(57)【要約】【課題】空気力学的安定性を維持し、浮上高さを高精度に制御可能なスライダを提供する。【解決手段】ＡＢＳ３００が、互いに分離されたリーディング部およびトレーリング部を含むトポグラフィを有する。トレーリング部は、ディスクの回転方向に沿って延在するセンターレール３５０、一対のサイドレール３２５および一対の溝３２０を有する。さらに、センターレール３５０のトレーリングエッジ側においてセンターレール３５０およびサイドレール３２５と分離して配置され、記録再生ヘッドおよび発熱素子を含んで突出したマイクロパッド３１０と、センターレール３５０のトレーリングエッジ側の端部と連結され、凹部３６０を介してマイクロパッド３１０の一部を取り囲むように延在する一対のウィング３５５とを有する。発熱素子は、記録再生ヘッドの、ＡＢＳ３００側への突出量を調整するものである。【選択図】図２
2009266367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能なディスクの表面と対向し、互いに分離されたリーディング部およびトレーリング部を含むエアベアリング面を有するトポグラフィを備え、
前記トレーリング部は、
前記ディスクの回転方向に沿って延在するセンターレールと、
前記センターレールを挟んで前記ディスクの回転方向に沿って延在する一対のサイドレールと、
前記センターレールと前記一対のサイドレールとの間にそれぞれ位置し、前記ディスクの回転方向に沿って延在する一対の溝と、
前記センターレールのトレーリングエッジ側において前記センターレールおよびサイドレールと分離して配置され、記録再生ヘッドおよび発熱素子を含んで突出したマイクロパッドと、
前記センターレールのトレーリングエッジ側の端部と連結され、凹部を介して前記マイクロパッドの一部を取り囲むように延在する一対の翼状突出部と
を有し、
前記発熱素子は、前記記録再生ヘッドの、前記エアベアリング面側への突出量を調整するものである
スライダ。
【請求項２】
前記マイクロパッドは、前記ディスクが回転する際に前記エアベアリング面が受ける圧力を低減するものである
請求項１記載のスライダ。
【請求項３】
前記トポグラフィは、前記ディスクの回転中において前記マイクロパッドの周辺に生ずる空気流を複数に分割し、空気力学的安定性をもたらすものである
請求項１記載のスライダ。
【請求項４】
前記エアベアリング面が受ける圧力の低減により、前記発熱素子の電力レベルに対する浮上高さのさらなる低下を可能とし、電力消費の低減および前記記録再生ヘッドの長寿命化を図るようにした
請求項２に記載のスライダ。
【請求項５】
前記エアベアリング面が受ける圧力の減少により、前記ディスク表面のばらつきに起因した浮上高さの変動に対する感受性が低減される
請求項２に記載のスライダ。
【請求項６】
前記凹部の深さを変化させることで、前記発熱素子の電力に応じた前記マイクロパッドの突出量の最適化が可能である
請求項１に記載のスライダ。
【請求項７】
前記凹部の深さが０．３μｍ以上３μｍ以下であり、前記発熱素子への入力電力が１００ｍＷであり、前記マイクロパッドの突出量が１３ｎｍ以上２１ｎｍ以下である
請求項６に記載のスライダ。
【請求項８】
前記マイクロパッドは、前記ディスクの回転方向の長さ寸法および前記ディスクの回転方向と直交する幅方向の寸法が、いずれも３０μｍ以上６０μｍである
請求項１に記載のスライダ。
【請求項９】
前記凹部の前記ディスクの回転方向と直交する幅方向の寸法が、２０μｍである請求項１に記載のスライダ。
【請求項１０】
前記マイクロパッドにおける前記ディスクの回転方向の長さ寸法および前記ディスクの回転方向と直交する幅方向の寸法が、いずれも３０μｍ以上６０μｍ以下であり、
前記凹部の前記幅方向の寸法が２０μｍであり、
前記凹部の深さが２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であり、
前記発熱素子への入力電力が８５ｍＷであり、
前記マイクロパッドの突出量が１４ｎｍ以上１８ｎｍ以下である
請求項１に記載のスライダ。
【請求項１１】
前記凹部の深さが１．５μｍのときに、１９ｎｍ／１００ｍＷのＤＦＨ効率（前記発熱素子への入力電力に対する浮上高さ）を有する
請求項１に記載のスライダ。
【請求項１２】
