JP3796256B2 - Magnetic recording / reproducing device - Google Patents
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本発明は、基板上に磁気記録層が所定の凹凸パターンで形成され、いわゆるサーボ領域と情報データ領域を有する磁気記録媒体(ディスクリートタイプの磁気記録媒体)と、この磁気記録媒体のサーボ信号を検出するとともに情報データを記録再生する磁気ヘッドとを有する磁気記録再生装置に関するものである。 The present invention detects a magnetic recording medium (discrete type magnetic recording medium) having a so-called servo area and an information data area, on which a magnetic recording layer is formed in a predetermined uneven pattern on a substrate, and a servo signal of this magnetic recording medium In addition, the present invention relates to a magnetic recording / reproducing apparatus having a magnetic head for recording / reproducing information data.
従来、ハードディスク等の磁気記録媒体の面記録密度の向上は、(1)線記録密度を向上させることと、(2)トラック密度を向上させることの双方の手法により達成されてきている。今後さらにより一層の高密度化を図るためには、上記双方の手法に基づく記録密度の向上が必要である。 Conventionally, the improvement in the surface recording density of a magnetic recording medium such as a hard disk has been achieved by both (1) improving the linear recording density and (2) improving the track density. In order to further increase the density in the future, it is necessary to improve the recording density based on both of the above methods.
トラック密度を向上させることに関しては、磁気ヘッドの加工限界、磁気ヘッド磁界の広がりに起因するサイドフリンジ、クロストークなどの問題が顕在化してきており、従来の改良手法の延長である磁気ヘッドの高トラック化技術を進歩させることによる面記録密度の向上は限界に達していると言える。 With regard to improving the track density, problems such as side fringing and crosstalk due to the processing limit of the magnetic head, the spread of the magnetic head magnetic field, and the like have become obvious. It can be said that the improvement of the surface recording density by advancing the track technology has reached the limit.
一方、線記録密度を向上させる手法として、従来の長手磁気媒体においては、薄層化、高保磁力が図られてきたが、さらなる媒体の高密度化と記録磁化の熱揺らぎに対する安定性の観点から、これらの条件を満足する垂直磁気記録媒体が注目されている。 On the other hand, as a method for improving the linear recording density, the conventional longitudinal magnetic medium has been made thin and high coercive force, but from the viewpoint of further increasing the density of the medium and the stability against thermal fluctuation of the recording magnetization. Attention has been focused on perpendicular magnetic recording media that satisfy these conditions.
このような実状のもと、面記録密度を向上させ、磁気ヘッドの高トラック密度化を補完する技術として、記録層を所定の凹凸パターンに形成するディスクリートトラックディスクタイプの磁気記録媒体が提案されている。例えば、特開平11−328662号公報には、基板に予め所定の凹凸が施され、その凹凸に沿って単層の垂直磁気記録層が形成されている磁気記録媒体が開示されている。 Under such circumstances, a discrete track disk type magnetic recording medium in which a recording layer is formed in a predetermined concavo-convex pattern has been proposed as a technique for improving the surface recording density and complementing the increase in the track density of the magnetic head. Yes. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-328662 discloses a magnetic recording medium in which predetermined irregularities are provided in advance on a substrate, and a single perpendicular magnetic recording layer is formed along the irregularities.
高記録密度化を達成するには低スペーシング化が必要である。しかしながら、記録層の凹凸形状は磁気ヘッドの安定した浮上特性が得られないことがあり、ヘッドクラッシュなどの問題を引き起こす可能性がある。このような観点から、特開平10−222944号公報には、トラック幅方向に凹凸形状を変え磁気ヘッドの浮上安定性を目的とした記録媒体が開示されている。 To achieve high recording density, low spacing is necessary. However, the uneven shape of the recording layer may not provide stable flying characteristics of the magnetic head, and may cause problems such as head crashes. From this point of view, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-222944 discloses a recording medium for changing the uneven shape in the track width direction for the purpose of floating stability of the magnetic head.
さらに、特開2000−195042号公報には、磁気ヘッドの浮上特性の安定性を確保するため、凹凸形状の凹部を非磁性材料もしくは他の材料で充填するディスクリートタイプの磁気記録媒体が提案されている。 Further, JP 2000-195042 A proposes a discrete type magnetic recording medium in which concave and convex portions are filled with a nonmagnetic material or other material in order to ensure the stability of the flying characteristics of the magnetic head. Yes.
また、特開平6−111502号公報には、長手記録媒体における矩形状の凹凸構造によるトラッキングサーボのバーストパターンの幅、トラックピッチ及び再生ヘッドの読み出し幅との関係を規定した技術が開示されている。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 6-111502 discloses a technique that defines the relationship between the width of a tracking servo burst pattern, the track pitch, and the read-out width of a reproducing head using a rectangular uneven structure in a longitudinal recording medium. .
一般に、磁気ディスク装置において、使用される磁気記録媒体には、磁気ヘッドのトラッキング用のためのサーボ領域がサーボトラックライタにより記録されている。 In general, in a magnetic disk device, a servo area for tracking a magnetic head is recorded on a magnetic recording medium used by a servo track writer.
サーボ領域には、一般に、ISG(Initial Signal Gain)部、SVAM(SerVo Address Mark)部、グレイコード部、バースト部、およびパッド部が存在し、これらは、所定の機能を発揮するために、種々の磁気パターンが形成されている。 The servo area generally includes an ISG (Initial Signal Gain) part, an SVAM (SerVo Address Mark) part, a Gray code part, a burst part, and a pad part, and these are various in order to perform a predetermined function. The magnetic pattern is formed.
これらの磁気パターンにおいて、バースト部は、磁気記録媒体の半径方向に1トラック分の幅で記録されている。また、それ以外のISG部、SVAM部、グレイコード部およびパッド部は、ディスク半径方向に連続して記録されているか、あるいは、半径方向に少なくとも数トラック以上に亘って連続して記録されている。 In these magnetic patterns, the burst portion is recorded with a width of one track in the radial direction of the magnetic recording medium. The other ISG, SVAM, gray code, and pad sections are recorded continuously in the radial direction of the disk, or are recorded continuously over at least several tracks in the radial direction. .
ところで、近年の磁気記録装置の記録密度の増大は著しく、磁気記録媒体に記録される記録ビットの大きさも記録密度の増加に伴なって減少している。そのため、高いS/Nを確保するため磁性粒子も小さくする必要があり、従来広く用いられてきた長手記録方式の媒体では磁性粒子の磁化のエネルギーKuV(Ku:磁気異方性定数、V:磁性粒子の体積)と、周囲温度の熱エネルギーkT(k:ボルツマン定数、T:絶対温度)との比であるKuV/kTの値が、一般的な目安としておよそ60より小さくなると、外乱としての熱エネルギーの擾乱により磁化が確率的に揺らいで、経時的に磁化が低下する、いわゆる熱揺らぎの現象が顕在化すると言われている。 By the way, in recent years, the recording density of the magnetic recording apparatus has increased remarkably, and the size of the recording bits recorded on the magnetic recording medium has also decreased as the recording density increased. For this reason, it is necessary to reduce the size of the magnetic particles in order to ensure a high S / N. In the medium of the longitudinal recording system that has been widely used in the past, the magnetization energy KuV (Ku: magnetic anisotropy constant, V: magnetism). If the value of KuV / kT, which is the ratio between the volume of the particles) and the thermal energy kT of the ambient temperature (k: Boltzmann constant, T: absolute temperature) is less than about 60 as a general guideline, heat as disturbance It is said that a phenomenon of so-called thermal fluctuation, in which magnetization is stochastically fluctuated due to energy disturbance, and magnetization is lowered with time, becomes apparent.
そこで、磁性粒子の磁化エネルギーを大きくするため、高密度でも媒体の膜厚を大きくすることが出来る垂直磁気記録媒体が注目されている。 Therefore, in order to increase the magnetization energy of the magnetic particles, a perpendicular magnetic recording medium that can increase the thickness of the medium even at high density has attracted attention.
垂直磁気記録媒体は、高密度になるほど磁化が安定になり熱揺らぎに対して強い反面、低記録密度、すなわち、ビット長が大きい領域において磁化の大きさを減ずる反磁界が大きくなるため、熱揺らぎの影響が加速され記録磁化が減じる傾向にある。 In perpendicular magnetic recording media, the higher the density, the more stable the magnetization and the greater the resistance to thermal fluctuations.On the other hand, the low recording density, that is, the demagnetizing field that reduces the magnitude of magnetization in the region where the bit length is large increases. The effect of this is accelerated and the recorded magnetization tends to decrease.
したがって、前記熱揺らぎの影響を最も受ける領域は、比較的記録密度の低いサーボ信号が記録されているサーボ領域である。 Therefore, the area most affected by the thermal fluctuation is a servo area where a servo signal having a relatively low recording density is recorded.
サーボ信号は、一旦記録されると通常は再び磁気ヘッドで再記録されることがないため、長期間に亘る熱揺らぎの影響を受け易く、記録磁化の減少により、サーボ信号が低下し、トラッキングサーボの信号品質が低下してしまうという問題が生じ得る。 Once the servo signal is recorded, it is not normally re-recorded by the magnetic head, so it is easily affected by thermal fluctuations over a long period of time. This may cause a problem that the signal quality of the signal deteriorates.
このような問題に対して、特開平11−25402号公報には、凹凸構造を有しない垂直磁気記録媒体のトラッキング用サーボ信号の記録磁化において、記録ビット内の磁化飽和時の最大減磁界が記録層の保磁力より小さくなるようにサーボ信号のビット長を設定する技術が開示されており、設定のための関係式が求められている。 In order to deal with such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-25402 discloses the maximum demagnetization field at the time of magnetization saturation in a recording bit in the recording magnetization of a tracking servo signal of a perpendicular magnetic recording medium having no concavo-convex structure. A technique for setting the bit length of the servo signal so as to be smaller than the coercive force of the layer is disclosed, and a relational expression for setting is required.
この提案技術において、サーボ信号は、当該公報図面に示されるように矩形状ビットの垂直磁化Mが交互に反転しつつ連続して配列されるため、あるビット内で発生する反磁界Hdも最隣接のビットからの磁界Hによって反磁界が軽減される。特にビットとビットとの境界においては、反磁界は原理的にゼロとなり、理想的な磁化遷移近傍は飽和磁化に近い値が確保されると考えられる。 In this proposed technique, the servo signal is continuously arranged while the perpendicular magnetization M of the rectangular bits are alternately reversed as shown in the drawing of the publication, so that the demagnetizing field Hd generated in a certain bit is also the closest. The demagnetizing field is reduced by the magnetic field H from the bit. In particular, at the boundary between bits, the demagnetizing field is theoretically zero, and it is considered that a value close to saturation magnetization is secured in the vicinity of an ideal magnetization transition.
しかしながら、凹凸構造を設けたディスクリートトラックディスクの場合、特開平6−111502号公報に示されるように、サーボパターンに対応する磁気記録層の凹凸形状におけるバースト部においては、通常、矩形状記録のビットが1ビットづつ間隔を置いて配置されている。また、ISG部、SVAM部、グレイコード部においては、ディスク半径方向に長い矩形状のビットが1ビットづつ間隔を置いて配置されている。 However, in the case of a discrete track disk provided with a concavo-convex structure, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 6-111502, in a burst portion in the concavo-convex shape of a magnetic recording layer corresponding to a servo pattern, a bit for rectangular recording is usually used. Are arranged at intervals of 1 bit. In the ISG portion, SVAM portion, and gray code portion, rectangular bits that are long in the disk radial direction are arranged at intervals of one bit.
