JP2003168273A - Floating head slider - Google Patents
Floating head sliderInfo
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- JP2003168273A JP2003168273A JP2002213206A JP2002213206A JP2003168273A JP 2003168273 A JP2003168273 A JP 2003168273A JP 2002213206 A JP2002213206 A JP 2002213206A JP 2002213206 A JP2002213206 A JP 2002213206A JP 2003168273 A JP2003168273 A JP 2003168273A
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- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
- Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク記憶
装置において、記録再生素子を回転するディスク媒体面
に微小かつ一定のすきまで非接触に位置決めする浮上ヘ
ッドスライダに関するものである。更に詳しく言えば、
ナノメートルレベルの超微小すきまでディスク面のうね
りに対してもすきま変動なく追従する浮上ヘッドスライ
ダに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flying head slider in a magnetic disk storage device for positioning a recording / reproducing element on a rotating disk medium surface in a non-contact manner up to a minute and constant clearance. More specifically,
The present invention relates to a flying head slider that can follow the waviness of a disk surface without changing the clearance up to a nanometer-level ultrafine clearance.
【0002】[0002]
【従来の技術】コンピュータシステムで重要な外部記憶
装置である磁気ディスク記憶装置では、磁気ディスク面
に記録再生素子(以下ヘッドと言う)で高密度・高信頼
記録するために、ヘッドを後端に搭載したスライダを回
転するディスク媒体面に空気軸受の原理で浮上させるこ
とにより非接触記録を行ってきた。ディスク媒体の記録
密度を高めるためには、ヘッドとディスクとのすきまを
小さくする必要がある。高速で回転するディスク面はう
ねりや振動を有しているので、スライダの空気軸受はス
ライダ後端のヘッドを変動するディスク面に微小且つ一
定のすきまで位置決めするばねとダシュポットの機能を
もっている。2. Description of the Related Art In a magnetic disk storage device which is an important external storage device in a computer system, in order to perform high density and high reliability recording by a recording / reproducing element (hereinafter referred to as a head) on the magnetic disk surface, the head is placed at the rear end Non-contact recording has been performed by floating a mounted slider on the surface of a rotating disk medium by the principle of an air bearing. In order to increase the recording density of the disk medium, it is necessary to reduce the clearance between the head and the disk. Since the disk surface rotating at high speed has undulations and vibrations, the air bearing of the slider has the function of a spring and a dashpot for positioning the head at the rear end of the slider to the disk surface that fluctuates to a minute and constant clearance.
【0003】図11は1974年から1995年頃にか
けてヘッド位置の浮上すきまが500ナノメートルから
50ナノメートルまで低減していった時代に一般的に用
いられてきたテーパフラット形浮上ヘッドスライダで、
矩形平板形のスライダ1の両側にスライダ長に等しい長
さで幅の狭い空気軸受レール面2a,2bをもつ。ディ
スク面を矢印3のように走行させて、スライダに柔軟な
支持ばねを介して100mNから30mNの荷重をスラ
イダ中央背面に作用させると、ヘッド4が設置されてい
るスライダ後端が数十ナノメートルのすきまになったと
き空気膜反力とバランスする。すきまを小さくすると空
気軸受面の圧力は急激に増大し、ヘッド近傍の空気膜の
剛性は支持ばねこわさに対して約104倍の大きさをも
つので、ディスク面が振動してもヘッド・ディスク面間
は一定のすきまが維持できるようになっている。FIG. 11 shows a taper flat type flying head slider which is generally used in the era when the flying clearance of the head position was reduced from 500 nm to 50 nm from 1974 to 1995.
Air bearing rail surfaces 2a, 2b having a length equal to the slider length and a narrow width are provided on both sides of a rectangular flat plate-shaped slider 1. When the disk surface is run as indicated by arrow 3 and a load of 100 mN to 30 mN is applied to the slider central back surface via a flexible support spring, the slider rear end on which the head 4 is installed is several tens of nanometers. When the clearance is reached, balance with the reaction force of the air film. When the clearance is reduced, the pressure on the air bearing surface increases rapidly, and the rigidity of the air film near the head is about 10 4 times the stiffness of the support spring, so even if the disk surface vibrates, the head / disk A certain clearance can be maintained between the surfaces.
【0004】図12は図11のテーパフラット面による
正圧発生軸受面の中央部に逆ステップ部5を設けること
によって負圧発生軸受領域を持たせたテーパフラット形
負圧スライダである。この場合、スライダ荷重を小さく
してもディスク定常回転時のスライダ荷重を負圧で与え
ることができるので、ディスクの周速が小さい領域から
容易に浮上し、且つ運転速度領域ではディスクの外周・
内周でディスク面速度が異なってもほぼ一定のすきまを
保つことができ、更に大気圧の変化によるすきま変化を
も抑圧できる特徴をもつ。最近ではディスク外・内周位
置による速度の変化だけでなく、スライダのスキュー
(傾き)によるすきまの変化をも低減できる、図13,
4のような浮上ヘッドスライダが利用されている。図1
3のスライダではセンタレールの後端に広い軸受面6を
有し、図14では中央後端に後部軸受パッド7が独立化
している。ここで図14の8はスライダがディスク面に
接触状態にあるときメニスカス力により空気軸受面がデ
ィスク面に吸着してしまうのを防止するスティクション
除去パッドである。FIG. 12 shows a taper flat type negative pressure slider having a negative pressure generating bearing area by providing a reverse step portion 5 at the center of the positive pressure generating bearing surface of the taper flat surface of FIG. In this case, even if the slider load is reduced, the slider load during steady rotation of the disk can be applied with a negative pressure, so that the disk easily floats from a region where the peripheral speed of the disk is small, and in the operating speed region, the outer circumference of the disk
Even if the disk surface velocity is different on the inner circumference, a nearly constant clearance can be maintained, and the change in clearance due to the change in atmospheric pressure can be suppressed. Recently, it is possible to reduce not only the speed change due to the outer and inner circumferential positions of the disk but also the change in the clearance due to the skew (tilt) of the slider.
A flying head slider such as No. 4 is used. Figure 1
The slider No. 3 has a wide bearing surface 6 at the rear end of the center rail, and in FIG. 14, a rear bearing pad 7 is independent at the central rear end. Here, numeral 8 in FIG. 14 is a stiction removing pad for preventing the air bearing surface from being attracted to the disk surface by the meniscus force when the slider is in contact with the disk surface.
【0005】現在実用ディスク装置の面記録密度は30
ギガビット/平方インチとなっており、ヘッド・媒体間
すきまは15ナノメートル程度となっている。今後10
0ギガビット/平方インチを実現するためには、約6ナ
ノメートルのヘッド・媒体間すきまを実現しなければな
らない。このような微小すきま領域では、空気軸受面が
長いとディスクの微小なうねりにスライダが追従できな
くなり、スライダがディスク面と接触し易くなる。この
ため最近では前側の軸受面をも短くして前部軸受パッド
9とし、後端にも長さの短い後部軸受パッド面7をもつ
図15および16のようなスライダも提案されている。The areal recording density of the currently practical disk device is 30.
It is gigabit / square inch, and the clearance between the head and the medium is about 15 nanometers. Next 10
In order to realize 0 gigabits / square inch, it is necessary to realize a head-medium clearance of about 6 nanometers. In such a minute clearance region, if the air bearing surface is long, the slider cannot follow the minute waviness of the disk, and the slider easily contacts the disk surface. For this reason, recently, there has been proposed a slider as shown in FIGS. 15 and 16 in which the front bearing surface is also shortened to form the front bearing pad 9 and the rear end also has a short rear bearing pad surface 7.
【0006】ところで、数ナノメートルのすきま領域で
はスライダが間歇的にディスク面のあらさ突起と接触す
るようになり、表面粗さを小さくすると、スティクショ
ン力が増大しクラッシュし易くなる。このため表面粗
さ、潤滑剤、コーティング材等の設計により間歇的な接
触をも許容したニアコンタクト記録のスライダが開発さ
れている。また磁気記録ではヘッド・媒体間すきまの変
動を一定値以下に抑える必要があるが、すきまの絶対値
の減少と共に許容変動値も小さくなるので、ばらつきを
許容値以下に抑圧するのが困難になっている。そこでス
ライダをディスク面に連続的に接触させることによりす
きまのばらつきと変動を大幅に低減し、且つすきま損失
の小さいコンタクトスライダが開発されている。図17
はニアコンタクト、コンタクト記録を目的にしたスライ
ダの実施例で、前側は比較的長い空気軸受レールとなっ
ており、後端の短いパッド10が接触パッドとなってい
る。この場合後端の接触パッドは混合潤滑領域にある。
ここでは接触剛性が支配的な場合をコンタクト記録、空
気膜剛性が支配的な場合をニアコンタクト記録と呼ぶこ
とにする。図18はコンタクト記録スライダの他の実施
例で、後部接触パッド10は浮上力を発生させないため
かなり短くなっている。また前部軸受パッド9a,9b
もかなり短くなっている。By the way, in the clearance region of several nanometers, the slider intermittently comes into contact with the roughness projections on the disk surface, and if the surface roughness is reduced, the stiction force increases and the crash easily occurs. For this reason, a slider for near-contact recording has been developed which allows intermittent contact due to the design of surface roughness, lubricant, coating material and the like. Further, in magnetic recording, it is necessary to suppress the fluctuation of the clearance between the head and the medium to a certain value or less, but since the allowable fluctuation value decreases as the absolute value of the clearance decreases, it becomes difficult to suppress the variation below the allowable value. ing. Therefore, a contact slider has been developed in which variations and fluctuations in the clearance are greatly reduced by continuously contacting the slider with the disk surface and the clearance loss is small. FIG. 17
Is an example of a slider for the purpose of near contact and contact recording. The front side is a relatively long air bearing rail, and the short pad 10 at the rear end is a contact pad. In this case, the trailing contact pad is in the mixed lubrication region.
