面が
設けられ、前記摺動面の記録媒体移動方向上流端は、前
記記録媒体が停止した状態で、前記第１および第２の変
形可能部を結ぶ延長線と前記記録媒体との交点より下流
側に設けられていることを特徴とするヘッドスライダ。
【請求項２】記録媒体の表面上を摺動する少なくとも
一つの摺動部を有し、前記摺動部の少なくとも一つは磁
気ヘッドを搭載する摺動型のヘッドスライダにおいて、
前記摺動部は、それぞれが独立して可動する支持手段を
備え、前記支持手段によって、前記記録媒体との摺動面
が支持されていることを特徴とするヘッドスライダ。
【請求項３】請求項２に記載のヘッドスライダにおい
て、前記支持手段は前記記録媒体の移動方向上流側から
順に、第１の変形可能部、第１の剛体部、第２の変形可
能部、第２の剛体部を備え、前記第２の剛体部が有する
摺動面を、前記記録媒体移動方向上流側から片持ちで支
持し、前記摺動面の記録媒体移動方向上流端は、記録媒
体が停止した状態で、前記第１および第２の変形可能部
を結ぶ延長線と前記記録媒体との交点より下流側に設け
られていることを特徴とするヘッドスライダ。
【請求項４】請求項１、２または３に記載のヘッドス
ライダにおいて、前記摺動部は、第１の変形可能部およ
び第２の変形可能部が、母材の除去加工により形成され
ていることを特徴とするヘッドスライダ。
【請求項５】請求項１、２または３に記載のヘッドス
ライダにおいて、前記摺動部の磁気記録素子は、摺動面
に垂直な方向に薄膜を積層するプロセスによって形成さ
れた薄型ヘッド素子であることを特徴とするヘッドスラ
イダ。
【請求項６】請求項１ないし５のうちいずれかに記載
のヘッドスライダにおいて、前記摺動部は、第１および
第２の変形可能部並びに第２のヘッド支持部の一部を、
第１のヘッド支持部に設けられる磁気ヘッドへの配線に
よって構成し、前記第２のヘッド支持部、前記磁気ヘッ
ドおよび前記配線は、薄膜の積層プロセスによって形成
されたことを特徴とするヘッドスライダ。
【請求項７】請求項１ないし６のうちいずれかに記載
のヘッドスライダにおいて、前記摺動部は、前記記録媒
体の移動方向下流側の第２の変形可能部の剛性が、上流
側の第１の変形可能部の剛性より低いことを特徴とする
ヘッドスライダ。
【請求項８】請求項１ないし７のうちいずれかに記載
のヘッドスライダにおいて、前記磁気ヘッドは、少なく
とも記録媒体から情報の再生を行う磁気抵抗効果再生素
子からなることを特徴とするヘッドスライダ。
【請求項９】記録媒体の表面上を摺動する少なくとも
一つの摺動部を有し、前記摺動部の少なくとも一つは磁
気ヘッドを搭載する摺動型のヘッドスライダにおいて、
前記摺動部の少なくとも一つが、回転可能な第１のピン
および第２のピンと、それら２つのピンを繋ぐ連結部材
によって支持され、前記摺動部の摺動面の記録媒体移動
方向上流端は、記録媒体が停止した状態で、前記第１お
よび第２のピンの回転中心部を結ぶ延長線と前記記録媒
体との交点より下流側に設けられていることを特徴とす
るヘッドスライダ。
【請求項１０】記録媒体の表面上を摺動する少なくと
も一つの摺動部を有し、前記摺動部の少なくとも一つは
磁気ヘッドを搭載する摺動型のヘッドスライダを備えた
磁気記録装置において、前記ヘッドスライダは、前記摺
動部が前記記録媒体の移動方向上流側から順に、第１の
変形可能部、第１の剛体部、第２の変形可能部を備え、
これらによって第２の剛体部が記録媒体移動方向上流側
から片持ちで支持されており、前記第２の剛体部に前記
記録媒体面との摺動面が設けられ、前記摺動面の記録媒
体移動方向上流端は、前記記録媒体が停止した状態で、
前記第１および第２の変形可能部を結ぶ延長線と前記記
録媒体との交点より下流側に設けられていることを特徴
とする磁気記録装置。