磁気記録装置、磁気記録方法および磁気記録媒体
【課題】プロセス加工制約の緩和及びマルチトラックリードにおけるトラック間干渉の低減を実現するドット配置を提供することで高密度化を達成する。
【解決手段】隣接ドット列間に位相シフトがある複数の磁性ドット列を含む磁気記録媒体で、ドットはジグザグ状に配置され、同時にリードされる所定数ドット列において、前記ドットが直線状に配置されて、前記ドットが２ドット列同時リード用に２ドット列単位で配置され、この隣接する各２ドット列単位でドットの位相が互いに１８０度シフトされている。
【解決手段】隣接ドット列間に位相シフトがある複数の磁性ドット列を含む磁気記録媒体で、ドットはジグザグ状に配置され、同時にリードされる所定数ドット列において、前記ドットが直線状に配置されて、前記ドットが２ドット列同時リード用に２ドット列単位で配置され、この隣接する各２ドット列単位でドットの位相が互いに１８０度シフトされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハードディスク装置等の磁気記録装置、磁気記録方法および磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ、ハードディスクレコーダ等の情報機器の高機能化・高速化に伴い、ユーザの取り扱う情報の量は近年ますます増大してきている。このため、情報記録装置の記録媒体の記録密度を高めることが切望されている。記録密度を高めるためには、記録媒体において記録の書き込み単位である１つの記録セルまたは記録マークの大きさを微小化することが必要である。しかし、従来の記録媒体においては、記録セルまたは記録マークの微小化は大きな困難に直面している。
【０００３】
現行のハードディスク装置の記録媒体は、ディスク基板上に厚さ数１０ｎｍ程度のグラニュラー薄膜を堆積させた構造となっている。記録密度を高めるために、グラニュラー薄膜の粒子を細かくすると、熱揺らぎ（磁性体粒子の体積が小さくなると、熱エネルギーに比べて磁気エネルギーの比率が低下し、温度の影響で記録磁化が変化あるいは消失してしまう現象）のために、小さい多結晶体では記録が不安定となる。このため、記録セルが大きい場合は問題ないが、記録セルが小さくなると、記録の不安定性やノイズの増大が生じる。これは、記録セルに含まれる結晶粒の数が少なくなることと、記録セル間の相互作用が相対的に大きくなるためである。
【０００４】
これを回避するため、記録材料を非記録材料により予め分断し、単一の記録材料粒子を単一の記録セルとして記録再生を行うビットパターンドメディア（ＢＰＭ）（単にパターンドメディアとも称する）が薄膜媒体に代わる次世代型磁気記録媒体として提案されている。
【０００５】
ビットパターンドメディアは、ナノメートルスケールの微小磁石（磁性ドット）を基板上に規則配列させた磁性ドットアレイから構成されており、それぞれの磁性ドットの磁化の向きで“０”、“１”のデジタル信号（１ドットが１ビットに相当）が記録される。ビットパターンドメディアでは、各ビットが物理的に完全孤立しているため、連続膜媒体において高記録密度化の主たる阻害因子となる磁化転移に伴うノイズが原理的に生じない。
【０００６】
一方、グラニュラー薄膜を堆積させた現行のハードディスク装置の記録媒体では、記録ヘッドが記録媒体の特定位置にデータを記録する際に、書き込み開始のタイミングがずれることにより書き込み位置がトラック方向に少しずれたとしても、媒体表面が一様であるために記録エラーは起きにくい。
【０００７】
しかしながら、記録材料が記録媒体表面において非記録材料により分断されているパターンドメディアでは、記録ヘッドが記録媒体の特定位置にデータを記録する際に、分断された記録セルの１つ１つにデータを書き込む必要があるため、記録ヘッドによる記録開始のタイミング合わせが重要である。記録開始タイミングがずれると、記録ヘッドが非記録材料部分または隣り合う記録セルにまたがって書き込み動作を行うことになるため、書き込みエラーが増えてしまう。
【０００８】
ビットパターンドメディアのドットの配列パターンには格子（正方）パターンや千鳥パターンがある。ドットが縦横に整列している格子パターンでは、ドット列をデータの１トラックと考え、ヘッドコア幅やトラッキング等のクロストラック方向の条件に精密な制約条件が要求される。
【０００９】
その解決策として、千鳥パターンが検討されている。千鳥パターンでは、一定のドットピッチで配列された多数のドット列において、奇数列目のドット列と偶数列目のドット列とは位相が１８０°ずれている。ヘッドは２列のドット列を同時にアクセスできる幅である。記録時は、ヘッドをドット列に沿って移動しながら、１列目の１番目のドット、２列目の１番目のドット、１列目の２番目のドット、…へ書き込む。同様に、再生時も、ヘッドをドット列に沿って移動しながら、１列目の１番目のドット、２列目の１番目のドット、１列目の２番目のドット、…から読み出す。このように、隣接した２列のドット列を１データトラックとする。これにより、格子パターンに比べて千鳥パターンは、トラックピッチが２倍、ビットピッチが１／２となる。ライト時のヘッドとドットの位置に関する許容誤差範囲を示すライト位相マージンを決める要素の一つは、ドット間のスペース（ドットピッチ）である。しかし、千鳥パターンでは、２列のドット列を１データトラックとしているので、ドットピッチが１／２になるため、千鳥パターンは格子パターンに比べてライト位相マージンが減少する。このため、ディスクやヘッドの製造に要求される精度が厳しいものになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−７３１１６号公報
【特許文献２】特開２００７−３０５２８９号公報