Here, the case where the contact rigidity is dominant is called contact recording, and the case where the air film rigidity is dominant is called near contact recording. FIG. 18 shows another embodiment of the contact recording slider, in which the rear contact pad 10 is considerably short because it does not generate a levitation force. Also, the front bearing pads 9a, 9b
Is also considerably shorter.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ヘッド・ディスク面間
のすきまが10ナノメートル以下の領域では、非接触記
録、ニアコンタクト記録、コンタクト記録のいずれにお
いても、ディスク面のマイクロウェービネスと呼ばれる
微小なうねりによるヘッド・ディスク面間のすきま変動
を小さくすることが重要である。すきま変動に影響する
ディスク面うねりの波長は、スライダ長内でスライダ面
とディスク面間すきまが場所により変化するスライダ長
の10倍程度の波長をもつうねりの低周波数成分から、
後端パッドの長さの波長を持つ高周波数成分までが問題
となる。これらのうねり成分はディスクの周速によって
異なるが、例えばスライダ長が1.25mm、後端パッ
ド長が50μmで、ディスクの周速が15m/sの場合
には、スライダ軸受面の設計によって追従させるために
考慮すべきディスク面うねりの周波数は1kHz程度か
ら300kHz程度の範囲までとなる。これより波長が
小さく高周波のうねり成分はスライダの後端空気軸受パ
ッドや接触パッドでは追従する機能がないのでうねりの
大きさはすきま変動に影響しない程度に小さくする必要
がある。一般にディスク面うねりの振幅は周波数の1乗
から2乗に比例して低下する性質があり、よって1kH
zから数百kHzまでのディスク面うねりに対して追従
性の高いスライダ軸受面を設計することが重要な課題と
なっている。スライダは前後の空気軸受による空気膜ば
ねと3自由度の固有振動数と固有モードをもつ振動系を
構成し、スライダはこれらの固有振動数以上のディスク
面うねりには追従しない。そこで従来よりこれらのスラ
イダの固有振動数を高めるスライダ設計が行われた。し
かしすきまの低減に従って空気膜剛性は増大し、スライ
ダの最低次の固有振動数は50kHz以上となり、一方
スライダ長を波長とするうねり振動数が10kHz程度
となるに従って軸受面が長いために追従できなくなる効
果が顕著になってきた。そこでスライダ軸受面を短く
し、既に図16、18に示したパッド形の軸受面や接触
面をもつスライダが開発されてきた。この場合軸受パッ
ド長を200μmとすればパッドが完全に追従できなく
なるうねり周波数はパッド長さと同じ波長をもつうねり
周波数の75kHzとなり、スライダの固有振動数と同
程度となる。しかし、スライダは上下並進とピッチ回転
が連成する2つの固有振動をもつので、前後の軸受パッ
ドの位置や長さをスライダの2つの固有振動数に対して
どのように設計したら良いのかが不明であった。また軸
受面を短く幅を大きくすると空気膜の減衰性能が低下
し、共振周波数で大きなピークが生じるという問題があ
った。さらに記録再生変換素子は一般にスライダ後端に
形成されるが、後部軸受パッドの圧力中心との位置関係
について十分な配慮がなされなかった。このためすきま
が微小化されるにしたがってディスク面うねりに対する
追従性が悪化し、すきま変動だけでなく、ディスク面と
の接触も生じ易かった。In the region where the clearance between the head and the disk surface is 10 nanometers or less, in both non-contact recording, near contact recording, and contact recording, a very small amount called a micro waviness of the disk surface is called. It is important to reduce fluctuations in the clearance between the head and disk surfaces due to waviness. The wavelength of the waviness on the disk surface, which affects the clearance variation, is calculated from the low frequency component of the waviness that has a wavelength of about 10 times the slider length where the clearance between the slider surface and the disk surface changes depending on the location within the slider length.
Even the high frequency component having a wavelength equal to the length of the trailing edge pad becomes a problem. These waviness components differ depending on the peripheral speed of the disk. For example, when the slider length is 1.25 mm, the trailing pad length is 50 μm, and the peripheral speed of the disk is 15 m / s, it is made to follow the slider bearing surface design. Therefore, the frequency of the waviness of the disk surface to be considered is in the range of about 1 kHz to about 300 kHz. Wavelength components smaller than this and high frequency swell components do not have the function of following the trailing end air bearing pad and contact pad of the slider, so the size of the swell needs to be small enough not to affect clearance fluctuation. Generally, the amplitude of the waviness on the disk surface has a property of decreasing in proportion to the first power of the frequency to the second power of the frequency, and therefore, 1 kHz
It is an important issue to design a slider bearing surface having a high followability to the waviness of the disk surface from z to several hundred kHz. The slider constitutes an air film spring by front and rear air bearings and a vibration system having a natural frequency and a natural mode of three degrees of freedom, and the slider does not follow the waviness of the disk surface above these natural frequencies. Therefore, conventionally, slider designs have been made to increase the natural frequency of these sliders. However, as the clearance decreases, the air film rigidity increases, and the lowest-order natural frequency of the slider becomes 50 kHz or higher. On the other hand, as the swell frequency with the slider length as the wavelength becomes approximately 10 kHz, the bearing surface becomes longer and it becomes impossible to follow. The effect has become noticeable. Therefore, a slider bearing surface has been shortened and a slider having the pad type bearing surface and contact surface shown in FIGS. 16 and 18 has already been developed. In this case, if the bearing pad length is 200 μm, the undulation frequency at which the pad cannot completely follow is 75 kHz which is the undulation frequency having the same wavelength as the pad length, which is about the same as the natural frequency of the slider. However, since the slider has two natural vibrations in which vertical translation and pitch rotation are coupled, it is unclear how to design the positions and lengths of the front and rear bearing pads with respect to the two natural frequencies of the slider. Met. Further, when the bearing surface is shortened and the width is increased, there is a problem that the damping performance of the air film deteriorates and a large peak occurs at the resonance frequency. Further, although the recording / reproducing conversion element is generally formed at the rear end of the slider, sufficient consideration has not been given to the positional relationship with the pressure center of the rear bearing pad. Therefore, as the clearance becomes smaller, the followability to the waviness of the disk surface deteriorates, and not only the clearance fluctuation but also the contact with the disk surface is likely to occur.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の目的はナノメー
トルレベルのすきまをもつ浮上形ヘッドスライダにおい
て、ディスク面うねりに対してヘッド位置が最もよく追
従できるスライダを提供することであり、このためのヘ
ッド位置、スライダ前後の空気軸受面および接触面の位
置及び寸法に関する設計条件を提案するものである。更
に詳しく言えば、ディスク面の走行方向のうねりに対し
てスライダは上下並進とピッチ回転の2自由度をもつ振
動系であることを考慮した追従性の解析に基き、ヘッド
位置のすきまが最もよく追従するヘッド位置をもつスラ
イダを提案するものである。また空気軸受に減衰性能が
無くても共振周波数近傍の振幅が増大しないような前部
および後部の軸受パッド長さを提案するものである。更
に2自由度振動系であるにもかかわらず、ヘッド位置の
すきま変動が高次モードの理想的な1自由度振動系がも
つ追従特性を示すようなスライダの軸受パッド位置を提
案するものである。以下その実施形態を示し、そこで利
用する力学の原理と原理に基づく軸受パッド設計条件を
詳細に説明する。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a flying head slider having a clearance on the nanometer level, in which the head position can best follow the waviness of the disk surface. The present invention proposes design conditions regarding the head position, the position and size of the air bearing surface and the contact surface before and after the slider. More specifically, based on an analysis of the followability that considers that the slider is a vibrating system having two degrees of freedom of vertical translation and pitch rotation with respect to the waviness in the traveling direction of the disk surface, the clearance of the head position is the best. A slider having a head position that follows is proposed. It also proposes front and rear bearing pad lengths so that the amplitude near the resonance frequency does not increase even if the air bearing has no damping performance. Further, even though it is a two-degree-of-freedom vibration system, a slider bearing pad position is proposed in which the head position clearance variation exhibits the follow-up characteristics of an ideal one-degree-of-freedom vibration system of a higher-order mode. . The embodiment will be shown below, and the principle of mechanics used therein and the bearing pad design conditions based on the principle will be described in detail.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明の非接触記録用ヘッドスラ
イダへの実施例を図1に示す。スライダは前側の左右に
2つの長さの小さい前部軸受パッド9a,9bをもち、
またスライダ後端中央に一つの長さの小さい後部軸受パ
ッド7をもつ。後部軸受パッド7はスライダ中央部に1
つではなく、図15の従来のスライダのように両サイド
に2つあってもよい。スライダの左右に2つの軸受パッ
ド面をもつのは、ロール振動に対するスライダのディス
ク面への追従性を増すためである。本発明はディスク面
の走行方向のうねりに対する追従性のみに注目してお
り、よってスライダのピッチ振動に寄与する軸受特性の
みに注目する。ロール振動に関するスライダの幅方向お
よび軸受面の幅に対する特別な規定は無く、ロール振動
に対するスライダの追従機能は従来の技術と基本的に変
わらない。FIG. 1 shows an embodiment of the non-contact recording head slider of the present invention. The slider has two small front bearing pads 9a, 9b on the left and right of the front side,
Further, one rear bearing pad 7 having a small length is provided at the center of the rear end of the slider. The rear bearing pad 7 is located at the center of the slider.
Instead of one, there may be two on each side as in the conventional slider of FIG. The two bearing pad surfaces on the left and right of the slider are for increasing the followability of the slider to the disk surface for roll vibration. The present invention focuses only on the followability to the waviness in the running direction of the disk surface, and therefore only the bearing characteristics that contribute to the pitch vibration of the slider. There is no special regulation regarding the width direction of the slider and the width of the bearing surface regarding roll vibration, and the follow-up function of the slider for roll vibration is basically the same as that of the conventional technology.
