JP2002203305A - 磁気ヘッドスライダ及びその支持体及び磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気ヘッドスライダの、磁気ディスク半径位
置の違いによる周速変化とヨー角度変化の双方に対して
浮上量変化しない特性とし、浮上プロファイルの浮上量
差を小さくする。 【解決手段】 磁気ヘッドスライダ１の流入パッド１１
あるいは流出パッド１２のコンタクト面１１２に対して
段差部を介して２段の段差面を設け、コンタクト面１１
２に対する１段目の段差面１１４の深さをδs、２段目
の段差面１１６の深さをδrとし、スライダ１の空気流
入方向の長さをＬ、スライダの空気流流入端とディンプ
ル位置の距離をｘｐとしたとき、０．０４７≦δs／δr
≦０．３６４でかつ０．００２≦ｘｐ／Ｌ≦０．４ある
いは０．００８≦δs／δr≦０．０２５でかつ０．５５
≦ｘｐ／Ｌの範囲内に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ヘッドスライダ
とその支持体及び磁気ディスク装置に係わり、特に高記
録密度化、高信頼性化に優れた磁気ヘッドスライダとそ
の支持体及び磁気ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気ディスク装置 （以後、装置
と記する）の高記録密度化に伴い、ヘッド・ディスクイ
ンタ−フェイス(ＨＤＩ)に対する高信頼性、低浮上化の
要求は増々厳しいものとなっている。特に浮上量が１０
ｎｍ以下になると、磁気ヘッドスライダが媒体面と間欠
接触し、浮上量が５ｎｍ以下では連続摺動が発生する可
能性がある。従来の浮上型記録方式では、スライダの小
型化、軽荷重化によって浮上量を小さくしてきたが、浮
上量が１０ｎｍ以下になると、浮上型とは違った新しい
記録方式が必要になる。

【０００３】特開平６−６０３２９号公報、特開平６−
５２６４５号公報及び特開平６−１５０２８３号公報に
記載されている浮上接触記録方式は、従来の浮上記録方
式の小型スライダの流入端に空気軸受面になりうる２個
のレ−ル面を設けて浮上させ、流出端に磁気トランスデ
ュ−サを有する空気軸受面になりにくい１個のコンタク
ト面を設け、このコンタクト面を記録媒体面に追従接触
走行させながら記録再生を行うものである。この記録方
式によって磁気トランスデュ−サギャップ部と磁性膜面
との磁気記録的スペ−シング損失が低減でき、磁気記録
密度は飛躍的に向上する。

【０００４】浮上接触記録方式では押付荷重と浮上力の
差が接触力となるため、最小となる流出端浮上量をスラ
イダが接触し始める時の浮上量（接触開始浮上量）にな
るようにスライダを設計することによって、接触力をほ
ぼ零にすることができる。しかし、ディスク最内周と最
外周の間のディスク周速の差により、スライダがディス
ク半径方向に移動する間に浮上量が変化する場合、その
浮上量変化が接触力変化となって現れ、スライダの接触
振動及び摩耗が発生する。したがって、浮上量が１０ｎ
ｍ以下の低浮上スライダを実現するためには、ディスク
最内周から最外周までの浮上量の軌跡である浮上プロフ
ァイルの平坦化が要求される。

【０００５】また、ディスク１枚あたりの記録容量を効
率よく高めるためには、ディスク最内周から最外周まで
の線記録密度を一定にする必要がある。これを実現する
ためには、高感度でかつ再生出力が媒体からの磁界の強
さだけに関係する磁気抵抗効果型ヘッドの採用と、磁気
ヘッドスライダの浮上特性における浮上プロファイルの
平坦化が要求される。

【０００６】現行のロータリアクチュエータ方式でヘッ
ド位置決めする場合、ディスク最内周から最外周までの
浮上量変化の原因は、最内外周の半径位置の違いによる
周速変化と空気流入角度を示すヨー角度変化である。

【０００７】特開平６−３２５５３０号公報に記載され
ている従来の浮上型記録方式の磁気ヘッドスライダは、
ディスク停止時に媒体面と接触し且つ、空気軸受面とな
りうる浮上面と空気流入方向に段差部を介して設けた段
差面から構成する。段差部の深さδsは、５００ｎｍ未
満であり、スライダの空気流入方向の長さＬと空気流入
方向に対して垂直方向の長さＷとの比Ｗ／Ｌが０.３以
下である。この構成によって、周速変化に対して浮上量
が変化しない浮上特性を満足する。しかし、最内外周の
半径位置の違いによるヨー角度変化に対して浮上量変化
しないという浮上特性は満足しない。

【０００８】特開平５−２８６８２号公報に記載されて
いる従来の浮上型記録方式の磁気ヘッドスライダは、空
気流流入端側に傾斜した平面部と、流出端までのびる平
面部の空気軸受面になりうる２面から構成する一対のレ
ールが両側に沿って平行に設けられている。このスライ
ダの荷重支点をスライダの空気流方向中心よりも流入側
にずらして配置し、かつこのずらしに伴う浮上力の不均
衡を是正するためのモーメント付与手段が設けられてい
る。モーメント付与手段として、ジンバルのスライダ取
り付け面に予め傾斜角度を設定する、あるいは、空気流
流入端側のレール幅を流出端側のレール幅よりも広くな
るように構成する。これらの構成によって、スライダの
流出端側の荷重変動に対する浮上量変化は小さくなる。

