JP2006031896A - 振幅サーボパターン、磁気記録媒体およびその製造方法、その製造方法において用いられる磁気転写用パターンドマスター担体、ならびに磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 再生振幅方式のサーボ制御をノイズが小さく精度よく行うことができる振幅サーボパターンを提供する。
【解決手段】 トラック幅方向ｒに隣接して配置されたバーストビット列11，12によるサーボバースト信号を有する振幅サーボパターン10において、トラック幅方向ｒに隣接配置されたサーボバースト信号のトラック方向ｘの位相が相互にαずれて異なっている。この位相は90〜180゜異なっているのが好ましい。該振幅サーボパターンは磁気記録媒体の磁気記録層に磁気転写により記録するのが望ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、振幅サーボパターン、磁気記録媒体およびその製造方法に関し、特に、振幅再生方式のサーボ信号を有する振幅サーボパターンと、この振幅サーボパターンに対応する磁化ビットパターンが記録された磁気記録媒体およびその製造方法に関するものである。

また、本発明は、磁気記録媒体の製造方法において用いられる磁気転写用パターンドマスター担体に関するものである。

さらに、本発明は、振幅再生方式のサーボ信号に対応する磁化ビットパターンが記録された磁気記録媒体を格納してなる磁気記録再生装置に関するものである。

磁気記録媒体においては一般に、情報量の増加に伴い、多くの情報を記録する大容量で、安価で、かつ、好ましくは短時間で必要な箇所が読み出せる、いわゆる高速アクセスが可能な媒体が望まれており、各種の高密度磁気記録媒体が知られている。これらの高密度磁気記録媒体は情報記録領域が狭トラックで構成されており、狭いトラック幅を正確に磁気ヘッドにより走査させて高いＳ／Ｎで信号を再生するためには、いわゆるトラッキングサーボ技術が大きな役割を担っている。このトラッキングサーボを行うために、従来よりセクターサーボ方式が広く採用されている。

セクターサーボ方式とは、磁気ディスク媒体等の磁気記録媒体のデータ面に、一定角度で規則正しく配置されたサーボフィールドに、トラック位置決めのためのサーボ信号や、そのトラックのアドレス情報信号、再生クロック信号等のサーボ情報を記録しておき、磁気ヘッドがこのサーボフィールドを走査してサーボ情報を読み取り自らの位置を確認および修正する方式である。

トラック位置決めのためのサーボ信号には、サーボ信号の再生振幅情報を用いる方式が一般的に採用されている。一般的なサーボパターンは、サーボ信号がＡ、Ｂ、ＣおよびＤバーストからなり、ＡバーストおよびＢバーストを構成するＡバーストビット列およびＢバーストビット列の各ビットがトラック中心線より１／２トラック幅ずつずらせて記録されるものである。再生磁気ヘッドがサーボフィールドを通過する際に、Ａ、Ｂバーストビット列からの再生信号振幅が同じになるように位置決めサーボがかかる。

サーボ情報は、磁気記録媒体の製造時にプリフォーマットとして予め磁気記録媒体に記録する必要があり、現在は専用のサーボ記録装置を用いてプリフォーマットが行われている。現在用いられているサーボ記録装置は、例えばトラックピッチの７５％程度のヘッド幅を有する磁気ヘッドを備え、磁気ヘッドをディスクに近接させた状態でディスクを回転させつつ、１／２トラック毎にディスク外周から内周に移動させつつサーボ信号を記録する。そのため、１枚のディスクのプリフォーマット記録に長時間を要し、生産効率の点で問題がある。

一方、このプリフォーマットを正確にかつ効率よく行う方法として、マスター担体に形成されたサーボ情報を担持するパターンを磁気記録媒体へ磁気転写により転写する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

この磁気転写は、磁気ディスク媒体等の磁気記録媒体（スレーブ媒体）に転写すべき情報に応じた凹凸パターンからなる転写パターンを有するパターンドマスター担体を用い、このマスター担体と磁気記録媒体を密着させた状態で、転写用磁界を印加することにより、マスター担体の凹凸パターンが担持する情報（例えばサーボ信号）に対応する磁気パターンを磁気記録媒体に磁気的に転写するもので、マスター担体と磁気記録媒体との相対的な位置を変化させることなく静的に記録を行うことができ、正確なプリフォーマット記録が可能であり、しかも記録に要する時間も極めて短時間であるという利点を有している。
特開平１０−４０５４４号公報 特開平１０−２６９５６６号公報

ところで、前述のような振幅サーボパターンは、前記特許文献１，２に図示されているように、略１トラック分の間隔をもって異なるトラックにトラック幅方向に隣接して配置されたバーストビット列によるサーボバースト信号を含むものであり、このバーストビット列は隣り合うものが同位相に形成され、また、異なるトラックに配置されたバーストビット列の間には略１トラック分の無信号領域が存在するものであるが、特に磁気転写によって当該サーボパターンが記録された場合には、上記無信号領域にノイズの原因となる磁化が行われる問題がある。

