(57)【要約】【課題】走行中の最小動的応答および空気支持共振を有するヘッドジンバルアセンブリの製造方法および装置を提供し、浮上高さの所望の均一の破壊を最小化することを実現する。【解決手段】ヘッドジンバルアセンブリは、スライダの少なくとも１つの空気支持面と、少なくとも１つのサスペンションアセンブリとを具備し、スライダの少なくとも１つの空気支持面および少なくとも１つのサスペンションアセンブリを個々にモデル化する。さらに、スライダの少なくとも１つの空気支持面の１つと少なくとも１つのサスペンションアセンブリの１つとをマッチングして空気支持共振およびシステム動的応答を改良する。【選択図】図６ａ
2008234827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライダの少なくとも１つの空気支持面をモデル化するステップと、
前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面のモデル化とは分離して少なくとも１つのサスペンションアセンブリを独立にモデル化するステップと、および
前記２つのモデル化する動作に応じてヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振およびシステム動的応答を最小にするステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記最小にするステップは、前記２つのモデルの結果を比較して前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の共振ピークと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの共振ピークとの重複を決定するステップをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記最小にするステップは、前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の１つと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの１つとをマッチングするステップをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記マッチングするステップは空気支持共振を１０ｋＨｚから２５０ｋＨｚで最小化するように行われる請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の前記１つと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの前記１つとをマッチングするステップは、前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の前記１つの共振モードと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの前記１つの共振モードとの重複を避けるように行われる請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記ヘッドジンバルアセンブリは、前記空気支持共振およびシステム動的応答を改良する減衰材料をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振およびシステム動的応答を予測するステップをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項８】
スライダの少なくとも１つの空気支持面と、
少なくとも１つのサスペンションアセンブリと
を備え、
前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面および前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリをモデル化してヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振およびシステム動的応答を最小にする装置。
【請求項９】
前記２つのモデルの結果を比較して前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の共振ピークと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの共振ピークとの重複を決定することをさらに備える請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の１つと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの１つとをマッチングすることをさらに備える請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記マッチングすることは空気支持共振を１０ｋＨｚから２５０ｋＨｚで最小化するように行われる請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記マッチングすることは、前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の前記１つの共振モードと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの前記１つの共振モードとの重複を避けるように行われる請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記空気支持共振およびシステム動的応答を改良する減衰材料をさらに備える請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記ヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振およびシステム動的応答を予測することをさらに備える請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
