磁気ディスクおよびこれを備えた磁気ディスク装置
【課題】目視等により表裏を識別することができ、組立て管理等を容易に行うことが可能な磁気ディスクおよびこれを備えたディスク装置を提供する。
【解決手段】 磁気ディスク装置の磁気ディスクは、中央孔５２を有した平坦な円盤状の基板５４と、基板の表面および裏面の少なくとも一方の表面上に、磁性体の有無でパターン形成された記録領域と、を備えている。記録領域は、データ領域パターン５８と、それぞれ基板の中央孔側から外周縁部まで延びたほぼ円弧放射状に形成され、データ領域パターンを基板の周方向に複数に分断した複数のサーボ領域パターン６０と、を有している。各サーボ領域パターンは、基板の最外周半径よりも大きいな半径を有し前記基板と同芯の円軌跡上に円弧中心を持ち、基板の周方向に沿った周方向長が基板の外周側に位置した領域ほど長くなるように領域形成されている。データ領域パターンと各サーボ領域パターンとは、磁性体占有率が互いに異なり、互いに異なる光学反射率を有している。
【解決手段】 磁気ディスク装置の磁気ディスクは、中央孔５２を有した平坦な円盤状の基板５４と、基板の表面および裏面の少なくとも一方の表面上に、磁性体の有無でパターン形成された記録領域と、を備えている。記録領域は、データ領域パターン５８と、それぞれ基板の中央孔側から外周縁部まで延びたほぼ円弧放射状に形成され、データ領域パターンを基板の周方向に複数に分断した複数のサーボ領域パターン６０と、を有している。各サーボ領域パターンは、基板の最外周半径よりも大きいな半径を有し前記基板と同芯の円軌跡上に円弧中心を持ち、基板の周方向に沿った周方向長が基板の外周側に位置した領域ほど長くなるように領域形成されている。データ領域パターンと各サーボ領域パターンとは、磁性体占有率が互いに異なり、互いに異なる光学反射率を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気ディスクおよびこれを備えた磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータの外部記録装置や画像記録装置として磁気ディスク装置が広く用いられている。磁気ディスク装置は、一般に、矩形箱状の筐体を有している。筐体内には、磁気記録媒体としての磁気ディスク、この磁気ディスクを支持および回転させるスピンドルモータ、磁気ディスクに対して情報の書き込み、読み出しを行なう複数の磁気ヘッド、これらの磁気ヘッドを磁気ディスクに対して移動自在に支持したヘッドアクチュエータ、ヘッドアクチュエータを回動および位置決めするボイスコイルモータ、ヘッドＩＣ等を有する基板ユニット等が収納されている。筐体の外面には、基板ユニットを介してスピンドルモータ、ボイスコイルモータ、および磁気ヘッドの動作を制御するプリント回路基板がねじ止めされている。
【０００３】
近年、磁気ディスク装置は、より多種の電子機器、特に、より小型の電子機器の記録装置として用いることができるように、一層の小型化が進められている。これに伴い、磁気ディスクの一層の小型化および高密度記録化が求められている。このような小型で高密度記録が可能な磁気ディスクとして、いわゆるディスクリート・トラック・記録（以下、ＤＴＲと称する）型の磁気ディスクが提案されている（例えば、特許文献１）。このＤＴＲ型の磁気ディスクは、表面が凹凸に形成され、その凸部にデータ記録が可能な磁性体が形成されている。また、磁気ディスクの表面は、凹凸により、サーボデータが記録されるサーボ領域およびユーザによるデータ記録が可能なデータ領域が予めパターン化され形成されている。データ領域には、凸部からなる多数の磁性トラックが形成されている。
【特許文献１】特開２００３−２２６３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したＤＴＲ型の磁気ディスクによれば、隣合う磁性トラック間は凹所によって分断されているため、磁性トラック間のクロストークを防止し、高密度記録が可能となる。このようなＤＴＲ型の磁気ディスクにおいて、磁性トラックのトラックピッチは可視光波長以下となる高密度であるため、干渉縞のような虹が見えるわけではなく、磁気ディスクの記録面を目視により確認することが不可能となる。そのため、片面ディスクの場合、いずれが記録面であるのか判断できず、磁気ディスクドライブ等に磁気ディスクを組み込む際、磁気ヘッドとの相対位置を正確に設定することが難しい。
【０００５】
また、記録容量の増大を図る場合、磁気ディスクの両面に記録層を設けることが望ましいが、上記と同様の理由により、磁気ディスクの裏表を容易により識別することができない。この場合も、磁気ディスクを正しい向きで磁気ディスク装置に組み込むことが困難となる。
【０００６】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、目視等により表裏を識別することができ、組立て管理等を容易に行うことが可能な磁気ディスクおよびこれを備えたディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、この発明の態様に係る磁気ディスクは、中央孔を有した円盤状の基板と、前記基板の表面および裏面にそれぞれ設けられた記録領域と、を備え、前記記録領域は磁性体形状がパターン化されているとともに、表面側の記録領域と裏面側の記録領域とでパターン形状が異っている。
【０００８】
この発明の他の態様に係る磁気ディスクは、表面および裏面を有しているとともに中央孔を有した平坦な円盤状の基板と、前記表面および裏面の少なくとも一方の表面上に、磁性体の有無でパターン形成された記録領域と、を備え、
前記記録領域は、データ領域パターンと、それぞれ前記基板の中央孔側から外周縁部まで延びたほぼ円弧放射状に形成され、前記データ領域パターンを前記基板の周方向に複数に分断した複数のサーボ領域パターンと、を有し、前記各サーボ領域パターンは、前記基板の最外周半径よりも大きいな半径を有し前記基板と同芯の円軌跡上に円弧中心を持ち、前記基板の周方向に沿った周方向長が基板の外周側に位置した領域ほど長くなるように領域形成され、前記データ領域パターンと各サーボ領域パターンとは、磁性体占有率が互いに異なり、互いに異なる光学反射率を有している。
【０００９】
また、この発明の態様に係る磁気ディスク装置は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気ディスクと、前記磁気ディスクを支持し、一定速度で回転させる駆動部と、前記磁気ディスクに対して情報処理を行うヘッドと、前記磁気ディスクに対して前記ヘッドを径方向に移動させるヘッドアクチュエータと、を備え、前記磁気ディスクは、前記各サーボ領域パターンと、前記磁気ディスク上における前記ヘッドの移動軌跡とが一致する方向に合わせて配設されている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、目視等により表裏を識別することができ、組立て管理等を容易に行うことが可能な磁気ディスクおよびこれを備えたディスク装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る磁気ディスクについて詳細に説明する。
図１および図２に示すように、本実施形態に係る磁気ディスク５０は、中央孔５２を有した平坦な円盤状の基板５４と、基板の少なくとも一方の面、ここでは、基板の表面および裏面に形成された記録層５６と、を備えている。それぞれ記録領域を構成する記録層５６は、基板５４の内周縁部および外周縁部を除き、基板と同軸的な環状に形成されている。各記録層５６は、強磁性体、例えば、ＣｏＣｒＰｔによってパターン状に形成され、磁性体のない領域は非磁性体、例えば、ＳｉＯ２により埋められている。これにより、表面が平坦化された垂直磁気記録用の磁気ディスクを構成している。
【００１２】
磁気ディスク５０は、ＤＴＲメディアとして形成され、図１（ａ）は磁気ディスク５０の表面側における記録層５６のパターン、図１（ｂ）は磁気ディスクの裏面側における記録層５６のパターンをそれぞれ示している。記録層５６のパターンは、大別して、データ領域パターン５８と複数のサーボ領域パターン６０とを有している。
【００１３】
図２に示すように、基板５４は、例えば、ガラスで形成され、その表面および裏面には、下地層（ＳＵＬ）６６が形成されている。基板５４は、ガラスに限らずアルミニウムで形成してもよい。データ領域パターン５８およびサーボ領域パターン６０は、下地層６６に重ねて形成されている。
【００１４】
図２に示すように、データ領域パターン５８は、後述する磁気ディスク装置のヘッドによりユーザデータを記録再生する記録領域を形成するもので、基板５４の表面上に磁性体によって形成された凸部により構成されている。すなわち、データ領域パターン５８は、強磁性体（ＣｏＣｒＰｔ）によりそれぞれ円環状に形成され垂直記録層として機能する複数の磁性トラック６２を有している。これらの磁性トラック６２は中央孔５２とほぼ同軸状に、かつ、基板５４の半径方向に一定の周期、つまり、一定のトラックピッチＴｐで並んで設けられている。
【００１５】
半径方向に隣合う磁性トラック６２間は、凹所からなるデータ記録不能な非磁性ガード帯部６４により分断されている。本実施形態によれば、ディスク表面の平坦化を目的として、各非磁性ガード帯部６４にはＳｉＯ２が埋込まれている。また、磁気ディスク表面には、薄膜状にカーボン保護膜が形成され、更に、潤滑剤としてルブが塗布されている。なお、非磁性ガード帯部を埋めることなく、凹凸面の上に直接保護層を形成してもよい。
【００１６】
基板５４の径方向に沿った各磁性トラック６２の径方向幅Ｔｗは、非磁性ガード帯部６４の幅よりも大きく形成されている。本実施形態において、磁性トラック／非磁性ガード帯部の径方向の比は２：１であり、データ領域パターン５８は、磁性占有率約６７％のパターンを取っている。このようなデータ領域パターン５８は、例えば１２０ｋＴＰＩを越える高トラック密度であるため、径方向のパターン周期（トラックピッチ）Ｔｐは可視光波長よりも小さい。このため、本磁気ディスク５０は、磁性トラック６２に起因する光の回折によって形成される虹パターンを目視認識することはできない。
【００１７】
図１に示すように、データ領域パターン５８を構成した円環状の磁性トラック６２は、複数のサーボ領域パターン６０により基板５４の周方向にセクタ分割されている。図では、データ領域パターン５８を１５分割する構成で記載されているが、実際には、データ領域パターン５８は１００サーボセクタ以上に分割されている。
【００１８】
