(57)【要約】【課題】製造ばらつきおよびスライダの要素の凹みに対する、浮上高および浮上高調整の感度を低減したディスク・ヘッド・スライダの提供。【解決手段】前面、後面、第１および第２の側縁、背面、および背面と反対側のディスク対向面を有する基板を含む、ヘッド・スライダ。ディスク対向面は、ベアリング面と、ベアリング面から後退した凹み領域とを含む。端面層が、基板の後面に取り付けられる。端面層は、実質的にベアリング面に概ね平行な端面にのみ形成されるベアリング・パッドを含む。ベアリング・パッドは、凹み領域の後方に隣接して配置され、凹み領域からの流体流を受ける。【選択図】　　　図３
2004071140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、端面層とを含むヘッド・スライダにおいて、
前記基板が、前面、後面、第１および第２の側縁、背面、および背面の反対側のディスク対向面を有しており、
前記ディスク対向面が、ベアリング面と、該ベアリング面から後退した凹み領域とを含み、
前記端面層が、該基板の後面に取り付けられており、ベアリング・パッドを含み、
前記ベアリング・パッドが、前記端面層に実質的に一つ形成され、前記ベアリング面に概ね平行であり、前記凹み領域の後方に隣接して配置されており、前記凹み領域からの流体流を受けるヘッド・スライダ。
【請求項２】
前端、側壁、後端および通路床を含む収束通路をさらに含む請求項１に記載されたヘッド・スライダにおいて、
前記通路床が、凹み領域を形成し、
前記前端が、流体流に対して開放され、
前記後端が、前記流体流に対して閉止されており、
前記ベアリング・パッドが、前記後端の後方に隣接して配置されているヘッド・スライダ。
【請求項３】
前記側壁が、前記端面層に向かって延びるにつれて、側壁が非末広形になっている請求項２に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項４】
前記非末広形側壁が、前記ベアリング面と同一平面をなしている請求項３に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項５】
前記端面層が、トランスデューサ層を含み、該トランスデューサ層の一部分が、前記ベアリング・パッドの一部分を形成する請求項１に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項６】
前記ベアリング・パッドの一部分が、アルミナの表面被覆層を含む請求項１に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項７】
前記ベアリング・パッドが、前記端面層から突出するシールドを含む請求項１に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項８】
前記端面層が、シールドの前方の凹み領域を含む請求項６に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項９】
前記凹み領域が、第１の深さの中段領域と、該第１の深さよりも大きな第２の深さの通路とを含み、該通路が前記中段領域よりも前記前縁に近く配置されている請求項１に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項１０】
前記ベアリング・パッドが、スライダの幅の中央近くに配置されている請求項１に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項１１】
前記ベアリング・パッドが、前記第１および第２の側縁のうちの１つの近くに配置されている請求項１に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項１２】
前記ベアリング・パッドがＵ字形である請求項１に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項１３】
前記凹み領域の深さが、約０．１〜０．５ミクロンである請求項１に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項１４】
前記ベアリング・パッドが、前記ベアリング面と同一平面をなす請求項１に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項１５】
前部と後部を含むスライダ・ヘッドにおいて、
前記前部が、第１の材料を含み、ベアリング面と、ベアリング面から後退した凹み領域とを有し、
前記後部が、前記前部に取り付けられており、前記第１の材料とは異なる第２の材料を含むと共に、パッドを含み
前記パッドが、前記凹み領域に隣接して配置され、かつ前記凹み領域から突出しており、前記凹み領域からの空気流を受けるヘッド・スライダ。
【請求項１６】
前記凹み領域が、収束通路であり、該通路が前記前部に形成されて、前記ベアリング・パッドに連結された非末広形側壁を含む請求項１５に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項１７】
前記側壁が、前記ベアリング面と同一面をなす請求項１６に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項１８】
前記凹み領域が、第１の深さの中段領域と、前記第１の深さよりも大きな第２の深さの通路とを含み、該通路が、前記中段領域よりも、前記前縁に近く配置されている請求項１５に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項１９】
