(57)【要約】【課題】書き込みクロックの生成に大いに貢献することができる磁気記憶装置を提供する。【解決手段】磁気ディスクでは複数の円形トラック６４に沿って個々に孤立する磁性ドットが配列される。記録トラック（ｋ）と再生トラック６４（ｋ＋Ｎ）との距離は、基板の表面に向き合わせられる読み出し素子４５および書き込み素子４７の間隔と、記録トラック６４（ｋ）、および、読み出し素子４５および書き込み素子４７を結ぶ直線６１の角度とに基づき設定される。【選択図】図７
2010009708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に同心に描かれる複数の円形トラックに沿って個々に孤立する磁性ドットを配列する磁気ディスクと、
前記磁気ディスクに向き合わせられるヘッドスライダーを支持し、前記回転軸に平行に延びる支軸回りに回転自在に連結される揺動体と、
任意の直線に沿って所定の間隔で離れた位置でヘッドスライダーの表面で露出し、磁気ディスクに向き合わせられる読み出し素子および書き込み素子とを備え、
任意の２つの前記円形トラック同士の距離は、前記所定の間隔と、前記２つのうちの１つの前記円形トラックおよび前記直線の角度とに基づき設定されることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気記憶装置において、前記支軸および前記書き込み素子を含む仮想平面に平行に前記読み出し素子および書き込み素子の間で測定される半径方向距離ｄ、前記仮想平面に直交する平面に平行に前記読み出し素子および書き込み素子の間で測定される周方向距離ｗ、前記１つの円形トラック（ｋ）および前記仮想平面の前記角度θ（ｋ）、および、前記２つの円形トラック（ｋ）、（ｋ＋Ｎ）の間に存在するＮ個のトラックピッチＴＰが特定され、次式
【数１】
2010009708.tif 000005
が成立することを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の磁気記憶装置において、前記読み出し素子および書き込み素子の間には、前記仮想平面に直交する平面に平行に前記読み出し素子および書き込み素子の間で測定される周方向距離ｗを変化させる変形素子が組み込まれることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の磁気記憶装置において、前記読み出し素子および書き込み素子の間には、前記支軸を含む前記仮想平面に平行に前記読み出し素子および書き込み素子の間で測定される半径方向距離ｄを変化させる変形素子が組み込まれることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項５】
ディスク形の基板と、
基板の表面でディスクの中心軸に同心に描かれる複数の円形トラックに沿って配列され個々に孤立する磁性ドットとを備え、
任意の２つの前記円形トラック同士の距離は、前記基板の表面に向き合わせられる読み出し素子および書き込み素子の間隔と、前記円形トラック、および、前記読み出し素子および書き込み素子を結ぶ直線の角度とに基づき設定されることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハードディスク駆動装置といった磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるパターンドメディアは広く知られる。パターンドメディアはディスク形の基板を備える。基板の表面には、ディスクの中心軸に同心に描かれる複数の円形トラックに沿って離散的に磁性ドットが配列される。
【特許文献１】特開２００７−２０７３８５号公報
【特許文献２】特表平１０−５１２９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
パターンドメディアでは円形トラックに沿って個々の磁性ドットが孤立することから、データの書き込みにあたって書き込み素子の書き込み動作と磁性ドットの配列とが同期しなければならない。こういった同期の確立にあたって書き込みクロックの生成が要求される。
【０００４】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、書き込みクロックの生成に大いに貢献することができる磁気記憶装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の一例に係る磁気記憶装置は、回転軸に同心に描かれる複数の円形トラックに沿って個々に孤立する磁性ドットを配列する磁気ディスクと、前記磁気ディスクに向き合わせられるヘッドスライダーを支持し、前記回転軸に平行に延びる支軸回りに回転自在に連結される揺動体と、任意の直線に沿って所定の間隔で離れた位置でヘッドスライダーの表面で露出し、磁気ディスクに向き合わせられる読み出し素子および書き込み素子とを備える。このとき、任意の２つの前記円形トラック同士の距離は、前記所定の間隔と、前記２つのうちの１つの前記円形トラックおよび前記直線の角度とに基づき設定される。
