JP2006147060A - 磁気転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】初期磁化されたスレーブディスクにマスターディスクの磁気パターンを転写するにあたり、最内周トラックから最外周トラックに亘る全領域において、磁化パターンの乱れを抑えた良好な磁気転写を行うことができる磁気転写装置を提供すること。
【解決手段】磁性層が一方向に初期磁化された被転写用ディスク２と情報を転写するためのパターン状の磁性層を表面に備えたマスターディスク３、及び４とを密着させて、初期磁化の方向と反対方向に転写用磁界Ｈduを印加し、被転写用ディスク２の磁性層に情報を磁気転写する転写用磁界印加手段３０を、被転写用ディスク２の外周側ほど印加磁界強度を強めるように構成した。
【選択図】 図４

Description

本発明は、磁気転写装置に関し、特に転写する情報がパターン状に形成されたマスターディスクから磁気記録媒体である被転写用の磁気ディスクに情報を磁気転写するための磁気転写装置に関する。

ハードディスク装置やフレキシブルディスク装置等に用いられる高密度磁気記録媒体である磁気ディスクは、高速アクセスが可能であるとともに情報記録容量のより大容量化が求められている。

この大容量化を実現するために、トラック幅はより狭トラック化され、この狭いトラック幅の中で磁気ヘッドを正確に走査する、いわゆるトラッキングサーボ技術が重要な役割を担っている。

磁気ディスクには、所定の間隔でトラッキング用のサーボ信号やアドレス情報信号、及び再生クロック信号等がトラッキングサーボを行うためにプリフォーマットとして記録されている。

このプリフォーマットを正確にかつ短時間で効率的に行う方法として、本出願人は、高密度磁気記録媒体となる被転写用ディスク（以下スレーブディスクと呼称する）に転写すべき情報に対応した凹凸パターンの磁性層を有するマスターディスクを用意するとともに、スレーブディスクの磁性層を予めトラックの一方向に初期磁化し、その後、この初期磁化されたスレーブディスクとマスターディスクとを密着させた状態で初期磁化方向と略逆向きの転写用磁界を印加する磁気転写方法を提案している（例えば、特許文献１参照。）。

この場合、スレーブディスクの磁性層を初期磁化するために印加する初期直流磁界の最適強度は、スレーブディスクの磁性層の保磁力Ｈｃの２倍程度以上であり、転写用磁界の最適強度はスレーブディスクの磁性層の保磁力Ｈｃ程度であった。
特開２００１−０１４６６７号公報

ところで、前述の特許文献１に記載された磁気転写方法では、スレーブディスクの内周側のトラックでは、曲率半径が小さいので、トラックの接線方向からずれた方向の磁界を受けるため、印加磁界強度が強すぎると転写磁化に乱れが生じるため、スレーブディスクの内周側のトラックに対して最適な磁界強度を設定する必要があった。

また、この磁気転写方法は、磁気パターンのビット長が短いほど優れた転写特性を有している半面、ビット長が長い場合には印加磁界強度が低すぎると転写磁化パターンが乱れ易いという特性を有していた。

従って、スレーブディスクの内周側のトラックに対して最適な磁界強度を設定した場合、内周側のトラックに比較して外周側のトラックになる程、正確な磁化パターンの転写が行い難いという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、初期磁化されたスレーブディスクにマスターディスクの磁気パターンを転写するにあたり、最内周トラックから最外周トラックに亘る全領域において、磁化パターンの乱れを抑えた良好な磁気転写を行うことができる磁気転写装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、磁性層が同心円状のトラックの一方向に初期磁化された被転写用ディスクと、前記被転写用ディスクの磁性層に対して情報を転写するためのパターン状の磁性層を表面に備えたマスターディスクとを密着させた状態で、前記初期磁化の方向と反対方向に転写用磁界を印加しつつ、前記被転写用ディスク及びマスターディスクを一体的に前記転写用磁界に対して相対的に回転させて、前記被転写用ディスクの磁性層に前記情報を磁気的に転写する転写用磁界印加手段を備えてなる磁気転写装置において、前記転写用磁界印加手段が、前記被転写用ディスクの内周側より外周側に向けて印加磁界強度を強めるように構成されたことを特徴とする。

