(57)【要約】【課題】ヘッドスライダ１０９の極低浮上化により発生する、ヘッドスライダ１０９に付着・蓄積した潤滑剤の液滴４０７の記録媒体１０３への落下を防止する。【解決手段】流出側レール２０７の流出側の段差δ４を、ヘッドスライダ１０９が対向する位置の記録媒体１０３の速度をｖとしたときに、    δ４≦０．１１２５×ｌｏｇ１０（ｖ）＋０．０１９以下となる深さにする。【選択図】図３
2009110563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する記録媒体と、この記録媒体面に対向するように配設されるヘッドスライダとを備えたディスク装置であって、
前記ヘッドスライダは、前記記録媒体と対向する側の浮上面上に、前記記録媒体に記録されたデータを読み取る再生素子及び／または前記記録媒体にデータを記録する記録素子を搭載したレール面を備え、
前記レール面から前記浮上面の流出端位置までの深さδを、このヘッドスライダが対向する位置の記録媒体の速度をｖとしたときに、
δ≦０．１１２５×ｌｏｇ１０（ｖ）＋０．０１９
としたディスク装置。
【請求項２】
前記レール面の流入端側及び側部に、このレール面よりも深いステップ面を備えた請求項１記載のディスク装置。
【請求項３】
前記ヘッドスライダは、前記ステップ面の流入側に前記パッド面よりも深い負圧溝面と、この負圧溝面の流入側及び両側部を囲む流入側レールとを更に備え、
前記ステップ面の幅は、前記流入側レールがある位置の前記負圧溝よりも広い請求項３に記載のディスク装置。
【請求項４】
前記ヘッドスライダは、前記ステップ面の流入側に設けた前記パッド面よりも深い負圧溝面と、この負圧溝面の流入側及び両側部を囲む流入側レールと、この流入側レールの両側部と前記変換素子との間に設けたサイドレールとを更に備え、
前記ステップ面の幅は、前記サイドレールがある位置の前記負圧溝よりも広い請求項３に記載のディスク装置。
【請求項５】
前記ヘッドスライダ全幅に渡り前記ステップ面を備えた請求項３に記載のディスク装置。
【請求項６】
前記ステップ面の側部に、このステップ面よりも深いパッド面を備えた請求項２記載のディスク装置。
【請求項７】
前記ヘッドスライダは、前記ステップ面の流入側に設けた前記パッド面よりも深い負圧溝面と、この負圧溝面の流入側及び両側部を囲む流入側レールとを更に備え、
前記パッド面の幅は、前記流入側レールがある位置の前記負圧溝よりも広い請求項７に記載のディスク装置。
【請求項８】
前記ヘッドスライダは、前記ステップ面の流入側に設けた前記パッド面よりも深い負圧溝面と、この負圧溝面の流入側及び両側部を囲む流入側レールと、この流入側レールの両側部と前記変換素子との間に設けたサイドレールとを更に備え、
前記パッド面の幅は、前記サイドレールがある位置の前記負圧溝よりも広い請求項７に記載のディスク装置。
【請求項９】
前記ヘッドスライダ全幅に渡り前記パッド面を備えた請求項７に記載のディスク装置。
【請求項１０】
前記レール面の流入側はＵ字型に形成されている請求項１０に記載のディスク装置。
【請求項１１】
前記ヘッドスライダは、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣからなるスライダ本体部と、このスライダ本体部の流出端側に設けられたアルミナからなるヘッド部とからなり、
前記パッド面側端部の長さは前記ヘッド部の２〜３倍である請求項８に記載のディスク装置。
【請求項１２】
浮上面の流出端側に設けた変換素子を搭載したレール面と、このレール面の流入端側及び両側部に設けたこのレール面よりも深いステップ面と、このステップ面の両側部に設けたこのレール面よりも深いパッド面とを備え、
前記レール面から流出端位置の浮上面までの深さを、０．１５μｍ以下としたヘッドスライダ。
【請求項１３】
前記ヘッドスライダは、前記ステップ面の流入側に設けた前記パッド面よりも深い負圧溝面と、この負圧溝面の流入側及び両側部を囲む流入側レールとを更に備え、
前記パッド面の幅は、前記流入側レールがある位置の前記負圧溝よりも広い請求項１３に記載のヘッドスライダ。
【請求項１４】
前記ヘッドスライダは、前記ステップ面の流入側に設けた前記パッド面よりも深い負圧溝面と、この負圧溝面の流入側及び両側部を囲む流入側レールと、この流入側レールの両側部と前記変換素子との間に設けたサイドレールとを更に備え、
