JP2006048862A - 磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ディスク上でのヘッドスライダの位置にかかわらず、エラーレートを低くできる磁気記録再生装置を提供する。
【解決手段】同心円状の磁性体パターンで形成されたディスクリートトラックを有する磁気記録媒体と、記録再生ヘッドを有するヘッドスライダとを備え、前記ヘッドスライダが前記磁気記録媒体の最外周の記録領域上に位置する場合に、前記磁気記録媒体の回転中心から見た前記ヘッドスライダの見込み角が５°以上である磁気記録再生装置。
【選択図】 図９

Description

本発明は、ディスクリートトラック型の磁気記録媒体を有する磁気記録再生装置に関する。

近年、磁気記録媒体のさらなる高密度化に対応するために、隣接する記録トラックを溝または非磁性材料からなるガードバンドで分離し、隣接トラック間の磁気的干渉を低減するようにしたディスクリートトラック媒体が注目を集めている。このようなディスクリートトラック媒体を製造する際には、スタンパを用いたインプリント法によって記録トラックをなす磁性体のパターンとともにサーボ領域の信号に相当する磁性体のパターンも形成すれば、サーボトラックライトの工程をなくせるのでコスト低減につながる。

従来、基板表面に凹凸パターンを形成し、その表面に磁性層を形成してデータ情報記録部を形成した磁気ディスクが知られている（特許文献１）。この文献には、ディスクサイズは記載されておらず、ヘッド幅は１ｍｍ程度であり、たとえば３６００ｒｐｍで磁気ディスクを回転させてヘッドスライダを浮上させることが記載されている。

しかし、ディスクリートトラック型の磁気記録媒体を有する磁気記録再生装置では、連続膜の磁性層を形成した磁気記録媒体の場合とは異なる要因により記録再生特性が低下することがあり、良好な記録再生を実現するための仕様が確定しているわけではない。
特許第２９７２１３８号

本発明者らが、ディスクリートトラックを有する磁気ディスクを組み込んだ磁気記録再生装置で記録再生実験を行ったところ、ヘッドスライダの磁気ディスク上での位置によってはエラーレートの劣化が起こり、最悪の場合にはヘッドクラッシュを生じることもわかってきた。

本発明の目的は、ヘッドスライダの磁気ディスク上での位置にかかわらず、エラーレートを低くできる磁気記録再生装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る磁気記録再生装置は、同心円状の磁性体パターンで形成されたディスクリートトラックを有する磁気記録媒体と、記録再生ヘッドを有するヘッドスライダとを備え、前記ヘッドスライダが前記磁気記録媒体の最外周の記録領域上に位置する場合に、前記磁気記録媒体の回転中心から見た前記ヘッドスライダの見込み角が５°以上であることを特徴とする。

本発明の他の態様に係る磁気記録再生装置は、同心円状の磁性体パターンで形成されたディスクリートトラックを有する磁気記録媒体と、記録再生ヘッドを有するヘッドスライダとを備え、前記ヘッドスライダが前記磁気記録媒体の最内周の記録領域上に位置する場合に、前記磁気記録媒体の回転中心から見た前記ヘッドスライダの見込み角が１０°以上であることを特徴とする。

本発明において、磁気記録媒体の回転中心から見たヘッドスライダの見込み角とは、磁気記録媒体の回転中心からヘッドスライダの両端に向かってひいた２つの直線のなす角を意味する。

本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置では、磁気ディスク上でのヘッドスライダの位置にかかわらず、エラーレートを低くできる。

