JP3271406B2 - 垂直磁気記録媒体及びその垂直磁気記録媒体への信号記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非磁性基板上に予め凹
凸による位置決め信号が記録され、該非磁性基板上に形
成された磁性層に情報信号を垂直方向に記録する垂直磁
気記録媒体とその垂直磁気記録方式による上記垂直磁気
記録媒体への信号記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル情報信号を磁気ヘッドによって
記録再生する従来の磁気記録媒体である例えば磁気ディ
スクでは、サーボライタが予め磁気ディスク１枚ずつに
内蔵する磁気ヘッドを介して位置決め信号を書き込ん
で、この磁気ディスクに対するイニシャライズを行って
いる。磁気ディスクのイニシャライズは、サーボによる
磁気ヘッドのトラッキング性能を高めるために行ってい
る。

【０００３】このように高精度のトラッキングを可能に
することは、磁気ディスク駆動装置で使用する磁気ディ
スクのトラック密度を向上させてもディジタル情報信号
を正確に磁気ディスクの所定のアドレスに記録したりあ
るいは所定のアドレスからのディジタル情報信号の再生
を可能にする。この結果、磁気ディスクは、記録容量を
増大させることができることになる。

【０００４】この位置決め信号を予め記録する磁気ディ
スクには、例えば磁気ディスクをトラック方向に複数個
に分けたセクタを設け、これらの各セクタの先頭位置に
上記位置決め信号が書き込んだセクタサーボ方式を可能
にする磁気ディスクや上記位置決め信号を磁気ディスク
の磁性膜の深層に予め書き込んでおき、データ信号を上
記磁性膜の上である表層に記録する埋込みサーボ方式に
よる磁気ディスク等がある。

【０００５】また、磁気ディスクには、特開平３−２２
８２１９号の公報に示されるように非磁性基板の凹凸パ
ターンに倣う磁性層の凹部と凸部で異なる方向に磁化さ
せているため、信号読み取り用磁化反転パターンを凹凸
パターニングの精度で磁気ディスク体に形成することに
よってトラック密度を向上させることができるようにし
ている磁気ディスクが提案されている。特に、水平磁化
の場合には、広いギャップを有するヘッドと狭いヘッド
を用いて逆方向に磁界を加えることにより、ヘッド送り
精度にかかわらず凹部と凸部に正確に所定の方向に磁化
させることができるため、製作が容易であり位置決め精
度が向上することが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁気ディス
クの記録トラック幅を狭小化することにより高記録密度
化を図るために、トラッキング信号の高い位置精度が必
要になることは上述した通りである。

【０００７】ところが、従来のサーボライタにより位置
決め信号を予め書き込む方法では、サーボライタと磁気
記録装置の機構部に高い精度が要求され、低価格化が困
難となる。

【０００８】また、サーボピットをプリフォームするこ
とによってトラッキング信号の位置精度を高めるための
具体的な磁気ディスクの製造方法が幾つか提案されてい
る。磁気ディスクの製造方法の一例としては、磁性膜を
エッチングあるいは非磁性化することによってサーボピ
ットを形成する方法がある。しかしながら、この場合、
媒体の製造工程が繁雑であり、低価格化が困難となる。

【０００９】これに対して、磁気ディスクの製造方法の
他の一例では、他のプラスチック、ガラス等を成形する
ことにより凹凸型サーボピットを形成する方法の場合、
媒体を大量かつ安価に供給することが可能であると提案
されている。また、長手記録の場合、前述した特開平３
−２２８２１９号の公報に示されるように、ギャップ長
の異なる２つのヘッドを用いて、凹凸のサーボピットに
サーボ信号を書き込む方法では、２つのヘッドを使用す
るため手段が複雑で、実用上非常に困難である。

【００１０】ところで、磁気ディスクの線密度を高める
ことにより高密度記録化を図るためには、垂直磁気記録
方式を利用することが一般に知られている。従って、精
度の良い位置決め信号を基板にサーボピットとしてプリ
フォームし、かつ垂直磁気記録方式による情報信号の記
録を行えば磁気ディスクの高容量化が実現できることに
なる。しかしながら、垂直磁気記録方式により基板の凹
凸によって形成された磁気ディスクのサーボピットに位
置決め信号を書き込む信号記録方法は、まだ開発されて
いない。

【００１１】そこで、本発明は、上述したような実情に
鑑みてなされたものであり、記録容量の大幅な増大を図
りながら、記録あるいは再生時に磁気ヘッドの高精度な
トラッキング制御を行うことができる垂直磁気記録媒体
と実用的なその垂直磁気記録媒体への信号記録方法を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る垂直磁気記
録媒体は、上述した課題を解決するため、非磁性基板上
に予め凹凸による位置決め信号が記録され、該非磁性基
板上に形成された磁性層に情報信号を垂直方向に記録す
る垂直磁気記録媒体において、上記磁性層は、位置決め
信号が記録される凹部と凸部で記録する垂直磁化方向を
互いに逆方向に揃えることを特徴としている。

【００１３】また、本発明に係る垂直磁気記録媒体への
信号記録方法は、上述した課題を解決するため、垂直磁
気記録方式によって非磁性基板上に形成された垂直磁性
層に情報信号の記録を行い、かつ予め上記非磁性基板に
形成される凹凸を磁気ヘッドの位置信号とするサーボピ
ットを備える垂直磁気記録媒体への信号記録方法におい
て、上記垂直磁気記録媒体の凹部と凸部の垂直磁性層全
面に第１の磁化手段により第１の磁場を印加して同一の
垂直方向に磁化する第１の垂直磁化工程と、上記垂直磁
気記録媒体を上記垂直磁気記録媒体の半径方向に回転移
動させながら、上記第１の磁化手段以下の大きさの第２
の磁化手段で上記第１の磁場と逆方向の第２の磁場を上
記凸部の垂直磁性層のみに印加して上記第１の磁場と逆
の垂直方向に磁化させる第２の磁化工程を順次行うこと
を特徴としている。