【0010】本発明のスライダ軸受面の特徴は、まずヘ
ッドが後部軸受パッドの圧力中心位置にスライダ長の±
1%の精度ないし後部軸受パッド長の±10%の精度で
一致させていることである。またディスク平均走行速度
をV、スライダピッチ振動の1次モードと2次モードの
共振周波数をそれぞれf1、f2とするとき、前部軸受
パッド長および後部軸受パッド長はそれぞれV/f1、
V/f2の1.0〜1.4倍となっていることである。
さらに前側軸受パッドの圧力中心が従来のスライダのよ
うにスライダ前端近傍ではなく、スライダ質量中心から
前側にスライダ長の20%から30%の範囲(スライダ
前端からスライダ長の20%から30%の範囲)の位置
にあることである。The feature of the slider bearing surface of the present invention is that the head is set at the center of the pressure of the rear bearing pad by ± (±) of the slider length.
The accuracy is 1% or ± 10% of the rear bearing pad length. When the disk average running speed is V and the resonance frequencies of the first and second modes of slider pitch vibration are f 1 and f 2 , respectively, the front bearing pad length and the rear bearing pad length are V / f 1 ,
That is, it is 1.0 to 1.4 times V / f 2 .
Further, the pressure center of the front bearing pad is not in the vicinity of the slider front end like the conventional slider, but in the range of 20% to 30% of the slider length from the slider mass center to the front side (range of 20% to 30% of the slider length from the slider front end). ) Is the position.
【0011】(効果を明らかにする解析モデル)ここで
本ヘッドスライダがすぐれた追従特性をもつことを、デ
ィスク面のうねりに対する追従性を力学的に解析した結
果を用いて説明し、ヘッド位置や前後の軸受パッドの最
適寸法の理由について説明する。図2に力学的な解析モ
デルを示す。追従特性に影響する設計パラメータとし
て、図2に示すように、前・後部軸受パッドの長さをl
1,l2とし、スライダが並進運動したときの等価的な
並進空気膜剛性をk1,k2とし、スライダの質量中心
(普通スライダは厚さの薄い直方体ブロックなのでその
ほぼ中心にある)から前・後部軸受パッドの圧力中心位
置をd1,d2とし、さらにスライダ質量中心から記録
再生素子であるヘッド位置までの距離をdhとする。デ
ィスク面うねり11に対する軸受反力は軸受パッド内の
分布的なすきまに関係しているので、図2のように、前
部軸受パッド面には要素l1/nあたりki/nのこわ
さをもつ分布ばねがあり、また後部軸受パッド面には要
素l2/mあたりk2/mのこわさをもつ分布ばねがあ
るとしてディスク面うねりに対する軸受パッドの分布圧
力を計算した。追従性の計算では、スライダの並進運動
とピッチ運動の方程式に軸受パッドとディスク面うねり
との局部的なすきまに比例した分布ばねの反力を考慮し
てヘッド位置のすきま変動を解析した。以下に述べる結
果はm=n=100として計算した結果である。ディス
ク面うねり11としては、調和うねりに加えてランダム
うねりに対する追従性をも調べた。スライダは長さl=
1.25mmのピコスライダを対象とし、質量m=1.
59mg,ピッチ慣性モーメントIp=2.2×10
−13Nm2を用いた。またディスクの走行速度Vは、
今後普及する2.5インチ形で回転速度5400rpm
を基準に15m/sとした。以下に示す計算例はこの条
件下であるが、本発明の規定はこれらの具体的なディス
ク走行条件には拘束されない。(Analytical model for clarifying the effect) Here, the fact that the present head slider has excellent follow-up characteristics will be described using the results of a dynamic analysis of the follow-up performance with respect to the waviness of the disk surface. The reason for the optimum dimensions of the front and rear bearing pads will be described. Fig. 2 shows a dynamic analysis model. As a design parameter that affects the follow-up characteristics, as shown in FIG.
1 , 1 and 2 and the equivalent translational air film rigidity when the slider makes a translational movement, k 1 and k 2 , from the center of mass of the slider (usually located at the center since the slider is a rectangular parallelepiped block with a small thickness). The pressure center positions of the front and rear bearing pads are d 1 and d 2, and the distance from the slider mass center to the head position of the recording / reproducing element is d h . Since the bearing reaction force against the disk surface waviness 11 is related to the distributed clearance in the bearing pad, as shown in FIG. 2, the front bearing pad surface has a stiffness of k i / n per element l 1 / n. The distributed pressure of the bearing pad against the waviness of the disk surface was calculated assuming that there is a distributed spring having a stiffness of k 2 / m per element l 2 / m on the rear bearing pad surface. In the calculation of the followability, the clearance variation of the head position was analyzed by considering the reaction force of the distributed spring proportional to the local clearance between the bearing pad and the disk waviness in the equation of the translational motion and the pitch motion of the slider. The results described below are the results calculated with m = n = 100. As the disc surface waviness 11, in addition to the harmonic waviness, the followability to random waviness was also examined. Slider length l =
Targeting a 1.25 mm pico slider, the mass m = 1.
59 mg, pitch moment of inertia I p = 2.2 × 10
The -13 Nm 2 was used. The running speed V of the disc is
2.5-inch type that will become popular in the future, with a rotation speed of 5400 rpm
Was set to 15 m / s. The calculation example shown below is under this condition, but the definition of the present invention is not restricted to these specific disk running conditions.
【0012】(ヘッド位置が追従特性に及ぼす効果と最
適位置)図17に示した前部軸受レール長がl1=0.
8lで、後部にl2=0.1lの軸受パッドをもつレー
ル形スライダ(d1=0.1l,d2=0.45l,k
1=105N/m,k2=2×105N/m)と、図1
に示した前部にl1=0.2lの軸受パッド、後部にl
2=0.1lの軸受パッドをもつパッド形スライダ(d
1=0.4l,d2=0.45l,k1=105N/
m,k2=2×10 5N/m)のディスク面調和うねり
Zdsin(2πfdt)の振幅Zdに対するヘッドす
きま変動振幅Zhの比の周波数特性を、ヘッド位置dh
を0.5l(a),0.475l(b),0.45l
(c)と変化させた場合について図3に示す。縦軸のZ
h/Zdは追従誤差比であるから、1より小さければ小
さいほど追従性が高いことを意味する。スライダの共振
周波数はレール形スライダが、f 1=44kHz,f2
=106kHz、パッド形スライダがf1=61kH
z,f2=107kHzである。また空気膜の減衰効果
として、スライダが上下に並進振動をしたときの等価的
な減衰比が0.05となるような減衰係数値を用いてい
る。これらの図からいずれのスライダにおいても、ヘッ
ド位置dhが後部軸受パッド中心からずれると追従性が
顕著に悪化することが分かる。これは後部軸受パッドの
空気膜ばねにより軸受パッド中心とディスク面のすきま
が一定に保たれるので、ここからずれた位置ではうねり
の位相ずれによりすきま変化が生じるからである。dh
=0.475lとは、l=1.25mmのときヘッドの
軸受中心から距離が31μmであり、これからヘッドは
後部軸受パッドの圧力中心からわずかにずれても追従性
が悪化するといえる。またdhが小さい領域ではパッド
形スライダの方がレール形スライダより追従特性がよ
く、レール形スライダは低周波領域の追従性が悪化する
ことがわかる。(Effect of head position on tracking characteristics and maximum
Proper position) The front bearing rail length shown in Fig. 17 is 11= 0.
8l, l at the rearTwo== 0.1 l bearing pad
Ru-shaped slider (d1= 0.1 l, dTwo= 0.45l, k
1= 105N / m, kTwo= 2 x 105N / m) and FIG.
On the front shown in1= 0.2l bearing pad, l on rear
Two= 0.1l bearing pad pad slider (d
1= 0.4 l, dTwo= 0.45l, k1= 105N /
m, kTwo= 2 x 10 5(N / m) Disc harmonious waviness
Zdsin (2πfdAmplitude Z of t)dAgainst head
Clearance fluctuation amplitude ZhThe frequency characteristic of the ratio ofh
0.5l (a), 0.475l (b), 0.45l
FIG. 3 shows the case of changing to (c). Z on the vertical axis
h/ ZdIs the tracking error ratio, so smaller than 1 is small
It means that the followability is high. Resonance of slider
The frequency of the rail slider is f 1= 44 kHz, fTwo
= 106 kHz, pad type slider is f1= 61 kH
z, fTwo= 107 kHz. Also, the damping effect of the air film
Is equivalent to when the slider vibrates vertically.
The damping coefficient value is used so that the damping ratio is 0.05.
It From these figures, the head
Position dhWill shift from the center of the rear bearing pad
It can be seen that the deterioration is remarkable. This is the rear bearing pad
Air film spring allows clearance between bearing pad center and disk surface
Is kept constant, so swells will occur at positions deviating from here.
This is because the clearance changes due to the phase shift of. dh
= 0.475l means that when l = 1.25mm,
The distance from the center of the bearing is 31 μm.
Followability even with slight deviation from the center of pressure of the rear bearing pad
Can be said to worsen. Also dhPad in small area
Type sliders have better tracking characteristics than rail type sliders.
Rail-type sliders have poor trackability in the low frequency range.
I understand.
