JPH02198084A - 磁気デイスク - Google Patents

磁気デイスク

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JPH02198084A
JPH02198084A JP1015606A JP1560689A JPH02198084A JP H02198084 A JPH02198084 A JP H02198084A JP 1015606 A JP1015606 A JP 1015606A JP 1560689 A JP1560689 A JP 1560689A JP H02198084 A JPH02198084 A JP H02198084A
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JP
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disk
head
magnetic disk
hub
servo
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JP1015606A
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Noboru Morimura
森村 昇
Kaneo Yoda
兼雄 依田
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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  • Holding Or Fastening Of Disk On Rotational Shaft (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディスク装着時に発生する偏心を低減しディス
クドライブの機械的信頼性を向上させると共に、ヘッド
位置決めにディスク上に書き込まれたサーボ信号を利用
する際に既にサーボ情報を書き込んだディスクを簡単に
精度よく主軸モーターに装着し量産性に優れかつ十分な
位置追従制御が可能な固定磁気ディスク装置を実現した
磁気ディスクに関する。
〔従来の技術〕
従来の磁気ディスクを用いた固定ディスク装置の主軸モ
ーターへのディスク組込みと偏心の説明図を第2図に示
す。
回転中心23で直径Aなる主軸モーターハブ21に回転
中心22で直径Bなる円形の穴を有する磁気ディスク2
0が固定されている0円滑な装着を行うため、必ずF 
(F=B−A)なるクリアランスが存在し、通常その量
は10ミクロンから80ミクロンもあった。従って偏心
mCは両回転中心22.23の距離となりこれはクリア
ランスFの半分に相当する。固定磁気ディスクの場合主
軸モーターは約3000から4000rptrlの高速
回転を行っているが、従来の磁気ディスク装置では上記
偏心荷重を有したまま高速回転をするため主軸モーター
の半径方向の負荷が増大し、主軸モーターの軸受に悪影
響を及ぼし軸受寿命の低下を助長していた。特に軸受と
磁気ディスクの重心距離が長い場合は軸の振れ回り運動
が発生し軸受部にダメージを与えて磁気ディスク装置の
機械的信頼性を大幅にそこねていた。ことに5.25イ
ンチ以上の大型機では、バランス取りを行ったり主軸モ
ーターの径寸法精度を向上させてこの偏心量を抑えてい
た。また偏心高速回転により振動、騒音が発生し振動は
筐体を伝ってアクチュエーターのへッドポジシロニング
精度を低下させ、騒音はホストシステム使用者に非常な
不快感を与えていた。
偏心量Cをもち回転する固定ディスク装置では磁気ヘッ
ド24が主軸モーターハブの中心23まわりに半径りな
る軌跡を描きデータの読み書きを行う、上記の如く軸受
にダメージが発生した場合又は、変動する遠心力で軸受
にたわみが生じた場合は、軸が振れ回りを始める。仮に
偏心■がCの場合はヘッド24がディスク20に描く軌
跡は半径Eの円となり最大Fなるズレを生じデータが読
み出せないという致命的欠陥に至る場合が発生した。
ディスクバック等のリムーバブル型固定磁気ディスク装
