(57)【要約】【課題】磁気ヘッドスライダの低浮上化に伴い、浮上静特性向上による浮上マージンの確保が困難になってきている。【解決手段】磁気ヘッドスライダ１の再生素子８、記録素子９を球面状あるいは楕円面状の突起１２上に配置し、かつこの突起全体をアルミナ部１１に形成する。これにより、浮上姿勢変動による浮上マージンの低下を防止し、球面状あるいは楕円面状の突起１２の部分での加工段差の発生を防止する。また、磁気ヘッドスライダ１００の浮上面上におけるアルミナ構成比を７％以上とすることにより、再生素子８、記録素子９を浮上面のセンタレール面５上の圧力中心位置に配置する。これにより、スライダ浮上時の追従性が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライダと、該スライダの空気流出端に形成された薄膜磁気ヘッド部とを有し、前記スライダと薄膜磁気ヘッド部の浮上面には、フロントレール面と、前記スライダと薄膜磁気ヘッド部に跨って形成されたセンタレール面とを有し、該センタレール面の薄膜磁気ヘッド部には球面状あるいは楕円面状の突起が形成され、該突起に再生素子及び記録素子が配置されていることを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
【請求項２】
前記再生素子は下部磁気シールド、磁気抵抗効果素子及び上部磁気シールドを有し、前記記録素子は前記再生素子の上部に積層されており、前記下部磁気シールドも含めた前記再生素子及び記録素子全体が前記突起内に含まれることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドスライダ。
【請求項３】
前記スライダは、アルミナ・チタンカーバイトで構成され、前記薄膜磁気ヘッド部は前記再生素子及び記録素子を覆うアルミナで構成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドスライダ。
【請求項４】
スライダと、該スライダの空気流出端に形成された薄膜磁気ヘッド部とを有し、前記スライダと薄膜磁気ヘッド部の浮上面には、フロントレール面と、前記スライダと薄膜磁気ヘッド部に跨って形成されたセンタレール面とを有し、前記薄膜磁気ヘッド部の膜厚の前記浮上面の全長に対する比率は７％以上１５％以下であり、前記センタレール面の薄膜磁気ヘッド部には球面状あるいは楕円面状の突起が形成され、該突起に再生素子及び記録素子が配置されていることを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
【請求項５】
前記再生素子及び記録素子は、前記センタレール面の圧力中心位置に配置されていることを特徴とする請求項４記載の磁気ヘッドスライダ。
【請求項６】
前記突起は、前記センタレール面の圧力中心位置に配置されていることを特徴とする請求項４記載の磁気ヘッドスライダ。
【請求項７】
前記スライダの空気流入端からの距離１．１４ｍｍから１．２５ｍｍの範囲が前記薄膜磁気ヘッド部であることを特徴とする請求項４記載の磁気ヘッドスライダ。
【請求項８】
前記スライダの空気流入端からの距離０．７４ｍｍから０．８５ｍｍの範囲が前記薄膜磁気ヘッド部であることを特徴とする請求項４記載の磁気ヘッドスライダ。
【請求項９】
前記薄膜磁気ヘッド部の膜厚は、約１１０μｍであることを特徴とする請求項４記載の磁気ヘッドスライダ。
【請求項１０】
前記再生素子及び記録素子は前記スライダの空気流入端から約１．１５ｍｍの位置に配置されていることを特徴とする請求項４記載の磁気ヘッドスライダ。
【請求項１１】
前記突起は、前記スライダの空気流入端から約１．１５ｍｍの位置に配置されていることを特徴とする請求項４記載の磁気ヘッドスライダ。
【請求項１２】
前記再生素子及び記録素子は前記スライダの空気流入端から約０．７５ｍｍの位置に配置されていることを特徴とする請求項４記載の磁気ヘッドスライダ。
【請求項１３】