前記凹み領域が、前記ベアリング面から約０．１〜０．５ミクロン後退している請求項１５に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項２０】
前記パッドがＵ字形である請求項１５に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項２１】
前記第１の材料が、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ、ＡｌＴｉＣ、ＴｉＣ、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＺｒＯ２のうちの少なくとも１つである請求項１５に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項２２】
前記第２の材料が、少なくとも部分的にアルミナを含む請求項１５に記載されたヘッド・スライダ。
【請求項２３】
基板、凹み収束通路、下地被覆／トランスデューサ／表面被覆層、およびパッドを含むヘッド・スライダーにおいて、
前記基板が、前縁、後縁、背面、および背面の反対側のディスク対向面を含み、該ディスク対向面がベアリング面を有し、
前記凹み収束通路が、ディスク対向面に配置され、かつベアリング面から後退しており、流体流に開放された先端と、ベアリング面と同一平面をなす側壁と、流体流に閉止された後端とを含み、
前記下地被覆／トランスデューサ／表面被覆層が、後縁に沿って、基板に取り付けられ、
前記パッドが、前記下地被覆／トランスデューサ／表面被覆層に実質的に一つ形成されて、前記ベアリング面と同一表面をなし、収束通路の後端の後方に隣接して配置されているヘッド・スライダ。
【請求項２４】
前記ディスク対向面に、前記収束通路よりも、前記前縁に近く配置された凹み領域をさらに含み、前記収束通路が、第１の深さを有し、該凹み領域が、第１の深さよりも大きい第２の深さを有する請求項２３に記載されたヘッド・スライダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ記憶装置に関し、より詳細には、ディスク・ドライブ内の記録媒体と情報伝達するためのディスク・ヘッド・スライダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディスク・ドライブは、複数の円形の同心データ・トラックにディジタル情報を記憶するための磁化可能媒体で被覆されているリジッド・ディスクを使用する。このディスクはスピンドル・モータに装架され、このモータがディスクを回転させることによって、それぞれの流体ベアリング（例えば空気支承）式ディスク・ヘッド・スライダの下を、ディスク表面が通過する。このスライダはトランスデューサを保持しており、このトランスデューサが、ディスク表面に情報を書き込んだり、情報を読み出したりする。
【０００３】
アクチュエータ機構が、電子回路で制御されて、スライダをディスクの表面を横切ってトラックからトラックへ移動させる。アクチュエータ機構には、トラック・アクセス・アーム（ｔｒａｃｋ　ａｃｅｃｃｉｎｇ　ａｒｍ）、および各ヘッド・ジンバル・アセンブリ（ヘッド・ジンバル組立体）用の懸架部材（サスペンション）が含まれる。懸架部材には、ロード・ビーム（ｌｏａｄ　ｂｅａｍ）とジンバルが含まれる。ロード・ビームは、ディスク表面に向かってスライダを押し付ける荷重を提供する。ジンバルは、スライダとロード・ビームの間に配置されるか、またはロード・ビームに一体化されて、たわみ型接続（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）をもたらし、これによってスライダが、傾斜と横揺れをすることが可能となり、スライダを支持する流体力学的力と平衡するような、ディスクに対する方位をとることが可能となる。
【０００４】
スライダは、ベアリング面を含んでおり、このベアリング面はディスク表面と対向している。ディスクが回転すると、ディスクは、ディスクの接線速度にほぼ平行な方向にベアリング面に沿って、スライダの下に空気を引き込む。空気がベアリング面の下方を通過すると、空気流路に沿った空気が圧縮されることによって、ディスクとベアリング面の間の空気圧が増大し、これによって押付け加重に対抗する流体力学的揚力が発生し、スライダを上昇させて、ディスク表面の上方または近傍に浮上させる。
【０００５】
ディスクの記録密度が増大するに従って、隣接するデータ・トラック間の解像度を維持するため、記録ヘッドは、ディスク表面に、より接近して浮上することになる。このように、記録ヘッドにおけるスライダとディスク表面の間の物理的間隔は、ディスク・ドライブ性能に対する重要なパラメータである。従来技術のスライダでは、この物理的間隔、または「浮上高」の変動を最小化するために、トランスデューサ領域の近くのスライダ基板上に、集束した最大圧力が生成される。その他の装置では、変動を最小化するために、能動式または受動式の浮上高制御機構が用いられる。しかしドライブの作動中は、スライダの後縁近くの要素には、一部には熱影響または製造時の影響によって、凹みが生じることがあり、これはディスク・ドライブの全体性能を阻害する。これらの要素としては、下地被覆（ベースコート）層、表面被覆（オーバーコート）層、トランスデューサ極先端、および基板部品が含まれる。下地被覆層、表面被覆層、および極先端が、スライダの空気ベアリング面部品に対して凹むと、極先端における有効浮上高が増大して、読取り／書込み性能の低下が起こる。