置では更に深刻な影響をうけていた。即ち主軸モーター
ハブ21の径Aとディスク20の内径Bの間のクリアラ
ンスFは直接的にヘッドとディスク上のトラック位置の
ズレ(オフトラックと呼ぶ)となり軸受のダメージの有
無にかかわらず、データが読み出せない、正規のトラッ
ク位置に書けない場合が発生した。
この様に従来の固定磁気ディスクは、固定磁気ディスク
装置の基本的な特性であるデータ信頼性を著しく劣化さ
せていた。
面サーボ(1面をヘッドボジショニング用の位置情報の
生成に使用する。)方式の磁気ディスク装置ではサーボ
面に信号を書き込む為に、サーボトラックライター(S
、  T、  W)等の専用の高精度信号書き込み装置
を用いてサーボ情報を書き込んでいた。
この際に筐体に主軸モーター 磁気ディスクを組込んだ
状態で筐体ごとS、  T、  Wの中に入れ・磁気デ
ィスク装置の主軸モーターを回転させてヘッドでサーボ
信号を書き込んでいた。これは主軸モーター軸まわりの
偏心、振れ回りによるオフトラックを吸収するためであ
った。しかしこの従来の方式だと1台づつ書き込みを行
うため磁気ディスクドライブをS、  T、  Wに出
し入れをしなければならず又、サーボ信号の書き込み、
精度確認には非常に長い時間がかかり、大量生産ができ
ずコスト高となってこの方式の磁気ディスク装置の大き
な欠点となっていた。また1台のS、  T、  Wに
磁気ディスク装置がいつも出入りする為S、  T。
W内にダストが入り込み更にこのダストがディスクがむ
き出しの磁気ディスク内に入り込んでディスクの損傷(
ディフェクトやヘッドクラッシュ)の増加、3.  T
、  Wのヘッドの損傷を発生させていた。特にディフ
ェクトやヘッドクラッシュは磁気ディスクのイ8頼性を
大幅にそこなうものであった。
従来の磁気ディスクを用いた面サーボディスク装置のS
、  T、  Wの書き込みヘッド等の可動部と磁気デ
ィスク装置筐体との関係を示す説明図を第3図に示す。
S、  T、  Wで磁気ディスク面37にサーボ信号
を書き込む場合、S、  T、  Wの筐体31に固定
した磁気ディスク装置の筐体36に主軸モーター35が
装着されディスクを駆動する。信号を書き込むS、  
T、  Wのヘッド33及びクロック信号をディスク面
38に書き込むクロックヘッド34はS。
T、  Wアクチュエーター32に固定され、例えばレ
ーザ位置決め装置等で位置決めをしつつ移動する。従っ
てディスク面37.38に信号を書き込む為にはヘッド
33、クロックヘッド34、図示していないがイレーズ
ヘッド等がディスク上に位置するので磁気ディスクの筐
体36の高さは少なくとも1枚のディスクが露出する高
さHまでしか上げられない、従って磁気ディスク筐体3
6の側面壁は低くせざるをf17ず筐体剛性を大幅に低
減させ、サーボ制御上有害な特に3に82以下の機械的
共振点を発生させ、サーボ制御を不可能にする場合が発
生し、又位置決め精度を劣化させたり、シークミスが発
生し、磁気ディスク装置のデータ信頼性を低下させてい
た。これを防ぐ為高価な防振材や補強材を使用せざるを
得なかった。
また磁気ディスク筐体とこれをおおうチャンバーが磁気
ディスク及びヘッドの近くで接合するため、このすき間
から放射ノイズが混入しやすく、データエラーの発生頻
度が非常に高くなり、磁気ディスク装置の信頼性を大幅
に低下させる要因となっていた。
更に前述の如<S、  T、  W可動部が筐体側面と
干渉しない様に構成する為サーボ面は通常積層されるデ
ィスクの最上面に位置していた。しかしこれは主軸モー
ターやヘッド支持体及び筐体の熱変形による各ヘッド間
のオフトラックの影響を直接受け、最下面でのオフトラ
ックが増大しデータ信頼性を低下させた。また、これを
補うための他のデータ面上にそれぞれ補正用の位置情報
を書き込み、面サーボ情報とm復させて各データヘッド
の位置決めを行っていた。この方式は、データ面の記録
領域を減少させ又、各データヘッドの補正位置情報を再
生する追加回路が必要となり更には、各データヘッドで
それぞれオフトラックを補正するのに時間を要するので
、読み出し、書き込み速度(データのスルーブツトl)