【０００６】
こういった磁気記憶装置の実現にあたって、本発明の一例に係る記憶媒体は、ディスク形の基板と、基板の表面でディスクの中心軸に同心に描かれる複数の円形トラックに沿って配列され個々に孤立する磁性ドットとを備える。このとき、任意の２つの前記円形トラック同士の距離は、前記基板の表面に向き合わせられる読み出し素子および書き込み素子の間隔と、前記円形トラック、および、前記読み出し素子および書き込み素子を結ぶ直線の角度とに基づき設定される。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように本発明によれば、書き込みクロックの生成に大いに貢献することができる磁気記憶装置は提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【０００９】
図１は磁気記憶装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は筐体すなわちハウジング１２を備える。ハウジング１２は箱形のベース１３およびカバー（図示されず）から構成される。ベース１３は例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する。ベース１３は例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。カバーはベース１３の開口に結合される。カバーとベース１３との間で収容空間は密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。
【００１０】
収容空間には、記憶媒体としての１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモーター１５の駆動軸に装着される。スピンドルモーター１５は例えば３６００ｒｐｍや４２００ｒｐｍ、５４００ｒｐｍ、７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。磁気ディスク１４の表面には、後述されるように、複数本の記録トラックが確立される。記録トラックはスピンドルモーター１５の駆動軸の軸心すなわち磁気ディスク１４の中心軸に同心に円形に描かれる。複数本の記録トラックごとに１グループすなわち記録トラック群１６ａ、１６ｂ…が形成される。磁気ディスク１４には例えば２０個程度の記録トラック群１６ａ、１６ｂ…が確立される。個々の記録トラック群１６ａ、１６ｂ…ごとに一定のデータレートは確立される。
【００１１】
収容空間にはキャリッジ１７がさらに収容される。キャリッジ１７はキャリッジブロック１８を備える。キャリッジブロック１８は、垂直方向に延びる支軸１９に回転自在に連結される。支軸１９の軸心はスピンドルモーター１５の駆動軸の軸心に平行に設定される。キャリッジブロック１８には支軸１９から水平方向に延びる複数のキャリッジアーム２１が区画される。キャリッジブロック１８は例えば押し出し成型に基づきアルミニウムから成型されればよい。
【００１２】
個々のキャリッジアーム２１の先端にはヘッドサスペンション２２が取り付けられる。ヘッドサスペンション２２はキャリッジアーム２１の先端から前方に延びる。ヘッドサスペンション２２にはフレキシャが貼り付けられる。ヘッドサスペンション２２の先端でフレキシャにはジンバルが区画される。ジンバルに磁気ヘッドスライダーすなわち浮上ヘッドスライダー２３が搭載される。ジンバルの働きで浮上ヘッドスライダー２３はヘッドサスペンション２２に対して姿勢を変化させることができる。浮上ヘッドスライダー２３には磁気ヘッドすなわち電磁変換素子が搭載される。キャリッジ１７およびヘッドサスペンション２２は協働で本発明の一例に係る揺動体を形成する。
【００１３】
磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１４の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダー２３には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧とヘッドサスペンション２２の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダー２３は浮上し続けることができる。
【００１４】
