JPWO2003063142A1 - 浮上スライダ、およびこの浮上スライダを備えた光磁気記憶装置 - Google Patents
浮上スライダ、およびこの浮上スライダを備えた光磁気記憶装置 Download PDFInfo
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Abstract
浮上スライダ（１）は、記憶媒体（Ｄｃ）に対向配置される対向面（１１）を有している。この対向面（１１）には、この記憶媒体（Ｄｃ）の半径方向に沿って延びる軸心を有する円柱外面状に形成されたクラウン面（７）が設けられている。この浮上スライダ（１）は、上記記憶媒体（Ｄｃ）が回転する際に、上記記憶媒体（Ｄｃ）と上記対向面（１１）との間に空気が流入することによって上記記憶媒体（Ｄｃ）から離間するように浮上する構成とされている。この浮上スライダ（１）は、上記クラウン面（７）の断面における円弧の頂点とその弦との間の距離とされるクラウン量をｄ、上記対向面における上記弦と平行な方向に沿った長さとされるスライダ長さをＬとすると、となるように形成されている。
Description
技術分野
本発明は、回転する記憶媒体に情報を記録したり、この記憶媒体に記録された情報を再生したりする記憶装置に適用される浮上スライダに関する。また、本発明は、この浮上スライダを備えた記憶装置に関する。
背景技術
この種の記憶装置のうち、たとえばＨＤＤ記憶装置などの磁気記憶装置は、表面に磁気記録層が形成された記憶媒体が内蔵されており、この磁気記録層における１ビット分の情報が記録される各領域（マーク）をＳ−ＮまたはＮ−Ｓの方向に磁化したり各マークの磁化方向を読み取ることによって情報の記録・再生を行うように構成されている。このような磁気記録装置では、各マーク近傍に磁界を発生させるための磁界発生手段が、記憶媒体の回転時において記憶媒体に対して離間して位置することが可能な浮上スライダに搭載された構成とされている。
この浮上スライダは、記憶媒体に対して弾性的に押しつけられており、記憶媒体が回転する際に、記憶媒体との間に形成される流体くさびの圧力上昇によって、記憶媒体の表面に対してわずかに浮上するように構成されている。このような浮上スライダは、他の位置調節機構を具備せずとも記憶媒体に対して離間して位置することができることから、記憶媒体として可換媒体である光ディスクあるいは光磁気ディスクを用いる記憶装置にも適用されつつある。
光磁気ディスクは、記録された情報が容易に消えないように、比較的保磁力が強い磁気記録層を有しており、光磁気ディスクを用いる光磁気記憶装置は、レーザビームを照射して温度を上昇させることにより各マークの保磁力を弱めた上でそれら各マークを磁化することによって情報を記録する一方、レーザビームをマークに照射してマークの磁化方向に応じて変化する反射光の偏光角度を読み取ることによって、マークに記録された情報を再生するよう構成されている。このような光磁気記憶装置のうち、各マークを磁化する際に、常にレーザビームを照射して磁気記録層の高温状態を維持した状態で、磁界発生手段で発生する磁界を変調させるように構成された磁界変調方式を採用したタイプのものには、浮上スライダに、磁界発生手段と、ビームスポットを形成するための対物レンズとが搭載されているものがあり、このような浮上スライダは、記憶媒体と対向する対向面が、磁気記憶装置に備えられた浮上スライダの対向面に比して比較的大となる。
ところで、近年においては、磁気記憶装置あるいは光磁気記憶装置の大容量化に向け、記憶媒体のさらなる高記録密度化が求められている。このような場合では、各マークの占有面積がより小さくなり、各マークの磁力が弱くなる傾向にある。したがって、記憶媒体の高記録密度化を達成するために磁気記憶装置あるいは光磁気記憶装置上でなしうる方策の１つとして、各マークを磁化する際の磁力の弱小化を防止するため、回転する記憶媒体と浮上スライダ（磁界発生装置）との間の距離、すなわち浮上スライダの浮上量を極力小さくすることが挙げられる。具体的には、光磁気記憶装置の場合では、浮上スライダの浮上量は、可換媒体としての光磁気ディスクに付着しうる塵埃を考慮して、好ましくは、２μｍ〜４μｍ、より好ましくは、約３μｍ程度とされる。
しかしながら、可換式の光磁気ディスクは、取り扱い性の向上および軽量化を考慮して、ポリカーボネイトなどの樹脂を成形加工することにより得られた基板を用いているため、アルミニウムなどの金属を精密研磨することにより得られた基板を用いているＨＤＤなどとは異なり、成形誤差等に起因して、たとえばディスクの円周方向にうねりが生じていたり、全体としての外観が略円錐台形状を呈したりして、その表面に凹部や凸部を有している。これにより、浮上スライダが光磁気ディスクに近接する（浮上スライダの浮上量が小さくなる）ほど、上記凹凸部の影響によって、浮上スライダの浮上量が変動しやすくなる。このような場合、対物レンズと記憶媒体との距離が変動してレーザビームがフォーカスボケしてしまうこととなる。
そこで、浮上量の変動が抑制されうる浮上スライダとして、たとえば特開平８−２３５６６６号公報に開示されている浮上スライダが提案されている。しかしながら、この公報の浮上スライダは、比較的浮上量が大きい（５μｍ〜１５μｍ）場合において浮上量の変動を抑制しうるものであるため、このような浮上スライダを、上記したように浮上量が比較的小さい（２μｍ〜４μｍ）場合に用いられる浮上スライダに適用しても、この場合における浮上量の変動を防止することができなかった。
発明の開示
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。したがって、本発明の課題は、回転する記憶媒体に対する浮上量が比較的小さい場合において、その浮上量が変動するのを防止することができる浮上スライダを提供することである。
また、本発明の別の課題は、このような浮上スライダを備えた光磁気記憶装置を提供することである。
本発明の第１の側面により提供される浮上スライダは、記憶媒体に対向配置される対向面に、この記憶媒体の半径方向に沿って延びる軸心を有する円柱外面状に形成されたクラウン面が設けられている。この浮上スライダは、上記記憶媒体が回転する際に、上記記憶媒体と上記対向面との間に空気が流入することによって上記記憶媒体から離間するように浮上する構成とされている。この浮上スライダは、上記クラウン面の断面における円弧の頂点とその弦との間の距離とされるクラウン量をｄ、上記対向面における上記弦と平行な方向に沿った長さとされるスライダ長さをＬとすると、
となるように形成されている。
好ましくは、上記対向面における空気が流入してくる流入端部には、上記弦方向の長さが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍとされかつ上記弦に対して０．５度〜１．０度の角度で交差する平面状のテーパ面が設けられている。
好ましくは、上記対向面における空気が流入してくる流入端部には、深さが１μｍ〜５μｍの凹状に形成されたステップが設けられている。
好ましくは、上記浮上スライダは、上記クラウン面が全体として１つの面として形成されているモノレールスライダである。
好ましくは、上記スライダ長さＬは、２ｍｍ〜６ｍｍであり、上記対向面における上記記憶媒体の半径方向に沿った長さとされるスライダ幅Ｗは、１．２ｍｍ〜５．０ｍｍであり、かつ上記クラウン量ｄは、５００ｎｍ〜３０００ｎｍである。
好ましくは、上記スライダ長さＬは、約６ｍｍであり、上記対向面における上記記憶媒体の半径方向に沿った長さとされるスライダ幅Ｗは、約４ｍｍであり、かつ上記クラウン量ｄは、１５００ｎｍ〜３０００ｎｍである。
本発明の第２の側面により提供される光磁気記憶装置は、記憶媒体上にレーザスポットを形成するための集光手段と、記憶媒体におけるレーザスポットが形成される領域に対して磁界を発生させる磁界発生手段とを備えた光磁気記憶装置である。この光磁気記憶装置は、上記集光手段と上記磁界発生手段とが、本発明の第１の側面により提供される浮上スライダに搭載されている。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明よって、より明らかとなろう。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の好ましい実施例を、添付の図面を参照して具体的に説明する。
図１〜図９は、本発明に基づく浮上スライダおよびこの浮上スライダを備えた光磁気記憶装置を説明するための図である。図１に示す光磁気記憶装置１０は、記憶媒体として可換媒体である光磁気ディスクＤｃを用い、この光磁気ディスクＤｃをスピンドルＳｐにより回転させた状態において、光磁気ディスクＤｃに対して磁界変調方式により情報を記録したり、光磁気ディスクＤｃに記録された情報を、光を利用して再生するものである。この光磁気記憶装置１０は、光源部２と、光源部２からの光を集束して光磁気ディスクＤｃの表面にレーザビームスポットを形成する集光手段３と、光磁気ディスクＤｃにおけるレーザビームスポットが形成される領域に対して磁界を発生させる磁界発生手段４（図３参照）とを備えており、本実施形態では、集光手段３および磁界発生手段４は、光磁気ディスクＤｃの表面に倣ってこの光磁気ディスクＤｃに対して相対的に移動する浮上スライダ１に搭載されている。
光磁気ディスクＤｃは、磁性体により形成された薄膜状の磁気記録層と、ポリカーボネイトなどの樹脂を成形加工することにより形成された樹脂基板とを有している。磁気記録層は、１ビット分の情報が記録される各領域（マーク）がＳ−ＮまたはＮ−Ｓの方向に磁化されることによって情報を記録するように構成されており、近年においては、光磁気ディスクＤｃの高記録密度化にともなって各マークの占有面積をより小とすることが求められている。
上記光源部２は、その内部に備えられた半導体レーザ素子から発せられるレーザ光をコリーメータレンズ（図示略）などにより平行光束光とし、これを出射するように構成されている。図１に示すように、この光源部２は、入射した光（光磁気ディスクＤｃからの反射光）を電気信号に変換する光検出器２１や、光源部２からの光を光磁気ディスクＤｃへ向けて透過する一方、光磁気ディスクＤｃからの反射光を光検出器２１に向けて反射させるビームスプリッタ２２などとともに光学ユニット部２０に備えられている。この光磁気記憶装置１０は、光磁気ディスクＤｃの厚み方向に大きくならないように、光源部２から出射される光（光路２ａ）が光磁気ディスクＤｃの表面に沿って進行するように構成されており、この光を屈曲させて集光手段３に導くための立ち上げミラー２３がさらに備えられている。この立ち上げミラー２３は、集光手段３の上方に配置されており、立ち上げミラー２３で反射した光源部２からの光は、集光手段３に対して上方から入射する。
また、この光磁気記憶装置１０には、図示していないが、たとえば直進型ボイスコイルモータなどの直進駆動機構などにより、光磁気ディスクＤｃの半径方向（図１の矢印Ｒ方向）に移動可能なキャリッジが、光磁気ディスクＤｃの第１面Ｄｃ１側に配置されており、上記光路２ａの一部および立ち上げミラー２３は、このキャリッジ内に設けられている。
上記集光手段３は、高ＮＡ化を達成すべく、図３に示すように、光磁気ディスクＤｃに対して近位に配置された第１対物レンズ３１と、光磁気ディスクＤｃに対して遠位に配置された第２対物レンズ３２とからなる。第１対物レンズ３１は、光磁気ディスクＤｃに形成されるビームスポットを光磁気ディスクＤｃ（図１参照）の半径方向に沿って微小変位させてトラッキング制御を行うための微小変位機構３３に搭載されている。第２対物レンズ３２は、微小変位機構３３を覆うケース部３４に支持されている。第１対物レンズ３１および第２対物レンズ３２は、光磁気ディスクＤｃが回転する際に、その主平面が光磁気ディスクＤｃと平行となるように浮上スライダ１に搭載されている。光源部２からの平行光束光は、第２対物レンズ３２により集束された後さらに第１対物レンズ３１により集束されて、光磁気ディスクＤｃ上に結像されることによりビームスポットとなる。上記微小変位機構３３は、平面視長矩形状を呈したシリコン基板３３ａ上に対して、可動部３３ｂと、固定部３３ｃとを導体層により形成した静電アクチュエータとして形成されており、可動部３３ｂと固定部３３ｃとの間に電圧を印加することによって、固定部３３ｃに対して可動部３３ｂないし第１対物レンズ３１が、光磁気ディスクＤｃの半径方向（図３の矢印Ｒ方向）に沿って微小動する。これにより、光磁気ディスクＤｃに形成されるビームスポットが第１対物レンズ３１の移動距離分だけ微小変位し、トラッキング制御が行なわれる。
なお、集光手段３は、図１および図２に示すように、上記立ち上げミラー２３で反射した光源部２からの光が、上述したように、第２対物レンズ３２に対して上方から入射するため、この光が後述するサスペンション部材５に遮断されないように配置されている。すなわち、集光手段３は、浮上スライダ１上において、第２対物レンズ３２がサスペンション部材５の先端部から光磁気ディスクＤｃの回転方向にずれるように配置されている。
上記磁界発生手段４は、図３に示すように、微小変位機構３３の上記シリコン基板３３ａの底部に位置する透明基板４０に、集光手段３と対応するコイル４１を埋設するなどして形成されている。コイル４１は、たとえば銅などの金属膜をパターニングすることにより渦巻き状に形成されており、電気絶縁性を有する透明な材料、たとえば酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン、酸化珪素、または窒化珪素などにより覆うことにより透明基板４０内に埋設されている。このような磁界発生手段４は、透明基板４０が浮上スライダ１の底面で露出するようにかつコイル４１が光磁気ディスクＤｃと平行となるように配置されており、コイル４１を通電することにより磁界を発生させて光磁気ディスクＤｃの磁気記録層の磁化方向を規定するように構成されている。
上記浮上スライダ１は、図１に示すように、光磁気ディスクＤｃの半径方向に延びるサスペンション部材５の先端に対してジンバルバネ６（図２参照）を介して支持されている。
より詳細には、図２に示すように、ジンバルバネ６のサスペンション側取付け部６１がサスペンション部材５の底板部５１の先端に重合接続されるとともに、ジンバルバネ６のスライダ側取付け部６２が浮上スライダ１の上面側に重合接続されている。このとき、サスペンション部材５の底板部５１には、図２および図４に示すように、浮上スライダ１の重心に対応する部位に点接触する膨出突起５５が形成されており、浮上スライダ１は、膨出突起５５がピボットを形成することによって、自在に揺動可能となる。また、サスペンション部材５は、その基端部５ａが上記した図示しないキャリッジに支持されており、これにより、浮上スライダ１（集光手段３および磁界発生手段４）は、キャリッジが移動することによって光磁気ディスクＤｃの半径方向に相対的に移動することができる。
