JP2006209839A - サーボ・トラック・ライタ、磁気ディスク装置及び磁気ディスク装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ディスク装置内部の気体を置換することなく高精度なサーボ・データを記録することができるディスク装置の製造方法、磁気ディスク装置及びサーボ・トラック・ライタを提供する。
【解決手段】
ディスクと、ディスクに対するデータの記録及び再生を行うヘッドを備えた磁気ヘッドスライダと、磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションと、サスペンションを支持するアームと、アームを駆動する駆動部とを筐体に収納し、サーボ・トラック・ライトの際、筐体内を常圧より低い気圧に減圧し、ディスクにサーボ・データを記録する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、サーボ・データを正確に記録することができるサーボ・トラック・ライタ、磁気ディスク装置及び磁気ディスク装置の製造方法に関する。

データ記憶装置として、光ディスクや磁気テープなどの様々な態様のメディアを使用する装置が知られている。その中で、ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータにとどまらず、動画像記録再生装置、カーナビゲーション・システム、あるいはデジタル・カメラなどで使用されるリムーバブルメモリなど、ＨＤＤの用途は、その優れた特性により益々拡大している。

ＨＤＤで使用される磁気ディスクは、同心円状に形成された複数のトラックを有しており、各トラックはデータが記憶されるデータ領域とサーボ・データが記憶されるサーボ領域とを備え、それぞれユーザ・データとアドレス情報（サーボ・データ）とが記憶される。薄膜素子で形成された磁気ヘッドがアドレス情報に従って所望の領域（アドレス）にアクセスすることによって、データ書き込みあるいはデータ読み出しを行うことができる。

サーボ領域には、サーボ・データとして、シリンダＩＤ、サーボ・セクタ番号、バースト・パターンなどが記憶されている。トラックＩＤは、トラックのアドレスを示し、サーボ・セクタＩＤは、サーボ・セクタのアドレスを示す。バースト・パターンは、トラックに対する磁気ヘッドの相対位置情報を有しており、各々信号が記憶された領域がディスクの半径方向に沿って一定間隔で配列されたもので、互いに信号記憶領域の位相が異なる複数の信号記憶領域列で構成されている。

磁気ディスクに対するデータの読み出し又は書き込みは、磁気ディスクが回転している状態において、サーボ・データによって磁気ヘッドの位置を確認しながら実行される。磁気ヘッドに読み取られたサーボ・データは、コントローラによって演算処理される。現在の磁気ヘッド位置と目的の磁気ヘッド位置との関係から、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）に供給する電流値が決定される。コントローラは、算出された電流値を指示する制御データ（ＤＡＣＯＵＴ）を生成し、ＶＣＭドライバに供給する。ずれが発生した場合には、これを補正するようにキャリッジを駆動して磁気ヘッドの位置制御を実行している。

ところで、ＨＤＤは、近時の高容量化の実現のため、トラック間隔をより狭くし、よりトラック密度を上げる傾向にある。狭いトラックを実現するためには、ヘッドの位置決めを制御するための上述のサーボ・データを高精細に記録する必要があり、サーボ・データを書き込むサーボ・トラック・ライト（ＳＴＷ）工程は極めて重要な生産工程となる。したがって、より精度が高い光学系のエンコーダの使用又は円板のみを外部のＳＴＷで記録することにより、機械的振動を改善するなどして位置決め精度の向上が図られているが、ディスクが回転していることによる風乱又は円板が有するフラッタがサーボ・トラック・ライトの精度の支配的な要因になり、困難を極めている。

そこで、特許文献１には、室内を低密度ガス雰囲気としてサーボ・トラック・ライトするサーボ・トラック・ライタが開示されている。この特許文献１に記載の技術においては、サーボ・データを書き込むべきディスク装置をサーボ・トラック・ライタに挿入し、サーボ・トラック・ライタの室内をＨｅなどの低密度ガスで置換し、ＳＴＷを実行する。低密度ガス雰囲気内でＳＴＷを実行することによりＳＴＷ工程におけるディスクの振動を低減する。
米国特許出願公開第２００３／００８１３４４号明細書

しかしながら、上記特許文献１に記載のサーボ・トラック・ライタにおいては、ＳＴＷの際には、ヘリウムガスを使用するため製造工程が煩雑になり製造コストが高くなってしまう。したがって、ディスク装置内部をヘリウムガスのような空気とは異なる気体に置換することなく、ＳＴＷ工程におけるディスクの振動を低減してサーボ・トラック・ライトの精度を向上できることが望ましい。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、ディスク装置内部の気体を置換することなく高精度なサーボ・データを記録することができるディスク装置の製造方法、磁気ディスク装置及びサーボ・トラック・ライタを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明に係るディスク装置の製造方法は、ディスクと、前記ディスクに対するデータの記録及び再生を行うヘッドを備えた磁気ヘッドスライダと、前記磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションと、前記サスペンションを支持するアームと、前記アームを駆動する駆動部とを筐体に収納し、前記筐体内を常圧より低い気圧に減圧し、前記ディスクにサーボ・データを記録することを特徴とする。

本発明においては、筐体内の圧力を減圧した後サーボ・データを記録するため、ディスクの回転による風乱の影響が少ない状況下でサーボ・データを記録することができる。

また、前記筐体を常圧より低い気圧に減圧されたチャンバ内に収めることで前記筐体内を常圧より低い気圧に減圧することができ、チャンバを使用することで所望の圧力に減圧することができる。

