JPH0528673A

JPH0528673A - 磁気デイスク装置、磁気記録再生方法および磁気デイスク製造方法

Info

Publication number: JPH0528673A
Application number: JP18223791A
Authority: JP
Inventors: Michiyoshi Nagashima; 道芳永島; Osamu Kawasaki; 修川崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1991-07-23
Publication date: 1993-02-05

Abstract

(57)【要約】【目的】トラック幅を狭くして高記録密度化が可能な
磁気ディスク、その磁気ディスクに用いて有用な磁気ヘ
ッド、これらの磁気ディスクと磁気ヘッドを用いた、磁
気ディスク装置と磁気記録再生方法、並びに磁気ディス
クの製造方法に関するものである。【構成】磁気ディスクの基板１１には２つの周期で交
互に変化して、かつ、同心円またはスパイラル状に一定
ピッチのピット列を形成する。磁気ヘッド５には磁気信
号を発生、検出する磁気回路部と共に、静電容量を検出
する電極１５を一体に構成する。磁気ディスク１１と電
極１５の間の静電容量を含む共振回路（図示せず）を構
成し、その共振回路に共振周波数と若干異なる周波数の
信号を発生させ、その発生周波数の信号が、２つのピッ
ト周期に依存する２つの周波数で振幅変調される信号を
検出し、その２つの周波数の変調成分が互いに等しくな
る様にしてトラッキング制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラック幅を狭くして
記録密度を高くした磁気ディスク、その磁気ディスクに
用いて有用な磁気ヘッド、これらの磁気ディスクと磁気
ヘッドを用いた、磁気ディスク装置と磁気記録再生方
法、並びに磁気ディスクの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気ディスク装置では、多数枚の
磁気ディスクを備え、そのうちの１面を制御面とし、そ
の制御面上に制御用の磁気ヘッドでトラッキングする。
その制御用の磁気ヘッドと一体に構成されて駆動される
磁気ヘッドで、他の磁気ディスク面上には機械的な精度
でトラッキングして情報信号を記録再生する。この従来
の機械的精度によるトラッキングでは、トラックピッチ
が数μｍ（５ｋ〜１０ｋＴＰＩ）の高密度磁気ディスク
は望めない。

【０００３】そこで、特願昭６２−１４５０１号におい
て、静電容量を検出してトラッキングする事でトラック
密度を高くする磁気ディスク、および、磁気ヘッドが提
案されている。

【０００４】その従来例の構成を図７を用いて説明す
る。断面で示した磁気ディスク基板１上には、その半径
方向に一定ピッチＰの同心円またはスパイラル状の溝２
が形成されている。その溝が形成された基板１上に磁性
金属薄膜３が設けられ、溝２と溝２の間を記録トラック
４としている。

【０００５】磁気ヘッド５には、軟磁性部６と金属薄膜
コイル７とからなる、磁気信号を発生、検出する磁気回
路部と共に、一対の電極８、９が形成されている。電極
８、９の間には絶縁部１０が挿入され、その絶縁部１０
の中心と軟磁性部６の中心との間隔が溝と溝とのピッチ
Ｐの整数倍になる様に構成されている。

【０００６】従って、磁気ヘッドの軟磁性部６が記録ト
ラック４の対向位置からずれれば、電極８または９が溝
の上に近接し、電極と磁性金属薄膜との間の距離が変化
して静電容量が変化する。この容量変化を検知する事
で、軟磁性部６が記録トラック４上をトラッキングする
様に制御するというものである。

【０００７】図７は、磁気ディスク表面と、それに近接
する磁気ヘッドの一部だけを示したものであり、磁気ヘ
ッドの上部や磁気ヘッドから信号を検出する回路系など
は省略してある。

