JP2009181657A - 磁気記録装置およびクロック信号生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は磁気ディスク装置等の磁気記録装置およびクロック信号生成方法に関し、パターニングされた磁性体に対して、位相および周波数が共に最適なクロック信号を、記録動作時にリアルタイムに生成する。
【解決手段】磁気記録媒体１２０が、複数の孤立した磁性体からなる記録ドット１２２が回転方向に配列されてなるトラックが同心円状に半径方向に複数配列されたパターンドメディア方式の磁気記録媒体であり、磁気ヘッド１３０が、磁気記録媒体１２０に対向する主磁極１３１と、磁気記録媒体に主磁極を介して伝える磁気を発生する磁界発生コイル１３２と、主磁極から磁気記録媒体に伝えられた磁気を受けて磁界発生コイルに戻すリターンヨーク１３３と、リターンヨークを通る磁束の変化を検出するサーチコイル１３４とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、回転する磁気記録媒体とその磁気記録媒体に対面しその磁気記録媒体に情報を記録する磁気ヘッドとを備えた磁気記録装置、および、磁気記録媒体に情報を記録するタイミングを定めるクロック信号を生成するクロック信号生成方法に関する。

近年、コンピュータ等の性能の向上に伴い、磁気ディスク装置に代表される磁気記録装置にも高伝送レートや大容量記憶といった益々の高性能が要求されている。

図１２は、従来の磁気ディスク装置の構成図である。

この磁気ディスク装置１０Ａの装置筐体１１内には、磁気ディスク１２、磁気ディスク１２を矢印Ａ方向に回転させるスピンドルモータ（図示せず）、磁気ディスク１２上への情報記録、および磁気ディスク１２からの情報再生を行なう磁気ヘッド１３を先端に備えたサスペンション１４、および回転中の磁気ディスク１２上の所望の位置に磁気ヘッド１３が対向するようにサスペンション１４を回動させるＶＣＭ１５を備えている。

また、図示の都合上、この図１２では装置筐体１１の外に示されているが、サスペンション１４の近傍に備えられたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）上にはプリアンプ２１、この磁気ディスク装置１０Ａに備えられた図示しない回路基板上には、記録信号および再生信号をコントロールするリードチャネル２２、外部のパソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と略記する）等のホストからの信号や命令を受けて、この磁気ディスク装置１０Ａの全体の動作をコントロールするＨＤコントローラ２３、および、そのＨＤコントローラ２３からのサーボ信号に従い、ＶＣＭ１５を駆動するパワーアンプ２４が搭載されている。プリアンプ２１は磁気ヘッド１３の近傍に配置されている。

磁気ディスク１２に記録されている情報の再生にあたっては、その情報が磁気ヘッド１３によってピックアップされ、磁気ヘッド１３でピックアップされた微弱な信号がプリアンプ２１により増幅されてリードチャネル２２に送られる。リードチャネル２２では、各種のフィルタを作用させ、サーボ信号、データ信号として取り出される。磁気ディスク１２上に記録されている情報は、セクタと呼ばれる単位領域内において先頭にサーボ信号用の領域を持ち、その後にデータ信号用の領域が続いている。

磁気ヘッド１３の位置決めは、サーボ信号領域から得られたサーボ信号に基づいて行なわれる。リードチャネル２２で復調されたサーボ信号は、ＨＤコントローラ２３で、磁気ヘッド１３を位置決めするためのＶＣＭ１３を駆動する駆動信号に変更されてパワーアンプ２４に送られる。パワーアンプ２４ではその駆動信号が電流信号に変更されてその電流信号がＶＣＭ１５に送られ、サスペンション１４の回動が制御され、その先端の磁気ヘッド１３の位置が制御される。

一方、磁気ディスク１２への情報の記録にあたっては、先ず、磁気ヘッド１３が目標のトラックに対向するように位置決めされ、次に情報の書込みを行なおうとしているセクタについてサーボ信号をピックアップした後に記録動作が行なわれる。磁気ディスク１２への情報の書込みの基本となるライトクロックは図示しない水晶発信器より供給され、リードチャネル２２内のＰＬＬ回路を介して、情報を書き込もうとしているセクタを含むトラックについて最適な周波数に変換されることによりリードクロックが生成される。リードチャネル２１内では、ＨＤコントローラ２３から受け取ったデータに基づいて書込み用のライト信号が生成され、プリアンプ２１内のライトアンプに送られ、そのライトアンプで磁気ヘッド１３に与える電流信号に変換されライトクロックに同期し磁気ヘッド１３に供給される。磁気ヘッド１３は、そのライトクロックに同期して送られてきた電流信号に基づいて、磁気ディスク１２上に情報を記録する。このように、ライトクロックに同期させて記録することで、安定した記録動作を可能としている。

