JP2011023061A - 磁気転写装置および磁気転写方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転写磁界を発生する磁界発生部を永久磁石とリターンヨークにより構成して被転写媒体としての垂直磁気記録媒体とマスターディスクの密着体に効率よく転写磁界を印加することにより、磁界発生部を離間する際に転写磁界の乱れのない均一な磁気転写を可能とすると共に、磁界発生部を支持する箇所にかかる負荷を軽減して装置の小型化を可能とする磁気転写装置および磁気転写方法を提供する。
【解決手段】互いに異なる極性の一方の磁極が密着体を挟んで対向する１対の永久磁石とこの１対の永久磁石の他方の磁極の相互間に設けられるリターンヨークとを有する磁界発生部を、リターンヨークが永久磁石に対して密着体の外周側に位置する状態で、回転している密着体の密着面との距離を一定に保ちながら、密着体の外周部から内周部に移動し、その後、転写すべき内周部から外周部を経て、密着体の外まで移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、転写すべきプリフォーマット情報に対応した強磁性材料からなる転写情報パターンを持つマスターディスクの転写情報パターン面と磁気記録層を持つ垂直磁気記録媒体の記録面とを密着させて当該密着面に垂直方向の転写磁界を印加することにより、プリフォーマット情報を垂直磁気記録媒体の磁気記録層に転写する磁気転写装置および磁気転写方法に関する。

一般的なハードディスクドライブ（ＨＤＤ）装置は、磁気記録媒体（ハードディスク）上にヘッドを１０ｎｍ程度浮上させて、データの記録再生を行うものである。磁気記録媒体上のビット情報は、同心円状に配置されているデータトラックに格納されている。データの記録・再生時は、磁気ヘッドは、そのデータトラック上に位置決めされる。磁気記録媒体上には、位置決めのためのサーボデータが記録されている。サーボデータは、データトラックと同心円上で一定の角度間隔で記録されている。

このサーボ情報は、一般的には磁気ヘッドを用いて記録されることが多く、近年の記録トラックの増大に伴い、書込み時間が増大し、ＨＤＤの生産効率を落とすという問題が生じている。

上記問題を鑑み、磁気ヘッドによってサーボ情報の書込みをする代わりに、サーボ情報を担持するマスターディスクを用い、磁気転写技術によって磁気記録媒体にサーボ情報を一括で記録する方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、強磁性材料でサーボパターンなどが形成されているマスターディスクを用い、垂直磁気記録媒体に対してマスターディスクのサーボ情報などのプリフォーマット情報を転写する方法が開示されている。

図７は、垂直磁気記録媒体への磁気転写の原理を斜視図で示す原理説明図で、マスターディスク１００と被転写媒体２００の密着体３００の一部を切り欠いて拡大して示す。
図７に示すように、マスターディスク１００の転写情報パターン面には、転写すべきプリフォーマット情報に対応する強磁性（好ましくは軟磁性）材料による凹凸パターン１０５が設けられており、そこに磁気記録層２０８を持つ被転写媒体２００の記録面を密着させて、永久磁石などからなる磁界発生部４００により転写磁界としての外部磁界４０６を印加した際の漏れ磁束４０３が媒体２００側に進入することで、媒体２００の磁気記録層２０８が磁化２０９され、マスターディスク１００の強磁性パターン１０５に沿った磁気信号が転写される。

ここで、磁界発生部４００を構成する磁石は、マスターディスク１００と被転写媒体２００を密着させた密着体３００の上下に配置され、それらを同時に回転して全体を一度に転写する。

この磁気転写過程をもう少し詳しく述べると、まず、被転写媒体２００の表面（記録面）に対し略垂直方向の第１の磁界を印加し、被転写媒体２００の磁気記録層２０８を一方向に磁化する。その後、マスターディスク１００の転写情報パターン面と被転写媒体２００の記録面を密着させ、第１の磁界と逆向きの磁界を印加する。

その際、マスターディスク１００上に形成された強磁性パターン１０５の凹部では磁束が少ししか通らず、第１の磁界で磁化した向きが残る。強磁性パターン１０５の凸部では多量の磁束が通ることで第２の磁界の向きに磁化され、結果として、マスターディスク１００の表面（転写情報パターン面）に形成された凹凸に対応した磁化パターンが転写される。