このように磁気記録層を凹凸構造に加工したディスクリートトラックディスクにおいては、特開平11−25402号公報に示されるごとく垂直磁気媒体に連続的に反転する磁化を記録する方式と異なり、サーボ信号の記録された凸部の磁気記録層は完全に孤立しており、本来反磁界を弱めるように作用する(反転磁化の)最隣接ビットも存在しない。さらに、1ビット長だけ遠い位置にあるビットは同じ磁化方向に着磁されたものであり、反磁界を減じる効果はほとんど期待できず、寧ろ反磁界を大きくするように作用する。 In the discrete track disk in which the magnetic recording layer is processed to have a concavo-convex structure as described above, unlike the method of recording continuously reversing magnetization on a perpendicular magnetic medium as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 11-25402, servo signal recording is performed. The convex magnetic recording layer thus formed is completely isolated, and there is no nearest neighbor bit (reversed magnetization) that originally acts to weaken the demagnetizing field. Further, the bits located at a position 1 bit far away are magnetized in the same magnetization direction, and the effect of reducing the demagnetizing field can hardly be expected, but rather acts to increase the demagnetizing field.
従って、完全に孤立して形成されているサーボ信号用凸部の磁気記録層の設計指針が要望される。 Therefore, a design guideline for the magnetic recording layer of the servo signal convex portion formed completely isolated is desired.
ところで、垂直磁気記録層(磁性層)の凹凸構造を形成するに際し、凹部の深さを浅くするほど作業時間を短縮出来、製造コストが低減出来る。従って、磁性層を完全に除去することなく凹凸の磁性層を形成し、凹部に非磁性材料を充填させる形態は、プロセスを簡略化し作業コストを低減させるという観点からすれば、望ましい形態であると言える。 By the way, when forming the concavo-convex structure of the perpendicular magnetic recording layer (magnetic layer), the working time can be shortened and the manufacturing cost can be reduced as the depth of the concave portion is reduced. Therefore, the form in which the uneven magnetic layer is formed without completely removing the magnetic layer and the recess is filled with the nonmagnetic material is desirable from the viewpoint of simplifying the process and reducing the operation cost. I can say that.
しかしながら、何の方策も考慮せずに磁性層の凹凸形状を定めると、磁性層の凹部の深さの大きさに対してサーボ信号出力が低下するなどの問題が生じることがある。特に、サーボ領域における垂直磁気記録層(磁性層)の凹凸構造のパラメータ、凹部の深さ、さらにここに適用する垂直磁気記録層(磁性層)の磁気特性などによって、様々な劣化モードが生じる可能性がある。そのため、凹凸パターンで形成された磁性層のうちの凸部におけるサーボトラッキング信号については、熱揺らぎに対して十分な長期信頼性を確保して使用することは困難であった。 However, if the concave / convex shape of the magnetic layer is determined without taking any measures into consideration, problems such as a decrease in servo signal output with respect to the depth of the concave portion of the magnetic layer may occur. In particular, various deterioration modes may occur depending on the parameters of the concavo-convex structure of the perpendicular magnetic recording layer (magnetic layer) in the servo region, the depth of the recessed portion, and the magnetic characteristics of the perpendicular magnetic recording layer (magnetic layer) applied here. There is sex. For this reason, it is difficult to use a servo tracking signal in the convex portion of the magnetic layer formed in the concave / convex pattern while ensuring sufficient long-term reliability against thermal fluctuation.
このような実状のもとに本発明は創案されたものであって、その目的は、凹凸パターンで形成された磁性層のうちの凸部におけるサーボトラッキング信号を有する垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録装置において、熱揺らぎにより生ずるサーボ信号の劣化を抑制し、長期に亘って安定したサーボ機能の確保ができる磁気記録媒体を有する磁気記録装置を提供することにある。 The present invention has been devised based on such a situation, and the object is to use a magnetic recording medium using a perpendicular magnetic recording medium having a servo tracking signal at a convex portion of a magnetic layer formed by a concave-convex pattern. An object of the present invention is to provide a magnetic recording apparatus having a magnetic recording medium capable of suppressing the deterioration of servo signals caused by thermal fluctuation and ensuring a stable servo function over a long period of time.
このような課題を解決するために、本発明の磁気記録再生装置はデータ情報記録部及びトラッキング用のサーボ用情報部を有するディスクリートタイプの垂直磁気記録媒体を有し、当該媒体の熱揺らぎの影響を最も強く受ける垂直磁気記録媒体のサーボ領域において、垂直磁気記録媒体の熱揺らぎを加速する反磁界の影響を低減できるように、サーボ領域の凹凸構造を磁気特性を考慮しつつ仕様設定することにある。特に、サーボ領域のそれぞれの機能に必要な凹凸構造に対して、熱揺らぎを加速する反磁界に打ち勝つため、垂直磁気記録媒体の凹凸磁性層の形態仕様および磁気特性仕様を設定するようにしている。 In order to solve such problems, the magnetic recording / reproducing apparatus of the present invention has a discrete type perpendicular magnetic recording medium having a data information recording section and a tracking servo information section, and the influence of thermal fluctuation of the medium. In the servo area of the perpendicular magnetic recording medium that receives the strongest magnetic field, the rugged structure of the servo area should be set in consideration of the magnetic characteristics so that the influence of the demagnetizing field that accelerates the thermal fluctuation of the perpendicular magnetic recording medium can be reduced. is there. In particular, for the concavo-convex structure necessary for each function of the servo area, in order to overcome the demagnetizing field that accelerates thermal fluctuation, the configuration specifications and magnetic characteristic specifications of the concavo-convex magnetic layer of the perpendicular magnetic recording medium are set. .
すなわち、本発明は、データ情報記録部及びトラッキング用のサーボ用情報部を有する垂直磁気記録媒体と、前記サーボ用情報部のサーボ情報を検出するとともに、前記データ情報記録部へデータ情報を記録し再生する磁気ヘッドを有する磁気記録再生装置であって、前記サーボ用情報部は、所定の凹凸パターンで形成された垂直磁気記録層のうちの凸パターンで構成されるとともに、凹部パターンの内部は非磁性材料で充填されており、該サーボ用情報部は、トラッキング用のバースト信号が記録されるバースト部を備え、前記バースト部は、バースト信号が記録された複数の凸部からなる垂直磁気記録層を所定配置することにより形成されており、前記凸部からなる垂直磁気記録層は、トラック幅方向(トラック半径方向)およびトラック円周方向に、それぞれ第1の台形形状および第2の台形形状を有し、前記トラック幅方向の第1の台形形状において、凸部からなる垂直磁気記録層の表面に対応する上辺をW1、凸部からなる垂直磁気記録層の基部到達に至るまで延長された底辺に対応する下辺(第1の台形形状を延長した凸部からなる垂直磁気記録層の底辺に対応する下辺)をW2(ただし、W2>W1)とし、隣接する下辺W2の間の間隙長さをW3とし、前記トラック円周方向の第2の台形形状において、凸部からなる垂直磁気記録層の表面に対応する上辺をL1、凸部からなる垂直磁気記録層の基部到達に至るまで延長された底辺に対応する下辺(第2の台形形状を延長した凸部からなる垂直磁気記録層の底辺に対応する下辺)をL2(ただし、L2>L1)、隣接する下辺L2の間の間隙長さをL3とし、凸部の領域の垂直磁気記録層の全体厚さ(凸部の垂直磁気記録層の上辺から下辺までの距離)をtとし、凹部の下に残存している垂直磁気記録層の厚さをδとし、前記凸部の垂直磁気記録層の膜面に垂直方向の保磁力をHc、飽和磁化をMs、保磁力角型比をS*としたとき、前記保磁力角型比S*が0.8以上の値をとり、しかも下記式(1)の関係を満たすようにバースト部の仕様が設定されてなるように構成される。
また、本発明は、データ情報記録部及びトラッキング用のサーボ用情報部を有する垂直磁気記録媒体と、前記サーボ用情報部のサーボ情報を検出するとともに、前記データ情報記録部へデータ情報を記録し再生する磁気ヘッドを有する磁気記録再生装置であって、前記サーボ用情報部は、所定の凹凸パターンで形成された垂直磁気記録層のうちの凸パターンで構成されるとともに、凹部パターンの内部は非磁性材料で充填されており、該サーボ用情報部は、ISG部、SVAM部、グレイコード部、パッド部を形成するためのトラック半径方向(トラック幅方向)に伸びる帯状凸部を有し、前記帯状凸部は、トラック円周方向に、凸部からなる垂直磁気記録層の表面に対応する上辺L1、凸部からなる垂直磁気記録層の基部到達に至るまで延長された底辺に対応する下辺(第2の台形形状を延長した凸部からなる垂直磁気記録層の底辺に対応する下辺)L2(ただし、L2>L1)の台形形状を有するとともに、トラック半径方向にはL2の長さの100倍以上の長さを備える帯状形状となっており、前記帯状凸部の隣接する下辺L2の間の間隙長さをL3とし、凸部の領域の垂直磁気記録層の全体厚さ(凸部の垂直磁気記録層の上辺から下辺までの距離)をtとし、凹部の下に残存している垂直磁気記録層の厚さをδとし、前記帯状凸部の垂直磁気記録層の膜面に垂直方向の保磁力をHc、飽和磁化をMs、保磁力角型比をS*としたとき、前記保磁力角型比S*が0.8以上の値をとり、しかも下記式(3)の関係を満たすように帯状凸部の仕様が設定されてなるように構成される。
また、本発明の磁気記録再生装置において、前記サーボ用情報部におけるサーボ信号のための記録は、前記垂直磁気記録媒体を直流磁界中で前記垂直磁気記録層に垂直に印加することにより、一括磁化されてなるように構成される。
また、本発明の磁気記録再生装置において、前記サーボ用情報部は所定の凹凸パターンで形成されており、凹部にはディスクリート作用を発揮させるための非磁性材料が充填されてなるように構成される。
That is, the present invention detects a servo information of a perpendicular magnetic recording medium having a data information recording section and a tracking servo information section, and the servo information section, and records data information in the data information recording section. A magnetic recording / reproducing apparatus having a magnetic head for reproducing, wherein the servo information portion is constituted by a convex pattern of a perpendicular magnetic recording layer formed by a predetermined concavo-convex pattern, and the inside of the concave pattern is not The servo information section is filled with a magnetic material, and the servo information section includes a burst section in which a tracking burst signal is recorded. The burst section is a perpendicular magnetic recording layer composed of a plurality of convex sections in which the burst signal is recorded. the is formed by a predetermined arrangement, the perpendicular magnetic recording layer composed of the convex portion, the track width direction (track radius direction) and track Circumferentially, each having a first trapezoidal shape and a second trapezoidal shape, in the first trapezoidal shape of the track width direction, the upper side corresponding to the surface of the perpendicular magnetic recording layer composed of a convex portion W1, The lower side corresponding to the base extended to reach the base of the perpendicular magnetic recording layer comprising the convex portion (the lower side corresponding to the bottom of the perpendicular magnetic recording layer comprising the convex portion extending the first trapezoidal shape) is represented by W2 (however, W2> W1) , the gap length between the adjacent lower sides W2 is W3, and the upper side corresponding to the surface of the perpendicular magnetic recording layer made of the convex portion is L1 in the second trapezoidal shape in the track circumferential direction. The lower side corresponding to the base extended to reach the base of the perpendicular magnetic recording layer made of the convex portion ( the lower side corresponding to the base of the perpendicular magnetic recording layer made of the convex extending the second trapezoidal shape) is denoted by L2 ( However, L2> L1), Contacting a gap length between the lower side L2 and L3, the overall thickness of the perpendicular magnetic recording layer in the region of the protrusion (the distance from the upper side of the perpendicular magnetic recording layer of the convex portion to the lower side) and t, under the recess The thickness of the remaining perpendicular magnetic recording layer is δ, the coercive force in the direction perpendicular to the film surface of the perpendicular perpendicular magnetic recording layer is Hc, the saturation magnetization is Ms, and the coercive force squareness ratio is S * . In this case, the coercive force squareness ratio S * has a value of 0.8 or more, and the specifications of the burst portion are set so as to satisfy the relationship of the following formula (1).