各サーボ領域パターン６０は、磁気ディスク装置のヘッドを位置決めするために必要な情報を磁性／非磁性で埋込み形成したプリビット領域である。各サーボ領域パターン６０の形状は、ヘッドの移動軌跡に一致した円弧状に形成されている。また、各サーボ領域パターン６０は、基板５４の円周方向に沿ったサーボ領域パターンの周方向長が、基板の半径方向位置に比例して長くなる、すなわち、基板の外周側に位置した領域ほど長くなる、周方向拡大パターンに形成されている。基板５４の表面側記録層５６のサーボ領域パターン６０と裏面側記録層５６のサーボ領域パターン６０とは、その周方向配置順が異なる配置に形成され、例えば、表面側が反時計方向、裏面側が時計方向となっている。このように、磁気ディスク５０の記録領域は磁性体形状がパターン化されているとともに、表面側と裏面側とでパターンが異っている。
【００１９】
次に、図３を用いてサーボ領域パターン６０について詳細に説明する。
図３は、磁気ディスク５０の表面側に設けられたサーボ領域パターン６０を示している。このサーボ領域パターン６０は、磁気ディスク５０をドライブに組み込んだ際、ヘッドが通過方向Ｘに沿って図中左から右に通過する個所のパターンである。円弧状サーボ領域パターン形状で表現すると、外周側円弧が図中の左、内周側円弧が図中の右に位置している。サーボ領域パターン６０の左右両側には、前述したデータ領域パターン５８が設けられている。
【００２０】
サーボ領域パターン６０は、大別すると、プリアンブル部７０、アドレス部７２、偏差検出用のバースト部７４を有し、データ領域パターン５８と同様に、強磁性体の凸部で形成された磁性パターンと、磁性パターン間に位置した凹部からなる非磁性パターンとにより構成されている。
【００２１】
プリアンブル部７０は、磁気ディスク５０の回転偏芯等により生ずる時間ズレに対し、サーボ信号再生用クロックを同期させるＰＬＬ処理や、信号再生振幅を適正に保つＡＧＣ処理を行うために設けられている。このプリアンブル部７０は、少なくとも基板５４の半径方向に略円弧放射状に連続しているとともに基板の周方向に磁性／非磁性を繰返す繰返しパターン領域として形成され、磁性／非磁性比がほぼ１：１、すなわち、磁性占有率約５０％で形成されている。尚、周方向の繰返し周期は半径距離に比例して異なるが、基板５４の最外周部分であっても可視光波長以下であり、データ領域パターンと同様に、光学回折によるサーボ領域パターンの識別は困難である。
【００２２】
アドレス部７２は、サーボマークと呼ばれるサーボ信号認識コード、セクタ情報、シリンダ情報等が、プリアンブル部７０の周方向ピッチと同一ピッチで、マンチェスタコードにより形成されている。シリンダ情報は、サーボトラック毎にその情報が変化するパターンとなる。そのため、ヘッドシーク動作時のアドレス判読ミスの影響が小さくなる様に、グレイコードと呼ばれる隣接トラックとの変化が最小となるコード変換をしてから、マンチェスタコード化して記録されている。アドレス部７２における磁性占有率は約５０％となっている。
【００２３】
バースト部７４は、シリンダアドレスのオントラック状態からのオフトラック量を検出するためのオフトラック検出用領域で、更にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄバーストと呼ぶ４つの径方向にパターン位相をずらしたマークが形成されている。各バーストには、周方向に複数個のマークがプリアンブル部と同一のピッチ周期で配置され、径方向周期は、アドレスパターンの変化周期に比例、換言すれば、サーボトラック周期に比例した周期で設けられている。本実施形態では、各バーストは、周方向に１０周期分形成され、径方向に、サーボトラック周期の２倍長周期で繰返すパターンを取っている。ＡＢＣＤバーストパターンでの磁性占有率は約７５％となっている。
【００２４】
マーク形状は基本的には矩形、厳密にはヘッドアクセス時のスキュー角を考慮した平行四辺形を目指して形成されている。しかし、スタンパ加工精度や転写形成等の加工性能により、各マークは、多少丸みを帯びた形状となる。また、マークは非磁性部として形成する。
【００２５】
バースト部７４に基づく位置検出原理については、詳細を省略するが、各ＡＢＣＤバースト部再生信号の平均振幅値を演算処理して、オフトラック量が算出される。なお、本実施形態ではＡＢＣＤバーストパターンを採用しているが、公知の位相差サーボパターン等を、オフトラック量検出手段としてパターン配置したものでもよい。ただし、位相差サーボパターンの場合は、この部分の磁性占有率は約５０％となる。
【００２６】
トラックピッチが４００ｎｍ以上の低密度パターンを有した磁気ディスクであれば、基板に凹凸を付けて、磁性層を凹凸状に全面形成したとしても、凹凸トラックパターンによる光学回折が生じ、データ領域パターンの反射光が虹状の回折光となって目視認識することができる。この場合、円弧状のサーボ領域パターン形状を容易に目視確認することができる。
【００２７】
しかし、本実施形態のように、可視波長よりも十分短いトラックピッチを有した磁気ディスクの場合、光学回折が発生せず、虹パターンを確認することが困難となる。そのため、磁性層を全面凹凸状に形成した場合には、サーボ領域とデータ領域とを目視確認することが難しい。
【００２８】
一方、本実施形態に係る磁気ディスク５０のように、記録層が磁性パターンおよび非磁性パターンを有している場合、磁性部の反射率と、非磁性部の反射率とに若干の違いがあること、および、埋められた非磁性部による多重反射と吸光度との影響で、パターンの磁性占有率が小さくなるほど反射光強度が低下するという特徴を有している。
【００２９】
つまり、光学回折が期待できないような高密度パターンであっても、データ領域パターン５８とサーボ領域パターン６０とに、ある程度以上の磁性占有率の違いを設けることにより、反射光強度の違いでサーボ領域パターンの円弧状軌跡を光学的に識別可能となる。
【００３０】
光学反射率として、約１０％程度の違いがあれば、十分にパターン識別可能となる。本実施形態では、データ領域パターン５８は磁性占有率が約６７％であるのに対して、サーボ領域パターン６０におけるプリアンブル部７０およびアドレス部７２は磁性占有率がそれぞれ５０％であり、データ領域パターンと十分な反射率の違いが生じ、光学認識可能である。
【００３１】
図４は、サーボ領域パターン６０近傍部分の光学顕微鏡イメージを示している。磁性トラック６２や微細パターン等は見えないが、サーボ領域パターン６０のプリアンブル部７０およびアドレス部７２はデータ領域パターン５８よりも暗くなり、高密度パターンであっても光学的に確認可能となる。例えば、偏光フィルタを介して識別すると、円弧状のサーボパターンを、一層明確に識別可能となる。
【００３２】
目視確認可能な線幅としては、１０μｍ以上が望ましいため、最内周サーボセクタのプリアンブル部７０＋アドレス部７２の長さは０．０１ｍｍ以上に形成されていることが望ましい。１０μｍの線幅は目視可能限界であり、目視により容易に識別できるとはいいにくい。しかし、サーボ領域パターン６０の周方向長は基板の半径方向位置に依存して外周側程太く形成され、線幅は、内周部で１０μｍでも外周部では２０μｍ程度となる。これを拡大鏡でにより低倍率拡大することにより、サーボ領域パターン６０を容易に視認することができる。この意味から、最内周サーボセクタのプリアンブル部＋アドレス部の長さを０．０１ｍｍ以上に形成した。本実施形態では、拡大顕微鏡等を用いずに直接目視確認が容易な５０μｍ以上となるように、プリアンブル部７０の繰返し周期数および周方向ピッチ長を調整している。
【００３３】
前述したように、各サーボ領域パターン６０は略円弧状に形成されている。このサーボ領域パターン形状は、磁気ディスク５０の表面、裏面を判定する上で有効となる。サーボ領域パターンが完全に放射型の場合、パターンが左右対称となるため、各ディスク表面におけるサーボ領域パターンを識別できても、磁気ディスクの表面、裏面どちらのパターンなのかを識別することができない。図３に示したように、サーボ領域パターン６０は、ヘッド通過方向Ｘに従ってパターンが形成されているため、磁気ディスクの表裏を間違えると、サーボ情報の識別が困難になる。ドライブとしての磁気ディスク装置に、サーボ領域パターン６０が予め形成されている磁気ディスクを組み込む組立て工程では、磁気ディスク５０の表裏を間違いなく設置しておく管理が不可欠であり、磁気ディスクの表裏を容易に確認できる円弧状サーボ領域パターン形成が有効となる。
【００３４】
その他、後述するように、磁気ディスク装置におけるヘッドの移動軌跡は、回転駆動機構を回転中心とした円弧軌跡を取るため、磁気ディスク５０のサーボ領域パターン６０はヘッド移動軌跡に略一致した円弧状のパターンに形成されていることが望ましい。
【００３５】
次に、上述した磁気ディスク５０の製造方法について簡単に説明する。製造プロセスは、転写工程、磁性加工工程、仕上げ工程を含んでいる。始めに、転写工程に使用するパターンの基となるスタンパの製造方法から説明する。
スタンパの製造工程は、描画、現像、電鋳、仕上げに細分化される。パターン描画では、原盤回転型の電子線露光装置を用いて、磁気ディスクで非磁性化させる部位を、レジスト塗布された原盤上に、内周から外周まで露光描画する。これに現像、ＲＩＥ等の処理を施し、凹凸パターンを持つ原盤を形成する。この原盤を導電化処理した後、原盤の表面にＮｉを電鋳する。続いて、Ｎｉを原盤から剥離し、内径／外径を打ち抜き加工することで、Ｎｉからなるディスク状のスタンパが形成される。スタンパは、非磁性化させる部位を凸部として形成されている。磁気ディスク表面用および裏面用のスタンパをそれぞれ形成する。
【００３６】
転写工程では、両面同時転写型のインプリント装置を用い、インプリントリソグラフィー法によりスタンパの凹凸を磁気ディスク側に転写する。具体的には、まず、ガラスあるいはＳｉからなる基板５４の両面に下地層を形成し、更に、下地層に重ねて強磁性体からなる磁性体層を形成する。
【００３７】
このような垂直記録用磁気ディスクの両表面に、スピンコート法によりレジストを塗布し、ベーク処理後、磁気ディスクをその中央孔５２でチャッキングする。レジストとしては、例えば、液状ＳｉＯ２（ＳＯＧ）を用いる。この状態で、磁気ディスクの両面を、裏面用、表面用に準備した２種のスタンパで挟み込み、全面を均等に押圧する。これにより、スタンパの凹凸パターンをレジスト表面に転写する。転写工程により、非磁性化させる部位が、レジストの凹部として形成される。
【００３８】
次に、磁性加工工程では、レジストの凹部の底に残っている残渣レジストを除去した後、非磁性化させる部位の磁性体層表面を露出させる。磁性体層を残す部位はレジストが凸部として形成された状態になる。ついで、レジストをガード層としてイオンミリングすることで、凹部に位置する磁性層のみを除去し、磁性体を所望のパターンに加工する。
【００３９】
続いて、例えば、スパッタリングにより磁気ディスクの両面に非磁性体としてのＳｉＯ２を十分な厚さで成膜し、ディスク表面の凹凸をなくす。このＳｉＯ２を磁性体層の表面まで逆スパッタして除去することにより、凹部が非磁性体で埋め込みまれ平坦化したパターン磁気ディスクが得られる。
