JP2001034929A - 磁気ディスクおよび磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ディスクおよび磁気ディスク装置

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JP2001034929A
JP2001034929A JP11210061A JP21006199A JP2001034929A JP 2001034929 A JP2001034929 A JP 2001034929A JP 11210061 A JP11210061 A JP 11210061A JP 21006199 A JP21006199 A JP 21006199A JP 2001034929 A JP2001034929 A JP 2001034929A
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JP11210061A
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Kinkoku Jo
鈞国 徐
Hiromitsu Tokisue
裕充 時末
Mikio Tokuyama
幹夫 徳山
Katsutoshi Arai
勝敏 新居
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気ヘッドスライダをロード・アンロードす
る方式の磁気ディスク装置において、ロード・アンロー
ド時の磁気ディスクの損傷を防止する。 【解決手段】 磁気ディスク1において、ロード・アンロ
ードゾーン8にデータゾーン9の保護膜10の厚さ12より厚
い保護膜11を設けることにより、ロード・アンロードに
よる磁気ディスク1の損傷を防止する。また、ロード・ア
ンロードゾーン8にデータゾーン9より粗い粗さあるいは
微小突起を設けることにより、ロード・アンロード時の
スライダの接触摺動による振動を抑制し、磁気ディスク
の損傷を防止する。また、ロード・アンロードゾーンに
グルーブ軸受溝を設けることにより、ロード・アンロー
ドゾーンにおけるスライダの浮上量を増加させてスライ
ダと磁気ディスクの接触摺動を防止し、磁気ディスクの
損傷を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスクおよび
磁気ディスク装置に係り、特に、磁気ヘッドスライダ
(単にスライダともいう)をロード・アンロードする方
式に好適な磁気ディスクおよび磁気ディスク装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク装置の高記録密度化の要求
を満たすために、近年、ますます、磁気ヘッドを具備し
たスライダの低浮上量化が進められている。
【0003】磁気ディスク装置には、磁気ヘッドスライ
ダを磁気ディスク上に接触させたまま、起動または停止
するCSS(Contact Start Stop)
方式と、磁気ディスクが回転している状態で、磁気ヘッ
ドスライダをロード(ディスク面への移動)もしくはア
ンロード(ディスク面外への退避)させる方式のL/U
L(Load and Unload)方式とがある。
それぞれ、磁気ディスク上には、信号を記録するデータ
ゾーンと、起動・停止時に磁気ヘッドスライダが位置す
るCSSゾーンまたはロード・アンロードゾーンとが設
けられている。
【0004】従来、CSS方式では、磁気ディスク表面
に、データ記録領域を含む全面にわたってCSS時のス
ライダと磁気ディスクとの粘着を防止するため、テクス
チャと呼ばれる粗さが形成されていた。
【0005】しかし、スライダの浮上量がおよそ40n
mを下回る頃から、このテクスチャがスライダの低浮上
化の妨げになってきた。そこで、浮上量をさらに低減す
る観点から、現在の多くの磁気ディスク装置では、磁気
ディスクの少なくともデータ記録領域にはテクスチャを
形成しないか、もしくはテクスチャの粗さを低減した平
滑磁気ディスクが使用され始めている。
【0006】この平滑磁気ディスクを使用する際の問題
点として、磁気ディスクとスライダとの接触面積が増大
