JP2009037700A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気的原因でサーボ信号が消えてしまったとしても、容易にサーボ信号を再形成することができる磁気記録媒体を実現する。
【解決手段】非磁性材料で形成された下層５と、下層５の上に形成された磁性層４とを備え、磁性層４に、データを記録可能なデータ領域と、ストライプ３１及び３２が形成されているサーボ領域とを備えた磁気記録媒体であって、ストライプ３１及び３２は、磁性層４の表面から下層５側に向かって凹状に形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、サーボパターンが形成された磁気記録媒体に関する。

磁気テープは、オーディオテープ、ビデオテープ、コンピューターテープなど様々な用途があるが、特にコンピューターのデータバックアップに使用されるデータバックアップ用テープの分野では、バックアップ対象となるハードディスクの大容量化に伴い、１巻当たり数百ＧＢの記憶容量のものが商品化されている。今後、ハードディスクのさらなる大容量化に対応するため、バックアップテープの高容量化は不可欠である。

磁気テープの高容量化に伴い、磁気テープに対する高密度記録が必要となる。高密度記録の一例として、データの記録波長を短波長化して磁気テープに記録する技術（短波長化技術）や、磁気テープに記録されるトラック幅を狭幅化して記録する技術（狭トラック化技術）がある。

また、磁気ヘッドを目標トラックに正確に追従させるために、磁気テープには予めサーボ信号が記録されている。例えば、ＬＴＯ（Liner Tape Open）規格に準拠した磁気テープは、その長手方向に複数のデータバンドが形成され、各データバンドの間にサーボバンドが形成されている。データバンドにはデータ信号を記録することができ、サーボバンドには予めサーボライター等によりサーボ信号が記録されている。このような磁気テープをドライブで再生する際、データバンドに記録されているデータ信号をデータヘッドで読み出すとともに、サーボバンドに記録されているサーボ信号をサーボヘッドで読み出すことにより、磁気ヘッドを磁気テープ上の目標トラック上に正確に位置決めしながら、データ信号を読み出すことができる。例えば特許文献１には、磁気テープ上にサーボ信号を磁気記録する構成が開示されている。
特開２００５−０５６５００号公報

しかしながら特許文献１に開示されているような構成では、磁気的原因でサーボ信号が消えてしまった場合、再度サーボライター等の専用機でサーボ信号を記録しなければならず、非常に煩雑であるという問題がある。

本発明の目的は、磁気的原因でサーボ信号が消えてしまったとしても、容易にサーボ信号を再形成することができる磁気記録媒体を実現することである。

本発明の磁気記録媒体は、支持体上に、非磁性材料で形成された下層と、前記下層の上に形成された磁性層とを備え、前記磁性層に、データを記録可能なデータ領域と、サーボパターンが形成されているサーボ領域とを備えた磁気記録媒体であって、前記サーボパターンは、前記磁性層表面から前記下層側に向かって凹状に形成されているものである。

本発明は、磁気的原因でサーボ信号が消えてしまったとしても、容易にサーボ信号を再形成することができる。

本発明の磁気記録媒体は、上記構成を基本として、以下のような態様をとることができる。

すなわち、前記サーボパターンは、サーボ信号の波長をλとし、前記磁性層表面から前記下層側に向かって凹状に形成された凹状部の深さをｄとした時、
ｄ≧λ／５
の関係にある構成とすることが好ましい。このような構成により、凹状部における磁性層の影響を受けにくくなるため、サーボ信号の再生出力を向上させることができる。

また、前記サーボパターンは、直流磁化されている構成とすることが好ましい。このような構成により、磁気的原因でサーボパターンが消去（サーボパターンにおける磁化方向が乱された状態）されたとしても、磁気テープを直流磁化することで、容易にサーボパターンを再度形成することができる。

（実施の形態）
〔１．磁気記録媒体の構成〕
図１（ａ）は、実施の形態１における磁気記録媒体の一例である磁気テープの記録面の構成を示す。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＹ１部分の拡大図である。

