(57)【要約】【課題】パッド面への潤滑剤の付着を抑制することが可能なヘッドスライダを提供する。【解決手段】流出側パッド面１１ｂの端１１ｐと深溝面１３の端１３ｐとの間に形成される、気体流の流出側を向く壁面１４ａが、流出側パッド面１１ｂ外に中心１５ｃが定められ、流出側パッド面１１ｂに対する深溝面１３の深さと同じ半径ｈを有し、流出側パッド面１１ｂの端１１ｐから深溝面１３と同じ深さに至る４分の１の円周面１５ｒと一致する若しくはそれよりも中心側に位置する。【選択図】図３
2011003236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクの回転により生じる気体流を受けて、前記磁気ディスク上に浮上するヘッドスライダであって、
前記磁気ディスクに対向するディスク対向面は、
深溝面と、
前記気体流の流出側で前記深溝面と隣り合って設けられ、前記深溝面より前記磁気ディスク側に突出する流出側パッド面と、
を少なくとも含み、
前記流出側パッド面の端と前記深溝面の端との間に形成される壁面のうち、少なくとも前記気体流の流出側を向く壁面が、前記流出側パッド面外に中心が定められ、前記流出側パッド面に対する前記深溝面の深さと同じ半径を有し、前記流出側パッド面の端から前記深溝面と同じ深さに至る４分の１の円周面と一致する若しくはそれよりも前記中心側に位置する、
ことを特徴とするヘッドスライダ。
【請求項２】
前記壁面が前記４分の１の円周面側に凹む、
請求項１に記載のヘッドスライダ。
【請求項３】
前記壁面が変曲点を有さない、
請求項１に記載のヘッドスライダ。
【請求項４】
前記ディスク対向面は、
前記流出側パッド面の前記気体流の流入側に設けられ、前記パッド面と前記深溝面との間の深さを有する軸受面、
を更に含み、
前記軸受面の端と前記深溝面の端との間に形成される壁面のうち、少なくとも前記気体流の流出側を向く壁面が、前記軸受面外に中心が定められ、前記軸受面に対する前記深溝面の深さと同じ半径を有し、前記軸受面の端から前記深溝面と同じ深さに至る４分の１の円周面と一致する若しくはそれよりも前記中心側に位置する、
請求項１に記載のヘッドスライダ。
【請求項５】
請求項１に記載のヘッドスライダを備えることを特徴とする磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドスライダ及び磁気ディスク装置に関し、特には、ヘッドスライダのディスク対向面の形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置では、磁気ディスクの回転により生じる気体流を受けて浮上するヘッドスライダによって、データの読み書きが行われる。こうした磁気ディスクの表面には、ヘッドスライダとの衝突による機械的損傷や、腐食などの化学的損傷、不純物の付着などを防止するために、潤滑剤が塗布されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＵＳ２００７／６０４８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では、ヘッドスライダの浮上量が著しく低減されているため、磁気ディスクに塗布された潤滑剤がヘッドスライダに付着することが問題となっている。特に、ヘッドスライダのディスク対向面には、磁気ディスク側に突出し、浮上力を生み出すパッド面が設けられており、このパッド面に潤滑剤が付着すると、ヘッドスライダの浮上量が変動するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであり、パッド面への潤滑剤の付着を抑制することが可能なヘッドスライダ及び磁気ディスク装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のヘッドスライダは、磁気ディスクの回転により生じる気体