図１〜図４を参照して本発明の実施形態に係る磁気ディスクを説明する。
図１に本発明の実施形態に係る磁気ディスク１の概略的な平面図を示す。図１にはデータ領域１１とサーボ領域１２を示している。データ領域１１にはユーザデータが記録される。この磁気ディスクは同心円状の磁性体パターンで形成されたディスクリートトラックを有する、いわゆるＤＴＲ（discrete track recording）メディアであるが、記録トラックについては後に図２を参照して説明する。サーボ領域１２には、ヘッド位置決めのためのサーボ情報が、磁性体／非磁性体のパターンとして形成されている。ディスク面上でのサーボ領域１２の形状は、ヘッドスライダがアクセスする際に描く軌跡に対応する円弧状となっている。サーボ領域１２の周方向長さは、半径位置が外周側になるほど長くなるように形成されている。

図２に本発明の実施形態に係る磁気ディスクのデータ領域の斜視図を示す。基板２１上に軟磁性裏打ち層２２が形成されている。軟磁性裏打ち層２２上に、半径方向に沿って、記録トラック２３をなす磁性体パターンと非磁性体からなるガードバンド２４とが交互に形成され、記録トラック２３はガードバンド２４によって分断されている。記録トラック２３の径方向幅をＴｗ、トラックピッチをＴｐで表す。Ｔｗはガードバンド２４の幅よりも大きくなるように形成されている。本実施形態では、磁性体と非磁性体の径方向の比を２：１、すなわち磁性体の占有率を６７％としている。記録トラック２３上に、ヘッドスライダに形成されたリードヘッドのＧＭＲ素子３１およびライトヘッドの単磁極３２が位置決めされる。

基板２１としては平坦なガラス基板を用いている。基板２１は、ガラス基板に限らずアルミ基板であってもよい。記録トラック２３を形成する強磁性体としてはＣｏＣｒＰｔを用いている。ガードバンド２４はＣｏＣｒＰｔを分断する溝形状でもよいが、埋め込み材料として非磁性体であるＳｉＯ₂を用いている。図２では記録トラック２３間の溝にＳｉＯ₂を埋め込んだ後、平坦化することによりガードバンド２４が形成されている。図示しないが、記録トラック２３およびガードバンド２４の表面にはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の保護膜が形成され、その表面に潤滑剤が塗布される。記録トラック２３間の溝にＳｉＯ₂を埋め込まずに、記録トラック２３の凹凸面に直接保護層を形成してもよい。

図３および図４を参照してサーボ領域およびデータ領域のパターンを説明する。図３に概略的に示すように、サーボ領域１２は、プリアンブル部４１、アドレス部４２、偏差検出用バースト部（以下、バースト部という）４３を含む。

図４に示すように、データ領域１１は、磁性体パターンからなる記録トラック２３と、非磁性体からなるガードバンド２４を含む。サーボ領域１２のプリアンブル部４１、アドレス部４２およびバースト部４３には、サーボ信号を与える磁性体と非磁性体のパターンが形成されている。これらの部分は以下のような機能を有する。

プリアンブル部４１は、メディアの回転偏心などにより生ずる時間ズレに対し、サーボ信号再生用クロックを同期させるＰＬＬ処理や、信号再生振幅を適正に保つＡＧＣ処理を行うために設けられている。プリアンブル部４１では、半径方向に分断されることなく連続して放射状に略円弧をなす磁性体および非磁性体のパターンが、周方向に繰返して形成されている。プリアンブル部４１における磁性体／非磁性体の面積比はほぼ１：１、すなわち磁性体の占有率は約５０％である。

アドレス部４２は、サーボマークと呼ばれるサーボ信号認識コードや、セクタ情報、シリンダ情報などが、プリアンブル部４１の周方向ピッチと同一ピッチで、マンチェスタコードにより形成されている。特に、シリンダ情報は、サーボトラック毎にその情報が変化するパターンとなるため、シーク動作時のアドレス判読ミスの影響が小さくなるように、隣接トラックとの変化が最小となるグレイコードに変換してから、マンチェスタコード化して記録されている。アドレス部４２における磁性体の占有率も約５０％である。

