磁気記録装置
【課題】 データ領域とサーボ領域とで磁性パターンの凹凸比の差を小さくして、記録再生時のヘッド振動を防止できる磁気記録装置を提供する。
【解決手段】 ダウントラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット列を含む記録トラックが、クロストラック方向に複数列形成されたデータ領域と、クロストラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット列が、ダウントラック方向に等間隔で複数列形成されたプリアンブルを含むサーボ領域とを有する磁気記録媒体と、アクチュエータアームに取り付けられ前記磁気記録媒体上を径方向に移動する再生ヘッドとを有し、前記磁気記録媒体のプリアンブルの磁性ドット列が、前記磁気記録媒体上における前記再生ヘッドの軌跡に相当する曲線に沿って配列し、前記再生ヘッドの読み取り幅が、前記磁性ドットのピッチｐの整数倍であることを特徴とする磁気記録装置。
【解決手段】 ダウントラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット列を含む記録トラックが、クロストラック方向に複数列形成されたデータ領域と、クロストラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット列が、ダウントラック方向に等間隔で複数列形成されたプリアンブルを含むサーボ領域とを有する磁気記録媒体と、アクチュエータアームに取り付けられ前記磁気記録媒体上を径方向に移動する再生ヘッドとを有し、前記磁気記録媒体のプリアンブルの磁性ドット列が、前記磁気記録媒体上における前記再生ヘッドの軌跡に相当する曲線に沿って配列し、前記再生ヘッドの読み取り幅が、前記磁性ドットのピッチｐの整数倍であることを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体およびその製造方法ならびにこの磁気記録媒体を搭載した磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報化社会において、増大の一途をたどる情報量に対応して、飛躍的に記録密度の高い記録再生方法、それに基づく記録再生装置および記録媒体が望まれている。こうした要望に伴って、記録媒体においては、情報を書き込む最小単位である記録マークの微小化が要求されている。しかし、現状では、記録媒体中の記録マークを微小化することは困難を伴っている。
【０００３】
例えば、ハードディスク装置などの磁気記録媒体の場合には、記録層は粒度分布の広い多数の磁性結晶粒子を含んでいる。しかし、熱揺らぎのため、小さい磁性結晶粒子では記録が不安定となる。記録マークが大きい場合は問題ないが、記録マークが小さいと記録の不安定性やノイズの増大を生じる。これは記録マークが小さいと、記録マークに含まれる磁性結晶粒子の数が少なくなるためである。
【０００４】
この問題を回避するために、あらかじめ記録材料で構成される微小な磁性ドットを非記録領域によって分断した状態で形成した、パターンドメディアと呼ばれる磁気記録媒体が有効であると考えられている。パターンドメディアでは、非記録領域によって分断された単一の磁性ドットが単一の記録マークとなるので、隣り合った記録マーク間の干渉を防ぐことができる。
【０００５】
分断された磁性ドットを含むパターンドメディアを製造するためにリソグラフィー技術を用いることが考えられるが、問題がある。すなわち、光リソグラフィーは一括露光であるためスループットに優れているが、十分微小な記録セルを加工するのは困難である。また、電子線リソグラフィーや集束イオンビームリソグラフィーは数１０ｎｍの微細な加工が可能であるが、スループットが悪い。
【０００６】
そこで、パターンドメディアの安価な製造方法として、ポリマー微粒子の細密充填やブロックコポリマーの相分離によって微細周期構造が形成される現象を利用し、これをマスクテンプレートとして磁性膜を加工することにより、分断された磁性ドットの配列構造を形成する方法が検討されている。
【０００７】
しかし、基板の全面にブロックコポリマーの自己組織化粒子を二次元的に配列させる方法では、ミクロには自己組織化粒子が格子状に配列した構造が得られるが、マクロには欠陥や粒界が多く存在し格子自体がランダムに向くため実用的な記録再生を実現することができない。
【０００８】
自己組織化粒子の配列により得られるパターンを、パターンドメディアの磁性ドットとして用いるために、たとえばディスク基板上に同心円状もしくは螺旋状の凹凸溝を設け、この溝に沿って自己組織化粒子を並べる方法が提案されている（特許文献１参照）。自己組織化粒子は溝内において、六方格子の結晶軸を溝の長さ方向に揃えて配列する。
【０００９】
しかし、この溝を用いた自己組織化粒子の配列プロセスでは、サーボパターンを書き込むことが困難である。あらかじめ他のリソグラフィー技術によってサーボパターンを磁性体のパターンとして形成しておくこともできる。しかし、この方法では、自己組織化粒子に基づいて形成された磁性ドットを含むデータ領域と、他のリソグラフィー技術によって形成された磁性パターンを含むサーボ領域とで、磁性パターンの凹凸比が異なるため、記録再生時に媒体上においてヘッドの振動が生じ、記録再生が困難になるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２７９６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、データ領域とサーボ領域とで磁性パターンの凹凸比の差を小さくして、記録再生時のヘッド振動を防止できる磁気記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様に係る磁気記録媒体は、ダウントラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット列を含む記録トラックが、クロストラック方向に複数列形成されたデータ領域と、クロストラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット列が、ダウントラック方向に等間隔で複数列形成されたプリアンブルを含むサーボ領域とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の態様に係る磁気記録装置は、上記の磁気記録媒体と、アクチュエータアームに取り付けられ前記磁気記録媒体上を径方向に移動する再生ヘッドとを有し、前記磁気記録媒体のプリアンブルの磁性ドット列が、前記磁気記録媒体上における前記再生ヘッドの軌跡に相当する曲線に沿って配列していることを特徴とする。
【００１４】
本発明のさらに他の態様に係る磁気記録媒体の製造方法は、基板上に磁性層および絶縁層を形成し、前記絶縁層に、ダウントラック方向に沿う記録トラックに対応する溝およびクロストラック方向に沿うプリアンブルに対応する溝を形成し、前記溝内にブロックコポリマーを充填し、相分離させてドット状のポリマー粒子を形成し、前記ドット状のポリマー粒子をマスクとして前記磁性層をエッチングして磁性ドットを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の磁気記録装置によれば、自己組織化粒子を用いてデータ領域の磁性ドットだけでなくサーボ領域のプリアンブルも形成し、データ領域とサーボ領域とで磁性パターンの凹凸比の差を小さくして、記録再生時のヘッド振動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の一部を拡大して示す平面図。
