ディスクドライブ用のスライダ、ディスクドライブおよびその製造方法
【課題】ディスクドライブ用のスライダ空気軸受を提供する。
【解決手段】複数の浮上媒体において浮上高シグマを低減するように設計されたスライダが提供される。スライダは、空気軸受面、空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある前方浅ステップパッドおよび後方浅ステップパッドを含む。スライダはさらに、空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケット、および空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットに対して非対称的である第２の非対称的な後方サイドポケットを含み、第１のサイドポケットは実質的に多角形形状であり、第２のサイドポケットは実質的に多角形形状であり、第２の非対称的な後方サイドポケットは第１の後方サイドポケットよりも大きな容積を有する。
【解決手段】複数の浮上媒体において浮上高シグマを低減するように設計されたスライダが提供される。スライダは、空気軸受面、空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある前方浅ステップパッドおよび後方浅ステップパッドを含む。スライダはさらに、空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケット、および空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットに対して非対称的である第２の非対称的な後方サイドポケットを含み、第１のサイドポケットは実質的に多角形形状であり、第２のサイドポケットは実質的に多角形形状であり、第２の非対称的な後方サイドポケットは第１の後方サイドポケットよりも大きな容積を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ディスクドライブ用のスライダ、ディスクドライブおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にデータは、ディスクドライブを用いて記憶する。ディスクドライブは、特に、直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）またはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）とすることができ、かつ１つ以上のディスクと、ディスクに関する操作を管理するディスクコントローラとを含み得る。ディスクの中心にスピンドルを配置することによって、ディスクをスピンドルに垂直に積み重ねることができる。スピンドルは、モータによって３０００〜１５０００毎分回転数の範囲の速度で回転させることができる。スピンドルに最も近いディスクの部分は、一般に内径（ＩＤ）と呼ばれ、スピンドルから最も遠いディスクの部分は、一般に外径（ＯＤ）と呼ばれる。
【０００３】
読み取り書き込みヘッドを使用して、ディスクに対してデータの読み取りおよび書き込みを行うことができる。読み取り書き込みヘッドはスライダと関連している。スライダは、読み取り書き込みヘッドに対する機械的な支持、およびヘッドとドライブとの間の電気的接続を行う。スライダは、サスペンションに取り付けてヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）を形成することができる。ＨＧＡを、アクチュエータアセンブリの一部であるアクチュエータアームに取り付けて、ＨＧＡを動かしかつ支持することができる。さらに、スライダは、スライダがディスクの上を所望の高さでエアクッションで「浮上する」ことを可能にする、スライダの空気軸受面（ＡＢＳ）上の成形パッドパターンを含む。
【０００４】
図１に、スライダの母集団の浮上高を示す。垂直軸は周波数を示し、水平軸は浮上高を示す。母集団の標準偏差σ（「浮上高シグマ」としても公知）を使用して、同じ空気軸受設計を共有する部分の群の浮上高の広がりを測定できる。例えば、σ１は、この母集団の浮上高が、σ２を有する別の母集団の浮上高よりも広がっていることを示す。
【０００５】
製造者は、ほぼ同じ浮上高を有するスライダを作り出す試みを可能な限り行っている。スライダの母集団の浮上高がより近いほど、予測可能に動作するディスクドライブの製造が簡単になり、かつ、製造者が廃棄せざるを得ないスライダが少数になる。それゆえ、スライダの製造者は、浮上高シグマが可能な限り小さいスライダの設計方法を常に探している。なぜなら、これにより、品質が優れていてコストが削減されたディスクドライブの製造をより迅速にできるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６７７１４６８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ディスクドライブ用のスライダの浮上高シグマを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、複数の浮上媒体（ｆｌｙ ｍｅｄｉａ）において浮上高シグマを低減するように設計されたスライダを提供することを含む。一実施形態では、スライダは、空気軸受面、空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある前方浅ステップパッドおよび後方浅ステップパッドを含む。スライダはさらに、空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケット、および空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットに対して非対称的である第２の非対称的な後方サイドポケットを含み、第１のサイドポケットは実質的に多角形形状であり、第２のサイドポケットは実質的に多角形形状であり、第２の非対称的な後方サイドポケットは、第１の後方サイドポケットよりも大きな容積を有する。
【０００９】
本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は、本発明の実施形態を示し、説明と共に本発明の原理を説明する働きをする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ディスクドライブ用のスライダの浮上高シグマを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】スライダの母集団の浮上高の分布を示す。
【図２】従来のスライダを示す。
【図３】一実施形態による、浮上高シグマを低減するように設計されたスライダを示す。
【図４】一実施形態による、ディスクの表面を滑動するスライダを示す。
【図５】一実施形態による、ＩＤおよびＯＤに位置決めされたスライダを示す。
【図６】一実施形態による、ほぼＩＤおよびＯＤからスライダに向かう空気の流れに対するスライダを示す。
【図７】一実施形態による、後方浅ステップパッドに関する様々な寸法を示す。
【図８】一実施形態による、後方ＡＢＳパッドに関する様々な寸法を示す。
【図９】一実施形態による、スライダの様々なエッチレベルを示す。
【図１０】一実施形態による、ハードディスクドライブを製造する例示的な方法のフロー図を示す。
【図１１】本発明の種々の実施形態の説明を容易にするディスクドライブの平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の代替的な実施形態、ハードディスクドライブ用のスライダ空気軸受について詳細に説明する。本発明を代替的な実施形態と併せて説明するが、本発明をこれらの実施形態に限定することを意図するものではないことは理解される。それどころか、本発明は、添付の特許請求の範囲で規定される本発明の趣旨および範囲内に含まれるであろう代替例、変更例および均等物を網羅するものである。
【００１３】
さらに、以下の本発明の詳細な説明では、多くの具体的な詳細を説明して本発明が完全に理解されるようにする。しかしながら、当業者には、これらの具体的な詳細を用いずとも本発明を実施し得ることは理解される。他の例では、本発明の態様を不必要に曖昧にしないようにするために、周知の方法、手順、構成要素、および回路を詳細には説明していない。
【００１４】
概要
本発明の実施形態は、ヘリウム浮上媒体および周囲の空気浮上媒体の双方で製品速度（１０，０００〜１５，０００ＲＰＭ）で動作するハードディスクドライブ用のスライダを提供する。さらに、本発明のスライダは、ヘリウムと空気との混合物中で動作することができる。その上、本発明のスライダは、空気およびヘリウムの双方の浮上媒体において、６，０００ＲＰＭ未満のサーボトラックの書き込み速度での動作に好適である。サーボトラックはヘリウム環境で書き込まれ、トラックの登録を誤るという誤り（ｔｒａｃｋ ｍｉｓｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ）を削減する。
【００１５】
図２に従来のスライダ２００を示す。従来のスライダ２００は、前方ＡＢＳパッド２１０、前方浅ステップパッド２２０、後方浅ステップパッド２４０、後方ＡＢＳパッド２５０、およびスライダ２００の後方隅部付近に配置されたランディングパッド２３０などの様々な構造部を含む。構造部２１０〜２５０の形状は直線に基づきかつ曲線断面を含まないため、構造部２１０〜２５０の形状は実際は矩形状多角形の変形である。自然な空気の流れの流線に適合する流線形構造は空気軸受の性能を改善するのに役立ち得る。特に従来のスライダ２００に関連する構造部２１０〜２５０の幾何学的性質は、スライダ２００の設計をどのような流線形とし得るかを制限する。