流を受けて、前記磁気ディスク上に浮上するヘッドスライダであって、前記磁気ディスクに対向するディスク対向面は、深溝面と、前記気体流の流出側で前記深溝面と隣り合って設けられ、前記深溝面より前記磁気ディスク側に突出する流出側パッド面と、を少なくとも含み、前記流出側パッド面の端と前記深溝面の端との間に形成される壁面のうち、少なくとも前記気体流の流出側を向く壁面が、前記流出側パッド面外に中心が定められ、前記流出側パッド面に対する前記深溝面の深さと同じ半径を有し、前記流出側パッド面の端から前記深溝面と同じ深さに至る４分の１の円周面と一致する若しくはそれよりも前記中心側に位置する、ことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の一実施形態では、前記壁面が前記４分の１の円周面側に凹む。
【０００８】
また、本発明の一実施形態では、前記壁面が変曲点を有さない。
【０００９】
また、本発明の一実施形態では、前記ディスク対向面は、前記流出側パッド面の前記気体流の流入側に設けられ、前記パッド面と前記深溝面との間の深さを有する軸受面、を更に含み、前記軸受面の端と前記深溝面の端との間に形成される壁面のうち、少なくとも前記気体流の流出側を向く壁面が、前記軸受面外に中心が定められ、前記軸受面に対する前記深溝面の深さと同じ半径を有し、前記軸受面の端から前記深溝面と同じ深さに至る４分の１の円周面と一致する若しくはそれよりも前記中心側に位置する。
【００１０】
また、本発明の磁気ディスク装置は、上記本発明のヘッドスライダを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明者らが研究を重ねた結果、次のことが判明した。磁気ディスクに塗布された潤滑剤は、気体流出側の外方からディスク対向面に流れ込む気体流の影響によって、深溝面の気体流出側の端部に付着しやすい。そして、ヘッドスライダが磁気ディスク上から退避すると、深溝面に付着した潤滑剤は、まず、流出側パッド面との境界に形成される谷状の角部の全体に毛細管効果により広がって蓄積し、その後、流出側パッド面上に這い上がる。
【００１２】
そこで、本発明では、流出側パッド面の端と深溝面の端との間に形成される壁面を上記のように構成することによって、毛細管効果による潤滑剤の広がりを抑制する。これにより、流出側パッド面への潤滑剤の這い上がりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るヘッドスライダの下面図である。
【図３】同ヘッドスライダの要部を拡大した断面図である。
【図４】潤滑剤の蓄積に係る説明図である。
【図５Ａ】潤滑剤の蓄積に係る説明図である。
【図５Ｂ】潤滑剤の蓄積に係る説明図である。
【図６】潤滑剤の蓄積に係る説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のヘッドスライダ及び磁気ディスク装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、磁気ディスク装置１の平面図である。同図では、トップカバーの図示が省略されている。磁気ディスク装置１の筐体には、磁気ディスク２及びヘッドアッセンブリ４が収納されている。磁気ディスク２は、筐体の底部に設けられたスピンドルモータ３に取り付けられている。ヘッドアッセンブリ４は、磁気ディスク２の隣で旋回可能に支承されている。このヘッドアッセンブリ４の先端側には、サスペンションアーム５が設けられ、その先端部にヘッドスライダ１０が支持されている。他方、ヘッドアッセンブリ４の後端部には、ボイスコイルモータ７が設けられている。
【００１６】