【０００９】米国特許第５６１２８３９号に記載されて
いる従来の浮上接触型記録方式の磁気ヘッドスライダ
は、空気流流入端側に傾斜した平面部と、流出端までの
びる平面部の空気軸受面になりうる２面から構成する一
対のレールが両側に沿って平行に設けられている。ま
た、接触時の磁気記録媒体面の損傷を低減するために、
接触面となる前記スライダレールの流出端のコーナを丸
めて、接触応力を小さくさせる。さらに、支持体から加
えられた荷重と釣り合う浮上力を、スライダを浮上させ
る方向に発生する正圧力と媒体面に接近させる方向に発
生する負圧力とに分けた場合、正圧力の中心位置とスラ
イダの空気流流入端側位置との距離をx1、荷重作用点位
置と空気流流入端側位置との距離をｘｐ、スライダのピ
ッチ方向のスライダ姿勢角度をθ、Ｌは前記スライダの
長手方向の全長とすると、x1、ｘｐ、θ、Ｌは、下記の
関係式を満足させる範囲にある。 ０．０５≦x1／L≦０．４９、 ０．０５≦xｐ／L≦０．４９、 １．０５≦xｐ／x1≦１．２、 ０．０００３ｄｅｇ≦θ≦０．０００６ｄｅｇ このように荷重支点をスライダの空気流流入端側位置に
ずらした構成により、接触時の接触力を小さくできる。
ただし、荷重支点をスライダの空気流流入端側位置にず
らしただけでは、最内外周の半径位置の違いによる周速
変化と空気流入角度を示すヨー角度変化の双方に対して
浮上量変化しないという浮上特性を得ることはできな
い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の磁気ヘッド
スライダでは、最内外周の半径位置の違いによる周速変
化と空気流入角度を示すヨー角度変化に対して浮上量変
化しない浮上特性を同時に満足せず、浮上プロファイル
の浮上量差を小さくできないため、ディスク最内周から
最外周までの浮上接触時の接触力変化を小さく、またデ
ィスク最内周から最外周までの線記録密度を一定にする
ことができない。

【００１１】本発明の目的は、ディスク最内外周の半径
位置の違いによる周速変化に対して浮上量変化しない浮
上特性と空気流入角度を示すヨー角度変化に対して浮上
量変化しない浮上特性を同時に満足して、浮上プロファ
イルの浮上量差を小さくすることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】発明者等は、２段の段差
面を備えた磁気ヘッドスライダについて、浮上面の形
状、段差面の高さ、前記ｘｐの大きさなどについて種々
の場合を想定して実験や計算を行ない、得られた結果を
検討した結果、本発明に到達した。なお、発明者等は、
ｘｐ／Ｌ≦０．５の場合は浮上量差を０．８ｎｍ以下、
０．５＜ｘｐ／Ｌの場合は浮上量差を３ｎｍ以下とする
ことを目安として検討を行ない、本発明に到達した。

【００１３】すなわち、上記の目的は、磁気ディスクと
対向する側に流入パッドと流出パッドを備え、流入パッ
ドと流出パッドのコンタクト面よりも磁気ディスク面か
ら遠ざかる方向に段差部を介して２段階の段差面が形成
されている磁気ヘッドスライダと、この磁気ヘッドスラ
イダを支持するとともに、磁気ヘッドスライダに荷重を
負荷するディンプルを設けた支持体において、前記コン
タクト面から１段目の段差面までの深さをδs、２段目
の段差面までの深さをδrとしたとき、δs／δrを、
０．０４７≦δs／δr≦０．３６４で示される条件を満
たす範囲に設定し、前記磁気ヘッドスライダの空気流流
入方向の長さをＬ，磁気ヘッドスライダの空気流流入端
と前記ディンプル位置との距離をｘｐとしたとき、ｘｐ
とＬが、０．００２≦ｘｐ／Ｌ≦０．４で示される条件
を満たす範囲にあるようにすることで達成される。

【００１４】前記δs／δr、ｘｐ／Ｌの範囲は、 ０．００８≦δs／δr≦０．０２５でかつ、 ０．５５
≦ｘｐ／Ｌ としてもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態１を図
１により説明する。図１は本発明の実施の形態１の磁気
ヘッドスライダ１、その支持体２の立体斜視図である。
図２に図１の磁気ヘッドスライダ（以下、スライダとい
う）１の立体斜視図を示す。

【００１６】スライダ１は、空気流入側に、空気軸受面
になりうるパッド１１（以後、流入パッドと記する）を
２つ（一対）備え、空気流出側に、空気軸受面になりう
るパッド１２（流出パッド）を１つ、備えている。二つ
の流入パッド１１は、同形の長方形をしており、夫々の
長辺が空気流入方向に対して直交するように、かつ空気
流入側の長辺が一直線上に並ぶように間隔をおいて配置
されている。流出パッド１２も長方形をしており、その
長辺を流入パッド１１の長辺と平行させ、流入パッド１
１の間でかつ空気流下流側になる位置に配置されてい
る。

【００１７】流出パッド１２の流出端に再生用ＭＲヘッ
ドのＭＲ素子の露出部と記録用電磁誘導型磁気ヘッドの
ギャップ部から構成する記録再生素子１ｂが設けられ、
スライダ１の流出端側面に磁気ヘッド１ｃ及び接続端子
１ｄが設けられている。

