(57)【要約】【課題】パターンド媒体を使用する磁気記憶装置において、高記録密度と高速転送を行うこと。【解決手段】情報を記録するパターンド媒体と同一媒体上の一部又は別の媒体上に設けたディスクリート媒体領域又は連続媒体領域よりなるバッファと、前記パターンド媒体とバッファに対して情報をライト／リードするライト／リード手段１１、１２、１３と、制御手段１５とを備え、前記制御手段１５は、あるデータを記録する際、前記ライト／リード手段１１、１２、１３で先ず前記バッファに記録し、その後該バッファから読み出して前記パターンド媒体に記録する。【選択図】図３
2010140549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を記録するパターンド媒体と、
該パターンド媒体と同一媒体上の一部又は別の媒体上に設けたディスクリート媒体領域又は連続媒体領域よりなるバッファと、
前記パターンド媒体とバッファに対して情報をライト／リードするライト／リード手段と、
該情報のライト／リードの制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、あるデータを記録する際、前記ライト／リード手段で先ず前記バッファに記録し、その後該バッファから読み出して前記パターンド媒体に記録することを特徴とした磁気記憶装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記バッファに記録したデータを前記パターンド媒体に記録する際に、前記パターンド媒体への記録直後に、前記パターンド媒体とバッファ上のデータを比較することにより、前記パターンド媒体上で同期エラーが発生しているかどうかを検知することを特徴とした請求項１記載の磁気記憶装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記同期エラーが発生した場合に、前記バッファ上のデータを保存しておき、再生時に使用することを特徴とした請求項２記載の磁気記憶装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記パターンド媒体上の前記同期エラーが発生した箇所において、データ全体をある間隔分だけ前または後ろにずらして記録し、前記バッファ上の再生情報と一致するまで前記ずらす記録を繰り返し、その一致した記録の補正方法を格納手段に記録して再生時に使用することを特徴とした請求項２記載の磁気記憶装置。
【請求項５】
前記バッファの一部又は全てを半導体メモリとすることを特徴とした請求項２〜４のいずれかに記載の磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビット方向にパターンを形成したパターンド媒体（ビットパターンド媒体）を用いた磁気記憶装置において、高速転送でかつパターンの製造バラツキにより生じる記録時の同期エラーを抑制した磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現状のＨＤＤ（ハードディスク装置）である磁気記憶装置の媒体構造がパターンを形成しない連続媒体であるのに対し、高密度化を可能にするため、トラック方向のみパターン化するディスクリート媒体（特許文献１参照）や、さらに先の技術として、ビット方向とトラック方向の両方向でパターン形成するビットパターンド媒体（特許文献２参照）への移行が想定されている。
【０００３】
ディスクリート媒体では、ビット方向は連続媒体と同じ構造であるが、ビットパターンド媒体では、ビット長方向にも溝を掘った構造となるため、プロセス上、ディスクリート媒体や連続媒体に比べてビット長を小さくすることが困難である。従来、ＨＤＤの処理速度を高めるために、ＨＤＤの回転数を上げることと、ビット方向の高密度化を行ってきた。
【０００４】
従来の連続媒体（垂直磁気記録用の）では、記録ビットの境界（磁化遷移領域）がノイズ源となり高密度化が困難であった。一方、媒体上にパターンを作製するビットパターンド媒体では、記録ビットの境界が記録できない領域となるため、低ノイズとなり、高密度化に適しているとされている。しかしながら、デメリットとしては、線密度を上げることは加工技術の進歩が必要なため連続媒体やディスクリート媒体よりも困難であるので線密度の低下により転送速度の劣化（高速転送の劣化）と、製造時にパターンのバラツキが大きいと記録信号と記録ビットの間で位置ズレが起こり、所定のビットに記録されないという同期エラーが生じるものであった。
【特許文献１】特開２００７−２３４０７０号公報
【特許文献２】特開２００４−６２９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のものは、次のような課題があった。
