专利名称：具有磁头滑块的磁头装置及使用磁头装置的磁盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及装有具备向磁盘上记录用及/或再生用的磁元件的磁头滑块的磁头装置及使用它的磁盘装置，特别涉及增大所述磁头滑块从所述磁盘上上浮时和上浮后的倾角的差，同时可以减少因气压变化而造成的所述倾角的变动，从而可以防止对磁元件的损伤以及实现磁头滑块的上浮姿势的稳定化的磁头装置及使用它的磁盘装置。
背景技术：
图21为示意性地表示以下所示的专利文献1中记述的磁头滑块的磁盘对置面的俯视图，图22为示意性地表示以下所示的专利文献2中记述的磁头滑块的磁盘对置面的俯视图，图23为示意性地表示以下所示的专利文献3中记述的磁头滑块的磁盘对置面的俯视图。
图21中，在磁头滑块M1的磁盘对置面上，形成阶梯面A、正压产生面B及凹槽C。所述阶梯面A及正压产生面B的高度要高于所述凹槽C，并且，所述正压产生面B的高度高于所述阶梯面A。所述阶梯面A在磁头滑块M1的导入(leading)侧端面S1侧形成宽大的面积，所述正压产生面B比所述阶梯面A更靠近退离(trailing)侧端面St侧。所述正压产生面B在宽度方向(图中X方向)上被分成两部分，在所述正压产生面B、B之间，延伸有阶梯面A1，其与位于比所述正压产生面B更靠近导入侧的位置上的阶梯面A形成一体。
所述凹槽C比所述正压产生面B及阶梯面A更靠近退离侧端面St侧。
如图21所示，在所述磁头滑块M1的退离侧端面St侧上，设有用于对磁盘进行磁记录及/或对记录于磁盘中的磁信号进行再生的磁元件，所述磁元件在磁盘对置面上露出。设有所述磁元件的磁元件形成面E与所述正压产生面B的高度相同。
图22的磁头滑块M2与图21不同，位于导入侧端面SL侧的正压产生面B沿宽度方向(图中X方向)延伸得较长，不像图21那样被分成两部分。如图22所示，在所述正压产生面B的退离侧端面St一侧，形成沿宽度方向(图中X方向)分离成两个的正压产生面B1、B1，该正压产生面B1和正压产生面B1由形成与所述阶梯面A相同高度的连结面A2、A2在长方向上(图中Y方向)相连接。
图23中所示的磁头滑块M3与图22不同，磁元件形成面E沿宽度方向(图中X方向)延伸得较长，使得所述凹槽C成为完全夹隔于所述正压产生面B和磁元件形成面E之间的状态。
对于图21到图23所示的任意一个磁头滑块M1、M2、M3，也在磁盘旋转时，由于空气流从导入侧端面S1穿过阶梯面A下方，空气在其与正压产生面B之间被压缩，产生正压，从而使磁头滑块的导入侧端面S1侧与退离侧端面St侧相比，从磁盘上提升至上方。当磁盘的旋转速度变快时，所述磁头滑块上浮于磁盘面之上，在上浮状态下，主要利用在正压产生面B上产生的正压和在凹槽C上产生的负压的平衡，将所述磁头滑块的磁元件保持在接近磁盘面的倾斜姿势，在其倾斜姿势的状态下，对所述磁盘进行记录及/或再生。
特开2001-283549号公报[专利文献2]特开平9-153210号公报[专利文献3]特开2002-230732号公报但是，在图21到图23中所示的磁头滑块M1、M2、M3中，分别有如下的问题。
图21所示的磁头滑块M1中，正压产生面B在宽度方向被分成两部分，其间形成阶梯面A1。因此，当磁头滑块M1上浮于磁盘面上时，空气流很容易从导入侧端面S1侧的阶梯面A上流向所述正压产生面B、B间的阶梯面A1上，从而难以产生极大的正压。
所以，虽然当磁头滑块M1上浮于磁盘面上时，所述磁头滑块M1的导入侧端面S1不会急剧地从磁盘面上升，但是在面积比率较小的正压产生面B上磁头滑块上浮于磁盘上之后，在正压产生面B、B上产生的正压也难以变高，因而退离侧端面St与导入侧端面S1相比，更难以形成向磁盘面方向下降的上浮姿势，从而无法有效地缩短设于退离侧端面St侧的磁元件和磁盘间的距离。所以，由于空间损失增大，因此无法提供可以与高记录密度化恰当地对应的磁头装置。
在图22所示的磁头滑块M2中，由于未将正压产生面B分成两部分，而是沿宽度方向(图中X方向)较长地延伸，因此当磁头滑块M2上浮于磁盘面上时，阶梯面A和正压产生面B之间的正压变大，因而与图21所示的磁头滑块M2相比，导入侧端面S1更容易上浮于磁盘面上。
但是，如后述的实验所示，当没有适当地限定所述阶梯面A的面积比率等时，则发现，上浮时的所述正压变得过大，磁头滑块M2上浮于磁盘面上时，设于所述退离侧端面St侧上的磁元件与磁盘面接触，从而对所述磁元件造成损伤。
图23所示的磁头滑块M3中，阶梯面A的面积与正压产生面B的面积相比极大，在后述的实验中，图23所示的磁头滑块M3的方式使得所述阶梯面A和正压产生面B间产生的正压变得过大，因而当所述磁头滑块M3上浮于磁盘面上时，磁头滑块M3的导入侧端面S1上升过高，从而使得设于所述退离侧端面ST侧上的磁元件很容易与所述磁盘面接触。