また、浮上スライダ１は、サスペンション部材５の底板部５１が所定の弾性を有する板バネ状に形成されているため、サスペンション部材５によって光磁気ディスクＤｃに対して弾性的に押しつけられる。その一方で、浮上スライダ１は、光磁気ディスクＤｃが高速回転する際には、浮上スライダ１と光磁気ディスクＤｃとの間に流入する空気により形成された流体くさびの圧力上昇によって、光磁気ディスクＤｃからわずかに離間して浮上するように構成されている。なお、浮上スライダ１は、このようにして光磁気ディスクＤｃに対して浮上した状態において、下流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間の距離よりも上流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間の距離の方が大きくなるように所定の角度に若干傾斜する。このとき、浮上スライダ１における光磁気ディスクＤｃまでの距離が最短距離となる位置を最下点７ａとすると、浮上スライダ１は、最下点７ａを通りかつ光磁気ディスクＤｃに垂直な直線上に上記集光手段３および磁界発生手段４の中心線が載るように構成されており、この最下点７ａと光磁気ディスクＤｃまでの距離が浮上量Ｈとされる。
ところで、浮上スライダ１においては、光磁気ディスクＤｃにおける小型化された各マークから発せられる比較的弱い磁力を読み取るようにするため、その浮上量Ｈがより小さいほうがよい（具体的には、好ましくは２μｍ（２０００ｎｍ）〜４μｍ（４０００ｎｍ）、より好ましくは約３μｍ（３０００ｎｍ））。また、浮上スライダ１に搭載した集光手段３のフォーカスボケするのを防止するために、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動しないことが好ましい。そこで、これらの条件を満たすべく、この光磁気記憶装置１０では、浮上スライダ１における光磁気ディスクＤｃに対向配置される対向面１１（図２および図４参照）が以下のように規定されている。
すなわち、浮上スライダ１の対向面１１には、図４に示すように、円柱外面状に形成されたクラウン面７が設けられており、このクラウン面７の軸心は、光磁気ディスクＤｃの半径方向に沿って延びている。このような浮上スライダ１において、クラウン面７と光磁気ディスクＤｃとの間に空気が流入する場合、流入してきた空気によって、上記最下点７ａよりも上流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間で流体くさびが形成される。これらの間にさらに空気が流入すると、流体くさびの圧力が上昇し、これにより、上記サスペンション部材５の弾性力および浮上スライダ１の重量に抗して流体くさびが浮上スライダ１を浮上させる。
また、浮上スライダ１は、クラウン面７が全体として１つの面として形成されている、いわゆるモノレールスライダであり、クラウン面７が凹状の溝によって区切られたタイプのスライダとは異なる。したがって、浮上スライダ１においては、流体くさびの圧力上昇により受ける浮上力がクラウン面７の全域でほぼ一様となるので、浮上量Ｈの変動が抑制されうる。
光磁気ディスクＤｃは、上述したように上記樹脂基板が成形加工により形成されているため、その表面に凹部や凸部を有する傾向にあり、その影響によって浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動しやすくなる。より詳細には、図５Ａに示すように、浮上スライダ１は、光磁気ディスク１の表面に生じた凹部上に位置する場合では、この凹部にクラウン面７が沿うことができるため、浮上量Ｈを確保することができる一方、特に、図５Ｂに示すように、光磁気ディスク１の表面に生じた凸部上に位置する場合など、クラウン面１１における最下点７ａよりも下流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間の距離Ｈ′が浮上スライダ１の浮上量Ｈに比して極度に大となる場合では、浮上スライダ１と光磁気ディスクＤｃとの間から流出していく空気が断熱膨張するため、浮上スライダ１が光磁気ディスクＤｃの表面から浮上しにくくなり、浮上量Ｈが小さくなる。
ここで、上記距離Ｈ′は、クラウン面７の断面における円弧の頂点７１とその弦７０との間の距離であるクラウン量ｄ、および対向面１１における上記弦７０と平行な方向に沿った長さであるスライダ長さＬが大きく影響して変化するものと考えられる。したがって、適切なクラウン量ｄおよびスライダ長さＬを導き出すことによって、浮上量Ｈの変動を抑制することが可能となると考えられる。
なお、浮上スライダ１のサイズについては、上記第２対物レンズ３２の直径およびジンバルバネ６の幅がそれぞれ、最小のもので０．５ｍｍおよび１ｍｍ程度、平均的なサイズのもので２ｍｍおよび２ｍｍ程度とされることから、スライダ長さＬは、好ましくは２ｍｍ〜６ｍｍ、より好ましくは約６ｍｍとされる。一方、対向面１１における光磁気ディスクＤｃの半径方向に沿った長さであるスライダ幅Ｗは、好ましくは１．２ｍｍ〜５ｍｍ、より好ましくは約４ｍｍとされる。
図６は、クラウン量ｄおよびスライダ長さＬと、浮上スライダ１の浮上量Ｈとの関係についてシミュレーションした結果を示す図である。なお、このシミュレーションにおいて、スライダ幅Ｗは、４．１ｍｍとした。
ところで、樹脂成形による基板を備える可換式の光磁気ディスクＤｃのように、記憶媒体の表面に凹凸部がある場合については、次のようなことを考慮しなければならない。すなわち、浮上スライダ１が記憶媒体の凹部上を移動する場合には（図５Ａ）、相対的にクラウン面１１の曲率半径が大きくなったのと等価となり、逆に、浮上スライダ１が記憶媒体の凸部上を移動する場合には（図５Ｂ）、相対的にクラウン面１１の曲率半径が小さくなったのと等価となるということである。すなわち、このような凹凸部の存在が避けられない可換式の記憶媒体に対して浮上スライダ１を浮上させる場合、クラウン面１１の曲率半径が動的に変化するのと等価となるのである。クラウン面１１の曲率半径は、クラウン量ｄとスライダ長さＬとから規定される値であるため、適度な浮上量Ｈを確保するためには、図６において、クラウン量ｄが変化しても、浮上量Ｈの変化の少ない領域を選ぶ必要がある。すなわち、図６において、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さい領域のクラウン量ｄを選ぶ必要がある。
より詳細には、図６においては、たとえばスライダ長さＬが２ｍｍの場合では、クラウン量ｄが５００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲にあるとき、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている。また、たとえばスライダ長さＬが４ｍｍの場合では、クラウン量ｄが１０００ｎｍ〜２５００ｎｍの範囲にあるとき、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている。また、たとえばスライダ長さＬが６ｍｍの場合では、クラウン量ｄが１５００ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲にあるとき、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている。
このように、各スライダ長さＬについて、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている領域、すなわち浮上量Ｈがあまり変動しない領域を図示すれば、図６において直線Ｓ１および直線Ｓ２で囲まれた領域となり、この領域内でスライダ長さＬおよびクラウン量ｄを規定すれば、浮上量Ｈの変動を防止することができる。すなわち、スライダ長さをＬ、クラウン量をｄとしたとき、
となるようにすればよい。具体的には、スライダ長さＬが上記した好ましい値、すなわち２ｍｍ〜６ｍｍであるとき、クラウン量ｄは、５００ｎｍ〜３０００ｎｍとなる。また、スライダ長さＬが上記したより好ましい値、すなわち６ｍｍであるとき、クラウン量ｄは、１５００ｎｍ〜３０００ｎｍとなる。
なお、このシミュレーションにおいて、浮上スライダ１に対する光磁気ディスクＤｃの相対線速度を約３ｍ／ｓとした。また、サスペンション部材５の弾性力および浮上スライダ１の自重により浮上スライダ１が光磁気ディスクＤｃに対して押しつけられる際の押圧力を約４ｇｆとした。これらの条件（光磁気ディスク、上記相対線速度および上記押圧力の設定事項）については、それらが変化しても、浮上スライダ１の浮上量Ｈにおける変動の傾向をあまり変化させないと思われ、本明細書中における他のシミュレーションについてもこのシミュレーションと同様の条件を採用した。
図７は、スライダ幅Ｗと浮上スライダ１の浮上量Ｈとの関係についてシミュレーションした結果を示す図である。このシミュレーションにおいて、スライダ長さＬは、６ｍｍとし、クラウン量ｄは、図６のシミュレーションから、１５００ｎｍおよび３０００ｎｍとした。図７において、スライダ幅Ｗが上記した好ましい値、すなわち１．２ｍｍ〜５ｍｍである場合、クラウン量ｄ＝１５００ｎｍおよびクラウン量ｄ＝３０００ｎｍの双方において、スライダ幅Ｗの増加割合に対する浮上量Ｈの増加割合がほぼ等しくなっている。したがって、スライダ幅Ｗが１．２ｍｍ〜５ｍｍである場合では、浮上量Ｈの変動幅がスライダ幅に左右されないといえる。すなわち、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止することができる。
したがって、以上のことにより、スライダ長さＬ＝２ｍｍ〜６ｍｍ、スライダ幅Ｗ＝１．２ｍｍ〜５．０ｍｍ、そしてクラウン量ｄ＝５００ｎｍ〜３０００ｎｍとすることによって、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止することができる。また、浮上量Ｈを、上述したより好ましい値、すなわちＨ＝３μｍ（３０００ｎｍ）とするには、スライダ長さＬ＝約６ｍｍ、スライダ幅Ｗ＝約４ｍｍ、そしてクラウン量ｄ＝１５００ｎｍ〜３０００ｎｍとするのが好ましい。
この光磁気記憶装置１０においてはまた、浮上スライダ１は、上記対向面１１における空気が流入してくる流入端部８０に、図４および図８にそれぞれ示すように、平面状に形成されたテーパ面８Ａ、または凹状に形成されたステップ８Ｂが設けられている。テーパ面８Ａおよびステップ８Ｂは、空気中の塵埃がクラウン面７に付着することによって浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止するためのものである。より詳細には、光磁気ディスクＤｃは、可換媒体であるが故に、媒体交換時に汚染された空気にさらされることによって、このような空気中に含まれる塵埃が付着する。この塵埃は、たとえば平均粒径が約０．７μｍ程度のタバコの煙粒であり、光磁気ディスクＤｃの回転時にクラウン面７の比較的上流側の領域に付着する。このような塵埃が堆積して大きくなり、やがてクラウン面７上に凸状部分を形成することとなる。このような凸状部分の高さが約１μｍ程度以上となった場合、この凸状部分に、流入してくる空気があたると、凸状部分の下流側の側面とクラウン面７との間の領域が負圧になり、これにより、浮上スライダ１の浮上量Ｈが小さくなってしまう。テーパ面８Ａは、空気の流れをやや下向きにすることにより、クラウン面７上に塵埃が付着するのを防止することができる。一方、ステップ８Ｂは、その凹状とされた内部に塵埃を付着させることにより、塵埃がクラウン面７から突出して凸状部分を形成するのを防止することができる。したがって、テーパ面８Ａまたはステップ８Ｂにより、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止することができる。
上記テーパ面８Ａにおいて、クラウン面７の弦７０に沿った方向の長さをＭ８、クラウン面７の弦７０に対する傾斜角度をθとすると、これらの長さＭ８および角度θは、次のように規定される。すなわち、長さＭ８の値が大きい場合では、浮上スライダ１の浮上量Ｈに影響を与えるため、長さＭ８はより短い方がよい一方、Ｍ８＝０．３ｍｍ以下にするには、加工が困難となることから、Ｍ８＝０．３ｍｍ〜０．５ｍｍとするのが好ましい。また、角度θの値が大きい場合では、テーパ面８Ａ自体に塵埃が付着してしまうため、角度θはより小さい方がよい一方、形成に際して０．２５度程度の誤差が生じることから、θ＝０．５度〜１．０度とするのが好ましい。
上記ステップ８Ｂにおいて、浮上スライダ１の対向面１１からの深さをＤ８とすると、この深さＤ８は、次のように規定される。すなわち、上記したように、塵埃によりクラウン面７上に形成された凸状部分は、その高さが１μｍ程度以上となった際に、浮上スライダ１の浮上量Ｈを変動させうるので、Ｄ８＝１μｍ〜５μｍとするのが好ましい。
図９は、本発明に係る浮上スライダ１において、スライダ長さＬ＝６ｍｍ、スライダ幅Ｗ＝４．１ｍｍ、テーパ面８Ａの長さＭ８＝０．３ｍｍ、テーパ面８Ａの角度θ＝０．５度とした場合について、クラウン量ｄと浮上スライダ１の浮上量Ｈとの関係についてシミュレーションした結果を示す。同図より、クラウン量１５００ｎｍ〜３０００ｎｍとすれば、浮上スライダ１を、所望の浮上量Ｈ＝約３μｍ（３０００ｎｍ）に浮上させることができ、しかもこのときの浮上量が変動するのを防止できることを確認することができる。
以上において説明したが、これを他の様々な態様に改変し得ることは明らかである。このような改変は、本発明の思想及び範囲から逸脱するものではなく、当業者に自明な全ての変更は、以下における特許請求の範囲に含まれるべきものである。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係る光磁気記憶装置の一例を示す概略斜視図である。
図２は、図１における浮上スライダを拡大して示す概略斜視図である。
図３は、図２の浮上スライダの内部構造を示す分解斜視図である。
図４は、図２の浮上スライダの右側面図である。
図５Ａおよび図５Ｂは、図２のスライダの作用を説明するための図である。
図６は、クラウン量およびスライダ長さと、浮上スライダの浮上量との関係を示す図である。
図７は、スライダ幅と浮上スライダの浮上量との関係を示す図である。
図８は、本発明に係る浮上スライダの他の例を示す概略側面図である。
図９は、図２の浮上スライダが奏する効果を説明するための図である。
本発明は、回転する記憶媒体に情報を記録したり、この記憶媒体に記録された情報を再生したりする記憶装置に適用される浮上スライダに関する。また、本発明は、この浮上スライダを備えた記憶装置に関する。
背景技術
この種の記憶装置のうち、たとえばＨＤＤ記憶装置などの磁気記憶装置は、表面に磁気記録層が形成された記憶媒体が内蔵されており、この磁気記録層における１ビット分の情報が記録される各領域（マーク）をＳ−ＮまたはＮ−Ｓの方向に磁化したり各マークの磁化方向を読み取ることによって情報の記録・再生を行うように構成されている。このような磁気記録装置では、各マーク近傍に磁界を発生させるための磁界発生手段が、記憶媒体の回転時において記憶媒体に対して離間して位置することが可能な浮上スライダに搭載された構成とされている。
