CN1734572A - 用于垂直磁记录的图形化盘介质和具有其的磁盘驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于垂直磁记录的图形化盘介质和具有该介质的磁盘驱动器。该图形化盘介质(1)，包括：盘状平坦基板(10)，其包括第一表面(SA)和位于所述第一表面相反侧的第二表面(SB)。在所述第一表面(SA)设置第一伺服图形区域(11)，其包括具有磁性部件(3A)的部分和没有磁性部件的部分。在所述第二表面(SB)上设置第二伺服图形区域，其包括具有磁性部件(3B)的部分和没有磁性部件的部分。所述第一和第二伺服图形区域的所述磁性部件(3A和3B)在与所述第一和第二表面(SA和SB)垂直的方向上被磁化。所述第二图形区域的磁性部件(3B)的表面的磁极性不同于所述第一图形区域(11)的磁性部件(3A)的表面的磁极性。

Description

用于垂直磁记录的图形化盘介质 和具有其的磁盘驱动器
技术领域
本发明涉及用于垂直磁记录的图形化(patterned)盘介质，其中在盘状基板的每个表面上提供分别包括多个磁性部件的伺服图形(pattern)区域。更具体地说，本发明涉及用于垂直磁记录的图形化盘介质，其中在盘状基板的每个表面上的伺服图形区域中包括的磁性部件在与每个表面垂直的方向上被磁化。本发明还涉及具有该图形化盘介质的磁盘驱动器。
背景技术
通常，在驱动器中安装的盘状磁记录介质(盘介质)上预先或在磁盘驱动器的初始化时记录伺服信息。伺服信息包括在盘介质上的目标位置处定位磁头所需的位置信息。记录伺服信息的区域被称为伺服区域。
日本专利申请KOKAI公开No.2003-22634(现有技术文献1)描述了与图形化盘介质相关的技术。图形化盘介质是这样的磁盘介质，其中预提供每个伺服区域(伺服区)中的伺服图形作为由磁层构成的不规则表面图形。现有技术文献1还公开了所谓的离散轨道记录(DTR)技术，用于形成也使用图形的数据轨道，并形成沿轨道的沟槽。DTR是期望能够改善每个数据区域中的错误率并增加表面记录密度的磁记录技术。
如果伺服图形仅仅由具有磁表面层的基板上的不规则图形构成，则不能使用它作为伺服信息。为了实现可用于伺服信息的伺服图形，需要可靠磁化图形的初始化过程。现有技术文献1公开了下述两阶段磁化方法。
首先，在旋转图形化盘介质的同时，在盘介质的外边缘和内边缘之间移动磁头。此时，磁头在第一方向上产生铁磁场(第一磁场)。结果，在盘介质的凹入和凸出部分上提供的磁层(即盘介质的整个表面)在第一方向上被磁化。随后，在再次旋转盘介质的同时，再次在盘介质的外边缘和内边缘之间移动磁头。此时，磁头在与第一方向相反的第二方向上产生磁场(第二磁场)。第二磁场弱到很少影响盘介质的凹入部分。由于第二磁场，在盘介质的每个凸出部分上的磁层的磁化反转。这样，只有盘介质的凸出部分在第二方向上被磁化。
在日本专利申请KOKAI公开No.9-54946(现有技术文献2)公开了另一两阶段磁化方法。在该文献中描述的图形化盘介质采用纵向记录，并为盘状磁记录介质，其中在表面上形成不规则磁层。在现有技术文献2的两阶段磁化方法中，磁化单元使用强直流电(DC)产生在第一方向上的磁场(第一磁场)。结果，盘介质的凹入和凸出部分的磁化被调节到第一方向上。
之后，磁化单元使用弱DC电流再次产生在与第一方向相反的第二方向上的磁场，该电流很少影响凹入部分。由于第二方向上的磁场(第二磁场)，只有盘介质的凸出部分在第二方向上被磁化。
在日本专利申请公开No.2004-22056(现有技术文献3)公开了又一两阶段磁化方法。文献3中描述的两阶段磁化方法用于双侧垂直磁记录介质(双侧垂直磁盘介质)。在该方法中，首先，通过外部磁场在一个方向上磁化在盘介质的两个表面上形成的平坦磁层，该外部磁场穿透两个磁层。一个磁层的表面磁极性与另一层的不同。随后，使用第一和第二掩模部件，将这些掩模介质的信号图形转移到在盘介质的各个表面上提供的磁层(第一和第二磁膜)。第一和第二掩模部件的每一个都包括与将要转移的图形相对应的磁区。
在现有技术文献1或2中描述的两阶段磁化方法中，当在第一方向上磁化盘介质的整个表面时，由于宽的磁间距产生下述问题。即使使用大的磁头用于磁化，只将比由磁盘驱动器的磁头产生的记录磁场弱的磁场施加到盘介质的磁层的凹入部分。在两阶段磁化方法中，在第一方向上磁化盘介质的整个表面后，在第二方向上产生强度不影响盘介质的凹入部分的磁场。然而，通常不容易可靠地只将盘介质的磁层的凸出部分的磁化反转。
另一方面，在现有技术文献3中描述的两阶段磁化方法中，通过可以穿透两个表面的外部磁场磁化双侧垂直磁盘介质的表面。在此情况下，相比于现有技术文献1或2，可以将足够强的磁场施加到磁盘介质的两个表面上的磁层。然而，在现有技术文献3的两阶段磁化方法中的第二阶段，必须使用第一和第二掩模部件将它们的信号图形转移到磁盘介质的两个表面上的磁层(第一和第二磁膜)。
发明内容
本发明的一个目的是实现用于垂直磁记录的图形化盘介质，其具有简单结构，并具有在其中可靠地嵌入的伺服信息。
根据本发明的一个实施例，提供了一种用于垂直磁记录的图形化盘介质。该图形化盘介质包括：盘状平坦基板，其包括第一表面和位于所述第一表面相反侧的第二表面；第一伺服图形区域，其被设置在所述基板的所述第一表面上，并且每个所述第一伺服图形区域包括具有磁性部件的部分和没有磁性部件的部分，所述第一伺服图形区域的所述磁性部件在与所述第一表面和第二表面垂直的方向上被磁化；以及第二伺服图形区域，其被所述第二伺服图形区域设置在所述基板的所述第二表面上，并且每个包括具有磁性部件的部分和没有磁性部件的部分，所述第二伺服图形区域的所述磁性部件在与所述第一伺服图形区域的所述磁性部件的磁化方向相同的方向上被磁化，所述第二图形区域的磁性部件的表面的磁极性不同于所述第一图形区域的磁性部件的表面的磁极性。