することにより、磁気ディスクとスライダとの間の摩擦
力が増大し、CSS方式を使用する装置では起動が困難
となるという課題が生じる。
【0007】そこで、平滑磁気ディスクを使用した際
に、大きい摩擦力で起動が困難となることを防止する方
法として、起動方式としてCSSを用いず、回転してい
る磁気ディスク上に、磁気ヘッドスライダをローディン
グあるいはアンローディングするL/UL方式を用いた
磁気ディスク装置が、特開平11−16267号公報に
開示されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、L/U
L方式の磁気ディスク装置においては、磁気ディスクに
形成される保護膜の厚さは、磁気ディスク全面にわたり
一定であった。特開平11−16267号公報からも明
らかなように、磁気ディスク表面の保護膜の厚さや性状
あるいは形状を、部位によって変更するという記載や示
唆が全くない。同公報記載の磁気ディスクは、全面に一
様な保護膜が形成されている。
【0009】そのため、R/W(Read and W
rite)性能を上げるためにデータゾーンの保護膜を
薄くすると、L/ULゾーンの保護膜も薄くなり、L/U
L時の不可避の磁気ディスクとスライダとの接触により
保護膜が破断するという問題点がある。破断を防止する
ために、L/ULゾーンの保護膜を厚くすると、データ
ゾーンでのR/W特性を上げることが困難になる。
【0010】また、L/UL方式の磁気ディスク装置に
おいては、磁気ディスクの表面の粗さは磁気ディスク全
面にわたり一定であるので、浮上量を下げるためにデー
タゾーンの粗さを小さくするとL/ULゾーンの粗さも
小さくなる。
【0011】そのため、L/UL時に磁気ディスクとス
ライダとの接触が生じた際、磁気ディスクとスライダに
働く大摩擦力によりスライダが振動してディスクに傷が
生じたり、スライダのサスペンションが変形するという
問題点が生じる。また、これを防ぐためにL/ULゾー
ンの粗さを大きくすると、データゾーンでの浮上量を小
さくすることが困難となり、R/W特性を向上させるこ
とができない。
【0012】さらに同公報の技術では、スライダの浮上
量は磁気ディスク全面にわたり概ね一定であるので、R
/W特性を上げるためにデータゾーンでの浮上量を下げ
ると、L/ULゾーンでの浮上量も下がり、浮上すきま
の空気膜の形成が不安定なL/UL時に、磁気ディスク
とスライダが接触し易くなるという問題点が生じる。磁
気ディスクとスライダとの接触を防止するためにL/U
Lゾーンでの浮上量を上げると、データゾーンでR/W
特性をあげることが困難となる。
【0013】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決することにあり、L/UL方式の磁気ディスク装置
において、磁気ディスクのデータゾーンの保護膜が薄く
て粗さが小さく、かつデータゾーンの浮上量が低い場合
においても、磁気ディスクが損傷を受けたり、サスペン
ションが変形したりする問題点を防止できる磁気ディス
クおよび磁気ディスク装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題は、L/UL方
式の磁気ディスク装置において、磁気ディスクのデータ
ゾーンに比較して、ロード・アンロードゾーンの保護膜
の平均厚さを厚くしたり、また、ロード・アンロードゾ
ーンの表面の平均粗さRpを粗くしたり、また、ロード
・アンロードゾーンにグルーブ軸受けを設けたり、ま
た、ロード・アンロードゾーンの保護膜の硬度を大きく
したり、あるいは、摩擦係数を小さくすることにより達
成される。
【0015】また、上記課題は、信号を記録するデータ
ゾーンを備えた磁気ディスクと、磁気ヘッドを具備した
スライダと、このスライダを前記磁気ディスクのデータ
ゾーン外周端付近に設けたロード・アンロードゾーンへ
ロード・アンロードする機構を有する磁気ディスク装置
において、前記磁気ディスクには保護膜が形成され、前
記ロード・アンロードゾーンにおける保護膜の領域平均
厚さは7nm以上であり、前記データゾーンにおける保