【００１６】
対照的に、図３には、周囲の空気浮上媒体およびヘリウム浮上媒体の双方において、動作速度およびサーボトラック書き込み速度の双方で浮上高シグマを低くしかつ他の性能パラメータを改善させるように設計された、一実施形態によるスライダ３００を示す。スライダ３００は、サイドレール３６０およびランディングパッド３９０まで継続的に延在する前方ＡＢＳパッド３１０、浅ステップパッド３２０、後方浅ステップパッド３３０、後方ＡＢＳパッド３４０、サイドレール３６０、チャネル３７０、チャネル取入口３５０および後方サイドポケット３８０を含む。
【００１７】
後方浅ステップパッド３３０は、それ（３３０）に関連するいくつかの曲線を有し、従来のスライダ設計ではもたらされない滑らかな空気の流れの特性をもたらす。側部側に位置しスライダ３００の後方に向かっているポケット３８０は、ＡＢＳよりも深い第２の位置レベルにある。特に、ポケット３８０によって、スライダ３００は、複数の浮上媒体および動作速度において一貫性のある動作特性を有することができる。前方ＡＢＳパッド３１０はスライダピッチの剛性を高めるような形状にされている。後方ＡＢＳパッド３４０は、浮上高の、ヘリウムおよび／または空気／ヘリウムの浮上媒体などの様々な浮上媒体に関連する空気圧の損失効果を低減するような形状にされている。
【００１８】
浮上高シグマに影響を及ぼす要因
浮上高の変化は、製造パラメータにおける不可避な変化ならびに動作速度および浮上媒体により発生する。これらの変化により、スライダの浮上高、ピッチおよびロールに影響を及ぼす望ましくない力が生じ、そのため、様々な速度および浮上媒体におけるスライダの浮上高が広がる（浮上高シグマの増大）。そのような浮上高の広がりを低減させる良い方法は、空気軸受の剛性を高めることによるか、または目標値からの浮上高の逸脱が最小限となるように、製造パラメータに対する浮上高の感受性を低減させることによるかである。本発明の実施形態は、様々な浮上媒体ならびに様々な動作速度またはサーボトラック書き込み速度で使用されるときにも浮上高の広がりが小さいスライダを提供する。
【００１９】
図４に、一実施形態による、スライダ（４００）がディスク４５０の表面を滑動するときのスライダ４００を示す。スライダ４００がディスク４５０の表面を滑動するとき、スライダ４００とディスク４５０の表面との間で空気が動く。この空気によりスライダ４００が上方に持ち上げられる。上方への持ち上げに対抗するために、サスペンション４１０がスライダ４００に、予圧と呼ばれる力４２０を下方へと加える。その撓みによりまた、上方ピッチモーメント４４０を生じ、かつロールモーメント４３０をわずかに生じるかまたは全く生じない。予圧またはピッチモーメントまたはロールモーメントのいずれかの変化が、浮上高の姿勢に影響を及ぼす。高い予圧力はスライダの浮上高を低くする。高いピッチモーメントはスライダピッチを増加させ、かつ浮上高を低減させる。ロールモーメントの変化は、浮上高の増大または損失のいずれかを引き起こし得る。
【００２０】
浮上高シグマに影響を及ぼす環境要因
地球上の異なる場所でディスクドライブを使用できることが望まれている。例えば、海上でコンピュータを使用したいと考えたり、その後、同じコンピュータを山で使用したいと考えたりする場合がある。空気圧は、高度の高い場所よりも海上で高くなる。空気圧は、スライダがどの程度の高さを浮上するかに影響を及ぼす。共通に言える周囲の空気圧効果は、空気圧が低いほどスライダの浮上位置が低くなるということである。
【００２１】
スライダ下でのディスクの速度の程度はスライダの浮上姿勢に影響を及ぼす。図５に、一実施形態による、ＩＤおよびＯＤに位置決めされたスライダ５００を示す。ディスクの半径がＩＤにおいて最小であるため、スライダ５００の速度はＩＤにおいて最低である。スライダ５００の速度は、ディスクの半径が増大するためスライダ５００がＯＤの方へ移動するにつれて連続的に増加する。また、ディスクドライブは、サーボ書き込み速度（例えば、約４，０００〜８，０００毎分回転数）よりも製品速度（例えば、約１５，０００毎分回転数）で実行するときに高速で動作する。その上、本発明のスライダは、様々な浮上媒体での動作およびサーボトラック書き込みの双方に好適である。
【００２２】
スライダに対するディスクの方向および速度は、スライダ浮上高に影響を及ぼす。より高速のディスク速度は、スライダ下の加圧を増大させかつその浮上高を増大させる傾向がある。ディスク接線速度とスライダ長との間の角度をスキューと呼ぶ。図５を参照すると、線５１０は、スライダ５００がＩＤ付近にあるときの、そこ（５００）に向かう空気の流れの方向を示し、および線５２０は、スライダ５００がＯＤ付近にあるときの、そこ（５００）に向かう空気の流れの方向を示す。
【００２３】
空気軸受の減衰
構成要素が動作するとき、いずれかの励振源によって励振される場合に構成要素が振動する傾向がある。減衰は、この振動する傾向に構成要素が対抗する能力である。構成要素は、その共振で動作するとき振動増幅を含むのに十分な減衰作用を有する場合には、動的安定性を有する。種々の実施形態はまた、浮上高シグマを低減させ得る動的安定性を提供する。
【００２４】
一実施形態によれば、スライダ３００は矩形形状を有する。例えば、スライダ３００をフェムト−Ｌタイプのものとし得、ここでは、長さは約１．２５ミリメートルであり、かつ幅は約０．７ミリメートルである。矩形形状のスライダは、正方形のスライダよりもローリングしやすい。しかしながら、本発明の種々の実施形態を使用して、フェムト−Ｌのような矩形形状のスライダがローリングする確率を低減することができ、それゆえ浮上高シグマを低減することができる。
【００２５】
前方ＡＢＳパッド
図６に、一実施形態による、ほぼＩＤおよびＯＤからスライダ６００に向かう空気の流れ５１０、５２０に対するスライダ６００を示す。図３および図６を参照するとより明確になるように、前方ＡＢＳパッド３１０は、とりわけ、スキュー５１０、５２０の効果を減少させるような形状にされている。前方ＡＢＳパッド３１０は、パッド（３１０）の種々の縁部６１２、６１４、６２２、および６２４が、スライダ６００に向かう方向の空気の流れ５１０、５２０と整列するような形状にされている。例えば、図６に示すように、スライダ６００のＩＤ側に向かう内側縁部６１４および外側縁部６１２は、スライダ６００のＯＤ側に向かう空気の流れの方向５２０とほぼ整列されている。スライダ６００のＯＤ側の内側縁部６２４は、スライダ６００のＩＤ側に向かう空気の流れの方向５１０とほぼ整列されている。サイドレール３６０およびランディングパッド３９０を遮断することなく連続的に延在させることによって、パッド３１０は、空気軸受面およびディスクを傷つける原因となり得る異物を吸い込まないように、空気軸受に対して保護を提供する。この構成の別の利点は、種々のパッドを分離する切取部またはレリーフなどの特徴部が回避されることである。通常、これらの特徴部の縁部は、スライダ動作中にディスクの表面またはディスク潤滑材にあるデブリが収集され、かつ浮上高の変更またはディスクへの再堆積を引き起こし得る箇所となる。
【００２６】
一実施形態によれば、ＯＤ側の外側縁部６２２は、スライダ６００のＩＤ側に向かう空気の流れの方向５１０とは整列していない。これは、例えば、スライダのシミュレーションの結果によるものである。シミュレーションの結果では、一実施形態によれば、縁部６２２は、ＩＤ側からの空気の流れの方向５１０と整列している必要はないことが示されている。これについて考えられる１つの理由は、方向５２０からの空気の流れが、方向５１０からの空気の流れよりも強い傾向があることが挙げられる。
【００２７】
後方浅ステップパッド
図３を参照すると、後方浅ステップパッド３３０は、後方浅ステップパッド３３０の前方のほぼ中心に位置決めされる突起部３３２（本明細書では「後方浅ステップパッド突起部」とも称す）を含む。後方浅ステップパッド３３０はまた、突起部３３２の両側に凹部３３４、３３６（本明細書では「後方浅ステップパッド凹部」とも称す）を含む。
【００２８】
一実施形態によれば、後方浅ステップパッド３３０は非幾何学的および非多角形形状を有する。例えば、後方浅ステップパッド３３０は、それ（３３０）と関連するいくつかの曲面を有し得る。突起部３３２は湾曲しており、凹部３３４、３３６は湾曲しており、および後方浅ステップパッド３３０の側面３３８、３３９は湾曲している。突起部３３２は、スライダ３００がローリングする確率を低くする。これは、例えば、突起部３３２は空気の流れの向きを変えることができるためである。突起部３３２は、空気圧の変化を補償するのに寄与し、かつ動的安定性に寄与する。スライダ３００のＯＤ側に向かう突起部３３２の曲面は、ＯＤ側から流れる空気が強まるのを補償するのに役立つ。一実施形態によれば、凹部３３４、３３６は、空気圧の変化が浮上高に与える影響を低減させる。突起部３３２を含む後方浅ステップパッド３３０の形状により、空気圧の変化に対する感受性が低くなり、減衰を増大させることにより動的安定性がより良好になり、かつまた、空気軸受剛性を高くしおよび浮上高シグマを低減する。
【００２９】