更に、前記筐体に設けられたパーティクルテスト用のテスト口から内部の気体を吸引することで前記筐体内を常圧より低い気圧に減圧することができ、簡便な方法で筐体内を減圧することができる。

また、前記磁気ヘッドスライダは、空気流入端側からスライダ長手方向に形成されたステップ軸受け面と、前記ステップ軸受け面上に形成され前記ステップ軸受け面に対して第１の段差部を有する第１の段差面と、前記第１の段差面上に形成され、前記第１の段差面に対して第２の段差部を有する第２の段差面とを備える浮上面を有し、当該磁気ヘッドスライダにより前記ディスクにサーボ・データを記録することができ、２つの段差部を有する磁気ヘッドスライダにより減圧下における浮上量低下を低減することができる。

更に、前記磁気ヘッドスライダは、１又は複数の流入側レール面と、前記流入側レール面と略同一高さ面であって磁気ヘッドが設けられた流出側レール面と、前記流入側レール面及び前記流出側レール面から所定の深さＤ１を有するステップ軸受け面と、前記ステップ軸受け面よりさらに深い深さＤ２を有する負圧溝面と、前記空気流入端から前記空気流出端へ向かう方向に連続性を有し前記流入側レール面から所定の高さで前記流入側レール面の少なくとも一部を含む領域に形成された段差面とから構成される浮上面を有し、前記空気流入端と前記段差面との間に前記ステップ軸受け面及び前記流入側レール面が形成されたものであって、当該磁気ヘッドスライダにより前記ディスクにサーボ・データを記録することができ、流入側レール面上に形成された段差面により、減圧下における浮上量低下を低減することができる。

本発明にかかるサーボ・トラック・ライタは、ディスクに対してサーボ・データの記録を行う磁気トランスデューサを備えた磁気ヘッドスライダと、前記磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションと、前記サスペンションを支持するアームと、前記アームを駆動する駆動部とを有するサーボ・トラック・ライト装置において、前記磁気ヘッドスライダは、常圧より低い所定の減圧状態における浮上量と常圧における浮上量との差が常圧における浮上量の１０％未満であることを特徴とする。

本発明においては、所定の減圧状態とした場合の常圧における浮上量からの変動量が常圧における浮上量の１０％以下の、気圧の変化によって浮上量が変動しにくい磁気ヘッドスライダを備えるため、減圧状態としてサーボ・トラック・ライトが可能となる。

更に、前記磁気ヘッドスライダは、前記所定の減圧状態における浮上量が常圧における浮上量の−０．５ｎｍ以上とすることができ、減圧状態における磁気ヘッドスライダの変動を−０．５ｎｍ以上とすることで減圧時におけるヘッドクラッシュを効果的に防止することができる。

本発明にかかる磁気ディスク装置は、ディスクと、前記ディスクに対してサーボ・データの記録を行う磁気トランスデューサを備えた磁気ヘッドスライダと、前記磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションと、前記サスペンションを支持するアームと、前記アームを駆動する駆動部とを有する磁気ディスク装置において、前記磁気ヘッドスライダは、常圧より低い所定の減圧状態にてセルフ・サーボ・トラック・ライトを行なう際の浮上量と常圧における浮上量との差が常圧における浮上量の１０％以下であることを特徴とする。

本発明においては、減圧状態における浮上量の変動が常圧における浮上量の１０％未満の磁気ヘッドスライダを備えるため、筐体内を減圧状態としてセルフ・サーボ・トラック・ライトを実行することができ、フラッタを抑制して精度よくサーボ・データを記録することができる。

本発明によれば、ディスク装置内部の気体を置換することなく高精度なサーボ・データを記録することができるディスク装置の製造方法、磁気ディスク装置及びサーボ・トラック・ライタを提供することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、減圧下でサーボ・トラック・ライトを行なうことでサーボ・データを高精度に記録するものである。サーボ・トラック・ライト（ＳＴＷ）の際にハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）内を減圧することで、ヘリウム等の低密度ガス雰囲気内と同等又はそれ以上に空気（気流）の影響を排除し、極めて正確なＳＴＷが可能となる。

近年、ディスクの記録密度の向上のためトラック記録密度が増加し、ＨＤＤのパフォーマンス向上のため記録密度の増加に伴いデータ転送速度の向上が図られている。データ転送速度の増加は、スピンドル・モータの回転速度の増加につながり、媒体が固有振動数に依存して垂直方向又は水平方向に変位する（ＴＭＲ（Track Misregistration））。ＴＭＲが大きいとヘッドの位置決め制御が困難になるため、トラック記録密度を増加させることが困難となる。

ＨＤＤは、ディスク上のサーボ・データを読み出したサーボ信号によりヘッドの位置決め制御を行なう。よってＴＭＲを小さくする方法として、ヘッドの位置決め制御を行なうためのサーボ・データを高精細に記録することが重要である。サーボ・データは、サーボ信号の位置誤差信号ＰＥＳ（Position Error Signal）により、その位置決め誤差量を測定することができる。この位置決め誤差量の大きさに応じてトラック記録密度の上限が決まる。すなわち、位置決め誤差量が大きいとトラック記録密度を増大させることができなくなり、また目的のトラック記録密度を達成するためには、位置決め誤差量を所定内の範囲に収める必要がある。

