(57)【要約】【課題】減圧時のスライダの振動を抑制し、安定性および信頼性の向上したディスク装置を提供する。【解決手段】ヘッド４０のスライダ４２は、対向面４３に形成された負圧キャビティ５４と、対向面に突設され負圧キャビティに対して空気流の上流側に位置したリーディングステップ部５０およびリーディングパッド５２と、対向面に突設され負圧キャビティに対して空気流の下流側に位置したトレーリングステップ部５６およびトレーリングパッド６６と、を有している。トレーリングパッドの表面積は、スライダのディスク対向面の面積に対して１．５％以上に形成され、少なくともトレーリングパッドの表面はマイクロテクスチャ加工が施されている。スライダと対向した記録媒体の表面粗さは、Ｒａで０．８ｎｍ以下であり、ヘッドサスペンションは、ヘッドに対して１ｇｆ以上のヘッドう荷重を印加している。【選択図】    図３
2006120228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面の粗さがＲａで０．８ｎｍ以下、直径が１インチ以下のディスク状の記録媒体と、
前記記録媒体を支持しているとともに回転駆動する駆動部と、
前記記録媒体の表面に対向する対向面を有し、前記記録媒体の回転によって上記記録媒体表面と対向面との間に生じる空気流により浮上するスライダと、上記スライダに設けられ上記記録媒体に対し情報の記録再生を行うヘッド部と、を具備したヘッドと、
前記記録媒体に対して前記ヘッドを移動自在に支持しているとともに、前記記録媒体の表面に向かう１ｇｆ以上のヘッド荷重を前記ヘッドに印加したヘッドサスペンションと、を備え、
前記スライダは、前記対向面に形成された凹所により規定され負圧を発生させる負圧キャビティと、前記対向面に突出して設けられているとともに前記負圧キャビティに対して前記空気流の上流側に位置し、前記記録媒体に対向するリーディングステップ部およびリーディングパッドと、前記対向面に突出して設けられているとともに前記負圧キャビティに対して前記空気流の下流側に位置し、前記記録媒体に対向するトレーリングステップ部およびトレーリングパッドと、を有し、
前記トレーリングパッドの表面積は、スライダのディスク対向面の面積に対して１．５％以上に形成され、前記少なくともトレーリングパッドの表面はマイクロテクスチャ加工が施されているディスク装置。
【請求項２】
前記スライダに施されたマイクロテクスチャの深さが１ｎｍ以上である請求項１に記載のディスク装置。
【請求項３】
前記スライダは、前記リーディングステップから前記スライダの下流端に向かって延出しているとともに前記負圧キャビティを囲んで前記対向面に突設された一対のレール部を有している請求項１又は２に記載のディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直径が１インチ以下のディスク状の記録媒体を備えたディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク装置として、例えば、磁気ディスク装置は、ケース内に配設された磁気ディスクと、磁気ディスクを支持および回転駆動するスピンドルモータと、磁気ディスクに対して情報のリード／ライトを行う磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気ディスクに対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリと、を備えている。キャリッジアッセンブリは、回動自在に支持されたアームと、アームから延出したサスペンションとを備え、このサスペンションに延出端に磁気ヘッドが支持されている。磁気ヘッドは、サスペンションに取り付けられたスライダ、およびスライダに設けられたヘッド部を有し、ヘッド部は、リード用の再生素子、ライト用の記録素子を含んで構成されている。
【０００３】
スライダは、磁気ディスクの記録面と対向した対向面を有している。スライダは、サスペンションにより、磁気ディスクの磁気記録層に向う方向に所定のヘッド荷重が印加されている。磁気ディスク装置の動作時、回転する磁気ディスクとスライダとの間には空気流が発生し、スライダの対向面には、空気流体潤滑の原理により、スライダを磁気ディスク記録面から浮上させる力が作用する。この浮上力とヘッド荷重とを釣り合わせることにより、スライダは磁気ディスク記録面と一定の隙間を保って浮上している。
