JP2009009622A - 磁気記録媒体および磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クロック信号を安定して生成させることができ、ひいては磁性ドットごとに正確に磁気記録をすることができる磁気記録媒体および磁気ディスク装置を提供する。
【解決手段】非磁性領域１０に離散状に形成された磁性ドット１１を記録単位として有する磁気記録媒体であって、磁性ドット１１が周期的に配列された区間からなり、これらの磁性ドット１１ごとに磁気記録がなされるユーザデータゾーンＤと、ユーザデータゾーンＤに隣接するとともに、これと同一周期をもって磁性ドット１１が配列された区間からなり、ユーザデータゾーンＤに対する磁気記録の同期をとるためのクロック信号を生成すべく、磁性ドットごとに所定の磁化方向があらかじめ付与されているクロック信号生成ゾーンＣとを有している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、いわゆるパターンドメディアと称される磁気記録媒体、およびこれを備えた磁気ディスク装置に関する。

従来の磁気記録媒体としては、特許文献１に開示されたものがある。同文献に開示された磁気記録媒体は、垂直磁気記録方式に適したパターンドメディアと称されるものであり、非磁性領域に離散状に形成された磁性ドットを記録単位として有する。このような磁気記録媒体は、周期的に配列された磁性ドットごとに磁化方向を上向きあるいは下向きとすることで磁気記録がなされる。具体的には、磁気記録に先だって磁気ヘッドにより磁性ドットを読み取ることでクロック信号を生成し、その後、クロック信号に同期させて磁性ドットごとに磁界を印加することで情報が記録されるように構成されている。

特開２００６−１６４３４９号公報

しかしながら、上記従来の磁気記録媒体では、磁性ドットに対して磁気ヘッドのリードコアが比較的大きいため、一つひとつの磁性ドットを正確に読み取ることができず、一定周期からなるクロック信号を安定して生成することができないおそれがあった。

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。本発明は、クロック信号を安定して生成させることができ、ひいては磁性ドットごとに正確に磁気記録をすることができる磁気記録媒体を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面により提供される磁気記録媒体は、非磁性領域に離散状に形成された磁性ドットを記録単位として有する磁気記録媒体であって、上記磁性ドットが周期的に配列された区間からなり、これらの磁性ドットごとに磁気記録がなされるユーザデータゾーンと、上記ユーザデータゾーンに隣接するとともに、これと同一周期をもって上記磁性ドットが配列された区間からなり、上記ユーザデータゾーンに対する磁気記録の同期をとるためのクロック信号を生成すべく、上記磁性ドットごとに所定の磁化方向があらかじめ付与されているクロック信号生成ゾーンとを有することを特徴としている。

好ましくは、上記クロック信号生成ゾーンにおいては、所定数の上記磁性ドットごとに磁化方向が反転させられている。

好ましくは、上記クロック信号生成ゾーンにおいて、磁化方向が所定方向となる上記磁性ドットの下層には、磁化方向反転を抑制する下地層が形成されている。

好ましくは、上記非磁性領域、磁性ドット、および下地層は、基板上に形成されており、上記下地層は、上記基板よりも表面張力が大きい材料で形成されている。

好ましくは、上記非磁性領域、磁性ドット、および下地層は、基板上に形成されており、上記下地層は、上記基板よりも熱伝導率が大きい材料で形成されている。

本発明の第２の側面により提供される磁気ディスク装置は、非磁性領域に離散状に形成された磁性ドットを記録単位として有する磁気記録媒体を備えた磁気ディスク装置であって、上記磁気記録媒体は、上記磁性ドットが周期的に配列された区間からなり、これらの磁性ドットごとに磁気記録がなされるユーザデータゾーンと、上記ユーザデータゾーンに隣接するとともに、これと同一周期をもって上記磁性ドットが配列された区間からなり、上記ユーザデータゾーンに対する磁気記録の同期をとるためのクロック信号を生成すべく、上記磁性ドットごとに所定の磁化方向があらかじめ付与されているクロック信号生成ゾーンとを有することを特徴としている。