さらに、スライダの形状およびベアリング面の幾何形状の製造時のばらつきが、浮上高と浮上高調整に影響を与える可能性がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、製造ばらつきおよびスライダの要素の凹みに対する、浮上高および浮上高調整の感度を低減したディスク・ヘッド・スライダが望まれる。本発明の実施形態は、これらの課題およびその他の問題に対する解決策を提供すると共に、従来技術に対するその他の利点を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施態様は、前面、後面、第１および第２の側縁、背面、および背面の反対側のディスク対向面を有する基板を含むヘッド・スライダに関するものである。ディスク対向面は、ベアリング面と、ベアリング面から後退した凹み領域とを含む。端面層が、スライダ本体の後面に取り付けられる。この端面層は、端面層に実質的に一つ形成されて、概ねベアリング面に平行なベアリング・パッドを含む。ベアリング・パッドは、凹み領域の後方に隣接して配置されて凹み領域からの流体流を受ける。
【０００８】
別の実施態様においては、ヘッド・スライダは、前部を含み、前部は、第１の材料を含むと共に、ベアリング面とベアリング面から後退した凹み領域とを有する。後部が、前部に取り付けられて、第１の材料とは異なる第２の材料を含む。後部はまた、凹み領域に隣接して配置されかつそこから突出するパッドを含み、パッドは凹み領域からの空気流を受ける。
【０００９】
ヘッド・スライダはまた、前縁、後縁、背面、および背面の反対側のディスク対向面を含むスライダ本体を有する。ディスク対向面は、ベアリング面を有する。凹み収束通路が、ディスク対向面に配置され、かつベアリング面から後退している。収束通路は、流体流に開放された端面と、ベアリング面と同一平面である側壁を含む。下地被覆／トランスデューサ／表面被覆層が、後縁で、スライダ本体に取り付けられている。さらにパッドが、下地被覆／トランスデューサ／表面被覆層に実質的に一つ形成され、かつベアリング面と同一面に形成されている。このパッドは、凹み収束通路からの流体流に対して閉止されている。本発明の実施形態を特徴づけるその他の特徴と利点は、以下の詳細な説明を読み、関連する図面を見れば明らかであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明ヘッド・スライダを利用したディスク・ドライブ１００の斜視図である。ディスク・ドライブ１００は、例えば、従来型の磁気ディスク・ドライブ、磁気光ディスク・ドライブ、または光ディスク・ドライブとして構成することができる。ディスク・ドライブ１００には、底板１０２および上部カバー（図示せず）を備えるハウジングが含まれる。ディスク・ドライブ１００には、さらにディスク・パック１０６が含まれ、このディスク・パックがスピンドル・モータ（図示せず）に、ディスク・クランプ１０８によって取り付けられている。ディスク・パック１０６には、個別のディスク１０７が複数個含まれ、これらのディスクが、中心軸１０９の回りに共同回転するように装着されている。各ディスク表面は、対応するスライダ１１０を有し、これがディスク・ドライブ１００に装着されて、ディスク表面と情報伝達するための読出し／書込みヘッドを保持する。
【００１１】
図１に示す例においては、スライダ１１０は、懸架部材１１２によって支持されており、この懸架部材１１２は、アクチュエータ１１６のトラック・アクセス・アーム１１４に取り付けられている。図１に示すアクチュエータは、回転コイル式アクチュエータ（ｒｏｔａｒｙ　ｍｏｖｉｎｇ　ｃｏｉｌ　ａｃｔｕａｔｏｒ）と呼ばれる型であり、全体として符号１１８で示された音声コイル・モータ（ＶＣＭ）を含む。音声コイル・モータ１１８は、アクチュエータ１１６を、それに装着されたスライダ１１０と共に、軸ピン１２０の回りに回転させることによって、スライダ１１０を、ディスク内径１２４とディスク外径１２６の間の経路１２２に沿った、所望のデータ・トラック上に位置決めする。音声コイル・モータ１１８は、内部回路１３０の制御下で作動する。リニア・アクチュエータなどの他の型式のアクチュエータも使用することができる。
【００１２】
作動中、ディスク１０７が回転すると、それぞれのスライダ１１０の下で、そのベアリング面に沿って、ディスクの接線速度にほぼ平行な方向に、ディスクは空気を引き込む。空気がベアリング面の下を通過すると、空気流通路に沿って空気が圧縮されることによって、ディスクとベアリング面の間の空気圧力が増大し、これが流体力学的揚力を発生させ、懸架部材１１２による負荷力に対抗して、スライダ１１０を上昇させ、ディスク表面の上方または近傍に浮上させる。
【００１３】
スライダは通常、前面および後面、第１および第２の側面、背面、および背面と反対側にあるディスク対向面を有する、基板または前部を含む。端面層または後部が、基板の後面に取り付けられている。端面層は、基板に取り付けられた下地被覆層、トランスデューサ層および表面被覆層を含む。様々な作動条件下でスライダとディスクの間に所望の特徴の圧力を発生させるために、多数の表面特徴が、スライダのディスク対向面に形成されている。例えば、スライダは、後端が前端よりもディスク表面に接近して浮上するような作動傾斜角度（ピッチ角度）を持つように設計されることが多い。したがって、読取り／書込みトランスデューサは通常、最大の読取りおよび書込み分解能を得るために、ディスク対向面の後縁にまたはその近傍に製作される。作動傾斜角を設けることによって、トランスデューサの極先端を含めて、後縁の近傍の表面部品は、熱およびその他の影響によって経時的に凹みを生じる可能性がある。