【図２】本発明の実施形態に係るプリアンブルの形状を示す平面図。
【図３】再生ヘッドの読み取り幅と、信号強度との関係を説明する図。
【図４】本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を概略的に説明する図。
【図５】本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図６】サーボ領域の形状および再生ヘッドの軌跡を示す平面図。
【図７】本発明の実施形態に係る磁気記録装置のブロック図。
【図８】本発明の実施形態に係る磁気記録装置のヘッド位置決めの制御機構を示すブロック図。
【図９】本発明の実施形態に係る磁気記録装置のチャネルにおけるアドレス再生処理部を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の一部を拡大した平面図を示す。図１に示すように、データ領域１では、ダウントラック方向（図中矢印で表示）にピッチｐで配列した磁性ドット５の列を含む記録トラックが、クロストラック方向に複数列形成されている。サーボ領域２のプリアンブル３では、クロストラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット５の列が、ダウントラック方向に等間隔（間隔ｓ）で複数列形成されている。なお、サーボ領域２は、プリアンブル２のほか、アドレス部およびバースト部（図示せず）を含む。
【００１８】
この磁気記録媒体では、データ領域１でもサーボ領域２のプリアンブル３でも磁性ドット５が同じ周期で配列しており、データ領域１とプリアンブル３とで磁性パターンの凹凸比がほぼ等しいので、磁気記録媒体上でのヘッドの浮上安定性が向上する。
【００１９】
本発明の実施形態に係る磁気記録装置は、上記の磁気記録媒体と、アクチュエータアームに取り付けられ磁気記録媒体上を径方向に移動する再生ヘッドとを有する。アクチュエータアームはボイスコイルモーターによって駆動されピボット軸を中心として回動するため、アクチュエータアーム先端のサスペンションに支持されたヘッドスライダに組み込まれている再生ヘッドは、磁気記録媒体上で円弧をなすように移動する。
【００２０】
したがって、図２に示すように、磁気記録媒体のプリアンブル３の磁性ドット５の列は、図中矢印で示す再生ヘッドの軌跡に相当する曲線（円弧）に沿って配列していることが好ましい。
【００２１】
本発明の実施形態に係る磁気記録装置では、再生ヘッドの読み取り幅が、磁性体ドット５のピッチｐの整数倍に設定されていることが好ましい。
【００２２】
本発明の実施形態に係る磁気記録媒体におけるプリアンブルは、位置決めを行うサーボ領域の基準信号となるため、再生ヘッドが媒体上のどの位置にあっても同じ強度の信号を発生する必要がある。このため、クロストラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット列が形成されているプリアンブルから位置によらず一定強度の信号を得るためには、クロストラック方向における再生ヘッドの読み取り幅が磁性ドットのピッチｐの整数倍であることが好ましい。
【００２３】
図３（Ａ）および（Ｂ）を参照して、再生ヘッドの読み取り幅と、信号強度との関係を説明する。
【００２４】
図３（Ａ）に、再生ヘッド３１の読み取り幅が、磁性ドット５のピッチｐの１．５倍、すなわち非整数倍である場合を示す。この場合、ヘッドの位置によって、再生ヘッド３１の直下に含まれる磁性ドット５の面積が異なるため、再生ヘッド３１によって読み出される磁性ドット５の信号強度も異なる。したがって、プリアンブルからの信号強度の分布は磁性ドット５のピッチｐに対応して振動するため、プリアンブルとしての機能を満足させることが困難である。
【００２５】
図３（Ｂ）に示す如く、再生ヘッド３１の読み取り幅が、磁性ドット５のピッチｐの２倍、すなわち整数倍である場合を示す。この場合、ヘッドの位置によらず、再生ヘッド３１の直下に含まれる磁性ドット５の面積は常に一定であるため、再生ヘッド３１によって読み出される磁性ドット５の信号強度も一定となる。したがって、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体において、プリアンブルとしての機能を満足させることができる。
【００２６】
本発明の実施形態に係る磁気記録媒体は、ブロックコポリマーを相分離させることによって自己組織化させたときに生じる規則配列構造を利用してエッチングを行うことによって製造することができる。
【００２７】
自己組織材料は、材料自身が自己組織的に一定の周期構造を形成する材料であり、相分離を起こすブロックコポリマーに限らず、細密充填構造を形成するポリマービーズなどを用いることができる。ただし、自己組織材料自身は、基板上において方向や位置に無関係に周期構造を形成するため、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体を製造するためには、自己組織配列の方向と位置を制御する必要がある。
【００２８】
本発明の実施形態に係る方法では、基板上に磁性層および絶縁層を形成し、前記絶縁層に、ダウントラック方向に沿う記録トラックに対応する溝およびクロストラック方向に沿うプリアンブルに対応する溝を形成し、この溝内でのブロックコポリマーの相分離を利用して、適切に配列した磁性ドットを形成する。
【００２９】
図４（Ａ）および（Ｂ）に示す平面図を参照して、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の概略を説明する。
【００３０】
図４（Ａ）に示すように、基板上に磁性層および絶縁層を形成し、リソグラフィーによって絶縁層中に、自己組織材料の配列をガイドするための溝１５を形成する。このとき、データ領域１ではダウントラック方向に沿う記録トラックに対応する溝１５を等間隔で形成し、サーボ領域ではクロストラック方向に沿うプリアンブル３に対応する溝１５を等間隔で形成する。
【００３１】
図４（Ｂ）に示すように、上記のようにして形成された溝１５内にブロックコポリマーを充填して相分離させると、溝の方向に沿ってドット状のポリマー粒子１６が規則配列する。この結果、データ領域１の記録トラックではドット状のポリマー粒子１６がダウントラック方向にピッチｐで配列し、サーボ領域のプリアンブル３ではドット状のポリマー粒子１６がクロストラック方向にピッチｐで配列する。こうして形成されたポリマー粒子１６をマスクテンプレートとして磁性層をエッチングすることによって磁性ドットを形成することができ、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体（パターンドメディア）を製造することができる。
【００３２】
図５（Ａ）〜（Ｆ）を参照して本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法をより詳細に説明する。
【００３３】
図５（Ａ）に示すように、直径２．５インチのガラス製のディスク基板１１上に、磁性層１２を形成する。この磁性層１２は、厚さ約３０ｎｍのＰｄ下地層と厚さ約５０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ垂直磁気記録層を含んでいる。この磁性層１２上に厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜１３を製膜する。ＳｉＯ2膜１３上にレジスト１４をスピンコートする。