前記パッド面の幅は、前記サイドレールがある位置の前記負圧溝よりも広い請求項１３に記載のヘッドスライダ。
【請求項１５】
全幅に渡り前記パッド面を備えた請求項１３に記載のヘッドスライダ。
【請求項１６】
浮上面の流出端側に設けた変換素子を搭載したレール面と、このレール面の流入端側及び両側部に設けたこのレール面よりも深いステップ面と、このステップ面の両側部に設けたこのレール面よりも深いパッド面とを備え、
このパッド面上に、このパッド面よりも深い溝部を備えたヘッドスライダ。
【請求項１７】
前記ヘッドスライダは、前記ステップ面の流入側に設けた前記パッド面よりも深い負圧溝面と、この負圧溝面の流入側及び両側部を囲む流入側レールとを更に備え、
前記パッド面の幅は、前記流入側レールがある位置の前記負圧溝よりも広い請求項１７に記載のヘッドスライダ。
【請求項１８】
前記ヘッドスライダは、前記ステップ面の流入側に設けた前記パッド面よりも深い負圧溝面と、この負圧溝面の流入側及び両側部を囲む流入側レールと、この流入側レールの両側部と前記変換素子との間に設けたサイドレールとを更に備え、
前記パッド面の幅は、前記サイドレールがある位置の前記負圧溝よりも広い請求項１７に記載のヘッドスライダ。
【請求項１９】
全幅に渡り前記パッド面を備えた請求項１７に記載のヘッドスライダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置などの情報記憶装置に関わり、特に潤滑剤の液滴や粒子のヘッドスライダ表面での蓄積及びヘッドスライダの変換素子近くから媒体への落下を抑制し、装置の信頼性を向上する技術に関わる。
【背景技術】
【０００２】
情報記憶装置として用いられる磁気ディスク装置は、変換素子（再生素子及び／または記録素子）を有する磁気ヘッド部を備えている。記録素子は、情報記録媒体の円形トラックに並んだデータビットにデータを記録及び消去し、再生素子は、記録素子が記録した磁気信号を読み出す。磁気ヘッド部はスライダ本体部に搭載されヘッドスライダとなる。ヘッドスライダはサスペンション・アームに接続される。サスペンション・アームは、ヘッドスライダに対して記録媒体方向に押し付ける力を加えている。記録媒体が回転しているとき、ヘッドスライダは記録媒体の回転によって記録媒体上に生じた空気膜上を浮上する。
【０００３】
記録媒体の表面は、磁気ヘッド部を摩耗、腐食から保護する潤滑層により覆われた保護層を備えている。磁気記録面密度を向上させるため、磁気ヘッドと記録媒体との間の磁気スペースまたは浮上量が小さくなると、保護層は単分子層と同等まで薄くなる。ヘッドスライダと記録媒体との界面における潤滑剤の単分子層を維持することは、ヘッドスライダと記録媒体との界面における信頼性を維持するために非常に重要である。潤滑剤の流動性が耐久性を向上させる重要な課題である。潤滑剤の流動性は、ヘッドスライダと記録媒体との間の接触により失われてしまわない程度の流動し難さと、接触などにより失われてしまった箇所へ他の箇所から供給する程度の流動しやすさとが必要である。
【０００４】
ヘッドスライダは、記録媒体と面する側に、空気軸受け面を備えている。記録媒体が回転している間、記録媒体は空気軸受け面に沿ったヘッドスライダ下面の空気を、記録媒体の接線速度とほぼ平行な方向に引きずる。空気軸受け面と記録媒体間を流れる空気は加圧され、記録媒体と空気軸受け面との間の圧力が上昇して、サスペンションによる押し付け加重とは反対方向の流体浮上力が発生し、記録媒体表面上をヘッドスライダが浮上する。
【０００５】
磁気ディスク装置が稼動すると、ヘッドスライダの動作により、流体力、ファン・デル・ワールス力、静電圧、空気せん断応力の４つの力が生じ、潤滑層が移動する。この４つの力の中で潤滑剤を移動させる力としては、空気せん断力が支配的である。この空気のせん断力によりヘッドスライダ下面へ潤滑剤が移動し、潤滑剤の液滴は、ヘッド・ディスク・インターフェース部に形成される。
【０００６】
潤滑剤の液滴の動きとヘッドスライダ下面における空気の流れと間に非常に強い関係があることが極低浮上のヘッドスライダにおいて発見されている。潤滑剤の液滴の大部分は、空気せん断力によりヘッドスライダの流出端に移動する。
【０００７】