【特許文献３】特開２００３−１５１１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように従来のビットパターンドメディアを用いる磁気記録装置では、ライト位相マージンが狭く、書き込みエラーが生じやすい欠点がある。これを防ぐためには、製造時の加工精度の要求が厳しくなるという問題がある。
【００１２】
本発明の実施形態は、プロセス加工制約の緩和及びマルチトラックリードにおけるトラック間干渉の低減を実現するドット配置を提供することで高密度化を達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の実施形態は、隣接ドット列間に位相シフトがある複数の磁性ドット列を含む磁気記録媒体であって、同時にリードされる所定数ドット列において、前記ドットがジグザグ状に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に関する磁気記録装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）はライト位相マージンを拡大させるために提案された方法を説明するための図であって、図２（ｂ）はこのように記録したデータの再生方法を説明するための図である。
【図３】図３（ａ）は図２（ａ）のドット配置を拡大した図であり、図３（ｂ）は本発明の実施例１に係るドット配置を示す図である。
【図４】図４（ａ）は提案された他のドット配置を示し、図４（ｂ）は本発明の実施例２に係るドット配置を示す図である。
【図５】図５（ａ）は提案された更に他のドット配置を示し、図５（ｂ）は本発明の実施例３に係るドット配置を示す図である。
【図６】図６（ａ）は提案された更に他のドット配置を示し、図６（ｂ）は本発明の実施例４に係るドット配置を示す図である。
【図７】図７（ａ）はヘッドにスキューが有る場合に干渉する可能性のある隣接ドットを説明するための図であり、図７（ｂ）は本発明の実施例４に係るドット配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に関する磁気記録装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
ディスクドライブ１は、磁気記録媒体であるディスク１０と、ディスク１０を回転させるスピンドルモータ（ＳＰＭ）１１と、ヘッド１２と、アクチュエータ１３と、ヘッドアンプユニット（ヘッドＩＣ）１４とを有する。ディスク１０は、ナノメートルスケールの微小磁石（磁性ドット）が基板上に規則的に配列された磁性ドットアレイからなり、それぞれの磁性ドットの磁化の向きで“０”、“１”のデジタル信号（１ドットが１ビットに相当）が記録されるビットパターンドメディアである。
【００１８】
ヘッド１２は、リードヘッド素子１２Ｒとライトヘッド素子１２Ｗとが、１つのスライダ上に分離して実装されている構造である。リードヘッド１２Ｒは、ディスク１０に記録されているデータを読出す。ライトヘッド素子１２Ｗは、ディスク１０にデータを書き込む。アクチュエータ１３は、ヘッド１２を搭載しているサスペンション、アーム及びボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を有し、トラッキング制御のためにヘッド１２をディスク１０上の半径方向（クロストラック方向）に移動させる。
【００１９】
ヘッドアンプユニット１４は、ヘッド１２のリードヘッド素子１２Ｒにより読出されたリード信号を増幅してリード／ライトチャネル１５に出力するリードアンプを含む。また、ヘッドアンプユニット１４は、リード／ライトチャネル１５から出力されるライトデータをライト信号（ライト電流）に変換して、ヘッド１２のライトヘッド素子１２Ｗに供給するライトドライバを含む。
【００２０】
ディスクドライブ１は、プリント回路基板上に実装されたリード／ライトチャネル１５、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１６、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１７、メモリ１８及びモータドライバ１９を含む。なお、ＨＤＣ１６、ＣＰＵ１７、及びメモリ１８は、ワンチップの集積回路２０に実装されている。
【００２１】
リード／ライトチャネル１５は、リード／ライトデータ信号を処理する信号処理ユニットである。ＨＤＣ１６は、ディスクドライブ１と図示しないホストシステム（パーソナルコンピュータやデジタル機器）とのインターフェースを構成し、データ転送制御やリード／ライト動作を制御する。ＣＰＵ１７は、ディスクドライブ１のメインコントローラであり、ヘッド位置決め制御（サーボ制御）や、リード／ライトデータの並べ替えを実行する。メモリ１８は、フラッシュＥＥＰＲＯＭである。
【００２２】
モータドライバ１９は、ＳＰＭ１１に駆動電流を供給するＳＰＭドライバ及びアクチュエータ１３のＶＣＭに駆動電流を供給するＶＣＭドライバを有する。ＶＣＭドライバは、ＣＰＵ１７のヘッド位置決め制御（サーボ制御）信号に応じてアクチュエータ１３におけるＶＣＭに駆動電流を供給して、ヘッド１２をディスク１０上の半径方向に移動制御する。
【００２３】
次に、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体及び磁気記録方法を説明する。
【００２４】