磁気テープ１は、その長手方向に複数のデータバンド２（例えば３本）とサーボバンド３（例えば４本）とが形成されている。データバンド２とサーボバンド３は、磁気テープ１の幅方向に交互に配置されている。また、データバンド２には、データ信号を記録することができる。また、サーボバンド３には、予めサーボライターなどの専用機によってサーボパターンが形成されている。なお、本実施の形態のサーボパターンの構成については後で詳しく説明する。

磁気ヘッド１０は、データ信号を記録または再生可能な２個のデータヘッドで構成される組が、磁気テープ１の幅方向に複数組（ＬＴＯ１規格の場合は８組）並んで配されているとともに、データヘッド群の両端近傍にサーボヘッドを備えている。サーボヘッドは、サーボバンド３に形成されているサーボパターンを読み取り、サーボ信号を再生することができる。磁気テープ１が図中Ａ方向に移動する場合、２個のデータヘッドのうち一方のヘッドはデータバンド２にデータ信号を記録可能なデータ記録用ヘッドとなり、他方のヘッドはデータバンド２に記録されているデータ信号を再生可能なデータ再生用ヘッドとなる。また、磁気テープ１が図中Ａ方向と逆に走行する場合、他方のヘッドがデータ記録用ヘッドとなり、一方のヘッドがデータ再生用ヘッドとなる。なお、データヘッド、サーボヘッドの個数は一例である。

図１（ａ）に示す磁気テープ１にデータ信号を記録する際、磁気テープ１を矢印Ａ方向へ走行させ、磁気ヘッド１０におけるデータ記録用ヘッド（データヘッドのうち一方のヘッド）を通電することによって、１つのデータバンド２に同時に８本のデータトラックを形成することができる。

１つのデータバンド２の始端から終端までデータ信号の記録が完了すれば、次に磁気ヘッド１０を磁気テープ１の幅方向に少し移動させる。次に、磁気テープ１を矢印Ａの反対方向へ走行させて、磁気ヘッド１０におけるデータ記録用ヘッド（データ記録用ヘッドのうち他方のヘッド）を通電することによって、データバンド２の終端から始端に向かってデータ信号を記録することができる。すなわち、磁気テープ１を長手方向に往復走行させながら、データ信号を記録する。このような往復動作を数回繰り返すことで、１つのデータバンド２に高密度にデータ信号を記録することができる。磁気テープ１を所定回数往復走行させて１つのデータバンド２にデータ信号を記録した後は、他のデータバンド２に対して、上記と同様の制御を行うことにより、引き続きデータ信号を記録することができる。

データバンド２にデータ信号を記録している時、あるいはデータバンド２に記録されているデータ信号を再生している時、データバンド２に対する磁気ヘッド４の位置は、サーボヘッドがサーボバンド３から読み出したサーボ信号に基づいて制御されている。具体的には、サーボバンド３から読み出したサーボ信号に基づいて、目標となるトラック位置に対するオフトラック量を算出し、そのオフトラック量がゼロになるように、磁気ヘッド１０の位置をテープ幅方向に移動させている。これにより、磁気ヘッド１０をデータバンド２に追従させることができる。

〔２．サーボパターンの構成〕
図１（ｂ）に示すように、サーボバンド３には、サーボバンド３の幅方向に対して僅かに傾斜（例えばアジマス角が６°±５°）して形成された第１のストライプ３１と、第１のストライプ３１に相対する方向に同角度傾斜した第２のストライプ３２とから構成されるサーボパターンが、複数形成されている。

図２は、磁気テープ１におけるサーボバンドの一部の断面を示し、図１（ｂ）におけるＺ−Ｚ部分の断面を示す。図２に示すように、磁気テープ１は、ベースフィルム６（支持体）上に下層５を挟んで磁性層４が形成されている。また、第１のストライプ３１及び第２のストライプ３２に相当する部分は、深さｄの凹状に形成されている。本実施の形態では、第１のストライプ３１及び第２のストライプ３２は、ナノインプリント技術を用いて金型で加圧成形するため、金型の凸部で押圧された磁性層４の一部または全部が下層５に押し込まれた状態になっている。以下、このような加圧処理を「インプリント処理」と称する。磁性層４のうち、インプリント処理によって下層５に押し込まれた層を第２層４２とし、押し込まれずに下層５上に残っている層を第１層４１とする。例えば、図２の構成では、磁性層４（第１層４１）の厚さｔを０．２μｍ、インプリント深さｄを０．５μｍとしているため、磁性層４における第２層４２は、その全体が下層５内に押し込まれた状態になっている。なお、図２において第１層４１及び第２層４２内に記載されている矢印は、磁化方向を示している。

