KR19990072178A - 디스크형상기록매체,헤드슬라이더및기록및/또는재생장치 - Google Patents

디스크형상기록매체,헤드슬라이더및기록및/또는재생장치 Download PDF

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KR19990072178A
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KR
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disk
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KR1019980704535A
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오사무 모리따
Original Assignee
이데이 노부유끼
소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

헤드 슬라이더 상에 장착된 기록/재생 헤드에 의해 기록 또는 재생되는 디스크형 기록 매체에서, 디스크 표면 및/또는 헤드 슬라이더는 소정의 파동 패턴으로 형성되어 있다. 기록/재생 헤드가 디스크형 기록 매체에 접촉하여 위치한 헤드 슬라이더 상에 장착됨으로써, 기록 및 재생이 수행된다. 이는 기록/재생 헤드 및 디스크형 기록 매체가 마모되지 않게 해주고 양호한 기록 및 재생 특성을 보장하게 된다.

Description

디스크 형상 기록 매체, 헤드 슬라이더 및 기록 및/또는 재생 장치
컴퓨터 시스템 등에 사용되는 기록 및/또는 재생 장치로서 예를 들어 하드 디스크 장치가 있다. 하드 디스크 장치는 디스크 형상 기록 매체로서 디스크 기판의 양표면에 자성막이 성막되어 이루어지는 자기 디스크를 내장하고 있다. 그리고, 하드 디스크 장치는 자기 디스크 표면상에 있어서 부상하도록 된 헤드 슬라이더에 탑재되어 있는 자기 헤드에 의해 소정의 기록 트랙을 따라 데이터를 자성막에 기록하고, 또 소정의 기록 트랙을 따라 자성막에 기록된 데이터를 재생한다.
이와 같은 하드 디스크 장치에서는 자기 헤드가 탑재된 부상형의 헤드 슬라이더를 구동하는 헤드 구동부와 자기 디스크를 회전 구동하는 디스크 구동부가 하우징의 내부에 미리 조립되어 있으므로, 데이터를 고밀도로 기록할 수 있을 뿐만 아니라 기록된 데이터에 대하여 고속으로 액세스하는 것이 가능하다.
그러나, 종래의 하드 디스크 장치에서는 자기 디스크 양표면의 전체면에 걸쳐 자성막이 형성되어 있고, 또 기록 재생시에 자기 디스크와 자기 헤드 사이에 간극이 존재하므로, 인접하는 기록 트랙으로부터의 크로스 토크가 쉽게 발생하여 이 크로스 토크를 억제하기 위해 기록 트랙 사이의 가드 밴드를 비교적 넓게 형성해야만 했다. 그로 인해, 종래의 하드 디스크 장치에서는 트랙 피치를 좁게 하지 못해 소형이면서 대용량의 하드 디스크 장치를 실현하는 데 지장을 받고 있었다.
이 문제를 해결하기 위해서는 예를 들어 기록 재생시에 있어서의 자기 디스크와 자기 헤드 사이의 간극을 작게 하면 된다. 그래서, 기록 재생시에 있어서의 자기 디스크와 자기 헤드의 간극을 극히 작게 하기 위해 자기 디스크 표면과 헤드 슬라이더에 탑재된 자기 헤드를 접촉시킨 상태에서 기록 재생을 행하는 소위 접촉 방식(콘택트형)의 시스템이 제안되어 있다.
접촉 방식의 시스템을 채용함으로써 크로스 토크를 억제할 수 있고, 또 자기 디스크로부터 자기 헤드에 자기 신호가 전해질 때의 감쇠를 억제할 수도 있다. 따라서, 접촉 방식의 시스템을 채용함으로써 종래의 부상 방식의 시스템보다도 기억 용량을 한층 크게 할 수 있는 동시에 보다 큰 신호 진폭을 얻을 수 있게 된다.
그러나, 접촉 방식의 시스템을 실현하려면 해결해야 할 과제가 있다. 그것은 자기 디스크 및 자기 헤드의 신뢰성의 확보로서, 특히 양자간의 마모에 대한 신뢰성 확보이다. 접촉 방식의 시스템에서는 자기 디스크와 자기 헤드를 접촉시키므로 양자가 마모되기 쉽고, 양자에 마모가 발생하면 신호 진폭이 마모와 함께 서서히 작아져 버린다.
접촉 방식의 시스템에 있어서 자기 디스크 및 자기 헤드의 마모를 저감하려면 마찰력이 수직 효력과 마찰 계수의 곱으로 표시되는 점에 착안함으로써 다음 두가지 어프로치를 고려할 수 있다. 하나는 헤드 슬라이더로부터 자기 디스크에 가해지는 하중을 작게 하는 방법이다. 또 하나는 자기 디스크와 자기 헤드의 마찰 계수를 작게 하는 방법이다.
해밀턴 등은 예를 들어 일본 자기 협회지 18권, 보충서, No.S1(1994)에 기재되어 있는 바와 같이 헤드 슬라이더를 경하중으로 지지하여 마찰력을 작게 하는 방법을 제안하고 있다. 이 수법에서는 종래에 비해 자기 헤드의 마모량을 현격하게 감소시키는 것이 가능해진다. 또, 자기 헤드가 기록 트랙상을 안정되게 주행하고 있을 때는 극히 높은 안정된 출력을 얻는 것이 가능해진다. 그러나, 이 수법에서는 헤드 슬라이더를 경하중으로 지지하므로 자기 헤드의 상태가 불안정해지기 쉽고, 예를 들어 자기 헤드를 다른 기록 트랙으로 주사하면서 이동시킬 때(즉 검색 동작시) 등에 출력이 불안정해지기 쉬운 문제가 있다.
또, 자기 디스크와 자기 헤드의 마찰 계수를 작게 하는 방법도 종래부터 각 분야에서 검토되고 있다. 양자의 마찰 계수를 작게 하기 위해서는 양자의 접촉 면적을 작게 하거나 윤활제를 사용하는 등의 방법 밖에 없다. 그러나, 일반적으로 작은 자기 헤드를 한층 더 작게 하는 것은 상당히 곤란하다. 또, 윤활제를 사용하면 해당 윤활제에 의해 자기 디스크에 형성된 자성막과 자기 헤드 사이에 간극이 생겨 버리므로 양자의 접촉 상태를 안정되게 유지할 수 없다는 문제가 있다.
또, 광기록(광자기 기록 포함) 분야에 있어서 소위 솔리드 이머젼 렌즈를 구비한 대물 렌즈를 헤드 슬라이더에 탑재함으로써 대물 렌즈와 광디스크를 근접 또는 접촉시키고, 이에 의해 개구수(NA)를 높여 고밀도 기록화를 꾀하는 수법이 고안되어 있으나, 이 경우에도 상술한 자기 기록의 경우와 동일한 문제가 있다.
본 발명은 이상과 같은 종래의 실정에 감안하여 제안된 것으로 헤드와 디스크 형상 기록 매체가 안정되게 접촉하고, 또 헤드 및 디스크 형상 기록 매체에 마모가 발생하기 어려운 디스크 형상 기록 매체, 헤드 슬라이더, 그리고 기록 및/또는 재생 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 헤드 슬라이더에 탑재되어 있는 기록 및/또는 재생용 헤드에 의해 기록 및/또는 재생이 이루어지는 디스크 형상 기록 매체에 관한 것이다. 또, 본 발명은 기록 및/또는 재생용 헤드가 탑재되는 헤드 슬라이더에 관한 것이다. 또, 본 발명은 헤드 슬라이더에 탑재된 기록 및/또는 재생용 헤드로 기록 및/또는 재생을 행하는 기록 및/또는 재생 장치에 관한 것이다.
도1은 본 발명을 적용한 하드 디스크 장치의 구성예에 대하여 그 요부를 도시한 사시도이다.
도2는 도1에 도시한 하드 디스크 장치에 사용되는 헤드 슬라이더 및 자기 디스크의 일예를 도시한 도면이다.
도3은 도1에 도시한 하드 디스크 장치에 사용되는 헤드 슬라이더 및 자기 디스크의 일예에 대하여 그 일부를 확대해서 도시한 도면이다.
도4는 도1에 도시한 하드 디스크 장치에 사용되는 헤드 슬라이더에 대하여 기록 재생시에 가해지는 힘을 도시한 도면이다.
도5는 본 발명을 적용한 헤드 슬라이더의 일예를 도시한 단면도이다.
도6은 본 발명을 적용한 자기 디스크의 일예를 도시한 평면도이다.
도7A 및 도7B는 도6에 도시한 자기 디스크의 단면을 도시한 도면으로서 도7A는 반경 방향의 단면도이고, 도7B는 원주 방향의 단면도이다.
도8은 도6에 도시한 자기 디스크의 제조 방법의 일예를 설명하기 위한 제1 도면이다.
도9는 도6에 도시한 자기 디스크의 제조 방법의 일예를 설명하기 위한 제2 도면이다.
도10은 도6에 도시한 자기 디스크의 제조 방법의 일예를 설명하기 위한 제3 도면이다.
도11은 도1에 도시한 하드 디스크 장치의 제어부의 일구성예를 도시한 블록도이다.
도12는 측정용 디스크를 도시한 평면도이다.
도13은 측정용 디스크의 회전수와 측정용 헤드 슬라이더의 부상량 및 왜곡 게이지의 출력의 관계를 측정하기 위한 측정 시스템의 개략을 도시한 사시도이다.
도14는 실시예 1에 대하여 측정용 디스크의 회전수와 측정용 헤드 슬라이더의 부상량 및 왜곡 게이지의 출력의 관계를 도시한 도면이다.
도15는 측정용 디스크를 도시한 평면도이다.
도16은 측정용 헤드 슬라이더의 주사 주기와 왜곡 게이지의 출력 및 자기 저항 효과형 헤드(MR 헤드)의 재생 출력의 관계를 측정하기 위한 측정 시스템의 개략을 도시한 사시도이다.
도17은 실시예 2에 대하여 측정용 헤드 슬라이더의 주사 주기와 왜곡 게이지의 출력 및 MR 헤드의 재생 출력의 관계를 도시한 도면이다.
도18은 측정용 헤드 슬라이더를 도시한 평면도, 측면도 및 정면도, 그리고 요부를 확대하여 도시한 모식도이다.
도19는 실시예 3에 대하여 측정용 디스크의 회전수와 측정용 헤드 슬라이더의 부상량 및 왜곡 게이지의 출력의 관계를 도시한 도면이다.
도20은 실시예 4에 대하여 측정용 헤드 슬라이더의 주사 주기와 왜곡 게이지의 출력 및 MR 헤드의 재생 출력의 관계를 도시한 도면이다.
도21은 실시예 5에 대하여 측정용 디스크의 회전수와 측정용 헤드 슬라이더의 부상량 및 왜곡 게이지의 출력의 관계를 도시한 도면이다.
도22는 실시예 6에 대하여 측정용 헤드 슬라이더의 주사 주기와 왜곡 게이지의 출력 및 MR 헤드의 재생 출력의 관계를 도시한 도면이다.
도23은 크라운 형상의 레일을 구비한 헤드 슬라이더와 자기 디스크가 접촉한 상태를 도시한 모식도이다.
도24는 크라운 형상의 레일을 구비한 헤드 슬라이더의 일예에 대하여 자기 디스크와 함께 도시한 도면이다.
도25는 도24에 도시한 헤드 슬라이더의 기록 재생시의 상태를 도시한 모식도이다.
도26은 도24에 도시한 헤드 슬라이더에 대하여 기록 재생시에 가해지는 힘을 도시한 도면이다.
도27은 측정용 디스크를 도시한 평면도이다.
도28은 측정용 헤드 슬라이더를 도시한 평면도, 측면도 및 정면도이다.
도29는 측정용 헤드 슬라이더의 공기 유입 단부의 부상량(h2)과 공기 유출 단부의 부상량(h1)을 도시한 도면이다.
도30은 실시예 7의 측정 결과를 도시한 도면이다.
도31은 크라운량(C)이 큰 헤드 슬라이더가 자기 디스크에 접촉한 상태를 도시한 도면이다.
도32A 및 도32B는 레일면이 디스크면에 대하여 평행해지도록 형성된 헤드 슬라이더를 도시한 도면이고, 도32A는 정상 상태를 도시한 도면, 도32B는 헤드 슬라이더가 경사진 상태를 도시한 도면이다.
도33A 및 도33B는 레일면이 디스크면에 대하여 경사면이 되도록 형성된 헤드 슬라이더를 도시한 도면이고, 도33A는 정상 상태를 도시한 도면, 도33B는 헤드 슬라이더가 경사진 상태를 도시한 도면이다.
도34A 및 도34B는 레일면이 원호 형상의 곡면으로 된 헤드 슬라이더를 도시한 도면이고, 도34A는 정상 상태를 도시한 도면, 도34B는 헤드 슬라이더가 경사진 상태를 도시한 도면이다.
도35는 레일면이 디스크면에 대하여 경사면이 되도록 형성된 헤드 슬라이더의 일예를 도시한 단면도이다.
도36은 레일면이 원호 형상의 곡면으로 된 헤드 슬라이더의 일예를 도시한 단면도이다.
도37은 레일면 전체적으로는 디스크면에 대하여 경사면이 되도록 형성되는 동시에 해당 레일면에 소정 패턴의 요철이 형성되어 이루어지는 헤드 슬라이더의 일예를 도시한 단면도이다.
도38은 레일면 전체적으로는 원호 형상의 곡면으로 되는 동시에 해당 레일면에 소정 패턴의 요철이 형성되어 이루어지는 헤드 슬라이더의 일예를 도시한 단면도이다.
도39는 자기 디스크의 일예를 도시한 단면도이다.
도40은 표면에 소정 패턴의 요철이 형성된 자기 디스크의 일예를 도시한 단면도이다.
도41은 도35에 도시한 헤드 슬라이더와 자기 디스크 사이에 발생하는 공기류를 도시한 모식도이다.
도42는 자기 헤드가 탑재된 헤드 슬라이더의 일예를 도시한 평면도, 측면도 및 정면도이다.
도43은 자기 헤드가 탑재된 헤드 슬라이더의 다른 예를 도시한 평면도, 측면도 및 정면도이다.
도44는 자기 헤드가 탑재된 헤드 슬라이더의 다른 예를 도시한 평면도, 측면도 및 정면도이다.
도45는 측정용 헤드 슬라이더를 도시한 평면도, 측면도 및 정면도이다.
도46은 실시예 8에 대하여 측정용 디스크의 회전수와 측정용 헤드 슬라이더의 부상량 및 왜곡 게이지의 출력의 관계를 도시한 도면이다.
도47은 측정용 디스크를 도시한 평면도이다.
도48은 실시예 9에 대하여 측정용 디스크의 회전수와 측정용 헤드 슬라이더의 부상량 및 왜곡 게이지의 출력의 관계를 도시한 도면이다.
도49는 검색 시간과 측정용 헤드 슬라이더의 경사량의 관계를 측정하기 위한 측정 시스템의 개략을 도시한 사시도이다.
도50은 실시예 10 및 실시예 11에 있어서의 헤드 슬라이더 검색시의 속도 프로파일을 도시한 도면이다.
도51은 실시예 10 및 실시예 11에 대하여 검색 시간과 측정용 헤드 슬라이더의 경사량의 관계를 도시한 도면이다.
도52는 측정용 헤드 슬라이더가 주행 자세를 회복해갈 때의 경사량의 추이를 측정하기 위한 측정 시스템의 개략을 도시한 사시도이다.
도53은 실시예 12 및 실시예 13에 있어서의 헤드 슬라이더 검색시의 속도 프로파일을 도시한 도면이다.
도54는 실시예 12 및 실시예 13에 대하여 측정용 헤드 슬라이더가 주행 자세를 회복해갈 때의 경사량의 추이를 도시한 도면이다.
본 발명에 관한 디스크 형상 기록 매체는 기록 및/또는 재생시에 적어도 일부가 부상하는 헤드 슬라이더에 탑재되어 있는 기록 및/또는 재생용 헤드에 의해 기록 및/또는 재생이 이루어지는 디스크 형상 기록 매체이다. 그리고, 디스크 표면에 볼록부가 형성되어 기록 및/또는 재생용 헤드가 상기 볼록부에 접촉한 상태에서 기록 및/또는 재생이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또, 이 디스크 형상 기록 매체는 기록 및/또는 재생용 헤드와 상기 볼록부가 무부하로 접촉한 상태에서 기록 및/또는 재생이 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 이 디스크 형상 기록 매체는 디스크 표면과 헤드 슬라이더의 간극에 흐르는 공기류에 의해 헤드 슬라이더가 부상했을 때 기록 및/또는 재생용 헤드와 상기 볼록부가 무부하로 접촉하도록 이루어져 있는 것이 바람직하다. 또, 이 디스크 형상 기록 매체에 있어서 상기 볼록부는 디스크 회전 방향에 대하여 대략 평행하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 관한 디스크 형상 기록 매체에서는 디스크 표면에 볼록부가 형성되어 기록 및/또는 재생용 헤드가 상기 볼록부에 접촉한 상태에서 기록 및/또는 재생이 이루어진다. 따라서, 기록 및/또는 재생시에 적어도 디스크 형상 기록 매체의 볼록부 이외의 부분과 헤드 슬라이더 사이에 간극이 발생하고, 이 간극에 흐르는 공기가 헤드 슬라이더를 부상시키도록 헤드 슬라이더에 대하여 부상력을 발생시킨다. 이 결과, 디스크 형상 기록 매체에 가해지는 헤드 슬라이더의 하중은 경감된다. 특히, 상기 부상력과 헤드 슬라이더의 하중이 균형을 이룬 상태일 때 기록 및/또는 재생용 헤드가 상기 볼록부에 접촉하도록 함으로써 기록 및/또는 재생용 헤드가 상기 볼록부에 무부하로 접촉한 상태가 된다. 이에 따라, 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크 형상 기록 매체의 접촉 상태가 안정되게 유지되고, 또 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크 형상 기록 매체의 마모가 억제된다.
또, 본 발명에 관한 헤드 슬라이더는 기록 및/또는 재생용 헤드가 탑재되는 동시에 디스크 형상 기록 매체와 대향하는 면에 소정 패턴의 요철이 형성되어 이루어진다. 그리고, 기록 및/또는 재생시에 디스크 형상 기록 매체와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 적어도 일부가 부상하는 동시에 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 접촉하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
또, 이 헤드 슬라이더는 기록 및/또는 재생시에 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 무부하로 접촉하도록 이루어져 있는 것이 바람직하다. 그리고, 이 헤드 슬라이더에 형성된 상기 요철은 오목부가 디스크 형상 기록 매체의 회전 방향에 대하여 대략 평행한 홈 형상이 되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또, 이 헤드 슬라이더를 사용했을 때 기록 및/또는 재생의 대상이 되는 디스크 형상 기록 매체는 디스크 표면에 볼록부가 형성되어 이루어지는 디스크 형상 기록 매체나 디스크 표면이 평활한 면으로 된 디스크 형상 기록 매체를 사용해도 된다. 단, 기록 및/또는 재생의 대상이 되는 디스크 형상 기록 매체가 디스크 표면에 볼록부가 형성되어 이루어지는 디스크 형상 기록 매체인 경우, 이 헤드 슬라이더는 기록 및/또는 재생시에 디스크 표면의 볼록부에 기록 및/또는 재생용 헤드가 접촉하도록 이루어져 있는 것이 바람직하다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 관한 헤드 슬라이더는 디스크 형상 기록 매체에 대향하는 표면에 요철이 형성되어 이루어지고, 기록 및/또는 재생시에 디스크 형상 기록 매체와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 적어도 일부가 부상하는 동시에 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 접촉하도록 이루어져 있다. 즉, 헤드 슬라이더에 형성된 오목부와 디스크 형상 기록 매체 사이의 간극에 흐르는 공기가 헤드 슬라이더를 부상시키도록 헤드 슬라이더에 대하여 부상력을 발생시킨다. 이 결과, 디스크 형상 기록 매체에 가해지는 헤드 슬라이더의 하중은 경감된다. 특히, 상기 부상력과 헤드 슬라이더의 하중이 균형을 이룬 상태일 때 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 접촉하도록 함으로써 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 무부하로 접촉한 상태가 된다. 이에 따라, 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크 형상 기록 매체의 접촉 상태가 안정되게 유지되고, 또 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크 형상 기록 매체의 마모가 억제된다.
또, 본 발명에 관한 기록 및/또는 재생 장치는 표면에 볼록부가 형성된 디스크 형상 기록 매체와, 기록 및/또는 재생시에 디스크 형상 기록 매체와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 적어도 일부가 부상하도록 된 헤드 슬라이더와, 헤드 슬라이더에 탑재된 기록 및/또는 재생용 헤드를 구비한다. 그리고, 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 형성된 볼록부에 접촉한 상태에서 해당 디스크 형상 기록 매체에 대하여 기록 및/또는 재생을 행하는 것을 특징으로 한다.
