JP2004265474A - 磁気記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】記録再生時の２つ以上のセルにまたがる書き込みや読み取りエラーがなく、うねりや乱流によるヘッドの走行不安定がなく、ヘッドの安定した走行を可能にする。
【解決手段】非磁性体２４により分断された平面形状が四角形の磁性体からなる記録セル２３を持つ磁気ディスクと、記録セルに情報を記録する記録素子２９を有する磁気ヘッド１３と、磁気ヘッドの記録セルに対する位置決めを回転式アームにより行う機構とを備え、記録素子の長手方向３１と、記録セルの、トラックと交差する方向に延びる輪郭線との交差角が６°以内であり、かつ記録セルのトラック方向に延びる輪郭線が磁気ディスクのトラック方向と平行である。
【選択図】 図１
【解決手段】非磁性体２４により分断された平面形状が四角形の磁性体からなる記録セル２３を持つ磁気ディスクと、記録セルに情報を記録する記録素子２９を有する磁気ヘッド１３と、磁気ヘッドの記録セルに対する位置決めを回転式アームにより行う機構とを備え、記録素子の長手方向３１と、記録セルの、トラックと交差する方向に延びる輪郭線との交差角が６°以内であり、かつ記録セルのトラック方向に延びる輪郭線が磁気ディスクのトラック方向と平行である。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度記録が可能である磁気記録装置および高密度記録と再生が可能である磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録装置が発明されて以来、その記録密度は年々増加の傾向を続けており、現在もその記憶密度は増加し続けている。記憶密度の増加と共に、コンピュータに搭載される補助記憶装置の記憶容量も増加している。
【０００３】
磁気記録においては、その記録する媒体によって異なるものの、熱擾乱により記録の限界があり、ある密度以上では書き込みができない現象が観測されている。これらの問題を回避するため、磁気記録の分野においては、あらかじめ記録材料を非記録材料により分断し、単一の記録セルとして記録再生を行うパターンドメディアが提案されている（例えば、非特許文献１乃至２および特許文献１乃至３参照）。
【０００４】
このパターンドメディアは、非磁性体により磁性体を分断し記録セルを孤立化させることで熱などに対し高い安定性を保ち、同じ磁気記録材料を用いた場合は、磁化反転する磁界よりも高い保磁力を持つなどの特徴を持つ。
【０００５】
【非特許文献１】
Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕ ｅｔ ａｌ．，Ｊ ｏｆ Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．７６（１９９４）ｐｐ６６７３
【特許文献１】
米国特許第５，８２０，７６８号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，９５６，２１６号明細書
【非特許文献２】
Ｒ．Ｈ．Ｍ．Ｎｅｗ ｅｔ ａｌ．Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｂ１２（１９９４）ｐｐ３１９６
【特許文献３】
特開平１０−２３３０１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
パターンドメディアは、テラビット級の記録密度を実現するために有効な手段であるが、記録セルへの記録ヘッドを用いた書き込みにおいて２つ以上にまたがる記録セルへの書き込みをなくし、位置決めされた記録セルに正確に書き込みをする必要がある。また読み取りの際にも、２つ以上にまたがる記録セルの読み取りをなくすことが必要である。
【０００７】
また、媒体の加工により凹凸があると、ヘッド走行時に空気のうねりや乱流によりヘッドが振動を起こし、ヘッドクラッシュを起こす可能性がある。特に低浮上の場合は、これらの問題が顕著になる。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、記録再生時に２つ以上のセルにまたがる書き込みや読み取りエラーがなく、うねりや乱流によるヘッドの走行不安定がなく、ヘッドの安定した走行が実現可能な磁気記録装置および磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様による磁気記録装置は、非磁性体により分断された平面形状が四角形の磁性体からなる記録セルを持つ磁気ディスクと、前記記録セルに情報を記録する記録素子を有する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドの前記記録セルに対する位置決めを回転式アームにより行う機構とを備え、前記記録素子の長手方向と、前記記録セルの、トラックと交差する方向に延びる輪郭線との交差角が６°以内であり、かつ前記記録セルのトラック方向に延びる輪郭線が前記磁気ディスクのトラック方向と平行であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第２の態様による磁気記録装置は、非磁性体により分断された平面形状が楕円形の磁性体からなる記録セルを持つ磁気ディスクと、前記記録セルに情報を記録する記録素子を有する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドの前記記録セルに対する位置決めを回転式アームにより行う機構とを備え、前記記録素子の長手方向と、前記楕円形の記録セルの長軸および短軸のうちの一方の軸との交差角が６°以内であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の態様による磁気記録装置は、非磁性体により分断された平面形状が円形または楕円形の磁性体からなる微小セルが複数個、トラックと交差する方向に配置された記録セルを持つ磁気ディスクと、前記記録セルに情報を記録する記録素子を有する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドの前記記録セルに対する位置決めを回転式アームにより行う機構とを備え、前記記録素子の長手方向と、前記記録セルを構成する、前記トラックと交差する方向に配置された複数の微小セルの共通接線との交差角が６°以内であり、同一トラック内の前記記録セルの前記トラック方向に配置された複数の微小セルの共通接線が該トラック方向に平行であることを特徴とする。
【００１２】
なお、前記磁気ヘッドは、前記記録セルに記録された情報を再生する再生素子を更に備えていても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による磁気記録再生装置を、図１乃至図９を参照して説明する。図３に、本実施形態による磁気記録再生装置１０の構成を示す。磁気ディスク１１は、非磁性体により分断された磁性体からなる記録セルを持つ円盤形状を有している。そしてこの磁気ディスク１１はスピンドル１２に装着され、駆動装置制御源（図示せず）からの制御信号に応答するモータ（図示せず）により回転する。磁気ヘッドアセンブリ１３は、サスペンション１６の先端に取り付けられたヘッドスライダ１７が磁気ディスク上を浮上した状態で情報の記録再生を行うように取り付けられている。ヘッドスライダ１７の媒体対向面側には、磁気ディスク１１に情報を書き込むための記録素子および磁気ディスク１１から情報を読み出すための再生素子が設けられている。磁気ディスク１１が回転すると、ヘッドスライダ１７の媒体対向面は磁気ディスク１１の表面から所定の浮上量をもって保持される。
【００１５】