【0013】図4(a),(b)はそれぞれレール形ス
ライダとパッド形スライダについて、横軸にヘッド位置
をとり、縦軸にランダムうねりに対するヘッド位置のす
きま変動のrms値σhを示したものである。ここで用
いたランダムうねりは、測定距離を1mmとしたときの
うねりの標準偏差がσ=1nmで、うねりの周波数特性と
して振幅が周波数の1.25乗に逆比例(以後周波数の
冪指数をβとし、この場合β=1.25と表現する)す
るものとした。図4では空気膜剛性を3種類変化させた
場合を示している。これらの図から、ヘッド位置はdh
=d2=0.45lのときσhはほぼ最小となってい
る。これからばらつきを考えてもdh/l=0.45±
0.01、即ちスライダ長の±1%の精度でヘッド位置
が後部軸受パッド圧力中心に一致していることが望まし
いことが分かる。後部軸受パッドはスライダ長の約10
%であるから、ヘッド位置が後部軸受パッド圧力中心に
パッド長さの約10%の精度で一致していることが望ま
しい。またσhの最小値は(b)パッド形スライダの方
が(a)レール形スライダより小さくなっていることか
ら、レール形よりパッド形の方が追従性がよい。これは
図3(c)から分かるように、dh=d2の条件下にお
いてもレール形では低周波数領域の追従性が悪化するか
らで、よって前部軸受パッドは短い方がよい。この理由
はディスクうねり面に対する後部軸受ばねの位置決め効
果を前部軸受ばねが抵抗するように作用するためで、こ
の抵抗効果を小さくする観点からは前部軸受パッドは短
い方が望ましい。ただし後述する他の観点から前部軸受
パッドに最適値がある。FIGS. 4 (a) and 4 (b) show the rms value σ h of the clearance variation of the head position with respect to the random waviness, with the horizontal axis representing the head position and the vertical axis representing the rail type slider and the pad type slider. It is a thing. The random waviness used here has a standard deviation of sigma = 1 nm when the measurement distance is 1 mm, and the amplitude is inversely proportional to the 1.25th power of the frequency as a frequency characteristic of the waviness (hereinafter, the power exponent of the frequency is β In this case, β = 1.25). FIG. 4 shows a case where three types of air film rigidity are changed. From these figures, the head position is d h
= D 2 = 0.45l, σ h is almost the minimum. Even considering the variation, d h /l=0.45±
It can be seen that it is desirable that the head position coincides with the center of the rear bearing pad pressure with an accuracy of 0.01, that is, ± 1% of the slider length. The rear bearing pad has a slider length of about 10
%, It is desirable that the head position be aligned with the center of the rear bearing pad pressure with an accuracy of about 10% of the pad length. Further, since the minimum value of σ h is smaller in (b) the pad slider than in (a) the rail slider, the pad type has better followability than the rail type. This is because, as can be seen from FIG. 3 (c), the trackability in the low frequency region is deteriorated in the rail type even under the condition of d h = d 2. Therefore, it is preferable that the front bearing pad be short. This is because the front bearing spring acts so as to resist the positioning effect of the rear bearing spring with respect to the waviness of the disk. From the viewpoint of reducing this resistance effect, it is desirable that the front bearing pad be short. However, the front bearing pad has an optimum value from other viewpoints described later.
【0014】図3(c)でパッド形スライダの場合、6
0〜70kHzに共振がみられるが、これは1次モード
の共振である。減衰比が0.05と小さいのに2次モー
ドの共振があまり見られないのは後部軸受パッド長がl
2=0.1l=0.125mmで、この波長に相当する
うねり周波数が125kHzで2次モードの共振周波数
f2=107kHzに近いため後部軸受パッドからうね
りの励振力が抑圧されるからであり、この観点からの後
部軸受パッド長の最適設計条件について後述する。また
1次モードの共振も現れないような前部軸受パッドの設
計条件についても後述する。In the case of the pad type slider shown in FIG.
Resonance is observed at 0 to 70 kHz, which is the first-order mode resonance. Although the damping ratio is as small as 0.05, the resonance of the secondary mode is not so often seen because the rear bearing pad length is l.
2 = 0.1l = 0.125 mm, the undulation frequency corresponding to this wavelength is 125 kHz, and since the resonance frequency f 2 = 107 kHz of the secondary mode is close, the undulation excitation force is suppressed from the rear bearing pad. From this viewpoint, the optimum design condition of the rear bearing pad length will be described later. The design conditions of the front bearing pad that will not cause the resonance of the first-order mode will also be described later.
【0015】以上より、本発明の浮上ヘッドスライダで
は、前部軸受はパッド形であること、またヘッド位置は
後部軸受パッドの圧力中心位置にスライダ長の±1%の
精度ないし後部軸受パッド長の±10%の精度で一致さ
せることを第1の特徴とする。図1の実施例では後部軸
受パッドの圧力中心(軸受パッド面の中心よりやや後ろ
にある)に一致させている図が描かれている。As described above, in the flying head slider according to the present invention, the front bearing is of a pad type, and the head position is located at the pressure center position of the rear bearing pad with an accuracy of ± 1% of the slider length or the rear bearing pad length. The first feature is that they are matched with an accuracy of ± 10%. In the embodiment of FIG. 1, a drawing is drawn in which the pressure center of the rear bearing pad (which is slightly behind the center of the bearing pad surface) is made to coincide.
【0016】(後部軸受パッド長の追従特性に及ぼす効
果と最適値)次に後部軸受パッド長の最適値について述
べる。図5(A),(B)はd1=0.4l,d2=d
h=0.45l,l1=0.2lのパッド形スライダに
おいて、l2を変化させたときの追従特性Zh/Zdの
周波数特性である。ここより以下ではヘッド位置が後部
軸受パッド圧力中心に一致している場合のみを議論す
る。図5(A)はk1=105N/m,k2=2.0×
105N/mの場合で、スライダの共振周波数はf1=
61kHz,f2=107kHzである。また図5
(B)はk1=4.0×105N/m,k2=4.0×
105N/mの場合で、f1=113kHz,f2=1
63kHzである。これから、図5(A)ではl2=
0.1lのとき、f2=107kHzの2次モードの共
振振幅が抑圧されているが、l2=0.075l、更に
0.05lと小さくなるに従い2次モードの共振振幅が
増大することがわかる。また図5(B)では、l2=
0.1l,0.05lのときはf2=163kHzの2
次モードの共振が現れているが、l2=0.075lの
ときは2次モードの共振はほとんど現れていない。この
理由は、2次モードの共振は後部軸受パッド位置のすき
まが大きく変動するモードで、主として後部軸受パッド
のばねを介して加振されるが、後部軸受パッド長l2が
2次モードの共振周波数f2に相当する波長(=V/f
2)に一致すれば、うねりの励振力が軸受パッド面で平
均化されうねりがあっても励振しなくなるからである。
図5(A)では(a)l2=0.1lのとき励振力が無
くなる周波数がV/l2=120kHzとf2=107
kHzに近い値になるので、(a)l2=0.1lでは
2次モード共振があまり現れない。また図5(B)で
は、(b)l 2=0.075lのとき、V/l2=16
0kHzでf2=163kHzに近いのでこの共振が抑
圧されている。一般に後部軸受パッドはV/l2以上の
うねり周波数の励振力を平滑化する効果があり、図5
(A)の(b),(c)や図5(B)の(c)で1次・
2次モードの共振が現れているのはこれらの共振周波数
が軸受パッドで平均化される周波数より低いからであ
る。また1次モードの共振については、そのノード点が
後部軸受パッド中心からあまり離れていないので、励振
される効果も観測される効果も比較的小さい。図5
(A)で現れているf1=60kHz近傍の1次モード
の共振は、後部軸受パッドで励振されたものよりもむし
ろ前部軸受けパッドで励振されたことによるものであ
る。これらの計算結果は空気軸受の減衰比が0.05と
した場合の計算例であるが、パッド形軸受の減衰はもっ
と小さく、共振振幅増幅率はかなり大きくなるので、後
部軸受パッド長を最適に選ぶことによる共振抑圧効果は
きわめて重要になる。(Effects of Rear Bearing Pad Length on Tracking Characteristics
Results and optimum value) Next, the optimum value of the rear bearing pad length is described.
Bell. 5A and 5B show d1= 0.4 l, dTwo= D
h= 0.45l, l1= 0.2l pad type slider
By the way, lTwoCharacteristic Z when changingh/ Zdof
It is a frequency characteristic. Below this, the head position is rear
Discuss only if it matches the bearing pad pressure center
It 5 (A) is k1= 105N / m, kTwo= 2.0 x
105In the case of N / m, the resonance frequency of the slider is f1=
61 kHz, fTwo= 107 kHz. Also in FIG.
(B) is k1= 4.0 × 105N / m, kTwo= 4.0 ×
105In case of N / m, f1= 113 kHz, fTwo= 1
It is 63 kHz. From now on, in FIG.Two=
When 0.1l, fTwo= 107 kHz second-order mode
The vibration amplitude is suppressed, but lTwo= 0.075l, and
As it becomes as small as 0.05l, the resonance amplitude of the secondary mode
It can be seen that it will increase. In addition, in FIG.Two=
F when 0.1l and 0.05lTwo= 2 at 163 kHz
The next mode resonance appears, but lTwo= 0.075l
At that time, the resonance of the secondary mode hardly appears. this
The reason is that the resonance of the secondary mode is due to the clearance of the rear bearing pad position.
This is a mode in which the
Is oscillated via the spring of the rear bearing pad length lTwoBut
Resonance frequency f of secondary modeTwoWavelength (= V / f
Two), The undulation excitation force is flat on the bearing pad surface.
This is because even if there is undulation and there is swell, it will not be excited.
In FIG. 5A, (a) lTwo= 0.1l, no excitation force
Frequency becomes V / lTwo= 120 kHz and fTwo= 107
Since the value is close to kHz, (a) lTwo= 0.1l
Second-order mode resonance does not appear much. Also in FIG. 5 (B)
Is (b) l Two= 0.075l, V / lTwo= 16
F at 0 kHzTwo= 163kHz, so this resonance is suppressed
Is under pressure. Generally, rear bearing pads are V / lTwoMore than
It has the effect of smoothing the excitation force of the undulation frequency.
In (b) and (c) of (A) and (c) of FIG.
