(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と記録層との積層構造を有し、磁気ヘッドにより前記記録層のトラックに沿って情報が記録される磁気記録媒体において、
前記基板と前記記録層との間で、前記記録層と磁気的に結合する磁気固定部を、前記情報の記録再生のために用いられる補助情報に対応する位置に設けてあることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
基板と記録層との積層構造を有し、磁気ヘッドにより前記記録層のトラックに沿って情報が記録される磁気記録媒体において、
前記記録層の保磁力を増大せしめる保磁力増大部が、前記記録層の部分領域に対応して前記基板に非磁性膜により形成されており、前記記録層は前記保磁力増大部に対応する領域とその他の領域とで異なる保磁力を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】
前記記録層と前記磁気固定部とは、これらの交換結合力により夫々の磁化が実質的に同時に反転する磁気特性を有し、前記記録層の前記磁気固定部に対応する領域は、前記記録層のその他の領域よりも大きな保磁力を有する請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記記録層は、前記保磁力が異なる領域の夫々に対応して異なる方向に磁化されており、前記情報の記録再生のために用いられる補助情報が記録されている請求項２記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記補助情報は、前記磁気ヘッドを前記トラックに追随せしめるためのサーボ情報である請求項１又は３に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記磁気固定部は、一方向に磁化された状態にある請求項１又は３に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
請求項１に記載の磁気記録媒体に、前記情報の記録再生のために用いられる補助情報を記録する方法において、
前記磁気記録媒体の積層方向に対向すべき両側に、各別の極性を有する磁気印加装置を配し、前記磁気固定部に前記積層方向の磁界を印加することを特徴とする磁気記録媒体の補助情報の記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気的に情報の記録／再生が可能な磁気記録媒体に関し、また、情報の記録再生のために用いられるサーボ情報のような補助情報を磁気記録媒体に記録する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスクには補助情報が最初に書き込まれる。補助情報とは、磁気ヘッドのトラック上の位置を決めるためのトラックエラー信号のようなサーボ情報、情報の記録位置を管理するためのアドレス情報、アドレス読出しのためのＰＬＬロック情報等のように、磁気ディスクに情報を記録再生する際に必要な情報である。このような補助情報を磁気ディスクに書込む装置としてサーボライタが知られている。図２３は、従来のサーボライタの構成図である。
【０００３】
図中、６２は磁気ディスク装置であり、磁気ディスクＤが装着されている。磁気ディスクＤの上方には磁気的記録を行なう磁気ヘッド６０が配されており、磁気ヘッド６０の磁気ディスクＤ上の位置を決定するための外部位置決め機構６５及びレーザ測長器６６が磁気ヘッド６０の近傍に配されている。外部位置決め機構６５はガイドピン６７を磁気ヘッド６０に向けて突出させており、位置決め制御回路６８が外部コントローラ６９及びレーザ測長器６６から指示を受け、ガイドピン６７の位置を制御しつつ磁気ヘッド６０に押し当てる。このように位置決めされた磁気ヘッド６０が、補助データ作成回路６４から与えられた補助情報を記録する。また、磁気ディスクＤの上方にはリファレンスヘッド６３が配されており、一時的に記録された補助情報を再生してリファレンスクロック信号Ｒを生成し、その他の補助情報を記録する際の書込みタイミングに用いるようになっている。
