JP2012160233A - 磁気記録装置、および磁気記録装置の記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周辺ドットから受ける磁界の把握に基づいた周辺磁界影響の補正をすることができる磁気記録装置及びその記録方法を提供する。
【解決手段】磁気記録媒体に瓦記録方式で情報を記録する磁気記録装置であって、複数列のドット列をカバーし、端部が記録対象の１ドット列に位置する記録ヘッドと、前記記録ヘッドによる１ドット列の記録後に前記記録ヘッドを１列分移動させるアクチュエータと、入力ユーザデータを磁性ドットに記録する際に、予め記憶した当該磁性ドットの周辺ドットの記録データに基づいて当該磁性ドットの記録補償を行うコントローラと、を具備する磁気記録装置。
【選択図】 図６

Description

本発明の実施形態は、磁気記録装置及びその記録方法に関する。

情報記録装置では、記録密度を高めることが要望されている。記録密度を高めるためには、記録媒体において記録の書き込み単位である１つの記録ビットまたは記録マークの大きさを微小化することが必要である。しかし、従来の記録媒体では、その微小化は大きな困難に直面している。そのため，高記録密度化技術として，記録材料を非記録材料により予め分断し、単一の記録材料粒子を単一の記録ビットとして記録再生を行うビットパターンドメディア（ＢＰＭ）（単にパターンドメディアとも称する）が提案されている。

ビットパターンドメディアは、ナノメートルスケールの磁性ドットを基板上に規則配列させた磁性ドットアレイを含み、それぞれの磁性ドットの磁化の向きで“０”、“１”のデジタル信号（１ドットが１ビットに相当）が記録される。

しかし、磁性ドットは非記録材料により分断されており、記録ヘッドが記録媒体にデータを記録する際に、磁性ドットの１つ１つに正確にデータを書き込む必要があるため、記録ヘッドによる記録タイミング合わせが必要となる。タイミングのずれが大きくなると、記録エラーが増加する。

ビットパターンドメディアのドットの配列パターンには格子（正方）パターンや千鳥パターンがある。ドットが縦横に整列している格子パターンでは、ドット列をデータの１トラックと考え、ヘッドコア幅やトラッキング等のクロストラック方向の条件に精密な制約条件が要求される。

その解決策として、千鳥パターンが検討されている。千鳥パターンでは、一定のドットピッチで配列された多数のドット列において、奇数行目のドット列と偶数行目のドット列とは位相が１８０°ずれている。ヘッドが２行のドット列を同時にアクセスできる幅として、記録、再生を行うと、千鳥パターンは、トラックピッチが２倍となるため、ヘッドコア幅やトラッキング等のクロストラック方向の条件が緩和される。一方、ライト位相マージンを決める要素の一つが、ドット間のスペース（ドットピッチ）であるため、２行のドット列を１データトラックとした千鳥パターンでは、ドットピッチが１／２になり、ライト位相マージンが減少する。また、これは、ディスクやヘッドの製造に要求される精度も厳しいものにする。

そこで、ライト位相マージンを拡大するために、ヘッドをクロストラック方向へ移動させながら１行のドット列に記録する、いわゆる瓦記録を行うことが考えられる。

対して磁界の位相の補正量を、あらかじめ設定された設定情報または計算により取得し、得られたライト磁界の位相の補正量によって、ライト磁界の位相調整を行うものもある（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、周辺ドットから受ける磁界の把握に基づいた周辺磁界影響の補正の要望があるが、かかる要望を実現するための手段は開示されていない。

特開２００９−１２９５２８号公報

本発明は、周辺ドットから受ける磁界の把握に基づいた周辺磁界影響の補正をすることができる磁気記録装置及びその記録方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、実施形態によれば磁気記録装置は、磁気記録媒体に瓦記録方式で情報を記録する磁気記録装置であって、複数列のドット列をカバーし、端部が記録対象の１ドット列に位置する記録ヘッドと、前記記録ヘッドによる１ドット列の記録後に前記記録ヘッドを１列分移動させるアクチュエータと、入力ユーザデータを磁性ドットに記録する際に、予め記憶した当該磁性ドットの周辺ドットの記録データに基づいて当該磁性ドットの記録補償を行うコントローラと、を具備することを特徴とする。

