JPH1040540A - 磁気ディスク及び磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ディスク及び磁気ディスク装置

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JPH1040540A
JPH1040540A JP20918096A JP20918096A JPH1040540A JP H1040540 A JPH1040540 A JP H1040540A JP 20918096 A JP20918096 A JP 20918096A JP 20918096 A JP20918096 A JP 20918096A JP H1040540 A JPH1040540 A JP H1040540A
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head slider
area
magnetic disk
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JP20918096A
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Osami Morita
修身 森田
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気ディスクの全面にわたってヘッドスライ
ダの浮上量の変動を抑制することができる磁気ディスク
及びその磁気ディスクを備えた磁気ディスク装置を提供
すること。 【解決手段】 浮上型のヘッドスライダに搭載されてい
る磁気ヘッドにより、データ等が再生される凹凸部で成
る読み出し専用の領域と、データ等が記録再生される凹
凸部で成る書き換え可能の領域とを有する磁気ディスク
3であって、前記読み出し専用の領域における前記ヘッ
ドスライダの負荷容量と、前記書き換え可能の領域にお
ける前記ヘッドスライダの負荷容量とを同一にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、浮上型のヘッド
スライダに搭載されている磁気ヘッドにより、データや
プログラムが再生される読み出し専用の領域と、データ
等が記録再生される書き換え可能の領域とを有する磁気
ディスク及びその磁気ディスクを備えた磁気ディスク装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク装置として、いわゆるプリ
エンボス型の磁気ディスクが内蔵されたハードディスク
装置がある。この磁気ディスクには、凹凸部で成るデー
タ記録領域(以下、データゾーンという)と制御信号記
録領域(以下、サーボゾーンという)とがそれぞれ放射
状に形成されている。このような磁気ディスクによれ
ば、1枚の磁気ディスクでデータ等が再生される読み出
し専用の領域とデータ等が記録再生される書き換え可能
の領域を持たせることができる。
【0003】即ち、読み出し専用のデータゾーンには、
同心円状であって、データ等を記録するためのデータト
ラックが凹凸部となるように形成され、書き換え可能の
データゾーンには、同心円状であって、データ等を記録
するためのデータトラックが凸部となるように形成さ
れ、それぞれの隣接するデータトラックを区分するため
のガードバンドが凹部となるように形成されている。ま
た、サーボゾーンには、データトラックを特定するため
のグレイコード、サーボクロックを生成する際の基準と
なるクロックマーク及び磁気ヘッドをトラッキング制御
するためのファインパタ−ン等(以下、サーボパターン
という)が凸部もしくは凹部で形成されている。
【0004】このような構成の磁気ディスクを内蔵した
ハードディスク装置によれば、例えばコンピュータ固有
のプログラムを読み出し専用のデータゾーンのデータト
ラックに予め記録しておき、そのプログラムを用いて作
成したファイルをユーザの領域である書き換え可能のデ
ータゾーンのデータトラックに記録し再生するという使
い方が可能となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した磁
気ディスクの読み出し専用のデータゾーンのデータトラ
ックのパターンは、書き換え可能のデータゾーンのデー