護膜の領域平均厚さは5nm以下である構成とすること
により達成できる。
【0016】あるいは、信号を記録するデータゾーンを
備えた磁気ディスクと、磁気ヘッドを具備したスライダ
と、このスライダを前記磁気ディスクのデータゾーン外
周端付近に設けたロード・アンロードゾーンへロード・
アンロードする機構を有する磁気ディスク装置におい
て、前記ロード・アンロードゾーンの一部あるいは全て
の領域に、前記データゾーンの面粗さより大きい粗さが
形成され、このロード・アンロードゾーンに形成された
粗さの、前記ロード・アンロードゾーンの平均粗さ面か
ら計った高さが5nm以上であり、前記データゾーンの
粗さの、データゾーンの平均粗さ面から計った高さが5
nm以下である構成とすることにより達成できる。
【0017】さらに、信号を記録するデータゾーンを備
えた磁気ディスクと、磁気ヘッドを具備したスライダ
と、このスライダを前記磁気ディスクのデータゾーン外
周端付近に設けたロード・アンロードゾーンへロード・
アンロードする機構を有する磁気ディスク装置におい
て、前記ロード・アンロードゾーンに、このロード・ア
ンロードゾーンにおける前記スライダの浮上量を、前記
データゾーンにおける浮上量より高くする手段を設けた
構成とすることにより達成できる。
【0018】また、上記スライダの浮上量を高くする手
段としては、ロード・アンロードゾーンに溝を設け、ス
ライダと磁気ディスク間の空気をこの溝内へ押し込めて
圧力上昇を得ることにより、L/ULゾーンにおけるス
ライダ浮上量を高くすることができ、スライダと磁気デ
ィスクとの接触摺動を防止でき、したがって、磁気ディ
スクの損傷を防止できる。
【0019】なお、CSS方式の例(例えば特開平8−
212542号公報)では、起動・停止時にスライダが
ディスクと接触する。そのため、停止時には、スライダ
とディスク間に大きな粘着力が生じ、装置の起動が困難
になる。この粘着力を抑制するため、ディスクのCSS
ゾーンに微細な溝を形成している。
【0020】しかしながら、CSS方式における粘着を
防止するためには、15nm程度より高い粗さや突起を
CSSゾーンに設ける必要があった。これに対して、L
/UL方式では、起動・停止時にはスライダがランプに
アンロードされる。すなわち、スライダとディスクが非
接触状態にある。
【0021】そのため、L/ULゾーンに、例えば、平
均粗さ面から計った高さ(Rp)が、5nm程度以上の
粗さあるいは微小突起を設ければ、大摩擦力によるスラ
イダ振動や、それによる磁気ディスクの損傷、およびサ
スペンションの変形を防止できるのである。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。
【0023】本発明の磁気ディスク装置の第1の実施形
態を、図1〜図3を用いて説明する。
【0024】図1は本発明の第1の実施形態の平面図で
あり、信号を記録する磁気ディスク1がスピンドル3に
固定されて回転し、この回転する磁気ディスク1の面上
に、情報の記録再生を行う磁気ヘッドを具備したスライ
ダ2が、サスペンション4を介在して、キャリッジ5に
よって磁気ディスク1の概略半径方向に移動する。
【0025】図2はL/UL機構を示す平面図であり、
スライダ2がアンローディングされている状態である。
スライダ2のローディングは、キャリッジ5によって、
サスペンション4の先端に設けているタブ7が、ランプ
6の斜面から回転している磁気ディスク1のL/ULゾ
ーン8に滑り落ちることにより行う。
【0026】また、スライダ2のアンローディングは、
キャリッジ5によって、サスペンション4の先端に設け
ているタブ7が、回転している磁気ディスク1のL/U
Lゾーン8から、ランプ6の斜面に滑り登ることにより
行う。
【0027】図3は、本発明になる磁気ディスク1の厚
み方向を拡大した断面図である。磁気ディスク1の表面
には保護膜10が設けられており、そのうち、データゾ
ーン9には5nm以下の保護膜12を設け、L/ULゾ
ーン8には7nm以上の保護膜11を設けている。
【0028】次いで、本発明の第1の実施形態の作用を
説明する。
【0029】スライダ2がL/ULされるとき、スライ