この浮上スライダは、記憶媒体に対して弾性的に押しつけられており、記憶媒体が回転する際に、記憶媒体との間に形成される流体くさびの圧力上昇によって、記憶媒体の表面に対してわずかに浮上するように構成されている。このような浮上スライダは、他の位置調節機構を具備せずとも記憶媒体に対して離間して位置することができることから、記憶媒体として可換媒体である光ディスクあるいは光磁気ディスクを用いる記憶装置にも適用されつつある。
光磁気ディスクは、記録された情報が容易に消えないように、比較的保磁力が強い磁気記録層を有しており、光磁気ディスクを用いる光磁気記憶装置は、レーザビームを照射して温度を上昇させることにより各マークの保磁力を弱めた上でそれら各マークを磁化することによって情報を記録する一方、レーザビームをマークに照射してマークの磁化方向に応じて変化する反射光の偏光角度を読み取ることによって、マークに記録された情報を再生するよう構成されている。このような光磁気記憶装置のうち、各マークを磁化する際に、常にレーザビームを照射して磁気記録層の高温状態を維持した状態で、磁界発生手段で発生する磁界を変調させるように構成された磁界変調方式を採用したタイプのものには、浮上スライダに、磁界発生手段と、ビームスポットを形成するための対物レンズとが搭載されているものがあり、このような浮上スライダは、記憶媒体と対向する対向面が、磁気記憶装置に備えられた浮上スライダの対向面に比して比較的大となる。
ところで、近年においては、磁気記憶装置あるいは光磁気記憶装置の大容量化に向け、記憶媒体のさらなる高記録密度化が求められている。このような場合では、各マークの占有面積がより小さくなり、各マークの磁力が弱くなる傾向にある。したがって、記憶媒体の高記録密度化を達成するために磁気記憶装置あるいは光磁気記憶装置上でなしうる方策の１つとして、各マークを磁化する際の磁力の弱小化を防止するため、回転する記憶媒体と浮上スライダ（磁界発生装置）との間の距離、すなわち浮上スライダの浮上量を極力小さくすることが挙げられる。具体的には、光磁気記憶装置の場合では、浮上スライダの浮上量は、可換媒体としての光磁気ディスクに付着しうる塵埃を考慮して、好ましくは、２μｍ〜４μｍ、より好ましくは、約３μｍ程度とされる。
しかしながら、可換式の光磁気ディスクは、取り扱い性の向上および軽量化を考慮して、ポリカーボネイトなどの樹脂を成形加工することにより得られた基板を用いているため、アルミニウムなどの金属を精密研磨することにより得られた基板を用いているＨＤＤなどとは異なり、成形誤差等に起因して、たとえばディスクの円周方向にうねりが生じていたり、全体としての外観が略円錐台形状を呈したりして、その表面に凹部や凸部を有している。これにより、浮上スライダが光磁気ディスクに近接する（浮上スライダの浮上量が小さくなる）ほど、上記凹凸部の影響によって、浮上スライダの浮上量が変動しやすくなる。このような場合、対物レンズと記憶媒体との距離が変動してレーザビームがフォーカスボケしてしまうこととなる。
そこで、浮上量の変動が抑制されうる浮上スライダとして、たとえば特開平８−２３５６６６号公報に開示されている浮上スライダが提案されている。しかしながら、この公報の浮上スライダは、比較的浮上量が大きい（５μｍ〜１５μｍ）場合において浮上量の変動を抑制しうるものであるため、このような浮上スライダを、上記したように浮上量が比較的小さい（２μｍ〜４μｍ）場合に用いられる浮上スライダに適用しても、この場合における浮上量の変動を防止することができなかった。
発明の開示
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。したがって、本発明の課題は、回転する記憶媒体に対する浮上量が比較的小さい場合において、その浮上量が変動するのを防止することができる浮上スライダを提供することである。
また、本発明の別の課題は、このような浮上スライダを備えた光磁気記憶装置を提供することである。
本発明の第１の側面により提供される浮上スライダは、記憶媒体に対向配置される対向面に、この記憶媒体の半径方向に沿って延びる軸心を有する円柱外面状に形成されたクラウン面が設けられている。この浮上スライダは、上記記憶媒体が回転する際に、上記記憶媒体と上記対向面との間に空気が流入することによって上記記憶媒体から離間するように浮上する構成とされている。この浮上スライダは、上記クラウン面の断面における円弧の頂点とその弦との間の距離とされるクラウン量をｄ、上記対向面における上記弦と平行な方向に沿った長さとされるスライダ長さをＬとすると、
好ましくは、上記対向面における空気が流入してくる流入端部には、上記弦方向の長さが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍとされかつ上記弦に対して０．５度〜１．０度の角度で交差する平面状のテーパ面が設けられている。
好ましくは、上記対向面における空気が流入してくる流入端部には、深さが１μｍ〜５μｍの凹状に形成されたステップが設けられている。
好ましくは、上記浮上スライダは、上記クラウン面が全体として１つの面として形成されているモノレールスライダである。
好ましくは、上記スライダ長さＬは、２ｍｍ〜６ｍｍであり、上記対向面における上記記憶媒体の半径方向に沿った長さとされるスライダ幅Ｗは、１．２ｍｍ〜５．０ｍｍであり、かつ上記クラウン量ｄは、５００ｎｍ〜３０００ｎｍである。
好ましくは、上記スライダ長さＬは、約６ｍｍであり、上記対向面における上記記憶媒体の半径方向に沿った長さとされるスライダ幅Ｗは、約４ｍｍであり、かつ上記クラウン量ｄは、１５００ｎｍ〜３０００ｎｍである。
本発明の第２の側面により提供される光磁気記憶装置は、記憶媒体上にレーザスポットを形成するための集光手段と、記憶媒体におけるレーザスポットが形成される領域に対して磁界を発生させる磁界発生手段とを備えた光磁気記憶装置である。この光磁気記憶装置は、上記集光手段と上記磁界発生手段とが、本発明の第１の側面により提供される浮上スライダに搭載されている。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明よって、より明らかとなろう。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の好ましい実施例を、添付の図面を参照して具体的に説明する。
図１〜図９は、本発明に基づく浮上スライダおよびこの浮上スライダを備えた光磁気記憶装置を説明するための図である。図１に示す光磁気記憶装置１０は、記憶媒体として可換媒体である光磁気ディスクＤｃを用い、この光磁気ディスクＤｃをスピンドルＳｐにより回転させた状態において、光磁気ディスクＤｃに対して磁界変調方式により情報を記録したり、光磁気ディスクＤｃに記録された情報を、光を利用して再生するものである。この光磁気記憶装置１０は、光源部２と、光源部２からの光を集束して光磁気ディスクＤｃの表面にレーザビームスポットを形成する集光手段３と、光磁気ディスクＤｃにおけるレーザビームスポットが形成される領域に対して磁界を発生させる磁界発生手段４（図３参照）とを備えており、本実施形態では、集光手段３および磁界発生手段４は、光磁気ディスクＤｃの表面に倣ってこの光磁気ディスクＤｃに対して相対的に移動する浮上スライダ１に搭載されている。
光磁気ディスクＤｃは、磁性体により形成された薄膜状の磁気記録層と、ポリカーボネイトなどの樹脂を成形加工することにより形成された樹脂基板とを有している。磁気記録層は、１ビット分の情報が記録される各領域（マーク）がＳ−ＮまたはＮ−Ｓの方向に磁化されることによって情報を記録するように構成されており、近年においては、光磁気ディスクＤｃの高記録密度化にともなって各マークの占有面積をより小とすることが求められている。
上記光源部２は、その内部に備えられた半導体レーザ素子から発せられるレーザ光をコリーメータレンズ（図示略）などにより平行光束光とし、これを出射するように構成されている。図１に示すように、この光源部２は、入射した光（光磁気ディスクＤｃからの反射光）を電気信号に変換する光検出器２１や、光源部２からの光を光磁気ディスクＤｃへ向けて透過する一方、光磁気ディスクＤｃからの反射光を光検出器２１に向けて反射させるビームスプリッタ２２などとともに光学ユニット部２０に備えられている。この光磁気記憶装置１０は、光磁気ディスクＤｃの厚み方向に大きくならないように、光源部２から出射される光（光路２ａ）が光磁気ディスクＤｃの表面に沿って進行するように構成されており、この光を屈曲させて集光手段３に導くための立ち上げミラー２３がさらに備えられている。この立ち上げミラー２３は、集光手段３の上方に配置されており、立ち上げミラー２３で反射した光源部２からの光は、集光手段３に対して上方から入射する。
また、この光磁気記憶装置１０には、図示していないが、たとえば直進型ボイスコイルモータなどの直進駆動機構などにより、光磁気ディスクＤｃの半径方向（図１の矢印Ｒ方向）に移動可能なキャリッジが、光磁気ディスクＤｃの第１面Ｄｃ１側に配置されており、上記光路２ａの一部および立ち上げミラー２３は、このキャリッジ内に設けられている。
上記集光手段３は、高ＮＡ化を達成すべく、図３に示すように、光磁気ディスクＤｃに対して近位に配置された第１対物レンズ３１と、光磁気ディスクＤｃに対して遠位に配置された第２対物レンズ３２とからなる。第１対物レンズ３１は、光磁気ディスクＤｃに形成されるビームスポットを光磁気ディスクＤｃ（図１参照）の半径方向に沿って微小変位させてトラッキング制御を行うための微小変位機構３３に搭載されている。第２対物レンズ３２は、微小変位機構３３を覆うケース部３４に支持されている。第１対物レンズ３１および第２対物レンズ３２は、光磁気ディスクＤｃが回転する際に、その主平面が光磁気ディスクＤｃと平行となるように浮上スライダ１に搭載されている。光源部２からの平行光束光は、第２対物レンズ３２により集束された後さらに第１対物レンズ３１により集束されて、光磁気ディスクＤｃ上に結像されることによりビームスポットとなる。上記微小変位機構３３は、平面視長矩形状を呈したシリコン基板３３ａ上に対して、可動部３３ｂと、固定部３３ｃとを導体層により形成した静電アクチュエータとして形成されており、可動部３３ｂと固定部３３ｃとの間に電圧を印加することによって、固定部３３ｃに対して可動部３３ｂないし第１対物レンズ３１が、光磁気ディスクＤｃの半径方向（図３の矢印Ｒ方向）に沿って微小動する。これにより、光磁気ディスクＤｃに形成されるビームスポットが第１対物レンズ３１の移動距離分だけ微小変位し、トラッキング制御が行なわれる。
なお、集光手段３は、図１および図２に示すように、上記立ち上げミラー２３で反射した光源部２からの光が、上述したように、第２対物レンズ３２に対して上方から入射するため、この光が後述するサスペンション部材５に遮断されないように配置されている。すなわち、集光手段３は、浮上スライダ１上において、第２対物レンズ３２がサスペンション部材５の先端部から光磁気ディスクＤｃの回転方向にずれるように配置されている。
上記磁界発生手段４は、図３に示すように、微小変位機構３３の上記シリコン基板３３ａの底部に位置する透明基板４０に、集光手段３と対応するコイル４１を埋設するなどして形成されている。コイル４１は、たとえば銅などの金属膜をパターニングすることにより渦巻き状に形成されており、電気絶縁性を有する透明な材料、たとえば酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン、酸化珪素、または窒化珪素などにより覆うことにより透明基板４０内に埋設されている。このような磁界発生手段４は、透明基板４０が浮上スライダ１の底面で露出するようにかつコイル４１が光磁気ディスクＤｃと平行となるように配置されており、コイル４１を通電することにより磁界を発生させて光磁気ディスクＤｃの磁気記録層の磁化方向を規定するように構成されている。
上記浮上スライダ１は、図１に示すように、光磁気ディスクＤｃの半径方向に延びるサスペンション部材５の先端に対してジンバルバネ６（図２参照）を介して支持されている。
より詳細には、図２に示すように、ジンバルバネ６のサスペンション側取付け部６１がサスペンション部材５の底板部５１の先端に重合接続されるとともに、ジンバルバネ６のスライダ側取付け部６２が浮上スライダ１の上面側に重合接続されている。このとき、サスペンション部材５の底板部５１には、図２および図４に示すように、浮上スライダ１の重心に対応する部位に点接触する膨出突起５５が形成されており、浮上スライダ１は、膨出突起５５がピボットを形成することによって、自在に揺動可能となる。また、サスペンション部材５は、その基端部５ａが上記した図示しないキャリッジに支持されており、これにより、浮上スライダ１（集光手段３および磁界発生手段４）は、キャリッジが移動することによって光磁気ディスクＤｃの半径方向に相対的に移動することができる。
また、浮上スライダ１は、サスペンション部材５の底板部５１が所定の弾性を有する板バネ状に形成されているため、サスペンション部材５によって光磁気ディスクＤｃに対して弾性的に押しつけられる。その一方で、浮上スライダ１は、光磁気ディスクＤｃが高速回転する際には、浮上スライダ１と光磁気ディスクＤｃとの間に流入する空気により形成された流体くさびの圧力上昇によって、光磁気ディスクＤｃからわずかに離間して浮上するように構成されている。なお、浮上スライダ１は、このようにして光磁気ディスクＤｃに対して浮上した状態において、下流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間の距離よりも上流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間の距離の方が大きくなるように所定の角度に若干傾斜する。このとき、浮上スライダ１における光磁気ディスクＤｃまでの距離が最短距離となる位置を最下点７ａとすると、浮上スライダ１は、最下点７ａを通りかつ光磁気ディスクＤｃに垂直な直線上に上記集光手段３および磁界発生手段４の中心線が載るように構成されており、この最下点７ａと光磁気ディスクＤｃまでの距離が浮上量Ｈとされる。
ところで、浮上スライダ１においては、光磁気ディスクＤｃにおける小型化された各マークから発せられる比較的弱い磁力を読み取るようにするため、その浮上量Ｈがより小さいほうがよい（具体的には、好ましくは２μｍ（２０００ｎｍ）〜４μｍ（４０００ｎｍ）、より好ましくは約３μｍ（３０００ｎｍ））。また、浮上スライダ１に搭載した集光手段３のフォーカスボケするのを防止するために、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動しないことが好ましい。そこで、これらの条件を満たすべく、この光磁気記憶装置１０では、浮上スライダ１における光磁気ディスクＤｃに対向配置される対向面１１（図２および図４参照）が以下のように規定されている。
すなわち、浮上スライダ１の対向面１１には、図４に示すように、円柱外面状に形成されたクラウン面７が設けられており、このクラウン面７の軸心は、光磁気ディスクＤｃの半径方向に沿って延びている。このような浮上スライダ１において、クラウン面７と光磁気ディスクＤｃとの間に空気が流入する場合、流入してきた空気によって、上記最下点７ａよりも上流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間で流体くさびが形成される。これらの間にさらに空気が流入すると、流体くさびの圧力が上昇し、これにより、上記サスペンション部材５の弾性力および浮上スライダ１の重量に抗して流体くさびが浮上スライダ１を浮上させる。