このような構成によれば、磁性ドットに対してこれを読み取る磁気ヘッドのリードコアが大きくても、クロック信号生成ゾーンにおいて磁化方向が付与された磁性ドットを確実に読み取ることができるので、ユーザデータゾーンに対して磁気記録を行う際に同期をとるためのクロック信号を安定して生成させることができ、ひいては正確に磁気記録をすることができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜３は、本発明に係る磁気記録媒体の一実施形態を示している。図４および図５は、その製造工程を示している。本実施形態の磁気記録媒体Ｘは、いわゆるパターンドメディアとしてディスク状に形成されたものである。図１に示すように、磁気記録媒体Ｘは、磁気ディスク装置Ａに内蔵されている。磁気ディスク装置Ａには、複数の磁気記録媒体Ｘのほか、磁気ヘッド１、スピンドルモータ２、スイングアーム３、アクチュエータ４、およびディスクコントローラ５が備えられている。磁気ヘッド１は、磁気記録媒体Ｘに対してデータを読み書きするものであり、磁気記録媒体Ｘの記録面と対向するようにスイングアーム３の先端に設けられている。磁気ヘッド１には、磁界を印加して記録を行うためのライトコアと、磁化方向の向きを読み取って再生を行うためのリードコアが設けられている（図示略）。スピンドルモータ２は、磁気記録媒体Ｘを高速回転させる。スイングアーム３は、磁気ヘッド１を磁気記録媒体Ｘの略径方向に往復移動させるものであり、アクチュエータ４によって敏速に動作させられる。アクチュエータ４は、ボイスコイルモータなどからなる。ディスクコントローラ５は、磁気ヘッド１、スピンドルモータ２、ならびにアクチュエータ４を駆動制御するものであり、ＣＰＵやメモリなどを備えたマイクロコンピュータ、あるいはマイクロコンピュータと同等の機能を備えたワイヤードロジック回路で構成される。

図２に示すように、磁気記録媒体Ｘは、非磁性領域１０に離散状に形成された磁性ドット１１を記録単位として有する。磁性ドット１１は、ディスク径方向およびディスク周方向に一定の間隔をなすように形成されている。同一半径位置においてディスク周方向に並ぶ複数の磁性ドット１１は、記録トラックＴをなしている。磁気記録媒体Ｘの記録面には、磁性ドット１１ごとに磁気記録がなされるユーザデータゾーンＤと、これに対する磁気記録の同期をとるためのクロック信号を生成すべく、ユーザデータゾーンＤに隣接して磁性ドット１１ごとに所定の磁化方向があらかじめ付与されたクロック信号生成ゾーンＣと、記録トラックＴに対して磁気ヘッド１を正確に位置合わせするためのトラッキング用のサーボパターンＳとが設けられている。サーボパターンＳは、記録トラックＴを所々分断するように配置されており、記録トラックＴの両側にずれたパターン列と記録トラックＴに沿うパターン列とを有して構成されている。その他、磁気記録媒体Ｘの記録面には、トラックアドレスやセクタアドレスなどを示すパターンも形成されている（図示略）。なお、図２においては、磁性ドット１１の磁化方向（下向きと上向き）を白抜きと黒塗りで示している。

ユーザデータゾーンＤとクロック信号生成ゾーンＣにおいては、ディスク周方向に同一周期となるように磁性ドット１１が配列されている。ユーザデータゾーンＤは、はじめて磁気記録を行う前に全ての磁性ドット１１の磁化方向が同一方向になっており、たとえばディスク初期化前には全て黒塗りとなる磁化方向になっている。ディスク初期化などによって磁気記録を行う際には、所望とする磁性ドット１１の磁化方向が反転して白抜きとなるように磁界が印加される。一方、クロック信号生成ゾーンＣにおいては、あらかじめ２つの磁性ドット１１ごとに磁化方向が反転させられている。ユーザデータゾーンＤに対して磁気記録を行う際には、それに先だってクロック信号生成ゾーンＣにおける磁性ドット１１の磁化方向が磁気ヘッド１で読み取られる。これにより、クロック信号の源となる基準信号が得られる。この基準信号は、たとえば周波数逓倍回路に入力される。その結果、磁性ドット１１の間隔とディスク回転速度に応じたクロック信号が得られる。

ユーザデータゾーンＤにおいては、クロック信号の立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングに基づき、磁気ヘッド１のライトコアから上向きあるいは下向きの磁界が印加される。これにより、所望とする磁性ドット１１に磁化方向が付与されことで情報が磁気記録される。ただし、ユーザデータゾーンＤに磁気記録を行う際には、クロック信号生成ゾーンＣと同一の磁化パターンが形成されないように制限が設けられている。すなわち、ユーザデータゾーンＤでは、２つの磁性ドット１１ごとに磁化方向が反転したような磁化パターンが形成されない。これにより、規則的な磁化パターンからなるクロック信号生成ゾーンＣと不規則な磁化パターンからなるユーザデータゾーンＤとが確実に区別され、これらの境界が容易に検出される。

