(57)【要約】【課題】  ディスク半径の全体にわたって所望の浮上量変動以下に抑制することができ、ディスク媒体上のすべての位置で安定した浮上量を確保することができるスライダを提供する。【解決手段】  空気潤滑面３０Ａが、負圧を発生させる凹部４８の空気流入端４１側に空気流入側パッド３８を有し、スライダ中心を通りスライダ長手方向に仮想される縦軸５５とディスク回転方向とのなすスキュー角が０（ｒａｄ）の位置における前記スライダと前記ディスク媒体との相対速度をＶ（ｍｍ／ｓ）とし、前記空気流入側パッドと該空気流入側パッドの空気流入端側に形成された略平面との段差をｄ（ｍｍ）とし、前記空気流入端から空気流入側パッドまでの距離をｙ（ｍｍ）とした場合、Ｖ×（ｄ／ｙ）＜１.５、であるものとした。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク媒体との間でデータの記録及び／又は再生を行うヘッドと、負圧を発生させる凹部を有する空気潤滑面とを備え、該空気潤滑面と前記ディスク媒体との間の空気流により前記ディスク媒体から浮上するスライダにおいて、
前記空気潤滑面は、前記凹部の空気流入端側に位置し、該空気潤滑面上で最も高い略平面となる空気流入側パッドを有しており、
スライダ中心を通りスライダ長手方向に仮想される縦軸とディスク回転方向とのなすスキュー角が０（ｒａｄ）の位置における前記スライダと前記ディスク媒体との相対速度をＶ（ｍｍ／ｓ）とし、前記空気流入側パッドと該空気流入側パッドの空気流入端側に形成された略平面との段差をｄ（ｍｍ）とし、前記空気流入端から空気流入側パッドまでの距離をｙ（ｍｍ）とした場合、
Ｖ×（ｄ／ｙ）＜１.５、
であることを特徴とするスライダ。
【請求項２】
請求項１に記載のスライダにおいて、
Ｖ×（ｄ／ｙ）＜１.０、
であることを特徴とするスライダ。
【請求項３】
請求項１に記載のスライダにおいて、
前記空気流入側パッドの空気流入端側に形成された略平面は、空気流入端まで延出していることを特徴とするスライダ。
【請求項４】
請求項１に記載のスライダにおいて、
前記空気流入側パッドは、前記スライダの横軸方向に延びるクロスレールを含んでいることを特徴とするスライダ。
【請求項５】
請求項１に記載のスライダを有することを特徴とするディスク装置。
【請求項６】
請求項５記載のディスク装置において、
前記凹部は、スライダ中心を通りスライダ長手方向に仮想される縦軸に対して対称に形成されていることを特徴とするディスク装置。
【請求項７】
請求項５記載のディスク装置において、
前記空気潤滑面は、スライダ中心を通りスライダ長手方向に仮想される縦軸に対して対称に形成されていることを特徴とするディスク装置。
【請求項８】
請求項５に記載のディスク装置において、
ＰＣＭＣＩＡ規格に準拠していることを特徴とするディスク装置。
【請求項９】
請求項５に記載のディスク装置において、
コンパクトフラッシュ（登録商標）規格に準拠していることを特徴とするディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライダ、及びディスク装置に関し、特に空気潤滑面とディスク媒体との間の空気流によりディスク媒体から浮上するスライダ、及びそのスライダを用いたディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置のデータ記録密度の向上は著しく、その記録密度の増加は年率１５０％ともいわれている。この著しいデータ記録密度の増加により、磁気ディスク装置のデータ記録容量は飛躍的に向上している。データ記録容量の増加は磁気ディスク装置の小型化を促し、特許文献１に開示されるようなカメラ、ファクシミリ、携帯電話、モデム、ポケットベル、ハンドヘルド計算装置、プリンタ、コピー機などの様々な電子装置の半導体メモリに代わる費用効果の高いものも実用的になってきている。
【０００３】
今日の磁気ディスク装置は、速いアクセス速度を得るためにレコードプレーヤのトーンアームに似た回転型アクチュエータを備えている。そのアクチュエータ・アームの先端にスライダが取り付けられている。そのスライダのディスク媒体に対向する面は空気潤滑面であり、スライダは、ディスク媒体の回転にともなって発生する空気流を、その空気潤滑面とディスク媒体表面の間に引き込み、それによってディスク媒体から浮上している。すなわち、スライダは、ディスク媒体記憶面との間に自己加圧式の空気潤滑膜を形成・維持している。したがって、スライダのディスク媒体表面に対する浮動高度、すなわちディスク媒体表面とスライダとの距離は、その空気潤滑膜の厚さである。そして、この膜によって、ディスク媒体回転中にスライダとディスク媒体が機械的に接触しにくくなり、摩擦及び摩耗が抑制されている。
【０００４】
そのスライダは、ディスク媒体に対してデータを書き込み、あるいはディスク媒体からデータを読み取る磁気ヘッドを内蔵している。一般的に、磁気ヘッドはスライダのディスク媒体に対向する空気潤滑面の空気流出端近傍に配設される。
【０００５】
また、前述のように回転型アクチュエータを使用していることにより、スライダとディスク媒体との摺動及びスライダ下の空気流はもはや一方向的ではなくなり、スライダの縦軸（スライダの中心を通り、スライダ、あるいはアクチュエータの長手方向に仮想される軸）に関してさまざまな角度を有することとなる。さらに、アクセス中のアクチュエータの高速な探索動作は、スライダとディスク媒体との間の摺動方向及びスライダ下を流れる空気流の方向が縦軸に対して傾く原因ともなっているため、近年の回転型アクチュエータを有する磁気ディスク装置において、摺動方向は、もはやスライダの前方から後方への縦軸方向、あるいはわずかにそれから逸れる程度とは考えられなくなった。
【０００６】
