JP2010205364A - 情報記憶装置及びストレージシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ビットパターンド媒体を搭載する磁気ディスク装置において、サーボパターン部の磁化状態を安定に保つようにする。
【解決手段】データ部とサーボパターン部とを有するビットパターンド記憶媒体を搭載する磁気ディスク装置において、この記憶媒体の回転時に、サーボパターン部の半径方向の全域に対向可能な部位に着磁機構を設け、サーボパターン部の再生波形からサーボパターン部の磁性ドットの保持力の低下、或いは磁化反転を検出し、保磁力低下時には着磁機構に弱い電流を供給して磁化の反転を防止し、磁性ドットの反転数が所定値を超えた時にはデータ部のデータを外部のメモリに退避させた後に、強い電流を供給して反転した磁性ドットの磁化の向きを正常な向きに反転させ、外部のメモリに退避させたデータを元に戻すようにした。
【選択図】図４

Description

この出願は情報記憶装置及びストレージシステムに関する。特に、この出願は磁気により情報を記録・再生する磁気ディスク装置であって、サーボ領域とデータ領域の各ビットが離間して配置されるビットパターン構造をもつ磁気記憶媒体を用いる情報記憶装置及びストレージシステムに関する。

従来、ハードディスクなどの磁気ディスク媒体は、粒径１０ｎｍ以下のグラニュラ状の磁性粒からなる連続膜媒体で構成されており、１ビットは数十個の磁性粒より構成されていた。一方、近年の記録媒体の高記録密度化に伴い磁性粒の更なる微細化が進められている。しかし、微細化により個々の磁性粒の体積が減少すると、磁化状態の安定性が減少するので、熱ゆらぎにより記録媒体が劣化するという問題が生じる。

そこで、グラニュラ状の磁性粒ではなく、単磁区磁性膜１ドットで１ビットを構成するパターンド媒体が注目されている。パターンド媒体に使用される垂直磁気記憶媒体は、トラック方向のディスク媒体上に孤立した磁性ドットを形成し、この磁性ドットを情報単位（ビット）とするものであり、ビットパターンド媒体（ＢＰＭ）と呼ばれている。

こうしたパターン加工したＢＰＭを用いる磁気ディスク装置のサーボ信号は、データビットと同様に単磁区形成された領域（サーボパターン部）に予め埋め込まれている。この場合、サーボ信号を与えるサーボパターン部の磁化状態は、通常、磁化の向きが媒体の表面側に向かう上向き、またはその反対の下向きのどちらか一方である。そして、サーボパターン部では、信頼性を確保するためにデータの長さが長いので、データ部において情報単位となるドットの面積（体積）に比べて、サーボパターン部のドットの面積（体積）はかなり大きい。

また、サーボパターン部では全てのビット磁化が同じ方向を向いているため、隣接ビットから発生する磁束が互いにぶつかり、磁性的不安定により一部の磁化が反転する現象が生じる。サーボパターンは一般に半径方向に長いパターンを含み、かつ単磁区で形成されているために、一度ビットの磁化が反転すると、数μｍに渡ってパターンの反転が伝播してしまい、複数のトラックでサーボ情報の破壊が生じてしまう問題点があった。更に、サーボパターン部では熱ゆらぎによる信号の劣化がデータ部より生じ易い。

そして、サーボパターン部のドットに記録されるサーボ信号は、一旦記録されると再記録されることがない。この結果、サーボパターン部のドットの磁化状態に反転が発生したり、磁化状態が熱ゆらぎによって不安定となると、磁気ヘッドのトラック位置決め精度が悪化するという問題があった。このような問題に対して、サーボ信号の再生出力の低下を検出して、サーボパターンの再着磁をすることが、特許文献１に提案されている。

特開２００６−６６００６号公報

しかしながら、再生出力の検出においてサーボ信号の低下が生じている状態は、トラックへのヘッドの位置決め精度が劣化している状態であり、再着磁をおこなう領域へのヘッドの位置決め精度が劣化していることである。これを改善するためにサーボ信号低下の判定を厳しくすれば、特許文献１に開示の技術では頻繁に再着磁を行うことになる。すると、ユーザのディスク装置の使用中に再着磁が必要になったり、再着磁処理が長くなって消費電力が増大したりするなどの課題が生じ得る。

そこでこの出願は、孤立した磁性ドットをサーボパターン部に備えるＢＰＭを搭載した情報記憶装置において、サーボパターン部のドットの上向き、あるいは下向きの磁化状態が劣化した時には磁化状態を回復させ、磁化状態に反転が多く見られる時にはサーボパターン部に再着磁処理を施すことができる、使い勝手の良い情報記憶装置、並びにストレージシステムを提供することを目的とするものである。

前記目的を達成する情報記憶装置は、記録層にサーボ領域とデータ領域の各ビットが離間して配置されるピットパターンド型の記憶媒体と、記憶媒体に対してデータの記録と再生を行う磁気ヘッドを保持し、記憶媒体の半径方向に磁気ヘッドを移動させるアクチュエータと、直流電流が供給されることにより、記憶媒体に対して垂直方向の磁場を印加する磁場印加機構と、直流電流の大きさを、サーボ領域の各ビットの磁化状態に応じて制御する制御回路とを備えることを特徴としている。

前記目的を達成するストレージシステムの第１の形態は、複数の情報記憶装置を備えるストレージシステムであって、各情報記憶装置が、記憶層にサーボ領域とデータ領域の各ビットが離間して配置されるピットパターンド型の記憶媒体と、記憶媒体に対してデータの記録と再生を行う磁気ヘッドを保持し、記憶媒体の半径方向に磁気ヘッドを移動させるアクチュエータと、直流電流が供給されることにより、記憶媒体に対して垂直方向の磁場を印加する磁場印加機構と、サーボ領域にあるビットの磁化状態の異常数を検出する異常検出部を備え、異常数が所定数を超えた時に、磁場印加機構に記録層の核生成磁界を超える磁界を発生させる直流電流を供給する制御回路とを有することを特徴としている。