【００１４】
図２は、ディスク１０７（図１）の表面から見たスライダ１１０の平面図であり、図３は、ディスクの表面から見たスライダ１１０の斜視図である。図３においては、分かりやすくするために垂直方向の寸法を誇張している。スライダ１１０は、極先端の凹みに起因する悪影響を軽減するためのベアリング面形態を有する。とりわけ、ベアリング面形態は、スライダ１１０に揚力を与えるためにトランスデューサ領域自体に圧力を集中させる。スライダ１１０は比較的平坦に示されているが、ディスク・ヘッド・スライダは、その長さ方向および／または幅方向にわずかな曲率を有することは一般的であることを注記すべきである。このような曲率は、一般にクラウン曲率およびクロス曲率と呼ばれる。したがって、本明細書において説明する表面および面は、ベアリング面を含めて、完全平面に配置するのではなく、スライダのクラウン曲率およびクロス曲率を与えることができることを理解すべきである。
【００１５】
本明細書において、相対的深さを有する表面への言及がなされる。説明に用いる深さは、ベアリング面から測定するものとみなすべきである。したがって本明細書において使用する「深さ」とは全般的に、少なくとも１つの記述されるベアリング面と概ね同一平面である面から測定されるものである。深い面、または大きな深さを有する面は、浅い面、または小さな深さを有する面よりも、ベアリング面からより大きく変位することになる。実例として、ベアリング面は、深さをゼロとする。
【００１６】
スライダ１１０は、ディスク対向面２０１を有するスライダ基板２００を有する。基板２００は、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ、ＡｌＴｉＣ、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＺｒＯ２またはその他の複合材料および／またはその組み合わせなどの、任意適切な材料で形成することができる。スライダ基板２００は、前縁２０２、後縁２０４、側縁２０６、２０８を含む。前縁２０２は、基板２００の前面に沿って延在しており、後縁２０４は、基板２００の後面に沿って延在している。
【００１７】
ディスク対向面２０１は、キャビティ堰２１０、隆起部２１１およびキャビティ堰２１０から後縁２０４に向かって延在する隔離中央壁２１２、２１４を含む。キャビティ２１０は、横断方向に延びる壁２１６、２１８で形成される。実例として、キャビティ堰２１０および中央壁２１２、２１４は、深さがゼロである。
【００１８】
隆起部２１１は、前縁２０２の近くに配置されている。溝２２０が、隆起部２１１領域内に形成されており、実例として、深さは、約１〜３ミクロンである。溝２２０は、Ｕ字形部２２２（図２）を含む。Ｕ字形部２２２は、側縁２０６から側縁２０８へと延在し、また側縁２０６、２０８に沿って、前縁２０２に向かって延在する。また、溝２２０は、スライダ１１０の前縁２０２近傍に配置されたＬ字形部分２２４、２２６を含む。多数の中段領域２３０、２３２、２３４、２３６が、キャビティ堰２１０内に形成されており、実例として約０．１〜０．５ミクロンの「中段」深さを有する。隆起部２１１も、前ベアリング・パッド２３８、２３９を含む。これらのパッドは、前中段領域２３０、２３６を含み、これらはＬ字形溝２２４、２２６から流入する空気の加圧を補助する。ディスク対向面２０１はさらに、キャビティ２４０、２４１を含み、これらはキャビティ堰２１０の後に続き、実例として約１〜３ミクロンの深さを有する。さらに、側壁２４２、２４４が、側縁２０６、２０８の沿って設けられており、キャビティ２４０、２４１内部を大気圧以下の圧力にする。実例として、側壁２４２、２４４は、約０．１〜０．５ミクロンの深さを有する。
【００１９】
通路２４６は、溝２２０から後縁２０４に向かって延在しており、中央壁２１２および中央壁２１４の間に配置されている。キャビティ堰２１０、とりわけ横壁２１６、２１８は、隆起部２１１からの空気流を阻止し、空気を通路２４６に流入させる。通路２４６は、溝２２０と同程度の深さであるが、その他の深さにすることもできる。中段領域２４８は、中央壁２１２および中央壁２１４の間で、かつ後縁２０４の近くに配置されている。
【００２０】
端面層２５０が後縁２０４に取り付けられており、実例として、基板２００とは異なる材料で構成されている。端面層２５０は、以下に示すトランスデューサ層および表面被覆層を含む。これらの層は、トランスデューサ／表面被覆層と呼ばれる。一般に、端面層２５０は、前縁２０２から後縁２０４に向かう方向で測定して、約１０〜１００ミクロンの厚さである。ベアリング・パッド２５２は、端面層２５０に実質的に一つ形成されて、スライダ１１０の幅の中央近くの中段領域２４８の後方に隣接して配置されている。その結果、パッド２５２は、通路２４６および中段領域２４８からの空気流を受ける。
【００２１】
図２および３に示す実施例において、凹み収束通路２５３が、後縁２０４の近くに形成されており、中段領域２４８が通路の床面である。一般に、通路２５３は、通路２４６からの流体流に対して開放された前端２５４と、流体流に対して閉止された後端２５６とを有する。非末広形壁（ｎｏｎ―ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ　ｗａｌｌｓ）、すなわち本明細書においては中央壁２１２、２１４は、空気流を後端２５６の方向に流し込む役割をする。空気流は、壁２１２、２１４によって閉じ込められ、強制的にパッド２５２を越えて流出させられて、局所的に正圧をもたらす。この圧力は実質的に端面層２５０でのみ生成される。この局所的に発生した圧力は、スライダ１１０に揚力を与える。同時に、通路２４８および収束通路２５３は、パッド２５２を加圧するのに十分な空気流を供給する。