【０００８】また、特願昭６２−１４５０１号には、軟
磁性部６の中心と絶縁部１０の中心が磁気ディスクの円
周方向と平行に並んで形成される例も述べられている。
図８はその場合の磁気ディスクの円周方向の断面を表わ
している。図７が軟磁性部６と絶縁部１０は異なる記録
トラックに近接しているのに対し、図８の場合は軟磁性
部６と絶縁部１０は同じ記録トラックに近接している。
静電容量を検出してトラッキング制御する方法は同じで
あるが、磁気ヘッドの作製方法は異なる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の構成では静電容
量の変化は小さく、その変化からトラッキング制御信号
を作っても精度の高い制御はできない。

【００１０】例えば、記録密度を高めるためにはピット
幅を０.５μｍに小さくする方がよく、かかる場合に、
電極の厚さも０.２μｍ位とすれば、磁気ディスク上の
ピットと近接する電極面積Ｓは０.１μｍ² 程度であ
る。ピット深さｄを０.１μｍ程度とすれば、ピットの
有無による静電容量の変化 ΔＣは、Ｃ＝ＫＳ／ｄと表
わされ、１０^-16Ｆ程度と極めて小さい。ここで、Ｋ
は空気の誘電率である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】磁気ディスク基板上に、
断続的で周期的なピットを、同心円またはスパイラル状
に列を成して形成する。そのピット列の周期は隣合う列
で２つの周期Ｔ１、Ｔ２で交互に変化し、ピット列とピ
ット列との間隔（ピッチ）は一定とし、ピット列とピッ
ト列の間を記録トラックとする。

【００１２】その磁気ディスクに情報信号を記録再生す
る磁気ヘッドには、磁気信号を発生、検出する磁気回路
部と共に静電容量を検出する電極を一体に形成する。一
般に、磁気回路は軟磁性部と金属薄膜コイルより成る。
その軟磁性部の中心と電極の中心の位置関係で２種類の
磁気ヘッドが構成される。第１はそれらの中心が磁気デ
ィスクの半径方向に平行な構成で、この場合はそれらの
中心間隔が磁気ディスク上のピット列とピット列との間
隔の整数倍とする。あるいは、第２は軟磁性部の中心と
電極の中心とが、磁気ディスク上のピット列に平行な構
成の場合である。

【００１３】上記第１と第２の構成共に、電極と磁気デ
ィスクの間の静電容量を含む共振回路を構成し、その回
路に共振周波数とは若干異なる周波数の信号を発生さ
せ、その発生周波数の信号を検出する。

【００１４】

【作用】磁気ディスク上に周期的に形成されたピット列
を、磁気ヘッドに設けられた電極が通過すると静電容量
が周期的に変化する。その静電容量変化の周波数ｆは、
ピットの周期Ｔと磁気ディスクの線速度Ｖによりｆ＝
Ｖ／Ｔとなる。Ｔ１、Ｔ２のピット周期により得られ
る周波数をｆ１、ｆ２とする。電極と磁気ディスクの間
の静電容量を含む共振回路を構成し、その回路に共振周
波数とは若干異なる周波数の信号を発生させれば、その
発生周波数の信号は静電容量変化により振幅変調を受け
る。それを検出して低周波数成分だけを抜き出せば、そ
の信号がピットの有無を表わす事になる。軟磁性部が記
録トラックからずれれば、電極も同様にトラックずれ
し、２つの周波数のうちの一方の周波数の静電容量変化
が大きくなる。従って、２つの周波数ｆ１とｆ２の静電
容量変化を等しくなる様に制御すれば、磁気ヘッドの軟
磁性部が記録トラック上を正確にトラッキングする様に
制御できる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

【００１６】図１は、本発明の磁気ディスクの実施例の
構成を示す外観図である。図１において、１１は磁気デ
ィスク基板、１２は断続的に列を成して形成されたピッ
トである。それらのピット列は周期的であり、隣合うピ
ット列毎に２つの周期で交互に変えて形成してある。す
なわち、隣合うピット列で交互にピット長さが異なる。
１３は周期Ｔ１のピット列、１４は周期Ｔ２のピット列
である。そして、これらのピット列は、基板１１の半径
方向に一定ピッチＰで、同心円またはスパイラル状に形
成されている。