バースト部４３は、シリンダアドレスのオントラック状態からのオフトラック量を検出するためのオフトラック検出用領域で、径方向にパターン位相をずらした４種のマーク（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄバーストと呼ばれる）が形成されている。各バーストには、周方向に複数個のマークがプリアンブル部と同一のピッチで配置されている。各バーストの径方向周期は、アドレスパターンが変化する周期、換言すればサーボトラック周期に比例する。本実施形態の各バーストは、周方向に１０周期分形成され、径方向にサーボトラック周期の２倍長の周期で繰返すように形成されている。バースト部４３における磁性体の占有率は約７５％である。

バースト部４３のマーク形状は長方形、または厳密にはヘッドアクセス時のスキュー角を考慮した平行四辺形になるように設計されるが、スタンパ加工精度や転写形成などの加工性能によっては多少丸みを帯びた形状になる。バースト部４３から位置を検出する原理については詳細を省略するが、各ＡＢＣＤバーストの再生信号の平均振幅値を演算処理してオフトラック量を算出する。

次に、本発明の実施形態に係る磁気ディスクの製造プロセスを簡単に説明する。磁気ディスクの製造プロセスは、転写工程、磁性体加工工程、仕上げ工程からなる。

これらの工程を説明する前に、転写工程において使用するスタンパの製造方法から説明する。スタンパの製造工程は、描画、現像、電鋳、仕上げに細分化される。パターン描画では、原盤上に電子線レジストを塗布し、原盤回転型の電子線描画装置を用い、磁気ディスクの非磁性体部に対応する部分を内周から外周まで描画する。電子線レジストを現像し、原盤にＲＩＥなどの処理をして、凹凸パターンを持つ原盤を形成する。この原盤の表面を導電化処理（Ｎｉ薄膜の成膜）し、その表面にＮｉを電鋳した後、電鋳膜を剥離する。電鋳膜の裏面を研磨して膜厚調整および平坦化処理を行う。最後に内径／外径を打ち抜き加工してディスク状のＮｉスタンパを作製する。このスタンパでは、磁気ディスクの非磁性体部に対応する部分が凸部となっている。

転写工程では、両面同時転写型のインプリント装置を用い、インプリントリソグラフィーを行う。具体的には、ディスク基板の両面に、軟磁性裏打ち層および垂直磁気記録層を成膜し、ＳＯＧレジストを塗布する。このディスク基板を裏面用および表面用の２つのスタンパで挟み込み、全面を均等に押圧してレジスト表面にスタンパの凹凸パターンを転写する。この転写工程により形成されるレジストの凹部が、最終的には磁気ディスクの非磁性体部となる。

磁性体加工工程では、凹部の底にあるレジスト残渣を除去して磁性体表面を露出させる。この段階で、磁性体を残す部位の上部にはＳｉＯ₂が残っている。このＳｉＯ₂をマスクとしてイオンミリングにより露出した磁性体を除去し、所望の磁性体パターンに加工する。スパッタリングにより十分な厚さのＳｉＯ₂を成膜した後、ＳｉＯ₂を磁性層表面まで逆スパッタすることにより、磁性体パターン間の凹部を非磁性体で埋め込んで平坦化する。

仕上げ工程では、表面を研磨仕上げし、ＤＬＣ保護層を形成し、潤滑剤を塗布する。これらの工程により本発明の実施形態に係る磁気ディスクを製造する。

図５に本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置（ハードディスクドライブ）の斜視図を示す。この磁気記録再生装置は、筐体７０の内部に、磁気ディスク７１と、磁気ヘッドを含むヘッドスライダ７６と、ヘッドスライダ７６を支持するヘッドサスペンションアッセンブリ（サスペンション７５とアクチュエータアーム７４）と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７７と、回路基板とを備える。