The present invention also provides a perpendicular magnetic recording medium having a data information recording unit and a tracking servo information unit, and detects servo information in the servo information unit and records data information in the data information recording unit. A magnetic recording / reproducing apparatus having a magnetic head for reproducing, wherein the servo information portion is constituted by a convex pattern of a perpendicular magnetic recording layer formed by a predetermined concavo-convex pattern, and the inside of the concave pattern is not The servo information portion is filled with a magnetic material, and the servo information portion has an ISG portion, an SVAM portion, a gray code portion, and a belt-like convex portion extending in a track radial direction (track width direction) for forming a pad portion , The band-shaped convex portion extends in the track circumferential direction until the upper side L1 corresponding to the surface of the perpendicular magnetic recording layer made of the convex portion reaches the base of the perpendicular magnetic recording layer made of the convex portion. A lower side corresponding to the elongated bottom side (a lower side corresponding to the bottom side of the perpendicular magnetic recording layer formed of a convex portion extending from the second trapezoidal shape) L2 (where L2> L1) and a trapezoidal shape, and a track radial direction Has a belt-like shape having a length of 100 times or more of the length of L2, and the gap length between the adjacent lower sides L2 of the belt-like convex portion is L3, and the perpendicular magnetic recording layer in the region of the convex portion The total thickness (distance from the upper side to the lower side of the perpendicular magnetic recording layer of the convex portion) is t, and the thickness of the perpendicular magnetic recording layer remaining under the concave portion is δ, and the perpendicular magnetic property of the belt-like convex portion is When the coercivity in the direction perpendicular to the film surface of the recording layer is Hc, the saturation magnetization is Ms, and the coercivity squareness ratio is S * , the coercivity squareness ratio S * takes a value of 0.8 or more. It is configured so that the specifications of the belt- like convex part are set so as to satisfy the relationship of the following formula (3). The
In the magnetic recording / reproducing apparatus of the present invention, recording for the servo signal in the servo information section is performed by applying the perpendicular magnetic recording medium perpendicularly to the perpendicular magnetic recording layer in a DC magnetic field, thereby performing collective magnetization. It is configured to be made.
In the magnetic recording / reproducing apparatus of the present invention, the servo information section is formed in a predetermined uneven pattern, and the recess is filled with a nonmagnetic material for exerting a discrete action. .
本発明の磁気記録装置は媒体の熱揺らぎの影響を最も強く受ける垂直磁気記録媒体のサーボ領域において、サーボ領域のそれぞれの機能に必要な凹凸構造に対して、熱揺らぎを加速する反磁界に打ち勝つため、垂直磁気記録媒体の凹凸磁性層の形態仕様および磁気特性仕様を設定するようにしているので、サーボ領域の凹凸構造の垂直磁気記録層の磁化の熱揺らぎにより生ずるサーボ信号の劣化を抑制し、長期に亘って安定したサーボ機能の確保ができる。 The magnetic recording apparatus of the present invention overcomes the demagnetizing field that accelerates the thermal fluctuation against the concavo-convex structure necessary for each function of the servo area in the servo area of the perpendicular magnetic recording medium that is most affected by the thermal fluctuation of the medium. Therefore, since the configuration specifications and magnetic characteristics specifications of the concavo-convex magnetic layer of the perpendicular magnetic recording medium are set, the deterioration of the servo signal caused by the thermal fluctuation of the magnetization of the perpendicular magnetic recording layer of the concavo-convex structure in the servo area is suppressed. Thus, a stable servo function can be ensured over a long period of time.
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
本発明の磁気記録再生装置は、データ情報記録部及びトラッキング用のサーボ用情報部を有する磁気記録媒体と、サーボ用情報部のサーボ情報を検出するとともに、前記データ情報記録部へデータ情報を記録し再生するための磁気ヘッドを有している。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail.
The magnetic recording / reproducing apparatus of the present invention detects a servo information of a magnetic information medium having a data information recording part and a servo information part for tracking, and a servo information part, and records data information in the data information recording part. And a magnetic head for reproduction.
まず、最初に、装置全体の構成を把握するために、磁気記録再生装置の概略構成例の説明を図6に基づいて説明する。 First, in order to grasp the overall configuration of the apparatus, a description will be given of a schematic configuration example of the magnetic recording / reproducing apparatus with reference to FIG.
(磁気記録再生装置の概略構成例の説明)
図6には本発明の好適な一例である磁気記録再生装置の概略構成斜視図が示される。
(Description of schematic configuration example of magnetic recording / reproducing apparatus)
FIG. 6 shows a schematic configuration perspective view of a magnetic recording / reproducing apparatus which is a preferred example of the present invention.
この図において、磁気記録媒体1としてはディスク状の垂直磁気記録媒体が用いられ、この媒体は、スピンドルモータ2により回転駆動されるようになっている。
In this figure, a disk-shaped perpendicular magnetic recording medium is used as the magnetic recording medium 1, and this medium is driven to rotate by a
また、磁気記録媒体に対してデータの読み出しや書き込みを行なうために、媒体の外側方向から媒体内側方向に向けて延設された回動アーム4の先端には記録再生用の磁気ヘッド5が設けられている。回動アーム4はボイスコイルモータ3によって回動されるようになっており、例えば、記録再生用の磁気ヘッドにより検出されたサーボ信号に基づき磁気ヘッドを所定のトラックに位置決めできるようになっている。
Further, in order to read / write data from / to the magnetic recording medium, a recording / reproducing
記録再生用の磁気ヘッド5は記録素子および再生素子を有し、記録素子には、例えば主磁極励磁型の単磁極ヘッドが用いられ、再生素子には例えばGMR(巨大磁気抵抗効果)ヘッドが用いられる。GMRヘッドの代わりに、TMR(トンネリング磁気抵抗効果)ヘッド等を用いてもよい。
The recording / reproducing
(磁気記録媒体の説明)
次いで、磁気記録媒体の構成について説明する。
(Description of magnetic recording medium)
Next, the configuration of the magnetic recording medium will be described.
図1には本発明に用いられるディスク状の磁気記録媒体1の全体形状を表す概略平面図が示され、図2には、図1の四角で囲まれた微小部分100の部分拡大概略図が示される。図2においては、主として、サーボ信号が記録された領域であるサーボ用情報部90および記録再生のためのデータトラック群であるデータ情報記録部80が概念的に現されている。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the overall shape of a disk-shaped magnetic recording medium 1 used in the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged schematic view of a
図3には、本発明における磁気記録媒体の好適な実施の形態を概念的に示す断面図が示され、図3は、図2のα−α矢視断面図に実質的に相当する。 FIG. 3 is a sectional view conceptually showing a preferred embodiment of the magnetic recording medium in the present invention, and FIG. 3 substantially corresponds to the sectional view taken along the line α-α in FIG.
図1において、図示されてはいないがディスク基板上には記録再生のための複数のデータトラック群が同心円状に配置・形成されている。 In FIG. 1, although not shown, a plurality of data track groups for recording and reproduction are concentrically arranged and formed on a disk substrate.
また、ディスクの中心から外方に向けて、放射状にサーボ信号領域(サーボ用情報部90:図面で放射線状に描かれている箇所)が形成されている。すなわち、ディスク面をセクタで分割した、いわゆるセクタサーボ方式を適用している。磁気記録媒体のサーボ用情報部90には、サーボトラッキングライタにより、サーボ情報が記録されている。
Also, servo signal areas (servo information section 90: portions drawn in a radial pattern in the drawing) are formed radially outward from the center of the disk. That is, a so-called sector servo system in which the disk surface is divided into sectors is applied. Servo information is recorded in the
サーボ用情報部90の構造について詳述すると、サーボ用情報部90(いわゆるサーボ領域)は、図2に示されるようにISG部91、SVAM部92、グレイコード部93、バースト部94およびパッド部95を有している。
The structure of the
ISG(Initial Signal Gain)部91は、磁気記録媒体の磁性膜(磁性層)の磁気特性や磁気ヘッドの浮上量のむらの影響を排除するために設けられた連続パターンであり、トラック半径方向に連続して形成されている。このようなISG部91を磁気ヘッドにより再生している間、磁気記録媒体や磁気ヘッドによる出力バラツキを補正するため、サーボ復調回路はオートゲインコントロール(AGC)によりゲインが決められる。このような作用を行なうオートゲインコントロール(AGC)は、サーボ領域に存在するSVAM(SerVo Address Mark)部92を検出した時点でOFFにされ、以降のバースト部94に存在する再生振幅をISG部91の振幅で規格化する。
An ISG (Initial Signal Gain)
グレイコード部93は各トラック番号情報、及びセクタ番号の情報が記録されている。
In the
バースト部94は、磁気ヘッドをトラック位置に正確にトラッキングさせるための正確な位置情報を得るためのパターンである。このパターンは、通常、隣接するトラックピッチを規制する中心線にそれぞれ等しく跨るように設けられた第1のバースト94a及び第2のバースト94bの組みと、これらの組から半トラックピッチだけずれた位置に存在する第3のバースト94c及び第4のバースト94dの組みから構成されている。バースト部94は、通常、図2に示されるように磁気記録媒体の半径方向に1トラック分の幅で記録されている。
The
パット部95は、サーボ復調回路がサーボ領域を再生する間のクロック生成を維持出来るように復調回路系の遅延を吸収するために設けられたパターンである。
The
ISG部91、SVAM部92、パッド部95はディスク半径方向に連続して記録されている。また、グレイコード部93も半径方向に少なくとも数トラック以上に亘って記録される。
The
次いで、図3に基づいて、磁気記録媒体の好適な断面構成例を説明する。図3は、例えば、図2のα−α断面矢視図として把握することができる。 Next, a preferred cross-sectional configuration example of the magnetic recording medium will be described with reference to FIG. 3 can be grasped as, for example, an α-α cross-sectional arrow view of FIG.
図3に示されるように磁気記録媒体は、基板15と、この基板15の上に形成された配向層14と、この配向層14の上に形成された軟磁性層11と、この軟磁性層11の上に形成された中間層12と、この中間層12の上に形成された凹凸状の凸部に相当する垂直磁気記録層10および凹部に相当する非磁性層20と、これらの上に形成される保護層13とを有し構成されている。本発明の垂直磁気記録層10の形成における凹凸バターンの形成に際し、磁性層は完全に除去されることなく凹部の下に磁性層が厚さδほど残存している(残存磁性層10a)。
As shown in FIG. 3, the magnetic recording medium includes a
すなわち、本発明におけるサーボ用情報部は、所定の凹凸パターンで形成された磁性層のうちの凸パターン(垂直磁気記録層10)で構成されるとともに、凹部パターンの内部は非磁性材料で充填されている。 That is, the servo information section in the present invention is constituted by a convex pattern (perpendicular magnetic recording layer 10) of magnetic layers formed by a predetermined concave and convex pattern, and the concave pattern is filled with a nonmagnetic material. ing.
