(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクと、該磁気ディスクに対向する空気軸受面を有し該空気軸受面の中央部にセンターレールが形成されている磁気ヘッドスライダとを備え、前記磁気ヘッドスライダの最小浮上位置がセンターレールの空気流出端近傍にあるハード磁気ディスク装置において、前記センターレールの幅は空気流出端から空気流入端に向って途中まで直線的に広くなり、前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの距離が最小となり、前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの距離が前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線の左右で均等でない条件下においては、前記磁気ディスクの円周方向と、前記センターレールの空気流出端側の前記磁気ディスクとの距離が短い側のエッジの方向とのなす角度が前記センターレールの幅が直線的に広くなる範囲において１０°以下であり、かつ、前記センターレールの幅が直線的に広くなる範囲において、前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線と前記センターレールの前記磁気ディスクとの距離が短い側のエッジの方向とのなす角度が、前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線と前記センターレールの前記磁気ディスクとの距離が長い側のエッジの方向とのなす角度と等しいことを特徴とするハード磁気ディスク装置。
【請求項２】
磁気ディスクと、該磁気ディスクに対向する空気軸受面を有し該空気軸受面の中央部にセンターレールが形成されている磁気ヘッドスライダとを備え、前記磁気ヘッドスライダの最小浮上位置がセンターレールの空気流出端近傍にあるハード磁気ディスク装置において、前記センターレールの幅は空気流出端から空気流入端に向って途中まで直線的に広くなり、前記磁気ヘッドスライダが前記磁気ディスクの最内周部上に位置し、前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの距離が前記磁気ヘッドスライダの内周側で小さくなる際には、前記磁気ディスクの円周方向と、前記センターレールの空気流出端側の前記磁気ディスクとの距離が短い側のエッジの方向とのなす角度が前記センターレールの幅が直線的に広くなる範囲において１０°以下であり、かつ、前記センターレールの幅が直線的に広くなる範囲において、前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線と前記センターレールの前記磁気ディスクとの距離が短い側のエッジの方向とのなす角度が、前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線と前記センターレールの前記磁気ディスクとの距離が長い側のエッジの方向とのなす角度と等しいことを特徴とするハード磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記磁気ヘッドスライダには前記センターレールの両側にそれぞれサイドレールが形成されており、前記センターレールと前記サイドレールとの間に形成される２つの空気流通経路には空気流通経路の上流側から下流側に向かってそれぞれ第１、第２の括れ部が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のハード磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記第１の括れ部から上流側の基板面はステップリセス部として浅く掘下げられ、前記第１の括れ部から下流側の基板面はメインリセス部として深く掘下げられていることを特徴とする請求項３記載のハード磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記センターレールと前記サイドレールの長さは、前記磁気ヘッドスライダの全長より短くかつ前記サイドレールの上流側端部と下流側端部は前記磁気ヘッドスライダの端部に到達していないことを特徴とする請求項３または４記載のハード磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記センターレールと前記サイドレールの前記第１の括れ部より上流側のエッジ部は円弧状に形成されていることを特徴とする請求項３〜５の内の何れかに記載のハード磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記第１の括れ部は、前記センターレールと前記サイドレールの双方が空気流通経路側に張り出すことによって形成され、前記第２の括れ部は、前記サイドレールのみが空気流