【００１４】ここで、上記第１の磁化手段が、永久磁石
または電磁石のときには、上記第１の磁化手段の上記垂
直磁気記録媒体の半径方向の長さを上記垂直磁気記録媒
体の半径の長さと同一以上にし、磁気ヘッドのときに
は、上記第１の磁化手段の大きさを上記垂直磁気記録媒
体の半径と同一以上または上記垂直磁気記録媒体のトラ
ック幅以上の大きさにして上記第１の磁化手段を上記垂
直磁気記録媒体の半径方向へ回転移動させながら上記第
１の垂直磁化工程を行う。

【００１５】また、上記第２の磁化手段における上記垂
直磁気記録媒体の半径方向の長さは、上記垂直磁気ディ
スクの半径と同一以上とし、この第２の磁化手段を上記
垂直磁気記録媒体面に近接配置させて第２の磁場の印加
を行っている。

【００１６】垂直磁気記録媒体への信号記録方法は、こ
のように上述した第１の磁化手段と第２の磁化手段をそ
れぞれの工程で用いて上記第１の垂直磁化工程では、凹
部と凸部の垂直磁性層全面を同一方向に垂直磁場を印加
し、上記第２の垂直磁化工程では、上記凸部だけを上記
第１の磁場と逆方向の第２の磁場を印加することを特徴
とする。

【００１７】また、上記第２の磁化手段に流す直流電流
は、上記第１の磁場により磁化された方向と逆方向に上
記凸部の垂直磁性層のみを磁化する大きさと極性を選定
して上記第２の磁化手段に印加する。ここでの第２の磁
化手段に用いる磁気ヘッドのトラック幅は、を上記垂直
磁気ディスクの半径と同一以上の長さとしている。さら
に、上記磁気ヘッドには、単磁極型ヘッドが用いられて
いる。

【００１８】ここで、信号記録装置としては、基本的に
少なくとも垂直磁気ディスクを回転させる回転駆動手段
と、垂直磁気ディスクの半径方向に磁気ディスクを移動
させる移動手段と、上記磁気ディスクに印加する磁界を
上述した２つの工程に応じてそれぞれ第１の磁場と第２
の磁場を切り換えて磁化する垂直方向を制御する垂直磁
化制御部とで構成することができる。

【００１９】

【作用】本発明に係る垂直磁気記録媒体では、垂直磁性
層が、位置決め信号の記録される凹部と凸部で記録する
垂直磁化方向を互いに逆方向に揃えることことにより、
高精度な位置制御、すなわち垂直磁気記録媒体に対する
高精度なトラッキング制御を可能にする。

【００２０】また、本発明に係る垂直磁気記録媒体への
信号記録方法では、垂直磁気記録方式によって非磁性基
板上に形成された垂直磁性層に情報信号の記録を行い、
かつ予め上記非磁性基板に形成される凹凸を磁気ヘッド
の位置信号とするサーボピットを備える垂直磁気記録媒
体に対して第１の垂直磁化工程で上記垂直磁気記録媒体
の凹部と凸部の垂直磁性層全面に第１の磁化手段により
第１の磁場を印加して同一の垂直方向に磁化させ、第２
の磁化工程で上記垂直磁気記録媒体を上記垂直磁気記録
媒体の半径方向に回転移動させながら、上記第１の磁化
手段以下の大きさの第２の磁化手段で上記第１の磁場と
逆方向の第２の磁場を上記凸部の垂直磁性層のみに印加
して上記第１の磁場と逆の垂直方向に磁化させることに
より、上記凸部のサーボピットに上記凹部と垂直磁化方
向の異なる情報信号を容易に記録する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明に係る垂直磁気記録媒体及び垂
直磁気記録媒体への信号記録方法の実施例について、図
面を参照しながら説明する。

【００２２】本発明の垂直磁気記録媒体は、垂直磁気デ
ィスク上に扇状に位置決め信号の書き込み領域、いわゆ
るサーボゾーンを設けるサンプルサーボ方式に適用した
ものであり、この垂直磁気ディスクについて図１から図
３を参照しながら説明する。垂直磁気ディスク１は、例
えば図１の要部断面図が示すように、非磁性の材質から
なる基板上の表面を凹凸形状にした非磁性基板１１と、
該非磁性基板１１上に垂直磁性層（下地層も含む）１２
とで構成される。

【００２３】上述したように非磁性基板１１上に予め形
成された凹凸は、ディスク基板材料に合成樹脂材料を用
いることで例えば光ディスク用のマスタリング装置等の
ようなスタンプ専用装置によってスタンプできるため、
その寸法及び位置精度を非常に高く成型することができ
る。具体的な非磁性支持体上の凹凸パターンの形成法と
しては、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法、ガラス
２Ｐ（フォトポリマー）法等の種々の方法を適用するこ
とができる。

【００２４】このスタンプされた合成樹脂からなる例え
ば、厚さ０．９ｍｍの非磁性基板１１にはイオンエッチ
ング法により凹凸パターンの深さを０．２μｍとして形
成される。この非磁性基板１１上には、NiーFe やCo系ア
モルファス膜などからなる高透磁率材料を１μｍ成膜し
て高透磁率層を例えば下地層として形成し、この高透磁
率層上にCoCr、CoPt、CoPtB 等よりなる垂直磁気記録材
料を 0.1μｍ形成された垂直磁性層１２がスパッタリン
グ、蒸着、メッキ等の手法により順次一様に被着成膜さ
れる。また、図示していないが、一般的に、C 、SiN₄、
Al₂O₃ 等からなる保護膜が厚さ10ｎｍで垂直磁性層１２
を覆うように順次スパッタリング等により一様に被着成
膜される。このように各層を成膜して一様に各層を形成
し、スタンパにより磁気ディスクが成形される。

【００２５】ここで、垂直磁気ディスク１は、例えば凸
部１３と凹部１４の段差を0.3μｍ以下とし、高透磁率
層、垂直磁気記録層からなる垂直磁性層１２及び保護層
の厚みを合計した総膜厚がこの段差量 0.3μｍを越えな
いように成膜する。

【００２６】このように凹凸の断差量を限定することに
より、磁気ディスクの表面は、ディスク基板表面に設け
られた凹凸を正確に転写するため、鋭い信号波形が得ら
れることになる。