即，优选磁头滑块在上浮于磁盘面上时，以所述磁元件不接触到所述磁盘面的程度，使退离侧端面St从磁盘面上浮，同时，在磁盘旋转达到高速而使磁头滑块完全上浮在磁盘面上之后，设有磁元件的退离侧端面St比导入侧端面S1更向下方倾斜，所述磁元件形成接近磁盘面的上浮姿势，所述磁元件和磁盘面之间的距离(间隔)变小。
为了在磁头滑块上浮后保持所述的理想的上浮姿势，退离侧端面St侧的磁盘对置面的形状也很重要，例如，像图23那样在退离侧端面St侧设置面积非常大的磁元件形成面E，而在凹槽C夹隔于正压产生面B和磁元件形成面E之间的方式，会使得所述磁元件形成面E上产生的正压过强，在磁头滑块M3上浮后，由于所述磁元件形成面E上产生的正压，退离侧端面St侧也容易升起而远离磁盘面，其结果是，无法有效地使磁元件接近磁盘面。
另外，如果磁头滑块在上浮后，即使气压变化(空气流的变动)，倾角(pitch角)也不会发生较大变化，则可以将磁元件和磁盘面间的距离的变动抑制在较小的水平，从而可以维持稳定的记录特性及再生特性。
发明内容
因此，本发明就是为解决所述以往的问题而做出的，其目的在于，提供一种特别是在所述磁头滑块上浮于所述磁盘上时，可以增大上浮后的倾角的差，同时可以减少因气压变化而造成的所述倾角的变动，从而可以实现对磁元件的损伤的防止及磁头滑块的上浮姿势的稳定化的磁头装置及使用它的磁盘装置。
本发明的磁头装置，设置有在退离侧端面上具有记录用及/或再生用的磁元件的磁头滑块、从磁盘对置面的相反一面侧弹性支撑所述磁头滑块的支撑构件，所述磁头滑块，被弹性支撑，并可以以设在所述支撑构件上的摆动支点为中心沿倾斜方向摆动，当在所述磁头滑块的磁盘对置面上，从与所述摆动支点在所述磁头滑块的厚度方向上相面对的假想点上、沿与所述退离侧端面平行的方向引出第1假想线时，在从所述磁头的导入侧端面到所述第1假想线的前端区域内，从所述导入侧端面向所述退离侧端面方向，依次形成阶梯面、正压产生面及凹槽，所述阶梯面及正压产生面比所述凹槽更向磁盘面方向突出，而且，所述正压产生面比所述阶梯面向磁盘面方向突出，当将所述前端区域整体的面积设为S，将位于比所述正压产生面的导入侧边缘靠近所述导入侧端面侧的位置上的所述前端区域内的所述阶梯面的面积设为S1，将所述前端区域内的所述正压产生面的面积设为S2时，S1/S在0.180～0.232的范围内，S1/S2在0.30～0.47的范围内。
通过设定为所述的面积比率的范围内，根据后述的实验结果，就可以进一步增大磁盘高速旋转(实验中将转速设为7200rpm)时的上浮状态的磁头滑块的倾角(例如，如图9所示那样，意味着从磁头滑块的磁盘对置面侧以特定的方法引出的假想线5和磁盘D面所成的角度。以下的倾角除特别设定外都以所述的方法定义)和磁头滑块上浮于磁盘面上时(实验中将磁头滑块上浮时的磁盘的转速设为2000rpm)的倾角的差。即，当磁头滑块上浮于磁盘面上时，可以减小所述倾角，从而可以防止磁元件与磁盘面接触，同时，在上浮后，可以增大所述磁头滑块的倾角，从而可以减小磁元件和磁盘面间的距离(间隔)，因而可以提高记录密度。另外，如果在所述的面积范围之内，则可以进一步减小平地(sea level)的气压下的磁头滑块的所述倾角和高地(实验中为10k英尺)的气压下的磁头滑块的所述倾角的差。即，即使气压变化，也可以抑制所述磁头滑块的倾角的变动，将所述磁元件和磁盘面积的距离(间隔)的变动抑制在最小限度，从而可以获得稳定的记录特性及再生特性。
另外，本发明中，最好在从所述磁盘对置面的所述假想线1到所述退离侧端面的后端区域内，形成有与形成于所述前端区域内的凹槽连接而形成的凹槽，形成于所述前端区域侧的所述凹槽的至少一部分连通至所述退离侧端面。
另外，本发明中，最好在所述磁盘对置面上从所述假想点上向所述磁头滑块的长方向引出假想线2(第2假想线)，当将磁头滑块整体的长方向的长度尺寸设为L，将压在所述假想线2上的所述阶梯面的长度尺寸设为L1时，L1/L在0.0240～0.065的范围内。
在后述的实验结果中，通过采用所述的面积比率，同时将L1/L的长度尺寸的比例也设定在所述范围内，就可以更有效地进一步增大上浮时和上浮后的磁头滑块的倾角的差，并且可以进一步减小磁头滑块的倾角相对于气压变化的变动。
另外，本发明中，最好在所述磁盘对置面上，设置至少一个以上比所述正压产生面更向磁盘面方向突出的凸状突起部。
另外，最好所述凸状突起部的至少一个设置在从所述假想线1到所述退离侧端面的后端区域内。所述凸状突起部的形成可以有效地防止所述磁元件与磁盘面接触。
另外，本发明的磁盘装置，设置具有所述凸状突起部的所述的磁头装置和与所述磁头滑块的磁盘对置面相面对一侧上形成的磁盘，所述磁头滑块上浮于所述磁盘上时的所述磁头滑块和磁盘面所成的倾角θ1，小于假定所述磁元件和所述凸状突起部接触到磁盘上时所述支撑面和磁盘面所成的倾角θx。
如果满足所述的关系，就可以抑制在所述磁头滑块上浮于磁盘面上时，磁元件与所述磁盘面接触。