キャリッジブロック１８には例えばボイスコイルモーター（ＶＣＭ）２４といった動力源が接続される。このボイスコイルモーター２４の働きでキャリッジブロック１８は支軸１９回りで回転することができる。こうしたキャリッジブロック１８の回転に基づきキャリッジアーム２１およびヘッドサスペンション２２の揺動は実現される。浮上ヘッドスライダー２３の浮上中にキャリッジアーム２１が支軸１９回りで揺動すると、浮上ヘッドスライダー２３は磁気ディスク１４の半径線に沿って移動することができる。その結果、浮上ヘッドスライダー２３上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間で記録トラックを横切ることができる。こうして浮上ヘッドスライダー２３上の電磁変換素子は目標の記録トラック上に位置決めされる。
【００１５】
図２は一具体例に係る浮上ヘッドスライダー２３を示す。この浮上ヘッドスライダー２３は、例えば平たい直方体に形成される基材すなわちスライダー本体２５を備える。スライダー本体２５の空気流出側端面には絶縁性の非磁性膜すなわち素子内蔵膜２６が積層される。この素子内蔵膜２６に電磁変換素子２７が組み込まれる。電磁変換素子２７の詳細は後述される。
【００１６】
スライダー本体２５は例えばＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルチック）といった硬質の非磁性材料から形成される。素子内蔵膜２６は例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）といった比較的に軟質の絶縁非磁性材料から形成される。スライダー本体２５は媒体対向面２８で磁気ディスク１４に向き合う。媒体対向面２８には平坦なベース面２９すなわち基準面が規定される。磁気ディスク１４が回転すると、スライダー本体２５の前端から後端に向かって媒体対向面２８には気流３１が作用する。
【００１７】
媒体対向面２８には、前述の気流３１の上流側すなわち空気流入側でベース面２９から立ち上がる１筋のフロントレール３２が形成される。フロントレール３２はベース面２９の空気流入端に沿ってスライダー幅方向に延びる。同様に、媒体対向面２８には、気流３１の下流側すなわち空気流出側でベース面２９から立ち上がるリアセンターレール３３が形成される。リアセンターレール３３はスライダー幅方向の中央位置に配置される。リアセンターレール３３は素子内蔵膜２６に至る。媒体対向面２８には左右１対のリアサイドレール３４、３４がさらに形成される。リアサイドレール３４は空気流出側でスライダー本体２５の側端に沿ってベース面２９から立ち上がる。リアサイドレール３４、３４同士の間にリアセンターレール３３は配置される。
【００１８】
フロントレール３２、リアセンターレール３３およびリアサイドレール３４、３４の頂上面にはいわゆる空気軸受け面（ＡＢＳ）３５、３６、３７、３７が規定される。空気軸受け面３５、３６、３７の空気流入端は段差でフロントレール３２、リアセンターレール３３およびリアサイドレール３４の頂上面にそれぞれ接続される。気流３１が媒体対向面２８に受け止められると、段差の働きで空気軸受け面３５、３６、３７には比較的に大きな正圧すなわち浮力が生成される。しかも、フロントレール３２の後方すなわち背後には大きな負圧が生成される。これら浮力および負圧のバランスに基づき浮上ヘッドスライダー２３の浮上姿勢は確立される。なお、浮上ヘッドスライダー２３の形態はこういった形態に限られるものではない。
【００１９】
空気軸受け面３６の空気流出側でリアセンターレール３３には電磁変換素子２７が埋め込まれる。電磁変換素子２７は例えば読み出し素子と書き込み素子とを備える。読み出し素子にはトンネル接合磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子が用いられる。ＴＭＲ素子では磁気ディスク１４から作用する磁界の向きに応じてトンネル接合膜の抵抗変化が引き起こされる。こういった抵抗変化に基づき磁気ディスク１４から情報は読み出される。書き込み素子にはいわゆる単磁極ヘッドが用いられる。単磁極ヘッドは薄膜コイルパターンの働きで磁界を生成する。この磁界の働きで磁気ディスク１４に情報は書き込まれる。電磁変換素子２７は素子内蔵膜２６の表面に読み出し素子の読み出しギャップや書き込み素子の書き込みギャップを臨ませる。ただし、空気軸受け面３７の空気流出側で素子内蔵膜２６の表面には硬質の保護膜が形成されてもよい。こういった硬質の保護膜は素子内蔵膜２６の表面で露出する読み出しギャップや書き込みギャップを覆う。保護膜には例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜が用いられればよい。
【００２０】
図３に示されるように、読み出し素子４２では、上下１対の導電層すなわち下側電極層４３および上側電極層４４にトンネル接合磁気抵抗効果膜４５が挟み込まれる。下側電極層４３および上側電極層４４は、支軸１９の軸心を含む仮想平面ＶＰに直交する平面に沿って広がる。下側電極層４３および上側電極層４４は例えばＦｅＮやＮｉＦｅといった高透磁率材料から構成されればよい。下側電極層４３や上側電極層４４の膜厚は例えば２．０μｍ〜３．０μｍに設定される。こうして下側電極層４３および上側電極層４４は下部シールド層および上部シールド層として機能することができる。