磁気ヘッドアセンブリ１３のアクチュエータアーム１５は、ボイスコイルモータ１８に接続されている。ボイスコイルモータ１８は、アクチュエータアーム１５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、それを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。アクチュエータアーム１５は、固定軸１４の上下２カ所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１８により回転摺動が自在にできるようになっている。
【００１６】
従って、本実施形態による磁気記録再生装置は、非磁性体により分断された磁性体からなる記録セルを持つ磁気ディスク１１の記録セルに対する記録素子または再生素子の位置決めを回転式アームにより行う機構を有している。そして、本実施形態においては、後述するように、記録素子または再生素子のトラック幅方向（長手方向）と上記記録セルの半径方向の加工線との交差角が６°以内であり、かつ記録セルのトラック方向の加工線が上記磁気ディスク１１のトラック方向と平行であるように構成されている。
【００１７】
図４は、磁気ディスク１１に設けられた記録セル２３の一般的な配列を示す。記録セル２３は、磁気ディスク１１の周方向、すなわち、トラック方向（媒体進行方向）に沿って設けられている。記録セル２３は、非磁性体２４によって分断されている。図４において、符号２１は記録セル２３の長さ、符号２２は、記録セル２３のトラック幅、符号２５は記録セル２３のトラック方向、符号２６は記録セル２３の間隔である。
【００１８】
図５（ａ）に、ヘッドスライダ１７の一例の媒体側から見た形状の概略図を示す。ヘッドスライダ１７は、２つのレール部分１７ａと、これらのレール部分１７ａに挟まれ、レール部分１７ａの媒体対向面よりも凹んだ面を有する部分１７ｂと、レール部１７ａに設けられた素子部２８とを備えている。素子部２８の拡大図を図５（ｂ）に示す。素子部２８は、記録素子２９と、再生素子３０を備えている。なお、記録素子２９と再生素子３０のトラック幅方向（長手方向）３１は同一の方向となっている。
【００１９】
本実施形態に用いられる磁気ディスク１１の記録セル２３と記録素子または再生素子のトラック幅方向３１との関係を図１に示す。本実施形態においては、図１（ａ）に示すように、記録セルは四角形の形状をなしており、記録セル２３の加工線３３（記録セル２３のトラックと交差する方向に延びる輪郭の一部となる線３３）と、記録素子２９または再生素子３０のトラック幅方向（長手方向）３１とは所定の角度θで交差するように構成されている。そして、後述するようにこの交差角θが６°以内となっている。また、記録セル２３のトラック方向２５の加工線（記録セル２３のトラック方向に延びる輪郭の一部となる線）が円盤状ディスク１１のトラック方向と平行であるように構成されている。なお、図１（ｂ）は、交差角θが０°の場合を示しており、この場合、記録セル２３とヘッドスライダ１７の記録素子２９または再生素子３０が平行に配列されている。
【００２０】
また、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、記録セル２３が、磁気ディスク１１の内周側、中央部、外周側にそれぞれ設けられている場合の交差角θが６°以内の記録セル２３の許容加工範囲を示す。この図２（ａ）、（ｃ）から分かるように、磁気ディスク１１の内周側の記録セル２３は、磁気ディスク１１の半径方向に対して内周から外周に向かうにつれて左側に傾斜するように形成され、磁気ディスク１１の外周側の記録セル２３は、磁気ディスク１１の半径方向に対して内周から外周に向かうにつれて右側に傾斜するように形成されている。なお、交差角θは、半径毎に変えても良いし、磁気ディスク１１をゾーンに分割しゾーン毎に変えても良い。また、トラック幅を半径毎に変えても良い。このように構成された磁気ディスク１１の全体の概略図を図６に示す。この図６においては、記録素子および再生素子が、記録セル２３の読み取り角度を全体として補正した形で加工する場合を示している。ここでは、３つのゾーンについての例を示した。符号４１は磁気ディスク１１の外周、符号４２は磁気ディスク１１の内周、符号４３は内周側に配置された記録セル、符号４４は中央部に配置された記録セル、符号４５は外周側に配置された記録セル、符号４６は磁気ディスク１１のある方向θにおける角度線を示している。
【００２１】
次に、本実施形態に用いられる磁気ディスクの製造方法を、図７乃至図８を参照して説明する。
【００２２】
まず、図１（ａ）に示すような記録セル２３のパターンを持つＮｉ原盤を、電子線リソグラフィーを用いて作成した。図７に示すように、このＮｉ原盤７４は内周側と外周側に設けられた平面領域７４ａと、これらの領域７４ａ間に設けられた凹凸パターン領域７４ｂとからなっている。このＮｉ原盤７４においては、半径１６ｍｍから３０ｍｍの領域７４ｂに、トラック幅６０ｎｍ、記録セル２３の長さ５０ｎｍ、記録セル間隔５０ｎｍ、深さ２０ｎｍのパターンが形成されている。なお、全ての半径において交差角は３°以内とした。
【００２３】
次に、図８（ａ）に示すように、２．５インチのガラスディスク基板７１上に厚さ約２０ｎｍのＰｄ下地層と、ＣｏＣｒＰｔからなる厚さ約３０ｎｍの垂直磁気記録層とを積層した磁性膜７２を成膜する。続いて、図８（ｂ）に示すように、磁性膜７２上にレジスト７３をスピンコートする。その後、図８（ｃ）に示すように、前述したＮｉ原盤７４を上記レジスト７３上に押し当て、プレスを行う。プレスは、常温、１０００ｂａｒ下で１０秒間プレスする。プレス後、原盤７４を取り除くと、凹凸パターンがインプリントされたレジスト７３ａが残る（図８（ｄ）参照）。このレジスト７３ａは、トラック幅６０ｎｍ、記録セル長さ５０ｎｍ、高さ２０ｎｍの凹凸のセルを持ち、この凹凸のセルは、同心円状に半径１６ｍｍから３０ｍｍの位置に配列されている。続いて、このインプリントによる凹凸パターンを有するレジスト７３ａをマスクとして、Ｏ２ＲＩＥを用いて、磁性膜７２を下地層に達するまでエッチングする（図８（ｅ）参照）。これにより、図８（ｆ）に示すように、磁性膜７２にトラック幅６０ｎｍ、記録セル長さ５０ｎｍ、高さ３０ｎｍのパターン７２ａが形成された媒体が完成する。その後、全面にダイアモンドライクカーボンを成膜し、さらに潤滑剤を塗布して潤滑用の保護膜を形成し、磁気ディスクを完成する。作成プロセスの詳細は、特開２００２−１０００７９公報に報告されている方法に従った。
【００２４】
次に、記録セル２３の加工線３３と、記録素子２９または再生素子３０のトラック幅方向３１との交差角θが６°以内であることが好ましいことを説明する。
【００２５】
上述した製造方法によって製造された、トラック半径ｒ＝２０ｍｍのときに交差角θが０°でトラック半径ｒ＝２８ｍｍのときに交差角θが１０°である第１磁気ディスク（加工線３３が全てディスクの中心方向である磁気ディスク）と、全てのトラック位置で交差角θが０°の第２磁気ディスクを作製した。作成した第１および第２磁気ディスクを図３に示す構成の磁気記録再生装置に組み立て評価した。組み立てられた磁気記録再生装置は、走行安定試験のために、ヘッドスライダ１７の先端にその振動を読み取って電気信号に変換するＡＥセンサーを取り付けその振動をオシロスコープにより観察した。また、再生信号対雑音比ＳＮＲ（ｄＢ）を測定した。
【００２６】
図９に、半径がｒ＝２８ｍｍのトラックにおける第１および第２磁気ディスクの、測定開始１分後のＡＥセンサーの出力を示す。図９（ａ）は、第２磁気ディスク（交差角θが０°の場合）の出力、図９（ｂ）は第１磁気ディスク（交差角θが１０°の場合）の出力を示す。明らかに図９（ｂ）の方、すなわち交差角θが１０°の場合の方が、振動が大きく走行が不安定になるのがわかる。図９（ｂ）の場合は、評価開始後数分でヘッドクラッシュが起こった。
【００２７】
そこで、交差角θの臨界値を求めるために、第１磁気ディスクにおいて、交差角θが０°から１０°まで２°おきの交差角となる各位置のトラックにおけるＡＥセンサーの測定結果を図１０に示す。図１０においては、縦軸のＡＥセンサーの出力である電圧値は、図９に示すＡＥセンサーの波形のピークツーピークの半分の値を示している。図１０からわかるように、交差角θが０°から６°以下の範囲では安定に走行するが、交差角θが６°を超えて１０°までの範囲を走行すると、走行が不安定になりＡＥセンサーの出力も急激に大きくなる。このことから、交差角θは６°以内に形成することが必要であることがわかる。