また、前記発明において、前記被転写用ディスク表面の最外周トラックに印加する転写用磁界強度が、最内周トラックに印加する転写用磁界強度の１．０１倍以上１．２倍以下であることを特徴とする。

また、前記被転写用ディスク表面の最内周トラックに印加する転写用磁界強度が、前記被転写用ディスクの磁性層の保磁力の０．６倍以上１．３倍以下であることを特徴とする。

本発明によれば、転写用磁界印加手段を被転写用ディスクの外周側ほど印加磁界強度が強まるように構成したので、被転写用ディスクの内周側のトラックに対してビット長の長くなる外周側のトラックに対しても転写磁化パターンの乱れが抑制され、良好な磁気転写を行うことができる。

また、被転写用ディスク表面の最外周トラックに印加する転写用磁界強度を、最内周トラックに印加する転写用磁界強度の１．０１倍以上１．２倍以下としたので、被転写用ディスク表面の最外周トラックにおいても転写磁化パターンが乱れることがなく、正確な磁化パターンの転写を行うことができる。

更に、被転写用ディスク表面の最内周トラックに印加する転写用磁界強度を、前記被転写用ディスクの磁性層の保磁力の０．６倍以上１．３倍以下としたので、曲率半径が小さい最内周トラックに対して最適な印加磁界強度となり、正確な磁化パターンの転写を行うことができる。

以上説明したように本発明の磁気転写装置によれば、初期磁化されたスレーブディスクにマスターディスクの磁気パターンを転写するにあたり、被転写用ディスクの外周側ほど印加磁界強度が強まるように構成されているので、最内周トラックから最外周トラックに亘る全領域において、磁化パターンの乱れを抑えた良好な磁気転写を行うことができる。

以下添付図面に従って、本発明に係る磁気転写装置の好ましい実施の形態について詳説する。なお、各図において同一部材には同一の番号または記号を付している。

図１は、被転写ディスクであるスレーブディスクを初期磁化する初期磁化手段の主要部を表わす斜視図である。磁気転写装置１０を構成する初期磁化手段２０は、スレーブディスク２を載置して回転する図示しないチャックステージ、及び磁石２０Ａ等からなっている。磁石２０Ａは電磁石が用いられ、少なくともスレーブディスク２の最内周トラックから最外周トラックに亘って半径方向に延びるギャップ２１を構成するヘッドを備えたコア２２と、コアに巻きつけられた図示しないコイルとからなっている。

コイルに通電することにより直流磁界が発生し、チャックステージが図１に示す矢印Ａ方向に回転してスレーブディスク２の磁性層２ｂ、２ｃの全領域が一方向に磁化されるようになっている。スレーブディスク２への直流磁界印加方向は、図１に示すように、磁石２０Ａによってコア２２のヘッド間ギャップ２１にトラック方向に沿った向きで磁界Ｈinが発生される。なお、磁石２０Ａとして電磁石を用いたが、永久磁石を用いてもよい。

なお、初期直流磁界Ｈinは、スレーブディスク２の上面及び下面の磁性層２ｂ、２ｃの保磁力Ｈｃの２倍程度以上の磁界が好ましい。そのため本実施の形態では、磁石２０Ａのギャップ２１の間隔をスレーブディスク２の最内周トラックの半径の半分以下の数値とし、ギャップ２１とスレーブディスク２の磁性層２ｂとの距離を１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下、さらに好ましくは３ｍｍ以下の数値まで接近させる。例えば、最内周トラックの半径が４．７ｍｍのとき、ギャップ２１の間隔は２．３ｍｍ以下とし、ギャップ２１とスレーブディスク２の磁性層２ｂとの距離を３ｍｍ以下とする。