また、浮上スライダ１は、クラウン面７が全体として１つの面として形成されている、いわゆるモノレールスライダであり、クラウン面７が凹状の溝によって区切られたタイプのスライダとは異なる。したがって、浮上スライダ１においては、流体くさびの圧力上昇により受ける浮上力がクラウン面７の全域でほぼ一様となるので、浮上量Ｈの変動が抑制されうる。
光磁気ディスクＤｃは、上述したように上記樹脂基板が成形加工により形成されているため、その表面に凹部や凸部を有する傾向にあり、その影響によって浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動しやすくなる。より詳細には、図５Ａに示すように、浮上スライダ１は、光磁気ディスク１の表面に生じた凹部上に位置する場合では、この凹部にクラウン面７が沿うことができるため、浮上量Ｈを確保することができる一方、特に、図５Ｂに示すように、光磁気ディスク１の表面に生じた凸部上に位置する場合など、クラウン面１１における最下点７ａよりも下流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間の距離Ｈ′が浮上スライダ１の浮上量Ｈに比して極度に大となる場合では、浮上スライダ１と光磁気ディスクＤｃとの間から流出していく空気が断熱膨張するため、浮上スライダ１が光磁気ディスクＤｃの表面から浮上しにくくなり、浮上量Ｈが小さくなる。
ここで、上記距離Ｈ′は、クラウン面７の断面における円弧の頂点７１とその弦７０との間の距離であるクラウン量ｄ、および対向面１１における上記弦７０と平行な方向に沿った長さであるスライダ長さＬが大きく影響して変化するものと考えられる。したがって、適切なクラウン量ｄおよびスライダ長さＬを導き出すことによって、浮上量Ｈの変動を抑制することが可能となると考えられる。
なお、浮上スライダ１のサイズについては、上記第２対物レンズ３２の直径およびジンバルバネ６の幅がそれぞれ、最小のもので０．５ｍｍおよび１ｍｍ程度、平均的なサイズのもので２ｍｍおよび２ｍｍ程度とされることから、スライダ長さＬは、好ましくは２ｍｍ〜６ｍｍ、より好ましくは約６ｍｍとされる。一方、対向面１１における光磁気ディスクＤｃの半径方向に沿った長さであるスライダ幅Ｗは、好ましくは１．２ｍｍ〜５ｍｍ、より好ましくは約４ｍｍとされる。
図６は、クラウン量ｄおよびスライダ長さＬと、浮上スライダ１の浮上量Ｈとの関係についてシミュレーションした結果を示す図である。なお、このシミュレーションにおいて、スライダ幅Ｗは、４．１ｍｍとした。
ところで、樹脂成形による基板を備える可換式の光磁気ディスクＤｃのように、記憶媒体の表面に凹凸部がある場合については、次のようなことを考慮しなければならない。すなわち、浮上スライダ１が記憶媒体の凹部上を移動する場合には（図５Ａ）、相対的にクラウン面１１の曲率半径が大きくなったのと等価となり、逆に、浮上スライダ１が記憶媒体の凸部上を移動する場合には（図５Ｂ）、相対的にクラウン面１１の曲率半径が小さくなったのと等価となるということである。すなわち、このような凹凸部の存在が避けられない可換式の記憶媒体に対して浮上スライダ１を浮上させる場合、クラウン面１１の曲率半径が動的に変化するのと等価となるのである。クラウン面１１の曲率半径は、クラウン量ｄとスライダ長さＬとから規定される値であるため、適度な浮上量Ｈを確保するためには、図６において、クラウン量ｄが変化しても、浮上量Ｈの変化の少ない領域を選ぶ必要がある。すなわち、図６において、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さい領域のクラウン量ｄを選ぶ必要がある。
より詳細には、図６においては、たとえばスライダ長さＬが２ｍｍの場合では、クラウン量ｄが５００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲にあるとき、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている。また、たとえばスライダ長さＬが４ｍｍの場合では、クラウン量ｄが１０００ｎｍ〜２５００ｎｍの範囲にあるとき、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている。また、たとえばスライダ長さＬが６ｍｍの場合では、クラウン量ｄが１５００ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲にあるとき、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている。
このように、各スライダ長さＬについて、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている領域、すなわち浮上量Ｈがあまり変動しない領域を図示すれば、図６において直線Ｓ１および直線Ｓ２で囲まれた領域となり、この領域内でスライダ長さＬおよびクラウン量ｄを規定すれば、浮上量Ｈの変動を防止することができる。すなわち、スライダ長さをＬ、クラウン量をｄとしたとき、
なお、このシミュレーションにおいて、浮上スライダ１に対する光磁気ディスクＤｃの相対線速度を約３ｍ／ｓとした。また、サスペンション部材５の弾性力および浮上スライダ１の自重により浮上スライダ１が光磁気ディスクＤｃに対して押しつけられる際の押圧力を約４ｇｆとした。これらの条件（光磁気ディスク、上記相対線速度および上記押圧力の設定事項）については、それらが変化しても、浮上スライダ１の浮上量Ｈにおける変動の傾向をあまり変化させないと思われ、本明細書中における他のシミュレーションについてもこのシミュレーションと同様の条件を採用した。
図７は、スライダ幅Ｗと浮上スライダ１の浮上量Ｈとの関係についてシミュレーションした結果を示す図である。このシミュレーションにおいて、スライダ長さＬは、６ｍｍとし、クラウン量ｄは、図６のシミュレーションから、１５００ｎｍおよび３０００ｎｍとした。図７において、スライダ幅Ｗが上記した好ましい値、すなわち１．２ｍｍ〜５ｍｍである場合、クラウン量ｄ＝１５００ｎｍおよびクラウン量ｄ＝３０００ｎｍの双方において、スライダ幅Ｗの増加割合に対する浮上量Ｈの増加割合がほぼ等しくなっている。したがって、スライダ幅Ｗが１．２ｍｍ〜５ｍｍである場合では、浮上量Ｈの変動幅がスライダ幅に左右されないといえる。すなわち、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止することができる。
したがって、以上のことにより、スライダ長さＬ＝２ｍｍ〜６ｍｍ、スライダ幅Ｗ＝１．２ｍｍ〜５．０ｍｍ、そしてクラウン量ｄ＝５００ｎｍ〜３０００ｎｍとすることによって、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止することができる。また、浮上量Ｈを、上述したより好ましい値、すなわちＨ＝３μｍ（３０００ｎｍ）とするには、スライダ長さＬ＝約６ｍｍ、スライダ幅Ｗ＝約４ｍｍ、そしてクラウン量ｄ＝１５００ｎｍ〜３０００ｎｍとするのが好ましい。
この光磁気記憶装置１０においてはまた、浮上スライダ１は、上記対向面１１における空気が流入してくる流入端部８０に、図４および図８にそれぞれ示すように、平面状に形成されたテーパ面８Ａ、または凹状に形成されたステップ８Ｂが設けられている。テーパ面８Ａおよびステップ８Ｂは、空気中の塵埃がクラウン面７に付着することによって浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止するためのものである。より詳細には、光磁気ディスクＤｃは、可換媒体であるが故に、媒体交換時に汚染された空気にさらされることによって、このような空気中に含まれる塵埃が付着する。この塵埃は、たとえば平均粒径が約０．７μｍ程度のタバコの煙粒であり、光磁気ディスクＤｃの回転時にクラウン面７の比較的上流側の領域に付着する。このような塵埃が堆積して大きくなり、やがてクラウン面７上に凸状部分を形成することとなる。このような凸状部分の高さが約１μｍ程度以上となった場合、この凸状部分に、流入してくる空気があたると、凸状部分の下流側の側面とクラウン面７との間の領域が負圧になり、これにより、浮上スライダ１の浮上量Ｈが小さくなってしまう。テーパ面８Ａは、空気の流れをやや下向きにすることにより、クラウン面７上に塵埃が付着するのを防止することができる。一方、ステップ８Ｂは、その凹状とされた内部に塵埃を付着させることにより、塵埃がクラウン面７から突出して凸状部分を形成するのを防止することができる。したがって、テーパ面８Ａまたはステップ８Ｂにより、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止することができる。
上記テーパ面８Ａにおいて、クラウン面７の弦７０に沿った方向の長さをＭ８、クラウン面７の弦７０に対する傾斜角度をθとすると、これらの長さＭ８および角度θは、次のように規定される。すなわち、長さＭ８の値が大きい場合では、浮上スライダ１の浮上量Ｈに影響を与えるため、長さＭ８はより短い方がよい一方、Ｍ８＝０．３ｍｍ以下にするには、加工が困難となることから、Ｍ８＝０．３ｍｍ〜０．５ｍｍとするのが好ましい。また、角度θの値が大きい場合では、テーパ面８Ａ自体に塵埃が付着してしまうため、角度θはより小さい方がよい一方、形成に際して０．２５度程度の誤差が生じることから、θ＝０．５度〜１．０度とするのが好ましい。
上記ステップ８Ｂにおいて、浮上スライダ１の対向面１１からの深さをＤ８とすると、この深さＤ８は、次のように規定される。すなわち、上記したように、塵埃によりクラウン面７上に形成された凸状部分は、その高さが１μｍ程度以上となった際に、浮上スライダ１の浮上量Ｈを変動させうるので、Ｄ８＝１μｍ〜５μｍとするのが好ましい。
図９は、本発明に係る浮上スライダ１において、スライダ長さＬ＝６ｍｍ、スライダ幅Ｗ＝４．１ｍｍ、テーパ面８Ａの長さＭ８＝０．３ｍｍ、テーパ面８Ａの角度θ＝０．５度とした場合について、クラウン量ｄと浮上スライダ１の浮上量Ｈとの関係についてシミュレーションした結果を示す。同図より、クラウン量１５００ｎｍ〜３０００ｎｍとすれば、浮上スライダ１を、所望の浮上量Ｈ＝約３μｍ（３０００ｎｍ）に浮上させることができ、しかもこのときの浮上量が変動するのを防止できることを確認することができる。
以上において説明したが、これを他の様々な態様に改変し得ることは明らかである。このような改変は、本発明の思想及び範囲から逸脱するものではなく、当業者に自明な全ての変更は、以下における特許請求の範囲に含まれるべきものである。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係る光磁気記憶装置の一例を示す概略斜視図である。
図２は、図１における浮上スライダを拡大して示す概略斜視図である。
図３は、図２の浮上スライダの内部構造を示す分解斜視図である。
図４は、図２の浮上スライダの右側面図である。
図５Ａおよび図５Ｂは、図２のスライダの作用を説明するための図である。
図６は、クラウン量およびスライダ長さと、浮上スライダの浮上量との関係を示す図である。
図７は、スライダ幅と浮上スライダの浮上量との関係を示す図である。
図８は、本発明に係る浮上スライダの他の例を示す概略側面図である。
図９は、図２の浮上スライダが奏する効果を説明するための図である。
【書類名】 明細書
【特許請求の範囲】
【請求項１】 記憶媒体に対向配置される対向面に、この記憶媒体の半径方向に沿って延びる軸心を有する円柱外面状に形成されたクラウン面が設けられており、上記記憶媒体が回転する際に、上記記憶媒体と上記対向面との間に空気が流入することによって上記記憶媒体から離間するように浮上する構成とされた浮上スライダであって、
上記クラウン面の断面における円弧の頂点とその弦との間の距離とされるクラウン量をｄ、上記対向面における上記弦と平行な方向に沿った長さとされるスライダ長さをＬとすると、
【数１】
となることを特徴とする、浮上スライダ。
【請求項２】 上記対向面における空気が流入してくる流入端部には、上記弦方向の長さが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍとされかつ上記弦に対して０．５度〜１．０度の角度で交差する平面状のテーパ面が設けられている、請求項１に記載の浮上スライダ。
【請求項３】 上記対向面における空気が流入してくる流入端部には、深さが１μｍ〜５μｍの凹状に形成されたステップが設けられている、請求項１に記載の浮上スライダ。
【請求項４】 上記クラウン面が全体として１つの面として形成されているモノレールスライダである、請求項１に記載の浮上スライダ。
【請求項５】 上記スライダ長さは、２ｍｍ〜６ｍｍであり、上記対向面における上記記憶媒体の半径方向に沿った長さとされるスライダ幅は、１．２ｍｍ〜５．０ｍｍであり、かつ上記クラウン量ｄは、５００ｎｍ〜３０００ｎｍである、請求項１に記載の浮上スライダ。
【請求項６】 上記スライダ長さは、約６ｍｍであり、上記対向面における上記記憶媒体の半径方向に沿った長さとされるスライダ幅は、約４ｍｍであり、かつ上記クラウン量ｄは、１５００ｎｍ〜３０００ｎｍである、請求項１に記載の浮上スライダ。
【請求項７】 記憶媒体上にレーザスポットを形成するための集光手段と、記憶媒体におけるレーザスポットが形成される領域に対して磁界を発生させる磁界発生手段とを備えた光磁気記憶装置であって、
上記集光手段と上記磁界発生手段とが、請求項１に記載の浮上スライダに搭載されていることを特徴とする、光磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、回転する記憶媒体に情報を記録したり、この記憶媒体に記録された情報を再生したりする記憶装置に適用される浮上スライダに関する。また、本発明は、この浮上スライダを備えた記憶装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
この種の記憶装置のうち、たとえばＨＤＤ記憶装置などの磁気記憶装置は、表面に磁気記録層が形成された記憶媒体が内蔵されており、この磁気記録層における１ビット分の情報が記録される各領域（マーク）をＳ−ＮまたはＮ−Ｓの方向に磁化したり各マークの磁化方向を読み取ることによって情報の記録・再生を行うように構成されている。このような磁気記憶装置では、各マーク近傍に磁界を発生させるための磁界発生手段が、記憶媒体の回転時において記憶媒体に対して離間して位置することが可能な浮上スライダに搭載された構成とされている。
【０００３】
この浮上スライダは、記憶媒体に対して弾性的に押しつけられており、記憶媒体が回転する際に、記憶媒体との間に形成される流体くさびの圧力上昇によって、記憶媒体の表面に対してわずかに浮上するように構成されている。このような浮上スライダは、他の位置調節機構を具備せずとも記憶媒体に対して離間して位置することができることから、記憶媒体として可換媒体である光ディスクあるいは光磁気ディスクを用いる記憶装置にも適用されつつある。