この発明の一実施形態を示す磁界の補正方法の概念図。 同実施形態のドット配置と記録方法を示す図。 同実施形態の記録開始時にＤＣイレーズをすることを説明するために示す図。 同実施形態の周辺ドットの磁界の影響を説明するために示す図１。 同実施形態に周辺ドットの磁界の影響を説明するために示す図２。 同実施形態の記録タイミングによる補正方法を示す説明図。 同実施形態に用いられる周辺ドット磁化パターンと補正量を示す図。 同実施形態に関する磁気記録装置の構成を示すブロック図。 実施の形態に関する再生の様子を示す図。

以下、本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
本発明による第１の実施形態を図１乃至図８を参照して説明する。
まず先に図８は、実施形態に関する磁気記録装置の構成を示すブロック図である。
ディスクドライブ１は、磁気記録媒体であるディスク１０と、ディスク１０を回転させるスピンドルモータ（ＳＰＭ）１１と、ヘッド１２と、アクチュエータ１３と、ヘッドアンプユニット（ヘッドＩＣ）１４とを有する。ディスク１０は、ナノメートルスケールの微小磁石（磁性ドット）が基板上に規則的に配列された磁性ドットアレイからなり、それぞれの磁性ドットの磁化の向きで“０”、“１”のデジタル信号（１ドットが１ビットに相当）が記録されるビットパターンドメディアである。

ヘッド１２は、リードヘッド素子１２Ｒとライトヘッド素子１２Ｗとが、１つのスライダ上に分離して実装されている構造である。リードヘッド１２Ｒは、ディスク１０に記録されているデータを読出す。ライトヘッド素子１２Ｗは、ディスク１０にデータを書き込む。アクチュエータ１３は、ヘッド１２を搭載しているサスペンション、アーム及びボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を有し、トラッキング制御のためにヘッド１２をディスク１０上の半径方向（クロストラック方向）に移動させる。

ヘッドアンプユニット１４は、ヘッド１２のリードヘッド素子１２Ｒにより読出されたリード信号を増幅してリード／ライトチャネル１５に出力するリードアンプを含む。また、ヘッドアンプユニット１４は、リード／ライトチャネル１５から出力されるライトデータをライト信号（ライト電流）に変換して、ヘッド１２のライトヘッド素子１２Ｗに供給するライトドライバを含む。

ディスクドライブ１は、プリント回路基板上に実装されたリード／ライトチャネル１５、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１６、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１７、メモリ１８及びモータドライバ１９を含む。なお、ＨＤＣ１６、ＣＰＵ１７、及びメモリ１８は、ワンチップの集積回路２０に実装されている。

リード／ライトチャネル１５は、リード／ライトデータ信号を処理する信号処理ユニットである。ＨＤＣ１６は、ディスクドライブ１と図示しないホストシステム（パーソナルコンピュータやデジタル機器）とのインターフェースを構成し、データ転送制御やリード／ライト動作を制御する。ＣＰＵ１７は、ディスクドライブ１のメインコントローラであり、ヘッド位置決め制御（サーボ制御）や、リード／ライトデータの並べ替えを実行する。メモリ１８は、フラッシュＥＥＰＲＯＭである。

モータドライバ１９は、ＳＰＭ１１に駆動電流を供給するＳＰＭドライバ及びアクチュエータ１３のＶＣＭに駆動電流を供給するＶＣＭドライバを有する。ＶＣＭドライバは、ＣＰＵ１７のヘッド位置決め制御（サーボ制御）信号に応じてアクチュエータ１３におけるＶＣＭに駆動電流を供給して、ヘッド１２をディスク１０上の半径方向に移動制御する。