【００２７】垂直磁気ディスク１は、後段でこの垂直磁
気ディスクへの信号記録方法で述べるように、垂直磁気
ディスク１を図１の矢印ａ方向へ回転させる装置である
スピンドルモータの回転駆動により回転させて、磁気ヘ
ッド２に第１の直流電流を印加しながらこの磁気ヘッド
２を垂直磁気ディスク１上の半径方向に移動させ、垂直
磁気ディスク１の凸部１３と凹部１４の垂直磁性層１２
を全て同一方向に磁化した後、第１の直流電流とは逆極
性の第２の直流電流を磁気ヘッド２に印加しながらこの
磁気ヘッド２を垂直磁気ディスク１上の半径方向に移動
させ、磁気ディスク１の凸部１３の垂直磁性層１２のみ
を磁化する。

【００２８】垂直磁気ディスク１には、図２に示すよう
に扇状に位置決め信号の書き込み領域いわゆるサーボゾ
ーンＳＺが設けられ、サンプルサーボ方式でディジタル
情報を垂直磁気ディスク１に記録したりあるいは垂直磁
気ディスク１から記録されているディジタル情報を再生
が行われている。

【００２９】ここで適用したサンプルサーボ方式におい
て、サーボゾーンＳＺは、トラック一周を等角度間隔に
約800個程度に分割して設け、そのサーボゾーンＳＺ内
には、図３に示すように、トラック幅方向の長さＷが５
μｍ程度、ディスクの走行方向に沿った長さＬが0.7〜
2.9μｍ程度とされた長方形の凸部１３が信号に対応し
てパターン形成されてなる。この信号は最初凹部１４で
紙面から紙面の裏側に向かう方向ｍ１（○の中に×を記
した記号で表示）に磁化させ、凸部１３で紙面から紙面
手前側垂直に向かう方向ｍ２（○の中にドットを記した
記号で表示）に磁化させている。図１において矢印ｍ１
及びｍ２で示すように凸部１３と凹部１４において磁化
の向きを逆向きとし、位置決め信号の書き込みを行って
いる。

【００３０】このように構成することにより、垂直磁気
記録媒体に形成されるトラックを狭いトラック幅にして
も確実にトラッキング制御させることができ、垂直磁気
記録媒体の記録容量を大幅に向上させることができるよ
うになる。

【００３１】なお、本実施例の垂直磁気ディスクでは、
図１に示されるように凸部となるように描かれている
が、逆にデータ記憶部が凹部となるように基板をスタン
プしてもよい。また垂直磁気ディスク１の記録再生に適
用する方式は、上記サンプルサーボ方式に限定されるも
のでなく、その他の全面的に位置決め信号の書き込み領
域が設けられる場合等、種々のトラッキング方式に適用
できることはいうまでもない。

【００３２】また本発明に係る垂直磁気記録媒体への信
号記録方法について、図４〜図１３を参照しながら説明
する。垂直磁気記録媒体への信号記録方法は、基本的
に、例えば図４に示すように、垂直磁気記録方式によっ
て非磁性基板１１上に形成された垂直磁性層１２に情報
信号の記録を行い、かつ予め上記非磁性基板１１に形成
される凹凸を磁気ヘッドの位置信号とするサーボピット
を備える垂直磁気記録媒体への信号記録方法において、
上記垂直磁気ディスク１の凹部１４と凸部１３の垂直磁
性層１２の全面に第１の磁化手段である磁気ヘッド２に
より第１の磁場による磁界Ｍ１を印加して同一の垂直方
向ｍ１に磁化する第１の垂直磁化工程と（図４（Ａ）を
参照）、上記垂直磁気記ディスク１を上記垂直磁気ディ
スク１の半径方向、例えば矢印ａ方向に回転移動させな
がら、上記第磁気ヘッド２以下の大きさの第２の磁化手
段である磁気ヘッド２で上記第１の磁場による磁界Ｍ１
と逆方向の第２の磁場である磁界Ｍ２を上記凸部１３の
垂直磁性層１２のみに印加して垂直方向ｍ１と逆方向ｍ
２に磁化させる第２の磁化工程（図４（Ｂ）を参照）を
順次行っている。

【００３３】このように垂直磁気ディスク１への信号記
録する信号記録装置としては、少なくとも垂直磁気ディ
スク１を回転させる回転駆動手段と、垂直磁気ディスク
１の半径方向に磁気ディスク２を移動させる移動手段
と、上記磁気ディスク２に印加する磁界を上述した２つ
の工程に応じてそれぞれ第１の磁場と第２の磁場を切り
換えて磁化する垂直方向を制御する垂直磁化制御部とで
構成することができる。

【００３４】上記垂直磁化制御部における第１の磁場と
第２の磁場は、印加される直流電流の極性及び大きさを
可変させるような切り換え操作によって行われる。ま
た、上記回転駆動手段は、垂直磁気記録媒体の回転数を
可変させることができる。

【００３５】さらに、信号記録装置は、表面凹凸形状を
有する非磁性基板１１上に垂直磁性層１２が形成された
垂直磁気ディスク１を回転させる回転駆動手段と、上記
垂直磁気ディスク１の半径と同一以上の長さの磁石で、
互いに異なる極性の磁極面を相対向させ、上記垂直磁気
ディスク１を挟み込む位置に配する第１の及び第２の磁
石と、印加する直流電流の極性が可変とされた磁気ヘッ
ドと、上記垂直磁気ディスク１上の上記磁気ヘッドを半
径方向に移動させる移動手段とにより構成する。

【００３６】ここで、信号記録装置は、上記磁気ヘッド
を使用する代わりに上記垂直磁気ディスク１の半径と同
一以上の長さの第３の磁石及び／又は第４の磁石を上記
垂直磁気ディスク１の上下面上に、異なる極性が対向す
るように配してもよい。

【００３７】［実施例１］垂直磁気記録媒体への信号記
録方法における実施例１は、上述した図４の構成に基づ
いて行われる。磁気ディスク１に対し、先ず図４Ａに示
すように、垂直磁気ディスク１を図４の矢印ａで示す方
向に回転走行させて、磁気ヘッド２に第１の直流電流を
印加することによって磁界Ｍ１を発生させながら、この
磁気ヘッド２を垂直磁気ディスク１上の半径方向に移動
させ、垂直磁気ディスク１の凹部１４と凸部１３の磁性
層１２を全て同一の垂直方向ｍ１に磁化する。そしてこ
の後の工程で図４Ｂに示すように、第２の直流電流を磁
気ヘッド２に印加することによって磁界Ｍ２を発生させ
ながら、この磁気ヘッド２を磁気ディスク１上の半径方
向に上述の最初の工程と同様に磁気ヘッド２のトラック
幅で移動させ、スキャンさせることによって、垂直磁気
ディスク１の凸部１３の磁性層１２のみを最初の工程で
の磁化方向ｍ１と逆向き、すなわち方向ｍ２に磁化して
サーボゾーンＳＺに位置決め信号を書き込んでいる。