通経路側に張り出すことによって形成されていることを特徴とする請求項３〜６の内の何れかに記載のハード磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記第１の括れ部と前記第２の括れ部との間の前記サイドレールは、その中間部において一定の幅を有しその前後において該中間部から離れるにつれて幅が直線的に増大し、かつ、第２の括れ部から下流側の前記サイドレールは、中心側のエッジ部が円弧状をなしてその幅が徐々に縮小していることを特徴とする請求項３〜７の内の何れかに記載のハード磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記センターレールは、概略、カクテルグラスの断面形状に台形を重ねた形状をなしており、台形形状側が空気流通経路の下流側に位置していることを特徴とする請求項１〜８の内の何れかに記載のハード磁気ディスク装置。
【請求項１０】
磁気ディスクと、該磁気ディスクの対向する空気軸受面を有し該空気軸受面の空気流出側中央部にセンターパッドが形成されている磁気ヘッドスライダとを備え、前記磁気ヘッドスライダの最小浮上位置が前記センターパッドの空気流出端近傍にあるハード磁気ディスク装置において、前記センターパッドの幅は空気流出端から空気流入端に向って途中まで直線的に広くなり、前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの距離が最小となり、前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの距離が前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線の左右で均等でない条件下においては、前記磁気ディスクの円周方向と、前記センターパッドの空気流出端側の前記磁気ディスクとの距離が短い側のエッジの方向とのなす角度が前記センターパッドの幅が直線的に広くなる範囲において１０°以下であり、かつ、前記センターパッドの幅が直線的に広くなる範囲において、前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線と前記センターパッドの前記磁気ディスクとの距離が短い側のエッジの方向とのなす角度が、前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線と前記センターパッドの前記磁気ディスクとの距離が長い側のエッジの方向とのなす角度と等しいことを特徴とするハード磁気ディスク装置。
【請求項１１】
磁気ディスクと、該磁気ディスクの対向する空気軸受面を有し該空気軸受面の空気流出側中央部にセンターパッドが形成されている磁気ヘッドスライダとを備え、前記磁気ヘッドスライダの最小浮上位置が前記センターパッドの空気流出端近傍にあるハード磁気ディスク装置において、前記センターパッドの幅は空気流出端から空気流入端に向って途中まで直線的に広くなり、前記磁気ヘッドスライダが前記磁気ディスクの最内周部上に位置し、前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの距離が前記磁気ヘッドスライダの内周側で小さくなる際には、前記磁気ディスクの円周方向と、前記センターパッドの空気流出端側の前記磁気ディスクとの距離が短い側のエッジの方向とのなす角度が前記センターパッドの幅が直線的に広くなる範囲において１０°以下であり、かつ、前記センターパッドの幅が直線的に広くなる範囲において、前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線と前記センターパッドの前記磁気ディスクとの距離が短い側のエッジの方向とのなす角度が、前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線と前記センターパッドの前記磁気ディスクとの距離が長い側のエッジの方向とのなす角度と等しいことを特徴とするハード磁気ディスク装置。
【請求項１２】
前記磁気ヘッドスライダには、該磁気ヘッドスライダに加わる圧力を調整するために、基板の空気流入端寄りの側辺部から基板中央部に向かい途中から基板側辺と平行に延在する、曲がりが鈍角の略“Ｌ”字状の一対の正圧パッドが形成されていることを特徴とする請求項１０または１１記載のハード磁気ディスク装置。
【請求項１３】
前記センターパッドと前記正圧パッドとは、基板端面に臨む部分を除いて基板面を浅く掘下げて形成されたステップリセスに囲まれており、これらセンターパッド、正圧パッドまたはステップリセスの形成されていない基板上の領域は基板面を深く掘下げたメインリセスになされていることを特徴とする請求項１２記載のハード磁気ディスク装置。
【請求項１４】
前記正圧パッドを囲むように形成されたステップリセスに挟まれた部分のメインリセスの形状は上流側が尖った“凸”字形状をしていることを特徴とする請求項１２または１３記載のハード磁気ディスク装置。