【００３４】
図５（Ｂ）に示すように、あらかじめ作製しておいた所望の凹凸パターンを有するスタンパを用いてナノインプリンティングリソグラフィーによりレジスト１４を加工する。データ領域においてはダウントラック方向に沿って同心円状に幅８０ｎｍの凸部をなすレジストパターンを、幅１６０ｎｍの溝を隔てて形成する。サーボ領域のプリアンブル部ではクロストラック方向に沿って円弧状に幅８０ｎｍの凸部をなすレジストパターンを、幅１６０ｎｍの溝を隔てて形成する。
【００３５】
図６（Ａ）に示すように、プリアンブルを含むサーボ領域２は、ディスク基板上で円弧上に形成されている。図６（Ｂ）に示すように、サーボ領域２は、ディスク上においてアクチュエータアーム７４、ヘッドスライダ７６およびヘッドスライダ７６に組み込まれた再生ヘッドの軌跡Ｌに相当する円弧に沿って形成される。
【００３６】
パターン化したレジスト１４をマスクとして、ＲＩＥにより磁性層１２に達するまでＳｉＯ2膜１３をエッチングして、ＳｉＯ2膜１３に溝１５を転写する。こうして形成された溝１５を記録トラックおよびプリアンブルに用いる。
【００３７】
図５（Ｃ）に示すように、以下のようにして、凸部をなすＳｉＯ2膜１３間の溝１５にブロックコポリマーを埋め込んで自己組織化させる。まず、溝１５内で露出した磁性層１２の表面をヘキサメチルジシラザンにより疎水化処理する。その後、パターン化したレジスト１４の残渣をアッシングする。ポリスチレン（ＰＳ）−ポリブタジエン（ＰＢ）のブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝４０００、ＰＢの分子量Ｍｗ＝２００００）をトルエンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製する。この溶液を基板上にスピンコートして凸部をなすＳｉＯ2膜１３間の溝１５にブロックコポリマーを埋め込む。基板を真空中において１５０℃で３０時間アニールして、ブロックコポリマーを自己組織化させる。この結果、島状のポリスチレン粒子１６が、海状のポリブタジエン１７によって囲まれ、６０ｎｍのピッチで周期的に規則配列した構造が形成される。
【００３８】
図５（Ｄ）に示すように、以下のようにして、規則配列したポリスチレン粒子をマスクとして磁性層１２をエッチングして磁性ドットを形成する。ブロックコポリマーをオゾン処理してポリブタジエン（ＰＢ）部分を除去した後、水洗する。残ったポリスチレン粒子１６をマスクとしてＡｒイオンミリングにより磁性層１２をエッチングして磁性ドットを形成する。
【００３９】
図５（Ｅ）に示すように、ポリスチレン粒子１６の残渣をアッシングした後、全面に厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜１８を製膜し、磁性ドット間の凹部を埋め込んでマトリックスを形成する。
【００４０】
図５（Ｆ）に示すように、ＳｉＯ2膜１８の表面をケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）により研磨して平坦化した後、全面にダイアモンドライクカーボンを製膜して保護膜１９を形成する。
【００４１】
本実施形態に係る磁気記録媒体は、トラックピッチが１６０ｎｍであり、記録トラックおよびプリアンブルでは磁性ドットがピッチ６０ｎｍで配列している。この磁気記録媒体と、読み取り幅１２０ｎｍの再生ヘッドを有する記録再生ヘッドを用いて磁気記録装置を作製した。この磁気記録装置では、媒体のプリアンブルが規則配列した磁性ドット列を含んでいるため、ヘッドの浮上安定性が向上した。
【００４２】
一方、プリアンブルをリソグラフィー技術で作製した媒体を搭載した磁気記録装置では、記録再生時にヘッドが振動して媒体に接触し、ヘッドクラッシュを起こした。
【００４３】
図７に本発明の実施形態に係る磁気記録装置（ハードディスクドライブ）のブロック図を示す。この図では磁気ディスクの上面にのみヘッドスライダを示しているが、磁気ディスクの両面に垂直磁気記録層が形成されており、この磁気ディスクの上下面にダウンヘッド／アップヘッドがそれぞれ設けられる。なお、ドライブ構成は、磁気ディスクが本発明の実施形態に係るものである点を除けは、基本的に従来と同様の構成である。
【００４４】
ディスクドライブは、ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）１００と呼ばれる本体部と、プリント回路基板（ＰＣＢ）２００とからなる。
【００４５】
ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）１００は、磁気ディスク７１と、磁気ディスクを回転させるスピンドルモーター７２と、リードヘッドおよびライトヘッドを含むヘッドスライダ７６と、サスペンション７５およびアクチュエータアーム７４と、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）７７と、図示しないヘッドアンプ（ＨＩＣ）を有する。ヘッドスライダ７６には、ＧＭＲ素子を含むリードヘッドおよび単磁極を含むライトヘッドが形成されている。
【００４６】
ヘッドスライダ７６はサスペンション７５に設けられたジンバルを介して弾性支持され、サスペンション７５はアクチュエータアーム７４に取り付けられ、アクチュエータアーム７４はピボット７３に回転自在に取り付けられている。ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）７７はアクチュエータアーム７４にピボット７３周りの回転トルクを発生させ、ヘッドを磁気ディスク７１の半径方向に移動させる。ヘッドの入出力信号を増幅するためのヘッドアンプ（ＨＩＣ）がアクチュエータアーム７４上に固定され、フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）１２０を通してプリント回路基板（ＰＣＢ）２００に接続されている。なお、上記のようにヘッドアンプ（ＨＩＣ）をアクチュエータアーム７４上に設ければヘッド信号のノイズを有効に低減できるが、ヘッドアンプ（ＨＩＣ）はＨＤＡ本体に固定してもよい。
【００４７】
上述したように磁気ディスク７１には両面に垂直磁気記録層が形成され、両面のそれぞれにおいて、ヘッドが移動する軌跡に一致するようにサーボ領域が円弧をなして形成されている。磁気ディスクの仕様は、ドライブに適応した外径および内径、記録再生特性などを満足する。サーボ領域がなす円弧の半径は、ピボットから磁気ヘッド素子までの距離として与えられる。
【００４８】
プリント回路基板（ＰＣＢ）２００は、４つの主要なシステムＬＳＩを搭載している。これらは、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）２１０、リード／ライトチャネルＩＣ２２０、ＭＰＵ２３０およびモータードライバＩＣ２４０である。
【００４９】
ＭＰＵ２３０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。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、高速演算処理が行われる。また、その動作ソフト（ＦＷ）はＲＯＭに保存されており、このＦＷに従ってＭＰＵがドライブを制御する。
【００５０】
ディスクコントローラ（ＨＤＣ）２１０はハードディスク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、ＭＰＵ、リード／ライトチャネルＩＣ、モータードライバＩＣとの情報交換を行い、ドライブ全体を管理する。