前記突起は、前記スライダの空気流入端から約０．７５ｍｍの位置に配置されていることを特徴とする請求項４記載の磁気ヘッドスライダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ディスク装置に搭載される磁気ヘッドスライダに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置においては、磁気ディスクの記録層と磁気ヘッドスライダの記録再生素子との間隔が小さいほど、情報記録密度を向上できる。そのため、従来より、磁気ディスク装置の情報記録密度向上に伴い、磁気ヘッドスライダの低浮上化が進んでいる。現在では、磁気ディスク上における磁気ヘッドスライダの浮上高さ、すなわち磁気ディスク表面から浮上時の磁気ヘッドスライダの浮上最下点までの距離は、設計値で１０ｎｍ程度にまで低下してきており、磁気ディスク装置の温度変化、磁気ディスク装置内もしくは磁気ディスク装置周辺の気圧の変化などに伴う磁気ヘッドスライダの浮上高さの変動を考慮すると、磁気ヘッドスライダの浮上マージンは殆ど無いことになる。
【０００３】
特許文献１には、フロントパッドとリアパッドを有する磁気ヘッドスライダにおいて、リアパッドの空気流入側の負圧溝に圧力制御溝を設けることにより、磁気ヘッドスライダの浮上量ばらつきを低減する技術が開示されている。特許文献２には、磁気ヘッドスライダの浮上量を安定化するために、浮上面のフラットな面上に、前後に、また左右対称に球面状の凸部を設ける技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３５３３７０号公報
【特許文献２】特開平７−２５４２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、磁気ヘッドスライダ浮上面の空気軸受の形状設計、浮上面形状のバラツキを低減する形状加工プロセス改善、磁気ディスク面の平滑化などの方策により、スライダの低浮上化、浮上の安定化が実現されてきた。しかし、これらによる浮上静特性向上での磁気ヘッドスライダの浮上マージン確保は困難となってきている。
【０００６】
本発明の目的は、浮上時に姿勢変動が発生した場合においても、浮上マージンをより多く確保することができる磁気ヘッドスライダを提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、浮上追従性に優れた磁気ヘッドスライダを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の磁気ヘッドスライダにおいては、スライダと、スライダの空気流出端に形成された薄膜磁気ヘッド部とを有し、スライダと薄膜磁気ヘッド部の浮上面には、フロントレール面と、スライダと薄膜磁気ヘッド部に跨って形成されたセンタレール面とを有し、センタレール面の薄膜磁気ヘッド部には球面状あるいは楕円面状の突起が形成され、この突起に再生素子及び記録素子が配置される。
【０００９】
前記再生素子は下部磁気シールド、磁気抵抗効果素子及び上部磁気シールドを有し、前記記録素子は再生素子の上部に積層されており、下部磁気シールドも含めた再生素子及び記録素子全体が前記突起内に含まれている。
【００１０】
上記他の目的を達成するために、本発明の磁気ヘッドスライダにおいては、薄膜磁気ヘッド部の膜厚の浮上面全長に対する比率は７％以上１５％以下であり、薄膜磁気ヘッド部に球面状あるいは楕円面状の突起が形成され、この突起に再生素子及び記録素子が配置される。
【００１１】
前記突起または再生素子及び記録素子は、浮上面のセンタレール面の圧力中心位置に配置される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、浮上時に姿勢変動が発生した場合においても、浮上マージンをより多く確保できる磁気ヘッドスライダを提供することができる。また、浮上追従性に優れた磁気ヘッドスライダ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】
【００１３】
本発明の一実施例による磁気ヘッドスライダの構成を図面を参照して以下に説明する。図１（ａ）は磁気ヘッドスライダ１の浮上面を示す鳥瞰図である。磁気ヘッドスライダ１は、スライダ１０と、スライダ１０の空気流出端に形成された薄膜磁気ヘッド部１１とで構成されている。磁気ヘッドスライダ１の浮上面は、フロントレール面２とフロントステップ軸受３で構成されるフロントパッドと、フロントステップ軸受３から続くサイドステップ軸受４と、センタレール面５とセンタステップ軸受６で構成されるセンタパッドと、そしてこれらのパッドを隔てる負圧溝７とからなる。センタレール面５はスライダ１０と薄膜磁気ヘッド部１１に跨って形成されている。フロントパッド、センタパッド及び負圧溝は、イオンミリング等のエッチングにより形成することができる。負圧溝７の深さはフロントステップ軸受３、サイドステップ軸受４、センタステップ軸受６よりも深く形成される。再生素子８、記録素子９は薄膜磁気ヘッド部１１の中に形成され、センタレール面５の空気流出端付近に位置している。