上記現象を図５により説明する。図示のサーボバースト信号は、磁気転写におけるパターンドマスター担体上に形成されたパターンの部分拡大図であり、磁性体による凹凸転写パターンで形成され、磁気記録媒体と密着された状態で磁界が印加されてその凹凸転写パターンに相当する磁化パターンを転写記録するものである。このサーボバースト信号におけるバーストビット列の複数のバーストビットエレメント（図５では２つのバーストビットエレメントのみ表示）はその各エレメントのトラック方向の長さと同じ間隔を空けてトラック方向Ｘに順次並んで配置された第１トラック上のバーストビットエレメント５１ａ，５１ａを有しており、その略１トラック分の間隔（以下、ここを便宜上中間トラックと言う。）を空けて異なる第２トラック上に、トラック幅方向ｒに隣接して同位相でバーストビットエレメント５２ａ，５２ａが配置されている。そして、磁気転写のための外部磁界が印加されると、各バーストビットエレメント５１ａ，５１ａ，５２ａ，５２ａはその両端部が図５に示すようにそれぞれ＋極と−極に磁化される。

そのため、中間トラック上には第１トラック上のバーストビットエレメント５１ａ，５１ａから噴出した円弧状矢印５１ｐで示す磁界と第２トラック上のバーストビットエレメント５２ａ，５２ａから噴出した円弧状矢印５２ｐで示す磁場とが同位相で生じるため、図５の両矢印Ｗで示す中間トラックの幅方向の位置に対する磁界強度巾は図６の破線５で示す強度となり、これが磁気記録媒体にそのまま転写されてしまうことになる。ここで上記「磁界強度巾」とは、トラック幅方向に隣接する２つのバースト信号の間の中間トラックの幅（例えば図５の両矢印Ｗで示される幅）の上の特定位置でのトラック方向における磁界強度の変化の大きさを意味する。従って、磁気記録媒体に記録された第１トラック上のバーストビット列と第２トラック上に記録されたバーストビット列の間の中間トラック上を磁気ヘッドが走査すると、図６の破線５で示す磁界を感知してしまい、これがノイズとなって磁気ヘッドの正確なトラッキング性能を低下させる原因となっていた。

特に、現在、磁気ディスク媒体のさらなる大容量化を目指し、トラック幅の狭小化が図られ、例えばトラックピッチ２００ｎｍ程度以下のものが実現化されようとしている。このトラックピッチの狭小化に伴い各バーストビット列からの再生振幅が小さくなるために、上記ノイズの影響により位置決め精度が低下する虞もある。

本発明は上記事情に鑑み、再生振幅方式のサーボ制御を精度よく行うことができる振幅サーボパターン、それが記録された磁気記録媒体およびその製造方法、この磁気記録媒体を用いる磁気記録再生装置を提供することを目的とするものである。

また、本発明は、磁気記録媒体の製造方法に用いられる磁気転写用パターンドマスター担体を提供することを目的とする。

本発明の振幅サーボパターンは、トラック幅方向に隣接して配置されたバーストビット列によるサーボバースト信号を有する振幅サーボパターンにおいて、前記トラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号のトラック方向の位相が相互に異なっていることを特徴とするものである。

また、前記トラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号は、互いの位相が９０゜〜１８０゜異なっているものが好適である。

前記バーストビット列の各ビットのトラック方向の長さに対するトラック幅方向の長さの比が２以下であることが望ましい。

前記サーボバースト信号は、そのトラック幅方向端部が丸みを帯びているものが好適である。

本発明の磁気記録媒体は、本発明の振幅サーボパターンが磁気記録層に磁気転写により記録されたことを特徴とするものである。

本発明のプリフォーマットされた磁気記録媒体の作製方法は、トラック幅方向に隣接して配置されたバーストビットエレメント列によるサーボバースト信号を有し、該トラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号のトラック方向の位相が相互に異なっている振幅サーボ転写パターンを表面に有する磁気転写用パターンドマスター担体の該表面と、磁気記録媒体の磁気記録面とを密着させ、該密着させた磁気転写用パターンドマスター担体と磁気記録媒体に磁界を印加して、前記振幅サーボ転写パターンを前記磁気記録媒体の記録面に磁気転写することを特徴とするものである。

このようにして磁気転写された磁気記録媒体上のバーストビットはマスター担体上のバーストビットエレメントに１：１で対応するものであり、同様に、磁気記録媒体上のバーストビット列はマスター担体上のエレメント列に対応するものである。

本発明の磁気転写用パターンドマスター担体は、トラック幅方向に隣接して配置されたバーストビット列によるサーボバースト信号を有し、該トラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号のトラック方向の位相が相互に異なっている振幅サーボ転写パターンを表面に有することを特徴とするものである。

磁気記録媒体に記録される振幅サーボパターンにおけるバーストビットエレメント列を構成するバーストビットは単数でも複数でもよいが、複数の場合は、各記録領域のトラック幅方向記録長が等しく、また、トラック幅方向における端部位置が一致しているものである。同様に磁気転写用パターンドマスター担体の表面に形成されているエレメント列を構成するバーストビットエレメントは単数でも複数もよいが、複数の場合は、各ビットエレメントの上面のトラック幅方向の長さが等しく、またトラック幅方向における端部位置が一致しているものである。

本発明の磁気記録再生装置は、磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドに対向して配置されるプリフォーマットされた磁気記録媒体と、前記磁気ヘッドを駆動させる手段と、前記磁気記録媒体を駆動させる手段と、前記磁気ヘッドとの間で信号を授受して処理する記録再生信号処理手段と、を備えた磁気記録再生装置であって、前記磁気記録媒体のプリフォーマットがトラック幅方向に隣接して配置されたバーストビット列によるサーボバースト信号を有する振幅サーボパターンを含み、前記トラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号のトラック方向の位相が互いに異なっていることを特徴とするものである。