附图说明
在本说明书中结合并构成本说明书的一部分的下列附图说明了本发明的实施例，并结合上述一般的描述和下述实施例的具体描述用于阐述本发明的原理。
图1是说明根据本发明实施例用于双侧垂直磁记录的图形化盘介质1的图形结构的示意图；
图2A是说明在图1中出现的伺服区域11的格式的图；
图2B是说明在图2A中出现的伺服区域11的开始(preamble)部分11A的图形结构图；
图2C是说明在图2A中出现的伺服区域11的突发(burst)部分11C的图形结构图；
图3是盘介质1的剖面图；
图4是说明用于初始化盘介质1的磁化装置40的结构的示意性剖面图；
图5是说明在其中安装有盘介质1的磁盘驱动器的结构的框图；
图6是说明磁头定位控制系统的框图；
图7是说明在图5中出现的读取/写入通道IC 220中结合的地址探测电路的结构的框图；以及
图8是用于阐述在本实施例中在磁头变化时进行的处理的流程图。
具体实施方式
下面，将参考附图说明本发明的实施例。
[用于双侧垂直磁记录的图形化盘介质的图形的概述]
图1是说明根据本发明实施例用于双侧垂直磁记录的图形化盘介质1的图形结构的示意图。盘介质1是小直径(例如0.85英寸)图形化盘介质。盘介质1具有两个表面，即上表面(第一表面)SA和下表面(第二表面)SB(参见图3)。如图1所示，在盘介质1的表面SA上以圆周规则间距形成多个弓形伺服区域(伺服图形区域)11。假定当磁头在盘介质1上移动时，每个弓形伺服区域的弧对应于在驱动器中结合的磁头110-0的轨迹(磁头访问轨迹)。每个伺服区域11沿盘介质1的圆周的长度(宽度)设定为与盘介质1上的半径位置成正比。此外，在盘介质1的表面SB上形成类似于伺服区域11的伺服区域，尽管它们未示出。在表面SA上的伺服区域11设置为与表面SB上的伺服区域镜像对称。即，盘介质1具有正表面和反表面。
如在后面将要描述，盘介质1包括具有两个表面10A和10B的平坦基板10(玻璃基板)(参见图3)。基板10的表面10A和10B分别具有在其上形成的基层2A和2B。在基层2A和2B的每个上形成用作记录层(磁层)并按照特定图形设置的磁性部件。每个伺服区域11由部分记录层构成。
现在将描述盘介质1的表面SA。因为表面SB具有与表面SA相同的结构，因此不对其进行描述。以圆周规则间距设置的盘介质1的基板SA上的伺服区域11，以圆周等分表面SA。伺服区域11将盘介质1的表面SA分割成与区域11的数量相同数量的扇区(伺服扇区)。在图1中，表面SA被分割成15个伺服扇区，以便于说明。然而，实际上，将其分割成100或更多个伺服扇区。
在盘介质1的表面SA上，在相邻伺服区域11的每对之间保持的区域被称为数据区域12。每个数据区域12通常用于记录/再现用户数据。在本实施例中，盘介质1是离散轨道记录(DTR)类型的图形化盘介质。因此，盘介质1的数据区域12预先包括多个以特定节距(轨道节距Tp)同心地形成的环形轨道(未示出)。
磁道被称为离散轨道(DT)。用户数据被记录作为磁道上的磁化图形。磁道由用作记录层的铁磁性材料(例如CoCrPt)构成，并设置为基板10的基层2A上的环形凸起(参见图3)。在每对相邻轨道之间提供不能记录数据并被称为非磁性保护的凸出非磁性部分。这样，在盘介质1上同心设置环形磁道，从而径向地分割磁属性。每个数据区域12由这样的图形构成，其中以特定节距设置磁道，在其之间插入非磁性部分。在如上构造的DTR类型的盘介质1中，防止每个磁道受到相邻轨道的显著影响，其使得盘介质1的记录密度的增加。
如上所述，通过伺服区域11将盘介质1的表面SA分割成与伺服区域11的数量相同的伺服扇区。这意味着在盘介质1的圆周方向上，通过伺服区域11将表面SA上的每个磁道分割成与伺服区域11的数量相同的伺服扇区。此外，注意，不需要图形化每个数据区域12。
[伺服图形结构]
图2A是说明每个伺服区域11的格式的图。此外，图2B和2C分别示出了在图2A中出现的伺服区域11的开始部分11A和突发部分11C的图形结构。图2A的形式和图2B和2C的图形示出了盘介质1的上表面SA侧部分，其中当在盘驱动器中安装盘介质1时盘驱动器的磁头在图中从左到右经过。
每个伺服区域11是预比特(pre-bit)区域，其中含有表明磁头定位所需的伺服信息的磁性部分和非磁性部分的图形。如图2A所示，每个伺服区域11主要包括开始部分11A、地址部分11B和突发部分11C。这样构造每个伺服区域11，从而预先形成(预比特形成)已知伺服信息记录图形(伺服图形)，以使每个磁性部分和非磁性部分分别对应于“1”和“0”。下面将简要描述开始部分11A、地址部分11B和突发部分11C的内容。
开始部分11A用于进行锁相环(PLL)处理、自动获取控制(AGC)处理等。执行PLL处理以同步伺服信息(伺服信号)再现时钟信号与介质图形周期，从而补偿由例如盘介质1的偏移引起的错误。执行AGC处理，以将再现信号的幅度保持到合适的水平。开始部分11A由如图2B所示的垂直条形图形构成，其中条形径向地延伸，并在盘介质1的圆周方向上相互隔离。在此情况下，阴影部分表示非磁性部分(凹入部分)，而非阴影部分表示磁性部分(凸出部分)。或者，条形图形可以构造为阴影部分表示磁性部分(凸出部分)，而非阴影部分表示非磁性部分(凹入部分)。在该实施例中，开始部分11A的每个磁性部分的圆周宽度设定为基本上整个开始部分11A的条形节距的50％。