【０００４】
このような従来のサーボライタでは、磁気ディスクにサーボ情報を書き込むのに長時間が必要であること、サーボライタが高価な装置であるうえに、図２３に示した環境全体をクリーンルーム環境としなければならないこと等の問題があった。特に近年、磁気ディスク装置の生産数の増加、製品のライフサイクルの縮小により、製造メーカは多数のサーボライタを製造設備として保有しなければならない。また、トラック密度が高くなると磁気ディスクに情報を記録する際にサーボ情報が消去されたり、磁化反転されたりする虞があるという問題があった。このようなサーボライタに関する問題点が、磁気ディスク装置の精度向上、生産効率の向上及び低コスト化等を阻害する要因となっている。
【０００５】
この問題を解決するために、光ディスクの技術を応用した磁気ディスクが提案されている（NIKKEI ELECTRONICS 1993.7.19（No.586））。この磁気ディスクは、ディスク表面に凹凸を形成することにより補助情報を物理的に記録している。補助情報のフォーマットは磁気記録の場合と同様である。図２４は、従来の物理的な補助情報を有する磁気ディスクの構造を示す部分斜視図であり、図２５はこの補助情報の記録方法を説明する図である。図２４に示すように、磁気ディスクは基板７１上に磁性膜７２を被覆しており、基板７１は螺旋状又は同心円状に溝が形成され、径方向に拡がる部分領域にピットで補助情報７６が記録されている。溝はトラック間の磁界漏れによるサイドフリジングを防止するために形成されており、再生信号のＳ／Ｎを向上させる。磁気ヘッド７３は、書込み用の電磁コイル７４と読取り用のＭＲ（磁気抵抗効果）素子７５とを備え、トラック上を移動して磁気記録又は磁気再生を行なう。
【０００６】
ピットによる凹凸を磁気ヘッド７３によって読出す方法は、まず図２５（ａ）に示すように、ピットが形成された領域で磁気ヘッド７３を径方向に移動せしめ、強い磁界を印加して凹凸領域を同一方向に磁化する。次に、図２５（ｂ）に示すように、同じ領域で磁気ヘッド７３を同方向に移動せしめ、逆方向の弱い磁界を印加することにより、凸領域のみの磁化が反転される。このように、凹凸夫々の領域で逆方向に磁化されるので、磁気再生によりピットで記録された補助情報を読出すことができる。
【０００７】
このような磁気ディスクの基板７１を製造する際には、まず、プリグルーブライタ装置を用い、レーザ光の照射によりピットが形成されたガラス原板を作成する。このガラス原板を元にして金型を作成し、射出成形により基板にピットを転写する。作成された金型からは数千枚の射出成形品が短時間で製造され、低コスト化が図られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上の如く補助情報を記録することにより、サーボライタは不要となる。しかしながら、前述したタイプの磁気ディスクでは、ディスク面上に凹凸が形成されているので、磁気ヘッドがディスク面に近接して記録／再生を行なう際に、ゴミが付着しやすく、また、磁気ヘッドが凹凸面にクラッシュしやすいという問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、基板と記録層との間に補助情報を記録すべき磁気固定部を設けることにより、表面が平坦で且つ補助情報が正確に再生できる磁気記録媒体を提供することを目的とする。また、記録層の保磁力増大部に対応する領域とこれより保磁力が小さい領域とで磁化方向を異ならせ、補助情報を記録した磁気記録媒体を提供することを目的とする。さらに、この磁気記録媒体を挟んで両側に各極性を有する磁気印加装置を配することにより、サーボ情報を容易に記録できる方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る磁気記録媒体は、基板と記録層との積層構造を有し、磁気ヘッドにより前記記録層のトラックに沿って情報が記録される磁気記録媒体において、前記基板と前記記録層との間で、前記記録層と磁気的に結合している磁気固定部を、前記情報の記録再生のために用いられる補助情報に対応する位置に設けてあることを特徴とする。