凸部の磁性層に相当する垂直磁気記録層10の厚さtに対する凹部下に残存する磁性層10aの厚さδの割合(δ/t)は、0.6以下、特に0.1〜0.6、さらには0.2〜0.4とすることが望ましい。この値が0.6を超える(溝が浅くなる)と、記録ヘッドからの磁界によって凹部に磁化が記録され易くなり、また、一旦記録された磁化からは不要な磁界が強くなりノイズ成分が大きくなる。また、この値が0.1未満となる(溝が深くなる)と、所定の正確なエッチングをすることが困難になり、また溝形成後に非磁性材料を充填してさらに平坦化することが極めて難しくなり、安定した製造が困難となってしまう。
The ratio (δ / t) of the thickness δ of the
基板15としては、ガラス基板、NiP被着アルミ合金基板、Si基板などが好適に用いられる。配向層14としては、例えば、軟磁性層11のトラック幅方向への磁気異方性磁界を付与するためのPtMn等の反強磁性材料を用いることができる。その他、配向を制御するための非磁性合金であってもよい。
As the
軟磁性層11としては、CoZrNb合金、Fe系合金、Co系アモルファス合金、軟磁性/非磁性層の多層膜、軟磁性フェライト等が挙げられる。
Examples of the soft
中間層12は、この中間層の上に形成される垂直磁気記録層の垂直磁気異方性および結晶粒径を制御するために設けられ、例えば、CoTi非磁性合金、Ruなどが用いられる。その他、同様な作用をする非磁性金属、合金、もしくは低透磁率の合金を用いてもよい。
The
凸部の垂直磁気記録層10(残存磁性層10a)としては、SiO2の酸化物系材料の中にCoPtなどの強磁性粒子をマトリックス状に含有させた媒体や、CoCr系合金、FePt合金、Co/Pd系の人工格子型多層合金などが好適に用いられる。
As the convex perpendicular magnetic recording layer 10 (residual
凹部の非磁性層20の材料としては、SiO2、Al2O3、TiO2、フェライトなどの非磁性酸化物、AlNなどの窒素化物、SiCなどの炭化物が用いられる。
As the material of the
凸部の垂直磁気記録層10や凹部に充填された非磁性層20の表面には、通常、CVD法などを用いてカーボン薄膜等の保護層13が形成される。
A
凹凸パターンに基づく垂直磁気記録層10および非磁性層20の形成(いわゆるディスクリートタイプの媒体の形成)は、例えば、一定厚さに成膜した垂直磁気記録層10を所定の凹凸形状にエッチングした後に、エッチング深さに対応したSiO2をスパッタリングし、エッチングされた凹部を充填する。その後、媒体を、回転させながら斜めイオンビームエッチング法等により、垂直磁気記録層10の上に余分に堆積したSiO2を除去して、媒体表面全体を平坦化するようにすればよい。
Formation of the perpendicular
(サーボ領域(サーボ用情報部)の仕様設定)
本発明の要部は、所定の凹凸パターンで形成された磁性層(いわゆる中掘りタイプの磁性層)のうちの凸パターンで構成されたサーボ領域(サーボ用情報部)において、サーボ信号の劣化を抑制し、長期に亘って安定したサーボ機能の確保ができるように、垂直磁気記録媒体の凹凸磁性層の形態仕様および磁気特性仕様を設定することにあるといえる。
(Specification settings for servo area (servo information section))
The main part of the present invention is that the servo signal is deteriorated in a servo area (servo information part) composed of a convex pattern in a magnetic layer (so-called digging type magnetic layer) formed with a predetermined uneven pattern. It can be said that the configuration specifications and magnetic characteristics specifications of the concavo-convex magnetic layer of the perpendicular magnetic recording medium are set so that the servo function can be ensured over a long period of time.
以下、サーボ領域における各機能別の凸構造の磁気記録層(磁性層)について、(1)トラック半径方向(ディスク半径方向)の長さ、およびトラック円周方向の長さの双方の関係を考慮する必要がある第1のグループであるバースト部94(94a〜94d)と、(2)トラック半径方向(ディスク半径方向)の長さがトラック円周方向の長さに比べて極端に長く、結果としてトラック円周方向の長さのみを考慮すればよい第2のグループであるISG部91、SVAM部92、グレイコード部93、パッド部95とに分けて説明する。
Hereinafter, regarding the magnetic recording layer (magnetic layer) having a convex structure for each function in the servo area, (1) the relationship between the length in the track radial direction (disk radial direction) and the length in the track circumferential direction is considered. The burst group 94 (94a to 94d) which is the first group that needs to be performed, and (2) the length in the track radial direction (disk radial direction) is extremely longer than the length in the track circumferential direction. As a second group, the
(1)第1のグループの説明
第1のグループの要件を満たす凸形状は、前述したようにバースト部94の形状が該当する。バースト部94は、図4の概略斜視図に示されるようにバースト信号の磁化が同一方向に記録された複数の凸部からなる垂直磁気記録層(磁性層)10を所定配置することにより形成されており、凸部からなる垂直磁気記録層10は、トラック幅方向およびトラック円周方向に、それぞれ実質的な第1の台形形状および第2の台形形状を有している(四角錐台形状)。
(1) Description of the first group The convex shape that satisfies the requirements of the first group corresponds to the shape of the burst
また、本発明において、凹部の下には、残存磁性層10aが残存している。凹部の下に残存磁性層10aを残す意義は、凹部加工の工程の短縮化と、凹部深さを低減することによるその後の平坦化の容易性からである。ただし、凹部の下の磁性層からの信号がサーボ領域、データ領域に影響がない深さでなければならない。
In the present invention, the residual
なお、凸部からなる垂直磁気記録層10の形態が理解し易いように、凹部に充填されている非磁性層の記載は図面上省略されている。
In order to facilitate understanding of the form of the perpendicular
図4において図面の正面に見ることのできるトラック幅方向(トラック半径方向)の第1の台形形状において、凸部からなる垂直磁気記録層(磁性層)10の表面に対応する上辺をW1、凸部からなる垂直磁気記録層10の基部到達に至るまで延長された底辺に対応する下辺(第1の台形形状を延長した凸部からなる磁性層の底辺に対応する下辺)をW2(W2>W1)、隣接する下辺W2の間の間隙長さをW3とし、また、図面の左右の側面に見ることのできるトラック円周方向の第2の台形形状において、凸部からなる垂直磁気記録層10の表面に対応する上辺をL1、凸部からなる垂直磁気記録層(磁性層)10の基部到達に至るまで延長された底辺に対応する下辺(第2の台形形状を延長した凸部からなる磁性層の底辺に対応する下辺)をL2(L2>L1)、隣接する下辺L2の間の間隙長さをL3とし、凸部の領域の磁性層の全体厚さ(凸部の磁性層の上辺から下辺までの距離)をtとし(図示のごとく凸状の下の部分も含む)、凹部の下に残存している磁性層(残存磁性層10a)の厚さをδとする。
In the first trapezoidal shape in the track width direction (track radial direction) that can be seen in the front of the drawing in FIG. 4, the upper side corresponding to the surface of the perpendicular magnetic recording layer (magnetic layer) 10 consisting of convex portions is W1 and convex. W2 (W2> W1) is defined as a lower side corresponding to the base extended to reach the base of the perpendicular
そして、凸部磁性層(垂直磁気記録層10)の膜面に垂直方向の磁気特性は、図7に示されるようなM(磁化)−H(磁界)特性を示し、凸部磁性層(垂直磁気記録層10)の膜面に垂直方向の保磁力をHc、飽和磁化をMs、保磁力角型比をS*としたとき、保磁力角型比S*が0.8以上の値をとり、しかも下記式(1)の関係を満たしてなるように凸部形態(凹部下の磁性層も含む)を定めるとともに、垂直磁気記録層の磁気特性を設定して、バースト部の仕様を定めることが必要となる。
各単位は、後の実施例の表中に示される単位を適用する。
The magnetic characteristics in the direction perpendicular to the film surface of the convex magnetic layer (perpendicular magnetic recording layer 10) show M (magnetization) -H (magnetic field) characteristics as shown in FIG. When the coercivity in the direction perpendicular to the film surface of the magnetic recording layer 10) is Hc, the saturation magnetization is Ms, and the coercivity squareness ratio is S * , the coercivity squareness ratio S * takes a value of 0.8 or more. In addition, the convex shape (including the magnetic layer under the concave portion) is determined so as to satisfy the relationship of the following formula (1), and the magnetic characteristics of the perpendicular magnetic recording layer are set to determine the specifications of the burst portion. Is required.
For each unit, the unit shown in the table of the following examples is applied.
保磁力角型比S*は、図7に示される反磁界補正したM−H曲線の−Hcの点における接線の傾きとMrの値で決定される値であり、保磁力角型比S*は、S*=Hc’/Hcで定義される。Hc’は、図7に示されるように第2象限におけるM−H曲線の−Hcの点における接線とM=Mrの直線との交点における保磁力の値を示す。なお、「反磁界補正した」という意味は、印加磁界によって、磁化された磁化の値に対して、印加磁界を垂直磁気記録層の垂直方向の反磁界係数と磁化の積によって生じる反磁界によって、補正しM−H曲線を求めるものである。
上記式(1)の右辺の式は、図4に示される凹凸パターンで形成された台形形状の磁性層に飽和磁化Msが記録された場合の反磁界の大きさを示すもので、記録された磁化を減じる反磁界の数値よりも保磁力Hcと保磁力角型比S*との積の値Hc’(=Hc・S*)を大きくすることによって、凸部に記録されていた磁化の反転を抑え、その結果サーボ信号の劣化を抑制し、長期安定性が確保出来ることが判明した。 The expression on the right side of the above expression (1) indicates the magnitude of the demagnetizing field when the saturation magnetization Ms is recorded in the trapezoidal magnetic layer formed by the concave-convex pattern shown in FIG. By reversing the magnetization recorded on the convex portion by increasing the product value Hc ′ (= Hc · S * ) of the coercive force Hc and the coercive force squareness ratio S * , rather than the value of the demagnetizing field that reduces the magnetization. As a result, it has been found that long-term stability can be secured by suppressing deterioration of the servo signal.
また、この際に、保磁力角型比S*の値は、0.8以上とすることが必要である(好ましくは0.85〜1.0、さらに好ましくは0.9〜1.0である)。保磁力角型比S*の値が0.8未満となると、M−H曲線の角形比が低下し、垂直磁気記録層内の磁化に反磁界が印加されている中、さらに外部磁界や磁化の熱揺らぎにより磁化が反転し易くなってしまう不都合が生じる。いわゆるディスクリート媒体におけるディスクリートパターンの場合には、従来の連続媒体と異なり反磁界の影響が極めて大きくなってしまう。 At this time, the value of the coercive force squareness ratio S * must be 0.8 or more (preferably 0.85 to 1.0, more preferably 0.9 to 1.0. is there). When the value of the coercive force squareness ratio S * is less than 0.8, the squareness ratio of the MH curve is reduced, and a demagnetizing field is applied to the magnetization in the perpendicular magnetic recording layer. This causes a disadvantage that the magnetization is easily reversed due to the thermal fluctuation. In the case of a discrete pattern in a so-called discrete medium, the influence of the demagnetizing field becomes extremely large unlike the conventional continuous medium.
保磁力Hcおよび保磁力角型比S*の大きさは、磁気記録層の材料の選定、下地膜や成膜手法等により変えることができる。 The magnitudes of the coercive force Hc and the coercive force squareness ratio S * can be changed by selecting the material of the magnetic recording layer, the underlying film, the film forming method, and the like.