【００３８】ここで、磁気ヘッド２としては、主磁極Ｇ
の主磁極膜厚ｇ₀ が 0.4μｍ、トラック幅 100μｍ、コ
イル巻数を２８ターンとするものを用いている。そし
て、磁気ヘッド２は、図４の矢印ａ方向に、この磁気ヘ
ッド２と垂直磁気ディスク１との相対速度を６ｍ／ｓと
して磁気ディスク１上に浮上させている。このときの浮
上量ｄは、0.13μｍであった。

【００３９】また、上述した磁気ヘッド２に供給する第
１の直流電流は、例えば６０ｍＡとしている。次の工程
で磁気ヘッド２には、第１の直流電流により磁化方向を
上記垂直方向ｍ１と逆方向ｍ２にする第２の直流電流が
流される。凸部１３に書き込まれる位置決め信号は、こ
のとき流す第２の直流電流によって磁界記録される。こ
こで、上記第２の直流信号を変化させた際に凸部１３で
再生される位置決め信号の再生出力は、図５に示すよう
に変化する。図５のグラフから明らかなように第２の直
流電流としては、7 〜10ｍＡ程度とするときにサーボ制
御に十分なＳ／Ｎ比で位置決め信号が再生されることが
判る。このことから、第２の直流電流は、第１の直流電
流に比して小さな電流値で書き込むことができる。ま
た、長手記録媒体と同様の線記録密度を達成しようとし
た場合に比べて、垂直磁気記録媒体は、一般に保磁力が
小さいので、長手記録媒体に用いられる記録電流値より
小さく設定でき、消費電力を小さくしてコスト的に有利
にすることができる。

【００４０】このように１つ磁気ヘッドによって位置決
め信号を書き込むことができることから、ヘッドの交換
作業を省略することができてディスクの生産性の向上を
図ることができる。

【００４１】［実施例２］この実施例における垂直磁気
ディスクへの信号記録方法では、位置決め信号を書き込
まずに通常のディスク駆動装置に組み込む。このディス
ク駆動装置に組み込まれている磁気ヘッド２は、ギャッ
プ長 0.4μｍ、トラック幅10μｍに設定されているもの
である。この磁気ヘッド２を用いて、図４に示したよう
に、第１の工程における第１の直流電流60ｍＡが磁気ヘ
ッド２に印加し、ディスク駆動装置によってトラック幅
と同ピッチで移動させながら、最外周側から最内周側に
向かって半径方向にスキャンさせることによって、垂直
な磁性層１２を全面に亘って一様に磁化する。この後の
第２の工程で、この第１の磁界とは逆極性の磁界を発生
させる８ｍＡの直流電流を印加して、凸部１３のみを磁
化反転させている。

【００４２】このようにして予め記録された位置決め信
号が、既に現在使用されているディスク駆動装置に組み
込まれている再生用磁気ヘッドで再生しても、位置決め
信号をサーボ動作に必要なＳ／Ｎ比で再生可能なことが
確認されている。この場合は従来の方法による場合では
不可能であった通常のドライブ装置での位置決め信号の
書き込みが可能となる。これにより、ディスク駆動装置
の構成は簡略化を図ることができるようになると共に、
生産性の向上も図ることができる。

【００４３】［実施例３］この実施例では、図６に示す
ように、磁気ヘッド２の先端部と垂直磁気ディスク１の
凸部１３の表面との間隔が各工程で変化させられてい
る。垂直磁気ディスク１へのイニシャライズ時の信号記
録において、第１の工程では、第１の直流電流を印加し
て磁界Ｍ１を発生させるとき、磁気ヘッド２の浮上量を
ｄ１として磁性層１２を全面的に磁化する。この後の第
２の工程で、図６Ｂに示すように、上記磁界Ｍ１により
発生する垂直磁化方向ｍ１と逆磁性にするための第２の
直流電流を印加して磁界Ｍ２を発生させるとき、磁気ヘ
ッド２の浮上量ｄ２とする。この浮上量ｄ２は、上記第
１の直流電流を印加するときの浮上量をｄ１に比し大と
し、凸部１３のみの磁化反転を行って位置決め信号を書
き込んでいる。

【００４４】この場合、ディスク駆動装置における具体
的な各種パラメータは、先ず、スピンドルモータが垂直
磁気ディスク１を１分間に3600回、回転させ、磁気ヘッ
ド２が主磁極膜厚 0.4μｍ、トラック幅 100μｍ、コイ
ル巻数28ターンの磁気ヘッド２を用いている。第１の工
程では、浮上量ｄ１を0.13μｍにして一様な垂直方向に
磁化させている。次の工程では、垂直磁気ディスク１の
回転数を 9400rpmとし、磁気ヘッド２の浮上量ｄ２を
1.0μｍと上記浮上量ｄ１に比し大としている。このと
きの印加する第２の直流電流は、60ｍＡと大きくしてい
る。

【００４５】この操作は、図６（Ａ）の磁界Ｍ１を少な
い直流電流で全面を一方向に垂直磁化させるための浮上
量ｄ１を浮上量ｄ２に比し小さく垂直磁気ディスク１の
凸部１３の表面に近接させる。

【００４６】一方、第２の工程では、サーボゾーンＳＺ
の一部、すなわち凸部１３だけを磁化反転させればよい
という点を考慮してこのとき上記磁界Ｍ１と逆磁性の磁
界Ｍ２を発生させる直流電流60ｍＡを第二の直流電流と
して印加して凸部１３のみを磁化反転させて位置決め信
号の書き込みを行っている。第二の直流電流が60ｍＡと
大きいことから浮上量ｄ２は、浮上量ｄ１に比して大き
く設定して印加が行われている。