また、前記目的を達成するストレージシステムの第２の形態は、少なくとも１つの情報記憶装置と、情報記憶装置のデータを一時的に退避させることが可能なメモリを備えるデータ退避装置とを備えるストレージシステムであって、情報記憶装置が、記憶層にサーボ領域とデータ領域の各ビットが離間して配置されるピットパターンド型の記憶媒体と、記憶媒体に対してデータの記録と再生を行う磁気ヘッドを保持し、記憶媒体の半径方向に磁気ヘッドを移動させるアクチュエータと、直流電流が供給されることにより、記憶媒体に対して垂直方向の磁場を印加する磁場印加機構と、サーボ領域にあるビットの磁化状態の異常数を検出する異常検出部を備え、異常数が所定数を超えた時に、磁場印加機構に記録層の飽和磁界を発生させる直流電流を供給する制御回路とを有することを特徴としている。

この出願の情報記憶装置、並びにストレージシステムによれば、電流により磁場を発生する磁場印加機構に、サーボパターン部のドットの上向き、あるいは下向きの磁化状態が劣化した時には、弱い電流を流すことによって磁化状態を回復させることができ、磁化状態に反転が多く見られる時には、強い電流を流すことによってサーボパターン部に再着磁処理を施すことができる。

（ａ）はサーボパターン部とデータ部を備えた磁気ディスクを搭載した従来のハードディスク装置の概略構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示したサーボパターン部とデータ部の磁性ドットのパターンの一例を示す部分拡大平面図、（ｃ）は（ｂ）に示したサーボパターン部の部分拡大断面図、（ｄ）は（ｂ）に示したサーボパターン部の磁性ドットのパターンの一部に磁性反転が生じた状態を示す部分拡大平面図、（ｅ）は（ｄ）に示したサーボパターン部の磁性ドットが磁性反転を起こした部分の部分拡大断面図である。 （ａ）はサーボパターン部とデータ部を備えた磁気ディスクを搭載したこの出願の一実施例のハードディスク装置の概略構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示した着磁機構を構成する電磁石の第１の実施例を備えたハードディスク装置の縦断面を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）に示した第１の実施例の電磁石の構成を示す斜視図である。 （ａ）は図２（ａ）に示した着磁機構を構成する電磁石の第２の実施例を備えたハードディスク装置の縦断面を示す断面図、（ｂ）は図２（ａ）に示した着磁機構を構成する電磁石の第３の実施例を備えたハードディスク装置の縦断面を示す断面図、（ｃ）は図２（ａ）に示した着磁機構を構成する電磁石の第４の実施例を備えたハードディスク装置の平面図、（ｄ）は図２（ａ）に示した着磁機構を構成する電磁石の第５の実施例を備えたハードディスク装置の平面図である。 図２（ａ）に示した制御回路による着磁機構の通電制御の一実施例の手順を示すフローチャートである。 （ａ）は図１（ｅ）と同様のサーボパターン部の磁性ドットが磁化反転を起こした部分の部分拡大断面図、（ｂ）は（ａ）に示すサーボパターン部を再生した時の再生波形を示す波形図、（ｃ）は図１（ｃ）と同様のサーボパターン部において保磁力が劣化した磁性ドットの状態を示す部分拡大断面図、（ｄ）は（ｃ）に示すサーボパターン部を再生した時の再生波形を示す波形図である。 （ａ）はストレージシステムにおいてサーボパターン部の磁性ドットが磁化反転を起こしたハードディスク装置のデータを磁化反転を起こしていないハードディスク装置に退避した後に元に戻す様子を示す図、（ｂ）はサーボパターン部の磁性ドットが磁化反転を起こしたハードディスク装置のデータを退避するために再着磁支援装置を接続した構成を示す図である。 （ａ）は図２（ａ）に示した着磁機構に供給する電流と発生磁界の関係を示す特性図、（ｂ）はビットパターン型媒体のサーボパターン部にある磁性ビットの磁化特性を示す特性図である。

以下、添付図面を用いてこの出願の記憶装置の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明するが、その前に、図１（ａ）から図１（ｅ）を用いて、情報記憶装置である従来のハードディスク装置のサーボパターン部における磁化反転について説明する。

図１（ａ）は磁気ディスク４を搭載した従来のハードディスク装置９の概略構成を示すものである。磁気ディスク４は垂直記録用のビットパターンド型の磁気記憶媒体であり、データを記録するデータ部Ｄと、トラックデータやセクタデータを含むサーボデータが記録されたサーボパターン部Ｓがある。図１（ａ）にはこのデータ部Ｄとサーボパターン部Ｓの磁気ディスク４の上の位置を示してある。

磁気ディスク４は、ハードディスク装置９のベース部２の上の中央部から一方の側にオフセットして設けられたスピンドルモータ３に取り付けられており、スピンドルモータ３によって回転する。磁気ディスク４はスピンドルモータ３に複数枚設けられることもある。ハードディスク装置９のベース部２の上の中央部から他方の側にオフセットした位置には、磁気ディスク４のトラックにアクセスしてデータの読み書きを行うヘッド（図示せず）を備えるスイングアーム５がある。ヘッドはスライダ８に設けられており、スライダ８はスイングアーム５の先端部に取り付けられている。スイングアーム５は回転軸６を中心にして磁気ディスク４の上をスイングするように構成されている。

回転軸６に対してスイングアーム５と反対側には、スイングアーム５をスイングさせるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７がある。ボイスコイルモータ７によるスイングアーム５の回転駆動（位置決め制御）、並びにスライダ８に設けられたヘッドによるデータの磁気ディスク４への読み書き制御は、制御回路１０によって行われる。また、制御回路１０には外部の機器と情報を遣り取りする入出力端子（図示せず）がある。