また、凸部を台形状形状とすることにより、矩形型の凹凸構造よりも反磁界を低減でき、より本発明の効果が発現できる設定仕様の実現化が容易となる。したがって、上記関係式(1)のように凸部を台形状形状とし、凸部の寸法と磁気特性を満足させるような設定とすることにより極めて高い磁化安定の効果が発現できる。 Moreover, by making the convex part into a trapezoidal shape, the demagnetizing field can be reduced as compared with the rectangular concave-convex structure, and it becomes easy to realize the setting specification that can achieve the effect of the present invention. Therefore, an extremely high magnetization stabilizing effect can be obtained by setting the convex portion to a trapezoidal shape as in the relational expression (1) and setting the convex portion to satisfy the dimensions and magnetic characteristics.
ここで、L2の長さは、バーストパターンの周波数に対応するビット長とし、台形状形のL1はL2より小さい。W1は通常、垂直磁気記録媒体のトラック幅に相当する。トラック幅方向及びトラック円周方向の断面形状を台形状形状とすることにより、矩形型凹凸構造より反磁界を低減出来る。これは上辺に対応する垂直磁気記録層表面の面積が小さくなり、それに伴って反磁界が小さくなるからである。また、本発明でいう台形形状はその基部の角度θが55°〜85°の範囲、さらには65°〜80°の範囲のものが好適である。ちなみに、矩形形状の場合、基部の角度θは90°である。 Here, the length of L2 is a bit length corresponding to the frequency of the burst pattern, and the trapezoidal L1 is smaller than L2. W1 usually corresponds to the track width of the perpendicular magnetic recording medium. By making the cross-sectional shape in the track width direction and the track circumferential direction into a trapezoidal shape, the demagnetizing field can be reduced as compared with the rectangular uneven structure. This is because the surface area of the perpendicular magnetic recording layer corresponding to the upper side is reduced, and the demagnetizing field is accordingly reduced. In addition, the trapezoidal shape referred to in the present invention preferably has an angle θ of the base portion in the range of 55 ° to 85 °, and more preferably in the range of 65 ° to 80 °. Incidentally, in the case of a rectangular shape, the angle θ of the base is 90 °.
図4に示される台形凸状の形状モデルを使用して、上記式(1)を算出するにあたり、考慮した点は以下の通りである。 Points to be considered when calculating the above equation (1) using the trapezoidal convex shape model shown in FIG. 4 are as follows.
すなわち、ディスクリートメディアの場合、隣接ビットは連続媒体とは異なり孤立しているので、反磁界Hdの値は特定の1つのパターンにおける反磁界を求めた。反磁界は、代表的な大きさを求めるため台形形状構造の中心点で、パターンの上面、底辺に垂直磁化Mによって誘起する磁荷から発生する磁界と、凸部の台形形状構造を囲囲むように(凸部の側部に沿った4箇所)中堀した凹部下に位置する磁性層の上面および下面から発生する磁界を重畳して求めた。 That is, in the case of a discrete medium, adjacent bits are isolated unlike a continuous medium, and therefore, the value of the demagnetizing field Hd was obtained as a demagnetizing field in a specific pattern. The demagnetizing field surrounds the trapezoidal structure at the center point of the trapezoidal structure to obtain a representative size and the magnetic field generated from the magnetic charge induced by the perpendicular magnetization M on the top and bottom of the pattern ( It was determined by superimposing the magnetic fields generated from the upper and lower surfaces of the magnetic layer located under the concave portion that was dug in (four locations along the side of the convex portion).
さらに、前記凹凸パターンで形成された磁性層の残留磁化をMrとしたとき、(1)式と同様の凹凸パターンで形成された磁性層に対して、下記式(2)の関係を満たしてなるように凹凸パターンで形成された磁性層の形態を定めるとともに、垂直磁気記録層の磁気特性を設定して、バースト部の仕様を定めることが必要となる。
各単位は、後の実施例の表中に示される単位を適用する。
Further, when the residual magnetization of the magnetic layer formed with the concavo-convex pattern is Mr, the relationship of the following formula (2) is satisfied with respect to the magnetic layer formed with the concavo-convex pattern similar to the formula (1). Thus, it is necessary to determine the form of the magnetic layer formed by the uneven pattern and to set the magnetic characteristics of the perpendicular magnetic recording layer to determine the specifications of the burst portion.
For each unit, the unit shown in the table of the following examples is applied.
なお、式(2)の誘導に際して考慮した点は、式(1)の場合と同様である。
式(2)の右辺の式は、図4に示される凹凸パターンで形成された台形形状の凸部磁性層に飽和記録し、磁化が残留磁化Mrとなった状態の反磁界の大きさを示すもので、記録された磁化を減じる反磁界の数値より保磁力Hcと保磁力角型比S*との積の値Hc’(=Hc・S*)を大きくすることによって、凸部磁性層に記録されていた磁化の反転を抑え、記録磁化の減少によるサーボ信号の低下を抑制し、長期安定性が確保出来ることが判明した。 The expression on the right side of Expression (2) indicates the magnitude of the demagnetizing field in a state where saturation recording is performed on the trapezoidal convex magnetic layer formed by the concave / convex pattern shown in FIG. 4 and the magnetization becomes the residual magnetization Mr. Therefore, by increasing the value Hc ′ (= Hc · S * ) of the coercive force Hc and the coercive force squareness ratio S * from the value of the demagnetizing field that reduces the recorded magnetization, It has been found that long-term stability can be ensured by suppressing the reversal of recorded magnetization and suppressing a decrease in servo signal due to a decrease in recorded magnetization.
また、この際に、前述のごとく保磁力角型比S*の値は、0.8以上とすることが必要である(好ましくは0.85〜1.0、さらに好ましくは0.9〜1.0である)。保磁力角型比S*の値が0.8未満となると、M−H曲線の角形比が低下し、垂直磁気記録層内の磁化に反磁界が印加されている中、さらに外部磁界や磁化の熱揺らぎにより磁化が反転し易くなってしまう不都合が生じる。いわゆるディスクリート媒体におけるディスクリートパターンの場合には、従来の連続媒体と異なり反磁界の影響が極めて大きくなってしまう。 At this time, as described above, the value of the coercive force squareness ratio S * needs to be 0.8 or more (preferably 0.85 to 1.0, more preferably 0.9 to 1). .0). When the value of the coercive force squareness ratio S * is less than 0.8, the squareness ratio of the MH curve is reduced, and a demagnetizing field is applied to the magnetization in the perpendicular magnetic recording layer. This causes a disadvantage that the magnetization is easily reversed due to the thermal fluctuation. In the case of a discrete pattern in a so-called discrete medium, the influence of the demagnetizing field becomes extremely large unlike the conventional continuous medium.
したがって、保磁力角型比S*の値および式(2)が満足されれば、飽和磁化Msの場合よりは磁化安定性の下限値は小さくなるが、残留磁化による反磁界に対して媒体の保磁力が上回り、熱揺らぎに対する磁化の減少の経時変化が抑制され、長期安定性が確保される。 Therefore, if the value of the coercive force squareness ratio S * and the expression (2) are satisfied, the lower limit value of the magnetization stability becomes smaller than that in the case of the saturation magnetization Ms, but the medium has a demagnetizing field due to residual magnetization. The coercive force is exceeded, the change with time of the decrease in magnetization due to thermal fluctuation is suppressed, and long-term stability is ensured.
また、図4に示されるごとく、L2とL3の和の長さは、ここで記録されているサーボ信号の波長に等しい。L2とL3は一般的には等しいが、信号波形処理の処理によっては、相対的な大小関係を変えても良い。すなわち、L2とL3の和の長さが1波長の長さを構成しているので、L2とL3の設定次第で1ビット長さを任意に変えることが可能となる。 Also, as shown in FIG. 4, the length of the sum of L2 and L3 is equal to the wavelength of the servo signal recorded here. Although L2 and L3 are generally equal, the relative magnitude relationship may be changed depending on the signal waveform processing. That is, since the total length of L2 and L3 constitutes a length of one wavelength, the 1-bit length can be arbitrarily changed depending on the setting of L2 and L3.
なお、いわゆるサーボパターンのグレイコード領域は、例えば図8の平面図に示されるようなセクタアドレスの番号(種々の「0」、「1」パターンで合成されます)に対応して、図8に示されるような種々の形状をとることもある。すなわち、上述してきたような(例えば図4に示されるような)概略矩形と帯状の2種類に限定されるものではありません。従って、図8に示されるようなパターンの場合、個々の領域点を見れば基本的に矩形パターンに分解することができ、分解したパターンに本願発明を適用するようにすればよい。 The gray code area of the so-called servo pattern corresponds to the sector address numbers (combined with various “0” and “1” patterns) as shown in the plan view of FIG. It may take various shapes as shown. In other words, it is not limited to the two types of outline rectangle and strip as described above (for example, as shown in FIG. 4). Therefore, in the case of a pattern as shown in FIG. 8, if each area point is viewed, it can be basically decomposed into a rectangular pattern, and the present invention may be applied to the decomposed pattern.
(2)第2のグループの説明
第2のグループの要件を満たす凸部からなる垂直磁気記録層10の凸形状は、前述したようにISG部91、SVAM部92、グレイコード部93、パッド部95の形状が該当する。これら各部は、図5に示されるようにトラック幅方向(トラック半径方向)に伸びる帯状凸部10を有している。
(2) Description of the second group As described above, the convex shape of the perpendicular
帯状凸部10は、トラック円周方向に、凸部からなる磁性層の表面に対応する上辺L1、凸部からなる磁性層の基部到達に至るまで延長された底辺に対応する下辺(第2の台形形状を延長した凸部からなる磁性層の底辺に対応する下辺)L2(L2>L1)の台形形状を有するとともに、トラック幅方向(トラック半径方向)にはL2の長さの100倍以上の長さを備える帯状凸部形状となっている。
In the track circumferential direction, the belt-like
そして、帯状凸部10の隣接する下辺L2の間の間隙長さをL3とし、凸部の領域の磁性層の全体厚さ(凸部の磁性層の上辺から下辺までの距離)をtとし、凹部の下に残存している磁性層の厚さをδとし、前記帯状凸部の磁性層の膜面に垂直方向の保磁力をHc、飽和磁化をMs、保磁力角型比をS*としたとき、保磁力角型比S*が0.8以上の値をとり、しかも下記式(3)の関係を満たしてなるように帯状凸部の形態(凹部下の磁性層も含む)を定めるとともに、垂直磁気記録層の磁気特性を設定して、帯状凸部の仕様を定めることが必要となる。
各単位は、後の実施例の表中に示される単位を適用する。
For each unit, the unit shown in the table of the following examples is applied.
上記式(3)の右辺の式は、図5に示される帯状凸部(帯状に長い直方体形状)に飽和磁化Msが記録された場合の反磁界の大きさを示すもので、記録された磁化を減じる反磁界の数値よりも保磁力Hcと保磁力角型比S*との積の値Hc’(=Hc・S*)を大きくすることによって、帯状凸部に記録されていた磁化の反転を抑え、その結果、サーボ信号の劣化を抑制し、長期安定性が確保出来ることが判明した。 The expression on the right side of the above equation (3) indicates the magnitude of the demagnetizing field when the saturation magnetization Ms is recorded on the belt-like convex portion (band-like long rectangular parallelepiped shape) shown in FIG. The magnetization reversal recorded in the belt-shaped convex portion is made larger by increasing the product value Hc ′ (= Hc · S * ) of the coercive force Hc and the coercive force squareness ratio S * than the value of the demagnetizing field. As a result, it was found that long-term stability can be secured by suppressing the deterioration of the servo signal.