パターンドメディアは、記録ビットがディスク上にあらかじめ配置されているため、ライト時には、ライト磁界の磁性ドットへの同期が重要となる。ライト位相マージンを拡大させるために提案された方法を図２（ａ）で説明する。この例では、ドット位相を４周期とした場合である。まず、ドット列１ａにライトヘッドのエッジ部分が位置する状態でデータを記録する。このとき、ドットピッチに対応したライト周波数で記録を行う。この結果、ライト位相マージンを従来より拡大できる。次に、ドット列１ｂにデータを記録する。このときのライト位相は、ドット位相に合わせる。また、ドット列に対し大きなライトヘッドコア幅で記録する場合、同時に複数ドット列（図ではドット列１ｂ、１ｃ、１ｄ）を記録していくことになるが、ライトヘッドのエッジ部分を利用し、順番に次のドット列を記録する際に上書きされるため問題はない。同様な制御を、１ドット列ずつシフトさせながら瓦を配置するように、１ｃ、１ｄと記録する（以下瓦記録という)。このように記録したデータの再生方法を図２（ｂ）で説明する。再生の場合、ドット列１ａ〜１ｄの中心すなわち１ｂ、１ｃの中心にリードヘッド中心が位置するようにトラッキングして、複数ドット列１ａ〜１ｄを同時に再生する。そのときの再生波形は、同時再生したドット列の各ドットの位相にずれが存在するため、従来同様にピーク点が重なることはなく、従来信号処理方式で検出が可能となっている。
【００２５】
本発明の実施形態は、上記提案された技術に対し、さらにプロセス加工制約の緩和、マルチトラックリードにおけるトラック間干渉の低減を目的としたドット配置を提供することで高密度化を実現する。
【実施例１】
【００２６】
図３（ａ）は図２（ａ）のドット配置を拡大した図である。
【００２７】
ドット番号１、２、３、・・・のドット（以下ドット１、２、３・・・という）について、加工プロセスの制約すなわち必要となる加工及び位置精度は、ドット間の最短距離（ドット１−２間、２−３間、・・・）で決まる。本実施例１では、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）のドット列１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの配列を、ドット列１ａ、１ｃ、１ｅ、１ｂ、１ｄに入れ替え、ドット配置をジグザグ状にする。すなわち本実施例では、同時にリードされる所定数ドット列において、前記ドットがジグザグ状に配置されている。これによりドットの最短距離（ドット１−３間、３−５間、・・・）が広がるため、それだけ加工プロセスの制約が緩和できる。
【００２８】
この入れ換えは、マルチトラックリードの際に、ユーザデータの順番でデータを読み出せるように、データライトの際にコントローラにて列を入れ替える。図３（ｂ）において、ドット列１ａ、１ｃ、１ｅ・・・の順で瓦記録するため、ユーザデータをドット１、６・・・、３、８・・・、５・・・、２、７・・・の順に変換するデータ変換を、記録時にコントローラにて実行する。リード時には、１ａから１ｄのドット列を同時再生するため、リードのドット番号はユーザデータと同じ１、２、３、４、５、６、７、８、９、・・・の順となる。
【００２９】
以上のように実施例１では、ドットの要求加工精度を緩和することができ、従来より高密度化記録を実現できる。
【実施例２】
【００３０】
図４（ａ）は提案された他のドット配置を示し、先ずこの配置の課題を説明する。
【００３１】
この例は３ドット列（１ａ，１ｂ，１ｃ）を同時再生することを想定したドット配置である。このマルチトラックリードでは、リードヘッドのコア幅は、複数トラックをカバーする広さを有している（四角形の点線範囲）。ただし、ヘッドのクロストラック方向（半径方向）の感度分布は一様ではなく、中心を最大にエッジに向かうに従って感度は小さくなる。そのため、複数のトラックをリードした場合、中心部分に比べ、端のトラックほど振幅が小さくなる傾向を示す。つまり、ドット２の振幅が大きく、ドット１、３が小さい振幅になる。ここで、隣接トラックからのトラック間干渉を考える。ドット１０、１１がヘッドに隣接するドットであるが、これらは、それぞれドット３、１と同一リードタイミングであり、信号振幅が小さくなるドット３、１に対し、相対的にトラック間干渉の影響を受けやすい。
【００３２】
図４（ａ）のトラック間干渉を低減する本発明の実施例を図４（ｂ）に示す。本実施例の特徴は、ドット配置をトラック間で単に直線的に位相シフトするのではなく、シグザグ状としている点にある。すなわち本実施例では、ドットはジグザグ状に配置され、同時にリードされる所定数ドット列において、ドットが直線状に配置されている。
【００３３】
このとき、ドット１、２，３の再生の際、トラック間干渉はドット１０、１１の影響が大きい。その影響が大きい再生タイミングは、ドット２の再生時である。しかし、ドット２はヘッド中心に位置しているので、信号振幅が大きい。よって、相対的に隣接トラックからのトラック間干渉の影響を低減することができる。
【００３４】
同様に、他のドット配置を示す図５（ａ）にて、４ドット列（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）を同時再生することを想定したときの課題を説明する。このマルチトラックリードでも、リードヘッドのコア幅は、複数トラックをカバーする広さを有しており（四角形の点線範囲）、ヘッドのクロストラック方向の感度分布は中心を最大にエッジに向かうに従って感度は小さくなる。そのため、ドット２、３の振幅が大きく、ドット１、４の振幅が小さい。このドット１、４に対し、隣接トラックのドット１１、１０がそれぞれ同一リードタイミングであり、このタイミングで相対的にトラック間干渉が大きくなっている。
【００３５】
図５（ａ）のトラック間干渉を低減する本発明の実施例を図５（ｂ）に示す。ドット周期３列の場合と同様にシグザグ状のドット配置であり、同時にリードされる所定数ドット列において、ドットが直線状に配置されている。ドット１、２，３，４の再生の際、隣接トラックのドット１０、１１の再生タイミングと一致するのは、ドット２、３の再生タイミングである。ドット２、３はヘッド中心に位置し、信号振幅が大きい。よって、隣接トラックからのトラック間干渉の影響を相対的に低減できる。
【００３６】