The resonance of the secondary mode appears at these resonance frequencies.
Is lower than the frequency averaged by the bearing pads
It Regarding the resonance of the first-order mode, the node point is
Excited because it is not too far from the center of the rear bearing pad
The effect and observed effect are relatively small. Figure 5
F appearing in (A)1= Primary mode near 60 kHz
Resonances are better than those excited at the rear bearing pads
Because it was excited by the front bearing pad.
It These calculation results show that the damping ratio of the air bearing is 0.05.
This is an example of calculation in the case of
Since the resonance amplitude amplification factor is considerably large,
The resonance suppression effect by selecting the optimum bearing pad length
Will be extremely important.
【0017】以上のことから一般に後部軸受パッド長
(l2)は、l2≧V/f2が成り立つように設計する
のが望ましいといえる。しかしl2がV/f2よりあま
り大きいと、後部軸受のうねりに対する平均化効果がf
2より小さい周波数領域においても生じるのでうねりに
対する軸受パッド即ちヘッドの追従性が悪くなる。これ
は図5(B)の(a)と(b)の100kHz以下の振
幅を比較すれば(a)の方が(b)より大きくなってい
ることから分かる。よって後部軸受パッドは2次振動モ
ードの共振周波数の励振力をゼロにすると共に、それ以
下の周波数に対しては追従することが望ましく、よって
後部軸受パッド長の最適値はl2=V/f 2である。し
かし、この条件は空気軸受に沿って圧力分布が一様に分
布している場合であり、実際の空気軸受面には、2次関
数的に分布している場合もあり、この条件には補正が必
要である。このことを考慮すると一般に後部軸受パッド
長の最適値はl2=αV/f2(1.0≦α≦1.4)
となる。磁気ディスク装置の場合にはスライダがディス
クの内径近傍にあるか外径近傍にあるかによってディス
クの走行速度が異なり、一方スライダの空気膜共振周波
数は走行速度ほど変化しないので、ディスク内外径の平
均速度で評価したV/f2の1.0〜1.4倍に後部軸
受パッド長を設計するのが望ましい。よって本発明にお
ける後部軸受パッド長は使用するディスクの平均走行速
度Vとそのときの2次モードの共振周波数f2に対して
l2=αV/f2(1.0≦α≦1.4)の範囲とす
る。From the above, the rear bearing pad length is generally
(LTwo) Is lTwo≧ V / fTwoIs designed so that
Can be said to be desirable. But lTwoIs V / fTwoMore sweet
If it is larger, the averaging effect on the waviness of the rear bearing is f
TwoIt occurs even in a smaller frequency range, so swell
The followability of the bearing pad, that is, the head, is deteriorated. this
Is the vibration of 100 kHz or less in (a) and (b) of FIG.
Comparing the widths, (a) is larger than (b)
I understand from that. Therefore, the rear bearing pad is
The resonant frequency of the cord is set to zero and
It is desirable to follow the lower frequencies, so
The optimum value of the rear bearing pad length is lTwo= V / f TwoIs. Shi
However, this condition is that the pressure distribution is evenly distributed along the air bearing.
When the actual air bearing surface is
It may be numerically distributed, and this condition requires correction.
It is important. With this in mind, generally rear bearing pads
Optimal length is lTwo= ΑV / fTwo(1.0 ≦ α ≦ 1.4)
Becomes In the case of a magnetic disk device, the slider is
Depending on whether it is near the inner diameter or the outer diameter of the
However, the air film resonance frequency of the slider
Since the number does not change as much as the running speed,
V / f evaluated by uniform speedTwo1.0-1.4 times the rear shaft
It is desirable to design the receiving pad length. Therefore, in the present invention
Rear bearing pad length is the average running speed of the used disc
Degree V and the resonance frequency f of the secondary mode at that timeTwoAgainst
lTwo= ΑV / fTwoThe range is (1.0 ≦ α ≦ 1.4)
It
【0018】(前部軸受パッドの長さと位置の効果とそ
れらの最適値)次に前部軸受パッドの位置の効果とその
長さの最適値について述べる。図6(A)はd2=dh
=0.45l,l1=0.2l,l2=0.1l,k1
=10 5N/m,k2=2×105N/mの条件下で前
側軸受パッド位置d1を0.2l,0.3l,0.4l
と変化させたときの調和うねりに対するすきまの応答比
Zh/Zdの周波数特性である。また図6(B)はd2
=dh=0.45l,l 1=0.2l,l2=0.1
l,k1=4×105N/m,k2=4×105N/m
の条件下で前側軸受パッド位置d1=0.2l,0.3
l,0.4lと変化させたときの結果である。これらの
場合、ヘッド位置は後部軸受パッド位置に一致させ、ま
た後部軸受パッド長はほぼ2次モードの共振を抑圧する
長さに選んでいる。これから前部軸受パッドの位置がd
1=0.4lの場合には、図6(A)ではf1=約60
kHzの1次モードの共振が現れており、また図6
(B)ではf1=約110kHzの1次モードの共振が
現れているが、d1=0.3lの場合にはかなり小さく
なり、更にd1=0.2lのときには完全になくなって
いる。この理由を以下に述べる。(Effect of length and position of front bearing pad and its
These optimum values) Next, the effect of the position of the front bearing pad and its
The optimum value of the length will be described. FIG. 6A shows dTwo= Dh
= 0.45l, l1= 0.2 l, lTwo= 0.1 l, k1
= 10 5N / m, kTwo= 2 x 105Before under the condition of N / m
Side bearing pad position d10.2l, 0.3l, 0.4l
Response ratio of clearance to harmonic swell
Zh/ ZdIs the frequency characteristic of. Further, FIG. 6B shows dTwo
= Dh= 0.45l, l 1= 0.2 l, lTwo= 0.1
l, k1= 4 x 105N / m, kTwo= 4 x 105N / m
Front bearing pad position d1= 0.2l, 0.3
It is the result when changing to l and 0.4 l. these
The head position is aligned with the rear bearing pad position.
The rear bearing pad length suppresses the resonance of almost secondary modes.
I choose the length. The position of the front bearing pad is now d
1= 0.4 l, f in FIG.1= About 60
The resonance of the primary mode of kHz appears, and FIG.
In (B), f1= Resonance of the primary mode of about 110 kHz
Appears, d1= 0.3l is quite small
And then d1= 0.2l completely disappeared
There is. The reason for this will be described below.
【0019】スライダの質量中心に関するピッチ運動の
慣性モーメントをIp、質量をmとするとき、前後の軸
受パッドが短く軸受剛性が集中ばねに近似できれば、後
部軸受と前部軸受がIp=m×d1×d2の関係にあれ
ば両者は相互に衝撃中心位置の関係にある。このとき軸
受剛性の値の如何に関わらず後部軸受パッド中心は1次
モードのノード点になり、1次モードは後部軸受パッド
の圧力中心位置回りのピッチ振動になる。また前部軸受
パッド圧力中心位置は2次モードのノード点になり、2
次振動モードは前部軸受パッド中心回りのピッチ振動と
なる。ピコスライダに近い本スライダの場合、d2=
0.45lのとき、d1=0.19lが衝撃中心位置と
なり、このとき後部軸受位置では1次モードを励起しな
いし、また前部軸受パッドで励起された1次モードも観
測されない。また前部軸受パッドのすきま変動には1次
モードの影響だけが現れる。図6(A),(B)におい
て、(a)d1=0.2lのとき1次モードの共振が現
れないのはこのためで、追従性の観点からは当然ながら
このような設計が望ましい。ただしd1=0.3lの場
合もかなり良い追従性を示している。これは衝撃中心位
置からのずれが自乗で影響するため多少衝撃中心位置か
らずれても誤差の影響が現れにくいためと、前後軸受パ
ッドの距離が大きくなればピッチ振動に対する復元剛性
が増大し、ピッチモードの共振周波数が増大するので、
図6(A),(B)の(b),(c)からも分かるよう
に低周波数領域の追従誤差比が低下するためである。よ
ってランダムうねりに対する追従誤差はd1=0.3l
のときが最小となる場合が多い。そこで本発明の前部軸
受パッドの中心位置の推奨できる値d1は、衝撃中心位
置をd1 *として、d1 *≦d1≦d1 *+0.1lの
範囲とする。When the inertia moment of the pitch motion with respect to the center of mass of the slider is I p and the mass is m, if the front and rear bearing pads are short and the bearing rigidity can be approximated to a concentrated spring, then I p = m for the rear bearing and the front bearing. If they have a relationship of × d 1 × d 2 , they are in a relationship of mutual impact center positions. At this time, the center of the rear bearing pad becomes a node point of the primary mode regardless of the value of the bearing rigidity, and the primary mode becomes pitch vibration around the pressure center position of the rear bearing pad. The center position of the front bearing pad pressure becomes the node point of the secondary mode,
The next vibration mode is pitch vibration around the center of the front bearing pad. In the case of this slider close to the pico slider, d 2 =
When 0.45 l, d 1 = 0.19 l becomes the impact center position, at which time the primary mode is not excited at the rear bearing position, and the primary mode excited at the front bearing pad is not observed. Moreover, only the influence of the primary mode appears in the clearance variation of the front bearing pad. This is the reason why the resonance of the first-order mode does not appear when (a) d 1 = 0.2 l in FIGS. 6A and 6B. It is natural that such a design is desirable from the viewpoint of followability. . However, when d 1 = 0.3 l, a fairly good followability is exhibited. This is because the deviation from the impact center position influences by the square, and the effect of the error is less likely to appear even if the impact center position deviates to some extent.If the distance between the front and rear bearing pads is increased, the restoring rigidity against pitch vibration increases, Since the resonance frequency of the mode increases,
This is because the tracking error ratio in the low frequency region decreases as can be seen from (b) and (c) of FIGS. 6A and 6B. Therefore, the tracking error with respect to the random waviness is d 1 = 0.3l
In many cases, the minimum is. Therefore, the recommended value d 1 of the center position of the front bearing pad of the present invention is set in the range of d 1 * ≦ d 1 ≦ d 1 * + 0.1 l, where the impact center position is d 1 * .