【請求項１５】
前記センターパッドの平面形状は五角形であり、かつ、その五角形の空気流入端に対向しているかどの内角が最も大きく空気流出端に沿う辺に隣接する２つの辺が他の辺より長いことを特徴とする請求項１０〜１４の内の何れかに記載のハード磁気ディスク装置。
【請求項１６】
前記磁気ヘッドスライダの最小浮上量が、２５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１５の内の何れかに記載のハード磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハード磁気ディスク装置（ＨＤＤ）に関し、特にその磁気ヘッドスライダの空気軸受面の形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハード磁気ディスク装置の線記録密度を向上させるためには、磁気ヘッドと磁気記録媒体（磁気ディスク）との隙間、すなわち、磁気スペーシングを低減すると共に前記磁気スペーシングの変動を抑制することが必須である。前記磁気スペーシングの隙間制御は、高速回転する磁気ディスクと磁気ヘッド素子がその本体に膜形成された磁気ヘッドスライダ（以後、スライダと略す）との間に発生する空気の動圧力を利用して前記スライダを前記磁気ディスク上に浮上させることにより行われている。
【０００３】
現在、前記スライダ浮上量（磁気ディスク面とスライダとの距離）は数十ｎｍレベルにある。今後さらにスライダ浮上量の低減を推し進めれば、スライダの浮上量変動に伴い、スライダとディスクとが接触する可能性は非常に高くなる。スライダ浮上量変動を誘発する要因としては、例えば、シーク動作時にスライダに作用する加速度やスライダの高速移動に伴う空気軸受作用の変動、或いはスライダ支持系の振動、ディスク上下方向のうねりに対するスライダ追従特性の限界等が挙げられる。このようなスライダ浮上量変動を低減する対策として、スライダの空気軸受に負圧を利用し空気軸受の剛性を高め、媒体追従性を向上させることが行われている。
【０００４】
従来の負圧を利用したスライダは、２レール型、センターレール型、センターパッド型の３つに大別される。
２レール型のスライダはセンターレール型やセンターパッド型に比べ、磁気ヘッド素子を磁気ディスクのより外周側に配置することが可能であるため、線記録密度の上で幾分有利となる。しかしながら、磁気ヘッド素子がサイドレール上に形成されているため、外乱に対しスライダの浮上姿勢が変動した際に、スライダのローリング変動が磁気ヘッド素子部の浮上量変動に著しく影響を及ぼすという欠点がある。また、スライダの浮上量変動によってスライダの最小浮上位置と磁気ディスクとの接触が回避できない場合、２レール型ではサイドレールが磁気ディスク表面と接触する。この時、サイドレールに加わった接触力はスライダのローリング（レールに平行な基板の中心線を軸とする回転）やヨーイング（基板に垂直な中心線を軸とする回転）のモーメントとして作用するため、スライダの不安定挙動を引き起こしてしまう。
【０００５】
これに対し、センターレール型やセンターパッド型のスライダでは、外乱によってスライダの浮上姿勢が変動しても、磁気ヘッド素子が形成されているスライダの空気流出端中央部はスライダのローリング変動の影響をほとんど受けない。そのため、センターレール型やセンターパッド型のスライダは、２レール型スライダに比較して、外乱に対する磁気ヘッド素子部の浮上量変動を抑制することが可能である。
【０００６】
しかも、センターレール型やセンターパッド型のスライダでは、サイドレールをスライダ全長に対して短く空気流入端寄りに形成したり、あるいは、サイドレールの一部分を浅い段差状に掘る等の工夫を施すことにより、スライダの最小浮上位置を常にセンターレールもしくはセンターパッドの空気流出端近傍に保つことが可能となる。すなわち、センターレール型やセンターパッド型のスライダでは、外乱によってスライダの浮上姿勢が変動し、スライダの最小浮上位置が磁気ディスク表面に接触するような場合であっても、サイドレールが磁気ディスク表面に接触するようなことはなく、常にセンターレールもしくはセンターパッドの空気流出端近傍が接触する。このような状況では、前述した２レール型スライダのサイドレールが磁気ディスクに接触する場合に見られる著しいローリングやヨーイングのモーメントがスライダに作用することはなく、スライダ挙動は比較的安定状態を保つことができる。
なお、これらの従来型のスライダは、例えば、特開平１１−３４５４７３号公報、特開平１１−１８５４１９号公報等により公知となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、センターレール型もしくはセンターパッド型のスライダは、２レール型に対し優位性を有しているものの、スライダ浮上量の低減に伴い、スライダと磁気ディスク間の接触確率が高くなった場合にはなお問題がある。スライダ浮上量が１マイクロインチ（約２５ｎｍ）を切る低浮上領域では、外乱が作用した場合やシーク動作時において、通称ニアコンタクトと呼ばれるスライダが磁気ディスク表面と間欠接触する現象はもはや回避困難と考えられ、それを予め考慮したヘッド・ディスク・インターフェイス設計が不可欠である。