図６（ａ）に２ドット列（１ａ，１ｂ）を同時再生できるドット配置を示す。２ドット列の同時再生では、ヘッドは両者の中心に位置するため、ドット１、２の振幅は同一である。しかし、ここでトラックオフセットが発生した場合を考える。図６（ａ）にてリードヘッドがドット列2a側にオフセットした場合、ヘッドの感度分布により、ドット１の振幅が低下する。同時に、隣接ドット１１のトラック間干渉が増加する。反対にドット列0b側にオフセットした場合には、ドット２の振幅が低下し、隣接ドット１０の干渉が大きくなる。このように、トラックオフセットにより、信号品質が劣化する。
【００３７】
図６（ｂ）に上記課題を解決する本発明の実施例を示す。ドット配置として、同時再生する２ドット列のドット位置の位相が１８０度ずれ、その条件で、２ドット列ごとにドット配置の位相を１８０度ずらしたことを特徴としている。つまり、ドット１０を含むドット列０ｂとその隣接ドット列０ａを図中左側にシフトし、ドット１１を含むドット列２ａとその隣接ドット列２ｂを図中右側にシフトする。
【００３８】
トラックオフセットがドット列2a側に発生した場合、上記同様、ドット１の振幅が低下する。しかし、本実施例では、隣接ドット１０の干渉も同時に低下する。反対にドット列0b側にオフセットした場合には、ドット２が低下し、隣接ドット１１も低下する。このように、トラックオフセットに対する信号劣化を抑制できる。尚、図４（ｂ）、５（ｂ）のドット周期が３列、４列の場合にも同様な効果を奏する。
【００３９】
以上のように実施例２では、マルチトラックリードによるトラック間干渉を低減でき、従来より高密度化記録を実現できる。
【実施例３】
【００４０】
図７（ａ）は図６（ａ）のように、２ドット列（１ａ，１ｂ）を同時再生できるドット配置を示し、以下この配置における他の課題を説明する。通常のハードディスクでは、半径位置によりヘッドのスキュー角が変化する。このときの例をドット１（２）、５（６）に示す。ヘッドはコアの幅方向（図中の点線ｍの方向）にある隣接ドットの影響を受けやすく、ここではそのようなドットを隣接ドットとする。スキューなしのドット１では、隣接ドットが上下のドット１０の位置（ドット２に対しては１１）であるのに対し、スキューのあるドット５に対しては、ドット１１が隣接ドットとなる。この結果、ドット１１からの干渉が大きくなり、信号劣化が発生する。 図７（ｂ）に示すように、本実施例では、半径位置により変化するスキュー角に合わせて隣接ドット列の位相がヘッドのスキューと同一の方向にシフトするように（ドット１に対する１０、ドット２に対する１１）に配置する。これにより、隣接ドット間の距離が近づくことが抑制されるため、干渉の影響を排除できる。
【００４１】
以上のように実施例３では、スキューによるドットの干渉を低減できることができ、従来より高密度化記録を実現できる。
【００４２】
以上の説明はこの発明の実施の形態であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができるものである。例えば、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せにより種々の発明を形成できる。
【符号の説明】
【００４３】
１０…ビットパターンドメディア、１１…スピンドルモータ、１２Ｗ…ライトヘッド素子、１２Ｒ…リードヘッド素子、１３…アクチュエータ、１４…ヘッドアンプユニット、１５…リード／ライトチャネル、１６…ハードディスクコントローラ、１７…マイクロプロセッサ、１９…モータドライバ。
【技術分野】
【０００１】
本発明はハードディスク装置等の磁気記録装置、磁気記録方法および磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ、ハードディスクレコーダ等の情報機器の高機能化・高速化に伴い、ユーザの取り扱う情報の量は近年ますます増大してきている。このため、情報記録装置の記録媒体の記録密度を高めることが切望されている。記録密度を高めるためには、記録媒体において記録の書き込み単位である１つの記録セルまたは記録マークの大きさを微小化することが必要である。しかし、従来の記録媒体においては、記録セルまたは記録マークの微小化は大きな困難に直面している。
【０００３】
現行のハードディスク装置の記録媒体は、ディスク基板上に厚さ数１０ｎｍ程度のグラニュラー薄膜を堆積させた構造となっている。記録密度を高めるために、グラニュラー薄膜の粒子を細かくすると、熱揺らぎ（磁性体粒子の体積が小さくなると、熱エネルギーに比べて磁気エネルギーの比率が低下し、温度の影響で記録磁化が変化あるいは消失してしまう現象）のために、小さい多結晶体では記録が不安定となる。このため、記録セルが大きい場合は問題ないが、記録セルが小さくなると、記録の不安定性やノイズの増大が生じる。これは、記録セルに含まれる結晶粒の数が少なくなることと、記録セル間の相互作用が相対的に大きくなるためである。
【０００４】
これを回避するため、記録材料を非記録材料により予め分断し、単一の記録材料粒子を単一の記録セルとして記録再生を行うビットパターンドメディア（ＢＰＭ）（単にパターンドメディアとも称する）が薄膜媒体に代わる次世代型磁気記録媒体として提案されている。
【０００５】
ビットパターンドメディアは、ナノメートルスケールの微小磁石（磁性ドット）を基板上に規則配列させた磁性ドットアレイから構成されており、それぞれの磁性ドットの磁化の向きで“０”、“１”のデジタル信号（１ドットが１ビットに相当）が記録される。ビットパターンドメディアでは、各ビットが物理的に完全孤立しているため、連続膜媒体において高記録密度化の主たる阻害因子となる磁化転移に伴うノイズが原理的に生じない。
【０００６】
一方、グラニュラー薄膜を堆積させた現行のハードディスク装置の記録媒体では、記録ヘッドが記録媒体の特定位置にデータを記録する際に、書き込み開始のタイミングがずれることにより書き込み位置がトラック方向に少しずれたとしても、媒体表面が一様であるために記録エラーは起きにくい。