또, 이 기록 및/또는 재생 장치는 기록 및/또는 재생시에 기록 및/또는 재생용 헤드가 상기 볼록부에 무부하로 접촉하도록 이루어져 있는 것이 바람직하다. 그리고, 이 기록 및/또는 재생 장치에 있어서 디스크 형상 기록 매체에 형성된 볼록부는 해당 디스크 형상 기록 매체의 회전 방향에 대하여 대략 평행하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 관한 기록 및/또는 재생 장치에서는 헤드 슬라이더에 탑재된 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 형성된 볼록부에 접촉한 상태에서 해당 디스크 형상 기록 매체에 대하여 기록 및/또는 재생을 행한다. 따라서, 기록 및/또는 재생시에 적어도 디스크 형상 기록 매체의 볼록부 이외의 부분과 헤드 슬라이더 사이에 간극이 발생하고, 이 간극에 흐르는 공기가 헤드 슬라이더를 부상시키도록 헤드 슬라이더에 대하여 부상력을 발생시킨다. 이 결과, 디스크 형상 기록 매체에 가해지는 헤드 슬라이더의 하중은 경감된다. 특히, 상기 부상력과 헤드 슬라이더의 하중이 균형을 이룬 상태일 때 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체의 볼록부에 접촉하도록 함으로써 기록 및/또는 재생용 헤드가 상기 볼록부에 무부하로 접촉한 상태가 된다. 이에 따라, 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크 형상 기록 매체의 접촉 상태가 안정되게 유지되고, 또 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크 형상 기록 매체의 마모가 억제된다.
또, 본 발명에 관한 기록 및/또는 재생 장치는 디스크 형상 기록 매체와, 디스크 형상 기록 매체와 대향하는 면에 소정 패턴의 요철이 형성된 헤드 슬라이더와, 헤드 슬라이더에 탑재되어 디스크 형상 기록 매체에 대하여 기록 및/또는 재생을 행하는 기록 및/또는 재생용 헤드를 구비한다. 그리고, 기록 및/또는 재생시에 헤드 슬라이더의 적어도 일부가 디스크 형상 기록 매체와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 부상하는 동시에 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 접촉하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
또, 이 기록 및/또는 재생 장치는 기록 및/또는 재생시에 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 무부하로 접촉하도록 이루어져 있는 것이 바람직하다. 그리고, 이 기록 및/또는 재생 장치에 있어서 디스크 형상 기록 매체는 해당 디스크 형상 기록 매체의 표면이 평활한 면으로 되어 있거나 또는 볼록부가 형성되어 있어도 된다. 단, 디스크 형상 기록 매체의 표면에 볼록부가 형성되어 있는 경우, 해당 볼록부는 디스크 형상 기록 매체의 회전 방향에 대하여 대략 평행하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 관한 기록 및/또는 재생 장치에서는 기록 및/또는 재생시에 헤드 슬라이더의 적어도 일부가 디스크 형상 기록 매체와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 부상하는 동시에 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 접촉하도록 이루어져 있다. 즉, 헤드 슬라이더와 디스크 형상 기록 매체의 간극에 흐르는 공기가 헤드 슬라이더를 부상시키도록 헤드 슬라이더에 대하여 부상력을 발생시킨다. 이 결과, 디스크 형상 기록 매체에 가해지는 헤드 슬라이더의 하중은 경감된다. 특히, 상기 부상력과 헤드 슬라이더의 하중이 균형을 이룬 상태일 때 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 접촉하도록 함으로써 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 무부하로 접촉한 상태가 된다. 이에 따라, 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크 형상 기록 매체의 접촉 상태가 안정되게 유지되고, 또 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크 형상 기록 매체의 마모가 억제된다.
또, 본 발명에 관한 헤드 슬라이더는 기록 및/또는 재생용 헤드가 탑재되는 동시에 디스크 형상 기록 매체의 회전 방향에 대하여 대략 평행해지도록 디스크 형상 기록 매체와 대향하는 면상에 형성된 크라운 형상의 한 쌍의 레일을 구비한다. 이 헤드 슬라이더는 기록 및/또는 재생시는 디스크 형상 기록 매체와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 적어도 일부가 부상하는 동시에 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체와 접촉하도록 이루어져 있다. 그리고, 크라운 형상으로 되어 있는 부분에 대하여 레일의 길이를 L, 레일상의 공기가 유입되는 단부와 유출되는 단부에 있어서의 부상량의 차를 △d라고 한다. 그리고, 헤드 슬라이더의 레일의 크라운량을 C라고 했을 때, 그 크라운량(C)이 하기 식(1-1)의 범위 내인 것을 특징으로 한다.
C≤L{L－(L2－△d2)1/2}/{2△d) … (1-1)
상기 헤드 슬라이더를 사용하여 기록 및/또는 재생이 이루어지는 디스크 형상 기록 매체는 해당 디스크 형상 기록 매체의 표면에 요철을 형성해도 된다. 또, 상기 한 쌍의 레일 중 적어도 한 쪽에는 디스크 형상 기록 매체와 대향하는 면에 요철이 형성되어 있어도 된다. 그리고, 상기 크라운량(C)은 50 nm 이하인 것이 바람직하다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 관한 헤드 슬라이더에서는 헤드 슬라이더의 레일의 크라운량(C)이 상기 식(1-1)을 충족시키도록 이루어져 있으므로, 기록 및/또는 재생시에 레일의 크라운 형상을 구비한 부분이 디스크 형상 기록 매체와 접촉하지 않는다. 따라서, 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크 형상 기록 매체의 접촉 상태가 안정되게 유지된다.
또, 본 발명에 관한 기록 및/또는 재생 장치는 표면에 요철이 형성된 디스크 형상 기록 매체와, 기록 및/또는 재생시에 디스크 형상 기록 매체와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 적어도 일부가 부상하도록 된 헤드 슬라이더와, 헤드 슬라이더의 길이 방향 단부에 탑재되어 디스크 형상 기록 매체의 볼록부에 접촉한 상태에서 디스크 형상 기록 매체에 대하여 기록 및/또는 재생을 행하는 기록 및/또는 재생용 헤드를 구비한다. 상기 헤드 슬라이더는 디스크 형상 기록 매체의 회전 방향에 대하여 대략 평행해지도록 디스크 형상 기록 매체와 대향하는 면상에 형성된 크라운 형상의 한 쌍의 레일을 갖는다. 그리고, 크라운 형상으로 되어 있는 부분에 대하여 레일의 길이를 L, 레일상의 공기가 유입되는 단부와 유출되는 단부에 있어서의 부상량의 차를 △d라고 한다. 그리고, 헤드 슬라이더의 레일의 크라운량을 C라고 했을 때, 해당 크라운량(C)이 하기 식(1-2)의 범위 내인 것을 특징으로 한다.
C≤L{L－(L2－△d2)1/2}/(2△d) … (1-2)
또, 상기 헤드 슬라이더의 한 쌍의 레일 중 적어도 한 쪽에는 디스크 형상 기록 매체와 대향하는 면에 요철을 형성해도 된다. 그리고, 상기 크라운량(C)은 50 nm 이하인 것이 바람직하다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 관한 기록 및/또는 재생 장치에서는 헤드 슬라이더의 레일의 크라운량(C)이 상기 식(1-2)을 충족시키도록 이루어져 있으므로, 기록 및/또는 재생시에 레일의 크라운 형상을 구비한 부분이 디스크 형상 기록 매체와 접촉하지 않는다. 따라서, 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크 형상 기록 매체의 접촉 상태가 안정되게 유지된다.
또, 본 발명에 관한 헤드 슬라이더는 기록 및/또는 재생용 헤드가 탑재되는 동시에 디스크 형상 기록 매체의 회전 방향에 대하여 대략 평행해지도록 디스크 형상 기록 매체와 대향하는 면에 형성된 한 쌍의 레일을 갖는다. 그리고, 기록 및/또는 재생시에 상기 한 쌍의 레일의 적어도 일부와 디스크 형상 기록 매체 사이에 간극이 형성되고, 그 간극에 흐르는 공기류에 의해 적어도 일부가 부상하는 동시에 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 접촉하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
또, 이 헤드 슬라이더에 형성된 상기 한 쌍의 레일은 디스크 형상 기록 매체에 대향하는 면이 디스크 형상 기록 매체의 디스크면에 대하여 경사진 면으로 되어 있거나, 또는 디스크 형상 기록 매체에 대향하는 면이 곡면으로 되어 있는 것이 바람직하다. 또, 이 헤드 슬라이더의 상기 한 쌍의 레일은 디스크 형상 기록 매체에 대향하는 면에 소정 패턴의 요철을 형성해도 된다. 그리고, 이 헤드 슬라이더에 있어서 기록 및/또는 재생용 헤드는 예를 들어 상기 한 쌍의 레일 사이의 중심선 상에 탑재된다. 또는, 예를 들어 기록 및/또는 재생용 헤드는 상기 한 쌍의 레일이 좁아지는 영역의 외측에 탑재된다. 이 때는 디스크 형상 기록 매체와 대향하는 면의 형상이 상기 중심선을 대칭축으로 해서 선대칭으로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 또, 이 헤드 슬라이더의 상기 한 쌍의 레일은 전방 단부 또는 후방 단부 중 적어도 한 쪽이 비스듬히 절결된 절결부로 되어 있는 것이 바람직하다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 관한 헤드 슬라이더에서는 기록 및/또는 재생시에 헤드 슬라이더의 적어도 일부와 디스크 형상 기록 매체 사이에 간극이 형성되고, 그 간극에 흐르는 공기류에 의해 헤드 슬라이더를 부상시키는 방향으로 부상력이 작용한다. 그리고, 이 부상력이 작용한 상태에서 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 접촉한다. 따라서, 디스크 형상 기록 매체와 기록 및/또는 재생용 헤드의 마모를 억제할 수 있다. 그리고, 이 헤드 슬라이더에서는 상기 공기류의 영향으로 헤드 슬라이더가 외력에 의해 경사지기 어렵고, 비록 경사진 경우에도 신속하게 원래의 상태로 회복된다.
또, 본 발명에 관한 기록 및/또는 재생 장치는 디스크 형상 기록 매체와, 기록 및/또는 재생시에 적어도 일부가 부상하도록 된 헤드 슬라이더와, 헤드 슬라이더에 탑재되어 디스크 형상 기록 매체에 접촉한 상태에서 기록 및/또는 재생을 행하는 기록 및/또는 재생용 헤드를 구비한다. 상기 헤드 슬라이더는 디스크 형상 기록 매체의 회전 방향에 대하여 대략 평행해지도록 디스크 형상 기록 매체와 대향하는 면에 형성된 한 쌍의 레일을 갖는다. 그리고, 기록 및/또는 재생시에 상기 한 쌍의 레일의 적어도 일부와 디스크 형상 기록 매체 사이에 간극이 형성되고, 그 간극에 흐르는 공기류에 의해 헤드 슬라이더의 적어도 일부가 부상하는 동시에 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 접촉하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
또, 이 기록 및/또는 재생 장치에 있어서 상기 한 쌍의 레일은 디스크 형상 기록 매체에 대향하는 면이 디스크 형상 기록 매체의 디스크면에 대하여 경사진 면으로 되어 있거나, 또는 디스크 형상 기록 매체에 대향하는 면이 곡면으로 되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 이 기록 및/또는 재생 장치는 디스크 형상 기록 매체의 표면에 요철이 형성되어 있거나, 또는 상기 한 쌍의 레일의 디스크 형상 기록 매체에 대향하는 면에 소정 패턴의 요철이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 관한 기록 및/또는 재생 장치에서는 기록 및/또는 재생시에 헤드 슬라이더의 적어도 일부와 디스크 형상 기록 매체 사이에 간극이 형성되고, 그 간극에 흐르는 공기류에 의해 헤드 슬라이더를 부상시키는 방향으로 부상력이 작용한다. 그리고, 이 부상력이 작용한 상태에서 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크 형상 기록 매체에 접촉한다. 따라서, 디스크 형상 기록 매체와 기록 및/또는 재생용 헤드의 마모를 억제할 수 있다. 그리고, 이 기록 및/또는 재생 장치에서는 상기 공기류의 영향으로 헤드 슬라이더가 외력에 의해 경사지기 어렵고, 비록 경사진 경우에도 헤드 슬라이더는 신속하게 원래의 상태로 회복된다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
또, 이하에 기술하는 실시 형태는 본 발명의 매우 적합한 실시 형태를 제안한 것으로 기술적으로 바람직한 각종 제한이 제시되어 있는데, 본 발명의 범위는 이하의 설명에 있어서 특히 본 발명을 한정하는 사항의 기재가 없는 한 이들 형태로 제한되는 것은 아니다.
예를 들어 이하의 설명에서는 자기 디스크가 미리 조립되어 있는 하드 디스크 장치를 예로 드는데, 본 발명은 헤드 슬라이더를 사용하여 기록 및/또는 재생을 행하는 경우에 광범위하게 적용 가능하다. 즉, 본 발명은 예를 들어 헤드 슬라이더에 탑재된 자기 헤드로 가요성 디스크에 대하여 기록 재생을 행하는 등의 경우에도 적용 가능하다. 그리고, 본 발명은 광기록(광자기 기록 포함) 분야에 있어서도 적용 가능하다. 즉, 예를 들어 광학 헤드를 구성하는 대물 렌즈를 헤드 슬라이더에 탑재함으로써 대물 렌즈와 광디스크를 근접 또는 접촉시키고, 이에 의해 개구수(NA)를 높여 고밀도 기록화를 꾀하는 등의 경우에도 본 발명은 적용 가능하다. 이 때는 본 발명이 적용되는 헤드 슬라이더가 광학 헤드를 구성하는 대물 렌즈가 탑재되는 헤드 슬라이더로 이루어지고, 본 발명이 적용되는 디스크 형상 기록 매체가 광디스크로 이루어진다.
도1은 본 발명을 적용한 하드 디스크 장치(1)를 도시한 사시도이다.
이 하드 디스크 장치(1)에는 알루미늄 합금 등에 의해 형성된 하우징(2)의 평면부 이면측에 스핀들 모터(9)가 설치되어 있는 동시에, 이 스핀들 모터(9)에 의해 소정의 속도로(예를 들어 각속도 일정 또는 선속도가 일정하게) 회전 구동되는 자기 디스크(3)가 구비되어 있다. 그리고, 이 하우징(2)에는 아암(4)이 수직축(4a) 주위에 회전 및 요동 가능하게 부착되어 있다. 아암(4)의 일단부에는 보이스 코일(5)이 부착되어 있고, 아암(4)의 타단부에는 헤드 슬라이더(6)가 부착되어 있다. 하우징(2) 상방에는 보이스 코일(5)을 협지하도록 커버 요크(7a)와 저부 요크(7b)가 부착되어 있고, 저부 요크(7b)에 도시되지 않은 마그네트가 부착되어 있다. 그리고, 보이스 코일(5), 커버 요크(7a), 저부 요크(7b) 및 마그네트에 의해 보이스 코일 모터(7)가 형성되어 있다.
자기 디스크(3)는 도2에 도시한 바와 같이 표면에 요철이 형성된 기판(13) 상에 자성막(14)이 형성되어 있다. 이 자기 디스크(3)의 표면에는 기판(13) 상의 요철에 대응한 요철이 헤드 슬라이더(6)의 주행 방향에 대하여 평행한 방향으로 형성되어 있다. 여기서, 이들 요철은 자기 디스크(3) 표면에 동심원 형상으로 형성되어 이루어진다. 또, 자기 디스크(3)의 기록 트랙이 나선형으로 되는 경우 이들 요철은 기록 트랙을 따른 나선형으로 형성한다.
헤드 슬라이더(6)는 도2에 도시한 바와 같이 그 하면의 양측에 에어 베어링 표면으로서 작용하는 레일(6a, 6b)이 형성되어 있는 동시에, 이들 레일(6a, 6b)의 선단측에 테이퍼부(6c, 6d)가 형성되어 있다. 그리고, 한 쪽 레일(6a)의 후방 단부면에 자기 헤드(8)가 탑재되어 있다.
이상과 같은 구성을 구비한 하드 디스크 장치(1)에 있어서 스핀들 모터(9)가 회전 구동되면 스핀들 모터(9)의 회전에 수반하여 자기 디스크(3)가 소정의 속도로 회전한다. 그리고, 보이스 코일(5)에 외부로부터 전류가 공급되면 아암(4)은 커버 요크(7a), 저부 요크(7b) 및 마그네트로부터의 자계와 보이스 코일(5)에 흐르는 전류에 의해 발생하는 힘에 의거하여 수직축(4a)을 중심축으로 해서 회전한다. 이에 의해, 아암(4)의 타단부에 부착된 헤드 슬라이더(6)는 회전 구동되고 있는 자기 디스크(3)의 표면상에서 주행하면서 실질적으로 자기 디스크(3)의 반경 방향으로 이동한다. 이에 따라, 헤드 슬라이더(6)에 탑재된 자기 헤드(8)는 자기 디스크(3)에 대하여 검색 동작을 행한다.
이 때, 자기 디스크(3)의 회전에 수반하여 헤드 슬라이더(6)의 레일(6a, 6b) 선단측 테이퍼부(6c, 6d) 측으로부터 공기가 유입된다. 이 공기는 레일(6a, 6b)을 따라 헤드 슬라이더(6)와 자기 디스크(3) 사이에 유입되며 레일(6a, 6b)의 후방단측으로부터 유출된다. 그리고, 이와 같은 공기류에 의해 헤드 슬라이더(6)는 부상력을 받아 자기 디스크(3) 표면으로부터 미소 간극의 부상량으로 부상 주행한다. 즉, 헤드 슬라이더(6)는 자기 디스크(3) 표면과의 간극이 주행 방향에 대하여 선단측으로부터 후방단측을 향해 작아지도록 구성되어 있고, 이 간극에 흐르는 공기류에 의해 부상력을 얻어 자기 디스크(3)의 표면상에 있어서 부상한다.
헤드 슬라이더(6)와 자기 디스크(3) 표면 사이에 간극이 없는 경우에는 헤드 슬라이더(6)와 자기 디스크(3) 사이에 공기가 흐르지 않으므로, 헤드 슬라이더(6)는 부상하지 않게 되며, 자기 헤드(8)와 자기 디스크(3)가 접촉하게 된다. 그런데, 헤드 슬라이더(6)와 자기 디스크(3) 표면 사이의 간극을 없애고, 자기 헤드(8)와 자기 디스크(3)를 접촉시킨 것에서는 헤드 슬라이더(6)의 하중이 자기 디스크(3) 양쪽에 가해져 버리므로, 배경 기술의 설명에서 서술한 바와 같은 자기 헤드(8)와 자기 디스크(3)의 마찰 문제가 발생한다.
그래서, 도2 및 도3에 도시한 바와 같이, 자기 디스크(3)의 표면에 요철을 형성하고, 도3 중 화살표로 나타내는 바와 같이, 자기 디스크(3)의 오목부와, 헤드 슬라이더(6)의 레일(6a, 6b) 후방 단부측과의 미소한 간극에 공기가 흐르도록 한다. 그리고, 이 공기류에 의해 자기 디스크(3)와 헤드 슬라이더(6)의 부상 상태를 유지하면서, 헤드 슬라이더(6)와 자기 디스크(3) 볼록부와의 간극이 없어지기까지 헤드 슬라이더(6)의 부상량을 작게 함으로써, 자기 디스크(3)의 볼록부에 자기 헤드(8)를 무부하로 접촉시킬 수 있게 된다. 이로써, 자기 헤드(8)와 자기 디스크(3)의 표면이 접촉하고 있어도 자기 헤드(8)와 자기 디스크(3)의 마찰을 방지할 수 있다.
즉, 이와 같은 헤드 슬라이더(6) 및 자기 디스크(3)에서는, 자기 헤드(8)가 볼록부에 접촉한 때, 테이퍼부(6c, 6d)로부터 레일(6a, 6b)을 따라서 유입하는 공기류가, 자기 디스크(3)의 오목부와 레일(6a, 6b)의 후방 단부측과의 미소한 간극으로부터 유출하게 되므로, 도4에 도시한 바와 같이, 헤드 슬라이더(6)를 부상시키는 방향으로 헤드 슬라이더(6)에 대해 부양력(N1)이 발생한다. 따라서, 이 부양력(N1)과 헤드 슬라이더(6)의 하중(N2)이 균형을 이루도록 하면, 자기 디스크(3)의 볼록부로부터 자기 헤드(8)에 가해지는 수직 항력(L)이 0이 되며, 자기 헤드(8)와 자기 디스크(3) 표면의 마찰력을 0으로 할 수 있다. 따라서, 자기 헤드(8)와 자기 디스크(3) 표면을 접촉시키면서, 자기 헤드(8)와 자기 디스크(3)의 마찰을 없앨 수 있다.