【００１４】
スライダ１０は、アルミナ・チタンカーバイト(アルチック：Al2O3-TiC)で構成され、薄膜磁気ヘッド部１１はアルミナ(Al2O3)によって構成されている。図１（ｂ）にセンタレール面５近傍の拡大図を示すが、再生素子８、記録素子９はアルチックの基板上に堆積させたアルミナ層内に薄膜形成プロセスを用いて形成される。再生素子８は下部磁気シールド、磁気抵抗効果素子及び上部磁気シールドで構成された磁気抵抗効果型ヘッドであり、記録素子９は誘導型磁気ヘッドである。本実施例では、センタパッドのセンタレール面５上において、再生素子８、記録素子９が、球面状あるいは楕円面状の突起１２内に含まれており、なおかつこの突起１２全体がアルミナ部（薄膜磁気ヘッド部）１１に形成されている。球面状あるいは楕円面状の突起１２は、例えば特許文献２に記載されているような方法にて形成することができる。
【００１５】
上記構成による効果を、図２〜図４を用いて説明する。図２は、磁気ディスク上で浮上している状態の磁気ヘッドスライダを側面から見た模式図である。図２（ａ）は、従来の典型的な磁気ヘッドスライダ１３であり、図２（ｂ）は、本実施例による磁気ヘッドスライダ１である。通常、磁気ヘッドスライダ１、１３は、空気流入端１４における磁気ヘッドスライダ１、１３と磁気ディスク１５のすき間が、空気流出端１６における磁気ヘッドスライダ１、１３と磁気ディスク１５のすき間に対して大きい状態となる姿勢で、すなわちピッチ角θpをもって、回転する磁気ディスク１５上を浮上する。
【００１６】
ここで、磁気ヘッドスライダ浮上時のピッチ角θpは外乱等の影響を受けて変化する。図２（ａ）のような従来の磁気ヘッドスライダ１３においては、ピッチ角θpの変化△θpによって磁気ヘッドスライダ浮上時の最下点１７の浮上高さが変化し、再生素子８、記録素子９と最下点１７との間の高さ方向距離がδpだけ小さくなる。すなわち、磁気ヘッドスライダ１３が磁気ディスク１５の表面に接触するまでの浮上高さのマージンがδpの分だけ損失されることになる。
【００１７】
これに対し、本実施例の磁気ヘッドスライダ１においては、図２（ｂ）に示すように再生素子８、記録素子９が球面状あるいは楕円面状の突起１２上に配置されているため、ピッチ角θpの変化によって磁気ヘッドスライダ浮上時の最下点１７の浮上高さは殆ど変化しない。すなわち、磁気ヘッドスライダ１が磁気ディスク３０面に接触するまでの浮上高さのマージンは殆ど失われないことになる。
【００１８】
図３は、磁気ディスク上で浮上した状態の磁気ヘッドスライダを空気流出端側から見たときの模式図である。図３（ａ）は、従来の磁気ヘッドスライダ１３、図３（ｂ）は、本実施例による磁気ヘッドスライダ１を示す。通常、磁気ヘッドスライダ１、１３は、空気流出端１６において、磁気ディスク１５と平行となるような姿勢で、すなわちロール角θrがゼロの状態で回転する磁気ディスク１５上を浮上する。
【００１９】
しかしながら、このロール角θrは、外乱等の影響を受けて変化する。このとき、図３（ａ）のような従来の磁気ヘッドスライダ１３においては、ロール角θrの変化によって磁気ヘッドスライダ浮上時の最下点１８の浮上高さが変化し、最下点１８と磁気ディスク１５との間の高さ方向距離がδrだけ小さくなる。すなわち、磁気ヘッドスライダ１３が磁気ディスク３０の表面に接触するまでの浮上高さのマージンがδrの分だけ損失されることになる。
【００２０】
これに対し、本実施例の磁気ヘッドスライダ１においては、図３（ｂ）に示すように、再生素子８、記録素子９が球面状あるいは楕円面状の突起１２上に配置されているため、ロール角θrの変化によって磁気ヘッドスライダ浮上時の最下点１８の浮上高さは殆ど変化しない。すなわち、磁気ヘッドスライダ１が磁気ディスク１５の表面に接触するまでの浮上高さのマージンは殆ど失われないことになる。
【００２１】