【００４０】
最後の仕上げ工程では、ディスク表面を研磨仕上げして平坦度を更に向上させた後、カーボン保護層を形成し、更に、潤滑用ルブを塗布することにより本実施形態に係る磁気ディスクが完成する。
【００４１】
次に、磁気ディスク装置として、上述した磁気ディスク５０を備えたハードディクドライブ（以下、ＨＤＤと称する）について説明する。
図５および図６に示すように、磁気ディスク装置１０は偏平な矩形状のディスクエンクロージャ１３を備え、このディスクエンクロージャ１３は、箱形形状のベース１２と、ベース１２の上面の開口部を密閉するトップカバー１１とを有している。
【００４２】
ディスクエンクロージャ１３内には、前述した磁気ディスク５０、磁気ディスクを支持および回転させるスピンドルモータ１５、磁気ディスクに対してデータの記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド３３、これらの磁気ヘッドを磁気ディスク５０に対して移動自在に支持したヘッドアクチュエータ１４、ヘッドアクチュエータを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）１６、磁気ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した位置に保持するランプロード機構１８、ヘッドクチュエータを退避位置に保持するイナーシャラッチ機構２０、およびプリアンプ等の回路部品が実装されたフレキシブルプリント回路基板ユニット（以下、ＦＰＣユニットと称する）１７が収納されている。ベース１２は底壁を有し、スピンドルモータ１５、ヘッドアクチュエータ１４、ＶＣＭ１６等は、この底壁の内面上に設けられている。
【００４３】
前述したように、磁気ディスク５０は、両面をＤＴＲ用に加工した垂直磁化２層膜の小径パターンドメディアである。すなわち、磁気ディスク５０は表面および裏面の両面に記録層５６を有し、例えば、直径１．８インチあるいは０．８５インチに形成されている。磁気ディスク５０は、スピンドルモータ１５の図示しないハブに互いに同軸的に嵌合されているとともにクランプばね２１によりハブに固定されている。磁気ディスク５０は、駆動部としてもスピンドルモータ１５によって支持され、所定の速度で回転される。
【００４４】
ヘッドアクチュエータ１４は、ベース１２の底壁上に固定された軸受部２４と、この軸受組立体に取り付けられた２本のアーム２７と、各アームから延出したサスペンション３０と、を有している。サスペンション３０の延出端に、磁気ヘッド３３が支持されている。アーム２７、サスペンション３０および磁気ヘッド３３は、軸受部２４の回りで回動自在に支持されている。磁気ヘッド３３は、磁気ディスク５０の表面側記録層と対向するダウンヘッド、および磁気ディスクの裏面側記録層と対向するアップヘッドが設けられている。各磁気ヘッド３３は、ヘッド本体であるスライダ（ＡＢＳ）に、リード素子（ＧＭＲ素子）及びライト素子を有する磁気ヘッド素子が実装されている。
【００４５】
ＶＣＭ１６は、ヘッドアクチュエータ１４に設けられたボイスコイル２２と、ベース１２に固定されボイスコイルと対向した一対のヨーク３８、および一方のヨークに固定された図示しない磁石とを有している。ＶＣＭ１６は、アーム２７に軸受部２４周りの回転トルクを発生させ、磁気ヘッド３３を磁気ディスク５０の半径方向に移動させる。
【００４６】
ＦＰＣユニット１７は、ベース１２の底壁上に固定された矩形状の基板本体３４を有し、この基板本体上には、複数の電子部品およびコネクタ等が実装されている。ＦＰＣユニット１７は、基板本体３４とヘッドアクチュエータ１４とを電気的に接続した帯状のメインフレキシブルプリント回路基板３６を有している。ヘッドアクチュエータ１４に支持された各磁気ヘッド３３は、アーム２７上に設けられた図示しない中継ＦＰＣおよびメインフレキシブルプリント回路基板３６を介してＦＰＣユニット１７に電気的に接続されている。
【００４７】
磁気ディスク５０は、前述したように表裏があり、磁気ディスク装置のヘッド移動軌跡と、磁気ディスクのサーボ領域パターン６０の円弧形状とが略一致する方向に表裏を合わせてベース１２内に組み込まれている。磁気ディスクの仕様は、磁気ディスク装置に適応した外径や内径、記録再生特性等を満足するものである。円弧形状に形成された各サーボ領域パターン６０は、磁気ディスク回転中心からヘッドアクチュエータ１４の軸受部２４中心までの距離を半径とし磁気ディスクと同芯の円周上に、円弧中心を持ち、円弧半径が軸受部２４から磁気ヘッド３３素子までの距離として形成されている。言い変えると、各サーボ領域パターン６０は、磁気ディスクが回転しても、常にヘッド移動軌跡とほぼ一致する円弧状に形成されている。各サーボ領域パターン６０の円弧半径が、軸受部２４から磁気ヘッド３３素子までの距離で、円弧中心がパターン形成される磁気ディスク上の角度位相に同期して変化する磁気ディスクと同芯の円軌跡をとり、その円弧中心軌跡の半径が、スピンドルモータ１５中心から軸受部２４中心までの距離であるように形成されている。
【００４８】
ベース１２の底壁外面には、ＦＰＣユニット１７を介してスピンドルモータ１５、ＶＣＭ１６、および磁気ヘッドの動作を制御するプリント回路基板（以下、ＰＣＢと称する）４０が固定され、ベース底壁と対向している。
【００４９】
図６に示すように、ＰＣＢ４０上には多数の電子部品が実装されている。これらの電子部品は、主としてディスクコントローラ（ＨＤＣ）４１、リード／ライトチャネルＩＣ４２、ＭＰＵ４３、およびモータドライバＩＣ４４の４つのシステムＬＳＩを含んでいる。また、ＰＣＢ４０には、ＦＰＣユニット１７側のコネクタと接続可能なコネクタ、およびＨＤＤをパーソナルコンピュータ等の電子機器に接続するための主コネクタが実装されている。
【００５０】
ＭＰＵ４３は、ドライブ駆動システムの制御部であり、本実施形態に係るヘッド位置決め制御システムを実現するＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、およびロジック処理部を含む構成である。ロジック処理部は、ハードウェア回路で構成された演算処理部であり、高速演算処理に用いられる。また、動作ソフト（ＦＷ）は、ＲＯＭに保存され、このＦＷに従ってＭＰＵがドライブを制御する。
【００５１】
ＨＤＣ４１は、ＨＤＤ内のインターフェース部であり、ディスクドライブとホストシステム、例えばパーソナルコンピュータ、とのインターフェースや、ＭＰＵ４３、リード／ライトチャネルＩＣ４２、モータドライバＩＣ４４への情報交換を行ないＨＤＤ全体を管理する。
【００５２】
リード／ライトチャネルＩＣ４２は、リード／ライトに関連するヘッド信号処理部であり、ヘッドアンプＩＣのチャネル切替えや、リード／ライト等の記録再生信号を処理する回路で構成されている。モータドライバＩＣ４４は、ＶＣＭ１６およびスピンドルモータ１５の駆動ドライバ部であり、スピンドルモータを一定回転に駆動制御するとともに、ＭＰＵ４３からのＶＣＭ操作量を、電流値としてＶＣＭに与え、ヘッドアクチュエータ１４を駆動する。
【００５３】
次に、ヘッド位置決めの制御部の構成を、図７を用いて簡単に説明する。
図７は、ヘッド位置決め制御部のブロック構成図であり、図中のＣ、Ｆ、Ｐ、Ｓはそれぞれシステムの伝達関数を意味している。制御対象Ｐは、具体的にはＶＣＭ１６を含むヘッドアクチュエータ１４に相当し、信号処理部Ｓは具体的にはチャネルＩＣとＭＰＵ（オフトラック量検出処理の一部はＭＰＵ）とにより実現される要素である。
【００５４】
制御処理部は、フィードバック制御部Ｃ（以下、第１コントローラと称する）および同期抑圧補償部Ｆ（以下、第２コントローラと称する）により構成され、具体的にはＭＰＵにより実現される。
【００５５】
動作詳細は後述するが、信号処理部Ｓは、ヘッド位置（ＨＰ）直下の、サーボ領域パターンからのアドレス情報等を含む再生信号に基づき、磁気ディスク上のトラック現在位置（ＴＰ）情報を生成する。第１コントローラＣは、磁気ディスク５０上の目標トラック位置（ＲＰ）と、磁気ディスク上における磁気ヘッド３３の現在位置（ＴＰ）と目標トラック位置との位置誤差（Ｅ）と、に基づき、位置誤差が小さくなる方向にＦＢ操作値Ｕ１を出力する。
【００５６】
第２コントローラＦは、磁気ディスク５０上の磁性トラック形状やディスク回転に同期した振動等を補正するためのＦＦ補償部であり、事前に較正した回転同期補償値をメモリテーブルに保存している。第２コントローラＦは、通常、位置誤差（Ｅ）を使用せず、信号処理部Ｓから与えられる図示しないサーボセクタ情報を基に、テーブルを参照して、ＦＦ操作値Ｕ２を出力する。制御処理部は、第１および第２コントローラＣ、Ｆの出力Ｕ１およびＵ２を加算し、制御操作値ＵとしてＨＤＣ４１を介してＶＣＭ１６に供給し、磁気ヘッド３３を駆動する。
なお、回転同期補償値テーブルは、初期動作時に較正処理されるが、位置誤差（Ｅ）が設定値以上に大きくなると再較正処理を開始し、同期補償値を更新する処理がなされる。
【００５７】
次に、図７を参照して、再生信号から位置偏差を検出する動作について簡単に説明する。
磁気ディスク５０は、スピンドルモータ１５により一定回転速度で回転される。磁気ヘッド３３は、サスペンション３０に設けられたジンバルを介して弾性支持され、かつ、磁気ディスクの回転に伴なう空気圧とのバランスにより、磁気ディスク表面に対し微小隙間を保持した状態で浮上するように設計されている。これにより、ヘッド再生素子は一定の磁気空隙をもって、ディスク磁性層からの漏れ磁束を検出することができる。
【００５８】
磁気ディスク５０のサーボ領域パターン６０は、磁気ディスクの回転により、一定周期で磁気ヘッド３３の直下を通過し、このサーボ領域パターンの再生信号からトラック位置情報を検出することにより、一定周期のサーボ処理を実行できる。
【００５９】
ＨＤＣ４１は、サーボ領域パターン６０におけるサーボマークと呼ばれるサーボ領域識別フラグを一旦認識すると、このサーボマークは一定周期で設けられているため、磁気ヘッド直下にサーボ領域パターンが来るタイミングを予測可能となる。そこで、ＨＤＣ４１は磁気ヘッド直下にプリアンブル部７０が来るタイミングで、チャネルにサーボ処理開始を促す。
【００６０】
次に、チャネルでのアドレス再生処理構成について説明する。図８に示すように、磁気ヘッド３３に接続されたヘッドアンプＩＣ（ＨＩＣ）からの出力信号は、チャネルＩＣに読み込まれ、等化器４５としてのアナログフィルタにより長手信号等化処理された後、ＡＤＣ４６でデジタル値としてサンプリングされる。
【００６１】
磁気ディスク５０からの漏れ磁界は垂直磁化であり、かつ、磁性／非磁性に基づくパターンである。しかし、ＨＩＣの持つハイパス特性と、長手等化するためのチャネルＩＣ前段部の等化器処理とにより、ＤＣオフセット成分は完全に除去され、プリアンブル部７０からのアナログフィルタ後出力は、ほぼ疑似正弦波となる。従来の垂直磁化メディアとの違いは、信号振幅の大きさが半減している程度である。