【００２８】
本発明者が用いた装置では、ＡＥセンサーの値が１５ｍＶ以上になると１０時間以内にヘッドクラッシュが起こる。これは前述のヘッドスライダ走行時の乱流による影響であると思われる。
【００２９】
また、第１および第２磁気ディスクの半径ｒ＝２８ｍｍの位置のトラックに細密パターンをそれぞれ記録してＳＮＲを調べた。交差角θが０°の場合（第２磁気ディスク）よりも、交差角θが１０°の場合（第１磁気ディスク）の方がＳＮＲが３ｄＢ低下した。これは、交差角θが１０°の場合は、記録セルが隣接する前後のトラックに情報を記録しているかまたは上記トラックからの情報を再生しているためであると思われる。
【００３０】
また、記録セルのトラック方向の加工線が磁気ディスクのトラック方向と平行であるように構成したことにより、磁気ヘッドの走行が安定する。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、記録再生時に２つ以上のセルにまたがる書き込みや読み取りエラーがなく、うねりや乱流によるヘッドの走行不安定がなく、ヘッドの安定した走行を実現することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図１１乃至図１４を参照して説明する。
【００３３】
この実施形態は、磁気ディスクであって、記録セルの形状が楕円形であり、かつ第１実施形態において交差角θを定義する記録セルのトラック交差方向の加工線に相当する線は楕円形の長軸または短軸と一致するものとなっている。すなわち、記録素子の長手方向と、楕円形の記録セルの長軸および短軸のうちの一方の軸との交差角が６°以内であるように構成される。なお、この実施形態による磁気ディスクは、図３に示す磁気記録再生装置に用いられ、図８に示す製造方法によって製造される。
【００３４】
図１１に、本実施形態による磁気ディスクの記録セルの配置を示す。記録セル２３は、トラック方向２５に沿って配列され、非磁性体２４によって分断された楕円形状を有している。記録セル２３のトラック幅２２が長軸５１の長さ以下で短軸５２の長さ以上となっている。図１１（ａ）に示す形態では、図１（ａ）に示す記録セル２３の加工線３３に相当する線は楕円の長軸５１となる。一方、図１１（ｂ）に示す形態では、記録セル２３の加工線３３に相当する線は楕円の短軸５２となる。また、磁気ディスクにおいて交差角θを小さく保った例を図１２に示す。図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、記録セル２３の、磁気ディスクの外周側、磁気ディスクの中央、磁気ディスクの内周側の配置をそれぞれ示している。
【００３５】
この実施形態による磁気ディスクは、記録セル２３の形状が楕円形状で、トラック幅２２が常に一定（＝６０ｎｍ）になるように、半径毎に長軸の長さを変えた以外は、第１実施形態に用いられる磁気ディスクと同様に構成されている。
【００３６】
次に、トラック半径ｒ＝２０ｍｍのときに交差角θが０°でトラック半径ｒ＝２８ｍｍのときに交差角θが１０°となる第１磁気ディスクと、全てのトラック位置で交差角θが０°の第２磁気ディスクを作製した。作成した第１および第２磁気ディスクを図３に示す構成の磁気記録再生装置に組み立て評価した。組み立てられた磁気記録再生装置は、走行安定試験のために、ヘッドスライダ１７の先端にその振動を読み取って電気信号に変換するＡＥセンサーを取り付けその振動をオシロスコープにより観察した。また、再生信号対雑音比ＳＮＲ（ｄＢ）を測定した。
【００３７】
図１３に、半径ｒ＝２８ｍｍのトラックにおける、第１および第２磁気ディスクの、測定開始１分後のＡＥセンサーの出力を示す。図１３（ａ）は、第２磁気ディスク（交差角θが０°の場合）、図１３（ｂ）は第１磁気ディスク（交差角θが１０°の場合）の出力を示す。明らかに図１３（ｂ）の方、すなわち交差角θが１０°の場合の方が、振動が大きく走行が不安定になるのがわかる。
【００３８】
そこで、交差角θの臨界値を求めるために、第１磁気ディスクにおいて、交差角θが０°から１０°まで２°おきの交差角となる各位置のトラックにおけるＡＥセンサーの測定結果を図１４に示す。図１４においては、縦軸のＡＥセンサーの出力である電圧値は、図１３に示すＡＥセンサーの波形のピークツーピークの半分の値を示している。図１４からわかるように、交差角θが０°から６°以下の範囲では安定に走行するが、交差角θが６°を超えて１０°までの範囲を走行すると、走行が不安定になりＡＥセンサーの出力も急激に大きくなる。このことから、交差角θは６°以内に形成することが必要であることがわかる。
【００３９】
また、第１および第２磁気ディスクの半径ｒ＝２８ｍｍの位置のトラックに細密パターンをそれぞれ記録してＳＮＲを調べた。交差角θが０°の場合（第２磁気ディスク）よりも、交差角θが１０°の場合（第１磁気ディスク）の方がＳＮＲが２．５ｄＢ低下した。これは、交差角θが１０°の場合は、記録セルが隣接する前後のトラックに情報を記録しているかまたは上記トラックからの情報を再生しているためであると思われる。
【００４０】
また、記録セルのトラック方向の加工線が磁気ディスクのトラック方向と平行であるように構成したことにより、磁気ヘッドの走行が安定する。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、記録再生時に２つ以上のセルにまたがる書き込みや読み取りエラーがなく、うねりや乱流によるヘッドの走行不安定がなく、ヘッドの安定した走行を実現することができる。
【００４２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図１５乃至図１９を参照して説明する。
【００４３】
この実施形態は、磁気ディスクであって、記録セルが複数の円形または楕円形の微小セルからなっている。そして、記録素子の長手方向と、上記記録セルを構成する、トラックと交差する方向に配置された複数の微小セルの共通接線との交差角が６°以内であり、同一トラック内の上記記録セルのトラック方向に配置された複数の微小セルの共通接線が上記トラック方向に平行であるように構成される。また、本実施形態による磁気ディスクは、図３に示す磁気記録再生装置に用いられる。
【００４４】
一列の微小セル群から成る記録セルの場合の例を図１５（ａ）に示す。記録セルのトラック方向２５と、記録セル２３のトラックと交差する方向の加工線３５は、図１５（ａ）に示すように、それぞれ、トラック方向、トラックと交差する方向の微小セル群の共通接線方向となる。図１５（ｂ）に、微小セル群が３列の場合の記録セル２３の例を示す。交差角を小さく保った例を図１６に示す。図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、記録セル２３の、磁気ディスクの外周側、磁気ディスクの中央、磁気ディスクの内周側の配置をそれぞれ示している。
【００４５】
次に、本実施形態による磁気ディスクの製造方法を、図１７を参照して説明する。まず、図１５に示すパターンを持つＮｉ原盤を作成する。このＮｉ原盤の製作は、まず、電子線リソグラフィーを用いて半径１６ｍｍから３０ｍｍの領域に記録セル長さ１００ｎｍ、記録セル間隔５０ｎｍ、高さ２０ｎｍの溝を作製する。さらに、電子線リソグラフィー装置を用いて、トラック方向をトラック幅５０ｎｍ、トラック幅間隔５０ｎｍとし円周方向の溝の加工を行う。このとき、回転式アームに支えられたヘッド部分と各ビットが交差する角度が２°以内となるようにした。
【００４６】