次に、実施形態に関連する磁気記録媒体及び磁気記録方法を説明する。
ビットパターンドメディアは、記録ビットがディスク上にあらかじめ配置されているため、ライト時には、ライト磁界の磁性ドットへの同期が重要となる。ライト位相マージンを拡大させるために提案された方法を図２で説明する。この例では、ドット位相を４列示した場合である。まず、ドット列１にライトヘッドのエッジ部分が位置する状態でデータを記録する。このとき、ドット列内のドットピッチに対応したライト周波数で記録を行う。このとき2ドット列を１トラックとして記録するときと比較し、記録周期を２倍にできるため、ライト位相マージンを従来より拡大できる。次に、ドット列２にデータを記録する。このときのライト位相は、ドット列２のドットの位相に合わせる。また、ドット列に対し大きなライトヘッドコア幅で記録する場合、同時に複数ドット列（図ではドット列２、３）を記録していくことになるが、ライトヘッドのエッジ部分を利用し、順番に次のドット列を記録する際に上書きされるため問題はない。同様な制御を、１ドット列ずつシフトさせながら瓦を配置するように、３、４と記録する（以下瓦記録という)。このように記録したデータの再生の場合は、後述のように２列を同時に再生する。そのときの再生波形は、同時再生したドット列の各ドットの位相にずれが存在するため、従来同様にピーク点が重なることはなく、従来信号処理方式で検出が可能となっている。

さて、ビットパターンドメディアは、記録ヘッドにより、磁性ドットへ同期した正しい記録磁界で記録することが重要となる。しかし、同じ記録磁界を印加して各ドットに記録する場合でも、これから記録を行うドットとその周辺ドットの磁化の向きによって、記録を行うドットの磁化反転に必要な記録磁界が変動する。任意のデータを記録する記録装置では、記録を行うドットとその周辺ドットの記録データ(磁化の向き)は、任意に変化するため、記録エラー発生確率が増加し、ライト位相マージンの劣化要因となる。

そこで、記録を行うドットと周辺ドットの記録データ(磁化の向き)を記憶しておき、図1に示すようにドットが受ける周辺磁界を記録位置補正量に換算し同期記録補正を行う。即ち図１は、実施形態を示す磁界の補正方法の概念図であって、横軸はヘッド位置を縦軸はヘッド磁界を表している。ヘッド磁界強度は、ヘッド位置に対し勾配を有しているので、記録位置を変化させることで、磁界強度を変化させることができる。例えば周辺ドットから受ける磁界の分だけ通常記録磁界より補正記録磁界を上げる必要がある場合は、対応する記録位置補正量の分だけ通常記録位置より補正記録位置を、ヘッド位置において早めにすることを表している。

図2は本実施形態で用いるドット配置と記録方法を示した。また図３は、実施形態の記録開始時にＤＣイレーズをすることを説明するために示す図である。記録開始時で、各ドット列の磁化状態を記憶していない場合には、図3のようにDCイレーズにより2ドット列以上同じ磁化の向きにそろえるか、または2ドット列同時再生し、ドット列の磁化状態を記憶することにより、初期の周辺ドットデータを把握する。その後の記録は、前述のように図2のドット列1から順にドット列2、3、4とシフトさせながら記録していく。瓦記録では、記録ヘッドの幅が広く、複数のドット列にまたがった状態で、ドット列を順番にシフトしながら記録していくので、すでに記録した隣接ドット列の記録データを記憶しておけば、記録を行うドットとその周辺の6ドットの磁化状態は把握できることになる。なお他の図もそうであるが、黒色のドットは“０”をまた白抜きのドットは“１”を表している。

記録を行うドットの磁化の向きと周辺ドットから受ける磁界の向きによって、記録ドットに及ぼす影響が異なる。図４は、同実施形態の周辺ドットの磁界の影響を説明するために示す図である。図4のように記録ドット４の記録前の磁化の向きと、周辺ドットから受ける磁界の向きが同じ場合、磁化反転させるために必要な記録磁界は大きくなる。

一方、図５は同実施形態の周辺ドットの磁界の影響を説明するために示すもう一つの図である。図5のように、記録ドット４の記録前の磁化の向きと周辺ドットから受ける磁界の向きが逆の場合は磁化反転に必要な磁界は小さくなる。図１に示したように、ヘッドから印加される記録磁界は傾きを持っており、タイミングを調整することで、記録磁界の強度が変化する。そこで、図４のように記録に必要な磁界が大きくなる記録ドット条件では、図6（ａ）のように記録タイミングを早くし記録磁界をあげる補正を行う。図5のように、磁化反転に必要な磁界は小さくなる記録ドット条件では、図6（ｂ）のように記録タイミングを遅くする補正を行う。なお前図も同様だが、ＨＤはヘッドを、ＦＣは磁界の強さのカーブを表している。