磁気ディスク２の外周付近には、ロード・アンロード方式を実現するランプ部９が設けられている。ヘッドスライダ１０が磁気ディスク２上から退避する際には、サスペンションアーム５の先端がランプ部９に乗り上がる。他方、ヘッドスライダ１０が磁気ディスク２上に進行する際には、サスペンションアーム５の先端がランプ部９から滑り落ちる。なお、これに限られず、ＣＳＳ（Contact Start Stop）方式が採用されてもよい。
【００１７】
図２は、ヘッドスライダ１０の下面図である。Ｘ方向は、ヘッドスライダ１０の長さ方向であり、磁気ディスク２の周方向に対応する。Ｙ方向は、ヘッドスライダ１０の幅方向であり、磁気ディスク２の径方向に対応する。Ｚ方向は、ヘッドスライダ１０の厚さ方向であり、ヘッドスライダ１０の浮上方向に対応する。また、図２中の矢印ｆｉ及び矢印ｆｏは、気体流が流入する側（気体流入側）及び気体流が流出する側（気体流出側）をそれぞれ表す。
【００１８】
ヘッドスライダ１０は、例えば長さ１．２５ｍｍ，幅１．０ｍｍ，厚さ０．３ｍｍ程度の略直方体状（ピコスライダと呼ばれる大きさ）に形成される。また、ヘッドスライダ１０は、例えば長さ０．８５ｍｍ，幅０．７ｍｍ，厚さ０．２３ｍｍ程度の略直方体状（フェムトスライダと呼ばれる大きさ）であってもよいし、他の大きさであってもよい。
【００１９】
ヘッドスライダ１０は、アルミナとチタンカーバイトの焼結体（いわゆるアルチック）からなるスライダ基板１８と、このスライダ基板１８の気体流出側ｆｏの端面に形成された薄膜積層部１９とを有している。この薄膜積層部１９は、アルミナからなる薄膜が積層されることで形成され、記録再生ヘッド２１を含んでいる。
【００２０】
ヘッドスライダ１０の、磁気ディスク２と対向するディスク対向面１０ａには、ＡＢＳ（Air Bearing Surface）が形成されており、ヘッドスライダ１０は、磁気ディスク２の回転により生じる気体流を受けて、磁気ディスク２上に近接浮上する。このディスク対向面１０ａは、実質的に平行で深さの異なる複数種類の面で構成される。こうしたディスク対向面１０ａの形状は、例えばイオンミリング又はエッチング等により形成される。
【００２１】
具体的には、ディスク対向面１０ａは、主に、磁気ディスク２に最も近づくパッド面１１ａ，１１ｂと、それよりも深いステップ軸受面１２ａ〜１２ｃと、それよりも更に深い深溝面１３と、を含んでいる。例えば、パッド面１１ａ，１１ｂを基準とするステップ軸受面１２ａ〜１２ｃの深さは約１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下程度であり、深溝面１３の深さは約１μｍ以上程度である。ディスク対向面１０ａの形状は、図示の態様に限定されず、任意のＡＢＳを適用できる。
【００２２】
このうち、気体流入側ｆｉに位置するパッド面１１ａ（以下、流入側パッド面１１ａという。）は、幅方向に広がってＣ字状に設けられており、気体流出側ｆｏに位置するパッド面１１ｂ（以下、流出側パッド面１１ｂという。）は、気体流出側ｆｏの端部の幅方向の中央部に設けられている。磁気ディスク２の回転によって生じる空気流は、ステップ軸受面１２ａ〜１２ｃや深溝面１３からパッド面１１ａ，１１ｂに進入する際に、先窄まりの流路により圧縮されて、正圧（磁気ディスク２から離れる方向の気体圧力）を発生させる。
【００２３】
流出側パッド面１１ｂは、気体流入側ｆｉの辺が長辺、気体流出側ｆｏの辺が短辺とされた台形状の形状を有している。気体流出側ｆｏの辺は、ディスク対向面１０ａの気体流出側ｆｏの端から離れており、その間には深溝面１３が位置している。流出側パッド面１１ｂには、記録再生ヘッド２１の端面が現れている。ヘッドスライダ１０は、気体流入側ｆｉより気体流出側ｆｏが磁気ディスク２に近づくように傾いた姿勢で浮上することから、流出側パッド面１１ｂが最も磁気ディスク２に近づく。
【００２４】