【0020】一方、前部軸受パッドの長さについては、
上記の衝撃中心の近傍であれば前部軸受パッドは後部軸
受のすきま変動に影響する2次振動モードには影響しな
いからどうでも良いことになる。しかしこの衝撃中心位
置が常にそれぞれの振動モードの節になるという法則は
軸受剛性が集中ばねで表されるとした場合の結果であ
る。軸受パッド長が長くなると、前部軸受パッドは2次
モードに対して回転ばねとして抵抗する効果が現れ、後
部軸受ばねによる追従位置決めの妨げになる。即ちこの
意味では前部軸受パッド長は短い方が望ましい。しかし
図6(A−c),(B−c)のd1=0.4lの場合か
ら分かるように、スライダには後部軸受が大きく振動す
る1次モードの共振が存在し、図では示さないがこのと
きスライダ前側が大きく振動し、減衰比が小さい場合に
はスライダ前縁がディスク面に接触する恐れがある。そ
こで2次モードを共振させるうねり成分を後部軸受パッ
ド長で抑圧したように、前部軸受パッド長を1次モード
の共振周波数f1に対応する波長V/f1の1.0〜
1.4倍に設定して1次振動モードを共振させるうねり
成分の励振力を平均化することが望ましい。いま、前後
の軸受剛性が等しいとすると、2次モードの固有振動数
f2は1次モードの固有振動数f1の約1.55倍とな
る。よって前部軸受パッド長の最適値l1は上記のよう
に最適に設計した後部軸受パッド長l2の1.55倍と
なる。一般に前部軸受パッドの方がすきまが大きいの
で、前後軸受パッド剛性を同じに設計するためには前部
軸受パッドを大きくする必要がある。大きいすきまで軸
受剛性を高めるには軸受パッド長を1.55倍するだけ
では不十分の場合もありこのとき軸受幅をも大きくする
必要がある。On the other hand, regarding the length of the front bearing pad,
It does not matter if the front bearing pad does not affect the secondary vibration mode that affects the clearance variation of the rear bearing as long as it is near the impact center. However, the law that the impact center position is always the node of each vibration mode is the result when the bearing rigidity is expressed by the concentrated spring. When the bearing pad length becomes long, the front bearing pad has an effect of resisting the secondary mode as a rotary spring, which hinders follow-up positioning by the rear bearing spring. That is, in this sense, it is desirable that the front bearing pad length is short. However, as can be seen from the case of d 1 = 0.4l in FIGS. 6 (A-c) and 6 (B-c), the slider has a primary mode resonance in which the rear bearing vibrates greatly, and is not shown in the figure. However, at this time, the front side of the slider vibrates greatly, and if the damping ratio is small, the front edge of the slider may contact the disk surface. Therefore, the front bearing pad length is 1.0 to 1.0 of the wavelength V / f 1 corresponding to the resonance frequency f 1 of the primary mode, so that the undulation component that resonates the secondary mode is suppressed by the rear bearing pad length.
It is desirable to set 1.4 times and average the excitation force of the waviness component that resonates the primary vibration mode. Now, assuming that the front and rear bearing stiffnesses are equal, the natural frequency f 2 of the secondary mode is approximately 1.55 times the natural frequency f 1 of the primary mode. Therefore, the optimum front bearing pad length l 1 is 1.55 times the rear bearing pad length l 2 designed optimally as described above. Since the front bearing pad generally has a larger clearance, it is necessary to make the front bearing pad larger in order to design the front and rear bearing pads with the same rigidity. In order to increase the bearing rigidity up to a large clearance, it may not be sufficient to multiply the bearing pad length by 1.55, and at this time the bearing width must be increased.
【0021】本発明における前部軸受パッド長l1は後
部軸受パッド長と同様な精度でl1=αV/f1(1.
0≦α≦1.4)となるように設計する。ただし前部軸
受パッド長は0.3l以上になると上記の理由でヘッド
位置のすきま変動を大きくし始めるので、V/f1が
0.3lより大きくなる場合には0.3l以下とするの
が望ましい。本実施例のようにV=15m/sの場合に
は、図6(A)のときにはα=1.2とするとf1=約
60kHzだからl1=αV/f1=0.3mm=0.
24となり、図6(B)のときには、f1=約110k
Hzだからl1=αV/f1=0.15mm=0.12
lとなる。The front bearing pad length l 1 in the present invention has the same accuracy as the rear bearing pad length l 1 = αV / f 1 (1.
It is designed so that 0 ≦ α ≦ 1.4). However, when the front bearing pad length becomes 0.3 l or more, the clearance fluctuation of the head position starts to increase due to the above reason. Therefore, when V / f 1 is larger than 0.3 l, it should be 0.3 l or less. desirable. In the case of V = 15 m / s as in the present embodiment, f 1 = about 60 kHz when α = 1.2 in FIG. 6A, so l 1 = αV / f 1 = 0.3 mm = 0.
24, and in the case of FIG. 6B, f 1 = about 110 k
Since it is Hz, 1 1 = αV / f 1 = 0.15 mm = 0.12
It becomes l.
【0022】本発明は、第1にヘッド・ディスク間のす
きまの変動をその理想的な1自由度の追従特性に一致さ
せるためのヘッド位置を提案するものであり、第2に後
部軸受パッドの減衰が小さくても後部軸受パッド位置の
すきまが変動する2次モードの共振周波数のうねりの励
振力成分を無くして追従特性の共振振幅が抑圧できる後
部軸受パッド長を提案するものであり、第3に前部軸受
パッドが変動する1次モードの共振振幅を抑圧し、しか
もヘッド位置のスライダの追従性を悪化させる前部軸受
パッドの拘束効果を除去するための前部軸受パッド長条
件を提案するものであり、第4に後部軸受パッドのすき
ま変動が、後部軸受パッドの空気膜剛性とスライダの慣
性モーメントで決まる2次モードのみの1自由度振動系
に近い追従性能を持つようにさせるための前部軸受パッ
ド位置を提案するものである。ヘッド部のすきまの追従
性に及ぼす効果はこの順序で大きく、且つ効果は加算的
であり、よってこの全部を採用すれば最も理想的な追従
特性をもつ高密度記録スライダが実現できる。しかし本
発明はそれぞれの一部を採用してもよく、採用しないス
ライダに対してよりすぐれた追従性能を与えることがで
きる。The present invention firstly proposes a head position for matching the variation of the clearance between the head and the disk with the ideal following characteristic of one degree of freedom, and secondly, the head position of the rear bearing pad. This is to propose a rear bearing pad length that can suppress the resonance amplitude of the tracking characteristic by eliminating the excitation force component of the undulation of the resonance frequency of the secondary mode in which the clearance of the rear bearing pad position fluctuates even if the damping is small. In addition, the front bearing pad length condition for suppressing the resonance amplitude of the first-order mode in which the front bearing pad fluctuates and for removing the constraint effect of the front bearing pad that deteriorates the followability of the slider at the head position is proposed. Fourthly, the clearance variation of the rear bearing pad has a tracking performance close to that of a one-degree-of-freedom vibration system with only a secondary mode determined by the rigidity of the rear bearing pad's air film and the moment of inertia of the slider. One is to propose a front bearing pad position to be so. The effect on the followability of the clearance of the head portion is large in this order, and the effect is additive. Therefore, if all of them are adopted, a high-density recording slider having the most ideal follow-up characteristic can be realized. However, the present invention may employ a part of each of them, and can provide superior follow-up performance to a slider that does not employ them.
【0023】(ヘッド位置を後部軸受パッドの圧力中心
に形成する方法)図1に示した本発明の実施例における
前・後部軸受パッド形状は従来のスライダ加工法で実現
できるが、ヘッドを後部軸受パッド中心位置に搭載する
のは従来にはないのでこの加工法の例について述べる。
図7は後部軸受パッドの圧力中心位置にヘッドを搭載し
た実施例で、図1のスライダ後部の拡大図に相当する。
ただしここでは後部軸受パッドは矩形でなく台形状の場
合を示しており、後部軸受パッド形状は特に規定しな
い。ヘッド4はスライダが傾斜して浮上したとき、ヘッ
ドギャップ位置が後部軸受パッドの後端とほぼ同じ浮上
すきまとなるよう最大数ナノメートル軸受面より突き出
ている。このことは正常浮上時以外のときにヘッドギャ
ップ部が損傷し易くなることを意味する。そこで、図1
および7に示すようにスティクション防止接触パッド8
を後部軸受パッドより前側に設け、このスティクション
防止接触パッドの高さをヘッドギャップ面より高くして
いる。スティクション防止接触パッドは図1に示すよう
にスライダ前側にもありよってスライダ面が静止したデ
ィスク面に接触するときにはこれらのスティクション防
止接触パッドが接触する。また正常浮上時にはスライダ
が傾斜するので、スティクション防止接触パッド面の方
が浮上量が大きくなっている。(Method of Forming Head Position at Pressure Center of Rear Bearing Pad) The front and rear bearing pad shapes in the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 can be realized by a conventional slider machining method, but the head is rear bearing. Since it is not mounted in the center of the pad in the past, an example of this processing method will be described.
FIG. 7 shows an embodiment in which the head is mounted at the pressure center position of the rear bearing pad, and corresponds to an enlarged view of the rear portion of the slider in FIG.
However, here, the case where the rear bearing pad is not rectangular but trapezoidal is shown, and the shape of the rear bearing pad is not particularly specified. The head 4 projects from the maximum bearing surface of several nanometers so that when the slider is tilted and floats, the head gap position has a flying clearance that is substantially the same as the rear end of the rear bearing pad. This means that the head gap portion is likely to be damaged except during normal flying. Therefore, in FIG.