データを含むディスクと、
ベースに結合され該ベースに対して前記ディスクを回転させるスピンドルモータと、
軸の回りの回転を促進するピボットアセンブリと、
スライダと、
ヘッドジンバルアセンブリと、
を備えるシステムであって、
前記ヘッドジンバルアセンブリが、
記憶ディスク上に前記スライダを位置決めするアクチュエータアームと、
該アクチュエータアームを回転させるアクチュエータ駆動機構と、
スライダの少なくとも１つの空気支持面と、
前記スライダを前記アクチュエータアームに結合させる少なくとも１つのサスペンションアセンブリと、
をさらに備え、
前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面および前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリをモデル化してヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振およびシステム動的応答を最小にするシステム。
【請求項１６】
前記２つのモデルの結果を比較して前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の共振ピークと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの共振ピークとの重複を決定することをさらに備える請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の１つと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの１つとをマッチングすることをさらに備える請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記マッチングすることは空気支持共振を１０ｋＨｚから２５０ｋＨｚで最小化するように行われる請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記マッチングすることは、前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の前記１つの共振モードと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの前記１つの共振モードとの重複を避けるように行われる請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記空気支持共振およびシステム動的応答を改良する減衰材料をさらに備える請求項１５に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振およびシステム動的応答を予測することをさらに備える請求項１５に記載のシステム。
【請求項２２】
接触事故に応答してヘッドジンバルアセンブリのスライダから該ヘッドジンバルアセンブリのサスペンション上に第１の効果を識別するステップと、
前記サスペンションから前記スライダ上に第２の効果を識別するステップと、
を備える方法。
【請求項２３】
前記第１の効果および前記第２の効果に基づき前記ヘッドジンバルアセンブリをモデル化するステップをさらに備える請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の効果および前記第２の効果に応答してヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振およびシステム動的応答を最小化するステップをさらに備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の効果を識別するステップおよび前記第２の効果を識別するステップを繰り返すステップを備える請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記繰り返すステップは前記ヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振およびシステム動的応答を最小にする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の効果および前記第２の効果は共振効果である請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
前記スライダの少なくとも１つの空気支持面をモデル化するステップと、
前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面のモデル化とは分離して前記サスペンションアセンブリを独立にモデル化するステップと、
前記２つのモデル化に応じてヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振およびシステム動的応答を最小にするステップと、
を備える請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
