JP2000020945A - 磁気ディスク及び磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録密度が高く、凹凸形状の作製が容易であ
って、浮上スライダの浮上変動量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】 信号を記録再生する磁気ヘッドの位置決
めを行なうためのサーボ信号が凹凸形状ＳＰＮでプリフ
ォームされた領域ＳＺＮが、ディスク円周方向に等角度
間隔でディスク内周からディスク外周にかけて配置さ
れ、かつ、前記凹凸形状ＳＰＮが、ディスク円周方向の
長さがディスク内周からディスク外周にかけて一定にな
るように形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報がプリフォー
ムされてい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し、特にサーボ信号、データト
ラックもしくはデータトラックから再生される信号又は
それらの組み合わせが凹凸形状によりプリフォームされ
てい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】磁気ディスク装置には、例えば磁気ディ
スクの上を浮上走行してデータを記録再生する磁気ヘッ
ドが搭載された浮上スライダが備えられている。ところ
が、サーボ信号が凹凸形状でプリフォームされた磁気デ
ィスクでは、サーボ信号を記録する領域（以下、サーボ
ゾーンという）のパターン形状が、データを記録再生す
る領域（以下、データゾーンという）のパターン形状と
異なるため、浮上スライダがデータゾーンからサーボゾ
ーンを通過する際に、浮上スライダの浮上変動が生じ
る。

【０００３】この浮上変動量を低減するには、例えば特
開平９−２０４６４９号公報に記載の発明のように、サ
ーボゾーンの負荷容量とデータゾーンの負荷容量とを一
致させればよい。即ち、サーボゾーンのパターン形状も
しくはデータゾーンのパターン形状のどちらか一方又は
両方を変更して、両者の負荷容量を一致させればよい。
しかし、本来はサーボゾーンやデータゾーンのパターン
形状は、負荷容量を一致させるために設計されるもので
はなく、記録密度の向上やヘッド位置決め精度の向上を
めざして設計されるべきものである。従って、それらの
パターン形状を負荷容量の一致のために変更する場合
は、記録密度やヘッド位置決め精度をある程度の線で妥
協する必要がある。

【０００４】そこで、サーボゾーンやデータゾーンのパ
ターン形状に大きく依存する負荷容量を一致させるので
はなく、例えば特開平９−２０４７４７号公報に記載の
発明のように、スライダ長の長辺と同じ間隔で望ましく
はスライダ長の長辺の１／２以下の間隔でサーボゾーン
が浮上スライダの下を通過するようにサーボゾーン間隔
を設計することにより、サーボゾーンやデータゾーンの
パターン形状を変更しなくても、浮上スライダの浮上変
動量を低減することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、磁気ディスク
は等速度で回転するため、また、サーボ信号は時間で管
理されているため、図４に示すように、サーボゾーンＳ
Ｚは磁気ディスクＤ上で等角度間隔で、かつ浮上スライ
ダＳに搭載された磁気ヘッドの半径方向の移動軌跡に沿
って配置されている。このため、浮上スライダＳの後端
の内周側と外周側は、サーボゾーンＳＺをほば同時に通
過することになる。一方、近年、浮上スライダＳは、デ
ィスク基板の微細なうねりに追随させるために小さくな
りつつあり、例えば長辺が２．０ｍｍ、短辺が１．６ｍ
ｍのナノスライダと呼ばれるものが多用されている。

【０００６】従って、例えば３．５インチ径の磁気ディ
スクＤでナノスライダＳの浮上変動量を低減するため
に、磁気ディスクＤの最外周においてナノスライダＳの
長辺の長さの１／２以下の間隔でサーボゾーンＳＺがナ
ノスライダＳの下を通過するようにサーボゾーンＳＺ間
隔を形成しようとすると、ディスク１周に２９０個程度
のサーボゾーンＳＺを配置しなくてはならない。このた
め、サーボゾーンＳＺのディスク面積に占める割合が大
きくなり、磁気ディスクＤの記録密度が低下するばかり
でなく、磁気ディスクＤの最内周ではサーボ信号のうち
一つ一つの磁化反転信号（以下、サーボピットという）
が小さくなり、凹凸形状の作製が困難になるという問題
があった。