【０００６】
（１）：ビットパターンド媒体では、ビット長を小さく形成することはプロセス精度に依存するため、連続媒体のトレンドにのっとった微細化が困難であるため、ビットパターンド媒体では転送速度の劣化が課題となっていた。
【０００７】
（２）：ビットの形状や間隔の加工ばらつきが発生するため、記録時にヘッドの位置合わせによるエラー（同期エラー）が課題となっていた。
【０００８】
ここで説明する磁気記憶装置では、パターンド媒体において、高記録密度と高速転送、及び、同期エラーの解消を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
図３は磁気記憶装置の説明図である。図３中、１２はビットパターンド媒体用のライト／リード部（ライト／リード手段）、１１、１３はバッファのライト／リード部（ライト／リード手段）、１４は再生信号比較部、１５は制御部（制御手段）、１６は記録タイミング調整部である。
【００１０】
この磁気記憶装置は、上記従来の課題を解決するため、次のような手段を有する。
【００１１】
（１）：情報を記録するパターンド媒体と同一媒体上の一部又は別の媒体上に設けたディスクリート媒体領域又は連続媒体領域よりなるバッファと、前記パターンド媒体とバッファに対して情報をライト／リードするライト／リード手段１１、１２、１３と、制御手段１５とを備え、前記制御手段１５は、あるデータを記録する際、前記ライト／リード手段１１、１２、１３で先ず前記バッファに記録し、その後該バッファから読み出して前記パターンド媒体に記録する。このため、パターンド媒体を使用する磁気記憶装置において、高記録密度と高速転送を行うことが可能となる。
【００１２】
（２）：前記（１）の磁気記憶装置において、前記制御手段は、前記バッファに記録したデータを前記パターンド媒体に記録する際に、前記パターンド媒体への記録直後に、前記パターンド媒体とバッファ上のデータを比較することにより、前記パターンド媒体上で同期エラーが発生しているかどうかを検知する。このため、出荷後に、パターンド媒体の同期エラーを検出し、その同期エラーを回避するか、補正するかして、同期エラーに対する動作保証を可能にすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
ここで開示の磁気記憶装置は、次のような効果がある。
【００１４】
（１）：あるデータを記録する際、ライト／リード手段で先ずバッファに記録し、その後該バッファから読み出してパターンド媒体に記録するため、パターンド媒体を使用する磁気記憶装置において、高記録密度と高速転送を行うことが可能となる。
【００１５】
（２）：バッファに記録したデータをパターンド媒体に記録する際に、前記パターンド媒体への記録直後に、前記パターンド媒体とバッファ上のデータを比較することにより、前記パターンド媒体上で同期エラーが発生しているかどうかを検知するため、出荷後に、パターンド媒体の同期エラーを検出し、その同期エラーを回避するか、補正するかして、同期エラーに対する動作保証を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
現在、ＨＤＤ等の磁気記憶装置へのデータ記録や演算処理に一時的にデータを保管するバッファとして半導体メモリが使用されている。半導体メモリの容量は年々増加しているが、ＨＤＤの磁気記録媒体の方が記録できる容量がはるかに大きい。
【００１７】
パターンド媒体（ビットパターンド媒体）では、従来の連続媒体やディスクリート媒体よりも高記録密度である半面、高速転送と同期エラーの課題がある。よって、記録時に従来の連続媒体又はディスクリート媒体をバッファとして用いることにより、ビットパターンド媒体の上記の課題を解決することができる。これは、ユーザが記録する場合は上記のバッファ上に行うことにより、転送速度の劣化が問題にならず、ユーザの記録動作終了後に、高記録密度のビットパターンド媒体に情報を保存するプロセスを経るものである。
【００１８】
（１）：磁気記憶装置の説明
図１は磁気記憶装置の説明図である。図１において、磁気記憶装置１には、磁気記録媒体２、磁気ヘッド（記録・再生ヘッド）３、４、制御部１５が設けてある。磁気記録媒体２には、中心部にビッドパターンド領域（ビットパターンド媒体）２２、外周部にバッファ領域（バッファ）２３が設けてある。
【００１９】