【０００４】
光磁気ディスクは、記録された情報が容易に消えないように、比較的保磁力が強い磁気記録層を有しており、光磁気ディスクを用いる光磁気記憶装置は、レーザビームを照射して温度を上昇させることにより各マークの保磁力を弱めた上でそれら各マークを磁化することによって情報を記録する一方、レーザビームをマークに照射してマークの磁化方向に応じて変化する反射光の偏光角度を読み取ることによって、マークに記録された情報を再生するよう構成されている。このような光磁気記憶装置のうち、各マークを磁化する際に、常にレーザビームを照射して磁気記録層の高温状態を維持した状態で、磁界発生手段で発生する磁界を変調させるように構成された磁界変調方式を採用したタイプのものには、浮上スライダに、磁界発生手段と、ビームスポットを形成するための対物レンズとが搭載されているものがあり、このような浮上スライダは、記憶媒体と対向する対向面が、磁気記憶装置に備えられた浮上スライダの対向面に比して比較的大となる。
【０００５】
ところで、近年においては、磁気記憶装置あるいは光磁気記憶装置の大容量化に向け、記憶媒体のさらなる高記録密度化が求められている。このような場合では、各マークの占有面積がより小さくなり、各マークの磁力が弱くなる傾向にある。したがって、記憶媒体の高記録密度化を達成するために磁気記憶装置あるいは光磁気記憶装置上でなしうる方策の１つとして、各マークを磁化する際の磁力の弱小化を防止するため、回転する記憶媒体と浮上スライダ（磁界発生装置）との間の距離、すなわち浮上スライダの浮上量を極力小さくすることが挙げられる。具体的には、光磁気記憶装置の場合では、浮上スライダの浮上量は、可換媒体としての光磁気ディスクに付着しうる塵埃を考慮して、好ましくは、２μｍ〜４μｍ、より好ましくは約３μｍ程度とされる。
【０００６】
しかしながら、可換式の光磁気ディスクは、取り扱い性の向上および軽量化を考慮して、ポリカーボネイトなどの樹脂を成形加工することにより得られた基板を用いているため、アルミニウムなどの金属を精密研磨することにより得られた基板を用いているＨＤＤなどとは異なり、成形誤差等に起因して、たとえばディスクの円周方向にうねりが生じていたり、全体としての外観が略円錐台形状を呈したりして、その表面に凹部や凸部を有している。これにより、浮上スライダが光磁気ディスクに近接する（浮上スライダの浮上量が小さくなる）ほど、上記凹凸部の影響によって、浮上スライダの浮上量が変動しやすくなる。このような場合、対物レンズと記憶媒体との距離が変動してレーザビームがフォーカスボケしてしまうこととなる。
【０００７】
そこで、浮上量の変動が抑制されうる浮上スライダとして、たとえば特開平８−２３５６６６号公報に開示されている浮上スライダが提案されている。しかしながら、この公報の浮上スライダは、比較的浮上量が大きい（５μｍ〜１５μｍ）場合において浮上量の変動を抑制しうるものであるため、このような浮上スライダを、上記したように浮上量が比較的小さい（２μｍ〜４μｍ）場合に用いられる浮上スライダに適用しても、この場合における浮上量の変動を防止することができなかった。
【０００８】
【発明の開示】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。したがって、本発明の課題は、回転する記憶媒体に対する浮上量が比較的小さい場合において、その浮上量が変動するのを防止することができる浮上スライダを提供することである。
【０００９】
また、本発明の別の課題は、このような浮上スライダを備えた光磁気記憶装置を提供することである。
【００１０】
本発明の第１の側面により提供される浮上スライダは、記憶媒体に対向配置される対向面に、この記憶媒体の半径方向に沿って延びる軸心を有する円柱外面状に形成されたクラウン面が設けられている。この浮上スライダは、上記記憶媒体が回転する際に、上記記憶媒体と上記対向面との間に空気が流入することによって上記記憶媒体から離間するように浮上する構成とされている。この浮上スライダは、上記クラウン面の断面における円弧の頂点とその弦との間の距離とされるクラウン量をｄ、上記対向面における上記弦と平行な方向に沿った長さとされるスライダ長さをＬとすると、
【数２】
となるように形成されている。
【００１１】
好ましくは、上記対向面における空気が流入してくる流入端部には、上記弦方向の長さが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍとされかつ上記弦に対して０．５度〜１．０度の角度で交差する平面状のテーパ面が設けられている。
【００１２】
好ましくは、上記対向面における空気が流入してくる流入端部には、深さが１μｍ〜５μｍの凹状に形成されたステップが設けられている。
【００１３】
好ましくは、上記浮上スライダは、上記クラウン面が全体として１つの面として形成されているモノレールスライダである。
【００１４】
好ましくは、上記スライダ長さＬは、２ｍｍ〜６ｍｍであり、上記対向面における上記記憶媒体の半径方向に沿った長さとされるスライダ幅Ｗは、１．２ｍｍ〜５．０ｍｍであり、かつクラウン量ｄは、５００ｎｍ〜３０００ｎｍである。
【００１５】
好ましくは、上記スライダ長さＬは、約６ｍｍであり、上記対向面における上記記憶媒体の半径方向に沿った長さとされるスライダ幅Ｗは、約４ｍｍであり、かつ上記クラウン量ｄは、１５００ｎｍ〜３０００ｎｍである。
【００１６】
本発明の第２の側面により提供される光磁気記憶装置は、記憶媒体上にレーザスポットを形成するための集光手段と、記憶媒体におけるレーザスポットが形成される領域に対して磁界を発生させる磁界発生手段とを備えた光磁気記憶装置である。この光磁気記憶装置は、上記集光手段と上記磁界発生手段とが、本発明の第１の側面により提供される浮上スライダに搭載されている。
【００１７】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１８】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の好ましい実施例を、添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００１９】
図１〜図９は、本発明に基づく浮上スライダおよびこの浮上スライダを備えた光磁気記憶装置を説明するための図である。図１に示す光磁気記憶装置１０は、記憶媒体として可換媒体である光磁気ディスクＤｃを用い、この光磁気ディスクＤｃをスピンドルＳｐにより回転させた状態において、光磁気ディスクＤｃに対して磁界変調方式により情報を記録したり、光磁気ディスクＤｃに記録された情報を、光を利用して再生するものである。この光磁気記憶装置１０は、光源部２と、光源部２からの光を集束して光磁気ディスクＤｃの表面にレーザビームスポットを形成する集光手段３と、光磁気ディスクＤｃにおけるレーザビームスポットが形成される領域に対して磁界を発生させる磁界発生手段４（図３参照）とを備えており、本実施形態では、集光手段３および磁界発生手段４は、光磁気ディスクＤｃの表面に倣ってこの光磁気ディスクＤｃに対して相対的に移動する浮上スライダ１に搭載されている。
【００２０】
光磁気ディスクＤｃは、磁性体により形成された薄膜状の磁気記録層と、ポリカーボネイトなどの樹脂を成形加工することにより形成された樹脂基板とを有している。磁気記録層は、１ビット分の情報が記録される各領域（マーク）がＳ−ＮまたはＮ−Ｓの方向に磁化されることによって情報を記録するように構成されており、近年においては、光磁気ディスクＤｃの高記録密度化にともなって各マークの占有面積をより小とすることが求められている。
【００２１】
上記光源部２は、その内部に備えられた半導体レーザ素子から発せられるレーザ光をコリメータレンズ（図示略）などにより平行光束光とし、これを出射するように構成されている。図１に示すように、この光源部２は、入射した光（光磁気ディスクＤｃからの反射光）を電気信号に変換する光検出器２１や、光源部２からの光を光磁気ディスクＤｃへ向けて透過する一方、光磁気ディスクＤｃからの反射光を光検出器２１に向けて反射させるビームスプリッタ２２などとともに光学ユニット部２０に備えられている。この光磁気記憶装置１０は、光磁気ディスクＤｃの厚み方向に大きくならないように、光源部２から出射される光（光路２ａ）が光磁気ディスクＤｃの表面に沿って進行するように構成されており、この光を屈曲させて集光手段３に導くための立ち上げミラー２３がさらに備えられている。この立ち上げミラー２３は、集光手段３の上方に配置されており、立ち上げミラー２３で反射した光源部２からの光は、集光手段３に対して上方から入射する。
【００２２】
また、この光磁気記憶装置１０には、図示していないが、たとえば直進型ボイスコイルモータなどの直進駆動機構などにより、光磁気ディスクＤｃの半径方向（図１の矢印Ｒ方向）に移動可能なキャリッジが、光磁気ディスクＤｃの第１面Ｄｃ1側に配置されており、上記光路２ａの一部および立ち上げミラー２３は、このキャリッジ内に設けられている。
【００２３】
上記集光手段３は、高ＮＡ化を達成すべく、図３に示すように、光磁気ディスクＤｃに対して近位に配置された第１対物レンズ３１と、光磁気ディスクＤｃに対して遠位に配置された第２対物レンズ３２とからなる。第１対物レンズ３１は、光磁気ディスクＤｃに形成されるビームスポットを光磁気ディスクＤｃ（図１参照）の半径方向に沿って微小変位させてトラッキング制御を行うための微小変位機構３３に搭載されている。第２対物レンズ３２は、微小変位機構３３を覆うケース部３４に支持されている。第１対物レンズ３１および第２対物レンズ３２は、光磁気ディスクＤｃが回転する際に、その主平面が光磁気ディスクＤｃと平行となるように浮上スライダ１に搭載されている。光源部２からの平行光束光は、第２対物レンズ３２により集束された後さらに第１対物レンズ３１により集束されて、光磁気ディスクＤｃ上に結像されることによりビームスポットとなる。上記微小変位機構３３は、平面視長矩形状を呈したシリコン基板３３ａ上に対して、可動部３３ｂと、固定部３３ｃとを導体層により形成した静電アクチュエータとして形成されており、可動部３３ｂと固定部３３ｃとの間に電圧を印加することによって、固定部３３ｃに対して可動部３３ｂないし第１対物レンズ３１が、光磁気ディスクＤｃの半径方向（図３の矢印Ｒ方向）に沿って微小動する。これにより、光磁気ディスクＤｃに形成されるビームスポットが第１対物レンズ３１の移動距離分だけ微小変位し、トラッキング制御が行なわれる。
【００２４】
なお、集光手段３は、図１および図２に示すように、上記立ち上げミラー２３で反射した光源部２からの光が、上述したように、第２対物レンズ３２に対して上方から入射するため、この光が後述するサスペンション部材５に遮断されないように配置されている。すなわち、集光手段３は、浮上スライダ１上において、第２対物レンズ３２がサスペンション部材５の先端部から光磁気ディスクＤｃの回転方向にずれるように配置されている。
【００２５】
上記磁界発生手段４は、図３に示すように、微小変位機構３３の上記シリコン基板３３ａの底部に位置する透明基板４０に、集光手段３と対応するコイル４１を埋設するなどして形成されている。コイル４１は、たとえば銅などの金属膜をパターニングすることにより渦巻き状に形成されており、電気絶縁性を有する透明な材料、たとえば酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン、酸化珪素、または窒化珪素などにより覆うことにより透明基板４０内に埋設されている。このような磁界発生手段４は、透明基板４０が浮上スライダ１の底面で露出するようにかつコイル４１が光磁気ディスクＤｃと平行となるように配置されており、コイル４１を通電することにより磁界を発生させて光磁気ディスクＤｃの磁気記録層の磁化方向を規定するように構成されている。
【００２６】
上記浮上スライダ１は、図１に示すように、光磁気ディスクＤｃの半径方向に延びるサスペンション部材５の先端に対してジンバルバネ６（図２参照）を介して支持されている。
【００２７】
より詳細には、図２に示すように、ジンバルバネ６のサスペンション側取付け部６１がサスペンション部材５の底板部５１の先端に重合接続されるとともに、ジンバルバネ６のスライダ側取付け部６２が浮上スライダ１の上面側に重合接続されている。このとき、サスペンション部材５の底板部５１には、図２および図４に示すように、浮上スライダ１の重心に対応する部位に点接触する膨出突起５５が形成されており、浮上スライダ１は、膨出突起５５がピボットを形成することによって、自在に揺動可能となる。また、サスペンション部材５は、その基端部５ａが上記した図示しないキャリッジに支持されており、これにより、浮上スライダ１（集光手段３および磁界発生手段４）は、キャリッジが移動することによって光磁気ディスクＤｃの半径方向に相対的に移動することができる。
【００２８】
また、浮上スライダ１は、サスペンション部材５の底板部５１が所定の弾性を有する板バネ状に形成されているため、サスペンション部材５によって光磁気ディスクＤｃに対して弾性的に押しつけられる。その一方で、浮上スライダ１は、光磁気ディスクＤｃが高速回転する際には、浮上スライダ１と光磁気ディスクＤｃとの間に流入する空気により形成された流体くさびの圧力上昇によって、光磁気ディスクＤｃからわずかに離間して浮上するように構成されている。なお、浮上スライダ１は、このようにして光磁気ディスクＤｃに対して浮上した状態において、下流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間の距離よりも上流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間の距離の方が大きくなるように所定の角度に若干傾斜する。このとき、浮上スライダ１における光磁気ディスクＤｃまでの距離が最短距離となる位置を最下点７ａとすると、浮上スライダ１は、最下点７ａを通りかつ光磁気ディスクＤｃに垂直な直線上に上記集光手段３および磁界発生手段４の中心線が載るように構成されており、この最下点７ａと光磁気ディスクＤｃまでの距離が浮上量Ｈとされる。
【００２９】
ところで、浮上スライダ１においては、光磁気ディスクＤｃにおける小型化された各マークから発せられる比較的弱い磁力を読み取るようにするため、その浮上量Ｈがより小さいほうがよい（具体的には、好ましくは２μｍ（２０００ｎｍ）〜４μｍ（４０００ｎｍ）、より好ましくは約３μｍ（３０００ｎｍ））。また、浮上スライダ１に搭載した集光手段３のフォーカスボケするのを防止するために、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動しないことが好ましい。そこで、これらの条件を満たすべく、この光磁気記憶装置１０では、浮上スライダ１における光磁気ディスクＤｃに対向配置される対向面１１（図２および図４参照）が以下のように規定されている。
【００３０】