이 자기 디스크(3)에 데이터를 기록할 때는 볼록부를 기록 트랙으로 한다. 이로써, 자기 헤드(8)와 자기 디스크(3)를 항상 접촉시킨 상태에서 기록 재생을 행하는 것이 가능해진다. 이 결과, 자기 헤드를 부상시켜 기록 재생하는 종래의 하드 디스크 장치에 비해 대폭으로 기록 재생 효율을 향상할 수 있다. 게다가, 볼록부를 기록 트랙으로 한 경우, 오목부는 가드 밴드로서 작용하므로, 크로스 토크도 대폭으로 저감된다.
그리고, 본 발명을 적용한 하드 디스크 장치(1)에 있어서는 상술한 바와 같은 표면 상에 요철이 형성된 자기 디스크(3)를 이용하는 것이 아니며, 표면이 평활한 자기 디스크를 이용했다고 해도 도5에 도시한 바와 같은 헤드 슬라이더(16)를 이용함으로써, 상술한 효과를 얻을 수 있다. 이 헤드 슬라이더(16)의 레일(16a, 16b)에는 도5에 도시한 바와 같이, 자기 디스크와 대향하는 면(이하, 레일면이라 칭한다)에 소정 패턴의 요철이 형성되어 이루어진다. 그리고, 소정의 요철 패턴은 한 쌍의 레일(16a, 16b) 중 어느 한 쪽에만 형성되어 있어도 좋다.
이 헤드 슬라이더(16)에서도 상술한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 헤드 슬라이더(16)의 레일(16a, 16b) 상에 형성된 오목부와, 표면이 평활한 자기 디스크 표면과의 간극에는 상술한 바와 같이 요철이 형성된 자기 디스크(3)에 있어서의 오목부와 헤드 슬라이더(6)의 간극에 흐르는 공기류와 마찬가지인 공기류가 발생한다. 따라서, 이 헤드 슬라이더(16)에서도, 헤드 슬라이더(16)와 자기 디스크와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 헤드 슬라이더(16)의 적어도 일부를 부상시키면서, 헤드 슬라이더(16)에 탑재된 자기 헤드를 자기 디스크에 무부하로 접촉시킬 수 있다.
이와 같이, 표면이 평활한 자기 디스크를 이용하였다고 해도, 자기 디스크와 대향하는 면에 소정 패턴의 요철이 형성된 레일(16a, 16b)을 갖는 헤드 슬라이더(16)를 이용함으로써, 상술한 바와 같이 표면에 요철이 형성된 자기 디스크(3)를 이용한 때와 마찬가지로, 자기 헤드와 자기 디스크의 표면을 접촉시키면서, 자기 헤드와 자기 디스크의 마찰을 없앨 수 있다.
다음에, 표면에 요철이 형성되어 이루어지는 자기 디스크(3)에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
도6은 본 발명을 적용한 자기 디스크(3) 및 그 일부를 확대하여 도시한 평면도이다. 그리고, 도7A는 자기 디스크(3) 반경 방향의 단면 구조를 도시한 도면이며, 도7B는 자기 디스크(3)의 원주 방향의 단면 구조를 도시한 도면이다.
이 자기 디스크(3)의 기판(13)은, 예를 들어 합성 수지, 글라스 또는 알루미늄 등으로 이루어진다. 이 기판(13)에는 데이터 기록 영역(데이터 영역) 및 제어 신호 기록 영역(서보 영역)의 각각에 대응한 요철이 형성되어 있으며, 그 표면에 자성막(14)이 형성되어 있다. 그리고 데이터 영역 및 서보 영역은 기록 재생시에 소정 간격마다 서보 영역이 나타나도록, 예를 들어 도6에 도시한 바와 같이, 서보 영역의 형성 위치가 자기 디스크(3)의 중심으로부터 대략 방사형이 되도록 형성된다.
상기 데이터 영역에는 임의의 데이터를 기록하기 위한 데이터 트랙(DT)과, 인접하는 데이터 트랙(DT)을 구분하기 위한 가드 밴드(GB)가 동심원상으로 형성되어 있다. 그리고, 자기 디스크(3)에는 데이터 트랙(DT)이 볼록부가 되며, 가드 밴드(GB)가 오목부가 되도록 요철이 형성되어 있다. 그리고, 이들 요철은 헤드 슬라이더(6)의 주행 방향(즉 기록 트랙의 방향)에 대해 평행하면 좋다. 예를 들어 기록 트랙을 스파이럴형으로 형성하는 경우에는 상기 기록 트랙을 따라서 스파이럴형으로 형성된다. 그리고, 이들 요철은 볼록부가 원주 방향으로 연속적으로 이어지도록 형성되어 있어도 좋고, 혹은 헤드 슬라이더(6)의 주행에 악영향을 끼치지 않을 정도로 분단되어 있어도 좋다.
한편, 서보 영역에는 데이터 트랙(DT)을 특정하기 위한 그레이 코드나 서보 클럭을 생성할 때 기준이 되는 클럭 마크나 자기 헤드(8)의 트래킹 제어에 사용되는 워블드 마크 등을 포함하는 서보 패턴(SP)이 기록된다. 여기에서, 서보 영역에는 요철이 형성되고, 볼록부와 오목부가 서로 역방향으로 자화되어 있으며, 이로써, 상기 서보 패턴(SP)이 기록되어 있다.
이상과 같은 자기 디스크(3)는, 예를 들어 광기술을 이용하여 제조한다. 그 제조 방법의 일예를 도8 내지 도10을 참조하여 설명한다.
도8에 도시한 바와 같이, 우선, 글라스 원반(41)의 표면에 포토 레지스트(42)를 코팅하고, 이 포토 레지스트(42)가 코팅된 글라스 원반(41)을 턴테이블(43) 상에 적재하여 회전시키고, 포토 레지스트(42)에 대해 예를 들어 오목부를 형성하는 부분에만 레이저광(44)을 조사하여 패턴 커팅한다. 레이저광(44)을 조사한 후, 포토 레지스트(42)를 현상하여 포토 레지스트(42)의 노광 부분을 제거한다. 그 후, 포토 레지스트(42)의 노광 부분이 제거된 글라스 원반(41)의 표면에 니켈(45)을 도금한다. 그리고, 이 니켈(45)을 글라스 원반(41)으로부터 박리하여 스탬퍼(46)로 한다.
다음에, 도9에 도시한 바와 같이, 스탬퍼(46)를 이용하여 기판(13)을 성형하고, 상기 기판(13)의 표면에 자성막(14)을 스퍼터링 등에 의해 성막하여 자기 디스크(3)로 한다. 그 후, 착자 장치(47)의 착자용 자기 헤드(48)에 의해 자기 디스크(3)를 착자한다.
자기 디스크(3)를 착자할 때는 자기 디스크(3)를 착자 장치(47)에 세트하고, 예를 들어 도10의 화살표 a로 도시한 바와 같이 자기 디스크(3)를 회전 주행시킨다. 그리고, 도10의 (A)에 도시한 바와 같이, 착자용 자기 헤드(48)에 제1 직류 전류를 공급하면서, 착자용 자기 헤드(48)를 자기 디스크(3)의 반경 방향으로 소정의 트랙 피치에서 이동시켜 가고, 자기 디스크(3)의 볼록부와 오목부의 자성막(14)을 모두 동일 방향으로 자화한다.
그 후, 도10의 (B)에 도시한 바와 같이, 제1 직류 전류와는 역극성으로, 전류치가 제1 직류 전류에 비해 작은 제2 직류 전류를 착자용 자기 헤드(48)에 공급하면서, 착자용 자기 헤드(48)를 자기 디스크(3)의 반경 방향으로 소정의 트랙 피치에서 이동시켜 가고, 자기 디스크(3) 볼록부의 자성막(14)만을 역방향으로 자화하고, 서보 패턴(SP)(그레이 코드, 클럭 마크, 워블드 마크 등)의 기입을 행한다.
그리고, 자기 디스크(3)의 제조 방법으로서는 이상과 같은 제조 방법 외에, 예를 들어 기판(13) 상에 자성막(14)을 형성한 후, 자성막(14)을 에칭함으로써, 요철을 형성하는 방법도 있다.
이상과 같은 자기 디스크(3)를 구비한 하드 디스크 장치(1)의 제어부 구성 예에 대해서, 그 블록도를 도11에 도시한다. 또, 여기에서는 자기 헤드(8)가 기록 전용으로 사용되는 기록 헤드(8a)와, 재생 전용으로 사용되는 재생 헤드(8b)로 이루어지는 것으로 하고 있다.
제어부(10)의 클럭 신호 생성부(10a)는 스핀들 모터(9)에 의해 회전 구동되는 자기 디스크(3)로부터 재생 헤드(8b)에 의해 재생된 신호를 수취하고, 상기 신호로부터 클럭 신호를 생성하고, 상기 클럭 신호를 트래킹 서보부(10b) 및 재생부(10c)로 출력한다. 트래킹 서보부(10b)는 클럭 신호 생성부(10a)로부터의 클럭 신호를 참조하여 재생 헤드(8b)로부터 공급되는 신호를 기초로 하여 트래킹 에러 신호를 생성하고, 이에 대응하여 암(4)을 구동한다. 이로써, 기록 헤드(8a) 및 재생 헤드(8b)가 자기 디스크(3)의 소정 반경 위치가 되도록 트래킹 제어된다. 그리고, 기록부(10d)는 도시하지 않은 외부 회로로부터 공급되는 기록 신호를 변조하고, 상기 기록 신호를 기록 헤드(8a)를 거쳐서 자기 디스크(3)에 기록한다. 한편, 재생부(10c)는 재생 헤드(8b)로부터의 재생 신호를 복조하고, 도시하지 않은 외부 회로로 출력한다. 또한, 트래킹 서보부(10b)는 트래킹 에러 신호를 모니터하고, 예를 들어 하드 디스크 장치(1)에 큰 쇼크 등이 가해지며, 기록 헤드(8a)가 기록 트랙으로부터 이탈하여 오프 트랙 상태가 되어 버린 경우에 기록부(10d)를 제어하여 기록 동작을 정지시킨다.
다음에, 이상과 같은 하드 디스크 장치에 대해서, 헤드 슬라이더 등을 시험 조작하여 실험한 결과에 대해서 설명한다.
〈실시예 1〉
우선, 헤드 슬라이더를 디스크의 소정 반경 위치에 고정한 때의 디스크 회전수와 헤드 슬라이더의 부상량과의 관계 및 디스크의 회전수와 헤드 슬라이더에 가해지는 마찰력과의 관계에 대해서 이하의 방법으로 조사했다.
여기에서, 측정용 디스크(20)로서는, 도12에 도시한 바와 같은 패턴이 형성된 글라스 디스크를 이용했다. 이 측정용 디스크(20)에는 도12에 도시한 바와 같이, 폭 1.6 ㎛의 오목부 및 폭 3.2 ㎛의 볼록부가 동심원 상에 형성되어 있다. 그리고, 이 오목부 및 볼록부의 패턴은 측정용 디스크(20)의 반경 15.5 ㎜ 내지 30.5 ㎜의 영역에 형성되어 있다. 단, 이 패턴의 중앙 부근에는 측정용 헤드 슬라이더의 부상량 측정용의 플랫 영역이 폭 0.4 ㎜로 형성되어 있다.
이 측정용 디스크(20)를 제작할 때는, 우선 글라스 디스크 표면에 포토 레지스트를 도포하고, 이 포토 레지스트를 커팅 데이터를 기초로 소정의 요철 패턴에 따라서 노광했다. 다음에, 포토 레지스트를 현상하여 마스크 패턴을 형성하고, 그 후, 글라스 디스크에 대해 반응성 이온 에칭(RIE)을 실시하여 상술한 바와 같은 요철 패턴을 형성했다.
그리고, 측정용 헤드 슬라이더에는 2개 레일의 테이퍼 플랫의 나노 슬라이더를 사용했다. 슬라이더 길이는 2.0 ㎜, 슬라이더 폭은 1.6 ㎜, 레일 폭은 200 ㎛이며, 하중은 3.5 gf로 했다. 그리고, 레일과 레일의 중간, 즉 측정용 헤드 슬라이더의 중심선 상에 폭 50 ㎛의 측정용 레일을 설치했다. 이 측정용 레일은 양 갈래 2개의 레일에 비해 충분히 가늘기 때문에, 측정용 헤드 슬라이더의 부상에는 거의 영향을 끼치지 않는다.
측정계의 개략을 도13에 도시한다. 이 측정계에서는 상술한 바와 같은 측정용 헤드 슬라이더(21)가 측정용 디스크(20)의 표면에 접촉하기까지의 부상량을 레이저 진동계에 의해 측정한다. 또한, 측정용 헤드 슬라이더(21)가 측정용 디스크(20)의 표면에 접촉한 때 측정용 헤드 슬라이더(21)에 가해지는 마찰력을 로드 빔(22)에 장착되어 있는 왜곡 게이지(23)에 의해 측정한다.
그리고, 이와 같은 측정계에서, 측정용 헤드 슬라이더(21) 및 측정용 디스크(20)를 이용하여 이하에 도시한 바와 같이 측정했다.
우선, 측정용 헤드 슬라이더(21)가 충분히 부상하는 회전수에서 측정용 디스크(20)를 회전시켰다. 그 후, 레이저 진동계로부터의 부상량 측정용 빔을 측정용 디스크(20)의 플랫 영역을 거쳐서 측정용 헤드 슬라이더(21)에 조사하고, 그 복귀 광을 검출함으로써, 측정용 헤드 슬라이더(21)의 부상량을 측정하면서, 측정용 디스크(20)의 회전수를 서서히 줄이고 있었다. 그리고, 측정용 헤드 슬라이더(21)가 측정용 디스크(20)의 표면에 접촉하기까지 측정용 헤드 슬라이더(21)의 부상량을 측정하는 동시에, 측정용 헤드 슬라이더(21)가 측정용 디스크(20)의 표면에 접촉하기 전후에 있어서의 왜곡 게이지(23)의 출력을 측정했다. 또한, 측정용 디스크(20)의 회전에는 서보를 걸고, 측정용 디스크(20)의 회전수는 시간과 함께 정확하게 감소해 가도록 했다. 그리고, 측정 개시로부터의 시간에서 측정용 디스크(20)의 회전수를 산출하고, 소정의 회전수에 있어서의 측정용 헤드 슬라이더의 부상량 및 왜곡 게이지의 값을 측정했다.
이상과 같이 하여, 측정용 디스크(20)의 회전수와 측정용 헤드 슬라이더(21) 부상량의 관계 및 측정용 디스크(20)의 회전수와 왜곡 게이지(23)의 출력 관계를 조사한 결과를 도14에 도시한다.
도14에 도시한 바와 같이, 측정용 헤드 슬라이더(21)의 부상량은 측정용 디스크(20)의 회전수가 3000 rpm의 시점에서 약 15 ㎚이었지만, 회전수가 서서히 감소함에 따라서 부상량은 선형으로 감소하고, 회전수가 2500 rpm 부근에서 부상량은 약 5 ㎚가 되며, 회전수가 2500 rpm 이하가 되면 부상량은 흐트러지기 시작한다. 그리고, 왜곡 게이지(23)의 출력은 측정용 디스크(20)의 회전수가 3000 rpm으로부터 2500 rpm 부근까지는 0이지만, 회전수가 2500 rpm 이하가 되면 출력이 시작되고, 회전수가 2200 rpm에서 출력이 포화되고 있다.
측정한 측정용 헤드 슬라이더(21)의 부상량은 하드 디스크 장치용의 헤드 슬라이더로서는 표준적인 부상량이다. 그리고, 도14에 도시한 결과로부터, 측정용 헤드 슬라이더(21)가 측정용 디스크(20)의 표면에 접촉하기 시작하는 것은 실제로는 측정용 헤드 슬라이더(21)의 부상 변동이나 측정용 디스크(20)의 비행 높이 등이 있는 것을 가미하면, 측정용 디스크(20)의 회전수가 대개 2500 rpm인 때라고 할 수 있다.
즉, 측정용 디스크(20)의 회전수가 2500 rpm 보다도 높은 때는 측정용 헤드 슬라이더(21)의 하중은 측정용 헤드 슬라이더(21)와 측정용 디스크(20)의 오목부 사이로 유입하는 공기류에 의한 부양력에 의해 지지되고 있다. 그런데, 측정용 디스크(20)의 회전수가 2500 rpm 보다도 낮아지면, 측정용 헤드 슬라이더(21)와 측정용 디스크(20)의 오목부 사이로 유입하는 공기류에 의한 부양력만으로는 측정용 헤드 슬라이더(21)의 하중을 완전히 지지할 수 없고, 측정용 헤드 슬라이더(21)는 상기 부양력과 측정용 디스크(20)의 볼록부에 의해 지지되게 된다. 게다가, 측정용 디스크(20)의 회전수가 2200 rpm 이하가 되면, 측정용 헤드 슬라이더(21)의 하중은 거의 측정용 디스크(20)의 볼록부에 의해 지지되게 된다.
이상으로부터, 측정용 디스크(20)의 회전수가 2500 rpm 부근인 때는 측정용 헤드 슬라이더(21)와 측정용 디스크(20)가 접촉하면서, 또한, 측정용 헤드 슬라이더(21)의 하중이 측정용 헤드 슬라이더(21)와 측정용 디스크(20)와의 간극으로 유입하는 공기류에 의한 부양력에 의해 지지된 상태가 되는 것을 알 수 있다. 즉, 측정용 디스크(20)의 회전수를 2500 rpm 부근으로 함으로써, 측정용 헤드 슬라이더(21)에 탑재된 자기 헤드를 측정용 디스크(20)에 무부하로 접촉시킬 수 있다.
〈실시예 2〉
다음에, 헤드 슬라이더를 자기 디스크의 반경 방향으로 주사한 때의 헤드 슬라이더에 가해지는 마찰력의 변동 및 자기 헤드의 출력 변동에 대해서 조사했다.
여기에서, 측정용 디스크(24)로서는 도15에 도시한 바와 같은 패턴이 형성된 글라스 디스크 상에 자성막 등이 형성되어 이루어지는 자기 디스크를 이용했다. 즉, 이 측정용 디스크(24)는 도15에 도시한 바와 같이, 폭 1.6 ㎛의 오목부 및 폭 3.2 ㎛의 볼록부가 규칙에 맞게 동심원 상에 형성되어 있다. 이 오목부 및 볼록부의 패턴은 측정용 디스크(24)의 반경 15.5 ㎜ 내지 20.5 ㎜의 영역에 형성되어 있다. 그리고, 이 측정용 디스크(24)는 도12에 도시한 측정용 디스크(20)와 달리 부상량 측정용의 플랫 영역을 갖지 않는다.
이 측정용 디스크(24)를 제작할 때는 우선, 상술한 바와 같은 요철 패턴이 형성된 글라스 디스크의 표면에, 재료막으로서 Cr을 100 ㎚, 자성막으로서 CoPt를 20 ㎚, 보호막으로서 C를 30 ㎚, 각각 스퍼터법에 의해 차례로 형성했다. 그 후, 그 위에 윤활제를 2 ㎚, 딥핑법에 의해 도포했다.
그리고, 측정용 헤드 슬라이더에는 2개 레일의 테이퍼 플랫의 나노 슬라이더를 사용했다. 슬라이더 길이는 2.0 ㎜, 슬라이더 폭은 1.6 ㎜, 레일 폭은 200 ㎛이며, 하중은 3.5 gf로 했다. 또한, 측정용 헤드 슬라이더의 2개의 레일 중, 디스크 외주측의 레일에는 기록용 인덕티브 헤드와, 재생용 자기 저항 효과형 헤드(MR 헤드)를 탑재했다.
측정계의 개략을 도16에 도시한다. 이 측정계에서는 측정용 헤드 슬라이더(25)가 측정용 디스크(24)의 표면에 접촉한 때에 측정용 헤드 슬라이더(25)에 가해지는 마찰력을 로드 빔(26)에 장착되어 있는 왜곡 게이지(27)에 의해 측정한다. 그리고, 측정용 헤드 슬라이더(25)는 로드 빔(26)이 장착되어 있는 이동 스테이지(28)에 의해 측정용 디스크(24)의 반경 방향으로 주사할 수 있도록 되어 있다.
그리고, 이와 같은 측정계에서, 측정용 헤드 슬라이더(25) 및 측정용 디스크(24)를 이용하여 이하에 나타내는 바와 같이 측정을 행하였다.
우선, 측정용 디스크(24)를 측정용 헤드 슬라이더(25)가 측정용 디스크(24)의 표면에 접촉하고는 있지만, 그 접촉부의 수직 항력이 0이 되는 회전수로 회전시켰다. 그리고, 이 회전수는 실시예 1에서의 실험 결과를 도시한 도14로부터 구할 수 있다.