図１（ｂ）は図１（ａ）に示したサーボパターン部Ｓとデータ部Ｄを部分的に拡大して示すものである。サーボパターン部Ｓとデータ部Ｄにはそれぞれ孤立した磁性ドット４１，４２がある。サーボパターン部Ｓの磁性ドット４１はパターンを形成しており、その磁化方向（垂直方向の磁化の向き）は全て同じである。また、データ部Ｄの磁性ドット４２はデータを記録するものであり、各磁性ドット４２の磁化方向はデータによって異なる。また、サーボパターン部Ｓの磁性ドット４１の面積（体積）の方が、データ部Ｄの磁性ドット４２の面積（体積）よりも大きい。例えば、サーボパターン部Ｓにある磁性ドット４１には、磁気ディスクの半径方向の一辺の方が、データ部Ｄにある磁性ドット４２の一辺の４〜５倍大きく形成されているものがある。

図１（ｃ）は図１（ｂ）に示したサーボパターン部Ｓの磁性ドット４１を部分的に拡大して示す断面図である。サーボパターン部Ｓの磁性ドット４１はディスクベース４０の上に形成されており、磁気ディスク４の製造時に予め外部磁界によって同じ面内では全て同じ向きに磁化されている。図１（ｃ）の各磁性ドット４１に示される矢印は、磁性ドット４１の磁化の向きを示している。サーボパターン部Ｓの磁性ドット４１の磁化の向きは、磁気ディスク４が正常な状態では、磁気ディスク装置９の動作中に変わることはない。

図１（ｄ）も図１（ａ）に示したサーボパターン部Ｓとデータ部Ｄを部分的に拡大して示すものであるが、この図では、サーボパターン部Ｓの磁性ドット４１の一部が磁化反転を起こした状態を示している。磁化反転した磁性ドット４１には網点を付してある。図１（ｅ）は図１（ｃ）に示した磁性ドット４１と同じ部位を示しており、一部の磁性ドット４１が磁化反転した場合を示している。図１（ｄ）の各磁性ドット４１に示される矢印は磁性ドット４１の磁化の向きを示している。磁化反転した磁性ドット４１には網点を付してある。

サーボパターン部Ｓでは、同一面内の全ての磁性ドット４１の磁化の向きが同じであるので、図１（ｃ）に示すように、磁束がぶつかってビット磁化が不安定になる。この結果、図１（ｅ）に示すように、磁性ドット４１では磁束がループを形成するよう自発的に一部に磁化反転してしまうことがあった。また、熱ゆらぎによって磁性ドット４１の磁化が不安定になり、磁性ドット４１の保持力が弱まることもあった。そして、サーボパターン部Ｓの磁性ドット４１の一部が磁化反転したり、磁性ドットの保持力が弱まると、ヘッドのトラックへの位置決め精度が劣化してしまう。

この出願はこのような課題を解消するためになされたものであり、この出願の一実施例の情報記憶装置としてのハードディスク装置１の構成を図２（ａ）に示す。この実施例のハードディスク装置１の基本構成は、図１（ａ）で説明した従来のハードディスク装置９の構成と同じである。よって、この実施例のハードディスク装置１において、従来のハードディスク装置９の構成と同じ構成部材には同じ符号を付し、同じ構成部材の詳細な説明は省略する。

ハードディスク装置１にはそのベース部２に、スピンドルモータ３に取り付けられた磁気ディスク４、回転軸６に軸支されてボイスコイルモータ７によって駆動されるスイングアーム５、及び制御回路１０がある。磁気ディスク４にデータ部Ｄとサーボパターン部Ｓがある点、及びスイングアーム５の先端部にヘッドが設けられたスライダ８が取り付けられている点も同様である。

以上の構成に加えて、この実施例では、磁気ディスク４を上下方向に挟む着磁機構２０と、着磁機構の電源回路１９を設けた。着磁機構の電源回路１９は、弱電流供給源１２、強電流供給源１３、及び切換スイッチ１４を設けて構成した。弱電流供給源１２と強電流供給源１３とはハードディスク装置１の外部にある電流発生装置１１に接続した。また、弱電流供給源１２から出力される弱い電流（例えば数十ミリアンペア）と強電流供給源１３から出力される強い電流（例えば数アンペア）は、切換スイッチ１４によってどちらか一方を選択して着磁機構２０に供給されるようにした。切換スイッチ１４の切り換えは制御回路１０が行っても良いが、手動で切り換えられるようにしても良いものである。

この実施例の着磁機構２０は電磁石２０Ａであり、図２（ｂ）、（ｃ）に電磁石２０Ａの第１の実施例の構成を示す。第１の実施例の電磁石２０Ａは、図２（ｃ）に示すように、扇状の金属プレート２１の周囲にコイル２２を複数回巻いたものである。電磁石２０Ａは２つあり、図２（ｂ）に示すように、一方はハードディスク装置１の上側の筐体２Ａに取り付け、他方はベース部２に取り付けて、磁気ディスク４を挟むようにした。電磁石２０Ａの磁気ディスク４の半径方向の長さは、サーボパターン部Ｓが存在する磁気ディスク４の内周部から外周部を全て覆うような長さである。電磁石２０Ａの円周方向の長さは得に規定されるものではない。

２つの電磁石２０Ａは切換スイッチ１４に接続し、弱電流供給源１２と強電流供給源１３の何れかから同じ向きの電流を流すと、図２（ｂ）に示すように、一方の電磁石２０Ａから他方の電磁石２０Ａに向かう磁場が形成される。この磁場の向きは、磁気ディスク４のサーボパターン部にある磁性ドット４１（図１参照）の磁化の向きと同じになるように、弱電流供給源１２又は強電流供給源１３から電磁石２０Ａに電流が供給されるようにした。