なお、上記「プリフォーマットされた磁気記録媒体」は、磁気記録再生装置の磁気ヘッドに対して読み書き可能な位置に配置され得るものであり、磁気記録再生時以外において磁気記録媒体は前記位置に固定された状態であっても、着脱可能な状態であってもよい。

本発明の振幅サーボパターンは、トラック幅方向に隣接して配置されたバーストビット列によるサーボバースト信号を有し、該トラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号のトラック方向の位相が相互に異なっていることにより、転写用磁界等が作用した際のトラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号の間の無信号部位への磁界の噴き出しが少なく、バースト信号の検出に基づく精度の良いトラッキングが行える。

さらに、本発明の磁気記録媒体は、記録されたサーボパターンにおけるトラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号のトラック方向の位相が相互に異なって記録されていることにより、そのトラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号の間の無信号部位へのノイズ信号の磁化記録に伴うヘッド走査時のノイズ感知を少なくすることができるため、位置サーボの精度低下を抑制することができる。

また、特に２００ｎｍ以下のような狭トラック幅を有するものである場合には、従来バーストビットからの再生出力の低下、Ｓ／Ｎの低下が問題となっていたが、再生出力が低下してもノイズ比を小さくすることができ、振幅再生サーボの再生信号の振幅に基づく位置サーボを容易に制御することができる。

本発明の磁気記録媒体の作製方法は、磁気転写用パターンドマスター担体を用いて磁気転写によりトラック幅方向に隣り合うバーストビットの位相が異なる振幅サーボパターンの記録を行うものであるため、振幅再生サーボの信号読み取りへのノイズの影響を低減した良好なビット記録を行うことができる。

本発明の磁気転写用パターンドマスター担体は、トラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号のトラック方向の位相が相互に異なっている振幅サーボ転写パターンを表面に有するので、これを用いれば、本発明の磁気記録媒体を容易に作製することができる。

なお、振幅サーボパターンにおけるトラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号の互いの位相が９０゜〜１８０゜異なっているものがノイズ感知の低減が良好であり、特に位相が１８０゜異なっているものとすれば、ノイズ感知を最小限とすることができる。

また、ディスクに記録されるバーストビットのトラック方向の長さが内周部と外周部とで異なる場合に、そのトラック方向の長さの大きい外周部において隣接するバーストビット列間でのノイズが大きくなる傾向にあるが、バーストビット列の各ビットのトラック方向の長さに対するトラック幅方向の長さの比が２以下になるような領域において、前述のように互いの位相を異ならせることによるノイズ低減効果を顕著に得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の振幅サーボパターンの実施の形態を示す拡大図であり、図１にはそのパターンの一部を示している。また、この図は、理想的に本発明の振幅サーボパターンが記録された本発明の磁気記録媒体の記録再生層のサーボ信号の磁化パターンの一部を示す拡大図でもある。

振幅サーボパターン１０は磁気記録媒体の記録再生層に記録されるものであり、磁気記録媒体は、高密度フレキシブルディスク、ハードディスク等の円盤状の磁気記録媒体であり、支持体の片面もしくは両面に磁性層からなる記録再生層を設けた構成である。なお、特に、高密度化達成のためには、薄層塗布磁性層あるいは金属薄膜磁性層等を記録再生層としたものが好適である。支持体はフレキシブルなものでもハードなものでもよい。

磁気記録媒体の記録再生層には同心円状もしくはらせん状にトラックＴnが形成されており、そのトラックＴnに磁化パターンによって本実施形態のサーボ信号を担持する振幅サーボパターン１０が記録される。振幅サーボパターン１０すなわちサーボ信号は、磁気ディスク記録媒体の場合、中心部から等間隔で略放射状に延びる細幅の領域に形成されるサーボフィールド内に記録される信号であり、再生時にヘッドのトラッキングサーボに用いられる信号である。この磁化パターンで記録された振幅サーボパターン１０は、必要に応じて磁気現像等の手段で可視化し確認することができる。

振幅サーボパターン１０が記録される磁気記録媒体のトラックＴnは、図１に示すように、データトラックＤとガードバンドＧがトラック幅方向ｒに順次隣接して形成されている。なお、データトラックＤの幅ＷdとガードバンドＧの幅Ｗgを合わせた幅Ｗtがいわゆるトラックピッチに相当する。ここで、このトラックピッチＷtを好ましくは２００ｎｍ程度以下とする。図中には参考のために模式的に再生ヘッド１５を示す。再生ヘッド１５はデータトラックを通るようにサーボにより位置決めがされる。再生ヘッド１５のトラック幅方向長は一般にデータトラック幅Ｗdよりも短い。図中矢印ｘはトラック方向を示し、矢印ｒはトラック幅方向を示すものである。なお、矢印ｒは磁気ディスク媒体の径方向と一致するものである。

振幅サーボパターン１０は、トラック方向ｘに順にＡ，Ｂ，ＣおよびＤバーストからなる再生振幅サーボによる位置制御のためのトラッキングサーボ信号で構成されるが、図１には４トラックＴn+1〜Ｔn+4の一部に記録されているＡバーストおよびＢバーストを形成するＡバーストビット列１１およびＢバーストビット列１２の部分のみ示し、各バーストビット列１１，１２は各々複数の矩形状のバーストビット１１１ａ，１１２ａ，１２１ｂ，１２２ｂ，１２３ｂの列状配置で構成される。なお、磁気記録媒体の磁化パターンにおいては、斜線で示す部分がバーストビット記録領域であり、この斜線部分と無地の部分とは互いに逆向きに磁化されている。また、この一つの斜線部のトラック方向の長さとその次の斜線部までの無地の部分のトラック方向の長さの比は１：１とされる。そして、これら一つの斜線部または一つの無地の部分が１ビットに相当し、従って、３６０°の位相の中に２ビット含まれることになる。