【００１８】図３、図４に、図２に示すスライダ１の流
入パッド１１と流出パッド１２のスライダ本体との高さ
方向の位置関係を示す。スライダ１は、ディスク停止時
に媒体面と接触する流入パッド１１のパッド面１１２
（以後、コンタクト面と記する）と空気流入方向上流側
及び横側に段差部１１３を介して設けた１段目の段差面
１１４（ステップ面）と、コンタクト面１１２の空気流
入方向下流側に段差部１１５を介して設けられた２段目
の段差面１１６（リセス面）の２段ステップ面を備えて
いる。同様に、ディスク停止時に媒体面と接触する流出
パッド１２のパッド面１１２（以後、コンタクト面と記
する）の周囲に段差部１１３を介して１段目の段差面１
１４（ステップ面）が設けられ、段差面１１４（ステッ
プ面）の空気流入方向上流側及び横側に段差部１１５を
介して前記２段目の段差面１１６（リセス面）が配置さ
れている。なお、流入パッド１１のコンタクト面１１２
と段差部１１３を介して設けた１段目の段差面１１４
は、一対の流入パッド１１の間で切断され、その間は、
前記２段目の段差面１１６（リセス面）となっている。

【００１９】δs、δrはそれぞれ、パッド面１１２に対
する１段目の段差面１１４の深さ（ステップ深さ）、パ
ッド面１１２に対する２段目の段差面１１６の深さ（リ
セス深さ）を示す。

【００２０】図５は、図１に示す支持体２の平面図であ
る。支持体２は、荷重用ビ−ム部２１、ジンバル部２
２、荷重用突起部（以後、ディンプルと記する）２３を
含んで構成される。

【００２１】図６の（ａ）に本実施の形態のスライダの
浮上走行時の側面図を示す。図６の（ｂ）は、図６の
（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。ディンプル２３は、荷
重用ビ−ム部２１から押し付けられた荷重Ｆをスライダ
１に作用させる荷重作用点として設けられている。また
そこを支点として、スライダを並進(上下)、ピッチ(前
後)、ロ−ル(シ−ク)方向の３自由度の運動に対して復
元力が作用するように設けられている。

【００２２】荷重作用点であるディンプル２３の位置
（Ｘｐ，Ｙｐ）は、ピッチ方向に対してはＸｐ＝ｘｐ／
Ｌ、ロ−ル方向に対してはＹｐ＝ｙｐ／ｗの無次元化し
た値として表わす。ただし、ｘｐはスライダの流入端と
ディンプル２３の距離、ｙｐはスライダ側面の端とディ
ンプル２３の距離、Ｌはスライダの長手方向（空気流入
方向）の長さ、ｗはスライダの短手方向（空気流入方向
と直交する方向）の長さである。なお、図６の（ａ）で
は、ディスク面に平行に測るかのように記載されている
が、図１７に示すように図った寸法である。

【００２３】支持体２はさらに、ディンプル２３の回り
にピッチ方向にピッチ角度θpが小さくなるように荷重
モーメントＭを加える。ピッチ角度θpは、ディスク面
とコンタクト面が、ディスク面に直交し空気流入方向に
平行な断面でなす角度である。ディンプル２３の回りに
荷重モーメントＭを加える手段としては、図７に示すよ
うに、ジンバル部２２を角度θmで曲げる。角度θmは、
コンタクト面とディスク面が、ディスク停止状態で、デ
ィスク面に直交し空気流入方向に平行な断面でなす角度
であり、図示のように、空気流入方向下流側になるにつ
れ、コンタクト面とディスク面の間隔が開くように設定
される。

【００２４】スライダ１は、ディンプル２３の位置で押
付荷重Ｆ、荷重モーメントＭ、空気力学的に発生する浮
上力Ｑとが釣り合うように、ピッチ方向、ロ−ル方向の
浮上姿勢を表わすピッチ姿勢角度θp、ロ−ル姿勢角度
θr、流入端浮上量ｈ１、流出端浮上量ｈ２を一定に保
ちながら動的に安定浮上している。ディンプル位置Ｘｐ
と荷重モーメントＭとの関係式は、下記で示される。 Ｘｐ＝Ｘｐ0−Ｍ／（ＦＬ） ここで、Ｘｐ0（＝ｘｐ0／Ｌ）はＭ＝０時のディンプル
２３の位置を表わす。

【００２５】図８に本発明の実施の形態２の磁気ヘッド
スライダの立体斜視図を示す。スライダ１は、流入側に
形成された一対の流入パッド１１と、流出側に形成され
た流出パッド１２と、スライダ両側に空気流入方向に沿
って形成された一対のサイドレール１３と、を含んで構
成される。流出パッド１３の流出端に再生用ＭＲヘッド
のＭＲ素子の露出部と記録用電磁誘導型磁気ヘッドのギ
ャップ部から構成する記録再生素子１ｂが設けられ、ス
ライダ１の流出側端面に磁気ヘッド１ｃ及び接続端子１
ｄが設けられている。

【００２６】図９、図１０に、図８に示す磁気ヘッドス
ライダの流入パッド１１とサイドレール１３、流出パッ
ド１２を示す。これらは、ディスク停止時に媒体面と接
触するパッド面１１２（以後、コンタクト面と記する）
と空気流入方向に段差部１１３を介して設けた１段目の
段差面１１４（ステップ面）、段差部１１５を介して設
けた２段目の段差面１１６（リセス面）の２段ステップ
面から構成する。δs、δrはそれぞれ、パッド面１１２
に対する１段目の段差面１１４の深さ（ステップ深
さ）、パッド面１１２に対する２段目の段差面１１６の
深さ（リセス深さ）を示す。