このように、磁性層４の一部をインプリント処理によって下層５側に押し込むことにより、第２層の上部には空隙（凹状部）が生じる。したがって、磁気テープ１に磁気ヘッド１０を摺接させた際の磁性層４と磁気ヘッド１０との間隙（スペーシング）は、第１層４１の部分に比べて第２層４２の部分で広くなり、第２層４２の方がスペーシングロスが大きく出力が低い。また、第１層４１からの出力と第２層４２からの出力とは、互いに逆相になるため、第１層４１と第２層４２との磁化反転部分から得られる出力は、第１層４１からの出力と第２層４２からの出力との差分となる。前述したように、第２層４２の出力は第１層４１の出力よりも低いため、結果的には第１層４１の出力から第２層の出力を減算した出力が得られることになる。

図３は、インプリント深さｄと相対出力との関係を示すグラフである。図３に示す特性は、磁性層４の厚さｔが０．２μｍの磁気テープに、様々な深さのストライプ３１及び３２を形成した時の、相対出力を計測した結果である。なお、第１層４１と第２層４２のデューティ比は、５０：５０とした。また、波長λが０．５μｍのサーボ信号に基づいたストライプと、波長λが２．５μｍのサーボ信号に基づいたストライプの出力特性をそれぞれ計測した。また、相対出力とは、第１層４１が残り、第２層４２がない状態（インプリント深さｄ＝∞）の出力を０ｄＢとした時の出力を示す。

図３に示すように、インプリント深さｄを深くすればするほど、第１層４１において第２層４２の影響（すなわち逆相の出力による出力低下）が少なくなるため、相対出力は高くなる。例えば、波長λ＝２．５μｍの場合、インプリント深さｄを０．５μｍ（波長λの１／５）以上とすることで、相対出力を−３ｄＢ程度に抑えることができる。したがって、インプリント深さｄは、λ／５以上とすることが好ましい。

図４は、磁性層４の厚さｄが０．２μｍの磁気テープと、０．１μｍの磁気テープとに、波長λが２．５μｍのサーボ信号に基づくストライプを形成した時の、ストライプのインプリント深さｄと相対出力との関係を示す。図４に示すように、磁性層４の厚さを変えたとしても、インプリント深さｄと相対出力との関係は変わらない。

なお、上記のように構成された磁気テープ１が、磁気的原因でサーボパターンが消去（サーボパターンにおける磁化方向が乱された状態）されたとしても、少なくともサーボバンド３上をＤＣ磁化することで、図２に示すようにサーボパターンを再度形成することができる。

また、インプリント処理の一例であるナノインプリント技術を用いてサーボパターンを形成する方法としては、表面に複数の突起（サーボパターンの凹状を形成するための突起）が形成された「モールド」と呼ばれる金型を、円筒状のロールに巻き付け、ロールに巻き付けられたモールドを磁気テープの磁性層に当接及び加圧させ、磁性層に凹状のサーボパターンを形成する方法がある。

また、モールドの円筒面に複数の突起を形成する方法としては、例えばフォトマスクプロセス（電鋳転写）を用いる方法がある。この方法は、切削加工などに比べて高精度にサーボパターンを形成することができるとともに、不連続なサーボパターンを容易に形成することができるので、サーボパターンの形成に適している。また、フォトマスクプロセスの他に、レーザーを照射して形成する方法などがあり、この方法でも切削加工などに比べて高精度にサーボパターンを形成することができるとともに、不連続なサーボパターンを容易に形成することができる。

〔３．サーボパターンの変形例〕
本実施の形態のような凹状に形成されたサーボパターンは、図１に示すような略ハ字状に限らず、様々なサーボパターンに応用することができる。以下、本発明のサーボパターンの変形例について説明する。