【０００７】
しかしながら、記録材料が記録媒体表面において非記録材料により分断されているパターンドメディアでは、記録ヘッドが記録媒体の特定位置にデータを記録する際に、分断された記録セルの１つ１つにデータを書き込む必要があるため、記録ヘッドによる記録開始のタイミング合わせが重要である。記録開始タイミングがずれると、記録ヘッドが非記録材料部分または隣り合う記録セルにまたがって書き込み動作を行うことになるため、書き込みエラーが増えてしまう。
【０００８】
ビットパターンドメディアのドットの配列パターンには格子（正方）パターンや千鳥パターンがある。ドットが縦横に整列している格子パターンでは、ドット列をデータの１トラックと考え、ヘッドコア幅やトラッキング等のクロストラック方向の条件に精密な制約条件が要求される。
【０００９】
その解決策として、千鳥パターンが検討されている。千鳥パターンでは、一定のドットピッチで配列された多数のドット列において、奇数列目のドット列と偶数列目のドット列とは位相が１８０°ずれている。ヘッドは２列のドット列を同時にアクセスできる幅である。記録時は、ヘッドをドット列に沿って移動しながら、１列目の１番目のドット、２列目の１番目のドット、１列目の２番目のドット、…へ書き込む。同様に、再生時も、ヘッドをドット列に沿って移動しながら、１列目の１番目のドット、２列目の１番目のドット、１列目の２番目のドット、…から読み出す。このように、隣接した２列のドット列を１データトラックとする。これにより、格子パターンに比べて千鳥パターンは、トラックピッチが２倍、ビットピッチが１／２となる。ライト時のヘッドとドットの位置に関する許容誤差範囲を示すライト位相マージンを決める要素の一つは、ドット間のスペース（ドットピッチ）である。しかし、千鳥パターンでは、２列のドット列を１データトラックとしているので、ドットピッチが１／２になるため、千鳥パターンは格子パターンに比べてライト位相マージンが減少する。このため、ディスクやヘッドの製造に要求される精度が厳しいものになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−７３１１６号公報
【特許文献２】特開２００７−３０５２８９号公報
【特許文献３】特開２００３−１５１１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように従来のビットパターンドメディアを用いる磁気記録装置では、ライト位相マージンが狭く、書き込みエラーが生じやすい欠点がある。これを防ぐためには、製造時の加工精度の要求が厳しくなるという問題がある。
【００１２】
本発明の実施形態は、プロセス加工制約の緩和及びマルチトラックリードにおけるトラック間干渉の低減を実現するドット配置を提供することで高密度化を達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の実施形態は、隣接ドット列間に位相シフトがある複数の磁性ドット列を含む磁気記録媒体であって、同時にリードされる所定数ドット列において、前記ドットがジグザグ状に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に関する磁気記録装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）はライト位相マージンを拡大させるために提案された方法を説明するための図であって、図２（ｂ）はこのように記録したデータの再生方法を説明するための図である。
【図３】図３（ａ）は図２（ａ）のドット配置を拡大した図であり、図３（ｂ）は本発明の実施例１に係るドット配置を示す図である。
【図４】図４（ａ）は提案された他のドット配置を示し、図４（ｂ）は本発明の実施例２に係るドット配置を示す図である。
【図５】図５（ａ）は提案された更に他のドット配置を示し、図５（ｂ）は本発明の実施例３に係るドット配置を示す図である。
【図６】図６（ａ）は提案された更に他のドット配置を示し、図６（ｂ）は本発明の実施例４に係るドット配置を示す図である。
【図７】図７（ａ）はヘッドにスキューが有る場合に干渉する可能性のある隣接ドットを説明するための図であり、図７（ｂ）は本発明の実施例４に係るドット配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に関する磁気記録装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
ディスクドライブ１は、磁気記録媒体であるディスク１０と、ディスク１０を回転させるスピンドルモータ（ＳＰＭ）１１と、ヘッド１２と、アクチュエータ１３と、ヘッドアンプユニット（ヘッドＩＣ）１４とを有する。ディスク１０は、ナノメートルスケールの微小磁石（磁性ドット）が基板上に規則的に配列された磁性ドットアレイからなり、それぞれの磁性ドットの磁化の向きで“０”、“１”のデジタル信号（１ドットが１ビットに相当）が記録されるビットパターンドメディアである。
【００１８】
ヘッド１２は、リードヘッド素子１２Ｒとライトヘッド素子１２Ｗとが、１つのスライダ上に分離して実装されている構造である。リードヘッド１２Ｒは、ディスク１０に記録されているデータを読出す。ライトヘッド素子１２Ｗは、ディスク１０にデータを書き込む。アクチュエータ１３は、ヘッド１２を搭載しているサスペンション、アーム及びボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を有し、トラッキング制御のためにヘッド１２をディスク１０上の半径方向（クロストラック方向）に移動させる。
【００１９】