【００１１】
また第２発明に係る磁気記録媒体は、基板と記録層との積層構造を有し、磁気ヘッドにより前記記録層のトラックに沿って情報が記録される磁気記録媒体において、前記記録層の保磁力を増大せしめる保磁力増大部が、前記記録層の部分領域に対応して前記基板に非磁性膜により形成されており、前記記録層は前記保磁力増大部に対応する領域とその他の領域とで異なる保磁力を有することを特徴とする。
【００１２】
第１又は第２発明にあっては、磁気固定部と磁気的結合した記録層の領域では、最小反転磁界が記録層の保磁力よりも大きくなる。換言すると、磁気固定部と磁気的結合した記録層の領域と、その他の領域とで保磁力が異なる。従って、情報の記録時に磁界を印加しても磁気固定部の磁化方向には影響を与えないので、補助情報が書換えられることはない。以下に、記録層及び磁気固定部に用いる磁性層について、記録層の磁気的結合した領域の最小反転磁界が保磁力よりも大きくなる状態を説明する。
【００１３】
図２６は、本発明に用いる記録層及び磁気固定部の磁化曲線を示した図である。図２６（ａ）は記録層のヒステリシスループである。図２６（ｂ）は記録層と磁気固定部との交換結合領域のヒステリシスループであり、記録層のマイナーループを太線で示している。図２６（ｂ）から判るように、記録層及び磁気固定部にＨini 以上の磁界を印加したとき、記録層と磁気固定部との磁化方向は同方向に揃う。次に外部磁界を−Ｈ12にすると記録層だけが反転し、記録層と磁気固定部との間に界面磁壁が生じる。さらに外部磁界を−Ｈini まで大きくすると磁気固定部が反転して磁化方向が揃う。この状態から外部磁界を零にし、さらにプラス方向に磁界を増大させて印加した場合は、外部磁界Ｈ12で記録層のみが反転し、記録層と磁気固定部との間に界面磁壁が生じた後、外部磁界Ｈini で界面磁壁は消滅して記録層と磁気固定部との磁化方向が揃う。
【００１４】
このように、記録層と磁気固定部とが交換結合する場合には以下の式が成り立つ。
｜−Ｈ12｜＝Ｈｃ１＋σ／（２Ｍｓ１×ｔ１）
｜Ｈini ｜＝Ｈｃ２−σ／（２Ｍｓ２×ｔ２）
但し、Ｈ12：記録層だけが反転する磁界
Ｈini ：初期化磁界
Ｈｃ１：記録層単体の保磁力
Ｈｃ２：磁気固定部単体の保磁力
Ｍｓ１：記録層単体の飽和保磁力
Ｍｓ２：磁気固定部単体の飽和保磁力
ｔ１：記録層の厚さ
ｔ２：磁気固定部の厚さ
【００１５】
このような記録層及び磁気固定部を用いた磁気記録媒体に、まず、初期化磁界Ｈini よりも大きな磁界を印加して磁気固定部及び記録層の結合領域を一方向に磁化し、これにより補助情報を記録する。そして、磁気記録媒体に情報を記録する際に印加する記録磁界Ｈｗが、
Ｈｃ１＜｜Ｈｗ｜＜Ｈ12
の関係を満たしたとき、結合領域では補助情報が消滅することなく、記録層の結合していない領域に情報を記録することができる。これにより、補助情報は書き換えられることなく、正確に再生される。なお、磁気固定部が記録層よりも先に反転するような磁化特性を有していても同様に機能する。
【００１６】
第３発明に係る磁気記録媒体は、第１発明において、前記記録層と前記磁気固定部とは、これらの交換結合力により夫々の磁化が実質的に同時に反転する磁気特性を有し、前記記録層の前記磁気固定部に対応する領域は、前記記録層のその他の領域よりも大きな保磁力を有することを特徴とする。
【００１７】