そこで、本実施の形態においては、この位置決め誤差量を所定の範囲内に収めるべく、サーボ・トラック・ライトを常圧より圧力が低い状態（低圧状態）にて行なうことで、ディスクの回転に伴うフラッタを抑制し、サーボ・データを高精細に記録する。

先ず、ＨＤＤの一例について説明する。図１は、本実施の形態に係るＨＤＤ１００の概略構成を示すための平面図である。図１において、１０１はデータが記録されるディスク記録媒体であって、磁性層が磁化されることによってデータを記憶する不揮発性の磁気ディスクである。１０２はＨＤＤ１００の各構成要素を収容するベースである。ベース１０２は、ベース１０２の上部開口を塞ぐカバー１２１とガスケット１２２を介して固定されることによってディスクエンクロージャを構成し、ＨＤＤ１００の各構成要素を密閉状態で収容することができる。

１０３はスピンドル・モータ、１０４はスピンドル・モータ１０３に設けられているハブである。１は、ホスト（不図示）との間で入出力されるデータについて、ディスク記録媒体１０１への書き込み及び／又は読み出しを行う磁気トランスデューサ（不図示）を具備した磁気ヘッドスライダである。磁気ヘッドスライダ１は、ディスク記録媒体１０１とディスク記録媒体１０１への記憶データに応じて電気信号を磁界に変換する記録素子及び／又はディスク記録媒体１０１からの磁界を電気信号に変換する再生素子からなる磁気トランスデューサがスライダ上に形成されたものである。

１０６は磁気ヘッドスライダ１を保持、移動するアクチュエータである。アクチュエータ１０６は、回動軸１０７に回動自在に保持されており、アクチュエータ・アーム１０８と駆動機構としてのＶＣＭ（ボイス・コイル・モータ）１０９とを備えている。アクチュエータ・アーム１０８は、磁気ヘッドスライダ１が配置されたその先端部から、サスペンション１１０、ヘッド・アーム１１１及びコイル・サポート１１２の順で結合された各構成部材を備えている。

１１３はフラットコイル、１１４はベース１０２に固定された上側ステータ・マグネット保持板である。尚、上側ステータ・マグネット保持板１１４は、主要部が便宜上切り欠いて図示され、外形が破線で示されている。図示されていないが、フラットコイル１１３の下側には、上側ステータ・マグネット保持板１１４との間においてフラットコイル１１３を挟むように、下側ステータ・マグネット保持板が配置される。ＶＣＭ１０９は、フラットコイル１１３、上側ステータ・マグネット保持板１１４に固定されたステータ・マグネット（不図示）、及び下側ステータ・マグネット保持板に固定されたステータ・マグネット（不図示）を備えている。１１５は、ディスク記録媒体１０１の回転が停止するときには、磁気ヘッドスライダ１をディスク記録媒体１０１から退避させるためのランプ機構である。１１６はサスペンション１１０の先端部に形成されたタブである。なお、磁気ヘッドスライダ１の磁気トランスデューサがデータ書き込み／読み出し処理を行わない場合に、ディスク記録媒体１０１の内周に配置されているゾーンに退避するＣＳＳ（Contact Start and Stop）方式に、本形態のアクチュエータ１０６を適用することも可能である。

ディスク記録媒体１０１は、ベース１０２の底面に固定されたスピンドル・モータ１０３のハブ１０４に一体的に保持され、スピンドル・モータ１０３により、例えば回転数１００００ｒｐｍで回転駆動される。ＨＤＤ１００の非動作時には、ディスク記録媒体１０１は静止している。回動軸１０７に回動自在に保持されたコイル・サポート１１２には、コイル・サポート・アーム１１２ａ、１１２ｂが形成されている。コイル・サポート・アーム１１２ａ、１１２ｂは、回動軸１０７に対してヘッド・アーム１１１と反対側において、フラットコイル１１３を保持する。ＶＣＭ１０９は、コントローラ（不図示）からフラットコイル１１３に流される駆動信号に応じて、回動軸１０７を中心としてアクチュエータ・アーム１０８を回動し、ディスク記録媒体１０１の上に磁気ヘッドスライダ１を移動する、又はディスク記録媒体１０１の外側へ磁気ヘッドスライダ１を移動することができる。

ディスク記録媒体１０１に対するデータの読み取り／書き込みのため、アクチュエータ１０６は回転しているディスク記録媒体１０１表面のデータ領域上空に磁気ヘッドスライダ１を移動する。アクチュエータ１０６が回動することによって、磁気ヘッドスライダ１がディスク記録媒体１０１の表面の半径方向に沿って移動する。これによって、磁気ヘッドスライダ１が所望のトラックにアクセスすることができる。磁気ヘッドスライダ１は、ディスク記録媒体１０１に対向するスライダのＡＢＳ（Air Bearing Surface）面と回転しているディスク記録媒体１０１との間の空気の粘性による圧力が、サスペンション１１０によってディスク記録媒体１０１方向に加えられる圧力とバランスすることによって、磁気ヘッドスライダ１はディスク記録媒体１０１上を一定のギャップを置いて浮上する。