近年、記録密度の向上、信号品質の劣化を避けるために、隣接するトラック間に、非磁性体領域を形成し、磁性体によって形成されるトラック部にのみ記録されるディスクリートトラック記録方式が提唱されている。さらに磁区粒子を孤立化させて１ビット分の記録領域である記録ドットを配列し、記録分解能を向上させたパターンドメディア記録方式が提案されている。

ここで、パターンドメディア記録方式では、書き込み動作を行う瞬間に、磁気ヘッドの直下に記録すべき磁気ドットが存在する必要がある。すなわち、磁気ディスク媒体上の記録ドットの位置を予測しつつ、その記録ドットの配置パターンに同期したクロック信号を作成することが重要となる。

このクロック信号を生成するための技術として、例えば特許文献１には、非磁性体部で記録を行ったときに発生する漏れ磁場を検出して、クロック信号の位相ずれを補正する磁気記録装置が提案されている。また、特許文献２には、クロック信号の位相をずらしながら記録再生を行い、エラーレートが最も低くなる位相を選択する磁気記録装置が提案されている。
特開２００３−２８１７０１号公報 特開２００６−１６４３４９号公報

磁性体の配置パターンに同期したクロック信号を生成するため、例えば特許文献１に記載されているような非磁性体部で記録を行ったときに発生する漏れ磁場を検出して、クロック信号の位相ずれを補正する方法では、漏れ磁場の検出が正確に行われなかった場合に位相ずれを解消できないという課題がある。

また、特許文献２の方法では、次のような課題がある。一般に、磁気ディスク装置における記録動作は、ホストコンピュータからの記録指示を受信後に速やかに実行する必要がある。しかし、特許文献２の方法では、エラーレート測定による試行で最適な位相ずれ量を求めるため、記録指示受信後にすぐに記録動作を実施することができず、これを回避するためには予め測定した位相ずれ量をメモリ内に保持しておき、装置動作時に再利用するといった工夫が必要になる。

しかしながら、装置内に搭載されている磁気ディスク媒体は、これを回転させるスピンドルモータのターンテーブルに摩擦力でクランプされているものが多く、この場合、何らかの衝撃によって磁気ディスク媒体がターンテーブルに対して回転する場合がある。よって最適な位相ずれ量が変化してしまうことがあるので、予め測定してメモリ内に保持しておいた位相ずれ量が再利用できなくなる。また、環境温度変化による磁気ディスク媒体の物理的な収縮膨張によって、最適な位相ずれ量が変化することも考えられる。

この場合、上記特許文献２に記載されている方法では、位相ずれ量を再度測定しなおすことになるため、装置のパフォーマンスを著しく低下させることになる。

さらに、磁気ディスク媒体の偏心の変化や、ターンテーブルの回転ジッタなどの影響により、クロック信号の周波数が想定値からずれる場合もある。

さらに、特許文献１および特許文献２に記された方法は、位相ずれを検出する方法であるが、周波数ずれを検出する方法については触れられていない。

そこで本発明は、上記課題の解決を図り、パターニングされた磁性体に対して、位相および周波数が共に最適なクロック信号を、記録動作時にリアルタイムに生成する磁気記録装置およびクロック信号生成方法を実現することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の磁気記録装置は、回転する磁気記録媒体とその磁気記録媒体に対面しその磁気記録媒体に情報を記録する磁気ヘッドとを備えた磁気記録装置において、
上記磁気記録媒体が、複数の孤立した磁性体からなる記録ドットが回転方向に配列されてなるトラックが同心円状に半径方向に複数配列されたパターンドメディア方式の磁気記録媒体であり、
上記磁気ヘッドが、
磁気記録媒体に対向する主磁極と、
磁気記録媒体に主磁極を介して伝える磁気を発生する磁界発生コイルと、
主磁極から磁気記録媒体に伝えられた磁気を受けて磁界発生コイルに戻すリターンヨークと、
リターンヨークを通る磁束の変化を検出するサーチコイルとを備えたことを特徴とする。

本発明の磁気記録装置は、上記のサーチコイルを備えたため、磁気記録媒体の磁気特性の変化を検出することができる。ここで言う磁気特性の変化とは、磁界発生コイル、主磁極、磁気記録媒体、リターンヨークにて構成される磁気回路において発生する磁束密度の変化を表す。すなわち、記録ドットのある部分と無い部分とでは磁性体としての特性が異なるため、磁気回路としてみた場合磁気抵抗値が異なる。よって、リターンヨーク中の磁束密度が変化するために、サーチコイルにてその変化を検出することが可能となる。

ここで、本発明の磁気記録装置において、磁界発生コイルからの洩れ磁束を受けて、サーチコイルが磁界発生コイルから受ける洩れ磁束の影響を相殺する外乱補償コイルをさらに備えることが好ましく、その場合に、その外乱補償コイルは、サーチコイルが受ける洩れ磁束を相殺する向きに、サーチコイルに直結されたものであることが更に好ましい。