그 후, 측정용 헤드 슬라이더(25)를 측정용 디스크(24)의 반경 20 ㎜ 내지 25 ㎜ 사이에서 주파수 50 Hz로 주사하면서, 왜곡 게이지(27)의 출력을 측정하는 동시에, MR 헤드의 재생 출력을 측정했다.
이 때, 측정용 헤드 슬라이더(25)의 주사에 의해 측정용 헤드 슬라이더(25)와 측정용 디스크(24)의 접촉부에 있어서의 수직 항력이 0이 아니면 마찰력이 발생하므로, 왜곡 게이지(27)에 출력이 나타나게 된다. 그리고, 측정용 헤드 슬라이더(25)의 주사에 의해 측정용 헤드 슬라이더(25)와 측정용 디스크(24) 표면과의 접촉 상태가 불안정해지면, MR 헤드의 재생 출력이 불안정해진다.
그리고, 측정용 헤드 슬라이더(25)는 측정용 디스크(24) 요철부의 원주 방향에 대해 수직 방향으로(즉 디스크 반경 방향으로) 주사되므로, MR 헤드는 측정용 디스크(24)의 오목부와 볼록부를 교대로 재생하게 된다. 그리고, MR 헤드로부터의 재생 출력은 당연하지만 볼록부를 재생할 때는 커지며, 오목부를 재생할 때는 작아진다. 그러나, 여기에서는 MR 헤드 재생 출력의 안정도를 관찰할 필요가 있다. 그래서, 여기에서는 MR 헤드로부터 재생 출력 중, 볼록부를 재생하고 있을 때의 재생 출력에만 주목하는 것으로 한다.
이상과 같은 실험 결과를 도17에 도시한다. 도17은 측정용 헤드 슬라이더(25)의 주사 주기와 왜곡 게이지(27)의 출력 관계 및 측정용 헤드 슬라이더(25)의 주사 주기와 MR 헤드의 재생 출력과의 관계를 도시한 도면이다.
도17에 도시한 바와 같이, MR 헤드의 재생 출력은 측정용 헤드 슬라이더(25)를 주사하고 있어도 거의 일정하였다.
그리고, 왜곡 게이지(27)의 출력은 도14와의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 측정용 헤드 슬라이더(21)의 하중이 모두 측정용 디스크(20)의 표면에 가해진 경우의 왜곡 게이지(23)의 출력에 비해 1/5 정도가 되고 있지만, 완전히 0으로는 되지 않았다. 이것은 측정용 헤드 슬라이더(25)가 2개 레일의 테이퍼 플랫이므로, 디스크 반경 위치에 의해 부상량이 다르므로, 측정용 헤드 슬라이더(25)와 측정용 디스크(24) 오목부와의 사이로 유입하는 공기류에 의한 부양력과, 측정용 헤드 슬라이더(25)의 하중이 디스크 외주로 갈수록 균형이 맞지 않고, 측정용 헤드 슬라이더(25)가 측정용 디스크(24)의 볼록부에 하중을 갖고 접촉하도록 되어 버리기 때문이다. 따라서, 예를 들어 이른바 TPC 슬라이더와 같이, 부상량이 디스크 반경 위치에 존재하지 않는 것을 이용하면, 상술한 문제를 해소할 수 있고, 왜곡 게이지(27)의 출력을 항상 0으로 할 수 있다.
이상, 실시예 1 및 실시예 2의 결과로부터 디스크 표면에 볼록부가 형성된 자기 디스크를 사용함으로써, 자기 헤드가 디스크 표면의 볼록부에 무부하로 접촉한 상태에서 기록 재생을 행하는 것이 가능해지며, 자기 헤드와 자기 디스크의 마찰을 억재하고, 또한 양호한 기록 재생 특성을 실현할 수 있는 것을 알 수 있다.
〈실시예 3〉
본 실시예에서는 도18에 도시한 바와 같이, 소정의 요철 패턴이 형성되어 이루어지는 측정용 헤드 슬라이더(29)를 이용했다. 이 측정용 헤드 슬라이더(29)는 2개 레일의 테이퍼 플랫의 나노 슬라이더이며, 슬라이더 길이는 2.0 ㎜, 슬라이더 폭은 1.6 ㎜, 레일 폭은 200 ㎛이며, 하중은 3.5 gf로 했다. 그리고, 각 레일의 표면에 폭 1.6 ㎛의 오목부와 폭 3.2 ㎛의 볼록부가 형성되어 있다. 이 요철 패턴은 측정용 헤드 슬라이더(29)의 레일 전체면에 상기 레일의 긴 변에 평행해지도록 규칙에 맞게 형성되어 있다.
그리고, 측정용 디스크로서는 표면이 평활한 글라스 디스크를 이용했다.
그리고, 측정용 헤드 슬라이더(29)와 표면이 평활한 측정용 디스크를 이용한 이외는 실시예 1과 마찬가지인 측정계에서, 실시예 1과 마찬가지인 방법으로, 측정용 디스크의 회전수, 측정용 헤드 슬라이더(29)의 부상량 및 왜곡 게이지의 출력을 측정했다. 결과를 도19에 도시한다.
도19에 도시한 바와 같이, 표면에 요철이 형성된 측정용 헤드 슬라이더(29)를 이용한 본 실시예에서는 표면에 요철이 형성된 측정용 디스크를 이용한 실시예 1과 같은 측정 결과를 얻을 수 있었다.
즉, 도19에 도시한 바와 같이, 측정용 헤드 슬라이더(29)의 부상량은 측정용 헤드 디스크의 회전수가 3000 rpm의 시점에서 약 15 ㎚였던 것이 회전수가 서서히 감소함에 따라서 부상량은 선형으로 감소하고, 회전수가 2500 rpm 부근에서 부상량은 약 5 ㎚가 되며, 회전수가 2500 rpm 이하가 되면 부상량은 흐트러지기 시작한다. 또한, 왜곡 게이지의 출력은 측정용 디스크의 회전수가 3000 rpm으로부터 2500 rpm 부근까지는 0이지만, 회전수가 2500 rpm 이하로부터 출력이 시작되고, 회전수가 2200 rpm에서 출력은 포화되고 있다.
측정한 측정용 헤드 슬라이더(29)의 부상량은 하드 디스크 장치용의 헤드 슬라이더로서는 표준적인 부상량이다. 그리고, 도19에 도시한 결과로부터 측정용 헤드 슬라이더(29)가 측정용 디스크 표면에 접촉하기 시작하는 것은 실제로는 측정용 헤드 슬라이더(29)의 부상 변동이나 측정용 디스크의 비행 높이 등이 있는 것을 가미하면, 측정용 디스크(29)의 회전수가 대개 2500 rpm인 때라고 할 수 있다.
즉, 측정용 디스크의 회전수가 2500 rpm 보다 높은 때는 측정용 헤드 슬라이더(29)의 하중은 측정용 헤드 슬라이더(29)의 오목부와 측정용 디스크와의 간극으로 유입하는 공기류에 의한 부양력에 의해 지지되고 있다. 그런데, 측정용 디스크의 회전수가 2500 rpm 보다도 낮아지면, 측정용 헤드 슬라이더(29)의 오목부와 측정용 디스크와의 간극으로 유입하는 공기류에 의한 부양력만으로는 측정용 헤드 슬라이더(29)의 하중을 완전히 지지할 수 없으며, 측정용 헤드 슬라이더(29)는 상기 부양력과 측정용 디스크에 의해 지지되게 된다. 게다가, 측정용 디스크의 회전수가 2200 rpm 이하가 되면, 측정용 헤드 슬라이더(29)의 하중은 거의 측정용 디스크에 의해 지지되게 된다.
이상으로부터, 실시예 1과 마찬가지로, 측정용 디스크의 회전수가 2500 rpm 부근인 때는 측정용 헤드 슬라이더(29)와 측정용 디스크가 접촉하면서, 또한, 측정용 헤드 슬라이더(29)의 하중이 측정용 헤드 슬라이더(29)와 측정용 디스크의 간극으로 유입하는 공기류에 의한 부양력에 의해 지지된 상태가 되는 것을 알 수 있다. 즉, 측정용 디스크의 회전수를 2500 rpm 부근으로 함으로써, 측정용 헤드 슬라이더(29)에 탑재된 자기 헤드를 측정용 디스크에 무부하로 접촉시킬 수 있다.
〈실시예 4〉
본 실시예에서는 실시예 3에서 이용한 것과 마찬가지인 측정용 헤드 슬라이더(29)를 이용했다. 그리고, 측정용 디스크로서, 표면이 평활한 글라스 디스크 상에 실시예 2인 때와 마찬가지로 자성막 등을 형성한 측정용 디스크를 이용했다. 그리고, 실시예 2와 마찬가지인 측정계에서 실시예 2와 같은 방법으로, 측정용 헤드 슬라이더(29)를 주사하여, 왜곡 게이지의 출력 및 MR 헤드의 재생 출력을 측정했다.
결과를 도20에 도시한다. 그리고, 도20은 도17과 마찬가지로 측정용 헤드 슬라이더(29)의 주사 주기와 왜곡 게이지의 출력 관계 및 측정용 헤드 슬라이더(29)의 주사 주기와 MR 헤드의 재생 출력과의 관계를 도시한 도면이다. 도20에 도시한 바와 같이, 표면에 요철이 형성된 측정용 헤드 슬라이더(29)를 이용한 본 실시예에서는 표면에 요철이 형성된 측정용 디스크(24)를 이용한 실시예 2와 마찬가지인 측정 결과를 얻을 수 있다.
즉, 도20에 도시한 바와 같이, MR 헤드의 재생 출력은 측정용 헤드 슬라이더(29)를 주사하고 있어도 거의 일정하였다.
또한, 왜곡 게이지의 출력은 도19와의 비교에서 알 수 있는 바와 같이, 측정용 헤드 슬라이더(29)의 하중이 모두 측정용 디스크의 표면에 가해진 경우의 왜곡 게이지의 출력에 비해 1/5 정도로 되어 있지만, 완전히 0으로는 되지 않았다. 이것은 실시예 2인 때와 마찬가지로, 측정용 헤드 슬라이더(29)가 2개 레일의 테이퍼 플랫이므로, 디스크 반경 위치에 의해 부상량이 다르므로, 측정용 헤드 슬라이더(29)와 측정용 디스크 사이로 유입하는 공기류에 의한 부양력과, 측정용 헤드 슬라이더(29)의 하중이 디스크 외주로 갈수록 균형이 잡히지 않고, 측정용 헤드 슬라이더(29)가 측정용 디스크에 부하를 지니고 접촉하도록 되어버리기 때문이다. 따라서, 예를 들어 TPC 슬라이더와 같이, 부상량이 디스크 반경 위치에 존재하지 않은 것을 이용하면, 상술한 문제를 해소할 수 있고, 왜곡 게이지의 출력을 항상 0으로 할 수 있다.
이상, 실시예 3 및 실시예 4의 결과로부터 자기 디스크와 대향하는 면에 소정 패턴의 요철이 형성된 헤드 슬라이더를 사용함으로써, 자기 헤드가 디스크 표면에 무부하로 접촉한 상태에서 기록 재생을 행하는 것이 가능해지며, 자기 헤드와 자기 디스크와의 마찰을 억제하고, 또한 양호한 기록 재생 특성을 실현할 수 있는 것을 알 수 있다.
〈실시예 5〉
본 실시예에서는 실시예 3에서 이용한 것과 마찬가지인 측정용 헤드 슬라이더(29)를 이용했다. 그리고, 측정용 디스크로서, 실시예 1에서 이용한 것과 마찬가지인 디스크 표면에 소정 패턴의 요철이 형성되어 이루어지는 측정용 디스크(20)를 이용했다. 그리고, 실시예 1과 마찬가지인 측정계에서, 실시예 1과 마찬가지인 방법으로 디스크의 회전수, 측정용 헤드 슬라이더(29)의 부상량 및 왜곡 게이지의 출력을 측정했다. 결과를 도21에 도시한다.
도21에 도시한 바와 같이, 표면에 요철이 형성된 측정용 헤드 슬라이더(29)와, 표면에 요철이 형성된 측정용 디스크(20)를 이용한 본 실시예에서는 측정용 디스크(20)의 표면에만 요철이 형성되어 있는 실시예 1과, 측정용 헤드 슬라이더(29)의 표면에만 요철이 형성되어 있는 실시예 3과 같은 경향을 나타내는 측정 결과를 얻을 수 있었다.
즉, 도21에 도시한 바와 같이, 측정용 헤드 슬라이더(29)의 부상량은 측정용 디스크(20)의 회전수가 6000 rpm의 시점에서 약 15 ㎚인 것이 회전수가 서서히 감소하는 데 따라서 부상량은 선형으로 감소하고, 회전수가 5000 rpm 부근에서 부상량은 5 ㎚가 되며, 회전수가 5000 rpm 이하가 되면 부상량은 흐트러지기 시작한다. 그리고, 왜곡 게이지의 출력은 측정용 디스크(20)의 회전수가 6000 rpm으로부터 5000 rpm 부근까지는 0이지만, 회전수가 5000 rpm 이하로부터 출력이 시작되고, 회전수가 4400 rpm에서 출력은 포화되고 있다.
측정한 측정용 헤드 슬라이더(29)의 부상량은 하드 디스크 장치용의 헤드 슬라이더로서는 표준적인 부상량이다. 그리고, 도21에 도시한 결과로부터, 측정용 헤드 슬라이더(29)가 측정용 디스크(20)의 표면에 접촉하기 시작하는 것은 실제로는 측정용 헤드 슬라이더(29)의 부상 변동이나 측정용 디스크(20)의 비행 높이 등이 있는 것을 가미하면, 측정용 디스크(29)의 회전수가 대개 5000 rpm인 때라고 할 수 있다.
즉, 측정용 디스크(20)의 회전수가 5000 rpm 보다 높은 때는 측정용 헤드 슬라이더(29)의 하중은 측정용 헤드 슬라이더(29)와 측정용 디스크(20)와의 오목부 사이로 유입하는 공기류에 의한 부양력에 의해 지지되고 있다. 그런데, 측정용 디스크(20)의 회전수가 5000 rpm 보다 낮아지면, 측정용 헤드 슬라이더(29)와 측정용 디스크(20)와의 간극으로 유입하는 공기류에 의한 부양력만으로는 측정용 헤드 슬라이더(29)의 하중을 지지할 수 없으며, 측정용 헤드 슬라이더(29)는 상기 부양력과 측정용 디스크(20)의 볼록부에 의해 지지되게 된다. 게다가, 측정용 디스크(20)의 회전수가 4400 rpm 이하가 되면, 측정용 헤드 슬라이더(29)의 하중은 거의 측정용 디스크(20)의 볼록부에 의해 지지되게 된다.
이상으로부터, 측정용 디스크(20)의 회전수가 5000 rpm 부근인 때는 측정용 헤드 슬라이더(29)와 측정용 디스크(20)가 접촉하면서, 또한, 측정용 헤드 슬라이더(29)의 하중이 측정용 헤드 슬라이더(29)와 측정용 디스크(20)의 간극으로 유입하는 공기류에 의한 부양력에 의해 지지된 상태가 되는 것을 알 수 있다. 즉, 측정용 디스크(20)의 회전수를 5000 rpm 부근으로 함으로써, 측정용 헤드 슬라이더(29)에 탑재한 자기 헤드를 측정용 디스크(20)에 무부하로 접촉시킬 수 있다.
〈실시예 6〉
본 실시예에서는 실시예 3에서 이용한 것과 마찬가지인 측정용 헤드 슬라이더(29)를 이용했다. 그리고, 측정용 디스크로서, 실시예 2에서 이용한 것과 마찬가지인 디스크 표면에 소정 패턴의 요철이 형성되어 이루어지는 측정용 디스크(24)를 이용했다. 그리고, 실시예 2와 마찬가지인 측정계에서, 실시예 2와 마찬가지인 방법으로 측정용 헤드 슬라이더(29)를 주사하여 왜곡 게이지의 출력 및 MR 헤드의 재생 출력을 측정했다.
결과를 도22에 도시한다. 그리고, 도22는 도17 및 도20과 마찬가지로 측정용 헤드 슬라이더(29)의 주사 주기와 왜곡 게이지의 출력 관계 및 측정용 헤드 슬라이더(29)의 주사 주기와 MR 헤드의 재생 출력과의 관계를 도시한 도면이다.
도22에 도시한 바와 같이, 표면에 요철이 형성된 측정용 헤드 슬라이더(29)와, 표면에 요철이 형성된 측정용 디스크(24)를 이용한 본 실시예에서는 측정용 디스크(24)의 표면에만 요철이 형성되어 있는 실시예 2와, 측정용 헤드 슬라이더(29)의 표면에만 요철이 형성되어 있는 실시예 4와 같은 결과를 얻을 수 있었다.
이상, 실시예 5 및 실시예 6의 결과로부터 자기 디스크와 대향하는 면에 소정 패턴의 요철이 형성된 헤드 슬라이더와, 디스크 표면에 소정 패턴의 요철이 형성된 자기 디스크를 이용한 하드 디스크 장치에서도 자기 디스크와 대향하는 면에 소정 패턴의 요철이 형성된 헤드 슬라이더와, 디스크 표면이 평활한 자기 디스크를 이용한 하드 디스크 장치와, 자기 디스크와 대향하는 면이 평활한 하드 슬라이더와, 디스크 표면에 소정 패턴의 요철이 형성된 자기 디스크를 이용한 하드 디스크 장치와 마찬가지로, 자기 헤드가 디스크 표면에 무부하로 접촉한 상태에서 기록 재생을 행하는 것이 가능해지며, 자기 헤드와 자기 디스크와의 마찰을 억제하고, 또한 양호한 기록 재생 특성을 실현할 수 있는 것을 알 수 있다.
〈헤드 슬라이더의 다른 예〉
그런데, 실시예 1 내지 실시예 6에서 든 헤드 슬라이더의 레일은 디스크에 대향하는 면의 형상이 디스크면에 대해 평행하게 되어 있지만, 헤드 슬라이더의 레일은 디스크와 대향하는 면이 융기한 형상(이른바 크라운 형상)으로 되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 자기 디스크의 회전 방향에 대해 대략 평행해지도록 한 쌍의 레일이 형성된 헤드 슬라이더는 상기 레일면을 곡면으로 하여, 이른바 크라운 형상으로 하는 것이 바람직하다.
이하, 이와 같이 레일을 크라운 형상으로 한 헤드 슬라이더에 대해서 설명한다.
레일을 크라운 형상으로 한 헤드 슬라이더에 있어서, 레일의 크라운량(C)은 레일의 길이를 L, 레일 위의 공기가 유입하는 단부와 유출하는 단부에 있어서의 부상량의 차를 △d라 한 때, 하기식(2-1)을 만족하는 것이 바람직하다.
C ≤ L{L-(L2- △d2)1/2}/(2△d) … (2-1)
상기식(2-1)은 본 발명자가 예의 연구를 반복한 결과, 접촉 방식의 하드 디스크 장치에 있어서의 헤드 슬라이더의 레일 크라운량(C)에 착안하여 발견하는 데 이른 것이다. 이하에 상기식(2-1)의 도출 과정을 설명한다.
상기식(2-1)의 도출 과정을 설명하기 위해, 접촉 방식의 하드 디스크 장치에 있어서의 헤드 슬라이더 및 자기 디스크를 도시한 모식도로서 도23을 이용한다. 도23에 도시한 바와 같이, 헤드 슬라이더(30)의 크라운 곡률의 중심점을 점 O, 헤드 슬라이더(30)의 레일 단부 중, 공기가 유입하는 측의 단부(이하, 공기 유입 단부라 칭한다.)를 점 A, 공기가 유출하는 측의 단부(이하, 공기 유출 단부라 칭한다.)와 자기 디스크와의 접점을 점 B라 한다. 그리고, 선분 AB의 중점을 점 F, 점 A로부터 자기 디스크(31)를 향해 내린 수선과 자기 디스크(31) 표면과의 교점을 점 D라 한다. 또한, 자기 디스크(31)의 표면에 따른 직선 BD의 연장선 상이면서 점 B를 기준으로 하여 점 D의 반대측에 있는 점을 점 E라 한다. 이 때, 자기 디스크(31)의 표면에 따른 직선 DE는 호 AB의 접선이 되고 있다.
헤드 슬라이더(30)는 기록 재생시에 레일 상의 단부 중, 공기 유입 단부점 A가 부상하는 동시에, 상기 공기 유입 단부점 A와는 반대측의 레일 길이 방향 단부인 공기 유출 단부점 B가 자기 디스크(31)와 접촉한다. 이 때, 공기 유출 단부점 B에 탑재된 자기 헤드와 자기 디스크(31)가 접촉한다. 또, 여기에서는 자기 헤드의 두께는 헤드 슬라이더(30)에 비해 충분히 작고, 무시할 수 있는 것으로 한다.