【００４７】このように垂直磁気ディスク１を通常のド
ライブ装置に組み込み、通常の磁気再生を行っても位置
決め信号をトラッキングサーボ制御に十分なＳ／Ｎ比で
読み出せることが確認されている。この場合においても
同様に１つの磁気ヘッドにより位置決め信号を書き込む
ことができて、生産性の向上を図ることができ、多少の
消費電力の節約も行うことができる。

【００４８】［実施例４］この実施例は、上述した実施
例３と同じ構成の通常のディスク駆動装置で垂直磁気デ
ィスク１に対する磁気ヘッド２の浮上量を変化させて位
置決め信号の書き込みを行う場合である。ここで、通常
のディスク駆動装置としては、組み込んでいる磁気ヘッ
ド２のパラメータが、例えば主磁極膜厚 0.3μｍ、トラ
ック幅10μｍの磁気ヘッドを用いている。

【００４９】第１の工程では、先ず、3600rpmで回転し
ている垂直磁気ディスク１上に、磁気ヘッド２に第１の
直流電流として磁界Ｍ１を発生させる8ｍＡの直流電流
を印加し、磁気ヘッド２と凸部１３の表面との間隔ｄ１
を0.13μｍとしながら、トラック幅と同じピッチで垂直
磁気ディスク１の最外周から最内周に移動させて、全面
的に一様な垂直方向に磁化する。そしてこの後の第２の
工程では、垂直磁気ディスク１の回転数を9400rpmに増
加させ、磁気ヘッド２の浮上量ｄ２を0.13μｍから1.0
μｍに増加させて、磁気ヘッド２に磁界Ｍ１と逆磁性の
磁界Ｍ２を発生させる第２の直流電流として50ｍＡを印
加して凸部１３のみ磁化反転を行って位置決め信号の書
き込みが行われる。この位置決め信号をディスク駆動装
置に組み込まれている再生用の磁気ヘッドによって再生
しても、位置決め信号をサーボ動作に必要なＳ／Ｎ比で
再生可能なことが確認されている。この場合は従来の方
法による場合では不可能であった通常のドライブ装置で
の位置決め信号の書き込みが可能となる。これにより、
ディスク駆動装置の構成は簡略化を図ることができるよ
うになると共に、生産性の向上も図ることができる。

【００５０】［実施例５］この実施例では、磁気ヘッド
の代わりに永久磁石または電磁石を使用する。本実施例
では、磁化手段として永久磁石を用いて位置決め信号の
書き込みを行う。図７に示すように、垂直磁気ディスク
１の半径方向の第１の永久磁石２１と第２の永久磁石２
２は、それぞれサーボゾーンＳＺに凹凸が形成された垂
直磁気ディスク１に対して垂直磁気ディスク１の半径と
同一以上の長さになっている。また、永久磁石２１、２
２の磁極は、垂直磁気ディスク１を介して垂直磁気ディ
スク１に対して鉛直方向に異なる磁極が対向するように
分極配置されている。このため、永久磁石２１、２２の
対向する側の磁極は、例えば図７では第１の永久磁石２
１のＮ極と第２の永久磁石２２のＳ極とを対向させてい
る。これら永久磁石２１と永久磁石２２は、図示しない
が保持体によってそれぞれ一定の間隔で垂直磁気ディス
ク１を挟むように配置する。

【００５１】具体的に説明すると、図８に示されるよう
に、表面に凹凸形状を有する非磁性基板１１上に磁性層
１２が形成された垂直磁気ディスク１への位置決め信号
記録方法において、ディスク駆動装置は、垂直磁気ディ
スク１を回転させて、図８（Ａ）に示すように、磁気デ
ィスク１の半径と同一以上の長さの第１の永久磁石２１
と、垂直磁気ディスク１の半径と同一以上の長さの第２
の永久磁石２２とを、互いに異なる磁極が対向するよう
にして磁気ディスク１を挟むように第１の永久磁石２１
と第２の永久磁石２２の対向する面の中心を揃えて配置
して、垂直磁気ディスク１の凹部１４と凸部１３の磁性
層１２の全てを同一の垂直方向に磁化している。

【００５２】次いで、図８（Ｂ）に示すように、上記垂
直磁化方向とは逆向きに凸部１３の磁性層１２を磁化す
るように極性が選定された直流電流を磁気ヘッド２に印
加しながら、上記磁気ヘッド２を垂直磁気ディスク１上
の半径方向に移動させ、垂直磁気ディスク１の凸部１３
の磁性層１２のみを上記同一の垂直磁化方向と逆向きに
磁化する。このときの磁気ヘッド２のパラメータは、図
８（Ｂ）に示すように、主磁極Ｇの膜厚が 0.4μｍ、ト
ラック幅が 100μｍである。

【００５３】ところで、このように永久磁石が垂直磁気
ディスク１を挟み込むように対向配置された垂直磁気デ
ィスク１の表面上の磁束密度は、静磁界解析によって図
９Ｂの永久磁石間の距離に対する磁束密度分布として得
られる。上記静磁界解析は、この実施例において図９Ａ
に示すように垂直磁気ディスク１の円周方向に沿う方向
をｘ軸、垂直ディスク１の表面から離間する方向をｚ軸
として、各永久磁石２１、２２のｘ軸方向の長さを 6ｍ
ｍ、ｚ軸方向の長さを20ｍｍとし、各永久磁石２１、２
２の磁極端面のｚ軸方向の間隔ｚ₀ を 6ｍｍとして配置
する。

【００５４】ここで、静磁界解析において求める磁束密
度は、ある位置を基準としてｚ軸方向の間隔ｚ₀ の中間
位置を保ちながら、ｘ軸方向にスキャンさせた際のｚ軸
方向の磁束密度を求めたものである。また、図９（Ｂ）
の磁束密度の符号は、ｚ軸方向、すなわち図９（Ａ）に
おける上向きを正として、下向きを負として示してい
る。

【００５５】図９（Ｂ）から判るように、上向きの磁束
密度は、各永久磁石２１、２２の外側近傍で最大とな
り、下向きの磁束密度は、各永久磁石２１、２２のｘ軸
方向の長さの中間位置、すなわち距離16〜18ｍｍの間を
永久磁石の幅の中心とするこの位置で最大となる。

