(57)【要約】    【課題】磁気ディスクの小径化により周速が低下し、磁気ヘッドスライダが安定に浮上する浮上力を確保することが難しくなって来ている。    【解決手段】空気流入端１と、空気流出端２と、浮上面３から構成される磁気ヘッドスライダ４０において、浮上面３は複数の流入側レール面１１と、流入側レール面と同一平面内にあり、かつ磁気ヘッド９が設置された流出側レール面７と、流出側レール面１１から所定の深さδ１を有するステップ軸受面４と、ステップ軸受面４より深く流出側レール面１１から深さδ２を有する負圧溝面１０とを有し、流入側レール面１１上に、所定の高さｈ１の第１段差面５，６と、第１段差面５，６から高さｈ２の第２段差面１２，１３が磁気ヘッドスライダ長さ方向に連続性を有して設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流入端と、空気流出端と、浮上面とを有し、前記浮上面は複数の流入側レール面と、前記流入側レール面と同一平面内にあり磁気ヘッドが設置された流出側レール面と、前記流入側レール面から第１の深さを有するステップ軸受面と、前記ステップ軸受面よりさらに深い第２の深さを有する負圧溝面とを有し、前記流入側レール面は第１の高さを有する第１段差面と、前記第１段差面上に第２の高さを有する第２段差面を有することを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
【請求項２】
前記第１段差面と前記第２段差面は、前記空気流出端方向に連続性を有す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】
前記第１段差面と前記第２段差面は、カーボン層であ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】
前記第１段差面はシリコン層であり、前記第２段差面はカーボン層であ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５】
前記第２段差面の第２の高さと前記第１段差面の第１の高さとの比は３以下であ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６】
前記第１段差面と前記第２段差面の境界は、前記第１段差面の後端から２０％乃至９０％の位置にあ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７】
前記第１段差面と前記第２段差面の境界における前記第２段差面の形状は、前記空気流入端側に向かってコの字形または凹凸形であ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８】
さらに、前記第２段差面の上に第３の高さを有する第３段差面を有す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９】
浮上面にエッチングにより流入側レール面と流出側レール面、流入ステップ軸受面と流出ステップ軸受面、負圧溝面を形成し、前記流入側レール面にスパッタリングによりカーボン層を形成することにより第１段差面を形成し、続いて、前記第１段差面の上にスパッタリングによりカーボン層を形成することにより第２段差面を形成することを特徴とする磁気ヘッドスライダの製造方法。
【請求項１０】
前記第１段差面をシリコン層で形成することを特徴とする請求項９記載の磁気ヘッドスライダの製造方法。
【請求項１１】
浮上面にエッチングにより第２の段差を有する第２段差面を形成し、次に前記第２段差面の下部から第１の段差を有する第１段差面を形成し、次に前記第１段差面の下部から第１の深さを有する流入側レール面と流出側レール面を形成し、続いて前記流入側レール面と前記流出側レール面の下部から前記第１の深さよりも深い第２の深さを有する負圧溝面を形成することを特徴とする磁気ヘッドスライダの製造方法
【請求項１２】
前記前記流入側レール面の下部の空気流入側は、流入ステップ軸受面であることを特徴とする請求項１１記載の磁気ヘッドスライダの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスクの小径化により周速が低化しても、浮上を安定に保つことができる磁気ヘッドスライダ、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置では回転する磁気ディスク記録媒体（磁気ディスク）上で微小な間隔（浮上量）を保ちながら浮上する磁気ヘッドスライダが使用される。その磁気ディスク装置では記憶容量を高めるために可能な限り磁気ディスクに近接した低浮上状態で磁気ヘッドスライダを浮上させることが要求される。現在、こうした厳しい低浮上化を実現するため、磁気ディスクに磁気ヘッドスライダを引き付ける向きの負圧力を利用した浮上安定性に優れた負圧型の磁気ヘッドスライダが使用されている。
【０００３】