地址部分11B由称为曼彻斯特代码的图形构成。地址部分11B的图形构造为“1”和“0”分别表示磁性部分和非磁性部分。地址部分11B的图形包括伺服区域标识代码，称为伺服地址标记(SAM)，扇区信息(SEC)和柱体(cylinder)信息(CYL)等。除了柱体信息的地址部分11B的信息对于每个扇区的所有部分共用，并因此由类似于开始部分11A的垂直条形图形构成。然而，在该垂直条形图形中，磁性/非磁性部分的排列在条形间距上不均匀。
另一方面，柱体信息由在伺服轨道之间磁性部件的排列中变化的图形构成。因此，在表示柱体信息的图形中，在盘介质1的径向上发生磁性的断开。具体地说，柱体信息由例如将柱体地址转换为格雷码并然后用曼彻斯特代码表达格雷码所获得的图形构成。众所周知，格雷码用于最小化在搜寻操作期间地址错读的影响。在将柱体地址转换为其的格雷码中，信息在相邻伺服轨道之间变化的比特数最小(1位)。因此，在表示柱体信息的图形中，越靠近最低有效位(LSB)，磁性断开的频率越高。此外，该图形在盘介质1的径向上具有对称性。
突发部分11C是用于探测磁头从对应于目标轨道的目标位置(位于轨道位置)的偏离(偏离轨道量)的偏离轨道探测区域。在突发部分11C中，形成通过在盘介质1的径向上改变特定图形的相位而获取的四个标记。四个标记被称为突发A、B、C和D。如图2C所示的该图形被用于突发部分11C，其中在盘介质1的径向上以与在开始部分11A中采用的相同的阵列节距排列多个标记。突发部分11C的图形的半径阵列节距被设定为与地址部分11B的地址图形变化的节距成正比的值。也就是说，突发部分11C的图形的半径阵列节距被设定为与伺服轨道的节距成正比的值。在图2C中，为了便于绘图，突发部分11C的突发A、B、C和D的每个包括在盘介质1的圆周方向上的三个磁性部件。然而，实际上，突发A、B、C和D的每个在盘介质1的圆周方向上包括例如十个磁性部件，并且这十个磁性部件以伺服轨道的节距两倍的节距重复排列在盘介质1的径向上。通过计算突发A、B、C和D的再现信号的平均幅度来确定偏离轨道量。在该实施例中，突发部分11C由包括突发A、B、C和D的图形(突发图形)构成。然而，可以将不同于突发图形的图形，例如公知的相差伺服图形，用于突发部分11C。如果图形可以用于探测偏离轨道量即可。
[盘介质1的剖面结构和磁化方向]
图3示出了盘介质1的剖面。如图3所示，盘介质1包括平坦玻璃基板10。玻璃基板10包括表面10A和10B。表面10A和10B分别具有在其上形成的基层(SUL)2A和2B。基层2A和2B包括各自的软磁层(高透磁性层)。在基层2A和2B分别提供形成为凸起并用于记录层的磁性部件3A和3B。磁性部件3A和3B由具有垂直磁各向异性的铁磁性物质(例如CoCrPt)构成。在盘介质1的表面SA和SB的每个上分别形成类金刚石碳(DLC)保护膜(保护层)(未示出)，并用润滑剂覆盖。基板10不需要由玻璃构成。如果基板10是非磁性基板即可，并可以由例如铝构成。此外，磁性(铁磁性)部件3A和3B不需要由CoCrPt基材料构成，而可以由其它具有垂直磁各向异性的铁磁性物质如FePt基铁磁性材料构成。盘介质1的表面SA和SB具有不规则性，其反应了磁性部件的存在与否。然而，表面SA和SB可以通过用非铁磁物质如SiO2填充凹入部分来变平。
在图3中，在盘介质1上形成的磁性部件3A和3B上写有箭头“↑”。箭头“↑”表示磁性部件3A和3B的磁化方向。在该实施例中，在生产出盘介质1之后，通过在盘介质1上进行的磁化过程在由箭头“↑”表示的方向上磁化磁性部件3A和3B。在此情况下，磁化磁性部件3A和3B，从而箭头“↑”顶部表示N极，而箭头“↑”底部表示S极。
[盘介质制造方法的概述]
下面将给出用于制造图形化盘介质1的方法的简要说明。该方法包括转移处理，磁性材料处理处理和结束处理。首先，描述用于形成在转移处理中使用的压模的方法。压模制造处理被分为这样的几个步骤：图形绘制，显影和电铸，以及结束步骤。在图形绘制步骤，通过在抗蚀剂覆盖的样板上曝光来绘制应该制成非磁性的磁盘介质的部分。使用用于在旋转样板的同时将电子束施加到样板的曝光装置，在整个样板上从内部边缘到外部边缘进行该曝光绘制。
在显影步骤，显影在曝光绘制之后获取的样板上的抗蚀剂。使所得的样板经受例如反应离子蚀刻(RIE)，从而将具有凹入和凸出部分的图形施加到样板。在电铸步骤，使具有凹入和凸出部分的图形的样板经受导电化处理，从而在样板的表面上电铸镍(Ni)。从具有Ni的样板剥离具有带凹入和凸出部分的图形的Ni板。最后，通过在冲压处理中使Ni板具有内直径和外直径，形成Ni的盘压模。使用该压模，制造图形化盘介质1。在该实施例中，压模的凸出部分对应于将要制成盘介质1的非磁性的部分。如上说述，盘介质1具有两个表面。因此，为了制造盘介质1，需要两个镜像对称压模用于各个表面。
在盘介质制造处理中包括的转移处理中，使用双侧同时转移类型的压印装置进行以下述方式通过压印平版印刷的转移。首先，用抗蚀剂覆盖垂直磁记录盘基板的相反表面。垂直磁记录盘基板指如图3所示的基板10，其中在基板(玻璃基板)10的相反表面上提供的整个基板表面2A和2B上形成具有垂直磁各向异性的磁层。在垂直磁记录盘基板的中心形成孔，通过该孔插入后面描述的主轴马达的轴。使用该孔，垂直磁记录盘基板被夹紧并保持在用于各自表面的两个压模之间。在此情况下，盘基板的整个表面被压模均匀地压住，从而将两个压模的凹入和凸出部分转移到盘基板的抗蚀剂表面。通过该转移过程，将要制成非磁性的部分被形成为凹入抗蚀剂部分。