図７に、一実施形態による後方浅ステップパッド３３０に関連した様々な寸法を示す。図３および図７を参照すると、突起部３３２の長さ７１０を約１５０〜５００ミクロンの範囲とし得る。一実施形態によれば、突起部３３２の長さ７１０は約３００ミクロンである。突起部３３２の幅７０１を約１００ミクロン以下とし得る。一実施形態によれば、突起部３３２の幅７０１は約３０ミクロンである。一実施形態によれば、突起部３３２の幅７０１は、製造工程においてそれ（７０１）を製造できる程度に狭い。
【００３０】
後方浅ステップパッドの凹部３３４、３３６の幅７０２、７０４は約１０〜１００ミクロンである。一実施形態によれば、後方浅ステップパッド凹部３３４、３３６の幅７０２、７０４は約３５ミクロンである。一実施形態によれば、ＩＤ側の凹部３３６はＯＤ側の凹部３３４よりも若干深い。例えば、凹部３３６を凹部３３４よりも数ミクロン深くすることができる。
【００３１】
一実施形態によれば、突起部３３２はＯＤ側に向かってわずかに湾曲している。例えば、突起部３３２は、突起部３３２の中心に沿った軸線７０８に対して約６０ミクロン湾曲７０６し得る。
【００３２】
後方ＡＢＳパッド
一実施形態によれば、後方ＡＢＳパッドの前方は凹面状である。後方ＡＢＳパッドの形状により、空気軸受の剛性が高まり、減衰を増大させ、および高度感受性を低減する。
【００３３】
図８に、一実施形態による後方ＡＢＳパッド３４０に関連した様々な寸法を示す。後方ＡＢＳパッド３４０の長さ８１２を約１００〜４００ミクロンの範囲とし得る。一実施形態によれば、後方ＡＢＳパッド３４０の長さ８１２は約２５０ミクロンである。後方ＡＢＳパッド３４０の前方の凹部３４２の長さ８１４は約２０〜１００ミクロンの範囲とし得る。一実施形態によれば、凹部３４２の長さ８１４は約３０ミクロンである。
【００３４】
後方サイドポケット
一実施形態によれば、スライダの後方に向かうサイドポケットにより、ヘリウムおよび空気などの複数の浮上媒体においてスライダを動作させることが可能となる。本発明のスライダはまた、様々な動作速度で動作することができ、かつサーボ書き込み速度でうまく機能する。後方サイドポケットは、とりわけ空気軸受のロール剛性を高め、かつスライダのローリングの確率を低減させる。一実施形態によれば、ポケットはランディングパッドのごく近傍にある。ポケット３８０は、空気軸受面より深い第２の位置レベルにある。一実施形態では、サイドポケットは多角形形状である。一実施形態では、サイドポケットは、スライダＡＢＳの多角形形状特徴部にすぎない。一実施形態では、サイドポケットの形状は非対称的である。
ポケット３８０、３８１の前方には、チャネル３７０が設けられている。チャネル３７０を通る空気の流れが、当該チャネル３７０から後方のポケット３８０、３８１にそれぞれ流れる。
【００３５】
図９に、一実施形態によるスライダの様々なエッチレベルを示す。例えば、浅ステップパッド３２０、３３０、およびチャネル３７０は、空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある。ポケット３８０および３８１は、前方浅ステップパッド３２０、後方浅ステップパッド３３０、およびチャネル３７０よりも深い別の位置レベルにある。空気がスライダの前方に当たるため、空気の圧力が増大する。この説明は、この点における空気圧を空気圧レベルＡと称することを目的としている。空気圧は、空気がチャネル取入口３５０に、およびチャネル３７０まで下方に流れるにつれて減少する。空気圧は、空気がポケット３８０および３８１に当たるときに空気圧レベルＡよりも高いレベルまで増大する。スライダの両側において空気圧が高まることによって、スライダがロールする確率が低くなる。それゆえ、一実施形態によれば、チャネルまたはポケット、またはそれらの組み合わせが、スライダのローリングの確率を低減させるのに役立つ。一実施形態では、ポケット３８０および３８１は同じレベルにあるが、一方の容積は他方の容積よりも大きい。
【００３６】
前方ＡＢＳパッド、後方浅ステップパッド、後方ＡＢＳパッド、およびポケットの各セクションは、これらの構造部の設計の様々な合理的な説明をするものであった。スライダの設計に関する合理的な説明は、設計により浮上高シグマを低減させる理由のいくつかを提供する。説明は、設計により浮上高シグマが低減される理由の全てを提供するものではない。
【００３７】
スライダのエッチレベル
図９を参照すると、第１の位置レベルはＡＢＳよりも約０．０５〜０．４０ミクロン深く、第２の位置レベルはＡＢＳよりも約１〜４ミクロン深く、および第３の位置レベルはＡＢＳよりも、初めの２つの位置レベルの合計である約１．０５〜４．４ミクロン深い。一実施形態によれば、第１の位置レベルはＡＢＳよりも約０．１８ミクロン深く、および第２の位置レベルはＡＢＳよりも約２．０ミクロン深い。前方ＡＢＳパッド３１０、後方ＡＢＳパッド３４０、サイドレール３６０、およびランディンングパッド３９０はＡＢＳの位置レベルにあるので、ディスクに最も近い。前方浅ステップパッド３２０、後方浅ステップパッド３３０、チャネル取入口３５０、およびチャネル３７０はＡＢＳの位置レベルよりも１レベル深い（第１の位置レベル）。ポケット３８０および３８１はＡＢＳよりも２レベル深い（第２の位置レベル）。白地で示す領域は、ＡＢＳよりも３レベル深い（第３の位置レベル）。
【００３８】
ハードドライブの製造の例示的な方法
図１０は、本発明の一実施形態に従ってハードディスクドライブを製造する例示的な方法１０００のフロー図である。
【００３９】
１０１０において、方法１０００は、ディスクドライブスライダに空気軸受面を設ける工程を含む。
【００４０】
１０２０において、方法１０００は、空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある前方浅ステップパッドおよび後方浅ステップパッドを形成する工程を含む。
【００４１】
１０３０において、方法１０００は、空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケット（ポケット３８１）を形成する工程を含み、第１のサイドポケットは実質的に多角形形状である。
【００４２】
１０４０において、方法１０００は、空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットに対して非対称的である第２の後方サイドポケット（ポケット３８０）を形成することを含み、第２の後方サイドポケットは実質的に多角形形状であり、第２の非対称的な後方サイドポケットは、第１の後方サイドポケットよりも容積が大きい。
【００４３】
一実施形態では、非対称的なサイドポケットによって、様々な浮上媒体および動作速度で動作するときにスライダのシグマを低くすることが可能となる。
【００４４】
例示的なディスクドライブ
図１１に、本発明の種々の実施形態の説明を容易にするディスクドライブの平面図を示す。ディスクドライブ１１１０は、ベース鋳物１１１３、モータハブアセンブリ１１３０、ディスク１１３８、アクチュエータシャフト１１３２、アクチュエータアーム１１３４、サスペンションアセンブリ１１３７、ハブ１１４０、ボイスコイルモータ１１５０、磁気ヘッド１１５６、およびスライダ１１５５を含む。
【００４５】
構成要素およびサブアセンブリに付着点および位置合わせ点を提供するベース鋳物１１１３に、構成要素を組み込む。複数のサスペンションアセンブリ１１３７（１つを示す）を、櫛状のアクチュエータアーム１１３４（１つを示す）に取り付けることができる。複数のトランスデューサヘッドまたはスライダ１１５５（１つを示す）をそれぞれサスペンションアセンブリ１１３７に取り付けることができる。スライダ１１５５をディスク１１３８の表面１１３５の近傍に配置して、磁気ヘッド１１５６（１つを示す）を用いてデータに対して読み取りおよび書き込みを行う。
【００４６】
ポケット３８１がポケット３８０よりもディスクの半径方向内側に配置されるように、スライダ１１５５が配置される。すなわち、空気軸受面において、ポケット３８１よりも容積が大きいポケット３８０がディスクの半径方向外側に配置される。
【００４７】
ロータリーボイスコイルモータ１１５０はアクチュエータアーム１１３４をアクチュエータシャフト１１３２の周りで回転させて、サスペンションアセンブリ１１３７をディスク１１３８上の所望の半径方向位置に動かす。アクチュエータシャフト１１３２、ハブ１１４０、アクチュエータアーム１１３４、およびボイスコイルモータ１１５０を集合的にロータリーアクチュエータアセンブリと称し得る。
【００４８】
データは、データトラック１１３６として知られている同心円のパターンでディスクの表面１１３５に記録される。ディスクの表面１１３５はモータ−ハブアセンブリ１１３０によって高速で回転させられる。データトラック１１３６は、回転するディスク表面１１３５に、一般的にスライダ１１５５の端部にある磁気ヘッド１１５６によって記録される。
【００４９】
ディスクドライブ内をヘリウム雰囲気とし、ヘリウム環境でサーボトラックは書き込まれる。これにより、トラックの登録を誤るという誤り（ｔｒａｃｋ ｍｉｓｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ）の削減をすることができる。
【００５０】
本発明に係るスライダは、サーボトラックが５，０００〜６，０００毎分回転数の速度で書き込まれる動作に好適である。また、本発明のスライダは、ディスクドライブが１１，０００〜１２，０００毎分回転数の速度での動作においても好適である。