And stiction prevention contact pad 8 as shown in FIGS.
Is provided in front of the rear bearing pad, and the height of this stiction prevention contact pad is set higher than the head gap surface. The stiction prevention contact pads are also on the front side of the slider as shown in FIG. 1, so that these stiction prevention contact pads make contact when the slider surface contacts the stationary disk surface. Further, since the slider tilts during normal flying, the flying height is larger on the stiction preventing contact pad surface.
【0024】スライダ図7に示すスライダの加工法の例
を図8(a),(b)に示す。まず図8(a)のように
従来の加工法に従いAl2O3TiC等のスライダブロ
ック材12上にヘッド4をプロセス技術により形成す
る。従来のスライダではヘッド保護層13としてアルミ
ナ(Al2O3)等を数μm積層するが、ここでは軸受
パッド長の圧力中心から後端までの距離分、例えば40
μmを図8(b)のように積層する。そして図8(b)
の破線14a,14bにそってスライダを切り出した
後、空気軸受面をラップ加工およびエッチング加工で形
成する。このとき図7のようにヘッドギャップ部の周囲
の軸受面を低くする。低くする量は軸受パッド長が12
0μm、スライダのピッチ角が100マイクロラディア
ンならば、最大5ナノメートル程度である。Slider An example of a method of processing the slider shown in FIG. 7 is shown in FIGS. First, as shown in FIG. 8A, the head 4 is formed by a process technique on the slider block material 12 such as Al 2 O 3 TiC according to the conventional processing method. In the conventional slider, alumina (Al 2 O 3 ) or the like is laminated as the head protection layer 13 by several μm, but here, the distance from the pressure center of the bearing pad length to the rear end, for example, 40
μm is laminated as shown in FIG. And FIG. 8 (b)
After cutting out the slider along the broken lines 14a and 14b, the air bearing surface is formed by lapping and etching. At this time, the bearing surface around the head gap is lowered as shown in FIG. Bearing pad length is 12
If the pitch angle is 0 μm and the slider pitch is 100 microradians, the maximum is about 5 nanometers.
【0025】図9はヘッドギャップ面を後部軸受パッド
面から突出させる代わりに、後部軸受パッドの後端部を
正常浮上時にディスク面にほぼ平行になるように加工
し,その加工面と後部軸受面との境界近傍にヘッドを設
けた実施例である。このような構造により、ヘッド位置
を軸受面から突出せずにヘッド位置の浮上すきまを可能
な限り小さくすることができる。ヘッドとディスクとの
接触が問題になる場合には、ヘッドを後部軸受面の傾斜
面側でややすきまが大きくなった領域に設けるのが望ま
しい。この場合もヘッドは後部軸受パッドの圧力中心位
置に一致するように設計されることは勿論である。軸受
面形状、軸受面の圧力中心、ヘッドの突出量等は希薄気
体潤滑理論に基く計算プログラムを用いて予測すること
ができ、ヘッド位置のすきまが所望の値になるようにあ
らかじめ設計される。In FIG. 9, instead of projecting the head gap surface from the rear bearing pad surface, the rear end portion of the rear bearing pad is machined so as to be substantially parallel to the disk surface during normal flying. This is an example in which a head is provided near the boundary between and. With such a structure, the floating clearance at the head position can be made as small as possible without the head position protruding from the bearing surface. When contact between the head and the disk becomes a problem, it is desirable to provide the head on the inclined surface side of the rear bearing surface in an area where the clearance is slightly increased. In this case as well, the head is of course designed to match the center of pressure of the rear bearing pad. The shape of the bearing surface, the center of pressure on the bearing surface, the amount of protrusion of the head, and the like can be predicted using a calculation program based on the lean gas lubrication theory, and the clearance at the head position is designed in advance to a desired value.
【0026】[0026]
【実施例】本発明の上記の記述は非接触記録用浮上形ス
ライダに対して適用されているが、後部軸受パッドを混
合潤滑領域の接触パッドとする、ニアコンタクト記録の
スライダに対しても同様に適用できることは明らかであ
る。この場合上記の議論の中で、後部軸受パッドを後部
接触パッドと読み変えれば同様の優れた追従特性を得る
ことができる。Although the above description of the present invention is applied to the flying slider for non-contact recording, the same applies to the slider for near contact recording in which the rear bearing pad is the contact pad in the mixed lubrication region. Clearly applicable to In this case, when the rear bearing pad is read as the rear contact pad in the above discussion, the same excellent follow-up characteristic can be obtained.
【0027】図10は本発明を負圧発生逆ステップ部5
を有する負圧スライダに適用した例である。この場合も
ヘッド位置は後部軸受パッドの圧力中心位置にスライダ
長の1%の精度、後部軸受パッド長の10%の精度で一
致させている。また後部軸受パッド長l2は2次モード
の共振周波数f2に対してl2=αV/f2(1.0≦
α≦1.4)にある。また前部軸受パッド長l1はl1
=αV/f1(1.0≦α≦1.4)にあり、さらに前
部軸受パッドの圧力中心位置d1はd1 *≦d 1≦d1
*+0.1l(d1 *は衝撃中心位置)の範囲に設定さ
れている。FIG. 10 shows a negative pressure generating reverse step unit 5 according to the present invention.
It is an example applied to a negative pressure slider having. Also in this case
Slide the head to the pressure center of the rear bearing pad.
1% accuracy of length, 10% accuracy of rear bearing pad length
I am letting you. Also, the rear bearing pad length lTwoIs the secondary mode
Resonance frequency fTwoAgainst lTwo= ΑV / fTwo(1.0 ≦
α ≦ 1.4). Also, the front bearing pad length l1Is l1
= ΑV / f1(1.0 ≦ α ≦ 1.4), and before
Center position of bearing pad d1Is d1 *≤d 1≤d1
*+ 0.1l (d1 *Is the range of the impact center position)
Has been.
【0028】ここではスキューに対するすきま変動を抑
圧する軸受面設計、周囲圧変化に対するすき間変動を抑
圧する軸受け面設計について述べていないが、実際のス
ライダではこれらの効果に対する配慮してスライダ軸受
面を形成することも必要であり、本発明はこれらの効果
をも追加的に付加した軸受面をもつスライダをも含む。Although the bearing surface design which suppresses the clearance variation with respect to the skew and the bearing surface design which suppresses the clearance variation with respect to the ambient pressure change are not described here, in an actual slider, the slider bearing surface is formed in consideration of these effects. The present invention also includes a slider having a bearing surface additionally having these effects.
【0029】(従来のパッド形スライダとの相違)とこ
ろで既に図16,17および18に示した最近のパッド
形スライダも本発明のスライダと似ている。しかしまず
図17のスライダはパッド形スライダではなく、またヘ
ッド位置は後部軸受パッドの圧力中心位置からかなりず
れている。一方図16および図18のパッド形スライダ
については、いずれも開発段階のものなのでその寸法を
詳しく記述した文献はないが、図18のコンタクトスラ
イダが掲載されている文献の中でも上述した設計思想に
関する記述はない。またスライダ面の写真のパッド形状
寸法の測定から、いずれもヘッド位置は後部軸受パッド
長の10%の精度でその圧力中心位置にないと予想され
る。特に図18はコンタクト記録を目的としたスライダ
なので、後部パッドは空気軸受にはなっていない。また
本発明の非接触記録ないしニアコンタクト記録を目的と
した場合にくらべ浮上力の発生を防ぐために後部軸受パ
ッド長はかなり小さくなっている。また前部軸受パッド
長もl1=0.082lと小さく、それぞれ2次、1次
モードの共振を抑圧する効果を考慮しているとは思われ
ない。さらに前部軸受パッドの後端がスライダ前端から
0.21lの位置にあるので、その圧力中心は前端から
0.2lより小さい位置にあると予想される。一方図1
6のスライダは前部軸受パッド長が0.3lと大きす
ぎ、軸受面は矩形でないからその圧力中心位置はスライ
ダ前端から0.2lより小さい位置にあると予想され
る。各軸受パッド長は使用されるディスク走行速度と1
次、2次モードの共振周波数に依存するが、本発明にお
ける設計思想が適用されているような記述は見当たらな
い。(Difference from Conventional Pad Type Slider) Incidentally, the recent pad type sliders shown in FIGS. 16, 17 and 18 are also similar to the slider of the present invention. However, first of all, the slider of FIG. 17 is not a pad slider, and the head position is considerably deviated from the pressure center position of the rear bearing pad. On the other hand, since the pad sliders of FIGS. 16 and 18 are all in the development stage, there is no literature describing their dimensions in detail, but the literature regarding the contact slider of FIG. There is no. Also, from the measurement of the pad shape dimensions in the photograph of the slider surface, it is expected that the head position is not at the pressure center position with an accuracy of 10% of the rear bearing pad length in any case. In particular, since FIG. 18 is a slider for the purpose of contact recording, the rear pad is not an air bearing. Further, the rear bearing pad length is considerably reduced in order to prevent the generation of the levitation force as compared with the case of the non-contact recording or the near contact recording of the present invention. Further, the length of the front bearing pad is as small as 1 1 = 0.082l, and it is unlikely that the effects of suppressing the resonance of the secondary and primary modes are considered. Further, since the rear end of the front bearing pad is located 0.21 l from the front end of the slider, its center of pressure is expected to be smaller than 0.2 l from the front end. Meanwhile, Figure 1
The slider of No. 6 has a front bearing pad length of 0.3 l, which is too large, and the bearing surface is not rectangular, so that the center of pressure is expected to be less than 0.2 l from the front end of the slider. The length of each bearing pad depends on the disk running speed used and 1
Although it depends on the resonance frequency of the second and second modes, there is no description that the design concept of the present invention is applied.