特許文献１には、スライダに具備された磁気ヘッドと平滑磁気ディスク表面との隙間を概略ゼロにまで接近可能とするために、スライダの浮上面に、浮上面の表面上で互いに独立した微小突出部を設け、この微小突出部のスライダ走行方向に計った径が概略１μｍ以下であり、全ての微小突出部の頂部の総面積が０．０２ｍｍ２以下であるスライダが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、磁気ディスク全面にわたる浮上量を略均一化し、且つ高地での浮上量変化を低減すると共に、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクが接触した場合でもヘッドスライダを滑らかに接触滑走させるために、磁気ディスクに最も近接して位置する第１の面を形成する磁気ヘッド設置面と、磁気ヘッド設置面より磁気ディスクから離れた第２の面を形成するスライダレール面と、スライダレール面よりさらに磁気ディスクから離れた第３の面を形成するスライダステップ軸受面と、最も磁気ディスクから離れた第４の面を形成する負圧溝とから構成される磁気ヘッドスライダが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６００１５号公報
【特許文献２】特開２００１−２９７４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の磁気ディスク装置においては磁気ディスク装置の大きさが確保され、それに使用される磁気ディスクの径も十分に大きく、十分な速度を保って回転することが出来た。したがって、磁気ディスク表面を浮上する磁気ヘッドスライダも十分な浮上力を発生して安定した浮上量を得ることが出来ていた。しかし近年、携帯型機器への磁気ディスク装置の採用などにより磁気ディスク装置の小型化が進んでおり、小径の磁気ディスクゆえの周速の低下によって磁気ヘッドスライダは十分な浮上力を確保することが難しくなっている。このため磁気ディスクの周速が低下しても十分な浮上力を発生させ、安定した浮上を保つ磁気ヘッドスライダが必要となってきた。
【０００７】
上記従来技術は、浮上量の低減あるいは浮上量の均一化を目的とした発明であるが、磁気ディスクの小径化、これに起因する周速の低下による磁気ヘッドスライダに発生する浮上力の低下の問題については何ら検討がなされておらず、上記従来技術の磁気ヘッドスライダでは、この問題を解決することはできない。
【０００８】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、目的とするところは磁気ディスクの周速が低下した場合でも高い浮上力を発生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。
【０００９】
本発明の他の目的は、上記磁気ヘッドスライダの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の磁気ヘッドスライダは、流入側レール面に第１段差面と、第１段差面に続く第２段差面を有することを特徴とする。代表的な磁気ヘッドスライダは、空気流入端と、空気流出端と、浮上面を有し、前記浮上面は複数の流入側レール面と、前記流入側レール面と同一平面内にあり、かつ磁気ヘッドが設置された流出側レール面と、前記流入側レール面から所定の深さδ１を有するステップ軸受面と、ステップ軸受面よりさらに深い深さδ２を有する負圧溝面とを有し、前記流入側レール面は所定の高さｈ１の第１段差面と、第１段差面の上に所定の高さｈ２の第２段差面を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、磁気ディスクの小径化に起因する周速の低下に対しても、磁気ヘッドスライダに高い浮上力を発生することが出来て安定した浮上を実現することが可能となる。また、そのような磁気ヘッドスライダの製造方法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】
【００１２】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、図３を参照して磁気ヘッドスライダが搭載される磁気ディスク装置の全体構成について説明する。磁気ディスク装置２０は、ベース２２と、ベース２２に固定されたスピンドルモータ２４と、アクチュエータ３０を有する。スピンドルモータ２４には少なくとも１枚の磁気ディスク２６が取り付けられ、アクチュエータ３０はピボット３２を中心に揺動するヘッドアーム３４とボイスコイルモータ（ＶＣＭ）３６で構成される。ヘッドアーム３４にはサスペンション３８の一端が取り付けられ、サスペンション３８の他端には磁気ヘッドスライダ４０が取り付けられ、先端部にはリフトタブ４２が形成されている。ベース２２にはさらに、ロードアンロード機構２８が固定されている。ＶＣＭ３６に電流を流すことにより、ヘッドアーム３４がピボット３２を中心に揺動し、サスペンション３８に取り付けられている磁気ヘッドスライダ４０が磁気ディスク２６の半径方向の任意の位置に位置付けされ、データの記録あるいは再生が行われる。磁気ヘッドスライダ４０は、データの記録あるいは再生が終了した場合、あるいは磁気ディスク装置２０の電源が遮断された場合は、ＶＣＭ３６に駆動され、リフトタブ４２がロードアンロード機構２８のランプ斜面を登り退避領域に移動される。