本发明通过将S1/S和S1/S2的面积比率设定在所述范围内，就可以减小磁头滑块上浮于磁盘面上时的倾角θ1。
根据实验，如果使所述倾角θx在210μrad以上，所述倾角θx就会比磁盘的转速为2000rpm时的磁头滑块的倾角θ1大，从而可以防止磁头滑块上浮时磁元件对磁盘面的冲击。
本发明由于可以有效地减小磁盘的转速为2000rpm时的磁头滑块的倾角θ1，因此可以拓宽设定倾角θx时的凸状突起部的高度和形成位置等的数值范围，从而能够在上浮时以较高的自由度形成磁元件不会与磁盘面接触的磁头滑块。
图1是使本发明的实施方式的磁头滑块的磁盘对置面朝上的立体图。
图2是使图1所示的磁头滑块的磁盘对置面朝上显示的俯视图。
图3是仅表示图2所示的磁盘对置面的前端区域的局部俯视图。
图4是使本发明的其他的实施方式的磁头滑块的磁盘对置面朝上的俯视图。
图5是表示本发明的磁头滑块停止在磁盘上的状态的磁盘装置的局部侧视图。
图6是表示本发明的磁头滑块上浮于磁盘上的瞬间的状态的磁盘装置的局部侧视图。
图7是表示本发明的磁头滑块上浮于磁盘上后的状态的磁盘装置的局部侧视图。
图8是表示假定设于磁头滑块上的磁元件接触到磁盘上时的状态的磁盘装置的局部侧视图。
图9是用于说明倾角的定义的说明图。
图10是磁头装置的局部立体图。
图11是使实验中使用的磁头滑块的磁盘对置面朝上显示的局部俯视图。
图12是表示面积比率(S1/S)、与从磁盘的转速为2000rpm时的磁头滑块的倾角中减去磁盘的转速为7200rpm时的磁头滑块的倾角的倾角差及从高地(10k英尺)的气压下的磁头滑块的倾角中减去平地(sea level)的气压下的磁头滑块的倾角的倾角差的关系的曲线图。
图13是表示将图12所示的曲线图的纵轴设为比率时的与面积比率(S1/S)的关系的曲线图。
图14是表示面积比率(S1/S2)、与从磁盘的转速为2000rpm时的磁头滑块的倾角中减去磁盘的转速为7200rpm时的磁头滑块的倾角的倾角差及从高地(10k英尺)的气压下的磁头滑块的倾角中减去平地(sea level)的气压下的磁头滑块的倾角的倾角差的关系的曲线图。
图15是表示将图14所示的曲线图的纵轴设为比率时的与面积比率(S1/S2)的关系的曲线图。
图16是表示长度的比率(L1/L)和从磁盘的转速为2000rpm时的磁头滑块的倾角中减去磁盘的转速为7200rpm时的磁头滑块的倾角的倾角差及从高地(10k英尺)的气压下的磁头滑块的倾角中减去平地(sea level)的气压下的磁头滑块的倾角的倾角差的关系的曲线图。
图17是表示将图16所示的曲线图的纵轴设为比率时的与长度比率(L1/L)的关系的曲线图。
图18是表示长度的比率(L1/L3)、与从磁盘的转速为2000rpm时的磁头滑块的倾角中减去磁盘的转速为7200rpm时的磁头滑块的倾角的倾角差及从高地(10k英尺)的气压下的磁头滑块的倾角中减去平地(sealevel)的气压下的磁头滑块的倾角的倾角差的关系的曲线图。
图19是表示将图18所示的曲线图的纵轴设为比率时的与长度比率(L1/L3)的关系的曲线图。
图20是表示长度的比率(L2/L3)、与从磁盘的转速为2000rpm时的磁头滑块的倾角中减去磁盘的转速为7200rpm时的磁头滑块的倾角的倾角差及从高地(10k英尺)的气压下的磁头滑块的倾角中减去平地(sealevel)的气压下的磁头滑块的倾角的倾角差的关系的曲线图。
图21是使以往的磁头滑块的磁盘对置面朝上显示的俯视图。
图22是使以往的另一种磁头滑块的磁盘对置面朝上显示的俯视图。
图23是使以往的另一种磁头滑块的磁盘对置面朝上显示的俯视图。
具体实施例方式
图1是本发明的实施方式的磁头滑块1的立体图。图1的磁头滑块1是使磁盘对置面2朝上显示的立体图。
图2从磁盘对置面2侧看到图1所示的磁头滑块1的俯视图。
图1及图2所示的磁头滑块1构成磁头装置H的一部分。所述磁头滑块1如例如图10所示，被安装在从磁盘对置面2的反面一侧弹性支撑所述磁头滑块1的支撑构件3上。所述支撑构件3具有板簧制成的载梁4、设于其头部的薄板簧制成的柔性架(弹性支撑构件)5。
所述磁头装置H搭载于磁盘装置内，具有将磁信号记录在设于所述磁盘装置内的磁盘D中或再生记录于所述磁盘D中的磁信号的功能。
图5表示构成所述磁头装置H的磁头滑块1停止在设于所述磁盘装置内的磁盘D上的状态。如后述所示，通过从图5所示的状态开始使磁盘D旋转，所述磁头滑块1上浮于磁盘D上，进行所述的记录·再生操作。
如图5所示，在所述柔性架5的下表面，从磁盘对置面2的反面一侧粘接固定有磁头滑块1。如图5所示，在所述柔性架5上，形成向例如图中上方突出的球面状的支点P(pivot)，该支点P的头端与载梁4接触。
图5的状态下，所述磁头滑块1由支撑构件3对向磁盘D的记录面施加较弱的弹力。磁盘D一开始旋转，即通过受到空气流的作用，以所述支点P作为摆动支点，所述磁头滑块1的导入侧端面S1向上方抬起。当所述磁头滑块1上浮在磁盘D上时，即按照顺着磁盘面的波纹的方式，以所述支点P为摆动支点，在倾斜方向摆动。