次に、図１７（ａ）に示すように、２．５インチのガラスディスク基板７１上に厚さ約２０ｎｍのＰｄ下地層と、ＣｏＣｒＰｔからなる厚さ約３０ｎｍの垂直磁気記録層とを積層した磁性膜７２を成膜する。続いて、図１７（ｂ）に示すように、磁性膜７２上にレジスト７３をスピンコートする。その後、図１７（ｃ）に示すように、前述したＮｉ原盤７４を上記レジスト７３上に押し当て、プレスを行う。プレスは、常温、１０００ｂａｒ下で１０秒間プレスする。プレス後、原盤７４を取り除くと、凹凸パターンがインプリントされたレジスト７３ａが基板上に残る。この基板にスピンコーターを用いて、ＰＳ／ＰＭＭＡ（ポリスチレン／ポリメチルメタクリレート）からなるブロックコポリマー９０を塗布する（図１７（ｄ）参照）。その後、この基板を熱処理してポリスチレン部分９１とＰＭＭＡ粒子９２に相分離をさせる（図１７（ｅ）参照）。
【００４７】
次に、Ｏ２ＲＩＥによりＰＭＭＡ粒子９２をエッチング除去した後、この上にＳＯＧをスピンコートし、凹凸の凹の部分にＳＯＧ９４を塗布し、定着させる（図１７（ｆ）参照）。続いて、ＳＯＧ９４をマスクとしてＯ２ＲＩＥによりレジストパターン７３ａをパターニングする（図１７（ｇ）参照）。その後、イオンミリングを用いて磁性層７２をパターニングする（図１７（ｈ）参照）。続いて、アッシングを行うことにより、レジストパターン７３ａを除去する（図１７（ｉ）参照）。これにより、トラック幅５０ｎｍ、記録セル長さ１００ｎｍ、のセルの中に複数の孤立した円柱状の磁性体７２を形成した（図１７（ｊ）参照）。円柱の直径は２０ｎｍである。このディスク全面にダイアモンドライクカーボンを成膜し、さらに潤滑剤を塗布して潤滑用の保護膜を形成し、磁気ディスクを完成する。
【００４８】
次に、トラック半径ｒ＝２０ｍｍのときに交差角θが０°でトラック半径ｒ＝２８ｍｍのときに交差角θが１０°の、加工線が全てディスクの中心方向である第１磁気ディスクと、全てのトラック位置で交差角θが０°の第２磁気ディスクを作製した。作成した第１および第２磁気ディスクを図３に示す構成の磁気記録再生装置に組み立て評価した。組み立てられた磁気記録再生装置は、走行安定試験のために、ヘッドスライダ１７の先端にその振動を読み取って電気信号に変換するＡＥセンサーを取り付けその振動をオシロスコープにより観察した。また、再生信号対雑音比ＳＮＲ（ｄＢ）を測定した。
【００４９】
図１８に、半径ｒ＝２８ｍｍのトラックにおける第１および第２磁気ディスクの、測定開始１分後のＡＥセンサーの出力を示す。図１８（ａ）は、第２磁気ディスク（交差角θが０°の場合）の出力、図１８（ｂ）は第１磁気ディスク（交差角θが１０°の場合）の出力を示す。明らかに図１８（ｂ）の方、すなわち交差角θが１０°の場合の方が振動が大きく走行が不安定になるのがわかる。図１８（ｂ）の方の磁気ディスクは、評価開始後５分後にヘッドクラッシュが起こった。
【００５０】
そこで、交差角θの臨界値を求めるために、第１磁気ディスクにおいて、交差角θを０°から１０°まで２°おきの交差角となる各位置のトラックにおけるＡＥセンサーの測定結果を図１９に示す。図１９においては、縦軸のＡＥセンサーの出力である電圧値は、図１９に示すＡＥセンサーの波形のピークツーピークの半分の値を示している。図１９からわかるように、交差角θが０°から６°以下の範囲では安定に走行するが、交差角θが６°を超えて１０°までの範囲を走行すると、走行が不安定になりＡＥセンサーの出力も急激に大きくなる。このことから、交差角θは６°以内に形成することが必要であることがわかる。
【００５１】
また、第１および第２磁気ディスクの半径ｒ＝２８ｍｍの位置のトラックに細密パターンをそれぞれ記録してＳＮＲを調べた。交差角θが０°の場合（第２磁気ディスク）よりも、交差角θが１０°の場合（第１磁気ディスク）の方がＳＮＲが３．５ｄＢ低下した。これは、交差角θが１０°の場合は、記録セルが隣接する前後のトラックに情報を記録しているかまたは上記トラックからの情報を再生しているためであると思われる。
【００５２】
また、記録セルのトラック方向の加工線が磁気ディスクのトラック方向と平行であるように構成したことにより、磁気ヘッドの走行が安定する。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、記録再生時に２つ以上のセルにまたがる書き込みや読み取りエラーがなく、うねりや乱流によるヘッドの走行不安定がなく、ヘッドの安定した走行を実現することができる。
【００５４】
なお、上記第１乃至第３実施形態における磁気ディスクは、ディスク内周、中央、外周のトラック幅の記録再生ヘッドの書き込み幅や読み取り幅が違うので、記録セルのトラック幅をディスク回転機構の中心位置やピボット位置、ディスクの大きさによって変えても良い。
【００５５】
また、上記実施形態においては、記録素子と再生素子を備えている磁気記録再生装置であったが、記録素子のみを有する磁気記録装置または再生素子のみを有する磁気再生装置であっても良い。
【００５６】
また、記録セルは、磁気記録だけでなく回転系に搭載された記録媒体と回転軸を持つアームに設置された記録再生ヘッドを持つ場合、光磁気記録や相変化光記録にも応用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、記録または再生時に２つ以上のセルにまたがる書き込みや読み取りエラーがなく、また、うねりや乱流によるヘッドの走行不安定がない、ヘッドの安定した走行が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に用いられる磁気ディスクの記録セルの構成を示す図。
【図２】第１実施形態に用いられる磁気ディスクの内周側、中央部、外周側に配置される記録セルの許容加工範囲を示す図。
【図３】第１実施形態による磁気記録再生装置の構成を示す斜視図。
【図４】記録セルの一般的な配列を示す図。
【図５】媒体側からみたヘッドスライダの構成を示す図。
【図６】磁気ディスクの記録セルの配置を示す図。
【図７】磁気ディスクの原盤の平面図。
【図８】第１実施形態に用いられる磁気ディスクの製造工程を示す工程断面図。
【図９】形状が四角形の記録セルの磁気ディスクのＡＥセンサーの出力を示す図。
【図１０】記録セルの形状が四角形である磁気ディスクの交差角とＡＥセンサーの出力電圧との関係を示す図。
【図１１】第２実施形態による磁気ディスクの記録セルの構成を示す図。
【図１２】第２実施形態に用いられる磁気ディスクの内周側、中央部、外周側に配置される記録セルの交差角を小さく保った例を示す図。
【図１３】形状が楕円形の磁気ディスクのＡＥセンサーの出力を示す図。
【図１４】記録セルの形状が楕円形である磁気ディスクの交差角とＡＥセンサーの出力電圧との関係を示す図。
【図１５】第３実施形態による磁気ディスクの記録セルの構成を示す図。
【図１６】第３実施形態に用いられる磁気ディスクの内周側、中央部、外周側に配置される記録セルの交差角を小さく保った例を示す図。
【図１７】第３実施形態による磁気ディスクの製造工程を示す工程断面図。
【図１８】複数の円形または楕円形の微小セルからなる記録セルの磁気ディスクのＡＥセンサーの出力を示す図。
【図１９】複数の円形または楕円形の微小セルからなる記録セルの形状が四角形である磁気ディスクの交差角とＡＥセンサーの出力電圧との関係を示す図。
【符号の説明】
１０ 磁気記録再生装置
１１ 磁気ディスク
１２ スピンドル
１３ 磁気ヘッドアセンブリ
１４ 固定軸
１５ アクチュエータアーム
１６ サスペンション
１７ ヘッドスライダ
１８ ボイスコイルモータ
２１ 記録セルの長さ
２２ 記録セルのトラック幅
２３ 記録セル
２４ 非磁性体
２５ 記録セルトラック方向
２６ 記録セルの間隔
２８ 素子部
２９ 記録素子
３０ 再生素子
３１ 記録素子または再生素子のトラック幅方向
３３ 記録セルの半径方向の加工線
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度記録が可能である磁気記録装置および高密度記録と再生が可能である磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録装置が発明されて以来、その記録密度は年々増加の傾向を続けており、現在もその記憶密度は増加し続けている。記憶密度の増加と共に、コンピュータに搭載される補助記憶装置の記憶容量も増加している。