【０００７】本発明は、以上の点に鑑み、記録密度が高
く、凹凸形状の作製が容易であって、浮上スライダの浮
上変動量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、本発明によ
れば、信号を記録再生する磁気ヘッドの位置決めを行な
うためのサーボ信号が凹凸形状でプリフォームされた磁
気ディスクにおいて、前記凹凸形状のプリフォーム領域
が、ディスク円周方向に等角度間隔でディスク内周から
ディスク外周にかけて配置され、かつ、前記凹凸形状
が、ディスク円周方向の長さがディスク内周からディス
ク外周にかけて一定になるように形成されていることに
より達成される。

【０００９】また、上記目的は、本発明によれば、信号
を記録再生する磁気ヘッドの位置決めを行なうためのサ
ーボ信号が凹凸形状でプリフォームされた磁気ディスク
と、前記磁気ヘッドが搭載され、前記磁気ディスクの回
転に伴って、その表面上を浮上走行しながら半径方向へ
移動する浮上スライダとを備えた磁気ディスク装置にお
いて、前記凹凸形状のプリフォーム領域が、ディスク円
周方向に等角度間隔でディスク内周からディスク外周に
かけて配置され、かつ、前記凹凸形状が、ディスク円周
方向の長さがディスク内周からディスク外周にかけて一
定になるように形成されていることにより達成される。

【００１０】上記構成によれば、凹凸形状のディスク円
周方向の長さをディスク内周からディスク外周にかけて
一定になるようにしているので、凹凸形状のプリフォー
ム領域長が長くなったり、スライダ長当たりの凹凸形状
のプリフォーム領域数が少なくなったりする効果を打ち
消して、浮上スライダの凹凸形状のプリフォーム領域上
通過時の浮上変動量を磁気ディスクの内周から外周にか
けての全面において一定とすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本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、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
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。

【００１２】本発明の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の説明に入る前に、浮上ス
ライダのサーボゾーン上通過時の浮上変動量について調
べた結果を図６〜図８に示す。図６は、浮上変動量とサ
ーボゾーン長との関係を示す図である。ここで、浮上変
動量は、サーボゾーン長が無限に長いとき、即ち単にデ
ータゾーンとサーボゾーンとの境界が存在するときの浮
上変動量で規格した値とし、また、サーボゾーン長は、
スライダ長で規格した値とした。同図からも明らかなよ
うに、サーボゾーン長が短ければ短いほど、浮上スライ
ダの浮上変動量はサーボゾーンに対して不感となってお
り、サーボゾーン長は短い方が浮上変動量は小さくなる
ことが分かる。

【００１３】図７は、浮上変動量とスライダ長当たりの
サーボゾーン数との関係を示す図である。ここで、浮上
変動量は、サーボゾーン数が０．１のときの値で規格し
た値とし、また、サーボゾーン数によりスライダ長内で
のサーボゾーンの面積とデータゾーンの面積の比率が変
動しないように、サーボゾーンの面積比率はｌ０％一定
とした。同図からも明らかなように、スライダ長当たり
のサーボゾーン数が多くなると、浮上変動量は小さくな
ることが分かる。

【００１４】図８は、浮上変動量とサーボゾーン内の凹
凸形状の比（以下、ＬＧＲ（Ｌａｎｄ Ｇｒｏｏｖｅ
Ｒａｔｉｏ＝Ｌａｎｄ ａｒｅａ／Ｇｒｏｏｖｅ ａｒ
ｅａ）という）との関係を示す図である。ここで、浮上
変動量は、凹凸段差で規格化した値とした。同図からも
明らかなように、ＬＧＲが大きいと、浮上変動量は小さ
くなることが分かる。以上の結果より、サーボゾーン長
を短くするか、スライダ長当たりのサーボゾーン数を多
くするか又はサーボゾーン内のＬＧＲを大きくすること
により、浮上スライダのサーボゾーン通過時の浮上変動
量を小さくすることができる。

【００１５】先ず、本発明の磁気ディスクの実施形態に
ついて説明する。ここで、従来技術でも述べたように、
一般的に磁気ディスクのサーボゾーンは等角度間隔で配
置されているので、磁気ディスクの内周側ではサーボゾ
ーン長は短くなり、スライダ長当たりのサーボゾーン数
は多くなるが、磁気ディスクの外周側ではサーボゾーン
長は長くなり、スライダ長当たりのサーボゾーン数は少
なくなる。