このような磁気転写においては、磁界発生部４００の磁石を回転させて転写した後、磁石をマスターディスク１００と被転写媒体２００の密着体３００から離間させる必要があるが、磁石を離す際、回転を止めて磁石を離間させると、磁石の離間位置では磁界が不均一となり、信号の劣化を引き起こすため、特許文献２では、磁石を離間させる際、回転を維持したまま離間させることで、離間位置での転写信号の劣化を防ぐようにした転写磁界の印加方法が記載されている。

また、特許文献３には、スレーブ媒体（被転写媒体）を磁界に対し回転させて転写を行い、その磁界の印加後、スレーブ媒体を回転させたままの状態で、スレーブ媒体の中心が磁界から半径方向に離れるように、スレーブ媒体と磁界とを相対的に移動させることにより、印加磁界中で回転を止める際等に、電磁石からの漏れ磁界によりスレーブ媒体の磁化の乱れが生じるのを防止し、転写後のスレーブ媒体において良好な再生信号を得ることができるものが記載されている。

特開２００２−８３４２１号公報 特許第３３９６４７６号公報 特開２００３−２４２６３５号公報

上述のとおり、磁気転写においては、磁石を離間する際の転写磁界の乱れを防ぐ必要があるが、近年の高保磁力の垂直磁気記録媒体における磁気転写を考えた場合、磁気転写に必要な磁界は大きくなる傾向にある。

図７に示したような磁気転写方法においては、磁石は被転写媒体の内径から外径までをカバーする長さが必要となり、被転写媒体に対して両側に配置された１対の磁石の間の引力が大きくなってしまい、転写装置における磁石の保持部分の剛性を強くする必要がでて、装置の大型化につながるという問題がある。

また、特許文献３のように磁石を半径方向に移動して転写磁界を印加することにより磁石の長さを短くすることができるが、垂直磁気記録媒体を被転写媒体として１対の磁石により転写磁界を印加する場合には、単に磁石の長さを短くするだけでは、図３に示すように漏れ磁束が広がって効率よく転写磁界を印加することができない問題がある。

本発明は、上述の点に鑑み、転写磁界を発生する磁界発生部を永久磁石とリターンヨークにより構成して被転写媒体としての垂直磁気記録媒体とマスターディスクの密着体に効率よく転写磁界を印加することにより、磁界発生部を離間する際に転写磁界の乱れのない均一な磁気転写を可能とすると共に、磁界発生部を支持する箇所にかかる負荷を軽減して装置の小型化を可能とする磁気転写装置および磁気転写方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の磁気転写装置は、転写すべきプリフォーマット情報に対応した強磁性材料からなる転写情報パターンを持つマスターディスクの転写情報パターン面と磁気記録層を持つ垂直磁気記録媒体の記録面とを密着させて当該密着面に垂直方向の転写磁界を印加することにより、プリフォーマット情報を垂直磁気記録媒体の磁気記録層に転写する磁気転写装置において、前記マスターディスクと垂直磁気記録媒体の密着体に前記転写磁界を印加するために互いに異なる極性の一方の磁極が当該密着体を挟んで対向する１対の永久磁石とこの１対の永久磁石の他方の磁極の相互間に設けられるリターンヨークとを有する磁界発生部と、前記密着体を回転させる密着体回転手段と、前記リターンヨークが前記永久磁石に対して前記密着体の外周側に位置する状態で、前記密着体を前記１対の永久磁石の対向する磁極の間に挟んで当該密着体の密着面との距離を一定に保ちながら、前記磁界発生部を前記密着体に対して当該密着体の半径方向に相対的に移動させる磁界発生部移動手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の磁気転写方法は、本発明の磁気転写装置を用いてプリフォーマット情報を垂直磁気記録媒体の磁気記録層に転写する際に、前記密着体を回転し、前記磁界発生部を、前記リターンヨークが前記永久磁石に対して前記密着体の外周側に位置する状態で、回転している前記密着体の密着面との距離を一定に保ちながら、密着体の外周部から内周部に移動し、その後、転写すべき内周部から外周部を経て、密着体の外まで移動することを特徴とする。