磁気ディスク（ディスクリートトラック媒体）７１はスピンドルモータ７２に取り付けられて回転され、垂直磁気記録方式により各種のディジタルデータが記録される。ヘッドスライダ７６に組み込まれている磁気ヘッドはいわゆる複合型ヘッドであり、単磁極構造のライトヘッドと、シールド型ＭＲ再生素子（ＧＭＲ膜、ＴＭＲ膜など）を用いたリードヘッドとを含む。アクチュエータアーム７４の一端にサスペンション７５が保持され、サスペンション７５によってヘッドスライダ７６を磁気ディスク７１の記録面に対向するように支持する。アクチュエータアーム７４はピボット７３に取り付けられる。アクチュエータアーム７４の他端にはボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７７が設けられている。ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７７によってヘッドサスペンションアッセンブリを駆動して、磁気ヘッドを磁気ディスク７１の任意の半径位置に位置決めする。回路基板はヘッドＩＣを備え、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）の駆動信号、および磁気ヘッドによる読み書きを制御するための制御信号などを生成する。

図６に本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置（ハードディスクドライブ）のブロック図を示す。この図では磁気ディスクの上面にのみヘッドスライダを示しているが、上述したように磁気ディスクの両面にディスクリートトラックを有する垂直磁気記録層が形成されており、この磁気ディスクの上下面にダウンヘッド／アップヘッドがそれぞれ設けられる。

ディスクドライブは、ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）１００と呼ばれる本体部と、プリント回路基板（ＰＣＢ）２００とからなる。

ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）１００は、図５に示したように、磁気ディスク（ディスクリートトラック媒体）７１と、磁気ディスクを回転させるスピンドルモータ７２と、リードヘッドおよびライトヘッドを含むヘッドスライダ７６と、サスペンション７５およびアクチュエータアーム７４と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７７と、図示しないヘッドアンプ（ＨＩＣ）を有する。ヘッドスライダ７６には、図２に示したＧＭＲ素子３１を含むリードヘッドおよび単磁極３２を含むライトヘッドが形成されている。

ヘッドスライダ７６はサスペンション７５に設けられたジンバルを介して弾性支持され、サスペンション７５はアクチュエータアーム７４に取り付けられ、アクチュエータアーム７４はピボット７３に回転自在に取り付けられている。ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７７はアクチュエータアーム７４にピボット７３周りの回転トルクを発生させ、ヘッドを磁気ディスク７１の半径方向に移動させる。ヘッドの入出力信号を増幅するためのヘッドアンプ（ＨＩＣ）がアクチュエータアーム７４上に固定され、フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）１２０を通してプリント回路基板（ＰＣＢ）２００に接続されている。なお、上記のようにヘッドアンプ（ＨＩＣ）をアクチュエータアーム７４上に設ければヘッド信号のノイズを有効に低減できるが、ヘッドアンプ（ＨＩＣ）はＨＤＡ本体に固定してもよい。

上述したように磁気ディスク７１には両面に垂直磁気記録層が形成され、両面のそれぞれにおいて、ヘッドが移動する軌跡に一致するようにサーボ領域が円弧をなして形成されている。磁気ディスクの仕様は、ドライブに適応した外径および内径、記録再生特性などを満足する。サーボ領域がなす円弧の半径は、ピボットから磁気ヘッド素子までの距離として与えられる。

プリント回路基板（ＰＣＢ）２００は、４つの主要なシステムＬＳＩを搭載している。これらは、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）２１０、リード／ライトチャネルＩＣ２２０、ＭＰＵ２３０およびモータドライバＩＣ２４０である。

ＭＰＵ２３０はドライブ駆動システムの制御部であり、本実施形態に係るヘッド位置決め制御システムを実現するＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵおよびロジック処理部を含む。ロジック処理部はハードウェア回路で構成された演算処理部であり、高速演算処理が行われる。また、その動作ソフト（ＦＷ）はＲＯＭに保存されており、このＦＷに従ってＭＰＵがドライブを制御する。

ディスクコントローラ（ＨＤＣ）２１０はハードディスク内のインターフェース部であり、ディスクドライブとホストシステム（例えばパーソナルコンピュータ）とのインターフェースや、ＭＰＵ、リード／ライトチャネルＩＣ、モータドライバＩＣとの情報交換を行い、ドライブ全体を管理する。