【００１６】ディスク径が小さい場合には、内周側と外
周側とでのサーボゾーン長やスライダ長当たりのサーボ
ゾーン数の違いは大きくないために、サーボゾーン長、
スライダ長当たりのサーボゾーン数、もしくはサーボゾ
ーン内のＬＧＲのいずれか１つの条件を用いて浮上スラ
イダのサーボゾーン上通過時の浮上変動量を抑制するこ
とが可能である。しかし、ディスク径が大きい場合、例
えば３．５インチディスクや５．２５インチディスクの
場合には、内周側と外周側とでのサーボゾーン長やスラ
イダ長当たりのサーボゾーン数の違いが大きくなるため
に、上記いずれか１つの条件を用いるのみでは、ディス
ク全面において浮上スライダのサーボゾーン上通過時の
浮上変動量を抑制することが困難となる。

【００１７】即ち、図５の従来の磁気ディスクＤのサー
ボパターンＳＰの模式図に示すように、磁気ディスクＤ
の内周側ではサーボゾーン長は短く、かつ、スライダ長
当たりのサーボゾーン数は多くなり、磁気ディスクＤの
外周側ではサーボゾーン長は長く、かつ、スライダ長当
たりのサーボゾーン数は少なくなるために、浮上スライ
ダのサーボゾーンＳＺ上通過時の浮上変動量は、磁気デ
ィスクＤの外周になるにつれて大きくなる。

【００１８】そこで、本発明では、上述した３つの条件
を組み合わせることにより、ディスク全面において浮上
スライダのサーボゾーン上通過時の浮上変動量を抑制す
るようにしている。即ち、図１の本実施形態の磁気ディ
スクＤＤのサーボパターンＳＰＮの模式図に示すよう
に、従来通りにサーボゾーンＳＺＮを等角度間隔で配置
すると共に、磁気ディスクＤＤの内周から外周にいくに
つれて、サーボゾーン長は大きく、スライダ長当たりの
サーボゾーン数は小さくなるようにし、一方、サーボゾ
ーンＳＺＮ内の信号波長は一定として、磁気ディスクＤ
Ｄの内周から外周にいくにつれて、サーボゾーンＳＺＮ
内のＬＧＲは大きくなるように構成している。これによ
り、サーボゾーン長が長くなったり、スライダ長当たり
のサーボゾーン数が少なくなったりする効果を打ち消し
て、浮上スライダのサーボゾーンＳＺＮ上通過時の浮上
変動量を磁気ディスクＤＤの内周から外周にかけての全
面において一定とすることができる。

【００１９】次に、本発明の磁気ディスク装置の実施形
態について説明する。一般に磁気ディスク装置による磁
気ディスクのサーボ信号やデータ信号の読み取りは、時
問管理により行われているため、信号波形の出現する時
間間隔は厳しく管理されなくてはならない。言い換えれ
ば、信号波形の出現間隔させ管理すれば、信号は正しく
読み書きされることになる。このため、従来の磁気ディ
スクＤのように、サーボ信号を内周から外周まで同じ周
波数の信号で書かなくてはならないという制約は、サー
ボ信号の書き込みが容易であるという理由以外には何も
ない。

【００２０】一方、このようにサーボ信号の書き込み周
波数が一定であるために、磁気記録における再生出力の
振幅値は、周波数には依存せず、再生信号の波長に依存
することになるので、サーボゾーンＳＺの前にバースト
信号と称する信号振幅値校正用信号を配置する必要があ
る。従って、従来の磁気ディスクにおいては、このバー
スト信号を再生することにより、これから読み出すサー
ボ信号の振幅値に適正なアンプゲインを設定するような
機能を付加する必要がある。

【００２１】しかし、本実施形態の磁気ディスク装置で
は、磁気ディスクＤＤの全面において同一浮上量を実現
することができる、いわゆるコンスタント浮上量スライ
ダを同時に用いることにより、内周から外周までの信号
波長及び浮上量が同一となって信号の再生出力の振幅値
が一定となるため、磁気ディスクＤＤにバースト信号を
配置する必要が無くなり、この結果、アンプゲイン設定
用の機能を付加する必要もなく、簡略化された装置構成
とすることができる。

【００２２】

【実施例】以下に、本実施形態の磁気ディスクと従来の
磁気ディスクを実際に作成し、浮上スライダの浮上変動
量を測定した実験結果を説明する。尚、ここではディス
ク基板としてガラスディスクを使用し、浮上スライダの
浮上変動量には直接関係しない磁性膜は成膜しないの
で、以下では単にディスクという。