【０００３】
磁気記録においては、その記録する媒体によって異なるものの、熱擾乱により記録の限界があり、ある密度以上では書き込みができない現象が観測されている。これらの問題を回避するため、磁気記録の分野においては、あらかじめ記録材料を非記録材料により分断し、単一の記録セルとして記録再生を行うパターンドメディアが提案されている（例えば、非特許文献１乃至２および特許文献１乃至３参照）。
【０００４】
このパターンドメディアは、非磁性体により磁性体を分断し記録セルを孤立化させることで熱などに対し高い安定性を保ち、同じ磁気記録材料を用いた場合は、磁化反転する磁界よりも高い保磁力を持つなどの特徴を持つ。
【０００５】
【非特許文献１】
Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕ ｅｔ ａｌ．，Ｊ ｏｆ Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．７６（１９９４）ｐｐ６６７３
【特許文献１】
米国特許第５，８２０，７６８号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，９５６，２１６号明細書
【非特許文献２】
Ｒ．Ｈ．Ｍ．Ｎｅｗ ｅｔ ａｌ．Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｂ１２（１９９４）ｐｐ３１９６
【特許文献３】
特開平１０−２３３０１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
パターンドメディアは、テラビット級の記録密度を実現するために有効な手段であるが、記録セルへの記録ヘッドを用いた書き込みにおいて２つ以上にまたがる記録セルへの書き込みをなくし、位置決めされた記録セルに正確に書き込みをする必要がある。また読み取りの際にも、２つ以上にまたがる記録セルの読み取りをなくすことが必要である。
【０００７】
また、媒体の加工により凹凸があると、ヘッド走行時に空気のうねりや乱流によりヘッドが振動を起こし、ヘッドクラッシュを起こす可能性がある。特に低浮上の場合は、これらの問題が顕著になる。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、記録再生時に２つ以上のセルにまたがる書き込みや読み取りエラーがなく、うねりや乱流によるヘッドの走行不安定がなく、ヘッドの安定した走行が実現可能な磁気記録装置および磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様による磁気記録装置は、非磁性体により分断された平面形状が四角形の磁性体からなる記録セルを持つ磁気ディスクと、前記記録セルに情報を記録する記録素子を有する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドの前記記録セルに対する位置決めを回転式アームにより行う機構とを備え、前記記録素子の長手方向と、前記記録セルの、トラックと交差する方向に延びる輪郭線との交差角が６°以内であり、かつ前記記録セルのトラック方向に延びる輪郭線が前記磁気ディスクのトラック方向と平行であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第２の態様による磁気記録装置は、非磁性体により分断された平面形状が楕円形の磁性体からなる記録セルを持つ磁気ディスクと、前記記録セルに情報を記録する記録素子を有する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドの前記記録セルに対する位置決めを回転式アームにより行う機構とを備え、前記記録素子の長手方向と、前記楕円形の記録セルの長軸および短軸のうちの一方の軸との交差角が６°以内であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の態様による磁気記録装置は、非磁性体により分断された平面形状が円形または楕円形の磁性体からなる微小セルが複数個、トラックと交差する方向に配置された記録セルを持つ磁気ディスクと、前記記録セルに情報を記録する記録素子を有する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドの前記記録セルに対する位置決めを回転式アームにより行う機構とを備え、前記記録素子の長手方向と、前記記録セルを構成する、前記トラックと交差する方向に配置された複数の微小セルの共通接線との交差角が６°以内であり、同一トラック内の前記記録セルの前記トラック方向に配置された複数の微小セルの共通接線が該トラック方向に平行であることを特徴とする。
【００１２】
なお、前記磁気ヘッドは、前記記録セルに記録された情報を再生する再生素子を更に備えていても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による磁気記録再生装置を、図１乃至図９を参照して説明する。図３に、本実施形態による磁気記録再生装置１０の構成を示す。磁気ディスク１１は、非磁性体により分断された磁性体からなる記録セルを持つ円盤形状を有している。そしてこの磁気ディスク１１はスピンドル１２に装着され、駆動装置制御源（図示せず）からの制御信号に応答するモータ（図示せず）により回転する。磁気ヘッドアセンブリ１３は、サスペンション１６の先端に取り付けられたヘッドスライダ１７が磁気ディスク上を浮上した状態で情報の記録再生を行うように取り付けられている。ヘッドスライダ１７の媒体対向面側には、磁気ディスク１１に情報を書き込むための記録素子および磁気ディスク１１から情報を読み出すための再生素子が設けられている。磁気ディスク１１が回転すると、ヘッドスライダ１７の媒体対向面は磁気ディスク１１の表面から所定の浮上量をもって保持される。
【００１５】
磁気ヘッドアセンブリ１３のアクチュエータアーム１５は、ボイスコイルモータ１８に接続されている。ボイスコイルモータ１８は、アクチュエータアーム１５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、それを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。アクチュエータアーム１５は、固定軸１４の上下２カ所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１８により回転摺動が自在にできるようになっている。
【００１６】
従って、本実施形態による磁気記録再生装置は、非磁性体により分断された磁性体からなる記録セルを持つ磁気ディスク１１の記録セルに対する記録素子または再生素子の位置決めを回転式アームにより行う機構を有している。そして、本実施形態においては、後述するように、記録素子または再生素子のトラック幅方向（長手方向）と上記記録セルの半径方向の加工線との交差角が６°以内であり、かつ記録セルのトラック方向の加工線が上記磁気ディスク１１のトラック方向と平行であるように構成されている。
【００１７】
図４は、磁気ディスク１１に設けられた記録セル２３の一般的な配列を示す。記録セル２３は、磁気ディスク１１の周方向、すなわち、トラック方向（媒体進行方向）に沿って設けられている。記録セル２３は、非磁性体２４によって分断されている。図４において、符号２１は記録セル２３の長さ、符号２２は、記録セル２３のトラック幅、符号２５は記録セル２３のトラック方向、符号２６は記録セル２３の間隔である。
【００１８】
図５（ａ）に、ヘッドスライダ１７の一例の媒体側から見た形状の概略図を示す。ヘッドスライダ１７は、２つのレール部分１７ａと、これらのレール部分１７ａに挟まれ、レール部分１７ａの媒体対向面よりも凹んだ面を有する部分１７ｂと、レール部１７ａに設けられた素子部２８とを備えている。素子部２８の拡大図を図５（ｂ）に示す。素子部２８は、記録素子２９と、再生素子３０を備えている。なお、記録素子２９と再生素子３０のトラック幅方向（長手方向）３１は同一の方向となっている。