【００６２】
本実施形態に係る磁気ディスクはパターンドメディアに限定されるものではないが、サーボ領域パターンの漏れ磁束方向をどちらに取るかで、１、０を誤認して、チャネルでのコード検出失敗を引起すことになる。そのため、磁気ヘッド極性は、パターン漏れ磁束に合わせて適正に設定される。
【００６３】
チャネルＩＣでは、その再生信号フェーズに応じて、その処理を切替える。再生信号クロックをメディアパターン周期に同期させる同期引込み処理、セクタシリンダ情報を読み取るアドレス判読処理、オフトラック量を検出するための必要情報であるバースト部処理等が行われる。
【００６４】
同期引込み処理の詳細は省略するが、ＡＤＣサンプリングするタイミングを正弦波状再生信号と同期させ、かつ、デジタルサンプル値の信号振幅をあるレベルに揃えるＡＧＣ処理とを行なう。ディスクパターンの１、０周期を４点でサンプリングする。
【００６５】
次いで、アドレス情報の再生では、サンプル値をＦＩＲフィルタ４７でノイズ低下させ、ビタビ複合器４８による最尤推定に基づいたビタビ複合処理や、グレイ処理器４９によるグレイコード逆変換処理を介して、セクタ情報・トラック情報に変換する。これにより、磁気ヘッド３３のサーボトラック情報が取得できる。
【００６６】
続いて、バースト部７４では、チャネルはオフトラック量の検出処理に移行する。バースト信号パターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に、各信号振幅をサンプルホールド積分処理して、平均振幅相当の電圧値をＭＰＵ４３に出力し、ＭＰＵへサーボ処理割込みを発行する。ＭＰＵ４３は、この割込みを受けると、内部ＡＤＣにて各バースト信号を時系列に読み込み、ＤＳＰでオフトラック量に変換する処理を行なう。このオフトラック量と、サーボトラック情報とにより、磁気ヘッド３３のサーボトラック位置が精密に検出される。
【００６７】
以上のように構成された磁気ディスク５０およびＨＤＤよれば、磁気ディスクの表裏を目視確認でき、供給メディアによる表裏方向を意識したディスク装置の組立て管理が容易となる。また、サーボ領域パターンをヘッド移動軌跡に対応した円弧状に形成することにより、シーク性能やディスク内外周間のＳＮ劣化防止に有利であり、磁気ディスク装置の性能向上を図ることができる。
【００６８】
ＤＴＲ方式は、データ領域でのエラー率を改善し、面記録密度の向上が可能な磁気記録方式であり、高密度化により記録容量アップが可能となる。データトラックと共に、サーボ情報を埋め込み形成することで、メディアのサーボ情報記録処理（ＳＴＷ：サーボ・トラック・ライト）が不要になる等も、パターンドメディアをＨＤＤに採用する利点となる。
【００６９】
より詳細には、磁気ディスク５０は、ＨＤＤの構成に依存した円弧形状のサーボ領域パターン６０を有し、表裏方向を合わせてＨＤＤに組み込まれていることから以下の作用効果を奏することができる。
【００７０】
その１つは、高いシーク性能を実現できる点にある。前述したように、磁気ヘッド３３直下にサーボ領域パターン６０が来るタイミングで、ＨＤＣ４１はチャネルにサーボ処理開始を依頼する。磁気ディスク５０上にサーボ領域パターンが等間隔に形成され、磁気ヘッド３３が径方向に固定されていれば、磁気ディスクの取り付け偏芯により、サーボ領域パターン横断周期が多少変動しても、そのタイミング誤差は、許容誤差程度で問題とならない。しかし、シーク時のように、磁気ヘッド３３が磁気ディスク５０の径方向に高速移動している場合、磁気ヘッドは円弧状に移動するため、径方向のみでなく周方向にも移動することが問題になる。
【００７１】
例えば、サーボ領域パターンが完全な放射状に形成されている場合、サーボ領域パターンは半径方向位置に依存することなく一定な角度位相にある。しかし、磁気ヘッド３３は周方向にも移動するため、スピンドルモータ１５の回転中心からの角度位相が変化する。このため、磁気ヘッド３３側から見たサーボ開始位相（サーボゲート立上り時の再生ヘッドが位置するサーボ領域開始からの距離）が変化することになる。この位相ズレは、シーク速度、磁気ヘッド軌跡誤差、および制御周期で決まるが、位相ズレが許容範囲を越えると、プリアンブル部７０でのサーボ信号引込みが困難となる。これにより、アドレス部７２の先頭に位置するサーボマーク（ＳＡＭ）の検出に失敗して、サーボロストエラーとなる虞がある。
【００７２】
シーク速度とシリンダ情報とからタイミング誤差時間を推定して、ＨＤＣ４１からのサーボゲート立ち上がり時間を補正調整することにより、高速シーク時でもサーボロストエラーの発生を防止することが可能である。しかし、この場合、制御周期変動によるサーボ特性変化が生じ、シーク性能劣化は否めない。ドライブ固有のヘッド移動軌跡に合わせて、サーボ領域パターンを円弧状に形成することは、高速シークを可能にするために有効な要素と言える。
【００７３】
第２の利点は、磁気ディスク５０の内外周で、サーボ情報検出ＳＮ差を小さくできる点にある。磁気ディスク５０の内周でのサーボ情報検出ＳＮは、その線記録密度が高くなるため、サーボ領域パターン６０が磁気ヘッド移動軌跡を取っていてもＳＮ劣化は否めない。しかし、完全放射型のサーボ領域パターンでは、更に磁気ディスク内周側のＳＮ劣化が激しくなり、また、磁気ディスク外周部でのＳＮも劣化することがシミュレーションで確認されている。その理由は、磁気ヘッドのスキュー角にあり、サーボ信号が磁気ヘッドに対して傾斜して進入するため、サーボ信号の立ち上がりが劣化し振幅低下を招くためである。
【００７４】
特に、小径の磁気ディスクでは、フォーマット効率を上げるため、サーボ信号クロックを最大限まで高めている。そのため、磁気ディスク最内周のＳＮ劣化は、アドレス判読や、オフトラック検出精度等に直結する。従って、本実施形態のように、サーボ領域パターン６０が磁気ヘッド３３に対し平行に進入するパターン形状が重要となる。本実施形態において、サーボ領域パターンのプリビット長の信号クロックは、目視確認可能なサーボ領域パターン周方向長の条件、磁気ディスク内周部での検出ＳＮ、およびスピンドルモータの回転速度により設定されている。
【００７５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００７６】
上述した実施形態において、磁気ディスクのデータ領域パターンは、サーボ領域パターンよりも光学反射率が高い構成としたが、光学反射率はこれらのパターン間で相違していればよい。例えば、狭義のパターンドメディア（１ドット１ビット型）の場合、データ領域パターンの磁性占有率３０％程度と逆に小さくなり、光学反射光量はサーボ領域パターンよりも暗くなる。また、インプリント製造の関係で、バースト部のマーク部が磁性となり、バースト部領域の磁性占有率は２５％となる。
その他、ＨＤＤにおいて、磁気ディスクの枚数は１枚に限らず、必要に応じて増加可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】この発明の実施形態に係る磁気ディスクの表面パターンおよび裏面パターンを示す平面図。
【図２】前記磁気ディスクのデータ領域パターンを拡大し一部破断して示す斜視図。
【図３】前記磁気ディスクのサーボ領域パターンを模式的に示す図。
【図４】前記磁気ディスクのデータ領域パターンおよびサーボ領域パターンの光学反射率を概略的に示す図。
【図５】この発明の実施形態に係るＨＤＤを示す分解斜視図。
【図６】前記ＨＤＤの構成を概略的に示すブロック図。
【図７】前記ＨＤＤにおけるヘッド位置決め制御を示す構成図。
【図８】前記ＨＤＤにおけるチャネルでのアドレス検出処理を示す構成図。
【符号の説明】
【００７８】
１２…ベース、 １５…スピンドルモータ、 ３３…磁気ヘッド、
５０…磁気ディスク、 ５４…基板、 ５６…記録層、 ５８…データ領域パターン、
６０…サーボ領域パターン、 ６２…磁性トラック、 ６４…非磁性ガード帯部、
７０…プリアンブル部、 ７２…アドレス部、 ７４…バースト部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気ディスクおよびこれを備えた磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータの外部記録装置や画像記録装置として磁気ディスク装置が広く用いられている。磁気ディスク装置は、一般に、矩形箱状の筐体を有している。筐体内には、磁気記録媒体としての磁気ディスク、この磁気ディスクを支持および回転させるスピンドルモータ、磁気ディスクに対して情報の書き込み、読み出しを行なう複数の磁気ヘッド、これらの磁気ヘッドを磁気ディスクに対して移動自在に支持したヘッドアクチュエータ、ヘッドアクチュエータを回動および位置決めするボイスコイルモータ、ヘッドＩＣ等を有する基板ユニット等が収納されている。筐体の外面には、基板ユニットを介してスピンドルモータ、ボイスコイルモータ、および磁気ヘッドの動作を制御するプリント回路基板がねじ止めされている。
【０００３】
近年、磁気ディスク装置は、より多種の電子機器、特に、より小型の電子機器の記録装置として用いることができるように、一層の小型化が進められている。これに伴い、磁気ディスクの一層の小型化および高密度記録化が求められている。このような小型で高密度記録が可能な磁気ディスクとして、いわゆるディスクリート・トラック・記録（以下、ＤＴＲと称する）型の磁気ディスクが提案されている（例えば、特許文献１）。このＤＴＲ型の磁気ディスクは、表面が凹凸に形成され、その凸部にデータ記録が可能な磁性体が形成されている。また、磁気ディスクの表面は、凹凸により、サーボデータが記録されるサーボ領域およびユーザによるデータ記録が可能なデータ領域が予めパターン化され形成されている。データ領域には、凸部からなる多数の磁性トラックが形成されている。
【特許文献１】特開２００３−２２６３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したＤＴＲ型の磁気ディスクによれば、隣合う磁性トラック間は凹所によって分断されているため、磁性トラック間のクロストークを防止し、高密度記録が可能となる。このようなＤＴＲ型の磁気ディスクにおいて、磁性トラックのトラックピッチは可視光波長以下となる高密度であるため、干渉縞のような虹が見えるわけではなく、磁気ディスクの記録面を目視により確認することが不可能となる。そのため、片面ディスクの場合、いずれが記録面であるのか判断できず、磁気ディスクドライブ等に磁気ディスクを組み込む際、磁気ヘッドとの相対位置を正確に設定することが難しい。
【０００５】