サーボディスクへの書き込みが終了した後、ディスクドライブ内のヘリウム雰囲気を周囲の空気雰囲気に取りかえ、サーボトラックに基づいてディスクドライブを動作させることができる。
【００５１】
図１１の平面図には、１つのみのヘッド、スライダおよびディスク表面の組み合わせを示す。当業者であれば、１つのヘッド−ディスクの組み合わせに関する説明が、ディスクスタック（図示せず）などの複数のヘッド−ディスクの組み合わせにも当てはまることを理解する。しかしながら、簡潔および明瞭にするために、図１には１つのヘッドおよび１つのディスク表面のみを示す。
【００５２】
結論
種々の実施形態は、複数の浮上媒体において浮上高シグマを低減させることに関するものであるが、浮上高シグマを低減させるために種々の実施形態を互いに別々に使用してもよいし、または組み合わせて使用してもよい。
【００５３】
上述の本発明の特定の実施形態の説明は、例示および説明を目的として提示した。それらは、包括的であることまたは説明した正確な形態に本発明を限定することを意図しておらず、上述の教示を考慮すると多くの変更形態および変形形態も可能である。本明細書で説明した実施形態は、本発明の原理およびその実際の応用を最もよく説明するために選択されかつ説明され、それにより、当業者が、意図する特定の使用に好適なものとして様々な変更形態を用いて本発明および種々の実施形態を最もよく利用することが可能となる。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって規定されることを意図する。
【符号の説明】
【００５４】
２００ スライダ
２１０ 前方ＡＢＳパッド
２２０ 前方浅ステップパッド
２３０ ランディングパッド
２４０ 後方浅ステップパッド
２５０ 後方ＡＢＳパッド
３００ スライダ
３１０ 前方ＡＢＳパッド
３２０ 浅ステップパッド
３３０ 後方浅ステップパッド
３３２ 突起部
３３４、３３６ 凹部
３３８、３３９ 後方浅ステップパッドの側面
３４０ 後方ＡＢＳパッド
３４２ 凹部
３５０ チャネル取入口
３６０ サイドレール
３７０ チャネル
３８０ 後方サイドポケット
３８１ ポケット
３９０ ランディングパッド
４００ スライダ
４１０ サスペンション
４２０ 予圧
４３０ ロールモーメント
４４０ 上方ピッチモーメント
４５０ ディスク
５００ スライダ
５１０ スライダのＩＤ側に向かう空気の流れ
５２０ スライダのＯＤ側に向かう空気の流れ
６００ スライダ
６１２ 外側縁部
６１４ 内側縁部
６２２ 外側縁部
６２４ 内側縁部
７０１ 突起部の幅
７０２、７０４ 凹部の幅
７０６ 湾曲
７０８ 軸線
７１０ 突起部の長さ
８１２ 後方ＡＢＳパッドの長さ
８１４ 凹部の長さ
１０００ ハードディスクドライブを製造する例示的な方法
１０１０ ディスクドライブスライダに空気軸受面を設ける工程
１０２０ 空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある前方浅ステップパッドおよび後方浅ステップパッドを形成する工程
１０３０ 空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットを形成する工程（第１のサイドポケットは実質的に多角形形状である）
１０４０ 空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットに対して非対称的である第２の後方サイドポケットを形成する工程（第２の後方サイドポケットは実質的に多角形形状であり、第２の非対称的な後方サイドポケットは、第１の後方サイドポケットよりも容積が大きい）
１１１０ ディスクドライブ
１１１３ ベース鋳物
１１３０ モータハブアセンブリ
１１３２ アクチュエータシャフト
１１３４ アクチュエータアーム
１１３５ ディスクの表面
１１３６ データトラック
１１３７ サスペンションアセンブリ
１１３８ ディスク
１１４０ ハブ
１１５０ ボイスコイルモータ
１１５５ スライダ
１１５６ 磁気ヘッド
【技術分野】
【０００１】
ディスクドライブ用のスライダ、ディスクドライブおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にデータは、ディスクドライブを用いて記憶する。ディスクドライブは、特に、直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）またはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）とすることができ、かつ１つ以上のディスクと、ディスクに関する操作を管理するディスクコントローラとを含み得る。ディスクの中心にスピンドルを配置することによって、ディスクをスピンドルに垂直に積み重ねることができる。スピンドルは、モータによって３０００〜１５０００毎分回転数の範囲の速度で回転させることができる。スピンドルに最も近いディスクの部分は、一般に内径（ＩＤ）と呼ばれ、スピンドルから最も遠いディスクの部分は、一般に外径（ＯＤ）と呼ばれる。
【０００３】
読み取り書き込みヘッドを使用して、ディスクに対してデータの読み取りおよび書き込みを行うことができる。読み取り書き込みヘッドはスライダと関連している。スライダは、読み取り書き込みヘッドに対する機械的な支持、およびヘッドとドライブとの間の電気的接続を行う。スライダは、サスペンションに取り付けてヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）を形成することができる。ＨＧＡを、アクチュエータアセンブリの一部であるアクチュエータアームに取り付けて、ＨＧＡを動かしかつ支持することができる。さらに、スライダは、スライダがディスクの上を所望の高さでエアクッションで「浮上する」ことを可能にする、スライダの空気軸受面（ＡＢＳ）上の成形パッドパターンを含む。
【０００４】
図１に、スライダの母集団の浮上高を示す。垂直軸は周波数を示し、水平軸は浮上高を示す。母集団の標準偏差σ（「浮上高シグマ」としても公知）を使用して、同じ空気軸受設計を共有する部分の群の浮上高の広がりを測定できる。例えば、σ１は、この母集団の浮上高が、σ２を有する別の母集団の浮上高よりも広がっていることを示す。
【０００５】
製造者は、ほぼ同じ浮上高を有するスライダを作り出す試みを可能な限り行っている。スライダの母集団の浮上高がより近いほど、予測可能に動作するディスクドライブの製造が簡単になり、かつ、製造者が廃棄せざるを得ないスライダが少数になる。それゆえ、スライダの製造者は、浮上高シグマが可能な限り小さいスライダの設計方法を常に探している。なぜなら、これにより、品質が優れていてコストが削減されたディスクドライブの製造をより迅速にできるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６７７１４６８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ディスクドライブ用のスライダの浮上高シグマを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、複数の浮上媒体（ｆｌｙ ｍｅｄｉａ）において浮上高シグマを低減するように設計されたスライダを提供することを含む。一実施形態では、スライダは、空気軸受面、空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある前方浅ステップパッドおよび後方浅ステップパッドを含む。スライダはさらに、空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケット、および空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットに対して非対称的である第２の非対称的な後方サイドポケットを含み、第１のサイドポケットは実質的に多角形形状であり、第２のサイドポケットは実質的に多角形形状であり、第２の非対称的な後方サイドポケットは、第１の後方サイドポケットよりも大きな容積を有する。
【０００９】
本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は、本発明の実施形態を示し、説明と共に本発明の原理を説明する働きをする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ディスクドライブ用のスライダの浮上高シグマを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】スライダの母集団の浮上高の分布を示す。
【図２】従来のスライダを示す。
【図３】一実施形態による、浮上高シグマを低減するように設計されたスライダを示す。
【図４】一実施形態による、ディスクの表面を滑動するスライダを示す。
【図５】一実施形態による、ＩＤおよびＯＤに位置決めされたスライダを示す。
【図６】一実施形態による、ほぼＩＤおよびＯＤからスライダに向かう空気の流れに対するスライダを示す。
【図７】一実施形態による、後方浅ステップパッドに関する様々な寸法を示す。
【図８】一実施形態による、後方ＡＢＳパッドに関する様々な寸法を示す。
【図９】一実施形態による、スライダの様々なエッチレベルを示す。
【図１０】一実施形態による、ハードディスクドライブを製造する例示的な方法のフロー図を示す。