【００２２】
図４は、パッド２５２を含むスライダ１１０の、中央線に沿った部分断面図である。端面層２５０は、符号２５７で全体として示されたトランスデューサを含む、多数の要素を含む。端面層２５０は、スライダ基板２００の後面に堆積させられるか、または別の方法で取り付けられる。一実施形態においては、下地被覆層２５８は、基板２００に堆積されて、基板２００と接合される。下地被覆層２５８は、アルミナ、すなわちＡｌ２Ｏ３などの絶縁材料である。
【００２３】
堆積された金属磁気層は、例えば鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、またはコバルト（Ｃｏ）の合金でできており、下部シールド２６０、共有磁極２６２、上部磁極２６４およびコア２６６が形成される。コア２６６は、コイル２６８の中心かつ書込みギャップ２７０に位置しており、これによって書込み磁気回路が完成する。コイル絶縁器２７２は、コイル２６８を絶縁する役割を有する。
【００２４】
追加の堆積された絶縁層２７４は、下部シールド２６０および共有磁極２６２の周りの空間を充填する。層２７４は、通常はＡｌ２Ｏ３で製作されて、下地被覆層２５８に接合される。
【００２５】
読込みセンサ２７６が、下部シールド２６０と共有磁極２６２の間の非常に薄い層として形成される。読取りセンサ２７６は、具体例としては磁気抵抗（ＭＲ）または巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサである。その他の形式の読取りおよび書込みトランスデューサは、本発明の別の実施形態として、使用することができる。理解を容易にするために、Ｃｕ、Ａｕまたはその他の金属または金属合金から従来方法で形成された電気リード線、接点類は図２には示していない。
【００２６】
絶縁表面被覆またはトップコート層２７８は、トランスデューサ２５７の様々な要素の表面に堆積されている。表面被覆層２７８も通常、Ａｌ２Ｏ３でできている。さらに、表面被覆層２７８は、トランスデューサ２５７内のコイル２６８および読み込みセンサ２７６の電気接点（図示せず）を露出させるために、堆積の後に平面化される。当業者であれば、端面層２５０について他の変更形態が利用可能であることを理解するであろう。
【００２７】
前記のように、パッド２５２は実質的に完全に端面層２５０に形成される。通路２４６を通過し、パッド２５２を越える空気流の形態を、全体として矢印２８０で示す。ディスクが回転すると、空気が通路２４６に流入し、収束通路２５３に押し込まれる。収束通路２５３内で、空気流２８０は、通路側壁および後端２５６によって閉じ込められる。そのため、空気流２８０は、後端２５６およびパッド２５２上を強制的に越えさせる。パッド２５２とディスク表面の間で空気流が圧縮されることによって正圧が生じ、これによって、懸架部材によって予め供給された押し付け荷重が打ち消され、トランスデューサ２５７の極先端がディスク表面に対して浮上する高さが定まる。
【００２８】
パッド２５２が、端面層２５０に実質的に一つ配置されているので、端面層２５０の様々な要素の凹みが、極先端の近くでのスライダ１１０の浮上高に対して及ぼす影響は、実質的により小さい。パッド２５２に生じる正圧の大きさは、パッド２５２の高さによっては決まらず、パッドの表面積によって決まる。パッド２５２が時間と共に凹んでも、パッドの表面積は一定なので、パッドによって生成される圧力、したがってパッドの浮上高も、一定のままである。とりわけ、極先端の凹み、および極先端の熱影響による凹みによる浮上高に対する影響は、スライダ基板に形成された大量の後パッドを有するスライダと比較すると、それぞれ９５％および７０〜８０％低減されると推定される。パッド２５２は、スライダ全体と比較して、比較的小さな表面積を有するので、パッド２５２を加圧するのに多くの空気流を必要としない。その結果、スライダ１１０の作動傾斜角を小さく設計してもよく、これは傾斜剛性および横揺れ剛性の増大に寄与する。傾斜剛性および横揺れ剛性が増大する結果として、ジンバル・トルクの全体性能に対する影響は小さくなる。一般に、スライダが、ディスクの内径と外径との間を横断するときに、スライダにトルクが誘起される。一実施形態においては、ジンバル・トルクによる悪影響は、２〜４倍の係数で低減される。
【００２９】
図５は、本発明の別の実施例によるスライダ２８０の底面図である。図２〜４に示した要素と同一の要素には、図５においても同じ符号が付されている。この実施例においては、パッド２９０は、端面層２５０からディスク表面に向かって突出し、主としてトランスデューサの磁極により形成されると共に、実質的に端面層２５０に１つだけに形成されている。パッド２９０は、通路２５３の後方に隣接して配置されており、通路２５３からの流体流を受ける。パッド２９０はＵ字形をしており、それに先行して凹み中段領域２９２がある。凹み中段領域２９２は、端面層２５０の一部分から形成され、深さが例えば０．１〜０．５ミクロンだけパッド２９０から凹んでおり、中段領域２４８と同程度の深さを有する。
【００３０】
図６は、図５に示されたスライダの中央線での部分断面図である。パッド２９０は、主としてトランスデューサ２５７で形成される。とりわけ、パッド２９０は、下部シールド２６０、共有磁極２６２、上部磁極２６４、絶縁体２７２およびセンサ２７６によって形成される。下地被覆層２５８は、中段領域２４８から延びる中段領域２９２を含む。空気流２９４は、通路２４６から移動し、収束通路２５３および中段領域２９２に押し込まれる。空気流２９４が収束通路２５３の後端に達すると、パッド２９０の上を越えて流されて、ここで加圧されてスライダ２８０に対して揚力をもたらす。