图2将从磁盘对置面2侧看到的所述支点P的位置作为“假想点”以×标记表示。所述假想点和支点P的顶点位置的位置关系为在磁头滑块1的厚度方向上相互面对。
如图2所示，磁头滑块1的图中左侧的端面被称为“导入侧端面S1”图中右侧的端面被称为“退离侧端面St”。
图3表示从所述假想点上沿与磁头滑块1的导入侧端面S1(或者退离侧端面St)平行的方向(图中X方向)引出假想线1时，从所述磁头滑块1的导入侧端面S1到所述假想线1的前端区域6的局部俯视图。
图1及图2所示的磁头滑块1由诸如氧化铝钛碳化物(alumina titancaride)等制成。
如图1及图2所示，在所述磁头滑块1的磁盘对置面2上，从导入侧端面S1朝向退离侧端面St方向，依次形成阶梯面11、正压产生面12及凹槽13。即使仅参看图3所示的磁头滑块1的前端区域6，所述的各面也都显现于前端区域6内。
如图1所示，形成于导入侧端面S1侧的阶梯面11的高度低于正压产生面12，并且高于凹槽13。即，所述阶梯面11的高度介于所述正压产生面12和凹槽13之间。如图1所示，所述阶梯面11横跨在整个导入侧端面S1的宽度方向(图中X方向)上，同时，按照宽度方向(图中X方向)的中央部分的长度尺寸L1(沿图中Y方向的长度)比其两侧部分的长度尺寸更短的方式，划分成朝向退离侧端面St方向的特定形状，从所述阶梯面11的退离侧边缘11a形成借助阶梯差而升高了一级的正压产生面12。
在所述正压产生面12上，形成从宽度方向(图中X方向)的两侧向退离侧端面St方向延伸的2条臂部12a、12a。从所述正压产生面12的退离侧边缘12b朝向退离侧端面St方向，形成具有比所述阶梯面11的高度更低的高度尺寸的凹槽13。
例如，所述阶梯面11的高度尺寸为比凹槽13高1.0μm～2.5μm，正压产生面12的高度尺寸比凹槽13高1.1μm～2.7μm。
如图2所示，所述凹槽13占据了从所述假想线1到退离侧端面St的后端区域7的大部分。
如图2所示，在所述后端区域7的退离侧端面St附近，形成从所述凹槽13上突出的磁元件形成面14，在所述磁元件形成面14上配置有磁元件的磁盘对置面。
所述磁元件形成面14由与所述磁盘面11相同高度的退离侧阶梯面14a、从所述退离侧阶梯面14a突出的与所述正压产生面12相同高度的退离侧正压面14b。在所述退离侧正压面14b上设有突出的突起部14c，在位于比所述突起部14c更靠近退离侧的位置上的所述退离侧正压面14b上，配置有所述磁元件的磁盘对置面。
所述磁元件由例如以利用了磁阻效果的自旋电子管(spin valve)方式薄膜元件为代表的再生用MR元件和记录用的感应元件的复合元件构成，或者仅由MR元件及感应元件中的一方构成。
如图2所示，在所述磁头滑块1的磁盘对置面2的后端区域7中的宽度方向的两侧，形成从所述凹槽13突出的侧位面15、16。所述侧位面15、16由与所述阶梯面11高度相同的侧位阶梯面15a、16a和与所述正压产生面12高度相同的侧位正压面15b、16b构成。
如图1及图2所示，在所述凹槽13形成4个凸状突起部17。这些凸状突起部17的高度比所述正压产生面12的高度更高。
所述凸状突起部17中靠近导入侧的2个凸状突起部17正好处于假想线1上，在宽度方向(图中X方向)上与所述假想点相距相等间隔。另外，所述凸状突起部17中靠近退离侧的2个凸状突起部17位于所述后端区域7上，当在所述假想点上沿长方向(Y方向)引出假想线2时，它们在宽度方向(图中X方向)上位于离假想线2相等的间隔处。
但是，所述凸状突起部17的形成位置并不限定于所述位置。如图1及图2所示，在所述正压产生面12上也形成2个凸状突起部18，另外，在所述阶梯面11上也形成2个凸状突起部19。
这些凸状突起部17、18及19和形成于已经说明的磁元件形成面14上的突起部14c的高度全部相同，或者所述突起部14c的高度低于凸状突起部的高度。
虽然如图2所示，从上方看到的所述凸状突起部17、18、19的俯视形状为圆形，但是并不限定于该形状。
下面将对本发明的特征部分进行说明。
如图3所示，在磁头滑块1的前端区域6内，从所述导入侧端面S1朝向所述退离侧端面St，依次形成阶梯面11、正压产生面12及凹槽13。
这里，当将所述前端区域6的全部面积设为S，将位于比所述前端区域6内的所述正压产生面12的导入侧边缘12c更靠近所述导入侧端面S1侧的位置上的阶梯面11的面积设为S1(图3中以斜线表示S1的面积)，将所述前端区域6内的所述正压产生面12的面积设为S2(图3中以交叉的斜线表示S2的面积)时，则S1/S在0.180～0.232的范围内，并且所述S1/S2在0.30～0.47的范围内。
通过设定在所述面积比率的范围内，就可以期待以下的效果。如前面说明所示，图5为构成磁头装置的磁头滑块1停止在磁盘D上的状态。当所述磁盘D开始沿箭头方向旋转时，空气流就会从导入侧端面S1经磁头滑块1的磁盘对置面2的下方流向退离侧端面St。