ディスク記録媒体１０１の回転が停止すると、磁気ヘッドスライダ１がディスク記録媒体１０１表面に接触し、吸着現象によってデータ領域の傷の発生、ディスク記録媒体の回転不能などの問題が起こるため、ディスク記録媒体１０１の回転が停止するときには、アクチュエータ１０６は磁気ヘッドスライダ１をデータ領域からランプ機構１１５に退避させる。アクチュエータ１０６がランプ機構１１５の方向に回動し、アクチュエータ先端部のタブ１１６がランプ機構１１５表面上を摺動しながら移動し、ランプ機構１１５上のパーキング面に載ることにより、磁気ヘッドスライダ１がアンロードされる。ロードのときには、パーキング面に支持されていたアクチュエータ１０６は、ランプ機構１１５から離脱してディスク記録媒体１０１表面上空に移動する。

ここで、ディスク記録媒体１０１は、１又は複数枚からなり、また片面又は両面記録のいずれであってもよい。両面記憶のときは各記憶面を走査するヘッドを保持するサスペンションを記録面に対応する数用意し、一のディスク記録媒体１０１に対して、一方のサスペンション１１０と所定の間隔をおいて重なる位置でヘッド・アームを介してコイル・サポート１１２に固定する。また、複数枚のディスク記録媒体を両面記憶する場合には、ハブ１０４によってスピンドル・モータ１０３の回転軸方向に所定の間隔で複数枚のディスク記録媒体を一体的に保持する。それぞれ各記憶面を走査するヘッドを保持するサスペンションを記憶面の数だけ用意し、図１のサスペンション１１０と所定の間隔をおいて重なる位置でヘッド・アームを介してコイル・サポート１１２に固定する。

次に、本実施の形態におけるサーボ・トラック・ライトの方法について説明する。サーボ・トラック・ライトは、サーボ・トラック・ライタで行なっても、ＨＤＤ１００自信でサーボ・データを記録するセルフ・サーボ・トラック・ライトとしてもよい。すなわち、減圧状態としてサーボ・トラック・ライトを行なえば、同様にサーボ・データの記録精度を向上させることができる。ここでは、セルフ・サーボ・トラック・ライトの方法について説明する。

図２は、本実施の形態にかかるサーボ・トラック・ライト方法を示すフローチャートである。図２に示すように、先ずＨＤＤの駆動を開始し（ＬＯＡＤ ＨＥＡＤ）（ステップＳ１）する。この際、磁気ヘッドからの信号をチェックし、磁気ヘッドとディスクとがコンタクトしないようにしておく。次に、ＨＤＤ筐体内部の空気を吸引し、減圧する（ステップＳ２）。例えば３．５型（３．５インチ）のＨＤＤや、比較的筐体の強度が高いＨＤＤであれば、ＨＤＤに設けられるパーティクル口から真空ポンプを使用して筐体内部の空気を吸引することができる。また、または減圧状態とすることができるチャンバ内にＨＤＤを挿入し、チャンバ内の圧力を減圧することによってＨＤＤ筐体内部の圧力を減少させるようにしてもよい。チャンバを使用することにより、筐体にかかる負荷を減じることができ、例えば２．５型（２．５インチ）などの小型のＨＤＤにおいては好適である。

目的の圧力に減圧した後、磁気ヘッドからの出力、例えば、その出力の大きさ（Amplitude）、抵抗値（Resistance）、音響変化（Acoustic emission）などを観測し、磁気ヘッドとディスクとがコンタクトしていないか否かを確認しながらサーボ・データを記録する（ステップＳ３）。最後に、ＨＤＤ筐体内を常圧に戻し（ステップＳ４）、サーボ・トラック・ライトを終了する。こうして、ＨＤＤ１００は通常の組み立て工程の後、減圧下にてサーボ・データを記録し、その後所定の検査工程を経て製造される。

上述したように、ヘッドを位置決め制御するためには、サーボ・データをヘッドで再生し、この再生信号に基づき最も近いトラックのセンタラインからヘッドがどれだけ離れているかの位置誤差を示す信号ＰＥＳを生成し、これに基づきアクチュエータを制御することで行われる。

しかしながら記録密度の増加によるトラックの高密度化等に伴い、ヘッドとディスク媒体との間の相対的な振れを示す所謂ディスクランアウト（Disk Runout）によりヘッドの位置決め精度が悪化し、所望のトラックのセンタライン上にヘッドを高精度で維持し続けることが困難になることが知られている。このディスクランアウトには、ディスクを回転駆動するスピンドル・モータの回転に同期して繰返し現れる反復性ランアウト（Repeatable Runout：ＲＲＯ）（１次ランアウト）と、当該回転に同期しない非反復性ランアウト（Non-Repeatable Runout：ＮＲＲＯ）とがあり、いずれによってもトラック・フォローの最中にヘッドがトラックのセンタラインからずれてしまい、それによって位置誤差信号ＰＥＳを大きくしてしまう原因となる。

このようなランアウト誤差は、ディスクの回転に伴う空気抵抗（風損）によって生じ、例えば、ユーザ・データをトラックに書き込む際又は読み出す際にトラックに追従するために、位置誤差信号ＰＥＳからディスク等の回転による風損等による影響を軽減するような処理等が行われる。ただし、このような処理をするためにＨＤＣ／ＭＰＵ等でサーボ・データに基づき補正信号を生成し、これに基づきＶＣＭ１０９等を制御する必要があり、処理が煩雑となる。