前記記録再生ヘッドに対する空気圧が５ａｔｍである、請求項１１に記載のスライダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブなどに搭載され、磁気再生ヘッドを備えたスライダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気記録媒体としての磁気ディスクと、この磁気ディスクへの磁気情報の記録および記録された磁気情報の再生を行う磁気記録再生ヘッドを含むスライダとを備えたハードディスクドライブ（ＨＤＤ：hard disk drive）が一般的に用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のハードディスクドライブでは、図９に模式的に示したように、セラミック基板の内部に埋設された小型の薄膜磁気記録再生ヘッド（以下、単に記録再生ヘッドという。）５２を用い、データを磁気記録媒体（ストレージディスク）１２０に記録し、もしくは磁気記録媒体からのデータの読出を行う。記録再生ヘッド５２は、電気メッキ法および化学蒸着（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）、ならびにフォトリソグラフィ法によるパターン化およびエッチング等の、周知の半導体成膜法を用いて形成される。記録再生ヘッド５２およびセラミック基板を含めた全体構造が、スライダ１０７である。
【０００４】
スライダ１０７は、ＨＤＤの動作中に回転するディスク１２０に対向する、プレパターン化されたエアベアリング面（ＡＢＳ：Air-Bearing Surface）１３０を有する。このＡＢＳ１３０はほぼ平坦であるが、ＡＢＳ１３０は、その表面からスライダ１０７の本体の内部へと鉛直方向に延在するパターン化されたトポグラフィを有しており、これについては後述する。スライダ１０７は、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ：Head Gimbal Assembly）１２２の先端の取付部１２６に設けられている。ヘッドジンバルアセンブリ１２２は、電気機械的な機構および回路によって作動し、記録再生ヘッド５２を、ディスク１２０上の磁気トラックに沿った各位置に位置させる（図示せず）。
【０００５】
ディスク１２０がスピンドルモータ（図示せず）によって高速で回転駆動されると、その動圧（hydrodynamic pressure）によってＡＢＳ１３０とディスク１２０の表面との間に気流（矢印で表す）１２５が生じる。この気流１２５は、スライダ１０７を持ち上げ、ディスク１２０の表面の上方を、空気層を介して文字通り浮上飛行する。この位置における記録再生ヘッド５２とディスク１２０の表面との間の間隔は、浮上高さ１８０と呼ばれる。気流１２５の方向は、ディスク１２０の回転方向と同じである。スライダ１０７における、回転するディスク１２０の流入側端縁はリーディングエッジ４０と呼ばれる。一方、スライダ１０７における、記録再生ヘッド５２を含む反対側端縁はトレーリングエッジ４４と呼ばれる。記録再生ヘッド５２は、スライダ７のトレーリングエッジ４４側の内部に封止されている。また、スライダ１０７が以下で説明するダイナミックフライハイト（ＤＦＨ：Dynamic Flying Height）型である場合には、スライダ１０７の内部に、記録再生ヘッド５２を取り囲むように、あるいは記録再生ヘッド５２と隣接して発熱体６０が設けられている。スライダ１０７のトポグラフィは、高い空気力学的性能をもたらすべくスライダ１０７の表面の内部へと彫り込まれた、空気溝（この図では図示されていない）をさらに有している。内蔵の発熱体１６０は、外部回路５８によって作動可能である。リーディングエッジ４０は、スライダ１０７の空気力学的動作により、回転するディスク１２０の表面の上方の、トレーリングエッジ４４よりも高い位置に持ち上げられる。
【０００６】
一般的なディスクドライブ（１つのプラッタ（platter）当たり約２５０ギガバイト）の場合、磁気ヘッド（記録再生ヘッド）と磁気ディスクとの間の浮上高さは、約５ｎｍ〜６ｎｍである。スライダは、読み出しや書き込みの際には、ディスクの表面上を空気力学的に安定して浮上飛行することが重要である。現在、（ａ）ロード／アンロード（ＬＵＬ：Load/Unload）方式と、（ｂ）コンタクト・スタート・ストップ（ＣＳＳ：Contact Start Stop）方式との２つのディスクドライブ方式が存在している。ＬＵＬ方式では、スライダは、読み出しまたは書き込みが行われていない状態（非駆動状態）では、磁気ディスクの周辺部の外側に設けられたランプ（傾斜部）上に待機する。ＣＳＳ方式では、スライダは、非駆動状態では、ディスクの半径方向における最も内側の領域（待機領域）の位置でディスク上に配置される。ＣＳＳ方式は、ＬＵＬ方式と比較した場合、スライダがディスク表面の上方を浮上飛行する初期段階において離陸する際、スライダとディスクとの間の吸着（stiction）もしくは付着（adhesion）という問題を克服する必要がある。このスライダとディスクとの界面での吸着／付着を最小限に抑えるための効果的な方法の１つとして、スライダとディスクとが実際に接触する領域（実接触領域）の面積を減少させることが挙げられる。これは、現在のところ、下記の２つの方法（ａ），（ｂ）によって実現されている。具体的には、（ａ）機械的加工（texturing）またはレーザ加工を用いて実接触領域のディスク表面を粗面化すること、もしくは（ｂ）スライダの表面（好ましくはトレーリングエッジ側の表面）にパッドを加えること、である。スライダにパッドを設けることによりＣＳＳ駆動の際の吸着／付着を克服する方法においては、駆動状態ではパッドとディスク表面との接触が発生しないよう、スライダの飛行ピッチ（flying pitch ）が一定値を必ず超えていることが求められる。このため、ＣＳＳ方式のスライダは、通常、高い飛行ピッチを有している（＞１５０マイクロラジアン）。