前記最小にするステップは、前記２つのモデルの結果を比較して前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の共振ピークと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの共振ピークとの重複を決定することを具備する請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記最小にするステップは、前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の１つと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの１つとをマッチングするステップをさらに備える請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記マッチングするステップは、空気支持共振を１０ｋＨｚから２５０ｋＨｚで最小化するように行われる請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
前記マッチングするステップは、前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の前記１つの共振モードと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの前記１つの共振モードとの重複を避けるように行われる請求項２２に記載の方法。
【請求項３３】
前記ヘッドジンバルアセンブリは、前記空気支持共振およびシステム動的応答を改良する減衰材料をさらに備える請求項２２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振およびシステム動的応答を予測することをさらに備える請求項２２に記載の方法。
【請求項３５】
スライダの少なくとも１つの空気支持面と、
少なくとも１つのサスペンションアセンブリと、
を備え、
前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面および前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリを、接触事故に応答してヘッドジンバルアセンブリのスライダから前記ヘッドジンバルアセンブリのサスペンション上に第１の効果を識別しおよび前記サスペンションから前記スライダ上に第２の効果を識別することによりモデル化する装置。
【請求項３６】
前記第１の効果および前記第２の効果に基づき前記ヘッドジンバルアセンブリをモデル化することをさらに備える請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記第１の効果および前記第２の効果に応答してヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振およびシステム動的応答を最小化することをさらに備える請求項３５に記載の装置。
【請求項３８】
前記第１の効果を識別することおよび前記第２の効果を識別することを繰り返すことを備える請求項３５に記載の装置。
【請求項３９】
前記繰り返すことは、前記ヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振およびシステム動的応答を最小にすることである請求項３５に記載の装置。
【請求項４０】
前記第１の効果および前記第２の効果は共振効果である請求項３５に記載の装置。
【請求項４１】
前記スライダの少なくとも１つの空気支持面をモデル化することと、
前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面のモデル化とは分離して独立に前記サスペンションアセンブリをモデル化することと、
前記２つの独立したモデル化に応じてヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振およびシステム動的応答を最小にすることと、
をさらに備える請求項３５に記載の装置。
【請求項４２】
前記最小にすることは、前記２つのモデルの結果を比較して前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の共振ピークと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの共振ピークとの重複を決定することをさらに備える請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記最小にすることは、前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の１つと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの１つとをマッチングして、ヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振及びシステム動的応答を最小化することをさらに備える請求項４１に記載の装置。
【請求項４４】
前記マッチングすることは、空気支持共振を１０ｋＨｚから２５０ｋＨｚで最小化するように行われる請求項４１に記載の装置。
【請求項４５】
前記マッチングすることは、前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の前記１つの共振モードと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの前記１つの共振モードとの重複を避けるように行われる請求項３５に記載の装置。
【請求項４６】