ここで、前記磁界発生部の半径方向の長さをＭ［ｍｍ］、前記密着体の回転数をＸ［ｒｐｍ］、前記磁界発生部の内周部から外周部への移動速度をＹ［ｍｍ／ｓ］とするとき、
Ｙ・６０／Ｘ ≦ Ｍ （１）
を満たすことにより、ディスク形状の垂直磁気記録媒体に抜けなく磁気転写を行うことができる。

本発明においては、磁界発生部が、互いに異なる極性の一方の磁極が対向する１対の永久磁石とこの１対の永久磁石の他方の磁極の相互間に設けられるリターンヨークとを有するので、磁束の広がりを低減して転写磁界を効率よく印加することができる。

また、リターンヨークが永久磁石に対して密着体の外周側に位置する状態で磁界発生部を移動することにより、回転している密着体に対し、転写すべき内周部から外周部への移動の際に、永久磁石による転写磁界が印加され、その状態で密着体の外まで移動するので、磁界発生部の離間位置で転写磁界が不均一になることがない。

本発明によれば、磁界発生部の離間位置で転写磁界が不均一になることがなく、被転写媒体全体に均一に転写磁界が印加されるので、転写信号の劣化のない垂直磁気記録媒体への磁気転写が可能となる。また、磁界発生部を回転する密着体の半径方向に相対移動して転写磁界を印加すると共に磁束の広がりを低減して転写磁界を効率よく印加することができるので、従来方法に比べ、磁界発生部の面積を小さくして磁界発生部を支持する箇所にかかる負荷を軽減でき、装置の小型化が可能となる。

本発明の実施形態の磁気転写装置を示す断面模式図である。 本発明の他の実施形態の磁気転写装置を示す断面模式図である。 磁界発生部にリターンヨークがない場合の漏れ磁束の状態を示す説明図である。 本発明の実施形態に用いるマスターディスクを示す図で、（ａ）は平面模式図、（ｂ）はそのＰ−Ｐ'断面模式図である。 本発明の実施形態のマスターディスクと被転写媒体を密着体として保持するチャック部を示す図で、（ａ）はチャック部の平面模式図、（ｂ）はチャック部で密着体を保持した状態を示す断面模式図である。 本発明の実施形態の磁気転写装置の動作を示す動作説明図である。 垂直磁気記録媒体への磁気転写の原理を斜視図で示す原理説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、同一ないし同等部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図１は、本発明の実施形態の磁気転写装置を示す断面模式図である。この実施形態において、マスターディスクと垂直磁気記録媒体の密着体３００に転写磁界を印加する磁界発生部４００（図６）は、互いに異なる極性の一方の磁極が密着体３００を挟んで対向する１対の永久磁石４０１ａ，４０１ｂとこの１対の永久磁石４０１ａ，４０１ｂの他方の磁極の相互間に密着体３００を挟んで設けられる１対のリターンヨーク４０２ａ，４０２ｂとを有する。なお、永久磁石４０１ａ，４０１ｂには、ネオジム磁石を用い、リターンヨーク４０２ａ，４０２ｂの材質は鉄である。

このようにリターンヨーク４０２ａ，４０２ｂを設けることにより、リターンヨークのないもの（図３参照）と比較して磁束の広がりを低減して効率のよい転写磁界の印加が可能となる。

そして、転写磁界を密着体３００に印加する際には、磁界発生部４００（図６）を、リターンヨーク４０２ａ，４０２ｂが永久磁石４０１ａ，４０１ｂに対して密着体３００の外周側に位置する状態で、回転する密着体３００を１対の永久磁石４０１ａ，４０１ｂの対向する磁極の間に挟んで密着体３００の密着面との距離を一定に保ちながら、密着体３００に対して密着体３００の半径方向に相対的に移動させる。