【００１９】
本実施形態に用いられる磁気ディスク１１の記録セル２３と記録素子または再生素子のトラック幅方向３１との関係を図１に示す。本実施形態においては、図１（ａ）に示すように、記録セルは四角形の形状をなしており、記録セル２３の加工線３３（記録セル２３のトラックと交差する方向に延びる輪郭の一部となる線３３）と、記録素子２９または再生素子３０のトラック幅方向（長手方向）３１とは所定の角度θで交差するように構成されている。そして、後述するようにこの交差角θが６°以内となっている。また、記録セル２３のトラック方向２５の加工線（記録セル２３のトラック方向に延びる輪郭の一部となる線）が円盤状ディスク１１のトラック方向と平行であるように構成されている。なお、図１（ｂ）は、交差角θが０°の場合を示しており、この場合、記録セル２３とヘッドスライダ１７の記録素子２９または再生素子３０が平行に配列されている。
【００２０】
また、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、記録セル２３が、磁気ディスク１１の内周側、中央部、外周側にそれぞれ設けられている場合の交差角θが６°以内の記録セル２３の許容加工範囲を示す。この図２（ａ）、（ｃ）から分かるように、磁気ディスク１１の内周側の記録セル２３は、磁気ディスク１１の半径方向に対して内周から外周に向かうにつれて左側に傾斜するように形成され、磁気ディスク１１の外周側の記録セル２３は、磁気ディスク１１の半径方向に対して内周から外周に向かうにつれて右側に傾斜するように形成されている。なお、交差角θは、半径毎に変えても良いし、磁気ディスク１１をゾーンに分割しゾーン毎に変えても良い。また、トラック幅を半径毎に変えても良い。このように構成された磁気ディスク１１の全体の概略図を図６に示す。この図６においては、記録素子および再生素子が、記録セル２３の読み取り角度を全体として補正した形で加工する場合を示している。ここでは、３つのゾーンについての例を示した。符号４１は磁気ディスク１１の外周、符号４２は磁気ディスク１１の内周、符号４３は内周側に配置された記録セル、符号４４は中央部に配置された記録セル、符号４５は外周側に配置された記録セル、符号４６は磁気ディスク１１のある方向θにおける角度線を示している。
【００２１】
次に、本実施形態に用いられる磁気ディスクの製造方法を、図７乃至図８を参照して説明する。
【００２２】
まず、図１（ａ）に示すような記録セル２３のパターンを持つＮｉ原盤を、電子線リソグラフィーを用いて作成した。図７に示すように、このＮｉ原盤７４は内周側と外周側に設けられた平面領域７４ａと、これらの領域７４ａ間に設けられた凹凸パターン領域７４ｂとからなっている。このＮｉ原盤７４においては、半径１６ｍｍから３０ｍｍの領域７４ｂに、トラック幅６０ｎｍ、記録セル２３の長さ５０ｎｍ、記録セル間隔５０ｎｍ、深さ２０ｎｍのパターンが形成されている。なお、全ての半径において交差角は３°以内とした。
【００２３】
次に、図８（ａ）に示すように、２．５インチのガラスディスク基板７１上に厚さ約２０ｎｍのＰｄ下地層と、ＣｏＣｒＰｔからなる厚さ約３０ｎｍの垂直磁気記録層とを積層した磁性膜７２を成膜する。続いて、図８（ｂ）に示すように、磁性膜７２上にレジスト７３をスピンコートする。その後、図８（ｃ）に示すように、前述したＮｉ原盤７４を上記レジスト７３上に押し当て、プレスを行う。プレスは、常温、１０００ｂａｒ下で１０秒間プレスする。プレス後、原盤７４を取り除くと、凹凸パターンがインプリントされたレジスト７３ａが残る（図８（ｄ）参照）。このレジスト７３ａは、トラック幅６０ｎｍ、記録セル長さ５０ｎｍ、高さ２０ｎｍの凹凸のセルを持ち、この凹凸のセルは、同心円状に半径１６ｍｍから３０ｍｍの位置に配列されている。続いて、このインプリントによる凹凸パターンを有するレジスト７３ａをマスクとして、Ｏ２ＲＩＥを用いて、磁性膜７２を下地層に達するまでエッチングする（図８（ｅ）参照）。これにより、図８（ｆ）に示すように、磁性膜７２にトラック幅６０ｎｍ、記録セル長さ５０ｎｍ、高さ３０ｎｍのパターン７２ａが形成された媒体が完成する。その後、全面にダイアモンドライクカーボンを成膜し、さらに潤滑剤を塗布して潤滑用の保護膜を形成し、磁気ディスクを完成する。作成プロセスの詳細は、特開２００２−１０００７９公報に報告されている方法に従った。
【００２４】
次に、記録セル２３の加工線３３と、記録素子２９または再生素子３０のトラック幅方向３１との交差角θが６°以内であることが好ましいことを説明する。
【００２５】
上述した製造方法によって製造された、トラック半径ｒ＝２０ｍｍのときに交差角θが０°でトラック半径ｒ＝２８ｍｍのときに交差角θが１０°である第１磁気ディスク（加工線３３が全てディスクの中心方向である磁気ディスク）と、全てのトラック位置で交差角θが０°の第２磁気ディスクを作製した。作成した第１および第２磁気ディスクを図３に示す構成の磁気記録再生装置に組み立て評価した。組み立てられた磁気記録再生装置は、走行安定試験のために、ヘッドスライダ１７の先端にその振動を読み取って電気信号に変換するＡＥセンサーを取り付けその振動をオシロスコープにより観察した。また、再生信号対雑音比ＳＮＲ（ｄＢ）を測定した。
【００２６】
図９に、半径がｒ＝２８ｍｍのトラックにおける第１および第２磁気ディスクの、測定開始１分後のＡＥセンサーの出力を示す。図９（ａ）は、第２磁気ディスク（交差角θが０°の場合）の出力、図９（ｂ）は第１磁気ディスク（交差角θが１０°の場合）の出力を示す。明らかに図９（ｂ）の方、すなわち交差角θが１０°の場合の方が、振動が大きく走行が不安定になるのがわかる。図９（ｂ）の場合は、評価開始後数分でヘッドクラッシュが起こった。
【００２７】
そこで、交差角θの臨界値を求めるために、第１磁気ディスクにおいて、交差角θが０°から１０°まで２°おきの交差角となる各位置のトラックにおけるＡＥセンサーの測定結果を図１０に示す。図１０においては、縦軸のＡＥセンサーの出力である電圧値は、図９に示すＡＥセンサーの波形のピークツーピークの半分の値を示している。図１０からわかるように、交差角θが０°から６°以下の範囲では安定に走行するが、交差角θが６°を超えて１０°までの範囲を走行すると、走行が不安定になりＡＥセンサーの出力も急激に大きくなる。このことから、交差角θは６°以内に形成することが必要であることがわかる。
【００２８】
本発明者が用いた装置では、ＡＥセンサーの値が１５ｍＶ以上になると１０時間以内にヘッドクラッシュが起こる。これは前述のヘッドスライダ走行時の乱流による影響であると思われる。
【００２９】
また、第１および第２磁気ディスクの半径ｒ＝２８ｍｍの位置のトラックに細密パターンをそれぞれ記録してＳＮＲを調べた。交差角θが０°の場合（第２磁気ディスク）よりも、交差角θが１０°の場合（第１磁気ディスク）の方がＳＮＲが３ｄＢ低下した。これは、交差角θが１０°の場合は、記録セルが隣接する前後のトラックに情報を記録しているかまたは上記トラックからの情報を再生しているためであると思われる。
【００３０】
また、記録セルのトラック方向の加工線が磁気ディスクのトラック方向と平行であるように構成したことにより、磁気ヘッドの走行が安定する。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、記録再生時に２つ以上のセルにまたがる書き込みや読み取りエラーがなく、うねりや乱流によるヘッドの走行不安定がなく、ヘッドの安定した走行を実現することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図１１乃至図１４を参照して説明する。
【００３３】