磁気記録媒体２において、同一媒体内の中心部にビットパターンド媒体２２、外周部をバッファ領域２３とする。バッファ領域２３として、ディスクリート媒体（連続媒体とすることもできる）を作製する。バッファ領域２３には、連続媒体よりもディスクリート媒体の方が記録密度が高く、より大容量のデータを一時的に保存できる点で優れている。また、ユーザが記録時にアクセスするのは、バッファ領域２３であるため、転送速度の高い外周部をバッファ領域に当てるほうが、記録処理速度が向上する。磁気ヘッドは図１のように２本以上あってもよく、１本でもよい。ディスクリート媒体とビットパターンド媒体２２は、トラック密度が同じように作製できるため、同一のヘッドを使用することができる。磁気ヘッドが２本（以上）の場合は、動作に支障がない様に，スピンドルを介して配置される。
【００２０】
（２）：ビットパターンド媒体の説明
ビットパターンド媒体は、連続媒体と同様に、基板上に軟磁性材料の裏打ち層を備え、その上に非磁性の中間層、硬磁性材料の記録層を作製する。そして、 記録層部分は、非磁性層（非磁性領域）で分断された構造となる。
【００２１】
図２はビットパターンド媒体の説明図である。図２において、ビットパターンド媒体の断面図を示しており、ビットパターンド媒体２２は、ガラス等の非磁性の基板３１上に軟磁性材料の裏打層３２が設けられ、その上に非磁性材料の中間層３３、さらにその上に硬磁性材料の記録ビット３４と非磁性領域３５が設けられる。この記録ビット３４は、非磁性領域３５により互いに分離されている。そして、１つのパターンである記録ビット３４には、１ビットが記録できる。この記録ビット３４のサイズを小さくすることにより高密度の記録を行うことができる。
【００２２】
ビットパターンド媒体２２の作製方法として、従来の連続媒体と同様に、基板３１上に軟磁性材料３２及び非磁性材料の中間層３３をスパッタにより製膜する。次に、ビット状の記録層（記録ビット３４）の作製方法として、記録層材料（例えば、Ｆｅ- Ｐｔ、Ｃｏ- Ｐｔ、Ｃｏ- Ｃｒ- Ｐｔ- Ｂ、Ｃｏ- Ｃｒ- Ｐｔ- ＳｉＯ2 ）をスパッタ後にイオン注入により非磁性領域３５を作製する等の方法がある。その他、ＥＢ（電子線）描画により作製する方法もある。
【００２３】
（３）：磁気記憶装置のブロック図による説明
図３は磁気記憶装置のブロック図である。磁気記憶装置には、バッファのライト（Write ）部１１、ビットパターンド媒体用のライト（Write ）／リード（Read）部１２、バッファのリード（Read）部１３、再生信号比較部１４、制御部１５、記録タイミング調整部１６が設けてある。なお、再生信号比較部１４、記録タイミング調整部１６は、制御部１５内に設けることもできる。
【００２４】
バッファのライト部１１は、図１に示す磁気ヘッド３によりバッファ領域２３に対して情報をライトするバッファ用の情報記録手段である。ビットパターンド媒体用のライト／リード部１２は、磁気ヘッド（垂直ヘッド）４によりビットパターンド媒体２２に対して情報をライト／リードするビットパターンド媒体用の情報記録再生手段である。バッファのリード部１３は、磁気ヘッド３によりバッファの情報をリードするバッファ用の情報再生手段である。再生信号比較部１４は、ビットパターンド媒体２２から再生した信号とバッファ領域２３から再生した信号とを比較する再生信号比較手段である。制御部１５は、ビットパターンド媒体２２及びバッファ２３への記録再生等のこの磁気記憶装置全体の制御を行う制御手段である。記録タイミング調整部１６は、ビットパターンド媒体に対して、ある間隔分だけ（例えば、１／２０ビット）ずつ前（又は後ろ）にずらした記録を行うための記録タイミング調整手段である。
【００２５】
（磁気記憶装置の動作説明）
先ず、ユーザが記録動作を開始すると、バッファのライト部１１によりバッファ領域２３に記録される。磁気ヘッドが１本（バッファとビットパターンド媒体の合計で）の場合は、ユーザの記録動作終了後に同じ磁気ヘッドでビットパターンド媒体２２への記録を開始する（図３の(1) の終了後に(2) を開始する）。また、磁気ヘッドが２本以上（バッファとビットパターンド媒体に各１本ずつ以上）の場合は、バッファ２３への記録途中に、別の磁気ヘッドでビットパターンド媒体２２への記録を開始することができる（図３の(1) の途中で(2) を開始する）。
【００２６】
バッファ２３はディスクリート媒体（又は連続媒体）のため、記録時の同期エラーは問題とならない。この情報を記録密度の高いビットパターンド媒体２２に保存するには、同期エラーの問題が生じるため、ビットパターンド媒体２２に記録する過程で、バッファ２３の情報とビットパターンド媒体２２の情報をそれぞれ再生（ビットパターンド媒体用のライト／リード部１２、バッファのリード部１３）し、再生信号比較部１４で再生波形を比較して一致しなければ、ビットパターンド媒体２２の記録を再度行う。これを繰返すことにより、ビットパターンド媒体２２の同期エラーを修正しながら、バッファ２３の情報をビットパターンド媒体２２に保存し直す。