〔３−１．セクターサーボパターンの構成〕
図５は、セクターサーボパターンが形成された磁気テープの記録面の構成を示す。図６は、図５のＺ−Ｚ部分の断面である。図５に示すように、セクターサーボパターンは、互いに幅が同じ複数本（本実施の形態では６本）のストライプで構成されているストライプ群を備え、互いにストライプ幅が異なる複数のストライプ群が千鳥状に配置形成されている。また、互いに千鳥配置されたストライプ群同士は、それらに含まれるストライプの幅及び間隔を互いに異ならせている。すなわち、第１のストライプ群５１に含まれるストライプの幅及び間隔と、第２のストライプ群５２に含まれるストライプの幅及び間隔とは、互いに異ならせている。第３のストライプ群５３と第４のストライプ群５４も同様である。また、本実施の形態では、第１のストライプ群５１と第３のストライプ群５３とに含まれるストライプの幅及び間隔は互いに同じとし、第２のストライプ群５２と第４のストライプ群５４とに含まれるストライプの幅及び間隔は互いに同じとしたが、異ならせてもよい。また、第２のストライプ群５２と第３のストライプ群５３との間の領域に、データ信号を記録することができる。

図６に示すように、ストライプ群を構成している各ストライプは、ナノインプリント技術などのインプリント処理によって凹状に形成され、磁性層は、下層６３上に残留している第１層６１と、下層６３内に押し込まれた第２層６２とに分離されている。この構成においても、磁性層の第１層６１の出力と第２層６２の出力との差分が、サーボ信号の出力となる。なお、インプリント深さ、磁性層の厚さ、およびそれらと相対出力との関係については、図２及び図３を参照して説明したものと同等であるため、本項での説明は省略する。

このように構成された磁気テープ１に対してデータの記録再生を行う際は、磁気ヘッド（不図示）の中心は、破線５７ａなどに示す部分を走査する。磁気ヘッドが磁気テープ１に対してデータ信号の記録再生を行っている時、磁気ヘッドのテープ幅方向の位置は、ストライプ群から得られるサーボ信号によって制御することができる。例えば、磁気ヘッドが破線５７ａに示す部分を走査している時、磁気ヘッドのテープ幅方向の位置変動は、第１のストライプ群５１、第２のストライプ群５２、第３のストライプ群５３、第４のストライプ群５４から得られるサーボ信号のレベルによって判断することができる。磁気ヘッドの中心とトラックの中心（破線５７ａ）とが一致していれば、各ストライプ群から得られるサーボ信号のレベルは同じになるが、磁気ヘッドの中心がトラックの中心からテープ幅方向にずれると、各ストライプ群から得られるサーボ信号のレベルに変動が生じる。この変動成分が無くなるように磁気ヘッドのテープ幅方向の位置を調整することにより、磁気ヘッドをトラック中心に位置決めすることができる。

同様に、磁気ヘッドが次のトラックを走査する際は、磁気ヘッドの中心と破線５７ｂで示すトラック中心とが一致するように、磁気ヘッドのテープ幅方向の位置を調整する。この時、トラッキングサーボに用いるストライプ群は、第２のストライプ群５２、第４のストライプ群５４、第５のストライプ群５５、第６のストライプ群５６である。具体的なトラッキング制御は、前述と同様であるため説明は省略する。以降、磁気ヘッドが破線５７ｃで示すトラック中心上を走査する際も、上記と同様に制御を行う。

図６に示すように、セクターサーボパターンにおいても、磁気的原因でサーボパターンが消去（サーボパターンにおける磁化方向が乱された状態）されたとしても、磁気テープをＤＣ磁化することで、容易にサーボパターンを再度形成することができる。