【００２１】
書き込み素子４６すなわち単磁極ヘッドは、リアセンターレール３３の表面で露出する主磁極４７および補助磁極４８を備える。主磁極４７および補助磁極４８は例えばＦｅＮやＮｉＦｅといった磁性材料から構成されればよい。図４を併せて参照し、補助磁極４８の後端は主磁極４７に磁性連結片４９で接続される。磁性連結片４９周りで磁気コイルすなわち薄膜コイルパターン５１が形成される。こうして主磁極４７、補助磁極４８および磁性連結片４９は、薄膜コイルパターン５１の中心位置を貫通する磁性コアを形成する。
【００２２】
読み出し素子４２および書き込み素子４６の間には第１変形素子５４および第２変形素子５５が組み込まれる。第１変形素子５４は仮想平面ＰＬに直交する平面に沿って広がる圧電セラミックス層５６を備える。圧電セラミックス層５６では仮想平面ＰＬに平行に分極が確立される。圧電セラミックス層５６は上下から電極層５７、５７に挟み込まれる。電極層５７、５７から仮想平面ＰＬに平行に電圧は印加される。こうして分極の方向に電圧が印加されると、圧電セラミックス層５６の膜厚は増大する。第２変形素子５５は仮想平面ＰＬに直交する平面に沿って広がる圧電セラミックス層５８を備える。圧電セラミックス層５８では仮想平面ＰＬに平行に分極が確立される。圧電セラミックス層５８は左右から電極片５９、５９に挟み込まれる。電極片５９から仮想平面ＰＬに直交する平面に平行に電圧が印加される。こうして分極の方向に直交する方向に電圧が印加されると、圧電セラミックス層５８は剪断変形する。
【００２３】
この電磁変換素子２７では、図５に示されるように、トンネル接合磁気抵抗効果膜４５の露出面の図心および主磁極４７の露出面の図心を結ぶ直線６１と仮想平面ＶＰとの間に所定角αが設定される。このとき、トンネル接合磁気抵抗効果膜４５の露出面の図心と主磁極４７の露出面の図心との間で仮想平面ＰＬに平行に測定される半径方向距離は「ｄ」で特定される。同様に、トンネル接合磁気抵抗効果膜４５の露出面の図心と主磁極４７の露出面の図心との間で仮想平面ＰＬに直交する平面に平行に測定される周方向距離は「ｗ」で特定される。したがって、トンネル接合磁気抵抗効果膜４５の露出面の図心と主磁極４７の露出面の図心との距離は（ｄ２＋ｗ２）の平方根で与えられる。第１変形素子５４で圧電セラミックス層５６の膜厚が増減すると、半径方向距離ｄは増減する。第２変形素子５５で圧電セラミックス層５６の剪断変形が引き起こされると、周方向距離ｗは増減する。
【００２４】
図６に示されるように、磁気ディスク１４はディスク形の基板６２を備える。基板６２の表面には所定の配列で磁性ドット６３が埋め込まれる。磁性ドット６３は、基板６２の表面で磁気ディスク１４の中心軸に同心に描かれる円形トラック６４上に離散的に配列される。すなわち、個々の磁性ドット６３は円形トラック６４上で孤立する。磁性ドット６３の露出面の図心は円形トラック６４上に配置される。１つの記録トラック群１６ａ、１６ｂ…内ではデータレートは一定の値に設定される。すなわち、１つの記録トラック群１６ａ、１６ｂ…ごとに１円形トラック６４上の磁性ドット６３の個数は一定に設定される。ここで、図７に示されるように、主磁極４７に辿られる円形トラック６４すなわち記録トラック６４（ｋ）と、主磁極４７よりも磁気ディスク１４の外周側でトンネル接合磁気抵抗効果膜４５に辿られる円形トラック６４すなわち再生トラック６４（ｋ＋４）との距離は、記録トラック（ｋ）および再生トラック６４（ｋ＋４）の間に存在するＮ個のトラックピッチＴＰに基づき、
【００２５】
【数２】
2010009708.tif 000003
に従って設定される。このとき、仮想平面ＰＬと、主磁極４７に辿られる記録トラック６４（ｋ）との間には角度θ（ｋ）が確立される。角度θ（ｋ）は、支軸１９から主磁極４７までの距離と、記録トラック６４（ｋ）の半径と、スピンドルモーター１５の駆動軸の軸心から支軸１９の軸心までの距離とに基づき特定される。ただし、個々のトラックピッチＴＰ（ｉ）は磁気ディスク１４上で実現可能な最小トラックピッチＴＰ以上に設定される。同様に、図８に示されるように、主磁極４７に辿られる円形トラック６４すなわち記録トラック６４（ｋ）と、主磁極４７よりも磁気ディスク１４の内周側でトンネル接合磁気抵抗効果膜４５に辿られる円形トラックすなわち再生トラック６４（ｋ−２）との距離は、再生トラック（ｋ−２）および記録トラック６４（ｋ）の間に存在するＮ個のトラックピッチＴＰに基づき、
【００２６】
【数３】
2010009708.tif 000004
に従って設定される。
【００２７】