ヘッドアンプユニット１４は、ヘッド１２のリードヘッド素子１２Ｒにより読出されたリード信号を増幅してリード／ライトチャネル１５に出力するリードアンプを含む。また、ヘッドアンプユニット１４は、リード／ライトチャネル１５から出力されるライトデータをライト信号（ライト電流）に変換して、ヘッド１２のライトヘッド素子１２Ｗに供給するライトドライバを含む。
【００２０】
ディスクドライブ１は、プリント回路基板上に実装されたリード／ライトチャネル１５、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１６、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１７、メモリ１８及びモータドライバ１９を含む。なお、ＨＤＣ１６、ＣＰＵ１７、及びメモリ１８は、ワンチップの集積回路２０に実装されている。
【００２１】
リード／ライトチャネル１５は、リード／ライトデータ信号を処理する信号処理ユニットである。ＨＤＣ１６は、ディスクドライブ１と図示しないホストシステム（パーソナルコンピュータやデジタル機器）とのインターフェースを構成し、データ転送制御やリード／ライト動作を制御する。ＣＰＵ１７は、ディスクドライブ１のメインコントローラであり、ヘッド位置決め制御（サーボ制御）や、リード／ライトデータの並べ替えを実行する。メモリ１８は、フラッシュＥＥＰＲＯＭである。
【００２２】
モータドライバ１９は、ＳＰＭ１１に駆動電流を供給するＳＰＭドライバ及びアクチュエータ１３のＶＣＭに駆動電流を供給するＶＣＭドライバを有する。ＶＣＭドライバは、ＣＰＵ１７のヘッド位置決め制御（サーボ制御）信号に応じてアクチュエータ１３におけるＶＣＭに駆動電流を供給して、ヘッド１２をディスク１０上の半径方向に移動制御する。
【００２３】
次に、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体及び磁気記録方法を説明する。
【００２４】
パターンドメディアは、記録ビットがディスク上にあらかじめ配置されているため、ライト時には、ライト磁界の磁性ドットへの同期が重要となる。ライト位相マージンを拡大させるために提案された方法を図２（ａ）で説明する。この例では、ドット位相を４周期とした場合である。まず、ドット列１ａにライトヘッドのエッジ部分が位置する状態でデータを記録する。このとき、ドットピッチに対応したライト周波数で記録を行う。この結果、ライト位相マージンを従来より拡大できる。次に、ドット列１ｂにデータを記録する。このときのライト位相は、ドット位相に合わせる。また、ドット列に対し大きなライトヘッドコア幅で記録する場合、同時に複数ドット列（図ではドット列１ｂ、１ｃ、１ｄ）を記録していくことになるが、ライトヘッドのエッジ部分を利用し、順番に次のドット列を記録する際に上書きされるため問題はない。同様な制御を、１ドット列ずつシフトさせながら瓦を配置するように、１ｃ、１ｄと記録する（以下瓦記録という)。このように記録したデータの再生方法を図２（ｂ）で説明する。再生の場合、ドット列１ａ〜１ｄの中心すなわち１ｂ、１ｃの中心にリードヘッド中心が位置するようにトラッキングして、複数ドット列１ａ〜１ｄを同時に再生する。そのときの再生波形は、同時再生したドット列の各ドットの位相にずれが存在するため、従来同様にピーク点が重なることはなく、従来信号処理方式で検出が可能となっている。
【００２５】
本発明の実施形態は、上記提案された技術に対し、さらにプロセス加工制約の緩和、マルチトラックリードにおけるトラック間干渉の低減を目的としたドット配置を提供することで高密度化を実現する。
【実施例１】
【００２６】
図３（ａ）は図２（ａ）のドット配置を拡大した図である。
【００２７】
ドット番号１、２、３、・・・のドット（以下ドット１、２、３・・・という）について、加工プロセスの制約すなわち必要となる加工及び位置精度は、ドット間の最短距離（ドット１−２間、２−３間、・・・）で決まる。本実施例１では、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）のドット列１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅの配列を、ドット列１ａ、１ｃ、１ｅ、１ｂ、１ｄに入れ替え、ドット配置をジグザグ状にする。すなわち本実施例では、同時にリードされる所定数ドット列において、前記ドットがジグザグ状に配置されている。これによりドットの最短距離（ドット１−３間、３−５間、・・・）が広がるため、それだけ加工プロセスの制約が緩和できる。
【００２８】
この入れ換えは、マルチトラックリードの際に、ユーザデータの順番でデータを読み出せるように、データライトの際にコントローラにて列を入れ替える。図３（ｂ）において、ドット列１ａ、１ｃ、１ｅ・・・の順で瓦記録するため、ユーザデータをドット１、６・・・、３、８・・・、５・・・、２、７・・・の順に変換するデータ変換を、記録時にコントローラにて実行する。リード時には、１ａから１ｄのドット列を同時再生するため、リードのドット番号はユーザデータと同じ１、２、３、４、５、６、７、８、９、・・・の順となる。
【００２９】
以上のように実施例１では、ドットの要求加工精度を緩和することができ、従来より高密度化記録を実現できる。
【実施例２】
【００３０】
図４（ａ）は提案された他のドット配置を示し、先ずこの配置の課題を説明する。
【００３１】
この例は３ドット列（１ａ，１ｂ，１ｃ）を同時再生することを想定したドット配置である。このマルチトラックリードでは、リードヘッドのコア幅は、複数トラックをカバーする広さを有している（四角形の点線範囲）。ただし、ヘッドのクロストラック方向（半径方向）の感度分布は一様ではなく、中心を最大にエッジに向かうに従って感度は小さくなる。そのため、複数のトラックをリードした場合、中心部分に比べ、端のトラックほど振幅が小さくなる傾向を示す。つまり、ドット２の振幅が大きく、ドット１、３が小さい振幅になる。ここで、隣接トラックからのトラック間干渉を考える。ドット１０、１１がヘッドに隣接するドットであるが、これらは、それぞれドット３、１と同一リードタイミングであり、信号振幅が小さくなるドット３、１に対し、相対的にトラック間干渉の影響を受けやすい。