また、ディスクの回転に伴う風損は、サーボ・データを記録する際にも同様の問題を生じ、この風損によりサーボ・データを高精度に記録することが難しい。これに対し、本実施の形態においては、ランアウト誤差の原因となる気流の影響を排除するべく、減圧状態とした後サーボ・トラック・ライトを実行することで、ディスクに精度よくサーボ・データを記録することができる。ここで、サーボ・データを記録する際には、ある程度の減圧が必要であるが、減圧状態とした場合に磁気ヘッドスライダが安定した浮上量（ディスクと磁気ヘッドとの間のクリアランス）を維持できることが必要である。

次に、本実施の形態における効果について説明する。図３は、上述のようにして減圧状態にて記録されたサーボ・データから得られるＰＥＳを示すグラフ図である。図３においては、０．４気圧においてサーボ・トラック・ライトを実行した際の位置決め精度の高さを示す。図４は、比較のため、同一装置により常圧下にてサーボ・トラック・ライトをした結果を示す図である。

図３及び図４においては、上図は、サーボ・データの出力信号の振幅（ＰＥＳ）と周波数との関係を示し、横軸は周波数、縦軸はＰＥＳの大きさを示す。また、下図はＰＥＳと１トラックにおけるセクタ数との関係を示し、横軸はセクタ数、縦軸はＰＥＳの大きさを示す。なお、ＰＥＳは、１トラックの幅を１／２５６とした大きさを１とする距離の単位を示す。

測定に使用したＨＤＤは、３．５型、回転速度が５４００ｒｐｍであって、シリンダ０のサーボ・データを２０回測定して平均をとったものである。図３に示すように、０．４気圧の減圧下においてサーボ・トラック・ライトを実行した場合は、ＰＥＳを平均で１．９３低減することができ、極めて精度が高いサーボ・データが記録されていることがわかる。

以上、詳述したように、減圧状態でサーボ・トラック・ライトを実行することで、精度よくサーボ・データを記録することができる。ただし、一般的に、圧力が小さくなるほど、ディスクの回転速度が低下するほど、磁気ヘッドスライダのディスクからの浮上量が低下する。したがって、減圧下でディスクにサーボ・データを記録すると、ディスクとヘッドとの間の浮上高さが小さくなり、ヘッドがディスク表面に接触し、ヘッドクラッシュ等の問題が生じる場合がある。したがって、サーボ・トラック・ライトを実行する際の減圧度合いは、上述の０．４気圧に限らず、例えば０．６気圧程度であってもよい。すなわち、ＨＤＤの回転速度、後述する浮上量の変動量に応じ、目的のトラック記録密度に必要な位置決め誤差量となるよう適宜設定することが必要である。

そこで、本実施の形態においては、減圧に対して浮上量がinsensitiveな磁気ヘッドスライダ、すなわち圧力の変化に対して浮上量の変化が小さい磁気ヘッドスライダを採用することで、減圧下においても浮上量の変動を抑制する。なお、近時は、ノート・パソコンなどＨＤＤを搭載した携帯情報機器が普及し、例えば飛行機又は高地等での使用が可能なことが要求されている。低圧下においては、磁気ヘッドスライダとディスクとの間の距離（浮上量）は小さくなること、及びディスクと磁気ヘッドスライダとの間の距離（浮上量）が年々小さくなっていること等からも、このような低圧下でも安定な浮上量を保つことができる装置が求められている。

現在のＨＤＤにおいては、記録密度の増加に伴い、ディスクに対するスライダの浮上量は例えば１０ｎｍ未満となっている。ディスクの記録面には必ず凹凸があるため、ディスク上の場所によっては磁気ディスクスライダとの間の距離（浮上量）は常圧であっても、数ｎｍとなる。したがって、低圧下でのサーボ・トラック・ライトを実現するためには、低圧下での浮上量の変動が、常圧での浮上量の１０％未満とすることが好ましい。すなわち、例えば浮上量が１０ｎｍ程度に調整された磁気ヘッドスライダであれば低下が１ｎｍ未満であることが好ましく、更に０．５ｎｍ以下（−０．５ｎｍ以上）であれば更に好ましく、低圧下においても安定してサーボ・データを記録することができる。また、浮上面の形状によっては、低圧ほど浮上量が高くする特性を有するものとすることも可能である。この場合は、磁気ヘッドスライダによりディスクへサーボ・データが記録再生できるよう、所定の浮上量以上とならないことが必要である。すなわち、サーボ・トラック・ライトを行なう減圧状態における浮上量の上昇が常圧における浮上量から１０％以下とすることが好ましい。浮上量が１０ｎｍ程度に調整された磁気ヘッドスライダであれは、減圧下における浮上量の上昇が２ｎｍ以下、更に好ましくは１ｎｍ以下とすることが好ましい。

磁気ヘッドスライダのディスクからの浮上量は、磁気ヘッドスライダの浮上面のデザインを工夫することによって、減圧下であってもある程度の浮上量を保つことができる。このように圧力変化に対する浮上量変化が小さい磁気ヘッドスライダとしては、例えば、後述する２段階の昇圧用の段差面が形成された浮上面（ＡＢＳ（Air Bearing Surface））を有する磁気ヘッドスライダを使用することができる。２段階の昇圧用の段差面により高い正圧力を発生させ、例えば上述の０．４気圧程度の極めて低い圧力下においても浮上量を維持し、サーボ・トラック・ライトを可能にすることができる。