【図１１】本発明の種々の実施形態の説明を容易にするディスクドライブの平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の代替的な実施形態、ハードディスクドライブ用のスライダ空気軸受について詳細に説明する。本発明を代替的な実施形態と併せて説明するが、本発明をこれらの実施形態に限定することを意図するものではないことは理解される。それどころか、本発明は、添付の特許請求の範囲で規定される本発明の趣旨および範囲内に含まれるであろう代替例、変更例および均等物を網羅するものである。
【００１３】
さらに、以下の本発明の詳細な説明では、多くの具体的な詳細を説明して本発明が完全に理解されるようにする。しかしながら、当業者には、これらの具体的な詳細を用いずとも本発明を実施し得ることは理解される。他の例では、本発明の態様を不必要に曖昧にしないようにするために、周知の方法、手順、構成要素、および回路を詳細には説明していない。
【００１４】
概要
本発明の実施形態は、ヘリウム浮上媒体および周囲の空気浮上媒体の双方で製品速度（１０，０００〜１５，０００ＲＰＭ）で動作するハードディスクドライブ用のスライダを提供する。さらに、本発明のスライダは、ヘリウムと空気との混合物中で動作することができる。その上、本発明のスライダは、空気およびヘリウムの双方の浮上媒体において、６，０００ＲＰＭ未満のサーボトラックの書き込み速度での動作に好適である。サーボトラックはヘリウム環境で書き込まれ、トラックの登録を誤るという誤り（ｔｒａｃｋ ｍｉｓｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ）を削減する。
【００１５】
図２に従来のスライダ２００を示す。従来のスライダ２００は、前方ＡＢＳパッド２１０、前方浅ステップパッド２２０、後方浅ステップパッド２４０、後方ＡＢＳパッド２５０、およびスライダ２００の後方隅部付近に配置されたランディングパッド２３０などの様々な構造部を含む。構造部２１０〜２５０の形状は直線に基づきかつ曲線断面を含まないため、構造部２１０〜２５０の形状は実際は矩形状多角形の変形である。自然な空気の流れの流線に適合する流線形構造は空気軸受の性能を改善するのに役立ち得る。特に従来のスライダ２００に関連する構造部２１０〜２５０の幾何学的性質は、スライダ２００の設計をどのような流線形とし得るかを制限する。
【００１６】
対照的に、図３には、周囲の空気浮上媒体およびヘリウム浮上媒体の双方において、動作速度およびサーボトラック書き込み速度の双方で浮上高シグマを低くしかつ他の性能パラメータを改善させるように設計された、一実施形態によるスライダ３００を示す。スライダ３００は、サイドレール３６０およびランディングパッド３９０まで継続的に延在する前方ＡＢＳパッド３１０、浅ステップパッド３２０、後方浅ステップパッド３３０、後方ＡＢＳパッド３４０、サイドレール３６０、チャネル３７０、チャネル取入口３５０および後方サイドポケット３８０を含む。
【００１７】
後方浅ステップパッド３３０は、それ（３３０）に関連するいくつかの曲線を有し、従来のスライダ設計ではもたらされない滑らかな空気の流れの特性をもたらす。側部側に位置しスライダ３００の後方に向かっているポケット３８０は、ＡＢＳよりも深い第２の位置レベルにある。特に、ポケット３８０によって、スライダ３００は、複数の浮上媒体および動作速度において一貫性のある動作特性を有することができる。前方ＡＢＳパッド３１０はスライダピッチの剛性を高めるような形状にされている。後方ＡＢＳパッド３４０は、浮上高の、ヘリウムおよび／または空気／ヘリウムの浮上媒体などの様々な浮上媒体に関連する空気圧の損失効果を低減するような形状にされている。
【００１８】
浮上高シグマに影響を及ぼす要因
浮上高の変化は、製造パラメータにおける不可避な変化ならびに動作速度および浮上媒体により発生する。これらの変化により、スライダの浮上高、ピッチおよびロールに影響を及ぼす望ましくない力が生じ、そのため、様々な速度および浮上媒体におけるスライダの浮上高が広がる（浮上高シグマの増大）。そのような浮上高の広がりを低減させる良い方法は、空気軸受の剛性を高めることによるか、または目標値からの浮上高の逸脱が最小限となるように、製造パラメータに対する浮上高の感受性を低減させることによるかである。本発明の実施形態は、様々な浮上媒体ならびに様々な動作速度またはサーボトラック書き込み速度で使用されるときにも浮上高の広がりが小さいスライダを提供する。
【００１９】
図４に、一実施形態による、スライダ（４００）がディスク４５０の表面を滑動するときのスライダ４００を示す。スライダ４００がディスク４５０の表面を滑動するとき、スライダ４００とディスク４５０の表面との間で空気が動く。この空気によりスライダ４００が上方に持ち上げられる。上方への持ち上げに対抗するために、サスペンション４１０がスライダ４００に、予圧と呼ばれる力４２０を下方へと加える。その撓みによりまた、上方ピッチモーメント４４０を生じ、かつロールモーメント４３０をわずかに生じるかまたは全く生じない。予圧またはピッチモーメントまたはロールモーメントのいずれかの変化が、浮上高の姿勢に影響を及ぼす。高い予圧力はスライダの浮上高を低くする。高いピッチモーメントはスライダピッチを増加させ、かつ浮上高を低減させる。ロールモーメントの変化は、浮上高の増大または損失のいずれかを引き起こし得る。
【００２０】
浮上高シグマに影響を及ぼす環境要因
地球上の異なる場所でディスクドライブを使用できることが望まれている。例えば、海上でコンピュータを使用したいと考えたり、その後、同じコンピュータを山で使用したいと考えたりする場合がある。空気圧は、高度の高い場所よりも海上で高くなる。空気圧は、スライダがどの程度の高さを浮上するかに影響を及ぼす。共通に言える周囲の空気圧効果は、空気圧が低いほどスライダの浮上位置が低くなるということである。
【００２１】
スライダ下でのディスクの速度の程度はスライダの浮上姿勢に影響を及ぼす。図５に、一実施形態による、ＩＤおよびＯＤに位置決めされたスライダ５００を示す。ディスクの半径がＩＤにおいて最小であるため、スライダ５００の速度はＩＤにおいて最低である。スライダ５００の速度は、ディスクの半径が増大するためスライダ５００がＯＤの方へ移動するにつれて連続的に増加する。また、ディスクドライブは、サーボ書き込み速度（例えば、約４，０００〜８，０００毎分回転数）よりも製品速度（例えば、約１５，０００毎分回転数）で実行するときに高速で動作する。その上、本発明のスライダは、様々な浮上媒体での動作およびサーボトラック書き込みの双方に好適である。
【００２２】
スライダに対するディスクの方向および速度は、スライダ浮上高に影響を及ぼす。より高速のディスク速度は、スライダ下の加圧を増大させかつその浮上高を増大させる傾向がある。ディスク接線速度とスライダ長との間の角度をスキューと呼ぶ。図５を参照すると、線５１０は、スライダ５００がＩＤ付近にあるときの、そこ（５００）に向かう空気の流れの方向を示し、および線５２０は、スライダ５００がＯＤ付近にあるときの、そこ（５００）に向かう空気の流れの方向を示す。
【００２３】
空気軸受の減衰
構成要素が動作するとき、いずれかの励振源によって励振される場合に構成要素が振動する傾向がある。減衰は、この振動する傾向に構成要素が対抗する能力である。構成要素は、その共振で動作するとき振動増幅を含むのに十分な減衰作用を有する場合には、動的安定性を有する。種々の実施形態はまた、浮上高シグマを低減させ得る動的安定性を提供する。
【００２４】
一実施形態によれば、スライダ３００は矩形形状を有する。例えば、スライダ３００をフェムト−Ｌタイプのものとし得、ここでは、長さは約１．２５ミリメートルであり、かつ幅は約０．７ミリメートルである。矩形形状のスライダは、正方形のスライダよりもローリングしやすい。しかしながら、本発明の種々の実施形態を使用して、フェムト−Ｌのような矩形形状のスライダがローリングする確率を低減することができ、それゆえ浮上高シグマを低減することができる。
【００２５】
前方ＡＢＳパッド
図６に、一実施形態による、ほぼＩＤおよびＯＤからスライダ６００に向かう空気の流れ５１０、５２０に対するスライダ６００を示す。図３および図６を参照するとより明確になるように、前方ＡＢＳパッド３１０は、とりわけ、スキュー５１０、５２０の効果を減少させるような形状にされている。前方ＡＢＳパッド３１０は、パッド（３１０）の種々の縁部６１２、６１４、６２２、および６２４が、スライダ６００に向かう方向の空気の流れ５１０、５２０と整列するような形状にされている。例えば、図６に示すように、スライダ６００のＩＤ側に向かう内側縁部６１４および外側縁部６１２は、スライダ６００のＯＤ側に向かう空気の流れの方向５２０とほぼ整列されている。スライダ６００のＯＤ側の内側縁部６２４は、スライダ６００のＩＤ側に向かう空気の流れの方向５１０とほぼ整列されている。サイドレール３６０およびランディングパッド３９０を遮断することなく連続的に延在させることによって、パッド３１０は、空気軸受面およびディスクを傷つける原因となり得る異物を吸い込まないように、空気軸受に対して保護を提供する。この構成の別の利点は、種々のパッドを分離する切取部またはレリーフなどの特徴部が回避されることである。通常、これらの特徴部の縁部は、スライダ動作中にディスクの表面またはディスク潤滑材にあるデブリが収集され、かつ浮上高の変更またはディスクへの再堆積を引き起こし得る箇所となる。
【００２６】