ダ2の浮上姿勢が崩され、スライダ2が磁気ディスク1
のL/ULゾーン8の表面に接触摺動する。特に、負圧
スライダの場合、アンロード時の負圧空気膜が破壊する
直後には、スライダ2は非常に振動しやすくなるため、
スライダ2と磁気ディスク1との接触摺動が激しくな
る。
【0030】現在、磁気ディスクの保護膜として使用し
ているカーボン保護膜では、保護膜の厚さが7nm以上
あれば、L/UL時のスライダと磁気ディスクとの接触
による保護膜の破断を防止できることが、実験によりわ
かっている。
【0031】本実施形態によれば、図3に示すように、
磁気ディスク1のL/ULゾーン8に厚さ7nm以上の
保護膜を設けているので、スライダ2が磁気ディスク1
のL/ULゾーン8の表面に接触しても、磁気ディスク
1に傷が生じたりすることを防止することができる。一
方、本実施形態によれば、データゾーン9の保護膜厚さ
は5nm以下であるので、R/W性能を向上させること
ができる。
【0032】次に、本発明の第2の実施形態を、図4を
用いて説明する。
【0033】磁気ディスク装置およびL/UL機構の構
成は、第1の実施形態と同様であるため、ここでは説明
を省略する。図4は磁気ディスク1の厚み方向を拡大し
た断面図である。データゾーン9の平均粗さ面から計っ
た粗さの高さ(Rp)は5nm以下であり、L/ULゾー
ン8には、平均粗さ面から計った粗さの高さ(Rp)が
5nm以上の粗さあるいは微小突起13を設けている。
【0034】次いで、本発明の第2の実施形態の作用を
説明する。
【0035】前述のように、スライダ2がL/ULされ
るとき、スライダ2の浮上姿勢が崩され、スライダ2が
磁気ディスク1のL/ULゾーン8の表面に接触摺動す
る。また、スライダ2がL/ULするときの接触摺動に
より、スライダ2の振動が生じる。その接触摺動による
振動は、磁気ディスク1の表面粗さが小さいほど、すな
わち、磁気ディスク1が平滑であるほど激しくなる。
【0036】一方、現在使用されているスライダ長さ
1.2mmのピコスライダでは、Rpが5nm以上あれ
ば、スライダと磁気ディスクとの間の摩擦力を5gf
程度以下にすることができ、大摩擦力によるスライダ振
動、それによる磁気ディスクの損傷、およびサスペンシ
ョンの変形を防止することができることが実験によりわ
かっている。
【0037】本実施形態によれば、L/ULゾーン8に
はRpが5nm以上の微小突起あるいは粗さ13を設け
ているので、L/UL時にスライダ2が磁気ディスク1
のL/ULゾーン8の表面に接触摺動しても、スライダ
2の振動を防止することができる。
【0038】また、スライダ2の振動を防止することに
より、スライダ2と磁気ディスク1の更なる接触摺動を
抑制し、磁気ディスク1に傷が生じたり、大摩擦力によ
りサスペンションが変形したりすることを防止すること
ができる。さらに、本実施形態によれば、データゾーン
9のRpは5nm以下であるので、R/W性能を向上させ
ることができる。
【0039】次に、本発明の第3の実施形態を、図5を
用いて説明する。
【0040】図5(a)は磁気ディスクの平面図、図5
(b)はそのA−A断面図である。磁気ディスク装置お
よびL/UL機構の構成は、第1の実施形態と同様であ
るため、ここでは説明を省略する。
【0041】図5に示すように、磁気ディスク1のデー
タゾーン9は概略平滑に形成し、L/ULゾーン8の表
面形状を、磁気ディスク表面の概略半径方向に溝14を
設けた形状にしている。溝14の寸法は、例えば、スラ
イダ2の長さが2.05mmで幅が1.6mmの場合、半
径方向の長さが1〜2mm、周方向の幅が0.05m
m、深さが0.5μmである。
【0042】次いで、本発明の第3の実施形態の作用を
説明する。
【0043】前述のように、スライダ2がL/ULされ
るとき、スライダ2の浮上姿勢が崩され、スライダ2が
磁気ディスク1のL/ULゾーン8の表面に接触摺動す
る。また、スライダ2のノミナル浮上量が小さいほど、
L/UL時の接触摺動が激しくなる。
【0044】ところで、磁気ディスク1が回転すると、
スライダ2と磁気ディスク1間の空気は溝14内へ押し
込められ、その終端でせき止められて圧力上昇を得る。