上記の外乱補償コイルを備えると、漏れ磁束が相殺され、上記の磁気回路における磁束密度の変化をより高精度に検出することが可能となる。

さらに、本発明の磁気記録装置において、上記磁気ヘッドが、主磁極を挟んで対向する２つのリターンヨークを備えるとともに、それら２つのリターンヨークのうちの一方のリターンヨークが、主磁極先端に近づく方向に延在したトレーリングシールドを有するものであって、
上記サーチコイルは、２つのリターンヨークのうち、トレーリングシールドを有するリターンヨークを通る磁束を検出する位置に形成されていることが好ましい。

トレーリングシールドを有するリターンヨークの方がそこを通過する磁束密度が大きく、したがってＳＮ比の良い検出が可能となる。

さらに、本発明の磁気記録装置において、サーチコイルにより検出された、磁気記録媒体の回転に伴う磁束の変化を捉えて、磁気ヘッドが磁気記録媒体上に配列された記録ドットに対向する周期に応じた周期のクロック信号を生成するクロック生成回路をさらに備えることが好ましい。

典型的には、磁界発生コイルに所定のＤＣもしくはＡＣバイアス磁界を与え、サーチコイルの発生する起電力変化を測定して電圧信号に変換し、さらにこれを元にしてライトクロック信号を作成する。このライトクロック信号を用いて、磁気記録媒体上に形成された記録ドットに同期した記録動作を行うことができる。

また、本発明の磁気記録装置において、磁気ヘッドが同一トラック内で半径方向に移動するようにその磁気ヘッドを駆動する駆動回路と、磁気ヘッドを同一トラック内で半径方向に移動させたときのサーチコイルで検出される磁束変化の最大位置を検出するピーク位置検出回路とを備え、上記駆動回路は、磁気記録媒体への情報の記録にあたり、磁気ヘッドの半径方向の位置を、ピーク位置検出回路で検出された磁束変化の最大位置に対応する位置に調整するものであることが好ましい。

こうすることにより、最も強い信号が得られる位置に記録ヘッドを位置決めすることが可能となる。

また、本発明のクロック信号生成方法は、回転する磁気記録媒体とその磁気記録媒体に対面しその磁気記録媒体に情報を記録する磁気ヘッドとを備え、磁気記録媒体が、複数の孤立した磁性体からなる記録ドットが回転方向に配列されてなるトラックが同心円状に半径方向に複数配列されたパターンドメディア方式の磁気記録媒体であり、磁気ヘッドが、磁気記録媒体に対向する主磁極と、磁気記録媒体に主磁極を介して伝える磁気を発生する磁界発生コイルと、主磁極から磁気記録媒体に伝えられた磁気を受けて磁界発生コイルに戻すリターンヨークと、リターンヨークを通る磁束の変化を検出するサーチコイルとを備えた磁気記録装置における記録ドットに情報を記録するタイミングを定めるクロック信号を生成するクロック信号生成方法であって、
磁気記録媒体を回転させながらリターンヨークを通る磁束の変化をサーチコイルにより検出し、
サーチコイルにより検出された磁束の変化を捉えて、磁気ヘッドが磁気記録媒体上に配列された記録ドットに対向する周期に応じた周期のクロック信号を生成することを特徴とする。

以上の説明のとおり、本発明によれば、サーチコイルにより記録ドットの配列に応じて変化する磁束密度の変化を検出することが可能となり、記録ドットの配列と同期したデータ書込みが可能となる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の磁気記録装置の第１の実施形態としての磁気ディスク装置の構成図である。

図１２に示した従来の磁気ディスク装置１０の構成要素と同一の構成要素には、図１２において付した符号と同一の符号を付して示し、相違点を中心に説明する。

図１２に示す磁気ディスク装置１０では、磁気ディスク１２の構造については特に言及しなかったが、この図１に示す磁気ディスク装置１００を構成する磁気ディスク１２０は、パターンドメディア方式の磁気ディスクである。すなわち、この図１に示す磁気ディスク１２０は、複数の孤立した磁性体からなる記録ドットが回転方向に配列されてなるトラックが、半径方向に同心円状に複数配列された構造を持つ磁気ディスクである。

また、この図１に示す磁気ディスク装置１００には、サスペンション１４の先端に、図１２に示す磁気ディスク装置１０における磁気ヘッド１３とは異なる構造の磁気ヘッド１３０が備えられている。

この磁気ヘッド１３０については後述するが、この磁気ヘッド１３０の、図１２に示す磁気ディスク装置１０における磁気ヘッド１３との相違点は、サーチコイル１３４（図２参照）が追加されている点である。