一実施形態によれば、ＯＤ側の外側縁部６２２は、スライダ６００のＩＤ側に向かう空気の流れの方向５１０とは整列していない。これは、例えば、スライダのシミュレーションの結果によるものである。シミュレーションの結果では、一実施形態によれば、縁部６２２は、ＩＤ側からの空気の流れの方向５１０と整列している必要はないことが示されている。これについて考えられる１つの理由は、方向５２０からの空気の流れが、方向５１０からの空気の流れよりも強い傾向があることが挙げられる。
【００２７】
後方浅ステップパッド
図３を参照すると、後方浅ステップパッド３３０は、後方浅ステップパッド３３０の前方のほぼ中心に位置決めされる突起部３３２（本明細書では「後方浅ステップパッド突起部」とも称す）を含む。後方浅ステップパッド３３０はまた、突起部３３２の両側に凹部３３４、３３６（本明細書では「後方浅ステップパッド凹部」とも称す）を含む。
【００２８】
一実施形態によれば、後方浅ステップパッド３３０は非幾何学的および非多角形形状を有する。例えば、後方浅ステップパッド３３０は、それ（３３０）と関連するいくつかの曲面を有し得る。突起部３３２は湾曲しており、凹部３３４、３３６は湾曲しており、および後方浅ステップパッド３３０の側面３３８、３３９は湾曲している。突起部３３２は、スライダ３００がローリングする確率を低くする。これは、例えば、突起部３３２は空気の流れの向きを変えることができるためである。突起部３３２は、空気圧の変化を補償するのに寄与し、かつ動的安定性に寄与する。スライダ３００のＯＤ側に向かう突起部３３２の曲面は、ＯＤ側から流れる空気が強まるのを補償するのに役立つ。一実施形態によれば、凹部３３４、３３６は、空気圧の変化が浮上高に与える影響を低減させる。突起部３３２を含む後方浅ステップパッド３３０の形状により、空気圧の変化に対する感受性が低くなり、減衰を増大させることにより動的安定性がより良好になり、かつまた、空気軸受剛性を高くしおよび浮上高シグマを低減する。
【００２９】
図７に、一実施形態による後方浅ステップパッド３３０に関連した様々な寸法を示す。図３および図７を参照すると、突起部３３２の長さ７１０を約１５０〜５００ミクロンの範囲とし得る。一実施形態によれば、突起部３３２の長さ７１０は約３００ミクロンである。突起部３３２の幅７０１を約１００ミクロン以下とし得る。一実施形態によれば、突起部３３２の幅７０１は約３０ミクロンである。一実施形態によれば、突起部３３２の幅７０１は、製造工程においてそれ（７０１）を製造できる程度に狭い。
【００３０】
後方浅ステップパッドの凹部３３４、３３６の幅７０２、７０４は約１０〜１００ミクロンである。一実施形態によれば、後方浅ステップパッド凹部３３４、３３６の幅７０２、７０４は約３５ミクロンである。一実施形態によれば、ＩＤ側の凹部３３６はＯＤ側の凹部３３４よりも若干深い。例えば、凹部３３６を凹部３３４よりも数ミクロン深くすることができる。
【００３１】
一実施形態によれば、突起部３３２はＯＤ側に向かってわずかに湾曲している。例えば、突起部３３２は、突起部３３２の中心に沿った軸線７０８に対して約６０ミクロン湾曲７０６し得る。
【００３２】
後方ＡＢＳパッド
一実施形態によれば、後方ＡＢＳパッドの前方は凹面状である。後方ＡＢＳパッドの形状により、空気軸受の剛性が高まり、減衰を増大させ、および高度感受性を低減する。
【００３３】
図８に、一実施形態による後方ＡＢＳパッド３４０に関連した様々な寸法を示す。後方ＡＢＳパッド３４０の長さ８１２を約１００〜４００ミクロンの範囲とし得る。一実施形態によれば、後方ＡＢＳパッド３４０の長さ８１２は約２５０ミクロンである。後方ＡＢＳパッド３４０の前方の凹部３４２の長さ８１４は約２０〜１００ミクロンの範囲とし得る。一実施形態によれば、凹部３４２の長さ８１４は約３０ミクロンである。
【００３４】
後方サイドポケット
一実施形態によれば、スライダの後方に向かうサイドポケットにより、ヘリウムおよび空気などの複数の浮上媒体においてスライダを動作させることが可能となる。本発明のスライダはまた、様々な動作速度で動作することができ、かつサーボ書き込み速度でうまく機能する。後方サイドポケットは、とりわけ空気軸受のロール剛性を高め、かつスライダのローリングの確率を低減させる。一実施形態によれば、ポケットはランディングパッドのごく近傍にある。ポケット３８０は、空気軸受面より深い第２の位置レベルにある。一実施形態では、サイドポケットは多角形形状である。一実施形態では、サイドポケットは、スライダＡＢＳの多角形形状特徴部にすぎない。一実施形態では、サイドポケットの形状は非対称的である。
ポケット３８０、３８１の前方には、チャネル３７０が設けられている。チャネル３７０を通る空気の流れが、当該チャネル３７０から後方のポケット３８０、３８１にそれぞれ流れる。
【００３５】
図９に、一実施形態によるスライダの様々なエッチレベルを示す。例えば、浅ステップパッド３２０、３３０、およびチャネル３７０は、空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある。ポケット３８０および３８１は、前方浅ステップパッド３２０、後方浅ステップパッド３３０、およびチャネル３７０よりも深い別の位置レベルにある。空気がスライダの前方に当たるため、空気の圧力が増大する。この説明は、この点における空気圧を空気圧レベルＡと称することを目的としている。空気圧は、空気がチャネル取入口３５０に、およびチャネル３７０まで下方に流れるにつれて減少する。空気圧は、空気がポケット３８０および３８１に当たるときに空気圧レベルＡよりも高いレベルまで増大する。スライダの両側において空気圧が高まることによって、スライダがロールする確率が低くなる。それゆえ、一実施形態によれば、チャネルまたはポケット、またはそれらの組み合わせが、スライダのローリングの確率を低減させるのに役立つ。一実施形態では、ポケット３８０および３８１は同じレベルにあるが、一方の容積は他方の容積よりも大きい。
【００３６】
前方ＡＢＳパッド、後方浅ステップパッド、後方ＡＢＳパッド、およびポケットの各セクションは、これらの構造部の設計の様々な合理的な説明をするものであった。スライダの設計に関する合理的な説明は、設計により浮上高シグマを低減させる理由のいくつかを提供する。説明は、設計により浮上高シグマが低減される理由の全てを提供するものではない。
【００３７】
スライダのエッチレベル
図９を参照すると、第１の位置レベルはＡＢＳよりも約０．０５〜０．４０ミクロン深く、第２の位置レベルはＡＢＳよりも約１〜４ミクロン深く、および第３の位置レベルはＡＢＳよりも、初めの２つの位置レベルの合計である約１．０５〜４．４ミクロン深い。一実施形態によれば、第１の位置レベルはＡＢＳよりも約０．１８ミクロン深く、および第２の位置レベルはＡＢＳよりも約２．０ミクロン深い。前方ＡＢＳパッド３１０、後方ＡＢＳパッド３４０、サイドレール３６０、およびランディンングパッド３９０はＡＢＳの位置レベルにあるので、ディスクに最も近い。前方浅ステップパッド３２０、後方浅ステップパッド３３０、チャネル取入口３５０、およびチャネル３７０はＡＢＳの位置レベルよりも１レベル深い（第１の位置レベル）。ポケット３８０および３８１はＡＢＳよりも２レベル深い（第２の位置レベル）。白地で示す領域は、ＡＢＳよりも３レベル深い（第３の位置レベル）。
【００３８】
ハードドライブの製造の例示的な方法
図１０は、本発明の一実施形態に従ってハードディスクドライブを製造する例示的な方法１０００のフロー図である。
【００３９】
１０１０において、方法１０００は、ディスクドライブスライダに空気軸受面を設ける工程を含む。
【００４０】
１０２０において、方法１０００は、空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある前方浅ステップパッドおよび後方浅ステップパッドを形成する工程を含む。
【００４１】
１０３０において、方法１０００は、空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケット（ポケット３８１）を形成する工程を含み、第１のサイドポケットは実質的に多角形形状である。
【００４２】
１０４０において、方法１０００は、空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットに対して非対称的である第２の後方サイドポケット（ポケット３８０）を形成することを含み、第２の後方サイドポケットは実質的に多角形形状であり、第２の非対称的な後方サイドポケットは、第１の後方サイドポケットよりも容積が大きい。
【００４３】
一実施形態では、非対称的なサイドポケットによって、様々な浮上媒体および動作速度で動作するときにスライダのシグマを低くすることが可能となる。
【００４４】
例示的なディスクドライブ
図１１に、本発明の種々の実施形態の説明を容易にするディスクドライブの平面図を示す。ディスクドライブ１１１０は、ベース鋳物１１１３、モータハブアセンブリ１１３０、ディスク１１３８、アクチュエータシャフト１１３２、アクチュエータアーム１１３４、サスペンションアセンブリ１１３７、ハブ１１４０、ボイスコイルモータ１１５０、磁気ヘッド１１５６、およびスライダ１１５５を含む。
【００４５】
構成要素およびサブアセンブリに付着点および位置合わせ点を提供するベース鋳物１１１３に、構成要素を組み込む。複数のサスペンションアセンブリ１１３７（１つを示す）を、櫛状のアクチュエータアーム１１３４（１つを示す）に取り付けることができる。複数のトランスデューサヘッドまたはスライダ１１５５（１つを示す）をそれぞれサスペンションアセンブリ１１３７に取り付けることができる。スライダ１１５５をディスク１１３８の表面１１３５の近傍に配置して、磁気ヘッド１１５６（１つを示す）を用いてデータに対して読み取りおよび書き込みを行う。