溝14の幅、長さ、深さ、断面形状および配置の間隔を
選定することにより、発生する圧力の調整ができる。
【0045】本実施形態によれば、磁気ディスク1のL
/ULゾーン8に溝14を設けてグルーブ軸受とするこ
とにより、スライダ2と磁気ディスク1間に生ずる圧力
が高くなるので、L/ULゾーン8におけるスライダ2
の浮上量を高くすることができる。したがって、スライ
ダ2をL/ULするときのスライダ2と磁気ディスク1
との接触摺動を防止することができるので、磁気ディス
ク1の損傷を防止することができる。
【0046】次に、本発明の第4の実施形態を、図6を
用いて説明する。
【0047】磁気ディスク装置およびL/UL機構の構
成は第1の実施形態と同様であるため、ここでは説明を
省略する。図に示すように、磁気ディスク1のデータゾ
ーン9に硬質の保護膜16を設けており、L/ULゾー
ン8にはデータゾーン9と異なる材質の保護膜15を設
けている。
【0048】本実施形態では、例えば、データゾーン9
に設けている硬質の保護膜16の材質はスパッタカーボ
ンであり、L/ULゾーン8に設けている保護膜15の
材質は窒素含有カーボンである。データゾーン9あるい
はL/ULゾーン8に設ける保護膜の材質としては、水
素含有カーボン、ダイヤモンドライクカーボン、シリコ
ン含有カーボン、あるいは、フッ素含有カーボン、テフ
ロンなどがあり、同じ材質のもの、あるいは別の材質の
ものを、適宜組み合わせて使用可能である。
【0049】次いで、本発明の第4の実施形態の作用を
説明する。
【0050】前述のように、スライダ2がL/ULされ
るとき、スライダ2の浮上姿勢が崩され、スライダ2が
磁気ディスク1のL/ULゾーン8の表面に接触摺動す
る。
【0051】本実施形態によれば、図6に示すように、
磁気ディスク1のL/ULゾーン8に設けた窒素含有カ
ーボン膜の硬度が大きいので、L/UL回数が増加して
も、磁気ディスク1に傷が生じたりすることを防止する
ことができる。同様な効果は、L/ULゾーン8の保護
膜の材質が、水素含有カーボン、ダイヤモンドライクカ
ーボン、シリコン含有カーボンの場合にも得られる。
【0052】また、L/ULゾーン8の保護膜の材質が
フッ素含有カーボンの場合、摩擦係数が小さいので、L
/ULゾーンに粗さを設けることなく、大摩擦力による
スライダ2の振動を防止することができ、磁気ディスク
1に傷が生じたり大摩擦力によりサスペンションが変形
したりすることを防止することができる。同様な効果
は、L/ULゾーンの保護膜の材質がテフロンの場合に
も得られる。
【0053】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、L/UL機構を用いる磁気ディスク装置にお
いて、磁気ディスクのデータゾーンの保護膜が薄くて粗
さが小さく、かつデータゾーンの浮上量が低い場合にお
いても、磁気ディスクが損傷を受けたり、サスペンショ
ンが変形したりするのを防止できる磁気ディスク装置を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気ディスク装置の一実施形態の構成
を示す平面図。
【図2】本発明の磁気ディスク装置のロード・アンロー
ド機構を示す平面図。
【図3】本発明においてデータゾーンより保護膜の厚い
ロード・アンロードゾーンを示す図。
【図4】本発明においてデータゾーンより粗い表面およ
び微小突起を設けているロード・アンロードゾーンを示
す図。
【図5】本発明においてロード・アンロードゾーンの周
方向に所定間隔をもって設けられた複数の横長の溝を示
し、図(a)は磁気ディスクの平面図、図(b)はその
A−A断面図。
【図6】本発明においてデータゾーンと異なる材質の保
護膜を設けているロード・アンロードゾーンを示す図。
【符号の説明】