【００１７】図２は、本発明の磁気ディスク装置の一実
施例の要部断面図であり、図１に示した本実施例の磁気
ディスクと、それに近接して情報信号を記録再生する、
本発明の磁気ヘッド５を具備している。磁気ディスク基
板１１上には、その半径方向に一定ピッチＰの同心円ま
たはスパイラル状のピット列を形成している。１３、１
４はそれぞれ、２つのＴ１、Ｔ２の周期のピットより成
るピット列である。その上に磁性金属薄膜３を設けて、
ピット列とピット列の間を記録トラック４とする。

【００１８】本発明の磁気ヘッドの一実施例である磁気
ヘッド５は、軟磁性部６と薄膜コイル７とからなる磁気
信号を発生、検出する磁気回路部と共に、電極１５を具
備している。そして、図２では、軟磁性部６の中心と電
極１５の中心とが磁気ディスクの半径方向に平行で、そ
れらの中心間隔が磁気ディスク基板上のピット列のピッ
チＰの整数倍になる様に構成している。この第１の構成
例では、軟磁性部と電極は異なる記録トラックにトラッ
キングしている。この図２も図７と同様に、磁気ディス
ク表面とそれに近接する磁気ヘッドの一部だけを示した
ものであり、磁気ヘッドの上部や磁気ヘッドから信号を
検出する回路系などは省略してある。

【００１９】また、軟磁性部６の中心と電極１５の中心
が、同じ記録トラックにトラッキングする様に、すなわ
ち、磁気ディスクの円周方向と平行に並んで形成される
第２の構成も考えられる。第１の構成の場合も第２の構
成の場合も、以下に説明するトラッキング制御方法は適
用できる。この第２の構成例も図８で表わされる。

【００２０】磁気ヘッドの軟磁性部６が記録トラック４
からずれれば、電極１５も同様にトラックずれしてピッ
ト上に近ずく。その時、ピットの有無で静電容量が変化
するが、その変化は非常に小さく、そのままでは検出し
てトラッキング信号に利用する事はできない。

【００２１】そこで、磁気ヘッド５の電極１５と磁気デ
ィスクの間の静電容量を含む共振回路を構成し、その回
路に高い周波数ｆ₀の信号を発生させる。このｆ₀の信号
を発生する発振器も図２からは省略してある。

【００２２】この発振周波数ｆ₀を共振回路の共振周波
数ｆ_rより若干低くするか、または、若干高くしておけ
ば、共振回路からはピットの有無による静電容量変化で
振幅変調を受けた発振周波数ｆ₀の出力信号が得られ
る。発振周波数ｆ₀が共振回路の共振周波数ｆ_rと若干異
なるだけであるから、小さい静電容量変化でも振幅変調
成分は大きくなる。この信号の低周波数成分を抜き出せ
ば、ピットの有無を表わす信号が得られる事になる。こ
の場合、発振周波数ｆ₀は１ＧＨｚ位に選べばよい。
図３（ａ）は、図２の磁気ディスク装置における、磁気
ディスク上のピットと磁気ヘッドを表わす模式図であ
り、図３（ｂ）は１ＧＨｚ位の高い周波数の信号であ
る。磁気ヘッド５が図３（ａ）のピット１２を通過した
時、ピットの有無による静電容量変化により振幅変調さ
れた信号が図３（ｃ）である。そこから低周波数成分だ
けを抜き出せば、図３（ｄ）の様にピットの有無を表わ
す信号が得られる。静電容量変化の周波数ｆは、ピット
の周期Ｔと磁気ディスクの線速度Ｖによりｆ＝Ｖ／Ｔ
となる。Ｔ１、Ｔ２のピット周期により得られる周波
数をｆ₁、ｆ₂とする。