【００４６】
ポケット３８１がポケット３８０よりもディスクの半径方向内側に配置されるように、スライダ１１５５が配置される。すなわち、空気軸受面において、ポケット３８１よりも容積が大きいポケット３８０がディスクの半径方向外側に配置される。
【００４７】
ロータリーボイスコイルモータ１１５０はアクチュエータアーム１１３４をアクチュエータシャフト１１３２の周りで回転させて、サスペンションアセンブリ１１３７をディスク１１３８上の所望の半径方向位置に動かす。アクチュエータシャフト１１３２、ハブ１１４０、アクチュエータアーム１１３４、およびボイスコイルモータ１１５０を集合的にロータリーアクチュエータアセンブリと称し得る。
【００４８】
データは、データトラック１１３６として知られている同心円のパターンでディスクの表面１１３５に記録される。ディスクの表面１１３５はモータ−ハブアセンブリ１１３０によって高速で回転させられる。データトラック１１３６は、回転するディスク表面１１３５に、一般的にスライダ１１５５の端部にある磁気ヘッド１１５６によって記録される。
【００４９】
ディスクドライブ内をヘリウム雰囲気とし、ヘリウム環境でサーボトラックは書き込まれる。これにより、トラックの登録を誤るという誤り（ｔｒａｃｋ ｍｉｓｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ）の削減をすることができる。
【００５０】
本発明に係るスライダは、サーボトラックが５，０００〜６，０００毎分回転数の速度で書き込まれる動作に好適である。また、本発明のスライダは、ディスクドライブが１１，０００〜１２，０００毎分回転数の速度での動作においても好適である。
サーボディスクへの書き込みが終了した後、ディスクドライブ内のヘリウム雰囲気を周囲の空気雰囲気に取りかえ、サーボトラックに基づいてディスクドライブを動作させることができる。
【００５１】
図１１の平面図には、１つのみのヘッド、スライダおよびディスク表面の組み合わせを示す。当業者であれば、１つのヘッド−ディスクの組み合わせに関する説明が、ディスクスタック（図示せず）などの複数のヘッド−ディスクの組み合わせにも当てはまることを理解する。しかしながら、簡潔および明瞭にするために、図１には１つのヘッドおよび１つのディスク表面のみを示す。
【００５２】
結論
種々の実施形態は、複数の浮上媒体において浮上高シグマを低減させることに関するものであるが、浮上高シグマを低減させるために種々の実施形態を互いに別々に使用してもよいし、または組み合わせて使用してもよい。
【００５３】
上述の本発明の特定の実施形態の説明は、例示および説明を目的として提示した。それらは、包括的であることまたは説明した正確な形態に本発明を限定することを意図しておらず、上述の教示を考慮すると多くの変更形態および変形形態も可能である。本明細書で説明した実施形態は、本発明の原理およびその実際の応用を最もよく説明するために選択されかつ説明され、それにより、当業者が、意図する特定の使用に好適なものとして様々な変更形態を用いて本発明および種々の実施形態を最もよく利用することが可能となる。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって規定されることを意図する。
【符号の説明】
【００５４】
２００ スライダ
２１０ 前方ＡＢＳパッド
２２０ 前方浅ステップパッド
２３０ ランディングパッド
２４０ 後方浅ステップパッド
２５０ 後方ＡＢＳパッド
３００ スライダ
３１０ 前方ＡＢＳパッド
３２０ 浅ステップパッド
３３０ 後方浅ステップパッド
３３２ 突起部
３３４、３３６ 凹部
３３８、３３９ 後方浅ステップパッドの側面
３４０ 後方ＡＢＳパッド
３４２ 凹部
３５０ チャネル取入口
３６０ サイドレール
３７０ チャネル
３８０ 後方サイドポケット
３８１ ポケット
３９０ ランディングパッド
４００ スライダ
４１０ サスペンション
４２０ 予圧
４３０ ロールモーメント
４４０ 上方ピッチモーメント
４５０ ディスク
５００ スライダ
５１０ スライダのＩＤ側に向かう空気の流れ
５２０ スライダのＯＤ側に向かう空気の流れ
６００ スライダ
６１２ 外側縁部
６１４ 内側縁部
６２２ 外側縁部
６２４ 内側縁部
７０１ 突起部の幅
７０２、７０４ 凹部の幅
７０６ 湾曲
７０８ 軸線
７１０ 突起部の長さ
８１２ 後方ＡＢＳパッドの長さ
８１４ 凹部の長さ
１０００ ハードディスクドライブを製造する例示的な方法
１０１０ ディスクドライブスライダに空気軸受面を設ける工程
１０２０ 空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある前方浅ステップパッドおよび後方浅ステップパッドを形成する工程
１０３０ 空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットを形成する工程（第１のサイドポケットは実質的に多角形形状である）
１０４０ 空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットに対して非対称的である第２の後方サイドポケットを形成する工程（第２の後方サイドポケットは実質的に多角形形状であり、第２の非対称的な後方サイドポケットは、第１の後方サイドポケットよりも容積が大きい）
１１１０ ディスクドライブ
１１１３ ベース鋳物
１１３０ モータハブアセンブリ
１１３２ アクチュエータシャフト
１１３４ アクチュエータアーム
１１３５ ディスクの表面
１１３６ データトラック
１１３７ サスペンションアセンブリ
１１３８ ディスク
１１４０ ハブ
１１５０ ボイスコイルモータ
１１５５ スライダ
１１５６ 磁気ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の浮上媒体において浮上高シグマを低減するように設計されたスライダであって、
空気軸受面と、
前記空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある前方浅ステップパッドおよび後方浅ステップパッドと、
前記空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットであって、多角形形状である第１の後方サイドポケットと、
前記空気軸受面よりも深い前記第２の位置レベルにある前記第１の後方サイドポケットに対して非対称的な第２の非対称的な後方サイドポケットであって、多角形形状であり、前記第１の後方サイドポケットよりも容積が大きい第２の非対称的な後方サイドポケットと、
を含むスライダ。
【請求項２】
前記第１および第２の後方サイドポケットの前方のチャネルをさらに含み、
前記チャネルを通る空気の流れが、当該チャネルから後方の前記第１および第２の後方サイドポケットに流れる請求項１に記載のスライダ。
【請求項３】
前記空気軸受面において、前記第１の後方サイドポケットが前記第２の後方サイドポケットよりもディスクの半径方向内側に配置された請求項１又は２に記載のスライダ。
【請求項４】
前記第１の位置レベルが前記空気軸受面よりも約０．０５〜０．４０ミクロン深い範囲にあり、
前記第２の位置レベルが前記空気軸受面よりも約１．０〜４．０ミクロン深い範囲にある請求項１〜３のいずれか１項に記載のスライダ。
【請求項５】
前記第１および第２の後方サイドポケットが、スライダに関連したランディングパッドの近傍にある請求項１〜４のいずれか１項に記載のスライダ。
【請求項６】
前記空気軸受面をヘリウムおよび周囲の空気の双方の媒体で使用する請求項１〜５のいずれか１項に記載のスライダ。
【請求項７】
前記第１および第２の後方サイドポケットが矩形形状である請求項１〜６のいずれか１項に記載のスライダ。
【請求項８】
浮上高シグマを低減させるディスクドライブであって、
ディスクと、
前記ディスクにデータを書き込みかつ前記ディスクからデータを読み取るヘッドを含むスライダとを含み、
前記スライダは、
空気軸受面と、
前記空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある前方浅ステップパッドおよび後方浅ステップパッドと、
前記空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットであって、多角形形状である第１の後方サイドポケットと、
前記空気軸受面よりも深い前記第２の位置レベルにある前記第１の後方サイドポケットに対して非対称的である第２の非対称的な後方サイドポケットであって、多角形形状であり、前記第１の後方サイドポケットよりも大きな容積を有する第２の非対称的な後方サイドポケットとを含むディスクドライブ。
【請求項９】
前記スライダが、
前記第１および第２の後方サイドポケットの前方のチャネルをさらに含み、
前記チャネルを通る空気の流れが、当該チャネルから後方の前記第１および第２の後方サイドポケットに流れる請求項８に記載のディスクドライブ。
【請求項１０】
前記空気軸受面において、前記第１の後方サイドポケットが前記第２の後方サイドポケットよりもディスクの半径方向内側に配置された請求項８又は９に記載のディスクドライブ。
【請求項１１】
前記第１の位置レベルが前記空気軸受面よりも約０．０５〜０．４０ミクロン深く、