要求された浮上量で機能するヘッドスライダを達成するため、媒体対抗面に特別な形状の空気軸受け面を備えたヘッドスライダ設計がされてきている。ヘッドスライダの平均浮上量が減少し続けるに従い、ヘッドスライダ浮上面での潤滑剤の液滴の蓄積、及び堆積した潤滑剤の記録媒体への接触・落下が読み取り・書き込みエラーの原因となることが観察されるようになった。しかし、低浮上ヘッドスライダ形状では、変換素子部近くへの潤滑剤の蓄積が考慮されていない。ヘッドスライダの変換素子部に蓄積する潤滑剤が記録媒体へ接触・落下すると、上記のような読み取り・書き込みエラーの原因となる。特に書き込みエラーが生じると取り返しの付かないデータの損失につながる。
【０００８】
負圧溝に吸い込まれた潤滑剤が流出端の段差に蓄積し、やがて大きな液滴となり記録媒体面に接触・落下することを回避させるため、ステップ軸受け面と負圧溝面との間に中間ステップを設け、潤滑剤が蓄積する段差を小さくし、蓄積量を減少させるヘッドスライダが、特許文献１に記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−９９９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
潤滑剤の膜厚は、ヘッドスライダの変換素子部と記録媒体との間の磁気スペーシングを小さくし、記録密度をあげるために、原子レベルにまで薄くなってきている。また、磁気スペーシングを小さくするためにヘッドスライダの浮上高さも低くなってきている。磁気スペーシングが小さくなり、変換素子部での圧力が高くなると、ヘッドスライダ流出端からの逆流により変換素子部に潤滑剤の液滴が蓄積されやすくなってきた。
【００１１】
従来ヘッドスライダの空気軸受け面上の流れを図５Ａ，５Ｂに示す。このヘッドスライダでは、流出側レール両側の近くに流出端からの逆流５０４，５０５が生じている。この逆流により発生する流速がゼロとなっている位置５０２，５０３が存在し、変換素子部を備えたセンタレール付近の流れが少なくなっている。更に５０２は流出側レールに繋がっており、この線に沿って潤滑剤の液滴が流出側レールへと導かれてしまっている。
【００１２】
また近年、磁気スペーシングを小さくした場合に、ヘッドスライダ流出端部が記録媒体と接触しないよう、流出側レールをヘッドスライダ流出端まで設けない構造をとるものがある。特にヘッド部内にヒータを備え、記録／再生素子部近傍を熱膨張させることで浮上面から突出させる場合には、膨張したレールの浮上面が媒体と接触することを防止するためにレール部をヘッドスライダ流出端まで設けないことが多い。
【００１３】
このように、レール部をヘッドスライダ流出端まで設けない場合、記録／再生素子を搭載したレール部より後流側にも流出端からの逆流５０６が発生してしまう。この逆流５０６により流出側レールに導かれた潤滑剤の液滴は、流出側レール流出端に沿って５０７の様に流れ、流出側レールの角部に蓄積される。そしてこの蓄積された液滴が、流出側レール端から落下する際にヘッドスライダの振動が発生して記録／再生の際にエラーが生じることが分かってきた。
【００１４】
磁気ディスク装置の信頼性を損ねずに記録密度を上げるためには、ヘッドスライダの浮上量を下げ、且つヘッドスライダ流出端からの逆流によって潤滑剤の液滴がヘッドスライダ変換素子部流出端に蓄積されることを抑制する必要がある。
【００１５】
この発明は、潤滑剤の液滴が変換素子部を備えたパッドに液滴が蓄積され、記録媒体に落下することを抑制し、装置の信頼性を高めるヘッドスライダを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願発明に係る磁気ディスク装置は、回転する記録媒体と、この記録媒体面に対向するように配設されるヘッドスライダとを備え、ヘッドスライダは、記録媒体と対向する側の浮上面上に記録媒体に記録されたデータを読み取る再生素子及び／または前記記録媒体にデータを記録する記録素子を搭載したレール面を備え、レール面から浮上面の流出端位置までの深さを、このヘッドスライダが対向する位置の記録媒体の速度をｖとしたときに、
０．１１２５×ｌｏｇ１０（ｖ）＋０．０１９
以下とする。
【００１７】
そして好ましくは、レール面の流入端側及び側部に、このレール面よりも深いステップ面を備え、このステップ面の流入側にパッド面よりも深い負圧溝面と、この負圧溝面の流入側及び両側部を囲む流入側レールと、この流入側レールの両側部と変換素子との間に設けたサイドレールとを更に備え、ステップ面の幅を、サイドレールがある位置の負圧溝よりも広くする。