リード／ライトチャネルＩＣ２２０はリード／ライトに関連するヘッド信号処理部であり、ヘッドアンプ（ＨＩＣ）のチャネル切替えやリード／ライトなどの記録再生信号を処理する回路で構成される。

モータドライバＩＣ２４０は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７７およびスピンドルモータ７２の駆動ドライバ部であり、スピンドルモータ７２を一定回転に駆動制御したり、ＭＰＵ２３０からのＶＣＭ操作量を電流値としてＶＣＭ７７に与えてヘッド移動機構を駆動したりする。

図７を参照して、ヘッド位置決めの制御機構を説明する。図７はヘッド位置決め制御のブロック図であり、Ｃ、Ｆ、Ｐ、Ｓはそれぞれシステムの伝達関数を意味する。制御対象Ｐは具体的にはＶＣＭを含むヘッド移動手段に相当する。信号処理部Ｓは具体的にはリード／ライトチャネルＩＣとＭＰＵ（オフトラック量検出処理の一部を実行する）により実現される要素である。

制御処理部は、フィードバック制御部Ｃ（第１コントローラ）および同期抑圧補償部Ｆ（第２コントローラ）により構成され、具体的にはＭＰＵにより実現される。

信号処理部Ｓでの動作詳細は後述するが、ヘッド位置（ＨＰ）直下のディスクのサーボ領域からのアドレス情報などを含む再生信号に基づいてディスク上のトラック現在位置（ＴＰ）情報を生成する。

第１コントローラは、ディスク上の目標トラック位置（ＲＰ）とヘッドのディスク上現在位置（ＴＰ）との位置誤差（Ｅ）とに基づいて位置誤差が小さくなる方向にＦＢ操作値Ｕ１を出力する。

第２コントローラは、ディスク上のトラック形状やディスク回転に同期した振動などを補正するためのＦＦ補償部であり、事前に較正した回転同期補償値をメモリテーブルに保存している。第２コントローラは、通常、位置誤差（Ｅ）を使用せず、信号処理部Ｓから与えられる図示しないサーボセクタ情報に基づいてテーブルを参照してＦＦ操作値Ｕ２を出力する。

制御処理部は、第１および第２のコントローラ出力Ｕ１およびＵ２を加算し、制御操作値Ｕをディスクコントローラ（ＨＤＣ）２１０を介してＶＣＭ７７に供給し、ヘッドを駆動する。

なお、同期補償値テーブルは初期動作時に較正処理されるが、位置誤差（Ｅ）が設定値以上に大きくなると再較正処理を開始し、同期補償値を更新する処理がなされる。

サーボ領域の再生信号から位置偏差を検出する方法を簡単に説明する。磁気ディスクはスピンドルモータにより一定回転速度で回転される。ヘッドスライダは、サスペンションに設けられたジンバルを介して弾性支持され、かつ磁気ディスクの回転に伴う空気圧とのバランスで微小な浮上量を保持するように設計されている。こうして、再生ヘッドに含まれるＧＭＲ素子は所定の磁気スペーシングを隔てて磁気ディスクの記録層からの漏れ磁束を検出する。磁気ディスクのサーボ領域は、磁気ディスクの回転により一定周期でヘッド直下を通過する。サーボ領域からの再生信号に基づいてトラック位置情報を検出することにより、サーボ処理を実行できる。

ディスクコントローラ（ＨＤＣ）は、一旦、サーボマークと呼ばれるサーボ領域の識別フラグを認識すると、サーボ領域の周期性から、ヘッド直下をサーボ領域が通過するタイミングを予測可能となる。そこで、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）はヘッド直下にプリアンブル部が来るタイミングで、チャネルにサーボ処理開始を促す。