【００２３】次に、図２を用いて、本実施例装置におけ
る具体的なトラッキング制御方法を説明する。磁気ヘッ
ドの軟磁性部６が記録トラック４から紙面の右の方にず
れれば、電極１５も同様にピット列１４の方にトラック
ずれし、周波数ｆ₂の信号が周波数ｆ₁の信号よりも大き
くなる。また、磁気ヘッドの軟磁性部６が記録トラック
４から紙面の左の方にずれれば、電極１５も同様にピッ
ト列１３の方にトラックずれし、周波数ｆ₁の信号が周
波数ｆ₂の信号よりも大きくなる。従って、周波数ｆ₁と
ｆ₂で変化する信号がそれぞれ等しくなる様に制御すれ
ば、軟磁性部６が記録トラック４上をトラッキングする
様に制御できる。

【００２４】本発明では、断続的なピットが形成されて
いるからこそ、静電容量変化の信号を正確に読みとる事
ができるのであり、従来の特願昭６２−１４５０１号の
様に連続的な溝を形成しただけでは困難である。

【００２５】次に、上記実施例の磁気ディスクの製造方
法について、図４を用いて説明する。基板１６はガラス
またはアルミニウムなどの金属から成る。図４（ａ）の
様にその基板上に感光性記録材料薄膜１７を形成する。
例えば、感光性記録材料が有機フォトレジストならばス
ピンコート法が用いられる。図４（ｂ）の様に断続的な
ピット形状に対応するマスク１８を経て光を照射する。
現像により光が照射された感光性記録材料部分を除去す
れば図４（ｃ）の様になり、現れた基板部分を図４
（ｄ）の様にエッチングしてピット１２を形成する。そ
の後、感光性記録材料を除去すれば、図４（ｅ）の様に
本発明の磁気ディスク基板１１ができる。更に、図４
（ｆ）の様に基板１１の上に磁性金属薄膜３を形成し
て、磁気ディスクは完成する。この磁性金属薄膜３上に
保護膜を形成する事が望ましい。

【００２６】図４（ｂ）のマスク１８を経た光照射の代
わりに、図５の様な方法を用いる事もできる。この場合
は、感光性記録材料薄膜１７を設けた基板１６を回転さ
せながら、アルゴンレーザーなどの短波長レーザー１９
を、トラッキングピット列に相当する周期で変調し、対
物レンズ２０で絞って照射し、基板を半径方向に移動さ
せる。その後、現像すれば感光した感光性記録材料が除
かれ図４（ｃ）の様になる。

【００２７】図４（ｄ）のエッチングの方法として、基
板が金属の時はアルゴンなどのイオンビームを照射して
エッチングする事ができ、また、ガラスの時はＣＦ₄な
どのガスを用いた反応性エッチングを用いる事ができ
る。また、図４（ｅ）の感光性記録材料の除去には、酸
素プラズマで灰化してしまえばよい。

【００２８】更に上記実施例の磁気ディスクの他の製造
方法について、図６を用いて説明する。基板１６は実施
例２と同様にガラスまたはアルミニウムなどの金属から
成る。まず、図６（ａ）の様にその基板１６上に磁性金
属薄膜３を形成する。その上に図６（ｂ）の様に感光性
記録材料薄膜１７（フォトレジストなど）を形成し、図
６（ｃ）の様に断続的なピット形状に対応するマスク１
８を経て光を照射する。現像により光が照射された感光
性記録材料部分を除去すれば図６（ｄ）の様になり、現
れた磁性金属材料を図６（ｅ）の様にエッチングして磁
性金属薄膜に直接ピット１２を形成する。その後、感光
性記録材料を除去すれば、図６（ｆ）の様な形状になる
が、これも本発明の磁気ディスクとして利用できる。こ
の上に保護膜を形成する事が望ましい。

【００２９】図６（ｃ）のマスク１８を経た光照射の代
わりに、ピット列に相当する周波数でレーザーを変調し
て絞って照射する方法を用いる事ができる事、および、
図６（ｆ）のフォトレジストなどの感光性記録材料の除
去には酸素プラズマで灰化してしまえばよい事は、実施
例２と同じである。また、図６（ｅ）のエッチングの方
法としては、エッチングされる対象が磁性金属材料であ
るのでアルゴンなどのイオンビームを照射してエッチン
グする事が望ましい。