〔３−２．バーストサーボパターンの構成〕
図７は、磁気テープの記録面の構成を示す。図８は、バーストサーボパターンの構成を示し、図７におけるＹ２部分の拡大図である。図８に示すように、本構成のサーボパターンは、磁気テープ１の長手方向に連続的にバースト状に構成されたサーボパターン８１，８２，および８３を形成したことを特徴としている。なお、図８に示す構成では、１つのサーボバンド３に６本のサーボパターンが形成されているが、説明の便宜上、そのうち３本のサーボパターンのみに符号を付与して説明する。サーボパターン８１〜８３は、ナノインプリント技術などのインプリント処理によって凹凸形状に形成されている。また、サーボパターン８１〜８３は、それぞれに含まれるストライプの幅及び間隔を、互いに異ならせている。例えば、図８に示す構成では、サーボパターン８１〜８３のうち第１のサーボパターン８１が最もストライプの幅及び間隔が狭く、第３のサーボパターン８３が最もストライプの幅及び間隔が広くなるように形成されている。なお、ストライプの幅及び間隔は、少なくとも隣り合うサーボパターン間で異ならせていればよい。

このように構成された磁気テープ１に対してデータの記録再生を行う際は、磁気ヘッド（不図示）の中心は、破線８４ａなどに示す部分を走査する。磁気ヘッドが磁気テープ１に対してデータ信号の記録再生を行っている時、磁気ヘッドのテープ幅方向の位置は、サーボパターン８１〜８３から得られるサーボ信号によって制御することができる。例えば、磁気ヘッドが破線８４ａに示す部分を走査している時、磁気ヘッドのテープ幅方向の位置変動は、第１のサーボパターン８１及び第２のサーボパターン８２から得られるサーボ信号の強度比によって判断することができる。磁気ヘッドの中心とトラックの中心（破線８４ａ）とが一致していれば、第１のサーボパターン８１と第２のサーボパターン８２とから得られるサーボ信号の強度比は１：１になる。しかし、磁気ヘッドの中心がトラックの中心からテープ幅方向にずれると、第１のサーボパターン８１と第２のサーボパターン８２とから得られるサーボ信号の強度比のバランスが崩れる。この場合、強度比が１：１になるように磁気ヘッドのテープ幅方向の位置を調整することにより、磁気ヘッドをトラック中心に位置決めすることができる。

同様に、磁気ヘッドが次のデータトラックを走査する際は、磁気ヘッドの中心と破線８４ｂで示すトラック中心とが一致するように、磁気ヘッドのテープ幅方向の位置を調整する。この時、トラッキングサーボに用いるサーボパターンは、第２のサーボパターン８２と第３のサーボパターン８３である。具体的なトラッキング制御は、前述と同様であるため説明は省略する。以降、磁気ヘッドが破線８４ｃで示すトラック中心上を走査する際も同様に制御を行う。

このような構成によれば、磁気的原因でサーボパターンが消去（サーボパターンにおける磁化方向が乱された状態）されたとしても、磁気テープをＤＣ磁化することで、容易にサーボパターンを再度形成することができる。

〔３−３．菱形バーストサーボパターンの構成〕
図９は、菱形バーストサーボパターンの構成を示し、サーボバンドの一部を示したものである。また、図９は、図７におけるＹ２部分の拡大図である。本構成におけるサーボパターン９１，９２，および９３は、バースト状でかつ外形が菱形に形成されたサーボパターンを複数組み合わせて構成されていることを特徴としている。本実施の形態では、第１のサーボパターン９１と第２のサーボパターン９２とを千鳥状に配置し、第２のサーボパターン９２と第３のサーボパターン９３とを千鳥状に配置している。なお、図９に示す構成では、第３のサーボパターン９３に隣接してさらに別のサーボパターンが形成されているが、上記サーボパターンと同様の構成であるため説明を省略する。また、図９に示すサーボパターンは、磁気テープの長手方向に連続的に形成されている。

サーボパターン９１〜９３は、ナノインプリント技術などのインプリント処理によって凹凸形状に形成されている。また、サーボパターン９１〜９３は、それぞれに含まれるストライプの幅及び間隔を、互いに異ならせている。例えば、図９に示す構成では、サーボパターン９１〜９３のうち第１のサーボパターン９１が最もストライプの幅及び間隔が狭く、第３のサーボパターン９３が最もストライプの幅及び間隔が広くなるように形成されている。したがって、第１のサーボパターン９１から再生されるサーボ信号は最も高周波であり、第３のサーボパターン９３から再生されるサーボ信号は最も低周波である。なお、ストライプの幅及び間隔は、少なくとも隣り合うサーボパターン間で異ならせていればよい。