【０００４】
スライダの浮上量は、磁気ディスクのどの半径位置においても同程度であることが求められる。磁気ディスクの回転数は一定であり、周速は半径位置に応じて相違している。また、磁気ヘッドは、回転式のキャリッジアッセンブリにより位置決めされるために、スキュー角（流れの方向とスライダの中心線とのなす角）もディスクの半径位置に応じて相違している。そのため、スライダの設計においては、ディスクの半径位置に応じて変化する上記２つのパラメータを適宜利用して、ディスク半径位置による浮上量の変化を抑制する必要がある。
【０００５】
使用環境の変化を考慮した場合、ディスク装置は、高地での減圧環境下においても円滑に動作することが求められる。空気流体潤滑によってスライダ対向面に作用する正圧とヘッド荷重との釣り合いのみを考慮して磁気ヘッドを構成した場合、減圧環境下では、空気流体潤滑によって生じる正圧が減少する。そのため、スライダは、浮上量が低下した位置で釣り合うか、磁気ディスク表面に接触してしまう。
【０００６】
このような浮上量の低下を防止するため、スライダの対向面中央付近に負圧キャビティを形成したディスク装置が知られている（例えば、特許文献１）。負圧キャビティは、空気流出方向以外の３方向を凸部からなるレールに囲まれた溝によって形成されている。そして、負圧キャビティにより発生した負圧、ヘッド荷重、および正圧の釣り合いにより、スライダが浮上するように構成されている。上記構成によれば、減圧環境下において、発生する正圧は減少するが同時に負圧も減少し、浮上量低下の少ないスライダを実現することができる。また、スライダの空気流流出端側において、負圧キャビティにはセンターパッドが形成され、ヘッド部は、センタパッドの近傍で、スライドの流出側端面に設けられている。このように、スライダ対向面の凹凸形状を工夫することにより、スライダの浮上量、浮上姿勢、減圧低下浮上量を調整することができる。
【特許文献１】特開２００１−２８３５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、磁気ディスク装置の小型化が進み、磁気ディスク径が小さくなってきている。これまで３．５インチ、２．５インチが主流であったのに対し、１．８インチ、１．０インチ、０．８５インチのものが製品化または製品化予定となっている。これらの磁気ディスク装置は、その小ささを生かし、主にモバイル機器に搭載されている。
【０００８】
一方、これら小径磁気ディスク装置のヘッドスライダにおいては、ディスク径が小さくなることによりディスクの周速が減少し、スライダを支える空気膜力が小さくなる。そのため、所望のヘッド押し付け荷重を支えつつ、浮上量の周速依存性や減圧時の浮上量低下などのスライダに要求される諸特性を満足することが難しくなってきている。このヘッド押し付け荷重は主に衝撃耐力から決まり、モバイル用途になればなるほど衝撃耐力が大きいことが要求される。従って、小径磁気ディスク装置だからといってヘッド押し付け荷重をむやみに小さくすることはできない。
【０００９】
前述のスライダの諸特性のうち、減圧時の挙動はもっとも重要な項目のひとつである。減圧時の挙動とは、減圧条件下で浮上量が下がり、スライダとディスクが接触したときのスライダの振動である。減圧条件下では、それにシークによる浮上量低下、製造ばらつきによる浮上量低下などが重なり、小さいとはいえスライダとディスクが接触する可能性がある。よって、信頼性の高い磁気ディスク装置を製造するためには、こういった減圧時のスライダ振動をできる限り小さくする必要がある。
【００１０】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、減圧時のスライダの振動を抑制し、安定性および信頼性の向上したディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、この発明の態様に係るディスク装置は、表面の粗さがＲａで０．８ｎｍ以下、直径が１インチ以下のディスク状の記録媒体と、前記記録媒体を支持しているとともに回転駆動する駆動部と、前記記録媒体の表面に対向する対向面を有し、前記記録媒体の回転によって上記記録媒体表面と対向面との間に生じる空気流により浮上するスライダと、上記スライダに設けられ上記記録媒体に対し情報の記録再生を行うヘッド部と、を具備したヘッドと、前記記録媒体に対して前記ヘッドを移動自在に支持しているとともに、前記記録媒体の表面に向かう１ｇｆ以上のヘッド荷重を前記ヘッドに印加したヘッドサスペンションと、を備えている。