図４は、この実施形態に使用されるマスターディスクを示すものである。このマスターディスクは、非磁性基板１０１上に、転写すべきサーボ情報に対応する強磁性材料の凸パターン１０２を有する。サーボパターンは、一般的には、マスターディスクの径方向にライン状に伸びる領域に設けられ、その領域は、一定角度毎に周期的に設けられる。また、サーボ領域とサーボ領域の間は凹形状となる溝１０３が形成され、さらに、溝は内径部でつながっている構造である。溝の深さは１０μｍ以上が望ましい。

図５は、この実施形態のマスターディスクと被転写媒体を密着体として保持するチャック部を示す図である。
マスターディスク１００と被転写媒体２００を密着体３００として保持する際には、まず、マスターディスク１００が、図５（ｂ）に示すようにチャック部５００に載せられる。このマスターディスク１００は、被転写媒体２００と同一の内径寸法の中心孔を有し、位置決めピン５０１により回転中心に位置決めされる。次に、被転写媒体２００を、チャック部５００にセットされたマスターディスク１００上に載せる。この場合も位置決めピン５０１により、回転中心に位置決めがされる。

そして、マスターディスク１００上に被転写媒体２００を載せた際、チャック部５００の流路５０２よりエアを吸引することで、マスターディスク１００に形成された溝１０３を減圧し、マスターディスク１００と被転写媒体２００を吸着させて密着する。

なお、この実施形態では溝１０３を減圧にすることによってマスターディスク１００と被転写媒体２００を密着しているが、この方法に限定されるものではない。
図６は、この実施形態の磁気転写装置の動作を示す動作説明図である。この実施形態の磁気転写工程では、まず、上述のようにマスターディスク１００と被転写媒体２００の吸着を保持したままチャック部５００を不図示の回転機構により回転させることにより、マスターディスク１００と被転写媒体２００で構成される密着体３００を回転させる。

その後、回転している密着体３００に対して、磁界発生部４００を不図示の移動機構により支持アーム６００を介して外周から内周方向に移動させ（図６（ａ））、マスターディスク１００上に形成された転写すべきサーボパターンの最内周に磁界が印加される位置まで移動させる（図６（ｂ））。

その後、密着体３００の回転を保持したまま、磁界発生部４００を内周から外周方向に移動させて行き（図６（ｃ））、最終的には、磁界発生部４００は密着体３００の外に引き抜かれ、初期の位置に戻る（図６（ａ））。

その際、磁界発生部４００は、図１に示すように、リターンヨーク４０２ａ，４０２ｂが永久磁石４０１ａ，４０１ｂに対して密着体３００の外周側に位置する状態で、密着体３００を１対の永久磁石４０１ａ，４０１ｂの対向する磁極の間に挟んで密着体３００の密着面との距離を一定に保ちながら、密着体３００の半径方向に相対的に移動する。

本手法では、磁界発生部４００が内周部から外周部に移動する際に最終的な磁界印加が行われ、内周から順次磁界が印加されていくので、磁界発生部４００の長さは被転写媒体の内径から外径までをカバーする必要は無く、被転写媒体の半径の長さより小さくて済むので、磁界発生部４００の面積を小さくすることができる。

このとき、次の式（１）の関係を満たすことにより、被転写媒体に抜けなく磁気転写を行うことができる。
Ｙ・６０／Ｘ ≦ Ｍ （１）
Ｍ：磁界発生部の半径方向の長さ［ｍｍ］
Ｘ：密着体の回転数［ｒｐｍ］
Ｙ：磁界発生部の内周部から外周部への移動速度［ｍｍ／ｓ］
式（１）において、６０／Ｘは、密着体１回転にかかる時間であり、よって、右辺のＹ・６０／Ｘは、密着体が一回転する時間で磁界発生部の移動距離を意味する。この移動距離が磁界発生部の半径方向の長さＭより大きくなると、磁界印加されない箇所ができてしまうので、Ｙ・６０／ＸはＭ以下とする。

また、磁界発生部４００は、図１に示すように、永久磁石４０１ａ，４０１ｂとリターンヨーク４０２ａ，４０２ｂで構成し、リターンヨーク４０２ａ，４０２ｂを永久磁石４０１ａ，４０１ｂより密着体３００（被転写媒体）の外周側に位置するようにすることで、磁束の広がりを低減し、効率よく磁界を印加できる。磁界発生部の構成において、図３に示すように、リターンヨークを設けない構成にすると、磁束が広がってしまい、効率よく磁界を印加することができない。