前記第２の位置レベルが前記空気軸受面よりも約１．０〜４．０ミクロン深い請求項８〜１０のいずれか１項に記載のディスクドライブ。
【請求項１２】
前記後方サイドポケットが、スライダに関連したランディングパッドの近傍にある請求項８〜１１のいずれか１項に記載のディスクドライブ。
【請求項１３】
前記空気軸受面をヘリウムおよび周囲の空気の双方の媒体で使用する請求項８〜１２のいずれか１項に記載のディスクドライブ。
【請求項１４】
前記第１および第２の後方サイドポケットが矩形形状である請求項８〜１３のいずれか１項に記載のディスクドライブ。
【請求項１５】
ディスクドライブの製造方法であって、
ディスクドライブスライダに空気軸受面を設ける工程と、
空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある前方浅ステップパッドおよび後方浅ステップパッドを形成する工程と、
空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットを形成する工程であって、前記第１のサイドポケットは多角形形状である工程と、
空気軸受面よりも深い前記第２の位置レベルにある前記第１の後方サイドポケットに対して非対称的である第２の後方サイドポケットを形成する工程であって、前記第２のサイドポケットは多角形形状であり、前記第２の非対称的な後方サイドポケットは前記第１の後方サイドポケットよりも大きな容積を有する工程とを含む方法。
【請求項１６】
前記ディスクドライブ内にヘリウム雰囲気をもたらす工程と、
前記ディスクドライブ内のディスク上にサーボトラックを書き込む工程とをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記サーボトラックが５，０００〜６，０００毎分回転数の速度で書き込まれる請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ディスクドライブが１１，０００〜１２，０００毎分回転数の速度で動作する請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ディスクドライブ内の前記ヘリウム雰囲気を周囲の空気雰囲気に取りかえる工程と、
前記サーボトラックに基づいて前記ディスクドライブを動作させる工程とをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記空気軸受面において、前記第１の後方サイドポケットが前記第２の後方サイドポケットよりもディスクの半径方向内側に配置される請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１】
複数の浮上媒体において浮上高シグマを低減するように設計されたスライダであって、
空気軸受面と、
前記空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある前方浅ステップパッドおよび後方浅ステップパッドと、
前記空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットであって、多角形形状である第１の後方サイドポケットと、
前記空気軸受面よりも深い前記第２の位置レベルにある前記第１の後方サイドポケットに対して非対称的な第２の非対称的な後方サイドポケットであって、多角形形状であり、前記第１の後方サイドポケットよりも容積が大きい第２の非対称的な後方サイドポケットと、
を含むスライダ。
【請求項２】
前記第１および第２の後方サイドポケットの前方のチャネルをさらに含み、
前記チャネルを通る空気の流れが、当該チャネルから後方の前記第１および第２の後方サイドポケットに流れる請求項１に記載のスライダ。
【請求項３】
前記空気軸受面において、前記第１の後方サイドポケットが前記第２の後方サイドポケットよりもディスクの半径方向内側に配置された請求項１又は２に記載のスライダ。
【請求項４】
前記第１の位置レベルが前記空気軸受面よりも約０．０５〜０．４０ミクロン深い範囲にあり、
前記第２の位置レベルが前記空気軸受面よりも約１．０〜４．０ミクロン深い範囲にある請求項１〜３のいずれか１項に記載のスライダ。
【請求項５】
前記第１および第２の後方サイドポケットが、スライダに関連したランディングパッドの近傍にある請求項１〜４のいずれか１項に記載のスライダ。
【請求項６】
前記空気軸受面をヘリウムおよび周囲の空気の双方の媒体で使用する請求項１〜５のいずれか１項に記載のスライダ。
【請求項７】
前記第１および第２の後方サイドポケットが矩形形状である請求項１〜６のいずれか１項に記載のスライダ。
【請求項８】
浮上高シグマを低減させるディスクドライブであって、
ディスクと、
前記ディスクにデータを書き込みかつ前記ディスクからデータを読み取るヘッドを含むスライダとを含み、
前記スライダは、
空気軸受面と、
前記空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある前方浅ステップパッドおよび後方浅ステップパッドと、
前記空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットであって、多角形形状である第１の後方サイドポケットと、
前記空気軸受面よりも深い前記第２の位置レベルにある前記第１の後方サイドポケットに対して非対称的である第２の非対称的な後方サイドポケットであって、多角形形状であり、前記第１の後方サイドポケットよりも大きな容積を有する第２の非対称的な後方サイドポケットとを含むディスクドライブ。
【請求項９】
前記スライダが、
前記第１および第２の後方サイドポケットの前方のチャネルをさらに含み、
前記チャネルを通る空気の流れが、当該チャネルから後方の前記第１および第２の後方サイドポケットに流れる請求項８に記載のディスクドライブ。
【請求項１０】
前記空気軸受面において、前記第１の後方サイドポケットが前記第２の後方サイドポケットよりもディスクの半径方向内側に配置された請求項８又は９に記載のディスクドライブ。
【請求項１１】
前記第１の位置レベルが前記空気軸受面よりも約０．０５〜０．４０ミクロン深く、
前記第２の位置レベルが前記空気軸受面よりも約１．０〜４．０ミクロン深い請求項８〜１０のいずれか１項に記載のディスクドライブ。
【請求項１２】
前記後方サイドポケットが、スライダに関連したランディングパッドの近傍にある請求項８〜１１のいずれか１項に記載のディスクドライブ。
【請求項１３】
前記空気軸受面をヘリウムおよび周囲の空気の双方の媒体で使用する請求項８〜１２のいずれか１項に記載のディスクドライブ。
【請求項１４】
前記第１および第２の後方サイドポケットが矩形形状である請求項８〜１３のいずれか１項に記載のディスクドライブ。
【請求項１５】
ディスクドライブの製造方法であって、
ディスクドライブスライダに空気軸受面を設ける工程と、
空気軸受面よりも深い第１の位置レベルにある前方浅ステップパッドおよび後方浅ステップパッドを形成する工程と、
空気軸受面よりも深い第２の位置レベルにある第１の後方サイドポケットを形成する工程であって、前記第１のサイドポケットは多角形形状である工程と、
空気軸受面よりも深い前記第２の位置レベルにある前記第１の後方サイドポケットに対して非対称的である第２の後方サイドポケットを形成する工程であって、前記第２のサイドポケットは多角形形状であり、前記第２の非対称的な後方サイドポケットは前記第１の後方サイドポケットよりも大きな容積を有する工程とを含む方法。
【請求項１６】
前記ディスクドライブ内にヘリウム雰囲気をもたらす工程と、
前記ディスクドライブ内のディスク上にサーボトラックを書き込む工程とをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記サーボトラックが５，０００〜６，０００毎分回転数の速度で書き込まれる請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ディスクドライブが１１，０００〜１２，０００毎分回転数の速度で動作する請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ディスクドライブ内の前記ヘリウム雰囲気を周囲の空気雰囲気に取りかえる工程と、
前記サーボトラックに基づいて前記ディスクドライブを動作させる工程とをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記空気軸受面において、前記第１の後方サイドポケットが前記第２の後方サイドポケットよりもディスクの半径方向内側に配置される請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２８２７１６（Ｐ２０１０−２８２７１６Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２７５０２（Ｐ２０１０−１２７５０２）
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（５０３１１６２８０）ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（５０３１１６２８０）ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
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