【００１２】
前記スライダは、前記対向面に形成された凹所により規定され負圧を発生させる負圧キャビティと、前記対向面に突出して設けられているとともに前記負圧キャビティに対して前記空気流の上流側に位置し、前記記録媒体に対向するリーディングステップ部およびリーディングパッドと、前記対向面に突出して設けられているとともに前記負圧キャビティに対して前記空気流の下流側に位置し、前記記録媒体に対向するトレーリングステップ部およびトレーリングパッドと、を有し、  
前記トレーリングパッドの表面積は、スライダのディスク対向面の面積に対して１．５％以上に形成され、前記少なくともトレーリングパッドの表面はマイクロテクスチャ加工が施されている。
【発明の効果】
【００１３】
以上の詳述したように、本発明によれば、トレーリングステップ部の表面積を大きくすることにより、減圧時における空気膜力を維持し、マイクロテクスチャ加工を施すことにより、スライダとディスク表面との吸着を抑制している。これにより、減圧時におけるヘッドの振動を抑制し、安定性および信頼性の向上したディスク装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面を参照しながら、この発明に係るディスク装置をハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと称する）に適用した実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１に示すように、ＨＤＤは、上面の開口した矩形箱状のケース１２と、複数のねじによりケースにねじ止めされケースの上端開口を閉塞する図示しないトップカバーと、を有している。
【００１６】
ケース１２内には、記録媒体としての磁気ディスク１６、磁気ディスクを支持および回転させる駆動部としてのスピンドルモータ１８、磁気ディスクに対して情報の書き込み、読み出しを行なう複数の磁気ヘッド、これらの磁気ヘッドを磁気ディスク１６に対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリ２２、キャリッジアッセンブリを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称する）２４、磁気ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した退避位置に保持するランプロード機構２５、およびヘッドＩＣ等を有する基板ユニット２１等が収納されている。
【００１７】
ケース１２の底壁外面には、基板ユニット２１を介して、スピンドルモータ１８、ＶＣＭ２４、および磁気ヘッドの動作を制御する図示しないプリント回路基板がねじ止めされている。
【００１８】
磁気ディスク１６は、上面および下面に磁気記録層を有している。磁気ディスク１６の表面は、表面粗さがＲａで０．８ｎｍ以下に形成されている。また、磁気ディスク１６の直径は、１インチ以下、例えば、０．８５インチに形成されている。磁気ディスク１６は、スピンドルモータ１８の図示しないハブの外周に嵌合されているとともに、クランプばね１７によってハブ上に固定されている。スピンドルモータ１８を駆動することにより、磁気ディスク１６は所定の速度、例えば、４２００ｒｐｍで矢印Ｂ方向に回転される。
【００１９】
キャリッジアッセンブリ２２は、ケース１２の底壁上に固定された軸受部２６と、軸受部から延出した複数のアーム３２と、を備えている。これらのアーム３２は、磁気ディスク１６の表面と平行に、かつ、互いに所定の間隔を置いて位置しているとともに、軸受部２６から同一の方向へ延出している。キャリッジアッセンブリ２２は、弾性変形可能な細長い板状のサスペンション３８を備えている。サスペンション３８は、板ばねにより構成され、その基端がスポット溶接あるいは接着によりアーム３２の先端に固定され、アームから延出している。各サスペンション３８は対応するアーム３２と一体に形成されていてもよい。アーム３２およびサスペンション３８によりヘッドサスペンションを構成し、このヘッドサスペンションと磁気ヘッドとによりヘッドサスペンションアッセンブリを構成している。
【００２０】