図３に示すように、非磁性領域１０および磁性ドット１１は、基板２０上に形成されている。磁性ドット１１を含む非磁性領域１０の層と基板２０との間には、軟磁性裏打ち層などが設けられている（図示略）。サーボパターンＳにおける全ての磁性ドット１１とクロック信号生成ゾーンＣにおける所定の磁性ドット１１には、下地層３０が形成されている。この下地層３０は、たとえば粒径１〜３ｎｍ程度で基板２０よりも表面張力が大きいＰｔを一様に付着させることにより、微細な凹凸状に形成されたものである。このような下地層３０は、磁性ドット１１の保磁力を高め、磁化方向の反転を抑制する効果をもつ。

磁気記録媒体Ｘの製造方法は、次のようになっている。まず、基板２０上にレジストＲ１を塗布し、下地層３０とこれらの間に位置して非磁性領域１０となるべきレジストＲ１の所定部分を電子ビーム露光・現像によって除去する（図４の（ａ）および（ｂ）参照）。なお、レジストＲ１は、電子ビーム露光・現像に代え、スタンパを用いたナノインプリントによって所定部分を除去するようにしてもよい。

次に、レジストＲ１の全体にわたってＰｔ膜３０’を形成する（図４の（ｃ）参照）。このとき、レジストＲ１の所定部分で基板２０に付着したＰｔ膜３０’は、表面張力によって一様に粒子が揃った状態で微小な凹凸をなす。なお、基板の表面には、たとえばＳｉＮ膜をあらかじめ形成しておくにより、基板の材質を問わず表面張力の関係によってＰｔ膜による微小な凹凸を確実に形成することができる。

次に、酸素エッチングなどによってレジストＲ１を基板２０から除去する（図４の（ｄ）参照）。その後、基板２０上に磁性ドット１１となる磁性層１１’を形成し、さらに磁性層１１’の表面全体にレジストＲ２を塗布する（図４の（ｅ）参照）。

次に、非磁性領域１０となるべきレジストＲ２の所定部分を電子ビーム露光・現像によって除去し、さらにＡｒエッチングなどによってレジストＲ２から露出した磁性層１１’の部分やＰｔ膜３０’の一部を除去する（図５の（ｆ）および（ｇ）参照）。これにより、磁性ドット１１が形成され、所定の磁性ドット１１の下層には、残存するＰｔ膜３０’の一部によって下地層３０が形成される。なお、磁性ドット１１の形成方法としては、電子ビーム露光・現像に代え、スタンパを用いたナノインプリントによってレジストの所定部分に凹凸パターンを形成した後、エッチングにより磁性層の一部を除去することで磁性ドットを形成するようにしてもよい。

次に、酸素エッチングなどによってレジストＲ２を基板２０から除去する（図５の（ｈ）参照）。その後、ＳｉＯ₂あるいはＣなどの非磁性材料を磁性ドット１１の間に充填し、さらにその表面を化学研磨あるいは機械研磨、もしくはＡｒガスを用いたエッチングによって平滑にすることにより、図３に示すような非磁性領域１０および磁性ドット１１をもつ磁気記録媒体Ｘが得られる（図５の（ｉ）参照）。この段階では、全ての磁性ドット１１が黒塗りで所定の磁化方向に揃えられている。最終的には、クロック信号生成ゾーンＣ全体に反転磁界が印加される。これにより、クロック信号生成ゾーンＣは、下地層３０が設けられていない磁性ドット１１の磁化方向が反転させられることで白抜きの状態となり、下地層３０をもつ磁性ドット１１の磁化方向がそのままで黒塗りの状態となる。また、ユーザデータゾーンＤにおいては、全ての磁性ドット１１の磁化方向がそのままで黒塗りの状態となる。なお、クロック信号生成ゾーンだけでなくユーザデータゾーンなどを含む磁気記録媒体の表面全体に反転磁界を印加するようにしてもよい。その場合、ユーザデータゾーンＤにおいては、全ての磁性ドットの磁化方向が反転させられることで白抜きの状態となる。