ここで、スライダの縦軸に対してディスク媒体の摺動方向のなす角はスキュー角と呼ばれる。摺動方向が、ディスク媒体の外側の端または外にあたるようにアクチュエータ・アームが位置しているときは、スキュー角は正である。ディスク媒体の内側の端またはハブにあたるようにアクチュエータ・アームが位置しているときは、スキュー角は負である。
【０００７】
磁気ディスク装置では、記録密度の増加にともない、記録再生を行う際のスライダのディスク媒体に対する浮上量は小さくなる傾向にある。この浮上量の低下は、たとえば特許文献２、特許文献３、特許文献４等に開示されているように、スライダの空気潤滑面を、高さの異なる複数の略平面で形成し、スライダとディスク媒体との隙間が小さくなるように高く形成された略平面で正圧（スライダをディスク媒体から遠ざける方向に作用する圧力）を発生させ、スライダとディスク媒体との隙間が大きくなるように低く形成された略平面で負圧（スライダをディスク媒体に近づける方向に作用する圧力）を発生させ、その正圧と負圧とをバランスさせることによりスライダを浮上させる、いわゆる負圧利用型スライダによって達成されるものである。
【特許文献１】特開平８−２４９１２７号公報
【特許文献２】特許第１５０５８７８号公報
【特許文献３】特許第２７７８５１８号公報
【特許文献４】特許第２８０３６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のように、磁気ディスク装置においてデータアクセスを行う際に、スライダはディスク媒体内周からディスク媒体外周までの範囲で移動するが、この場合、スライダの浮上量及び浮上姿勢は変動する。これは、回転型アクチュエータを有する磁気ディスク装置においては、ディスク媒体の半径位置によってスライダとディスク媒体との相対速度が変動するのみならず、スキュー角もあわせて変動するために、空気潤滑面に生じる空気の圧力分布が変動するためである。このようなスライダの浮上量変動は、磁気ヘッドの電磁変換効率を悪化させるという問題がある。特に、高記録密度が要求される磁気ディスク装置においては、ディスク媒体内周から外周に渡って磁気ヘッド位置での浮上量が均一であることが要求され、さらに、スライダの低浮上量化にともない、浮上量変動に対する制限も一層厳しく要求されることとなる。
【０００９】
また、スライダの浮上姿勢の変動、特にスライダ横軸方向のロール角変動は、前述の磁気ヘッド位置において一定浮上が求められるスライダにおいては、最小浮上量位置での浮上量低下を招き、スライダとディスク媒体とが接触し、いわゆるヘッドクラッシュを誘発する恐れがあるという問題もある。
【００１０】
また、現在開発が進められている直径２７ｍｍ等の小径ディスク媒体を用いた磁気ディスク装置においては、例えば直径９５ｍｍや８４ｍｍのディスク媒体を用いた磁気ディスク装置とは、スライダとディスク媒体との相対速度が大きく異なるため、空気流による浮上力が十分に得られず、一定浮上量の維持、及び一定浮上姿勢の維持がさらに困難であるため、小型磁気ディスク装置を開発する上で、大きな問題となっている。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、スライダのロール角変動と浮上量変動とを抑制することで、一定浮上姿勢と一定浮上量を維持できるスライダ、及びそのスライダを用いたディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１によるスライダは、ディスク媒体との間でデータの記録及び／又は再生を行うヘッドと、負圧を発生させる凹部を有する空気潤滑面とを備え、該空気潤滑面と前記ディスク媒体との間の空気流により前記ディスク媒体から浮上するスライダにおいて、前記空気潤滑面は、前記凹部の空気流入端側に位置し、該空気潤滑面上で最も高い略平面となる空気流入側パッドを有しており、スライダ中心を通りスライダ長手方向に仮想される縦軸とディスク回転方向とのなすスキュー角が０（ｒａｄ）の位置における前記スライダと前記ディスク媒体との相対速度をＶ（ｍｍ／ｓ）とし、前記空気流入側パッドと該空気流入側パッドの空気流入端側に形成された略平面との段差をｄ（ｍｍ）とし、前記空気流入端から空気流入側パッドまでの距離をｙ（ｍｍ）とした場合、Ｖ×（ｄ／ｙ）＜１．５、であることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、ディスク半径がスキュー角が０（ｒａｄ）の位置のトラックより大きい位置における浮上量増加を抑制することで、ディスク半径の全体にわたって所望の浮上量変動以下に抑制することができ、ディスク媒体上のすべての位置で安定した浮上量を確保することが可能となる効果が得られる。
【００１４】
本発明の請求項２によるスライダは、請求項１に記載のスライダにおいて、Ｖ×（ｄ／ｙ）＜１．０、であることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によれば、ディスク半径がスキュー角が０（ｒａｄ）の位置のトラックより大きい位置における浮上量増加をより小さく、安定的に抑制することで、ディスク半径の全体にわたって所望の浮上量変動以下に抑制することができ、ディスク媒体上のすべての位置で安定した浮上量を確保することが可能となる効果が得られる。
【００１６】
本発明の請求項３によるスライダは、請求項１に記載のスライダにおいて、前記空気流入側パッドの空気流入端側に形成された略平面は、空気流入端まで延出していることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明によれば、所望の空気潤滑面が形成され、よって、ディスク媒体上のすべての位置で安定した浮上量と浮上姿勢を確保することが可能となる効果が得られる。
【００１８】