所述空气流从导入侧端面S1流入图2所示的阶梯面11，并进而冲击到所述正压产生面12的导入侧边缘12c上时，空气流被压缩，产生正压。所以，所述磁头滑块1如图6所示，以支点P作为摆动支点，导入侧端面S1从磁盘D上向上方抬起。
此时，虽然倾角通常是使用后述的图9所示的方法来定义，但是从图6到图8，为了容易理解倾角，所述倾角被定义为所述磁盘D的上表面和所述磁头滑块1的磁盘对置面2的相反一侧的支撑面所成的角度。但是，当用「所述磁头滑块1的磁盘对置面2的相反一侧的支撑面」和所述磁盘D的上表面所成的角度定义倾角时，应当注意，所述磁头滑块的所述支撑面必须与图9所示的假想线5平行。从图6到图8，所述支撑面全都与所述假想线5平行。而且，对于图9将在后面详细叙述。
图6是所述磁头滑块1刚好上浮在所述磁盘D上的瞬间。在该上浮瞬间中，所述倾角为θ1，如果为该倾角θ1，则设于所述磁头滑块1的退离侧端面St侧的磁元件就处于不会接触到所述磁盘D上的状态。
即，本发明通过设定在所述的面积比率的范围内，就可以使所述磁头滑块1上浮时的所述倾角θ1小于所述磁元件接触到磁盘D上所必需的倾角。
图8是假定磁元件暂时接触到所述磁盘D上时的磁头滑块1的倾角θx。图8为形成于所述磁头滑块1的磁盘对置面2上的靠近退离侧端面St侧的凸状突起部17和磁元件接触到磁盘D上的状态，此时的倾角为θx。图6所示的所述倾角θ1小于图8所示的倾角θx。
本发明中，当如图6所示那样，磁头滑块1上浮在磁盘D上时，以不会使磁元件接触到磁盘D上程度的较小倾角θ1倾斜，当如图7(图7中从图面上删除了支撑体3，仅表示磁头滑块1和磁盘D的关系)那样，所述磁头滑块1上浮在磁盘D上，磁盘D进一步高速旋转时，所述磁头滑块1的导入侧端面S1就会进一步向上方抬起，同时，退离侧端面St就会进一步向下方下降，形成具有较大的倾角θ2的上浮姿势，从而使形成于所述磁头滑块1的退离侧端面St侧的磁元件有效地接近到所述磁盘D上，因而可以促进间隔的狭小化。
这样，本发明可以使磁头滑块1上浮于磁盘D上时(上浮的瞬间)的倾角θ1小于假定所述磁头滑块1的磁元件接触到磁盘D上时的倾角θx，从而在磁头滑块1进一步上浮后，可以形成更大的倾角θ2，即，可以增大倾角的差(θ2-θ1)。
另外，本发明通过限定在所述的面积比率的范围内，可以进一步减小平地(海拔0米，sea level)的气压下的磁头滑块1的倾角与高地(例如高10k英尺)的气压下的磁头滑块1的倾角的差。即，可以抑制因气压变化而引起的较大的倾角变动，从而可以维持稳定的上浮姿势，这已经被后述的模拟实验所证明。
因此，即使磁盘D上的空气流产生变动，也可以维持稳定的上浮姿势，可以减小所述磁元件和磁盘D间的距离(间隔)的变动，从而可以实现稳定的记录特性及再生特性。
但是，为了在磁头滑块1上浮于磁盘D上后，如图7所示那样，导入侧端面S1进一步向上方抬起，退离侧端面St进一步向下方下降，从而形成较大的倾角θ2，不仅正压产生面12和阶梯面11的占所述磁头滑块1的前端区域6的面积比率的关系十分重要，而且后端区域7中所示的凹槽13的面积比率及形状也非常重要。
空气流在凹槽13的至少一部分的区域内会产生将磁头滑块1向下方(磁盘D侧)压下的负压。因此，当与前端区域6相比，所述凹槽13更多地形成于后端区域7中时，磁头滑块1的退离侧端面St更容易向下方倾斜，从而使所述倾角θ2变大。另外，所述凹槽13最好如图1及图2所示，从所述正压产生面12的退离侧边缘12b连续到磁元件形成面14的宽度方向(图中X方向)的两侧为止，位于磁元件形成面14的宽度方向(图中X方向)的两侧的所述凹槽13连通至所述退离侧端面St。这样，在所述磁头滑块1的后端区域7内就难以产生很强的正压，因而易于使磁头滑块1的退离侧端面St向下方倾斜，从而可以增大图7所示的倾角θ2。
而且，所述倾角θ2的大小在图8所示的所述倾角θx之上，由于可以进一步降低空间损失，因此是合适的。另外，磁头滑块1在图7的状态下，由于可以抑制凸状突起部17在磁盘D上滑动，或者与磁盘D间歇地接触，因此不会对磁盘D面造成损伤，另外还可以实现所述磁头滑块1的上浮姿势的稳定化。
另外，所述凹槽13在所述后端区域7中，最好具有80％以下的面积比率。
另外，根据后述的模拟实验的结果，当将图2所示的磁头滑块1的整体的长方向(图中Y方向)的长度尺寸设为L，将压在从所述假想点向长方向引出的假想线2上的所述阶梯面11的长度尺寸设为L1时，L1/L最好在0.0240～0.065的范围内。
通过将所述面积比率(S1/S及S1/S2)和长度尺寸的比率(L1/L)设定在所述范围内，就可以在图6所示的磁头滑块1上浮时，更有效地增大上浮后的倾角的差，同时还可以将因气压变化引起的倾角的变动抑制在较小水平。