また、この図１に示す磁気ディスク装置１００には、図１２に示す磁気ディスク装置１０には存在しない回路要素である、信号検出回路３１およびクロック生成回路３２が示されている。これらの回路要素の詳細についても後述する。

図２は、図１に示す磁気ディスク装置１００を構成する磁気ヘッド１３０の構造と、その磁気ヘッド１３０に対向する磁気ディスク１２０の構造を示した図である。

磁気ディスク１２０は軟磁性層１２１の表面に、孤立した島状の磁性体からなる記録ドット１２２が配列されている。この記録ドット１２２は、通常の垂直記録用の磁気記録媒体をエッチング等のプロセスにて加工して作製したものである。各記録ドット１２２の幅は媒体の円周方向（トラック方向）、媒体の半径方向ともに数十ｎｍであり、高さは数ｎｍである。磁気ヘッド１３０の浮上特性を安定にするために、記録ドットの隙間は非磁性材料によって充填され、磁気ディスク１２０の表面はＣＭＰ研磨によって平滑化されている。ここで、非磁性材料は記録ドットの材料とは異なる透磁率を持つ物質で構成されており、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いている。

磁気ヘッド１３０は、磁気ディスク１２０上を、磁気ディスク１２０に対し相対的に、矢印Ｂ方向に速度Ｖで移動する。この速度Ｖは、磁気ディスク１２０が一定の回転速度で回転していても、磁気ディスク１２０の半径方向の位置によって異なっている。

この図２に示す磁気ヘッド１３０は、記録ヘッド１３０Ａと再生ヘッド１３０Ｂが一体構造を成している。このうち、再生ヘッド１３０Ｂは、従来と変わるところはなく、ここでの説明は省略する。

記録ヘッド１３０Ａは、主磁極１３１と、磁界発生コイル１３２と、リターンヨーク１３３と、サーチコイル１３４を備えている。

この磁気ヘッド１３０は、基板材料としてアルチックを用いたスライダーに取り付けられ、磁界発生コイル１３２、再生ヘッド１３０Ｂは、図示しない配線を介して、プリアンプ２１（図１参照）と電気的に接続されている。

主磁極１３１は、磁気ディスク１２０に対向し、磁気ディスク１２０に記録用の磁束を伝えるためのものである。

また、磁界発生コイル１３２は、図１に示すプリアンプ２１を構成するライトアンプからの電流信号Ｉが流れ、情報記録用の磁束φを発生させるためのものである。また、この磁界発生コイル１３２は、ライトアンプからＤＣ又はＡＣバイアス電流の供給を受けてバイアス磁束φを発生させる役割りも担っている。詳細は後述する。

また、この記録ヘッド１３０Ａには、リターンヨーク１３３が備えられている。このリターンヨーク１３３は、主磁極１３１から磁気ディスク１２０に伝えられた磁束φを受けて磁界発生コイル１３２に戻す役割りを担っている。

さらに、この記録ヘッド１３０Ａには、リターンヨーク１３３に巻回されたサーチコイル１３４が備えられている。このサーチコイル１３４は、銅を材料として、通常の磁気コイル作製工程にて作られる。このサーチコイル１３４は、磁界発生コイル１３２にバイアス電流が流れ主磁性１３１を通ってバイアス磁束φが流れたときの、リターンヨーク１３３を通って磁界発生コイル１３２に戻る磁束をピックアップする役割りを担っている。磁気ヘッド１３０が磁気ディスク１２０に対し相対的に速度Ｖで矢印Ｂ方向に移動すると、主磁極１３１は、記録ドット１２２に対向した位置と記録ドット１２２から外れた位置を交互に通過する。記録ドットのある部分と無い部分とでは磁性体としての特性が異なるため、磁気回路としてみた場合磁気抵抗値が異なる。よって、リターンヨーク１３３中の磁束密度が変化するために、サーチコイル１３４にてその変化が検出される。

ここで、このサーチコイル１３４の巻き数を多くすると、このサーチコイル１３４で検出される磁束密度の変化を大きく捉えることができる。

図３は、図２に示す磁気ヘッド１３０の作製工程の概要を示した図である。

この図３の（Ａ）〜（Ｅ）それぞれについて、上方が主磁極側、下方が再生ヘッド側である。ここでは、再生ヘッドは、従来と同様の作製工程により既に作り込まれているものとし、記録ヘッドの作製工程について説明する。

先ず、図３（Ａ）に示すように、再生ヘッドとの間を遮へいするシールド膜１３９の上に、図２に示すサーチコイル１３４の一部１３４ａを形成し、さらにその上に低膨張充填材１３８に埋め込むようにしてリターンヨーク１３３を形成する（図３（Ｂ））。さらに、その低膨張充填材１３８に埋め込むようにしてサーチコイル１３４の一部１３４ｂを形成し（図３（Ｃ））、さらに、そのサーチコイルの残りの部分１３４ｃを形成することにより、サーチコイル１３４を完成させる（図３（Ｄ））。さらにその上に、低膨張充填材１３８に埋め込むようにして磁界発生コイル１３２、その上に主磁極１３１を形成する（図３（Ｅ））。