そして、リターンヨーク４０２ａ，４０２ｂの位置に関しては、上記手法では内周から順次磁化されていくので、リターンヨーク４０２ａ，４０２ｂは永久磁石４０１ａ，４０１ｂより外周側に位置する必要がある。

このような磁界発生部４００の動きにより、被転写媒体２００全体に均一に磁界が印加され、マスターディスク１００に形成された転写すべきプリフォーマット情報の磁気転写が完了する。

磁気転写の完了後、密着体３００の回転を停止し、チャック部５００からのエア吸引を止めて、マスターディスク１００から被転写媒体２００を開放し、被転写媒体２００を回収して、磁気転写工程の終了となる。

図２は、本発明の他の実施形態の磁気転写装置を示す断面模式図である。この実施形態において、マスターディスクと垂直磁気記録媒体の密着体３００に転写磁界を印加する磁界発生部は、互いに異なる極性の一方の磁極が密着体３００を挟んで対向する１対の永久磁石４０１ａ，４０１ｂとこの１対の永久磁石４０１ａ，４０１ｂの他方の磁極の相互間に連続して設けられるリターンヨーク４０２とを有する。

これは、リターンヨーク４０２が上述の実施形態の支持アーム６００（図６）の一部を兼ねる構成であり、その他は上述の実施形態と同様である。
以上の実施形態により、被転写媒体全体に均一に磁界を印加することができ、よって、磁界発生部の離間位置での転写磁界の不均一がなく、結果として転写信号の劣化を防ぐことができ、また、効率的に磁界を印加することができる。さらに、従来方法に比べ、磁界発生部の面積を小さくすることができ、磁界発生部を支持する箇所にかかる負荷を軽減でき、装置の小型化が可能となる。

１００ マスターディスク
２００ 被転写媒体
３００ 密着体
４００ 磁界発生部
４０１ａ，４０１ｂ 永久磁石
４０２，４０２ａ，４０２ｂ リターンヨーク
５００ チャック部
６００ 磁界発生部支持アーム

Claims (3)

1. 転写すべきプリフォーマット情報に対応した強磁性材料からなる転写情報パターンを持つマスターディスクの転写情報パターン面と磁気記録層を持つ垂直磁気記録媒体の記録面とを密着させて当該密着面に垂直方向の転写磁界を印加することにより、プリフォーマット情報を垂直磁気記録媒体の磁気記録層に転写する磁気転写装置において、
   前記マスターディスクと垂直磁気記録媒体の密着体に前記転写磁界を印加するために互いに異なる極性の一方の磁極が当該密着体を挟んで対向する１対の永久磁石とこの１対の永久磁石の他方の磁極の相互間に設けられるリターンヨークとを有する磁界発生部と、
   前記密着体を回転させる密着体回転手段と、
   前記リターンヨークが前記永久磁石に対して前記密着体の外周側に位置する状態で、前記密着体を前記１対の永久磁石の対向する磁極の間に挟んで当該密着体の密着面との距離を一定に保ちながら、前記磁界発生部を前記密着体に対して当該密着体の半径方向に相対的に移動させる磁界発生部移動手段とを備えることを特徴とする磁気転写装置。
2. 請求項１に記載の磁気転写装置を用いてプリフォーマット情報を垂直磁気記録媒体の磁気記録層に転写する際に、前記密着体を回転し、前記磁界発生部を、前記リターンヨークが前記永久磁石に対して前記密着体の外周側に位置する状態で、回転している前記密着体の密着面との距離を一定に保ちながら、密着体の外周部から内周部に移動し、その後、転写すべき内周部から外周部を経て、密着体の外まで移動することを特徴とする磁気転写方法。
3. 前記磁界発生部の半径方向の長さをＭ［ｍｍ］、前記密着体の回転数をＸ［ｒｐｍ］、前記磁界発生部の内周部から外周部への移動速度をＹ［ｍｍ／ｓ］とするとき、
   Ｙ・６０／Ｘ ≦ Ｍ
   を満たすことを特徴とする請求項２に記載の磁気転写方法。