また、記録容量の増大を図る場合、磁気ディスクの両面に記録層を設けることが望ましいが、上記と同様の理由により、磁気ディスクの裏表を容易により識別することができない。この場合も、磁気ディスクを正しい向きで磁気ディスク装置に組み込むことが困難となる。
【０００６】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、目視等により表裏を識別することができ、組立て管理等を容易に行うことが可能な磁気ディスクおよびこれを備えたディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、この発明の態様に係る磁気ディスクは、中央孔を有した円盤状の基板と、前記基板の表面および裏面にそれぞれ設けられた記録領域と、を備え、前記記録領域は磁性体形状がパターン化されているとともに、表面側の記録領域と裏面側の記録領域とでパターン形状が異っている。
【０００８】
この発明の他の態様に係る磁気ディスクは、表面および裏面を有しているとともに中央孔を有した平坦な円盤状の基板と、前記表面および裏面の少なくとも一方の表面上に、磁性体の有無でパターン形成された記録領域と、を備え、
前記記録領域は、データ領域パターンと、それぞれ前記基板の中央孔側から外周縁部まで延びたほぼ円弧放射状に形成され、前記データ領域パターンを前記基板の周方向に複数に分断した複数のサーボ領域パターンと、を有し、前記各サーボ領域パターンは、前記基板の最外周半径よりも大きいな半径を有し前記基板と同芯の円軌跡上に円弧中心を持ち、前記基板の周方向に沿った周方向長が基板の外周側に位置した領域ほど長くなるように領域形成され、前記データ領域パターンと各サーボ領域パターンとは、磁性体占有率が互いに異なり、互いに異なる光学反射率を有している。
【０００９】
また、この発明の態様に係る磁気ディスク装置は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気ディスクと、前記磁気ディスクを支持し、一定速度で回転させる駆動部と、前記磁気ディスクに対して情報処理を行うヘッドと、前記磁気ディスクに対して前記ヘッドを径方向に移動させるヘッドアクチュエータと、を備え、前記磁気ディスクは、前記各サーボ領域パターンと、前記磁気ディスク上における前記ヘッドの移動軌跡とが一致する方向に合わせて配設されている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、目視等により表裏を識別することができ、組立て管理等を容易に行うことが可能な磁気ディスクおよびこれを備えたディスク装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る磁気ディスクについて詳細に説明する。
図１および図２に示すように、本実施形態に係る磁気ディスク５０は、中央孔５２を有した平坦な円盤状の基板５４と、基板の少なくとも一方の面、ここでは、基板の表面および裏面に形成された記録層５６と、を備えている。それぞれ記録領域を構成する記録層５６は、基板５４の内周縁部および外周縁部を除き、基板と同軸的な環状に形成されている。各記録層５６は、強磁性体、例えば、ＣｏＣｒＰｔによってパターン状に形成され、磁性体のない領域は非磁性体、例えば、ＳｉＯ２により埋められている。これにより、表面が平坦化された垂直磁気記録用の磁気ディスクを構成している。
【００１２】
磁気ディスク５０は、ＤＴＲメディアとして形成され、図１（ａ）は磁気ディスク５０の表面側における記録層５６のパターン、図１（ｂ）は磁気ディスクの裏面側における記録層５６のパターンをそれぞれ示している。記録層５６のパターンは、大別して、データ領域パターン５８と複数のサーボ領域パターン６０とを有している。
【００１３】
図２に示すように、基板５４は、例えば、ガラスで形成され、その表面および裏面には、下地層（ＳＵＬ）６６が形成されている。基板５４は、ガラスに限らずアルミニウムで形成してもよい。データ領域パターン５８およびサーボ領域パターン６０は、下地層６６に重ねて形成されている。
【００１４】
図２に示すように、データ領域パターン５８は、後述する磁気ディスク装置のヘッドによりユーザデータを記録再生する記録領域を形成するもので、基板５４の表面上に磁性体によって形成された凸部により構成されている。すなわち、データ領域パターン５８は、強磁性体（ＣｏＣｒＰｔ）によりそれぞれ円環状に形成され垂直記録層として機能する複数の磁性トラック６２を有している。これらの磁性トラック６２は中央孔５２とほぼ同軸状に、かつ、基板５４の半径方向に一定の周期、つまり、一定のトラックピッチＴｐで並んで設けられている。
【００１５】
半径方向に隣合う磁性トラック６２間は、凹所からなるデータ記録不能な非磁性ガード帯部６４により分断されている。本実施形態によれば、ディスク表面の平坦化を目的として、各非磁性ガード帯部６４にはＳｉＯ２が埋込まれている。また、磁気ディスク表面には、薄膜状にカーボン保護膜が形成され、更に、潤滑剤としてルブが塗布されている。なお、非磁性ガード帯部を埋めることなく、凹凸面の上に直接保護層を形成してもよい。
【００１６】
基板５４の径方向に沿った各磁性トラック６２の径方向幅Ｔｗは、非磁性ガード帯部６４の幅よりも大きく形成されている。本実施形態において、磁性トラック／非磁性ガード帯部の径方向の比は２：１であり、データ領域パターン５８は、磁性占有率約６７％のパターンを取っている。このようなデータ領域パターン５８は、例えば１２０ｋＴＰＩを越える高トラック密度であるため、径方向のパターン周期（トラックピッチ）Ｔｐは可視光波長よりも小さい。このため、本磁気ディスク５０は、磁性トラック６２に起因する光の回折によって形成される虹パターンを目視認識することはできない。
【００１７】
図１に示すように、データ領域パターン５８を構成した円環状の磁性トラック６２は、複数のサーボ領域パターン６０により基板５４の周方向にセクタ分割されている。図では、データ領域パターン５８を１５分割する構成で記載されているが、実際には、データ領域パターン５８は１００サーボセクタ以上に分割されている。
【００１８】
各サーボ領域パターン６０は、磁気ディスク装置のヘッドを位置決めするために必要な情報を磁性／非磁性で埋込み形成したプリビット領域である。各サーボ領域パターン６０の形状は、ヘッドの移動軌跡に一致した円弧状に形成されている。また、各サーボ領域パターン６０は、基板５４の円周方向に沿ったサーボ領域パターンの周方向長が、基板の半径方向位置に比例して長くなる、すなわち、基板の外周側に位置した領域ほど長くなる、周方向拡大パターンに形成されている。基板５４の表面側記録層５６のサーボ領域パターン６０と裏面側記録層５６のサーボ領域パターン６０とは、その周方向配置順が異なる配置に形成され、例えば、表面側が反時計方向、裏面側が時計方向となっている。このように、磁気ディスク５０の記録領域は磁性体形状がパターン化されているとともに、表面側と裏面側とでパターンが異っている。
【００１９】
次に、図３を用いてサーボ領域パターン６０について詳細に説明する。
図３は、磁気ディスク５０の表面側に設けられたサーボ領域パターン６０を示している。このサーボ領域パターン６０は、磁気ディスク５０をドライブに組み込んだ際、ヘッドが通過方向Ｘに沿って図中左から右に通過する個所のパターンである。円弧状サーボ領域パターン形状で表現すると、外周側円弧が図中の左、内周側円弧が図中の右に位置している。サーボ領域パターン６０の左右両側には、前述したデータ領域パターン５８が設けられている。
【００２０】
サーボ領域パターン６０は、大別すると、プリアンブル部７０、アドレス部７２、偏差検出用のバースト部７４を有し、データ領域パターン５８と同様に、強磁性体の凸部で形成された磁性パターンと、磁性パターン間に位置した凹部からなる非磁性パターンとにより構成されている。
【００２１】
プリアンブル部７０は、磁気ディスク５０の回転偏芯等により生ずる時間ズレに対し、サーボ信号再生用クロックを同期させるＰＬＬ処理や、信号再生振幅を適正に保つＡＧＣ処理を行うために設けられている。このプリアンブル部７０は、少なくとも基板５４の半径方向に略円弧放射状に連続しているとともに基板の周方向に磁性／非磁性を繰返す繰返しパターン領域として形成され、磁性／非磁性比がほぼ１：１、すなわち、磁性占有率約５０％で形成されている。尚、周方向の繰返し周期は半径距離に比例して異なるが、基板５４の最外周部分であっても可視光波長以下であり、データ領域パターンと同様に、光学回折によるサーボ領域パターンの識別は困難である。
【００２２】
アドレス部７２は、サーボマークと呼ばれるサーボ信号認識コード、セクタ情報、シリンダ情報等が、プリアンブル部７０の周方向ピッチと同一ピッチで、マンチェスタコードにより形成されている。シリンダ情報は、サーボトラック毎にその情報が変化するパターンとなる。そのため、ヘッドシーク動作時のアドレス判読ミスの影響が小さくなる様に、グレイコードと呼ばれる隣接トラックとの変化が最小となるコード変換をしてから、マンチェスタコード化して記録されている。アドレス部７２における磁性占有率は約５０％となっている。
【００２３】
バースト部７４は、シリンダアドレスのオントラック状態からのオフトラック量を検出するためのオフトラック検出用領域で、更にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄバーストと呼ぶ４つの径方向にパターン位相をずらしたマークが形成されている。各バーストには、周方向に複数個のマークがプリアンブル部と同一のピッチ周期で配置され、径方向周期は、アドレスパターンの変化周期に比例、換言すれば、サーボトラック周期に比例した周期で設けられている。本実施形態では、各バーストは、周方向に１０周期分形成され、径方向に、サーボトラック周期の２倍長周期で繰返すパターンを取っている。ＡＢＣＤバーストパターンでの磁性占有率は約７５％となっている。
【００２４】
マーク形状は基本的には矩形、厳密にはヘッドアクセス時のスキュー角を考慮した平行四辺形を目指して形成されている。しかし、スタンパ加工精度や転写形成等の加工性能により、各マークは、多少丸みを帯びた形状となる。また、マークは非磁性部として形成する。
【００２５】
バースト部７４に基づく位置検出原理については、詳細を省略するが、各ＡＢＣＤバースト部再生信号の平均振幅値を演算処理して、オフトラック量が算出される。なお、本実施形態ではＡＢＣＤバーストパターンを採用しているが、公知の位相差サーボパターン等を、オフトラック量検出手段としてパターン配置したものでもよい。ただし、位相差サーボパターンの場合は、この部分の磁性占有率は約５０％となる。
【００２６】
トラックピッチが４００ｎｍ以上の低密度パターンを有した磁気ディスクであれば、基板に凹凸を付けて、磁性層を凹凸状に全面形成したとしても、凹凸トラックパターンによる光学回折が生じ、データ領域パターンの反射光が虹状の回折光となって目視認識することができる。この場合、円弧状のサーボ領域パターン形状を容易に目視確認することができる。