このサーボパターン１０におけるＡバーストビット列１１およびＢバーストビット列１２の記録領域は、データトラックＤの幅方向の略中央より隣接するデータトラックＤの幅方向の略中央に跨って配置され、Ａバーストビット列１１とＢバーストビット列１２がトラック幅方向ｒに交互に記録される。また、不図示のＣバーストおよびＤバーストを形成するＣバーストビット列およびＤバーストビット列は、前記ＡおよびＢバーストビット列１１，１２と同様のバーストビットで構成され、その記録領域は一方が奇数トラックに他方が偶数トラックに、それぞれデータトラックＤの幅中央を中心として略１トラックピッチＷtの長さに記録される。

上記振幅サーボパターン１０における各バーストビット列を構成する複数のバーストビット（例えば、トラックＴn+1とトラックＴn+2とに跨るＡ１バーストビット列を構成する複数（図１では５つ）のバーストビット１１１ａ，１１１ａ，…）は、互いに、各記録領域のトラック幅方向ｒの記録長が等しく、かつ、トラック幅方向ｒにおける端部位置が一致している。

図１において、ヘッド１５を第２のトラックＴn+2に位置決めするために、Ａ１バーストビット列およびＢ２バーストビット列が用いられ、Ａ１バーストビット列は第１のトラックＴn+1および第２のトラックＴn+2に跨っており、Ｂ２バーストビット列は第２のトラックＴn+2および第３のトラックＴn+3に跨っている。上記第１のトラックＴn+1および第２のトラックＴn+2に跨って記録されているＡ１バーストビット列は、第１のトラックＴn+1上にヘッド１５を位置決めするためにも用いられるものであり、一方、第２のトラックＴn+2および第３のトラックＴn+3に跨って記録されているＢ２バーストビット列は、第３のトラックＴn+3上にヘッド１５を位置決めする際にも用いられるものである。

そして、第２のトラックＴn+2を走行するヘッド１５には、Ａ１バーストビット列とＢ２バーストビット列からの再生振幅が同等となるように位置サーボがかかり第２のトラックＴn+2に位置決めされる。

上記の振幅サーボパターン１０において、第１のトラックＴn+1および第２のトラックＴn+2に跨って記録されているＡ１バーストビット列と、第３のトラックＴn+3および第４のトラックＴn+4に跨って記録されているＡ２バーストビット列とは、略１トラックピッチ幅Ｗtの間隔（無信号領域）をもって、トラック幅方向ｒに隣り合って記録されるものであるが、両者は互いのトラック方向ｘ（磁気ディスク回転方向）の位相が異なるように、図示の場合には１つのバーストビットのｘ方向幅に相当する位相αがずれるように配置されている。Ｂ１〜Ｂ３のＢバーストビット列においても同様に、１トラックピッチ幅Ｗtに相当する間隔を持って隣り合うＢ１バーストビット列とＢ２バーストビット列の間、およびＢ２バーストビット列とＢ３バーストビット列の間で、各バーストビットの位相がそれぞれα分だけずれて配置されている。

このように、Ａ，Ｂ，ＣおよびＤの各バーストビット列の各々において、トラック幅方向ｒに隣り合うバーストビット列（例えば、Ａバーストビット列におけるＡ１バーストビット列とＡ２バーストビット列）の間での相互の位相を異ならせた振幅サーボパターン１０によると、前記図５に対応させて描いた図４に示すように、このサーボパターン１０に対応して形成した後述のパターンドマスター担体３（図２参照）のバーストビットエレメント３１１ａ，３１１ａとバース卜ビットエレメント３１２ａ，３１２ａの配置に対して磁気転写のための磁界が印加されると、各バーストビットエレメントが磁化されて、各エレメントのトラック方向ｘの両端部がそれぞれ十極と−極に磁化されることになるが、トラック幅方向ｒに隣接するバーストビットエレメント３１１ａ，３１１ａとバーストビットエレメント３１２ａ，３１２ａの間では位相が異なるため、バーストビットエレメント３１１ａ，３１１ａから噴出す円弧状矢印３１１ｐで示す磁界と、バーストビットエレメント３１２ａ，３１２ａから噴出す円弧状矢印３１２ｐの磁界とが打ち消しあい、両矢印Ｗで示される幅方向の位置に対する磁界強度巾は図６の実線４で示す強度となり、これが磁気記録媒体に転写されることになる。従って、磁気記録媒体に記録された上記バーストビットエレメント３１１ａ，３１１ａに対応する磁気記録媒体上のバーストビット列と上記バーストビットエレメント３１２ａ，３１２ａに対応する磁気記録媒体上のバーストビット列との中間を磁気ヘッドが走査すると、図６の実線４で示すように磁界が感知されないので、従来のような図５のバーストビットビットの配置の場合のようなノイズを検出することがなくなり、磁気ヘッドの正確なトラッキングが可能となる。

上記位相のズレ量αは、バーストビットエレメントのトラック方向ｘの端部位置つまり発生する磁界極性がずれるように設定するものであり、図示の場合には、極性が全く異なるように位相が１８０゜（すなわち、１ビット長）だけずらせる最適条件に設定しているが、それより小さなずれ量に設定しても十分な効果がある。具体的には、９０゜〜１８０゜の範囲のずれで有効である。