【００５６】ところで、上向きの最大磁束密度の大きさ
は、下向きの最大磁束密度に比し約１／３程度となって
いる。この場合、永久磁石の磁化をＭとすると、磁化Ｍ
＝1.38Ｔとして計算したものである。このとき、計算で
用いるパラメータとしては、各永久磁石の中心位置の磁
束密度の大きさを約0.69Ｔ、空気の比透磁率μを１とし
ている。この磁界の大きさは6900Ｏｅとなる。これに対
して、例えば1900Ｏｅの保磁力を有する垂直磁性層１２
を全面的に磁化するためには、 １３８００×１９００／６９００＝３８００ ・・・（１） から計算されるように3800Ｇ程度以上の磁化を有する磁
石を用いればよいことが判る。

【００５７】このように永久磁石を用いる方法において
も、保磁力の小さな垂直磁気ディスク１に着磁させる方
が長手記録媒体に着磁させる場合より磁化量の小さな磁
石で行うことができるので、安価に信号記録装置を作製
することができる。

【００５８】なお、この場合使用する磁化の上限として
は、両永久磁石２１、２２の外側面における逆向きの磁
場によって垂直磁性層１２が磁化されないように選定す
ることができる。また、第１の及び第２の磁石の形状が
ディスクの表面を覆うようにディスクと同様の円形状で
あっても、同様に位置決め信号の書き込みを行うことが
できることはいうまでもない。第１の及び第２の磁石の
形状を円とする場合、それぞれの磁石の間に挟み込まれ
る垂直磁気ディスク１は回転させる必要がなくなる。

【００５９】このようにして垂直磁気ディスク１に対し
通常のドライブ装置において再生用磁気ヘッドにより再
生しても、位置決め信号はトラッキングサーボ制御に必
要とされるＳ／Ｎ比で読み出すことができる。この場合
の実施例においてもヘッドの交換作業を不要とし、製造
工程の簡略化を図って生産性の向上を図ることができ
る。

【００６０】［実施例６］この実施例は、より具体的に
通常のディスク駆動装置、特に、垂直磁気ディスク１を
複数枚組み込まれているハードディスク駆動装置３０に
適用した場合である。第１の工程でハードディスク駆動
装置３０は、図１０に示すように、それぞれ異なる磁極
を相対向させた永久磁石２１、２２に挟み込まれる位置
に配設する。ハードディスク駆動装置３０は、第１の工
程での垂直な一方向への全面初期化において例えば通常
動作で単に回転させ、上記永久磁石２１、２２を相対向
状態で保ちながら、垂直磁気ディスク１の最外周から最
内周へトラック幅毎に移動させて垂直磁化方向を一様に
する。次に、第２の工程では、ハードディスク装置３０
の磁気ヘッド（図示せず）によって垂直磁気ディスク１
の凸部１３のみの垂直磁化方向を反転させて位置決め信
号の書き込みを行う。このように配置したときの磁束密
度を上述した実施例５で説明した表示で図１１に示す。

【００６１】この実施例ではハードディスク駆動装置３
０自体の厚さが10ｍｍである。上述の実施例５と同様の
大きさの永久磁石２１、２２は、それぞれハードディス
ク駆動装置３０の筺体上面と下面側から各永久磁石まで
の間隔を 3ｍｍとする位置に配する。永久磁石２１、２
２は、それぞれ13800Ｇの磁化を有する。この永久磁石
を用いて計算を行った結果は、図１１に示す。

【００６２】この永久磁石２１、２２間の中間位置にお
ける最大磁束密度は約1.68Ｔとなり保磁力Ｈｃが1600Ｏ
ｅ程度の垂直磁性層１２があれば一方向に一様に磁化す
ることができる。例えばＮｉＦｅ系の永久磁石において
は1.38Ｔの磁束密度が得られる。また、第１の及び第２
の永久磁石の形状が垂直磁気ディスクの表面を覆うよう
に各垂直磁気ディスクと同様の円形状であっても、同様
に位置決め信号の書き込みを行うことができる。この形
状を用いた場合、それぞれの永久磁石２１、２２の間に
ある垂直磁気ディスク１は回転させなくてもよい。

【００６３】この後、第２の工程でハードディスク駆動
装置３０は、実際にハードディスク駆動装置３０に組み
込まれた主磁極膜厚 0.4μｍ、トラック幅10μｍの磁気
ヘッド（図示せず）により上述の第１の工程で磁化した
垂直方向とは逆向きに凸部１３のみを磁化反転させ、位
置決め信号の書き込っている。この場合においても再生
時、トラッキングサーボ制御に必要なＳ／Ｎ比の位置決
め信号が書き込めることが確認されている。

【００６４】このように、通常のディスク駆動装置に第
一および第二の磁石を持ち越すことによって位置決め信
号を書き込むことができ、位置決め信号書き込み専用の
装置が不要となって装置の簡略化を図ると共に生産性の
向上を図ることができる。

【００６５】［実施例７］この実施例における垂直磁気
ディスク１の表面凹凸形状を有する非磁性基板１１上に
垂直磁性層１２が形成された磁気ディスク１に対する位
置決め信号の書き込みは、先ず、垂直磁気ディスク１を
回転させて、垂直磁気ディスク１の半径と同一以上の長
さの第１の永久磁石２１と、垂直磁気ディスク１の半径
と同一以上の長さの第２の永久磁石２２とを、垂直磁気
ディスク１を挟んで互いに異なる磁極を相対向させ、各
永久磁石２１、２２の対向する面の中心が一致するよう
に配置する。第１の工程では、垂直磁気ディスク１の凹
部１４と凸部１３の垂直磁性層１２を全て同一の垂直方
向に磁化し、第２の工程で上記垂直磁化方向とは逆向き
に凸部１３の垂直磁性層１２を磁化する極性にした垂直
磁気ディスク１の半径と同一以上の大きさの第３の磁石
及びまたは第４の磁石を垂直磁気ディスク１上に配置す
ることにより、凸部１３の垂直磁性層１２のみを上記垂
直磁化方向とは逆向きに磁化させている。この実施例で
は、第３の磁石として永久磁石２３のみを用いて凸部１
３の垂直磁性層１２の磁化反転を行っている。