【００２７】
しかし、本実施形態のように、可視波長よりも十分短いトラックピッチを有した磁気ディスクの場合、光学回折が発生せず、虹パターンを確認することが困難となる。そのため、磁性層を全面凹凸状に形成した場合には、サーボ領域とデータ領域とを目視確認することが難しい。
【００２８】
一方、本実施形態に係る磁気ディスク５０のように、記録層が磁性パターンおよび非磁性パターンを有している場合、磁性部の反射率と、非磁性部の反射率とに若干の違いがあること、および、埋められた非磁性部による多重反射と吸光度との影響で、パターンの磁性占有率が小さくなるほど反射光強度が低下するという特徴を有している。
【００２９】
つまり、光学回折が期待できないような高密度パターンであっても、データ領域パターン５８とサーボ領域パターン６０とに、ある程度以上の磁性占有率の違いを設けることにより、反射光強度の違いでサーボ領域パターンの円弧状軌跡を光学的に識別可能となる。
【００３０】
光学反射率として、約１０％程度の違いがあれば、十分にパターン識別可能となる。本実施形態では、データ領域パターン５８は磁性占有率が約６７％であるのに対して、サーボ領域パターン６０におけるプリアンブル部７０およびアドレス部７２は磁性占有率がそれぞれ５０％であり、データ領域パターンと十分な反射率の違いが生じ、光学認識可能である。
【００３１】
図４は、サーボ領域パターン６０近傍部分の光学顕微鏡イメージを示している。磁性トラック６２や微細パターン等は見えないが、サーボ領域パターン６０のプリアンブル部７０およびアドレス部７２はデータ領域パターン５８よりも暗くなり、高密度パターンであっても光学的に確認可能となる。例えば、偏光フィルタを介して識別すると、円弧状のサーボパターンを、一層明確に識別可能となる。
【００３２】
目視確認可能な線幅としては、１０μｍ以上が望ましいため、最内周サーボセクタのプリアンブル部７０＋アドレス部７２の長さは０．０１ｍｍ以上に形成されていることが望ましい。１０μｍの線幅は目視可能限界であり、目視により容易に識別できるとはいいにくい。しかし、サーボ領域パターン６０の周方向長は基板の半径方向位置に依存して外周側程太く形成され、線幅は、内周部で１０μｍでも外周部では２０μｍ程度となる。これを拡大鏡でにより低倍率拡大することにより、サーボ領域パターン６０を容易に視認することができる。この意味から、最内周サーボセクタのプリアンブル部＋アドレス部の長さを０．０１ｍｍ以上に形成した。本実施形態では、拡大顕微鏡等を用いずに直接目視確認が容易な５０μｍ以上となるように、プリアンブル部７０の繰返し周期数および周方向ピッチ長を調整している。
【００３３】
前述したように、各サーボ領域パターン６０は略円弧状に形成されている。このサーボ領域パターン形状は、磁気ディスク５０の表面、裏面を判定する上で有効となる。サーボ領域パターンが完全に放射型の場合、パターンが左右対称となるため、各ディスク表面におけるサーボ領域パターンを識別できても、磁気ディスクの表面、裏面どちらのパターンなのかを識別することができない。図３に示したように、サーボ領域パターン６０は、ヘッド通過方向Ｘに従ってパターンが形成されているため、磁気ディスクの表裏を間違えると、サーボ情報の識別が困難になる。ドライブとしての磁気ディスク装置に、サーボ領域パターン６０が予め形成されている磁気ディスクを組み込む組立て工程では、磁気ディスク５０の表裏を間違いなく設置しておく管理が不可欠であり、磁気ディスクの表裏を容易に確認できる円弧状サーボ領域パターン形成が有効となる。
【００３４】
その他、後述するように、磁気ディスク装置におけるヘッドの移動軌跡は、回転駆動機構を回転中心とした円弧軌跡を取るため、磁気ディスク５０のサーボ領域パターン６０はヘッド移動軌跡に略一致した円弧状のパターンに形成されていることが望ましい。
【００３５】
次に、上述した磁気ディスク５０の製造方法について簡単に説明する。製造プロセスは、転写工程、磁性加工工程、仕上げ工程を含んでいる。始めに、転写工程に使用するパターンの基となるスタンパの製造方法から説明する。
スタンパの製造工程は、描画、現像、電鋳、仕上げに細分化される。パターン描画では、原盤回転型の電子線露光装置を用いて、磁気ディスクで非磁性化させる部位を、レジスト塗布された原盤上に、内周から外周まで露光描画する。これに現像、ＲＩＥ等の処理を施し、凹凸パターンを持つ原盤を形成する。この原盤を導電化処理した後、原盤の表面にＮｉを電鋳する。続いて、Ｎｉを原盤から剥離し、内径／外径を打ち抜き加工することで、Ｎｉからなるディスク状のスタンパが形成される。スタンパは、非磁性化させる部位を凸部として形成されている。磁気ディスク表面用および裏面用のスタンパをそれぞれ形成する。
【００３６】
転写工程では、両面同時転写型のインプリント装置を用い、インプリントリソグラフィー法によりスタンパの凹凸を磁気ディスク側に転写する。具体的には、まず、ガラスあるいはＳｉからなる基板５４の両面に下地層を形成し、更に、下地層に重ねて強磁性体からなる磁性体層を形成する。
【００３７】
このような垂直記録用磁気ディスクの両表面に、スピンコート法によりレジストを塗布し、ベーク処理後、磁気ディスクをその中央孔５２でチャッキングする。レジストとしては、例えば、液状ＳｉＯ２（ＳＯＧ）を用いる。この状態で、磁気ディスクの両面を、裏面用、表面用に準備した２種のスタンパで挟み込み、全面を均等に押圧する。これにより、スタンパの凹凸パターンをレジスト表面に転写する。転写工程により、非磁性化させる部位が、レジストの凹部として形成される。
【００３８】
次に、磁性加工工程では、レジストの凹部の底に残っている残渣レジストを除去した後、非磁性化させる部位の磁性体層表面を露出させる。磁性体層を残す部位はレジストが凸部として形成された状態になる。ついで、レジストをガード層としてイオンミリングすることで、凹部に位置する磁性層のみを除去し、磁性体を所望のパターンに加工する。
【００３９】
続いて、例えば、スパッタリングにより磁気ディスクの両面に非磁性体としてのＳｉＯ２を十分な厚さで成膜し、ディスク表面の凹凸をなくす。このＳｉＯ２を磁性体層の表面まで逆スパッタして除去することにより、凹部が非磁性体で埋め込みまれ平坦化したパターン磁気ディスクが得られる。
【００４０】
最後の仕上げ工程では、ディスク表面を研磨仕上げして平坦度を更に向上させた後、カーボン保護層を形成し、更に、潤滑用ルブを塗布することにより本実施形態に係る磁気ディスクが完成する。
【００４１】
次に、磁気ディスク装置として、上述した磁気ディスク５０を備えたハードディクドライブ（以下、ＨＤＤと称する）について説明する。
図５および図６に示すように、磁気ディスク装置１０は偏平な矩形状のディスクエンクロージャ１３を備え、このディスクエンクロージャ１３は、箱形形状のベース１２と、ベース１２の上面の開口部を密閉するトップカバー１１とを有している。
【００４２】
ディスクエンクロージャ１３内には、前述した磁気ディスク５０、磁気ディスクを支持および回転させるスピンドルモータ１５、磁気ディスクに対してデータの記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド３３、これらの磁気ヘッドを磁気ディスク５０に対して移動自在に支持したヘッドアクチュエータ１４、ヘッドアクチュエータを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）１６、磁気ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した位置に保持するランプロード機構１８、ヘッドクチュエータを退避位置に保持するイナーシャラッチ機構２０、およびプリアンプ等の回路部品が実装されたフレキシブルプリント回路基板ユニット（以下、ＦＰＣユニットと称する）１７が収納されている。ベース１２は底壁を有し、スピンドルモータ１５、ヘッドアクチュエータ１４、ＶＣＭ１６等は、この底壁の内面上に設けられている。
【００４３】
前述したように、磁気ディスク５０は、両面をＤＴＲ用に加工した垂直磁化２層膜の小径パターンドメディアである。すなわち、磁気ディスク５０は表面および裏面の両面に記録層５６を有し、例えば、直径１．８インチあるいは０．８５インチに形成されている。磁気ディスク５０は、スピンドルモータ１５の図示しないハブに互いに同軸的に嵌合されているとともにクランプばね２１によりハブに固定されている。磁気ディスク５０は、駆動部としてもスピンドルモータ１５によって支持され、所定の速度で回転される。
【００４４】
ヘッドアクチュエータ１４は、ベース１２の底壁上に固定された軸受部２４と、この軸受組立体に取り付けられた２本のアーム２７と、各アームから延出したサスペンション３０と、を有している。サスペンション３０の延出端に、磁気ヘッド３３が支持されている。アーム２７、サスペンション３０および磁気ヘッド３３は、軸受部２４の回りで回動自在に支持されている。磁気ヘッド３３は、磁気ディスク５０の表面側記録層と対向するダウンヘッド、および磁気ディスクの裏面側記録層と対向するアップヘッドが設けられている。各磁気ヘッド３３は、ヘッド本体であるスライダ（ＡＢＳ）に、リード素子（ＧＭＲ素子）及びライト素子を有する磁気ヘッド素子が実装されている。
【００４５】
ＶＣＭ１６は、ヘッドアクチュエータ１４に設けられたボイスコイル２２と、ベース１２に固定されボイスコイルと対向した一対のヨーク３８、および一方のヨークに固定された図示しない磁石とを有している。ＶＣＭ１６は、アーム２７に軸受部２４周りの回転トルクを発生させ、磁気ヘッド３３を磁気ディスク５０の半径方向に移動させる。
【００４６】
ＦＰＣユニット１７は、ベース１２の底壁上に固定された矩形状の基板本体３４を有し、この基板本体上には、複数の電子部品およびコネクタ等が実装されている。ＦＰＣユニット１７は、基板本体３４とヘッドアクチュエータ１４とを電気的に接続した帯状のメインフレキシブルプリント回路基板３６を有している。ヘッドアクチュエータ１４に支持された各磁気ヘッド３３は、アーム２７上に設けられた図示しない中継ＦＰＣおよびメインフレキシブルプリント回路基板３６を介してＦＰＣユニット１７に電気的に接続されている。
【００４７】