【０００８】
スライダ設計の観点から見ると、これまではスライダを磁気ディスクに接触させない完全浮上を前提とし、磁気ディスクの最内周から最外周条件に亙る全域においてスライダ浮上量が均一であること、ばね定数に当たる空気膜剛性を高めること、等がスライダ設計における優先度の高い重要な制限事項とみなされてきた。しかしながら、前述のニアコンタクト状態をも視野に入れたスライダ設計を行うには、スライダが磁気ディスク表面と接触している時にスライダ空気流出端部に形成される接触部の形状（接触面積を含む) をスライダ／ディスク間接触時のトライボロジ特性を強く支配する要因とみなし、積極的に制御していく必要がある。
【０００９】
本発明は、このようなハード磁気ディスク装置の現況に鑑みてなされたものであって、その目的は、スライダが完全浮上することを前提とした従来のスライダ設計を改め、スライダが磁気ディスク表面に間欠接触するニアコンタクト状態においてさえもスライダ挙動が安定し、尚且つスライダ／ディスク界面における十分な機械的耐久性を保証し得るスライダを備えたハード磁気ディスク装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、磁気ディスクと、該磁気ディスクに対向する空気軸受面を有し該空気軸受面の中央部にセンターレール（またはセンターパッド）が形成されている磁気ヘッドスライダとを備え、前記磁気ヘッドスライダの最小浮上位置がセンターレール（またはセンターパッド）の空気流出端近傍にあるハード磁気ディスク装置において、前記センターレール（またはセンターパッド）の幅は空気流出端から空気流入端に向って途中まで直線的に広くなり、前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの距離が最小となり、前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの距離が前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線の左右で均等でない条件下においては、前記磁気ディスクの円周方向と、前記センターレール（またはセンターパッド）の空気流出端側の前記磁気ディスクとの距離が短い側のエッジの方向とのなす角度が前記センターレール（またはセンターパッド）の幅が直線的に広くなる範囲において１０°以下であり、かつ、前記センターレール（またはセンターパッド）の幅が直線的に広くなる範囲において、前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線と前記センターレール（またはセンターパッド）の前記磁気ディスクとの距離が短い側のエッジの方向とのなす角度が、前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線と前記センターレール（またはセンターパッド）の前記磁気ディスクとの距離が長い側のエッジの方向とのなす角度と等しいことを特徴とするハード磁気ディスク装置、が提供される。
【００１１】
また、上記の目的を達成するために、本発明によれば、磁気ディスクと、該磁気ディスクに対向する空気軸受面を有し該空気軸受面の中央部にセンターレール（またはセンターパッド）が形成されている磁気ヘッドスライダとを備え、前記磁気ヘッドスライダの最小浮上位置がセンターレール（またはセンターパッド）の空気流出端近傍にあるハード磁気ディスク装置において、前記センターレール（またはセンターパッド）の幅は空気流出端から空気流入端に向って途中まで直線的に広くなり、前記磁気ヘッドスライダが前記磁気ディスクの最内周部上に位置し、前記磁気ディスクと前記磁気ヘッドスライダとの距離が前記磁気ヘッドスライダの内周側で小さくなる際には、前記磁気ディスクの円周方向と、前記センターレール（またはセンターパッド）の空気流出端側の前記磁気ディスクとの距離が短い側のエッジの方向とのなす角度が前記センターレール（またはセンターパッド）の幅が直線的に広くなる範囲において１０°以下であり、かつ、前記センターレール（またはセンターパッド）の幅が直線的に広くなる範囲において、前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線と前記センターレール（またはセンターパッド）の前記磁気ディスクとの距離が短い側のエッジの方向とのなす角度が、前記磁気ヘッドスライダの空気流通経路方向の中心線と前記センターレール（またはセンターパッド）の前記磁気ディスクとの距離が長い側のエッジの方向とのなす角度と等しいことを特徴とするハード磁気ディスク装置、が提供される。