【0030】これらのスライダに対して、図1および図
9に示した本発明のスライダはヘッド位置が後部軸受パ
ッド位置の圧力中心位置にあり、前部軸受パッドがやや
スライダの中央部に移動し、その圧力中心位置は少なく
ともスライダ前端より0.2l以上の位置にある。また
前部・後部軸受パッド長がそれぞれスライダの1次、2
次の共振周波数に対応するうねりの波長にほぼ等しくな
っていることである。ただし本発明はこれら条件の一部
を満たすスライダをも含むものとする。In contrast to these sliders, in the slider of the present invention shown in FIGS. 1 and 9, the head position is at the pressure center position of the rear bearing pad position, and the front bearing pad moves slightly to the center of the slider. The center position of the pressure is at least 0.2 l or more from the front end of the slider. Also, the front and rear bearing pad lengths are respectively
It is almost equal to the wavelength of the swell corresponding to the next resonance frequency. However, the present invention also includes a slider that satisfies some of these conditions.
【0031】[0031]
【発明の効果】本発明による効果は、ヘッド位置を後部
軸受パッドの圧力中心位置に一致させることによってス
ライダの空気膜ばねによる共振周波数より低い領域のう
ねりに対する追従特性を著しく向上させることができ
る。The effect of the present invention is that by matching the head position with the pressure center position of the rear bearing pad, it is possible to remarkably improve the follow-up characteristic to the swell in the region lower than the resonance frequency due to the air film spring of the slider.
【0032】また後部軸受パッド長を2次モードの共振
周波数に相当するうねりの波長の1.0〜1.4倍に一
致させることによって、後部軸受パッドに減衰効果が無
くても共振振幅を抑圧することができる。Further, by matching the length of the rear bearing pad to 1.0 to 1.4 times the wavelength of the undulation corresponding to the resonance frequency of the secondary mode, the resonance amplitude is suppressed even if the rear bearing pad has no damping effect. can do.
【0033】また前部軸受パッド長を1次モードの共振
周波数に相当するうねりの波長の1.0〜1.4倍に一
致させることにより1次モードの共振振幅を抑圧するこ
とができる。Further, the resonance amplitude of the primary mode can be suppressed by making the front bearing pad length equal to 1.0 to 1.4 times the wavelength of the undulation corresponding to the resonant frequency of the primary mode.
【0034】更に前後部の軸受パッドのスライダに対す
る位置を衝撃中心位置関係からスライダ長の10%程度
前側の範囲に設定することによって1次モードの振動が
ヘッドすきまの変動に現れるのを防止し、ディスク面の
微小うねりに対するヘッド・ディスク面間すきまの変動
が後部軸受パッドのばねによる1自由度振動系に等価で
しかも共振のない理想的な追従特性をもたせることがで
きる。Further, by setting the position of the front and rear bearing pads with respect to the slider within the range of about 10% of the slider length on the front side from the positional relationship of the impact center, it is possible to prevent the vibration of the primary mode from appearing in the variation of the head clearance. The fluctuation of the clearance between the head and the disk surface with respect to the slight waviness of the disk surface is equivalent to the one-degree-of-freedom vibration system by the spring of the rear bearing pad, and can have an ideal follow-up characteristic without resonance.
【図1】本発明のヘッドスライダの実施例FIG. 1 is an embodiment of a head slider of the present invention.
【図2】本発明の効果を示すヘッドスライダの追従特性
の解析モデルFIG. 2 is an analytical model of the follow-up characteristic of a head slider showing the effect of the present invention.
【図3】ディスク面調和うねりに対する追従特性に及ぼ
すヘッド位置の影響FIG. 3 Influence of head position on follow-up characteristics for disc surface harmonic waviness
【図4】ディスク面ランダムうねりに対する追従特性に
及ぼすヘッド位置の影響FIG. 4 Influence of head position on follow-up characteristics for random waviness on disk surface
【図5】後部軸受パッドの長さの追従特性に及ぼす影響[Fig. 5] Effect of rear bearing pad length on follow-up characteristics
【図6】前部軸受パッドの位置の追従特性に及ぼす影響[Fig. 6] Effect of position of front bearing pad on tracking characteristics
【図7】後部軸受パッド圧力中心位置に搭載されたヘッ
ドの例FIG. 7 is an example of a head mounted at the center position of the rear bearing pad pressure.
【図8】ヘッドを後部軸受パッドの圧力中心位置に設置
する加工法の例FIG. 8 is an example of a processing method in which a head is installed at a pressure center position of a rear bearing pad.
【図9】ヘッドを後部軸受パッド面と同一面で圧力中心
位置とし、軸受後端部を除去してヘッド位置の浮上量を
小さくした場合の実施例FIG. 9 is an embodiment in which the head is located at the center of pressure on the same surface as the rear bearing pad surface, and the rear end of the bearing is removed to reduce the flying height at the head position.
【図10】本発明の他の実施例FIG. 10 is another embodiment of the present invention.
【図11】従来のテーパフラット形浮上ヘッドスライダFIG. 11 Conventional taper flat type flying head slider
【図12】従来のテーパフラット形負圧スライダFIG. 12 Conventional taper flat type negative pressure slider
【図13】従来のセンタレール軸受付き浮上ヘッドスラ
イダの例FIG. 13 shows an example of a conventional flying head slider with a center rail bearing.
【図14】従来のスティクション除去パッド付き浮上ヘ
ッドスライダの例FIG. 14 shows an example of a conventional flying head slider with a stiction removal pad.
【図15】従来の、前部に1つの軸受パッド、後部に2
つの軸受パッドをもつ浮上ヘッドスライダの例FIG. 15 Conventional one bearing pad on the front and two on the rear
Example of flying head slider with two bearing pads
【図16】従来の、前部に2つの軸受パッド、後部に1
つの軸受パッドをもつ浮上ヘッドスライダの例FIG. 16: Conventional, two bearing pads on front, one on rear
Example of flying head slider with two bearing pads
【図17】従来の2レール・1パッド形ニアコンタクト
記録スライダの例FIG. 17 is an example of a conventional 2-rail / 1-pad type near-contact recording slider.
【図18】従来のパッド形コンタクト記録スライダの例FIG. 18: Example of conventional pad-type contact recording slider
1−−−−スライダ 2−−−−空気軸受レール面 3−−−−ディスク走行方向を示す矢印 4−−−−ヘッド(記録再生素子) 5−−−−負圧発生逆ステップ部 6−−−−センタレール軸受 7−−−−後部軸受パッド 8−−−−スティクション防止接触パッド 9−−−−前部軸受パッド 10−−−接触パッド 11−−−ディスク面うねり 12−−−スライダブロック材 13−−−ヘッド保護層 14−−−スライダ切断線 1 ----- Slider 2 ----- Air bearing rail surface 3 ----- Arrow indicating the disc running direction 4 --- head (recording / reproducing element) 5 ----- Negative pressure generation Reverse step unit 6 ----- Center rail bearing 7 ----- Rear bearing pad 8 ---- Stiction prevention contact pad 9 ----- Front bearing pad 10 --- Contact pad 11 --- Disk surface undulation 12 --- Slider block material 13 --- Head protection layer 14 --- Slider cutting line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山根 正巳 神奈川県川崎市中原区小杉御殿町2−93− 3ハイネス小杉202 Fターム(参考) 5D042 NA02 PA01 PA05 QA02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Masami Yamane 2-93-Kosugi Gotencho, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa 3 Highness Kosugi 202 F-term (reference) 5D042 NA02 PA01 PA05 QA02
Claims (4)
面を有し、記録再生素子を記録媒体面に微小且つ一定の
すきまで位置決めする浮上ヘッドスライダにおいて、記
録再生素子を後部軸受パッドの圧力中心位置にスライダ
長の±1%の精度ないし後部軸受パッド長の±10%の
範囲で一致させたことを特徴とする浮上ヘッドスライ
ダ。1. In a flying head slider having air bearing pad surfaces at the front and rear of the slider, and positioning the recording / reproducing element on the recording medium surface to a minute and constant clearance, the recording / reproducing element is pressured by the rear bearing pad. A flying head slider characterized in that the center position is matched within an accuracy of ± 1% of the slider length or within a range of ± 10% of the rear bearing pad length.
をスライダの後部軸受パッドが振動する2次モードの共
振周波数に相当するディスク面うねりの波長の1.0〜
1.4倍の範囲としたことを特徴とする請求項1記載の
浮上ヘッドスライダ。2. The wavelength of the undulation of the disk surface corresponding to the resonance frequency of the secondary mode in which the rear bearing pad of the slider vibrates, with the length in the scanning direction of the rear air bearing pad surface being 1.0 to
The flying head slider according to claim 1, wherein the flying head slider has a range of 1.4 times.
を前部空気軸受パッドが振動する1次モードの共振周波
数に対応するうねりの波長の1.0〜1.4倍の範囲と
したことを特徴とする請求項1または請求項2記載の浮
上ヘッドスライダ。3. The length of the front air bearing pad surface in the scanning direction is in the range of 1.0 to 1.4 times the wavelength of the undulation corresponding to the resonance frequency of the primary mode in which the front air bearing pad vibrates. The flying head slider according to claim 1 or 2, wherein
軸受パッドの圧力中心位置に対してスライダの衝撃中心
に相当する位置からスライダ前方へスライダ長の10%
の距離までの範囲に設置したことを特徴とする請求項1
または請求項2または請求項3記載の浮上ヘッドスライ
ダ。4. The pressure center position of the front bearing pad is 10% of the slider length from the position corresponding to the center of impact of the slider with respect to the pressure center position of the rear bearing pad.
It has been installed in a range up to the distance of 1.
Alternatively, the flying head slider according to claim 2 or 3.
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2002
- 2002-07-22 JP JP2002213206A patent/JP2003168273A/en not_active Withdrawn
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