が極端に低下し、磁気ディスク装置の最重要特性である
高速データ転送を阻害する大きな欠陥となっていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
以上のように従来の磁気ディスクを用いた装置では、 1)主軸モーターハブと磁気ディスク内周のガタにより
偏心が生じ、これが高速回転する事により主軸モーター
の寿命を低下させ機械的信頼性を損ねていた。
2)高速偏心回転に伴ない騒音、振動が発生し、騒音は
ホ゛ストシステム使用者に不快感を与え、振動はヘッド
位置決め精度を低下させていた。
3)1)により軸受にたわみ又はダメージが発生し、撮
れ回りによる非繰返し性のオフトラックが生じ装置のデ
ータ信頼性を損ねていた。
4)特にリムーバブル型固定磁気ディスク装置では主軸
モーターハブとディスク内周のガタ、加えて3)の非繰
返し性のオフトラックは、直接的にヘッドとトラック間
のズレとなりデータ信頼性を極端に低下させていた。
5)1)から4)を防ぐ為大型高精度高剛性軸受の使用
ディスク組込後のバランス取り、高精度ハブの使用を傘
儀なくされ、装置の大型化、高価格化をまねいていた。
6)面サーボディスク装置ではディスク装置の頻繁な出
し入れによりS、  T、  W内がダストで汚染され
、これが磁気ディスク装置内にも入り、装置のヘッド、
ディスクに損傷を与え、データ信頼1生を損ねていた。
またS、  T、  Wのヘッドもダメージを受は易か
った。
7)ディスク、主軸モーターを組込んだ状態で1台づつ
出入れをしてサーボ情報の書込み、検査をする為非常に
長い時間を要し、装置の大量生産を阻害し、製作コスト
高をまねいていた。
8)S、T、W可動部が磁気ディスク装置内に入り込む
為、磁気ディスク装置筐体の側面高さが得られず筐体の
剛性を低下させ、サーボ位置制御、速度制御に有害なお
よそ3 K Hz以下の機械共振を生じ、位置決め精度
の低下、シークミスの発生を促し、磁気ディスク装置の
信頼性を大幅に損ねた。
9)8)を防ぐ為高価な防振材、補強材を使用し、装置
の大型化、高価格化をまねいた。
10)磁気ディスク装置の筐体とチャンバーの接合面が
ディスク、ヘッドの近くにあるためスキマから入る放射
ノイズ、筐体接合面等から再放射されるノイズによりデ
ータエラーが発生し装置のデータ信頼性を損ねていた。
11)サーボ面が積層ディスクの最上面に位置せざるを
得ない為、サーボヘッドと他のデータヘッド間のズレが
大きく、そのためオフトラックによるデータ信頼性が低
下した。
12)11)を補正する為にデータ面サーボを併用する
方法が取られていたが、そのための追加回路が必要とな
りまた、各データヘッドのオフトラックを補正する時間
が必要となるため、磁気ディスク装置のデータ転送速度
を大幅に低下させていた、等の問題点を有していた。
そこで本発明はかかる問題点を解決するものでその目的
とするところはディスク内周の簡単な構造によりディス
ク装着による偏心を低減させ、長寿命、低騒音、高精度
位置決め、オフトラックの低減により機械的信頼性、デ
ータ信頼性を高めると共に、面サーボディスク装置を小
型高剛性化し、大量生産化による安価で信頼性の高い固
定磁気ディスク装置を実現する磁気ディスクを提供する
こ本発明の磁気ディスクは中心部に主軸モーターハブに
装着する穴を有し、主軸モーターハブの略円筒面と3カ
所にて係合、位置決めをする穴を有し、少なくとも1面
にヘッド位置決め用のサーボ信号が書かれている事を特
徴とする。
〔作用〕
本発明の位置決めに用いた原理の説明図を第4番 図に示す。
ある物体を安定して一意に位置を決めるためには物体を
3点にて支持する。
主軸モーターハブ41の略円筒面とディスク40の相対
位置を一意に決める事はディスク内周42が3つの支点
(3角印で模式的に示す、)43゜44.45で主軸モ
ーターハブ41の外周を係合支持する事により達成され
る。また、支点43゜44.45のうち1つは予圧する
事により自動的に位置決めがなされる。
更に3点で係合した状態で主軸モーターハブ41の重心
46とディスク40の重心47を平面的に一致させる事
により回転系の偏心はなくす事ができる。
〔実施例〕