磁気ディスク５０は、前述したように表裏があり、磁気ディスク装置のヘッド移動軌跡と、磁気ディスクのサーボ領域パターン６０の円弧形状とが略一致する方向に表裏を合わせてベース１２内に組み込まれている。磁気ディスクの仕様は、磁気ディスク装置に適応した外径や内径、記録再生特性等を満足するものである。円弧形状に形成された各サーボ領域パターン６０は、磁気ディスク回転中心からヘッドアクチュエータ１４の軸受部２４中心までの距離を半径とし磁気ディスクと同芯の円周上に、円弧中心を持ち、円弧半径が軸受部２４から磁気ヘッド３３素子までの距離として形成されている。言い変えると、各サーボ領域パターン６０は、磁気ディスクが回転しても、常にヘッド移動軌跡とほぼ一致する円弧状に形成されている。各サーボ領域パターン６０の円弧半径が、軸受部２４から磁気ヘッド３３素子までの距離で、円弧中心がパターン形成される磁気ディスク上の角度位相に同期して変化する磁気ディスクと同芯の円軌跡をとり、その円弧中心軌跡の半径が、スピンドルモータ１５中心から軸受部２４中心までの距離であるように形成されている。
【００４８】
ベース１２の底壁外面には、ＦＰＣユニット１７を介してスピンドルモータ１５、ＶＣＭ１６、および磁気ヘッドの動作を制御するプリント回路基板（以下、ＰＣＢと称する）４０が固定され、ベース底壁と対向している。
【００４９】
図６に示すように、ＰＣＢ４０上には多数の電子部品が実装されている。これらの電子部品は、主としてディスクコントローラ（ＨＤＣ）４１、リード／ライトチャネルＩＣ４２、ＭＰＵ４３、およびモータドライバＩＣ４４の４つのシステムＬＳＩを含んでいる。また、ＰＣＢ４０には、ＦＰＣユニット１７側のコネクタと接続可能なコネクタ、およびＨＤＤをパーソナルコンピュータ等の電子機器に接続するための主コネクタが実装されている。
【００５０】
ＭＰＵ４３は、ドライブ駆動システムの制御部であり、本実施形態に係るヘッド位置決め制御システムを実現するＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、およびロジック処理部を含む構成である。ロジック処理部は、ハードウェア回路で構成された演算処理部であり、高速演算処理に用いられる。また、動作ソフト（ＦＷ）は、ＲＯＭに保存され、このＦＷに従ってＭＰＵがドライブを制御する。
【００５１】
ＨＤＣ４１は、ＨＤＤ内のインターフェース部であり、ディスクドライブとホストシステム、例えばパーソナルコンピュータ、とのインターフェースや、ＭＰＵ４３、リード／ライトチャネルＩＣ４２、モータドライバＩＣ４４への情報交換を行ないＨＤＤ全体を管理する。
【００５２】
リード／ライトチャネルＩＣ４２は、リード／ライトに関連するヘッド信号処理部であり、ヘッドアンプＩＣのチャネル切替えや、リード／ライト等の記録再生信号を処理する回路で構成されている。モータドライバＩＣ４４は、ＶＣＭ１６およびスピンドルモータ１５の駆動ドライバ部であり、スピンドルモータを一定回転に駆動制御するとともに、ＭＰＵ４３からのＶＣＭ操作量を、電流値としてＶＣＭに与え、ヘッドアクチュエータ１４を駆動する。
【００５３】
次に、ヘッド位置決めの制御部の構成を、図７を用いて簡単に説明する。
図７は、ヘッド位置決め制御部のブロック構成図であり、図中のＣ、Ｆ、Ｐ、Ｓはそれぞれシステムの伝達関数を意味している。制御対象Ｐは、具体的にはＶＣＭ１６を含むヘッドアクチュエータ１４に相当し、信号処理部Ｓは具体的にはチャネルＩＣとＭＰＵ（オフトラック量検出処理の一部はＭＰＵ）とにより実現される要素である。
【００５４】
制御処理部は、フィードバック制御部Ｃ（以下、第１コントローラと称する）および同期抑圧補償部Ｆ（以下、第２コントローラと称する）により構成され、具体的にはＭＰＵにより実現される。
【００５５】
動作詳細は後述するが、信号処理部Ｓは、ヘッド位置（ＨＰ）直下の、サーボ領域パターンからのアドレス情報等を含む再生信号に基づき、磁気ディスク上のトラック現在位置（ＴＰ）情報を生成する。第１コントローラＣは、磁気ディスク５０上の目標トラック位置（ＲＰ）と、磁気ディスク上における磁気ヘッド３３の現在位置（ＴＰ）と目標トラック位置との位置誤差（Ｅ）と、に基づき、位置誤差が小さくなる方向にＦＢ操作値Ｕ１を出力する。
【００５６】
第２コントローラＦは、磁気ディスク５０上の磁性トラック形状やディスク回転に同期した振動等を補正するためのＦＦ補償部であり、事前に較正した回転同期補償値をメモリテーブルに保存している。第２コントローラＦは、通常、位置誤差（Ｅ）を使用せず、信号処理部Ｓから与えられる図示しないサーボセクタ情報を基に、テーブルを参照して、ＦＦ操作値Ｕ２を出力する。制御処理部は、第１および第２コントローラＣ、Ｆの出力Ｕ１およびＵ２を加算し、制御操作値ＵとしてＨＤＣ４１を介してＶＣＭ１６に供給し、磁気ヘッド３３を駆動する。
なお、回転同期補償値テーブルは、初期動作時に較正処理されるが、位置誤差（Ｅ）が設定値以上に大きくなると再較正処理を開始し、同期補償値を更新する処理がなされる。
【００５７】
次に、図７を参照して、再生信号から位置偏差を検出する動作について簡単に説明する。
磁気ディスク５０は、スピンドルモータ１５により一定回転速度で回転される。磁気ヘッド３３は、サスペンション３０に設けられたジンバルを介して弾性支持され、かつ、磁気ディスクの回転に伴なう空気圧とのバランスにより、磁気ディスク表面に対し微小隙間を保持した状態で浮上するように設計されている。これにより、ヘッド再生素子は一定の磁気空隙をもって、ディスク磁性層からの漏れ磁束を検出することができる。
【００５８】
磁気ディスク５０のサーボ領域パターン６０は、磁気ディスクの回転により、一定周期で磁気ヘッド３３の直下を通過し、このサーボ領域パターンの再生信号からトラック位置情報を検出することにより、一定周期のサーボ処理を実行できる。
【００５９】
ＨＤＣ４１は、サーボ領域パターン６０におけるサーボマークと呼ばれるサーボ領域識別フラグを一旦認識すると、このサーボマークは一定周期で設けられているため、磁気ヘッド直下にサーボ領域パターンが来るタイミングを予測可能となる。そこで、ＨＤＣ４１は磁気ヘッド直下にプリアンブル部７０が来るタイミングで、チャネルにサーボ処理開始を促す。
【００６０】
次に、チャネルでのアドレス再生処理構成について説明する。図８に示すように、磁気ヘッド３３に接続されたヘッドアンプＩＣ（ＨＩＣ）からの出力信号は、チャネルＩＣに読み込まれ、等化器４５としてのアナログフィルタにより長手信号等化処理された後、ＡＤＣ４６でデジタル値としてサンプリングされる。
【００６１】
磁気ディスク５０からの漏れ磁界は垂直磁化であり、かつ、磁性／非磁性に基づくパターンである。しかし、ＨＩＣの持つハイパス特性と、長手等化するためのチャネルＩＣ前段部の等化器処理とにより、ＤＣオフセット成分は完全に除去され、プリアンブル部７０からのアナログフィルタ後出力は、ほぼ疑似正弦波となる。従来の垂直磁化メディアとの違いは、信号振幅の大きさが半減している程度である。
【００６２】
本実施形態に係る磁気ディスクはパターンドメディアに限定されるものではないが、サーボ領域パターンの漏れ磁束方向をどちらに取るかで、１、０を誤認して、チャネルでのコード検出失敗を引起すことになる。そのため、磁気ヘッド極性は、パターン漏れ磁束に合わせて適正に設定される。
【００６３】
チャネルＩＣでは、その再生信号フェーズに応じて、その処理を切替える。再生信号クロックをメディアパターン周期に同期させる同期引込み処理、セクタシリンダ情報を読み取るアドレス判読処理、オフトラック量を検出するための必要情報であるバースト部処理等が行われる。
【００６４】
同期引込み処理の詳細は省略するが、ＡＤＣサンプリングするタイミングを正弦波状再生信号と同期させ、かつ、デジタルサンプル値の信号振幅をあるレベルに揃えるＡＧＣ処理とを行なう。ディスクパターンの１、０周期を４点でサンプリングする。
【００６５】
次いで、アドレス情報の再生では、サンプル値をＦＩＲフィルタ４７でノイズ低下させ、ビタビ複合器４８による最尤推定に基づいたビタビ複合処理や、グレイ処理器４９によるグレイコード逆変換処理を介して、セクタ情報・トラック情報に変換する。これにより、磁気ヘッド３３のサーボトラック情報が取得できる。
【００６６】
続いて、バースト部７４では、チャネルはオフトラック量の検出処理に移行する。バースト信号パターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に、各信号振幅をサンプルホールド積分処理して、平均振幅相当の電圧値をＭＰＵ４３に出力し、ＭＰＵへサーボ処理割込みを発行する。ＭＰＵ４３は、この割込みを受けると、内部ＡＤＣにて各バースト信号を時系列に読み込み、ＤＳＰでオフトラック量に変換する処理を行なう。このオフトラック量と、サーボトラック情報とにより、磁気ヘッド３３のサーボトラック位置が精密に検出される。
【００６７】
以上のように構成された磁気ディスク５０およびＨＤＤよれば、磁気ディスクの表裏を目視確認でき、供給メディアによる表裏方向を意識したディスク装置の組立て管理が容易となる。また、サーボ領域パターンをヘッド移動軌跡に対応した円弧状に形成することにより、シーク性能やディスク内外周間のＳＮ劣化防止に有利であり、磁気ディスク装置の性能向上を図ることができる。
【００６８】
ＤＴＲ方式は、データ領域でのエラー率を改善し、面記録密度の向上が可能な磁気記録方式であり、高密度化により記録容量アップが可能となる。データトラックと共に、サーボ情報を埋め込み形成することで、メディアのサーボ情報記録処理（ＳＴＷ：サーボ・トラック・ライト）が不要になる等も、パターンドメディアをＨＤＤに採用する利点となる。
【００６９】
より詳細には、磁気ディスク５０は、ＨＤＤの構成に依存した円弧形状のサーボ領域パターン６０を有し、表裏方向を合わせてＨＤＤに組み込まれていることから以下の作用効果を奏することができる。
【００７０】
その１つは、高いシーク性能を実現できる点にある。前述したように、磁気ヘッド３３直下にサーボ領域パターン６０が来るタイミングで、ＨＤＣ４１はチャネルにサーボ処理開始を依頼する。磁気ディスク５０上にサーボ領域パターンが等間隔に形成され、磁気ヘッド３３が径方向に固定されていれば、磁気ディスクの取り付け偏芯により、サーボ領域パターン横断周期が多少変動しても、そのタイミング誤差は、許容誤差程度で問題とならない。しかし、シーク時のように、磁気ヘッド３３が磁気ディスク５０の径方向に高速移動している場合、磁気ヘッドは円弧状に移動するため、径方向のみでなく周方向にも移動することが問題になる。
【００７１】
例えば、サーボ領域パターンが完全な放射状に形成されている場合、サーボ領域パターンは半径方向位置に依存することなく一定な角度位相にある。しかし、磁気ヘッド３３は周方向にも移動するため、スピンドルモータ１５の回転中心からの角度位相が変化する。このため、磁気ヘッド３３側から見たサーボ開始位相（サーボゲート立上り時の再生ヘッドが位置するサーボ領域開始からの距離）が変化することになる。この位相ズレは、シーク速度、磁気ヘッド軌跡誤差、および制御周期で決まるが、位相ズレが許容範囲を越えると、プリアンブル部７０でのサーボ信号引込みが困難となる。これにより、アドレス部７２の先頭に位置するサーボマーク（ＳＡＭ）の検出に失敗して、サーボロストエラーとなる虞がある。