本実施形態の磁気ヘッドは、従来の磁気ヘッドと比べるとサーチコイル１３４が追加されている点が異なるが、このサーチコイル１３４は、上記のような一般的なプロセスで作り込むことができる。

図４は、サーチコイルによって検出される信号を示した図である。

図２に示す構造の磁気ヘッド１３０か磁気ディスク１２０に対向して相対的に移動すると、磁気ディスク１２０上の、記録ドット１２２が存在する領域と存在しない領域とでは磁気抵抗値が異なり、磁束の変化が記録ドット１２２の端部にて現われるために、サーチコイル１３４には、図４に示すような波形の起電力が現われる。このサーチコイル１３２に現われた図４に示すような波形の信号は、信号検出回路３１（図１参照）に入力される。

図５は、信号検出回路の構成を示した回路図、図６は、図５に示す信号検出回路の各部に現われる信号波形を示した図である。

図６には、上から順に、サーチコイル１３２で検出された信号Ｖｏと、微分回路３１１の出力信号Ｖｄと、コンパレータ３１２の出力信号Ｖが示されている。

サーチコイル１３２を通過する磁束φが変化すると、サーチコイル１３２には、Ｖｏ＝−Ｎ・（ｄφ／ｄｔ）、（但し、Ｎはサーチコイルの巻き数）なる起電力Ｖｏ（図４および図６（Ａ）参照）が発生する。この起電力Ｖｏは、信号処理回路３１を構成する微分回路３１１に入力されて微分演算が行なわれ、図６（Ｂ）に示すような、記録ドット１２２（図４参照）のエッジ部分でゼロクロスする微分波形信号Ｖｄが生成される。さらに、この微分波形信号Ｖｄはコンパレータ３１２に入力され、コンパレータ３１２でゼロクロス点が検出されて、図６（Ｃ）に示すようなパルス信号Ｖに変換される。このパルス信号Ｖは、クロック生成回路３２（図１参照）に入力されて、クロック生成回路３２では、このパルス信号Ｖに基づくクロック信号が生成される。

図７は、クロック生成回路の構成を示した回路ブロック図である。

この図７に示すクロック生成回路３２は、ＰＬＬ回路と呼ばれるものであり、このクロック生成回路３２に入力されたパルス信号Ｖは、位相比較回路３２１により、このクロック生成回路３２の出力信号であるフィードバック信号Ｖｆとの間で位相比較が行なわれる。この位相比較回路３２１からは、２つの入力信号Ｖ，Ｖｆが等しい周波数であって、かつ位相が９０度ずれた関係にあるときに、ＤＣ成分の除去された信号として出力され、位相が９０度からずれていると、そのずれ量に応じたＤＣ成分を持った信号が出力される。この位相比較回路３２１の出力はフィルタ回路３２２に入力されて高周波成分が除去され、２つの信号Ｖ，Ｖｆの位相差がＤＣ誤差信号として出力される。このフィルタ回路３２２から出力されたＤＣ誤差信号は、ＶＣＯ回路３２３とＶＣＯロック回路３２４に入力される。ＶＣＯ回路３２３は、フィルタ回路３２２から入力されてきたＤＣ誤差信号の変化に応じて変化する周波数のパルス信号を生成する発振器である。ＶＣＯロック回路３２４は、フィルタ回路３２２の出力であるＤＣ誤差信号が所定の範囲に収まったことを検出して、ＶＣＯ回路３２３の発振周波数を固定するものである。

こにようにして、このクロック生成回路３２では、記録ドットの周期に同期したクロック信号が生成される。

このクロック生成回路３２で生成されたクロック信号はライトクロック信号としてＨＤコントローラ２３に入力される。

図１に示す磁気ディスク装置１００は、以上のようにして生成されたライトクロック信号を用いて、以下のようにして記録動作が実行される。
（１）先ずＰＣ等のホストより記録命令を受ける。
（２）ＨＤコントローラ２３の制御により磁気ヘッド１３０を目的のトラックに移動させる。
（３）リードチャネル２２は、サーボ情報を読み込んで、目的のトラック、セクタに到達したことを確認する。
（４）リードチャネル２２は、ＨＤコントローラ２３から得られたライト命令に応じて、磁気ディスク１２０に書き込むパルス信号を生成する。
（５）磁気ヘッド１３０によるサーボ信号領域のサーチが終った後に、磁気発生コイル１３２よりバイアス磁界を与える。
（６）サーチコイル１３４は、記録ビットに同期した信号を検出し、信号検出回路３１およびクロック生成回路３２によりライトクロック信号を生成し、ＨＤコントローラ２３を経由してライトタイミング信号がリードチャネル２２に送られる。
（７）リードチャネル２２は、プリアンプ２１に向けてライトクロックに同期したタイミングでライト信号をとり、プリアンプ２１はそのライト信号をヘッド駆動電流信号へ変換する。
（８）このヘッド駆動電流信号は、磁気ヘッドの磁界発生コイル１３２に送られて記録動作が行なわれる。