第5図は本発明の磁気ディスクの1例を示す説明図であ
る。磁気ディスク100の内周は図に示す如く2つの辺
101と102及び可撓性を有する辺103からなる穴
104と辺103に可撓性を与えるための穴105から
成っている6辺1゜3はブリッジ状になり可撓性を有し
容易に弾性変形する。更にディスクの少なくとも1面に
はヘッド位置決め制御用のサーボ信号が書き込まれてい
る。
第1図は本発明の磁気ディスクの主軸モーターハブ(以
下ハブと呼ぶ)とディスク内周の位置決めの1例を示す
説明図である。
略円筒面を有するハブ(主軸モーターハブ)1に対しデ
ィスク9はその内周と図中実線で示す如く係合固定する
。ディスク9はハブ1に装着される内周の一部に斜線で
示すブリッジ状の可撓部を有し略1カ所でハブ1を矢印
7の方向に加圧しつつ接している。またディスク9の内
周は可撓部8を一辺とする略三角形状をなし、他の2辺
のそれぞれ1カ所がハブ1と係接することにより、3カ
所にて係合固定しハブ1とディスク9の相対位置は一意
に安定して決定する。ディスク9の可撓部8はハブ1に
装着されない場合は図中破線トこで示す妬く突出した形
状を有す、ハブ1に装着する場合この部分を撓ませて装
着する事により可撓部はハブlに対し予圧力を発生しつ
つ係接する。この予圧部分によりディスク9は自動調芯
機能を発揮し自動的に位置が決まる。従ってディスク9
をハブ1に押し込むだけで位置決めが完了し工数の省力
化が計れる。また装着状態でディスク9の重心が主軸モ
ーターハブ1の回転中心(重心)と一致する様にディス
ク9の内周を決定しておく事により偏心は発生しない。
ディスクの加工方法についてその1例を説明する。内周
形状はプレス等で簡単に作成することができ、またその
精度も近年のプレス技術の向上により非常に高精度であ
り、従来例よりはるかに偏心量を抑えられる。又ブレス
による量産性は絶大であり、ディスクの生産コスト低減
に貢献した。
第6図は本発明の他の1例を示す説明図である。
磁気ディスク50の内周53は略画角辺を有し、その1
1R点部分にブリッジ状の可撓部5日を有す可撓部58
はハブ51に装着されない状態では破線で示すクロく突
出した形状を有し、装着時に撓み予圧力を発生し、四角
形の2辺のそれぞれ1カ所にて係接し安定して位置決め
される。またディスク装着状態でハブ51の回転中心と
ディスク50の重心は一致するよう内周の形状を選ぶ事
により回転偏心荷重は発生しない。
第7図は本発明の他の一例を示す説明図である。
磁気ディスク60の内周63は図の如き形状を有し、可
撓性部材68はハブ62ヘデイスク6oが装着される前
には破線で示す如き形状でディスク60の内周に係接し
ている。ハブ61にディスク60が装着されると可撓性
部材68は撓みハブ61の略lカ所にて係接しっつ予圧
を行なう、同時にハブ61とディスク6oは内周63′
の2カ所で係接し、計3カ所にて安定的に位置決めされ
る。
又可撓性部材68とディスク60の重心はハブ61の回
転中心62と一致する様、形状が決定される。
この様に偏心が発生しないため主軸モーター軸受への負
荷が軽減し長寿命が達成できるばがりでなく、振れ回り
による軸受のたわみがないため非繰り返し性のオフトラ
ックがなく、装置のデータ信頼性を向上させた。また偏
心による騒音、振動を抑える事ができた。
又、リムーバブル型固定磁気ディスク装置に於ては、デ
ィスクと主軸モーターの相対位置が一意に安定して再現
する為、オフトラックを極端に低減させ、ディスク装置
の位置決め精度を向上させる事ができた。
面サーボを採用する磁気ディスク装置に於ける本発明の
詳細な説明する。
本発明の磁気ディスクのみを主軸モーターハブと同一形
状寸法を持つ駆動部を有し、専用ヘッドにて書き込む、
サーボトラックライター(S、T。
W)にてサーボ情報を書き込む、サーボ情報の書き込ま
れたディスクを磁気ディスク装置の主軸モーターハブに
組み込みディスク装置のヘッドにてサーボ信号の読み出
しをしヘッドの制御を行なうことができる0本方式の場
合ディスク単品のみをS、  T、  Wにて書き込む
ため、サーボトラックライターに余分なダストが入り込
まず、従ってディスク上にダストが付着する事がなく磁