在下一磁性材料加工处理中，除去凹入抗蚀剂部分，从而暴露将要制成非磁性的磁层的表面部分。在此情况下，保留在将要保留作为图3所示的磁性部件3A和3B的部分上的抗蚀剂，作为凸出抗蚀剂部分。使用这些凸出抗蚀剂部分作为保护层，使盘基板的相反表面经受离子铣削，从而只除去位于凹入部分的磁性部分。这样，形成如图3所示的以希望图形排列的磁性部件3A和3B。在结束处理中，在形成有磁性部件3A和3B的盘基板的相反表面上提供各个DLC保护层，并用润滑剂覆盖。这是盘介质1的完成。然而，此时，盘介质的磁性部件3A和3B还没有被磁化，因此需要通过下面描述的介质磁化方法磁化它们。
[介质磁化方法]
现在将描述介质磁化方法。图4是说明用于初始化(磁化)盘介质1的专用磁化装置40的结构的示意性截面图。使用磁化装置40磁化在盘介质1上形成为凹入部分的磁性部件3A和3B。磁化装置40具有巨大的电磁线圈41，用于产生强磁场。在电磁线圈41的顶部中形成空气间隙42。磁化装置40还具有主轴马达(SPM)43，用于旋转盘介质1。在磁化过程中，通过SPM 43夹紧盘介质1，从而盘介质1的部分位于空气间隙42中。
这里假定盘介质1的部分位于空气间隙42中。在此情况下，当将DC电流供给到电磁线圈41时，线圈41产生强DC磁场。结果，在空气间隙42中，将DC磁场基本垂直于盘介质1的表面施加到盘介质1。该磁场是可以穿透表面SA和SB的外部磁场。该外部磁场在下文中将称为“双侧穿透型外部磁场”。此时，通过SPM 43旋转盘介质1，并在与盘介质1的表面SA和SB垂直的方向上(在此情况下，在图3中由箭头“↑”表示的方向上)，磁化在相同半径位置的环形区域中包括的磁性部件3A和3B。
在该实施例中，用致动器如线性马达(未示出)支撑电磁线圈41，从而电磁线圈41可以在与盘介质1的表面SA和SB平行的方向上移动。在通过SPM 43旋转盘介质1时，电磁线圈41在与表面SA和SB垂直的方向上将DC磁场施加到盘介质1。在此情况下，电磁线圈41在盘介质1的内边缘内部的位置和盘介质1的外边缘外部的位置之间的表面SA和SB上往复运动，由磁性部件3A和3B构成的图形在内边缘和外边缘之间延伸。结果，通过电磁线圈41的空气间隙42扫描盘介质1的整个表面，并在图3中由箭头“↑”表示的方向上均匀地磁化盘介质1的表面SA和SB上的所有磁性部件3A和3B。因此，也在图3中由箭头“↑”表示的方向上磁化属于表面SA的伺服区域11的磁性部件3A和属于表面SB的伺服区域的磁性部件3B。这意味着初始化了每个伺服区域11的伺服图形(伺服信息)，其包括具有磁性部件3A的部分和不具有它们的部分。对于盘介质1的表面SB上的伺服区域一样。这样，在该实施例中，通过初始化(磁化)处理可靠地初始化了盘介质1的表面SA和SB上的每个伺服区域。
当从表面SA上的磁性部件3A和表面SB上的磁性部件3B的各自表面观察时，上述磁化方向，即泄漏磁通量的方向在盘介质1的表面SA和SB之间相反。也就是说，表面SA上的磁性部件3A的表面的磁极与表面SB上的磁性部件3B的表面的磁极相反。在图3的实例中，磁性部件3A的表面的磁极为N，而磁性部件3B的表面的磁极为S。注意，上述盘介质制造处理和初始化(磁化)处理以及磁化之后的盘介质封装处理是一串自动处理，从而没有在错误方向上(在图3所示的相反方向上)磁化盘介质的危险。
[该实施例的优点]
总体上说，在具有由嵌入的磁性和非磁性部分构成的每个伺服图形的图形化盘介质中，如果磁性部分没有相同的磁化特性，则盘驱动器很难从盘介质再现伺服信息。同样，在现有技术文献1所述的常规垂直磁盘介质中，在安装盘介质之前进行初始化(磁化)处理，其中将外部磁场施加到盘介质。然而，现有技术文献1的初始化处理与该实施例的不同之处在于，前者的外部磁场不穿透盘介质的两个表面。因此，在前者中，外部磁场的通量密度显著弱于盘驱动器的记录磁头的通量密度，这使得很难充分地磁化(初始化)嵌入的伺服图形。这就是为什么现有技术的图形化盘介质，在其与盘驱动器结合之后，需要基于例如使用盘驱动器的磁头的DC消除的伺服图形的初始化。
外部磁场不需要是介质穿透型的。如果增加外部磁场的强度，可以进行初始化。然而，在此情况下，为了将相同的磁化特性施加到盘介质的上表面和下表面，需要精细的磁场强度调节。也需要进一步准确控制例如用于初始化盘介质的装置(盘介质初始化装置)中的磁性空气间隙。此外，如果例如外部扰动作用于盘介质初始化装置，则伺服图形的部分磁性彻底地消失，这降低了盘介质的产量。
另一方面，在现有技术文献3中所述的盘介质的初始化过程中，通过双侧穿透型外部磁场磁化盘介质的整个表面。然而，在此情况下，在磁化之后，必须将第一和第二掩模部件的信号图形转移到在盘介质的两个表面上形成的各个磁层(第一和第二磁膜)。
相反，在该实施例中，伺服图形由具有磁性部件的盘介质1的每个表面的部分和不具有磁性部件的每个表面的部分构成。此外，简单地通过双侧穿透型外部磁场(盘介质穿透类型的DC磁场)可靠地磁化(初始化)磁性部件(伺服图形)。因此，只要伺服图形本身物理地正确地形成，没有由于磁化缺陷引起的缺陷(没有伺服缺陷)发生，导致不需要利用盘驱动器的记录磁头的伺服图形初始化处理，如DC消除处理。
此外，在本实施例中，可以以下述方式早期检查通过双侧穿透型外部磁场磁化(初始化)的磁盘介质(图形化盘介质)1的上/下表面。首先，假设在盘驱动器中安装通过双侧穿透型外部磁场磁化(初始化)的盘介质1。在此情况下，面对盘驱动器的下磁头的盘介质1的上表面(正表面)SA具有指向下磁头(N极)的泄漏磁通量。另一方面，面对盘驱动器的上磁头的盘介质1的下表面(反表面)SB具有指向远离下磁头(S极)的泄漏磁通量。因此，本实施例的盘介质1也是有利的，因为简单地通过检查介质1的至少一个表面的磁化方向，可以容易地确定介质1的正和反表面。