磁気ディスク１２０の記録領域のフォーマットとしては、データの先頭にライトクロック信号を生成するための領域が設けられており、その後に、再生信号用のプリアンブル信号、データ信号と続く。

図８は、記録ドットと磁気ヘッドの相対位置と、サーチコイルで検出される信号のレベルとの関係を示した構成図である。

磁気ヘッド１３０がトラックの中心にあるときは、サーチコイル１３４には記録ドット１２２の有無の変化が大きな信号として現われ、磁気ヘッド１３０がトラックの中心から外れ隣接するトラックに寄った位置にあるとサーチコイル１３４には小さなレベルの信号が現われる。

そこで、磁気ヘッド１３０を目標のトラックに移動させた後、その磁気ヘッド１３０をその目標のトラック内で半径方向（図８の上下方向）に移動するように磁気ヘッドを駆動して、サーチコイル１３４で検出される磁束変化の最大位置を検出し、磁束ディスクへの記録にあたっては、その磁気ヘッドの半径方向の位置を、検出された磁束変化の最大位置に対応する位置に調整する。こうすることにより、磁気ヘッド１３０を、半径方向についても最適な位置に移動させることができる。

図９は、磁気ヘッドの、半径方向の最適位置のサーチに用いる信号検出回路を示す回路である。

半径方向の最適位置サーチ用の検出回路としては、クロック生成のための検出回路（図５参照）とは異なり、サーチコイル１３４で得られた起電力の最大値を求めるための積分回路３１３が採用される。

この図９に示す信号検出回路も図１に示す信号検出回路３１に配置され、その出力はクロック生成回路３２を素通りしてＨＤコントローラ２３に入力される。ＨＤコントローラ２３は、サーチ時は、磁気ヘッド１３０を目標のトラック内で半径方向に移動させながらサーチを実行させ、サーチ終了後は、磁気ヘッド１３０がその目標のトラックの中心に位置するように磁気ヘッド１３０の半径方向の位置を制御する。

以上で本発明の第１実施形態についての説明を終了し、以下では、別の実施形態について説明する。以下に説明する実施形態の、上述の第１実施形態との相違点は、磁気ヘッドの構造のみであり、かつ磁気ヘッドの記録へッドの部分のみであり、以下では、この記録へドの構造についてのみ説明する。

図１０は、本発明の第２実施形態の磁気ディスク装置を構成する磁気ヘッドの、記録ヘッドの部分の構造を示した図である。前述の第１実施形態における記録ヘッド１３０Ａ（図２参照）の構成要素と同一の構成要素には、図２に付した符号と同一の符号を付して示し、相違点を中心に説明する。

リターンヨーク１３３にサーチコイル１３４を取り付ける場合、磁界発生コイル１３２からのバイアス磁界の印加に際して、その漏れ磁束φ’がノイズとなる。たとえば、バイアス磁界としてＤＣバイアスを与えたとしても、ＤＣ電流に含まれるＡＣノイズ成分があるためにわずかながらＡＣ変調磁場が発生する。これがサーチコイルに影響してノイズを発生させる要因となる。

図１０に示す磁気ヘッドの構成では、リターンヨーク１３３に対して、磁界発生コイル１３２と磁気ディスク１２０とリターンヨーク１３３とで形成される磁気回路中に配置されたサーチコイル１３４と、リターンヨーク１３３の、磁気回路から外れた部分に配置された外乱補償コイル１３５を備えている。磁気回路から外れた部分に配置された外乱補償コイル１３５では、磁界発生コイル１３２にて発生したＡＣ変調した漏れ磁束φ’の影響を受けた信号が検出される。一方、磁気回路内に配置されたサーチコイル１３４ではリターンヨーク１３３の磁束変化に従う起電力による信号が検出されるが、このサーチコイル１３４には同時に磁界発生コイル１３２によるＡＣ変調した洩れ磁束φ’も含まれている。

サーチコイル１３４と外乱補償コイル１３５は、磁界発生コイル１３２に対して磁気的に対称となる位置に配置されており、ＡＣ変調した漏れ磁束φ’の影響も等しく受けるため、発生するノイズ信号は等しいレベルのものとなる。ここで、サーチコイル１３４と外乱補償１３５の巻き線の方向を互いに逆にし、双方を結線することで、双方に発生するＡＣ変調磁界信号は相殺されてしまう。これより、信号のＳＮ比の良好な記録ビット位置検出信号が得られる。