この出願における着磁機構２０としては、前述の第１の実施例の電磁石２０Ａの構成の他にも種々の構成が可能である。これを図３（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
図３（ａ）は着磁機構２０の第２の実施例の電磁石２０Ｂの構成を示すものであり、図２（ｂ）と同様にハードディスク装置１の縦断面を用いて説明する。なお、着磁機構２０にある電磁石２０Ｂの構成以外のハードディスク装置１の構成は、図２（ｂ）と同じであるので、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

第１の実施例の電磁石２０Ａは、扇状の金属プレート２１の外周部にコイル２２が巻回されていた。一方、第２の実施例の電磁石２０Ｂは、ハードディスク装置１の上側の筐体２Ａに取り付けた金属プレート２１とベース部２に取り付けた金属プレート２１を、ヨーク２３で結合したものであり、このヨーク２３にコイル２４を巻いて構成した。電磁石２０Ｂは切換スイッチ１４に接続し、弱電流供給源１２と強電流供給源１３の何れかから電流を流すと、一方の金属プレート２１から他方の金属プレート２１に向かう磁場が形成されるようにした。この磁場の向きは、磁気ディスク４のサーボパターン部にある磁性ドット４１（図１参照）の磁化の向きと同じになるように、弱電流供給源１２又は強電流供給源１３から電磁石２０Ｂに電流が供給されるようにした。

図３（ｂ）は着磁機構２０の第３の実施例の電磁石２０Ｃの構成を示すものであり、図２（ｂ）と同様にハードディスク装置１の縦断面を用いて説明する。なお、着磁機構２０にある電磁石２０Ｃの構成以外のハードディスク装置１の構成は、図２（ｂ）と同じであるので、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

第２の実施例の電磁石２０Ｂは、ハードディスク装置１の上側の筐体２Ａに取り付けた金属プレート２１とベース部２に取り付けた金属プレート２１をヨーク２３で結合し、このヨーク２３にコイル２４を巻いて構成したものでる。一方、第３の実施例の電磁石２０Ｃは、ハードディスク装置１の上側の筐体２Ａとベース部２にそれぞれ金属プレート２１を取り付けてヨーク２３で結合した点は同じである。相違点は、２枚の磁気ディスク４の間の空間に、金属プレート２１に平行な中間金属プレート２５を設けた点と、この中間金属プレート２５の基部をヨーク２３に取り付けた点である。

そして、中間金属プレート２５より上側のヨーク２３Ａと、下側のヨーク２３Ｂとにはそれぞれ、別々にコイル２４Ａと２４Ｂを巻き付けた。コイル２４Ａと２４Ｂはそれぞれ逆向きに巻いて、それぞれ切換スイッチ１４に接続した。従って、弱電流供給源１２と強電流供給源１３の何れかから電磁石２０Ｂに電流を流すと、上側のヨーク２３Ａと、下側のヨーク２３Ｂに流れる磁力線の向きは逆になるが、中間金属プレート２５に流れる磁力線の向きは同じになる。

図３（ｃ）は着磁機構２０の第４の実施例の電磁石２０Ｄの構成を示すものであり、図２（ａ）と同様にハードディスク装置１の平面図を用いて説明する。なお、着磁機構２０にある電磁石２０Ｄの構成以外のハードディスク装置１の構成は、図２（ａ）と同じであるので、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。また、図３（ｃ）には着磁機構の電源回路の図示は省略してある。

第４の実施例の電磁石２０Ｄは、第１〜第３の実施例の電磁石２０Ａ〜２０Ｃと異なり、スイングアーム５に取り付けたものである。即ち、第１〜第３の実施例では電磁石２０Ａ〜２０Ｃが固定されていたのに対して、第４の実施例の電磁石２０Ｄは、スイングアーム５によって磁気ディスク４上を移動することができる。電磁石２０Ｄのスイングアーム５への取付位置は、スイングアーム５のスイングによって電磁石２０Ｄが磁気ディスク４の半径方向を全てカバーする位置ならどこでも良い。

電磁石２０Ｄとしては、図示は省略するが第１の実施例の電磁石２０Ａと同様に、矩形の金属プレートの外周部にコイルを巻いて形成することができる。この場合、電磁石２０Ｄの移動軌跡に対向するベース部２の部分には、ヨークを設けて磁路を形成するか、或いは大きな電磁石を設けることができる。また、最下部のスイングアーム５に最上部のスイングアーム５に取り付けた電磁石２０Ｄと同型の電磁石を設けることもできる。なお、電磁石２０Ｄに通電するのは、スイングアーム５に設けられたヘッドが、磁気ディスク４に対してデータの読み書きを行っていない時であるので、電磁石２０Ｄがスイングアーム５に取り付けられていても、ヘッドの読み書き動作に影響は与えない。

図３（ｄ）は着磁機構２０の第５の実施例の電磁石２０Ｅの構成を示すものであり、図２（ａ）と同様にハードディスク装置１の平面図を用いて説明する。なお、着磁機構２０にある電磁石２０Ｅの構成以外のハードディスク装置１の構成は、図２（ａ）と同じであるので、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。また、図３（ｃ）には着磁機構の電源回路の図示は省略してある。

第５の実施例の電磁石２０Ｅは、第１〜第３の実施例の電磁石２０Ａ〜２０Ｃと異なり、スイングアーム５とは別の第２のスイングアーム１５に取り付けられている。第２のスイングアーム１５は回転軸１６に取り付けられており、第４の実施例の電磁石２０Ｄと同様に磁気ディスク４上を移動することができる。第２のスイングアーム１５は最上部の磁気ディスク４の上側と最下部の磁気ディスク４の下側に最低２つ設ければ良い。上下２つの第２のスイングアーム１５への電磁石２０Ｅの取付位置は同じとし、２つの電磁石２０Ｅは対向させて第２のスイングアーム１５に取り付けた。