通常，包括本实施例的盘介质1的图形化盘介质具有如图1所示的弓形伺服区域。这里假定每个伺服区域由高记录密度的图形(伺服图形)构成。在此情况下，每个伺服区域由必须短于可见光波长(约400nm)的约一百几十纳米的条形图形构成。在该盘介质中，即使伺服图形具有不规则的表面，也很难辨认彩虹的衍射。因此，在常规图形化盘介质中，难以区别正和反表面。
当用在盘驱动器中安装的盘介质形成伺服轨道时，哪一个是盘介质的正或反表面并不重要。然而，在作为本实施例的盘介质1的在其上预形成有伺服区域的该图形化盘介质中，当组装磁头盘组件(HAD)时，哪一个是盘介质的正或反表面非常重要。这是因为在伺服区域中上述信号(开始部分11A、地址部分11B和突发部分11C)的出现顺序很重要。在本实施例的盘介质1中，上表面(正表面)SA是N极侧，而下表面(反表面)SB是S极侧。因此，在本实施例中，可以便于用于检查哪一个表面是正或反表面的测试，因为只要探测了介质的泄漏磁通量的方向即可，其中该测试在盘驱动器中安装盘驱动器制造商提供的磁盘介质时进行。
[磁盘驱动器的结构]
下面将简要描述磁盘驱动器的结构。图5是说明在其中安装有盘介质1的磁盘驱动器的结构的框图。盘驱动器主要包括磁头盘组件(HAD)部分100和印刷电路板(PCB)部分200。HAD部分100是磁盘驱动器的主要单元。HAD部分100包括盘介质(用于垂直磁记录的图形化盘介质)1、一对上和下磁头110-0和110-1、主轴马达(SPM)120、致动器130和磁头放大器IC(HIC)140。
如上所述，盘介质1是将其相反表面处理用于DTR的盘介质，即DTR型图形化盘介质(用于垂直磁记录的图形化盘介质)。因为盘介质1具有正表面和反表面，所以盘介质1在通过上述正/反确认(确定)方法确认其正和反表面之后安装于盘驱动器中是恰当的。磁头110-0和110-1分别与上和下表面SA和SB相对。磁头110-0和110-1的每个通过将具有读取部件和写入部件的磁磁头件安装在作为磁头主要单元的滑动器(ABS)上来形成。读取部件是例如强阻磁部件(GMR)。磁头110-0和110-1安装在致动器130上。
致动器130包括悬臂131-0和131-1，枢轴杆132和音圈马达(VCM)133。悬臂131-0和131-1分别支撑磁头110-0和110-1。枢轴杆132支撑悬臂131-0和131-1，从而它们可以转动。VCM 133是用于致动器130的驱动源。VCM 133将扭矩传到悬臂131-0和131-1以使它们围绕枢轴杆132转动，从而径向地移动磁头110-0和110-1。
磁头110-0和110-1连接到HIC 140，用于放大磁头110-0和110-1的输入/输出信号(磁头信号)。HIC 140固定到例如致动器130的预定部分，并通过柔性电缆(FPC)电连接到PCB部分200。然而，在图5中，为了便于绘制，HIC 140远离致动器130。这样，在该实施例中，HIC 140设置在位于磁头110-0和110-1附近的致动器130上，以减小磁头信号的噪音(SN)。或者，HIC 140可以固定到PCB部分200。
PCB部分200主要包括四个系统LSI，即马达驱动器IC 210、读取/写入通道IC 220、盘控制器(HDC)230和CPU 240。马达驱动器IC 210以恒定的转速驱动SPM 120。马达驱动器IC 210也向VCM 133供给通过由CPU 240指定的VCM操作量确定的电流，从而驱动致动器130。
读取/写入通道IC 220是用于进行与读取/写入操作相关的信号处理的装置。读取/写入通道IC 220由用于进行HIC 140的通道切换并处理到达/来自每个磁头的记录/再现信号的电路构成。HDC 230形成盘驱动器和使用盘驱动器的主机系统(例如个人计算机)之间的接口。
CPU 240是盘驱动器的主要控制器。CPU 240实现磁头定位控制系统，该磁头定位控制系统利用在盘介质1上形成的每个伺服区域11的图形(伺服图形)作为伺服信息。CPU 240包括ROM、RAM、微处理器(MPU)和数字信号处理器(DSP)。ROM存储控制程序(固件程序)。CPU 240，更具体地说，CPU 240的MPU根据控制程序控制盘驱动器。RAM的存储器区域用作例如CPU 240，更具体地说，CPU 240的MPU的工作区域。DSP是由硬件电路构成的处理器，并用于高速处理。或者，CPU 240不具有DSP。在此情况下，CPU 240进行与DSP的那些相对应的计算。这样，图5所示的盘驱动器具有与常规的盘驱动器基本相同的结构，除了在其中安装有盘介质1。
[磁头定位控制系统]
现在将主要给出由图5中出现的CPU 240实现的磁头定位控制系统的结构的说明。图6是说明磁头定位控制系统的结构的框图。在图6中，参考标号C、F、P、S表示系统的传输功能。受控对象P具体对应于包括VCM 133的致动器130。信号处理单元S具体通过读取/写入通道IC 220和CPU 240来实现。部分的偏离轨道量探测处理通过CPU 240来执行。
控制处理单元CP包括作为第一控制器的反馈控制单元C和偏移抑制/补偿单元F。控制处理单元CP通常由CPU 240来实现。信号处理单元S产生位置信息，表明磁头110-i(i＝0，1)的位置即对应于磁头位置(HP)的盘介质1上的当前轨道位置(TP)。基于包括通过在磁头位置(HP)正下方的伺服区域11再现的地址信息的再现信号(伺服再现信号)，产生位置信息。