【００１８】
また好ましくは、パッド面側端部の長さを、変換素子を搭載したヘッド部の２〜３倍とする。
【００１９】
また、本願発明に係るヘッドスライダは、浮上面の流出端側に設けた変換素子を搭載したレール面と、このレール面の流入端側及び両側部に設けたこのレール面よりも深いステップ面と、このステップ面の両側部に設けたこのレール面よりも深いパッド面とを備え、レール面から流出端位置の浮上面までの深さを、０．１５μｍ以下とする。
【発明の効果】
【００２０】
上記構成により、逆流に起因する潤滑剤の液滴の空気軸受け面での蓄積を抑制し、装置の信頼性を高めるヘッドスライダを提供することが出来た。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明を適用するディスク装置の一例として、コンピュータシステムなどに用いられる情報記憶装置である磁気ディスク装置１０１を示す概略図である。磁気ディスク装置１０１は、ベース１０２或いは外部筐体の内部に、少なくとも一枚の記録媒体としての磁気ディスク１０３を備えている。磁気ディスク１０３は、中心部をスピンドル・モータ１０４に固定され回転する。アクチュエータ１０５は、櫛状に形成された複数の平行なアクチュエータ・アーム１０６を備え、ピボット・アセンブリ１０７により回転自在となるようにベース１０２に搭載される。
【００２２】
磁気ディスク１０３にデータを記録する磁気記録素子及び／または磁気ディスク１０３に記録されたデータを読み取る磁気再生素子からなる変換素子２１１を備えた磁気ヘッド部は、スライダ本体部に搭載されヘッドスライダ１０９となる。ヘッドスライダ１０９は、フレキシャに固定されている。フレキシャは、サスペンション１０８の端部に可撓性をもって接合される。サスペンション１０８は、ばね性を備え、ヘッドスライダ１０９が磁気ディスク１０３から正確な距離で浮上するように、ヘッドスライダ１０９にバイアス（押し付け荷重）を加えて磁気ディスク１０３の方向に押し付けている。ボイス・コイル・モータ１１０は、サスペンション１０８先端に備えたヘッドスライダ１０９を１１２に沿って動かすようにアクチュエータ１０５を回転させ、磁気ディスク１０３の内周１１３から外周１１４まで望みのデータ・トラック上にヘッドスライダ１０９の磁気ヘッドを位置づける。
【００２３】
磁気ディスク１０３表面の炭素保護層上には、磁気ディスク１０３を摩耗・腐食から保護するために、パーフルオロポリエーテル（Perfluoropolyether：ＰＦＰＥ）膜１１１が浸漬被覆されている。パーフルオロポリエーテル膜としては、例えば「ＰＦＰＥ Ｚ」、「ＰＦＰＥ Ｚドール（PFPE Zdol）」、或いは「ＰＦＰＥ Ｚテトラオール（PFPE Z Tetraol）」、或いは多座配位子の潤滑油である「ＺＤＭＤ（Z-dol multidentate：Ｚドール多座配位子）」、「ＺＴＭＤ（Z-Tetraol multidentate：Ｚテトラオール多座配位子）」が適している。
【００２４】
磁気ディスク１０３は、表面上の空気を引きずって回転する。ヘッドスライダ１０９下面と磁気ディスク１０３表面との間は流れが狭められるために空気が圧縮され、ヘッドスライダ１０９下面にかかる圧力が上昇する。この圧力がサスペンション１０８の押し付け加重を相対的に弱めることになる流体浮上力を生じさせ、ヘッドスライダ１０９を持ち上げ、磁気ディスク表面上に非常に近いところを浮上させる。
【００２５】
磁気ディスク１０３の回転に引きずられた空気は、磁気ディスク１０３表面の潤滑剤１１１にせん断応力を発生させる。このせん断応力により、磁気ディスク１０３表面から引き剥がされた潤滑剤は、磁気ディスク装置１０１内で液滴を形成する。そしてその液滴の一部はヘッドスライダ１０９下面に付着する。
【００２６】
図２は、第一実施例における磁気ヘッドスライダの一例の斜視図である。図３（Ａ）は、図２の斜視図であり、図３（Ｂ）は、図２に示す磁気ヘッドスライダの流出端部の斜視図である。
【００２７】