【０００７】
現在、スライダとディスクとの距離は、ダイナミックフライハイト（ＤＦＨ：Dynamic Flying Height）と呼ばれる技術を用いることで、読み出し処理に際しては５ｎｍにまで減少している。この技術は、例えば、特許文献１に記載されている（図１を参照）。この技術は、スライダの本体に内蔵された発熱体（図１の符号１６０）に電圧を印加することにより局部的な浮上高さの低下を実現するものである。図１を再び参照すると、発熱体１６０が、記録再生ヘッド５２に近接して配置されていることが模式的に示されている。発熱体１６０により供給された熱は、この発熱体１６０の近傍のスライダ１０７の温度を上昇させる。そして、この温度上昇は、周囲の材料の熱膨張の結果として、スライダ１０７の表面を突出させる。記録再生ヘッド５２は、この突出によって原理上、ディスク１２０の表面に接近し、これにより浮上高さが減少するとともに、読み出し／書き込み処理に際して高い分解能を得ることを可能としている。
【０００８】
ＤＦＨ技術では、発熱体は、読み出し動作または書き込み動作が要求するときのみ作動する。これにより、以下の理由から、記録再生ヘッドとディスクとの相互作用に対する信頼性が大幅に向上する。
（１）記録再生ヘッドは、低い浮上高さでの浮上飛行が常に必要とされるわけではない。
（２）例えば、高温時や高高度時には浮上高さの減少の度合いを低くする等、浮上高さの減少度を環境条件に依存させることができる。
（３）浮上高さが最小となる部分は常に発熱体が設けられた領域（発熱体領域）にあり、接触の可能性のある他の範囲は常にそれよりも高い部分にあることから、接触の可能性が減少する。
（４）たとえ発熱体領域がディスクと接触したとしても、発熱体領域の面積は比較的小さいことからその接触によって受ける衝撃が小さいので、ヘッドの変調およびこれに関連した読み出し／書き込みエラーが生じる可能性が低い。
【０００９】
但し、上記のＤＦＨ型のスライダにおいては、その構造に起因して以下の２つの問題を生じさせている。
【００１０】
１つは、スライダの被加熱領域に対し非常に高い圧力が加わる、という問題である。
【００１１】
すなわち、加熱によってスライダの表面を突出させる場合、スライダは、ディスクから離れる方向へ押し戻されるような力を受けることとなる（いわゆるプッシュバックの作用を受けることとなる）。記録再生ヘッドとディスクとの間の空気層が、加熱によってスライダ７の表面が突出することにより圧縮されるので、結果としてその空気層の空気圧が高まるからである。この付加的な空気圧は、発熱体に由来するスライダの突出によって本来生じるべき所望の浮上高さの減少に対し、逆に作用するものである。したがって、熱を利用したプロセスによって浮上高さを低下させつつ、この浮上高さの低下それ自体が所望とされる作用に対抗しないようにする方法を実現することが大いに望ましい。
【００１２】
プッシュバックの作用は、良好なＤＦＨ効率を実現するために必要とされるスライダ本体の局部的な変形を阻むという非生産的な作用である。ＤＦＨ効率は、実際の浮上高さの減少と、スライダ本体の突出高さ（すなわち、発熱体に供給される電力に相当）との比として定義される。所与の発熱体の入力電力によって生じた突出が、スライダをディスク表面から押し離す付加圧力によって打ち消された場合、これらの作用は相殺されたことになる。よって、所与の浮上高さの減少を達成するために、発熱体に対する電力がさらに必要となる。この問題を緩和する一つの方法としては、故に単に発熱体にさらに高い電力を印加することが挙げられる。しかしながら、これは、長期間の動作にわたって、再生素子（リーダ）の性能を悪化させ、または過剰な電力消費を引き起こし、もしくは両方を伴うことがあり得る。あるいは、従来の構造では、スライダのＤＦＨ効率を向上させるため、スライダ本体の全体に作用する圧力を減少させようと試みている。ただし、この方法は、浮上高さの標準偏差（ばらつき）を犠牲にするものであり、すなわち、複数のスライダについて、浮上高さにおける統計的なばらつきに関する管理を厳重にすることが必要となる。
【００１３】
２つめの問題は、半径方向における中心側の領域ではディスクの歪みが大きいというものである。
【００１４】
ディスクは、通常、ディスクのクランプ力を受けることによって、大きな歪みを有している。このため、ディスクの表面に起伏が発生し、結果として浮上高さのばらつきが生じる。この歪みは、ディスクの外縁側よりも中心側においてより顕著である。この歪みは、ディスク表面の全域で安定した浮上高さを実現するための、さらに別の課題を生じさせる。すなわち、磁気センサが搭載されている部分の圧力を低下させると、ディスクの中心側における局部的な歪みに対する感受性が著しく増加してしまうということである。