【００２７】本実施の形態が前記実施の形態１のスライ
ダと異なるのは、流入パッド１１の形状が、長方形の短
辺の一つを斜めにした形状であり、他の短辺を空気流入
方向上流側に向け、長いほうの長辺をスライダ外側に向
けかつ空気流入方向に沿う方向になるように配置した点
と、ステップ面１１４がスライダ外側の縁に沿って、空
気流入方向に所定の幅で延長され、一対のサイドレール
１３が形成されている点と、二つの流入パッド１１の間
のステップ面１１４が空気流入側端部で切り離されずに
つながっていて、二つの流入パッド１１の間に負圧ポケ
ット１４が形成されている点である。流出パッド１２周
りの構成は前記実施の形態１の場合と同じである。

【００２８】次に、本発明の実施の形態１の磁気ヘッド
スライダ及びその支持体のディンプル位置、ステップ深
さδs、リセス深さδrについて説明する。図１１に本発
明の実施の形態１の磁気ヘッドスライダの浮上面形状
（以後、ＡＢＳ１と記する）を示す。

【００２９】図１２の（ａ）に、浮上面形状ＡＢＳ１を
用いて、押付荷重Ｆ１４．９ｍＮ、ディンプル位置Ｙp
０．５を一定とした条件で、ステップ深さδsとリセス
深さδrとの比δs/δrを０．２５、０．３、０．３３
３、０．３７５、０．５と変化させた場合の、ディンプ
ル位置Ｘp（≦０．５）に対する浮上プロファイルの浮
上量差Δｈin-out 、スライダ周辺の気圧変化による浮
上量低下Δｈ0-3の計算結果を示す。ここでΔｈin-out
は、高度０ｍ及び最内周条件の流出端浮上量ｈin0と高
度０ｍ及び最外周条件の流出端浮上量ｈout0との差、Δ
ｈ0-3は、ｈin0と高度３０００ｍ及び最内周条件の流出
端浮上量ｈin3との差を示す。図１２（ｂ）に、特にδs
/δr＝０．３３３におけるｈin0,ｈout0,ｈin3を示す。

【００３０】図１３の（ａ）に、浮上面形状ＡＢＳ１を
用いて、押付荷重Ｆ２６．５ｍＮ、ディンプル位置Ｙp
０．５を一定とした条件で、ステップ深さδsとリセス
深さδrとの比δs/δrを０．２６３、０．３０３、０．
３５７、０．４３５、０．５５６と変化させた場合の、
ディンプル位置Ｘp（≦０．５）に対する浮上プロファ
イルの浮上量差Δｈin-out 、スライダ周辺の気圧変化
による浮上量低下Δｈ0-3の計算結果を示す。図１３の
（ｂ）に、特にδs/δr＝０．３５７におけるｈin0,ｈo
ut0,ｈin3を示す。

【００３１】図１２、１３より、ディンプル位置Ｘpを
流入端側に設けると、ｈin0とｈout0との差Δｈin-out
は負の値から正の値に増加するが、ｈin0とｈin3との差
Δｈ0-3は逆に正の値から負の値に減少する。そして、
押付荷重Ｆ１４．９ｍＮの場合はＸp＝−０.０５、δs
／δr＝０．３３３の時、押付荷重Ｆ２６．５ｍＮの場
合はＸp＝０.０１１、δs／δr＝０．３５７の時、同時
にゼロになることが分かった。この知見を意味すること
は、任意の浮上面に対してΔｈin-outとΔｈ0-3が同時
にゼロとなるディンプル位置Ｘp 、ステップ深さδsと
リセス深さδrとの比δs/δrが一意的に決まるというこ
とである。また、Δｈin-outとΔｈ0-3の絶対値をゼロ
から０．８ｎｍ以下に許容した場合、図１３の（ｂ）に
示すように、ディンプル位置Ｘpは０.０１１から０．０
７５となり、質量中心位置０．５に近づく。

【００３２】図１４（ａ）に、実施の形態１のＡＢＳ１
を用いて、押付荷重Ｆ２６.５ｍＮ、ディンプル位置Ｙp
０．５を一定とした条件で、ステップ深さδsとリセス
深さδrとの比δs／δrを０．００８、０．０１２、
０．０１７、０．０２、０．０２５と変化させた場合
の、ディンプル位置Ｘpに対する浮上プロファイルの浮
上量差Δｈin-out 、スライダ周辺の気圧変化による浮
上量低下Δｈ0-3の計算結果を示す。図１４（ｂ）に、
特にδs／δr０．０１２におけるｈin0,ｈout0,ｈin3を
示す。

【００３３】図１４より、ディンプル位置Ｘpを流出端
側に設けても、ｈin0とｈout0との差Δｈin-out、ｈin0
とｈin3との差Δｈ0-3は縮まることが分かった。ただ
し、図１２、１３に示すようなΔｈin-outとΔｈ0-3が
同時にゼロとなることはない。図１４（ｂ）より、ディ
ンプル位置Ｘp＝０．６３５の時、Δｈin-outとΔｈ0-3
の絶対値がが同時に３ｎｍ以下になる。したがって、Δ
ｈin-outとΔｈ0-3の絶対値が同時に３ｎｍ以下にする
ためには、Ｘp≧０．６３５が必要条件となる。さらに
ディンプル位置Ｘpを流出端側に設けると、流出パッド
１２の面積を小さくすることなく流出端浮上量ｈ２を小
さくできるため、一対の流入パッド１１の空気膜剛性に
比べて、記録再生素子１ｄが設けられている流出パッド
１２の空気膜剛性を大きくでき、安定浮上が可能であ
る。さらに、ピッチ姿勢角度θｐを大きくできるため、
流出パッド１２の流出端が媒体面と接触した時の真実接
触面積、接触力を小さくでき、スライダの接触振動を防
止できる。また、流入端浮上量ｈ１が大きくできるた
め、スライダが前方に傾斜して流入パッドが媒体面と接
触するツンノメリを防止できる。また、負圧力は小さい
ため、ロードアンロード時が容易にできる。流入端浮上
量ｈ１は１２５ｎｍ〜２５０ｎｍ、ピッチ姿勢角度θｐ
は５ｎｒａｄ〜１００ｎｒａｄに設定することにより、
磁気的スぺーシングの増大を防ぐ。