なお、上記振幅サーボパターン１０における図示していないＣバーストビット列およびＤバーストビット列においても同様に、前記ＡおよびＢバーストビット列１１，１２の位相ずれに応じて、１トラックピッチ幅Ｗtに相当する間隔を持って隣り合うＣおよびＤバーストビット列の位相をずらして極性が異なる位置に、例えば前述のα分だけずれてそれぞれ配置してもよい。

また、図１に示したバーストビット列の各ビット（エレメント）は矩形状であるが、後述の図２(ｂ)に示すビットエレメント形状のように、トラック幅方向端部（角部）がいずれも丸みを帯びている形状の方が、前述の磁界の噴出しが少ないので好ましい。また、トラック幅方向ｒに対して傾斜した平行四辺形などに形成してもよい。

さらに、図２(ｂ)に示すビットエレメント形状のように、Ａバーストビット列およびＢバーストビット列のそれぞれの記録領域のトラック幅方向ｒの長さをトラックピッチＷtよりも長くし、トラック方向ｘで見たときに両バーストビット列の記録領域がデータトラックＤの幅方向中心部位でトラック幅方向ｒにオーバーラップするように形成してもよい。

この場合には、バーストビットをトラックピッチＷtと略同一長さに記録した場合に比べて、各バーストビットエレメントがいずれもデータトラックＤの幅方向中心を越えた領域に記録されているため、再生信号の振幅を大きくすることができる。

また、バーストビット列の各ビット（エレメント）のトラック方向ｘの長さに対するトラック幅方向ｒの長さの比（アスペクト比）が２以下である。これは、振幅サーボパターンの場合、図２(ａ)に示すサーボフィールド４は内周と外周とで、サーボのバースト信号のトラック方向の長さが相違し、外周で長く、内周で短くなることから、上記アスペクト比は内周より外周の方が２以下に小さくなる。このアスペクト比が小さいバーストビットエレメントから噴出する磁界（図４の３ｌ１ｐ，３１２ｐ）が大きい円弧となり、その分だけノイズが大きくなる。従って、このようなアスペクト比が２以下となるような小さな値のエレメントが形成される領域で、位相をずらすことによるノイズ低減効果が大きく発揮され、再生信号の検出によりサーボ機能を確保できる。

上述した本発明サーボパターンを記録した磁気記録媒体を用いる磁気記録再生装置は、磁気ヘッドと、この磁気ヘッドに対向して配置されるプリフォーマットされた磁気記録媒体と、磁気ヘッドを駆動させる手段と、磁気記録媒体を駆動させる手段と、磁気ヘッドとの間で信号を授受して処理する記録再生信号処理手段とを備えてなる。そして、磁気記録媒体のプリフォーマットがトラック幅方向に隣接して配置されたバーストビット列によるサーボバースト信号を有する振幅サーボパターンを含み、トラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号のトラック方向の位相が互いに異なっていることで、ノイズが少ない再生信号の振幅を大きくすることができるので、精度の高い位置サーボを実現することができる。

上記のような振幅サーボパターン１０の磁気記録媒体への記録は、そのバーストビット形状の任意性等より磁気転写によって行うのが望ましい。

次に、上記振幅サーボパターン１０を磁気転写によって磁気記録媒体に記録する磁気記録媒体の作製方法を、図２および図３に基づいて説明する。その作製方法の概略は、前述のような異なるトラックに隣接配置されたサーボバースト信号の位相が相互に異なっている振幅サーボ転写パターン３０を表面に有する磁気転写用パターンドマスター担体３の該表面と、磁気記録媒体２の磁気記録層２ａとを密着させ、該密着させた磁気転写用パターンドマスター担体３と磁気記録媒体２に磁界を印加して、前記振幅サーボ転写パターン３０に対応した磁化パターンを磁気記録媒体２の記録層２ａに磁気転写してなるものである。

この磁気転写に用いる磁気転写用パターンドマスター担体３を図２に示す。図２の(ａ)はマスター担体上面図、(ｂ)は同図(ａ)の一部の拡大図、(ｃ)は同図(ｂ)のIII−III断面図である。

図２(ａ)に示すように、パターンドマスター担体３はディスク状であり、その中心部から等間隔で略放射状に延びる細幅の領域にサーボフィールド４が形成されている。該マスター担体３のサーボフィールド４には、記録する振幅サーボパターンすなわちサーボ信号に対応する凹凸パターンによる図２(ｂ)のようなサーボ転写パターン３０が形成されている。

図２(ｂ)は、パターンドマスター担体３表面のサーボフィールド内の図１と同等のＡバーストビット列およびＢバーストビット列に対応するＡエレメント列３１およびＢエレメント列３２の部分拡大図である。磁気記録媒体上のトラックと同等のトラックを有し、該トラックに沿って凹凸パターンが形成されている。図１に対応するトラックおよびデータトラックＤおよびガードバンドＧおよびそれぞれの幅は同一の符号で示している。