この実施形態は、磁気ディスクであって、記録セルの形状が楕円形であり、かつ第１実施形態において交差角θを定義する記録セルのトラック交差方向の加工線に相当する線は楕円形の長軸または短軸と一致するものとなっている。すなわち、記録素子の長手方向と、楕円形の記録セルの長軸および短軸のうちの一方の軸との交差角が６°以内であるように構成される。なお、この実施形態による磁気ディスクは、図３に示す磁気記録再生装置に用いられ、図８に示す製造方法によって製造される。
【００３４】
図１１に、本実施形態による磁気ディスクの記録セルの配置を示す。記録セル２３は、トラック方向２５に沿って配列され、非磁性体２４によって分断された楕円形状を有している。記録セル２３のトラック幅２２が長軸５１の長さ以下で短軸５２の長さ以上となっている。図１１（ａ）に示す形態では、図１（ａ）に示す記録セル２３の加工線３３に相当する線は楕円の長軸５１となる。一方、図１１（ｂ）に示す形態では、記録セル２３の加工線３３に相当する線は楕円の短軸５２となる。また、磁気ディスクにおいて交差角θを小さく保った例を図１２に示す。図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、記録セル２３の、磁気ディスクの外周側、磁気ディスクの中央、磁気ディスクの内周側の配置をそれぞれ示している。
【００３５】
この実施形態による磁気ディスクは、記録セル２３の形状が楕円形状で、トラック幅２２が常に一定（＝６０ｎｍ）になるように、半径毎に長軸の長さを変えた以外は、第１実施形態に用いられる磁気ディスクと同様に構成されている。
【００３６】
次に、トラック半径ｒ＝２０ｍｍのときに交差角θが０°でトラック半径ｒ＝２８ｍｍのときに交差角θが１０°となる第１磁気ディスクと、全てのトラック位置で交差角θが０°の第２磁気ディスクを作製した。作成した第１および第２磁気ディスクを図３に示す構成の磁気記録再生装置に組み立て評価した。組み立てられた磁気記録再生装置は、走行安定試験のために、ヘッドスライダ１７の先端にその振動を読み取って電気信号に変換するＡＥセンサーを取り付けその振動をオシロスコープにより観察した。また、再生信号対雑音比ＳＮＲ（ｄＢ）を測定した。
【００３７】
図１３に、半径ｒ＝２８ｍｍのトラックにおける、第１および第２磁気ディスクの、測定開始１分後のＡＥセンサーの出力を示す。図１３（ａ）は、第２磁気ディスク（交差角θが０°の場合）、図１３（ｂ）は第１磁気ディスク（交差角θが１０°の場合）の出力を示す。明らかに図１３（ｂ）の方、すなわち交差角θが１０°の場合の方が、振動が大きく走行が不安定になるのがわかる。
【００３８】
そこで、交差角θの臨界値を求めるために、第１磁気ディスクにおいて、交差角θが０°から１０°まで２°おきの交差角となる各位置のトラックにおけるＡＥセンサーの測定結果を図１４に示す。図１４においては、縦軸のＡＥセンサーの出力である電圧値は、図１３に示すＡＥセンサーの波形のピークツーピークの半分の値を示している。図１４からわかるように、交差角θが０°から６°以下の範囲では安定に走行するが、交差角θが６°を超えて１０°までの範囲を走行すると、走行が不安定になりＡＥセンサーの出力も急激に大きくなる。このことから、交差角θは６°以内に形成することが必要であることがわかる。
【００３９】
また、第１および第２磁気ディスクの半径ｒ＝２８ｍｍの位置のトラックに細密パターンをそれぞれ記録してＳＮＲを調べた。交差角θが０°の場合（第２磁気ディスク）よりも、交差角θが１０°の場合（第１磁気ディスク）の方がＳＮＲが２．５ｄＢ低下した。これは、交差角θが１０°の場合は、記録セルが隣接する前後のトラックに情報を記録しているかまたは上記トラックからの情報を再生しているためであると思われる。
【００４０】
また、記録セルのトラック方向の加工線が磁気ディスクのトラック方向と平行であるように構成したことにより、磁気ヘッドの走行が安定する。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、記録再生時に２つ以上のセルにまたがる書き込みや読み取りエラーがなく、うねりや乱流によるヘッドの走行不安定がなく、ヘッドの安定した走行を実現することができる。
【００４２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図１５乃至図１９を参照して説明する。
【００４３】
この実施形態は、磁気ディスクであって、記録セルが複数の円形または楕円形の微小セルからなっている。そして、記録素子の長手方向と、上記記録セルを構成する、トラックと交差する方向に配置された複数の微小セルの共通接線との交差角が６°以内であり、同一トラック内の上記記録セルのトラック方向に配置された複数の微小セルの共通接線が上記トラック方向に平行であるように構成される。また、本実施形態による磁気ディスクは、図３に示す磁気記録再生装置に用いられる。
【００４４】
一列の微小セル群から成る記録セルの場合の例を図１５（ａ）に示す。記録セルのトラック方向２５と、記録セル２３のトラックと交差する方向の加工線３５は、図１５（ａ）に示すように、それぞれ、トラック方向、トラックと交差する方向の微小セル群の共通接線方向となる。図１５（ｂ）に、微小セル群が３列の場合の記録セル２３の例を示す。交差角を小さく保った例を図１６に示す。図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、記録セル２３の、磁気ディスクの外周側、磁気ディスクの中央、磁気ディスクの内周側の配置をそれぞれ示している。
【００４５】
次に、本実施形態による磁気ディスクの製造方法を、図１７を参照して説明する。まず、図１５に示すパターンを持つＮｉ原盤を作成する。このＮｉ原盤の製作は、まず、電子線リソグラフィーを用いて半径１６ｍｍから３０ｍｍの領域に記録セル長さ１００ｎｍ、記録セル間隔５０ｎｍ、高さ２０ｎｍの溝を作製する。さらに、電子線リソグラフィー装置を用いて、トラック方向をトラック幅５０ｎｍ、トラック幅間隔５０ｎｍとし円周方向の溝の加工を行う。このとき、回転式アームに支えられたヘッド部分と各ビットが交差する角度が２°以内となるようにした。
【００４６】
次に、図１７（ａ）に示すように、２．５インチのガラスディスク基板７１上に厚さ約２０ｎｍのＰｄ下地層と、ＣｏＣｒＰｔからなる厚さ約３０ｎｍの垂直磁気記録層とを積層した磁性膜７２を成膜する。続いて、図１７（ｂ）に示すように、磁性膜７２上にレジスト７３をスピンコートする。その後、図１７（ｃ）に示すように、前述したＮｉ原盤７４を上記レジスト７３上に押し当て、プレスを行う。プレスは、常温、１０００ｂａｒ下で１０秒間プレスする。プレス後、原盤７４を取り除くと、凹凸パターンがインプリントされたレジスト７３ａが基板上に残る。この基板にスピンコーターを用いて、ＰＳ／ＰＭＭＡ（ポリスチレン／ポリメチルメタクリレート）からなるブロックコポリマー９０を塗布する（図１７（ｄ）参照）。その後、この基板を熱処理してポリスチレン部分９１とＰＭＭＡ粒子９２に相分離をさせる（図１７（ｅ）参照）。
【００４７】
次に、Ｏ２ＲＩＥによりＰＭＭＡ粒子９２をエッチング除去した後、この上にＳＯＧをスピンコートし、凹凸の凹の部分にＳＯＧ９４を塗布し、定着させる（図１７（ｆ）参照）。続いて、ＳＯＧ９４をマスクとしてＯ２ＲＩＥによりレジストパターン７３ａをパターニングする（図１７（ｇ）参照）。その後、イオンミリングを用いて磁性層７２をパターニングする（図１７（ｈ）参照）。続いて、アッシングを行うことにより、レジストパターン７３ａを除去する（図１７（ｉ）参照）。これにより、トラック幅５０ｎｍ、記録セル長さ１００ｎｍ、のセルの中に複数の孤立した円柱状の磁性体７２を形成した（図１７（ｊ）参照）。円柱の直径は２０ｎｍである。このディスク全面にダイアモンドライクカーボンを成膜し、さらに潤滑剤を塗布して潤滑用の保護膜を形成し、磁気ディスクを完成する。
【００４８】
次に、トラック半径ｒ＝２０ｍｍのときに交差角θが０°でトラック半径ｒ＝２８ｍｍのときに交差角θが１０°の、加工線が全てディスクの中心方向である第１磁気ディスクと、全てのトラック位置で交差角θが０°の第２磁気ディスクを作製した。作成した第１および第２磁気ディスクを図３に示す構成の磁気記録再生装置に組み立て評価した。組み立てられた磁気記録再生装置は、走行安定試験のために、ヘッドスライダ１７の先端にその振動を読み取って電気信号に変換するＡＥセンサーを取り付けその振動をオシロスコープにより観察した。また、再生信号対雑音比ＳＮＲ（ｄＢ）を測定した。