另外，如图2所示，当将压在所述假想线2上的正压产生面12的长度尺寸设为L2，将所述L1+L2设为L3时，通过将L1/L3设定在0.070～0.250的范围内，将L2/L3设定在0.8～0.935的范围内，就可以更有效地增大图6所示的磁头滑块1上浮时和图7所示的上浮后的倾角的差，同时还可以将因气压变化引起的倾角的变动抑制在较小水平。
另外，本发明如图1及图2所示，在磁头滑块1的磁盘对置面2上，形成比正压产生面12更高的凸状突起部17、18、19及突起部14c，这些凸状突起部17、18、19及突起部14c是为了防止在磁头滑块1倾斜时形成于退离侧端面St侧的磁元件与磁盘D接触而设置的。此外，为了防止所述磁元件与所述磁盘D接触，更优选使所述凸状突起部的至少一个形成于所述后端区域7内。
另外，如所述那样，本发明中虽然已经说明，磁头滑块1上浮时的倾角θ1小于假定如图8那样磁元件和至少一个凸状突起部17接触到磁盘D上时的倾角θx，这样就可以防止所述磁元件接触到所述磁盘D上，但是，所述倾角θx当然应当是根据凸状突起部的高度尺寸和形成位置、形成于所述磁盘对置面2上的冕状(crown)形状等而改变的值。
在使用图3等说明的面积比率的实验结果中，在该面积比率内，由于磁头滑块1上浮于磁盘D上时(磁盘的旋转速度为2000rpm)的倾角为175μrad～206μrad，因此，如果按照使得所述倾角θx达到210μrad以上的较大角度的方式，对所述凸状突起部的形成位置和高度尺寸等进行限定，就可以在磁头滑块1上浮时，防止所述磁元件接触到所述磁盘D上。
本发明由于可以有效地将磁盘的转速为2000rpm时的磁头滑块的倾角θ1缩小到175μrad～206μrad左右，因此可以拓宽设定倾角θx时的凸状突起部的高度和形成位置等的数值范围，从而能够以较高的自由度形成在上浮时不会使磁元件接触磁盘面的磁头滑块。
而且，本发明的磁头滑块1的磁盘对置面2的形状并不限定于图1及图2所示的形状。如上所示，只要在前端区域7中，从导入侧端面S1朝向退离侧端面St方向，依次形成阶梯面11、正压产生面12及凹槽13，并且S1/S的面积比率及S1/S2的面积比率属于所述的尺寸范围内即可。
例如，也可以如图4(从磁盘对置面侧看到的本发明的另一种实施方式的磁头滑块的俯视图)所示的磁头滑块那样，形成于前端区域6中的正压产生面20、21在宽度方向上被分成两部分，在所述正压产生面20、21之间，设有与比所述正压产生面20、21更靠近导入侧形成的阶梯面22成一体的阶梯面22a。
此时应当注意，阶梯面22的面积S1被限定为位于比所述正压产生面20、21的导入侧边缘20a、21a更靠近导入侧端面S1侧的位置上的在图中以斜线表示的部分，所述正压产生面20、21之间的阶梯面22a及从导入侧端面S1侧连通所述阶梯面22a的阶梯面22的部分不包含于面积S1中。
最后，参照图9对倾角的定义进行说明。图9表示磁头滑块1上浮在磁盘D上的状态。
图9所示的磁头滑块1的正压产生面为弯曲的所谓冕状(crown)形状。图9是例如将磁头滑块1沿厚度方向切开的剖面形状(这里为了方便而采用了剖面，在实际的测定中也可以不切开。当然可以从磁头滑块的侧面对下述的倾角进行测定)。
根据呈现于图9的剖面中的所述正压产生面的曲率，从所述正压产生面在近似与剖面平行的面内向外方延长引出二次曲线，将该延长的二次曲线作为假想线3。
然后，从呈现于图9的剖面中的所述磁头滑块1的退离侧端面St及导入侧端面S1沿与所述剖面平行的方向朝向所述磁盘D的方向延伸出假想线4，将以直线连接了所述假想线3和假想线4的交点1及交点2的假想线5与磁盘D所成的角度定义为倾角θ2。
而且，当采用所述的方法定义倾角θ2时，当然也必须用与所述相同的方法定义倾角θ1及倾角θx。
本发明使用图11所示的磁头滑块30进行了以下的模拟实验。图11所示的磁头滑块30为将磁盘对置面2朝上而显示的俯视图。标记有与图1及图2所示的磁头滑块1相同的符号的面表示相同的面。
图11所示的磁头滑块30与图2所示的磁头滑块1非常近似。特别是从假想点向宽度方向(图中X方向)引出的假想线1和形成于导入侧端面S1间的前端区域6内的阶梯面11、正压产生面12及凹槽13的形状，在图2和图11中都是相同的。
此外，对于所述前端区域6内的阶梯面11的面积S1相对于所述前端区域6全部的面积S的面积比率(以下表示为S1/S)，或者阶梯面11的面积S1相对于所述前端区域6内的正压产生面12的面积S2的面积比率(以下表示为S1/S2)、磁头滑块30在磁盘上上浮时和上浮后的倾角的差及相对于气压变化的倾角的差，进行了模拟实验。
在实验中，将图11所示的所述磁头滑块30的导入侧端面S1到退离侧端面St的长度尺寸L固定为1.241mm，宽度尺寸T固定为1.000mm。
此后，改变长度L1(从图11所示的假想点上向长方向引出假想线2，压在该假想线2上的阶梯面11的长度)及L2(压在假想线2上的正压产生面12的长度)，获得使实验中使用的磁头滑块30的S、S1及S2成为各种不同的值的7种磁头滑块。