次に、本実施の形態のような減圧下においても安定的な浮上量を維持することができるに好適な磁気ヘッドスライダについて説明しておく。図５は、本実施の形態に好適な磁気ヘッドスライダの浮上量と気圧との関係を示すグラフ図である。この磁気ヘッドスライダは、２段階の昇圧用の段差面が形成された浮上面を有する。また、比較のため、従来の磁気ヘッドスライダの浮上量と気圧との関係を示すグラフ図を図６に示す。図５及び図６においては、両面記録のディスクのそれぞれの記録面と当該記録面にデータを記録するヘッド（磁気ヘッドスライダ）との間の浮上量を、ディスクの内周側、中間部、外周側において測定した結果を示す。なお、この浮上量は、ディスクの保護膜表面から磁気ヘッドスライダの浮上面までの距離であり、保護膜上に形成される１ｎｍ程度の潤滑層の厚さを含む。

測定に使用したＨＤＤは、浮上量９ｎｍとして調整されたものであるが、実際の浮上量は図６のようになる。すなわち、ディスク表面には凹凸があり、ディスクの最も高い位置と、磁気ヘッドスライダのディスクに最も近い位置との間の距離（浮上量）を基準＝０とした場合、約０．５気圧（２０００フィート、６０９６ｍ）近傍において一方の磁気ヘッドスライダの接触が生じてしまっている。一箇所でもこのようなコンタクトが生じるとサーボ・トラック・ライトを行なうことができなくなってしまう。

これに対し、図５に示すように、２段階の昇圧用の段差面が形成された浮上面が形成された本実施の形態にかかる磁気ヘッドスライダを有するＨＤＤにおいては、約０．３７気圧（２５００フィート、７６２０ｍ）で浮上量が常圧から１ｎｍ程度大きくなっている。すなわち、浮上量が若干増大するものの、気圧が低くなるほど浮上量が増大する特徴を有しているため、減圧してもコンタクトすることがない。

次に、このような２段階の昇圧用の段差面が形成された浮上面を有する磁気ヘッドスライダについて具体的に説明する。なお、以下に示す磁気ヘッドスライダは、圧力変化対する浮上量の変動が小さく、低圧下においても安定に記録・再生を行なうことができる磁気ヘッドスライダの一例であり、目的の減圧下においてディスクとコンタクトせず、ディスクに対してデータの記録及び再生が可能な磁気ヘッドスライダであればよく、これに限定されるものではない。

図７は本発明における第１の具体例にかかる磁気ヘッドスライダを示す斜視図、図８は図７のスライダの平面図、図９はスライダの圧力分布図である。図７及び図８に示すように、第１の具体例にかかる磁気ヘッドスライダは、空気流入端２０１、空気流出端２０２、浮上面２０３を備えて構成される。ここで浮上面２０３は、流入ステップ軸受け面２０４と、流入ステップ軸受け面２０４上に第１の段差部２１３、２１４を有して形成された流入側レール面２０５、２０６と、流出ステップ軸受け面２０９と、磁気ヘッド（磁気ヘッドトランスデューサ）２０８を備え、流出ステップ軸受け面２０９上に第１の段差部２１５を有して形成された流出側レール面２０７と、負圧溝２１０と、流入側レール面２０５、２０６上に第２の段差部２１７、２１８を有して形成された段差面２１１、２１２とを備える。

流入側レール面２０５、２０６と流出側レール面２０７はほぼ同一面にあり、スライダと磁気ディスク間に流入した空気流２２０により圧力を発生し、スライダを磁気ディスク上に浮上させる、いわゆる正圧レール面として作用する。

流入ステップ軸受け面２０４と、流出ステップ軸受け面２０９はほぼ同一面内にあり、流入側レール面２０５、２０６や流出側レール面２０７からの深さは２００ｎｍ程度である。空気流入端２０１からスライダと磁気ディスク間に流入した空気流２２０は、流入ステップ軸受け面２０４や流出ステップ軸受け面２０９を経由して、第１の段差部２１３、２１４、２１５で昇圧され、流入側レール面２０５、２０６、流出側レール面２０７へ到達する。

流入側レール面２０５、２０６へ到達した空気流２２０は、さらに第２の段差部２１７、２１８を経由して段差面２１１、２１２へ到達し、段差面２１１、２１２においてスライダを浮上させる大きな圧力を発生する。段差面２１１、２１２において大きな圧力を発生させるためには、段差面２１１、２１２は空気流２２０の流入方向、すなわちスライダの長手方向に、ある程度連続した長さを有する必要があり、このような低い第２の段差部を形成することにより、大きな浮上力を得ることができる。

本具体例の最も大きな特徴は、流入側レール面２０５、２０６上に、連続した長さを有する段差面２１１、２１２を設けることにあり、このように構成することで第１の段差部２１３、２１４で昇圧された空気流２２０は、まず流入側レール面２０５、２０６においてスライダを浮上させる圧力２３０、２３１（図９参照）を発生し、さらに第２の段差部２１７、２１８で昇圧され、段差面２１１、２１２において大きな圧力２３２、２３３を発生する。一方、流出ステップ軸受け面２０９から流入した空気流は、第１の段差部２１５で昇圧され、流出側レール面２０７において、圧力２３４を発生する。