図２に示すように、各磁気ヘッド４０は、ほぼ直方体形状のスライダ４２とこのスライダに設けられた記録再生用のヘッド部４４とを有し、サスペンション３８の先端部に設けられたジンバルばね４１に固定されている。各磁気ヘッド４０は、サスペンション３８の弾性により、磁気ディスク１６の表面に向かうヘッド荷重Ｌが印加されている。後述するように、ヘッド荷重Ｌは、１ｇｆ以上に設定されている。
【００２１】
図１に示すように、キャリッジアッセンブリ２２は、軸受部２６からアーム３２と反対の方向へ延出した支持枠４５を有し、この支持枠により、ＶＣＭ２４の一部を構成するボイスコイル４７が支持されている。支持枠４５は、合成樹脂によりボイスコイル４７の外周に一体的に成形されている。ボイスコイル４７は、ケース１２に固定された一対のヨーク４９間に位置し、これらのヨーク、および一方のヨークに固定された図示しない磁石とともにＶＣＭ２４を構成している。ボイスコイル４７に通電することにより、軸受部２６の回りでキャリッジアッセンブリ２２が回動し、磁気ヘッド４０は磁気ディスク１６の所望のトラック上に移動および位置決めされる。
【００２２】
ランプロード機構２５は、ケース１２の底壁に設けられているとともに磁気ディスク１６の外側に配置されたランプ５１と、各サスペンション３８の先端から延出したタブ５３と、を備えている。キャリッジアッセンブリ２２が、磁気ディスク１６の外側の退避位置まで回動する際、各タブ５３は、ランプ５１に形成されたランプ面と係合し、その後、ランプ面の傾斜によって引き上げられ、磁気ヘッドのアンロード動作を行う。
【００２３】
次に、磁気ヘッド４０の構成について詳細に説明する。図２ないし図４に示すように、磁気ヘッド４０はほぼ直方体状に形成されたスライダ４２を有し、このスライダは磁気ディスク１６の表面に対向する矩形状のディスク対向面４３を有している。ディスク対向面４３の長手方向を第１方向Ｘ、これと直交する幅方向を第２方向Ｙとする。
【００２４】
磁気ヘッド４０は浮上型のスライダとして構成され、スライダ４２は、磁気ディスク１６の回転によってディスク表面とディスク対向面４３との間に生じる空気流（空気膜力）Ｃにより浮上する。ＨＤＤの動作時、スライダ４２のディスク対向面４３はディスク表面に対し常に隙間を保って対向している。ここで、空気流Ｃの方向は、磁気ディスク１６の回転方向Ｂと一致している。スライダ４２は、磁気ディスク１６表面に対し、ディスク対向面４３の第１方向Ｘが空気流Ｃの方向とほぼ一致するように配置されている。
【００２５】
ディスク対向面４３上には磁気ディスク表面と対向したリーディングステップ部５０が突設されている。このリーディングステップ部５０は、空気流Ｃの方向に対し、上流側が閉塞され、下流側に向かって開放したほぼＵ字形状に形成されている。磁気ヘッド４０のピッチ角を維持するため、リーディングステップ部５０上には、空気膜によってスライダ４２を支えるリーディングパッド５２が突設されている。リーディングパッド５２は、第２方向Ｙに沿って連続的に延びた細長い形状に形成され、空気流Ｃに対し、スライダ４２の流入端側に位置している。
【００２６】
リーディングステップ部５０は、ディスク対向面４３の各長辺に沿って延びているとともに間隔を置いて対向した一対のレール部４６を有している。各レール部４６はリーディングパッド５２からスライダ４２の下流端側に延出している。各レール部４６には、サイドパッド４８が形成され、磁気ディスク表面と対向している。
【００２７】
ディスク対向面４３のほぼ中央部には、レール部４６およびリーディングステップ部５０によって規定された凹所からなる負圧キャビティ５４が形成されている。負圧キャビティ５４は、空気流Ｃの方向に対し、リーディングステップ部５０の下流側に形成され、かつ、下流側に向かって開放している。負圧キャビティ５４を設けることにより、ＨＤＤで実現される全てスキュー角において、ディスク対向面４３中心部で負圧を発生させることができる。
【００２８】
スライダ４２は、空気流Ｃの方向に対して、ディスク対向面４３の下流側の端部に突出して設けられた磁気ディスク表面と対向したトレーリングステップ部５６を有している。トレーリングステップ部５６は、空気流Ｃの方向に対して、負圧キャビティ５４の下流側に位置し、かつ、ディスク対向面４３の幅方向ほぼ中央に位置している。
【００２９】
図３および図４に示すように、トレーリングステップ部５６は、ほぼ矩形状のブロック状に形成され、ディスク対向面４３の流出端側に設けられている。トレーリングステップ部５６の上面は磁気ディスク１６の表面に対向している。トレーリングステップ部の上面において、下流側端部には、トレーリングパッド６６が形成され、磁気ディスク１６の表面と対向している。