【００７２】
シーク速度とシリンダ情報とからタイミング誤差時間を推定して、ＨＤＣ４１からのサーボゲート立ち上がり時間を補正調整することにより、高速シーク時でもサーボロストエラーの発生を防止することが可能である。しかし、この場合、制御周期変動によるサーボ特性変化が生じ、シーク性能劣化は否めない。ドライブ固有のヘッド移動軌跡に合わせて、サーボ領域パターンを円弧状に形成することは、高速シークを可能にするために有効な要素と言える。
【００７３】
第２の利点は、磁気ディスク５０の内外周で、サーボ情報検出ＳＮ差を小さくできる点にある。磁気ディスク５０の内周でのサーボ情報検出ＳＮは、その線記録密度が高くなるため、サーボ領域パターン６０が磁気ヘッド移動軌跡を取っていてもＳＮ劣化は否めない。しかし、完全放射型のサーボ領域パターンでは、更に磁気ディスク内周側のＳＮ劣化が激しくなり、また、磁気ディスク外周部でのＳＮも劣化することがシミュレーションで確認されている。その理由は、磁気ヘッドのスキュー角にあり、サーボ信号が磁気ヘッドに対して傾斜して進入するため、サーボ信号の立ち上がりが劣化し振幅低下を招くためである。
【００７４】
特に、小径の磁気ディスクでは、フォーマット効率を上げるため、サーボ信号クロックを最大限まで高めている。そのため、磁気ディスク最内周のＳＮ劣化は、アドレス判読や、オフトラック検出精度等に直結する。従って、本実施形態のように、サーボ領域パターン６０が磁気ヘッド３３に対し平行に進入するパターン形状が重要となる。本実施形態において、サーボ領域パターンのプリビット長の信号クロックは、目視確認可能なサーボ領域パターン周方向長の条件、磁気ディスク内周部での検出ＳＮ、およびスピンドルモータの回転速度により設定されている。
【００７５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００７６】
上述した実施形態において、磁気ディスクのデータ領域パターンは、サーボ領域パターンよりも光学反射率が高い構成としたが、光学反射率はこれらのパターン間で相違していればよい。例えば、狭義のパターンドメディア（１ドット１ビット型）の場合、データ領域パターンの磁性占有率３０％程度と逆に小さくなり、光学反射光量はサーボ領域パターンよりも暗くなる。また、インプリント製造の関係で、バースト部のマーク部が磁性となり、バースト部領域の磁性占有率は２５％となる。
その他、ＨＤＤにおいて、磁気ディスクの枚数は１枚に限らず、必要に応じて増加可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】この発明の実施形態に係る磁気ディスクの表面パターンおよび裏面パターンを示す平面図。
【図２】前記磁気ディスクのデータ領域パターンを拡大し一部破断して示す斜視図。
【図３】前記磁気ディスクのサーボ領域パターンを模式的に示す図。
【図４】前記磁気ディスクのデータ領域パターンおよびサーボ領域パターンの光学反射率を概略的に示す図。
【図５】この発明の実施形態に係るＨＤＤを示す分解斜視図。
【図６】前記ＨＤＤの構成を概略的に示すブロック図。
【図７】前記ＨＤＤにおけるヘッド位置決め制御を示す構成図。
【図８】前記ＨＤＤにおけるチャネルでのアドレス検出処理を示す構成図。
【符号の説明】
【００７８】
１２…ベース、 １５…スピンドルモータ、 ３３…磁気ヘッド、
５０…磁気ディスク、 ５４…基板、 ５６…記録層、 ５８…データ領域パターン、
６０…サーボ領域パターン、 ６２…磁性トラック、 ６４…非磁性ガード帯部、
７０…プリアンブル部、 ７２…アドレス部、 ７４…バースト部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央孔を有した円盤状の基板と、前記基板の表面および裏面にそれぞれ設けられた記録領域と、を備え、前記記録領域は磁性体形状がパターン化されているとともに、表面側の記録領域と裏面側の記録領域とでパターン形状が異っている磁気ディスク。
【請求項２】
表面および裏面を有しているとともに中央孔を有した平坦な円盤状の基板と、前記表面および裏面の少なくとも一方の面上に、磁性体の有無でパターン形成された記録領域と、を備え、
前記記録領域は、データ領域パターンと、それぞれ前記基板の中央孔側から外周縁部まで延びたほぼ円弧放射状に形成され、前記データ領域パターンを前記基板の周方向に複数に分断した複数のサーボ領域パターンと、を有し、
前記各サーボ領域パターンは、前記基板の最外周半径よりも大きな半径を有し前記基板と同芯の円軌跡上に円弧中心を持ち、前記基板の周方向に沿った周方向長が基板の外周側に位置した領域ほど長くなるように領域形成され、
前記データ領域パターンと各サーボ領域パターンとは、磁性体占有率が互いに異なり、互いに異なる光学反射率を有している磁気ディスク。
【請求項３】
前記各サーボ領域パターンは、少なくとも前記基板の半径方向に略円弧放射状に連続しているとともに前記基板の周方向に磁性／非磁性を繰返す繰返しパターン領域を備え、前記繰返しパターン領域と前記データ領域パターンとの光学反射率が１０％以上異なっている請求項２に記載の磁気ディスク。
【請求項４】
前記データ領域パターンは、それぞれ前記基板の半径方向に等間隔で並んでいるとともに円環状パターンで形成され信号保持するための複数の磁性トラックと、前記基板の半径方向に隣合う磁性トラック間に位置して前記磁性トラックを前記基板の半径方向に磁性分断した非磁性ガード帯と、を有し、前記磁性トラックは、前記データ領域パターンにおける磁性占有率が６５％以上となるように形成され、
前記各サーボ領域パターンは、少なくとも前記基板の半径方向に略円弧放射状に連続しているとともに前記基板の周方向に磁性／非磁性を繰返す繰返しパターン領域を備え、前記サーボ領域パターンにおける前記繰り返しパターン領域の磁性占有率が約５０％であり、前記基板の周方向に沿った前記繰り返しパターン領域の周方向長は０．０１ｍｍ以上である請求項２に記載の磁気ディスク。
【請求項５】
前記基板の表面および裏面にそれぞれ設けられ、磁性体の有無でパターン形成された前記記録領域を備え、
前記基板の表面側のサーボ領域パターンと、前記基板の裏面側のサーボ領域パターンとは、互いに異なるパターンに形成され、時計方向および反時計方向で互いに同一となる表裏鏡像対称に形成されている請求項２ないし４のいずれか１項に記載の磁気ディスク。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気ディスクと、
前記磁気ディスクを支持し、一定速度で回転させる駆動部と、
前記磁気ディスクに対して情報処理を行うヘッドと、
前記磁気ディスクに対して前記ヘッドを径方向に移動させるヘッドアクチュエータと、を備え、
前記磁気ディスクは、前記各サーボ領域パターンと、前記磁気ディスク上における前記ヘッドの移動軌跡とが一致する方向に合わせて配設されている磁気ディスク装置。
【請求項１】
中央孔を有した円盤状の基板と、前記基板の表面および裏面にそれぞれ設けられた記録領域と、を備え、前記記録領域は磁性体形状がパターン化されているとともに、表面側の記録領域と裏面側の記録領域とでパターン形状が異っている磁気ディスク。
【請求項２】
表面および裏面を有しているとともに中央孔を有した平坦な円盤状の基板と、前記表面および裏面の少なくとも一方の面上に、磁性体の有無でパターン形成された記録領域と、を備え、
前記記録領域は、データ領域パターンと、それぞれ前記基板の中央孔側から外周縁部まで延びたほぼ円弧放射状に形成され、前記データ領域パターンを前記基板の周方向に複数に分断した複数のサーボ領域パターンと、を有し、
前記各サーボ領域パターンは、前記基板の最外周半径よりも大きな半径を有し前記基板と同芯の円軌跡上に円弧中心を持ち、前記基板の周方向に沿った周方向長が基板の外周側に位置した領域ほど長くなるように領域形成され、
前記データ領域パターンと各サーボ領域パターンとは、磁性体占有率が互いに異なり、互いに異なる光学反射率を有している磁気ディスク。
【請求項３】
前記各サーボ領域パターンは、少なくとも前記基板の半径方向に略円弧放射状に連続しているとともに前記基板の周方向に磁性／非磁性を繰返す繰返しパターン領域を備え、前記繰返しパターン領域と前記データ領域パターンとの光学反射率が１０％以上異なっている請求項２に記載の磁気ディスク。
【請求項４】
前記データ領域パターンは、それぞれ前記基板の半径方向に等間隔で並んでいるとともに円環状パターンで形成され信号保持するための複数の磁性トラックと、前記基板の半径方向に隣合う磁性トラック間に位置して前記磁性トラックを前記基板の半径方向に磁性分断した非磁性ガード帯と、を有し、前記磁性トラックは、前記データ領域パターンにおける磁性占有率が６５％以上となるように形成され、
前記各サーボ領域パターンは、少なくとも前記基板の半径方向に略円弧放射状に連続しているとともに前記基板の周方向に磁性／非磁性を繰返す繰返しパターン領域を備え、前記サーボ領域パターンにおける前記繰り返しパターン領域の磁性占有率が約５０％であり、前記基板の周方向に沿った前記繰り返しパターン領域の周方向長は０．０１ｍｍ以上である請求項２に記載の磁気ディスク。
【請求項５】
前記基板の表面および裏面にそれぞれ設けられ、磁性体の有無でパターン形成された前記記録領域を備え、
前記基板の表面側のサーボ領域パターンと、前記基板の裏面側のサーボ領域パターンとは、互いに異なるパターンに形成され、時計方向および反時計方向で互いに同一となる表裏鏡像対称に形成されている請求項２ないし４のいずれか１項に記載の磁気ディスク。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気ディスクと、
前記磁気ディスクを支持し、一定速度で回転させる駆動部と、
前記磁気ディスクに対して情報処理を行うヘッドと、
前記磁気ディスクに対して前記ヘッドを径方向に移動させるヘッドアクチュエータと、を備え、
前記磁気ディスクは、前記各サーボ領域パターンと、前記磁気ディスク上における前記ヘッドの移動軌跡とが一致する方向に合わせて配設されている磁気ディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−３１８５５（Ｐ２００６−３１８５５Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１０４６２（Ｐ２００４−２１０４６２）
【出願日】平成１６年７月１６日（２００４．７．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１６日（２００４．７．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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