図２は、マスターディスクに磁気記録された情報をスレーブディスク２に磁気転写するための転写用磁界を印加する転写用磁界印加手段の主要部を表わす斜視図である。磁気転写装置１０を構成する転写用磁界印加手段３０は、スレーブディスク２とマスターディスクとを密着させた状態で保持するホルダ５０、ホルダ５０の上面及び下面に配置された磁石３０Ａと３０Ｂ、及びホルダ５０を支持するとともにホルダ５０を磁石３０Ａと３０Ｂに対して図の矢印Ａ方向に回転させる図示しない回転手段等で構成されている。

磁石３０Ａには電磁石が用いられ、図２に示すように、少なくともスレーブディスク２の最内周トラックから最外周トラックに亘って半径方向に延びるギャップ３１を構成するヘッドを備えたコア３２と、コア３２に巻きつけられた図示しないコイルとからなっている。磁石３０Ｂも同様な構成である。

コイルに通電することにより直流磁界が発生し、図示しない回転手段がホルダ５０を図２に示す矢印Ａ方向に回転してスレーブディスク２のトラック全領域にマスターディスクの情報が転写されるようになっている。なお、磁石３０Ａ、磁石３０Ｂとして電磁石を用いたが、永久磁石を用いてもよい。

なお、本実施の形態では、スレーブディスク２を２枚のマスターディスクで挟み込み、スレーブディスク２の上下両面にマスターディスクの情報を転写するように構成したため、ホルダ５０の上面及び下面に磁石３０Ａと磁石３０Ｂとを配置したが、１枚のマスターディスクを用いスレーブディスク２の上面又は下面のみに磁気情報を転写する場合は、磁石はホルダ５０の片側に１個配置するのみでもよい。

ホルダ５０は、図３に示すように、下側ホルダ５１、上側ホルダ５２等でなり、スレーブディスク２は、下面の磁性層２ｃとマスターディスク３の上面の磁性層とが密着され、更に上面の磁性層２ｂとマスターディスク４の下面の磁性層とが密着された状態で下側ホルダ５１と上側ホルダ５２で挟持される。スレーブディスク２はこの状態でホルダ５０の上下両面から転写用磁界が印加され、スレーブディスク２の上下両面にマスターディスク３、及び４のサーボ信号等の磁気情報が転写される。

スレーブディスク２への転写磁界印加方向は、図２に示すように、磁石３０Ａによってコア３２のヘッド間ギャップ３１にトラック方向に沿って、初期磁化とは逆方向に磁界Ｈduが発生される。電磁石３０Ｂの側も同様である。

なお、転写用磁界Ｈduの強度は、スレーブディスク２の上面及び下面の磁性層２ｂ、２ｃの保磁力Ｈｃの０．６倍〜１．３倍が好ましく、より好ましくは０．８倍〜１．２倍、更に好ましくは１倍〜１．１倍である。

図４は、マスターディスク３、及び４に記録された磁気パターンをスレーブディスク２の上面及び下面の磁性層２ｂ、２ｃへ転写する時の、磁石３０Ａによるスレーブディスク２の半径方向位置に対する印加磁界Ｈduの強度分布を説明するための図である。

図４（ａ）は平面図で、図４（ｂ）は側面図を表わし、図４（ｃ）は半径方向位置に対する印加磁界Ｈduの強度分布図である。スレーブディスク２の表面の最内周トラックＴａから最外周トラックＴｂまでの全トラック領域Ｔｎをカバーするように磁石３０Ａが配置されている。

印加磁界Ｈduの強度が、スレーブディスク２の表面の最内周トラックＴａから最外周トラックＴｂへ向けて徐々に強まるように、磁石３０Ａが図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、スレーブディスク２の外周からはみ出した位置にまで配置されている。

なお、磁石３０Ａをこのように配置しなくても、磁石３０Ａのコイルの巻き数をスレーブディスク２の半径方向に対応させて変化させてもよい。また、磁石３０Ａを鉛直面上で傾け、コア３２とスレーブディスク２の表面との距離をスレーブディスク２の外周に向けて徐々に近づけてもよい。あるいは、コア３２のギャップ３１をスレーブディスク２の外周に向けて徐々に狭めてもよい。