図１１は、本発明の第３実施形態の磁気ディスク装置を構成する磁気ヘッドの、記録ヘッドの部分の構造を示した図である。第２実施形態（図１０）の場合と同様、前述の第１実施形態における記録ヘッド１３０Ａ（図２参照）の構成要素と同一の構成要素には、図２に付した符号と同一の符号を付して示し、相違点を中心に説明する。

この図１１に示す記録ヘッドは、これまで説明してきた単磁極（シングルポール）の記録ヘッドではなく、ダブルコイル型の記録ヘッドである。このダブルコイル型の記録ヘッドの場合、中央に主磁極１３１が形成され、その主磁極１３１を挟んで対向する２つのリターンヨーク１３３Ａ，１３３Ｂを備えている。この２つのリターンヨーク１３３Ａ，１３３Ｂのうちの一方のリターンヨーク１３３Ａには、主磁極１３１の先端に近づく方向に延在したトレーリングシールド１３３Ａ＿１が形成されている。

このダブルコイル型の記録ヘッドの場合、磁界発生コイル１３２は、主磁極１３１を中心にして２分割されて対向するように配置されている。これにより、その２分割された各部分が発生する漏れ磁場は互いにキャンセルされ、不要な磁界信号の発生が防止されるという長所を有する。

単磁極（シングルポール）の磁気ヘッドではなく、ダブルコイル型の磁気ヘッドにおいては、リターンヨークが分割されているために、磁束の変化を捉えることが難しくなる。そこで、トレーリングシールド側にサーチコイルを取り付けた例が図１１に示すものである。

すなわち、磁界発生コイル１３２と磁気ディスク１２０とで形成される磁気回路としては、リターンヨークが２分割されているために、磁気ディスク１２０の表面の記録ドット１２２での磁束の変化を捉える場合、どちらか一方のリターンヨークにサーチコイル１３４を取り付けることになるが、磁束がより集中するトレーリングシールド１３３Ａ＿１をもつ方にサーチコイル１３４を設けるのが有利な配置となる。

この場合、磁気ヘッドを作製するにあたっては、磁界発生コイル１３２を作製した後にサーチコイル１３４を作製することになるが、プロセス上では大きな障害にはならない。

以上、説明してきたように、以上の各実施形態によれば、パターンドメディア記録において、磁気ディスク上の記録ドット位置に同期したライトクロック信号を精度よく生成することができる。

磁気ディスク装置の構成としては、記録ヘッドの内部にてリターンヨークに磁束の変化を検出するサーチコイルを設けることを特徴としている。サーチコイルでは巻き線数を増やすことで磁束の変化を表す起電力を大きく検出することが可能となる。

第２実施形態では、磁界発生コイルの漏れ磁場による影響に対し、サーチコイルと外乱補償コイルを磁界発生コイルに対して磁気的に対称な位置に配置し、サーチコイルは磁界発生コイルと磁気ディスクとで構成する磁気回路内に配置し、外乱補償コイルは磁気回路外に配置する構成をとっている。互いのコイルの巻き線方向を逆にすることで、双方を結線すると、磁界発生コイルからの漏れ磁場によるノイズ成分を相殺することが可能となり、信号品質の高い記録ビット位置信号が得られ、ライトクロック信号が精度よく作成できる。

また、ダブルコイル型の記録ヘッドを搭載した第３実施形態の場合、リターンヨークが分割されてしまうが、より磁束の集中するトレーリングシールド側にサーチコイルを設けることで良好な信号を得ている。

また、上述の各実施形態において、磁束の変化による起電力信号の大きさを測定しながら、トラックに対する半径方向に走査することで、起電力信号が最大となる位置に記録ヘッドを制御することで、記録動作の安定化が図れる。

本発明の磁気記録装置の第１の実施形態である磁気ディスク装置の構成図である。 図１に示す磁気ディスク装置を構成する磁気ヘッドの構造と、その磁気ヘッドに対向する磁気ディスクの構造を示した図である。 図２に示す磁気ヘッドの作製工程の概要を示した図である。 サーチコイルによって検出される信号を示した図である。 信号検出回路の構成を示した回路図である。 図５に示す信号検出回路の各部に現われる信号波形を示した図である。 クロック生成回路の構成を示した回路ブロック図である。 記録ドットと磁気ヘッドの相対位置と、サーチコイルで検出される信号のレベルとの関係を示した構成図である。 磁気ヘッドの、半径方向の最適位置のサーチに用いる信号検出回路を示す回路である。 本発明の第２実施形態の磁気ディスク装置を構成する磁気ヘッドの、記録ヘッドの部分の構造を示した図である。 本発明の第３実施形態の磁気ディスク装置を構成する磁気ヘッドの、記録ヘッドの部分の構造を示した図である。 従来の磁気ディスク装置の構成図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，１００ 磁気ディスク装置
１１ 装置筐体
１２，１２０ 磁気ディスク
１３，１３０ 磁気ヘッド
１４ サスペンション
１５ ＶＣＭ
２１ プリアンプ
２２ リードチャネル
２３ ＨＤコントローラ
２４ パワーアンプ
３１ 信号検出回路
３２ クロック生成回路
１２１ 軟磁性層
１２２ 記録ドット
１３０Ａ 記録ヘッド
１３０Ｂ 再生ヘッド
１３１ 主磁極
１３２ 磁界発生コイル
１３３，１３３Ａ，１３３Ｂ リターンヨーク
１３３Ａ＿１ トレーリングシールド
１３４ サーチコイル
１３５ 外乱補償コイル
１３８ 低膨張充填材
１３９ シールド膜
３１１ 微分回路
３１２ コンパレータ
３１３ 積分回路
３２１ 位相比較回路
３２２ フィルタ回路
３２３ ＶＣＯ回路
３２４ ＶＣＯロック回路