【００１５】
さらに、民生用電子機器に要求される特有の課題として以下の事項が挙げられる。
【００１６】
＜温度に関する要求＞
民生用電子機器は、−２０℃から＋８０℃に至るまでの広い温度範囲において駆動可能であることが求められる。浮上高さは、温度の変動に伴う装置内の機械的な変位に起因して変動しうる。例えば、ヘッド・ジンバル・アセンブリ（ＨＧＡ）におけるスライダの傾きの程度を表す指標であるＳＰＡ（pitch static altitude）が変化する可能性を有するうえ、温度変化によってスライダのふくらみ（クラウン）の形状が変化する可能性もある。したがって、ＡＢＳデザインが、スライダの形状変化に起因した浮上高さの変動を補償可能であることが望ましい。
【００１７】
＜高度に関する要求＞
民生用電子機器は、通常、１００００ｆｔ（約３０００ｍ）の高度においても動作可能であることが求められる。そのような高度における空気密度は、海面上での空気密度と比較してはるかに低い。そのため、高高度は、磁気ヘッドと記録媒体との間の浮上高さに対して直接的に影響を及ぼす。したがって、高高度に起因した浮上高さの変化を最小限に抑えるスライダＡＢＳ構造を有することが望ましい。
【００１８】
＜電力に関する要求＞
【００１９】
民生用電子機器では、駆動の際に使用可能な電力量に制限がある。ＤＦＨ効率を高めることにより、読み出しおよび書き込みに要する浮上高さを実現するために必要される電力が減少する。
【００２０】
なお、これまで、高ＤＦＨ効率を実現するための様々な方法が提案されている。その１つは、ＡＢＳ構造を改良した方法である。例えばHashimoto等による特許文献２，３には、ＤＦＨによる浮上高さ制御を実現するため、ＡＢＳ上において分離されたパッドについて記載がなされている。このパッドの作用は、ＡＢＳ上の圧力ピークを、パッドそれ自身の位置からパッドの周囲のＡＢＳ上の位置へと移動させることによって、突出に起因するプッシュバック効果を減少させるというものである。そのような分離されたパッドの位置ではＡＢＳにかかる圧力は小さいことから、低い加熱器の電力で大きな変形／突出を得ることができ、これにより高いＤＦＨ効率を生じさせている。
【００２１】
また、この方法に多少類似した他の方法が、シンガポール国立データ記憶研究所（ＤＳＩ：Data Storage Institute）によって以前より提示されている。これは、分離されたパッドを有する表面特徴を用いることで、高いＤＦＨ効率を得ることを提案するものである。
【００２２】
また、本出願に関連する他の従来技術としては、以下のものが挙げられる。
【００２３】
例えば、Sato等は、安定した浮上力をスライダに与えるため、圧力生成部を含むＡＢＳスライダ構造を開示している（例えば特許文献４参照）。
【００２４】
また、Schreck等は、浮上高さコントローラを用い、発熱素子を制御することにより正味の過渡変化を打ち消し、読み出しから書き込みへの推移、または書き込みから読み出しへと推移する際の、浮上高さの過渡変化をなくしている（例えば特許文献５参照）。
【００２５】
また、Yao等は、スライダの下部に設けられた圧電要素を備えた浮上高さコントローラについて記載している（例えば特許文献６参照）。
【００２６】
また、Berger等は、サスペンションアームのばね定数の変動を制御することにより、浮上高さを調整することを教示している（例えば特許文献７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】米国特許第５９９１１１３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／００５８２９６号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／０１３９８１０号明細書
【特許文献４】米国特許第５７６１００３号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００７／０２３００２１号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００６／００８２９１７号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００２／００２４７７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかしながら、上記特許文献２，３に記載のＡＢＳ構造においてはＤＦＨ効率が過剰に高くなるおそれがある。そのような過剰に高いＤＦＨ効率は、次の２つの理由により必ずしも望ましいとは限らない。すなわち、第１に、ＤＦＨのプリアンプとの両立が困難となり、これによるプリアンプの低分解能に起因して突出の制御が不十分となる、第２に、分離パッドにおける空気圧が弱くなることにより、信頼性に関する懸念が生じる可能性がある。したがって、このスライダ構造は、空気力学的な安定性を維持しつつＤＦＨ効率を効果的に制御してはいないと考えられる。