【００３０】

【発明の効果】以上の様に、静電容量変化を正確に検出
して、狭いトラックピッチでも、磁気回路の軟磁性部が
記録トラック上を正確にトラッキングする様に制御で
き、トラック密度の高い磁気ディスク、磁気ヘッド、磁
気ディスク装置、磁気ディスク記録再生方法および
その磁気ディスクの製造方法を提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスクの実施例の構成を示す外
観図

【図２】本発明の磁気ディスク装置の一実施例の構成を
示す要部断面図

【図３】（ａ）は、本発明の磁気記録再生方法の一実施
例を説明するための、磁気ディスク装置の模式図（ｂ）は、共振回路で発生した高周波数信号の波形図（ｃ）は、同図（ｂ）の波形の振幅変調波形図（ｄ）は、同図（ｃ）から抽出されたピットの有無を示
す波形信号

【図４】（ａ）は、本発明の磁気ディスクの製造方法の
一実施例における感光性記録材料薄膜の形成工程図（ｂ）は、同実施例における露光工程図（ｃ）は、同実施例における、感光性記録材料のパター
ン形成工程図（ｄ）は、同実施例における、基板のエッチングによる
ピット形成工程図（ｅ）は、同実施例における、感光性記録材料の除去工
程図（ｆ）は、同実施例における、磁性金属薄膜の形成工程
図

【図５】本発明の磁気ディスクの製造方法における他の
感光工程図

【図６】（ａ）は、本発明の磁気ディスクの製造方法の
他の実施例における磁性金属薄膜の形成工程図（ｂ）は、同実施例における感光性記録材料薄膜の形成
工程図（ｃ）は、同実施例における露光工程図（ｄ）は、同実施例における、感光性記録材料のパター
ン形成工程図（ｅ）は、同実施例におけるエッチングによるピット形
成工程図（ｆ）は、同実施例における感光性記録材料の除去工程
図