図２中斜線で示す部分は、その形状は図１とは異なる実施形態を示しているが、Ａ１バーストビット列を構成するバーストビットエレメント１１１ａと同じくＡ２バース卜ビット列を構成するバーストビットエレメント１１２ａにそれぞれ対応するバーストビットエレメント３１１ａと３１２ａ、およびＢ１バーストビット列のバーストビットエレメント１２１ｂとＢ２バーストビット列のバーストビットエレメント１２２ｂにそれぞれ対応するバーストビットエレメント３２１ｂと３２２ｂの上面である。Ａ１バーストビット列は第１のトラックＴn+1と第２のトラックＴn+2に跨って形成されており、Ｂ２バーストビット列は第２のトラックＴn+2と第３のトラックＴn+3に跨って形成されている。Ａ１バーストビット列の５つのバーストビットエレメント３１１ａ（同じくＢ２バーストビット列の５つのバーストビットエレメント３２２ｂ等）の上面のトラック幅方向ｒの長さはいずれもトラックピッチＷtより長く、第２のトラックＴn+2のトラック幅方向中央部でエレメント３１１ａの下端部とエレメント３２２ｂの上端部がトラック幅方向にオーバーラップするように形成されている。また、この端部は丸みを帯びている。

さらに、振幅サーボ転写パターン30において、第１のトラックＴn+1および第２のトラックＴn+2に跨って記録されているＡ１バーストビット列と、第３のトラックＴn+3および第４のトラックＴn+4に跨って記録されているＡ２バーストビット列とは、略１トラックピッチ幅Ｗtの間隔をもって、トラック幅方向ｒに隣り合って記録されるものであるが、両者は互いのトラック方向ｘの位相が異なるように、図示の場合には１つのバーストビットエレメントの幅に相当する位相αだけずれるように配置されている。Ｂ１〜Ｂ２のバーストビット列においても同様に、略１トラックピッチ幅Ｗtに相当する間隔を持って隣り合うエレメント３２１ｂとエレメント３２２ｂの間で位相がそれぞれα分だけずれて配置されている。

図２(ｃ)に一部断面図を示すように、パターンドマスター担体３は、表面に凹凸パターンを有する基板４１と、該基板４１上に形成された磁性層４２とを備えてなるものである。本実施形態においては磁性層４２の凸部３２２ｂがＢバーストビット列の各エレメント(Ａバーストビットエレメント３１１ａも同様)を構成している。

基板41はＮｉ、シリコン、石英板、ガラス、アルミニウム、セラミックス、合成樹脂等からなるものを用いることができるが、Ｎｉからなるもの、もしくはＮｉを主成分とする合金からなるものが特に好ましい。

磁性層４２の磁性材料としては、Ｃｏ、Ｃｏ合金（ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＺｒ、ＣｏＮｂＴａＺｒ等）、Ｆｅ、Ｆｅ合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌ、ＦｅＴａＮ）、Ｎｉ、Ｎｉ合金（ＮｉＦｅ）を用いることができ、特に好ましいのはＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉである。特にＦｅ70Ｃｏ30が好ましい。なお、基板４１上に配される磁性層４２としては、軟磁性もしくは半硬質磁性等の保磁力の小さい磁性層を用いることにより、より良好な転写を行うことができる。さらに、磁性層は、基板の飽和磁化よりも高い飽和磁化値を有するものであることが好ましい。

表面に凹凸パターンを有する基板４１の作製は、スタンパー法、フォトリソグラフィー法等を用いて行うことができる。パターンドマスター担体３の作製例は、まず、信号パターンに応じた凹凸パターン（凹凸パターンの凹部と凸部が反転したものを含む）を表面に有する第１の原盤を作製し、この第１の原盤を用いて電鋳により上記凹凸パターンを表面に有する金属板を作製する方法により得ることができる。

表面に凹凸パターンを有する第１の原盤は、フォトリソグラフィー法等を用いて製造することができる。以下、シリコンウエハーを用いて原盤を作製する方法を説明するが、シリコンウエハーの代わりに、石英板またはガラス板を使用することもできる。

まず、表面が平滑なディスク状のシリコンウエハー上にポジ型電子線レジスト層をスピンコート等で設ける。これを回転させながら上記の信号パターンに対応して変調した電子ビームでレジスト層に照射を与え、レジスト層全面を上記信号パターン状に照射する。例えば、この信号パターンが磁気ディスクに使用されるサーボ信号の場合には、一定の間隔をおいて同心円状に形成される多数（例えば、数万）のトラックの各トラック上に、一定間隔で複数（例えば、２００）設けられるセクターの各セクターの一部に、円周方向に延びるサーボ信号に相当するパターンの照射を与える。このようにして、レジスト全面にパターンの照射を与えた後、レジストを現像処理して電子ビームで照射された部分のレジストをシリコンウエハー上から除去し、凸部がレジストで構成され、照射部のレジストが除去されてシリコンウエハー表面が露出した部分が凹部を構成する凹凸形状をその表面に有するシリコンウエハー、すなわち第１の原盤が得られる。

このようにして作製された第１の原盤を用いて、電鋳が行われる。すなわち、上記第１の原盤の凹凸表面上に、必要により、ニッケルまたは銀などの金属をスパッタリング、蒸着または無電解メッキして、薄い導電性膜を形成してから、Ｎｉを前記凸部の高さよりも十分に厚くなるように電気メッキする。その後、電気メッキされたＮｉと第１の原盤とを剥離することにより、表面に前記サーボ信号に相当する、前記電子ビームで照射された部分が凸部を構成する凹凸のパターンを有するＮｉ板（以下、第１の鋳型という）が得られる。このようにして得られた第１の鋳型をそのままで、または更にその凹凸表面に軟磁性層および保護層をこの順に設けたものを、パターンドマスター担体として使用する。