図８のブロック図を参照して、チャネルにおけるアドレス再生処理部を説明する。ヘッドアンプＩＣ（ＨＩＣ）からの再生出力信号は、チャネルＩＣに読み込まれ、等化器でアナログフィルタ処理（長手信号等化処理）され、アナログディジタルコンバータ（ＡＤＣ）でデジタル値としてサンプリングされる。

本実施形態に係る磁気ディスクからの漏れ磁束は垂直磁界で磁性体／非磁性体のパターンに対応するが、ヘッドアンプ（ＨＩＣ）の持つハイパス特性とチャネルＩＣ前段部の等化器での長手等化処理とにより、ＤＣオフセット成分が完全に除去され、プリアンブル部からのアナログフィルタ後の出力はほぼ疑似正弦波となる。従来の垂直磁気記録媒体との違いは、信号振幅の大きさが半減している程度である。

なお、本実施形態に係るディスクリートトラック媒体に限るものではないが、サーボ領域の漏れ磁束方向をどちらに取るかで、１、０を誤認して、チャネルでのコード検出失敗を引起すことになるので、ヘッド極性はパターン漏れ磁束に合わせて適正に設定される。

チャネルＩＣでは、その再生信号フェーズに応じて、処理を切替える。具体的には、再生信号クロックをメディアパターン周期に同期させる同期引込み処理、セクタ・シリンダ情報を読み取るアドレス判読処理、オフトラック量を検出するためのバースト部処理などが行われる。

同期引込み処理の詳細は省略するが、ＡＤＣサンプリングするタイミングを正弦波状の再生信号と同期させ、かつデジタルサンプル値の信号振幅をあるレベルに揃えるＡＧＣ処理とを行う。メディアパターンの１、０周期を４点でサンプリングする。

アドレス判読処理では、サンプリング値をＦＩＲでノイズ低下させ、最尤推定に基づくビタビ複合処理やグレイコード逆変換処理により、セクタ情報・トラック情報に変換する。これにより、ヘッドのサーボトラック情報を取得できる。

次いで、チャネルはバースト部でのオフトラック量の検出処理に移行する。この処理については図示していないが、バースト信号パターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に、各信号振幅をサンプルホールド積分処理して、平均振幅相当の電圧値をＭＰＵに出力し、ＭＰＵへサーボ処理割込みを発行する。ＭＰＵは、この割込みを受けると、内部ＡＤＣにて各バースト信号を時系列に読み込み、ＤＳＰでオフトラック量に変換する処理を行う。このオフトラック量と、サーボトラック情報とにより、ヘッドのサーボトラック位置が精密に検出される。

上記のような構成を有する磁気記録装置において、ヘッドスライダの位置とそのときのヘッドスライダの見込み角について図９〜図１２を参照して説明する。ディスクリートトラック媒体では、平坦化処理した場合でも表面の凹凸をなくすことはできず、ヘッドスライダの浮上制御が困難になりやすい。特に、磁性体パターンの間の凹部に非磁性体を埋め込まない場合には、ヘッドスライダの浮上制御が困難になる。

図９はヘッドスライダ７６が最外周の記録トラック上に位置する場合を示す平面図である。このとき、磁気ディスク１の中心から見たヘッドスライダ７６の見込み角をθ₁とする。図１１はヘッドスライダ７６が最内周の記録トラック上に位置する場合を示す平面図である。このとき、磁気ディスク１の中心から見たヘッドスライダ７６の見込み角をθ₂とする。

図１０および図１２は、それぞれ図９（最外周）および図１１（最内周）の位置にあるヘッドスライダ７６の記録トラック２３に対する方向と、ヘッドスライダ７６に加わる風圧および回転モーメントを示している。破線の矢印Ｒは磁気ディスクの回転方向を示している。Ｐはヘッドスライダ７６に加わる風圧の方向を示している。ｍ_Rはヘッドスライダ７６の感じる回転モーメントを示している。回転モーメントｍ_Rの方向は磁気ディスク７１の回転方向Ｒに対応している。ヘッドスライダ７６が受ける回転モーメントにより、ヘッドスライダ７６はアーム７４の方向に対して磁気ディスク７１の回転方向と同じ方向へ曲げられる。