【００３２】
図４（ａ）のトラック間干渉を低減する本発明の実施例を図４（ｂ）に示す。本実施例の特徴は、ドット配置をトラック間で単に直線的に位相シフトするのではなく、シグザグ状としている点にある。すなわち本実施例では、ドットはジグザグ状に配置され、同時にリードされる所定数ドット列において、ドットが直線状に配置されている。
【００３３】
このとき、ドット１、２，３の再生の際、トラック間干渉はドット１０、１１の影響が大きい。その影響が大きい再生タイミングは、ドット２の再生時である。しかし、ドット２はヘッド中心に位置しているので、信号振幅が大きい。よって、相対的に隣接トラックからのトラック間干渉の影響を低減することができる。
【００３４】
同様に、他のドット配置を示す図５（ａ）にて、４ドット列（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）を同時再生することを想定したときの課題を説明する。このマルチトラックリードでも、リードヘッドのコア幅は、複数トラックをカバーする広さを有しており（四角形の点線範囲）、ヘッドのクロストラック方向の感度分布は中心を最大にエッジに向かうに従って感度は小さくなる。そのため、ドット２、３の振幅が大きく、ドット１、４の振幅が小さい。このドット１、４に対し、隣接トラックのドット１１、１０がそれぞれ同一リードタイミングであり、このタイミングで相対的にトラック間干渉が大きくなっている。
【００３５】
図５（ａ）のトラック間干渉を低減する本発明の実施例を図５（ｂ）に示す。ドット周期３列の場合と同様にシグザグ状のドット配置であり、同時にリードされる所定数ドット列において、ドットが直線状に配置されている。ドット１、２，３，４の再生の際、隣接トラックのドット１０、１１の再生タイミングと一致するのは、ドット２、３の再生タイミングである。ドット２、３はヘッド中心に位置し、信号振幅が大きい。よって、隣接トラックからのトラック間干渉の影響を相対的に低減できる。
【００３６】
図６（ａ）に２ドット列（１ａ，１ｂ）を同時再生できるドット配置を示す。２ドット列の同時再生では、ヘッドは両者の中心に位置するため、ドット１、２の振幅は同一である。しかし、ここでトラックオフセットが発生した場合を考える。図６（ａ）にてリードヘッドがドット列2a側にオフセットした場合、ヘッドの感度分布により、ドット１の振幅が低下する。同時に、隣接ドット１１のトラック間干渉が増加する。反対にドット列0b側にオフセットした場合には、ドット２の振幅が低下し、隣接ドット１０の干渉が大きくなる。このように、トラックオフセットにより、信号品質が劣化する。
【００３７】
図６（ｂ）に上記課題を解決する本発明の実施例を示す。ドット配置として、同時再生する２ドット列のドット位置の位相が１８０度ずれ、その条件で、２ドット列ごとにドット配置の位相を１８０度ずらしたことを特徴としている。つまり、ドット１０を含むドット列０ｂとその隣接ドット列０ａを図中左側にシフトし、ドット１１を含むドット列２ａとその隣接ドット列２ｂを図中右側にシフトする。
【００３８】
トラックオフセットがドット列2a側に発生した場合、上記同様、ドット１の振幅が低下する。しかし、本実施例では、隣接ドット１０の干渉も同時に低下する。反対にドット列0b側にオフセットした場合には、ドット２が低下し、隣接ドット１１も低下する。このように、トラックオフセットに対する信号劣化を抑制できる。尚、図４（ｂ）、５（ｂ）のドット周期が３列、４列の場合にも同様な効果を奏する。
【００３９】
以上のように実施例２では、マルチトラックリードによるトラック間干渉を低減でき、従来より高密度化記録を実現できる。
【実施例３】
【００４０】
図７（ａ）は図６（ａ）のように、２ドット列（１ａ，１ｂ）を同時再生できるドット配置を示し、以下この配置における他の課題を説明する。通常のハードディスクでは、半径位置によりヘッドのスキュー角が変化する。このときの例をドット１（２）、５（６）に示す。ヘッドはコアの幅方向（図中の点線ｍの方向）にある隣接ドットの影響を受けやすく、ここではそのようなドットを隣接ドットとする。スキューなしのドット１では、隣接ドットが上下のドット１０の位置（ドット２に対しては１１）であるのに対し、スキューのあるドット５に対しては、ドット１１が隣接ドットとなる。この結果、ドット１１からの干渉が大きくなり、信号劣化が発生する。 図７（ｂ）に示すように、本実施例では、半径位置により変化するスキュー角に合わせて隣接ドット列の位相がヘッドのスキューと同一の方向にシフトするように（ドット１に対する１０、ドット２に対する１１）に配置する。これにより、隣接ドット間の距離が近づくことが抑制されるため、干渉の影響を排除できる。
【００４１】
以上のように実施例３では、スキューによるドットの干渉を低減できることができ、従来より高密度化記録を実現できる。
【００４２】
以上の説明はこの発明の実施の形態であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができるものである。例えば、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せにより種々の発明を形成できる。
【符号の説明】
【００４３】
１０…ビットパターンドメディア、１１…スピンドルモータ、１２Ｗ…ライトヘッド素子、１２Ｒ…リードヘッド素子、１３…アクチュエータ、１４…ヘッドアンプユニット、１５…リード／ライトチャネル、１６…ハードディスクコントローラ、１７…マイクロプロセッサ、１９…モータドライバ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接ドット列間に位相シフトがある複数の磁性ドット列を含む磁気記録媒体であって、