【００５１】
リード／ライトチャネルＩＣ２２０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（ＨＩＣ）のチャネル切替えやリード／ライトなどの記録再生信号を処理する回路で構成される。
【００５２】
モータードライバＩＣ２４０は、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）７７およびスピンドルモーター７２のドライバ部であり、スピンドルモーター７２を一定回転に駆動制御したり、ＭＰＵ２３０からのＶＣＭ操作量を電流値としてＶＣＭ７７に与えてヘッド移動機構を駆動したりする。
【００５３】
図８を参照して、ヘッド位置決めの制御機構を説明する。図８はヘッド位置決め制御のブロック図であり、Ｃ、Ｆ、Ｐ、Ｓはそれぞれシステムの伝達関数を意味する。制御対象Ｐは具体的にはＶＣＭを含むヘッド移動手段に相当する。信号処理部Ｓは具体的にはリード／ライトチャネルＩＣとＭＰＵ（オフトラック量検出処理の一部を実行する）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（第１コントローラ）および同期抑圧補償部Ｆ（第２コントローラ）により構成され、具体的にはＭＰＵにより実現される。
【００５５】
信号処理部Ｓでの動作詳細は後述するが、ヘッド位置（ＨＰ）直下のディスクのサーボ領域からのアドレス情報などを含む再生信号に基づいてディスク上のトラック現在位置（ＴＰ）情報を生成する。
【００５６】
第１コントローラ（Ｃ）は、ディスク上の目標トラック位置（ＲＰ）とヘッドのディスク上現在位置（ＴＰ）との位置誤差（Ｅ）とに基づいて位置誤差が小さくなる方向にＦＢ操作値Ｕ１を出力する。
【００５７】
第２コントローラ（Ｆ）は、ディスク上のトラック形状やディスク回転に同期した振動などを補正するための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に基づいてテーブルを参照してＦＦ操作値Ｕ２を出力する。
【００５８】
制御処理部は、第１および第２のコントローラ出力Ｕ１およびＵ２を加算し、制御操作値Ｕを、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）を介してＶＣＭに供給し、ヘッドを駆動する。
【００５９】
なお、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。
【００６０】
サーボ領域の再生信号から位置偏差を検出する方法を簡単に説明する。磁気ディスクはスピンドルモーターにより一定回転速度で回転される。ヘッドスライダは、サスペンション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う空気圧とのバランスで微小な浮上量を保持するように設計されている。こうして、再生ヘッドに含まれるＧＭＲ素子は所定の磁気スペーシングを隔てて磁気ディスクの記録層からの漏れ磁束を検出する。磁気ディスクのサーボ領域は、磁気ディスクの回転により一定周期でヘッド直下を通過する。サーボ領域からの再生信号に基づいてトラック位置情報を検出することにより、サーボ処理を実行できる。
【００６１】
ディスクコントローラ（ＨＤＣ）は、一旦、サーボマークと呼ばれるサーボ領域の識別フラグを認識すると、サーボ領域の周期性から、ヘッド直下をサーボ領域が通過するタイミングを予測可能となる。そこで、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）はヘッド直下にプリアンブルが来るタイミングで、チャネルにサーボ処理開始を促す。
【００６２】
図９のブロック図を参照して、チャネルにおけるアドレス再生処理部を説明する。ヘッドアンプＩＣ（ＨＩＣ）からの再生出力信号は、チャネルＩＣに読み込まれ、等化器でアナログフィルタ処理（長手信号等化処理）され、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）でデジタル値としてサンプリングされる。
【００６３】
本実施形態に係る磁気ディスクからの漏れ磁束は垂直磁界で磁性／非磁性のパターンに対応するが、ヘッドアンプ（ＨＩＣ）の持つハイパス特性とチャネルＩＣ前段部の等化器での長手等化処理とにより、ＤＣオフセット成分が完全に除去され、プリアンブルからのアナログフィルタ後の出力はほぼ疑似正弦波となる。
【００６４】
チャネルＩＣでは、その再生信号フェーズに応じて、処理を切替える。具体的には、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、セクター／シリンダー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バースト部処理などが行われる。
【００６５】
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の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処理とを行う。メディアパターンの１，０周期を４点でサンプリングする。
【００６６】
アドレス判読処理では、サンプリング値をＦＩＲでノイズ低下させ、最尤推定に基づくビタビ複合処理やグレイコード逆変換処理により、セクター情報・トラック情報に変換する。これにより、ヘッドのサーボトラック情報を取得できる。
【００６７】
次いで、チャネルはバースト部でのオフトラック量の検出処理に移行する。この処理については図示していないが、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ＭＰＵに出力し、ＭＰＵへサーボ処理割込みを発行する。ＭＰＵ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う。このオフトラック量と、サーボトラック情報とにより、ヘッドのサーボトラック位置が精密に検出される。
【符号の説明】
【００６８】
１…データ領域、２…サーボ領域、３…プリアンブル、５…磁性ドット、１１…ディスク基板、１２…磁性層、１３…ＳｉＯ2膜、１４…レジスト、１５…溝、１６…ポリスチレン粒子、１７…ポリブタジエン、１８…ＳｉＯ2膜、１９…保護膜、７１…磁気ディスク、７２…スピンドルモーター、７３…ピボット、７４…アクチュエータアーム、７５…サスペンション、７６…ヘッドスライダ、７７…ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）、１００…ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）、１２０…フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）、２００…プリント回路基板（ＰＣＢ）、２１０…ディスクコントローラ（ＨＤＣ）、２２０…リード／ライトチャネルＩＣ、２３０…ＭＰＵ、２４０…モータードライバＩＣ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体およびその製造方法ならびにこの磁気記録媒体を搭載した磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報化社会において、増大の一途をたどる情報量に対応して、飛躍的に記録密度の高い記録再生方法、それに基づく記録再生装置および記録媒体が望まれている。こうした要望に伴って、記録媒体においては、情報を書き込む最小単位である記録マークの微小化が要求されている。しかし、現状では、記録媒体中の記録マークを微小化することは困難を伴っている。