第一控制器(反馈控制单元C)输出反馈(FB)操作值(U1)，用于减小目标轨道位置(RP)和对应于磁头110-i(i＝0，1)的当前轨道位置(TP)之间的位置错误(E)。第二控制器(偏移抑制/补偿单元F)是前向反馈(FF)补偿单元，用于补偿盘介质1上的轨道的形状和在旋转盘介质的同时发生的振动。第二控制器具有存储预校准的偏移补偿值的存储器表(偏移补偿值表)。第二控制器通常不使用位置错误(E)，而参考基于由信号处理单元S提供的伺服扇区信息的存储器表，从而输出对应于伺服扇区信息的偏移补偿值作为FF操作值U2。
控制处理单元CP将第一和第二控制器的输出U1和U2相加，并将作为控制值U的相加结果提供到受控对象P(VCM 133)。结果，驱动磁头110-i。存储器表(偏移补偿值表)在初始化盘驱动器期间经历校准过程。当位置错误(E)高于当前值时，启动再校准过程。结果，更新了存储器表中存储的偏移补偿值
[盘驱动器中的偏离轨道量探测处理]
现在将给出基于伺服再现信号探测偏离轨道量(位置错误)的处理的简要说明。通过SPM 120以恒定的转速旋转盘介质1。由悬臂131-i(i＝0，1)通过在其上提供的万向节弹性支撑磁头110-i(i＝0，1)。磁头110-i被设计成在盘介质1上浮动，通过在旋转盘介质1时产生的空气压力在其之间插入微空气间隙。这样，磁头110-i的读取部件可以通过保持的恒定磁性间隙探测盘介质1的磁层的泄漏磁通量。
当旋转盘介质1时，盘介质1上的伺服区域11在磁头110-i正下方以规则间隔经过。结果，通过磁头110-i以规则间隔再现伺服区域11上的伺服图形信息。可以通过探测在由磁头110-i再现的伺服图形信息中即在伺服信息(伺服再现信号)中的轨道位置信息，来以规则间隔执行伺服处理。
一旦确认了伺服地址标记(伺服区域标识代码)，HDC 230可以估计下一个伺服区域11到达在磁头110-i正下方的位置的时间，因为伺服区域11在磁头110-i正下方以规则间隔经过。HDC 230在伺服区域11的开始部分11A在磁头110-i正下方经过那一刻声明已知伺服门(gate)信号，从而使读取/写入通道IC 220启动伺服处理。
现在参考图7，将描述通过读取/写入通道IC 220的信号处理。图7示出了在读取/写入通道IC 220中结合的地址探测电路的结构。将通过磁头110-i产生并通过HIC 140放大的再现信号输入读取/写入通道IC 220，其中再现信号经历使用均衡器221的模拟过滤处理(纵向信号均衡处理)，并然后使用模拟到数字转换器(ADC)222采样作为数字值。
盘介质1的泄漏磁通量是垂直磁化通量，并每个伺服图形是磁性部分和非磁性部分的结合。然而，通过HIC 140的高通特性和通过均衡器221的纵向信号均衡处理，完全除去在来自开始部分11A的再现信号中包含的DC偏置(offset)分量。结果，在模拟过滤来自开始部分11A的再现信号之后获得的信号，即均衡器221的输出，基本上是伪正弦波信号。该信号不同于常规垂直磁记录盘介质获得的信号之处仅在于其幅度为1/2的。
读取/写入通道IC 220根据再现信号的相位切换处理。即，它进行同步获取处理、地址读取处理和突发处理等。在同步获取处理中，用于再现的时钟信号与介质图形周期同步。更具体地说，在同步获取处理中，ADC 222的采样时间与正弦波再现信号同步。在同步获取处理中，进行用于将来自ADC 222的信号输出的幅度调节到特定水平并表明数字采样值的AGC处理。在该处理中，在四个点上分别采样每个介质图形的“1”和“0”的周期。
在地址读取处理中，读取地址信息(扇区/柱体信息)。更具体地说，在地址读取处理中，通过有限冲激响应(FIR)过滤器223减小从ADC 222输出表明的一系列数字采样值和信号的噪声。随后，将过滤器223的输出发送到Viterbi译码器224，其中输出经历基于最大似然估计的Viterbi译码处理。结果，将通过磁头110-i产生并通过HIC 140放大的再现信号译码成二进制数据。将所得的二进制数据发送到灰度处理器225，其中二进制数据经历灰度代码反向转换处理，从而将二进制数据转换成地址信息(扇区/柱体信息)。这样，获得了定位磁头110-i的伺服轨道上的信息。
在突发处理中，通过与读取/写入通道IC 220结合的突发处理电路(未示出)获取突发信息，并基于突发信息探测(计算)偏离轨道量。在突发处理中，以突发(突发信号图形)A、B、C、D的顺序采样保持并积分信号的幅度。突发处理电路向CPU 240提供与突发A、B、C、D的信号幅度的平均值相对应的电压值，并产生伺服中断到CPU 240。一旦接收到伺服中断，CPU 240使用在CPU 240中结合的ADC顺序读取与突发A、B、C、D的信号幅度的平均值相对应的电压值(突发信息)。基于读取的突发信息，CPU 240使用DSP计算偏离轨道量。通过偏离轨道量和在地址读取处理中获取的伺服轨道信息，CPU 240准确地探测磁头的伺服轨道位置。
[在磁头改变期间进行的处理]
现在将给出当磁头从110-0改变到110-1或反之时进行的处理的说明。在图5所示的盘驱动器中，使用磁头110-0从盘介质1的上表面SA的记录层再现信号，而使用磁头110-1从盘介质1的下表面SB的记录层再现信号。然而，在本实施例中，因为上和下表面SA和SB具有不同的磁特性，在磁头改变期间进行的处理不同于现有技术的处理。