【００２９】
また、シンガポール国立データ記憶研究所によって以前よって提案された上記技術では、分離されたパッドが周囲のＡＢＳによって支持されていないため、構造の限界に起因して、ＨＤＤの動作中に非常に高い浮上高さの変調を伴っている。したがって、ディスクに少しでも歪みが存在した場合、フライハイトに著しい変化が発生することになる。
【００３０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、駆動時において安定した浮上高さを維持しつつ、高いＤＦＨ効率を発現可能なスライダを提供することにある。また、本発明の第２の目的は、高度範囲、電力消費および温度変化等の民生用電子機器に求められる幅広い環境条件下において空気力学的な安定性を維持することのできるスライダを提供することにある。また、本発明の第３の目的は、回転中のディスクの表面変化に対する浮上高さの感受性を最小限に抑えることのできるスライダを提供することにある。また、本発明の第４の目的は、非常に高いＤＦＨ効率を有するとともに、そのＤＦＨ効率を調節可能なスライダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明のスライダは、回転可能なディスクの表面と対向し、互いに分離されたリーディング部およびトレーリング部を含むエアベアリング面を有するトポグラフィを備える。トレーリング部は、ディスクの回転方向に沿って延在するセンターレールと、センターレールを挟んでディスクの回転方向に沿って延在する一対のサイドレールと、センターレールと一対のサイドレールとの間にそれぞれ位置し、ディスクの回転方向に沿って延在する一対の溝と、センターレールのトレーリングエッジ側においてセンターレールおよびサイドレールと分離して配置され、記録再生ヘッドおよび発熱素子を含んで突出したマイクロパッドと、センターレールのトレーリングエッジ側の端部と連結され、凹部を介してマイクロパッドの一部を取り囲むように延在する一対の翼状突出部とを有する。発熱素子は、記録再生ヘッドの、エアベアリング面側への突出量を調整するものである。
【００３２】
本発明のスライダでは、エアベアリング面において、記録再生ヘッドおよび発熱素子が設けられたマイクロパッドが、凹部によってセンターレールおよびサイドレールと分離して配置されるようにしたので、駆動時において、マイクロパッドに対して付与される空気圧が低減される。これにより、プッシュバック効果が弱まり、発熱素子による記録再生ヘッドの突出量が調整し易くなる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明のスライダによれば、凹部によってセンターレールおよびサイドレールと分離して配置されるマイクロパッドに記録再生ヘッドおよび発熱素子を設けるようにしたＤＦＨ構造であるので、空気力学的な安定性を維持しつつ、浮上高さを高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態としてのスライダを備えたＨＤＤの要部構成を表す側面図である。
【図２】図１に示したスライダの斜視構成を表す概略図である。
【図３】図１に示したスライダの詳細な構成を表す平面図である。
【図４】従来のスライダの、発熱素子に供給される電力と浮上高さとの関係を表す特性図である（実験例１−１）。
【図５】本発明のスライダの、発熱素子に供給される電力と浮上高さとの関係を表す特性図である（実験例１−２）。
【図６】第２の実験例に用いたスライダの概略構成を表す側面図である。
【図７】図６のスライダにおいて、凹部の深さとマイクロパッドの突出量との関係を表す特性図である（実験例２−１）。
【図８】図６のスライダにおいて、長手方向の位置とマイクロパッドの突出量との関係を表す特性図である（実験例２−２）。
【図９】従来のスライダを備えたＨＤＤの要部構成を表す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という。）について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書に添付した図面は例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。さらに、図面は、必ずしも一定の縮尺（比率）で描かれているものではなく、また、実際のデバイスのサイズと必ずしも一致するものでもない。
【００３６】
図１は、本発明における一実施の形態としてのスライダを備えたハードディスクドライブ（ＨＤＤ：hard disk drive）の要部構成を表す側面図である。このＨＤＤは、磁気情報を格納する磁気記録媒体としての磁気ディスク２０と、動作時においてその表面２０Ｓと対向して浮上走行するスライダ７とを備えており、ＤＦＨ方式を採用したものである。図１では、磁気ディスク２０がスピンドルモータ（図示せず）などによって駆動されて回転することにより、スライダ７に対して矢印Ｒ２０で表した回転方向（紙面左方向）へ相対的に移動する様子を表している。