本発明の請求項４によるスライダは、請求項１に記載のスライダにおいて、前記空気流入側パッドは、前記スライダの横軸方向に延びるクロスレールを含んでいることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明によれば、所望の空気潤滑面が形成され、ディスク媒体上のすべての領域で浮上量変動が抑制されたスライダを提供できる効果が得られる。
【００２０】
本発明の請求項５によるディスク装置は、請求項１に記載のスライダを有することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明によれば、ディスク媒体の全領域において、スライダの安定した浮上姿勢と抑制された浮上変動を実現できるという効果が得られる。
【００２２】
本発明の請求項６によるディスク装置は、請求項５記載のディスク装置において、前記凹部は、スライダ中心を通りスライダ長手方向に仮想される縦軸に対して対称に形成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明によれば、特にヘッドをスライダの縦軸に設置する場合において、ロール角の変動を最小限に制限でき、ディスク媒体上のすべての位置で安定した浮上量と浮上姿勢を確保することが可能となる効果が得られる。
【００２４】
本発明の請求項７によるディスク装置は、請求項５記載のディスク装置において、前記空気潤滑面は、スライダ中心を通りスライダ長手方向に仮想される縦軸に対して対称に形成されていることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明によれば、特にヘッドをスライダの縦軸に設置する場合において、ロール角の変動を最小限に制限でき、ディスク媒体上のすべての位置で安定した浮上量と浮上姿勢を確保することが可能となる効果が得られる。
【００２６】
本発明の請求項８によるディスク装置は、請求項５に記載のディスク装置において、ＰＣＭＣＩＡ規格に準拠していることを特徴とするものである。
【００２７】
本発明によれば、ＰＣＭＣＩＡ規格に準拠した記録密度が高く、信頼性の高い超小型のディスク装置を提供することができる効果がある。
【００２８】
本発明の請求項９によるディスク装置は、請求項５に記載のディスク装置において、コンパクトフラッシュ（登録商標）規格に準拠していることを特徴とするものである。
【００２９】
本発明によれば、コンパクトフラッシュ（登録商標）規格に準拠した記録密度が高く、信頼性の高い超小型のディスク装置を提供することができる効果がある。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の請求項１に係るスライダによれば、ディスク媒体との間でデータの記録及び／又は再生を行うヘッドと、負圧を発生させる凹部を有する空気潤滑面とを備え、該空気潤滑面と前記ディスク媒体との間の空気流により前記ディスク媒体から浮上するスライダにおいて、前記空気潤滑面は、前記凹部の空気流入端側に位置し、該空気潤滑面上で最も高い略平面となる空気流入側パッドを有しており、スライダ中心を通りスライダ長手方向に仮想される縦軸とディスク回転方向とのなすスキュー角が０（ｒａｄ）の位置における前記スライダと前記ディスク媒体との相対速度をＶ（ｍｍ／ｓ）とし、前記空気流入側パッドと該空気流入側パッドの空気流入端側に形成された略平面との段差をｄ（ｍｍ）とし、前記空気流入端から空気流入側パッドまでの距離をｙ（ｍｍ）とした場合、Ｖ×（ｄ／ｙ）＜１．５、であるものとしたから、ディスク半径がスキュー角が０（ｒａｄ）の位置のトラックより大きい位置における浮上量増加を抑制することで、ディスク半径の全体にわたって所望の浮上量変動以下に抑制することができ、ディスク媒体上のすべての位置で安定した浮上量を確保することが可能となる効果が得られる。
【００３１】
本発明の請求項２に係るスライダによれば、請求項１に記載のスライダにおいて、Ｖ×（ｄ／ｙ）＜１．０、であるものとしたから、ディスク半径がスキュー角が０（ｒａｄ）の位置のトラックより大きい位置における浮上量増加をより小さく、安定的に抑制することで、ディスク半径の全体にわたって所望の浮上量変動以下に抑制することができ、ディスク媒体上のすべての位置で安定した浮上量を確保することが可能となる効果が得られる。
【００３２】
本発明の請求項３に係るスライダによれば、請求項１に記載のスライダにおいて、前記空気流入側パッドの空気流入端側に形成された略平面は、空気流入端まで延出しているものとしたから、所望の空気潤滑面が形成され、よって、ディスク媒体上のすべての位置で安定した浮上量と浮上姿勢を確保することが可能となる効果が得られる。
【００３３】
本発明の請求項４に係るスライダによれば、請求項１に記載のスライダにおいて、前記空気流入側パッドは、前記スライダの横軸方向に延びるクロスレールを含んでいるものとしたから、所望の空気潤滑面が形成され、ディスク媒体上のすべての領域で浮上量変動が抑制されたスライダを提供できる効果が得られる。
【００３４】
本発明の請求項５に係るディスク装置によれば、請求項１に記載のスライダを有するものとしたから、ディスク媒体の全領域において、スライダの安定した浮上姿勢と抑制された浮上変動を実現できるという効果が得られる。
【００３５】
本発明の請求項６に係るディスク装置によれば、請求項５記載のディスク装置において、前記凹部は、スライダ中心を通りスライダ長手方向に仮想される縦軸に対して対称に形成されているものとしたから、特にヘッドをスライダの縦軸に設置する場合において、ロール角の変動を最小限に制限でき、ディスク媒体上のすべての位置で安定した浮上量と浮上姿勢を確保することが可能となる効果が得られる。
【００３６】
本発明の請求項７に係るディスク装置によれば、請求項５記載のディスク装置において、前記空気潤滑面は、スライダ中心を通りスライダ長手方向に仮想される縦軸に対して対称に形成されているものとしたから、特にヘッドをスライダの縦軸に設置する場合において、ロール角の変動を最小限に制限でき、ディスク媒体上のすべての位置で安定した浮上量と浮上姿勢を確保することが可能となる効果が得られる。