前記ヘッドジンバルアセンブリは、前記空気支持共振およびシステム動的応答を改良する減衰材料をさらに備える請求項３５に記載の装置。
【請求項４７】
前記ヘッドジンバルアセンブリの空気支持共振およびシステム動的応答を予測することをさらに備える請求項３５に記載の装置。
【請求項４８】
データを含むディスクと、
ベースに結合され該ベースに対して前記ディスクを回転させるスピンドルモータと、
軸の回りの回転を促進するピボットアセンブリと、
スライダと、
ヘッドジンバルアセンブリであって、
記憶ディスク上に前記スライダを位置決めするアクチュエータアームと、
該アクチュエータアームを回転させるアクチュエータ駆動機構と、
スライダの少なくとも１つの空気支持面と、
前記スライダを前記アクチュエータアームに結合させる少なくとも１つのサスペンションアセンブリと
をさらに備えるヘッドジンバルアセンブリと、
を備えるシステムであって、
前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面および前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリを、接触事故に応答してヘッドジンバルアセンブリのスライダから該ヘッドジンバルアセンブリのサスペンション上に第１の効果を識別しおよび前記サスペンションから前記スライダ上に第２の効果を識別することによりモデル化するシステム。
【請求項４９】
前記モデル化することは、前記２つのモデルの結果を比較して前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の共振ピークと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの共振ピークとの重複を決定することを備える請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の１つと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの１つとをマッチングして空気支持共振およびシステム動的応答を最小にする請求項４８に記載のシステム。
【請求項５１】
前記マッチングすることは、空気支持共振を１０ｋＨｚから２５０ｋＨｚで最小化するように行われる請求項５０に記載のシステム。
【請求項５２】
前記マッチングすることは、前記スライダの前記少なくとも１つの空気支持面の前記１つの共振モードと前記少なくとも１つのサスペンションアセンブリの前記１つの共振モードとの重複を避けるように行われる請求項５０に記載のシステム。
【請求項５３】
前記空気支持共振およびシステム動的応答を改良する減衰材料をさらに備える請求項４８に記載のシステム。
【請求項５４】
さらに、前記ヘッドジンバルの空気支持共振およびシステム動的応答を予測することを具備する請求項４８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハードディスクドライブアセンブリに用いられるヘッドジンバルアセンブリに関する。特に、本発明はより良い動的性能を有する最適化ヘッドジンバルアセンブリ設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ハードディスクドライブ産業は家庭用電化製品環境において大きな成功を収めている。この成功の主な理由の１つは形状要因（ｆｏｒｍ  ｆａｃｔｏｒｓ）を減少させる消費者の要求を反映する記憶容量の増大を達成している能力である（たとえば、携帯用音楽プレイヤー用の１インチ以下ディスクでは１Ｇｂを超えている）。これまで、このような進歩は競合品（たとえば、フラッシュメモリ）に比べて最小コストで達成してきている。
【０００３】
しかしながら、このような進歩をし続けることは発生する設計上および製造上の困難を克服し続けることが要求される。このような困難はドライブレベルおよび部品上のレベルの両方において発見し得る。
【０００４】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、通常、コンピュータの主要な記憶ユニットとして用いられる。一般に、ＨＤＤは回転中のディスクに記憶されたディジタル情報を検索および格納することによって動作する。この検索および格納（つまり、“読出し”および“書込み”）は“サスペンション”に装着されたセラミック“スライダ”に組み込まれた磁気“ヘッド”によってなされる。スライダおよびサスペンションの組合せ構造は、通常、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）と呼ばれる。
【０００５】
代表的なスライダ本体は図１に示される。図１に示すように、通常のスライダ１０４用として知られる空気支持面（ＡＢＳ）設計１０２はディスクに対向するスライダ表面の外縁に沿って延伸する１対のレール１０６および１０８を用いて形成することができる。たとえば、２つのレール１０６および１０８は前縁１１０から後縁１１２までのスライダ本体長さの少なくとも一部を走行する。前縁１１０は、後縁１１２に向ってスライダ１０４の長さを走行させる前に回転中のディスクが通過するスライダの縁として規定される。典型的には、トランスデューサつまり磁気素子１１４は図１に示されるスライダの後縁１１２に沿うどこかの位置において装着される。
【０００６】