なお、スライダが最小浮上量状態にあるとき若しくはスライダが磁気ディスクの最内周部上に位置する際の、スライダの空気流通経路に沿った辺と前記磁気ディスクの円周方向とのなす角度と、前記スライダの空気流通経路に沿った辺と前記センターレール（またはセンターパッド）の空気流出端側の前記磁気ディスクとの距離が短い側のエッジとのなす角度との差は、より好ましくは５°以下、理想的には０°（平行状態）である。
【００１２】
［作用］
本発明の磁気ヘッドスライダによれば、スライダが磁気ディスク表面と間欠接触するニアコンタクト状態にあっても、スライダの挙動を安定させ、尚且つスライダ／ディスク界面に十分な機械的耐久性持たせることが可能となる。それは、スライダ／ディスク間接触時にスライダのセンターレールもしくはセンターパッドの空気流出端部のディスクと接触する側のサイドエッジがディスク円周方向に対してほぼ平行であることにより、前記サイドエッジがスライダ／ディスク界面に作用する接触力を低減させるテクスチャの尾根の役割を果たすことに因る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態を示す、センターレール型負圧スライダの空気軸受面（ダウンタイプ：すなわち、空気軸受面が下向きのタイプ）の平面図である。図１に示すように、本発明のセンターレール型の磁気ヘッドスライダ１０は、スライダ基板１１上に、センターレール１２に加え、２つのサイドレール１３を備えている。図示した状態において、スライダ基板１１の左右の端部が空気流入側端部１１ａと空気流出側端部１１ｂとなっており、また基板の上下端部が、外周側端部１１ｃと内周側端部１１ｄとなっている。
スライダがロールしてもスライダの最小浮上位置を常にセンターレール１２の空気流出端近傍に保ち、スライダ不安定挙動の原因となるサイドレール１３と磁気ディスク表面との接触を極力回避するため、サイドレール１３はスライダ基板全長に対し短く空気流入側端部１１ａ寄りに形成されている。スライダ基板１１の空気流入端側にはチャンファ（ｃｈａｍｆｅｒ）として、浅掘りのステップリセス面１４が設けられている。基板表面のそれ以外の領域は、深掘りのメインリセス面１５になされている。センターレール１２とサイドレール１３との間に構成される空気流通経路にはそれぞれ２個所に括れ部が形成されている。
【００１４】
図１に示す磁気ヘッドスライダでは、基板サイズが基準スライダの３０％のピコサイズ（長さ１．２５ｍｍ、幅１．００ｍｍ、厚さ０．３０ｍｍ）である場合、チャンファ部（ステップリセス面１４）のリセス深さは約０．３μｍ、メインリセス面１５のリセス深さは約２．５μｍになされる。尚、本スライダでは、ディスク内周側の浮上量がディスク外周側のそれよりも低いロール姿勢を取るよう２つのサイドレールの形状を互いに変えている。また、センターレール１２の空気流出端部の両サイドエッジは図１に見られるようにスライダ中心軸に対してそれぞれθ、−θの角度をつけて（空気流入端から空気流出端に向かってスライダ中心軸に近づくように）形成されている。この角度−θは、浮上量が最小となる条件、例えばスライダが最内周に位置しているとき、センターレールの磁気ディスクとの距離が短い側（例えば内周側）のエッジが磁気ディスクの円周方向となるように、例えば−１６°に選定される。但し、センターレールのエッジ方向と磁気ディスクの円周方向とが一致することが最も望ましいが、厳密に一致していなくても、その差が１０°以下であれば本発明の効果は得られる。なお、より好ましくは５°以下である。
【００１５】
図２は、本発明の他の実施の形態を示す、センターパッド型負圧スライダの空気軸受面（ダウンタイプ）の平面図である。図２に示すように、本発明のセンターパッド型の磁気ヘッドスライダ２０は、スライダ基板２１上に、正圧パッドとして機能するセンターパッド２２に加え、２つの正圧パッド２３を備えている。図示した状態において、スライダ基板２１の左右の端部が空気流入側端部２１ａと空気流出側端部２１ｂとなっており、また基板の上下端部が、外周側端部２１ｃと内周側端部２１ｄとなっている。
スライダ基板２１上には、空気流入側端部２１ａから外周側及び内周側端部に向けて、チャンファ、クロスレール、サイドレールの機能を果たすステップリセス面２４が空気軸受面要素として浅掘りに形成されている。このように、サイドレール機能を果たすステップリセス面２４をスライダ全長に対し空気流入側端部寄りに短く形成し、尚且つ、浅掘りとすることにより、スライダがロールしてもこのステップリセス面が磁気ディスク表面と干渉することはなく、スライダの最小浮上位置を常にセンターパッドの空気流出端近傍に保つことが可能となる。このステップリセス２４面は、基板端部に臨む部分を除く正圧パッド２３の全体を囲むように形成されている。また、空気流出端中央部に形成されたセンターパッド２２の周囲にもこのパッド部における急激な圧力上昇を緩和する目的から、基板端部に臨む辺を除く各辺を囲むようにステップリセス面２４が形成されている。基板上のこれらセンターパッド２２、正圧パッド２３、ステップリセス面２４が形成されていない領域は、深掘りのメインリセス面２５となされている。