第一実施例の磁気ヘッドスライダは、空気流入端２０１、空気流出端２０２、空気軸受け面２０３を備えている。空気軸受け面２０３には、流入側ステップ（浅溝）面２０４、流入側レール面を備える流入側レール２０５、流出側レール面と変換素子２１１とを備える流出側レール２０７、流出側ステップ面２０６、負圧溝２０８、それぞれがヘッドスライダ側面の空気軸受け面を形成するサイドレール２０９，２１０、各サイドレールの流入端側に設けられたサイドステップ面２１９，２２０と、ヘッドスライダ全幅にわたって設けられたフローパッド２１３，２１４を有する。
【００２８】
流入側レール２０５と流出側レール２０７の表面は、同一平面上にあり、空気軸受け面２０３の深さの基準面となる。ヘッドスライダ１０９と磁気ディスク１０３との間に流れる空気は、磁気ディスク１０３上をヘッドスライダ１０９が浮上する流体圧を発生する。このとき、流入側レール２０５の表面と流出側レール２０７の表面とは、正圧を発生するレール面として働く。
【００２９】
流入側ステップ面２０４と流出側ステップ面２０６は、やはり同一平面上にあり、流入側レール２０５と流出側レール２０７のそれぞれ流入側に形成されている。空気はヘッドスライダ１０９と磁気ディスク１０３との間に形成された隙間に空気流入端２０１から流れ込み、一部が流入側ステップ面２０４と流出側ステップ面２０６の表面に沿って流れる。そして、空気はこの部分で圧縮される。圧縮された空気は流入側レール２０５と流出側レール２０７に沿って流れることで、流入側レール２０５の表面と流出側レール２０７の表面では正圧が発生する。
【００３０】
ヘッドスライダが磁気ディスク１０３から浮上するのに十分必要な高い正圧を発生するために必要な流出側ステップ面２０６の長さは、５０μｍ以上であり、１００μｍ以上とすることが好ましい。
【００３１】
サイドステップ面２１９，２２０は、流入側ステップ面２０４と同一平面上にあり、サイドレール２０９，２１０それぞれの流入側に形成されている。空気流入端２０１からヘッドスライダ１０９と磁気ディスク１０３との隙間に流れ込んだ空気の一部は、流入側ステップ面２０４とサイドステップ面２１９，２２０に沿って流れる。流れ込んだ空気によりサイドレール２０９，２１０における圧力が上昇し、ロール方向の空気剛性が高くなる。
【００３２】
流出端面２１６は、流出側ステップ面２０６と同じ高さの流出端側部ステップ面２１２，２１５と設計上は同じ深さとしている。しかし、流出端面２１６の部分はアルミナであるのに対し、流出端側部ステップ面２１２，２１５の部分はＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣで形成されているため、材料に起因するエッチング比の影響により、実際には異なる深さとなっている。同様に、段差面２１７，２１８は、フローパッド２１３，２１４と設計上は同じ深さとしているが、段差面２１７，２１８の部分はアルミナであるのに対し、フローパッド２１３，２１４の部分はＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣで形成されているため、材料に起因するエッチング比の影響により、実際には異なる深さとなっている。
【００３３】
フローパッド２１３，２１４、段差面２１７，２１８は、空気軸受け面の流出端付近の領域で負圧を発生させず、代わりに小さな正圧を発生することにより、空気軸受け面の局所的な流速分布を変化させ、後述する潤滑油のヘッドスライダ下面への蓄積を生じさせる逆流を抑制する。
【００３４】
流入側ステップ面２０４を含む面からの負圧溝２０８の深さは、およそ８００ｎｍである。そして流入側レール２０５を含む面からの負圧溝２０８の深さは、およそ１μｍである。
【００３５】
図３（Ｂ）は、第一実施例のヘッドスライダの記録／再生素子（磁気ヘッド）より流出端側の溝を示している。この実施例では、記録／再生素子より流出端側の溝は、材料に起因するエッチング比の影響によりステップ状になるように設計・製造されている。
【００３６】
δ１は、最も高い流出側レール２０７から流出側ステップ面２０６と同じ高さの流出端側部ステップ面２１２，２１５までの深さである。δ２は、流出側レール２０７から流出端面２１６までの深さである。δ３は、流出側レール２０７から段差面２１３，２１４までの深さである。そしてδ４は、流出側レール２０７から段差面２１７，２１８までの深さである。
【００３７】