而且，在模拟实验中，将磁盘的转速提高至7200rpm，通过改变支撑体3的弹力值等各个条件，使得在任意一个实验结果中，当转速达到7200rpm时，磁元件和磁盘D间的距离(间隔)达到10nm，并且倾角达到280μrad，进行了模拟实验。
首先使磁盘旋转，根据面积比率S1/S的关系求得假定在磁盘的转速为2000rpm状态下磁头滑块上浮时的所述磁头滑块30的倾角、与使磁盘转速进一步提高至7200rpm后该7200rpm的高速旋转时的所述磁头滑块30的倾角的差。
另外，根据面积比率S1/S的关系求得当磁盘的转速为7200rpm时，平地(0m，sea level)的气压下的磁头滑块30的倾角，与高地(10k英尺)的气压下的磁头滑块30的倾角的差。
另外，还根据面积比率S1/S2的关系取得所述的模拟实验。
图12是相对于S1/S的面积比率的模拟实验结果。纵轴的倾角的差表示从磁盘的转速为2000rpm时的磁头滑块30的倾角中减去磁盘的转速为7200rpm时的磁头滑块30的倾角后的倾角差。另外，表示磁盘的转速为7200rpm时，从平地(0m，sea level)的气压下的磁头滑块30的倾角中减去高地(10k英尺)的气压下的磁头滑块30的倾角后的倾角的差。
如图12所示，如果S1/S的面积比率在0.180～0.232的范围内，则可以进一步增大转速为7200rpm和转速为2000rpm时的倾角的差(绝对值)，同时，还可以进一步减小平地(sea level)和高地(10k英尺)下的倾角的差(绝对值)。
图13是将图12所示的纵轴改为比率以后的图，可以得到与图12相同的结果。
图14是相对于S1/S3的面积比率的模拟实验结果。如图14所示，如果S1/S2的面积比率在0.30～0.47的范围内，则可以进一步增大转速为7200rpm和转速为2000rpm时的倾角的差(绝对值)，同时，还可以进一步减小平地(sea level)和高地(10k英尺)下的倾角的差(绝对值)。
图15是将图14所示的纵轴改为比率以后的图，可以得到与图14相同的结果。
从所述的模拟实验结果可以导出以下各点。即，阶梯面11的面积占磁头滑块30的前端区域6的面积最好相当小，另外，占据前端区域6内的正压产生面12应当具有一定程度的大小。
所述阶梯面11构成用于将空气流向正压产生面12并进而向凹槽13方向导引的导入路。但是，当所述阶梯面11占导入侧端面S1侧的面积较大时，在磁头滑块30例如在2000rpm的磁盘D的转速下上浮时(上浮的瞬间)，压缩于其与正压产生面12之间的空气量的正压增值变大。其结果是，磁头滑块30上浮时，倾角变大，从而使得磁元件容易与磁盘D发生碰撞。另一方面，当磁头滑块30上浮于磁盘D上，磁盘D高速旋转至例如7200rpm时，如果正压产生面12占磁头滑块30的前端区域6的比例较小，则正压不能发挥较大作用，倾角很容易变小。对于气压的变化也相同，当考虑到正压和负压的平衡时，阶梯面11及正压产生面12的面积的比例是非常重要的因素。
本发明根据所述模拟实验结果，将S1/S规定在0.180～0.232的范围内，并且将S1/S2规定在0.3～0.47的范围内。
然后，对于L1/L长度比率、L1/L3的长度比率及L2/L3的长度比率，研究了所述的倾角差(绝对值)。
图16是相对于L1/L的长度比率的模拟实验结果。如图16所示，如果L1/L的长度比率在0.024～0.065的范围内，则可以进一步增大转速为7200rpm和转速为2000rpm时的倾角的差(绝对值)，同时，还可以进一步减小平地(sea level)和高地(10k英尺)下的倾角的差(绝对值)。
图17是将图16所示的纵轴改为比率以后的图，可以得到与图16相同的结果。
图18是相对于L1/L3的长度比率的模拟实验结果。如图18所示，如果L1/L3的长度比率在0.070～0.250的范围内，则可以进一步增大转速为7200rpm和转速为2000rpm时的倾角的差(绝对值)，同时，还可以进一步减小平地(sea level)和高地(10k英尺)下的倾角的差(绝对值)。
图19是将图18所示的纵轴改为比率以后的图，可以得到与图18相同的结果。
图20是相对于L2/L3的长度比率的模拟实验结果。如图18所示，如果L2/L3的长度比率在0.80～0.935的范围内，则可以进一步增大转速为7200rpm和转速为2000rpm时的倾角的差(绝对值)，同时，还可以进一步减小平地(sea level)和高地(10k英尺)下的倾角的差(绝对值)。
如上所示，通过将所述的S1/S及S1/S2的面积比率以及L1/L、L1/L3及L2/L3的长度比率限定在所述范围内，则可以更有效地增大转速为7200rpm和转速为2000rpm时的倾角的差(绝对值)，同时，还可以进一步减小平地(sea level)和高地(10k英尺)下的倾角的差(绝对值)。