また、この際に、前述のごとく保磁力角型比S*の値は、0.8以上とすることが必要である(好ましくは0.85〜1.0、さらに好ましくは0.9〜1.0である)。保磁力角型比S*の値が0.8未満となると、M−H曲線の角形比が低下し、垂直磁気記録層内の磁化に反磁界が印加されている中、さらに外部磁界や磁化の熱揺らぎにより磁化が反転し易くなってしまう不都合が生じる。いわゆるディスクリート媒体におけるディスクリートパターンの場合には、従来の連続媒体と異なり反磁界の影響が極めて大きくなってしまう。 At this time, as described above, the value of the coercive force squareness ratio S * needs to be 0.8 or more (preferably 0.85 to 1.0, more preferably 0.9 to 1). .0). When the value of the coercive force squareness ratio S * is less than 0.8, the squareness ratio of the MH curve is reduced, and a demagnetizing field is applied to the magnetization in the perpendicular magnetic recording layer. This causes a disadvantage that the magnetization is easily reversed due to the thermal fluctuation. In the case of a discrete pattern in a so-called discrete medium, the influence of the demagnetizing field becomes extremely large unlike the conventional continuous medium.
保磁力Hcおよび保磁力角型比S*の大きさは、磁気記録層の材料の選定、下地膜や成膜手法等により変えることができる。 The magnitudes of the coercive force Hc and the coercive force squareness ratio S * can be changed by selecting the material of the magnetic recording layer, the underlying film, the film forming method, and the like.
また、凸部を台形状形状とすることにより、矩形型の凹凸構造よりも反磁界を低減でき、より本発明の効果が発現できる設定仕様の実現化が容易となる。したがって、上記関係式(3)のように帯状凸部を台形形状とし、凸部の寸法と磁気特性を満足させるような設定とすることにより、極めて高い磁化安定の効果が発現できる。 Moreover, by making the convex part into a trapezoidal shape, the demagnetizing field can be reduced as compared with the rectangular concave-convex structure, and it becomes easy to realize the setting specification that can achieve the effect of the present invention. Therefore, an extremely high magnetization stabilizing effect can be exhibited by setting the belt-like convex portion to a trapezoidal shape as in the relational expression (3) and satisfying the size and magnetic characteristics of the convex portion.
図5に示される帯状凸部であってかつ台形凸状形状モデルを使用して、上記式(3)を算出するにあたり、考慮した点は基本的に上述した式(1)の導出の場合と同様に考えれば良いのであるが、算出上、異なるのは、トラック円周方向の長さがL1で、トラック半径方向にはL1の長さの100倍以上の長さを備える帯状形状となっているために零近似できる項が多数存在することとなる点である。結果、式(3)のごとく簡易な式となる。
さらに、前記凸部の垂直磁気記録層10の残留磁化をMrとしたとき、(3)式と同様の台形状形状に対して、下記式(4)の関係を満たしてなるように帯状凸部の形態(凹部下の磁性層も含む)を定めるとともに、垂直磁気記録層の磁気特性を設定して、帯状凸部の仕様を定めることが必要となる。
各単位は、後の実施例の表中に示される単位を適用する。
In calculating the above formula (3) using the trapezoidal convex shape model which is the belt-like convex portion shown in FIG. 5, the points considered are basically the case of derivation of the above-described formula (1) and The same thing can be considered, but the difference in the calculation is that the length in the track circumferential direction is L1, and the length in the track radial direction is a strip shape having a length of 100 times or more the length of L1. Therefore, there are many terms that can be approximated to zero. As a result, it becomes a simple formula like Formula (3).
Further, when the residual magnetization of the perpendicular
For each unit, the unit shown in the table of the following examples is applied.
なお、式(4)の誘導に際して考慮した点は、式(3)の場合と同様である。
式(4)の右辺の式は、図5に示される帯状凸部に飽和記録し、磁化が残留磁化Mrとなった状態の反磁界の大きさを示すもので、記録された磁化を減じる反磁界の数値よりも保磁力Hcと保磁力角型比S*との積の値Hc’(=Hc・S*)を大きくすることによって、凸部に記録されていた磁化の反転を抑え、記録磁化の減少によるサーボ信号の劣化を抑制し、長期安定性が確保出来ることが判明した。 The expression on the right side of Expression (4) indicates the magnitude of the demagnetizing field in a state where saturation recording is performed on the belt-like convex portion shown in FIG. 5 and the magnetization becomes the residual magnetization Mr. By increasing the product value Hc ′ (= Hc · S * ) of the coercive force Hc and the coercive force squareness ratio S * rather than the numerical value of the magnetic field, reversal of the magnetization recorded on the convex portion is suppressed, and recording is performed. It was found that long-term stability can be ensured by suppressing deterioration of the servo signal due to the decrease in magnetization.
また、この際に、保磁力角型比S*の値は、0.8以上とすることが必要である(好ましくは0.85〜1.0、さらに好ましくは0.9〜1.0である)。保磁力角型比S*の値が0.8未満となると、M−H曲線の角形比が低下し、垂直磁気記録層内の磁化に反磁界が印加されている中、さらに外部磁界や磁化の熱揺らぎにより磁化が反転し易くなってしまう不都合が生じる。いわゆるディスクリート媒体におけるディスクリートパターンの場合には、従来の連続媒体と異なり反磁界の影響が極めて大きくなってしまう。 At this time, the value of the coercive force squareness ratio S * must be 0.8 or more (preferably 0.85 to 1.0, more preferably 0.9 to 1.0. is there). When the value of the coercive force squareness ratio S * is less than 0.8, the squareness ratio of the MH curve is reduced, and a demagnetizing field is applied to the magnetization in the perpendicular magnetic recording layer. This causes a disadvantage that the magnetization is easily reversed due to the thermal fluctuation. In the case of a discrete pattern in a so-called discrete medium, the influence of the demagnetizing field becomes extremely large unlike the conventional continuous medium.
保磁力Hcおよび保磁力角型比S*の大きさは、磁気記録層の材料の選定、下地膜や成膜手法等により変えることができる。 The magnitudes of the coercive force Hc and the coercive force squareness ratio S * can be changed by selecting the material of the magnetic recording layer, the underlying film, the film forming method, and the like.
したがって、保磁力角型比S*の値および式(4)が満足されれば、飽和磁化Msの場合よりは磁化安定性の下限値は小さくなるが、残留磁化による反磁界に対して媒体保磁力が上回り、熱揺らぎに対する磁化の減少の経時変化が抑制され、長期安定性が確保される。 Therefore, if the value of the coercive force squareness ratio S * and the expression (4) are satisfied, the lower limit value of the magnetization stability becomes smaller than that in the case of the saturation magnetization Ms, but the medium retention with respect to the demagnetizing field due to the residual magnetization. The magnetic force is increased, the change over time of the decrease in magnetization due to thermal fluctuation is suppressed, and long-term stability is ensured.
また、図5に示されるごとく、L2とL3の和の長さは、ここで記録されているサーボ信号の波長に等しい。L2とL3は一般的には等しいが、信号波形処理の処理によっては、相対的な大小関係を変えても良い。すなわち、L2とL3の和の長さが1波長の長さを構成しているので、L2とL3の設定次第で1ビット長さを任意に変えることが可能となる。 As shown in FIG. 5, the length of the sum of L2 and L3 is equal to the wavelength of the servo signal recorded here. Although L2 and L3 are generally equal, the relative magnitude relationship may be changed depending on the signal waveform processing. That is, since the total length of L2 and L3 constitutes a length of one wavelength, the 1-bit length can be arbitrarily changed depending on the setting of L2 and L3.
なお、上述してきた台形凸部形状の垂直磁気記録層において、上辺の角が落ちている形状でも記録磁化による反磁界は角があるものに較べてより軽減されるので、上記に示した関係式をほぼ満足すれば上辺の角が落ちている形状でも長期安定性を得ることが出来る。 Note that, in the trapezoidal convex perpendicular magnetic recording layer described above, the demagnetizing field due to the recording magnetization is further reduced even in the shape where the upper corner is lowered, so the relational expression shown above If it is almost satisfied, long-term stability can be obtained even in a shape in which the upper corner is lowered.
また、本発明におけるサーボ領域のサーボ信号のための記録は、垂直磁気記録媒体10を直流磁界中で垂直磁気記録層面に垂直に、図7の磁界−磁化曲線における外部磁場Hn以上の強度の磁界を印加して一括的に飽和磁化することにより行なわれる。したがって、データ情報記録部(いわゆるデータ領域)及びトラッキング用のサーボ用情報部(いわゆるサーボ領域)の垂直磁気記録媒体は、全てどちらかの方向に一様に飽和磁化される。
Further, recording for servo signals in the servo area according to the present invention is performed in such a manner that the perpendicular
なお、本発明のディスクリートメディアのサーボ用情報部においては、隣接するビットからの反磁界は小さいものの完全に零ではないので、孤立ビットよりもさらに大きい保磁力Hcと保磁力角型比S*との積の値Hc’(=Hc・S*)を採択することが望ましい。 In the discrete media servo information section of the present invention, the demagnetizing field from the adjacent bits is small but not completely zero. Therefore, the coercive force Hc and the coercive force squareness ratio S * are larger than those of the isolated bits. It is desirable to adopt the product value Hc ′ (= Hc · S * ).
以下、具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
(磁気記録媒体の構成)
図1に示されるようにディスク面をセクタで分割し、セクタサーボ方式を適用するために、図2に示されるようなサーボ領域90を形成した。すなわち、各サーボ信号のパターンに従って、ISG部91、SVAM部92、グレイコード部93、バースト部94、およびパッド部95を形成した。
(Configuration of magnetic recording medium)
As shown in FIG. 1, the disk surface is divided into sectors, and a
バースト信号を記録するバースト部94の凸部は、図4に示されるような台形形状(四角錐台)の垂直磁気記録層とした。それ以外のISG部91、SVAM部92、グレイコード部93、およびパッド部95における凸部は、図5に示されるようなディスク半径方向に長い帯状凸部(帯状四角錐台形状)の垂直磁気記録層とし、1ビットづつ間隔を置いて配置した。
The convex part of the
媒体の断面形状は、図3に示されるごとく、鏡面研磨したガラス基板15の上に、配向層14(下地層14)としてPtMn層を15nm厚さに形成し、この上にCoZrNbからなる軟磁性層11を200nm厚さに形成した。この上にRuからなる中間層12を8nm厚さに形成した。次いで、この上に垂直磁気記録層10をその厚さtが15nm厚さとなるように形成した後、所定の凹凸形状を作製するために所定パターンのエッチング処理を行なった。凹部下の磁性層(残存磁性層)の厚さδは、6mmとなるように残した。
As shown in FIG. 3, the cross-sectional shape of the medium is such that a PtMn layer is formed as a alignment layer 14 (underlayer 14) with a thickness of 15 nm on a mirror-polished
次いで、エッチングされた凹部を充填するためにSiO2をスパッタリングした。次いで、SiO2を充填した媒体を回転させながら、斜めイオンビームエッチング処理を行い、垂直磁気記録層10上に形成された余分なSiO2を除去し、媒体表面を平坦化した。この上にCVD法によりカーボン薄膜の保護膜13を4nm厚さに形成し、さらにフォンブリン系潤滑剤を1nm厚さに塗布して媒体サンプルを完成させた。なお、垂直磁気記録層10は、SiO2の中にCoPtの強磁性粒子をマトリックス状に含ませた材料を用いた。
Next, SiO 2 was sputtered to fill the etched recesses. Next, while rotating the medium filled with SiO 2 , an oblique ion beam etching process was performed to remove excess SiO 2 formed on the perpendicular
サーボ信号の記録密度は、130K・FRPI(Flux Reversal Per Inch)とした。従って、図4や図5におけるL2およびL3の値はそれぞれ195nmとした。 The recording density of the servo signal was 130K · FRPI (Flux Reversal Per Inch). Accordingly, the values of L2 and L3 in FIGS. 4 and 5 are each 195 nm.