【００３４】図１５に本発明の実施の形態１の磁気ヘッ
ドスライダの別の浮上面形状（ＡＢＳ１１）を示す。実
施の形態１のＡＢＳ１１は、流出パッド１２に負圧力を
発生させるための負圧ポケット１４を設けている。この
負圧力により、一対の流入パッド１１の空気膜剛性に比
べて流出パッド１２の空気膜剛性をさらに大きくできる
ために、実施の形態１のＡＢＳ１に比べてより安定浮上
走行が可能である。

【００３５】図１６に本発明の実施の形態１の磁気ヘッ
ドスライダの別の浮上面形状（ＡＢＳ１２）を示す。実
施の形態１のＡＢＳ１２は、実施の形態１のＡＢＳ１１
に比べて負圧ポケット１４に発生する負圧力を大きくし
て、実施の形態１のＡＢＳ１１に比べてより安定浮上走
行が可能である。

【００３６】以下、本発明の実施の形態１、２の磁気ヘ
ッドスライダ及びその支持体の効果のメカニズムを図１
７を用いて説明する。スライダ周辺の気圧が低下した場
合あるいは最外周から最内周条件(周速及びヨー角度)が
変化した場合、スライダ１のピッチ姿勢角度θｐが変化
する。ピッチ姿勢角度が変化するときの瞬間回転中心位
置が流出端位置の時、流出端浮上量ｈ２は変化しない。
スライダ１は、ディンプル位置ｘｐ及びδs／δrを変化
させ、姿勢角度を制御することにより、この瞬間回転中
心位置を流出端位置に設けて流出端浮上量h2を変化させ
ないようにする。

【００３７】次に、本発明の実施の形態２の磁気ヘッド
スライダ及びその支持体のディンプル位置、ステップ深
さδs、リセス深さδrについて説明する。図１８に本発
明の実施の形態２の磁気ヘッドスライダの浮上面形状
（以後、ＡＢＳ２と記する）を示す。実施の形態２のＡ
ＢＳ２は、両側に沿って形成された一対のサイドレール
１３を設けることにより、負圧ポケット１４として機能
する部分の面積を大きくしている。これにより、実施の
形態１のＡＢＳ１に比べて負圧ポケット１４による負圧
力を大きくして、Δｈin-outとΔｈ0-3が同時にゼロと
なるディンプル位置Ｘpをスライダの質量中心位置０．
５に近づけている。云いかえると、外乱に対する浮上安
定性を向上させるためには、Δｈin-outとΔｈ0-3が同
時にゼロとなるディンプル位置Ｘpをスライダの質量中
心位置０．５に近づける必要があり、Δｈin-outとΔｈ
0-3が同時にゼロとなるディンプル位置Ｘpをスライダの
質量中心位置０．５に近づけるために、負圧ポケット１
４による負圧力を大きくしたのである。

【００３８】図１９に本発明の実施の形態２の磁気ヘッ
ドスライダの別の浮上面形状（以後、ＡＢＳ３と記す
る）を示す。ＡＢＳ３は、ＡＢＳ２に比べて両側に沿っ
て形成された一対のサイドレール１３の長さをＡＢＳ２
に比べてさらに大きくすることにより負圧ポケット１４
として機能する部分の面積を大きくして、Δｈin-outと
Δｈ0-3が同時にゼロとなるディンプル位置Ｘpをスライ
ダの質量中心位置０．５に近づけたものである。

【００３９】図２０に本発明の実施の形態２の磁気ヘッ
ドスライダの別の浮上面形状（以後、ＡＢＳ４と記す
る）を示す。ＡＢＳ４は、ＡＢＳ２及びＡＢＳ３に比べ
て流入パッド面積を大きくして、また両側に沿って形成
された一対のサイドレール１３の長さをＡＢＳ２に比べ
て大きくすることにより負圧ポケット１４として機能す
る部分の面積を大きくして、負圧力、流入パッドの浮上
量を大きくさせている。このように構成することによ
り、Δｈin-outとΔｈ0-3が同時にゼロとなるディンプ
ル位置Ｘpをスライダの質量中心位置０．５に近づけて
いる。

【００４０】図２１に本発明の実施の形態２の磁気ヘッ
ドスライダの別の浮上面形状（以後、ＡＢＳ５と記す
る）を示す。ＡＢＳ５は、 ＡＢＳ２〜ＡＢＳ４に比べ
て流入パッド面積を大きくして、また両側に沿って形成
された一対のサイドレール１３の長さをＡＢＳ２に比べ
て大きくすることにより負圧ポケット１４として機能す
る部分の面積を大きくして、負圧力、流入パッドの浮上
量を大きくしている。このように構成することにより、
Δｈin-outとΔｈ0-3が同時にゼロとなるディンプル位
置Ｘpをスライダの質量中心位置０．５に近づけてい
る。