図２６（ｂ）に示した磁化曲線は、記録層が反転した後に磁気固定部が反転し、記録層と磁気固定部との間に界面磁壁が形成されるタイプのものである。界面磁壁が形成されるタイプは記録層と磁気固定部との交換結合の制御が難しく、そのために磁気ディスクの製造マージンが小さくなる。界面磁壁が生じないタイプの磁性層を記録層及び磁気固定部に用いることにより、製造マージンを大きくできる。図２７は、記録層と磁気固定部とが同時に磁化反転するタイプ（以下、一斉反転タイプという）の磁化曲線を示した図であり、横軸は磁界を、縦軸は磁化を示している。
【００１８】
図２７に示すように、まず記録層及び磁気固定部に正の方向に外部磁界Ｈcxを印加して記録層と磁気固定部との磁化方向を揃える。次に、外部磁界を小さくして負の磁界−Ｈcxを印加したとき、記録層と磁気固定部との磁化は同時に反転する。このとき、記録層と磁気固定部との間に界面磁壁は形成されない。
【００１９】
このように、記録層と磁気固定部とが交換結合する場合には以下の式が成り立つ。
Ｈcx＝（Ｈｃ１×Ｍｓ１×ｔ１＋Ｈｃ２×Ｍｓ２×ｔ２）／（Ｍｓ１×ｔ１＋Ｍｓ２×ｔ２）
但し、Ｈcx：記録層及び磁気固定部が反転する磁界
Ｈｃ１：記録層単体の保磁力
Ｈｃ２：磁気固定部単体の保磁力
Ｍｓ１：記録層単体の飽和保磁力
Ｍｓ２：磁気固定部単体の飽和保磁力
ｔ１：記録層の厚さ
ｔ２：磁気固定部の厚さ
【００２０】
このような記録層及び磁気固定部を用いた磁気記録媒体に情報を記録する際に印加する記録磁界Ｈｗが、
Ｈｃ１＜｜Ｈｗ｜＜Ｈcx
の関係を満たしたとき、磁気固定部と交換結合していない記録層の領域に情報が記録され、その際に交換結合領域の磁化が反転することはない。これにより、補助情報は書き換えられることはなく、正確に再生される。
【００２１】
第４発明に係る磁気記録媒体は、第２発明において、前記記録層は、前記保磁力が異なる領域の夫々に対応して異なる方向に磁化されており、前記情報の記録再生のために用いられる補助情報が記録されていることを特徴とする。
【００２２】
第４発明にあっては、高保磁力の領域と元来の保磁力の領域とで磁化方向が異なるので、これを利用してサーボ情報を記録する。
【００２３】
第５発明に係る磁気記録媒体は、第１又は３発明において、前記補助情報は、前記磁気ヘッドを前記トラックに追随せしめるためのサーボ情報であることを特徴とする。
【００２４】
第５発明にあっては、磁気記録媒体に最初に記録される情報であるサーボ情報の位置を、基板に予め形成された凹凸により定めているので、長時間を要する位置合わせを行なう必要がない。
【００２５】
第６発明に係る磁気記録媒体は、第１又は第３発明において、前記磁気固定部は、一方向に磁化された状態にあることを特徴とする。
【００２６】
第６発明にあっては、例えばサーボ情報に対応する位置に設けられた磁気固定部が一方向に磁化されているので、磁気固定部と磁気的結合された記録層の領域を再生することにより、サーボ情報を読出すことができる。また、全ての磁気固定部を同方向に磁化するので、記録のための操作が容易である。
【００２７】
第７発明に係る磁気記録媒体の補助情報の記録方法は、第１発明の磁気記録媒体に、前記情報の記録再生のために用いられる補助情報を記録する方法において、前記磁気記録媒体の積層方向に対向すべき両側に、各別の極性を有する磁気印加装置を配し、前記磁気固定部に前記積層方向の磁界を印加することを特徴とする。
【００２８】
第７発明にあっては、記録層及び磁気固定部に垂直磁化容易軸を有する磁性層を用いた場合に、基板、磁気固定部及び記録層が積層された方向の磁界を印加することにより補助情報が記録できるので、磁気記録媒体の表裏面側に各極性を有する印加装置を配することにより補助情報の記録が行なえる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
第１の実施の形態