図６は、実施形態の記録タイミングによる補正方法を示す説明図であったが、記録磁界の補正については、別の方法で実現することも可能である。例えば、ライトヘッドに流す電流の大きさで調整してもいいし、クロストラック方向にずらすことで調整しても良い。

図７は、実施形態に用いられる周辺ドット磁化パターンと補正量を示す模式図である。周辺ドット磁化方向とその強さに対応して、記録位置をある時間単位ｔの整数倍ずらすことを表現している。

次に、図９を参照して実施形態における再生方法を説明する。記録の際は、ライトヘッド素子１２Ｗは、図２に示すように、クロストラック方向の後端部（エッジ）がドット列をカバーするようにトラッキング制御されるが、リードヘッド素子１２Ｒは図９に示すように複数ドット列、例えば２行のドット列を同時にアクセスできる幅を有し、再生の際は、幅方向の中心が２行のドット列の中心に位置するようにリードヘッド素子１２Ｒはトラッキング制御される。２行のドット列は位相が１８０°ずれているので、２行のドット列を同時にアクセスできる幅を有するリードヘッド素子１２Ｒにより２行のドット列から交互にデータを読み取ることができる。１行目のドット列に０００１００１１…が、２

行目のドット列に１１０１００１１…が記録されている場合、再生データは０１０１００１１００００１１１１…となる。
なお、本実施例は、連続媒体に瓦記録を行う場合にも適用できる。この場合、前記磁性ドットが隣接の磁性ドットと接するほどの大きさとなった場合の構成に対応する。

上記のように千鳥パターンのドットに対し、瓦記録した構成に対し、実施形態では、周辺ドットから受ける磁界起因の記録エラーを抑制し、ライト位相マージンを増加させることができる。

一般に、千鳥パターンのビットパターンドメディアへの瓦記録方法では、ライト位相マージンの拡大、ドット精度緩和を可能とする。この方式に周辺磁界影響に応じた記録補償を行うことで更なるマージン拡大、ドット精度緩和を可能にする方法を実現する。

実施形態の効果として、千鳥パターンのドットに対し、瓦記録した際、再生時は複数ドット列の同時再生による転送レート改善を行うが、上記のように、記録時にデータの順序を、再生時に順番に読み取れるように交換することで、再生時の転送レート劣化を抑制できる。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、ビットパターンドメディアでなく、千鳥配置でなく、あるいは瓦記録でなくても相応の効果が予測される。

また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係わる構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

１０…ビットパターンドメディア、１１…スピンドルモータ、１２Ｗ…ライトヘッド素子、１２Ｒ…リードヘッド素子、１３…アクチュエータ、１４…ヘッドアンプユニット、１５…リード／ライトチャネル、１６…ハードディスクコントローラ、１７…マイクロプロセッサ、１９…モータドライバ。

Claims (5)

1. 磁気記録媒体に瓦記録方式で情報を記録する磁気記録装置であって、
   複数列のドット列をカバーし、端部が記録対象の１ドット列に位置する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドによる１ドット列の記録後に前記記録ヘッドを１列分移動させるアクチュエータと、
   入力ユーザデータを磁性ドットに記録する際に、予め記憶した当該磁性ドットの周辺ドットの記録データに基づいて当該磁性ドットの記録補償を行うコントローラと、
   を具備する磁気記録装置。
2. 前記コントローラは、記録電流の反転タイミングまたは記録電流の強度を補正することにより記録補償を行う請求項１に記載の磁気記録装置。
3. 前記コントローラは、周辺ドットの記録データが記憶できていない場合には、再生によるデータ取得を行う請求項１に記載の磁気記録装置。
4. 前記コントローラは、周辺ドットの記録データが記憶できていない場合には、DCイレーズを行う請求項１に記載の磁気記録装置。
5. 磁気記録媒体に情報を記録する磁気記録方法であって、
   磁性ドットの周辺ドットの記録データを予め記憶し、
   入力ユーザデータを磁性ドットに記録する際に、前記記憶に基づいて当該磁性ドットの記録補償を行うことを具備する磁気記録方法。

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