このようにして製造された磁気記録媒体Ｘに対して磁気記録を行う際には、まずトラッキングによって所望とする記録トラックＴに磁気ヘッド１のライトコアが位置合わせされる。

そうした後、クロック信号生成ゾーンＣにおける磁性ドット１１の磁化方向が磁気ヘッド１で読み取られる。このとき、２つの磁性ドット１１ごとに磁化方向の反転状態が検出され、それに応じた基準信号が得られる。この基準信号は、さらに周波数逓倍回路に入力されることにより、磁性ドット１１の間隔に応じたクロック信号に変換される。

その後、磁気ヘッド１がユーザデータゾーンＤに突入すると、クロック信号に同期したタイミングでライトコアから磁界が印加される。これにより、ユーザデータゾーンＤの磁性ドット１１には、所望とする磁化方向が確実に付与され、磁気記録によって情報が記録された状態となる。

再生時においても、再生に先立ってクロック信号生成ゾーンＣを読み取ることで基準信号を取得し、この基準信号からクロック信号を生成する。その後、クロック信号に同期したタイミングでユーザデータゾーンＤの磁性ドット１１から磁化方向を読み取ることができる。

したがって、本実施形態の磁気記録媒体Ｘによれば、磁性ドット１１に対してこれを読み取る磁気ヘッド１のリードコアが大きくても、クロック信号生成ゾーンＣにおける磁性ドット１１の磁化方向を確実に読み取ることができ、それによって磁性ドット１１の間隔に応じたクロック信号を生成することができるので、ユーザデータゾーンＤに対して磁気記録を行う際や再生を行う際には、安定したクロック信号に基づいて確実に磁性ドット１１ごとに磁気記録や再生を行うことができる。

図６は、本発明に係る磁気記録媒体の他の実施形態を示している。なお、先述した実施形態によるものと同一または類似の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。

図６に示す磁気記録媒体Ｘ’においても、サーボパターンＳにおける全ての磁性ドット１１とクロック信号生成ゾーンＣにおける所定の磁性ドット１１には、下地層３０が形成されている。この下地層３０は、ガラスなどからなる基板２０よりも熱伝導率が大きい材料、たとえばＡｇ、Ｃｕ、Ａｌといった金属材料で形成される。このような熱伝導率の大きい下地層３０が設けられた磁性ドット１１は、下地層３０のない磁性ドット１１よりも急激な加熱時に温度が上昇しにくい。すなわち、下地層３０をもつ磁性ドット１１は、急激な加熱時に他の磁性ドット１１よりも大きな保磁力を有することとなり、磁化方向の反転を抑制する効果をもつ。なお、下地層３０は、先述したものと同様の要領で形成することができる。

このような磁気記録媒体Ｘ’は、製造工程の最終段階において、所定の温度まで加熱しながらクロック信号生成ゾーンＣ全体に反転磁界が印加される。これにより、クロック信号生成ゾーンＣは、下地層３０が設けられていない磁性ドット１１の磁化方向が反転させられることで白抜きの状態となり、下地層３０をもつ磁性ドット１１の磁化方向がそのままで黒塗りの状態となる。これにより、先述した実施形態によるものと同様の磁気記録媒体Ｘ’を得ることができ、磁性ドット１１の間隔に応じたクロック信号を安定して生成することができるとともに、クロック信号に基づいて確実に磁性ドット１１ごとに磁気記録や再生を行うことができる。

なお、本発明は、上記実施形態の磁気記録媒体に限定されるものではない。

たとえば、クロック信号生成ゾーンにおいては、磁化方向が一つずつ交互に反転するように磁性ドットを形成してもよいし、３つ以上の磁性ドットごとに磁化方向が反転するように形成してもよい。

本発明としては、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）
非磁性領域に離散状に形成された磁性ドットを記録単位として有する磁気記録媒体であって、
上記磁性ドットが周期的に配列された区間からなり、これらの磁性ドットごとに磁気記録がなされるユーザデータゾーンと、
上記ユーザデータゾーンに隣接するとともに、これと同一周期をもって上記磁性ドットが配列された区間からなり、上記ユーザデータゾーンに対する磁気記録の同期をとるためのクロック信号を生成すべく、上記磁性ドットごとに所定の磁化方向があらかじめ付与されているクロック信号生成ゾーンと、
を有することを特徴とする、磁気記録媒体。