【００３７】
本発明の請求項８に係るディスク装置によれば、請求項５に記載のディスク装置において、ＰＣＭＣＩＡ規格に準拠しているものとしたから、ＰＣＭＣＩＡ規格に準拠した記録密度が高く、信頼性の高い超小型のディスク装置を提供することができる効果がある。
【００３８】
本発明の請求項９に係るディスク装置によれば、請求項５に記載のディスク装置において、コンパクトフラッシュ（登録商標）規格に準拠しているものとしたから、コンパクトフラッシュ（登録商標）規格に準拠した記録密度が高く、信頼性の高い超小型のディスク装置を提供することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１によるスライダ、及びディスク装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、磁気ディスク装置の内部を示す斜視図である。図２は、磁気ディスク装置を示す断面図である。磁気ディスク装置はハウジングカバー（図示せず）を有しており、ディスク媒体２やスライダ３などは、そのハウジングカバーにより覆われている。アクチュエータ・アームの組５は、アクチュエータ軸２０に回転可能に取り付けられており、ボイスコイルモータ６の動力によりアクチュエータ軸２０の周りを回転する。そのアクチュエータ・アームの組５のそれぞれの先端には、サスペンション１４が取り付けられている。そして、それぞれのサスペンション１４の先端には、磁気変換器あるいは磁気ヘッド（図１には図示せず）を有するスライダ３が取り付けられている。
【００４０】
ハウジング７内には主軸１が装着されており、その主軸１には、多数のディスク媒体２が回転可能に間隔をあけて取り付けられている。ディスク媒体２は、モータ８によって回転する主軸１とともに図１中の矢印Ａで示す方向に回転する。スライダ３の有する磁気ヘッドのディスク媒体２に対する位置は、アクチュエータ・アームの組５により決定され、その磁気ヘッドは、ディスク媒体２にデータを書き込み、あるいはディスク媒体２からデータを読み取る。
【００４１】
スライダ３とそれに一体化された磁気ヘッドは、データの磁気的表示をディスク媒体２上のどのトラックにでも記憶できるようにディスク媒体２の表面上を動く。磁気ディスク装置中では、このヘッドの動きは、アクチュエータ軸２０周りの回転によるものである。アクチュエータ・アームの組５を回転させることで、スライダ３及びその中の磁気ヘッドは、ディスク媒体２の表面上のどのトラックの上にでも位置することができる。
【００４２】
図３は、上から見た一枚のディスク媒体２とアクチュエータ・アームとを示す模式図である。磁気ディスク装置の技術としてよく知られているように、それぞれのディスク媒体２には、磁気情報が記録される同心状のトラックの列がある。内直径（ＩＤ）トラック１１は、データが記憶される最も内側の同心トラックである。外直径（ＯＤ）トラック１２は、データが記憶される最も外側の同心トラックである。スライダ３の縦軸５５に対するディスク媒体２表面の摺動方向（ディスク媒体２の回転方向）はスキュー角と呼ばれており、ＩＤトラック１１からＯＤトラック１２にいたるまでの間で大きく変化する。また、回転アクチュエータ軸２０へのアクチュエータ・アームの組５の取り付け位置にも依存する。このスキュー角は、正にも負にもなる。摺動方向がスライダ３の外周側端４４にあたるようにアクチュエータ・アームの組５が位置している場合には、スキュー角は正であるという。摺動方向がスライダ３の内周側端４３にあたるようにアクチュエータ・アームの組５が位置している場合には、スキュー角は負であるという。すなわち、図３に対して、ＯＤトラック１２においてスキュー角が最大となり、ＩＤトラック１１において最小となり、中直径（ＭＤ）トラック１３においてスキュー角が０度となっている。なお、本実施の形態１では、媒体ディスクは外直径（ＯＤ）トラック１２での半径は１２．５ｍｍ、スキュー角は１６度、内直径（ＩＤ）トラック１１での半径は６ｍｍ、スキュー角は−５度、中直径（ＭＤ）トラック１３での半径は８．７ｍｍ、回転速度は４５００ｒｐｍとしている。
【００４３】
図４は、ディスク媒体２が記録再生を行う定常回転している際の、スライダ３の浮上姿勢を説明するための模式図である。スライダ３は、ピボット１５を介してサスペンション１４に取り付けられている。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、ディスク媒体２が記録再生を行う所定の回転速度で定常回転をしている際には、スライダ３はディスク媒体２表面から浮上し、磁気ヘッド９９を搭載した空気流出端４２側の浮上量が小さくなる浮上姿勢をとる。このスライダ３のディスク媒体２に対する縦軸５５方向の傾きを一般的にピッチ角という。ピッチ角は空気流入端４１側に比べ空気流出端４２側の浮上量が小さい場合、正である。
【００４５】
また、図４（ｂ）に示すように、スライダ３のディスク媒体２に対する横軸５６方向の傾きをロール角という。ロール角はディスク内周端４３側に比べディスク外周端４４側の浮上量が小さい場合、正である。
【００４６】
図５（ａ）は、本実施の形態１によるスライダ３の空気潤滑面の形状を示す図であり、図５（ｂ）は、その空気潤滑面のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
図５の空気潤滑面３０Ａは、上段面３１、中段面３２、下段面３３の３段階の互いに略平行な、平坦面で構成されている。図５では、上段面３１と中段面３２との落差は１００ｎｍであり、中段面３２と下段面３３との落差は７００ｎｍである。
【００４７】