【００１３】
次に実施例の磁気ヘッドスライダについて詳細に説明する。図１は第１の実施例による磁気ヘッドスライダ４０を浮上面側から見た平面図である。図２は図１のＡ−Ａ′線断面図である。磁気ヘッドスライダ４０は、空気流入端１、空気流出端２、浮上面３を有しており、サイズは、長さ１．２５ｍｍ×幅１ｍｍ×厚さ０．３ｍｍのピコスライダと呼ばれる磁気ヘッドスライダである。浮上面３は、流入ステップ軸受面４と、流入側レール面１１と、磁気ヘッド９を備える流出側レール面７と、流出ステップ軸受面８と、負圧溝面１０と、流入側レール面１１上に形成された第１段差面５，６と第２段差面１２，１３を有する。
【００１４】
流入ステップ軸受面４は流入側レール面１１からδ１の深さ（段差）を有し、負圧溝面１０は流出側レール面１１からδ２の深さ（段差）を有する。第１段差面５，６は流入側レール面１１からｈ１の高さ（段差）を有し、第２段差面１２，１３は第１段差面５，６からｈ２の高さ（段差）を有する。流入側レール面１１と流出側レール面７は同一面にあり、磁気ヘッドスライダ４０と磁気ディスク２６間に流入した空気流により圧力を発生し、磁気ヘッドスライダ４０を磁気ディスク２６上に浮上させる、いわゆる正圧レール面として作用する。流入ステップ軸受面４と流出ステップ軸受面８は同一面内にあり、流入側レール面１１や流出側レール面７からの深さは２００ｎｍ程度である。
【００１５】
スライダ流入端１側から流入した空気流（図示しない）は、まず流入ステップ軸受面4と流入側レール面１１との段差δ1で圧縮され昇圧し、次に流入側レール面１１と第１段差面５，６との段差ｈ１で圧縮され昇圧し、大きな圧力を生じる。さらに、第１段差面５，６と第２段差面１２，１３の間の段差ｈ２で空気流はさらに圧縮され昇圧し、さらに大きな圧力を発生する。このように同じ外形の磁気ヘッドスライダにおいて、第１段差面５，６と第２段差面１２，１３の２つの段差面を設けることによってより大きな浮上力を発生させることができる。
【００１６】
図４は上記第１の実施例の磁気ヘッドスライダ４０を用いたときに第１段差面５，６の高さｈ１を３０ｎｍに固定して、第２段差面１２，１３の高さｈ２を変化させた場合の浮上力の増加を計算し、グラフにした図である。グラフの縦軸の値は第１段差面５，６だけのときに発生する浮上力を１とした規格化浮上力を表している。グラフの横軸は磁気ディスク２６（磁気ヘッドスライダ４０）の周速を表している。グラフは第２段差面１２，１３の高さｈ２を０、２０、３０、３５ｎｍと変化させたときの規格化浮上力を表している。第１段差面５，６だけのときと比べて第２段差面１２，１３を設けることにより浮上力の発生が大きくなっていることがわかる。さらに周速が遅くなるほど浮上力の発生が大きくなっており、磁気ディスクサイズの小型化による周速の減少に対して大きな効果があることがわかる。第２段差面１２，１３の高さ（ｈ２）と第１段差面５，６の高さ（ｈ１）の比（ｈ２/ｈ１）は定性的な観点から３以下とすることが望ましい。これは高さの比が２から３で浮上力の発生が最大となり、それより大きくしても浮上力の発生量は減少するためである。
【００１７】
図５は上記第１の実施例の磁気ヘッドスライダ４０を用いたときに第１段差面５，６の長さ（Ｌ１）を固定して、第２段差面１２，１３の長さ（Ｌ２）を変化させた場合の浮上力の増加を計算し、グラフにした図である。グラフの縦軸の値は第２段差面１２，１３の長さを第１段差面５，６の長さの５４パーセントの時の値を１とした規格化浮上力を表している。グラフの横軸は第２段差面１２，１３の長さの第１段差面５，６の長さに対する割合を表している。グラフは磁気ディスク２６（磁気ヘッドスライダ４０）の周速を11.30、8.29、5.28、3.77m/sと変化させたときの規格化浮上力を表している。第２段差面１２，１３を長くすることにより浮上力の発生が大きくなっていることがわかる。また、周速が遅くなるほど浮上力の発生が小さくなっており、第２段差面１２，１３の形成による浮上力の発生のためには第２段差面１２，１３の長さは第１段差面５，６の２０％以上は必要である。したがって、第２段差面１２，１３の第１段差面５，６との境界は、第１段差面５，６の後端から２０％乃至９０％の範囲の位置であれば期待する浮上力を得ることができる。
【００１８】