電磁石２０Ｅの第２のスイングアーム１５への取付位置は、第２のスイングアーム１５のスイングによって電磁石２０Ｅが磁気ディスク４の半径方向を全てカバーする位置ならどこでも良い。この実施例では。第２のスイングアーム１５の先端部に電磁石２０Ｅを取り付けた。電磁石２０Ｅとしては、図示は省略するが第１の実施例の電磁石２０Ａと同様に、矩形の金属プレートの外周部にコイルを巻いて形成することができる。また、第２のスイングアーム１５は、磁気ディスク４に対して正確な位置決めは必要がないので、簡単な駆動機構でスイングさせれば良い。

以上、この出願の着磁機構２０の構成について幾つかの実施例を説明したが、ここで、着磁機構２０への通電制御について説明する。着磁機構２０に通電する場合は、（１）磁気ディスク４のサーボパターン部Ｓの磁性ドット４１に基準値を超える磁化反転があった場合と、（２）磁気ディスク４のサーボパターン部Ｓの磁性ドット４１の保持力が熱ゆらぎの影響で弱まった時に磁化の方向を元の状態に維持して磁化反転を防ぐ場合、の２通りの場合である。（１）の場合は着磁機構２０にデータ部の磁性ドット４２の磁化特性を一方向に着磁することができる強い電流を流し、（２）の場合は着磁機構に弱い電流を流す。従って、（１）の場合は、着磁機構２０に通電する前にデータ部Ｄのデータを別の場所に退避させ、着磁機構２０への通電が終了した後に、データを元に戻す必要がある。

図４は、図２（ａ）に示した制御回路１０による着磁機構２０への通電制御の一実施例の手順を示すものである。ステップ４０１では、サーボパターンの読み込みを行う。そして、この読み込み時にサーボパターン部の磁性ドットの磁化反転数を計数する。図５（ａ）に示すように、サーボパターン部の磁性ドット４１に磁化反転があると、図５（ｂ）に示すように、磁化反転した磁性ドット４１の再生波形が、反転発生検出閾値Ｔを下回る。制御回路１０は磁化反転した磁性ドット４１の再生波形が、反転発生検出閾値Ｔを下回った数を計数することによって、磁化反転数Ｒを検出することができる。

図４のステップ４０２では磁化反転が有るかどうかを判定する。磁化反転がない場合（ＮＯ）はステップ４１１に進み、磁化反転がある場合（ＹＥＳ）はステップ４０３に進む。まず、磁化反転がある場合について説明する。ステップ４０３では磁化反転数Ｒが基準値Ｋを超えたか否かを判定する。ここでは先に、磁化反転数Ｒが基準値Ｋを超えた場合について説明する。磁化反転数Ｒが基準値Ｋ（例えば３より大きな整数）を超えるとステップ４０２の判定がＹＥＳになり、ステップ４０４に進む。これは前述の（１）の場合である。従って、この場合はステップ４０４において、サーボパターン部の磁化反転数が多いハードディスクからデータ部のデータを退避させる。ステップ４０５はデータの退避が完了したか否かを判定するものであり、データの退避が完了していない場合（ＮＯ）はステップ４０４に戻ってデータの退避を継続し、データの退避が完了した場合（ＹＥＳ）はステップ４０６に進む。

ここで、データの退避について図６を用いて説明する。まず、サーボパターン部の磁化反転数が多いハードディスク１Ａが、図６（ａ）に示すように、ハードディスクが何台も備えられたストレージシステムＹで使用されている場合について説明する。この場合は、ストレージシステムＹの中にサーボパターン部が磁化反転を起こしていない正常なハードディスク（図には反転非発生ドライブ群と記載）１Ｂ〜１Ｅがあるので、サーボパターン部の磁化反転数が多いハードディスク（図には反転発生ドライブ群と記載）１Ａからデータを正常なハードディスク１Ｂ〜１Ｅの空き容量の大きい何れかのハードディスクか、或いは、複数のハードディスク１Ｂ〜１Ｅに分散して退避させる。

次に、サーボパターン部の磁化反転数が多いハードディスク１Ａが、図６（ｂ）に示すように単独で使用されている場合について説明する。この場合は、例えば、ハードディスク１Ａに電流発生回路３１と大容量メモリ３２とを備えた再着磁支援装置３０が接続されている場合は、この再着磁支援装置３０の大容量メモリ３２に、ハードディスク１Ａのデータ部のデータをそっくり退避させる。大容量メモリ３２としては、ハードディスク装置や、複数個のフラッシュメモリを備えたＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）を使用することができる。

一方、ステップ４０３の判定でＹＥＳとなったのに、ハードディスク１に再着磁支援装置３０が接続されていない場合は、ハードディスク１の制御回路１０は、外部に対してこの再着磁支援装置３０のハードディスク１への接続を要求する。そして、再着磁支援装置３０が接続された時点で、再着磁支援装置３０の大容量メモリ３２に、ハードディスク１のデータ部のデータをそっくり退避させる。

このようにしてサーボパターン部の磁化反転数が多いハードディスク１、１Ａからのデータの退避が終了すると、図４のステップ４０６において図２（ａ）で説明した切換スイッチ１４を強電流供給源１３側に切り換える。そして、続くステップ４０７で強い電流を着磁機構２０に流す。このとき、制御回路１０はスピンドルモータ３に通電して磁気ディスク４を回転させる。次のステップ４０８では、着磁機構２０によって磁気ディスクの全領域に磁界が印加されたか否かを判定する。磁気ディスク４の全領域に磁界が印加されていない場合（ＮＯ）はステップ４０７に戻って強い電流を着磁機構２０に流し続け、磁気ディスク４の全領域に磁界が印加された場合（ＹＥＳ）はステップ４０９に進む。

ステップ４０９ではデータをサーボパターン部の磁化反転が無くなったハードディスク１Ａにデータを戻す処理を行う。ステップ４１０ではハードディスク１Ａの全データが復帰したか否かを判定し、復帰していない場合（ＮＯ）はステップ４０９に戻ってデータを戻す処理を引き続き行い、全データが復帰した場合（ＹＥＳ）はこのルーチンを終了する。データを戻す処理は、ハードディスク１Ａが、図６（ａ）に示すように、ハードディスクが何台も備えられたストレージシステムＹで使用されている場合は、データがハードディスク１Ｂ〜１Ｅからハードディスク１Ａに戻される。