【００６６】具体的に、図１２を参照しながら説明する
と、図１２（Ａ）に示すように、垂直磁気ディスク１を
挟んで上下に垂直磁気ディスク１の半径と同一以上の長
さの第１の及び第２の永久磁石を互いに異なる磁極を相
対向させて、それぞれの永久磁石の中心を揃えて配置し
ている。この実施例では、第１の及び第２の永久磁石の
長さは垂直磁気ディスク１の半径と同程度の長さのもの
を用いている。ディスク駆動装置は、垂直磁気ディスク
１を矢印ａで示す方向に１回転させて垂直磁性層１２の
凸部１３及び凹部１４を含む全面を一方向に磁化する。

【００６７】次の工程では、図１２（Ｂ）に示すよう
に、上記垂直磁化方向とは凸部１３の垂直磁性層１２を
逆向きに磁化するように極性が配された垂直磁気ディス
ク１の半径と同一以上の長さの第３の永久磁石及び又は
第４の永久磁石を用いて所定の部分、すなわち凸部１３
が、反転磁化される。この実施例では、第３の永久磁石
としてＵ字状の半径と同程度の長さの永久磁石２３を垂
直磁気ディスク１上に配置して、凸部１３の垂直磁性層
１２のみを上述の垂直磁化方向とは逆向きに磁化して位
置決め信号の書き込みを行っている。

【００６８】このようなＵ字状の永久磁石の磁化Ｍが13
800Ｇの場合の磁束密度の分布計算の結果を図１３に示
す。この実施例７においてもｘ軸方向は、垂直磁気ディ
スク１の円周方向に沿う方向とし、ｚ軸方向は垂直磁気
ディスク１から離間する方向としている。永久磁石２３
は、永久磁石２３を表すパラメータとして各磁極端部の
ｘ軸方向の長さＷ１及びＷ２をそれぞれ 6ｍｍ、各磁極
間の間隔Ｘ１を0.2ｍｍ、ｚ軸方向の長さＬｚを20ｍｍ
の永久磁石を用いて、各磁極から垂直磁気ディスク１の
表面までの間隔Ｚ１を 6ｍｍとして配されている。この
場合の磁束密度分布を計算した結果、磁束密度は、最大
値が0.22Ｔとなり、磁界の大きさは2070Ｏｅとなる。

【００６９】従って、垂直磁性層１２の保磁力Ｈｃが19
00Ｏｅで、凸部１３のみを磁化反転させるためには１／
５程度の磁界、すなわち380Ｏｅの磁界が必要となる。
このＵ字状磁石の磁化は、 （１３８００×３８０／２０７０）＝２５３３ ・・・（２） と２５３３Ｇ程度あればよいことが判る。

【００７０】この実施例のように、第１〜第３の磁石を
配置すると、垂直磁気ディスク１を回転するだけで凸部
１３と凹部１４にそれぞれ対応した位置決め信号を書き
込むことができ、書き込み作業が格段に簡略化され、装
置の簡略化及び生産性の向上を図ることができる。

【００７１】なお、上述の実施例７においては、Ｕ字状
の第３の磁石により凸部１３の磁化方向を反転させた
が、例えば棒状の第３の永久磁石及び第４の永久磁石を
垂直磁気ディスク１上に、第１の永久磁石及び第２の永
久磁石による磁化の向きとは逆向きに磁化されるように
配置してもよい。また、第１の及び第２の永久磁石の形
状が垂直磁気ディスクの表面を覆うように垂直磁気ディ
スクと同様の円形状であっても一方向への垂直磁化させ
ることができ、この場合、それぞれの永久磁石の間にあ
る垂直磁気ディスク１を回転させることなく垂直磁化さ
せることができる。

【００７２】なお、本発明は上述の各実施例に限定され
ることなく、磁化させる手段として単磁極型ヘッドとし
て永久磁石を用いる代わりに電磁石を用いたり、垂直磁
気ディスク及びヘッドの構成等に対する種々の変形変更
を容易に行うことができることは明かである。

【００７３】以上のようにして垂直磁気記録媒体を構成
することにより、高精度な位置制御、すなわち垂直磁気
記録媒体に対する高精度なトラッキング制御が可能にな
り、記録容量を大幅に向上させることができる。また、
前述した各種の垂直磁気記録媒体への信号記録方法を用
いることによって、従来、垂直磁気記録方式において位
置決め信号を記録する方法が開発されていなかったが、
１つの磁気ヘッドに第１の直流電流と、これとは逆極性
の第２の直流電流とを順次印加することによって垂直磁
気ディスクの表面の凹凸に対応して逆向きの磁化を書き
込むことができる。これにより、ヘッド交換作業を不要
とすることにより生産性の向上を図ることができ、この
方法を用いた装置を用いれば、１種類の磁気ヘッドのみ
を用い、磁気ヘッドに印加する直流電流の大きさを変化
させ、この直流電流の大きさに応じて磁気ヘッドの垂直
磁気ディスクの表面からの浮上量を変化させることによ
る所定領域に達する磁場の大きさの違いを利用して構成
できるので、装置構成を簡略化することができる。

【００７４】また、垂直磁気ディスク１の半径以上の長
さの第１の及び第２の磁石として例えば永久磁石や電磁
石等の磁石を用いて所定領域だけを逆向きに磁化するこ
とによって、凹凸パターンに対応する位置決め信号を書
き込むことができ、ヘッド交換作業を不要として生産性
の向上をはかり、装置構成を簡略化することができる。

【００７５】

【発明の効果】本発明に係る垂直磁気記録媒体では、垂
直磁性層は、位置決め信号の記録される凹部と凸部で記
録する垂直磁化方向を互いに逆方向に揃えることことに
より、高精度な位置制御、すなわち垂直磁気記録媒体に
対する高精度なトラッキング制御が可能になり、記録容
量を大幅に向上させることができる。