空気流入端４１は、ディスク媒体２の表面が回転する方向に向いている。回転するディスク媒体２は、粘性効果によって、ディスク媒体２の摺動方向の空気流を空気流入端４１から空気潤滑面３０Ａ下に流入させる。その空気流により空気潤滑面３０Ａに発生する圧力でスライダ３をディスク媒体２から遠ざける方向に作用する圧力を正圧と呼び、スライダ３をディスク媒体２に近づける方向に作用する圧力を負圧と呼ぶ。
【００４８】
空気潤滑面３０Ａには、空気流出端４２近傍に磁気ヘッド９９を搭載するための空気流出側パッド３４と、空気流入側パッド３８とが上段面３１で構成されている。この空気流入側パッド３８は、内周側端４３、外周側端４４から所定間隔隔てて形成されたクロスレール３５と、空気流入端４１、内周側端４３、空気流出端４２から所定間隔隔てて形成された内側のサイドレール３６と、空気流入端４１、外周側端４４、空気流出端４２から所定間隔隔てて形成された外側のサイドレール３７とを相互につないで形成されている。また、空気流出側パッド３４と空気流入側パッド３８との空気流入端４１側には中段面３２が形成され、パッド３４、３８への空気の流入を促している。この空気流入側パッド３８の空気流入端側に形成された中断面３２の略平面は、空気流入端４１まで延出している。空気潤滑面３０Ａの中央部には上段面３１あるいは中段面３２で囲まれた負圧発生凹部４８が下段面３３によって形成されている。本実施の形態１における空気潤滑面３０Ａでは、主にパッド３４、３８において正圧を発生し、負圧発生凹部４８で負圧を発生させる構成となっている。
【００４９】
負圧発生凹部４８の空気流入端側稜線（クロスレール３５）と外周側端側稜線（サイドレール３７）とは、スライダ幅方向に仮想される横軸５６に対し後退角θを有する稜線で連結されており、空気流入端側稜線（クロスレール３５）と内周側端側稜線（サイドレール３６）とは、後退角ηを有する稜線で連結されている。図５においては、θ＝０．２π（ｒａｄ）、η＝０．２π（ｒａｄ）とされているが、本発明においてθ、ηはある程度の角度変更を行うことが可能である。ただし、所望の特性を得るために、θ、ηは、所定範囲内であることが必要となる。以下、この点について説明する。
【００５０】
図６は、図５に示した空気潤滑面３０Ａを有するスライダ３がＯＤトラック１２に位置する際のロール角を、後退角θの関数として解析を行った結果を示す図である。なお、ここで用いられている磁気ディスク装置は、磁気ヘッド９９の位置での目標浮上量２５ｎｍに対して許容される浮上量ばらつきが＋／−２ｎｍ、目標ロール角０μｒａｄに対して許容されるロール角ばらつきが＋／−１０μｒａｄである。図６から、ロール角は後退角θに応じて変化し、０．１４π＜θ＜０．２８πの範囲で、本実施の形態１における所望のロール角変動以下に制御できていることがわかる。
【００５１】
さらに、図８は、図７に示す空気潤滑面３０Ｂ、図１０は、図９に示す空気潤滑面３０Ｃについての、ＯＤトラック１２でのロール角と後退角θとの関係を示す図である。空気潤滑面３０Ｂ、３０Ｃの上段面３１、中段面３２、下段面３３のそれぞれの段差は空気潤滑面３０Ａの場合と同様である。図８から空気潤滑面３０Ｂについては、０．１９π＜θ＜０．３０πの範囲で所望のロール角変動以下に制御できていることがわかり、図１０から空気潤滑面３０Ｃについては、０．２２π＜θ＜０．３８πの範囲で所望のロール角変動以下に制御できていることがわかる。
【００５２】
ここで、空気潤滑面３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのそれぞれにおいて、空気流入端４１から負圧発生凹部４８までの距離ｘをスライダの長さＬで基準化してＸ＝ｘ／Ｌとおき、θ×Ｘとロール角との関係を求めると、注目すべき事項が明らかとなる。以下、この点について説明する。なお、本実施の形態１における空気潤滑面３０Ａ、３０Ｂ、３０ＣのＸはそれぞれ、０．４０５、０．３６４、０．２８３である。
【００５３】
図１１は、図６、図８、図１０に示した結果を、それぞれθ×Ｘを横軸として、合わせて示した図である。●印は空気潤滑面３０Ａ、□印は空気潤滑面３０Ｂ、▲印は空気潤滑面３０Ｃの結果である。図１１によれば、すべての空気潤滑面３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃにおいて、所望のロール角が得られる範囲は一致し、その値は０．０６π＜θ×Ｘ＜０．１２πとなる。つまり、０．０６π＜θ×Ｘ＜０．１２πとなる領域において後退角θを有する稜線を形成することにより、スキュー角が正の領域におけるスライダ３のロール角を所望のロール角変動量以下に制御でき、スキュー角が正の領域での安定したスライダ３の浮上姿勢を得ることで、最小浮上量位置での安定した浮上量の確保が可能となる。
さらに、図１１から、ロール角変動を抑制するためのθ×Ｘの最適値は０．０９πであることがわかる。
【００５４】
次に、スキュー角が負の領域における、ロール角制御について説明する。図１２、図１３、図１４は、それぞれ空気潤滑面３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃについての、ＩＤトラック１１でのロール角と後退角ηとの関係を示す図である。図１２から空気潤滑面３０Ａについては、０．１０π＜η＜０．３５πの範囲で所望のロール角変動以下に制御できていることがわかり、図１３から空気潤滑面３０Ｂについては、０．１２π＜η＜０．３８πの範囲で所望のロール角変動以下に制御できていることがわかり、図１４から空気潤滑面３０Ｃについては、０．２０π＜η＜０．４７πの範囲で所望のロール角変動以下に制御できていることがわかる。
【００５５】