また、ハードディスク１Ａが、図６（ｂ）に示すように単独で使用されている場合は、再着磁支援装置３０の大容量メモリ３２から退避データがハードディスク１に戻される。そして、ステップ４１０の判定でＹＥＳとなった時点で、ハードディスク１の制御回路１０は、外部に対してこの再着磁支援装置３０のハードディスク１Ａからの取り外しを要求すれば良い。

次に、図４のステップ４０２で磁化反転がなかった場合（ＮＯ）と、ステップ４０３で磁化反転数Ｒが基準値Ｋを超えなかった場合（ＮＯ）について説明する。この場合はステップ４１１に進み、サーボパターン部の磁性ドットの磁化が劣化したか否かを判定する。サーボパターン部の磁性ドットの磁化が劣化していない場合（ＮＯ）はこのままこのルーチンを終了する。

一方、図５（ｃ）に示すように、サーボパターン部の磁性ドット４１の保持力が低下すると、図５（ｄ）に示すように、保持力の劣化した磁性ドット４１の再生波形（実線で示す）が、磁性ドット４１が正常な時の再生波形（破線で示す）よりも小さくなる。制御回路１０が磁性ドット４１の再生波形のレベルの低下によって磁性ドット４１の保持力が低下したことを検出すると、ステップ４１２に進んで図２（ａ）で説明した切換スイッチ１４を弱電流供給源１２側に切り換える。

そして、続くステップ４１３で弱い電流を着磁機構２０に流す。このとき、制御回路１０はスピンドルモータ３に通電して磁気ディスク４を回転させる。次のステップ４１４では、着磁機構２０によって磁気ディスクの全領域に磁界が印加されたか否かを判定する。磁気ディスク４の全領域に磁界が印加されていない場合（ＮＯ）はステップ４１３に戻って弱い電流を着磁機構２０に流し続け、磁気ディスク４の全領域に磁界が印加された場合（ＹＥＳ）はこのままこのルーチンを終了する。この手順は磁化が容易に反転しないようにするものであり、定常的又は定期的に行えば良い。

ここで、図２（ａ）で説明した弱電流供給源１２と強電流供給源１３から着磁機構２０に供給す電流について説明する。図７（ａ）は着磁機構２０に供給する電流Ｉと、着磁機構２０のコイルが発生する磁界Ｈの関係を示している。例えば、着磁機構２０のコイルに弱い電流Ｉｗ（例えば数十ミリアンペア）を流すとコイルから弱い磁界Ｈ２が発生し、強い電流Ｉｓ（例えば数アンペア）を流すとコイルから強い磁界Ｈ１が発生するとする。

図７（ｂ）は磁気ディスクのサーボパターン部及びデータ部にある磁性ビットの磁化特性を示す特性図であり、横軸が外部磁界Ｈ，縦軸が磁化Ｍを示している。磁界Ｈ２は、データ部の磁性ドットの正の磁化の向きが負に反転しないような大きさの磁界であり、かつ負の磁化の向きが正に反転しないような大きさの磁界であって、核生成磁界Ｈｎ未満の磁界である。一方、磁界Ｈ２は、サーボパターン部の磁性ドットの磁化の向きを、元の方向に維持するのを助長する。ここで、磁界Ｈｃは磁化が０になる点を示している。

この結果、着磁機構２０に弱電流供給源１２から弱い電流Ｉｗを供給して、着磁機構２０に弱い磁界Ｈ２を発生させた状態で磁気ディスクを回転させると、着磁機構２０の発生する弱い磁界Ｈ２により、データ部の磁性ドットの磁化の向きは反転せず、サーボパターン部の磁性ドットの磁化の向きが強化されるので、サーボパターン部の磁性ドットの磁化の安定度を高めることができる。

一方、サーボパターン部の磁性ドットの正常な磁化の向きが正方向であった場合、磁界Ｈ１は、サーボパターン部の負に反転した磁化の向きを反転させて正方向に戻すような大きさの磁界である。このため、着磁機構２０に強電流供給源１３から強い電流Ｉｓを供給して、着磁機構２０に強い磁界Ｈ１を発生させた状態で磁気ディスクを回転させると、着磁機構２０の発生する強い磁界Ｈ１により、サーボパターン部の磁性ドットの磁化の向きが全て正常な方向に再着磁され、データ部の磁性ドットの磁化の向きもサーボパターン部の磁性ドットの磁化の向きと同じになり、データが消滅してしまう。

この理由により、着磁機構２０に強電流供給源１３から強い電流Ｉｓを供給する前にデータ部のデータを外部のメモリに退避させ、着磁機構２０への強い電流Ｉｓの供給終了後に退避させたデータをデータ部に戻すのである。データを戻す時には、サーボパターン部の磁性ドットに反転はないので、データは全て正しく元の位置に戻すことができる。尚、着磁機構２０に供給する弱い電流Ｉｗと強い電流Ｉｓの値は、着磁機構２０の電磁石の大きさ、コイルの巻き数によって異なることは言うまでもない。