流出側パッド面１１ｂの気体流入側ｆｉには、幅方向の中央部が気体流入側ｆｉに延びたステップ軸受面１２ｂが隣接している。これら流出側パッド面１１ｂ及びステップ軸受面１２ｂは、深溝面１３に囲まれており、深溝面１３よりも磁気ディスク２側に突出している。磁気ディスク２の回転によって生じる空気流は、パッド面１１ａ，１１ｂやステップ軸受面１２ａ〜１２ｃから深溝面１３に進入する際に、流路の拡大によって、負圧（磁気ディスク２に近づく方向の気体圧力）を発生させる。
【００２５】
深溝面１３の気体流出側ｆｏの端部では、ディスク対向面１０ａを気体流出側ｆｏに流れる気体流と、気体流出側ｆｏの外方からディスク対向面１０ａに流れ込む気体流とが衝突するため、磁気ディスク２に塗布された潤滑剤が付着しやすい。流出側パッド面１１ｂ及びステップ軸受面１２ｂと、深溝面１３との境界に谷状の角部が形成されている場合、深溝面１３に付着した潤滑剤は、毛細管効果により角部全体に広がって、流出側パッド面１１ｂ及びステップ軸受面１２を取り囲むように蓄積され、その後、これらの上に這い上がってしまう。
【００２６】
そこで、本実施形態では、流出側パッド面１１ｂ及びステップ軸受面１２ｂと、深溝面１３との境界を構成する壁面のうち、少なくとも気体流出側ｆｏを向く壁面１４ａ〜１４ｃに円周状の形状を持たせることによって、毛細管効果による潤滑剤の広がりを抑制している。なお、以下の説明では、壁面１４ａを代表として説明しているが、他の壁面１４ｂ〜１４ｃも同様の形状を有するものとする。
【００２７】
図３は、ヘッドスライダ１０の要部を拡大した断面図である。同図は、流出側パッド面１１ｂの気体流出側ｆｏに位置する壁面１４ａを通るように、ヘッドスライダ１０をＸＺ平面で切断したときの断面図である。この壁面１４ａは、流出側パッド面１１ｂの端１１ｐと深溝面１３の端１３ｐとの間に設けられ、円周状の形状を有している。
【００２８】
図３中の二点差線は、流出側パッド面１１ｂに対する深溝面１３の深さｈと同じ半径ｈの、４分の１の円周面１５ｒを表す。この４分の１の円周面１５ｒは、流出側パッド面１１ｂの端１１ｐから深溝面１３と同じ深さに至っている。この４分の１の円周面１５ｒの中心１５ｃは、流出側パッド面１１ｂの延長上に定められている。具体的には、中心１５ｃは、流出側パッド面１１ｂの端１１ｐから上記深さｈと同じ距離ｈだけ離れた、深溝面１３から高さｈの位置に定められている。
【００２９】
壁面１４ａは、この４分の１の円周面１５ｒよりも中心１５ｃ側に位置するように形成されている。具体的には、壁面１４ａは、流出側パッド面１１ｂの端１１ｐから深溝面１３の端１３ｐまで延びており、その全ての範囲で４分の１の円周面１５ｒと一致するか若しくはそれよりも中心１５ｃ側に位置している。この壁面１４ａのＸ方向に沿った長さは、上記深さｈよりも長く、このため、深溝面１３の端１３ｐは、４分の１の円周面１５ｒの下端よりも流出側パッド面１１ｂの端から離れて位置している。
【００３０】
このように、本実施形態では、壁面１４ａが４分の１の円周面１５ｒよりも中心１５ｃ側に位置するように形成されているので、毛細管効果による潤滑剤の広がりが抑制され、その結果、流出側パッド面１１ｂの端１１ｐ付近での潤滑剤の蓄積が抑制される。なお、こうした態様に限られず、壁面１４ａの形状は、４分の１の円周面１５ｒと一致していてもよいし、４分の１の円周面１５ｒよりも中心１５ｃ側にあれば平面状に形成されてもよい。
【００３１】
また、本実施形態では、壁面１４ａ（具体的には、図３中に示される、流出側パッド面１１ｂの端１１ｐから深溝面１３の端１３ｐに至る壁面１４ａの輪郭）が、変曲点を有さず、４分の１の円周面１５ｒと同じ側に凹んだ円周状の形状を有しているので、壁面１４ａの中途や深溝面１３の端１３ｐなどに潤滑剤が溜まる角や窪み等が形成されることが抑制される。
【００３２】
なお、こうした壁面１４ａの形状は、レーザーアブレーション加工により作成した３次元パターニングマスクを利用することで実現可能である。３次元パターニングマスクは、例えば、パターンを表すレーザー光を集光するレンズを光軸方向に移動させ、マスクに照射されるパターンを拡大・縮小させることで、作成される。そして、この３次元パターニングマスクを用いてイオンミリング等を行うことによって、上記のような壁面１４ａを得ることができる。