（付記２）
上記クロック信号生成ゾーンにおいては、所定数の上記磁性ドットごとに磁化方向が反転させられている、付記１に記載の磁気記録媒体。

（付記３）
上記クロック信号生成ゾーンにおいて、磁化方向が所定方向となる上記磁性ドットの下層には、磁化方向反転を抑制する下地層が形成されている、付記１または２に記載の磁気記録媒体。

（付記４）
上記非磁性領域、磁性ドット、および下地層は、基板上に形成されており、上記下地層は、上記基板よりも表面張力が大きい材料で形成されている、付記３に記載の磁気記録媒体。

（付記５）
上記非磁性領域、磁性ドット、および下地層は、基板上に形成されており、上記下地層は、上記基板よりも熱伝導率が大きい材料で形成されている、付記３に記載の磁気記録媒体。

（付記６）
非磁性領域に離散状に形成された磁性ドットを記録単位として有する磁気記録媒体を備えた磁気ディスク装置であって、
上記磁気記録媒体は、
上記磁性ドットが周期的に配列された区間からなり、これらの磁性ドットごとに磁気記録がなされるユーザデータゾーンと、
上記ユーザデータゾーンに隣接するとともに、これと同一周期をもって上記磁性ドットが配列された区間からなり、上記ユーザデータゾーンに対する磁気記録の同期をとるためのクロック信号を生成すべく、上記磁性ドットごとに所定の磁化方向があらかじめ付与されているクロック信号生成ゾーンと、
を有することを特徴とする、磁気ディスク装置。

（付記７）
記録時あるいは再生時、上記クロック信号生成ゾーンを読み取ることで基準信号を取得し、この基準信号から上記クロック信号を生成するように構成されている、付記６に記載の磁気ディスク装置。

本発明に係る磁気記録媒体の一実施形態を示す全体斜視図である。 図１に示す磁気記録媒体の拡大平面図である。 図２のIII−III線に沿う断面図である。 図１に示す磁気記録媒体の製造工程を説明するための説明図である。 図４に続く製造工程を説明するための説明図である。 本発明に係る磁気記録媒体の他の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

Ｘ，Ｘ’ 磁気記録媒体
Ｃ クロック信号生成ゾーン
Ｄ ユーザデータゾーン
１０ 非磁性領域
１１ 磁性ドット
２０ 基板
３０ 下地層

Claims (6)

1. 非磁性領域に離散状に形成された磁性ドットを記録単位として有する磁気記録媒体であって、
   上記磁性ドットが周期的に配列された区間からなり、これらの磁性ドットごとに磁気記録がなされるユーザデータゾーンと、
   上記ユーザデータゾーンに隣接するとともに、これと同一周期をもって上記磁性ドットが配列された区間からなり、上記ユーザデータゾーンに対する磁気記録の同期をとるためのクロック信号を生成すべく、上記磁性ドットごとに所定の磁化方向があらかじめ付与されているクロック信号生成ゾーンと、
   を有することを特徴とする、磁気記録媒体。
2. 上記クロック信号生成ゾーンにおいては、所定数の上記磁性ドットごとに磁化方向が反転させられている、請求項１に記載の磁気記録媒体。
3. 上記クロック信号生成ゾーンにおいて、磁化方向が所定方向となる上記磁性ドットの下層には、磁化方向反転を抑制する下地層が形成されている、請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
4. 上記非磁性領域、磁性ドット、および下地層は、基板上に形成されており、上記下地層は、上記基板よりも表面張力が大きい材料で形成されている、請求項３に記載の磁気記録媒体。
5. 上記非磁性領域、磁性ドット、および下地層は、基板上に形成されており、上記下地層は、上記基板よりも熱伝導率が大きい材料で形成されている、請求項３に記載の磁気記録媒体。
6. 非磁性領域に離散状に形成された磁性ドットを記録単位として有する磁気記録媒体を備えた磁気ディスク装置であって、
   上記磁気記録媒体は、
   上記磁性ドットが周期的に配列された区間からなり、これらの磁性ドットごとに磁気記録がなされるユーザデータゾーンと、
   上記ユーザデータゾーンに隣接するとともに、これと同一周期をもって上記磁性ドットが配列された区間からなり、上記ユーザデータゾーンに対する磁気記録の同期をとるためのクロック信号を生成すべく、上記磁性ドットごとに所定の磁化方向があらかじめ付与されているクロック信号生成ゾーンと、
   を有することを特徴とする、磁気ディスク装置。

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