以上、本発明を特にその好ましい実施の形態を参照して詳細に説明した。本発明の容易な理解のために、本発明の具体的な形態を以下に付記する。

（付記１） 記録層にサーボ領域とデータ領域の各ビットが離間して配置されるピットパターンド型の記憶媒体と、
前記記憶媒体に対してデータの記録と再生を行う磁気ヘッドを保持し、前記記憶媒体の半径方向に前記磁気ヘッドを移動させるアクチュエータと、
直流電流が供給されることにより、前記記憶媒体に対して垂直方向の磁場を印加する磁場印加機構と、
前記直流電流の大きさを、前記サーボ領域の各ビットの磁化状態に応じて制御する制御回路と、を備えることを特徴とする情報記憶装置。
（付記２） 前記磁場印加機構は、前記記憶媒体の回転時に、前記記憶媒体の半径方向の全域に対して対向可能な部位に固定設置されることを特徴とする付記１に記載の情報記憶装置。
（付記３） 前記磁場印加機構は、前記記憶媒体の回転時に、スイングさせることによって前記記憶媒体の半径方向の全域に対して対向可能なアームに設置されることを特徴とする付記１に記載の情報記憶装置。
（付記４） 前記アームが前記アクチュエータであることを特徴とする付記３に記載の情報記憶装置。
（付記５） 前記制御回路は、前記記録層の核生成磁界未満の磁場を発生させる直流電流を、定常的又は定期的に供給することを特徴とする付記１から４の何れかに記載の情報記憶装置。

（付記６） 前記磁気ヘッドによって再生された信号により、前記サーボ領域の各ビットの磁化状態が劣化したことが検出された時に、前記制御回路は前記磁場印加機構に、前記記憶媒体の記録層の核生成磁界未満の磁場を発生させる直流電流を供給することを特徴とする付記１から４の何れかに記載の情報記憶装置。
（付記７） 前記磁場印加機構は前記記憶媒体を挟んで設けられた２つの電磁石から構成され、
前記電磁石は、金属プレートと、この金属プレートの周囲に巻回されたコイルとから構成されることを特徴とする付記２に記載の情報記憶装置。
（付記８） 前記磁場印加機構は、前記記憶媒体を挟んで設けられた２つの金属プレートと、この金属プレートを前記記憶媒体の外部で接続するヨークと、このヨークの周囲に巻回されたコイルとを備える電磁石から構成されることを特徴とする付記２に記載の情報記憶装置。
（付記９） 前記磁場印加機構は、前記各記憶媒体の記録面にそれぞれ対向して設けられた、前記記憶媒体の個数よりも１つ多い金属プレートと、前記各金属プレートを前記記憶媒体の外部でそれぞれ接続するヨークと、前記各ヨークの周囲に巻回されたコイルとを備える電磁石から構成されることを特徴とする付記２に記載の情報記憶装置。
（付記１０） 前記アームは前記アクチュエータとは独立した回転軸に、前記記憶媒体を挟むように取り付けられ、前記アクチュエータとは別の駆動機構で必要時にのみ駆動されることを特徴とする付記３に記載の情報記憶装置。

（付記１１） 前記磁場印加機構は、前記アクチュエータの最上部のアームに設置されており、前記情報記憶装置の筐体の底面には前記磁場印加機構の移動軌跡に対応するヨークが設置されていることを特徴とする付記４に記載の情報記憶装置。
（付記１２） 前記磁場印加機構は、前記アクチュエータの最上部のアームと最下部のアームの対向する位置に設置されていることを特徴とする付記４に記載の情報記憶装置。
（付記１３） 前記直流電流は、前記情報記憶装置に接続した電流発生装置から供給されることを特徴とする付記１から１２の何れかに記載の情報記憶装置。
（付記１４） 前記情報記憶装置内には、前記電流発生源から供給される直流電流を処理して、弱電流を出力する弱電流供給源と、強電流を出力する強電流供給源、及び前記弱電流と強電流の何れかを前記磁場印加機構に出力するスイッチとが設けられており、
前記スイッチの切り換えは前記制御回路によって実行されることを特徴とする付記１３に記載の情報記憶装置。
（付記１５） 前記弱電流の値は数十ミリアンペア、前記強電流の値は数アンペアであることを特徴とする付記１４に記載の情報記憶装置。

（付記１６） 複数の情報記憶装置を備えるストレージシステムであって、前記各情報記憶装置が、
記憶層にサーボ領域とデータ領域の各ビットが離間して配置されるピットパターンド型の記憶媒体と、
前記記憶媒体に対してデータの記録と再生を行う磁気ヘッドを保持し、前記記憶媒体の半径方向に前記磁気ヘッドを移動させるアクチュエータと、
直流電流が供給されることにより、前記記憶媒体に対して垂直方向の磁場を印加する磁場印加機構と、
前記サーボ領域にあるビットの磁化状態の異常数を検出する異常検出部を備え、前記異常数が所定数を超えた時に、前記磁場印加機構に前記記録層の飽和磁界を発生させる直流電流を供給する制御回路と、を有することを特徴とするストレージシステム。
（付記１７） ある情報記憶装置の前記異常検出部が記憶媒体における前記サーボ領域のビットの磁化状態の異常数が所定数を超えたことを検出した場合、前記異常検出部を備える前記制御回路は、前記直流電流を前記磁場検出機構に供給する前に、自己の記憶媒体のデータを他の情報記憶装置の記憶媒体に一時的に退避させると共に、前記直流電流を前記磁場印加機構に供給し終えた後に、前記他の情報記憶装置から前記退避させたデータを自己の記憶媒体の同じ場所に戻すことを特徴とする付記１６に記載のストレージシステム。
（付記１８） 少なくとも１つの情報記憶装置と、前記情報記憶装置のデータを一時的に退避させることが可能なメモリを備えるデータ退避装置とを備えるストレージシステムであって、前記情報記憶装置が、
記憶層にサーボ領域とデータ領域の各ビットが離間して配置されるピットパターンド型の記憶媒体と、
前記記憶媒体に対してデータの記録と再生を行う磁気ヘッドを保持し、前記記憶媒体の半径方向に前記磁気ヘッドを移動させるアクチュエータと、
直流電流が供給されることにより、前記記憶媒体に対して垂直方向の磁場を印加する磁場印加機構と、
前記サーボ領域にあるビットの磁化状態の異常数を検出する異常検出部を備え、前記異常数が所定数を超えた時に、前記磁場印加機構に前記記録層の飽和磁界を発生させる直流電流を供給する制御回路と、を有することを特徴とするストレージシステム。
（付記１９） 前記異常検出部が記憶媒体における前記サーボ領域のビットの磁化状態の異常数が所定数を超えたことを検出した場合、前記制御回路は前記データ退避装置の接続を要求し、前記データ退避装置の接続後、前記直流電流を前記磁場検出機構に供給する前に、記憶媒体のデータを前記データ退避装置に一時的に退避させると共に、前記直流電流を前記磁場印加機構に供給し終えた後に、前記データ退避装置から前記退避させたデータを記憶媒体の同じ場所に戻すことを特徴とする付記１８に記載のストレージシステム。
（付記２０） 前記メモリがフラッシュメモリであることを特徴とする付記１８又は１９に記載のストレージシステム。