また、データ領域のトラックピッチを298.8K・TPI(Track Per Inch)に相当する85nmとした。図4に示されるバーストパターンに相当するトラック幅方向の長さW2およびトラック幅方向のバースト間隙W3はそれぞれ、85nmとした。 The track pitch of the data area was set to 85 nm corresponding to 298.8 K · TPI (Track Per Inch). The length W2 in the track width direction and the burst gap W3 in the track width direction corresponding to the burst pattern shown in FIG.
上記所定のサーボ領域及びデータ領域用に凹凸加工した垂直磁気記録媒体は、サーボ信号磁界を発生させる凸部の垂直磁気記録層を磁化するために、直流磁界15kOe(1193kA/m)の発生した電磁石の磁極間をディスク面が磁極面に平行になるように設定し、サーボ領域及びデータ領域の台形状形状の垂直磁気記録層を一括して着磁させ、サーボ信号を記録した。 The above-described perpendicular magnetic recording medium processed to have irregularities for the predetermined servo area and data area has an electromagnet in which a DC magnetic field of 15 kOe (1193 kA / m) is generated in order to magnetize the perpendicular magnetic recording layer of the convex portion that generates the servo signal magnetic field. The disc surface was set so that the disk surface was parallel to the magnetic pole surface, and trapezoidal perpendicular magnetic recording layers in the servo area and the data area were collectively magnetized to record servo signals.
媒体の磁気特性の測定には、試料振動型磁力計(VSM)を用い、保磁力Hc、保磁力角型比S*は、成膜後、加工していない磁気記録層の反磁界補正を行った数値を用いた。垂直磁気記録媒体の場合、膜面に垂直方法に磁化した場合、強い反磁界が発生するため、膜厚などの変化により、磁化M−磁界H曲線が変化するからである。なお、使用した垂直磁気記録層の飽和磁化Msおよび残留放飽和磁化Mrは、Ms=360emu/cc(360kA/m)、Mr=350emu/cc(350kA/m)であった。 For the measurement of the magnetic properties of the medium, using a vibrating sample magnetometer and (VSM), the coercive force Hc, the ratio S * is a coercive force squareness, after forming, the demagnetizing field correction of the magnetic recording layer not processed go Numerical values were used. In the case of a perpendicular magnetic recording medium, a strong demagnetizing field is generated when the film is magnetized in a perpendicular direction to the film surface, so that the magnetization M-magnetic field H curve changes due to a change in film thickness. Note that the saturation magnetization Ms and the residual saturation magnetization Mr of the perpendicular magnetic recording layer used were Ms = 360 emu / cc (360 kA / m) and Mr = 350 emu / cc (350 kA / m).
着磁した垂直磁気記録媒体のサーボ信号の経時変化を調べるため、再生GMRヘッドを、バースト部、ISG部、SVAM部、グレイコード部にオントラックさせ、それぞれぞれの再生出力の経時変化の測定を行った。 In order to examine the time-dependent change of the servo signal of the magnetized perpendicular magnetic recording medium, the reproduction GMR head is on-tracked to the burst part, the ISG part, the SVAM part, and the gray code part, and the change over time of each reproduction output is measured. Went.
再生GMRヘッドのトラック幅は、85nmとした。再生出力の経時変化は、電磁石で着磁させた直後から、GMRヘッドにより測定を開始した。その後、3ヶ月継続的に測定し、再生出力の変化を測定した。 The track width of the reproducing GMR head was 85 nm. The change in reproduction output with time was measured by a GMR head immediately after magnetizing with an electromagnet. Thereafter, measurement was continuously performed for 3 months, and a change in reproduction output was measured.
実験仕様を以下の4つのタイプに分けて行なったので個別に説明する。 The experimental specifications were divided into the following four types and will be described individually.
(実験仕様1)
下記表1に示される実施例、比較例、参考例において、サーボ信号の記録密度は、上述したように130K・FRPI(Flux Reversal Per Inch)としており、本発明の実施例である図4や図5で示されるL2およびL3の値は、195nmである。また、上述したようにデータ領域のトラックピッチは298.8K・TPI(Track Per Inch)に相当する85nmである。また、上述したように図4のバーストパターンに相当するW2およびW3寸法はそれぞれ85nmである。
(Experimental specification 1)
In the examples, comparative examples, and reference examples shown in Table 1 below, the recording density of the servo signal is 130 K · FRPI (Flux Reversal Per Inch) as described above, and FIG. 4 and FIG. The value of L2 and L3 indicated by 5 is 195 nm. Also, the track pitch of the data area as described above is 85nm corresponding to 298.8K · TPI (T rack P er I nch). Further, as described above, the W2 and W3 dimensions corresponding to the burst pattern of FIG. 4 are each 85 nm.
図4におけるサーボ領域のバーストパターンの台形状形状の垂直磁気記録層のパラメータと垂直磁気記録層の膜面に垂直方向の保磁力Hcおよび保磁力角型比S*の値を変え、GMRヘッドの再生出力変化を測定した。保磁力Hcおよび保磁力角型比S*の値は磁気記録層の下地膜条件および成膜方法を変えることにより、変化させた。 The parameters of the trapezoidal perpendicular magnetic recording layer of the burst pattern in the servo area in FIG. 4 and the values of the coercive force Hc and the coercive force squareness ratio S * in the direction perpendicular to the film surface of the perpendicular magnetic recording layer are changed. Reproduction output change was measured. The values of the coercive force Hc and the coercive force squareness ratio S * were changed by changing the underlayer conditions and the film forming method of the magnetic recording layer.
再生出力変化において、3ヶ月経過後に初期出力から10%以上減少したものを「×」、10%以内のものを「○」とした。なお、加速試験として、通常の一般的な保管最高温度60℃より高い70℃においてKuV/kT=80となる媒体を用い、これを保管温度80℃にし、KuV/kT=70となる条件で測定した。 In the change in the reproduction output, “×” indicates that the output decreased by 10% or more from the initial output after 3 months, and “◯” indicates that the output was within 10%. As an accelerated test, a medium having KuV / kT = 80 at 70 ° C., which is higher than the usual general maximum storage temperature of 60 ° C., is used, and this is measured at a storage temperature of 80 ° C. with KuV / kT = 70. did.
表1には、本発明の関係式の効果を明らかにするため、上記式(1)における右辺の式をαとし、「Hc−α」、および「Hc’−α」の符号、並びに保磁力角型比S*の値を同時に示した。Hc’=Hc・S*であり、また。αは、下記式(5)で示される。
表1に示される結果から分かるように、式(1)で表される関係である「Hc’−α>0」を満たし、かつ「S*≧0.8」を満たす台形状形状の垂直磁気記録層においては、通常の保管条件より厳しい条件においても減磁が抑制されており、本願所望の効果が得られることが確認できた。なお、S*=0.75では保磁力も大きくなり、また角型比(Mr/Ms)も低下し、期待する特性は得られなかった。 As can be seen from the results shown in Table 1, trapezoidal perpendicular magnetism satisfying “Hc′−α> 0”, which is the relationship represented by the formula (1), and satisfying “S * ≧ 0.8” In the recording layer, demagnetization was suppressed even under conditions stricter than normal storage conditions, and it was confirmed that the desired effect of the present application was obtained. Note that when S * = 0.75, the coercive force increases and the squareness ratio (Mr / Ms) also decreases, and the expected characteristics cannot be obtained.
また、表1において、台形形状における反磁界の大きさは、S*=1における「Hc−α=0」からわかるように4123Oe(328kA/m)である。これに対して、参考例で示される矩形形状の反磁界の大きさは、4148Oe(330kA/m)である。 In Table 1, the magnitude of the demagnetizing field in the trapezoidal shape is 4123 Oe (328 kA / m) as can be seen from “Hc−α = 0” in S * = 1. On the other hand, the magnitude of the rectangular demagnetizing field shown in the reference example is 4148 Oe (330 kA / m).
(実験仕様2)
実験仕様2として、下記表2に示されるように上記実験仕様1と同様な凹凸パターンで形成された磁性層構造の垂直磁気記録媒体を用い、これを通常の最高保管温度60℃に保持し、再生出力変化を測定した。この条件ではKuV/kT=93.3となる。
(Experimental specification 2)
As an
表2には、本発明の関係式の効果を明らかにするため、上記式(2)における右辺の式をβとし、「Hc−β」、および「Hc’−β」の符号、並びに保磁力角型比S*の値を同時に示した。Hc’=Hc・S*であり、また。βは、下記式(6)で示される。
表2に示される結果から分かるように、式(6)で表される関係である「Hc’−β>0」を満たし、かつ「S*≧0.8」を満たす台形状形状の垂直磁気記録層においては、通常の最高保管温度条件においても減磁が抑制されており、本願所望の効果が得られることが確認できた。なお、S*=0.75では保磁力も大きくなり、また角型比(Mr/Ms)も低下し、期待する特性は得られなかった。 As can be seen from the results shown in Table 2, the trapezoidal perpendicular magnetism satisfying “Hc′−β> 0” which is the relationship represented by the formula (6) and satisfying “S * ≧ 0.8”. In the recording layer, demagnetization was suppressed even under normal maximum storage temperature conditions, and it was confirmed that the desired effect of the present application was obtained. Note that when S * = 0.75, the coercive force increases and the squareness ratio (Mr / Ms) also decreases, and the expected characteristics cannot be obtained.
(実験仕様3)
図5に示されるようなサーボ領域のISG部、SVAM部、及びグレイコード部等に相当する凹凸パターンで形成された磁性層(垂直磁気記録層)のパラメータと、垂直磁気記録層の膜面に垂直方向の保磁力Hcおよび保磁力角型比S*の値を変え、GMRヘッドの再生出力変化を測定した。結果を下記表3に示した。
(Experimental specification 3)
As shown in FIG. 5, the parameters of the magnetic layer (perpendicular magnetic recording layer) formed by the concavo-convex pattern corresponding to the ISG part, SVAM part, gray code part, etc. of the servo area, and the film surface of the perpendicular magnetic recording layer Changes in the reproduction output of the GMR head were measured by changing the values of the coercive force Hc and the coercive force squareness ratio S * in the vertical direction. The results are shown in Table 3 below.
再生出力変化の基準は、上記実験仕様1と同様に、3ヶ月経過後に初期出力から10%以上減少したものを「×」、10%以内のものを「○」とした。なお、加速試験として、通常の保管最高温度60℃より高い70℃においてKuV/kT=80となる媒体を用い、これを80℃にしKuV/kT=70となる条件で測定した。 As with the above-mentioned experimental specification 1, the reproduction output change criterion was “X” when the output decreased by 10% or more from the initial output after the lapse of 3 months, and “◯” when it was within 10%. As an accelerated test, a medium having KuV / kT = 80 at 70 ° C., which is higher than the normal maximum storage temperature of 60 ° C., was used, and this was measured at 80 ° C. with KuV / kT = 70.
表3には、本発明の関係式の効果を明らかにするため、上記式(3)における右辺の式をγとし、「Hc−γ」、および「Hc’−γ」の符号、並びに保磁力角型比S*の値を同時に示した。Hc’=Hc・S*であり、また。γは、下記式(7)で示される。
表3に示される結果から分かるように、式(7)で表される関係である「Hc’−γ>0」を満たし、かつ「S*≧0.8」を満たす台形状形状の垂直磁気記録層においては、通常の保管条件より厳しい条件においても減磁が抑制されており、本願所望の効果が得られることが確認できた。なお、S*=0.75では保磁力も大きくなり、また角型比(Mr/Ms)も低下し、期待する特性は得られなかった。 As can be seen from the results shown in Table 3, the trapezoidal perpendicular magnetism satisfying “Hc′−γ> 0”, which is the relationship represented by Expression (7), and satisfying “S * ≧ 0.8” In the recording layer, demagnetization was suppressed even under conditions stricter than normal storage conditions, and it was confirmed that the desired effect of the present application was obtained. Note that when S * = 0.75, the coercive force increases and the squareness ratio (Mr / Ms) also decreases, and the expected characteristics cannot be obtained.