図１３に、磁気ディスク上でのヘッドスライダの位置と、アームおよびヘッドスライダのスキュー角の関係を示す。

図９に示すようにヘッドスライダ７６が最外周の記録トラック上に位置する場合、図１０に示すようにヘッドスライダ７６は回転モーメントｍ_Rを受けて、アームのスキュー角よりもスライダのスキュー角を減らす方向に曲げられる（図１３）。外周部においては磁気ディスク７１の線速が速く風圧Ｐが高くなるのでスライダの浮上高が高くなる傾向があるが、スライダのスキュー角が減少するとスライダの感じる風圧も減少するのでスライダの浮上高の上昇を抑制でき、エラーレートの増大を抑制できる。後述するように、このような効果を得るためには、外周部上に位置するヘッドスライダ７６の見込み角θ₁が５°以上であることが必要になる。

図１１に示すようにヘッドスライダ７６が最内周の記録トラック上に位置する場合、磁気ディスク７１の線速が遅くなるため、ヘッドスライダ７６の浮上高が下がりヘッドクラッシュの危険性が高くなる。一方、ヘッドスライダ７６が最内周の記録トラック上に位置すると、ヘッドスライダの見込み角θ₂は外周部上での見込み角θ₁よりも大きくなり、ヘッドスライダ７６の感じる回転モーメントｍ_Rは大きくなる。この場合、図１２に示すように、ヘッドスライダ７６は大きな回転モーメントｍ_Rを受けて、アームのスキュー角よりもスライダのスキュー角を増やす方向に曲げられる（図１３）。スライダのスキュー角が大きくなると、スライダの感じる風圧が大きくなるために、たとえ磁気ディスク７１の線速が遅くてもスライダの浮上高を十分に保つことができ、ヘッドの磁気ディスクへの接触によるエラーレートの増大やヘッドクラッシュを防ぐことができる。後述するように、このような効果を得るためには、内周部上に位置するヘッドスライダ７６の見込み角θ₂が１０°以上であることが必要になる。

表１に示すように複数のサイズのディスクリートトラック媒体と複数のサイズのヘッドスライダとを組み合わせた磁気記録再生装置を作製し、記録再生実験を行った。いずれのディスクリートトラック媒体でもトラックピッチを２５０ｎｍに設定した。磁性体パターン間の凹部の深さは２０ｎｍであり、ガードバンドは非磁性体を埋め込んでいない溝構造となっている。

装置Ａ、Ｂでは２．５インチの媒体を用いた。この媒体では、最内周の記録トラックの半径位置は１２ｍｍ、最外周の記録トラックの半径位置は３２ｍｍである。装置Ａで用いたヘッドスライダのサイズは、長辺（トラック方向）の長さが２．０５ｍｍ、短辺（トラック幅方向）の長さが１．６ｍｍである。装置Ｂで用いたヘッドスライダのサイズは、長辺（トラック方向）の長さが５．０ｍｍ、短辺（トラック幅方向）の長さが３．５ｍｍであり、装置Ａのものよりも大きい。

装置Ａではヘッドスライダの見込み角が内周上で９．８°、外周上で３．７°である。装置Ｂではヘッドスライダの見込み角が内周上で２４．６°、外周上で９．０°である。表１に示すように、装置Ｂは装置Ａと比較して、最内周および最外周のいずれでもエラーレートが低くなっている。装置Ａの場合、最外周ではディスクリート媒体表面に存在する凹凸に起因するヘッドの上下動によってヘッドが振動し、最内周ではヘッドが媒体に接触し、その結果としてエラーレートが高くなった。