1 磁気ディスク 2 スライダ 3 スピンドル 4 サスペンション 5 キャリッジ 6 ランプ 7 タブ 8 ロード・アンロードゾーン 9 データゾーン 10 保護膜 11、15 ロード・アンロードゾーンの保護膜 12、16 データゾーンの保護膜 13 粗さあるいは微小突起 14 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳山 幹夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 新居 勝敏 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Fターム(参考) 5D006 AA05 DA03 DA04 FA00

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロード・アンロードゾーンの保護膜の平
    均厚さが、データゾーンの保護膜の平均厚さより厚い磁
    気ディスク。
  2. 【請求項2】 ロード・アンロードゾーンの表面の平均
    粗さが、データゾーンの表面の平均粗さより粗い磁気デ
    ィスク。
  3. 【請求項3】 ロード・アンロードゾーンにグルーブ軸
    受けを有する磁気ディスク。
  4. 【請求項4】 ロード・アンロードゾーンの保護膜の硬
    度が、データゾーンの保護膜の硬度より大きい磁気ディ
    スク。
  5. 【請求項5】 ロード・アンロードゾーンの保護膜の摩
    擦係数が、データゾーンの保護膜の摩擦係数より小さい
    磁気ディスク。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のうちいずれかに記載
    の磁気ディスクを備えた磁気ディスク装置。
  7. 【請求項7】 データゾーンおよびロード・アンロード
    ゾーンを有する磁気ディスクと、前記ロード・アンロー
    ドゾーンへ磁気ヘッドスライダをロード・アンロードす
    る手段とを備えた磁気ディスク装置において、前記磁気
    ディスクは、前記ロード・アンロードゾーンの保護膜の
    平均厚さが7nm以上で、前記データゾーンの保護膜の
    平均厚さが5nm以下であることを特徴とする磁気ディ
    スク装置。
  8. 【請求項8】 データゾーンおよびロード・アンロード
    ゾーンを有する磁気ディスクと、前記ロード・アンロー
    ドゾーンへ磁気ヘッドスライダをロード・アンロードす
    る手段を有する磁気ディスク装置において、前記磁気デ
    ィスクは、前記ロード・アンロードゾーンの表面粗さ
    が、該ロード・アンロードゾーンの平均粗さ面から計っ
    た高さが5nm以上であり、前記データゾーンの表面粗
    さが、該データゾーンの平均粗さ面から計った高さが5
    nm以下であることを特徴とする磁気ディスク装置。
  9. 【請求項9】 データゾーンおよびロード・アンロード
    ゾーンを有する磁気ディスクと、前記ロード・アンロー
    ドゾーンへ磁気ヘッドスライダをロード・アンロードす
    る手段を有する磁気ディスク装置において、前記磁気デ
    ィスクには、前記ロード・アンロードゾーンにおけるス
    ライダ浮上量を、前記データゾーンにおけるスライダ浮
    上量より高くするスライダ浮上手段が設けられているこ
    とを特徴とする磁気ディスク装置。
  10. 【請求項10】 データゾーンおよびロード・アンロー
    ドゾーンを有する磁気ディスクと、前記ロード・アンロ
    ードゾーンへ磁気ヘッドスライダをロード・アンロード
    する手段を有する磁気ディスク装置において、前記磁気
    ディスクは、前記ロード・アンロードゾーンに複数の溝
    が設けられていることを特徴とする磁気ディスク装置。
  11. 【請求項11】 データゾーンおよびロード・アンロー
    ドゾーンを有する磁気ディスクと、前記ロード・アンロ
    ードゾーンへ磁気ヘッドスライダをロード・アンロード
    する手段を有する磁気ディスク装置において、前記磁気
    ディスクは、前記ロード・アンロードゾーンの保護膜
    が、前記データゾーンの保護膜より、対衝撃性の高い材
    質であることを特徴とする磁気ディスク装置。
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