Claims (7)

1. 回転する磁気記録媒体と該磁気記録媒体に対面し該磁気記録媒体に情報を記録する磁気ヘッドとを備えた磁気記録装置において、
   前記磁気記録媒体が、複数の孤立した磁性体からなる記録ドットが回転方向に配列されてなるトラックが同心円状に半径方向に複数配列されたパターンドメディア方式の磁気記録媒体であり、
   前記磁気ヘッドが、
   前記磁気記録媒体に対向する主磁極と、
   前記磁気記録媒体に前記主磁極を介して伝える磁気を発生する磁界発生コイルと、
   前記主磁極から前記磁気記録媒体に伝えられた磁気を受けて前記磁界発生コイルに戻すリターンヨークと、
   前記リターンヨークを通る磁束の変化を検出するサーチコイルとを備えたことを特徴とする磁気記録装置。
2. 前記磁界発生コイルからの洩れ磁束を受けて、前記サーチコイルが前記磁界発生コイルから受ける洩れ磁束の影響を相殺する外乱補償コイルをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の磁気記録装置。
3. 前記外乱補償コイルは、前記サーチコイルが受ける洩れ磁束を相殺する向きに、該サーチコイルに直結されたものであることを特徴とする請求項２記載の磁気記録装置。
4. 前記磁気ヘッドが、前記主磁極を挟んで対向する２つのリターンヨークを備えるとともに、該２つのリターンヨークのうちの一方のリターンヨークが、前記主磁極先端に近づく方向に延在したトレーリングシールドを有するものであって、
   前記サーチコイルは、前記２つのリターンヨークのうち、前記トレーリングシールドを有するリターンヨークを通る磁束を検出する位置に形成されていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の磁気記録装置。
5. 前記サーチコイルにより検出された、前記磁気記録媒体の回転に伴う磁束の変化を捉えて、前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体上に配列された前記記録ドットに対向する周期に応じた周期のクロック信号を生成するクロック生成回路をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の磁気記録装置。
6. 前記磁気ヘッドが同一トラック内で前記半径方向に移動するように該磁気ヘッドを駆動する駆動回路と、
   前記磁気ヘッドを同一トラック内で前記半径方向に移動させたときの前記サーチコイルで検出される磁束変化の最大位置を検出するピーク位置検出回路とを備え、
   前記駆動回路は、前記磁気記録媒体への情報の記録にあたり、前記磁気ヘッドの前記半径方向の位置を、前記ピーク位置検出回路で検出された磁束変化の最大位置に対応する位置に調整するものであることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載の磁気記録装置。
7. 回転する磁気記録媒体と該磁気記録媒体に対面し該磁気記録媒体に情報を記録する磁気ヘッドとを備え、前記磁気記録媒体が、複数の孤立した磁性体からなる記録ドットが回転方向に配列されてなるトラックが同心円状に半径方向に複数配列されたパターンドメディア方式の磁気記録媒体であり、前記磁気ヘッドが、前記磁気記録媒体に対向する主磁極と、前記磁気記録媒体に該主磁極を介して伝える磁気を発生する磁界発生コイルと、該主磁極から前記磁気記録媒体に伝えられた磁気を受けて前記磁界発生コイルに戻すリターンヨークと、該リターンヨークを通る磁束の変化を検出するサーチコイルとを備えた磁気記録装置における前記記録ドットに情報を記録するタイミングを定めるクロック信号を生成するクロック信号生成方法であって、
   前記磁気記録媒体を回転させながら前記リターンヨークを通る磁束の変化を前記サーチコイルにより検出し、
   前記サーチコイルにより検出された磁束の変化を捉えて、前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体上に配列された前記記録ドットに対向する周期に応じた周期のクロック信号を生成することを特徴とするクロック信号生成方法。

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