또한, 도23에 도시한 헤드 슬라이더(30)에 있어서, 헤드 슬라이더(30)와 자기 디스크(31) 간극으로 유입하는 공기는 헤드 슬라이더(30)의 선단부, 즉 길이 방향 선단부에 형성된 테이퍼부(30a)의 단부로부터 유입하고, 레일 상의 공기 유입 단부점A를 지나서 공기 유출 단부점 B로부터 유출한다. 단, 여기에서는 레일의 크라운량(C)에 착안하므로 테이퍼부(30a)를 무시하여 공기의 유입 단부가 크라운 형상의 단부, 즉 공기 유입 단부점 A인 것으로 한다.
그리고, 헤드 슬라이드(30)의 크라운량(C)은 공기 유입 단부점(A)과 공기 유출 단부점(B)을 연결하는 직선의 중심점(F)과 레일의 형상을 나타내는 선(즉 활(AB))의 거리로서 정의한다. 또, 여기에서는 레일 길이 방향의 길이, 즉 상술한 공기 유입 단부점(A)과 공기 유출 단부점(B)의 거리를 L로 하고, 레일상의 공기 유입 단부점(A)에 있어서의 헤드 슬라이드(30)의 부상량과 공기 유출 단부점(B)에 있어서의 헤드 슬라이드(30) 부상량의 차를 △d로 한다.
직선 DE는 도23에 도시한 바와 같이 활(AB)과 접하고 있다. 이 때문에, 활(AB)의 반경인 직선 OB와 직선 DE는 점 B에 있어서 수직으로 교차한다. 즉, ∠OBE는 90°이다. 또, ∠ADE와 ∠BFO도 90°이다. 따라서, △ADB와 △BFO는 상사형이며, ∠ABD＝∠BOF이다. 그래서, ∠ABD＝∠BOF＝θ로 놓으면, 하기식 (2-2) 및 (2-3)이 얻어진다.
tan－1((L/2)/(r－C))＝θ …(2-2)
tan－1(△d/(L2－△d2)1/2)＝θ …(2-3)
여기에서 0≤θ＜90이기 때문에, 상기식 (2-2) 및 (2-3)으로부터 하기식(2-4)가 얻어진다.
(L/2)/(r－C)＝△d/(L2－△d2)1/2…(2-4)
또, △FBO에 있어서 ∠BOF는 90°이다. 따라서, 하기식 (2-5)가 얻어진다.
r2＝(r－C)2＋(L/2)2…(2-5)
상기 식 (2-5)로부터 하기식 (2-6)이 얻어진다.
r＝{C2＋(L/2)2}/(2C) …(2-6)
상기 식 (2-6)을 상기식 (2-4)에 대입하면 하기식 (2-7)이 얻어진다.
CL/{(L/2)2－C2)＝△d/(L2－△d2)1/2…(2-7)
상기 식 (2-7)을 C에 대해서 풀면 하기식 (2-8)이 얻어진다.
C＝L{L－(L2－△d2)1/2}/(2△d) …(2-8)
그리고, 크라운량(C)이 상기식 (2-8)을 만족할 때가 공기 유출 단부점(B)이 자기 디스크(31)에 접하고 있을 때이다. 이 값보다도 크라운량(C)이 커지면 공기 유출 단부점(B)보다도 헤드 슬라이드(30)의 융기 부분, 즉 크라운 형상으로 된 부분이 자기 헤드보다도 먼저 자기 디스크(31)에 접해 버린다.
바꿔 말하면, 공기 유입 단부의 부상량과 공기 유출 단부 부상량의 차(△d)가 상기식 (2-8)을 만족시킬 때, 그 △d는 공기 유출 단부점(B)이 자기 디스크(31)에 접하고 있을 때의 부상량차에 상당한다. 따라서, 공기 유입 단부의 부상량과 공기 유출 단부 부상량의 차가 상기식 (2-8)을 만족시키는 △d의 값보다도 작아지면, 크라운 형상으로 된 부분이 자기 헤드보다도 먼저 자기 디스크(31)에 접하도록 된다.
따라서, 헤드 슬라이드(30)의 크라운량(C)은 식 (2-1)의 범위로 하는 것이 바람직하다.
C≤L{L－(L2－△d2)1/2}/(2△d) …(2-1)
레일이 상기식 (2－1)을 만족시키는 크라운 형상으로 된 헤드 슬라이드(30)에서는 기록 재생시에 크라운형으로 형성된 레일이 자기 디스크(31)와 접촉하는 일이 없어진다. 즉, 크라운량(C)이 상기식 (2-1)을 만족시키도록 함으로써 기록 재생시에 헤드 슬라이드(30)의 레일과 자기 디스크(31)가 접촉하는 것을 회피할 수 있어, 자기 헤드와 자기 디스크(31)와의 안정된 접촉 상태를 확보하는 것이 가능하게 된다.
이하, 이상과 같은 크라운 형상의 레일을 갖고 있는 헤드 슬라이드의 실시 형태에 대해서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도24에 도시한 바와 같이, 이 헤드 슬라이드(40)는 기록 재생시에 자기 디스크(41)와 접촉하도록 된 자기 헤드(42)를 길이 방향 후방 단부에 구비하고 있다. 또, 헤드 슬라이드(40)의 자기 디스크(41)와 대향하는 면에는 자기 디스크(41)의 회전 방향에 대해 대략 평행하게 형성된 한 쌍의 레일(40a, 40b)이 형성되어 있다. 또, 이들의 한 쌍의 레일(40a, 40b)에는 자기 헤드(42)가 탑재되어 있지 않은 측의 길이 방향 단부에 테이퍼부(40c, 40d)가 형성되어 있다. 이 때, 레일(40a, 40b)은 도25에 도시한 바와 같이 자기 디스크(41)에 대향하는 방향으로 솟아오른 부분, 즉 크라운 형상으로 된 부분을 갖고 있다.
특히, 이 헤드 슬라이드(40)는 도23에 도시한 헤드 슬라이드(30)와 마찬가지로, 레일(40a, 40b) 중 크라운 형상으로 된 부분의 길이를 L, 공기 유입 단부점(A)에 있어서의 부상량과 공기 유출 단부점(B)에 있어서의 부상량의 차를 △d, 헤드 슬라이드(40)의 크라운량을 C라 했을 때, 크라운량(C)이 C≤L{L－(L2－△d2)1/2}/(2△d)를 만족시키도록 되어 있다. 여기에서 크라운량(C)은 50nm 이하, 보다 바람직하게는 30nm 이하로 되어 있으면 바람직하다. 또, 특히 자기 디스크(41)가 소정 회전수 이상으로 회전하고 있지 않을 때에는 헤드 슬라이드(40)가 자기 디스크(41)의 소정 영역(이하, CSS 영역이라고 칭한다)에 접촉하는 방식(이하, CSS 방식이라고 칭한다)을 채용한 경우에는 헤드 슬라이드(41)의 크라운량(C)을 플러스의 값으로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해 자기 헤드(42)가 탑재된 헤드 슬라이드(41)의 장수명화를 도모할 수 있다.
자기 헤드(42)는 헤드 슬라이드(40)의 테이퍼부(40c, 40d)와는 반대측의 길이 방향 단부에 탑재되어 있다. 그리고, 이 자기 헤드(42)는 기록 재생시에 자기 디스크(41)와 접촉하도록 되어 있다.
이 헤드 슬라이드(40)에 있어서는, 도25에 도시한 바와 같이 자기 디스크(41)가 회전 구동되면, 도25 중의 화살표로 나타내는 바와 같이 공기 유입 단부점(A)측으로부터 레일(40a, 40b)을 따라 헤드 슬라이드(40)와 자기 디스크(41) 사이에 공기가 유입된다. 그리고, 이와 같이 헤드 슬라이드(40)와 자기 디스크(41) 사이에 유입된 공기는 공기 유출 단부점(B)측으로부터 헤드 슬라이드(40)의 후방으로 유출된다. 즉, 이 헤드 슬라이드(40)에 있어서, 레일(40a, 40b)은 에어 베어링 표면의 작용을 한다.
그리고, 이와 같이 헤드 슬라이드(40)와 자기 디스크(41) 사이에 생기는 공기 흐름에 의해 헤드 슬라이드(40)는 기록 재생시에 적어도 일부가 부상한다. 또, 이 때 헤드 슬라이드(40)에 탑재된 자기 헤드(42)는 자기 디스크(41)의 표면에 접촉한다. 또, 도25에서는 공기의 흐름을 알기 쉽게 도시하기 위해서 헤드 슬라이드(40) 전부가 부상하고 있는 것처럼 도시하고 있지만, 실제로 기록 재생을 행할 때에는 헤드 슬라이드(40)의 공기 유출 단부점(B)이 자기 디스크(41)에 접촉한다. 그리고, 이 부분에 탑재된 자기 헤드(42)가 자기 디스크(41)에 접촉된 상태에서 기록 재생이 행해진다.
이상과 같이 구성된 헤드 슬라이드(40)에서는 크라운량(C)이 C≤L{L－(L2－△d2)1/2}/(2△d)를 만족시키도록 되어 있기 때문에, 기록 재생시에 크라운 형상으로 된 부분이 자기 디스크(41)에 접촉하는 것을 회피할 수 있으며, 자기 헤드(42)와 자기 디스크(41)를 안정되게 접촉시킬 수 있다.
또, 이와 같은 헤드 슬라이드(40)를 이용할 때에도 자기 디스크(41)로서는 도6 및 도7A 및 도7B 등에서 도시한 바와 같은, 표면에 소정의 요철 패턴이 형성되어 이루어지는 자기 디스크를 이용하고 있다. 이에 의해 상술한 헤드 슬라이드(6)와 마찬가지로, 자기 디스크(41)에 형성된 오목부와 헤드 슬라이드(40)의 레일(40a, 40b) 후단측 사이의 미소한 간극에 공기가 흐르도록 된다. 그리고, 기록 재생시에는 이 공기 흐름에 의해 자기 디스크(41)상에서의 헤드 슬라이드(40)의 부상 상태를 보유하면서, 헤드 슬라이드(40)에 탑재된 자기 헤드(42)가 자기 디스크(41)의 표면에 접촉할 때까지 헤드 슬라이드(40)의 부상량을 작게 한다. 이에 의해, 상술한 헤드 슬라이드(6)와 마찬가지로 자기 헤드(42) 및 자기 디스크(41)에 하중이 걸리지 않는 상태에서 자기 헤드(42)와 자기 디스크(41)의 볼록부가 접촉한다.
즉, 자기 헤드(42)가 자기 디스크(41)의 볼록부에 접촉한 때에 테이퍼부(40c, 40d)로부터 레일(40a, 40b)을 따라 흘러 들어가는 공기 흐름은 자기 디스크(41)의 오목부와 레일(40a, 40b) 후단측의 미소한 간극으로부터 유출된다. 그리고, 이 공기 흐름에 의해 도26에 도시한 바와 같이, 헤드 슬라이드(40)를 부상시키는 방향으로 헤드 슬라이드(40)에 대해 부양력(N1)이 발생한다. 그리고, 이 부양력(N1)과 헤드 슬라이드(40)의 하중(N2)이 어우러지도록 하면 자기 헤드(42)에 걸리는 자기 디스크(41)의 볼록부로부터의 수직 항력(L)이 0으로 되어, 자기 헤드(42)와 자기 디스크(41)의 마찰력을 0으로 할 수 있다. 이에 의해, 기록 재생시에 있어서의 자기 헤드(42)와 자기 디스크(41)의 마모를 없앨 수 있다.
더우기, 이 헤드 슬라이드(40)에서는 레일(40a, 40b)의 크라운량(C)이 C≤L{L－(L2－△d2)1/2}/(2△d)를 만족시키도록 되어 있기 때문에, 기록 재생시에 헤드 슬라이드(40)의 크라운 부분이 자기 디스크(41)와 접촉하는 일이 없다. 따라서, 자기 헤드(42)와 자기 디스크(41)의 안정된 접촉 상태가 확보된다.
따라서, 이상과 같이 구성된 헤드 슬라이드(41)를 구비한 하드 디스크 장치에서는 기록 재생시에 자기 헤드(42)와 자기 디스크(41)의 접촉에 의한 마모를 막을 수 있는 동시에, 헤드 슬라이드(40)의 크라운 부분이 자기 디스크(41)에 접촉하는 것을 회피할 수 있어, 자기 헤드(42)와 자기 디스크(41)의 접촉 상태를 안정되게 보유할 수 있다. 그 결과, 기록 재생 특성의 향상을 도모할 수 있다.
또, 이와 같이 레일(40a, 40b)이 크라운 형상으로 된 헤드 슬라이드(40)에 있어서도 도18에 도시한 측정용 헤드 슬라이드(29)와 마찬가지로, 레일(40a, 40b)에 소정 패턴의 요철이 형성되어 있어도 좋다. 이 때에는 레일(40a, 40b)의 볼록부가 자기 디스크(41)에 접촉하게 되며, 레일(40a, 40b)의 오목부를 지나 공기가 흐르게 된다.
다음에 이상과 같이 레일(40a, 40b)이 크라운 형상으로 된 헤드 슬라이드를 시험 제작하여 실험한 결과에 대해서 설명하기로 한다.
〈실시예 7〉
본 실시예에서는 실시예 1에서 사용한 것과 마찬가지의 측정용 디스크(20)를 사용했다. 즉, 본 실시예에서는 측정용 디스크(20)로서 도27에 도시한 바와 같은 패턴이 형성된 유리 디스크를 이용했다. 이 측적용 디스크(20)에는 도27에 도시한 바와 같이, 폭 1.6 ㎛의 오목부 및 폭 3.2 ㎛의 볼록부가 동심원상에 형성되어 있다. 그리고, 이 오목부 및 볼록부의 패턴은 측정용 디스크(20)의 반경 15.5 ㎜ 내지 30.5 ㎜의 영역에 형성되어 있다. 다만, 이 패턴의 중앙 부근에는 측정용 헤드 슬라이드 부상량 측정용의 편평한 영역이 폭 0.4 ㎜로 형성되어 있다.
또, 측정용 헤드 슬라이드에는 도28에 도시한 바와 같은 2개 레일의 나노 슬라이드를 사용했다. 이 측정용 헤드 슬라이드(50)는 슬라이드 길이가 2.0 ㎜, 슬라이드폭이 1.6 ㎜, 레일폭이 200 ㎛이다. 또, 하중은 3.5 gf로 했다. 또, 도시하고 있지 않지만, 레일(50a)과 레일(50b)의 중간, 즉 측정용 헤드 슬라이드(50)의 중심선상에는 폭 50 ㎛의 측정용 레일을 설치했다. 이 측정용 레일은 양옆 2개의 레일(50a, 50b)에 비해 충분히 미세하기 때문에, 측정용 헤드 슬라이드(50)의 부상에는 거의 영향을 미치지 않는다. 그리고, 본 실시예에서는 이상과 같은 외형을 갖고 있는 측정용 헤드 슬라이드(50)로서 레일(50a, 50b)의 크라운량(C)이 -20 nm 내지 100 nm의 것을 복수 준비했다.
그리고, 크라운 형상의 레일(50a, 50b)을 갖고 있는 측정용 헤드 슬라이드(50)를 이용한 이외에는 실시예 1과 마찬가지인 측정계로 측정용 디스크(20)의 회전수, 측정용 헤드 슬라이드(50)의 부상량 및 굴곡 게이지의 출력을 측정했다.
구체적으로는 본 실시예에서는 우선 측정용 헤드 슬라이드(50) 부상량에 대해서의 측정을 행하였다. 그리고, 크라운량(C)이 다른 복수의 측정용 헤드 슬라이드(50)에 대해서 도29에 도시한 바와 같이, 그들의 측정용 헤드 슬라이드(50)를 지지하는 서스펜션에 의한 지지점 위치를 어긋나게 함으로써, 측정용 헤드 슬라이드(50)의 공기 유입 단부 부상량과 공기 유출 단부 부상량의 차(△d), 즉 도29에 있어서의 (h2－h1)을 0.1 ㎛, 0.15 ㎛, 0.2 ㎛ 3종류의 어느 것으로 각각 설정했다.
다음에 이상과 같이 공기 유입 단부와 공기 유출 단부의 부상량차(△d)를 상술한 3종류의 어느 것으로 설정한 측정용 헤드 슬라이드(50)를 측정용 디스크(20)를 회전시킴으로써 부상시켰다.
다음에 측정용 디스크(20)의 회전수를 점점 작게 하면서 측정용 헤드 슬라이드(50)가 측정용 디스크(20)와 접촉할 때까지의 부상량을 측정했다. 또, 동시에 굴곡 게이지의 출력도 측정했다. 여기에서 부상량의 측정에는 실시예 1과 마찬가지로 레이저 바이브로 메터를 사용했다. 또, 측정용 디스크(20)의 회전에는 서보를 걸고, 측정용 디스크(20)의 회전수는 시간과 함께 정확하게 감소해 가도록 했다. 그리고, 측정 개시로부터의 시간으로 측정용 디스크(20)의 회전수를 산출해 내어, 소정의 회전수에 있어서의 측정용 헤드 슬라이드(50)의 부상량 및 굴곡 게이지의 값을 측정했다.
다음에 굴곡 게이지로부터의 출력이 나오기 시작한 단계에서 측정용 디스크(20) 회전수의 감소를 멈추게 하여, 그 회전수에 있어서 측정용 헤드 슬라이드(50)의 공기 유입 단부의 부상량과 공기 유출 단부의 부상량을 측정했다.
그리고, 이상과 같은 측정을 준비한 모든 측정용 헤드 슬라이드(50)에 대해서 반복 실시하여, 그들의 측정용 헤드 슬라이드(50)에 대해서 측정용 디스크(20)와 접촉한 때에 있어서의 공기 유입 단부의 부상량과 공기 유출 단부의 부상량을 측정했다. 또, 측정용 디스크(20)에는 그라이드하이트가 있는 것, 또는 부상량 측정값이 디스크 1주분의 평균치인 것을 고려하여 공기 유출 단부 부상량(h1)의 실측값이 5 nm 이하라면, 공기 유출 단부가 측정용 디스크(20)에 접촉하고 있는 것으로 판단했다.
측정 결과를 도30에 도시하고 있다. 도30에 있어서, 종축은 측정용 헤드 슬라이드(50) 레일(50a, 50b)의 크라운량(C)을 도시하고 있으며, 횡축은 측정용 헤드 슬라이드(50)의 공기 유입 단부 부상량과 공기 유출 단부 부상량의 차(△d), 즉 (h2－h1)를 나타내고 있다. 또, △d를 0.1 ㎛, 0.15 ㎛, 0.2 ㎛로 설정하고 있음에도 불구하고 도20의 △d에 변동이 보이지만, 이는 지지점 위치를 어긋나게 할 때의 오차로 판단된다.
도30 중의 ○ 표시는 측정용 헤드 슬라이드(50)의 공기 유출 단부에 있어서의 부상량(h1)이 5 nm 이하인 경우이며, 공기 유출 단부가 측정용 디스크(20)에 접촉하고 있는 것을 나타내고 있다.
또, 도30 중의 ● 표시는 측정용 헤드 슬라이드(50)의 공기 유출 단부에 있어서의 부상량(h1)이 5nm 이하였던 경우이다. 이와 같이 되는 것은 예를 들어 도31에 도시한 바와 같이 크라운량(C)이 적정치보다도 크기 때문에, 자기 헤드(52)보다도 레일이 자기 디스크(51)로 인해 근접한 상태가 된 때이다. 이 때에는 도31 중의 h6에 도시한 바와 같이, 측정용 헤드 슬라이드(50)의 공기 유출 단부가 자기 디스크(51)로부터 이간되어 자기 헤드(52)와 측정용 디스크(20)가 접촉하고 있지 않은 상태가 된다. 바꿔 말하면, 도31로부터도 확실한 바와 같이 크라운량(C)이 적정치의 범위내가 아닌 경우, 측정용 헤드 슬라이드(50)와 측정용 디스크(20)가 접촉하여도 측정용 헤드 슬라이드(50)에 탑재된 자기 헤드(52)와 측정용 디스크(20)는 접촉하지 않는다.
따라서, 측정용 헤드 슬라이드(50)에 탑재된 자기 헤드(52)와 측정용 디스크(20)가 최적한 상태에서 접촉하고 있는 것을 나타내는 ○ 표시와, 측정용 헤드 슬라이드(50)에 탑재된 자기 헤드(52)가 측정용 디스크(20)와 접촉하고 있지 않은 것을 나타내는 ● 표시사이의 경계선이 최적한 크라운량(C)을 나타낸다고 할 수 있다.
그리고, 도30 중에 있어서의 ○ 표시와 ● 표시의 경계와 상술한 바와 같이 기하학적으로 산출한 식 C=L{L－(L2－△d2)1/2}/(2△d)로 나타내어지는 직선을 비교한 바 거의 일치했다. 따라서, 실측값으로부터도 상기식 (2-1)을 검증할 수 있었다.