１、１Ａ〜１Ｅ ハードディスク装置
２ ベース部
４ 磁気ディスク
１０ 制御回路
１１ 電流発生装置
１２ 弱電流供給源
１３ 強電流供給源
１４ 切換スイッチ
１５ 第２のスイングアーム
１９ 着磁機構の電源回路
２０ 着磁機構
２１ 金属プレート
２２、２４、２４Ａ，２４Ｂ コイル
２３ ヨーク
２５ 中間金属プレート
３０ 再着磁支援装置
４１，４２ 磁性ドット
Ｄ データ部
Ｓ サーボパターン部
Ｙ ストレージシステム

Claims (10)

1. 記録層にサーボ領域とデータ領域の各ビットが離間して配置されるピットパターンド型の記憶媒体と、
   前記記憶媒体に対してデータの記録と再生を行う磁気ヘッドを保持し、前記記憶媒体の半径方向に前記磁気ヘッドを移動させるアクチュエータと、
   直流電流が供給されることにより、前記記憶媒体に対して垂直方向の磁場を印加する磁場印加機構と、
   前記直流電流の大きさを、前記サーボ領域の各ビットの磁化状態に応じて制御する制御回路と、を備えることを特徴とする情報記憶装置。
2. 前記磁場印加機構は、前記記憶媒体の回転時に、前記記憶媒体の半径方向の全域に対して対向可能な部位に固定設置されることを特徴とする請求項１に記載の情報記憶装置。
3. 前記磁場印加機構は、前記記憶媒体の回転時に、スイングさせることによって前記記憶媒体の半径方向の全域に対して対向可能なアームに設置されることを特徴とする請求項１に記載の情報記憶装置。
4. 前記アームが前記アクチュエータであることを特徴とする請求項３に記載の情報記憶装置。
5. 前記制御回路は、前記記録層の核生成磁界未満の磁場を発生させる直流電流を、定常的又は定期的に供給することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の情報記憶装置。
6. 前記磁気ヘッドによって再生された信号により、前記サーボ領域の各ビットの磁化状態が劣化したことが検出された時に、前記制御回路は前記磁場印加機構に、前記記憶媒体の記録層の核生成磁界未満の磁場を発生させる直流電流を供給することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の情報記憶装置。
7. 複数の情報記憶装置を備えるストレージシステムであって、前記各情報記憶装置が、
   記憶層にサーボ領域とデータ領域の各ビットが離間して配置されるピットパターンド型の記憶媒体と、
   前記記憶媒体に対してデータの記録と再生を行う磁気ヘッドを保持し、前記記憶媒体の半径方向に前記磁気ヘッドを移動させるアクチュエータと、
   直流電流が供給されることにより、前記記憶媒体に対して垂直方向の磁場を印加する磁場印加機構と、
   前記サーボ領域にあるビットの磁化状態の異常数を検出する異常検出部を備え、前記異常数が所定数を超えた時に、前記磁場印加機構に前記記録層の飽和磁界を発生させる直流電流を供給する制御回路と、を有することを特徴とするストレージシステム。
8. ある情報記憶装置の前記異常検出部が記憶媒体における前記サーボ領域のビットの磁化状態の異常数が所定数を超えたことを検出した場合、前記異常検出部を備える前記制御回路は、前記直流電流を前記磁場検出機構に供給する前に、自己の記憶媒体のデータを他の情報記憶装置の記憶媒体に一時的に退避させると共に、前記直流電流を前記磁場印加機構に供給し終えた後に、前記他の情報記憶装置から前記退避させたデータを自己の記憶媒体の同じ場所に戻すことを特徴とする請求項７に記載のストレージシステム。
9. 少なくとも１つの情報記憶装置と、前記情報記憶装置のデータを一時的に退避させることが可能なメモリを備えるデータ退避装置とを備えるストレージシステムであって、前記情報記憶装置が、
   記憶層にサーボ領域とデータ領域の各ビットが離間して配置されるピットパターンド型の記憶媒体と、
   前記記憶媒体に対してデータの記録と再生を行う磁気ヘッドを保持し、前記記憶媒体の半径方向に前記磁気ヘッドを移動させるアクチュエータと、
   直流電流が供給されることにより、前記記憶媒体に対して垂直方向の磁場を印加する磁場印加機構と、
   前記サーボ領域にあるビットの磁化状態の異常数を検出する異常検出部を備え、前記異常数が所定数を超えた時に、前記磁場印加機構に前記記録層の飽和磁界を発生させる直流電流を供給する制御回路と、を有することを特徴とするストレージシステム。
10. 前記異常検出部が記憶媒体における前記サーボ領域のビットの磁化状態の異常数が所定数を超えたことを検出した場合、前記制御回路は前記データ退避装置の接続を要求し、前記データ退避装置の接続後、前記直流電流を前記磁場検出機構に供給する前に、記憶媒体のデータを前記データ退避装置に一時的に退避させると共に、前記直流電流を前記磁場印加機構に供給し終えた後に、前記データ退避装置から前記退避させたデータを記憶媒体の同じ場所に戻すことを特徴とする請求項９に記載のストレージシステム。

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