同時にリードされる所定数ドット列において、前記ドットがジグザグ状に配置されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
隣接ドット列間に位相シフトがある複数の磁性ドット列を含む磁気記録媒体であって、
前記ドットはジグザグ状に配置され、同時にリードされる所定数ドット列において、前記ドットが直線状に配置されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】
隣接ドット列間に位相シフトがある複数の磁性ドット列を含む磁気記録媒体であって、
前記ドットが２ドット列同時リード用に２ドット列単位で配置され、隣接する各２ドット列単位でドットの位相が互いに１８０度シフトされていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項４】
隣接ドット列間に位相シフトがある複数の磁性ドット列を含む磁気記録媒体であって、
半径位置に応じて変化するヘッドスキュー角に対応して、隣接ドット列の位相が前記スキュー角に一致するように設定されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項５】
請求項１記載の磁気記録媒体に瓦記録方式で情報を記録する磁気記録装置であって、
複数列のドット列をカバーし、端部が記録対象の１ドット列に位置する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドによる１ドット列の記録後に前記記録ヘッドを１列分移動させるアクチュエータと、
入力ユーザデータを複数の磁性ドットに記録する際に、前記ユーザデータの記録順を、マルチトラックリードの際に前記入力ユーザデータの順番で読み出せるように変換するコントローラと、
を具備することを特徴とする磁気記録装置。
【請求項６】
請求項１記載の磁気記録媒体に情報を記録する磁気記録方法であって、
入力ユーザデータを複数の磁性ドットに記録する際に、前記ユーザデータの記録順を、マルチトラックリードの際に前記入力ユーザデータの順番で読み出せるように変換することと、
複数列のドット列をカバーする記録ヘッドの端部を記録対象の１ドット列に位置させ、該１列のドット列に前記順番が変更されたユーザデータを記録することと、
前記記録ヘッドを１列分移動させ、瓦記録方式で各ドット列に前記順番が変更されたユーザデータを順次記録すること、
を具備する磁気記録方法。
【請求項１】
隣接ドット列間に位相シフトがある複数の磁性ドット列を含む磁気記録媒体であって、
同時にリードされる所定数ドット列において、前記ドットがジグザグ状に配置されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
隣接ドット列間に位相シフトがある複数の磁性ドット列を含む磁気記録媒体であって、
前記ドットはジグザグ状に配置され、同時にリードされる所定数ドット列において、前記ドットが直線状に配置されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】
隣接ドット列間に位相シフトがある複数の磁性ドット列を含む磁気記録媒体であって、
前記ドットが２ドット列同時リード用に２ドット列単位で配置され、隣接する各２ドット列単位でドットの位相が互いに１８０度シフトされていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項４】
隣接ドット列間に位相シフトがある複数の磁性ドット列を含む磁気記録媒体であって、
半径位置に応じて変化するヘッドスキュー角に対応して、隣接ドット列の位相が前記スキュー角に一致するように設定されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項５】
請求項１記載の磁気記録媒体に瓦記録方式で情報を記録する磁気記録装置であって、
複数列のドット列をカバーし、端部が記録対象の１ドット列に位置する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドによる１ドット列の記録後に前記記録ヘッドを１列分移動させるアクチュエータと、
入力ユーザデータを複数の磁性ドットに記録する際に、前記ユーザデータの記録順を、マルチトラックリードの際に前記入力ユーザデータの順番で読み出せるように変換するコントローラと、
を具備することを特徴とする磁気記録装置。
【請求項６】
請求項１記載の磁気記録媒体に情報を記録する磁気記録方法であって、
入力ユーザデータを複数の磁性ドットに記録する際に、前記ユーザデータの記録順を、マルチトラックリードの際に前記入力ユーザデータの順番で読み出せるように変換することと、
複数列のドット列をカバーする記録ヘッドの端部を記録対象の１ドット列に位置させ、該１列のドット列に前記順番が変更されたユーザデータを記録することと、
前記記録ヘッドを１列分移動させ、瓦記録方式で各ドット列に前記順番が変更されたユーザデータを順次記録すること、
を具備する磁気記録方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−９１１９（Ｐ２０１２−９１１９Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４６７５６（Ｐ２０１０−１４６７５６）
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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