段差面２１１、２１２のスライダ長手方向の長さは、大きな正圧力を発生するために、所定の長さ以上とされることが好ましく、一方、その最大長さは、第２の段差部２１７、２１８を形成するために流入側レール面２０５、２０６の長さより短くする必要がある。このような２段階の昇圧用の段差部を設けることで、大きな浮上力を得ることができるため、所定の浮上量を達成するために必要な流入側レール面２０５、２０６、流出側レール面２０７の大きさを低減することが可能となる。

圧力を発生する流入及び流出側レール面はいわゆる正圧レール面であり、本発明は所定の浮上量を得るために必要なレール面の面積を低減できるため、低圧下における浮上量の低下量を低減することができる。

一般に、スライダの面積が小さくなるほど、負圧溝２１０の面積が小さくなるため、スライダが発生可能な負圧力の大きさが減り、減圧下における浮上量の低下が大きくなる。更に、近年、磁気ディスク装置の小型化が進み、磁気ディスクが小径化されると、高地等の低圧下における浮上量の低下が大きくなる一因となっているのに対し、本具体例にかかる構成により、所定の浮上量を達成するために必要なスライダのレール面積を低減できることにより、減圧下における浮上量の低下を低減することができる。

なお、スライダは空気流２２０によってディスク上を浮上する際、空気流入端２０１側の浮上量が空気流出端２０２側の浮上量より高くなるような姿勢で浮上する。このため、磁気ヘッド２０８を備えた流出側レール面２０７の終端の浮上量が最も低くなる。本実施例のように、段差面２１１、２１２が形成されている場合は、段差面２１１の終端の浮上量と段差面２１２の終端の浮上量が、流出側レール面２０７の浮上量より低くなることがあると、段差面２１１、２１２がディスクと接触する可能性がある。したがって、これを防止し、かつサーボ・トラック・ライトにおける必要な減圧下において、ヘッドがディスクに接触しない浮上量を確保できるよう、スライダの浮上姿勢を考慮し、段差面２１１、２１２の高さ及び大きさを含めた浮上面２０３の形状を適宜決定する必要がある。

図１０は、磁気ヘッドスライダの第２の具体例を示す平面図である。本具体例においては、段差面２１１、２１２の終端が流入側レール面２０５、２０６の終端まで延びており、段差面の連続性が増加しているため、第１の具体例にかかるスライダより大きな圧力を形成することができる。このような構成とすることで、さらに低圧下における浮上量の低下を防ぐことができる。

図１１は、磁気ヘッドスライダの第３の具体例を示す平面図である。本具体例においては、段差面２１１、２１２を形成する時のマスク形状を流入側レール面２０５、２０６上だけに限らず、スライダ幅方向に横断するような形状となっている。こうすることで、マスクの位置合わせ精度を気にすることがなく、スライダの加工が容易になる。

図１２は、磁気ヘッドスライダの第４の具体例を示す平面図である。本具体例においては、流入側レール面２０５、２０６及び段差面２１１、２１２の長さが他の具体例よりさらに長いものとなっている。このため、低圧下による浮上量の低下を低減できることに加え、ピッチング方向の空気膜の剛性が増加するため、サスペンションのピッチ姿勢角の誤差にともなう浮上量の変化を低減することができる。

以上のような磁気ヘッドスライダにおいて、段差面２１１、２１２の流入側レール面２０５、２０６に対する面積、流入側レール面２０５、２０６からの高さ等、浮上面のデザインを適宜調整することで、０．４気圧程度の低い気圧下でおいてもヘッドとディスクとがコンタクトせず、安定に浮上することができる磁気ヘッドスライダを得ることができる。この磁気ヘッドスライダを用いて減圧下にてサーボ・トラック・ライトを行なうことで、極め精度が高いサーボ・データを記録することができ、信頼性が高いＨＤＤを得ることができる。

本発明の実施の形態に係るＨＤＤの概略構成を示すための平面図である。 本発明の実施の形態にかかるサーボ・トラック・ライト方法を示すフローチャートである。 本発明の効果を示す図であって、減圧状態にて記録されたサーボ・データから得られるＰＥＳを示すグラフ図である。 従来の方法により記録されたサーボ・データから得られるＰＥＳを示すグラフ図である。 本発明の実施の形態に好適な磁気ヘッドスライダの浮上量と気圧との関係を示すグラフ図である。 従来の磁気ヘッドスライダの浮上量と気圧との関係を示すグラフ図である。 本発明における第１の具体例にかかる磁気ヘッドスライダを示す斜視図である。 同スライダの平面図である。 同スライダの圧力分布図である。 本発明における第２の具体例にかかる磁気ヘッドスライダを示す斜視図である。 本発明における第３の具体例にかかる磁気ヘッドスライダを示す斜視図である。 本発明における第４の具体例にかかる磁気ヘッドスライダを示す斜視図である。