代表的なスライダの動作は図２に示される。サスペンション２０４は矢印２１０に示される方向に移動する（縁２０８を有する）移動ディスク２０６上のヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）２０２を支持する。典型的には、サスペンションアセンブリ２０４は、負荷ビーム、ジンバル、電気的トレース、ヒンジおよびベースプレートを含む多部品よりなる。図２に示すように、ディスクドライブの動作においては、アクチュエータアームを含むアクチュエータ２１２は（アクチュエータ駆動機構の援助により）ＨＧＡをアーク２１４上のディスク２０６の種々の径（たとえば、内径（ＩＤ）、中間径（ＭＤ）および外径（ＯＤ））上に移動させる。ベースに結合されたスピンドルモータは、ピボットアセンブリの援助によりベースに対してディスクを回転させる。
【０００７】
最大のハードディスクドライブ性能を達成するためにヘッドは可能な限りディスク表面の近くで不変の要求空隙を保持しつつ浮上しなければならない。また、この空隙はディスクの“浮上高さ”もしくは“磁気空隙”として知られている。ディスクが回転すると、ディスクはその表面に（ディスクの接線速度に実質的に平行な）小量の流れる空気を運び、これが磁気ヘッドを浮上支持し、ディスク上にヘッドの“浮上高さ”を発生させる。典型的には、ヘッドを支持するスライダは空気力学的に、この小量の流れる空気を用いるための形上をなし、回転中のディスクの表面から均一の距離（たとえば１０ナノメートル）を維持し、これにより、ヘッドがディスクに接触するのを防止する。ディスクに最近接の（空気流によって支持される）磁気ヘッドの表面は、空気支持表面とする。スライダをこのような小さな空隙で安定かつ信頼良く浮上させるために、垂直スティフネス（Ｋｚ）、ジンバルピッチおよびロールスティフネス（Ｋｐ，Ｋｒ）、ピッチおよびロール姿勢（ＰＳＡ／ＲＳＡ）を含むジンバル静的姿勢、および動作上の衝撃性能（Ｇ／ｇｒａｍ）を含む種々の設計および幾何学的基準を最適に設計し維持して性能を確保しなければならない。
【０００８】
ディスクドライブ技術の現在の進歩を持続するために、２つの主な設計基準を連続的に議論して改良しなければならない。つまり、ヘッドの最適な浮上特性（たとえば、クラウン、チャンバ、オーバコートおよびポール先端凹み）を維持しつつ、ａ）浮上高さ、およびｂ）種々のディスクドライブ部品の表面粗さ、を連続的に議論して改良しなければならない。
【０００９】
浮上高さのばらつきは付随するトランスデューサつまり読出し／書込み素子の分解度およびデータ転送能力に悪影響することが知られている。浮上高さが比較的一定であるときには、記録もしくは読出される信号の振幅は大きく変化しない。また、浮上高さ変化がスライダアセンブリと回転中の磁気ディスクとの間に意図しない接触をもたらす。
【００１０】
一定の浮上高さは特定のＡＢＳ設計によってより迅速に達成できる。一般に、スライダは、直接接触スライダ、擬接触スライダ、もしくは回転中のディスクと意図的な接触と説明される浮上スライダのいずれかであると考えられる。しかしながら、スライダの種類に関係なく、一般に、回転中の磁気ディスクの表面と不要な接触を避け、スライダ本体およびディスクの両方の摩耗を減少させることが好ましい。記憶媒体の劣化もしくは摩耗は記録データの喪失につながると共に、スライダ摩耗はまたトランスデューサすなわち磁気素子の究極的な破損となる。
【００１１】
浮上高さをしばしば変化させるものは、読出しもしくは書込み動作中における回転中のディスクを横切るスライダの連続的な高速な動きである。たとえば、スライダの径方向位置に依存してディスクのそれぞれの線速度は変化する。回転中のディスクのより外側縁ではより高い速度が観測され、他方、より内側縁ではより低い速度が観測される。この結果、空気支持スライダはディスクに対して異なる径方向位置で異なる相対速度で浮上する。典型的には、スライダはより高い速度ではより高く浮上するので、ディスクの外側領域上に位置するとき、浮上高さは増大する傾向にある。また同時に、ディスクの内側領域における低い速度はスライダの浮上高さを低くする。従って、スライダ設計は径方向位置および相対速度の変化が浮上高さに著しく影響することを斟酌しなければならない。
【００１２】
図１において、レール１０６および１０８はスライダが浮上する空気支持面を形成し、回転中のディスクによって発生する空気流に接触して必要な浮上を提供する。ディスクが回転すると、発生する風つまり空気流は下側に沿ってレール１０６および１０８間を走行する。空気流がレール１０６および１０８の下を通過するとこれらのレールとディスク間の空気圧が増大することによって、正の加圧と浮上が提供される。一般に、空気支持面の面積が増大すると、発生する浮上量も増大する。従って、設計基準として、ハードディスクドライブの完了動作に要求されるヘッドとディスクとの間の最小空隙を構成する浮上高さの設計を考慮する方法が必要である。
【００１３】
第２に、いかなる表面粗さ問題を議論してヘッドがディスクの表面に可能な限り近づいて浮上する能力を阻害する摩擦の問題を克服しなければならない。ディスクドライブの可動部分（たとえば、ディスク、ロード／アンロード領域もしくは磁気ヘッド）による一般的な摩擦抵抗に伴い、ディスクもしくは磁気ヘッドの過度の表面粗さはＨＤＩ（ヘッドディスク相互作用）の機会を著しく増大させ、この結果、頻繁に間欠的な接触および／または衝突を招く。しかしながら、これらの表面を滑らかにできる一方、継続的に増大する滑らかさもまた問題を起こす。表面が滑らかになればなる程、境界に作用する分子間（ファンデルワールス）力が増大し、また、動作モードにおける姿勢および圧力変化に対する感度が高くなる。これらの両要因は浮上高さの不要な変化を増大させることになる。従って、最適性能のために設計されたディスクの所望の滑らかさを容易に達成できる低製造コストのプロセスが必要となる。
【００１４】