この第一実施例のヘッドスライダは、いわゆるピコサイズ（約１１６０×１０００×３００μｍ）、或いはフェムトサイズ（約８５０×７００×２３０μｍ）に適用されるが、アトサイズ（約８５０×５００×１８０μｍ）のヘッドスライダや、セラミック製あるいは、金属間化合物製でもよい。
【００３８】
この実施例のヘッドスライダ１０９が、フローパッド２１３，２１４によって負圧溝２０８で発生する逆流、及び流出側レール２０７の記録／再生素子２１１より流出端側で発生する逆流を抑制し、浮上面の潤滑油の蓄積を防止し高信頼性を得ることが出来る詳細を以下に説明する。
【００３９】
図４（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）は、ヘッドスライダ４０１，４０２及び４２０の流入側ステップ軸受け面４０３からレール面４０４を経て、流出端ステップ軸受け面４０５，４０６及び４２５へと流れる空気、液滴、或いは粒子４０７を示している。流出端ステップ軸受け面４０５は、レール面４０４からの段差が深くないため、その位置での高さ方向の流速分布は４０８のようになる。よって流出端ステップ軸受け面４０５直上にも流れ４１０が存在し、空気、液滴或いは粒子４０７は下流側へ流れてゆく。一方、流出端ステップ軸受け面４０６は、レール面４０４からの段差が深いため、その位置での高さ方向の流速分布は４０９のようになる。流出端ステップ軸受け面４０６直上では、逆流４１１が存在しており、空気、液滴、或いは粒子が流出端ステップ軸受け面４０６上で蓄積してしまう。またヘッドスライダ４２０は、比較的長い負圧領域４２３を備えている。流出端ステップ軸受け面４２５の圧力は負圧領域４２３のため、周囲の圧力と同じ圧力となるヘッドスライダ流出端４２１の圧力よりも小さい。よってその境界付近において逆流４２２が生じ、空気、液滴或いは粒子４０７は流出端側へうまく流れることができずに蓄積される。
【００４０】
図６（Ａ），（Ｂ）は、ヘッドスライダ６０１，６０２の段差面を流れる空気、或いは潤滑剤等の粒子６０３，６０４を示している。６０５，６０６は、流出側におけるレール面からヘッドスライダ流出端までの溝深さを示している。この流出側の溝深さと流速との関連を図６（Ｃ）に示す。ここにおける流速とは、ヘッドスライダの位置する場所における記録媒体の速度のことである。流出側の溝深さ６０５，６０６が深くなると流速は減少することが分かる。この深さが臨界深さと呼ばれるｈｃより深くなると、流速は負となる。つまり、流出端からの逆流が生じることとなる。
【００４１】
図７（Ａ），（Ｂ）は、スキュー角をゼロとしたときの臨界深さと流速との関係を示す図である。流速が２０ｍ／ｓ以下では、臨界深さは流速に依存する関係があるが、流速が４０ｍ／ｓを超えると、臨界深さはほぼ０．４０μｍで一定となる。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の臨界深さが流速に深く依存している流速２０ｍ／ｓ以下の部分の拡大図である。この流速域での流速ｖと臨界深さｈｃとの関係を求めると、
ｈｃ＝０．１１２５×ｌｏｇ１０（ｖ）＋０．０１９    （式１）
となる。よって、レール流出側の溝深さを０．１１２５×ｌｏｇ１０（ｖ）＋０．０１９以下することにより、レールより流出端側における逆流の発生を防止することが出来る。
【００４２】
図８は、流速が４３．３ｍ／ｓのときの、スキュー角と臨界深さとの関係を示す図である。臨界深さはスキュー角にはほぼ依存せず、スキュー角が−３０°から３０°の間で臨界深さは、多少の変化（約２０ｎｍ）を生じるのみである。更に、この臨界深さは、スキュー角と同様に、ヘッドスライダの浮上面形状や、浮上量（磁気スペーシング量）にも殆ど依存せず、図７（Ａ），（Ｂ）に示した値となることが発明者の数値計算や実験等により確認されている。
【００４３】
これら求めた臨界深さを実際の磁気ディスク装置に当てはめて考えた場合、３．５型の磁気ディスク装置では、記録媒体は通常７，２００ｒｐｍで回転し、流速が最低となる最も内周における流速が１５ｍ／ｓ程度であるので、レール流出端側からヘッドスライダ流出端位置までの溝深さを０．３μｍ以下とすれば、その部分における逆流の発生を防止することが出来る。同様に２．５型では０．２５μｍ、１．０型では０．１５μｍ以下とすれば、レール流出端における逆流を防止できる。つまり、レール流出端側からヘッドスライダ流出端位置までの溝深さを予め０．１５μｍ以下としておけば、いずれの大きさの磁気ディスク装置にも適用することが出来る。