【００４１】なお、ＡＢＳ１〜ＡＢＳ５の長手方向（空
気流入方向）の長さＬを１．２５ｍｍに、短手方向（長
手方向に直交する方向）の長さｗを１．０ｍｍとした。

【００４２】図２２に本発明の実施の形態２の磁気ヘッ
ドスライダの別の浮上面形状（以後、ＡＢＳ６と記す
る）を示す。ＡＢＳ６の大きさは、ＡＢＳ１〜ＡＢＳ５
の長手方向の長さＬを０．６８倍に、短手方向の長さｗ
を０．７倍に縮小させ、流入パッド１１、流出パッド１
２の形状も、ＡＢＳ２の流入パッド１１、流出パッド１
２の形状を長手方向を０．６８倍に、短手方向を０．７
倍に相似的に縮小させたものである。このようにディン
プル位置ｘｐ（ｍｍ）と流出端からの距離（Ｌ−ｘｐ）
を小さくさせることによって、Δｈin-outとΔｈ0-3が
同時にゼロとなるディンプル位置Ｘpをスライダの質量
中心位置０．５に近づけている。

【００４３】図２３に本発明の実施の形態２の磁気ヘッ
ドスライダの別の浮上面形状（以後、ＡＢＳ７と記す
る）を示す。ＡＢＳ７の大きさは、ＡＢＳ１〜ＡＢＳ５
の長手方向の長さＬを０．６８倍に、短手方向の長さｗ
を０．７倍に縮小させ、流入パッド１１、流出パッド１
２の形状も、ＡＢＳ４の流入パッド１１、流出パッド１
２の形状の長手方向を０．６８倍に、短手方向を０．７
倍に相似的に縮小させたものである。このようにディン
プル位置ｘｐ（ｍｍ）と流出端からの距離（Ｌ−ｘｐ）
を小さくさせることと、両側に沿って形成された一対の
サイドレール１３の長さをＡＢＳ６に比べて長くするこ
とにより負圧ポケット１４として機能する部分の面積を
大きくして、負圧力を大きくさせることにより、Δｈin
-outとΔｈ0-3が同時にゼロとなるディンプル位置Ｘpを
スライダの質量中心位置０．５に近づけている。

【００４４】前記浮上面形状ＡＢＳ１〜ＡＢＳ７を用い
て、押付荷重Ｆを２６.５ｍＮに一定とした条件で、Δ
ｈin-outとΔｈ0-3が同時にゼロになるステップ深さδs
とリセス深さδrとの比δs／δrに対するディンプル位
置Ｘp、流出端浮上量ｈ２を求めた。得られた結果を図
２４の（ａ）、（ｂ）に示す。

【００４５】図より、δs／δrを小さくすると流出端浮
上量ｈ2はＡＢＳ１を除いて小さくなるが、ＸpはＡＢＳ
１、 ＡＢＳ６、 ＡＢＳ７を除いて一定となる。Ｘp
は、ＡＢＳ１、ＡＢＳ２、ＡＢＳ３、ＡＢＳ４、ＡＢＳ
５、ＡＢＳ６、ＡＢＳ７の順で大きくなり、スライダの
質量中心位置０．５に近づけている。この結果は、ＡＢ
Ｓ１〜ＡＢＳ７の設計方針と一致している。

【００４６】図２５に浮上面形状ＡＢＳ１〜ＡＢＳ７を
用い、押付荷重Ｆ２６.５ｍＮを一定とした条件で、Δ
ｈin-outとΔｈ0-3が同時にゼロになるステップ深さδs
とリセス深さδrとの比δs／δrに対する高度０ｍ及び
最内周条件の負圧力を示す。図より、ＡＢＳ１の場合δ
s／δrを小さくすると負圧力の絶対値は小さくなるが、
ＡＢＳ２〜ＡＢＳ７の場合δs／δrを小さくすると負
圧力の絶対値は大きくなる。Δs／δr一定の場合、負圧
力の絶対値はＡＢＳ４が最も大きい。ＡＢＳ４は両側に
沿って形成された一対のサイドレール１３に囲まれた負
圧ポケット１４の面積は最も大きく、ＡＢＳ２〜ＡＢＳ
７の設計方針と一致している。

【００４７】次に、本発明の実施の形態１、２の磁気ヘ
ッドスライダ及びその支持体の目標仕様に対するディン
プル位置Ｘpとステップ深さδsとリセス深さδrとの比
δs／δrの範囲について説明する。なお、浮上プロファ
イルの浮上量差の目標仕様は、ｘｐ／Ｌ≦０．５の場合
１ｎｍ以下、できれば０．８ｎｍ以下、０．５＜ｘｐ／
Ｌの場合３ｎｍ以下とするのが望ましい。したがって、
発明者等は、浮上量差を０．８ｎｍ以下あるいは３ｎｍ
以下とするための条件について検討した。

【００４８】浮上面形状ＡＢＳ５を用い、押付荷重Ｆ２
６.５ｍＮ、ステップ深さδsとリセス深さδrとの比δs
／δr０.１４５を一定とした条件で、ディンプル位置Ｘ
pに対する浮上プロファイルの浮上量差Δｈin-out 、ス
ライダ周辺の気圧変化による浮上量低下Δｈ0-3を求め
た。得られた結果を図２６に示す。図より、ディンプル
位置Ｘp（＝ｘｐ／Ｌ）＝０.２２３の時、Δｈin-outと
Δｈ0-3の絶対値が同時に０.８ｎｍ以下になり、Ｘp＝
０.１３の時、Δｈin-outとΔｈ0-3が同時にゼロにな
る。したがって、Δｈin-outとΔｈ0-3の絶対値が同時
に０.８ｎｍ以下になるようにするには、Ｘpを、０.１
３≦Ｘp≦０.２２３の範囲に設定すればよい。