図１は、本発明の第１の実施の形態の磁気ディスクの構造を示す部分斜視図である。図中１１はポリカーボネート製の基板であり、基板１１は表面に深さ５０ｎｍを有する断面Ｖ型のグルーブ１２を周方向に有し、グルーブ１２間のトラック領域には深さ５０ｎｍで形成されたピット１３，１３が形成されている。基板１１のトラックピッチは１μｍである。図１に示すように、基板１１のグルーブ１２内及びピット１３，１３…内には磁性層が充填されて、夫々グルーブ磁気固定部（以下、グルーブ部という）２２及びサーボ磁気固定部（以下、サーボ部という）２３，２３…が形成されている。基板１１の表面には記録層３１が積層されており、記録層３１はグルーブ部２２及びサーボ部２３と接触している。記録層３１の表面は平坦になっており、その上に積層された保護層（図示せず）の表面も平坦である。記録層３１には、グルーブ部２２に対応する上層領域にグルーブ領域３２が形成され、グルーブ領域３２間の領域にはトラック領域３３が形成されている。
【００３０】
図２は磁気ディスク１の部分平面図であり、磁化状態を共に示している。トラック領域３３は周方向にサーボ情報を記録する領域であるサーボ領域１７と、例えばユーザ情報のような記録情報を記録する領域であるデータ領域１６とを有している。トラック領域３３のデータ領域１６には記録情報に対応した磁化方向で記録ビットが形成されている。サーボ部２３及びグルーブ部２２は同一方向に磁化されている。なお、基板１１には、ガラス基板上にフォトポリマーにて凹凸を形成したガラス２Ｐ基板を用いても良い。
【００３１】
以上の如き構造の磁気ディスク１を製造する場合の手順について以下に説明する。図３〜図７は、磁気ディスク１の製造段階における模式的断面図である。図３に示すように、基板１１のグルーブ１２，１２間のトラックには、上述したように、サーボ情報に対応するピット１３，１３…が形成されている。このピット１３，１３…は、光ディスクの製造用のプレグルーブライタ装置を用いて形成されている。まず、レジストを塗布したガラス原板にレーザ光を照射し、サーボ情報に対応させてピットを形成する。そして、このガラス原板に基づいて基板を射出成形することにより、ピット１３，１３…が設けられた基板１１が作成される。このように作成された基板１１上に、図４に示すように、Ｃｏ73Ｃｒ5 Ｔａ5 Ｐｔ17からなるエッチング層２０を６０ｎｍだけスパッタ法により堆積する。グルーブ１２及びピット１３内にはエッチング層２０が充填され、エッチング層２０の表面はグルーブ１２及びピット１３の形状に対応して凹状になっている。図５に示すように、エッチング層２０上にＣｒからなるエッチング調整層２１を１００ｎｍだけ成膜する。このとき、エッチング層２０表面の凹部分にＣｒが装填され、エッチング調整層２１の表面は平坦になっている。
【００３２】
このように基板１１上に堆積したエッチング調整層２１及びエッチング層２０を、図６に示すように、基板１１の表面が露出するまでエッチングを行なう。例えばＡｒガス圧が０．２Ｐａ、投入電力は１ｋＷで行なった場合に、基板１１の表面が露出するまで略３０秒を要する。エッチングにより、基板１１の表面と、グルーブ１２及びピット１３に充填されたエッチング層２０、即ちグルーブ部２２及びサーボ部２３の表面とが露出しており、エッチング面は平坦である。この上に、図７に示すように、Ｃｏ78Ｃｒ5 Ｔａ5 Ｐｔ12からなる記録層３１を２５ｎｍだけ堆積し、その上にＣからなる保護層１５を１５ｎｍだけ成膜する。記録層３１及び保護層１５は表面が平坦になっている。なお、記録層３１及びエッチング層２０は共に、Ａｒガス圧が０．５Ｐａ、投入電力が１ｋＷで成膜している。
【００３３】