【００３１】
スライダ２８０の実施形態を使用すると、極先端の凹み、および熱的な極先端の凹みによる浮上高への影響は、両者とも、スライダ基板に形成された大量の後パッドを有するスライダと比較して、９５％低減すると推定される。パッド２９０の表面積が小さいので、設計動作傾斜角も減少し、これによって前記のようにジンバル・トルクによる悪影響の低減につながる。その結果、スライダ２８０は、能動的浮上高制御機構を含まないディスク・ドライブに使用することができる。一般に、これらのドライブはより安価で、浮上高は製造時にのみ調整される。スライダ２８０は、ディスク・ドライブ性能の改善のために、能動浮上高制御機構を設けて使用することもできる。
【００３２】
図７は、本発明スライダの更に別の実施例を示す。スライダ３００は、図１に記載したスライダ１１０と類似の動作をするよう設計されている。スライダ３００は、ディスク対向面３０１を有する基板３０３を含む。基板３０３は、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ、ＡｌＴｉＣ、ＴｉＣ、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＺｒＯ２またはその他の複合材料および／またはその組み合わせなどの、導電性のセラミック基板材料などの任意の適切な材料で形成することができる。基板３０３は、前縁３０２、後縁３０４および側縁３０６、３０８を含む。
【００３３】
ディスク対向面３０１は、前縁３０２に接近して配置される前壁３１０を含む。溝３１２は、前壁３１０の背後に配置され、側縁３０６から側縁３０８まで延在する。堰３１４は、溝３１２の後に配置されており、中段領域３１６および溝３１８を含む。具体例として、壁３１０および堰３１４の深さはゼロであり、溝３１２および溝３１８は、約１〜３ミクロンの深さである。これに対して中段領域３１６は、約０．１〜０．５ミクロンの深さである。ディスク対向面３０１はまた、横レール３２０、３２２を含む。約１〜３ミクロンの深さの亜大気圧のキャビティ３２３は、横レール３２０と３２２の間で、かつ堰３１４の後に配置される。
【００３４】
横レール３２０は、凹み通路３２４、および通路３２４の反対側に配置された側壁３２６、３２８を有するＵ字形のレールである。側壁３２６は、凹み前中段部分３３０および後部分３３２を有する。側壁３２８は、凹み前中段部分３３４および後部分３３６を有する。壁後部分３３２、３３６は、結合して後パッド３３８を形成する。通路３２４は、約１〜３ミクロンの深さである。一般に、前中段部分３３０、３３４は、壁後部分３３２、３３６から凹んでいる。一実施例においては、中段部分３３０、３３４は、０．３ミクロンの深さに対して、壁後部分３３２、３３６、ならびに後パッド３３８は、０．１ミクロンの深さに後退している。その他の深さにすることもできる。
【００３５】
収束通路３４０は、レール３２０の後端に形成される。収束通路３４０は、通路前端３４２、通路側壁３４４、３４６、通路後端３４８および通路床３５０を含む。通路前端３４２は、通路３２４からの流体流に開放されている。通路側壁３４４、３４６、および通路後端３４８は、流体流に閉止されており、これによって通路の収束特性がもたらされ、流体流に後方パッド３３８を越えさせる。通路床３５０は約０．３ミクロンの深さであるが、他の深さにすることもできる。
【００３６】
横レール３２２は、凹み通路３５２、および通路３５２の両側に配置された側壁３５４、３５６を含む。通路３５２は、約１〜３ミクロンの深さである。側壁３５４は、凹み前中段部分３５８および後部分３６０を含む。側壁３５６は、凹み前中段部分３６２および壁後部分３６４を含む。一実施例においては、中段部分３５８、３６２は、約０．３ミクロンの深さであり、壁後部分３６０、３６４は、約０．１ミクロンの深さである。壁後部分３６０、３６４は、後パッド３６６と結合する。後パッド３６６は、端面層３６８に実質的に一つ形成される。端面層３６８は、後縁３０４でスライダ本体３０３に取り付けられており、下地被覆層３６９、トランスデューサ層３７０および表面被覆層３７２を含む。後パッド３６６は、ほとんどがトランスデューサ層３７０に形成され、深さはゼロである。トランスデューサ層３７０の残り部分３７４は、パッド３６６に対して、キャビティ３２３と同等の深さ、または約１〜３ミクロンの深さに凹んでいる。
【００３７】
中段領域３７６および収束通路３７８が、レール３２２の内部に形成されている。中段領域３７６は通路３５２からの流体流を受け、次に、流体は中段領域３７６から通路３７８へと流れる。パッド３６６は、通路３７８の後方に隣接して配置されている。通路３７８は、通路前端３８０、通路側壁３８２、３８４、通路後端３８６、および通路床３８８を含む。通路前端３８０は、中段領域３７６および通路３５２からの流体流に開放されている。通路側壁３８２、３８４、および通路後端３８６は、流体流に対して閉止されており、これによって通路に収束特性をもたらし、流体を強制的に後パッド３６６を越えさせる。これによって、流体流はパッド３６６を加圧し、スライダ３００に揚力をもたらす。通路床３８８は、約０．３ミクロンの深さであるが、その他の深さにすることもできる。さらに、中段領域３７６は、中段の通路床３８８と同等の深さであっても、または異なってもよい。
【００３８】