符号の説明

１００ ＨＤＤ、１０１ ディスク記録媒体
１０２ ベース、１０３ スピンドル・モータ、
１０４ ハブ、１０６ アクチュエータ、
１０７ 回動軸、１０８ アクチュエータ・アーム、
１１０ サスペンション、１１１ ヘッド・アーム、
１１２ コイル・サポート、１１２ａ コイル・サポート・アーム、
１１３ フラットコイル、１１４ 上側ステータ・マグネット保持板、
１１５ ランプ機構、１１６ タブ、
２０１ カバー、２０１ 空気流入端、
２０２ 空気流出端、２０３ 浮上面、
２０４ 流入ステップ軸受け面、２０５ 流入側レール面、
２０５、２０６ 流入側レール面、２０７ 流出側レール面、
２０８ 磁気ヘッド、２０９ 流出ステップ軸受け面、
２１０ 負圧溝、２１１，２１２ 段差面、
２１３，２１５ 段差部、２２０ 空気流

Claims (11)

1. ディスクと、前記ディスクに対するデータの記録及び再生を行う磁気ヘッドを備えた磁気ヘッドスライダと、前記磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションと、前記サスペンションを支持するアームと、前記アームを駆動する駆動部とを筐体に収納し、
   前記筐体内を常圧より低い気圧に減圧し、
   前記ディスクにサーボ・データを記録するディスク装置の製造方法。
2. 前記筐体を常圧より低い気圧に減圧されたチャンバ内に収めることで前記筐体内を常圧より低い気圧に減圧する
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク装置の製造方法。
3. 前記筐体に設けられたパーティクルテスト用のテスト口から内部の気体を吸引することで前記筐体内を常圧より低い気圧に減圧する
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク装置の製造方法。
4. セルフ・サーボ・トラック・ライトにより前記ディスクにサーボ・データを記録する
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク装置の製造方法。
5. 前記磁気ヘッドスライダは、空気流入端側からスライダ長手方向に形成されたステップ軸受け面と、前記ステップ軸受け面上に形成され前記ステップ軸受け面に対して第１の段差部を有する第１の段差面と、前記第１の段差面上に形成され、前記第１の段差面に対して第２の段差部を有する第２の段差面とを備える浮上面を有し、当該磁気ヘッドスライダにより前記ディスクにサーボ・データを記録する
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク装置の製造方法。
6. 前記磁気ヘッドスライダは、１又は複数の流入側レール面と、前記流入側レール面と略同一高さ面であって前記磁気ヘッドが設けられた流出側レール面と、前記流入側レール面及び前記流出側レール面から所定の深さＤ１を有するステップ軸受け面と、前記ステップ軸受け面よりさらに深い深さＤ２を有する負圧溝面と、前記空気流入端から前記空気流出端へ向かう方向に連続性を有し前記流入側レール面から所定の高さで前記流入側レール面の少なくとも一部を含む領域に形成された段差面とから構成される浮上面を有し、前記空気流入端と前記段差面との間に前記ステップ軸受け面及び前記流入側レール面が形成されたものであって、当該磁気ヘッドスライダにより前記ディスクにサーボ・データを記録する
   ことを特徴とする請求項１記載のディスク装置の製造方法。
7. ディスクに対してサーボ・データの記録を行う磁気ヘッドを備えた磁気ヘッドスライダと、前記磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションと、前記サスペンションを支持するアームと、前記アームを駆動する駆動部とを有するサーボ・トラック・ライト装置において、
   前記磁気ヘッドスライダは、常圧より低い所定の減圧状態における浮上量と常圧における浮上量との差が常圧における浮上量の１０％以下である
   ことを特徴とするサーボ・トラック・ライタ。
8. 前記磁気ヘッドスライダは、前記所定の減圧状態における浮上量が常圧における浮上量の−０．５ｎｍ以上である
   ことを特徴とする請求項７記載のサーボ・トラック・ライタ。
9. 前記磁気ヘッドスライダは、空気流入端側からスライダ長手方向に形成されたステップ軸受け面と、前記ステップ軸受け面上に形成され前記ステップ軸受け面に対して第１の段差部を有する第１の段差面と、前記第１の段差面上に形成され、前記第１の段差面に対して第２の段差部を有する第２の段差面とを備える浮上面を有する
   ことを特徴とする請求項７記載のサーボ・トラック・ライタ。
10. 前記磁気ヘッドスライダは、１又は複数の流入側レール面と、前記流入側レール面と略同一高さ面であって前記磁気ヘッドが設けられた流出側レール面と、前記流入側レール面及び前記流出側レール面から所定の深さＤ１を有するステップ軸受け面と、前記ステップ軸受け面よりさらに深い深さＤ２を有する負圧溝面と、前記空気流入端から前記空気流出端へ向かう方向に連続性を有し前記流入側レール面から所定の高さで前記流入側レール面の少なくとも一部を含む領域に形成された段差面とから構成される浮上面を有し、前記空気流入端と前記段差面との間に前記ステップ軸受け面及び前記流入側レール面が形成されたものである
    ことを特徴とする請求項７記載のサーボ・トラック・ライタ。
11. ディスクと、前記ディスクに対してサーボ・データの記録を行う磁気ヘッドを備えた磁気ヘッドスライダと、前記磁気ヘッドスライダを保持するサスペンションと、前記サスペンションを支持するアームと、前記アームを駆動する駆動部とを有する磁気ディスク装置において、
    前記磁気ヘッドスライダは、常圧より低い所定の減圧状態にてセルフ・サーボ・トラック・ライトを行なう際の浮上量と常圧における浮上量との差が常圧における浮上量の１０％以下である
    ことを特徴とする磁気ディスク装置。

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