【００３０】
図２ないし図４に示すように、磁気ヘッド４０のヘッド部４４は、磁気ディスク１６に対して情報の記録再生を行う記録素子および再生素子を有している。これら再生素子および記録素子は、空気流Ｃの方向に対して、スライダ４２の下流側端部内に埋め込まれている。再生素子および記録素子は、トレーリングパッド６６に形成されたリード／ライトギャップ６４を有している。  
図２に示すように、上記構成の磁気ヘッド４０は、ヘッド部４４のリード／ライトギャップ６４が最もディスク表面に接近した傾斜姿勢をとって浮上する。
【００３１】
上記のように構成されたスライダにおいて、トレーリングパッド６６上面の表面積は、ディスク対向面４３全体の表面積に対して１．５％以上、望ましくは、２〜５％に形成されている。また、後述するように、少なくともトレーリングパッド６６の上面、本実施形態では、ディスク対向面４３全体の表面にはマイクロテクスチャ加工が施され、マイクロテクスチャの深さは１ｎｍ以上に形成されている。
【００３２】
上記のように構成されたＨＤＤにおいて、スライダ４２に要求される諸特性のうち、減圧時の挙動はもっとも重要な項目のひとつである。減圧時の挙動とは、減圧条件下で浮上量が下がり、スライダとディスクが接触したときのスライダの振動である。減圧条件下では、それにシークによる浮上量低下、製造ばらつきによる浮上量低下などが重なり、小さいとはいえスライダ４２と磁気ディスク１６が接触する可能性がある。そのため、信頼性の高い磁気ディスク装置を製造するためには、こういった減圧時のスライダ振動をできる限り小さくする必要がある。
【００３３】
現在、減圧時のスライダ挙動を評価するために最も多く用いられている方法が、タッチダウン・テイクオフテスト（ＴＤ・ＴＯテスト）である。これは、ヘッドが磁気ディスク上にロードされている状態でアコースティックエミッション（ＡＥ）センサまたはレーザードップラー振動計などでスライダの振動を観察しつつ減圧し、スライダが磁気ディスクに当たり、振動が大きくなった（タッチダウン）時の気圧を読み取り、その状態から徐々に加圧しつつ振動を観察して、スライダが磁気ディスクに当たらなくなり振動が収まった（テイクオフ）気圧を読み取る方法で、テイクオフ気圧からタッチダウン気圧を引いた気圧差（ＴＯ−ＴＤ）の大小で振動し易さを評価するものである。この気圧差が小さければ振動がすぐに収まるため、減圧時の振動が少ない特性の良いスライダと言える。以降、この減圧時の振動の様子を減圧特性と呼び、前述気圧差の小さいものを減圧特性が良いと表記する。
【００３４】
図５に３種類のディスク径のＨＤＤの周速を、表１に典型的なＴＤ・ＴＯテストの結果を示す。ＴＤ・ＴＯ特性はスライダ４２のＡＢＳパターンやピッチング・ロール角、クラウン・キャンバー形状、メディア表面粗さなどによって変わってくる。しかし、表１に示したものは、いずれもこれらのディスク径のＨＤＤに搭載するヘッドの代表例を示しており、かつ磁気ディスク表面粗さも同一である。よってこれらは一般的な特性といってよい。
【表１】
2006120228.tif 000003
【００３５】
また、本実施形態で述べる小径ディスクとは１インチ以下のディスクであるが、以下の説明では０．８５インチをその代表例として述べる。表１から、ディスク径が０．８５インチだと、２．５インチおよび１．８インチのディスクと比べてＴＤ気圧はあまり変わらないものの、著しく気圧差（ＴＯ−ＴＤ）が大きく、減圧特性が悪いことがわかる。これは、磁気ディスクの周速が遅いため、スライダ４２を支える空気膜の圧力が小さい０．８５インチスライダでは、空気膜の剛性が小さいためと推測される。この周速の遅さは図４からわかるように、１．８インチディスクの中外周と２．５インチディスクの中内周の速度がオーバーラップしているのに対して、０．８５インチディスクの周速は、それらから離れて小さく、１．８インチディスクおよび２．５インチディスクとはかけ離れた特殊な条件だといえる。
【００３６】
タッチダウン・テイクオフ現象とは、減圧してスライダ４２が磁気ディスクに当たって振動し始めた後、加圧することによって浮上量が回復し、その際にスライダ４２と磁気ディスクが衝突する頻度が小さくなり、最終的にテイクオフするという現象である。よって、スライダと磁気ディスクの衝突の頻度を小さくするためには、振動しにくいスライダ、すなわち剛性の高いスライダが良い。