磁気ディスク２０の回転により、回転方向Ｒ２０に沿った気流２５が表面２０Ｓとスライダ７との間に生じる。スライダ７は気流２５によって浮上し、所定の浮上高さ８０を維持するように飛行する。
【００３７】
スライダ７において、回転する磁気ディスク２０が流出していく側の端縁はトレーリングエッジ１００という。一方、回転する磁気ディスク２０が流入する側の端縁はリーディングエッジ２００という。また、磁気ディスク２０と対向する平坦面はエアベアリング面（ＡＢＳ：air-bearing surface）３００と呼ばれる。トレーリングエッジ１００およびリーディングエッジ２００は、いずれもＡＢＳ３００と直交するように接すると共に、互いに平行に延在している。トレーリングエッジ１００の近傍には、絶縁層に覆われた記録再生ヘッド３０および発熱素子６０が設けられている。
【００３８】
スライダ７は、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ：Head Gimbal Assembly）２２の先端に設けられた取付部２６と接続に取り付けられている。ＨＧＡ２２は電気機械的な機構および回路によって作動し、その他端は、アーム（図示せず）を介して回転軸に支持されている。このため、スライダ７は、磁気ディスク２０の表面に沿って、その径方向に円心揺動することが可能となっている。すなわち、スライダ７に設けられた磁気記録再生ヘッド３を、磁気ディスク２０上の、所望の記録トラックに対応する所定位置に配置することができるように構成されている。
【００３９】
図２は、スライダ７の概略構成を表す斜視図である。図２では、磁気ディスク２０の表面２０Ｓと対向する側を上側にしてスライダ７を表している。図２に示したように、スライダ７は、おおよそ直方体の形状を有するものであり、例えばセラミックによって構成されている。スライダ７における、表面２０Ｓと対向する側には、トポグラフィ（凹凸構造）が設けられている。このトポグラフィは、磁気ディスク２０の回転中においてマイクロパッド３１０（後出）の周辺に生ずる気流を複数に分割し、自らの空気力学的安定性をもたらすものである。このトポグラフィのうち、磁気ディスク２０と対向する平坦面が上述したＡＢＳ３００である。ＡＢＳ３００は、スライダ７の厚み方向における最上位（磁気ディスク２０に近い側）に位置する面である。
【００４０】
図３は、スライダ７におけるトポグラフィの詳細な形状を表す平面図であり、スライダ７を、磁気ディスク２０の側から眺めたものである。図３では、ＡＢＳ３００における高さ位置を厳密に表している。ＡＢＳ３００は、厳密には高さ位置の異なる複数の領域３００Ａ〜３００Ｃを有している。このうち、最も密度の濃い斜線で表示した領域３００Ａが最も高い位置にある面であり、実際に磁気ディスク２０の表面２０Ｓと接する接触面といえる。領域３００Ｂは領域３００Ａよりも低い位置にある面であり、領域３００Ｃは領域３００Ｂよりもさらに低い位置にある面である。
【００４１】
図３に示したように、スライダ７のトポグラフィは、互いに分離されたリーディング部２５０とトレーリング部１５０との２つの部分を含んでいる。トレーリング部１５０は、互いに対向して平行に延在する一対のサイドレール３２５と、それらに挟まれたセントラルレール３５０と、一対のサイドレール３２５とセンターレール３５０との間にそれぞれ位置する一対の溝３２０とを有している。
【００４２】
センターレール３５０は、磁気ディスク２０の回転方向Ｒ２０に沿って、すなわち、トレーリングエッジ１００およびリーディングエッジ２００と直交する方向へ延在する凸状部分である。センターレール３５０は、溝３２０の内側の壁面を部分的に形成している。
【００４３】
一対のサイドレール３２５は、センターレール３５０を挟むように配置された凸部であり、スライダ７の外縁をセンターレール３５０に沿って互いに平行に延在している。サイドレール３２５は、センターレール３５０および溝３２０と共に、スライダ７の空気力学的特性に大きな影響を与えている。すなわち、センターレール３５０、サイドレール３２５および溝３２０は、回転する磁気ディスク２０上をスライダ７が安定して浮上走行するように機能する。
【００４４】
一対の溝３２０は、センターレール３５０と一対のサイドレール３２５とを隔てるようにそれぞれ位置する凹部であり、図２および図３に示すように、センターレール３５０を挟んでほぼ対称的に設けられている。溝３２０は、ＡＢＳ３００にほぼ垂直な壁面と、ＡＢＳ３００とほぼ平行な底面（図３において陰影のない領域）とによって画定されている。溝３２０における内側の壁面は、センターレール３５０の壁面でもあり、溝３２０における外側の壁面は、サイドレール３２５の内側の壁面でもある。また、溝３２０は、トレーリングエッジ１００に露出する開口部をそれぞれ有し、その開口部からリーディングエッジ２００へ向かう途中までそれぞれ延在している。開口部の近傍では、溝３２０の幅が、リーディングエッジ２００からトレーリングエッジ１００へ向かうにしたがって徐々に広がっているとよい。すなわち、開口部の近傍では、開口部へ向かうほど、センターレール３５０の壁面と、サイドレール３２５の内側壁面との間隔が広がっていることが好ましい。