図８に、本発明の更に別の実施例によるスライダ４００を示す。スライダ４００は、図１に記載したスライダ１１０と同様の動作をするように設計されている。スライダ４００は、ディスク対向面４０３を有する基板４０２を含む。基板４０２は、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ、ＡｌＴｉＣ、ＴｉＣ、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＺｒＯ２またはその他の複合材料および／またはその組み合わせなどの、導電性のセラミック基板材料などの任意の適切な材料で形成することができる。基板４０２は、前縁４０４、後縁４０６、および側縁４０８、４１０を含む。
【００３９】
ディスク対向面４０３は、前縁４０４に接近して配置される前壁４１０を含む。２つの前パッド４１２、４１４が、前壁４１０の背後に配置されている。前パッド４１２、４１４は、中段面４１６、４１８をそれぞれ含む。一実施例においては、前壁４１０および前パッド４１２、４１４が、約０．００２ミクロンだけベアリング面から突出している。中段面４１６、４１８は、約０．１４８ミクロンの深さである。前パッド４１２、４１４は、スライダ４００を加圧し、スライダ４００に作動傾斜角を与える。
【００４０】
スライダ４００は、さらに、内側壁４２０、４２２、および中央壁４２４を含む。横壁４２５は、内側壁４２０からパッド４１２の後端まで延在している。同様に、さらなる横壁４２６が、内側壁４２２からパッド４１４の後端まで延在している。内側壁４２０は、前中段部分４２７、突出中間部分４２８、凹み中間部分４３０および後部分４３２を含む。内側壁４２２も同様に構成されており、前部分４４０、突出中間部分４４２、凹み中間部分４４４および後部分４４６を含む。中央壁４２４は、前突出部分４４８および後部分４５０を含む。後部分４３２、４４６、４５０は、後縁４０６の近くで結合し、後側の凹み表面パッド４５２を形成する。後部分は、側壁４０８、４１０に向かってそれぞれ外向きの角度をなし、その後、凹み表面パッド４５２に向かって結合する方向に角度をなしている。一実施例においては、横壁４２５、４２６、前中段部分４２７、凹み中間部分４３０、前方中段部分４４０および凹み中間部分４４４のすべてが、約０．１４８ミクロンの同等の深さを有する。突出中間部分４２８、４４２と共に、前突出部分４４８は、約０．００２ミクロンだけベアリング面から上方に突出している。後部分４３２、４４６、４５０および凹み表面パッド４５２はすべて、約０．０１６ミクロンの深さである。別の実施例として、他の深さとすることができる。
【００４１】
通路４５４は、内側壁４２０と中央壁４２４の間に配置される。同様の通路４５６は、内側壁４２２と中央壁４２４の間に配置される。中段領域４５８は、内側壁４２０と中央壁４２４の間に配置され、別の中段領域４６０は、内側壁４２２と中央壁４２４の間に配置される。中段領域４５８、４６０は、通路４５４、４５６の後端にそれぞれ配置される。中段領域４５８、４６０は、後部分４３２、４４６が側縁４０８、４１０にそれぞれ向かって角度をなす位置から始まる。通路４５４、４５６は、実例として、４ミクロンの深さを有し、中段領域４５８、４６０は、０．１４８ミクロンの深さである。
【００４２】
横レール４６２は、側縁４０８の近くに配置され、別の側壁４６４が側縁４１０の近くに配置される。横壁４６６が、内側壁４２０から横レール４６２まで延在している。別の横壁４６８は、内側壁４２２から横レール４６４まで延在している。横レール４６２はＵ字形であり、凹み通路４７０を含む。通路４７０は、通路前端４７２、通路側壁４７４、４７６、および通路後端４７８を含む。通路前端４７２は、流体流に対して開放されており、これに対して通路側壁４７４、４７６、および通路後端４７８は流体流に対して閉止されている。横レール４６４もまた、Ｕ字形であり、凹み通路４８０を含む。通路４８０はさらに、通路前端４８２、通路側壁４８４、４８６、および通路後端４８８を含む。通路前端４８２は、流体流に対して開放されており、通路側壁４８４、４８６、および後通路４８８は流体流に対して閉止されている。凹み領域４９０は、横レール４６２と内側壁４２０の間で、かつ横壁４６６の背後に配置される。さらに、凹み領域４９２は、横レール４６４と内側壁４２２の間で、かつ横壁４０８の背後に配置される。他の深さにすることもできるが、横壁４６６、４６８は、ベアリング面から、０．００２ミクロン突出している。レール４６２、４６４は、０．１４８ミクロンの深さであり、通路４７０、４８０は４ミクロンの深さである。凹み領域４９０、４９２は、１．９５１ミクロンの同様の深さを有する。
【００４３】
端面層４９４は、基板４０２に取り付けられて、それに実質的に一つ形成されるパッド４９６を含む。端面層４９４は、図２〜４に示された端面層２５０と同様の構成を有する。パッド４９６は、実例としては、図示する実施形態のトランスデューサの極先端によって形成されるが、他の形態を使用することできる。パッド４９６は、後側の凹みパッド４５２の後方に隣接して配置されて、そこからの流体流を受ける。さらに、端面層４９４の一部分４９７は、パッド４９６の前方で、凹んでいる。横部分４９８および角部分４９９も、パッド４９６に対して凹んでいる。パッド４９６は、ベアリング面と同一面であり、凹み部分４９７は、深さが、後側の凹みパッド４５２と同じ約０．０１６ミクロンである。横部分４９８は、深さが１．９５１ミクロンであり、角部分４９９は深さが４ミクロンである。
【００４４】
前記の実施形態は、横揺れ、傾斜および予め与えられた押し付け荷重に対する感度が２〜４倍低下することを注記しておく価値がある。さらに、これらのスライダは、極先端の凹み、および熱影響による極先端の凹みに対して、約２．５倍、感度が低い。