【００４４】
これらから逆流を生じさせないために、流出側レール２０７の流出端側の溝深さは、臨界深さよりも浅くする必要が生じる。つまり、図３（Ｂ）に示す記録再生素子よりも流出端側の各溝深さは、δ１＜δ２＜δ３＜δ４＜δｃを満たす必要がある。尚、流出側レール２０７の幅を拡張してフローパッド２１３，２１４の代用とする場合には、δ１＝δ３＜δ２＝δ４＜δｃとなる。
【００４５】
図９（Ａ），（Ｂ）は、第一実施例のヘッドスライダの表面近くを流れる空気の流れをシミュレートしたものである。図９Ａに示す９０２，９０３はフローパッド２１３，２１４の部分の流れであり、９０４，９０５は流出側レール２０７の流出端付近の流れである。フローパッド２１３，２１４により、負圧溝２０８で流速がゼロとなっている位置は、流出側レール２０７よりも流入側に移動している。そのため、負圧溝２０８に付着した潤滑剤が流速ゼロの位置から流出側レール２０７に流れ込むことがなくなる。流速がゼロとなっている位置が浮上量の大きな流入側に移動したことにより、この部分での潤滑剤の滞留自体も生じにくくなっている。
【００４６】
図９（Ｂ）に示す９０６，９０７は、変換素子部２１１よりも流出端に近い部分の流れである。流出側レール２０７の流出端側の溝深さを改良したことにより、この部分でも逆流が生じていないことが分かる。よって流出側レールに付着した潤滑剤もこの部分で蓄積することなくヘッドスライダ流出端から下流へ飛ばされていくので、記録再生素子部から液滴が磁気ディスクに落下することにより生じる記録・再生エラーを防止することが出来る。
【００４７】
尚、フローパッドの長さは、短すぎるとフローパッド部表面に沿って空気が流れにくくなり、また長すぎると正圧を発生したり、両側端部が磁気ディスクと接触しやすくなったりするため、中央部では流出端パッドの長さと同じくし、流入側レール２０５、或いはサイドレール２０９，２１０の位置では図２における段差面２１７，２１８、つまりアルミナで構成された磁気ヘッド部の長さ（厚さ）の２〜３倍となるように、両側端に近づくに従い短くしていくのが良い。
【００４８】
図１０は、第二実施例の平面図である。本実施例のヘッドスライダは空気流入端２０１、空気流出端２０２、空気軸受け面２０３とを備える。空気軸受け面２０３は、流入側ステップ軸受け面２０４、流入側レール２０５、変換素子２１１を有しＵ字型の流出側レール１００１、流出側ステップ軸受け面２０６、負圧溝２０８、サイドレール２０９，２１０、サイドステップ面２１９，２２０とフローパッド２１３，２１４とを備えている。Ｕ字型の流出側レール１００１は減衰を増加させ、浮上量の速度依存性を減少させる。フローパッド２１３，２１４と流出端１００２は、記録再生素子より流出端からの逆流を抑制する。尚、図１０では変換素子２１１より流出端側の流出端１００２の段差を図面上省略している。
【００４９】
図１１は、第三実施例の平面図である。本実施例のヘッドスライダは空気流入端２０１、空気流出端２０２、空気軸受け面２０３とを備える。空気軸受け面２０３は、流入側ステップ軸受け面２０４、流入側レール２０５、変換素子２１１を有しＵ字型の流出側レール１００１、流出側ステップ軸受け面２０６、負圧溝２０８、サイドレール２０９，２１０、横ステップ軸受け面２１９，２２０とフローパッド２１３，２１４とを備え、記録再生素子より流出端側の流出端１００２には、段差を設けていない。そしてフローパッド２１３，２１４に溝１１０１，１１０２を備えている。これらの溝１１０１，１１０２は、フローパッド２１３，２１４上の流れを変化させ、フローパッド２１３，２１４上の臨界深さを大きくする。図１１でも変換素子２１１より流出端側の流出端１００２の段差を図面上省略している。
【００５０】
尚、流出側レール２０７の流出端側の溝深さと、フローパッド２１３，２１４とは、それぞれが独立した作用効果を奏する。先にも述べたように、流出側レール２０７の流出端側の溝深さは、流出側レール２０７の流出端側における逆流を抑制するものであり、フローパッド２１３，２１４は、負圧溝２０８における流速ゼロとなる位置を流出側レール２０７よりも流入側に移動させることで、負圧溝に付着した潤滑剤が流出側レール２０７に流れ込むことを抑制するものである。よって、フローパッド２１３，２１４が存在せずとも、流出側レール２０７の流出側の溝深さを改良することにより、負圧溝２０８から流出側レール２０７へと流れ込んだ潤滑剤は流出側レール２０７の流出端で蓄積されることなく下流へ流れ飛ばされるために、流出側レール２０７からの潤滑剤の液滴の落下を改善することが出来る。また、フローパッド２１３，２１４のみであっても、負圧溝２０８から流出側レール２０７への潤滑剤の流れ込みを防ぐことが出来るので、流出側レール２０７の流出端に蓄積される潤滑剤は減少するので、やはりこの蓄積された潤滑剤の液滴の落下を改善することが出来る。