【００４５】
スライダ７のトポグラフィは、マイクロパッド３１０と、ウィング３５５とをさらに有している。
【００４６】
マイクロパッド３１０は、センターレール３５０のトレーリングエッジ１００の側において立設するものであり、センターレール３５０およびサイドレール３２５と分離して配置されている。マイクロパッド３１０は、記録再生ヘッド３０と、この記録再生ヘッドのＡＢＳ３００と反対側に隣接配置された発熱素子６０（図１）とを内蔵している。記録再生ヘッド３０は、磁気ディスク２０への磁気情報の記録と、磁気ディスク２０に記録された磁気情報の再生との双方を行う複合の磁気デバイスである。記録再生ヘッド３０は、例えば電気メッキ法および化学蒸着（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）、ならびにフォトリソグラフィ法によるパターニングおよびエッチング等の、周知の半導体蒸着法を用いて形成される。また、発熱素子６０は、外部回路５８（図１参照）によって制御される電力の供給により発熱し、記録再生ヘッド３０の、ＡＢＳ３００側への突出量を調整するものである。図３において、マイクロパッド３１０は台形に近い形状で示されているが、その形状は任意とすることができる。
【００４７】
セントラルレール３５０のトレーリングエッジ側の端部には、一対のウィング３５５が連結されている。このウィング３５５は、セントラルレール３５０の中心線を挟んでほぼ対称的に設けられており、凹部３６０を介してマイクロパッド３１０の一部（例えばトレーリングエッジ１００を除く部分）を取り囲むように延在している。すなわち、マイクロパッド３１０は、凹部３６０によって周囲（センターレール３５０やサイドレール３２５）と物理的に隔離され、孤立したパターンとなっている。
【００４８】
以下に説明するように、凹部３６０の深さは、本構造の特性を決定する強力な要因であり、結果として得られるスライダ７の動的性能は、この深さを調整（変化させる）ことによって大幅に、かつ、好ましく調節可能である。この深さは、製造プロセスにおいては独立に管理される。また、この深さは、溝３２０等のトポグラフィにおける他の部分の深さによって定められたり、それによって制限を受けたりするものではない。図３に示すスライダ７において、マイクロパッド３１０の幅（トレーリングエッジ１００からリーディングエッジ２００に向かう方向、すなわち磁気ディスク２０の回転方向Ｒ２０に沿った寸法）は、好ましくは約３０μｍから６０μｍであり、凹部３６０の幅（回転方向Ｒ２０に沿った寸法）は、好ましくは約２０μｍである。凹部３６０の深さは、好ましくは約０．３μｍから３μｍである。また、センターレール３５０は、ＨＤＤの動作中にマイクロパッド３１０を通過する望ましい気流を形成する、複数の浅い溝や高いバリア等のトポロジー的な表面特徴をさらに有している。これらの浅い溝の形状および寸法を調整することで空気力学的特性を最適化することができるが、本発明の目的を満たす性能を生じさせるのは、マイクロパッド３１０および凹部３６０である。
【００４９】
記録再生ヘッド３０および発熱素子６０が埋設されたマイクロパッド３１０は、凹部３６０によってスライダ７のトポグラフィにおける他の部分から分離することにより、ＨＤＤの動作中、マイクロパッド３１０の近傍の空気圧は安定した状態に保たれる。なぜなら、マイクロパッド３１０のＡＢＳ３００に加わる空気圧は、流入する空気の流量と、このマイクロパッド３１０のＡＢＳ３００に沿って空気が移動する距離である「圧力長さ」とに依存するからである。また、上述したように、マイクロパッド３１０の後ろ（マイクロパッド３１０のリーディングエッジ側）のセンターレール３５０のトポロジー的な形状も、空気流を分割するとともにマイクロパッド３１０を通過する空気の量を制限する。
【００５０】
上述のように、本実施の形態のスライダ７は、優れたＤＦＨ効率を提供し、記録再生ヘッド３０を内蔵するマイクロパッド３１０の近傍において強力な空気圧のばらつきを除去し、発熱素子６０に供給される電力に応じた浮上高さの変化量を緻密に制御可能とするものである。マイクロパッド３１０を有しない従来のＡＢＳ構造では、磁気センサ近傍における測定空気圧は、２３ａｔｍの高さにまでなり得る。これに対し、本実施の形態によれば、その同じ領域における測定空気圧は、わずか５ａｔｍである。このように、本実施の形態では、ＡＢＳ３００に沿った空気圧が減少しており、特にセンサ領域における空気圧が減少していることにより、回転中の磁気ディスク２０の表面２０Ｓの反りおよび他の表面の凹凸によって浮上高さが受ける影響が最小限に抑制される。これにより読み出し／書き込み動作の際の優れたＤＦＨ効率が確保される。