第１段差面５，６と第２段差面１２，１３は、次の方法で形成することができる。図６は図２に対応する図であるが、磁気ヘッドスライダ４０の加工前の浮上面３に約３ｎｍの浮上面保護膜（図示せず）を形成した後、イオンミリング等のエッチングにより流入側レール面１１と流出側レール面７、流入ステップ軸受面４と流出ステップ軸受面８、負圧溝面１０を形成する。次に、流入側レール面１１にスパッタリングによりシリコンの密着層（図示せず）を形成し、シリコン密着層の上にカーボン層を形成することにより第１段差面６（５）を形成する。続いて、第１段差面６（５）の上にスパッタリングによりカーボン層を形成して第２段差面１２（１３）を形成する。上記方法では、第１段差面６（５）と第２段差面１２（１３）を同じ材質のカーボン層で形成したが、材質は別でも良く、図７に示すように、流入側レール面１１にスパッタリングによりシリコン層の第１段差面６（５）を形成し、シリコンの第１段差面６（５）の上にカーボン層の第２段差面１２（１３）を形成しても良い。これらの方法によれば、現行のスライダ浮上面形成方法に変更を加えることなく、浮上面形成後に、流入側レール面１１の上に段差面を追加形成するだけの簡単な方法で形成することができる。
【００１９】
もう一つの方法は、浮上面３の形成の際に、第２段差面１２（１３）、第１段差面６（５）をイオンミリング等のエッチングにより形成する方法である。具体的には、浮上面に浮上面保護膜を形成した後、まずイオンミリングにより段差ｈ２の第２段差面１２（１３）を形成し、次に第２段差面１２（１３）の下部から段差ｈ１の第１段差面６（５）を形成し、次に第１段差面６（５）の下部から深さδ１の流入側レール面１１と流出側レール面７を形成し、続いて流入側レール面１１と流出側レール面７の下部すなわち流入ステップ軸受面４と流出ステップ軸受面８から深さδ２の負圧溝面１０を形成する。
【００２０】
次に、第２の実施例を図８及び図９に示す。図１で示した第１の実施例との違いは、第１段差面５，６と第２段差面１２，１３の境界の形状である。第１の実施例の磁気ヘッドスライダ４０においては第１段差面５，６と第２段差面１２，１３の境界は直線で形成しているが、必ずしも直線である必要はなく、図８に示すように第１段差面５，６と第２段差面１２，１３の境界はコの字型でも良く、あるいは図９に示すように山の字形（凹凸形）等のさまざまな形状にすることができる。このような構成により、第１段差面５，６から第２段差面１２，１３に流入する空気のサイドフローが減少し、より大きな浮上力を発生することが出来る。
【００２１】
次に、第３の実施例を図１０に示す。上記第１の実施例との違いは、第２段差面１２（１３）の上に３段目の第３段差面１４（１５）を有する点である。第３段差面１４（１５）は、第２段差面と同様にカーボン層であることが望ましい。第２段差面１２（１３）と第３段差面１４（１５）の段差ｈ３により、第１段差面６（５）と第２段差面１２（１３）の段差ｈ２で圧縮された空気流はさらに圧縮され昇圧し、第１の実施例よりもさらに大きな浮上力を発生する。
【００２２】
なお、上記実施例では長さ１．２５ｍｍ×幅１ｍｍ×厚さ０．３ｍｍのピコスライダについて説明したが、これに限られず、長さ０．８５ｍｍ×幅０．７ｍｍ×厚さ０．２３ｍｍのフェムトスライダやさらに小型のスライダに適用することが可能である。特に、磁気ディスクの小径化による周速の低下、磁気ヘッドスライダの小型化による浮上力の低下に対して、顕著な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施例による磁気ヘッドスライダの平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】磁気ヘッドスライダが搭載される磁気ディスク装置の構成図である。
【図４】第１の実施例の効果を示す図で、磁気ディスクの周速と浮上力の関係を示すグラフである。
【図５】第２段差面の長さの、第１段差面の長さに対する割合と浮上力の関係を示すグラフである。
【図６】第１の実施例による磁気ヘッドスライダの製造方法を説明するための断面図である。
【図７】第１の実施例による磁気ヘッドスライダの他の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】第２の実施例による磁気ヘッドスライダの平面図である。
【図９】第２の実施例による磁気ヘッドスライダの平面図である。
【図１０】第３の実施例による磁気ヘッドスライダの平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…空気流入端、
２…空気流出端、
３…浮上面、
４…流入ステップ軸受面、
５、６…第１段差面、
７…流出側レール面、
８…流出ステップ軸受面、
９…磁気ヘッド、
１０…負圧溝面、
１１…流入側レール面、
１２、１３…第２段差面、
１４、１５…第３段差面、
２６…磁気ディスク、
４０…磁気ヘッドスライダ。
【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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