タトラックのパターンと異なっているため、ヘッドスラ
イダの浮上量が読み出し専用のデータゾーンと書き換え
可能のデータゾーンとで異なることになる。従って、ヘ
ッドスライダの浮上量の変動を引き起こし、磁気ヘッド
によるデータ等の記録再生を安定に行うことができなく
なるという問題があった。
【0006】このヘッドスライダの浮上量を磁気ディス
クの全面にわたって一定にするには、読み出し専用のデ
ータゾーンの凹凸部の段差と書き換え可能のデータゾー
ンの凹凸部の段差を異ならせれば良い。しかし、磁気デ
ィスクの基板を製造する際に用いるスタンパの作成工程
が複雑になり、生産コストが上昇するという欠点があっ
た。つまり、スタンパの表面に塗布されたレジストにレ
ーザ光を照射し穴明けして凹凸部を設けるので、凹凸部
の段差はレジスト厚により決定される。従って、凹凸部
の段差を異ならせるには、レジスト厚を異ならせなけれ
ばならず、作成が困難となる。
【0007】この発明は、以上の点に鑑み、磁気ディス
クの全面にわたってヘッドスライダの浮上量の変動を抑
制することができる磁気ディスク及びその磁気ディスク
を備えた磁気ディスク装置を提供することを目的として
いる。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、この発明に
よれば、浮上型のヘッドスライダに搭載されている磁気
ヘッドにより、データ等が再生される凹凸部で成る読み
出し専用の領域と、データ等が記録再生される凹凸部で
成る書き換え可能の領域とを有する磁気ディスクであっ
て、前記読み出し専用の領域における前記ヘッドスライ
ダの負荷容量と、前記書き換え可能の領域における前記
ヘッドスライダの負荷容量とを同一にすることにより達
成される。
【0009】上記構成によれば、凹凸部の比率によりヘ
ッドスライダの浮上量が左右されることに着目し、読み
出し専用の領域におけるヘッドスライダの負荷容量と、
書き換え可能の領域におけるヘッドスライダの負荷容量
とを等しくしているので、磁気ディスクの全面にわたっ
てヘッドスライダの浮上量を一定に保つことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を添付図を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に述
べる実施の形態は、この発明の好適な具体例であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、こ
の発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限
定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるも
のではない。
【0011】図1は、この発明の磁気ディスク装置の実
施形態であるハードディスク装置の構成例を示す斜視図
である。このハードディスク装置1は、アルミニウム合
金等により形成された筐体2の平面部の裏側にスピンド
ルモータ9が配設されていると共に、このスピンドルモ
ータ9によって角速度一定で回転駆動される磁気ディス
ク3が備えられている。
【0012】さらに、この筐体2には、アーム4が垂直
軸4aの周りに揺動可能に取り付けられている。このア
ーム4の一端には、ボイスコイル5が取り付けられ、ま
たこのアーム4の他端には、ヘッドスライダ6が取り付
けられている。筐体2上には、ボイスコイル5を挟持す
るように、マグネット7a、7bが取り付けられてい
る。ボイスコイル5及びマグネット7a、7bにより、
ボイスコイルモータ7が形成されている。
【0013】このような構成において、ボイスコイル5
に外部から電流が供給されると、アーム4は、マグネッ
ト7a、7bの磁界と、このボイスコイル5に流れる電
流とによって生ずる力に基づいて、垂直軸4aの周りを
回動する。これにより、アーム4の他端に取り付けられ
たヘッドスライダ6は、図2にて矢印Xで示すように、
磁気ディスク3の実質的に半径方向に移動する。従っ
て、このヘッドスライダ6に搭載された磁気ヘッド8
(図3参照)は、磁気ディスク3に対してシーク動作
し、磁気ディスク3の所定のデータトラック等に対して
データ等の再生を行なう。
【0014】ここで、ヘッドスライダ6は、図3に示す