また、浮上高さおよびディスクドライブ部品の表面粗さは、ヘッドの機械的動作パラメータたとえばクラウン、チャンバおよびねじり（ｔｗｉｓｔ）を保存するように設計しなければならない。“クラウン”はスライダの前進および後進方向の形状変形を表し（Ｙ−Ｙ面によって示される）、また、チャンバは磁気ヘッドスライダの横方向の形状変形を表す（Ｘ−Ｘ面によって示される）。クラウンおよびチャンバは図３ａおよび３ｂに示される。
【００１５】
もう一つの要求はサスペンションアセンブリがスライダ空気支持の性能上ほとんどもしくは全て動的効果を有しないことである。動的効果はヘッド−ディスク接触の結果である。これは接触もしくは空気が薄い高い（浮上高さが低い）姿勢における動作から生ずる結果である。この結果、サスペンションおよびスライダは共に移動し、動的効果を起こすことになる。
【００１６】
ディスク上のバンプに衝突したときの最小化された動的効果を維持するスライダの応答例を図４に示す。図示のごとく、非常に広い周波数範囲において、スライダ変位の主な変化を示す曲線上に２つのピークのみが存在し、この２つのピークは（動的効果を最小化するのに具現された優れた減衰特性により）着実にかつ迅速に正常となる。特に、スライダ変位は２つの周波数（〜１００ｋＨｚ，〜３２０ｋＨｚ）のみにおいて２ナノメートルを超え、また、スライダは比較的迅速に正常な変位に回復する。
【００１７】
図５は“動的効果”が最小となっていないスライダがバンプに衝突した後のスライダ実施例の応答を示す。図に示すごとく、低周波領域にあっても変位曲線は多数の鋭いピークを有することができる。また、サスペンションとスライダ空気支持との間のより大きな動的効果のために、減衰特性は妨害され、スライダ変位が適正な範囲に正常化することは困難である。特に、図は変位が２ナノメートルを超える場合に少なくとも１２個の例を示しており、また、スライダは比較的長い時間を要して回復し、また、はっきりとそれほど徐々には回復していない。スライダ浮上におけるこの持続した変化（変位の連続的なピーク）は読出し／書込み動作中の不安定につながり、ついには性能不良となる。
【００１８】
さらに、動的効果と共に、サスペンションアセンブリの負荷ビームはまたスライダ性能において重要な役目を果たすことができる。薄く軽いサスペンションを用いてしばしば高い動作衝撃性能を達成することができる。これらサスペンションは衝撃状態で最適に実行する。なぜなら、一般に、サスペンションが軽い程、浮上高さおよびスライダの空気支持面の性能に対するサスペンションの効果は小さくなる。
【００１９】
従って、スライダの動的性能設計およびサスペンションの負荷ビーム設計の両方が、ＨＧＡ実施例の変位特性に重要な効果を有することが明白である。これは、特に、スライダヘッドが衝突によるディスクとの接触、ローディング／アンローディング、および破片との接触の後にスライダヘッドが経験する代表的な共振範囲である１０ｋＨｚから２５０ｋＨｚの共振範囲において当てはまる。スライダ空気支持上のサスペンションのこの動的効果が最小化されていなければ、スライダは走行中にバンプに衝突する可能性があり、これによるヘッドジンバルアセンブリの回復不能が動作不良につながるであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上述の減少している形状要因を達成するのに、スライダ空気支持に対するサスペンションの動的効果を減少させることはますます決定的となる。しかしながら、現在のＨＧＡ設計方法は２つの本質的かつ決定的な設計を考慮していない。第１に、現在のヘッドジンバル設計プロセスにおいては、空気支持設計（たとえば、動的効果）およびサスペンション設計（たとえば、負荷ビーム特性）は互いを考慮せずになされている。第２に、現在のヘッドジンバルアセンブリ設計は、集積構造の動作特性（たとえば、動的効果）を空気支持面およびサスペンションの個々の特性を受けて予測することを考慮していない。従って、上述の欠点を克服できかつ、安価な方法で最適な浮上特性を生み出すことができるＨＧＡの新規な設計方法を発展させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
走行中の最小動的応答および空気支持共振を有するヘッドジンバルアセンブリの製造方法および装置を提供し、浮上高さの所望の均一の破壊を最小化する。本願の実施例においては、サスペンション設計はスライダの空気支持面およびサスペンション設計の動的効果および共振特性に基づいて固有に最適化される。
【００２２】
本発明の一実施例による所望のヘッドジンバルアセンブリを達成する一方法は、特別の空気支持特徴を有するサスペンションアセンブリについてモデル化を実行することである。しかしながら、これを実行するに当り、接触事故中およびその後の消費エネルギーにおけるサスペンションおよびスライダの役目およびサスペンションとスライダとの間の関係を理解することが重要である。これら２つは互いに関係しており、これらの２つの設計要素を最適に同時に進行させることがより効果的かつ効率的なヘッドジンバルアセンブリ設計につながる。
【００２３】
接触事故中には、総エネルギーの一部がサスペンションに向けられ、また、一部がスライダに向けられる。しかしながら、サスペンションに向けられた総エネルギーがサスペンションによって吸収される訳ではなく、またスライダに向けられた総エネルギーがスライダによって吸収される訳ではない。この場合、サスペンションからの過剰エネルギーの一部はスライダに再び向けられ、また、スライダからの過剰エネルギーの一部はサスペンションに再び向けられる。従って、ヘッドジンバルアセンブリ設計に対しては、始めに、サスペンションとスライダとの間に交錯する共振を確かめることが重要である。本発明の実施例はサスペンション設計およびスライダ設計の個々の貢献を検討することによって構造全体の共振応答をモデル化することによって上記のことを達成する。結合された構造のモデル化の結果を用いてどのサスペンションアセンブリ／空気支持設計の組合せがディスク接触状態もしくは高共振状態における最小動的効果応答を発生しているかを決定する。