【００３７】
スライダ４２と磁気ディスクが接触しているときには、スライダ４２には（１）空気膜力、（２）ディスク反力、（３）ディスク表面の潤滑剤に起因する吸着力の３つの力が働いている。ここで、（３）の吸着力は、スライダをディスクに引き付ける力であるため、これが大きいとスライダがディスクにくっつきやすくなり、スライダの振動が収まりにくくなる。よって、減圧特性を良くするためには、このスライダとディスクの吸着力を低減することも重要となる。
【００３８】
一方、スライダ４２を磁気ディスク側にを押し付けるヘッド荷重も重要である。小径ディスクの磁気ディスク装置は一般的にモバイル用途、例えば、携帯電話、に使われるため、耐衝撃性能が他の大径ディスク装置に比べてより厳しく要求される。磁気ディスク装置の動作時の耐衝撃性能を高めるためには、ヘッド荷重を大きくすることが必須である。
【００３９】
以下の表２に、小径磁気ディスクの代表例である０．８５インチの磁気ディスクドライブにおいて、スライダＡＢＳパターンとヘッド荷重を変えたときの耐衝撃シミュレーション結果および一部実測結果を示す。ここで、シミュレーションにおいて、耐衝撃性能を決める条件は、スライダ４２と磁気ディスクが衝突しないことである。また、シミュレーションに用いたスライダ４２のＡＢＳパターンは、簡易的にヘッド荷重２ｇｆ用のスライダを小変更して１ｇｆ、１．５ｇｆ用のスライダを作ったため、およその性能は現しているが、最適化はされていない。また、２ｇｆ条件の結果から、シミュレーションと実測とでおおよそ５０Ｇの差がある。
【表２】
2006120228.tif 000004
【００４０】
表２からわかるように、モバイル用途の磁気ディスク装置で要求される１０００Ｇの落下衝撃加速度を満足するためには、前述のシミュレーションと実測との差、およびＡＢＳパターンが最適化されていないことを考慮すると、おおよそ１ｇｆ以上のヘッド荷重が必要である。よって、小径磁気ディスク装置においては、ヘッド荷重が１ｇｆ以上が必須の条件となるため、以下の説明は、断りのない限り、すべて１ｇｆ以上のヘッド荷重条件である。
【００４１】
前述のタッチダウン・テイクオフ現象のメカニズムを考えると、０．８５インチの特殊な周速条件では、空気膜の発生圧力が小さい、すなわち空気膜剛性が小さいため、減圧特性が悪いのは当然の結果といえる。また、小径ディスク装置に要求される耐衝撃性能を実現するために、ヘッド荷重は１ｇｆ以上であることも必須である。そこで、本実施形態では、周速が遅く剛性が小さい、かつヘッド荷重が１ｇｆ以上の小径磁気ディスク用スライダにおいて、減圧特性を向上するように構成されている。
【００４２】
前述のとおり、小径磁気ディスク装置のスライダでは必然的に空気膜剛性が小さくなるため、減圧特性が悪くなってしまうが、この剛性の低下は小径であるがゆえに避けられない問題である。スライダ４２のディスク対向面４３のパターンを工夫して剛性を高める方法もあるが、あまり期待はできない。しかし、表１からもわかるように、０．８５インチ程度の小径磁気ディスクでは減圧特性の悪化は顕著であり、そのままでは信頼性の高いスライダを提供することはできない。そこで、減圧特性を支配するもう一つの要因であるスライダ４２と磁気ディスクとの間に働く吸着力を小さくする構成を考える。
【００４３】
図６は、スライダ４２のトレーリングエッジにおいて、スライダ４２と磁気ディスク１６とが接触している様子を模式的に示したものである。前述の通り、スライダ４２と磁気ディスク１６が接触しているとき、スライダにはヘッド荷重Ｌ、空気膜力７２、ディスク反力７３、吸着力７４の４つの力が作用している。
【００４４】
図７は、ディスク反力７３および吸着力７４を一つのスライダ４２の表面突起について微視的に示している。この図では、ともに粗さを持つスライダ表面７７とディスク表面１６ａを、ディスク表面を理想的な平面、スライダ表面を、スライダ表面とディスク表面から決まる等価的な粗さを代表する一律の突起半径、突起高さを持つ表面としている。
【００４５】
ここで、スライダ４２が磁気ディスク１６の表面１６ａに接触しているとき、ディスク表面１６ａがスライダ表面７７にある突起７９を押しつぶすため、この部分で突起反力８３が生じる。このとき接触面積全体における突起反力は、個々の突起の反力×突起の密度×見かけの接触面積で表される。