【００５１】
すなわち、本実施の形態のスライダ７によれば、凹部３６０によって周囲から孤立したマイクロパッド３１０の存在により、磁気ディスク２０が回転する際にＡＢＳ３００が受ける圧力を低減することができる。それにより、発熱素子６０へ供給される電力レベルに対する浮上高さの割合を低下させることが可能となり、電力消費の低減および記録再生ヘッド３０の長寿命化が達成される。さらに、ＡＢＳ３００が受ける圧力の減少により、磁気ディスク２０の表面２０Ｓのばらつきに起因した浮上高さの変動に対する感受性を低減することができる。そのうえ、凹部３６０の深さを変化させることで、発熱素子６０の発熱量に応じたマイクロパッド３１０の突出量の最適化が可能である。したがって、本実施の形態のスライダ７は、空気力学的な安定性を維持しつつ、浮上高さを高精度に制御することが可能なものであり、高密度記録に対応したＨＤＤに最適なものである。
【実施例】
【００５２】
続いて、本発明の実施例としていくつかの実験を行ったので以下に説明する。
【００５３】
（第１の実験例）
＜実験例１−１＞
図４は、分離されたマイクロパッドを有しない従来のスライダの、発熱素子に供給される電力（横軸：ｍＷ）に応じた浮上高さ（縦軸：ｎｍ）を示す特性図である。この構造の場合では、１００ｍＷの電力を入力した際に発生する浮上高さは、おおむね９ｎｍであることが示されている。
【００５４】
＜実験例１−２＞
図５は、本発明のスライダのいくつかのサンプルについての同様のグラフである。図５に示したように、本発明では５０ｍＷの入力電力に対する浮上高さが約９〜１０ｎｍ（１００ｍＷの入力電力に対する浮上高さが約１９ｎｍ）であり、ＤＦＨ効率が従来の２倍近くとなっている。図５に示すスライダは、いずれも約１．５μｍの深さの凹部３６０を有し、約１９ｎｍ／１００ｍＷの効率を有している。
【００５５】
（第２の実験例）
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図６は、本実験例に用いたスライダの概略構成を表すものである。
【００５６】
図６では、マイクロパッド３１０と、深さが可変の凹部３６０と、セントラルレール３３０の一部との縦断面（磁気ディスク２０の回転方向Ｒ２０に沿った断面）を示している。発熱素子については、図示を省略している。
【００５７】
ここでは、発熱素子に供給する電力を一定とする一方で、凹部３６０の深さを調整することにより、マイクロパッド３１０の、記録再生ヘッド３０に対応する領域の表面（ＡＢＳ３００）の突出量を変化させるようにした。
【００５８】
＜実験例２−１＞
図７は、加熱器に対し８５ｍＷの電力を印加した場合の、凹部３６０の深さに応じた突出量を示す特性図である。図７に示すように、凹部３６０の深さが約２０μｍから約８０μｍに変化するにしたがって、マイクロパッド３１０の突出量は、約１４ｎｍから約１８ｎｍに滑らかに変化している。このことから、本発明のスライダは、凹部３６０の深さを調整することにより、マイクロパッド３１０の突出量を最大で２１ｎｍ／１００ｍＷも発生させることができることがわかる。他方、従来技術のスライダが発生可能な突出量は、せいぜい１３ｎｍ／１００ｍＷ程度である。
【００５９】
＜実験例２−２＞
図８は、発熱素子へ供給する電力が８５ｍＷである場合において、スライダの、磁気ディスクの回転方向に沿った位置（ｎｍ）に応じて測定された突出量を表す特性図である。２つの垂直線は、記録再生ヘッドのアクティブな部分を囲む上部シールドおよび下部シールドの位置を示している。突出のない部分は、トレンチの位置に対応している。
【００６０】
当業者にとって明らかなように、上記実施の形態および実施例は、本発明を限定するものではなく、むしろ本発明の一例である。高い制御ＤＦＨ効率を有するとともに、ＨＤＤの動作中の浮上高さの変動が最小限であるＤＦＨ型のスライダが形成される、方法、工程、材料、構成および寸法に対して修正や改変がなされ得るが、その場合であっても、本発明は、特許請求の範囲によって定められるものである。
【符号の説明】
【００６１】
３０…記録再生ヘッド、７…スライダ、１００…トレーリングエッジ、２０…磁気ディスク、２０Ｓ…表面、２００…リーディングエッジ、２５…気流、３００…エアベアリング面（ＡＢＳ）、２２…ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）、３１０…マイクロパッド、３２０…溝、３２５…サイドレール、３５０…センターレール、３５５…ウィング、３６０…凹部。
【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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