【００４５】
要約すると、ヘッド・スライダ（１１０、２８０、３００、４００）が提供され、これらのヘッド・スライダは、前面、後面、第１および第２の側縁（２０６および２０８、３０６および３０８、４０８および４１０）、背面、および背面と反対側のディスク対向面（２０１、３０１、４０３）を有する基板（２００、３０３、４０２）を含む。ディスク対向面（２０１、３０１、４０３）は、ベアリング面および、ベアリング面から後退した凹み領域（２４８、２５３、２９２、３７８、３８８、４５２、４９７）を含む。端面層（２５０、３６８、４９４）が、基板（２００、３０３、４０２）の後面に取り付けられている。端面層（２５０、３６８、４９４）は、、ベアリング面に対して概ね平行である端面層（２５０、３５４、４９４）に実質的に一つ形成されているベアリング・パッド（２５２、２９０、３６６、４９６）を含む。ベアリング・パッド（２５２、２９０、３６６、４９６）は、凹み領域（２４８、２５３、２９２、３７８、３８８、４５２、４９７）の後方に隣接して配置されて、凹み領域（２４８、２５３、２９２、３７８、３８８、４５２、４９７）からの流体流を受ける。
【００４６】
さらに、ヘッド・スライダ（１１０、２８０、３００、４００）は、第１の材料を含み、かつベアリング面および、ベアリング面から後退した凹み領域（２４８、２５３、３７８、３８８、４５２、４９７）を含む、前部（２００、３０３、４０２）を含む。後部（２５０、３６８、４９４）は、前部（２００、３０３、４０２）に取り付けられて、第１の材料と異なる第２の材料を含む。後部（２５０、３６８、４９４）はまた、凹み領域（２４８、２５３、２９２、３７８、３８８、４５２、４９７）に隣接して配置されて、そこから突出しているパッド（２５２、２９０、３６６、４９４）を含み、凹み領域（２４８、２５３、２９２、３７８、３８８、４５２、４９７）からの空気流を受ける。
【００４７】
またヘッド・スライダ（１１０、２８０、３００）は、前縁（２０２、３０２）、後縁（２０４、３０４）、背面および、背面と反対側のディスク対向面（２０１、３０１）を含む基板（２００、３０３）を有する。ディスク対向面（２０１、３０１）は、ベアリング面を有する。凹み収束通路（２５３、３７８）は、ディスク対向面（２０１、３０１）に配置されて、ベアリング面から後退している。収束通路（２５３、３７８）は、流体流に開放された端部と、ベアリング面と同一平面の側壁とを含む。下地被覆／トランスデューサ／表面被覆層（２５０、３６８）が後縁（２０４、３０４）において、基板（２００、３０３）に取り付けられている。さらに、パッド（２５２、２９０、３６６）が、下地被覆／トランスデューサ／表面被覆層（２５０、３６８）に実質的に１つだけ形成され、かつベアリング面と同一平面に形成されている。パッド（２５２、２９０、３６６）は、凹み収束通路（２５３、３７８）からの流体流に対して閉止されている。
【００４８】
以上、本発明の様々な実施形態についての多数の特徴および利点を、本発明の様々な実施形態の構造および機能の詳細と共に記述した。しかし、この開示は説明のためだけのものであり、特許請求の範囲の表現に用いられる用語の広く一般的意味によって示される本発明の原理の全範囲内において、とりわけ構造と部分の配設に関して、細部に亘って変更を行うことができる。例えば、特定の要素は、ディスク・ドライブ装置の特定の用途に応じて、実質的に同等の機能を維持しつつ、本発明の範囲と趣旨から逸脱することなく、変更することができる。さらに、前記の実施形態は、自己荷重型のスライダについてのものであるが、当業者であれば、本発明の教示は、本発明の範囲と趣旨から逸脱することなく、正圧型空気ベアリング・スライダ（ＰＰＡＢ）に対して適用できることを理解するであろう。また、各実施形態は、読取り／書込みヘッドを有する読取り／書込みスライダとして、あるいは例えば、１つまたは複数の接触検知トランスデューサを有するグライド・ヘッド・スライダとして構成することもできる。さらに、各表面は、様々な相対的な深さにすると共に、例えばテーパーなどの様々な垂直形状にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を使用したディスク・ドライブの斜視図
【図２】本発明の一実施例に係るヘッド・スライダの平面図
【図３】図２のスライダの斜視図
【図４】図２のスライダの一部の断面図
【図５】本発明の別の実施例に係るヘッド・スライダの平面図
【図６】図５のスライダの一部断面図
【図７】本発明のさらに別の実施例に係るヘッド・スライダの平面図
【図８】本発明のさらに別の実施例に係るヘッド・スライダの平面図
【符号の説明】
１１０、２８０、３００、４００　ヘッド・スライダ
２００、３０３、４０２　基板
２０１、３０１、４０３　ディスク対向面
２０２、３０２、４０４　前縁
２０４、３０４、４０６　後縁
２０６、２０８、３０６、３０８、４０８、４１０　側縁
２４８、２５３、２９２、３７８、３８８、４５２、４９７　凹み領域
２５０、３６８、４９４　端面層
２５２、２９０、３６６、４９６　ベアリング・パッド
【図１】
2004071140.tif 000003
【図２】
2004071140.tif 000004
【図３】
2004071140.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004071140.tif 000007
【図６】
2004071140.tif 000008
【図７】
2004071140.tif 000009
【図８】
2004071140.tif 000010