すなわち、浮上スライダ１の対向面１１には、図４に示すように、円柱外面状に形成されたクラウン面７が設けられており、このクラウン面７の軸心は、光磁気ディスクＤｃの半径方向に沿って延びている。このような浮上スライダ１において、クラウン面７と光磁気ディスクＤｃとの間に空気が流入する場合、流入してきた空気によって、上記最下点７ａよりも上流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間で流体くさびが形成される。これらの間にさらに空気が流入すると、流体くさびの圧力が上昇し、これにより、上記サスペンション部材５の弾性力および浮上スライダ１の重量に抗して流体くさびが浮上スライダ１を浮上させる。
【００３１】
また、浮上スライダ１は、クラウン面７が全体として１つの面として形成されている、いわゆるモノレールスライダであり、クラウン面７が凹状の溝によって区切られたタイプのスライダとは異なる。したがって、浮上スライダ１においては、流体くさびの圧力上昇により受ける浮上力がクラウン面７の全域でほぼ一様となるので、浮上量Ｈの変動が抑制されうる。
【００３２】
光磁気ディスクＤｃは、上述したように上記樹脂基板が成形加工により形成されているため、その表面に凹部や凸部を有する傾向にあり、その影響によって浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動しやすくなる。より詳細には、図５Ａに示すように、浮上スライダ１は、光磁気ディスクＤｃの表面に生じた凹部上に位置する場合では、この凹部にクラウン面７が沿うことができるため、浮上量Ｈを確保することができる一方、特に、図５Ｂに示すように、光磁気ディスクＤｃの表面に生じた凸部上に位置する場合など、クラウン面７における最下点７ａよりも下流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間の距離Ｈ′が浮上スライダ１の浮上量Ｈに比して極度に大となる場合では、浮上スライダ１と光磁気ディスクＤｃとの間から流出していく空気が断熱膨張するため、浮上スライダ１が光磁気ディスクＤｃの表面から浮上しにくくなり、浮上量Ｈが小さくなる。
【００３３】
ここで、上記距離Ｈ′は、クラウン面７の断面における円弧の頂点７１とその弦７０との間の距離であるクラウン量ｄ、および対向面１１における上記弦７０と平行な方向に沿った長さであるスライダ長さＬが大きく影響して変化するものと考えられる。したがって、適切なクラウン量ｄおよびスライダ長さＬを導き出すことによって、浮上量Ｈの変動を抑制することが可能となると考えられる。
【００３４】
なお、浮上スライダ１のサイズについては、上記第２対物レンズ３２の直径およびジンバルバネ６の幅がそれぞれ、最小のもので０．５ｍｍおよび１ｍｍ程度、平均的なサイズのもので２ｍｍおよび２ｍｍ程度とされることから、スライダ長さＬは、好ましくは２ｍｍ〜６ｍｍ、より好ましくは約６ｍｍとされる。一方、対向面１１における光磁気ディスクＤｃの半径方向に沿った長さであるスライダ幅Ｗは、好ましくは１．２ｍｍ〜５ｍｍ、より好ましくは約４ｍｍとされる。
【００３５】
図６は、クラウン量ｄおよびスライダ長さＬと、浮上スライダ１の浮上量Ｈとの関係についてシミュレーションした結果を示す図である。なお、このシミュレーションにおいて、スライダ幅Ｗは、４．１ｍｍとした。
【００３６】
ところで、樹脂成形による基板を備える可換式の光磁気ディスクＤｃのように、記憶媒体の表面に凹凸部がある場合については、次のようなことを考慮しなければならない。すなわち、浮上スライダ１が記憶媒体の凹部上を移動する場合には（図５Ａ）、相対的にクラウン面７の曲率半径が大きくなったのと等価となり、逆に、浮上スライダ１が記憶媒体の凸部上を移動する場合には（図５Ｂ）、相対的にクラウン面７の曲率半径が小さくなったのと等価となるということである。すなわち、このような凹凸部の存在が避けられない可換式の記憶媒体に対して浮上スライダ１を浮上させる場合、クラウン面７の曲率半径が動的に変化するのと等価となるのである。クラウン面７の曲率半径は、クラウン量ｄとスライダ長さＬとから規定される値であるため、適度な浮上量Ｈを確保するためには、図６において、クラウン量ｄが変化しても、浮上量Ｈの変化の少ない領域を選ぶ必要がある。すなわち、図６において、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さい領域のクラウン量ｄを選ぶ必要がある。
【００３７】
より詳細には、図６において、たとえばスライダ長さＬが２ｍｍの場合では、クラウン量ｄが５００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲にあるとき、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている。また、たとえばスライダ長さＬが４ｍｍの場合では、クラウン量ｄが１０００ｎｍ〜２５００ｎｍの範囲にあるとき、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている。また、たとえばスライダ長さＬが６ｍｍの場合では、クラウン量ｄが１５００ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲にあるとき、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている。
【００３８】
このように、各スライダ長さＬについて、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている領域、すなわち浮上量Ｈがあまり変動しない領域を図示すれば、図６において直線Ｓ1および直線Ｓ2で囲まれた領域となり、この領域内でスライダ長さＬおよびクラウン量ｄを規定すれば、浮上量Ｈの変動を防止することができる。すなわち、スライダ長さをＬ、クラウン量をｄとしたとき、
【数３】
となるようにすればよい。具体的には、スライダ長さＬが上記した好ましい値、すなわち２ｍｍ〜６ｍｍであるとき、クラウン量ｄは、５００ｎｍ〜３０００ｎｍとなる。また、スライダ長さＬが上記したより好ましい値、すなわち６ｍｍであるとき、クラウン量ｄは、１５００ｎｍ〜３０００ｎｍとなる。
【００３９】
なお、このシミュレーションにおいて、浮上スライダ１に対する光磁気ディスクＤｃの相対線速度を約３ｍ／ｓとした。また、サスペンション部材５の弾性力および浮上スライダ１の自重により浮上スライダ１が光磁気ディスクＤｃに対して押しつけられる際の押圧力を約４ｇｆとした。これらの条件（光磁気ディスク、上記相対線速度および上記押圧力の設定事項）については、それらが変化しても、浮上スライダ１の浮上量Ｈにおける変動の傾向をあまり変化させないと思われ、本明細書中における他のシミュレーションについてもこのシミュレーションと同様の条件を採用した。
【００４０】
図７は、スライダ幅Ｗと浮上スライダ１の浮上量Ｈとの関係についてシミュレーションした結果を示す図である。このシミュレーションにおいて、スライダ長さＬは、６ｍｍとし、クラウン量ｄは、図６のシミュレーションから、１５００ｎｍおよび３０００ｎｍとした。図７において、スライダ幅Ｗが上記した好ましい値、すなわち１．２ｍｍ〜５ｍｍである場合、クラウン量ｄ＝１５００ｎｍおよびクラウン量ｄ＝３０００ｎｍの双方において、スライダ幅Ｗの増加割合に対する浮上量Ｈの増加割合がほぼ等しくなっている。したがって、スライダ幅Ｗが１．２ｍｍ〜５ｍｍである場合では、浮上量Ｈの変動幅がスライダ幅に左右されないといえる。すなわち、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止することができる。
【００４１】
したがって、以上のことにより、スライダ長さＬ＝２ｍｍ〜６ｍｍ、スライダ幅Ｗ＝１．２ｍｍ〜５．０ｍｍ、そしてクラウン量ｄ＝５００ｎｍ〜３０００ｎｍとすることによって、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止することができる。また、浮上量Ｈを、上述したより好ましい値、すなわちＨ＝３μｍ（３０００ｎｍ）とするには、スライダ長さＬ＝約６ｍｍ、スライダ幅Ｗ＝約４ｍｍ、そしてクラウン量ｄ＝１５００ｎｍ〜３０００ｎｍとするのが好ましい。
【００４２】
この光磁気記憶装置１０においてはまた、浮上スライダ１は、上記対向面１１における空気が流入してくる流入端部８０に、図４および図８にそれぞれ示すように、平面状に形成されたテーパ面８Ａ、または凹状に形成されたステップ８Ｂが設けられている。テーパ面８Ａおよびステップ８Ｂは、空気中の塵埃がクラウン面７に付着することによって浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止するためのものである。より詳細には、光磁気ディスクＤｃは、可換媒体であるが故に、媒体交換時に汚染された空気にさらされることによって、このような空気中に含まれる塵埃が付着する。この塵埃は、たとえは平均粒径が約０．７μｍ程度のタバコの煙粒であり、光磁気ディスクＤｃの回転時にクラウン面７の比較的上流側の領域に付着する。このような塵埃が堆積して大きくなり、やがてクラウン面７上に凸状部分を形成することとなる。このような凸状部分の高さが約１μｍ程度以上となった場合、この凸状部分に、流入してくる空気があたると、凸状部分の下流側の側面とクラウン面７との間の領域が負圧になり、これにより、浮上スライダ１の浮上量Ｈが小さくなってしまう。テーパ面８Ａは、空気の流れをやや下向きにすることにより、クラウン面７上に塵埃が付着するのを防止することができる。一方、ステップ８Ｂは、その凹状とされた内部に塵埃を付着させることにより、塵埃がクラウン面７から突出して凸状部分を形成するのを防止することができる。したがって、テーパ面８Ａまたはステップ８Ｂにより、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止することができる。
【００４３】
上記テーパ面８Ａにおいて、クラウン面７の弦７０に沿った方向の長さをＭ8、クラウン面７の弦７０に対する傾斜角度をθとすると、これらの長さＭ8および角度θは、次のように規定される。すなわち、長さＭ8の値が大きい場合では、浮上スライダ１の浮上量Ｈに影響を与えるため、長さＭ8はより短い方がよい一方、Ｍ8＝０．３ｍｍ以下にするには、加工が困難となることから、Ｍ8＝０．３ｍｍ〜０．５ｍｍとするのが好ましい。また、角度θの値が大きい場合では、テーパ面８Ａ自体に塵埃が付着してしまうため、角度θはより小さい方がよい一方、形成に際して０．２５度程度の誤差が生じることから、θ＝０．５度〜１．０度とするのが好ましい。
【００４４】
上記ステップ８Ｂにおいて、浮上スライダ１の対向面１１からの深さをＤ8とすると、この深さＤ8は、次のように規定される。すなわち、上記したように、塵埃によりクラウン面７上に形成された凸状部分は、その高さが１μｍ程度以上となった際に、浮上スライダ１の浮上量Ｈを変動させうるので、Ｄ8＝１μｍ〜５μｍとするのが好ましい。
【００４５】
図９は、本発明に係る浮上スライダ１において、スライダ長さＬ＝６ｍｍ、スライダ幅Ｗ＝４．１ｍｍ、テーパ面８Ａの長さＭ8＝０．３ｍｍ、テーパ面８Ａの角度θ＝０．５度とした場合について、クラウン量ｄと浮上スライダ１の浮上量Ｈとの関係についてシミュレーションした結果を示す。同図より、クラウン量１５００ｎｍ〜３０００ｎｍとすれば、浮上スライダ１を、所望の浮上量Ｈ＝約３μｍ（３０００ｎｍ）に浮上させることができ、しかもこのときの浮上量が変動するのを防止できることを確認することができる。
【００４６】
以上において説明したが、これを他の様々な態様に改変し得ることは明らかである。このような改変は、本発明の思想及び範囲から逸脱するものではなく、当業者に自明な全ての変更は、特許請求の範囲に含まれるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明に係る光磁気記憶装置の一例を示す概略斜視図である。
【図２】
図２は、図１における浮上スライダを拡大して示す概略斜視図である。
【図３】
図３は、図２の浮上スライダの内部構造を示す分解斜視図である。
【図４】
図４は、図２の浮上スライダの右側面図である。
【図５】
図５Ａおよび図５Ｂは、図２のスライダの作用を説明するための図である。
【図６】
図６は、クラウン量およびスライダ長さと、浮上スライダの浮上量との関係を示す図である。
【図７】
図７は、スライダ幅と浮上スライダの浮上量との関係を示す図である。
【図８】
図８は、本発明に係る浮上スライダの他の例を示す概略側面図である。
【図９】
図９は、図２の浮上スライダが奏する効果を説明するための図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 記憶媒体に対向配置される対向面に、この記憶媒体の半径方向に沿って延びる軸心を有する円柱外面状に形成されたクラウン面が設けられており、上記記憶媒体が回転する際に、上記記憶媒体と上記対向面との間に空気が流入することによって上記記憶媒体から離間するように浮上する構成とされた浮上スライダであって、
上記クラウン面の断面における円弧の頂点とその弦との間の距離とされるクラウン量をｄ、上記対向面における上記弦と平行な方向に沿った長さとされるスライダ長さをＬとすると、
【数１】
【請求項２】 上記対向面における空気が流入してくる流入端部には、上記弦方向の長さが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍとされかつ上記弦に対して０．５度〜１．０度の角度で交差する平面状のテーパ面が設けられている、請求項１に記載の浮上スライダ。
【請求項３】 上記対向面における空気が流入してくる流入端部には、深さが１μｍ〜５μｍの凹状に形成されたステップが設けられている、請求項１に記載の浮上スライダ。
【請求項４】 上記クラウン面が全体として１つの面として形成されているモノレールスライダである、請求項１に記載の浮上スライダ。
【請求項５】 上記スライダ長さは、２ｍｍ〜６ｍｍであり、上記対向面における上記記憶媒体の半径方向に沿った長さとされるスライダ幅は、１．２ｍｍ〜５．０ｍｍであり、かつ上記クラウン量ｄは、５００ｎｍ〜３０００ｎｍである、請求項１に記載の浮上スライダ。
【請求項６】 上記スライダ長さは、約６ｍｍであり、上記対向面における上記記憶媒体の半径方向に沿った長さとされるスライダ幅は、約４ｍｍであり、かつ上記クラウン量ｄは、１５００ｎｍ〜３０００ｎｍである、請求項１に記載の浮上スライダ。
【請求項７】 記憶媒体上にレーザスポットを形成するための集光手段と、記憶媒体におけるレーザスポットが形成される領域に対して磁界を発生させる磁界発生手段とを備えた光磁気記憶装置であって、
上記集光手段と上記磁界発生手段とが、請求項１に記載の浮上スライダに搭載されていることを特徴とする、光磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、回転する記憶媒体に情報を記録したり、この記憶媒体に記録された情報を再生したりする記憶装置に適用される浮上スライダに関する。また、本発明は、この浮上スライダを備えた記憶装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