また、前記第１の鋳型を第２の原盤として更に電鋳を行って表面に凹凸を有するＮｉ板（以下、第２の鋳型という）を作製し、これをそのままで、または更にその凹凸表面上に軟磁性層および保護層をこの順に設けた上で、パターンドマスター担体として使用することもできる。この場合、第１の原盤を作製する際に、(１)電子線レジストとしてネガ型のものを使用し、かつサーボ信号に相当する信号パターン状に電子線を照射するか、または(２)電子線レジストとしてポジ型のものを使用し、かつサーボ信号に相当する信号パターンの反転パターン状に電子線を照射することが好ましい。この態様においては、第２の原盤から複数のパターンドマスター担体を作製することができる利点がある。

また、第２の原盤をスタンパーとして使用して、スタンパー法で凹凸の表面を有する樹脂製のディスクを成形し、その凹凸表面上に軟磁性層および保護層をこの順に設けたものをマスター担体とすることも可能である。

一方、前記と同様にして、第１の原盤を作製した後、その表面をエッチング処理すると、凸部を形成しているレジストがエッチングレジストとして機能するので、凹部に相当する部分のシリコンウエハーの表面を選択的にエッチングすることができる。このようにエッチング処理してから、凸部を構成するレジストを除去することによって、シリコンウエハー自体の表面に凹凸のパターンを有する第３の原盤が得られる。この第３の原盤を用いて、上記と同様にして電鋳を行うことにより、表面に凹凸を有するＮｉ板（第３の鋳型）を作製することができる。この第３の鋳型をそのままで、または更にその凹凸表面上に軟磁性層および保護層をこの順に設けて、マスター担体とすることもできる。この態様の場合も、第３の原盤から複数のマスター担体を作製することができる。

マスター担体３の凸部高さ（凹凸パターンの深さ）は、２０〜５００ｎｍの範囲が好ましく、より好ましくは４０〜１００ｎｍである。この凹凸パターンがサンプルサーボ信号である場合は、トラック方向となる円周方向よりも半径方向に長い矩形状の凸部が形成される。

基板の凹凸パターン上への軟磁性層の形成は、軟磁性材料を真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の真空成膜手段、電気メッキ、無電解メッキのようなメッキ法などを用いて行う。軟磁性層の厚み（凸部上面の磁性層の厚み）は、２０〜５００ｎｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは３０〜１００ｎｍである。

また、この凸部表面の磁性層４２の上に３〜３０ｎｍのカーボンまたはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等の保護層を設けることが好ましく、さらに潤滑剤層を設けても良い。また、軟磁性層と保護層の間に、Ｓｉ等の密着強化層を設けてもよい。潤滑剤を設けることにより、磁気記録媒体との接触過程で生じるずれを補正する際の、摩擦による傷の発生などを抑制し、耐久性をより向上させることができる。

なお、磁気転写用パターンドマスター担体３の構成としては、上記実施形態のマスター担体のものに限らず、基本的にサーボ信号を凹凸パターンとして備えた担体であればよく、凹凸パターンを表面に有する磁性体基板のみからなるもの、凹凸パターンを表面に有する基板と該基板上の少なくとも凸部上面に積層された磁性層とからなるもの、凹凸パターンを表面に有する非磁性基板と該基板の凹部に埋め込まれた磁性層とからなるもの、平板基板上に表面に凹凸パターンを有する磁性層が形成されてなるもの等であってもよい。なお、凹凸パターンを表面に有する非磁性基板と凹部に埋め込まれた磁性層とからなるパターンドマスター担体の場合、上記ビットエレメントは、凹部に埋め込まれた磁性層により構成されるものとなる。

次に、上述の磁気転写用パターンドマスター担体３を用いて磁気ディスク記録媒体２に磁化パターンを磁気転写により記録する方法について図３を参照して説明する。

図３は、この磁気転写の基本工程を説明するための図であり、図３(ａ)は磁場を一方向に印加して磁気記録媒体を初期直流磁化する工程、同図(ｂ)はマスター担体と磁気記録媒体とを密着して初期磁化方向と反対方向磁界を印加する工程、同図(ｃ)は磁気転写後の状態をそれぞれ示す図である。

まず、図３(ａ)に示すように、予め磁気記録媒体２に初期磁界Ｈinをトラック方向の一方の向きに印加して磁気記録層2aの磁化を該一方の向きに初期磁化させる。その後、図３(ｂ)に示すように、この磁気記録媒体２の記録面とマスター担体３の転写パターン面とを密着させ、磁気記録媒体２のトラック方向に前記初期磁界Ｈinとは逆向きの転写用磁界Ｈduを印加する。磁気記録媒体２の記録面とマスター担体３の転写パターンの凸部とが密着した箇所において、磁界Ｈduはマスター担体３の凸部磁性層４２に吸い込まれ、この部分に対応する磁気記録媒体２の磁気記録層2aの磁化は反転せず、マスター担体３の凹部に対応する磁気記録層2aの磁化がマスター担体３の凸部からの漏れ磁界により反転する。その結果、図３(ｃ)に示すように、磁気記録媒体２の磁気記録層2aにはマスター担体３の表面の凹凸パターンに応じた磁化パターンが磁気転写記録される。

なお、初期磁界および転写用磁界は、磁気記録媒体の磁性層の保磁力、マスター担体および磁気記録媒体の磁性層の比透磁率を勘案して定められた値を採用する必要がある。

図２(ｂ)のサーボ転写パターン３０のように、端部が丸みを帯びた形状のビットを記録することは従来のサーボトラックライタによる記録手法では困難であったが、本実施形態のように磁気転写を用いることにより容易に達成することができる。なお、図１の振幅サーボ磁化パターン１０についても磁気転写を用いればサーボトラックライタで記録する場合と比較して短時間でかつ精度よく記録することができる。