装置Ｃでは０．８５インチの媒体を用いた。この媒体では、最内周の記録トラックの半径位置は９．７ｍｍ、最外周の記録トラックの半径位置は４．７ｍｍである。装置Ａで用いたヘッドスライダのサイズは、長辺（トラック方向）の長さが０．８５ｍｍ、短辺（トラック幅方向）の長さが０．７ｍｍである。

装置Ｃではヘッドスライダの見込み角が内周上で１０．４２°、外周上で５．０３°である。装置Ｃでは装置Ｂと同様に、最内周および最外周のいずれでも低いエラーレートを達成できている。

表１に示した結果から、外周部上に位置するヘッドスライダの見込み角θ₁は５°以上であることが必要であり、内周部上に位置するヘッドスライダ７６の見込み角θ₂は１０°以上であることが必要であることがわかる。

本発明の実施形態に係る磁気ディスクの概略的な平面図。 本発明の実施形態に係る磁気ディスクのデータ領域を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る磁気ディスクのサーボ領域およびデータ領域を示す模式図。 本発明の実施形態に係る磁気ディスクのサーボ領域およびデータ領域のパターンを示す平面図。 本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置の斜視図。 本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置のブロック図。 本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置のヘッド位置決めの制御機構を示すブロック図。 本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置のチャネルにおけるアドレス再生処理部を示すブロック図。 ヘッドスライダが最外周の記録トラック上に位置する場合を示す平面図。 最外周の位置にあるヘッドスライダの記録トラックに対する方向と、ヘッドスライダに加わる風圧および回転モーメントを示す図。 ヘッドスライダが最内周の記録トラック上に位置する場合を示す平面図。 最内周の位置にあるヘッドスライダの記録トラックに対する方向と、ヘッドスライダに加わる風圧および回転モーメントを示す図。 磁気ディスク上でのヘッドスライダの位置と、アームおよびヘッドスライダのスキュー角の関係を示す図。

符号の説明

１…磁気ディスク、１１…データ領域、１２…サーボ領域、２１…基板、２２…軟磁性裏打ち層、２３…記録トラック、２４…ガードバンド、３１…ＧＭＲ素子、３２…単磁極、４１…プリアンブル部、４２…アドレス部、４３…バースト部、７０…筐体、７１…磁気ディスク、７２…スピンドルモータ、７３…ピボット、７４…アクチュエータアーム、７５…サスペンション、７６…ヘッドスライダ、７７…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１００…ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）、１２０…フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）、２００…プリント回路基板（ＰＣＢ）、２１０…ディスクコントローラ（ＨＤＣ）、２２０…リード／ライトチャネルＩＣ、２３０…ＭＰＵ、２４０…モータドライバＩＣ。

Claims (4)

1. 同心円状の磁性体パターンで形成されたディスクリートトラックを有する磁気記録媒体と、記録再生ヘッドを有するヘッドスライダとを備え、前記ヘッドスライダが前記磁気記録媒体の最外周の記録領域上に位置する場合に、前記磁気記録媒体の回転中心から見た前記ヘッドスライダの見込み角が５°以上であることを特徴とする磁気記録再生装置。
2. 同心円状の磁性体パターンで形成されたディスクリートトラックを有する磁気記録媒体と、記録再生ヘッドを有するヘッドスライダとを備え、前記ヘッドスライダが前記磁気記録媒体の最内周の記録領域上に位置する場合に、前記磁気記録媒体の回転中心から見た前記ヘッドスライダの見込み角が１０°以上であることを特徴とする磁気記録再生装置。
3. 前記磁気記録媒体の最外周の記録領域が前記磁気記録媒体の回転中心から１０ｍｍ以内に位置し、前記ヘッドスライダのトラック方向に沿う長さが０．８５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
4. 前記磁気記録媒体の最内周の記録領域が前記磁気記録媒体の回転中心から５ｍｍ以内に位置し、前記ヘッドスライダのトラック方向に沿う長さが０．８５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録再生装置。

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