이상의 결과로부터 확실한 바와 같이, 크라운량(C)이 C≤L{L－(L2－△d2)1/2}/ (2△d)를 만족하면, 자기 헤드와 자기 디스크의 접촉 상태를 최적하게 확보할 수 있다.
또, 요철 패턴을 표면에 형성한 자기 디스크에 대해서 접촉 방식으로 기록 재생을 행하는 경우, 헤드 슬라이드의 공기 유입 단부 부상량과 공기 유출 단부 부상량의 차는 0.1 ㎛ 정도인 것이 바람직하다. 따라서, 헤드 슬라이드 레일의 크라운량(C)은 도30의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 50 nm 이하가 바람직하며, 보다 더 바람직하게는 30 nm 이하로 한 편이 좋다.
또, 하드 디스크 장치의 기동시 및 정지시에 헤드 슬라이드와 자기 디스크가 접촉하는 이른바 접촉·개시·정지(CSS) 방식을 채용한 경우, CSS 특성의 관점으로부터 크라운량(C)은 플러스의 값인 것이 바람직하다. 따라서, CSS 방식을 채용하는 경우, 헤드 슬라이드 레일의 크라운량(C)은 0 nm 이상이면서 50 nm 이하, 보다 바람직하게는 0 nm 이상이면서 30 nm 이하로 하는 것이 바람직하다.
이상, 상세하게 설명한 바와 같이 헤드 슬라이드의 레일을 크라운 형상으로 하는 경우에는 그 크라운량(C)이 C≤L{L－(L2－△d2)1/2}/(2△d)를 만족시키도록 함으로써 기록 재생시에 자기 헤드보다도 먼저 레일이 자기 디스크에 접촉해 버리는 것을 회피할 수 있어, 자기 헤드와 자기 디스크의 안정된 접촉 상태를 확보하는 것이 가능하게 된다.
〈헤드 슬라이드의 다른 예〉
그래서, 헤드 슬라이드에 어떠한 외력이 걸려 헤드 슬라이드가 기울어진 경우에는 헤드 슬라이드의 좌우단이 자기 디스크에 대해서의 지지점으로 되기 때문에, 좌우 어느 쪽의 레일이 자기 디스크의 표면으로부터 격리되게 된다. 이 때, 자기 디스크로부터 격리된 쪽의 레일에 자기 헤드가 탑재되어 있으면 자기 헤드와 자기 디스크의 거리가 크게 격리되어 버려, 기록 재생 특성이 노화되어 버린다.
이 양자를 도32A 및 도32B에 도시하고 있다. 즉, 자기 헤드와 자기 디스크가 접촉한 상태에서 기록 재생을 행하는 접촉 방식의 헤드 슬라이드에 있어서, 자기 헤드와 자기 디스크가 접촉한 상태일 때에는 도32A에 도시한 바와 같이 헤드 슬라이드와 자기 디스크가 평행한 상태이지만, 헤드 슬라이드에 외력이 가해져 헤드 슬라이드가 기울어지면 도32B에 도시한 바와 같이 된다. 이 때, 도32A의 상태로 헤드 슬라이드의 자세를 회복시키려고 하는 복원력으서, 그 헤드 슬라이드를 지지하고 있는 판 스프링의 힘 외에 헤드 슬라이드의 레일과 자기 디스크의 표면 사이에 흐르는 공기 흐름으로 인한 압력이 작용한다.
즉, 도32B에 도시한 바와 같이 헤드 슬라이드가 기울어지면 한 쪽의 레일과 자기 디스크의 간극이 다른 쪽의 레일과 자기 디스크의 간극보다도 작아지고, 이 결과 한 쪽의 레일과 자기 디스크 사이에 흐르는 공기 흐름으로 인한 압력쪽이 다른 쪽의 레일과 자기 디스크 사이에 흐르는 공기 흐름으로 인한 압력보다도 커져, 헤드 슬라이드의 자세를 회복시키려고 하는 복원력이 생긴다.
그런데, 도32A와 같이 헤드 슬라이드의 자세가 정상의 상태시에는 하기식 (3-1)에 나타내는 바와 같이, 헤드 슬라이드의 레일폭(W)이 좌우 레일의 양쪽 모두 상기 공기 흐름으로 인해 압력을 발생시키는 면에서의 실효적인 레일폭(L1)이 같아져 있다. 당연한 일이지만, 이 상태에서는 상기 복원력은 생기지 않는다.
L1＝W …(3-1)
이에 대해서, 도32B에 도시한 바와 같이 헤드 슬라이드가 각도(θ)만큼 기울어지면 상기 복원력이 작용한다. 그러나, 이 때에는 실제의 레일폭(W)에 비해 실효적인 레일폭(L1)은 하기식 (3-2)에 나타내는 바와 같이 약간 작아진다. 또, 실효적인 레일폭(L1)은 레일폭(W)의 자기 디스크로의 투영폭에 상당한다.
L1＝Wcosθ (＜L1) …(3-2)
이와 같이 실효적인 레일폭(L1)이 작아져 버리면 레일과 디스크면 사이에 흐르는 공기 흐름에 기인하여 생기는 상기 복원력이 작아져 버린다.
그래서, 헤드 슬라이드는 도33A 및 도33B에 도시한 바와 같이 레일의 자기 디스크에 대향하는 면(즉 레일면)을 디스크면에 대해 경사지게 해두는 것이 바람직하다. 도33A 및 도33B에 도시한 바와 같이, 레일면을 디스크면에 대해 경사지게한 헤드 슬라이드에 있어서는, 자기 헤드가 자기 디스크와 접촉한 상태일 때에는 도33A에 도시한 바와 같은 상태가 되고, 또 헤드 슬라이드에 외력이 걸려 헤드 슬라이드가 기울어진 상태에서는 도33B에 도시한 바와 같은 상태가 된다.
이와 같은 헤드 슬라이드에서는 도33A의 상태일 때에 레일면과 자기 디스크 면에 간극이 형성된다. 여기에서 레일면과 자기 디스크 사이의 간극은 레일면이 경사면으로 되어 있으므로, 헤드 슬라이드의 외측으로부터의 위치쪽이 보다 큰 간극으로 된다. 그리고, 헤드 슬라이드가 기울어진 때에는 이 간극에 흐르는 공기 흐름이 도33B의 상태로부터 도33A의 상태로 헤드 슬라이드의 자세를 회복시키는 복원력으로서 지지점에 걸리는 판 스프링의 힘과 함께 작용한다.
이 헤드 슬라이드에 있어서, 도33A와 같이 헤드 슬라이드의 자세가 정상의 상태일 때에는 헤드 슬라이드의 레일폭(W)과 공기 흐름으로 인해 압력을 발생시키는 면에서의 실효적인 레일폭(L1)이라 함은, 하기식 (3-3)에 나타내는 바와 같은 관계에 있다. 또, 여기에서의 레일폭(W)은 디스크면에 평행한 방향에 있어서의 폭은 아니고, 레일면에 대해 평행한 방향에 있어서의 폭을 나타내고 있다. 또, δ는 디스크면에 대한 레일면의 경사각을 나타내고 있다.
L1＝Wcosδ …(3-3)
그리고, 도33B에 도시한 바와 같이 헤드 슬라이드가 기울어지면 실효적인 레일폭(L2)(즉 레일폭(W)의 자기 디스크로의 투영폭)은 하기식 (3-4)에 나타내는 바와 같이 되어, 상기 레일폭(L1)보다도 커진다.
L2＝Wcos(δ－θ) (＞L1) …(3-4)
따라서, 도33A 및 도33B에 도시한 바와 같이 레일면을 디스크면에 대해 경사진 면으로 한 헤드 슬라이드에서는 헤드 슬라이드가 경사진 때에 그 헤드 슬라이드의 자세를 회복시키려고 하는 복원력이 도32A 및 도32B에 도시한 바와 같은 헤드 슬라이드보다도 크게 작용한다. 즉, 레일면을 경사면으로 한 헤드 슬라이드에 의하면, 헤드 슬라이드에 외력이 걸려 헤드 슬라이드가 경사졌다 하더라도 헤드 슬라이드와 자기 디스크 사이에 흐르는 공기 흐름으로 인한 압력에 의해 헤드 슬라이드의 자세는 즉각 원래의 상태로 회복된다.
또, 하드 디스크 장치에 있어서는 헤드 슬라이드가 자기 디스크를 손상입히기 쉬울 것같은 형상이라면 바람직하지 않다. 그래서, 도34A 및 도34B에 도시한 바와 같이 헤드 슬라이드의 레일면은 자기 디스크에 대해 곡면으로 하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는 가공 용이성 등을 고려하면 헤드 슬라이드 레일면의 형상은 원호형으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 헤드 슬라이드 레일면의 형상을 원호형 등의 곡면 형상으로 함으로써 헤드 슬라이드의 예부가 자기 디스크에 접하는 일이 없어지므로, 헤드 슬라이드로 인해 자기 디스크에 상처를 입혀 버리는 일이 일어나기 힘들어진다.
또, 도34A는 도33A와 마찬가지로 헤드 슬라이드의 자세가 정상인 상태를 도시하고 있으며, 도34B는 도33B와 마찬가지로 헤드 슬라이드가 기울어진 상태를 도시하고 있다. 이 도34A 및 도34B에 도시한 헤드 슬라이드에서도 도33A 및 도33B에 도시한 헤드 슬라이드와 마찬가지로 헤드 슬라이드가 기울어진 때의 실효적인 레일폭(L2)이 정상인 상태일 때의 실효적인 레일폭(L1)보다도 커진다. 따라서, 헤드 슬라이드가 기울어졌다 하더라도 헤드 슬라이드와 자기 디스크 사이에 흐르는 공기 흐름으로 인한 압력에 의해 헤드 슬라이드의 자세는 즉시 원래의 상태로 회복된다.
이하, 이상과 같은 헤드 슬라이드의 실시 형태에 대해서 설명하기로 한다.
헤드 슬라이드의 일예에 대해서 그 단면 형상을 도35에 도시하고 있다. 이 헤드 슬라이드(60)는 자기 헤드를 탑재하는 동시에, 자기 디스크의 회전 방향에 대해 대략 평행하게 되도록 형성된 한 쌍의 레일을 갖고 있다. 그리고, 이들의 레일은 자기 디스크에 대향하는 면인 레일면(60a, 60b)이 디스크면에 대해 경사진 면으로 되어 있다.
이 헤드 슬라이드(60)는 기록 재생시에 상기 레일면(60a, 60b)의 적어도 일부가 자기 디스크와 접촉하지 않고 자기 디스크 사이에 간극을 형성하여, 그 간극에 흐르는 공기 흐름에 의해 적어도 일부가 부상한다. 이 때, 헤드 슬라이드(60)에 탑재된 자기 헤드는 자기 디스크의 표면에 접촉한다.
즉, 이 헤드 슬라이드(60)로 기록 재생을 행할 때에는 헤드 슬라이드(60)와 자기 디스크 사이에 공기가 흐르고, 그 공기 흐름으로 인해 헤드 슬라이드(60)에 대해 부양력이 생긴다. 그리고, 이 부양력과 헤드 슬라이드(60)의 하중이 서로 어우러지도록 된다. 이에 의해, 자기 헤드와 자기 디스크가 접촉한 상태에서 기록 재생을 행하면서 자기 헤드와 자기 디스크의 마모가 저감된다. 또, 이 헤드 슬라이드(60)에서는 레일면(60a, 60b)이 디스크면에 대해 경사진 면으로 되어 있기 때문에, 외력이 걸려 헤드 슬라이드(60)가 경사진 경우에도 신속하게 원래의 상태로 회복된다.
또, 본 발명에 관한 헤드 슬라이드의 형상은 도35에 도시한 헤드 슬라이드(60)에 한정되는 것은 아니다. 즉, 예를 들어 도36에 도시한 바와 같은 헤드 슬라이드(60A)라도 좋다. 이 헤드 슬라이드(60A)는 레일면(60c, 60d)이 원호형으로 만곡된 곡면으로 되어 있다. 이 헤드 슬라이드(60A)에서는 자기 디스크에 접촉할 가능성이 있는 부분이 예각부로 되어 있지 않으므로, 자기 디스크에 상처를 입혀 버리는 일이 일어나기 힘들다.
또, 도35에 도시한 바와 같이 레일면(60a, 60b)이 자기 디스크에 대해 경사면으로 되어 있는 헤드 슬라이드(60)(이하, 경사형 헤드 슬라이드라고 칭한다.)에 있어서, 레일면(60a, 60b)의 표면에 소정 패턴의 요철을 형성하도록 해도 좋다. 이와 같은 경사형 헤드 슬라이드의 일예를 도37에 도시하고 있다. 도37에 도시하고 있는 경사형 헤드 슬라이드(60B)는 레일면(60e, 60f)이 디스크면에 대해 경사진 면으로 되어 있는 동시에, 그 레일면(60e, 60f)에 소정 패턴의 요철이 형성되어 이루어져 있다. 여기에서 소정 패턴의 요철은 자기 디스크의 회전 방향에 평행한 복수의 홈이 형성되도록 형성되어 있다.
또, 도36에 도시한 바와 같이 레일면(60c, 60d)이 원호형으로 만곡된 곡면으로 되어 있는 헤드 슬라이드(60A)(이하, 곡면형 헤드 슬라이드라고 칭한다.)에 있어서도 레일면(60c, 60d)의 표면에 소정 패턴의 요철을 형성하도록 해도 좋다. 이와 같은 곡면형 헤드 슬라이드의 일예를 도38에 도시하고 있다. 도38에 도시하고 있는 곡면형 헤드 슬라이드(60C)는 레일면(60g, 69h)이 만곡된 곡면으로 되어 있는 동시에, 그 레일면(60g, 60h)에 소정 패턴의 요철이 형성되어 이루어져 있다. 여기에서 소정 패턴의 요철은 도37의 경사형 헤드 슬라이드(60B)와 마찬가지로, 자기 디스크의 회전 방향에 평행한 복수의 홈이 형성되도록 형성되어 있다.
도39에 도시한 바와 같이, 이상과 같은 헤드 슬라이드를 이용하여 기록 재생되는 자기 디스크(80)는 기판(81)상에 자성막(82) 등이 형성되어 이루어져 있다. 또, 자기 디스크로서는 도6 및 도7A 및 도7B 등을 이용하여 설명한 자기 디스크(3)와 마찬가지의 것을 이용하여도 좋다. 즉, 도40에 도시한 바와 같이 표면에 요철이 형성된 기판(81A)상에 자성막(82A) 등이 형성되어 이루어지는 것 자기 디스크(80A)를 이용하여도 좋다.
그리고, 회전 구동되는 자기 디스크(80)에 대해 헤드 슬라이드(60)를 이용하여 기록 재생을 행하는 경우에는 자기 디스크(80)의 회전에 따라 헤드 슬라이드(60)의 레일면(60a, 60b)과 자기 디스크 사이의 간극에 도41 중의 화살표로 나타내고 있는 바와 같이 공기가 흘러 들어간다. 그리고, 이 공기 흐름으로 인해 헤드 슬라이드(60)를 부상시키는 방향으로 헤드 슬라이드(60)에 대해 부양력이 생긴다. 여기에서 이 부양력과 헤드 슬라이드(60)의 하중이 서로 어우러지면, 헤드 슬라이드(60)에 탑재된 자기 헤드와 자기 디스크(80)가 무부하로 접촉하는 상태가 된다. 이 상태에서는 자기 헤드에 대한 자기 디스크(80)로부터의 수직 항력이 0으로 되고, 자기 헤드와 자기 디스크(80)의 마찰 저항이 없어져 자기 헤드나 자기 디스크(80)에 마모가 생기기 힘들어진다. 또, 여기에서는 헤드 슬라이드(60)를 예로 들었지만, 헤드 슬라이드(60A, 60B, 60C)에서도 마찬가지로 부양력이 작용하는 것은 물론이다.
또, 이 공기 흐름으로 인한 부양력은 실시예 1 내지 실시예 6에서 설명한 바와 같은, 표면에 소정 패턴의 요철이 형성된 자기 디스크와 헤드 슬라이드의 간극에 흐르는 공기 흐름으로 인한 부양력이나, 레일면상에 소정 패턴의 요철이 형성된 헤드 슬라이드와 자기 디스크의 간극에 흐르는 공기 흐름으로 인한 부양력 등으로, 같은 작용을 하는 것이다.
그리고, 경사형 헤드 슬라이드인 헤드 슬라이드(60)에 있어서는 상술한 바와 같이, 도33B와 같이 자세가 경사진 때에 도33A에 도시한 바와 같이 정상인 상태로 회복하려고 하는 큰 복원력이 생긴다. 이 복원력으로서는 헤드 슬라이드(60)를 지지하는 판 스프링의 힘 외에 상술한 바와 같이 헤드 슬라이드(60)와 자기 디스크(80) 사이에 흐르는 공기 흐름에 의한 힘이 있다.
즉, 헤드 슬라이드(60)가 기울어지면 한 쪽의 레일과 디스크면의 간극이 다른 쪽의 레일과 디스크면의 간극보다도 작아지고, 그 결과 한 쪽의 레일과 디스크면 사이에 흐르는 공기 흐름으로 인한 압력쪽이 다른 쪽의 레일과 디스크면의 사이에 흐르는 공기 흐름으로 인한 압력보다도 커져, 헤드 슬라이드(60)의 자세를 회복시키려고 하는 복원력이 생긴다.
특히, 헤드 슬라이드(60)에서는 상술한 바와 같이 헤드 슬라이드(60)가 기울어진 때의 실효적인 레일폭(L2)이 커지기 때문에, 헤드 슬라이드(60)가 기울어진 때에 생기는 상기 공기 흐름으로 인한 압력이 도32A 및 도32B에 도시한 바와 같은 헤드 슬라이드보다도 커진다. 따라서, 이 헤드 슬라이드(60)에서는 어떠한 외력의 영향 등으로 인해 자세가 기울어진다 하더라도 신속하게 원래의 자세로 복귀하게 된다.
또, 도42에 도시한 바와 같이 이 헤드 슬라이드(60)에 탑재되어 있는 자기 헤드(61)는 한 쌍의 레일면(60a, 60b)에 끼워진 위치로, 한 쌍의 레일면(60a, 60b) 사이의 중심선(M)상에 배치되는 것이 바람직하다. 여기에서 헤드 슬라이드(60)는 중심선(M)을 대칭축으로 하여 선대칭으로 되어 있다. 그리고, 자기 헤드(61)는 한 쌍의 레일면(60a, 60b)이 끼워져 있는 영역의 외측에 배치된다. 이와 같이 자기 헤드(61)를 탑재한 헤드 슬라이드(60)에서는 헤드 슬라이드(60)가 어느 쪽으로 기울어진다 하더라도 자기 헤드(61)가 자기 디스크로부터 크게 격리되어 버릴 일이 없다.
또, 헤드 슬라이드(60)에서는 자기 헤드(61)가 탑재되어 있는 부분의 양측 부분에는 레일이 존재하지 않도록 되어 있다. 이와 같이 함으로써 어떠한 외력의 영향 등으로 인해 헤드 슬라이드(60)가 기울어졌다 하더라도, 자기 헤드(61)의 양옆에 위치하고 있는 부재가 자기 디스크에 접촉하여 자기 헤드(61)를 탑재한 부분이 자기 디스크로부터 격리되어 버릴 일이 없어진다.
또, 자기 헤드 탑재부의 형상은 도43에 도시한 바와 같은 것이라도 좋다. 도43에 도시하고 있는 헤드 슬라이드(60D)는 그 평면 형상을 대략 오각형으로 하여 헤드 슬라이드 후방 단부에 자기 헤드(61a)를 지지하는 부분을 설치한 것이다. 또, 이 헤드 슬라이드(60D)도 헤드 슬라이드(60)와 마찬가지로, 한 쌍의 레일면(62a, 62b) 사이의 중심선(M)을 대칭축으로 하여 축대칭되어 있는 동시에, 자기 헤드(61a)가 한 쌍의 레일면(62a, 62b)이 끼워져 있는 영역의 외측에 배치되어 이루어져 있다. 이 헤드 슬라이드(60D)는 가공의 간편한 점에서 바람직하고, 양산하는 면에서 호적하다.
또, 자기 헤드 탑재부의 형상은 도44에 도시한 바와 같은 것이라도 좋다. 도44에 도시하고 있는 헤드 슬라이드(60E)는 한 쌍의 레일면(63a, 63b)에 끼워진 위치에 자기 헤드(61b)가 배치되는 동시에, 한 쌍의 레일면(63a, 63b) 중 자기 헤드(61b)의 양옆에 상당하는 부분이 절결되어 절결부(63c, 63d)로 되어 있다. 이 헤드 슬라이드(60E)는 자기 헤드(61b)의 양옆에 상당하는 부분이 절결부(63c, 63d)로 되어 있으므로, 헤드 슬라이드(60E)가 다소 기울어졌다 하더라도 자기 헤드(61b)의 양옆에 위치하는 부재가 자기 디스크에 즉시는 접촉하지 않는다. 따라서, 자기 헤드(61b)와 자기 디스크의 접촉 상태가 보다 안정되게 유지된다.