【００７６】また、本発明に係る垂直磁気記録媒体への
信号記録方法では、垂直磁気記録方式によって非磁性基
板上に形成された垂直磁性層に情報信号の記録を行い、
かつ予め上記非磁性基板に形成される凹凸を磁気ヘッド
の位置信号とするサーボピットを備える垂直磁気記録媒
体に対して第１の垂直磁化工程で上記垂直磁気記録媒体
の凹部と凸部の垂直磁性層全面に第１の磁化手段により
第１の磁場を印加して同一の垂直方向に磁化させ、第２
の磁化工程で上記垂直磁気記録媒体を上記垂直磁気記録
媒体の半径方向に回転移動させながら、上記第１の磁化
手段以下の大きさの第２の磁化手段で上記第１の磁場と
逆方向の第２の磁場を上記凸部の垂直磁性層のみに印加
して上記第１の磁場と逆の垂直方向に磁化させて、上記
凸部のサーボピットに上記凹部と垂直磁化方向の異なる
情報信号を記録させることにより、ヘッド交換作業を不
要として生産性の向上をはかり、装置構成を簡略化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る垂直磁気記録媒体としての垂直磁
気ディスクの一断面を模式的に示す断面図である。

【図２】上記垂直磁気ディスクがセクタに分割されてい
る状態を模式的に示す模式図である。

【図３】上記垂直磁気ディスクの凹凸パターンの配置及
び極性を説明するための模式図である。

【図４】本発明に係る垂直磁気記録媒体への信号記録方
法の基本的な信号記録の手順及び実施例１を説明するた
めの模式図である。

【図５】信号記録方法における第２の直流信号と凸部で
再生される位置決め信号の再生出力の関係を示すグラフ
である。

【図６】垂直磁気記録媒体への信号記録方法の実施例２
の信号記録の手順を説明するための模式図である。

【図７】本発明の垂直磁気記録媒体への信号記録方法に
おいて実施例５の全面を一方向に垂直磁化させる構成及
び信号記録の手順を説明する模式図である。

【図８】上記実施例５のより具体的な構成及び信号記録
の手順を説明するための模式図である。

【図９】静磁界解析による永久磁石間の距離に対する磁
束密度分布を示すグラフである。

【図１０】本発明の垂直磁気記録媒体への信号記録方法
において実施例６を説明するための模式図である。

【図１１】上記実施例６において静磁界解析による永久
磁石間の距離に対する磁束密度分布を示すグラフであ
る。

【図１２】本発明の垂直磁気記録媒体への信号記録方法
において実施例７を説明するための模式図である。

【図１３】上記実施例７において静磁界解析による永久
磁石間の距離に対する磁束密度分布を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１・・・・垂直磁気ディスク ２・・・・磁気ヘッド １１・・・非磁性支持体 １２・・・垂直磁性層 １３・・・凸部 １４・・・凹部 ２１・・・第１の永久磁石 ２２・・・第２の永久磁石 ２３・・・第３の永久磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/596 G11B 5/02 G11B 5/82

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性基板上に予め凹凸による位置決め
   信号が記録され、該非磁性基板上に形成された磁性層に
   情報信号を垂直方向に記録する垂直磁気記録媒体におい
   て、 上記磁性層は、位置決め信号が記録される凹部と凸部で
   記録する垂直磁化方向を互いに逆方向に揃えることを特
   徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 垂直磁気記録方式によって非磁性基板上
   に形成された垂直磁性層に情報信号の記録を行い、かつ
   予め上記非磁性基板に形成される凹凸を磁気ヘッドの位
   置信号とするサーボピットを備える垂直磁気記録媒体へ
   の信号記録方法において、 上記垂直磁気記録媒体の凹部と凸部の垂直磁性層全面に
   第１の磁化手段により第１の磁場を印加して同一の垂直
   方向に磁化する第１の垂直磁化工程と、 上記垂直磁気記録媒体を上記垂直磁気記録媒体の半径方
   向に回転移動させながら、上記第１の磁化手段以下の大
   きさの第２の磁化手段で上記第１の磁場と逆方向の第２
   の磁場を上記凸部の垂直磁性層のみに印加して上記第１
   の磁場と逆の垂直方向に磁化させる第２の磁化工程を順
   次行うことを特徴とする垂直磁気記録媒体への信号記録
   方法。
3. 【請求項３】 上記第１の磁化手段が永久磁石または電
   磁石のときには、上記第１の磁化手段の上記垂直磁気記
   録媒体の半径方向の長さを上記垂直磁気記録媒体の半径
   の長さと同一以上にし、 磁気ヘッドのときには、上記第１の磁化手段の大きさを
   上記垂直磁気記録媒体の半径と同一以上または上記垂直
   磁気記録媒体のトラック幅以上の大きさにして上記第１
   の磁化手段を上記垂直磁気記録媒体の半径方向へ回転移
   動させながら上記第１の垂直磁化工程を行うことを特徴
   とする請求項２記載の垂直磁気記録媒体への信号記録方
   法。
4. 【請求項４】 上記第２の磁化手段における上記垂直磁
   気記録媒体の半径方向の長さは、上記垂直磁気ディスク
   の半径と同一以上とし、この第２の磁化手段を上記垂直
   磁気記録媒体面に近接配置させて第２の磁場の印加を行
   うことを特徴とする請求項２記載の垂直磁気記録媒体へ
   の信号記録方法。
5. 【請求項５】 上記第１の垂直磁化工程では、凹部と凸
   部の垂直磁性層全面を同一方向に垂直磁場を印加し、上
   記第２の垂直磁化工程では、上記凸部だけを上記第１の
   磁場と逆方向の第２の磁場を印加することを特徴とする
   請求項３及び４記載の垂直磁気記録媒体への信号記録方
   法。
6. 【請求項６】 上記第２の磁化手段に流す直流電流は、
   上記第１の磁場により磁化された方向と逆方向に上記凸
   部の垂直磁性層のみを磁化する大きさと極性を選定して
   上記第２の磁化手段に印加することを特徴とする請求項
   ２及び３記載の垂直磁気記録媒体への信号記録方法。
7. 【請求項７】 上記第２の磁化手段に用いる磁気ヘッド
   のトラック幅は、上記垂直磁気ディスクの半径と同一以
   上の長さとすることを特徴とする請求項６記載の垂直磁
   気記録媒体への信号記録方法。
8. 【請求項８】 上記磁気ヘッドには、単磁極型ヘッドが
   用いられることを特徴とする請求項３、５、６または７
   記載の垂直磁気記録媒体への信号記録方法。