【００２４】
本発明に係る最適な設計を達成する他の方法はサスペンションアセンブリおよびスライダの空気支持特徴について別々にモデル化かつ試験を実行することである。この方法において、２つの部品（空気支持面およびサスペンションアセンブリ）の各々の共振モードの周波数が比較され、次いで、マッチングされて最適な組合せを達成する。
【００２５】
特定のサスペンション設計を特定の空気支持設計に最適にマッチングさせると、より安定した組合せ構造につながることができる。たとえば、空気支持設計が１００ｋＨｚにピーク共振点を有し、また、サスペンションアセンブリが１０１ｋＨｚにピーク共振点を有すると、組合せ装置が容易に励振し、１００ｋＨｚまでにおいて破損する可能性があるという危険がある。しかしながら、他方、２つの部品を選んで、一部品は、他部品がピーク共振点のときに、全体装置を規格化（ｎｏｒｍａｌｉｚｅ）するようにされ、また、逆に、他部品は、一部品がピーク共振点のときに、全体装置を規格化（ｎｏｒｍａｌｉｚｅ）するようにされると、全体の共振スペクトルを介して装置全体の安定度は増大し、また、均一の浮上高さが接触事故後により迅速に回復する。従って、本発明の実施例においては、サスペンションアセンブリおよびスライダ空気支持面は個々にモデル化され、組合わされて個々の共振ピークの重複を回避する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図６ａは本発明の一実施例に従ってモデル化された薄くかつ軽い負荷ビーム６００を有するサスペンション設計を示す。スライダがディスク上のバンプに衝突した後に発生するヘッド−ディスク相互作用（ＨＤＩ）を図６ｂに示す。図６ｂは５０単位超のヘッド−ディスク接触応答を有する２つの大きな共振モードを示している（７０ｋＨｚ〜９０ｋＨｚ間を参照）。このモデルに基づき、負荷ビーム設計はこの範囲で比較的弱いことが観測された。
【００２７】
図７ａは上述のモデル化（図６ｂ）において発見された弱さを克服するために本発明の一実施例に従って、設計された剛性の負荷ビーム７０１を有する改良されたサスペンション設計７００を示す。改良されたサスペンション設計を含むＨＧＡ装置のＨＤＩ結果を図７ｂに示す。従来のサスペンション設計をその弱さを克服するために設計された新しいサスペンション設計に置換することによって、明らかに、ピーク共振は半分となり、また、ＨＧＡ応答も一般的により規格化されかつ均一化された。
【００２８】
同様に、多重のスライダ支持設計をこれに対応する１つもしくは複数のサスペンション設計と比較し、モデル化結果を用いて２つの部品を利用したＨＧＡの共振および動的応答を予測することによって、さらに最適なＨＧＡ設計を得ることもできる。
【００２９】
上述の２つの方法を別個にもしくは結合して使用して最適なヘッドジンバルアセンブリ装置を設計できる。
【００３０】
本発明は上述の適用を参照して説明したが、好ましい実施例の説明は限定的な意味で構成されることを意味しない。本発明のすべての局面はここで述べて特定の開示、構成および寸法に限定されず、種々の原則および変更に依存する。種々の構成の変更および説明した装置の詳細は、本発明の他の変更と共に、本発明の開示を参照することにより当業者に明らかであろう。従って、特許請求の範囲は上述の実施例のいかなる修正もしくは変更も本発明の精神および範囲内として含まれるものと考慮される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】代表的なスライダを示す図である。
【図２】代表的なスライダの代表的な動作を示す図である。
【図３ａ】スライダ本体のクラウンおよびチャンバを示す図である。
【図３ｂ】スライダ本体のクラウンおよびチャンバを示す図である。
【図４】スライダがディスク上のバンプに衝突した後の典型的なスライダの（サスペンション効果が最小化された）応答を示す図である。
【図５】スライダがディスク上のバンプに衝突した後の典型的なスライダの（サスペンション効果が最小化されていない）応答を示す図である。
【図６ａ】薄くかつ軽い負荷ビームを有するサスペンション設計を有する典型的なスライダを示す図である。
【図６ｂ】ディスク上のバンプに衝突した後の薄くかつ軽い負荷ビームを有するサスペンション設計の応答を有する一例としてのスライダを示す図である。
【図７ａ】局所的に剛性の負荷ビームを有するサスペンション設計を有する典型的なスライダを示す図である。
【図７ｂ】ディスク上のバンプに衝突した後の局所的に剛性の負荷ビームを有するサスペンション設計の応答を有する典型的なスライダを示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
６００，７０１    負荷ビーム
７００    サスペンション設計
【図１】
2008234827.tif 000003
【図２】
2008234827.tif 000004
【図３ａ】
2008234827.tif 000005
【図３ｂ】
2008234827.tif 000006
【図４】
2008234827.tif 000007
【図５】
2008234827.tif 000008
【図６ａ】
2008234827.tif 000009
【図６ｂ】
2008234827.tif 000010
【図７ａ】
2008234827.tif 000011
【図７ｂ】
2008234827.tif 000012
【外国語明細書】
2008234827000001.pdf