【００２３】先ず、本実施形態のディスクを作成した。
ディスクサイズが３．５インチのガラスディスクに１５
０個／ｒｅｖ．のサーボゾーンをエッチング方式により
形成した。従って、サーボゾーン間隔は、最内周の半径
２０ｍｍで０．８３８ｍｍ、最外周の半径４６ｍｍで
１．９２７ｍｍとなる。また、サーボゾーン長は、サー
ボゾーンの占有率を１０％としたため、最内周の半径２
０ｍｍで８４μｍ、最外周の半径４６ｍｍで１９２μｍ
となる。そして、今回、実験を簡素化するため、サーボ
パターンは、実際のサーボゾーン内の複雑なサーボ信号
のパターンを使用せずに、浮上スライダの進行方向に対
して略垂直な単純な凹凸の繰り返しパターンとして形成
した。

【００２４】この凹凸の繰り返しは、サーボゾーン内で
４０回とし、また、１つの凹部の深さは１５０ｎｍ、長
さは１μｍと一定とした。従って、サーボゾーン内のＬ
ＧＲは、最内周の半径２０ｍｍで１．１、最外周の半径
４６ｍｍで３．８となり、スライダ長当たりのサーボゾ
ーン数は、最内周の半径２０ｍｍで２．４個、最外周の
半径４６ｍｍで１．０個となる。また、データゾーン
は、凹凸のないフラットに形成した。そして、ディスク
半径２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍの位置に、浮上変動
量のレファレンスとするために、パターンのカッティン
グされていない幅０．４ｍｍのフラットなエリアを設け
た。

【００２５】次に、従来のディスクを作成した。上述し
た本実施形態のディスクと略同様の構成であるが、異な
る点は１つの凹部の長さが、最内周の半径２０ｍｍで１
μｍ、最外周の半径４６ｍｍで２．４μｍとしており、
従って、サーボゾーン内のＬＧＲは、最内周の半径２０
ｍｍと最外周の半径４６ｍｍで共に１．１となる。ま
た、実験に使用した浮上スライダは、一般的な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である。形状は２本レールのいわゆるＴ
ＰＣタイプであり、レール幅は１５０μｍである。荷重
は２．５ｇｆであり、ディスクとナノスライダの相対速
度が７ｍ／ｓのとき、浮上量は約５０ｎｍ程度になる。

【００２６】ナノスライダの浮上変動量の測定には、図
２に示すような差動式のＬＤＶ（Ｌａｓｅｒ Ｄｏｐｐ
ｌｅｒ Ｖｉｂｒｏｍｅｔｅｒ）を用いた。ディスクを
４０００ｒｐｍで回転させ、基準となる参照光（ＬＤＶ
参照用ビーム）を幅０．４ｍｍの測定用フラットエリア
に照射し、測定光（ＬＤＶ測定用ビーム）をナノスライ
ダの後端に照射する。測定光で測定したナノスライダの
後端の動作状態から、参照光で測定したディスクの動作
状態を差し引くことにより、ナノスライダの後端の浮上
変動量を測定することができる。

【００２７】図３は、上記ＬＤＶにより測定した浮上変
動量の振幅値とディスクの半径との関係を示す図であ
る。この結果をみてもわかるとおり、従来のディスクに
おいては、半径２５ｍｍまでは浮上変動量が５ｎｍｐ−
ｐ以下であるが、半径２５ｍｍ以上での浮上変動量は浮
上量の±５％の５ｎｍｐ−ｐを越えており、半径値が大
きくなればなるほど、浮上変動量も大きくなっている。
一方、本実施形態のディスクにおいては、ディスク全面
にわたって、ナノスライダの浮上変動量は５ｎｍｐ−ｐ
であり、実用上は問題のない浮上量の±５％に抑制され
ている。

【００２８】これは以下のような理由によるものであ
る。従来のディスク及び本実施形態のディスクでは何れ
もディスク半径が２０ｍｍから２５ｍｍまでは、サーボ
ゾーン間隔がスライダ長の１／２以下であるために浮上
変動量は抑制される。しかし、従来のディスクではディ
スク半径が２５ｍｍ以上になると、サーボゾーン間隔が
スライダ長の１／２以上になるために浮上変動量は抑制
しきれなくなる。ところが、本実施形態のディスクでは
半径値が大きくなるに従い、サーボゾーン内のＬＧＲが
大きくなってデータゾーン内のＬＧＲに近づくので、浮
上変動量が抑制されるのである。従って、本実施形態の
ディスクによれば、３．５インチディスク全面におい
て、浮上変動量を抑制することが可能となる。