【００４６】
一方、磁気ディスク表面１６ａには潤滑剤８８が塗ってあるため、突起７９の周りにメニスカス７５ができ、ゆえに吸着力８４が生じる。ここでメニスカスはいわゆる「トウ・ディッピング」の状態を示したが、「ピル・ボックス」の状態もあり得る。スライダの接触面積全体における吸着力７４は、個々の突起７９の吸着力×突起の密度×見かけの接触面積で表される。
【００４７】
個々の突起７９の吸着力Ｆｍは、「トウ・ディッピング」の場合、以下の式で表される。  
Ｆｍ＝２πRγ (1 + cos θ) Ｎ０（ｈ０，Ａ，Ｄ)  
ここで、Ｒ：突起半径、  γ： 接触角、  
Ｎ０（ｈ０，Ａ，Ｄ)：突起数（潤滑剤厚さｈ０、接触面積Ａ、突起密度の関数Ｄ）
よって、吸着力Ｆｍを小さくするためには、（１）磁気ディスクに塗布された潤滑剤の厚さを小さくする、（２）磁気ディスクおよびスライダの突起の密度を小さくする、（３）スライダの接触面積を小さくするなどの方法が考えられる。ただし、潤滑剤の厚さを小さくすると、その被覆率が悪化し、ディスク全面をカバーできないなどの弊害がある。磁気ディスク表面の突起密度は、ディスクの材質および製造方法で決まってしまう。また、近年の高記録密度磁気ディスクにおいては、突起密度が小さく、かつ突起高さが小さいディスクが、記録再生信号の品質を高めるという点で好ましく、これは吸着力を低減するのと逆の方向となっている。
【００４８】
そこで本実施形態では、スライダ４２の接触面積を小さくしている。スライダ４２の接触面積を小さくする方法の一つは、磁気ディスク１６に接触する部分のＡＢＳ面の面積を小さくする方法である。図４に示すように、スライダ４２の内、磁気ディスクに接触しやすい部分、すなわちトレーリングパッド６６の下流端側のエッジは、ピッチング角がついているため、浮上量が一番低くなる。また、レール部４６の下流側端は、スライダ４２のロールがつくと最低浮上点になりうる場所である。そこで、トレーリングパッド６６の下流端側のエッジ、およびレール部４６の下流側端の面積を小さし、磁気ディスクとの接触面積は小さくしている。しかし、これらの場所は同時に大きな圧力が発生している部分でもあるため、このように面積を小さくするとスライダ４２を支える空気膜力が低下してしまう。トレーリングエッジの圧力が低下すると、浮上量が下がってしまう。レール部４６の圧力が低下すると、ロール方向の剛性が下がり、不安定となる。
【００４９】
耐衝撃性能を満たすためのヘッド荷重１ｇｆ以上の条件において、周速が遅く、空気膜の圧力が出にくい小径磁気ディスク用のヘッドスライダでは、トレーリングステップ部５６およびトレーリングパッド６６の表面積を大きくして、大きな荷重を支える必要がある。それゆえ、浮上量低下およびロール剛性不足に加えて、耐衝撃の観点からもパッド面積を小さくすることは好ましくない。
【００５０】
本実施形態によれば、スライダ４２において、トレーリングパッド６６上面の表面積は、ディスク対向面４３全体の表面積に対して１．５％以上、望ましくは、２〜５％に形成されている。
【００５１】
そこで、発生圧力をあまり変えずに接触面積を小さくすることが重要となるが、その方法はスライダ４２の材料が主にＡｌＴｉＣと呼ばれる多結晶材で形成されていることを利用して、ＡｌとＴｉＣのエッチングレートの差を利用して凹凸をつける方法で、一般にこの凹凸はマイクロテクスチャと呼ばれている。図８にＡｌとＴｉＣのエッチングレートの差を利用してスライダ４２のディスク対向面４３にマイクロテクスチャをつけた例を示す。図８が１μｍ×１μｍ視野の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）画像、図９が図８の断面図の一例である。図８では、黒い部分と白い部分に分かれるが、これはそれぞれＡｌとＴｉＣを示している。一般的なＡｌＴｉＣスライダでは、その面積比は約ＴｉＣ：Ａｌ＝３：７である。
【００５２】
一方、図９の断面図では、８６がＡｌ、８７がＴｉＣを示しており、この例ではＡｌとＴｉＣの段差（マイクロテクスチャの深さ）がおおよそ２ｎｍ以上となっている。マイクロテクスチャでは、ＡｌＴｉＣ材におけるＡｌとＴｉＣの組成比（上記面積比と同じ）がほぼ決まっているため、吸着力をコントロールするためには、その深さをコントロールする必要がある。マイクロテクスチャの深さを測る方法の一つは、ＡＦＭでスライダ４２の表面を測定し、その断面図を見て評価する方法であるが、この方法だと非常に小さい面積の深さしか調べることができない。よって、深さ測定には図１０に示すようなＡＦＭ視野全体の高さのベアリングカーブを算出し、その２つのピークの間隔を測る方法が好ましい。ここで２つのピークというのは、それぞれマイクロテクスチャの凹部および凸部の高さに相当している。 