【００２７】
この時、ユーザが記録動作を終了しているため、処理速度は問題にならない。ビットパターンド媒体２２の同期エラーを修正する方法として、例えば1/20ビットずつ前（又は後ろ）にずらして記録した後、再生波形を比較する。この方法により、同期エラーが解消されない場合は、同期エラーが解消されない領域として、ビットパターンド媒体２２の特定の領域を使用しないことを制御部１５等のメモリに保存する。この場合には、ビットパターンド媒体２２の別の場所に保存しなおす。バッファ２３の情報が全てビットパターンド媒体２２に移行された後に、バッファ２３の情報を消去する。
【００２８】
再生は、ビットパターンド媒体用のライト／リード部１２がビットパターンド媒体２２から磁気ヘッド４で読み出すことにより行う。また、バッファ２３の情報を消去せずに、再生時に使用してもよい。ビットパターンド媒体２２から再生する場合、同期エラーの問題はないが、ビットパターンド媒体２２での転送速度はディスクリート媒体よりも劣化することになる。
【００２９】
（４）：フローチャートによる磁気記憶装置の処理の説明
情報Ａの記録操作を開始するとき、先ず、情報Ａをバッファ領域２３に記録（情報Ａ−１）する。その後、バッファ領域２３の情報Ａ−１と同じ情報Ａをビットパターンド媒体２２上に記録（Ａ−２）する。同期エラーの検出処理は、この記録直後にビットパターンド媒体２２とバッファ領域２３の再生信号を比較し、信号が一致した場合は同期エラーがないと判断するので問題ない。一方、一致しない場合、同期エラーがあるため、ビットパターンド媒体２２上のデータを補正して使用する場合（イ）と補正せずに使用する場合（ロ）に分かれる。（ロ）の場合には、バッファ上にデータを保管し、再生時にそれを用いる場合とビットパターンド媒体２２上で別の場所に記録を行い、ビットパターンド媒体２２上への記録の最初から再度開始（記録操作を開始）するかのどちらでもよい。
【００３０】
（イ）の場合には、操作Ｂ（図５）を行う。操作Ｂとした理由は、１又は数ビットのランダムな位置の補正量を見積もるには、工数（時間) が大幅に必要なため、１又は数ビットごとに記録タイミングをずらすのではなく、あるデータ領域内では記録タイミングを一様（例えば１／２０ビット分ずつ前）にずらして同期エラーが解消されるまで記録タイミングのずれを大きくしながら繰り返す。記録タイミングのずらし方として、前または後ろのいずれかが不明のため、後ろ（１／２０ビットずつ後ろ）にも同様にずらして行う。同期エラーが解消されたかの判断は、前述したように、バッファ２３のデータと比較して行う。以上の操作Ｂで同期エラーが解消されない場合には、補正を行わないこととし、バッファ上のデータを使用するか、別の領域に再度記録操作を行う。
【００３１】
以上の工程は、記録ごとに行った場合には、パフォーマンスが低下する可能性があるため、同期エラーが発生する位置の特定と補正方法を制御部１５内等（システム上）の格納手段に保存しておき、記録ごとに同期エラーチェックを行わなくてもよいとする。
【００３２】
図４は磁気記憶装置の処理フローチャートである。以下、図４の処理Ｓ１〜Ｓ７に従って説明する。
【００３３】
Ｓ１：制御部１５は、上位装置（ホスト）等からの指示により、情報Ａの記録操作を開始し、処理Ｓ２に移る。
【００３４】
Ｓ２：制御部１５は、バッファのライト部１１で情報Ａをバッファ領域２３上に記録（Ａ−１）し、処理Ｓ３に移る。
【００３５】
Ｓ３：制御部１５は、バッファ領域２３上の情報（Ａ−１）をバッファのリード部１３で読み出した同じ情報をビットパターンド媒体用のライト／リード部１２でビットパターンド媒体２２上に記録（Ａ−２）し、処理Ｓ４に移る。
【００３６】
Ｓ４：制御部１５は、ビットパターンド媒体用のライト／リード部１２で再生したビットパターンド媒体の記録（Ａ−２）とバッファのリード部１３で再生したバッファ上の記録（Ａ−１）を、再生信号比較部１４で比較し、比較した信号が一致した場合は記録（Ａ−１）を消去し、一致しない場合は、記録（Ａ−２）を書き換える時は処理Ｓ５に移り、書き換えない時は処理Ｓ６に移る（なお、この記録（Ａ−２）を書き換えるどうかは予めユーザが指定する）。
【００３７】
Ｓ５：制御部１５は、記録（Ａ−２）の書き換え操作Ｂ（図５の同期エラーの補正参照）を行う。この操作Ｂで、同期エラーが解消された場合は処理Ｓ７に移り、同期エラーが解消されない場合は処理Ｓ６に移る。
【００３８】
Ｓ６：制御部１５は、ビットパターンド媒体２２上の記録（Ａ−２）を欠陥として、処理Ｓ７に移る（バッファ上の記録（Ａ−１）を使用）、又はビットパターンド媒体２２上の別のデータ領域（同期エラーが解消されない欠陥領域は使用しないようにする）に対して記録を行うため処理Ｓ３に戻る（矢印省略）。なお、このバッファ上の記録（Ａ−１）を使用するか別のデータ領域に記録するかは予めユーザが指定する。
