JP4909828B2

JP4909828B2 - 磁気ディスク装置、および磁気ディスク記録制御方法

Info

Publication number: JP4909828B2
Application number: JP2007180674A
Authority: JP
Inventors: 雅一田口
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2027-07-10
Also published as: JP2009020929A

Description

本発明は、いわゆるディスクリートトラックメディアといった磁気ディスクを備えた磁気ディスク装置、および磁気ディスク記録制御方法に関する。

従来の磁気ディスク装置としては、特許文献１に開示されたものがある。同文献に開示された磁気ディスク装置は、ディスクリートトラックメディアといった垂直磁気記録方式に適した磁気ディスクを備えたものである。磁気ディスクは、磁気ヘッドにより記録トラックが形成される複数の磁性帯（データ領域）と、これらの磁性帯を区切る非磁性帯（非磁性部）と、これら磁性帯および非磁性帯の端に隣接するトラッキング用のサーボ領域とを有する。記録時には、磁気ヘッドでサーボ領域を読み取ることにより、各磁性帯の幅方向中心位置を特定し、その幅方向中心位置に磁気ヘッドを位置合わせした状態で書き込み制御する。これにより、各磁性帯には、１列ずつ記録トラックが形成される。

特開２００６−４８７５１号公報

しかしながら、上記従来の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドのヘッド加工幅に製造上の限度があり、また、磁気ディスクそのものにも磁性帯や非磁性帯の幅に製作限界があるため、各磁性帯に１列ずつ記録トラックを形成する方式では、トラックピッチをある限度までしか狭めることができず、ひいては高記録密度化を十分に図ることができないという難点があった。

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。本発明は、トラックピッチをできる限り狭めることができ、ひいては高記録密度化を十分に図ることができる磁気ディスク装置、および磁気ディスク記録制御方法を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面により提供される磁気ディスク装置は、磁気ヘッド、およびこの磁気ヘッドによって情報が記録されるための記録トラックが形成される複数の磁性帯と、これらの磁性帯を区切る非磁性帯と、これら磁性帯および非磁性帯の端に隣接するトラッキング用のサーボパターン領域とを有する磁気ディスクを備えた磁気ディスク装置であって、前記磁気ヘッドで前記サーボパターン領域を読み取ることにより、前記各磁性帯の幅方向中心位置を特定するとともに、その幅方向中心位置からディスク半径方向に所定量ずれた複数のオフセット位置を特定するオフセット位置特定手段と、前記各オフセット位置に前記磁気ヘッドを位置合わせした状態で記録制御することにより、前記各磁性帯に少なくともディスク半径方向内側と外側との二列分の前記記録トラックを形成する記録制御手段とを有することを特徴としている。

好ましくは、前記記録制御手段は、前記各磁性帯の領域内で複数の前記記録トラックの間に所定幅のマージンをとりながら記録トラックを形成する。

本発明の第２の側面により提供される磁気ディスク記録制御方法は、磁気ヘッドにより記録トラックが形成される複数の磁性帯と、これらの磁性帯を区切る非磁性帯と、これら磁性帯および非磁性帯の端に隣接するトラッキング用のサーボパターン領域とを有する磁気ディスクに対し、記録制御によって前記記録トラックを形成するための磁気ディスク記録制御方法であって、前記磁気ヘッドで前記サーボパターン領域を読み取ることにより、前記各磁性帯の幅方向中心位置を特定するとともに、その幅方向中心位置からディスク半径方向に所定量ずれた複数のオフセット位置を特定するオフセット位置特定ステップと、前記各オフセット位置に前記磁気ヘッドを位置合わせした状態で記録制御することにより、前記各磁性帯に少なくとも二列分の前記記録トラックを形成する記録制御ステップとを順次実行することを特徴としている。

このような構成によれば、各磁性帯にたとえば二列ずつ記録トラックを形成することができるので、トラックピッチをより一層狭めることができ、ひいては高記録密度化を十分に図ることができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜４は、本発明に係る磁気ディスク装置の一実施形態を示している。図１に示すように、磁気ディスク装置Ａは、いわゆるディスクリートトラックメディアと称される磁気ディスクＸを備えたものである。この磁気ディスク装置Ａには、複数の磁気ディスクＸのほか、磁気ヘッド１、スピンドルモータ２、スイングアーム３、アクチュエータ４、およびディスクコントローラ５が備えられている。