【０００３】
例えば、ハードディスク装置などの磁気記録媒体の場合には、記録層は粒度分布の広い多数の磁性結晶粒子を含んでいる。しかし、熱揺らぎのため、小さい磁性結晶粒子では記録が不安定となる。記録マークが大きい場合は問題ないが、記録マークが小さいと記録の不安定性やノイズの増大を生じる。これは記録マークが小さいと、記録マークに含まれる磁性結晶粒子の数が少なくなるためである。
【０００４】
この問題を回避するために、あらかじめ記録材料で構成される微小な磁性ドットを非記録領域によって分断した状態で形成した、パターンドメディアと呼ばれる磁気記録媒体が有効であると考えられている。パターンドメディアでは、非記録領域によって分断された単一の磁性ドットが単一の記録マークとなるので、隣り合った記録マーク間の干渉を防ぐことができる。
【０００５】
分断された磁性ドットを含むパターンドメディアを製造するためにリソグラフィー技術を用いることが考えられるが、問題がある。すなわち、光リソグラフィーは一括露光であるためスループットに優れているが、十分微小な記録セルを加工するのは困難である。また、電子線リソグラフィーや集束イオンビームリソグラフィーは数１０ｎｍの微細な加工が可能であるが、スループットが悪い。
【０００６】
そこで、パターンドメディアの安価な製造方法として、ポリマー微粒子の細密充填やブロックコポリマーの相分離によって微細周期構造が形成される現象を利用し、これをマスクテンプレートとして磁性膜を加工することにより、分断された磁性ドットの配列構造を形成する方法が検討されている。
【０００７】
しかし、基板の全面にブロックコポリマーの自己組織化粒子を二次元的に配列させる方法では、ミクロには自己組織化粒子が格子状に配列した構造が得られるが、マクロには欠陥や粒界が多く存在し格子自体がランダムに向くため実用的な記録再生を実現することができない。
【０００８】
自己組織化粒子の配列により得られるパターンを、パターンドメディアの磁性ドットとして用いるために、たとえばディスク基板上に同心円状もしくは螺旋状の凹凸溝を設け、この溝に沿って自己組織化粒子を並べる方法が提案されている（特許文献１参照）。自己組織化粒子は溝内において、六方格子の結晶軸を溝の長さ方向に揃えて配列する。
【０００９】
しかし、この溝を用いた自己組織化粒子の配列プロセスでは、サーボパターンを書き込むことが困難である。あらかじめ他のリソグラフィー技術によってサーボパターンを磁性体のパターンとして形成しておくこともできる。しかし、この方法では、自己組織化粒子に基づいて形成された磁性ドットを含むデータ領域と、他のリソグラフィー技術によって形成された磁性パターンを含むサーボ領域とで、磁性パターンの凹凸比が異なるため、記録再生時に媒体上においてヘッドの振動が生じ、記録再生が困難になるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２７９６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、データ領域とサーボ領域とで磁性パターンの凹凸比の差を小さくして、記録再生時のヘッド振動を防止できる磁気記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様に係る磁気記録媒体は、ダウントラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット列を含む記録トラックが、クロストラック方向に複数列形成されたデータ領域と、クロストラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット列が、ダウントラック方向に等間隔で複数列形成されたプリアンブルを含むサーボ領域とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の態様に係る磁気記録装置は、上記の磁気記録媒体と、アクチュエータアームに取り付けられ前記磁気記録媒体上を径方向に移動する再生ヘッドとを有し、前記磁気記録媒体のプリアンブルの磁性ドット列が、前記磁気記録媒体上における前記再生ヘッドの軌跡に相当する曲線に沿って配列していることを特徴とする。
【００１４】
本発明のさらに他の態様に係る磁気記録媒体の製造方法は、基板上に磁性層および絶縁層を形成し、前記絶縁層に、ダウントラック方向に沿う記録トラックに対応する溝およびクロストラック方向に沿うプリアンブルに対応する溝を形成し、前記溝内にブロックコポリマーを充填し、相分離させてドット状のポリマー粒子を形成し、前記ドット状のポリマー粒子をマスクとして前記磁性層をエッチングして磁性ドットを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の磁気記録装置によれば、自己組織化粒子を用いてデータ領域の磁性ドットだけでなくサーボ領域のプリアンブルも形成し、データ領域とサーボ領域とで磁性パターンの凹凸比の差を小さくして、記録再生時のヘッド振動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の一部を拡大して示す平面図。
【図２】本発明の実施形態に係るプリアンブルの形状を示す平面図。
【図３】再生ヘッドの読み取り幅と、信号強度との関係を説明する図。
【図４】本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を概略的に説明する図。
【図５】本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図６】サーボ領域の形状および再生ヘッドの軌跡を示す平面図。
【図７】本発明の実施形態に係る磁気記録装置のブロック図。
【図８】本発明の実施形態に係る磁気記録装置のヘッド位置決めの制御機構を示すブロック図。
【図９】本発明の実施形態に係る磁気記録装置のチャネルにおけるアドレス再生処理部を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の一部を拡大した平面図を示す。図１に示すように、データ領域１では、ダウントラック方向（図中矢印で表示）にピッチｐで配列した磁性ドット５の列を含む記録トラックが、クロストラック方向に複数列形成されている。サーボ領域２のプリアンブル３では、クロストラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット５の列が、ダウントラック方向に等間隔（間隔ｓ）で複数列形成されている。なお、サーボ領域２は、プリアンブル２のほか、アドレス部およびバースト部（図示せず）を含む。
【００１８】
この磁気記録媒体では、データ領域１でもサーボ領域２のプリアンブル３でも磁性ドット５が同じ周期で配列しており、データ領域１とプリアンブル３とで磁性パターンの凹凸比がほぼ等しいので、磁気記録媒体上でのヘッドの浮上安定性が向上する。
【００１９】
本発明の実施形態に係る磁気記録装置は、上記の磁気記録媒体と、アクチュエータアームに取り付けられ磁気記録媒体上を径方向に移動する再生ヘッドとを有する。アクチュエータアームはボイスコイルモーターによって駆動されピボット軸を中心として回動するため、アクチュエータアーム先端のサスペンションに支持されたヘッドスライダに組み込まれている再生ヘッドは、磁気記録媒体上で円弧をなすように移動する。