【００３３】
以下、潤滑剤の蓄積のメカニズムについて説明する。図４は、潤滑剤の蓄積に係る説明図である。流出側パッド面１１１ｂに対する深溝面１１３の深さはｈ［μｍ］であり、壁面１１４ａと深溝面１１３が為す角度はθ［°］である。θは、通常のプロセスにより生じる角度であり、例えば最大で１３５°程度である。壁面１１４ａと深溝面１１３が為す角部には、毛細管効果により潤滑剤Ｌのメニスカスが生じる。ここで、深溝面１１３に蓄積する潤滑剤の膜厚をｔ［ｎｍ］とするとき、潤滑剤Ｌのメニスカス半径Ｒは、ラプラス圧と分離圧とのつり合いから、下記数式１で与えられる。
【００３４】
【数１】
2011003236.tif 000003
【００３５】
ここで、γは、潤滑剤の表面エネルギーであり、例えば０．０３［ｍＮ／ｍ］である。Ａは、ハマカー定数であり、例えば５×１０−２０［Ｊ］である。このように、メニスカス半径Ｒは、深溝面１１３に蓄積する潤滑剤の膜厚ｔの３乗に比例する。
【００３６】
図５Ａは、θ＝９０°のときの潤滑剤Ｌのメニスカスの態様を表す図であり、図５Ｂは、このときの潤滑剤Ｌのメニスカス断面積Ｓとメニスカス半径Ｒとの関係を表すグラフである。メニスカス半径Ｒが深さｈよりも小さいときには（Ｒ＜ｈ）、メニスカス断面積Ｓは、メニスカス半径Ｒの２乗に比例して増加する。他方、メニスカス半径Ｒが深さｈよりも大きいときには（Ｒ＞ｈ）、潤滑剤Ｌは深溝面１３側に広がって蓄積するようになるため、メニスカス断面積Ｓの増加率は低下する。
【００３７】
これより、上記図３に示されるよう、壁面１４ａが４分の１の円周面１５ｒと一致する若しくはそれよりも中心１５ｃ側に位置することで、壁面１４ａへの潤滑剤の蓄積が抑制されることがわかる。
【００３８】
図６は、壁面１１４ａに円周形状を持たせたときの、壁面１１４ａの曲率半径と、潤滑剤Ｌのメニスカス断面積Ｓとの関係を表すグラフである。図中の破線は、円周形状がないとき、すなわちθ＝９０°（図５Ａを参照）のときの潤滑剤Ｌのメニスカス断面積Ｓを表している。壁面１１４ａに円周形状を持たせた場合、壁面１１４ａの曲率半径が増加するのに従って、潤滑剤Ｌのメニスカス断面積Ｓを低減できることがわかる。壁面１１４ａの曲率半径が深さｈと同じになったとき、メニスカス断面積Ｓは６０％程度低減される。このため、壁面１１４ａの曲率半径は深さｈ以上とすることが好ましい。他方、壁面１１４ａの曲率半径が増加しすぎると、流出側パッド面１１ｂに働く浮上力が増大するため、留意が必要である。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。
【符号の説明】
【００４０】
１  磁気ディスク装置、２  磁気ディスク、３  スピンドルモータ、４  ヘッドアッセンブリ、５  サスペンションアーム、７  ボイスコイルモータ、９  ランプ部、１０  ヘッドスライダ、１０ａ  ディスク対向面、１１ａ  流入側パッド面、１１ｂ  流出側パッド面、１１ｐ  端、１２ａ〜１２ｃ  ステップ軸受面、１３  深溝面、１３ｐ  端、１４ａ〜１４ｃ  壁面、１５ｃ  中心、１５ｒ  ４分の１の円周面、１８  スライダ基板、１９  薄膜積層部、２１  記録再生ヘッド、１１１ｂ  流出側パッド面、１１３  深溝面、１１４ａ  壁面。
【図１】
2011003236.tif 000004
【図２】
2011003236.tif 000005
【図３】
2011003236.tif 000006
【図４】
2011003236.tif 000007
【図５Ａ】
2011003236.tif 000008
【図５Ｂ】
2011003236.tif 000009
【図６】
2011003236.tif 000010