なお、図４では磁石３０Ｂの記載を省略してあるが、磁石３０Ｂについても磁石３０Ａと全く同様で、スレーブディスク２の表面の最内周トラックＴａから最外周トラックＴｂへ向けて印加磁界Ｈduの強度が徐々に強まるように構成されている。

次に、マスターディスク３の磁気パターンをスレーブディスク２の磁性層２ｃに磁気転写する磁気転写方法と転写メカニズムについて説明する。

図５は、磁気転写工程を表わす説明図である。なお、図５においては、スレーブディスク２の上側の磁性層２ｂは省略し、下側の磁性層２ｃへの転写のみで記載して図及び説明の単純化を図っている。

先ず最初に、図５（ａ）に示すように、スレーブディスク２の初期磁化を行う。初期磁化は、図１に示すように、スレーブディスク２を初期磁化手段２０の図示しないチャックステージに固定し、磁石２０Ａによってトラックの接線方向に沿った初期直流磁界Ｈinを一方向に発生させる。それとともにチャックステージを磁石２０Ａに対して１回転以上回転させ、スレーブディスク２の磁性層２ｂ、２ｃの全トラック領域への初期直流磁界の印加を行う。

なお、スレーブディスク２の初期磁化は、スレーブディスク２の上下両面の磁性層２ｂ、２ｃに対し同時に行ってもよく、あるいはどちらか片面ずつ２回に分けて行ってもよい。

次に、初期磁化されたスレーブディスク２の上下面をマスターディスク３、及び４に密着させてホルダ５０で挟持し、転写用磁界印加手段３０の図示しない回転手段に保持させる。

次いで、磁石３０Ａ、及び３０Ｂによって初期磁化の向きとは逆向きの磁界Ｈduを発生させ、ホルダ５０を磁石３０Ａ、３０Ｂに対して１回転以上回転させ、トラックの全領域への転写用磁界の印加を行い、マスターディスク３、及び４に磁気パターンとして記録されていた情報をスレーブディスク２の上下面に磁気転写する。

この転写メカニズムは以下のようになっている。即ち、図５（ｂ）に示すように、マスターディスク３の磁性層３ｂには磁気情報が凹凸の磁性層パターンとして形成されている。このマスターディスク３の磁性層３ｂに接しないスレーブディスク２の磁性層２ｃ表面は転写用磁界Ｈduよりも強い磁界が印加されるため、転写磁界がスレーブディスク２の磁性層２ｃの保磁力Ｈｃを超えるとその部分の磁化は反転する。

一方、マスターディスク３の磁性層３ｂに接するスレーブディスク２の磁性層２ｃでは、転写用磁界Ｈduがマスターディスク３の磁性層３ｂに集中する。すなわちその部分は転写磁界がシールドされた状態となる。その結果、スレーブディスク２の磁性層２ｃには転写用磁界Ｈduよりも大幅に弱い磁界しか印加されないため、スレーブディスク２の磁化は転写用磁界Ｈduに影響されず初期磁化の向きに残り、図５（ｃ）に示すような磁化状態となる。これにより、スレーブディスク２の磁性層２ｃにはマスターディスク３の磁性層３ｂに形成されたパターン状の磁気情報が転写され磁気記録される。

次に、このような磁気転写の転写特性について以下に説明する。図６は、マスターディスク３の磁性層３ｂ近傍における磁束のシミュレーション結果を表わしたものである。図６に示すように、転写磁界はマスターディスク３の磁性層３ｂの端部に多く入る。そのため、転写磁界は磁性層端部に近い部分で強く、マスターディスク３の磁性層３ｂに接しない部分のビット中央部で弱くなる。