この種の記憶装置のうち、たとえばＨＤＤ記憶装置などの磁気記憶装置は、表面に磁気記録層が形成された記憶媒体が内蔵されており、この磁気記録層における１ビット分の情報が記録される各領域（マーク）をＳ−ＮまたはＮ−Ｓの方向に磁化したり各マークの磁化方向を読み取ることによって情報の記録・再生を行うように構成されている。このような磁気記憶装置では、各マーク近傍に磁界を発生させるための磁界発生手段が、記憶媒体の回転時において記憶媒体に対して離間して位置することが可能な浮上スライダに搭載された構成とされている。
【０００３】
この浮上スライダは、記憶媒体に対して弾性的に押しつけられており、記憶媒体が回転する際に、記憶媒体との間に形成される流体くさびの圧力上昇によって、記憶媒体の表面に対してわずかに浮上するように構成されている。このような浮上スライダは、他の位置調節機構を具備せずとも記憶媒体に対して離間して位置することができることから、記憶媒体として可換媒体である光ディスクあるいは光磁気ディスクを用いる記憶装置にも適用されつつある。
【０００４】
光磁気ディスクは、記録された情報が容易に消えないように、比較的保磁力が強い磁気記録層を有しており、光磁気ディスクを用いる光磁気記憶装置は、レーザビームを照射して温度を上昇させることにより各マークの保磁力を弱めた上でそれら各マークを磁化することによって情報を記録する一方、レーザビームをマークに照射してマークの磁化方向に応じて変化する反射光の偏光角度を読み取ることによって、マークに記録された情報を再生するよう構成されている。このような光磁気記憶装置のうち、各マークを磁化する際に、常にレーザビームを照射して磁気記録層の高温状態を維持した状態で、磁界発生手段で発生する磁界を変調させるように構成された磁界変調方式を採用したタイプのものには、浮上スライダに、磁界発生手段と、ビームスポットを形成するための対物レンズとが搭載されているものがあり、このような浮上スライダは、記憶媒体と対向する対向面が、磁気記憶装置に備えられた浮上スライダの対向面に比して比較的大となる。
【０００５】
ところで、近年においては、磁気記憶装置あるいは光磁気記憶装置の大容量化に向け、記憶媒体のさらなる高記録密度化が求められている。このような場合では、各マークの占有面積がより小さくなり、各マークの磁力が弱くなる傾向にある。したがって、記憶媒体の高記録密度化を達成するために磁気記憶装置あるいは光磁気記憶装置上でなしうる方策の１つとして、各マークを磁化する際の磁力の弱小化を防止するため、回転する記憶媒体と浮上スライダ（磁界発生装置）との間の距離、すなわち浮上スライダの浮上量を極力小さくすることが挙げられる。具体的には、光磁気記憶装置の場合では、浮上スライダの浮上量は、可換媒体としての光磁気ディスクに付着しうる塵埃を考慮して、好ましくは、２μｍ〜４μｍ、より好ましくは約３μｍ程度とされる。
【０００６】
しかしながら、可換式の光磁気ディスクは、取り扱い性の向上および軽量化を考慮して、ポリカーボネイトなどの樹脂を成形加工することにより得られた基板を用いているため、アルミニウムなどの金属を精密研磨することにより得られた基板を用いているＨＤＤなどとは異なり、成形誤差等に起因して、たとえばディスクの円周方向にうねりが生じていたり、全体としての外観が略円錐台形状を呈したりして、その表面に凹部や凸部を有している。これにより、浮上スライダが光磁気ディスクに近接する（浮上スライダの浮上量が小さくなる）ほど、上記凹凸部の影響によって、浮上スライダの浮上量が変動しやすくなる。このような場合、対物レンズと記憶媒体との距離が変動してレーザビームがフォーカスボケしてしまうこととなる。
【０００７】
そこで、浮上量の変動が抑制されうる浮上スライダとして、たとえば特開平８−２３５６６６号公報に開示されている浮上スライダが提案されている。しかしながら、この公報の浮上スライダは、比較的浮上量が大きい（５μｍ〜１５μｍ）場合において浮上量の変動を抑制しうるものであるため、このような浮上スライダを、上記したように浮上量が比較的小さい（２μｍ〜４μｍ）場合に用いられる浮上スライダに適用しても、この場合における浮上量の変動を防止することができなかった。
【０００８】
【発明の開示】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。したがって、本発明の課題は、回転する記憶媒体に対する浮上量が比較的小さい場合において、その浮上量が変動するのを防止することができる浮上スライダを提供することである。
【０００９】
また、本発明の別の課題は、このような浮上スライダを備えた光磁気記憶装置を提供することである。
【００１０】
本発明の第１の側面により提供される浮上スライダは、記憶媒体に対向配置される対向面に、この記憶媒体の半径方向に沿って延びる軸心を有する円柱外面状に形成されたクラウン面が設けられている。この浮上スライダは、上記記憶媒体が回転する際に、上記記憶媒体と上記対向面との間に空気が流入することによって上記記憶媒体から離間するように浮上する構成とされている。この浮上スライダは、上記クラウン面の断面における円弧の頂点とその弦との間の距離とされるクラウン量をｄ、上記対向面における上記弦と平行な方向に沿った長さとされるスライダ長さをＬとすると、
【数２】
【００１１】
好ましくは、上記対向面における空気が流入してくる流入端部には、上記弦方向の長さが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍとされかつ上記弦に対して０．５度〜１．０度の角度で交差する平面状のテーパ面が設けられている。
【００１２】
好ましくは、上記対向面における空気が流入してくる流入端部には、深さが１μｍ〜５μｍの凹状に形成されたステップが設けられている。
【００１３】
好ましくは、上記浮上スライダは、上記クラウン面が全体として１つの面として形成されているモノレールスライダである。
【００１４】
好ましくは、上記スライダ長さＬは、２ｍｍ〜６ｍｍであり、上記対向面における上記記憶媒体の半径方向に沿った長さとされるスライダ幅Ｗは、１．２ｍｍ〜５．０ｍｍであり、かつクラウン量ｄは、５００ｎｍ〜３０００ｎｍである。
【００１５】
好ましくは、上記スライダ長さＬは、約６ｍｍであり、上記対向面における上記記憶媒体の半径方向に沿った長さとされるスライダ幅Ｗは、約４ｍｍであり、かつ上記クラウン量ｄは、１５００ｎｍ〜３０００ｎｍである。
【００１６】
本発明の第２の側面により提供される光磁気記憶装置は、記憶媒体上にレーザスポットを形成するための集光手段と、記憶媒体におけるレーザスポットが形成される領域に対して磁界を発生させる磁界発生手段とを備えた光磁気記憶装置である。この光磁気記憶装置は、上記集光手段と上記磁界発生手段とが、本発明の第１の側面により提供される浮上スライダに搭載されている。
【００１７】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１８】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の好ましい実施例を、添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００１９】
図１〜図９は、本発明に基づく浮上スライダおよびこの浮上スライダを備えた光磁気記憶装置を説明するための図である。図１に示す光磁気記憶装置１０は、記憶媒体として可換媒体である光磁気ディスクＤｃを用い、この光磁気ディスクＤｃをスピンドルＳｐにより回転させた状態において、光磁気ディスクＤｃに対して磁界変調方式により情報を記録したり、光磁気ディスクＤｃに記録された情報を、光を利用して再生するものである。この光磁気記憶装置１０は、光源部２と、光源部２からの光を集束して光磁気ディスクＤｃの表面にレーザビームスポットを形成する集光手段３と、光磁気ディスクＤｃにおけるレーザビームスポットが形成される領域に対して磁界を発生させる磁界発生手段４（図３参照）とを備えており、本実施形態では、集光手段３および磁界発生手段４は、光磁気ディスクＤｃの表面に倣ってこの光磁気ディスクＤｃに対して相対的に移動する浮上スライダ１に搭載されている。
【００２０】
光磁気ディスクＤｃは、磁性体により形成された薄膜状の磁気記録層と、ポリカーボネイトなどの樹脂を成形加工することにより形成された樹脂基板とを有している。磁気記録層は、１ビット分の情報が記録される各領域（マーク）がＳ−ＮまたはＮ−Ｓの方向に磁化されることによって情報を記録するように構成されており、近年においては、光磁気ディスクＤｃの高記録密度化にともなって各マークの占有面積をより小とすることが求められている。
【００２１】
上記光源部２は、その内部に備えられた半導体レーザ素子から発せられるレーザ光をコリメータレンズ（図示略）などにより平行光束光とし、これを出射するように構成されている。図１に示すように、この光源部２は、入射した光（光磁気ディスクＤｃからの反射光）を電気信号に変換する光検出器２１や、光源部２からの光を光磁気ディスクＤｃへ向けて透過する一方、光磁気ディスクＤｃからの反射光を光検出器２１に向けて反射させるビームスプリッタ２２などとともに光学ユニット部２０に備えられている。この光磁気記憶装置１０は、光磁気ディスクＤｃの厚み方向に大きくならないように、光源部２から出射される光（光路２ａ）が光磁気ディスクＤｃの表面に沿って進行するように構成されており、この光を屈曲させて集光手段３に導くための立ち上げミラー２３がさらに備えられている。この立ち上げミラー２３は、集光手段３の上方に配置されており、立ち上げミラー２３で反射した光源部２からの光は、集光手段３に対して上方から入射する。
【００２２】
また、この光磁気記憶装置１０には、図示していないが、たとえば直進型ボイスコイルモータなどの直進駆動機構などにより、光磁気ディスクＤｃの半径方向（図１の矢印Ｒ方向）に移動可能なキャリッジが、光磁気ディスクＤｃの第１面Ｄｃ1側に配置されており、上記光路２ａの一部および立ち上げミラー２３は、このキャリッジ内に設けられている。
【００２３】
上記集光手段３は、高ＮＡ化を達成すべく、図３に示すように、光磁気ディスクＤｃに対して近位に配置された第１対物レンズ３１と、光磁気ディスクＤｃに対して遠位に配置された第２対物レンズ３２とからなる。第１対物レンズ３１は、光磁気ディスクＤｃに形成されるビームスポットを光磁気ディスクＤｃ（図１参照）の半径方向に沿って微小変位させてトラッキング制御を行うための微小変位機構３３に搭載されている。第２対物レンズ３２は、微小変位機構３３を覆うケース部３４に支持されている。第１対物レンズ３１および第２対物レンズ３２は、光磁気ディスクＤｃが回転する際に、その主平面が光磁気ディスクＤｃと平行となるように浮上スライダ１に搭載されている。光源部２からの平行光束光は、第２対物レンズ３２により集束された後さらに第１対物レンズ３１により集束されて、光磁気ディスクＤｃ上に結像されることによりビームスポットとなる。上記微小変位機構３３は、平面視長矩形状を呈したシリコン基板３３ａ上に対して、可動部３３ｂと、固定部３３ｃとを導体層により形成した静電アクチュエータとして形成されており、可動部３３ｂと固定部３３ｃとの間に電圧を印加することによって、固定部３３ｃに対して可動部３３ｂないし第１対物レンズ３１が、光磁気ディスクＤｃの半径方向（図３の矢印Ｒ方向）に沿って微小動する。これにより、光磁気ディスクＤｃに形成されるビームスポットが第１対物レンズ３１の移動距離分だけ微小変位し、トラッキング制御が行なわれる。
【００２４】
なお、集光手段３は、図１および図２に示すように、上記立ち上げミラー２３で反射した光源部２からの光が、上述したように、第２対物レンズ３２に対して上方から入射するため、この光が後述するサスペンション部材５に遮断されないように配置されている。すなわち、集光手段３は、浮上スライダ１上において、第２対物レンズ３２がサスペンション部材５の先端部から光磁気ディスクＤｃの回転方向にずれるように配置されている。
【００２５】
上記磁界発生手段４は、図３に示すように、微小変位機構３３の上記シリコン基板３３ａの底部に位置する透明基板４０に、集光手段３と対応するコイル４１を埋設するなどして形成されている。コイル４１は、たとえば銅などの金属膜をパターニングすることにより渦巻き状に形成されており、電気絶縁性を有する透明な材料、たとえば酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン、酸化珪素、または窒化珪素などにより覆うことにより透明基板４０内に埋設されている。このような磁界発生手段４は、透明基板４０が浮上スライダ１の底面で露出するようにかつコイル４１が光磁気ディスクＤｃと平行となるように配置されており、コイル４１を通電することにより磁界を発生させて光磁気ディスクＤｃの磁気記録層の磁化方向を規定するように構成されている。
【００２６】
上記浮上スライダ１は、図１に示すように、光磁気ディスクＤｃの半径方向に延びるサスペンション部材５の先端に対してジンバルバネ６（図２参照）を介して支持されている。
【００２７】
より詳細には、図２に示すように、ジンバルバネ６のサスペンション側取付け部６１がサスペンション部材５の底板部５１の先端に重合接続されるとともに、ジンバルバネ６のスライダ側取付け部６２が浮上スライダ１の上面側に重合接続されている。このとき、サスペンション部材５の底板部５１には、図２および図４に示すように、浮上スライダ１の重心に対応する部位に点接触する膨出突起５５が形成されており、浮上スライダ１は、膨出突起５５がピボットを形成することによって、自在に揺動可能となる。また、サスペンション部材５は、その基端部５ａが上記した図示しないキャリッジに支持されており、これにより、浮上スライダ１（集光手段３および磁界発生手段４）は、キャリッジが移動することによって光磁気ディスクＤｃの半径方向に相対的に移動することができる。
【００２８】
また、浮上スライダ１は、サスペンション部材５の底板部５１が所定の弾性を有する板バネ状に形成されているため、サスペンション部材５によって光磁気ディスクＤｃに対して弾性的に押しつけられる。その一方で、浮上スライダ１は、光磁気ディスクＤｃが高速回転する際には、浮上スライダ１と光磁気ディスクＤｃとの間に流入する空気により形成された流体くさびの圧力上昇によって、光磁気ディスクＤｃからわずかに離間して浮上するように構成されている。なお、浮上スライダ１は、このようにして光磁気ディスクＤｃに対して浮上した状態において、下流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間の距離よりも上流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間の距離の方が大きくなるように所定の角度に若干傾斜する。このとき、浮上スライダ１における光磁気ディスクＤｃまでの距離が最短距離となる位置を最下点７ａとすると、浮上スライダ１は、最下点７ａを通りかつ光磁気ディスクＤｃに垂直な直線上に上記集光手段３および磁界発生手段４の中心線が載るように構成されており、この最下点７ａと光磁気ディスクＤｃまでの距離が浮上量Ｈとされる。