また、上述のとおり、通常、磁気ヘッドスライダは、アルチックの基板上に再生素子、記録素子を含むアルミナ層を積層して形成されるが、磁気ヘッドスライダ浮上面の加工時には、アルチック部分、アルミナ部分を同時に加工するため、その加工レートの差異から境目部分に段差（加工段差）が生じる。このとき、図４（ａ）に示すように、球面状あるいは楕円面状の突起１２が、アルチックとアルミナの境目の部分に配置されると、球面状あるいは楕円面状の突起１２の一部において段差１９が生じてしまい、この段差部分がスライダ浮上時の最下点となる恐れが出てくる。しかしながら、本実施例では図４（ｂ）に示すように、球面状あるいは楕円面状の突起１２をアルミナ層の部分に配置することにより、球面状あるいは楕円面状の突起１２上に段差１９が形成されるのを避けることができる。さらに、再生素子８を構成する磁気シールド部分が球面状あるいは楕円面状の突起１２とセンタレール面５の平面との境目をまたぐ場合、その境目における腐食等の不具合が発生することが懸念されるが、本実施例によれば、磁気シールド部分を含めて再生素子８、記録素子９を球面状あるいは楕円面状の突起１２に配置するので、このような問題は発生しない。
【００２２】
なお、本実施例においては、磁気ヘッドスライダ１は、その材質が、アルチックによって構成されるスライダ１０と、アルミナによって構成される薄膜磁気ヘッド部１１とによって構成されるものとして説明したが、それぞれの材質はアルチックあるいはアルミナ以外であっても、本質的に同じ機能を果たす材質であれば、それぞれアルチック、アルミナ以外の材質で構成しても何ら差し支えない。
【００２３】
以上の説明のとおり、本実施例によれば、再生素子８、記録素子９を球面状あるいは楕円面状の突起１２上に配置し、なおかつこの突起全体をアルミナ部に形成するので、磁気ヘッドスライダ１の浮上高さのマージンの損失が低減され、よって高い信頼性を確保することができる。また、突起部分に加工段差が生じないので、加工段差による浮上マージンの低下を防止することができる。さらに、再生素子８の腐食を防止することができる。
【００２４】
ところで、磁気ヘッドスライダの浮上時、磁気ヘッドスライダの浮上高さは、磁気ディスクのうねり等の影響を受けることによっても変動する。すなわち、動的安定性が損なわれることになる。磁気ヘッドスライダの動的安定性を確保するためには、磁気ディスクのうねり等への追従性を向上する必要がある。追従性向上のためには、浮上面のセンタレール面５の圧力中心位置に再生素子８、記録素子９を配置することが有効である。しかしながら、従来の磁気ヘッドスライダにおいては、センタレール面の圧力中心位置は、材質がアルチックで構成されているスライダ部分にあるため、再生素子８、記録素子９を圧力中心位置に配置することができない。
【００２５】
そこで、このような問題を解決する磁気ヘッドスライダの構成を、上記実施例の変形例として、図５〜図８を用いて説明する。図５に磁気ヘッドスライダ１００の鳥瞰図を示す。磁気ヘッドスライダ１００の基本的な構成は、上記実施例と同じである。但し、再生素子８、記録素子９を配置した球面状あるいは楕円面状の突起１２が、磁気ヘッドスライダ浮上面のセンタレール面５上において、センタレール面５と磁気ディスクの表面の間に発生する圧力中心位置に配置されている。
【００２６】
図５に示す構成例において、磁気ヘッドスライダ１００の浮上面におけるアルミナ部１１の構成比を７％以上とすることにより、センタレール面５の圧力中心位置への再生素子８、記録素子９の配置を可能にした。以下、この構成比の根拠となる理由を説明する。実際のスライダ浮上面におけるセンタレール面５上の圧力中心を算出するのは困難であるため、磁気ヘッドスライダ浮上の動解析計算から、磁気ヘッドスライダ浮上面のセンタレール面上の各位置における磁気ディスクのうねりへの追従性を算出し、この追従性が最良となるセンタレール面上の位置を算出することにした。追従性の計算に用いた磁気ヘッドスライダは図１と同じ構成であり、浮上面モデルを図６に示す。
【００２７】
この浮上面モデルを用いて追従性を計算した結果が図７である。横軸は磁気ヘッドスライダ１００の空気流入端１４からの距離、縦軸はディスクへの追従性を示すパラメータ Δh/|a| であり、これが小さいほど追従性が良い。磁気ヘッドスライダが追従できるのはスライダ長以上のディスクうねりであり、これは例えば現在広く用いられている磁気ヘッドスライダのスライダ長1.25mmを考慮し、例えば磁気ディスクの回転速度が毎分１万回転であるとすると、周波数に換算して約25kHz以下である。そこで、図７中には、周波数25kHz以下のデータについて二乗平均を算出した結果がプロットしてある。この図７から、今回用いた磁気ヘッドスライダ１００において追従性が最も良くなるのは磁気ヘッドスライダの空気流入端１４からの距離が1.15mmの場合であることが分かる。現在の磁気ヘッドスライダにおいては、この位置の材質はアルチックとなっているため、再生素子、記録素子を配置することが出来ない。したがって、磁気ヘッドスライダの空気流入端からの距離が1.15mmの位置に再生素子、記録素子を配置するためには、磁気ヘッドスライダの空気流入端からの距離が少なくとも1.14mm〜1.25mmの範囲（膜厚にして110μm）をアルミナ層とする必要がある。