【００２９】上述の実験結果より、信号の記録再生を行
なう磁気ヘッドの位置決めを行なうサーボ信号が凹凸形
状でプリフォームされている領域をディスク円周方向に
等角度間隔でディスク内周からディスク外周にかけて配
置し、かつ、サーボ信号に対応した凹凸の円周方向の長
さをディスク内周からディスク外周にかけて一定に形成
することにより、浮上スライダの浮上変動量を浮上量絶
対値の±５％に抑制した磁気ディスクとして提供するこ
とができる。

【００３０】尚、上記実施例においては、ディスク上の
凹凸ピットを作製する方法として、ガラスディスクのエ
ッチング法を採用したが、樹脂の射出成形法やガラスの
型押し法など、ディスク上に凹凸ピットを作製すること
ができる方法であれば特に限定されるものではない。ま
た、データゾーンの形状を溝のないフラットな面とした
が、特に限定されるものではなく、例えばデータを記録
するトラックに沿って凹状の溝を形成した同心円状、ス
パイラル状等の浮上スライダの安定浮上に影響を与えな
い形状であればよい。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、記
録密度が高く、凹凸形状の作製が容易で、浮上スライダ
の浮上変動量が抑制された磁気ディスク及び磁気ディス
ク装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスクの実施形態のサーボパタ
ーンの模式図。

【図２】本発明の磁気ディスクの実施例の浮上量変動を
測定するための測定系を示す斜視図。

【図３】図２の測定系により測定した浮上変動量の振幅
値とディスクの半径との関係を示す図。

【図４】従来の磁気ディスクのサーボゾーンの配置と浮
上スライダの通過時の姿勢の一例を示す平面図。

【図５】従来の磁気ディスクのサーボパターンの模式
図。

【図６】浮上変動量とサーボゾーン長との関係を示す
図。

【図７】浮上変動量とスライダ長当たりのサーボゾーン
数との関係を示す図。

【図８】浮上変動量とサーボゾーン内の凹凸形状の比と
の関係を示す図。

【符号の説明】

ＤＤ・・・磁気ディスク、ＳＺＮ・・・サーボゾーン、
ＳＰＮ・・・サーボパターン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号を記録再生する磁気ヘッドの位置決
   めを行なうためのサーボ信号が凹凸形状でプリフォーム
   された磁気ディスクにおいて、 前記凹凸形状のプリフォーム領域が、ディスク円周方向
   に等角度間隔でディスク内周からディスク外周にかけて
   配置され、かつ、前記凹凸形状が、ディスク円周方向の
   長さがディスク内周からディスク外周にかけて一定にな
   るように形成されていることを特徴とする磁気ディス
   ク。
2. 【請求項２】 前記サーボ信号に対応した位置に前記凹
   形状が形成されている請求項１に記載の磁気ディスク。
3. 【請求項３】 前記サーボ信号以外の情報を記録する領
   域が、平坦に形成されている請求項１に記載の磁気ディ
   スク。
4. 【請求項４】 前記サーボ信号に対応した位置に前記凸
   形状が形成され、前記サーボ信号以外の情報を記録する
   領域は、前記情報を記録するトラックに沿って凹状の溝
   が形成されている請求項１に記載の磁気ディスク。
5. 【請求項５】 信号を記録再生する磁気ヘッドの位置決
   めを行なうためのサーボ信号が凹凸形状でプリフォーム
   された磁気ディスクと、 前記磁気ヘッドが搭載され、前記磁気ディスクの回転に
   伴って、その表面上を浮上走行しながら半径方向へ移動
   する浮上スライダとを備えた磁気ディスク装置におい
   て、 前記凹凸形状のプリフォーム領域が、ディスク円周方向
   に等角度間隔でディスク内周からディスク外周にかけて
   配置され、かつ、前記凹凸形状が、ディスク円周方向の
   長さがディスク内周からディスク外周にかけて一定にな
   るように形成されていることを特徴とする磁気ディスク
   装置。
6. 【請求項６】 前記凹凸形状のプリフォーム領域が、デ
   ィスク最内周で前記浮上スライダの進行方向にスライダ
   長当たり２個以上配置されている請求項５に記載の磁気
   ディスク装置。