複数の磁気ディスクＸは、所定の間隔を空けて上下に重ねられており、各磁気ディスクＸの表裏両面が記録面として用いられる。磁気ヘッド１は、磁気ディスクＸに対してデータを読み書きするものであり、磁気ディスクＸの記録面と対向するように各スイングアーム３の先端に設けられている。スピンドルモータ２は、磁気ディスクＸを高速回転させる。スイングアーム３は、磁気ヘッド１を磁気ディスクＸの略径方向に往復移動させるものであり、アクチュエータ４によって敏速に動作させられる。アクチュエータ４は、ボイスコイルモータなどからなる。ディスクコントローラ５は、磁気ヘッド１、スピンドルモータ２、ならびにアクチュエータ４を制御するものであり、ＣＰＵやメモリなどを備えたマイクロコンピュータ、あるいはマイクロコンピュータと同等の機能を備えたワイヤードロジック回路で構成される。図３に示すように、ディスクコントローラ５の機能としては、回転制御部５０、シーク動作制御部５１、トラッキング制御部５２、および記録再生制御部５３が設けられている。

磁気ディスクＸは、図１に表面を部分的に拡大して示すように、記録時に磁気ヘッド１によって記録トラックが形成される複数の磁性帯１０と、これらの磁性帯１０をディスク径方向に区切る非磁性帯１１と、これら磁性帯１０および非磁性帯１１の端に隣接するトラッキング用のサーボパターン領域Ｓとを有する。磁性帯１０および非磁性帯１１は、ディスク周方向に沿って同心円状をなすように形成されている。なお、磁気ディスクとしては、磁性帯に相当する部分がディスク周方向に沿って磁性部と非磁性部とに周期的に区切られた、いわゆるビットパターンメディアを適用してもよい。

図２に示すように、磁性帯１０は、一例として２つの記録トラックＴが形成可能な幅をもつ。各磁性帯１０に形成される２つの記録トラックＴの間には、記録再生に影響しないデトラックマージンＭが所定の幅をもつように形成される。サーボパターン領域Ｓには、単位区画からなる複数の読み取りセルＳａ〜Ｓｄが規則的に配列されている。各読み取りセルＳａ〜Ｓｄは、磁気ヘッド１のヘッド幅に応じた幅をもち、特に図示しないが微細な磁性部および非磁性部の規則的なパターンをなすように作り込まれている。これらの読み取りセルＳａ〜Ｓｄは、ディスク径方向に沿う列ごとに同じ種類のサーボパターンをなしている。このようなサーボパターン領域Ｓは、ディスク周方向に延びる非磁性帯１１を所々分断するように配置されている。磁気ディスクＸは、電子線リソグラフィやスタンパを用いたナノインプリント、ドライエッチングなどといった超微細加工により、読み取りセルＳａ〜Ｓｄや非磁性帯１１の幅が数十ｎｍ程度となるように製作される。各部の寸法については、図２に示すように、磁気ヘッド１のヘッド幅をＷｈ、磁性帯１０に形成される各記録トラックＴの幅をＷｎｎ、非磁性帯１１の幅（以下、「ディスクリート幅」と称する）をＷｇ、デトラックマージンＭの幅をＷｍとする。また、１つの磁性帯１０に２つの記録トラックＴが形成されることから、平均的なトラックピッチＴｐは、磁性帯１０と非磁性帯１１との離間距離に等しい。

磁気ディスクＸに対して記録再生を行うディスクアクセス処理は、次のようにして行われる。

図４に示すように、まず、ディスクコントローラ５の回転制御部５０は、磁気ディスクＸを高速回転させた状態とし、この状態においてシーク動作制御部５１は、磁気ヘッド１を介してサーボパターン領域Ｓとは別の領域にあらかじめ書き込まれている疎調用のトラックアドレスを読み出す。これにより、磁気ヘッド１は、シーク動作によって記録あるいは再生すべき磁性帯１０に合わせられる（Ｓ１）。