这里假定由于来自主机系统的用户的数据访问请求需要改变轨道(目标轨道)以访问。在此情况下，CPU 240根据控制程序确定当前选择的磁头(当前磁头)是否与对应于将要访问的轨道(目标轨道)的磁头(目标磁头)一致。如果当前磁头不同于目标磁头，CPU 240转向在磁头改变期间进行的处理。在磁头改变期间的常规处理中，切换通过读取/写入通道IC 220处理的HIC 140的信号，从而基于通过目标磁头(与目标轨道相对应的磁头)读取的轨道位置信息启动用于将目标磁头移动到目标轨道的搜寻处理。相反，在本实施例中，进行与常规处理不同的在磁头改变期间进行的处理。
参考图8的流程图，将描述在本实施例中，在磁头改变期间进行的处理。首先，CPU 240对HDC 230进行注册操作，从而请求磁头到目标磁头的改变和磁头极性的反转(步骤S1)。通过设定与目标磁头的磁头编号是奇数还是偶数相对应的合适的极性，进行磁头极性的反转。此外，磁头极性的设定包括用于记录的写极性的反转以及再现信号的极性反转。
然后，CPU 240将操作图形从通常模式转向伺服搜索模式，并请求HDC 230进行伺服搜索(步骤S2和S3)。伺服搜索模式用于探测在每个伺服区域11的地址部分11B的顶部中嵌入的伺服地址标记(SAM)。通过探测的伺服地址标记，可以估计伺服区域11在目标磁头110-i正下方经过的时间。当伺服区域经过时间不明确时，例如当启动盘驱动器时，使用伺服搜索模式。此外，在例如当发生在估计的时间内没有探测到伺服区域11的错误(伺服丢失错误)时，也使用伺服搜索模式。
响应于来自CPU 240的请求，HDC 230设定用于HIC 140的再现信号的极性，并切换用于读取/写入通道IC 220的处理信号。结果，将要通过读取/写入通道IC 220处理的再现信号切换成与通过目标磁头再现的信号相对应的HIC 140的输出信号，并反转再现信号的符号。在本实施例中使用的盘介质1中，它们的上和下表面表现出不同的泄漏磁通量极性。然而，如果进行上述极性设定，从目标磁头输出并通过读取/写入通道IC 220处理的再现信号明显表现出相同的特性，而不论目标磁头是否是上还是下磁头。
读取/写入通道IC 220对由目标磁头再现的并且其极性被适当反转的HIC 140的输出信号执行SAM(伺服地址标记)探测(步骤S4)。读取/写入通道IC 220通过HDC 230将表明SAM探测是否成功的SAM探测结果发送到CPU 240。一旦接收到SAM探测结果(步骤S5)，CPU 240通过该结果确定SAM探测是否成功(步骤S6)。如果确定SAM探测已经成功，CPU 240将程序进行到步骤S7，其中CPU 240进行用于HDC 230的注册操作，从而将图形从伺服搜索模式返回到通常模式。在通常模式中，进行下述伺服再现处理。首先，以规则的伺服间隔读取伺服图形信息(伺服信息)。基于读取的伺服图形信息，计算磁头定位控制量。基于控制量，将磁头110-i移动到目标轨道。
[在磁头改变期间处理的优点]
在本实施例中使用的盘介质1中，上和下表面表现出相反的伺服图形极性。因此，如果再现伺服信息(伺服信号)而极性不反转，将会出现问题。也就是说，因为“数据1”部分和“数据0”部分之间的关系在盘介质1的上和下表面之间相反，将错误地识别在地址部分11B上记录的代码。此外，在开始同步中发生180度的相位差，其使SAM探测本身很难。因此，难以从盘介质1的一个表面再现伺服信息。鉴于此，至少当再现伺服信息时，需要进行对应于盘介质的一个表面的磁化方向的极性反转(用于探测的磁极性的反转)。
在本实施例中，不仅在再现伺服信息时，而且在将数据写入数据区域并从数据区域读取时，进行每个磁头极性反转。在本实施例中，不仅进行从在HIC 140中结合的放大器(GMR探测放大器)输出的信号(即放大的再现信号)的极性反转(即进行用于探测的磁极性的反转)，而且进行用于记录的磁极性的反转，即供给到记录磁头的记录电流的极性反转。因此，关于数据区域12，在盘介质1的上和下表面之间的特性完全一样，因此例如在其之间没有错误率差别。另一方面，用户数据“1”和“0”的排列和记录层的磁化方向之间的关系在盘介质1的上和下表面之间仅仅相反。因此，即使当进行本实施例的上述处理时也不存在问题。
相反，假定没有反转记录磁头的当前极性。在此情况下，在盘介质1的上表面侧上的每个数据区域中的“数据1”和“数据0”部分以及记录层的磁化方向，对应于在下表面侧上的那些。然而，在数据读取期间，任何时候从每个数据区域12和伺服区域11再现信息时，必须对盘介质1的一个表面侧进行极性反转。这是不希望的，因为它使通过CPU 240的控制程序的处理变得复杂，并需要大量时间来响应磁性反转处理。然而，在本实施例中在磁头改变期间进行的处理是一个非常简单的处理，并可以处理盘介质1，其中每个伺服区域11的磁化方向在上和下表面之间不同。
此外，在磁头改变期间进行的处理中，进行SAM探测(SAM搜索)处理。从通常伺服再现处理获取的伺服信息的可靠性高于从SAM探测处理获取的可靠性。然而，如果在盘介质1的上和下表面的对应伺服区域(伺服扇区)之间存在相位错误，将出现问题。这里假定利用HDA中安装的盘介质，如常规磁盘介质写入伺服信息(进行伺服轨道写入)。在此情况下，即使进行磁头改变，SAM探测也很少具有失败的危险，因为保持了伺服扇区的穿越时间。然而，因为通过使用不同压模的转移形成本实施例的盘介质1的上和下图形，同步开始采样并因此SAM探测将彻底失败，即使相当满意地对准了上和下表面。
通常，当CPU 240不能以规则间隔进行伺服信息的读取时，它执行重试处理。如果重试处理再次失败，CPU 240确定发生了伺服丢失错误。此时，CPU 240转向恢复SAM探测。然而，该复杂的处理导致在磁头改变期间访问性能的下降。相反，在本实施例中，在进行磁头改变的一开始执行SAM探测。这防止了具有盘介质1的盘驱动器的访问性能的下降，在该盘介质1中很难防止上和下表面的伺服区域之间的相位不对准。