【００２０】
したがって、図２に示すように、磁気記録媒体のプリアンブル３の磁性ドット５の列は、図中矢印で示す再生ヘッドの軌跡に相当する曲線（円弧）に沿って配列していることが好ましい。
【００２１】
本発明の実施形態に係る磁気記録装置では、再生ヘッドの読み取り幅が、磁性体ドット５のピッチｐの整数倍に設定されていることが好ましい。
【００２２】
本発明の実施形態に係る磁気記録媒体におけるプリアンブルは、位置決めを行うサーボ領域の基準信号となるため、再生ヘッドが媒体上のどの位置にあっても同じ強度の信号を発生する必要がある。このため、クロストラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット列が形成されているプリアンブルから位置によらず一定強度の信号を得るためには、クロストラック方向における再生ヘッドの読み取り幅が磁性ドットのピッチｐの整数倍であることが好ましい。
【００２３】
図３（Ａ）および（Ｂ）を参照して、再生ヘッドの読み取り幅と、信号強度との関係を説明する。
【００２４】
図３（Ａ）に、再生ヘッド３１の読み取り幅が、磁性ドット５のピッチｐの１．５倍、すなわち非整数倍である場合を示す。この場合、ヘッドの位置によって、再生ヘッド３１の直下に含まれる磁性ドット５の面積が異なるため、再生ヘッド３１によって読み出される磁性ドット５の信号強度も異なる。したがって、プリアンブルからの信号強度の分布は磁性ドット５のピッチｐに対応して振動するため、プリアンブルとしての機能を満足させることが困難である。
【００２５】
図３（Ｂ）に示す如く、再生ヘッド３１の読み取り幅が、磁性ドット５のピッチｐの２倍、すなわち整数倍である場合を示す。この場合、ヘッドの位置によらず、再生ヘッド３１の直下に含まれる磁性ドット５の面積は常に一定であるため、再生ヘッド３１によって読み出される磁性ドット５の信号強度も一定となる。したがって、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体において、プリアンブルとしての機能を満足させることができる。
【００２６】
本発明の実施形態に係る磁気記録媒体は、ブロックコポリマーを相分離させることによって自己組織化させたときに生じる規則配列構造を利用してエッチングを行うことによって製造することができる。
【００２７】
自己組織材料は、材料自身が自己組織的に一定の周期構造を形成する材料であり、相分離を起こすブロックコポリマーに限らず、細密充填構造を形成するポリマービーズなどを用いることができる。ただし、自己組織材料自身は、基板上において方向や位置に無関係に周期構造を形成するため、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体を製造するためには、自己組織配列の方向と位置を制御する必要がある。
【００２８】
本発明の実施形態に係る方法では、基板上に磁性層および絶縁層を形成し、前記絶縁層に、ダウントラック方向に沿う記録トラックに対応する溝およびクロストラック方向に沿うプリアンブルに対応する溝を形成し、この溝内でのブロックコポリマーの相分離を利用して、適切に配列した磁性ドットを形成する。
【００２９】
図４（Ａ）および（Ｂ）に示す平面図を参照して、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の概略を説明する。
【００３０】
図４（Ａ）に示すように、基板上に磁性層および絶縁層を形成し、リソグラフィーによって絶縁層中に、自己組織材料の配列をガイドするための溝１５を形成する。このとき、データ領域１ではダウントラック方向に沿う記録トラックに対応する溝１５を等間隔で形成し、サーボ領域ではクロストラック方向に沿うプリアンブル３に対応する溝１５を等間隔で形成する。
【００３１】
図４（Ｂ）に示すように、上記のようにして形成された溝１５内にブロックコポリマーを充填して相分離させると、溝の方向に沿ってドット状のポリマー粒子１６が規則配列する。この結果、データ領域１の記録トラックではドット状のポリマー粒子１６がダウントラック方向にピッチｐで配列し、サーボ領域のプリアンブル３ではドット状のポリマー粒子１６がクロストラック方向にピッチｐで配列する。こうして形成されたポリマー粒子１６をマスクテンプレートとして磁性層をエッチングすることによって磁性ドットを形成することができ、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体（パターンドメディア）を製造することができる。
【００３２】
図５（Ａ）〜（Ｆ）を参照して本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法をより詳細に説明する。
【００３３】
図５（Ａ）に示すように、直径２．５インチのガラス製のディスク基板１１上に、磁性層１２を形成する。この磁性層１２は、厚さ約３０ｎｍのＰｄ下地層と厚さ約５０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ垂直磁気記録層を含んでいる。この磁性層１２上に厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜１３を製膜する。ＳｉＯ2膜１３上にレジスト１４をスピンコートする。
【００３４】
図５（Ｂ）に示すように、あらかじめ作製しておいた所望の凹凸パターンを有するスタンパを用いてナノインプリンティングリソグラフィーによりレジスト１４を加工する。データ領域においてはダウントラック方向に沿って同心円状に幅８０ｎｍの凸部をなすレジストパターンを、幅１６０ｎｍの溝を隔てて形成する。サーボ領域のプリアンブル部ではクロストラック方向に沿って円弧状に幅８０ｎｍの凸部をなすレジストパターンを、幅１６０ｎｍの溝を隔てて形成する。
【００３５】
図６（Ａ）に示すように、プリアンブルを含むサーボ領域２は、ディスク基板上で円弧上に形成されている。図６（Ｂ）に示すように、サーボ領域２は、ディスク上においてアクチュエータアーム７４、ヘッドスライダ７６およびヘッドスライダ７６に組み込まれた再生ヘッドの軌跡Ｌに相当する円弧に沿って形成される。
【００３６】
パターン化したレジスト１４をマスクとして、ＲＩＥにより磁性層１２に達するまでＳｉＯ2膜１３をエッチングして、ＳｉＯ2膜１３に溝１５を転写する。こうして形成された溝１５を記録トラックおよびプリアンブルに用いる。
【００３７】
図５（Ｃ）に示すように、以下のようにして、凸部をなすＳｉＯ2膜１３間の溝１５にブロックコポリマーを埋め込んで自己組織化させる。まず、溝１５内で露出した磁性層１２の表面をヘキサメチルジシラザンにより疎水化処理する。その後、パターン化したレジスト１４の残渣をアッシングする。ポリスチレン（ＰＳ）−ポリブタジエン（ＰＢ）のブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝４０００、ＰＢの分子量Ｍｗ＝２００００）をトルエンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製する。この溶液を基板上にスピンコートして凸部をなすＳｉＯ2膜１３間の溝１５にブロックコポリマーを埋め込む。基板を真空中において１５０℃で３０時間アニールして、ブロックコポリマーを自己組織化させる。この結果、島状のポリスチレン粒子１６が、海状のポリブタジエン１７によって囲まれ、６０ｎｍのピッチで周期的に規則配列した構造が形成される。
【００３８】