以下の表３及び表４に、マイクロテクスチャを適用した場合および適用しない場合の、３種類のディスク径のＨＤＤの周速およびＴＤ・ＴＯテストの結果をそれぞれ示す。表３がマイクロテクスチャを適用しない場合、表４がマイクロテクスチャを適用した場合である。これらの表から、マイクロテクスチャを適用したことによるタッチダウン気圧とテイクオフ気圧の差（ＴＯ−ＴＤ）の減少分は、ディスク径が小さく周速が遅い方が、より大きいことがわかる。
【表３】
2006120228.tif 000005
【００５３】
【表４】
2006120228.tif 000006
【００５４】
一般的に、磁気ディスク装置の信頼性を満たすテイクオフ気圧が約０．７ａｔｍ（これは装置で保障する高度３０００ｆｔでの気圧とほぼ等しい）であることを考えると、０．８５インチに代表される１インチ以下の小径磁気ディスクドライブでは、マイクロテクスチャを適用して吸着力を低減させないと、それを満足しないことがわかる。
【００５５】
以下の表５に、マイクロテクスチャの深さを変化させたときのＴＤ・ＴＯテスト結果を示す。マイクロテクスチャ深さが０．８ｎｍでは効果がないが、これは０．８ｎｍでは深さが足りなくて、潤滑剤の這い上がりがマイクロテクスチャの凹部まで達していて、吸着面積が大きくなってしまうためである。
【表５】
2006120228.tif 000007
【００５６】
一方、マイクロテクスチャの深さが２ｎｍ程度あると効果があり、４ｎｍは２ｎｍとほとんど変わらない。これは、２ｎｍ以上では前述の潤滑剤の這い上がり凹部に達しないためだと考えられる。よって、マイクロテクスチャ深さは、前述のベアリングカーブでの評価で２ｎｍ程度が望ましい。
【００５７】
以上のように構成されたＨＤＤによれば、直径が１インチ以下の小径の磁気ディスクを用いた場合でも、減圧時におけるスライダの空気膜力を維持し、マイクロテクスチャ加工を施すことにより、スライダとディスク表面との吸着を抑制することができる。これにより、減圧時におけるヘッドの振動を抑制し、安定性および信頼性の向上したディスク装置を得ることができる。
【００５８】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００５９】
スライダにおけるリーディングステップ部、トレーリングステップ部、各パッドの形状および寸法等は上述した実施形態に限定されることなく、必要に応じて変更可能である。また、磁気ディスクの枚数、磁気ヘッドの数は必要に応じて増加可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、この発明の実施形態に係るＨＤＤを示す平面図。
【図２】図２は、上記ＨＤＤにおける磁気ヘッド部分を拡大して示す側面図。
【図３】図３は、上記磁気ヘッドにおけるスライダのディスク対向面側を示す斜視図。
【図４】図４は、上記スライダのディスク対向面側を示す平面図。
【図５】図５は、径の異なるディスクの半径位置と周速との関係を示す図。
【図６】図６は、磁気ヘッドのスライダと磁気ディスク表面とが接触した状態を概略的に示す図。
【図７】図７は、磁気ヘッドのスライダと磁気ディスク表面との接触部を拡大して概略的に示す図。
【図８】図８は、マイクロテクスチャが施されたスライダの一部を拡大して示す図。
【図９】図９は、図８に示すスライダの一部を示す断面図。
【図１０】図１０は、マイクロテクスチャの深さとベアリング領域との関係を示す図。
【符号の説明】
【００６１】
１２…ケース、  １６…磁気ディスク、  １８…スピンドルモータ
２２…キャリッジアッセンブリ、  ２６…軸受部、  ３２…アーム、
３８…サスペンション、  ４０…磁気ヘッド、  ４２…スライダ、
４３…ディスク対向面、  ４４…ヘッド部、  ４６…レール部、
５０…リーディングステップ部、  ５４…負圧チェンバ、
５６…トレーリングステップ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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