如上所述，在本实施例中采用的图形化盘介质1中，分别在上和下表面SA和SB上提供形成伺服图形的磁性部件3A和3B。在磁性部件3A的表面处探测的磁化方向与在磁性部件3B的表面处探测的磁化方向相反。当在盘驱动器中安装如此构造的盘介质1时，可以实现高密度记录。此外，可以省略盘介质1的初始化处理，例如伺服轨道写入。从而可以提高盘驱动器的产量，并可以显著降低盘驱动器的制造成本。
在磁头改变期间的上述处理中，用于探测和用于记录的磁极性被同时反转。可选地，在磁头改变期间，只反转用于探测的磁极性。在此情况下，不存在伺服信息再现的问题，但是需要从每个数据区域12读取数据。也就是说，在读取期间，在从盘介质1的一个表面上的每个数据区域12和数据区域11读取数据的任何时候，必须重复磁极性的反转。
对本领域的技术人员来说，其它的优点和修改将是显而易见的。因此，本发明在其更宽范围内并不限于这里示出和说明的具体细节和代表性实施例。因此，只要不脱离所附权利要求书和其等同替换限定的一般发明构思的精神或范围，可以进行各种修改。

Claims (8)

1.一种用于垂直磁记录的图形化盘介质，其特征在于包括：
盘状平坦基板，其包括第一表面和位于所述第一表面相反侧的第二表面；
第一伺服图形区域，其被设置在所述基板的所述第一表面上，并且每个所述第一伺服图形区域包括具有磁性部件的部分和没有磁性部件的部分，所述第一伺服图形区域的所述磁性部件在与所述第一表面和第二表面垂直的方向上被磁化；以及
第二伺服图形区域，其被设置在所述基板的所述第二表面上，并且每个所述第二伺服图形区域包括具有磁性部件的部分和没有磁性部件的部分，所述第二伺服图形区域的所述磁性部件在与所述第一伺服图形区域的所述磁性部件的磁化方向相同的方向上被磁化，所述第二图形区域的所述磁性部件的表面的磁极性不同于所述第一图形区域的所述磁性部件的表面的磁极性。
2.根据权利要求1的图形化盘介质，其特征在于包括所述第一伺服图形区域的所述磁性部件的磁性部件在所述基板的所述第一表面上凸出，并且包括所述第二伺服图形区域的所述磁性部件的磁性部件在所述基板的所述第二表面上凸出。
3.根据权利要求2的图形化盘介质，其特征在于在所述第一表面和第二表面的所有磁性部件之间嵌入非磁性部件，从而使所述第一表面和所述第二表面变平。
4.一种用于确定用于垂直磁记录的图形化盘介质的正表面和反表面的方法，所述图形化盘介质包括：盘状平坦基板，其包括第一表面和位于所述第一表面相反侧的第二表面；第一伺服图形区域，其被设置在所述基板的所述第一表面上，并且每个所述第一伺服图形区域包括具有磁性部件的部分和没有磁性部件的部分，所述第一伺服图形区域的所述磁性部件在与所述第一表面和第二表面垂直的方向上被磁化；以及第二伺服图形区域，其被设置在所述基板的所述第二表面上，并且每个所述第二伺服图形区域包括具有磁性部件的部分和没有磁性部件的部分，所述第二伺服图形区域的所述磁性部件在与所述第一伺服图形区域的所述磁性部件的磁化方向相同的方向上被磁化，所述第二图形区域的所述磁性部件的表面的磁极性不同于所述第一图形区域的所述磁性部件的表面的磁极性，所述方法特征在于包括以下步骤：
探测在所述图形化盘介质的所述第一表面和所述第二表面的至少一个上的泄漏磁通量的方向；以及
基于所述探测的泄漏磁通量的方向，确定所述图形化盘介质的所述正表面和所述反表面。
5.一种磁盘驱动器，其特征在于包括：
用于垂直磁记录的图形化盘介质，所述图形化盘介质包括：盘状平坦基板，其包括第一表面和位于所述第一表面相反侧的第二表面；第一伺服图形区域，其被设置在所述基板的所述第一表面上，并且每个所述第一伺服图形区域包括具有磁性部件的部分和没有磁性部件的部分，所述第一伺服图形区域的所述磁性部件在与所述第一表面和第二表面垂直的方向上被磁化；以及第二伺服图形区域，其被设置在所述基板的所述第二表面上，并且每个所述第二伺服图形区域包括具有磁性部件的部分和没有磁性部件的部分，所述第二伺服图形区域的所述磁性部件在与所述第一伺服图形区域的所述磁性部件的磁化方向相同的方向上被磁化，所述第二图形区域的所述磁性部件的表面的磁极性不同于所述第一图形区域的所述磁性部件的表面的磁极性；
第一磁头，其位置对应于所述盘介质的所述第一表面；
第二磁头，其位置对应于所述盘介质的所述第二表面；以及
主控制器，其控制从所述第一磁头到所述第二磁头的改变以及从所述第二磁头到所述第一磁头的改变，所述主控制器还在所述磁头改变期间控制由所述第一磁头和所述第二磁头的改变后的一个再现的信号极性的反转。
6.根据权利要求5的磁盘驱动器，其特征在于在所述磁头改变期间，所述主控制器还控制提供到所述第一磁头和所述第二磁头的改变后的一个的记录电流的极性的反转。
7.根据权利要求5的磁盘驱动器，其中在所述磁头改变期间，所述主控制器设定伺服搜索模式，该伺服搜索模式能够估计伺服图形区域在所述改变后的磁头正下方经过的时间，所述伺服图形区域被包括在所述第一伺服图形区域和所述第一伺服图形区域中，并对应于所述改变后的磁头。
8.根据权利要求7的磁盘驱动器，其特征在于：
在所述第一伺服图形区域和所述第一伺服图形区域的每个中嵌入通过磁性部分和非磁性部分的结合而确定的伺服信息，所述伺服信息包括伺服区域标识代码；以及
所述伺服区域标识代码是在所述伺服搜索模式下探测的。
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