【００４９】図２７に、上記ＡＢＳ５について適用した
のと同様な方法を用いて浮上面形状ＡＢＳ１〜ＡＢＳ
４、ＡＢＳ６〜ＡＢＳ７において、Δｈin-outとΔｈ0-
3の絶対値が同時に０.８ｎｍ以下になるために必要なス
テップ深さδsとリセス深さδrとの比δs／δrとディン
プル位置Ｘpの範囲を求めた結果を示す。

【００５０】また、図２７に、図１４の（ａ）の計算結
果を用いて、浮上面形状ＡＢＳ１において、Δｈin-out
とΔｈ0-3の絶対値が同時に３ｎｍ以下になるために必
要なステップ深さδsとリセス深さδrとの比δs／δrと
ディンプル位置Ｘp（≧０．５）の範囲を示す。

【００５１】図２７に示された結果より、浮上量差を
０．８ｎｍ以下、あるいは３ｎｍ以下とするためには、
δs／δrとＸpの使用範囲は、下記の二つの範囲で示さ
れる。０．０４７≦δs／δr≦０．３６４でかつ０．０
０２≦Ｘp≦０．４、の範囲、０．００８≦δs／δr≦
０．０２５でかつ０．５５≦Ｘpの範囲、である。

【００５２】図２８に本発明が適用される磁気ディスク
装置の例を示す。図示の磁気ディスク装置は、磁気記録
媒体（ディスク）３とこれを回転させる駆動部２５、本
発明の実施の形態の磁気ヘッドスライダ１及びその支持
体２１、位置決めする支持ア−ム２６とこれの駆動部２
７、スライダ１に搭載された磁気ヘッドの記録再生信号
を処理する回路２４を含んで構成されている。図に、記
録媒体面３に浮上した状態でスライダ１が走行及びシ−
クしている状態の平面図(ａ)及び側面図(ｂ)を示す。

【００５３】上記実施の形態によれば、ディスク最内周
から最外周までの半径位置の違いによる周速変化と空気
流入角度を示すヨー角度変化の双方に対して浮上量変化
が低減され、浮上プロファイルの浮上量差が０．８ｎｍ
以下を満足できるため、浮上接触時の最内周から最外周
までの接触力変化を小さくかつ最内周から最外周までの
線記録密度を一定にすることができる。したがって、デ
ィスク１枚あたりの記録容量を効率よく高めることがで
きるため、高記録容量化に優れた磁気ヘッドスライダ及
びその支持体及び磁気ディスク装置を提供するのに効果
がある。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、浮上接触時の最内周か
ら最外周までの接触力変化を小さくかつ最内周から最外
周までの線記録密度を一定にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される磁気ヘッドスライダ及びそ
の支持体の立体斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態１の磁気ヘッドスライダを
示す立体斜視図である。

【図３】図２に示す磁気ヘッドスライダの流入パッドを
拡大して示す立体斜視図である。

【図４】図２に示す磁気ヘッドスライダの流出パッドを
拡大して示す立体斜視図である。

【図５】図１に示す磁気ヘッドスライダの支持体の平面
図である。

【図６】本発明の実施の形態１の磁気ヘッドスライダの
浮上走行時の側面図である。

【図７】本発明の実施の形態１の磁気ヘッドスライダの
支持体の側面図である。

【図８】本発明の実施の形態２の磁気ヘッドスライダを
示す立体斜視図である。

【図９】図８に示す磁気ヘッドスライダの流入パッドと
サイドレールを拡大して示す立体斜視図である。

【図１０】図８に示す磁気ヘッドスライダの流出パッド
を拡大して示す立体斜視図である。

【図１１】図２に示す磁気ヘッドスライダの浮上面形状
ＡＢＳ１を示す平面図である。

【図１２】図１１に示す浮上面形状ＡＢＳ１の浮上特性
を押付荷重Ｆ１４．９ｍＮの場合について示すグラフで
ある。

【図１３】図１１に示す浮上面形状ＡＢＳ１の浮上特性
を、押付荷重Ｆ２６．５ｍＮ、ディンプル位置ｘｐ／Ｌ
が−０．１〜０．５の場合について示すグラフである。

【図１４】図１１に示す浮上面形状ＡＢＳ１の浮上特性
を、押付荷重Ｆ２６．５ｍＮ、ディンプル位置ｘｐ／Ｌ
が０．５〜１．０の場合について示すグラフである。

【図１５】本発明の実施の形態１の磁気ヘッドスライダ
の別の浮上面形状ＡＢＳ１１を示す平面図である。

【図１６】本発明の実施の形態１の磁気ヘッドスライダ
の別の浮上面形状ＡＢＳ１２を示す平面図である。

【図１７】本発明の実施の形態１，２の磁気ヘッドスラ
イダ及びその支持体の効果を説明する側面図である。

【図１８】本発明の実施の形態２の磁気ヘッドスライダ
の浮上面形状ＡＢＳ２を示す平面図である。

【図１９】本発明の実施の形態２の磁気ヘッドスライダ
の別の浮上面形状ＡＢＳ３を示す平面図である。

【図２０】本発明の実施の形態２の磁気ヘッドスライダ
の別の浮上面形状ＡＢＳ４を示す平面図である。

【図２１】本発明の実施の形態２の磁気ヘッドスライダ
の別の浮上面形状ＡＢＳ５を示す平面図である。

【図２２】本発明の実施の形態２の磁気ヘッドスライダ
の別の浮上面形状ＡＢＳ６を示す平面図である。

【図２３】本発明の実施の形態２の磁気ヘッドスライダ
の別の浮上面形状ＡＢＳ７を示す平面図である。

【図２４】本発明の実施の形態１、２の磁気ヘッドスラ
イダの浮上プロファイルの浮上量差及びスライダ周辺の
気圧変化による浮上量低下とが同時にゼロになるステッ
プ深さとリセス深さとの比に対するディンプル位置、及
び、ステップ深さとリセス深さとの比に対する流出端浮
上量を示すグラフである。