如果用所述长度的比率的关系来讲，则通过使阶梯面11的长度尺寸L1最好相对于磁头滑块30的全长足够小，另外，使正压产生面12的长度尺寸L2相对于所述阶梯面11的长度尺寸L1足够长，就可以获得所述效果。
根据以上详述的本发明，通过将阶梯面、正压产生面占磁头滑块的前端区域的面积限定在特定范围内，则可以在所述磁头滑块上浮在磁盘上时，增大上浮后的倾角的差，同时，可以减少因气压变化引起的所述倾角的变动，从而可以防止磁元件的损伤，以及实现磁头滑块的上浮姿势的稳定化。
权利要求
1.一种磁头装置，其特征是设置有在退离侧端面上具有记录用及/或再生用的磁元件的磁头滑块、从磁盘对置面的相反一面侧弹性支撑所述磁头滑块的支撑构件，所述磁头滑块，被弹性支撑，并可以以设在所述支撑构件上的摆动支点为中心沿倾斜方向摆动，当在所述磁头滑块的磁盘对置面上，从与所述摆动支点在所述磁头滑块的厚度方向上相面对的假想点、沿与所述退离侧端面平行的方向引出第1假想线时，在从所述磁头的导入侧端面到所述第1假想线的前端区域内，从所述导入侧端面向所述退离侧端面方向依次形成阶梯面、正压产生面及凹槽，所述阶梯面及正压产生面比所述凹槽向磁盘面方向突出，而且，所述正压产生面比所述阶梯面向磁盘面方向突出，当将所述前端区域整体的面积设为S，将位于比所述正压产生面的导入侧边缘靠近所述导入侧端面侧的位置上的所述前端区域内的所述阶梯面的面积设为S1，将所述前端区域内的所述正压产生面的面积设为S2时，S1/S在0.180～0.232的范围内，S1/S2在0.30～0.47的范围内。
2.根据权利要求1所述的磁头装置，其特征是在从所述磁盘对置面的所述第1假想线到所述退离侧端面的后端区域，形成有与形成于所述前端区域内的凹槽连续形成的凹槽，且形成于所述前端区域侧的所述凹槽的至少一部分连通到所述退离侧端面。
3.根据权利要求1所述的磁头装置，其特征是在所述磁盘对置面上从所述假想点向所述磁头滑块的长方向引出第2假想线，当将磁头滑块整体的长方向的长度尺寸设为L，将压在所述第2假想线上的所述阶梯面的长度尺寸设为L1时，L1/L在0.0240～0.065的范围内。
4.根据权利要求1所述的磁头装置，其特征是在所述磁盘对置面上，至少设有一个以上的比所述正压产生面向磁盘面方向突出的凸状突起部。
5.根据权利要求4所述的磁头装置，其特征是将所述凸状突起部的至少一个设置在从所述第1假想线到所述退离侧端面的后端区域内。
6.一种磁盘装置，其特征是设有磁头装置，该磁头装置，设置有在退离侧端面上具有记录用及/或再生用的磁元件的磁头滑块、从磁盘对置面的相反一面侧弹性支撑所述磁头滑块的支撑构件，所述磁头滑块，被弹性支撑，并可以以设在所述支撑构件上的摆动支点为中心沿倾斜方向摆动，当在所述磁头滑块的磁盘对置面上，从与所述摆动支点在所述磁头滑块的厚度方向上相面对的假想点、沿与所述退离侧端面平行的方向引出第1假想线时，在从所述磁头的导入侧端面到所述第1假想线的前端区域内，从所述导入侧端面向所述退离侧端面方向依次形成阶梯面、正压产生面及凹槽，所述阶梯面及正压产生面比所述凹槽向磁盘面方向突出，而且，所述正压产生面比所述阶梯面向磁盘面方向突出，当将所述前端区域整体的面积设为S，将位于比所述正压产生面的导入侧边缘靠近所述导入侧端面侧的位置上的所述前端区域内的所述阶梯面的面积设为S1，将所述前端区域内的所述正压产生面的面积设为S2时，S1/S在0.180～0.232的范围内，S1/S2在0.30～0.47的范围内。在所述磁盘对置面上，至少设有一个以上的比所述正压产生面向磁盘面方向突出的凸状突起部；并且，在与所述磁头滑块的磁盘对置面相面对的一侧设有磁盘；所述磁头滑块从所述磁盘上上浮时的所述磁头滑块和磁盘面所成的倾角θ1，小于假定所述磁元件和所述凸状突起部接触到磁盘上时的所述支撑面和磁盘面所成的倾角θx。
7.根据权利要求6所述的磁盘装置，其特征是将所述凸状突起部的至少一个设置在从所述第1假想线到所述退离侧端面的后端区域内。
8.根据权利要求6所述的磁盘装置，其特征是所述倾角θx在210μrad以上。
全文摘要
一种具有磁头滑块的磁头装置及使用磁头装置的磁盘装置，当将前端区域(6)整个的面积设为S，将所述前端区域内的阶梯面(11)的面积设为S1，将所述前端区域内的正压产生面(12)的面积设为S2时，使得S1/S在0.180～0.232的范围内，S1/S2在0.30～0.47的范围内。这样就可以增大所述磁头滑块从所述磁盘上上浮时和上浮后的倾角的差，同时可以减少因气压变化而造成的所述倾角的变动，从而可以防止对磁元件的损伤以及实现磁头滑块的上浮姿势的稳定化。
文档编号G11B5/60GK1538442SQ200410033390
公开日2004年10月20日 申请日期2004年4月7日 优先权日2003年4月10日
发明者上田淳生, 石原弘久, 近藤康之, 森川谕, 中嶋启视, 久, 之, 视 申请人:阿尔卑斯电气株式会社