【００１６】
図２に示す磁気ヘッドスライダでは、基板サイズが３０％のピコサイズである場合、ステップリセス面２４の深さは約０．１８μｍ、メインリセス面２５の深さは約２．３μｍになされる。また、本スライダでは、図１のスライダと同様、ディスク内周側の浮上量がディスク外周側のそれよりも小さいロール姿勢を取るように２つの正圧パッド２３の形状を互いに変えている。また、センターパッド２２の空気流出端側のサイドエッジは、図２に示されるように、スライダ中心軸に対してθ°、−θの角度をつけて（空気流入端から空気流出端に向かってスライダ中心軸に近づくように）形成されている。この角度−θも、上記した第１の実施の形態の場合と同様に、浮上量が最小となる条件、例えばスライダが最内周に位置しているとき、センターパッドの磁気ディスクとの距離が短い側（例えば内周側）のエッジが磁気ディスクの円周方向となるように、例えば−１６°に選定される。
【００１７】
次に、本発明の実施の形態の動作について説明する。
本発明の磁気ヘッドスライダは、最も浮上量が低下し接触する確率の高いトラックにおいて、センターレールもしくはセンターパッドの空気流出端部のディスクと接触する側のサイドエッジがディスク円周方向に対して平行となるように設計されている。本発明の一実施の形態である図１に示されたセンターレール型負圧スライダの具体例を挙げて説明すれば、磁気ヘッドスライダ１０は、内周条件（この場合、周速８．０ｍ／ｓｅｃ、スキュー角−１６．０°）で浮上量が最小となり、ディスク表面との接触確率が最も高くなる。この時、スライダは負のロール姿勢を取るように設計されている。ここで、負のスキュー角とはスライダの空気流出端が空気流入端よりも磁気ディスクの内周側に傾いている状態を指す。負のロール姿勢とはスライダの内周側の浮上量が外周側の浮上量よりも低い状態を指す。すなわち、図１のスライダは図３に示されるように、内周条件でセンターレールの内周側の空気流出端Ａにおいて浮上量が最小となり、ディスク表面との接触もこの部分で発生する確率が最も高い。この時、センターレールの空気流出端部の内周側のサイドエッジはディスク円周方向に平行になるよう、スライダ中心軸に対して−１６°に形成されている。
【００１８】
一般に、相対する２表面の摩擦抵抗を低減する技術として、２表面の何れか一方もしくは両方にテクスチャと呼ばれる表面凹凸構造を設ける手法が知られている。この表面凹凸構造もその異方性が２表面の相対運動の方向と平行である場合には高い摩擦低減効果を示すが、それが垂直である場合には逆効果となる。本発明はこの効果を応用したものであり、センターレールもしくはセンターパッドの空気流出端部のディスクと接触する側のサイドエッジをディスク円周方向に対して平行に形成することにより、前記サイドエッジがテクスチャの尾根の機能を果たして接触抵抗を効果的に軽減する。
【００１９】
【実施例】
次に、本発明の実施例について詳細に説明する。
実施例では、図１に示すセンターレール型負圧スライダ及び図２に示すセンターパッド型負圧スライダを用いた。何れの場合も、スライダは３０％ピコサイズ（１．２５×１．００×０．３０ｍｍ）である。図１に示すセンターレール型負圧スライダではステップリセス面１４の深さを０．３μｍ、メインリセス面１５の深さを２．５μｍとし、図２に示すセンターパッド型負圧スライダではステップリセス面２４の深さを０．１８μｍ、メインリセス面１５の深さを２．３μｍとした。また、スライダ基板は共にＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ製で空気軸受面保護膜として、２ｎｍ厚のＳｉと５ｎｍ厚のダイヤモンドライクカーボンが成膜されている。
以下に示すスライダの浮上特性に関するデータは全てガラスディスク（ガラスディスクの表面粗さは中心面平均粗さＲａで０．７ｎｍ）を用いた光学干渉法を適用した浮上量測定機によるものである。なお、押し付け荷重は何れの場合も１．５ｇｆ（０．０１４７Ｎ）である。
【００２０】
前記浮上量測定機による実測から、図１のスライダにおける磁気ヘッド素子位置での浮上量、ピッチ角（空気流入・流出端面に平行な基板の中心線を軸とする回転の角度）、ロール角の各浮上特性値は、外周条件（本実施例の場合、周速１８．５ｍ／ｓｅｃ、スキュー角１３．７°）でそれぞれ８．７ｎｍ、１５４μｒａｄ、−２８μｒａｄ、中周条件（周速１３．２ｍｍ、スキュー角１．８°）でそれぞれ８．２ｎｍ、１３８μｒａｄ、−１６μｒａｄ、内周条件（周速８．０ｍ／ｓｅｃ、スキュー角−１６．０°）でそれぞれ６．８ｎｍ、１１５μｒａｄ、−１０μｒａｄであった。また、図２のスライダにおける磁気ヘッド素子位置での浮上量、ピッチ角、ロール角の各浮上特性値は、外周条件（周速１８．５ｍ／ｓｅｃ、スキュー角１３．７°）でそれぞれ８．４ｎｍ、１５６μｒａｄ、−２７μｒａｄ、中周条件（周速１３．２ｍｍ、スキュー角１．８°）でそれぞれ８．０ｎｍ、１３９μrad 、−１６μｒａｄ、内周条件（周速８．０ｍ／ｓｅｃ、スキュー角−１６．０°）でそれぞれ６．８ｎｍ、１１６μｒａｄ、−１０μｒａｄであった。上述の測定結果に見られる通り、ニアコンタクト状態におけるスライダ挙動の安定性、ヘッド／ディスク界面の機械的耐久性を調べる目的から、本実施例におけるスライダ浮上量はかなり低めに設計されている。