図１５は、図１２、図１３、図１４に示した結果を、それぞれη×Ｘを横軸として、合わせて示した図である。●印は空気潤滑面３０Ａ、□印は空気潤滑面３０Ｂ、▲印は空気潤滑面３０Ｃの結果である。図１５によれば、すべての空気潤滑面３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃにおいて、所望のロール角が得られる範囲は一致し、その値は０．０５π＜η×Ｘ＜０．１３πとなる。つまり、０．０５π＜η×Ｘ＜０．１３πとなる領域において後退角ηを有する稜線を形成することにより、スキュー角が負の領域におけるスライダ３のロール角を所望のロール角変動量以下に制御でき、スキュー角が負の領域での安定したスライダ３の浮上姿勢を得ることで、最小浮上量位置での安定した浮上量の確保が可能となる。
さらに、図１５から、ロール角変動を抑制するためのη×Ｘの最適値は０．０９πであることがわかる。
【００５６】
図１６は、空気潤滑面３０ＡのＩＤトラック１１とＯＤトラック１２におけるロール角の、ディスク媒体２の相対速度依存についての結果を示す図である。なお相対速度は、ＭＤトラック１３（スキュー角０度、半径８．７ｍｍ）での値であらわしている。図１６から、本実施の形態１のようにロール角を＋／−１０μｒａｄ以下に制御する必要がある場合には、相対速度が１３ｍ／ｓ以下となる領域で用いられることが望ましいと分かる。
【００５７】
また、本実施の形態１のように、磁気ヘッド９９が縦軸５５上にあるようにされたスライダ３においては、ＭＤトラック１３に位置する際のロール角が０となるように、負圧発生凹部４８は縦軸５５に対して対称となるように形成されることが望ましい。さらには、空気潤滑面３０が縦軸５５に対して対称であることが望ましい。
【００５８】
また、後退角θを有する稜線が、スキュー角が負となる領域でのロール角に影響を及ぼさないように、後退角θを有する稜線は縦軸５５より外周側端側に形成されていることが望ましく、後退角ηを有する稜線も上述の理由から、縦軸５５より内周側端側に形成されていることが望ましい。
【００５９】
さらに、後退角θ、後退角ηは、空気流入端側稜線と連結される接点と外周側端側稜線あるいは内周側端側稜線と連結される接点とを結ぶ仮想線と、横軸５６とがなす角で定義されるものであり、後退角θ、後退角ηを有する稜線は本実施の形態１では直線として示したが、実質的に本発明の効果が得られる範囲において、曲線であってもよい。
【００６０】
以上のように、本実施の形態１によるスライダ、及びディスク装置によれば、空気流入端側の稜線とディスク外周側端の稜線とが、スライダ幅方向に仮想される横軸に対してθ（ｒａｄ）の後退角をもつ稜線で連結されることにより負圧発生凹部４８が空気潤滑面３０に形成されており、空気潤滑面３０の空気流入端４１から負圧発生凹部４８までの距離ｘをスライダ３の長さＬで基準化してＸ＝ｘ／Ｌとした場合、θ×Ｘを０．０６π〜０．１２πとすることで、スキュー角が正となる領域でのロール角変動を抑制することが可能となり、最小浮上量位置での安定した浮上量の確保が可能となる。
【００６１】
また、空気流入端側の稜線とディスク内周側端の稜線とが、スライダ幅方向に仮想される横軸に対してη（ｒａｄ）の後退角をもつ稜線で連結されることにより負圧発生凹部４８が空気潤滑面３０に形成されており、空気潤滑面３０の空気流入端４１から負圧発生凹部４８までの距離ｘをスライダの長さＬで基準化してＸ＝ｘ／Ｌとした場合、η×Ｘを０．０５π〜０．１３πとすることで、スキュー角が正となる領域でのロール角変動を抑制することが可能となり、最小浮上量位置での安定した浮上量の確保が可能となる。
【００６２】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２によるスライダ、及びディスク装置について、図面を参照しながら説明する。
図１７は、図５の空気潤滑面３０Ａの上段面３１と中段面３２との段差ｄを２５ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍとした場合の、ＩＤトラック１１からＯＤトラック１２までの浮上量を示す図である。●印は段差ｄが２５ｎｍ、□印は段差ｄが５０ｎｍ、▲印は段差ｄが１００ｎｍ、◇印は段差ｄが１５０ｎｍ、＊印は段差ｄが２００ｎｍの場合である。なお、実施の形態１によるディスク媒体２の定常回転速度４５００ｒｐｍにおけるＭＤトラック１３でのスライダ３とディスク媒体２との相対速度は、２π×８．７×（４５００／６０）≒４１００ｍｍ／ｓ＝４．１ｍ／ｓである。図１７から、段差ｄが大きくなるほど、特にＯＤトラック１２における浮上量が大きくなる傾向があり、ＩＤトラック１１での浮上量とＯＤトラック１２での浮上量との差が大きくなることがわかる。
【００６３】
図１８は、空気潤滑面３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのそれぞれについて、段差ｄとＩＤトラック１１〜ＯＤトラック１２の範囲における浮上量変動量との関係を示す図である。図１８から、空気潤滑面３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのすべてにおいて、段差ｄが大きくなるほど浮上量変動が大きくなることがわかる。
【００６４】
図１９は、空気潤滑面３０Ａについて、ディスク回転速度が４５００ｒｐｍの場合と９０００ｒｐｍの場合の、段差ｄと浮上量変動量との関係を示す図である。図１９から、ディスク媒体２の回転速度（スライダ３とディスク媒体２との相対速度）が異なっても、段差ｄが大きくなると、浮上量変動が大きくなる傾向は同様であることがわかる。さらに、図１９から、相対速度が大きいほうが、ＩＤトラック１１〜ＯＤトラック１２の範囲での浮上量変動が大きくなることがわかる。
【００６５】
ここで、ＭＤトラック１３でのスライダ３とディスク媒体２との相対速度をＶ（ｍｍ／ｓ）とし、空気流入端４１から空気流入側パッド３８までの距離をｙ（ｍｍ）とし、横軸にＶ×（ｄ／ｙ）をとり（以下、Ｖ×（ｄ／ｙ）を適応係数αと称す）、それぞれの条件における浮上量変動をまとめると、新たなる傾向が明らかとなる。なお、このｙは厳密には、空気流入端４１から空気流入側パッド３８前縁までの距離、すなわち空気流入端４１から空気流入側パッド３８の空気流入端４１に一番近い外縁までの距離のことである。また、空気潤滑面３０Ａではｙ＝０．４１ｍｍ、空気潤滑面３０Ｂではｙ＝０．３５ｍｍ、空気潤滑面３０Ｃではｙ＝０．１９ｍｍである。