気ディスク内に組込む際にもダストの混入が防げ、非常
にクリーン度の高い装置が実現でき、ディフェクトやヘ
ッドクラッシュの発生がなくなった。又3.  T。
Wのヘッドにつく傷も防止できた。
更にディスクを複数枚まとめて一度にサーボ情報を書き
込む事が可能になり、書き込まれたディスクを磁気ディ
スク装置に単に組込むだけで回転中心と同心円のサーボ
トラックが偏心なく実現できる為従来の磁気ディスク装
置と同じ精度のサーボ面を有する磁気ディスク装置を簡
単かつ短時間で製造する事が出来、面サーボ磁気ディス
ク装置の大量生産を初めて実現できた。またこれにより
装置のコスト削減が可能となった。
第8図に本発明の磁気ディスクを使用した装置の筐体の
説明図を示す。
本発明の磁気ディスク装置では既にサーボ情報を書き込
んであるディスクを装置内に単に装置するのみであるか
ら従来の様にS、  T、  Wの可動部と干渉しない
よう筐体76の側面を切り欠く必要がなく筐体側面高さ
Hは可能な限り十分高く構成できる。ここで主軸モータ
ー75、ヘッド支持手段72、データ面71、サーボ面
7o、データヘッド78、サーボへラド77である。
この様に筐体側面が高くできる事により剛性が高くでき
、サーボ制御に有害な低周波数の共振を消滅もしくは高
周波領域に移行することができたため、サーボ回路の帯
域が十分広くとれこれによりヘッド位置決め精度が向上
し速度制御の精度も向上しミスシークがなくなり磁気デ
ィスク装置の信頼性が向上した。
更に磁気ディスク装置の筐体とチャンバー79の接合面
が磁気ディスク、ヘッドから遠い部分に配置できたため
、放射ノイズのヘッドへの進入を防止でき装置のデータ
信頼性を向上できた。
第9図は本発明の磁気ディスク装置のサーボ面の位置と
熱オフトラックの関係を示す説明図である1本発明では
サーボ面を積層ディスクの略中間に位置させる事が何の
障害もなく可能である・ 図の如く3枚のディスクのう
ち中間ディスクの1面をサーボ面80、これに対応する
ヘッドをサーボヘッド87とする。その他はデータ面8
1、データヘッド88である。今、筐体86が磁気ディ
スク装置回路部等の発熱により熱的不均一を生じこれが
ために図示の様にゆがみ、ヘッド支持手段82に固定す
るヘッドを傾かせ、ヘッド間のズレを生じた。即ち最上
ヘッドと最下ヘッドではIなるズレを生じ従来の様に最
上面がサーボ面の場合、最下面のデータヘッドはIなる
オフトラックを生じていた。しかし、本発明では中間の
にサーボ面を配置することができた為、ヘッド間のオフ
トラックは下ヘツドで工、上ヘツドでKに分散されオフ
トラック量を非常に少なくする事が可能になりデータ信
頼性が向上した0通常この理由からデータ面サーボを併
用する必要もほとんどなくなり回路の簡略化が可能とな
り、又、ヘッド切り換え時のオフトラック補正が不要な
ため、データ転送速度を飛躍的に向上させる事が実現で
きた。
またデータ面サーボを併用する場合にもオフトラック量
が少ないのでその補正に要する時間も短かくてすみ高速
データ転送を可能にした。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明の磁気ディスクによれば、 1)主軸モーターハブと磁気ディスク内周は三カ所にて
係接し偏心なく装着でき回転するため主軸モーターの寿
命を低下させず機械的信頼性を向上させた。
2)偏心が生じないため騒音、振動が発生せず、ホスト
システム使用者に不快感を与える事がなくなった。また
、振動によるヘッド位置決め精度の劣化も防止できた。
3)偏心や振れ回りが低減され、軸受のたわみもなくな
る為、非繰返し性のオフトラックが低減し装置のデータ
信頼性を高めた。
4)リムーバブル型固定磁気ディスク装置のオフトラッ
クを極端に小さくでき、データ信頼性を高めた。
5)大型高剛性ベアリング、ディスク組込後のバランス
取り、高精度ハブが不要になり装置の組立工数低減、低
価格化、小型化が実現できた。
6)面サーボ磁気ディスク装置内のクリーン度を高め、
ヘッド、ディスクの損傷を防ぎ、データ信頼性を高めた
7)−度に複数枚のディスクに同時にサーボ信号を書き
、これをそれぞれ磁気ディスク装置に単に組み込むだけ