このため、転写磁界が少なすぎる場合、磁性層３ｂに接しないスレーブディスク２の磁性層２ｃの一部でしか磁化を反転することができない。図７は磁気転写されたスレーブディスク２の磁気ヘッドによる再生信号を表わしたものであるが、スレーブディスク２の磁性層２ｃの一部でしか磁化を反転することができない場合、ビット間の中央部で初期磁化が残ることになり、図７（ａ）に示すように、磁気ヘッドによる再生信号においてマスターディスク３のパターンと異なった場所に小さなサブピークＰ１が現れる。この現象は、ビット長が長いほど現れやすい。

逆に転写磁界が強すぎると、図７（ｃ）に示すように、マスターディスク３の磁性層３ｂに接したビットで転写磁界のあふれが生じ、やはりサブピークＰ２が生じる。これらのサブピークＰ１、Ｐ２は、図７（ｂ）に示すように、転写磁界が適切な値では現れない。

このため、本発明の転写装置１０では、図４に示すように、スレーブディスク２の最内周トラックＴａに対して適切な転写磁界Ｈduを印加し、最内周トラックＴａから最外周トラックＴｂにいくほどビット長が長くなるため転写磁界Ｈduの強度を強めている。

実際には、最内周トラックに印加する転写用磁界強度を、前記被転写用ディスクの磁性層の保磁力の０．６倍〜１．３倍とし、最外周トラックＴｂに印加する転写磁界強度を最内周トラックＴａに印加する転写磁界強度の１．０１倍〜１．２倍にするのが好ましく、より好ましくは１．０２倍〜１．１５倍であり、更に好ましくは１．０４倍〜１．１倍である。

本発明の磁気転写装置１０は、このように構成されているため、全トラック領域Ｔｎに亘って適切な磁化反転がなされ、磁気ヘッドによる再生信号においてマスターディスク３のパターンと異なった場所に小さなサブピークＰ１、Ｐ２が生じることがなく、マスターディスク３に記録された磁気情報をスレーブディスク２に精度よく転写することができる。

なお、本実施の形態において、磁気転写装置１０はスレーブディスク２及びマスターディスク３、４を水平に保持する構成で説明したが、水平方向に限らず、鉛直方向に保持する構成としてもよく、あるいは水平方向に対して所定角度傾斜した方向に保持するようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係る磁気転写装置の初期磁化手段を示す斜視図 本発明の実施の形態に係る磁気転写装置の転写用磁界印加手段を示す斜視図 ホルダを説明する斜視図 転写用磁界を説明するための平面図、側面図、及び磁界強度分布図 磁気転写の工程を説明する概念図 磁束のシミュレーション結果を示す図 再生信号のサブピークを説明するグラフ

符号の説明

２…スレーブディスク（被転写ディスク）；２ｂ、２ｃ、３ｂ、４ｂ…磁性層；３、４…マスターディスク；１０…磁気転写装置；２０…初期磁化手段；３０…転写用磁界印加手段；Ｈin…初期直流磁界；Ｈdu…転写用磁界；Ｔａ…最内周トラック；Ｔｂ…最外周トラック

Claims (3)

1. 磁性層が同心円状のトラックの一方向に初期磁化された被転写用ディスクと、前記被転写用ディスクの磁性層に対して情報を転写するためのパターン状の磁性層を表面に備えたマスターディスクとを密着させた状態で、前記初期磁化の方向と反対方向に転写用磁界を印加しつつ、前記被転写用ディスク及びマスターディスクを一体的に前記転写用磁界に対して相対的に回転させて、前記被転写用ディスクの磁性層に前記情報を磁気的に転写する転写用磁界印加手段を備えてなる磁気転写装置において、
   前記転写用磁界印加手段が、前記被転写用ディスクの内周側より外周側に向けて印加磁界強度を強めるように構成されたことを特徴とする磁気転写装置。
2. 前記被転写用ディスク表面の最外周トラックに印加する転写用磁界強度が、最内周トラックに印加する転写用磁界強度の１．０１倍以上１．２倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気転写装置。
3. 前記被転写用ディスク表面の最内周トラックに印加する転写用磁界強度が、前記被転写用ディスクの磁性層の保磁力の０．６倍以上１．３倍以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁気転写装置。
   

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