いま、任意の記録トラックにデータを書き込む場面を想定する。トンネル接合磁気抵抗効果膜４５は所定の再生トラック６４（ｋ）に位置合わせされる。所定の再生トラック６４（ｋ）から個々の磁性ドット６３ごとにデータは読み込まれる。出力値の振幅は検出される。振幅の大きさに基づきトラッキングサーボが実施される。トンネル接合磁気抵抗効果膜４５は所定の再生トラック６４（ｋ）を追従する。このとき、主磁極４７は目標の記録トラック６４（ｋ＋Ｎ）を追従する。目標の記録トラック６４（ｋ＋Ｎ）と所定の再生トラック６４（ｋ）との間にはＮ個のトラックピッチＴＰが確立される。所定の再生トラック６４（ｋ）は必ずしも目標の記録トラック６４（ｋ＋Ｎ）に隣接する必要はない。その他、所定の再生トラック６４（ｋ）は目標の記録トラック６４（ｋ＋Ｎ）に一致してもよい。ただし、所定の再生トラック６４（ｋ）は目標の記録トラック６４（ｋ＋Ｎ）と同一の記録トラック群１６ａ、１６ｂ…に属する必要がある。
【００２８】
トンネル接合磁気抵抗効果膜４５は磁性ドット６３から記録磁界を受け取る。磁性ドット６３は記録トラック上に一定の間隔で配列されることから、所定の周波数の出力信号が得られる。この出力信号に基づき書き込みクロック信号は生成される。こうして生成された書き込みクロック信号に基づき主磁極４７から書き込み磁界は記録トラック上の磁性ドット６３に作用する。こうして確実に磁性ドット６３上で書き込み素子４６の書き込み動作は実現される。データは磁気ディスク１４に確実に書き込まれることができる。
【００２９】
磁気ディスク１４の製造にあたって基板６２では表面に非磁性膜すなわちアルミニウム膜が形成される。アルミニウム膜には、当業者に知られるように、陽極酸化処理が施される。陽極酸化処理に基づき基板６２の表面にはナノホールが形成される。陽極酸化処理にあたってアルミニウム膜の表面には所定のパターンで窪みが形成される。窪みは、前述の記録トラック群１６ａ、１６ｂ…に対応する領域ごとに前述のとおり１円形トラックあたり一定の個数で配列される。トラックピッチＴＰの設定にあたって電磁変換素子２７の設計値に従って前述の半径方向距離ｄおよび周方向距離ｗは設定される。支軸１９から主磁極４７までの距離の設計値と、スピンドルモーター１５の駆動軸の軸心から支軸１９の軸心までの距離の設計値とに基づき任意の半径距離にある円形トラックと仮想平面ＰＬとの角度θは設定される。
【００３０】
いま、浮上ヘッドスライダー２３上でトンネル接合磁気抵抗効果膜４５や主磁極４７の配置に製造誤差が生じた場合を想定する。このとき、この浮上ヘッドスライダー２３では半径方向距離ｄや周方向距離ｗは設計値からずれる。ずれ量に応じて第１変形素子５４や第２変形素子５５には制御電流が供給される。その結果、圧電セラミックス層５６の膜厚の変化や圧電セラミックス層５８の剪断変形が引き起こされる。こういった変形に基づき半径方向距離ｄや周方向距離ｗのずれは解消されることができる。トンネル接合磁気抵抗効果膜４５が所定の再生トラックに追従すると、主磁極４７は目標の記録トラックに追従することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係るハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の構造を概略的に示す平面図である。
【図２】一具体例に係る浮上ヘッドスライダーを概略的に示す拡大斜視図である。
【図３】媒体対向面から観察される電磁変換素子を概略的に示す電磁変換素子の正面図である。
【図４】図３の４−４線に沿った断面図である。
【図５】電磁変換素子の拡大部分正面図である。
【図６】磁性ドットの配列を概略的に示す磁気ディスクの拡大部分平面図である。
【図７】再生トラックと記録トラックとの距離の概念を概略的に示す模式図である。
【図８】再生トラックと記録トラックとの距離の概念を概略的に示す模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１  磁気記憶装置、１５  回転軸（スピンドルモーター）、１４  磁気ディスク（記憶媒体）、１７  揺動体（キャリッジ）、１９  支軸、２３  ヘッドスライダー、４２  読み出し素子、４６  書き込み素子、５４  第１変形素子、５５  第２変形素子、６１  任意の直線、６３  磁性ドット、６４  円形トラック、ｄ  半径方向距離、ｗ  周方向距離、Ｐ  ピッチ、θ  角度、ＰＬ  仮想平面。
【図１】
2010009708.tif 000006
【図２】
2010009708.tif 000007
【図３】
2010009708.tif 000008
【図４】
2010009708.tif 000009
【図５】
2010009708.tif 000010
【図６】
2010009708.tif 000011
【図７】
2010009708.tif 000012
【図８】
2010009708.tif 000013