【００６６】
図２０は、空気潤滑面３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのそれぞれについて、適応係数αと浮上量変動量との関係を示す図である。●印、■印、▲印は、それぞれ定常回転速度４５００ｒｐｍにおける空気潤滑面３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃについての結果であり、◆印は空気潤滑面３０Ａについて、回転速度を９０００ｒｐｍ（Ｖ≒８２００ｍｍ／ｓ＝８．２ｍ／ｓ）とした場合の結果である。図２０から、浮上量変動量を適応係数αの関数とすることで、空気潤滑面３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのすべてにおける結果は一致し、ＩＤトラック１１〜ＯＤトラック１２での浮上量変動量が４ｎｍ以下（＋／−２ｎｍ以下）となるのは、適応係数αが１．５以下の領域となることがわかる。しかも、適応係数αが１．０以下の領域では、浮上量変動量は２ｎｍ（＋／−１ｎｍ）程度以下でほぼ一定の値を示している。また、適応係数αが２．０より大きい領域において、ＩＤトラック１１〜ＯＤトラック１２での浮上量変動量が急激に大きくなる傾向も一致している。
【００６７】
したがって、適応係数αが１．５以下、望ましくは１．０以下となるようにＶ、ｄ、ｙを構成することで、主としてディスク半径がＭＤトラック１３より大きい位置における浮上量増加を抑制することができ、ＩＤトラック１１〜ＯＤトラック１２の範囲で所望の浮上量変動以下に抑制することができるため、ＩＤトラック１１〜ＯＤトラック１２のディスク媒体２上のすべての位置で安定した浮上量を確保することが可能となる。
【００６８】
なお、実施の形態１では、段差ｄを１００ｎｍと設定したので、本発明の効果が得られるのは、空気潤滑面３０Ａと３０Ｂである。ただし、空気潤滑面３０Ｃにおいても段差ｄを５０ｎｍで構成すれば、本発明の効果が得られる。
【００６９】
また、実施の形態１における空気潤滑面３０Ａ、３０Ｂは、後退角θ、後退角ηならびに適応係数αを本発明の範囲に設定してあるので、ＩＤトラック１１からＯＤトラック１２のディスク上の全領域において、安定した浮上量ならびに安定した浮上姿勢を維持することが可能である。また、空気潤滑面３０Ｃでも後退角θ、後退角ηを上述の範囲に設定してあるので、安定した浮上姿勢を維持することが可能である。よって、本発明のスライダを搭載した磁気ディスク装置は、ヘッドクラッシュを抑制し、よりよい電磁変換効率と高い信頼性を有することが分かる。
【００７０】
以上のように、本実施の形態２によるスライダ、及びディスク装置によれば、ＭＤトラック１３におけるスライダ３とディスク媒体２との相対速度をＶ（ｍｍ／ｓ）とし、空気流入側パッド３８と空気流入側パッド３８の空気流入端側に形成された略平面との段差をｄ（ｍｍ）とし、空気流入端４１から空気流入側パッド３８までの距離をｙ（ｍｍ）とした場合、Ｖ×（ｄ／ｙ）が１．５以下になるようにＶ、ｄ、ｙを構成することで、相対速度に依存したスライダ３の浮上量変動を抑制することが可能となる。すなわち、浮上量変動をＩＤトラック１１〜ＯＤトラック１２のすべての範囲で所望の値以下に抑制することができ、ＩＤトラック１１〜ＯＤトラック１２のすべての位置で安定した浮上量を維持することが可能となる。
【００７１】
なお、Ｖ×（ｄ／ｙ）は、速度単位（ｍｍ／ｓ）を有するので、適応係数αは物理学的には摩擦速度の関数であると推察される。したがって、現在ほぼすべての磁気ディスク装置においては、スライダ３とディスク媒体２との間の潤滑膜を空気で形成してあるが、例えば、窒素封入ディスク装置、アルゴン封入ディスク装置等においては、最適な適応係数αは上述の限りではない。その場合、それぞれの気体に対応する適応係数は、それぞれの気体の粘度と空気の粘度の比を、ここで示した適応係数αに掛け合わせれば求まると推察できる。
【００７２】
また、図２１〜図２３で示される空気潤滑面３０Ｄ〜３０Ｆについても、後退角θ、後退角ηならびに適応係数αを本発明の範囲で構成してあるので、ＩＤトラック１１からＯＤトラック１２の領域でロール角変動ならびに浮上量変動を抑制し、安定した浮上姿勢かつ一定浮上量を確保することが可能である。ここで、図２１〜図２３で示される空気潤滑面３０Ｄ〜３０Ｆは、図５で示されるもののようにクロスレール３５を備えないものであるが、この場合にも上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。このとき、実施の形態１に示したように磁気ヘッド９９が縦軸上にある場合、ロール角は極力０に近づけることが望ましいので、図５、図７、図９ならびに図２１〜図２３に示すように、負圧発生凹部４８、及び空気潤滑面３０を縦軸に対して対称に形成すれば、ＭＤトラック１３におけるロール角を０にすることが可能であり、ＩＤトラック１１からＯＤトラック１２の領域でロール角を０に近づけることが可能となる。
【００７３】
また、上記各実施の形態で示した空気潤滑面３０は、すべて上段面３１、中段面３２、下段面３３の３段で構成されると説明したが、これは現状の加工プロセスを考慮し設計したにすぎず、空気潤滑面３０は２段以上の任意の段差数で構成されていればよい。
【００７４】
また、上記各実施の形態において、スライダ３が磁気ヘッド９９を有する場合について説明したが、スライダ３は、例えば光ヘッドや、再生側ヘッドとして磁気抵抗型素子のようなヘッドを有していてもよく、同様に安定な浮上姿勢と一定の浮上量を確保できるスライダ、及びディスク装置を実現可能である。
【００７５】