ように、その下面の両側にエアベアリングサーフェイス
として作用するレール6a、6bが形成されていると共
に、このレール6a、6bの空気流入端側にはテーパ部
6c、6dが形成されている。これにより、ヘッドスラ
イダ6が、回転する磁気ディスク3の表面に接近したと
き、磁気ディスク3の回転に伴ってレール6a、6bと
磁気ディスク3の表面との間に流入する空気流により浮
揚力を受ける。この浮揚力によって、ヘッドスライダ6
及び磁気ヘッド8は、磁気ディスク3の表面から微小間
隔(浮上量)をもって浮上走行するようになっている。
【0015】図4は、この発明の磁気ディスクの実施形
態を示す平面図、図5(A)は内周側の半径方向の断面
構造図、同図(B)は内周側の円周方向の断面構造図、
図6(A)は外周側の半径方向の断面構造図、同図
(B)は外周側の円周方向の断面構造図である。この磁
気ディスク3の合成樹脂、ガラス、アルミニウム等より
成る基板31には、凹凸部で成るデータ記録領域(デー
タゾーン)と制御信号記録領域(サーボゾーン)とがそ
れぞれ放射状に形成され、その表面に磁性膜32が形成
されている。そして、磁気ディスク3の内周側はデ−タ
等が再生される読み出し専用の領域となっており、外周
側はデ−タ等が記録再生される書換え可能の領域となっ
ている。
【0016】即ち、読み出し専用のデータゾーンには、
同心円状であって、データ等を記録するためのデータト
ラックDTRが凹凸部となるように形成され、書き換え
可能のデータゾーンには、同心円状であって、データ等
を記録するためのデータトラックDTWが凸部となるよ
うに形成され、それぞれの隣接するデータトラックDT
R、DTWを区分するためのガードバンドGBR、GB
Wが凹部となるように形成されている。また、サーボゾ
ーンには、データトラックDTR、DTWを特定するた
めのグレイコード、サーボクロックを生成する際の基準
となるクロックマーク及び磁気ヘッド8をトラッキング
制御するためのファインパターン等のサーボパターンS
PR、SPWが凸部もしくは凹部となるように形成され
ている。このような磁気ディスク3によれば、1枚の磁
気ディスク3でデータ等が再生される読み出し専用の機
能とデータ等が記録再生される書き換え可能の機能を持
たせることができる。
【0017】上述した磁気ディスク3は、光技術を利用
して製造することができ、その製造方法を図7及び図8
で説明する。先ず、ガラス原盤41の表面に例えばフォ
トレジスト42をコーティングする。このフォトレジス
ト42がコーティングされたガラス原盤41をターンテ
ーブル43上に載置して回転させ、例えば凹部を形成す
るフォトレジスト42の部分にのみレーザ光44を照射
してパターンカッティングする。レーザ光44を照射し
た後、フォトレジスト42を現像してフォトレジスト4
2の露光部分を除去する。フォトレジスト42の露光部
分が除去されたガラス原盤41の表面にニッケル45を
メッキする。そして、このニッケル45をガラス原盤4
1から剥がしてスタンパ46とする。
【0018】次に、スタンパ46を用いて基板31を成
形する。そして、基板31の表面に磁性膜32をスパッ
タリング等により成膜して磁気ディスク3とする。そし
て、この磁気ディスク3を以下の方法により着磁する。
磁気ディスク3を着磁装置47にセットし、図8の矢印
aで示す方向に回転走行させる。そして、図9(A)に
示すように、着磁用磁気ヘッド48に第1の直流電流を
印加しながら、着磁用磁気ヘッド48を磁気ディスク3
上の半径方向にトラックピッチで移動させ、磁気ディス
ク3の凸部と凹部の磁性膜32を全て同一方向に一旦磁
化する。その後、同図(B)に示すように、第1の直流
電流とは逆極性で、電流値が第1の直流電流に比べ小さ
い第2の直流電流を着磁用磁気ヘッド48に印加しなが
ら、着磁用磁気ヘッド48を磁気ディスク3上の半径方
向にトラックピッチで移動させ、磁気ディスク3の凸部
の磁性膜32のみを逆向きに磁化し、データ等や位置決
め信号(ファインパターン、クロックマーク等)の書き
込みを行う。
【0019】ところで、ヘッドスライダ6の浮上量の変
動を評価するパラメータとして、ヘッドスライダ6を任
意の浮上量及び任意の姿勢に固定し、そのときにヘッド
スライダ6が受ける圧力を計算した負荷容量を用いるこ
とができる。このヘッドスライダ6の負荷容量の計算に