【００２１】
浮上特性の測定と同時に、サスペンションに小型ＡＥ（acoustic emission)センサーを取り付け、その出力の周波数スペクトルにおけるスライダ固有振動に起因するピークの有無からスライダとディスク間の接触の有無を調べた。その結果、本実施例で用いた前記両スライダとも内周条件でディスク表面と接触していることが判明した。その時のディスク１回転中に観測される浮上量変動の標準偏差は約０．５ｎｍであった。一方、外周及び中周条件における非接触時のディスク１回転中に観測される浮上量変動の標準偏差は０．４ｎｍ未満であった。これより、本実施例で用いた前記両スライダは、ディスク表面との接触時において幾分浮上量変動は大きくなるものの、概ねスライダ挙動は安定していると判断される。
【００２２】
更に、ニアコンタクト状態におけるヘッド／ディスク界面の機械的耐久性を調べるため、内周条件における一週間連続摺動（浮上）試験を６０℃、４０％相対湿度の環境下にて行った。この時使用した媒体は、中心面平均粗さＲａが０．３ｎｍ、潤滑膜厚３ｎｍのアルミ基板ディスクである。試験終了後、両スライダの空気軸受面を顕微鏡観察したところ、付着物等による汚染は見受けられず、清浄な状態を維持していることが判明した。また、両スライダの空気軸受をフッ酸と硝酸とに浸漬した後、空気軸受面の顕微鏡観察を行ない摺動面の摩耗状態を調べた。もし、ダイヤモンドライクカーボンから成る空気軸受面保護膜が摩耗していれば、摩耗面はフッ酸／硝酸によってエッチングされて顕在化する。しかしながら、本実施例においては、図１及び図２のスライダ共に空気軸受面が摩耗している様子は見受けられなかった。
【００２３】
［比較例］
図４は、比較例１として作製されたセンターレール型負圧スライダの空気軸受面（ダウンタイプ）を示す平面図である。図４において、図１のスライダの部分と対応する部分には下１桁が共通する参照番号が付せられている。図１に示したスライダとの構造上の唯一の違いは、センターレールの空気流出端部の形状で、本比較例においては、図４に示されるように、センターレール３２の空気流出端部のサイドエッジはスライダ中心軸に平行に形成されている。
図５は、比較例２として作製されたセンターパッド型負圧スライダの空気軸受面（ダウンタイプ）を示す平面図である。図５において、図２のスライダの部分と対応する部分には下１桁が共通する参照番号が付せられている。図２に示したスライダとの構造上の唯一の違いは、センターパッドの空気流出端部の形状で、本比較例においては、図４に示されるように、センターパッド４２の空気流出端部のサイドエッジはスライダ中心軸に平行に形成されている。
尚、図４、図５に示した比較例のスライダは、実施例の場合と同様に、３０％ピコサイズ、Ａｌ2 Ｏ3 製で空気軸受面保護膜として、２ｎｍのＳｉと５ｎｍのダイヤモンドライクカーボンが成膜されている。
【００２４】
このように作製された比較例１、２のスライダについて、押し付け荷重を１．５ｇｆ（０．０１４７Ｎ）として浮上特性の測定を行った。以下に示すスライダの浮上特性に関するデータは、前述の図１及び図２に示したスライダの実施例と同様に、共にガラスディスク（ガラスディスクの表面粗さは中心面平均粗さＲａで０．７ｎｍ) を用いた光学干渉法を適用した浮上量測定機によるものである。図４及び図５に示した比較例１、２のスライダ共に、図１及び図２に示したスライダと概ね同様な浮上特性を示した。
すなわち、図４の磁気ヘッドスライダ３０における磁気ヘッド素子位置での浮上量、ピッチ角、ロール角の各浮上特性値は、外周条件（本実施例の場合、周速１８．５ｍ／ｓｅｃ、スキュー角１３．７°）でそれぞれ８．６ｎｍ、１５５μｒａｄ、−２８μｒａｄ、中周条件（周速１３．２ｍｍ、スキュー角１．８°）でそれぞれ８．１ｎｍ、１３８μｒａｄ、−１５μｒａｄ、内周条件（周速８．０ｍ／ｓｅｃ、スキュー角−１６．０°）でそれぞれ６．８ｎｍ、１１６μｒａｄ、−１０μｒａｄであった。
また、図５に示す磁気ヘッドスライダ４０における磁気ヘッド素子位置での浮上量、ピッチ角、ロール角の各浮上特性値は、外周条件（周速１８．５ｍ／ｓｅｃ、スキュー角１３．７°）でそれぞれ８．４ｎｍ、１５７μｒａｄ、−２６μｒａｄ、中周条件（周速１３．２ｍｍ、スキュー角１．８°）でそれぞれ８．０ｎｍ、１４０μｒａｄ、−１５μｒａｄ、内周条件（周速８．０ｍ／ｓｅｃ、スキュー角−１６．０°）でそれぞれ６．８ｎｍ、１１８μｒａｄ、−１０μｒａｄであった。