で従来の面サーボ磁気ディスク装置と同じ精度のサーボ
面が得られるため、ディスク装置製作が飛躍的に簡単か
つ短時間にて行なえ、面サーボディスク装置の大量生産
を可能にし、低価格化に貢献した。
8)磁気ディスク装置筐体の側面高さが十分に得られる
ため装置の高剛性化が可能となり、サーボ制御に有害な
機械共振点の低減、高周波帯への移行を可能にし、十分
安定なサーボ制御が実現され高精度な位置決め、信頼性
の高いシークが可能となった。
9)高価な防振材、補強材が不用であり装置の小型軽量
化、低価格化を実現した。
10)筐体とチャンバー接合面から入る放射ノイズの影
響を低減させ、装置のデータ信頼性を高めた。
11)サーボ面を積層ディスクの中間ディスクに設定で
きるため各ディスク間でのオフトラックを分散低減し、
オフトラックによるエラーの発生を抑え装置の信頼性を
高めた。
12)11)によりデータ面サーボを併用する必要がほ
とんどなくなり、回路の簡略化ができ、低価格化を実現
すると共に、ヘッド切換時のオフトラック補正に要する
時間が不要なため、データ転送速度を飛躍的に高める事
ができた。
13)データ面サーボを併用する場合でもオフトラック
補正時間を短縮でき、高速データ転送が可能となった。
以上に示す様な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の固定磁気ディスク装置の主軸モーター
ハブとディスク内周の位置決めの一例を示す説明図。 第2図は従来の磁気ディスクを用いた固定ディスク装置
の主軸モーターへのディスク組込みと偏心の説明図。 第3図は従来の磁気ディスクを用いた面サーボディスク
装置のS、  T、  Wの可動部とディスク装置筐体
との関係を示す説明図。 第4図は本発明の位置決めに用いた原理の説明図。 第5図は本発明の磁気ディスクの1例を示す説明図。 第6図は本発明の他の一例を示す説明図。 第7図は本発明の佃の一例を示す説明図。 第8図は本発明の磁気ディスクを用いた装置の筐体の説
明図。 第9図は本発明の磁気ディスクを用いた装置のサーボ面
の位置と熱オフトラックの関係を示す説明図。 1.21,41,51.61・・・主軸モーターハブ 2.23,46,52.62・・・主軸モーターハブの
回転中心<rig心) 8.58.103・・・可撓部 9.20,40,50,60,100・・・磁気ディス
ク、ディスク 22・・・磁気ディスク回転中心 47・・・ディスク重心 24.33・・・ヘッド 35.75.85・・・主軸モーター 36.76.86・・・筐体(磁気ディスク装置筐体) 37.38・・・ディスク面 34・・・クロックヘッド 32・・・S、  T、  Wアクチュエーター42.
53.63・・・ディスク内周 6B・・・可撓性部材 72.82・・・ヘッド支持手段 71.81・・・データ面 70.80・・・サーボ面 78.88・・・データヘッド 77.87・・・サーボヘッド 79・・・チャンバー 以  上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴木 喜三部 他1名第4 図 第3 図 第5 図 第 ろ 閤 第7 図 第9 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)中心部に主軸モーターハブを装着する穴を有し、前
    記主軸モーターハブの略円筒面と3カ所にて係合位置決
    めをする穴形状を有し、少なくとも1面にヘッド位置決
    め用のサーボ信号が書かれている事を特徴とする磁気デ
    ィスク。 2)前記係合位置決めの3カ所のうち1カ所が可撓性を
    有することを特徴とする請求項1記載の磁気ディスク。 3)前記係合位置決めの3カ所のうち1カ所が可撓性を
    有する磁気ディスクとは別の手段から成ることを特徴と
    する請求項1記載の磁気ディスク。
JP1015606A 1989-01-25 1989-01-25 磁気デイスク Pending JPH02198084A (ja)

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