は、平均隙間理論を用いている。即ち、ヘッドスライダ
6の進行方向に対して平行な凸部と凹部の比率及び凹凸
部の段差と、ヘッドスライダ6の進行方向に対して垂直
な凸部と凹部の比率及び凹凸部の段差が等しい場合は、
平行な凹凸部を設けた面上でのヘッドスライダ6の浮上
量は、垂直な凹凸部を設けた面上でのヘッドスライダ6
の浮上量と比べて大きくなる。
【0020】さらに、ヘッドスライダ6の進行方向に対
して平行な凹凸部と垂直な凹凸部を混合して設けた面上
でのヘッドスライダ6の浮上量は、平行な凹凸部を設け
た面上でのヘッドスライダ6の浮上量と垂直な凹凸部を
設けた面上でのヘッドスライダ6の浮上量の間の値とな
る。また、平行な凹凸部及び垂直な凹凸部の段差が大き
くなればなるほど、ヘッドスライダ6の浮上量は小さく
なる。(”Averaged Reynolde Eq
uation Extended to Gas Lu
brication Possessing Surf
ace Roughness in the Slip
Flow Regime:Approximate
Method and Confirmation E
xperiments”ASME Journal o
f Tribology,vol.111,1989,
pp.495−503,Mitsuya etc.参
照)。
【0021】上述した磁気ディスク3における書き換え
可能のデータゾーンのデータトラックDTWとガードバ
ンドGBWは、ヘッドスライダ6の進行方向に対して平
行な凹凸部と同様のものであるが、読み出し専用のデー
タゾーンのデータトラックDTRとガードバンドGBR
は、ヘッドスライダ6の進行方向に対して平行な凹凸部
と垂直な凹凸部が混合されたものである。従って、書き
換え可能のデータゾーンにおけるヘッドスライダ6の負
荷容量と読み出し専用のデータゾーンにおけるヘッドス
ライダ6の負荷容量とを等しくすること、即ち凹凸部の
比率を調節することにより、いずれの領域でもヘッドス
ライダ6の浮上量を一定に保つことができる。
【0022】具体的には、データLGR、即ちトラック
幅(凸部)/トラックピッチ−トラック幅(凹部)を調
節すれば良い。但し、データLGRの調節範囲は、トラ
ック幅とトラックピッチが一致するところまでである。
読み出し専用のデータゾーンのデータトラックDTR
は、図10(A)に示すように、凹凸部(黒色部が凸
部、白色部が凹部)によりデ−タ等が記録されており、
また、凹凸部の比率も信号処理により1.0となるよう
になっているので、そのデータLGRは書き換え可能の
データゾーンのデータトラックDTWのデータLGRと
比べて非常に小さくなっている。
【0023】一方、読み出し専用のデータゾーンのデー
タトラックDTRは、デ−タ等の記録を行わないので、
ガ−ドバンドGBRはほとんど不要であり、トラック幅
を十分に広くとることができる。仮に、図10(B)に
示すように、デ−タトラックDTRが隣接するデ−タト
ラックDTRと接したとしても、サーボ制御により磁気
ヘッド8はデ−タトラックDTRのほぼ中心に配置され
るため、隣接するデ−タトラックDTRのデ−タ等を再
生することはほとんどない。従って、読み出し専用のデ
ータゾーンのデータトラックDTRのトラック幅とトラ
ックピッチは一致しても良いことになる。
【0024】尚、読み出し専用のデータゾーンのデータ
トラックDTRは、トラック幅とトラックピッチが等し
く、かつ凹凸部の比率が1.0であるとき、ヘッドスラ
イダ6の進行方向に対して凹凸部の比率が1.0の垂直
溝であると考えることができる。一方、書き換え可能の
データゾーンのデ−タトラックDTWは、ヘッドスライ
ダ6の進行方向に対して平行溝である。従って、読み出
し専用のデータゾーンのデータトラックDTRにおける
ヘッドスライダ6の浮上量と、書き換え可能のデータゾ
ーンのデ−タトラックDTWにおけるヘッドスライダ6
の浮上量を一定に保つことは、垂直溝と平行溝でのヘッ
ドスライダ6の浮上量を一定に保つことに他ならないこ
とになる。
【0025】ここで、測定用のディスクは、ガラス製で
あって、図10(B)に示すような垂直溝の凹凸部の比
率が1.0の凹凸部で成るデータトラックDTRが、半
径15.5mm〜35.0mmの間で6種類の角度方向
に割り付けられた領域のうちの1つの領域に形成されて