【図２５】本発明の実施の形態１、２の磁気ヘッドスラ
イダの浮上プロファイルの浮上量差及びスライダ周辺の
気圧変化による浮上量低下とが同時にゼロになるステッ
プ深さとリセス深さとの比に対する高度０ｍ及び最内周
条件の負圧力を示すグラフである。

【図２６】本発明の実施の形態２の浮上面形状ＡＢＳ５
について、押付荷重Ｆ２６.５ｍＮ、ステップ深さδsと
リセス深さδrとの比δs／δr０.１４５を一定とした条
件で、ディンプル位置と浮上プロファイルの浮上量差及
びスライダ周辺の気圧変化による浮上量低下を示すグラ
フである。

【図２７】本発明の実施の形態１、２の磁気ヘッドスラ
イダの浮上プロファイルの浮上量差及びスライダ周辺の
気圧変化による浮上量低下の目標仕様に対するステップ
深さとリセス深さとの比とディンプル位置の範囲を示す
グラフである。

【図２８】本発明に係る磁気ディスク装置の実施の形態
を示す平面図及び側面図である。

【符号の説明】

１ 磁気ヘッドスライダ １ｂ 記録再生素子 １ｃ 磁気ヘッド １ｄ 接続端子 ２ 支持体 ３ 磁気記録媒体（磁気ディスク） １１ 流入パッド １２ 流出パッド １３ サイドレール １４ 負圧ポケット ２１ 荷重用ビ−ム部 ２２ ジンバル部 ２３ ディンプル（荷重用突起部） ２４ 記録再生信号処理回路 ２５ 磁気記録媒体３を回転させる駆動部 ２６ 支持ア−ム ２７ 支持ア−ムの駆動部 １１２ ディスク停止時に媒体面と接触するパッド面
（コンタクト面） １１３ 段差部 １１４ 段差面（ステップ面） １１５ 段差部 １１６ 段差面（リセス面）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 清司 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 徐 鈞国 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 Ｆターム(参考） 5D042 NA02 PA01 PA05 PA09 QA03 TA02 5D059 AA01 BA01 CA11 DA24 EA02 EA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ディスクと対向する側に流入パッド
   と流出パッドを備え、流入パッドと流出パッドのコンタ
   クト面よりも磁気ディスク面から遠ざかる方向に段差部
   を介して２段階の段差面が形成されている磁気ヘッドス
   ライダと、この磁気ヘッドスライダを支持するととも
   に、磁気ヘッドスライダに荷重を負荷するディンプルを
   設けた支持体を含んでなる磁気ヘッドスライダ及びその
   支持体において、 前記コンタクト面から１段目の段差面までの深さをδ
   s、２段目の段差面までの深さをδrとしたとき、δs／
   δrが、 ０．０４７≦δs／δr≦０．３６４ で示される条件を満たす範囲にあり、 前記磁気ヘッドスライダの空気流流入方向の長さをＬ，
   磁気ヘッドスライダの空気流流入端と前記ディンプル位
   置との距離をｘｐとしたとき、ｘｐとＬが、 ０．００２≦ｘｐ／Ｌ≦０．４ で示される条件を満たす範囲にあることを特徴とする磁
   気ヘッドスライダ及びその支持体。
2. 【請求項２】 磁気ディスクと対向する側に流入パッド
   と流出パッドを備え、流入パッドと流出パッドのコンタ
   クト面よりも磁気ディスク面から遠ざかる方向に段差部
   を介して２段階の段差面が形成されている磁気ヘッドス
   ライダと、この磁気ヘッドスライダを支持するととも
   に、磁気ヘッドスライダに荷重を負荷するディンプルを
   設けた支持体を含んでなる磁気ヘッドスライダ及びその
   支持体において、 前記コンタクト面から１段目の段差面までの深さをδ
   s、２段目の段差面までの深さをδrとしたとき、δs／
   δrが、 ０．００８≦δs／δr≦０．０２５ で示される条件を満たす範囲にあり、 前記磁気ヘッドスライダの空気流流入方向の長さをＬ，
   磁気ヘッドスライダの空気流流入端と前記ディンプル位
   置との距離をｘｐとしたとき、ｘｐとＬが、 ０．５５≦ｘｐ／Ｌ で示される条件を満たす範囲にあることを特徴とする磁
   気ヘッドスライダ及びその支持体。
3. 【請求項３】 回転駆動される磁気ディスクと、この磁
   気ディスクに対してデータの書き込み、読み出しの一方
   もしくは双方を行なう磁気ヘッドを備えた磁気ヘッドス
   ライダと、この磁気ヘッドスライダを支持する支持体
   と、この支持体を介して磁気ヘッドを位置決めする駆動
   部と、を有してなる磁気ディスク装置において、 前記磁気ヘッドスライダ及びその支持体が、請求項１又
   は２に記載された磁気ヘッドスライダ及びその支持体で
   あることを特徴とする磁気ディスク装置。