【００２５】
また、小型ＡＥセンサーによるスライダとディスク間の接触検知では、比較例１、２で用いた前記両スライダとも内周条件でディスク表面と接触していることが判明した。その時のディスク１回転中に観測される浮上量変動の標準偏差は約０．８ｎｍであった。この値は、前述の図１に示したセンターレール型負圧スライダ、或いは前述の図２に示したセンターパッド型負圧スライダの場合における値と比べて大きく、スライダの挙動がやや不安定であることを示唆している。すなわち、これは、図１及び図２に示したスライダのセンターレールもしくはセンターパッドの空気流出端部のディスクと接触する側のサイドエッジがディスク円周方向に対して平行に形成されており、接触抵抗を効果的に軽減していることに起因していると考えられる。
【００２６】
図４及び図５に示すスライダについても、ニアコンタクト状態におけるヘッド／ディスク界面の機械的耐久性を調べるため、内周条件における一週間連続摺動（浮上）試験を６０℃、４０％相対湿度の環境下にて行った。この時使用した媒体は図１及び図２のスライダの場合と同様、中心面平均粗さＲａが０．３ｎｍ、潤滑膜厚３ｎｍのアルミ基板ディスクである。試験終了後、両スライダの空気軸受面を顕微鏡観察したところ、両スライダ共に、メインリセス面３５、４５に僅かながら液状の付着物が見られた。また、両スライダの空気軸受をフッ酸と硝酸とに浸漬した後、空気軸受面の顕微鏡観察を行い摺動面の摩耗状態を調べたところ、両スライダ共に、センターレールあるいはセンターパッドの空気流出端で若干保護膜が摩耗していることが判明した。これらの結果は、図４及び図５のスライダを用いた場合のヘッド／ディスク界面の機械的耐久性が図１及び図２のスライダを用いた場合のそれに比べて幾分劣っていることを示している。この実験事実からも、図１及び図２に示したスライダのセンターレールもしくはセンターパッドの空気流出端部のディスクと接触する側のサイドエッジがディスク円周方向に対して平行に形成されており、接触抵抗を効果的に軽減していることが理解される。
【００２７】
以上好ましい実施の形態、実施例について説明したが、本発明は、これらの実施の形態、実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することのない範囲内において適宜の変更が可能なものである。例えば、実施例ではピコサイズのスライダについて説明したが、本発明はフェムトサイズ（基準スライダの２０％のサイズ）等他のサイズのスライダにも適用が可能なものである。また、本願明細書においては、磁気ディスクが停止状態でのスライダの状態については特に言及しなかったが、本発明は、磁気ディスクの停止時にスライダを接触させる方式（ＣＳＳ方式）も起動・停止時にスライダを昇降させるロード・アンロード方式の何れをも採用できるものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の磁気ディスク装置は、スライダ／ディスク間接触時にスライダのセンターレールもしくはセンターパッドの空気流出端部のディスクと接触する側のサイドエッジがディスク円周方向に対してほぼ平行であるようにしたものであるので、スライダ／ディスク界面に作用する接触力を効果的に抑制できることができ、スライダが磁気ディスク表面と間欠接触するニアコンタクト状態にあっても、スライダの挙動を安定させることができる。さらに、摩擦力が低減されスライダの挙動が安定化されたことにより、ニアコンタクト状態を持続する場合であってもスライダに十分な機械的耐久性を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態とその実施例を説明するための磁気ヘッドスライダの平面図。
【図２】  本発明の他の実施の形態とその実施例を説明するための磁気ヘッドスライダの平面図。
【図３】  図１に示す磁気ヘッドスライダの空気軸受面と内周条件におけるディスク円周方向との関係を説明する図。
【図４】  比較例１を説明するための磁気ヘッドスライダの平面図。
【図５】  比較例２を説明するための磁気ヘッドスライダの平面図。
【符号の説明】
１０、２０、３０、４０  磁気ヘッドスライダ
１１、２１、３１、４１  スライダ基板
１１ａ、２１ａ  空気流入側端部
１１ｂ、２１ｂ  空気流出側端部
１１ｃ、２１ｃ  外周側端部
１１ｄ、２１ｄ  内周側端部
１２、３２  センターレール
２２、４２  センターパッド
１３、３３  サイドレール
２３、４３  正圧パッド
１４、２４、３４、４４  ステップリセス面
１５、２５、３５、４５  メインリセス面
【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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