【００２９】
ところで、浮上スライダ１においては、光磁気ディスクＤｃにおける小型化された各マークから発せられる比較的弱い磁力を読み取るようにするため、その浮上量Ｈがより小さいほうがよい（具体的には、好ましくは２μｍ（２０００ｎｍ）〜４μｍ（４０００ｎｍ）、より好ましくは約３μｍ（３０００ｎｍ））。また、浮上スライダ１に搭載した集光手段３のフォーカスボケするのを防止するために、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動しないことが好ましい。そこで、これらの条件を満たすべく、この光磁気記憶装置１０では、浮上スライダ１における光磁気ディスクＤｃに対向配置される対向面１１（図２および図４参照）が以下のように規定されている。
【００３０】
すなわち、浮上スライダ１の対向面１１には、図４に示すように、円柱外面状に形成されたクラウン面７が設けられており、このクラウン面７の軸心は、光磁気ディスクＤｃの半径方向に沿って延びている。このような浮上スライダ１において、クラウン面７と光磁気ディスクＤｃとの間に空気が流入する場合、流入してきた空気によって、上記最下点７ａよりも上流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間で流体くさびが形成される。これらの間にさらに空気が流入すると、流体くさびの圧力が上昇し、これにより、上記サスペンション部材５の弾性力および浮上スライダ１の重量に抗して流体くさびが浮上スライダ１を浮上させる。
【００３１】
また、浮上スライダ１は、クラウン面７が全体として１つの面として形成されている、いわゆるモノレールスライダであり、クラウン面７が凹状の溝によって区切られたタイプのスライダとは異なる。したがって、浮上スライダ１においては、流体くさびの圧力上昇により受ける浮上力がクラウン面７の全域でほぼ一様となるので、浮上量Ｈの変動が抑制されうる。
【００３２】
光磁気ディスクＤｃは、上述したように上記樹脂基板が成形加工により形成されているため、その表面に凹部や凸部を有する傾向にあり、その影響によって浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動しやすくなる。より詳細には、図５Ａに示すように、浮上スライダ１は、光磁気ディスクＤｃの表面に生じた凹部上に位置する場合では、この凹部にクラウン面７が沿うことができるため、浮上量Ｈを確保することができる一方、特に、図５Ｂに示すように、光磁気ディスクＤｃの表面に生じた凸部上に位置する場合など、クラウン面７における最下点７ａよりも下流側の領域と光磁気ディスクＤｃとの間の距離Ｈ′が浮上スライダ１の浮上量Ｈに比して極度に大となる場合では、浮上スライダ１と光磁気ディスクＤｃとの間から流出していく空気が断熱膨張するため、浮上スライダ１が光磁気ディスクＤｃの表面から浮上しにくくなり、浮上量Ｈが小さくなる。
【００３３】
ここで、上記距離Ｈ′は、クラウン面７の断面における円弧の頂点７１とその弦７０との間の距離であるクラウン量ｄ、および対向面１１における上記弦７０と平行な方向に沿った長さであるスライダ長さＬが大きく影響して変化するものと考えられる。したがって、適切なクラウン量ｄおよびスライダ長さＬを導き出すことによって、浮上量Ｈの変動を抑制することが可能となると考えられる。
【００３４】
なお、浮上スライダ１のサイズについては、上記第２対物レンズ３２の直径およびジンバルバネ６の幅がそれぞれ、最小のもので０．５ｍｍおよび１ｍｍ程度、平均的なサイズのもので２ｍｍおよび２ｍｍ程度とされることから、スライダ長さＬは、好ましくは２ｍｍ〜６ｍｍ、より好ましくは約６ｍｍとされる。一方、対向面１１における光磁気ディスクＤｃの半径方向に沿った長さであるスライダ幅Ｗは、好ましくは１．２ｍｍ〜５ｍｍ、より好ましくは約４ｍｍとされる。
【００３５】
図６は、クラウン量ｄおよびスライダ長さＬと、浮上スライダ１の浮上量Ｈとの関係についてシミュレーションした結果を示す図である。なお、このシミュレーションにおいて、スライダ幅Ｗは、４．１ｍｍとした。
【００３６】
ところで、樹脂成形による基板を備える可換式の光磁気ディスクＤｃのように、記憶媒体の表面に凹凸部がある場合については、次のようなことを考慮しなければならない。すなわち、浮上スライダ１が記憶媒体の凹部上を移動する場合には（図５Ａ）、相対的にクラウン面７の曲率半径が大きくなったのと等価となり、逆に、浮上スライダ１が記憶媒体の凸部上を移動する場合には（図５Ｂ）、相対的にクラウン面７の曲率半径が小さくなったのと等価となるということである。すなわち、このような凹凸部の存在が避けられない可換式の記憶媒体に対して浮上スライダ１を浮上させる場合、クラウン面７の曲率半径が動的に変化するのと等価となるのである。クラウン面７の曲率半径は、クラウン量ｄとスライダ長さＬとから規定される値であるため、適度な浮上量Ｈを確保するためには、図６において、クラウン量ｄが変化しても、浮上量Ｈの変化の少ない領域を選ぶ必要がある。すなわち、図６において、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さい領域のクラウン量ｄを選ぶ必要がある。
【００３７】
より詳細には、図６において、たとえばスライダ長さＬが２ｍｍの場合では、クラウン量ｄが５００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲にあるとき、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている。また、たとえばスライダ長さＬが４ｍｍの場合では、クラウン量ｄが１０００ｎｍ〜２５００ｎｍの範囲にあるとき、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている。また、たとえばスライダ長さＬが６ｍｍの場合では、クラウン量ｄが１５００ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲にあるとき、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている。
【００３８】
このように、各スライダ長さＬについて、浮上量Ｈごとの帯の傾きが小さくなっている領域、すなわち浮上量Ｈがあまり変動しない領域を図示すれば、図６において直線Ｓ1および直線Ｓ2で囲まれた領域となり、この領域内でスライダ長さＬおよびクラウン量ｄを規定すれば、浮上量Ｈの変動を防止することができる。すなわち、スライダ長さをＬ、クラウン量をｄとしたとき、
【数３】
【００３９】
なお、このシミュレーションにおいて、浮上スライダ１に対する光磁気ディスクＤｃの相対線速度を約３ｍ／ｓとした。また、サスペンション部材５の弾性力および浮上スライダ１の自重により浮上スライダ１が光磁気ディスクＤｃに対して押しつけられる際の押圧力を約４ｇｆとした。これらの条件（光磁気ディスク、上記相対線速度および上記押圧力の設定事項）については、それらが変化しても、浮上スライダ１の浮上量Ｈにおける変動の傾向をあまり変化させないと思われ、本明細書中における他のシミュレーションについてもこのシミュレーションと同様の条件を採用した。
【００４０】
図７は、スライダ幅Ｗと浮上スライダ１の浮上量Ｈとの関係についてシミュレーションした結果を示す図である。このシミュレーションにおいて、スライダ長さＬは、６ｍｍとし、クラウン量ｄは、図６のシミュレーションから、１５００ｎｍおよび３０００ｎｍとした。図７において、スライダ幅Ｗが上記した好ましい値、すなわち１．２ｍｍ〜５ｍｍである場合、クラウン量ｄ＝１５００ｎｍおよびクラウン量ｄ＝３０００ｎｍの双方において、スライダ幅Ｗの増加割合に対する浮上量Ｈの増加割合がほぼ等しくなっている。したがって、スライダ幅Ｗが１．２ｍｍ〜５ｍｍである場合では、浮上量Ｈの変動幅がスライダ幅に左右されないといえる。すなわち、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止することができる。
【００４１】
したがって、以上のことにより、スライダ長さＬ＝２ｍｍ〜６ｍｍ、スライダ幅Ｗ＝１．２ｍｍ〜５．０ｍｍ、そしてクラウン量ｄ＝５００ｎｍ〜３０００ｎｍとすることによって、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止することができる。また、浮上量Ｈを、上述したより好ましい値、すなわちＨ＝３μｍ（３０００ｎｍ）とするには、スライダ長さＬ＝約６ｍｍ、スライダ幅Ｗ＝約４ｍｍ、そしてクラウン量ｄ＝１５００ｎｍ〜３０００ｎｍとするのが好ましい。
【００４２】
この光磁気記憶装置１０においてはまた、浮上スライダ１は、上記対向面１１における空気が流入してくる流入端部８０に、図４および図８にそれぞれ示すように、平面状に形成されたテーパ面８Ａ、または凹状に形成されたステップ８Ｂが設けられている。テーパ面８Ａおよびステップ８Ｂは、空気中の塵埃がクラウン面７に付着することによって浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止するためのものである。より詳細には、光磁気ディスクＤｃは、可換媒体であるが故に、媒体交換時に汚染された空気にさらされることによって、このような空気中に含まれる塵埃が付着する。この塵埃は、たとえは平均粒径が約０．７μｍ程度のタバコの煙粒であり、光磁気ディスクＤｃの回転時にクラウン面７の比較的上流側の領域に付着する。このような塵埃が堆積して大きくなり、やがてクラウン面７上に凸状部分を形成することとなる。このような凸状部分の高さが約１μｍ程度以上となった場合、この凸状部分に、流入してくる空気があたると、凸状部分の下流側の側面とクラウン面７との間の領域が負圧になり、これにより、浮上スライダ１の浮上量Ｈが小さくなってしまう。テーパ面８Ａは、空気の流れをやや下向きにすることにより、クラウン面７上に塵埃が付着するのを防止することができる。一方、ステップ８Ｂは、その凹状とされた内部に塵埃を付着させることにより、塵埃がクラウン面７から突出して凸状部分を形成するのを防止することができる。したがって、テーパ面８Ａまたはステップ８Ｂにより、浮上スライダ１の浮上量Ｈが変動するのを防止することができる。
【００４３】
上記テーパ面８Ａにおいて、クラウン面７の弦７０に沿った方向の長さをＭ8、クラウン面７の弦７０に対する傾斜角度をθとすると、これらの長さＭ8および角度θは、次のように規定される。すなわち、長さＭ8の値が大きい場合では、浮上スライダ１の浮上量Ｈに影響を与えるため、長さＭ8はより短い方がよい一方、Ｍ8＝０．３ｍｍ以下にするには、加工が困難となることから、Ｍ8＝０．３ｍｍ〜０．５ｍｍとするのが好ましい。また、角度θの値が大きい場合では、テーパ面８Ａ自体に塵埃が付着してしまうため、角度θはより小さい方がよい一方、形成に際して０．２５度程度の誤差が生じることから、θ＝０．５度〜１．０度とするのが好ましい。
【００４４】
上記ステップ８Ｂにおいて、浮上スライダ１の対向面１１からの深さをＤ8とすると、この深さＤ8は、次のように規定される。すなわち、上記したように、塵埃によりクラウン面７上に形成された凸状部分は、その高さが１μｍ程度以上となった際に、浮上スライダ１の浮上量Ｈを変動させうるので、Ｄ8＝１μｍ〜５μｍとするのが好ましい。
【００４５】
図９は、本発明に係る浮上スライダ１において、スライダ長さＬ＝６ｍｍ、スライダ幅Ｗ＝４．１ｍｍ、テーパ面８Ａの長さＭ8＝０．３ｍｍ、テーパ面８Ａの角度θ＝０．５度とした場合について、クラウン量ｄと浮上スライダ１の浮上量Ｈとの関係についてシミュレーションした結果を示す。同図より、クラウン量１５００ｎｍ〜３０００ｎｍとすれば、浮上スライダ１を、所望の浮上量Ｈ＝約３μｍ（３０００ｎｍ）に浮上させることができ、しかもこのときの浮上量が変動するのを防止できることを確認することができる。
【００４６】
以上において説明したが、これを他の様々な態様に改変し得ることは明らかである。このような改変は、本発明の思想及び範囲から逸脱するものではなく、当業者に自明な全ての変更は、特許請求の範囲に含まれるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明に係る光磁気記憶装置の一例を示す概略斜視図である。
【図２】
図２は、図１における浮上スライダを拡大して示す概略斜視図である。
【図３】
図３は、図２の浮上スライダの内部構造を示す分解斜視図である。
【図４】
図４は、図２の浮上スライダの右側面図である。
【図５】
図５Ａおよび図５Ｂは、図２のスライダの作用を説明するための図である。
【図６】
図６は、クラウン量およびスライダ長さと、浮上スライダの浮上量との関係を示す図である。
【図７】
図７は、スライダ幅と浮上スライダの浮上量との関係を示す図である。
【図８】
図８は、本発明に係る浮上スライダの他の例を示す概略側面図である。
【図９】
図９は、図２の浮上スライダが奏する効果を説明するための図である。
Claims (7)
- 記憶媒体に対向配置される対向面に、この記憶媒体の半径方向に沿って延びる軸心を有する円柱外面状に形成されたクラウン面が設けられており、上記記憶媒体が回転する際に、上記記憶媒体と上記対向面との間に空気が流入することによって上記記憶媒体から離間するように浮上する構成とされた浮上スライダであって、
上記クラウン面の断面における円弧の頂点とその弦との間の距離とされるクラウン量をｄ、上記対向面における上記弦と平行な方向に沿った長さとされるスライダ長さをＬとすると、
となることを特徴とする、浮上スライダ。 - 上記対向面における空気が流入してくる流入端部には、上記弦方向の長さが０．３ｍｍ〜０．５ｍｍとされかつ上記弦に対して０．５度〜１．０度の角度で交差する平面状のテーパ面が設けられている、請求項１に記載の浮上スライダ。
- 上記対向面における空気が流入してくる流入端部には、深さが１μｍ〜５μｍの凹状に形成されたステップが設けられている、請求項１に記載の浮上スライダ。
- 上記クラウン面が全体として１つの面として形成されているモノレールスライダである、請求項１に記載の浮上スライダ。
- 上記スライダ長さは、２ｍｍ〜６ｍｍであり、上記対向面における上記記憶媒体の半径方向に沿った長さとされるスライダ幅は、１．２ｍｍ〜５．０ｍｍであり、かつ上記クラウン量ｄは、５００ｎｍ〜３０００ｎｍである、請求項１に記載の浮上スライダ。
- 上記スライダ長さは、約６ｍｍであり、上記対向面における上記記憶媒体の半径方向に沿った長さとされるスライダ幅は、約４ｍｍであり、かつ上記クラウン量ｄは、１５００ｎｍ〜３０００ｎｍである、請求項１に記載の浮上スライダ。
- 記憶媒体上にレーザスポットを形成するための集光手段と、記憶媒体におけるレーザスポットが形成される領域に対して磁界を発生させる磁界発生手段とを備えた光磁気記憶装置であって、
上記集光手段と上記磁界発生手段とが、請求項１に記載の浮上スライダに搭載されていることを特徴とする、光磁気記憶装置。
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