おり、同図(C)に示すような凸部のみで成るデータト
ラックDTWが、以下に示すデータLGRとなるよう
に、残りの5つの領域のうちの4つの領域に形成されて
いる。
【0026】そして、これらのデータトラックDTR、
DTWは、実際の磁気ディスク3と同様の方法で形成さ
れている。即ち、ガラスディスク表面にレジストを塗布
し、このレジスト上にカッティングデータを基にデータ
トラックDTR、DTWのパターンを露光する。そし
て、この露光後、現像してレジストイメージを完成さ
せ、このレジストイメージに倣ってガラスディスクに対
して例えばRIE(反応性イオンエッチング)によりエ
ッチングをしてデータトラックDTR、DTWを形成す
る。
【0027】 領域No. データLGR 1 フラット 2 0.5 3 1.0 4 2.0 5 3.0 6 垂直溝凹凸部比率1.0
【0028】このようなガラスディスクを、凹凸部の段
差が50nmから500nmまで50nm刻みで10種
類作成した。尚、ガラスディスクは、ヘッドスライダ6
の浮上量の測定用のものであるため、磁性層は施されて
おらず、またデータトラックDTRは、実際のデータパ
ターンではなく、図10(B)に示すようなデューティ
(a/b=1)の繰り返しパターンで構成されている。
実際のデータパターンは複雑であるが、信号処理によ
り、直流成分が残らないようにされているので、ヘッド
スライダ6のように十分長い範囲で考えると、デューテ
ィ1の繰り返しと変わらないことになる。
【0029】また、ヘッドスライダ6は一般的な2本レ
ールのテーパフラットの50%ナノスライダであり、ス
ライダ長は2.0mm、スライダ幅は1.6mm、レー
ル幅は200μm、荷重は3.5gfである。このよう
なヘッドスライダ6をガラスディスクの半径30.2m
mに位置させ、ガラスディスクを4000rpmで回転
させたときのヘッドスライダとガラスディスクの相対速
度は7.0m/sとなり、ヘッドスライダの浮上量は約
50nm程度となる。
【0030】図11は、凹凸部の段差とデータLGRと
の関係を、データトラックDTRにおけるヘッドスライ
ダ6の浮上量とデータトラックDTWにおけるヘッドス
ライダ6の浮上量との差をパラメータとして示す図であ
る。同図からも明らかなように、凹凸部の段差が小さい
方が、また、データLGRが小さい方が、データトラッ
クDTRにおけるヘッドスライダ6の浮上量とデータト
ラックDTWにおけるヘッドスライダ6の浮上量との差
は小さい。また、データトラックDTRがガードバンド
GBRを持つ場合、ガードバンドGBRを持たない場合
よりも小さなデータLGRでないと、データトラックD
TRにおけるヘッドスライダ6の浮上量とデータトラッ
クDTWにおけるヘッドスライダ6の浮上量との差を浮
上量の10%以下にすることができないことを考える
と、データLGRが4.5以上では上記10%以下にす
ることは困難であることが判る。
【0031】ヘッドスライダ6の浮上変動量の許容値は
一般的に±20%、望ましくは±10%と規定されてい
る。よって、ヘッドスライダ6の浮上量を50nmとす
る場合には、ヘッドスライダ6の浮上変動量を20nm
p−p、望ましくは10nm p−pとすれば良いこ
とになる。従って、データトラックDTWとガードバン
ドGBWの比率をR、凹凸部の段差をhとすると、数
1、望ましくは数2を満たす磁気ディスク3とすれば良
い。
【0032】
【数1】
【数2】尚、上記実験では、データゾーンの凸部と凹部
の比率を変化させたが、データゾーンやサーボゾーンと
いったゾーンの種類には影響されずに同様の結果とな
る。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
磁気ディスクの全面にわたってヘッドスライダの浮上量
の変動を抑制することができるので、磁気ヘッドによる
データ等の再生を安定に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の磁気ディスク装置の実施形態である
ハードディスク装置の構成例を示す斜視図。
【図2】図1に示すハードディスク装置のヘッドスライ
ダの動作例を示す斜視図。
【図3】図1に示すハードディスク装置のヘッドスライ
ダの詳細例を示す斜視図。
【図4】この発明の磁気ディスクの実施形態を示す平面
図。