なお、マスター担体３を用いて磁気転写によりサーボパターンを磁気記録媒体２に記録する場合、マスター担体３に形成されるバーストビットエレメントの上面形状は図２(ｂ)に示したようにそのトラック幅方向ｒの端部が丸みを帯びていることが好ましい。スタンパ法等により作製されるマスター担体の性質上、レーザビームもしくは電子ビーム等でこのエレメント形状を描画する場合、端部に丸みを帯びている方が各ビットエレメント毎に端部形状のばらつきのない均一な形状のビットエレメントを容易に形成することができる。また、磁気転写時においても磁気飽和の影響により端部に丸みを帯びたビットエレメントにより転写した場合の方が上面矩形状のビットエレメントから転写する場合と比較して磁気転写適性に優れ、磁気記録媒体上に良好な磁化パターンを形成することができる。

ここで、前述のバーストビット列の位相のずれによるノイズ低減効果を確認した結果を示す。まず、基板表面に形成された凹凸深さが１００ｎｍの凹凸パターン上に、８０ｎｍの厚さにＦｅ70Ｃｏ30による磁性層を設けて、パターンドマスター担体を作製した。その凹凸転写パターンとしては、隣接するバーストビット列で位相がずれているものと位相が一致しているものを形成し、バーストビット列の間の無信号部位の再生信号を測定した。

第１の例は、ビット形状のトラック幅方向の長さが１５０ｎｍでトラック方向長さが７０ｎｍ（アスペクト比：２．１４）であり、第２の例はビット形状のトラック幅方向の長さが１５０ｎｍでトラック方向長さが１４０ｎｍ（アスペクト比：１．０７）である。

そして、位相のずれがないマスター担体で転写した磁気記録媒体を磁気ヘッドでその無信号部位の再生信号を測定した。これに比較して位相を１８０゜（１ビット）ずらしたマスター担体で転写した磁気記録媒体の同様部位で測定した再生信号は、第１の例では２ｄＢ低かったのに対し、第２の例では３ｄＢ低かった。これより、アスペクト比が小さな領域でノイズ低減効果が大きい結果が得られ、位相をずらせることが有効であることが確認できた。

本発明の振幅サーボパターンの実施の形態を示す一部拡大図 磁気転写用パターンドマスター担体の上面図、一部拡大上面図および一部断面図 磁気転写方法の基本工程を示す図 本発明のパターンドマスター担体上のサーボパターンの磁界印加時の特性を示す説明図 従来例のパターンドマスター担体上のサーボパターンの磁界印加時の特性を示す説明図 バーストビット列の位相ずれに対応する発生磁界の強度巾を示す図

符号の説明

２ 磁気記録媒体
2a 磁気記録層
３ 磁気転写用パターンドマスター担体
10 振幅サーボパターン
11,31 Ａバーストビット列
111a バーストビット／エレメント
12,32 Ｂバーストビット列
311a バーストビットエレメント
41 マスター担体基板
42 磁性層

Claims (8)

1. トラック幅方向に隣接して配置されたバーストビット列によるサーボバースト信号を有する振幅サーボパターンにおいて、
   前記トラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号のトラック方向の位相が相互に異なっていることを特徴とする振幅サーボパターン。
2. 前記トラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号は、互いの位相が９０゜〜１８０゜異なっていることを特徴とする請求項１記載の振幅サーボパターン。
3. 前記バーストビット列の各ビットのトラック方向の長さに対するトラック幅方向の長さの比が２以下であることを特徴とする請求項１または２記載の振幅サーボパターン。
4. 前記サーボバースト信号のトラック幅方向端部が丸みを帯びていることを特徴とする請求項１、２または３記載の振幅サーボパターン。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の振幅サーボパターンが磁気記録層に磁気転写により記録されたことを特徴とする磁気記録媒体。
6. トラック幅方向に隣接して配置されたバーストビットエレメント列によるサーボバースト信号を有し、該トラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号のトラック方向の位相が相互に異なっている振幅サーボ転写パターンを表面に有する磁気転写用パターンドマスター担体の該表面と、磁気記録媒体の磁気記録面とを密着させ、
   該密着させた磁気転写用パターンドマスター担体と磁気記録媒体に磁界を印加して、前記振幅サーボ転写パターンを前記磁気記録媒体の記録面に磁気転写することを特徴とするプリフォーマットされた磁気記録媒体の作製方法。
7. トラック幅方向に隣接して配置されたバーストビット列によるサーボバースト信号を有し、該トラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号のトラック方向の位相が相互に異なっている振幅サーボ転写パターンを表面に有することを特徴とする磁気転写用パターンドマスター担体。
8. 磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドに対向して配置されるプリフォーマットされた磁気記録媒体と、前記磁気ヘッドを駆動させる手段と、前記磁気記録媒体を駆動させる手段と、前記磁気ヘッドとの間で信号を授受して処理する記録再生信号処理手段と、を備えた磁気記録再生装置であって、
   前記磁気記録媒体のプリフォーマットがトラック幅方向に隣接して配置されたバーストビット列によるサーボバースト信号を有する振幅サーボパターンを含み、前記トラック幅方向に隣接配置されたサーボバースト信号のトラック方向の位相が互いに異なっていることを特徴とする磁気記録再生装置。

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