図５（Ｄ）に示すように、以下のようにして、規則配列したポリスチレン粒子をマスクとして磁性層１２をエッチングして磁性ドットを形成する。ブロックコポリマーをオゾン処理してポリブタジエン（ＰＢ）部分を除去した後、水洗する。残ったポリスチレン粒子１６をマスクとしてＡｒイオンミリングにより磁性層１２をエッチングして磁性ドットを形成する。
【００３９】
図５（Ｅ）に示すように、ポリスチレン粒子１６の残渣をアッシングした後、全面に厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜１８を製膜し、磁性ドット間の凹部を埋め込んでマトリックスを形成する。
【００４０】
図５（Ｆ）に示すように、ＳｉＯ2膜１８の表面をケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）により研磨して平坦化した後、全面にダイアモンドライクカーボンを製膜して保護膜１９を形成する。
【００４１】
本実施形態に係る磁気記録媒体は、トラックピッチが１６０ｎｍであり、記録トラックおよびプリアンブルでは磁性ドットがピッチ６０ｎｍで配列している。この磁気記録媒体と、読み取り幅１２０ｎｍの再生ヘッドを有する記録再生ヘッドを用いて磁気記録装置を作製した。この磁気記録装置では、媒体のプリアンブルが規則配列した磁性ドット列を含んでいるため、ヘッドの浮上安定性が向上した。
【００４２】
一方、プリアンブルをリソグラフィー技術で作製した媒体を搭載した磁気記録装置では、記録再生時にヘッドが振動して媒体に接触し、ヘッドクラッシュを起こした。
【００４３】
図７に本発明の実施形態に係る磁気記録装置（ハードディスクドライブ）のブロック図を示す。この図では磁気ディスクの上面にのみヘッドスライダを示しているが、磁気ディスクの両面に垂直磁気記録層が形成されており、この磁気ディスクの上下面にダウンヘッド／アップヘッドがそれぞれ設けられる。なお、ドライブ構成は、磁気ディスクが本発明の実施形態に係るものである点を除けは、基本的に従来と同様の構成である。
【００４４】
ディスクドライブは、ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）１００と呼ばれる本体部と、プリント回路基板（ＰＣＢ）２００とからなる。
【００４５】
ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）１００は、磁気ディスク７１と、磁気ディスクを回転させるスピンドルモーター７２と、リードヘッドおよびライトヘッドを含むヘッドスライダ７６と、サスペンション７５およびアクチュエータアーム７４と、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）７７と、図示しないヘッドアンプ（ＨＩＣ）を有する。ヘッドスライダ７６には、ＧＭＲ素子を含むリードヘッドおよび単磁極を含むライトヘッドが形成されている。
【００４６】
ヘッドスライダ７６はサスペンション７５に設けられたジンバルを介して弾性支持され、サスペンション７５はアクチュエータアーム７４に取り付けられ、アクチュエータアーム７４はピボット７３に回転自在に取り付けられている。ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）７７はアクチュエータアーム７４にピボット７３周りの回転トルクを発生させ、ヘッドを磁気ディスク７１の半径方向に移動させる。ヘッドの入出力信号を増幅するためのヘッドアンプ（ＨＩＣ）がアクチュエータアーム７４上に固定され、フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）１２０を通してプリント回路基板（ＰＣＢ）２００に接続されている。なお、上記のようにヘッドアンプ（ＨＩＣ）をアクチュエータアーム７４上に設ければヘッド信号のノイズを有効に低減できるが、ヘッドアンプ（ＨＩＣ）はＨＤＡ本体に固定してもよい。
【００４７】
上述したように磁気ディスク７１には両面に垂直磁気記録層が形成され、両面のそれぞれにおいて、ヘッドが移動する軌跡に一致するようにサーボ領域が円弧をなして形成されている。磁気ディスクの仕様は、ドライブに適応した外径および内径、記録再生特性などを満足する。サーボ領域がなす円弧の半径は、ピボットから磁気ヘッド素子までの距離として与えられる。
【００４８】
プリント回路基板（ＰＣＢ）２００は、４つの主要なシステムＬＳＩを搭載している。これらは、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）２１０、リード／ライトチャネルＩＣ２２０、ＭＰＵ２３０およびモータードライバＩＣ２４０である。
【００４９】
ＭＰＵ２３０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。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、高速演算処理が行われる。また、その動作ソフト（ＦＷ）はＲＯＭに保存されており、このＦＷに従ってＭＰＵがドライブを制御する。
【００５０】
ディスクコントローラ（ＨＤＣ）２１０はハードディスク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、ＭＰＵ、リード／ライトチャネルＩＣ、モータードライバＩＣとの情報交換を行い、ドライブ全体を管理する。
【００５１】
リード／ライトチャネルＩＣ２２０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（ＨＩＣ）のチャネル切替えやリード／ライトなどの記録再生信号を処理する回路で構成される。
【００５２】
モータードライバＩＣ２４０は、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）７７およびスピンドルモーター７２のドライバ部であり、スピンドルモーター７２を一定回転に駆動制御したり、ＭＰＵ２３０からのＶＣＭ操作量を電流値としてＶＣＭ７７に与えてヘッド移動機構を駆動したりする。
【００５３】
図８を参照して、ヘッド位置決めの制御機構を説明する。図８はヘッド位置決め制御のブロック図であり、Ｃ、Ｆ、Ｐ、Ｓはそれぞれシステムの伝達関数を意味する。制御対象Ｐは具体的にはＶＣＭを含むヘッド移動手段に相当する。信号処理部Ｓは具体的にはリード／ライトチャネルＩＣとＭＰＵ（オフトラック量検出処理の一部を実行する）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（第１コントローラ）および同期抑圧補償部Ｆ（第２コントローラ）により構成され、具体的にはＭＰＵにより実現される。
【００５５】
信号処理部Ｓでの動作詳細は後述するが、ヘッド位置（ＨＰ）直下のディスクのサーボ領域からのアドレス情報などを含む再生信号に基づいてディスク上のトラック現在位置（ＴＰ）情報を生成する。
【００５６】
第１コントローラ（Ｃ）は、ディスク上の目標トラック位置（ＲＰ）とヘッドのディスク上現在位置（ＴＰ）との位置誤差（Ｅ）とに基づいて位置誤差が小さくなる方向にＦＢ操作値Ｕ１を出力する。
【００５７】
第２コントローラ（Ｆ）は、ディスク上のトラック形状やディスク回転に同期した振動などを補正するための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に基づいてテーブルを参照してＦＦ操作値Ｕ２を出力する。
【００５８】