【００２８】
以上の計算結果を、アルミナ膜厚とスライダ追従性の関係としてまとめたのが図８である。磁気ディスク装置製造工程において、磁気ヘッドスライダのトラック方向の位置決めに用いるサーボ信号書き込み時にディスク回転数を落とすことを考慮し、磁気ディスクの回転数を変えて計算した結果を重ねて表示している。各ディスク回転数について最もスライダ追従性が良くなる位置に再生素子８、記録素子９を配置し、アルチックとアルミナの境目から再生素子８、記録素子９までの距離、すなわち下部磁気シールドの膜厚は10μmであると仮定してアルミナ膜厚の比率を算出した。スライダ長は1.25mmで固定とした。現行のスライダのアルミナ膜厚の比率は、アルミナ膜厚を50μmと仮定すると４％程度である。計算結果によると追従性が最も良好となる場合のアルミナ部分の比率は少なくとも７％以上（１５％以下）であり、スライダ追従性を最良とするためには現在のスライダよりもアルミナ膜厚を厚くする必要があることが分かる。
【００２９】
ここで、上記の磁気ヘッドスライダ１００の場合のように例えばスライダ流入端１４から1.15mmの位置に記録再生素子を配置した場合、そのままの状態では再生素子８、記録素子９と磁気ディスク間のスペーシングが大きくなり、信号記録再生に不利となる懸念がある。しかし、上記実施例のように再生素子８、記録素子９を球面状あるいは楕円面状の突起１２の頂上付近に配置すれば、記録再生素子とディスク間のスペーシングの問題は解決できる。スライダ浮上最下点についても、この球面状あるいは楕円面状の突起１２の高さがスライダ浮上特性に影響を与えない程度であれば全く問題はない。
【００３０】
なお、上記実施例は、現在広く用いられているスライダ長さが1.25mmの磁気ヘッドスライダについてであるが、さらに小型化されたスライダ長さが0.85mmの磁気ヘッドスライダの場合は、空気流入端からの距離が少なくとも0.74mm〜0.85mmの範囲をアルミナ層とすれば良い。また、その場合の再生素子，記録素子の位置あるいは突起の位置は、磁気ヘッドスライダの空気流入端から約0.75mmの位置である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）は本発明の一実施例による磁気ヘッドスライダの浮上面形状を示す平面図、（ｂ）はセンタパッド近傍の拡大図である。
【図２】実施例による磁気ヘッドスライダの効果を説明するための図で、（ａ）は従来例の浮上状態の側面図、（ｂ）は実施例の浮上状態の側面図である。
【図３】実施例による磁気ヘッドスライダの効果を説明するための図で、（ａ）は従来例を空気流出端からみた図、（ｂ）は実施例を空気流出端から見た図である。
【図４】実施例による磁気ヘッドスライダの効果を説明するための図で、（ａ）は加工段差が生じている従来例を示す図、（ｂ）は加工段差が生じていない実施例を示す図である。
【図５】実施例の変形例による磁気ヘッドスライダの浮上面形状を示す平面図である。
【図６】追従性の計算に用いた磁気ヘッドスライダの浮上面モデルを示す図である。
【図７】図６の浮上面モデルを用いて追従性を計算した結果を示す図である。
【図８】アルミナ膜厚とスライダの追従性の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１，１００…磁気ヘッドスライダ、２…フロントレール面、３…フロントステップ軸受、４…サイドステップ軸受、５…センタレール面、６…センタステップ軸受、７…負圧溝、８…再生素子、９…記録素子、１０…スライダ（アルチック部）、１１…薄膜磁気ヘッド部（アルミナ部）、１２…球面状あるいは楕円面状の突起、１４…空気流入端、１５…磁気ディスク、１６…空気流出端、１７，１８…磁気ヘッドスライダ浮上時の最下点、１９…加工段差。
【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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