【００３９】
Ｓ７：制御部１５は、記録データ再生時、同期エラーがない場合又は同期エラーが解消された場合はビットパターンド媒体上の記録（Ａ−２）を再生し、同期エラーでバッファ領域２３を使用する場合は記録（Ａ−１）を再生する。
【００４０】
図５は同期エラーの補正のフローチャートである。以下、図５の同期エラーの補正（操作Ｂ）を処理Ｓ１１〜Ｓ１２に従って説明する。
【００４１】
Ｓ１１：制御部１５は、同期エラーが発生したビットパターンド媒体２２のデータ領域に対して、記録タイミング調整部１６で記録タイミングを１／２０ビットずつ前（及び後ろ）にずらし、ビットパターンド媒体用のライト／リード部１２で情報Ａ−１を再度記録し、Ｓ１２に移る。なお、１／２０ビットずつ前（及び後ろ）にずらす範囲は、前後１０／２０ビット程度以内とする。
【００４２】
Ｓ１２：制御部１５は、ビットパターンド媒体用のライト／リード部１２で再生したビットパターンド媒体２２の記録とバッファのリード部１３で再生したバッファ２３上の記録（Ａ−１）を、再生信号比較部１４で比較し、比較した信号が一致した場合はこの処理を終了（同期エラー解消、記録（Ａ−１）は消去）し、一致しない場合は処理Ｓ１１に戻る。なお、１／２０ビットずつの前、後ろへのずらしは、規定値ずらしても比較した信号が一致しないと、同期エラーが解消されない場合となる（図４の処理Ｓ５参照）。
【００４３】
（５）：他の例の説明
ａ）磁気記録媒体において、同一媒体内のあるセクタにバッファ領域２３（例えば、トラックの３０度分をバッファ領域とする）、それ以外をビットパターンド媒体２２とすることもできる。他は上記例と同様である。
【００４４】
ｂ）磁気記憶装置において、磁気記録媒体が複数枚あり、ビットパターンド媒体２２とバッファ領域２３は必ずしも同一媒体上にない構成とする。他は上記例と同様である。
【００４５】
ｃ）前記バッファ領域２３の一部又は全てを半導体メモリとすることもできる。半導体メモリは、ＨＤＤより記録できる容量は大きくないが、処理速度を速くすることができる。
【００４６】
ｄ）補足説明
・前記同期エラーの発生時の対策として次の(1) 〜 (3)がある。
【００４７】
(1) 同期エラーが発生した場合に、バッファ上のデータを保存しておき、再生時に使用する。
【００４８】
(2) エラーが発生する領域を使用しないようにシステム上（例えば、制御部の格納手段）に記録してエラーが発生しない場所を使用する。
【００４９】
(3) ビットパターンド媒体２２上の同期エラーが発生した箇所において、データ全体をある間隔分だけ前または後ろにずらし、トライアンドエラーでバッファ上の再生波形と一致するまで繰り返し、その補正方法をシステム上（例えば、制御部１５の格納手段）に記録して使用する。
【００５０】
・バッファ領域２３は、ビットパターンド媒体２２と同一媒体の同一面上、又は、裏面、又は、他の媒体上でもよく、その領域は媒体全面でなく、限られた領域（セクタ領域）でもよい。
【００５１】
・バッファ領域２３の材料は、ビットパターンド媒体２２と同一の材料でよく、部分的にパターニング（イオン注入など）しないことにより作製することができる。また、バッファの記録密度は低密度でもよく、同期エラーが発生しない場合は消去して何回も使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の磁気記憶装置の説明図である。
【図２】本発明のビットパターンド媒体の説明図である。
【図３】本発明の磁気記憶装置のブロック図である。
【図４】本発明の磁気記憶装置の処理フローチャートである。
【図５】本発明の同期エラーの補正のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１１、１３  バッファのライト／リード部（ライト／リード手段）
１２  ビットパターンド媒体用のライト／リード部（ライト／リード手段）
１４  再生信号比較部
１５  制御部（制御手段）
１６  記録タイミング調整部
２２  ビットパターンド領域（パターンド媒体）
２３  バッファ領域（バッファ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010140549.tif 000005
【図４】
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【図５】
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