【図5】図4に示す磁気ディスクの内周側の半径方向の
断面構造図及び円周方向の断面構造図。
【図6】図4に示す磁気ディスクの外周側の半径方向の
断面構造図及び円周方向の断面構造図。
【図7】図4に示す磁気ディスクの製造方法を説明する
ための第1の図。
【図8】図4に示す磁気ディスクの製造方法を説明する
ための第2の図。
【図9】図4に示す磁気ディスクの製造方法を説明する
ための第3の図。
【図10】図4に示す磁気ディスクに形成されるデータ
トラックの例を示す平面図。
【図11】凹凸部の段差とデータLGRとの関係を図1
0に示すデータトラックにおけるヘッドスライダの浮上
量の差をパラメータとして示す図。
【符号の説明】
1・・・ハードディスク装置、2・・・筐体、3・・・
磁気ディスク、4・・・アーム、4a・・・垂直軸、5
・・・ボイスコイル、6・・・ヘッドスライダ、6a・
・・レール、6b・・・レール、6c・・・テーパ部、
6d・・・テーパ部、7・・・ボイスコイルモータ、7
a・・・マグネット、7b・・・マグネット、8・・・
磁気ヘッド、9・・・モータ、31・・・基板、32・
・・磁性膜、41・・・ガラス原盤、42・・・フォト
レジスト、43・・・ターンテーブル、44・・・レー
ザ光、45・・・ニッケル、46・・・スタンパ、47
・・・着磁装置、48・・・着磁用磁気ヘッド

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 浮上型のヘッドスライダに搭載されてい
    る磁気ヘッドにより、データ等が再生される凹凸部で成
    る読み出し専用の領域と、データ等が記録再生される凹
    凸部で成る書き換え可能の領域とを有する磁気ディスク
    であって、 前記読み出し専用の領域における前記ヘッドスライダの
    負荷容量と、前記書き換え可能の領域における前記ヘッ
    ドスライダの負荷容量とが同一であることを特徴とする
    磁気ディスク。
  2. 【請求項2】 浮上型のヘッドスライダに搭載されてい
    る磁気ヘッドにより、データ等が再生される凹凸部で成
    る読み出し専用の領域と、データ等が記録再生される凹
    凸部で成る書き換え可能の領域とを有する磁気ディスク
    であって、 前記書き換え可能の領域の凹凸部の比率が、4.5以下
    であることを特徴とする磁気ディスク。
  3. 【請求項3】 浮上型のヘッドスライダに搭載されてい
    る磁気ヘッドにより、データ等が再生される凹凸部で成
    る読み出し専用の領域と、データ等が記録再生される凹
    凸部で成る書き換え可能の領域とを有する磁気ディスク
    であって、 前記読み出し専用の領域の凸部の幅とピッチとが等しい
    ことを特徴とする磁気ディスク。
  4. 【請求項4】 前記書き換え可能の領域の凹凸部の比率
    をR、凹凸部の段差をhとした場合、数1を満たす請求
    項3に記載の磁気ディスク。 【数1】
  5. 【請求項5】 前記書き換え可能の領域の凹凸部の比率
    をR、凹凸部の段差をhとした場合、数2を満たす請求
    項3に記載の磁気ディスク。 【数2】
  6. 【請求項6】 凹凸部で成る読み出し専用の領域と書き
    換え可能の領域とを有する磁気ディスクと、 前記磁気ディスクの表面上で浮上して前記磁気ディスク
    の半径方向へ移動するヘッドスライダと、 前記ヘッドスライダに搭載され、前記磁気ディスクに対
    してデータ等を再生や記録する磁気ヘッドとを備えた磁
    気ディスク装置であって、 前記読み出し専用の領域における前記ヘッドスライダの
    負荷容量が、前記書き換え可能の領域における前記ヘッ
    ドスライダの負荷容量と同一であることを特徴とする磁
    気ディスク装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6563673B2 (en) * 2000-09-12 2003-05-13 Seagate Technology Llc Method and apparatus for minimizing slider fly heights over patterned media
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