【００５１】
また、図５のようにサイドレール２０９，２１０が流出側レール２０７よりも流出端側まで形成されている場合、サイドレール２０９，２１０の下流域では、流速ゼロとなる位置が存在していないので、この位置にフローパッド２１３，２１４を設ける必要がない。このような形状の場合には、フローパッド２１３，２１４はサイドレール２０９，２１０と流出側レール２０７との間に形成すればよい。
【００５２】
この変形例として、サイドレール２０９，２１０が流出側レール２０７よりも流入側に形成されていても、その下流域で流速ゼロとなる位置が存在しない場合、フローパッド２１３，２１４をサイドレール２０９，２１０の内側、好ましくは重なる幅まで設ければ、ヘッドスライダ全幅に設けなくとも良い。
【００５３】
以上実施例を用いて説明した本発明の適用範囲は、磁気ディスク装置には限らず、記録媒体上を浮上するスライダを備えたいかなる装置にも適用可能であり、例えば、光ディスク装置や光磁気ディスク装置にも適用することが出来ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】磁気ディスク装置の概略図である。
【図２】第一実施例における磁気ヘッドスライダの一例の平面図である。
【図３】第一実施例における磁気ヘッドスライダの一例の斜視図である。
【図４】ヘッドスライダの空気流出端に溝を設けた場合の流れの一例である。
【図５】従来のヘッドスライダの空気軸受け面付近における流れの一例である。
【図６】空気軸受け面流出端の溝深さと流速との関係を示す図である。
【図７】臨界深さと媒体の速度との関係を示す図である。
【図８】臨界深さとヘッドスライダのスキュー角との関係を示す図である。
【図９】ヘッドスライダの空気軸受け面付近の流れの一例である。
【図１０】第二実施例における磁気ヘッドスライダの一例の平面図である。
【図１１】第三実施例における磁気ヘッドスライダの一例の平面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０１…磁気ディスク装置、１０２…ベース、１０３…磁気ディスク、１０４…スピンドル・モータ、１０５…アクチュエータ、１０６…アクチュエータ・アーム、１０７…ピボット・アセンブリ、１０８…サスペンション、１０９…ヘッドスライダ、１１０…ボイス・コイル・モータ、１１１…パーフルオロポリエーテル膜、１１２…スライダ軌跡、１１３…磁気ディスク内周、１１４…磁気ディスク外周、２０１…空気流入端、２０２…空気流出端、２０３…空気軸受け面、２０４…流入側ステップ（浅溝）面、２０５…流入側レール、２０６…流出側ステップ面、２０７…流出側レール、２０８…負圧溝、２０９，２１０…サイドレール、２１１…変換素子、２１２，２１５…流出端側部ステップ面、２１３，２１４…フローパッド、２１６…流出端面、２１７，２１８…段差面、２１９，２２０…サイドステップ面、４０１，４０２，４２０…ヘッドスライダ、４０３…流入側ステップ軸受け面、４０４…レール面、４０５，４０６，４２５…流出端ステップ軸受け面、４０７…空気、液滴、或いは粒子、４０８，４０９…流速分布、４１０…流れ、４１１，４２２…逆流、４２１…ヘッドスライダ流出端、４２３…負圧領域、５０２，５０３…流速がゼロとなっている位置、５０４，５０５，５０６…逆流、５０７…液滴の流れ、６０１，６０２…ヘッドスライダ、６０３，６０４…空気、或いは潤滑剤等の粒子、６０５，６０６…溝深さ、９０６，９０７…流れ、１００１…流出側レール、１００２…流出端、１１０１，１１０２…溝。
【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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