次に、トラッキング制御部５１は、磁気ヘッド１を介して微調用となるサーボパターン領域Ｓを読み取ることにより、目標となる磁性帯１０の幅方向中心位置Ｃ０を特定する。さらに、トラッキング制御部５１は、その磁性帯１０の幅方向中心位置Ｃ０から両側に所定量ずれたオフセット位置Ｃ１，Ｃ２を特定する。このオフセット位置Ｃ１，Ｃ２は、記録トラックＴの中心軸に一致する。たとえば、磁気ヘッド１が図２に示すように読み取りセルＳｃの中心に位置する場合、この読み取りセルＳｃに応じた振幅の大きいバースト信号Ｖｃが得られる一方、他の読み取りセルＳａ，Ｓｂに応じて振幅の小さいバースト信号Ｖａ，Ｖｂが得られる。これらのバースト信号Ｖａ，Ｖｂを演算処理することにより、（Ｖａ−Ｖｂ）／（Ｖａ＋Ｖｂ）となるサーボ信号Δｘが求められる。同様に読み取りセルＳｃ，Ｓｄからもサーボ信号が求められる。これらのサーボ信号Δｘとトラックアドレスを用いた振幅サーボ方式によるトラッキング動作により、磁気ヘッド１は、記録あるいは再生すべき磁性帯１０の正確な位置（オフセット位置Ｃ１，Ｃ２）に合わせられる（Ｓ２）。なお、トラッキング制御のサーボ方式としては、たとえば特開２０００−１２３５０６号公報に開示されたような位相サーボ方式を適用してもよい。

次に、回転制御部５０は、記録あるいは再生すべき磁性帯１０が磁気ヘッド１の直下に位置するタイミングをとるように回転待ちの状態となる（Ｓ３）。

最終的に、記録再生制御部５３は、磁気ヘッド１を所定のタイミングで駆動制御することにより、所望とする磁性帯１０に２つの記録トラックＴを形成するような記録動作を完了し、また、所望とする磁性帯１０における２つの記録トラックＴから記録済みの情報を読み出すといった再生動作を完了する（Ｓ４）。

図５には、ディスクリートトラックメディアとして用いられる従来の磁気ディスクＸ’を示す。従来の磁気ディスクＸ’では、基本的に１つの磁性帯１０には１つの記録トラックＴが形成される。そのため、トラックピッチＴｐ’は、隣り合う非磁性帯１１どうしの離間距離に等しい。磁気ヘッド１のヘッド幅はＷｈ’、記録トラックＴの幅となる各磁性帯１０の幅はＷｎｄ、非磁性帯１１のディスクリート幅はＷｇ’とする。

このような従来の磁気ディスクＸ’では、トラックピッチＴｐ’とディスクリート幅Ｗｇ’との関係は次のようになる。

たとえば、ヘッド幅Ｗｈ’が１８ｎｍのとき、磁気ヘッド１の加工精度による誤差（一例として２０％増）やデトラックマージン（一例として１０ｎｍ）を加味し、さらに磁気ヘッド１の両側６ｎｍの範囲まで磁界が作用するとした場合、この磁気ヘッド１によって有効に作用する実効磁界幅Ｗｓ’は、４３．６ｎｍとなる。

記録が有効に行われるためには、磁気ディスクＸ’における磁性帯１０の幅Ｗｎｄおよび非磁性帯１１のディスクリート幅Ｗｇ’が次のような条件を満たさなければならない。すなわち、Ｗｓ’＜Ｗｎｄ＋２Ｗｇ’…（１）となる。

ここで、たとえば磁性膜が連続膜状の磁気ディスクにおける記録トラックの幅が２０ｎｍ程度であり、それに対してディスクリートトラックメディアとなる従来の磁気ディスクＸ’では、磁性帯１０の幅Ｗｎｄを４０％狭小化することができる。そのため、磁性帯１０の幅Ｗｎｄは、Ｗｎｄ＝２０／１．４＝１４．３ｎｍとする。これを上記（１）式に代入すると、Ｗｇ’＞１４．７ｎｍ…（２）となる。

トラックピッチＴｐ’については、Ｔｐ’＝Ｗｎｄ＋Ｗｇ’となっている。これにより、Ｔｐ’＝Ｗｇ’＋１４．３…（３）といった関係が導かれる。

上記（２）式および（３）式に基づき、従来の磁気ディスクＸ’におけるトラックピッチＴｐ’とディスクリート幅Ｗｇ’との関係は、図６に示すような破線のグラフとなる。

一方、本実施形態の磁気ディスクＸでは、トラックピッチＴｐとディスクリート幅Ｗｇとの関係は次のようになる。

たとえば、ヘッド幅Ｗｈが１８ｎｍのとき、実効磁界幅Ｗｓは、従来の磁気ディスクＸ’と同様に４３．６ｎｍとなる。記録が有効に行われるためには、磁気ディスクＸにおける磁性帯１０の幅Ｗｎｄおよび非磁性帯１１のディスクリート幅Ｗｇが次のような条件を満たさなければならない。すなわち、Ｗｓ＜Ｗｎｎ＋Ｗｍ＋Ｗｇ…（４）となる。