(実験仕様4)
実験仕様4として、下記表4に示されるように上記実験仕様3と同様な凹凸パターンで形成された磁性層構造の垂直磁気記録媒体を用い、これを通常の最高保管温度60℃に保持し、再生出力変化を測定した。この条件ではKuV/kT=93.3となる。
(Experimental specification 4)
As the
表4には、本発明の関係式の効果を明らかにするため、上記式(4)における右辺の式をεとし、「Hc−ε」、および「Hc’−ε」の符号、並びに保磁力角型比S*の値を同時に示した。Hc’=Hc・S*であり、また、εは、下記式(8)で示される。
表4に示される結果から分かるように、式(8)で表される関係である「Hc’−ε>0」を満たし、かつ「S*≧0.8」を満たす台形状形状の垂直磁気記録層においては、通常の最高保管温度条件においても減磁が抑制されており、本願所望の効果が得られることが確認できた。なお、S*=0.75では保磁力も大きくなり、また角型比(Mr/Ms)も低下し、期待する特性は得られなかった。 As can be seen from the results shown in Table 4, trapezoidal perpendicular magnetism satisfying “Hc′−ε> 0” which is the relationship represented by the formula (8) and satisfying “S * ≧ 0.8”. In the recording layer, demagnetization was suppressed even under normal maximum storage temperature conditions, and it was confirmed that the desired effect of the present application was obtained. Note that when S * = 0.75, the coercive force increases and the squareness ratio (Mr / Ms) also decreases, and the expected characteristics cannot be obtained.
以上の結果より本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明の磁気記録装置は媒体の熱揺らぎの影響を最も強く受ける垂直磁気記録媒体のサーボ領域において、垂直磁気記録媒体の熱揺らぎを加速する反磁界の影響を低減することが出来るように、サーボ信号が記録される凸構造(凹凸パターンで形成された磁性層)を、使用する垂直磁気記録媒体の特性に合わせて仕様設定するようにしているので、サーボ領域の凹凸構造の垂直磁気記録層の磁化の熱揺らぎにより生ずるサーボ信号の劣化を抑制し、長期に亘って安定したサーボ機能の確保ができる。 From the above results, the effect of the present invention is clear. That is, the magnetic recording apparatus of the present invention can reduce the influence of the demagnetizing field that accelerates the thermal fluctuation of the perpendicular magnetic recording medium in the servo area of the perpendicular magnetic recording medium that is most strongly affected by the thermal fluctuation of the medium. Since the convex structure (magnetic layer formed by the concave / convex pattern) on which the servo signal is recorded is set according to the characteristics of the perpendicular magnetic recording medium to be used, the vertical magnetic recording of the concave / convex structure in the servo area is performed. Servo signal deterioration caused by thermal fluctuation of the magnetization of the layer can be suppressed, and a stable servo function can be ensured over a long period of time.
本発明の磁気記録装置は、特に、コンピュータに装備して用いられるものであり、情報記録のための装置産業に利用することができる。 The magnetic recording apparatus of the present invention is particularly used in a computer and can be used in the apparatus industry for information recording.
1…磁気記録媒体
2…スピンドルモータ
3…ボイスコイルモータ
4…回動アーム
5…記録再生磁気ヘッド
10…垂直磁気記録層
10a…(凹部下)残存磁性層
11…軟磁性層
12…中間層
13…保護膜
14…配向層
20…非磁性層
80…データ情報記録部
90…サーボ用情報部
91…ISG部
92…SVAM部
93…グレイコード部
94…バースト部
95…パッド部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (8)
前記サーボ用情報部は、所定の凹凸パターンで形成された垂直磁気記録層のうちの凸パターンで構成されるとともに、凹部パターンの内部は非磁性材料で充填されており、該サーボ用情報部は、トラッキング用のバースト信号が記録されるバースト部を備え、
前記バースト部は、バースト信号が記録された複数の凸部からなる垂直磁気記録層を所定配置することにより形成されており、
前記凸部からなる垂直磁気記録層は、トラック幅方向(トラック半径方向)およびトラック円周方向に、それぞれ第1の台形形状および第2の台形形状を有し、
前記トラック幅方向の第1の台形形状において、凸部からなる垂直磁気記録層の表面に対応する上辺をW1、凸部からなる垂直磁気記録層の基部到達に至るまで延長された底辺に対応する下辺(第1の台形形状を延長した凸部からなる垂直磁気記録層の底辺に対応する下辺)をW2(ただし、W2>W1)とし、隣接する下辺W2の間の間隙長さをW3とし、
前記トラック円周方向の第2の台形形状において、凸部からなる垂直磁気記録層の表面に対応する上辺をL1、凸部からなる垂直磁気記録層の基部到達に至るまで延長された底辺に対応する下辺(第2の台形形状を延長した凸部からなる垂直磁気記録層の底辺に対応する下辺)をL2(ただし、L2>L1)、隣接する下辺L2の間の間隙長さをL3とし、
凸部の領域の垂直磁気記録層の全体厚さ(凸部の垂直磁気記録層の上辺から下辺までの距離)をtとし、凹部の下に残存している垂直磁気記録層の厚さをδとし、前記凸部の垂直磁気記録層の膜面に垂直方向の保磁力をHc、飽和磁化をMs、保磁力角型比をS*としたとき、
前記保磁力角型比S*が0.8以上の値をとり、しかも下記式(1)の関係を満たすようにバースト部の仕様が設定されてなることを特徴とする磁気記録再生装置。
The servo information part is composed of a convex pattern of the perpendicular magnetic recording layer formed in a predetermined concavo-convex pattern, and the inside of the concave pattern is filled with a nonmagnetic material, and the servo information part is , Including a burst portion for recording a tracking burst signal,
The burst portion is formed by arranging a perpendicular magnetic recording layer composed of a plurality of convex portions in which a burst signal is recorded,
The perpendicular magnetic recording layer composed of the convex portions has a first trapezoidal shape and a second trapezoidal shape in the track width direction (track radius direction) and the track circumferential direction, respectively.
In the first trapezoidal shape in the track width direction, the upper side corresponding to the surface of the perpendicular magnetic recording layer made of the convex portion is W1, and the upper side corresponding to the base of the perpendicular magnetic recording layer made of the convex portion is extended. The lower side (the lower side corresponding to the bottom of the perpendicular magnetic recording layer made of the convex portion extending from the first trapezoidal shape) is W2 (W2> W1), and the gap length between adjacent lower sides W2 is W3.
In the second trapezoidal shape in the track circumferential direction, the upper side corresponding to the surface of the perpendicular magnetic recording layer made of the convex portion is L1, and the bottom side extended to reach the base of the perpendicular magnetic recording layer made of the convex portion L2 (where L2> L1) , and the gap length between adjacent lower sides L2 is L3 ( the lower side corresponding to the bottom side of the perpendicular magnetic recording layer formed of the convex portion extending the second trapezoidal shape )
The total thickness of the perpendicular magnetic recording layer in the convex region (the distance from the upper side to the lower side of the convex perpendicular magnetic recording layer ) is t, and the thickness of the perpendicular magnetic recording layer remaining under the concave is δ. When the coercivity in the direction perpendicular to the film surface of the perpendicular magnetic recording layer of the convex portion is Hc, the saturation magnetization is Ms, and the coercivity squareness ratio is S * ,
A magnetic recording / reproducing apparatus, wherein the coercivity squareness ratio S * has a value of 0.8 or more, and the specifications of the burst portion are set so as to satisfy the relationship of the following formula (1).
前記保磁力角型比S*が0.8以上の値をとり、しかも下記式(2)の関係を満たすようにバースト部の仕様が設定されてなる請求項1に記載の磁気記録再生装置。
2. The magnetic recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the specifications of the burst portion are set so that the coercive force squareness ratio S * takes a value of 0.8 or more and satisfies the relationship of the following formula (2).
前記サーボ用情報部は、所定の凹凸パターンで形成された垂直磁気記録層のうちの凸パターンで構成されるとともに、凹部パターンの内部は非磁性材料で充填されており、該サーボ用情報部は、ISG部、SVAM部、グレイコード部、パッド部を形成するためのトラック半径方向(トラック幅方向)に伸びる帯状凸部を有し、
前記帯状凸部は、トラック円周方向に、凸部からなる垂直磁気記録層の表面に対応する上辺L1、凸部からなる垂直磁気記録層の基部到達に至るまで延長された底辺に対応する下辺(第2の台形形状を延長した凸部からなる垂直磁気記録層の底辺に対応する下辺)L2(ただし、L2>L1)の台形形状を有するとともに、トラック半径方向にはL2の長さの100倍以上の長さを備える帯状形状となっており、
前記帯状凸部の隣接する下辺L2の間の間隙長さをL3とし、凸部の領域の垂直磁気記録層の全体厚さ(凸部の垂直磁気記録層の上辺から下辺までの距離)をtとし、凹部の下に残存している垂直磁気記録層の厚さをδとし、前記帯状凸部の垂直磁気記録層の膜面に垂直方向の保磁力をHc、飽和磁化をMs、保磁力角型比をS*としたとき、
前記保磁力角型比S*が0.8以上の値をとり、しかも下記式(3)の関係を満たすように帯状凸部の仕様が設定されてなることを特徴とする磁気記録再生装置。
The servo information part is composed of a convex pattern of the perpendicular magnetic recording layer formed in a predetermined concavo-convex pattern, and the inside of the concave pattern is filled with a nonmagnetic material, and the servo information part is , Having an ISG portion, an SVAM portion, a gray cord portion, a belt-like convex portion extending in the track radial direction (track width direction) for forming the pad portion ,
The belt-like convex portions are, in the track circumferential direction, an upper side L1 corresponding to the surface of the perpendicular magnetic recording layer made of the convex portion, and a lower side corresponding to the bottom side extended to reach the base of the perpendicular magnetic recording layer made of the convex portion. (Lower side corresponding to the bottom side of the perpendicular magnetic recording layer consisting of convex portions extending from the second trapezoidal shape) L2 (where L2> L1) and a trapezoidal shape of L2 in the track radial direction. It has a band shape with a length of more than double,
Let L3 be the gap length between the adjacent lower sides L2 of the belt-like convex portion, and the total thickness of the perpendicular magnetic recording layer in the convex portion region (distance from the upper side to the lower side of the perpendicular magnetic recording layer of the convex portion) is t. Where δ is the thickness of the perpendicular magnetic recording layer remaining under the concave portion, Hc is the coercive force perpendicular to the film surface of the perpendicular magnetic recording layer of the belt-like convex portion, Ms is the saturation magnetization, and the coercive force angle is When the mold ratio is S * ,
A magnetic recording / reproducing apparatus, wherein the coercive force squareness ratio S * takes a value of 0.8 or more, and the specifications of the belt- like convex portions are set so as to satisfy the relationship of the following formula (3).
前記保磁力角型比S*が0.8以上の値をとり、しかも下記式(4)の関係を満たすように帯状凸部の仕様が設定されてなる請求項4に記載の磁気記録再生装置。
5. The magnetic recording / reproducing apparatus according to claim 4 , wherein the specifications of the belt-like convex portions are set so that the coercive force squareness ratio S * takes a value of 0.8 or more and satisfies the relationship of the following formula (4). .
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