【００４９】
図１８に、半径ｒ＝２８ｍｍのトラックにおける第１および第２磁気ディスクの、測定開始１分後のＡＥセンサーの出力を示す。図１８（ａ）は、第２磁気ディスク（交差角θが０°の場合）の出力、図１８（ｂ）は第１磁気ディスク（交差角θが１０°の場合）の出力を示す。明らかに図１８（ｂ）の方、すなわち交差角θが１０°の場合の方が振動が大きく走行が不安定になるのがわかる。図１８（ｂ）の方の磁気ディスクは、評価開始後５分後にヘッドクラッシュが起こった。
【００５０】
そこで、交差角θの臨界値を求めるために、第１磁気ディスクにおいて、交差角θを０°から１０°まで２°おきの交差角となる各位置のトラックにおけるＡＥセンサーの測定結果を図１９に示す。図１９においては、縦軸のＡＥセンサーの出力である電圧値は、図１９に示すＡＥセンサーの波形のピークツーピークの半分の値を示している。図１９からわかるように、交差角θが０°から６°以下の範囲では安定に走行するが、交差角θが６°を超えて１０°までの範囲を走行すると、走行が不安定になりＡＥセンサーの出力も急激に大きくなる。このことから、交差角θは６°以内に形成することが必要であることがわかる。
【００５１】
また、第１および第２磁気ディスクの半径ｒ＝２８ｍｍの位置のトラックに細密パターンをそれぞれ記録してＳＮＲを調べた。交差角θが０°の場合（第２磁気ディスク）よりも、交差角θが１０°の場合（第１磁気ディスク）の方がＳＮＲが３．５ｄＢ低下した。これは、交差角θが１０°の場合は、記録セルが隣接する前後のトラックに情報を記録しているかまたは上記トラックからの情報を再生しているためであると思われる。
【００５２】
また、記録セルのトラック方向の加工線が磁気ディスクのトラック方向と平行であるように構成したことにより、磁気ヘッドの走行が安定する。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、記録再生時に２つ以上のセルにまたがる書き込みや読み取りエラーがなく、うねりや乱流によるヘッドの走行不安定がなく、ヘッドの安定した走行を実現することができる。
【００５４】
なお、上記第１乃至第３実施形態における磁気ディスクは、ディスク内周、中央、外周のトラック幅の記録再生ヘッドの書き込み幅や読み取り幅が違うので、記録セルのトラック幅をディスク回転機構の中心位置やピボット位置、ディスクの大きさによって変えても良い。
【００５５】
また、上記実施形態においては、記録素子と再生素子を備えている磁気記録再生装置であったが、記録素子のみを有する磁気記録装置または再生素子のみを有する磁気再生装置であっても良い。
【００５６】
また、記録セルは、磁気記録だけでなく回転系に搭載された記録媒体と回転軸を持つアームに設置された記録再生ヘッドを持つ場合、光磁気記録や相変化光記録にも応用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、記録または再生時に２つ以上のセルにまたがる書き込みや読み取りエラーがなく、また、うねりや乱流によるヘッドの走行不安定がない、ヘッドの安定した走行が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に用いられる磁気ディスクの記録セルの構成を示す図。
【図２】第１実施形態に用いられる磁気ディスクの内周側、中央部、外周側に配置される記録セルの許容加工範囲を示す図。
【図３】第１実施形態による磁気記録再生装置の構成を示す斜視図。
【図４】記録セルの一般的な配列を示す図。
【図５】媒体側からみたヘッドスライダの構成を示す図。
【図６】磁気ディスクの記録セルの配置を示す図。
【図７】磁気ディスクの原盤の平面図。
【図８】第１実施形態に用いられる磁気ディスクの製造工程を示す工程断面図。
【図９】形状が四角形の記録セルの磁気ディスクのＡＥセンサーの出力を示す図。
【図１０】記録セルの形状が四角形である磁気ディスクの交差角とＡＥセンサーの出力電圧との関係を示す図。
【図１１】第２実施形態による磁気ディスクの記録セルの構成を示す図。
【図１２】第２実施形態に用いられる磁気ディスクの内周側、中央部、外周側に配置される記録セルの交差角を小さく保った例を示す図。
【図１３】形状が楕円形の磁気ディスクのＡＥセンサーの出力を示す図。
【図１４】記録セルの形状が楕円形である磁気ディスクの交差角とＡＥセンサーの出力電圧との関係を示す図。
【図１５】第３実施形態による磁気ディスクの記録セルの構成を示す図。
【図１６】第３実施形態に用いられる磁気ディスクの内周側、中央部、外周側に配置される記録セルの交差角を小さく保った例を示す図。
【図１７】第３実施形態による磁気ディスクの製造工程を示す工程断面図。
【図１８】複数の円形または楕円形の微小セルからなる記録セルの磁気ディスクのＡＥセンサーの出力を示す図。
【図１９】複数の円形または楕円形の微小セルからなる記録セルの形状が四角形である磁気ディスクの交差角とＡＥセンサーの出力電圧との関係を示す図。
【符号の説明】
１０ 磁気記録再生装置
１１ 磁気ディスク
１２ スピンドル
１３ 磁気ヘッドアセンブリ
１４ 固定軸
１５ アクチュエータアーム
１６ サスペンション
１７ ヘッドスライダ
１８ ボイスコイルモータ
２１ 記録セルの長さ
２２ 記録セルのトラック幅
２３ 記録セル
２４ 非磁性体
２５ 記録セルトラック方向
２６ 記録セルの間隔
２８ 素子部
２９ 記録素子
３０ 再生素子
３１ 記録素子または再生素子のトラック幅方向
３３ 記録セルの半径方向の加工線
Claims (4)
- 非磁性体により分断された平面形状が四角形の磁性体からなる記録セルを持つ磁気ディスクと、前記記録セルに情報を記録する記録素子を有する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドの前記記録セルに対する位置決めを回転式アームにより行う機構とを備え、前記記録素子の長手方向と、前記記録セルの、トラックと交差する方向に延びる輪郭線との交差角が６°以内であり、かつ前記記録セルのトラック方向に延びる輪郭線が前記磁気ディスクのトラック方向と平行であることを特徴とする磁気記録装置。
- 非磁性体により分断された平面形状が楕円形の磁性体からなる記録セルを持つ磁気ディスクと、前記記録セルに情報を記録する記録素子を有する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドの前記記録セルに対する位置決めを回転式アームにより行う機構とを備え、前記記録素子の長手方向と、前記楕円形の記録セルの長軸および短軸のうちの一方の軸との交差角が６°以内であることを特徴とする磁気記録装置。
- 非磁性体により分断された平面形状が円形または楕円形の磁性体からなる微小セルが複数個、トラックと交差する方向に配置された記録セルを持つ磁気ディスクと、前記記録セルに情報を記録する記録素子を有する磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドの前記記録セルに対する位置決めを回転式アームにより行う機構とを備え、前記記録素子の長手方向と、前記記録セルを構成する、前記トラックと交差する方向に配置された複数の微小セルの共通接線との交差角が６°以内であり、同一トラック内の前記記録セルのトラック方向に配置された複数の微小セルの共通接線が該トラック方向に平行であることを特徴とする磁気記録装置。
- 前記磁気ヘッドは、前記記録セルに記録された情報を再生する再生素子を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気記録装置。
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