ここで、たとえば磁性膜が連続膜状の磁気ディスクにおける記録トラックの幅が２０ｎｍ程度であり、それに対して本発明の磁気ディスクＸでは、記録トラックＴの幅を２０％程度は狭小化することができると考えられる。そのため、記録トラックＴの幅Ｗｎｎは、Ｗｎｎ＝２０／１．２＝１６．７ｎｍとする。また、デトラックマージンの幅Ｗｍを１０ｎｍとする。これを上記（４）式に代入すると、Ｗｇ＞１６．９ｎｍ…（５）となる。

トラックピッチＴｐについては、Ｔｐ＝（２Ｗｎｎ＋Ｗｍ＋Ｗｇ）／２となっている。これにより、Ｔｐ＝Ｗｇ／２＋２１．７…（６）といった関係が導かれる。

上記（５）式および（６）式に基づき、本実施形態の磁気ディスクＸにおけるトラックピッチＴｐとディスクリート幅Ｗｇとの関係は、図６に示すような実線のグラフとなる。すなわち、ディスクリート幅Ｗｇが製作限界によって１５ｎｍ以上となる場合、本実施形態の磁気ディスクＸの方が従来の磁気ディスクＸ’よりもトラックピッチＴｐを小さくすることができる。

したがって、本実施形態の磁気ディスクＸによれば、各磁性帯１０に２列ずつ記録トラックＴを正確に形成することができるので、トラックピッチＴｐを従来よりも小さくすることができ、ひいては高記録密度化をより一層図ることができる。

また、トラックピッチＴｐを狭小化しつつも磁性帯１０の幅寸法を従来より大きくすることができるので、磁気ディスクＸの加工精度を緩和することができ、ひいては製造歩留まりを向上させることもできる。

本発明に係る磁気ディスク装置の一実施形態を示す全体斜視図である。図１に示す磁気ディスクの拡大平面図である。図１に示す磁気ディスク装置のブロック図である。図１に示す磁気ディスク装置のディスクアクセス処理を示すフローチャートである。従来の磁気ディスクの拡大平面図である。本発明と従来との差異を説明するための説明図である。

符号の説明

Ａ磁気ディスク装置
Ｘ磁気ディスク
Ｔ記録トラック
Ｓサーボパターン領域
Ｓａ〜Ｓｄ読み取りセル
１磁気ヘッド
１０磁性帯
１１非磁性帯

Claims

磁気ヘッド、およびこの磁気ヘッドによって情報が記録されるための記録トラックが形成される複数の磁性帯と、これらの磁性帯を区切る非磁性帯と、これら磁性帯および非磁性帯の端に隣接するトラッキング用のサーボパターン領域とを有する磁気ディスクを備えた磁気ディスク装置であって、
前記磁気ヘッドで前記サーボパターン領域を読み取ることにより、前記各磁性帯の幅方向中心位置を特定するとともに、その幅方向中心位置からディスク半径方向に所定量ずれた複数のオフセット位置を特定するオフセット位置特定手段と、
前記各オフセット位置に前記磁気ヘッドを位置合わせした状態で記録制御することにより、前記各磁性帯に少なくともディスク半径方向内側と外側との二列分の前記記録トラックを形成する記録制御手段と、
を有することを特徴とする、磁気ディスク装置。
前記記録制御手段は、前記各磁性帯の領域内で複数の前記記録トラックの間に所定幅のマージンをとりながら記録トラックを形成する、請求項１に記載の磁気ディスク装置。
磁気ヘッドにより記録トラックが形成される複数の磁性帯と、これらの磁性帯を区切る非磁性帯と、これら磁性帯および非磁性帯の端に隣接するトラッキング用のサーボパターン領域とを有する磁気ディスクに対し、記録制御によって前記記録トラックを形成するための磁気ディスク記録制御方法であって、
前記磁気ヘッドで前記サーボパターン領域を読み取ることにより、前記各磁性帯の幅方向中心位置を特定するとともに、その幅方向中心位置からディスク半径方向に所定量ずれた複数のオフセット位置を特定するオフセット位置特定ステップと、
前記各オフセット位置に前記磁気ヘッドを位置合わせした状態で記録制御することにより、前記各磁性帯に少なくとも二列分の前記記録トラックを形成する記録制御ステップと、
を順次実行することを特徴とする、磁気ディスク記録制御方法。