그래서, 헤드 슬라이드(60)에서는 헤드 슬라이드(60)의 자세가 좌우로 기울어진 때에 실효적인 레일폭(L2)이 커지고, 복원력이 보다 커지도록 하고 있다. 그 때문에, 도33B와 같이 자세가 기울어진 때의 실효적인 레일폭(L2)이 커지도록, 레일면(60a, 60b)의 경사 각도(δ)를 미리 고려하여 그 레일면(60a, 60b)의 형상을 설정해 둘 필요가 있다.
여기에서 실효적인 레일폭(L2)은 레일폭(W)의 코사인이다. 따라서, 그 코사인 함수의 기울기가 가장 커지는 곳이 헤드 슬라이드(60)가 △θ만큼 기울어진 때에 실효적인 레일폭(L2)이 가장 증가하는 각도가 된다.
따라서, 이론적으로는 레일면(60a, 60b)의 경사각도(δ)는 디스크면에 대해서 90°, 즉 수직인 것이 바람직하다. 이 때, 헤드 슬라이드(60)가 기울어진 때에 실효적인 레일폭(L2)이 가장 증가하게 된다. 그러나, 레일면(60a, 60b)의 경사각도(δ)가 90°에서는 정상인 상태일 때에 헤드 슬라이드(60)와 자기 디스크(80) 사이에 흐르는 공기 흐름에 의한 부양력이 발생하지 않는다. 그래서, 정상인 상태일 때의 부양력에 대해서도 고려하면, 레일면(60a, 60b)의 경사각도(δ)는 45°이하가 바람직하다. 또, 가공상의 간편성 등을 고려하면 레일면(60a, 60b)의 경사각도(δ)는 0.1° 내지 10°정도가 바람직하다.
다음에 경사형 헤드 슬라이드 및 곡면형 헤드 슬라이드를 시작하여 실험한 결과에 대해서 설명하기로 한다.
〈실시예 8〉
헤드 슬라이더를 디스크의 소정 반경위치로 고정했을 때의, 디스크 회전수와 헤드 슬라이더의 부상량과의 관계, 및 디스크의 회전수와 헤드 슬라이더에 걸리는 마찰력과의 관계에 대해서 아래의 방법으로 조사했다.
여기서, 측정용 디스크로서는 표면이 평활한 유리 디스크를 이용했다.
또한, 측정용 헤드 슬라이더에는 도45에 도시한 것같은 경사형 헤드 슬라이더를 이용했다. 이 측정용 헤드 슬라이더(70)는 2개 레일의 테이퍼 플랫의 나노슬라이더이고, 슬라이더 길이는 2.0 mm, 슬라이더 폭은 1.6 mm, 레일 폭은 200 ㎛이다. 또한, 하중은 3.5 gf로 했다. 또한, 레일과 레일의 중간, 즉 측정용 헤드 슬라이더(70)의 중심선상에 폭 50 ㎛의 측정용 레일을 설치했다. 이 측정용 레일은 양편의 2개 레일에 비해 충분히 가늘기 때문에, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 부상에는 거의 영향이 없다.
이 측정용 헤드 슬라이더(70)의 2개 레일의 전단측은 테이퍼부로 이루어져 있다. 이 테이퍼부는 측정용 헤드 슬라이더의 측면에서 보았을 때의 경사각도가 0.5°로 되도록 형성되어 있다.
또한, 이 측정용 헤드 슬라이더(70)의 2개 레일은 레일 내측으로 부터의 부분이 디스크에 근접하고, 레일의 외측으로 부터의 부분이 디스크에서 이간하도록, 디스크에 대향하는 면이 디스크면에 대해 경사진 면으로 되어 있다. 그리고, 이들의 레일면의 디스크면에 대한 경사각도(δ)는 0.1°로 되어 있다.
그리고, 측정용 헤드 슬라이더(70)와 표면이 평활한 측정용 디스크를 이용한 것 이외는 실시예 1과 같은 측정계에서 실시예 1과 동일한 방법으로 측정용 디스크의 회전수, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 부상량 및 왜곡 게이지의 출력을 측정했다. 결과를 도46에 도시한다.
도46에 도시한 바와같이, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 부상량은 측정용 디스크의 회전수가 2000 rpm의 시점에서 약 25 nm이였던 것이, 회전수가 서서히 감소함에 따라 부상량은 리니어로 감소하고, 회전수가 1500 rpm 부근에서 부상량을 약 8 nm로 되고, 회전수가 1500 rpm 이하로 되면 부상량을 흐트러지기 시작되고 있다.
또한, 왜곡 게이지의 출력은 측정용 디스크의 회전수가 2000 rpm에서 1500 rpm 부근까지는 0이지만, 회전수가 1500 rpm 이하에서 출력이 나오기시작하고, 회전수가 1200 rpm에서 출력은 포화하고 있다.
측정한 측정용 헤드 슬라이더(70)의 부상량은 하드 디스크 장치용 헤드 슬라이더로서는 표준적인 부상량이다. 그리고, 도46에 도시한 결과에서, 측정용 헤드 슬라이더(70)가 측정용 디스크의 표면에 접촉하기 시작하는 것은 실제로는 측정용 헤드 슬라이더(70)의 부상 변동과 측정용 디스크의 비행 높이등이 있는 것을 가미하면, 측정용 디스크의 회전수가 대강 1500 rpm일 때라고 말할 수 있다.
즉, 측정용 디스크의 회전수가 1500 rpm 보다 높을 때는, 측정용 헤드 슬라이더(70)이 하중은 측정용 헤드 슬라이더(70)의 양편부와 측정용 디스크와의 사이의 간극에 유입하는 공기류에 의한 부양력에 의해 지지되고 있다. 그런데, 측정용 디스크의 회전수가 1500 rpm 보다 낮게되면, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 양편부와 측정용 디스크와의 간극에 유입하는 공기류에 의한 부양력만으로는, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 하중을 지탱할 수 없고, 측정용 헤드 슬라이더(70)는 해당 부양력과 측정용 디스크에 의해 지탱되게 된다. 또한, 측정용 디스크의 회전수가 1200 rpm 이하로 되면, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 하중은 거의 측정용 디스크에 의해 지탱되게 된다.
이상으로부터, 측정용 디스크의 회전수가 1500 rpm 부근일 때에는 측정용 헤드 슬라이더(70)와 측정용 디스크가 접촉하면서, 또한, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 하중이 측정용 헤드 슬라이더(70)의 양편부와 측정용 디스크와의 간극에 유입하는 공기류에 의한 부양력에 의해 지탱된 상태로 되는 것을 알 수 있다. 즉, 측정용 디스크의 회전수를 1500 rpm 부근으로 하는 것으로, 측정용 헤드 슬라이더(70)에 탑재한 자기헤드를 측정용 디스크에 무부하로 접촉시킬 수 있다.
〈실시예 9〉
헤드 슬라이더를 자기 디스크의 소정 반경위치로 고정했을 때의 자기 디스크의 회전수와 헤드 슬라이더의 부상량의 관계, 및 자기 디스크의 회전수와 헤드 슬라이더에 걸리는 마찰력과의 관계에 대해서 아래의 방법으로 조사했다.
측정용 헤드 슬라이더로서는 실시예 8과 동일한 경사형 헤드 슬라이더(70)를 이용했다.
또한, 측정용 디스크로서는 실시예 2와 동일하게, 도47에 도시한 것같은 요철패턴이 형성된 유리 디스크형에 자성막등이 형성되게 되는 측정용 디스크(24)를 이용했다.
그리고, 측정용 헤드 슬라이더(70)와 표면에 소정의 요철패턴이 형성되게 되는 측정용 디스크(24)를 이용한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 측정계에서, 실시예 1과 동일한 방법으로 측정용 디스크(24)의 회전수, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 부상량 및 왜곡 게이지의 출력을 측정했다. 결과를 도48에 도시한다.
도48에 도시한 바와같이, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 부상량은 측정용 디스크(24)의 회전수가 6000 rpm 시점에서 약 15 nm이였던 것이, 회전수가 서서히 감소함에 따라 부상량을 리니어로 감소하고, 회전수가 5000 rpm 부근에서 부상량을 약 5 nm로 되고, 회전수가 5000 rpm 이하로 되면 부상량은 흐트러지기 시작되고 있다. 또한, 왜곡 게이지의 출력은 측정용 디스크(24)의 회전수가 6000 rpm에서 5000 rpm 부근까지는 0이지만, 회전수가 5000 rpm 이하에서 출력이 나오기 시작하고, 회전수가 4400 rpm에서 출력은 포화하고 있다.
측정한 측정용 헤드 슬라이더(70)의 부상량은 하드 디스크 장치용 헤드 슬라이더로서는 표준적인 부상량이다. 그리고, 도48에 도시한 결과에서, 측정용 헤드 슬라이더(70)가 측정용 디스크(24)의 표면에 접촉하기 시작하는 것은 실제로는 측정용 헤드 슬라이더(70)의 부상 변동과 측정용 디스크의 비행 높이등이 있는 것을 가미하면, 측정용 디스크(24)의 회전수가 대강 5000 rpm일 때라고 말할 수 있다.
즉, 측정용 디스크(24)의 회전수가 5000 rpm 보다 높을 때는, 측정용 헤드 슬라이더(70)이 하중은 측정용 헤드 슬라이더(70)의 양편부와 측정용 디스크(24)와의 사이의 간극에 유입하는 공기류에 의한 부양력에 의해 지지되고 있다. 그런데, 측정용 디스크(24)의 회전수가 5000 rpm 보다 낮게 되면, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 양편부와 측정용 디스크(24)와의 간극에 유입하는 공기류에 의한 부양력만으로는, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 하중을 지탱할 수 없고, 측정용 헤드 슬라이더(70)는 해당 부양력과 측정용 디스크(24)에 의해 지탱되게 된다. 또한, 측정용 디스크(24)의 회전수가 4400 rpm 이하로 되면, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 하중은 거의 측정용 디스크(24)에 의해 지탱되게 된다.
이상으로부터, 측정용 디스크(24)의 회전수가 5000 rpm 부근일 때에는 측정용 헤드 슬라이더(70)와 측정용 디스크(24)가 접촉하면서, 또한, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 하중이 측정용 헤드 슬라이더(70)의 양편부와 측정용 디스크(24)와의 간극에 유입하는 공기류에 의한 부양력에 의해 지탱된 상태로 되는 것을 알 수 있다. 즉, 측정용 디스크(24)의 회전수를 5000 rpm 부근으로 함으로써 측정용 헤드 슬라이더(70)에 탑재한 자기헤드를 측정용 디스크(24)에 무부하로 접촉시킬 수 있다.
〈실시예 8, 실시예 9의 비교평가〉
실시예 8 및 실시예 9에서는 측정용 디스크(20)의 표면에만 요철이 형성되어 있는 실시예 1과, 측정용 헤드 슬라이더(29)의 레일면에만 요철이 형성되어 있는 실시예 3과 같은 경향을 나타내는 측정결과를 얻을 수 있었다. 이것으로부터, 실시예 8 및 실시예 9에 있어서도, 실시예 1과 실시예 3과 동일하게, 헤드 슬라이더에 대해서 부양력이 생기는 것을 알 수 있다. 즉, 레일면상에 요철을 형성하지 않아도, 레일면을 디스크면에 대해 경사진 면으로 함으로써, 레일면상에 요철이 형성된 헤드 슬라이더와 동일한 부양력을 얻을 수 있다.
한편, 실시예 1에서는 디스크에 형성된 오목부와 헤드 슬라이더와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 헤드 슬라이더를 부상시키는 방향으로 부양력이 생기고 있다. 또한, 실시예 3에서는 헤드 슬라이더의 레일면에 형성된 오목부와 디스크와의 간극에 흐르는 공기류에 의해, 헤드 슬라이더를 부상시키는 방향으로 부양력이 생기고 있다. 이에대해, 실시예 8 및 실시예 9에서는 헤드 슬라이더의 양편부, 즉 레일면중 디스크면에서 이간되고 있는 부분과, 레일면에 대향하고 있는 디스크와의 사이에 생기는 극간에 흐르는 공기류에 의해 헤드 슬라이더를 부상시키는 방향으로 부양력이 생긴다.
그리고, 측정결과에 명확한 것같이, 실시예 8 및 실시예 9에 있어서 부양력은 실시예 1 및 실시에 3에 있어서 부양력과 실질적으로 동일한 활동을 한다. 따라서, 실시예 8 및 실시예 9에 있어서도, 실시예 1 및 실시예 3과 동일하게, 헤드 슬라이더에 걸리는 하중과 상기 부양력이 균형잡히도록 하는 것으로, 헤드 슬라이더에 탑재한 자기헤드를 디스크에 무부하로 접촉시킬 수 있고, 자기 헤드와 디스크와의 마모를 억제할 수 있다.
게다가, 실시예 8 및 실시예 9에서 이용한 것같은 헤드 슬라이더에서는 레일면상에 요철을 형성할 필요가 없기 때문에, 비교적 가공이 용이하고, 저비용으로 제작할 수 있다는 이점도 있다.
〈실시예 10〉
본 실시예에서는 시크 동작시에 있어서 헤드 슬라이더의 경사량을 조사했다.
본 실시예에서는 측정용 헤드 슬라이더로서 실시예 8에서 이용한 것과 같은 측정용 헤드 슬라이더(70)를 이용했다. 또한, 측정용 디스크로서 실시예 8에서 이용한 것과 같은 표면이 평활한 유리 디스크를 이용했다.
그리고, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 경사량은 도49에 도시한 바와같은 차동형의 레이저 도플러 진동계 장치(85:이하, LDV장치(85)라 칭한다)를 이용하여 측정했다. 이 LDV장치(85)는 측정용 헤드 슬라이더(70)의 후부 양편에 참조 비임(86) 및 측정 비임(87)을 각각 조사하여 그 복귀광을 검출함으로써, 측정용 헤드 슬라이더(70)의 후부 양편 부분의 변위량을 측정하는 것이다. 본 실시예에서는 이 LDV 장치(85)에 의해, 측정용 헤드 슬라이더(70)가 시크 동작시에 어느정도 경사지는가를 측정했다.
이 LDV 장치(85)에 있어서, 참조 비임(86)과 측정 비임(87)은 우선, 아암의 회전 중심에 배치된 프리즘(88)에서 아암에 대해 평행하게 진행하도록 반사된다. 그후, 이 참조 비임(86) 및 측정 비임(87)은 측정용 헤드 슬라이더(70)의 후단 상부에 배치된 프리즘(89)에서, 아암에 대해 평행한 방향에서 아암에 대해 수직 방향으로 반사된다. 그리고, 프리즘(89)에 의해 반사된 참조 비임(86) 및 측정 비임(87)이 측정용 헤드 슬라이더(70)의 후방 단부에 입사하도록 이루어져 있다.
한편, 아암의 회전 중심에 배치된 프리즘(88) 및 측정용 헤드 슬라이더(70)의 후단 상부에 배치된 프리즘(89)은 도시하지 않은 공통의 지지체에 의해 지지되어 있다. 이 지지체는 아암이 회동했을 때에 항상 프리즘(89)이 측정용 헤드 슬라이더(70)의 후단 상부에 위치하도록, 측정용 헤드 슬라이더(70)가 부착되어 있는 아암의 회동과 동기하여 회동하도록 이루어져 있다. 즉, 이 LDV 장치(85)의 참조 비임(86)과 측정 비임(87)은 측정용 헤드 슬라이더(70)가 시크했을 때에도, 헤드 슬라이더(70)의 동일부분을 계속 조사하도록 이루어져 있다.
그런데, 통상, 하드 디스크 장치에 있어서 헤드 슬라이더의 시크시의 가속도는 시크 개시시와 시크 종료시에 다른 것의, 150 m/s2내지 300 m/s2정도이다. 그래서, 본 실시예에 있어서는 측정용 디스크의 반경 20 ㎜ 내지30 ㎜까지의 영역을 도50과 같은 속도 프로파일에서 측정용 헤드 슬라이더(70)를 이동시켰다. 즉, 본 실시예에서는 반경 20 ㎜ 내지 25 ㎜까지는 플러스의 가속도 150 m/s2로 시크 동작을 행하고, 반경 25 ㎜ 내지 30 ㎜까지는 마이너스 가속도 150 m/s2로 시크 동작을 행하였다.
한편, 하드 디스크 장치에서의 시크 동작은 통상, 보이스 코일 모터에 의해 행하여지지만, 본 실시예에서는 아암 회동중심으로 스테핑 모터를 배치하여 이 스테핑 모터에 의해 시크 동작을 행하였다.
이상의 측정 결과를 도51에 도시한다. 도51에 있어서, 횡축은 시크 시간을 도시하고 있고, 종축은 측정용 헤드 슬라이더(70)의 후단 양편부의 변위량의 차이, 즉 측정용 헤드 슬라이더(70)의 경사량 나타내고 있다. 여기서, 경사량이 0일 때가 측정용 헤드 슬라이더(70)가 시크 동작을 행하지 않고, 정지하고 있을 때의 상태를 나타내고 있다. 바꿔말하면, 경사량이 0일 때가 측정용 헤드 슬라이더(70)가 정상 자세로 될 때를 나타내고 있다. 또한, 경사량이 플러스값을 나타내고 있을 때는 측정용 헤드 슬라이더(70)의 후단 중, 디스크 외주측이 디스크 내주측 보다도 낮은 상태, 즉 측정용 헤드 슬라이더(70)가 디스크 외주측으로 기울어져 있는 상태를 나타내고 있다. 또한, 경사량이 마이너스값을 나타내고 있을 때는 이와는 반대로 측정용 헤드 슬라이더(70)가 디스크 내주측으로 기울어져 있는 상태를 나타내고 있다.
도51에 도시한 바와같이 시크 시간이 8 nsec 시의 위치인 반경 25 ㎜까지는 측정용 헤드 슬라이더(70)와 디스크면과의 사이에서 생기는 간극이 디스크 외주측 보다도 디스크 내주측이 크게되도록, 측정용 헤드 슬라이더(70)가 기울어져 있다. 이것은 시크 시간이 8 nsec 시의 위치인 반경 25 ㎜까지는 디스크 외주측으로 향하여 측정용 헤드 슬라이더(70)에 대해 가속도가 걸림과 동시에, 디스크 내주측으로 향하여 측정용 헤드 슬라이더(70)에 대해 관성력이 활동하기 때문이다.
한편, 도51에 도시한 바와같이 반경 25 ㎜를 넘었을 때 부터는 측정용 헤드 슬라이더(70)와 디스크면과이 사이에 생기는 간극이 디스크 내주측 보다도 디스크 외주측이 크게되도록, 측정용 헤드 슬라이더(70)가 기울어져 있다. 이것은 반경 25 ㎜를 넘었을 때부터, 디스크 내주측으로 향하여 측정용 헤드 슬라이더(70)에 대해 가속도가 걸림과 동시에 디스크 외주측으로 향하여 측정용 헤드 슬라이더(70)에 대해 관성력이 작용하기 때문이다.
〈실시예 11〉
본 실시예에서는 측정용 헤드 슬라이더로서 실시예 1에서 이용한 것과 동일한 측정용 헤드 슬라이더(21)를 이용했다. 또한, 측정용 디스크로서 실시예 10에서 이용한 것과 동일한, 표면이 평활한 유리 디스크를 이용했다.
그리고, 실시예 10과 동일한 측정계를 이용하여 실시예 10과 동일한 측정방법에서 시크 동작시에 있어서 측정용 헤드 슬라이더(21)의 경사량을 측정했다. 결과를 도51에 도시한다.
도51에 도시한 바와같이, 시크 시간이 8 nsec 시의 위치인 반경 25 ㎜ 까지는 측정용 헤드 슬라이더(21)와 디스크면과의 사이에 생기는 간극이 디스크 외주측 보다도 디스크 내주측이 크게되도록, 측정용 헤드 슬라이더(21)가 기울어져 있다. 이것은 시크 시간이 8 nsec 시의 위치인 반경 25 ㎜ 까지는 디스크 외주측으로 향하여 측정용 헤드 슬라이더(21)에 대해 가속도가 걸림과 동시에, 디스크 내주측으로 향하여 측정용 헤드 슬라이더(21)에 대해 관성력이 활동하기 때문인다. 그리고, 이 경사량은 실시예 10 보다도 크게되어 있다.