【図７】従来例の磁気ディスク装置の構成を示す要部断
面図

【図８】従来の他の磁気ディスク装置の構成を示す要部
断面図

【符号の説明】

３磁性材料４記録トラック５磁気ヘッド６軟磁性部１１磁気ディスク基板１２ピット１３、１４ピット列１５電極１６基板１７感光性記録材料１８マスク１９レーザー２０対物レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】断続的で周期的なピットが同心円またはス
パイラル状に列を成して形成され、そのピット列の周期
は隣合う列で２つの周期で交互に変化し、ピット列とピ
ット列の間隔は一定で、ピット列とピット列の間を記録
トラックとする事を特徴とする磁気ディスク。
【請求項２】断続的で周期的なピットが同心円またはス
パイラル状に列を成して形成され、そのピット列の周期
は隣合う列で２つの周期で交互に変化し、ピット列とピ
ット列の間隔は一定で、ピット列とピット列の間を記録
トラックとする磁気ディスクに情報信号を記録再生する
磁気ヘッドにおいて、磁気信号を発生または検出する磁
気回路部と共に静電容量を検出する電極が一体に形成さ
れ、磁気回路部の中心と電極の中心が磁気ディスクの半
径方向に平行に形成され、それらの中心間隔が磁気ディ
スク上のピット列とピット列との間隔の整数倍である事
を特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】断続的で周期的なピットが同心円またはス
パイラル状に列を成して形成され、そのピット列の周期
は隣合う列で２つの周期で交互に変化し、ピット列とピ
ット列の間隔は一定で、ピット列とピット列の間を記録
トラックとする磁気ディスクに情報信号を記録再生する
磁気ヘッドにおいて、磁気信号を発生または検出する磁
気回路部と共に静電容量を検出する電極が一体に形成さ
れ、磁気回路部の中心と電極の中心が磁気ディスクの円
周方向に平行に形成される事を特徴とする磁気ヘッド。
【請求項４】断続的で周期的なピットが同心円またはス
パイラル状に列を成して形成され、そのピット列の周期
は隣合う列で２つの周期で交互に変化し、ピット列とピ
ット列の間隔は一定で、ピット列とピット列の間を記録
トラックとする磁気ディスクに、磁気信号を発生または
検出する磁気回路部と共に静電容量を検出する電極が一
体に形成された磁気ヘッドを近接させて情報信号を記録
再生する装置において、磁気ディスクと磁気ヘッドの電
極との間の静電容量を含む共振回路を構成し、その共振
回路に共振周波数と少し異なる周波数の信号を発生さ
せ、その発生された周波数の信号が前記２つの周期に依
存する２つの周波数で変調される信号を検出し、その２
つの周波数の変調成分が互いに等しくなる様にトラッキ
ング制御する事を特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】磁気ディスク上の磁気回路部の中心と電極
の中心が、磁気ディスクの半径方向に平行に形成され、
それらの中心間隔が磁気ディスク上のピット列とピット
列との間隔の整数倍である事を特徴とする請求項４記載
の磁気ディスク装置。
【請求項６】磁気ディスク上の磁気回路部の中心と電極
の中心が、磁気ディスクの円周方向に平行に形成された
事を特徴とする請求項４記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】断続的で周期的なピットが同心円またはス
パイラル状に列を成して形成され、そのピット列の周期
は隣合う列で２つの周期で交互に変化し、ピット列とピ
ット列の間隔は一定で、ピット列とピット列の間を記録
トラックとする磁気ディスクに、磁気信号を発生または
検出する磁気回路部と共に静電容量を検出する電極が一
体に形成された磁気ヘッドを近接させて情報信号を記録
再生する記録再生方法において、磁気ディスクと磁気ヘ
ッドの電極との間の静電容量を含む共振回路を構成し、
その共振回路に共振周波数と少し異なる周波数の信号を
発生させ、その発生された周波数の信号が前記２つの周
期に依存する２つの周波数で変調される信号を検出し、
その２つの周波数の変調成分が互いに等しくなる様にト
ラッキング制御する事を特徴とする磁気ディスクの記録
再生方法。
【請求項８】磁気ディスク上の磁気回路部の中心と電極
の中心が、磁気ディスクの半径方向に平行に形成され、
それらの中心間隔が磁気ディスク上のピット列とピット
列との間隔の整数倍である事を特徴とする請求項７記載
の磁気ディスクの記録再生方法。
【請求項９】磁気ディスク上の磁気回路部の中心と電極
の中心が、磁気ディスクの円周方向に平行に形成された
事を特徴とする請求項７記載の磁気ディスクの記録再生
方法。
【請求項１０】ガラスまたは金属から成る基板上に、感
光性記録材料薄膜を形成し、断続的な形状に感光させ、
感光した部分の感光性記録材料を除去して現れた基板部
分をエッチングしてピットを形成し、感光性記録材料を
除去し、その上に磁性薄膜を形成する事を特徴とする磁
気ディスク製造方法。
【請求項１１】ガラスまたは金属から成る基板上に磁性
材料薄膜を形成し、その上に感光性記録材料薄膜を形成
し、断続的な形状に感光させ、感光した部分の感光性記
録材料を除去して現れた磁性材料部分をエッチングして
ピットを形成し、感光性記録材料を除去する事を特徴と
する磁気ディスク製造方法。
【請求項１２】断続的な形状に感光させる方法におい
て、その断続的形状に対応して光透過するマスクを経て
光を照射する請求項１０または１１記載の磁気ディスク
製造方法。
【請求項１３】断続的な形状に感光させる方法におい
て、その断続的形状に対応してレーザーを変調して絞っ
て照射する請求項１０または１１記載の磁気ディスク製
造方法。
【請求項１４】イオンビームエッチング法を用いて、ピ
ットを形成する請求項１０または１１記載の磁気ディス
ク製造方法。
【請求項１５】ＣＦ₄などのガスを用いた反応性エッチ
ング法を用いて、ピットを形成する請求項１０または１
１記載の磁気ディスク製造方法。