また、ＰＣＭＣＩＡ規格、もしくはコンパクトフラッシュ（登録商標）規格に準拠して構成される小型ディスク装置においても、本発明のスライダを用いることで、安定した浮上姿勢と一定の浮上量を確保可能であり、信頼性の高いデータの記録・再生が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上のように、本発明に係るスライダ、及びディスク装置は、空気潤滑面とディスク媒体との間の空気流によりディスク媒体から浮上してディスク媒体との間でデータの記録及び／又は再生を行うスライダ、及びそのスライダを用いたディスク装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態１による磁気ディスク装置の内部を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１による磁気ディスク装置を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１による一枚のディスク媒体とアクチュエータ・アームとを示す模式図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態１によるスライダの浮上姿勢を説明するための模式図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施の形態１による空気潤滑面の形状を示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態１による空気潤滑面の断面を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１による空気潤滑面における後退角θとロール角との関係を示す図である。
【図７】（ａ）は、本発明の実施の形態１による空気潤滑面の形状を示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態１による空気潤滑面の断面を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１による空気潤滑面における後退角θとロール角との関係を示す図である。
【図９】（ａ）は、本発明の実施の形態１による空気潤滑面の形状を示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態１による空気潤滑面の断面を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１による空気潤滑面における後退角θとロール角との関係を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態１による空気潤滑面におけるθ×Ｘとロール角との関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態１による空気潤滑面における後退角ηとロール角との関係を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態１による空気潤滑面における後退角ηとロール角との関係を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態１による空気潤滑面における後退角ηとロール角との関係を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態１による空気潤滑面におけるη×Ｘとロール角との関係を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態１におけるロール角と相対速度の関係を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態２によるスライダの浮上量とディスク半径位置との関係を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態２による空気潤滑面の段差ｄとスライダの浮上量との関係を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態２による空気潤滑面の段差ｄとスライダの浮上量との関係を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態２における適応係数αと浮上量変動量との関係を示す図である。
【図２１】（ａ）は、空気潤滑面の形状を示す図であり、（ｂ）は、空気潤滑面の断面を示す図である。
【図２２】（ａ）は、空気潤滑面の形状を示す図であり、（ｂ）は、空気潤滑面の断面を示す図である。
【図２３】（ａ）は、空気潤滑面の形状を示す図であり、（ｂ）は、空気潤滑面の断面を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  主軸
２  ディスク媒体
３  スライダ
５  アクチュエータ・アームの組
６  ボイスコイルモータ
７  ハウジング
８  モータ
１１  ＩＤトラック
１２  ＯＤトラック
１４  サスペンション
２０  アクチュエータ軸
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆ  空気潤滑面
３１  上段面
３２  中段面
３３  下段面
３４  空気流出側パッド
３５  クロスレール
３６  内側のサイドレール
３７  外側のサイドレール
３８  空気流入側パッド
４１  空気流入端
４２  空気流出端
４３  内周側端
４４  外周側端
４８  負圧発生凹部
５５  縦軸
５６  横軸
９９  磁気ヘッド
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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