このように構成された磁気テープに対してデータの記録再生を行う際は、磁気ヘッド（不図示）の中心は、破線９４ａなどに示す部分を走査する。磁気ヘッドが磁気テープに対してデータ信号の記録再生を行っている時、磁気ヘッドのテープ幅方向の位置は、サーボパターン９１〜９３から得られるサーボ信号によって制御することができる。例えば、磁気ヘッドが破線９４ａに示す部分を走査している時、磁気ヘッドのテープ幅方向の位置変動は、第１のサーボパターン９１及び第２のサーボパターン９２から得られるサーボ信号の強度比によって判断することができる。磁気ヘッドの中心とトラックの中心（破線９４ａ）とが一致していれば、第１のサーボパターン９１と第２のサーボパターン９２とから得られるサーボ信号のレベルの差分はゼロになる。しかし、磁気ヘッドの中心がトラックの中心からテープ幅方向にずれると、第１のサーボパターン９１と第２のサーボパターン９２とから得られるサーボ信号のレベルに差が生じる。この場合、差分がゼロになるように磁気ヘッドのテープ幅方向の位置を調整することにより、磁気ヘッドをトラック中心に位置決めすることができる。

同様に、磁気ヘッドが次のデータトラックを走査する際は、磁気ヘッドの中心と破線９４ｂで示すトラック中心とが一致するように、磁気ヘッドのテープ幅方向の位置を調整する。この時、トラッキングサーボに用いるサーボパターンは、第２のサーボパターン９２と第３のサーボパターン９３である。具体的なトラッキング制御は、前述と同様であるため説明は省略する。以降、磁気ヘッドが破線９４ｃで示すトラック中心上を走査する際も同様に制御を行う。

このような構成によれば、磁気的原因でサーボパターンが消去（サーボパターンにおける磁化方向が乱された状態）されたとしても、磁気テープをＤＣ磁化することで、容易にサーボパターンを再度形成することができる。

〔４．実施の形態の効果、他〕
本実施の形態によれば、ナノインプリント技術などのインプリント処理によって、磁性層４に凹状部を形成することでサーボパターンを形成したことにより、サーボパターンが磁気的原因で消去されたとしても、磁気テープをＤＣ磁化することで、サーボパターンを再度形成することができる。したがって、簡単な構成で、消去されたサーボパターンを復活させることができる。

なお、本実施の形態では、ナノインプリント技術を用いて凹状のサーボパターンを形成する構成としたが、少なくとも凹状のサーボパターンを形成することができれば、他の技術を用いてもよい。

本発明の磁気記録媒体は、サーボパターンが形成されている磁気テープ、特に磁気でサーボパターンが形成された磁気テープに有用である。

実施の形態における磁気テープの構成を示す平面図 図１のＺ−Ｚ部分の断面図 実施の形態におけるインプリント深さと相対出力との関係を示す特性図 実施の形態におけるインプリント深さと相対出力との関係を示す特性図 実施の形態における磁気テープの他の構成例を示す模式図 図５のＺ−Ｚ部分の断面図 実施の形態における磁気テープの構成を示す平面図 実施の形態における磁気テープの他の構成例を示す模式図 実施の形態における磁気テープの他の構成例を示す模式図

符号の説明

１ 磁気テープ
３ サーボバンド
３１ 第１のストライプ
３２ 第２のストライプ
４ 磁性層
４１ 第１層
４２ 第２層
５ 下層

Claims (3)

1. 支持体上に、
   非磁性材料で形成された下層と、
   前記下層の上に形成された磁性層とを備え、
   前記磁性層に、データを記録可能なデータ領域と、サーボパターンが形成されているサーボ領域とを備えた磁気記録媒体であって、
   前記サーボパターンは、前記磁性層表面から前記下層側に向かって凹状に形成されている、磁気記録媒体。
2. 前記サーボパターンは、
   サーボ信号の波長をλとし、前記磁性層表面から前記下層側に向かって凹状に形成された凹状部の深さをｄとした時、
   ｄ≧λ／５
   の関係にある、請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 前記サーボパターンは、直流磁化されている、請求項１または２記載の磁気記録媒体。

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