制御処理部は、第１および第２のコントローラ出力Ｕ１およびＵ２を加算し、制御操作値Ｕを、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）を介してＶＣＭに供給し、ヘッドを駆動する。
【００５９】
なお、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。
【００６０】
サーボ領域の再生信号から位置偏差を検出する方法を簡単に説明する。磁気ディスクはスピンドルモーターにより一定回転速度で回転される。ヘッドスライダは、サスペンション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う空気圧とのバランスで微小な浮上量を保持するように設計されている。こうして、再生ヘッドに含まれるＧＭＲ素子は所定の磁気スペーシングを隔てて磁気ディスクの記録層からの漏れ磁束を検出する。磁気ディスクのサーボ領域は、磁気ディスクの回転により一定周期でヘッド直下を通過する。サーボ領域からの再生信号に基づいてトラック位置情報を検出することにより、サーボ処理を実行できる。
【００６１】
ディスクコントローラ（ＨＤＣ）は、一旦、サーボマークと呼ばれるサーボ領域の識別フラグを認識すると、サーボ領域の周期性から、ヘッド直下をサーボ領域が通過するタイミングを予測可能となる。そこで、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）はヘッド直下にプリアンブルが来るタイミングで、チャネルにサーボ処理開始を促す。
【００６２】
図９のブロック図を参照して、チャネルにおけるアドレス再生処理部を説明する。ヘッドアンプＩＣ（ＨＩＣ）からの再生出力信号は、チャネルＩＣに読み込まれ、等化器でアナログフィルタ処理（長手信号等化処理）され、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）でデジタル値としてサンプリングされる。
【００６３】
本実施形態に係る磁気ディスクからの漏れ磁束は垂直磁界で磁性／非磁性のパターンに対応するが、ヘッドアンプ（ＨＩＣ）の持つハイパス特性とチャネルＩＣ前段部の等化器での長手等化処理とにより、ＤＣオフセット成分が完全に除去され、プリアンブルからのアナログフィルタ後の出力はほぼ疑似正弦波となる。
【００６４】
チャネルＩＣでは、その再生信号フェーズに応じて、処理を切替える。具体的には、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、セクター／シリンダー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バースト部処理などが行われる。
【００６５】
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の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処理とを行う。メディアパターンの１，０周期を４点でサンプリングする。
【００６６】
アドレス判読処理では、サンプリング値をＦＩＲでノイズ低下させ、最尤推定に基づくビタビ複合処理やグレイコード逆変換処理により、セクター情報・トラック情報に変換する。これにより、ヘッドのサーボトラック情報を取得できる。
【００６７】
次いで、チャネルはバースト部でのオフトラック量の検出処理に移行する。この処理については図示していないが、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ＭＰＵに出力し、ＭＰＵへサーボ処理割込みを発行する。ＭＰＵ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う。このオフトラック量と、サーボトラック情報とにより、ヘッドのサーボトラック位置が精密に検出される。
【符号の説明】
【００６８】
１…データ領域、２…サーボ領域、３…プリアンブル、５…磁性ドット、１１…ディスク基板、１２…磁性層、１３…ＳｉＯ2膜、１４…レジスト、１５…溝、１６…ポリスチレン粒子、１７…ポリブタジエン、１８…ＳｉＯ2膜、１９…保護膜、７１…磁気ディスク、７２…スピンドルモーター、７３…ピボット、７４…アクチュエータアーム、７５…サスペンション、７６…ヘッドスライダ、７７…ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）、１００…ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）、１２０…フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）、２００…プリント回路基板（ＰＣＢ）、２１０…ディスクコントローラ（ＨＤＣ）、２２０…リード／ライトチャネルＩＣ、２３０…ＭＰＵ、２４０…モータードライバＩＣ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダウントラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット列を含む記録トラックが、クロストラック方向に複数列形成されたデータ領域と、クロストラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット列が、ダウントラック方向に等間隔で複数列形成されたプリアンブルを含むサーボ領域とを有する磁気記録媒体と、
アクチュエータアームに取り付けられ前記磁気記録媒体上を径方向に移動する再生ヘッドとを有し、
前記磁気記録媒体のプリアンブルの磁性ドット列が、前記磁気記録媒体上における前記再生ヘッドの軌跡に相当する曲線に沿って配列し、
前記再生ヘッドの読み取り幅が、前記磁性ドットのピッチｐの整数倍であることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１】
ダウントラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット列を含む記録トラックが、クロストラック方向に複数列形成されたデータ領域と、クロストラック方向にピッチｐで配列した磁性ドット列が、ダウントラック方向に等間隔で複数列形成されたプリアンブルを含むサーボ領域とを有する磁気記録媒体と、
アクチュエータアームに取り付けられ前記磁気記録媒体上を径方向に移動する再生ヘッドとを有し、
前記磁気記録媒体のプリアンブルの磁性ドット列が、前記磁気記録媒体上における前記再生ヘッドの軌跡に相当する曲線に沿って配列し、
前記再生ヘッドの読み取り幅が、前記磁性ドットのピッチｐの整数倍であることを特徴とする磁気記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−７０７６９（Ｐ２０１１−７０７６９Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３８１２（Ｐ２０１１−３８１２）
【出願日】平成２３年１月１２日（２０１１．１．１２）
【分割の表示】特願２００６−１８２７３６（Ｐ２００６−１８２７３６）の分割
【原出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１２日（２０１１．１．１２）
【分割の表示】特願２００６−１８２７３６（Ｐ２００６−１８２７３６）の分割
【原出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]