한편, 도51에 도시한 바와같이, 반경 25 ㎜를 넘었을 때 부터는, 측정용 헤드 슬라이더(21)와 디스크면과의 사이에 생기는 간극이 디스크 내주측 보다도 디스크 외주측의 쪽이 크게되도록, 측정용 헤드 슬라이더(21)가 기울어져 있다. 이것은 반경 25 ㎜를 넘었을 때부터, 디스크 내주측으로 향하여 측정용 헤드 슬라이더(21)에 대해서 가속도가 걸림과 동시에, 디스크 외주측으로 향하여 측정용 헤드 슬라이더(21)에 대해서 관성력이 활동하기 때문이다. 그리고, 이 경사량도 실시예 10 보다도 크게되어 있다.
〈실시예 12〉
본 실시예에서는 측정용 헤드 슬라이더 및 측정용 디스크로서 실시예 10에서 이용한 것과 동일한 것을 이용하여 도52에 도시한 것 같은 측정계로 시크 동작시에 있어서 측정용 헤드 슬라이더(70)의 경사량을 측정했다.
여기서, 도52에 도시한 측정계는 실시예 10에서의 측정계에 더하여, 측정용 헤드 슬라이더(70)가 반경 25 ㎜의 위치 보다도 디스크 외주측으로 이동할 수 없도록 스토퍼(90)를 설치하게 된다. 한편, 이 측정계는 스토퍼(90)를 설치한 이외는 실시예(10)에서의 측정계와 동일하다.
그리고, 본 실시예에서는 도53에 도시한 바와같은 속도 프로파일에서 반경 20 ㎜에서 측정용 헤드 슬라이더(70)를 디스크 외주방향으로 가속도 150 m/s2에서 시크시키고, 반경 25 ㎜의 위치에 설치한 스토퍼(90)로 충돌시켰다. 한편, 스토퍼(90)에 실제로 충돌하는 것은 측정용 헤드 슬라이더(70)에서는 아니고, 이 측정용 헤드 슬라이더(70)가 부착되어 있는 아암이다.
그리고, 그 충돌에 의해 측정용 헤드 슬라이더(70)가 주행 자세를 흐트러트린상태에서 측정용 헤드 슬라이더(70)가 주행 자세를 회복해 갈 때의 측정용 헤드 슬라이더(70)의 경사량의 추이를 측정했다.
이상의 측정 결과를 도54에 도시한다. 한편, 도54에서는 측정용 헤드 슬라이더(70)의 경사량이 스토퍼(90)에 아암이 충돌했을 때의 측정용 헤드 슬라이더(70)의 경사량의 최대치의 10% 이하로 되기까지 요한 시간을 정정 시간으로서 나타내고 있다.
도54로부터 알 수 있듯이, 측정용 헤드 슬라이더(70)는 반경 25 ㎜ 위치에 배치된 스토퍼(90)에 충돌한 순간에 주행 자세를 크게 흐트러뜨리고, 그 후, 좌우로 흔들리면서, 서서히 정상 주행 자새로 회복해 간다. 그리고, 이 때의 정정 시간은 대강 22 nsec였다.
〈실시예 13〉
본 실시예에서는 측정용 헤드 슬라이더로서 실시예 1에서 이용한 것과 동일한 측정용 헤드 슬라이더(21)를 이용했다. 또한, 측정용 디스크로서 실시예 12에서 이용한 것과 동일한 것을 이용했다. 그리고, 실시예 12와 동일한 측정계로서 실시예 12와 동일하게 측정용 헤드 슬라이더(70)가 주행 자세를 회복해 갈 때의 측정용 헤드 슬라이더(70)의 경사량의 추이를 측정했다.
측정 결과를 도54에 도시한다. 도54로부터 알 수 있듯이, 측정용 헤드 슬라이더(21)는 반경 25 ㎜ 위치로 배치된 스토퍼(90)에 충돌한 순간에 주행 자세를 크게 흐트러뜨리고, 그 후, 좌우로 흔들리면서, 서서히 정상 주행 자세로 회복해 간다. 그리고, 이 때의 정정 시간은 실시예 12 보다도 길게 되어 있고, 대강 34 nsec였다.
〈실시예 10 내지 실시예 13의 비교 평가〉
경사형 헤드 슬라이더를 이용한 실싱 10에서의 측정 결과와 레일면이 디스크면에 대해서 평행한 헤드 슬라이더를 이용한 실시예 11에서의 측정 결과를 도시한 도51에서 경사형 헤드 슬라이더를 이용하는 쪽이 시크 동작시에 헤드 슬라이더가 기울이기 어려운 것을 알 수 있다. 즉, 경사형 헤드 슬라이더를 이용한 쪽이, 보다 안정된 시크 동작이 가능하게 된다.
또한, 경사형 헤드 슬라이더를 이용한 실시예 12에서의 측정 결과와 레일면이 디스크면에 대해서 평행한 헤드 슬라이더를 이용한 실시예 13에서의 측정 결과를 도시한 도54에서 경사형 헤드 슬라이더를 이용한 쪽이 헤드 슬라이더로 외력이 더하여져 헤드 슬라이더가 기울어진 경우에 보다 빨리 본래 자세로 회복할 수 있다. 즉, 경사형 헤드 슬라이더를 이용하는 쪽이 보다 헤드 슬라이더의 자세가 안정된다.
이상의 결과에서 명확한 것같이, 레일면이 디스크면에 대해 평행한 헤드 슬라이더 보다도, 경사형 헤드 슬라이더 쪽이 보다 헤드 슬라이더의 자세가 안정되기 쉽다. 따라서, 경사형 헤드 슬라이더를 이용하는 것으로, 기록 재생 특성을 보다 향상할 수 있다.
〈실시예 14〉
실시예 8과 동일한 측정용 헤드 슬라이더(70)를이용하여 내구 특성을 측정했다. 한편, 측정용 디스크에는 표면이 평활한 유리 디스크형에 실시예 2일 때와 동일하게 자성막등을 형성하게 되는 자기 디스크를 이용했다.
본 실시예에 있어서 내구 특성의 측정에 있어서는 측정용 헤드 슬라이더(70)의 디스크 지름 방향에 있어서 위치를 일정하게 하여, 콘택트·스타트·스톱(CSS)을 반복해서 행하였다. 여기서, 테스트 개시시에 있어서 측정용 디스크와 측정용 헤드 슬라이더(70)와의 동마찰 계수는 약 0.2였다. 그리고, CSS를 반복하여 행하고, 측정용 디스크와 측정용 헤드 슬라이더(70)와의 동마찰 계수가 0.8을 넘은시점에서 테스트를 종료하고, 그곳까지 행한 CSS의 회수(이하, 단순히 CSS회수라 칭한다.)를 측정했다.
〈실시예 15〉
본 실시예에서는 측정용 헤드 슬라이더로서 도36에 도시한 바와같은 레일면이 원호상으로 형성되게 되는 곡면형 헤드 슬라이더를 이용했다. 한편, 본 실시예에서 사용한 측정용 헤드 슬라이더의 외형은 레일면 이외에 대해서는 실시예 14에서 이용한 측정용 헤드 슬라이더(70)와 동일하다. 또한, 측정용 디스크에는 실시예 14에서 이용한 측정용 디스크와 동일한 것을 이용했다. 그리고, 이들 측정용 헤드 슬라이더 및 측정용 디스크를 이용하여 실시예 14와 동일하게 CSS 회수를 측정했다.
〈실시예 16〉
본 실시예에서는 측정용 헤드 슬라이더로서 실시예 1에서 이용한 측정용 헤드 슬라이더(21)와 동일하게, 레일면이 디스크면에 대해 평행한 헤드 슬라이더를 이용했다. 한편, 본 실시예에서 사용한 측정용 헤드 슬라이더의 외형은 레일면 이외에 대해서는 실시예 14에서 이용한 측정용 헤드 슬라이더(70)와 동일하다. 또한, 측정용 디스크에는 실시예 14에서 이용한 측정용 디스크와 동일한 것을 이용했다. 그리고, 이들 측정용 헤드 슬라이더 및 측정용 디스크를 이용하여 실시예 14와 동일하게 CSS 회수를 측정했다.
〈실시예 14 내지 실시예 16의 비교 평가〉
실시예 14 내지 실시예 16의 결과를 표1에 나타낸다.
CSS회수
실시예 14 50,000
실시예 15 75,000
실시예 16 75,000
표1에 도시한 바와같이 CSS회수는 경사형 헤드 슬라이더를 이용한 실시예 14보다도, 곡면형 헤드 슬라이더를 이용한 실시예 15 쪽이 많게 되어 있다. 이것은 직선형 헤드 슬라이더 보다도, 곡면형 헤드 슬라이더 쪽이 디스크 표면에 손상을 주기 어렵기 때문이다. 즉, 직선형 헤드 슬라이더를 이용했을 때에는 디스크와 헤드 슬라이더가 접촉했을 때에 하중이 레일면의 에지부분에 집중하여 디스크 표면에 손상을 주기 쉽지만, 곡면형 헤드 슬라이더를 이용했을 때에는 디스크와 헤드 슬라이더가 접촉했을 때에, 그들의 접점이 비교적 넓은 면적의 면으로 되기 때문에, 디스크 표면에 상처나기 어렵다.
헤드 슬라이더가 기울어진 경우에 헤드 슬라이더의 자세를 회복시키는 작용에 대해서는 경사형 헤드 슬라이더의 쪽이 곡면형 헤드 슬라이더 보다도 우수한 것이 예상되지만, 표1의 결과로 부터도 명확한 것같이, 내구 특성의 관점에서는 경사형 헤드 슬라이더 보다도 곡면형 헤드 슬라이더의 쪽이 우수하다.
이상 상세하게 설명한 바와같이, 본 발명에 관한 디스크형 기록 매체에서는 기록 및/또는 재생용 헤드를 접촉시켜서 기록 및/또는 재생을 행하였을 때에, 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크형 기록 매체와의 접촉상태가 안정하게 유지된다. 따라서, 매우 양호한 기록 및/재생 특성을 얻을 수 있다. 게다가, 기록 및/또는 재생용 헤드를 탑재한 헤드 슬라이더의 하중이 디스크형 기록 매체에 가하지 않도록 할 수 있고, 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크형 기록 매체와의 마모의 문제를 해소할 수도 있다.
또한, 본 발명에 관한 헤드 슬라이더에서는 해당 헤드 슬라이더에 탑재한 기록 및/또는 재생용 헤드를 디스크형 기록 매체에 접촉시켜서 기록 및/또는 재생을 행하였을 때에, 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크형 기록 매체와의 접촉상태가 안정하게 유지된다. 따라서, 매우 양호한 기록 및/또는 재생 특성을 얻을 수 있다. 게다가, 기록 및/또는 재생용 헤드를 탑재한 헤드 슬라이더의 하중이 디스크형 기록 매체에 가하지 않도록 할 수 있고, 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크형 기록 매체와의 마모의 문제를 해소할 수도 있다.
또한, 본 발명에 관한 기록 및/또는 재생 장치에서는 헤드 슬라이더에 탑재한 기록 및/또는 재생용 헤드를 디스크형 기록 매체에 접촉시켜서 기록 및/또는 재생을 행하였을 때에, 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크형 기록 매체와의 접촉 상태가 안정하게 유지된다. 따라서, 매우 양호한 기록 및/또는 재생 특성을 얻을 수 있다. 게다가, 기록 및/또는 재생용 헤드를 탑재한 헤드 슬라이더의 하중이 디스크형 기록 매체에 가하지 않도록 할 수 있고, 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크형 기록 매체와의 마모의 문제를 해소할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 기록 및/또는 재생용 헤드와 디스크형 기록 매체를 접촉시킨 상태에서의 기록 및/또는 재생이 실현 가능하게 되고, 그 결과, 다른 고기록 밀도화를 꾀하는 것이 가능하게 된다.

Claims (36)

  1. 기록 및/또는 재생시에 적어도 일부가 부상하는 헤드 슬라이더에 탑재되어 있는 기록 및/또는 재생용 헤드에 의해 기록 및/또는 재생이 이루어지는 디스크형 기록 매체에 있어서,
    디스크 표면에 볼록부가 형성되고, 상기 기록 및/또는 재생용 헤드가 상기 볼록부에 접촉한 상태에서 기록 및/또는 재생이 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록상태.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기록 및/또는 재생용 헤드와 상기 볼록부가 무부하로 접촉한 상태로 기록 및/또는 재생이 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  3. 제2항에 있어서, 디스크 표면과 상기 헤드 슬라이더와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 상기 헤드 슬라이더의 적어도 일부가 부상했을 때에, 상기 기록 및/또는 재생용 헤드와 상기 볼록부가 무부하로 접촉하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 볼록부는 디스크 회전 방향에 대해 거의 평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체.
  5. 기록 및/또는 재생용 헤드가 탑재됨과 동시에, 디스크형 기록 매체와 대향하는 면에 소정 패턴의 요철이 형성되게 되고,
    기록 및/또는 재생시에, 디스크형 기록 매체와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 적어도 일부가 부상함과 동시에 상기 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크형 기록 매체에 접촉하도록 된 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  6. 제5항에 있어서, 기록 및/또는 재생시에, 상기 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크형 기록 매체에 무부하로 접촉하도록 된 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  7. 제5항에 있어서, 상기 요철은 오목부가 디스크형 기록 매체의 회전 방향에 대해 거의 평행한 홈형이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  8. 제5항에 있어서, 기록 및/또는 재생의 대상이 되는 디스크형 기록 매체는 디스크 표면에 볼록부가 형성되게 되는 디스크형 기록 매체이고,
    기록 및/또는 재생시에는 상기 볼록부에 상기 기록 및/또는 재생용 헤드가 접촉하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  9. 제5항에 있어서, 기록 및/또는 재생의 대상이 되는 디스크형 기록 매체는 디스크 표면에 평활한 면으로 된 디스크형 기록 매체인 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  10. 표면에 볼록부가 형성된 디스크형 기록 매체와,
    기록 및/또는 재생시에 상기 디스크형 기록 매체와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 적어도 일부가 부상하도록 된 헤드 슬라이더와,
    상기 헤드 슬라이더에 탑재되고, 상기 볼록부에 접촉한 상태로 상기 디스크형 기록 매체에 대해 기록 및/또는 재생을 행하는 기록 및/또는 재생용 헤드와,를 구비하는 기록 및/또는 재생 장치.
  11. 제10항에 있어서, 기록 및/또는 재생시에, 상기 기록 및/또는 재생용 헤드가 상기 볼록부에 무부하로 접촉하도록 된 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 볼록부는 상기 디스크형 기록 매체의 회전 방향에 대해 거의 평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
  13. 디스크형 기록 매체와,
    상기 디스크형 기록 매체와 대향하는 면에 소정 패턴의 요철이 형성된 헤드 슬라이더와,
    상기 헤드 슬라이더에 탑재되고, 상기 디스크형 기록 매체에 대해서 기록 및/또는 재생을 행하는 기록 및/또는 재생용 헤드를 구비하고,
    기록 및/또는 재생시에 상기 헤드 슬라이더의 적어도 일부가 디스크형 기록 매체와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 부상함과 동시에, 상기 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크형 기록 매체에 접촉하도록 된 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
  14. 제13항에 있어서, 기록 및/또는 재생시에, 상기 기록 및/또는 재생용 헤드가 상기 디스크형 기록 매체에 무부하로 접촉하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 디스크형 기록 매체의 표면에 볼록부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 볼록부는 상기 디스크형 기록 매체의 회전 방향에 대해 거의 평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 디스크형 기록 매체의 표면이 평활한 면으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
  18. 기록 및/또는 재생용 헤드가 탑재됨과 동시에, 디스크형 기록 매체의 회전 방향에 대해 거의 평행하게 되도록 디스크형 기록 매체와 대향하는 면상에 형성된 크라운 형상의 한 쌍의 레일을 갖고,
    기록 및/또는 재생시에는 디스크형 기록 매체와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 적어도 일부가 부상함과 동시에, 상기 기록 및/또는 재생용 헤드가 상기 디스크형 기록 매체와 접촉하도록 이루어져 있고,
    레일의 길이를 L, 레일상의 공기가 유입하는 단부와 유출하는 단부에 있어서 부상량의 차이를 △d, 레일의 크라운량을 C라 했을 때, 해당 크라운량(C)이 하기식(1)의 범위내인 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
    C≤L{L-(L2-△d2)1/2}/(2△d) …(1)
  19. 제18항에 있어서, 상기 디스크형 기록 매체의 표면에 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  20. 제18항에 있어서, 상기 한 쌍의 레일중 적어도 한쪽에는 디스크형 기록 매체와 대향하는 면에 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  21. 제18항에 있어서, 상기 크라운량(C)이 50 ㎚ 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  22. 표면에 요철이 형성된 디스크형 기록 매체와,
    기록 및/또는 재생시에 상기 디스크형 기록 매체와의 간극에 흐르는 공기류에 의해 적어도 일부가 부상하도록 된 헤드 슬라이더와,
    상기 헤드 슬라이더의 길이 방향 단부에 탑재되고, 상기 디스크형 기록 매체의 볼록부에 접촉한 상태에서 디스크형 기록 매체에 대해서 기록 및/또는 재생을 행하는 기록 및/또는 재생용 헤드를 구비하고,
    상기 헤드 슬라이더는 상기 디스크형 기록 매체의 회전 방향에 대해 거의 평행으로 되도록 디스크형 기록 매체와 대향하는 면상에 형성된 크라운 형상의 한 쌍의 레일을 갖고,
    레일의 길이를 L, 레일상의 공기가 유입하는 단부와 유출하는 단부에 있어서 부상량의 차이를 △d, 레일의 크라운량을 C라 했을 때, 해당 크라운량(C)이 하기식(2)의 범위내인 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
    C≤L{L-(L2-△d2)1/2}/(2△d) …(2)
  23. 제22항에 있어서, 상기 한 쌍의 레일중 적어도 한쪽에는 디스크형 기록 매체와 대향하는 면에 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 크라운량(C)이 50 ㎚ 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
  25. 기록 및/또는 재생용 헤드가 탑재됨과 동시에, 디스크형 기록 매체의 회전 방향에 대해 거의 평행하게 되도록 디스크형 기록 매채와 대향하는 면에 형성된 한 쌍의 레일을 갖고,
    기록 및/또는 재생시에 상기 한 쌍의 레일의 적어도 일부와 디스크형 기록 매체와의 사이에 간극이 형성되고, 그 간극에 흐르는 공기류에 의해 적어도 일부가 부상함과 동시에, 상기 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크형 기록 매체에 접촉하도록 된 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  26. 제25항에 있어서, 상기 한 쌍의 레일은 디스크형 기록 매체에 대향하는 면이 디스크형 기록 매체의 디스크면에 대해서 경사진 면으로 되어있는 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  27. 제25항에 있어서, 상기 한 쌍의 레일은 디스크형 기록 매체에 대향하는 면이 곡면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  28. 제25항에 있어서, 상기 한 쌍의 레일은 디스크형 기록 매체에 대향하는 면에 소정 패턴의 요펄이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  29. 제25항에 있어서, 상기 기록 및/또는 재생용 헤드가 상기 한 쌍의 레일 사이의 중심선상에 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  30. 제29항에 있어서, 상기 기록 및/또는 재생용 헤드가 상기 한 쌍의 레일이 좁은 영역의 외측에 탑재되어 있고,
    상기 디스크형 기록 매체와 대향하는 면의 형상이 상기 중심선을 대칭축으로서 선대칭으로 이루어진 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  31. 제25항에 있어서, 상기 한 쌍의 레일은 전방 단부 또는 후방 단부중 적어도 한쪽이 비스듬히 절결된 절결부로 되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 슬라이더.
  32. 디스크형 기록 매체와,
    기록 및/또는 재생시에 적어도 일부가 부상하도록 된 헤드 슬라이더와,
    상기 헤드 슬라이더에 탑재되고, 디스크형 기록 매체에 접촉한 상태에서 기록 및/또는 재생을 행하는 기록 및/또는 재생용 헤드를 구비하고,
    상기 헤드 슬라이더는 디스크형 기록 매체의 회전 방향에 대해 거의 평행하게 되도록 디스크형 기록 매체와 대향하는 면에 형성된 한 쌍의 레일을 갖고,
    기록 및/또는 재생시에 상기 한 쌍의 레일의 적어도 일부와 디스크형 기록 매체와의 사이에 간극이 형성되고, 그 간극에 흐르는 공기류에 의해 상기 헤드 슬라이더의 적어도 일부가 부상함과 동시에, 상기 기록 및/또는 재생용 헤드가 디스크형 기록 매체에 접촉하도록 된 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 한 쌍의 레일은 디스크형 기록 매체에 대향하는 면이 디스크형 기록 매체의 디스크면에 대해서 경사진 면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
  34. 제32항에 있어서, 상기 한 쌍의 레일은 디스크형 기록 매체에 대향하는 면이 곡면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
  35. 제32항에 있어서, 상기 디스크형 기록 매체의 표면에 소정 패턴의 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
  36. 제32항에 있어서, 상기 한 쌍의 레일은 디스크형 기록 매체에 대향하는 면에 소정 패턴의 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 및/또는 재생 장치.
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