このように製造した磁気ディスク１の表面に例えば電磁コイルを配し、ディスクの周方向に相対移動させて３．５ｋＯｅの磁界を印加することにより、サーボ部２３及びグルーブ部２２が図２に示すように面内の一方向に磁化される。そして、逆方向の−３．０ｋＯｅの磁化を印加することにより、記録層３１とサーボ部２３とが交換結合力した領域を除く領域の磁化が反転し、トラック領域３３にサーボ情報が記録される。その後、データ領域１６に略±３ｋＯｅの磁界を印加することにより、情報を記録する。なお、グルーブ部２２及びサーボ部２３のＣｏ73Ｃｒ5 Ｔａ5 Ｐｔ17は、保磁力Ｈｃが略４ｋＯｅ、飽和磁化Ｍｓが略４００emu/ccである。また記録層３１のＣｏ78Ｃｒ5 Ｔａ5 Ｐｔ12は、保磁力Ｈｃが略３ｋＯｅ、飽和磁化Ｍｓが略６００emu/ccである。
【００３４】
上述したように、磁気ディスク１のサーボ部２３と接触している記録層３１の領域は交換結合力がはたらいている。この交換結合がはたらいている領域、即ちサーボ領域１７で記録層３１の磁化が反転する最小反転磁界は３．８ｋＯｅであった。これは記録層３１の保磁力Ｈｃよりも大きい。また、交換結合していない記録層３１の領域、即ちデータ領域１６の最小反転磁界は保磁力Ｈｃと同じ３．０Ｏｅであった。これにより、データ領域１６に情報を記録する磁界を印加した際に、サーボ領域１７に記録されたサーボ情報が消去又は反転することはなく、サーボ情報を正確に再生できる。また、記録層３１及び保護層１５の表面が平坦であるので、ゴミが付着しにくく、また、磁気ヘッドが平滑に移動できる。なお、磁気ディスク１にサーボ情報を記録する際に用いる磁界印加装置は、電磁コイルに限らず、磁気ディスク１に磁界を与えるものであれば良い。
【００３５】
また、図２に示すように、記録層３１のグルーブ領域３２はグルーブ部２２との交換結合により磁化されており、その領域の最小反転磁界は記録層３１の保磁力Ｈｃよりも大きい。従って、情報の再生時にグルーブ領域３２の磁化が変化することはなく、隣りのトラックからのクロストークを削減でき、正確な再生信号を得ることができる。
【００３６】
第２の実施の形態
図８は、本発明の第２の実施の形態の磁気ディスクの構造を示す部分斜視図である。図中４１はポリカーボネート製のワイドグルーブ型の基板である。基板４１はその表面に高さ５０ｎｍの断面Ｖ型の凸条４２を周方向に有し、凸条４２間のトラック領域には高さ５０ｎｍで形成された凸部４３，４３が形成されている。基板４１のトラックピッチは１μｍである。図１に示すように、基板４１の表面に磁性材料からなるエッチング層２０が被覆されており、凸条４２上及び凸部４３，４３…上に夫々凸条磁気固定部（以下、凸条部という）５２及びサーボ磁気固定部（以下、サーボ部という）５３，５３…が形成されている。凸条部５２とサーボ部５３との間にはフェノール樹脂からなるエッチング調整層３０が介在されており、凸状部５２、サーボ部５３及びエッチング調整層３０の表面に２５ｎｍの記録層３１が積層されている。記録層３１は凸条部５２及びサーボ部５３と接触している。記録層３１の表面は平坦になっており、その上に積層された保護層（図示せず）の表面も平坦である。記録層３１には、凸条部５２に対応する上層領域に凸条領域３４が形成され、凸条領域３４間の領域にはトラック領域３３が形成されている。
【００３７】
このような構成の磁気ディスク２は、第１実施の形態の図２と同様の磁化状態を有しており、トラック領域３３のデータ領域には記録情報に対応した磁化方向で記録ビットが形成され、サーボ領域のサーボ部５３及び凸条領域３４は同一方向に磁化されている。なお、基板４１として、ガラス基板上にフォトポリマーにて凹凸を形成したガラス２Ｐ基板を用いても良い。
【００３８】
以上の如き構造の磁気ディスク２を製造する場合の手順について以下に説明する。図９〜図１３は、磁気ディスク２の製造段階における模式的断面図である。図９に示すように、基板４１の凸条４２，４２間のトラックにサーボ情報に対応する凸部４３，４３…が形成されており、図１０に示すように、基板４１上にＣｏ73Ｃｒ5 Ｔａ5 Ｐｔ17からなるエッチング層２０を６０ｎｍだけスパッタ法により堆積する。エッチング層２０は凸条４２及び凸部４３上に積層され、エッチング層２０の表面は凸条４２及び凸部４３の形状に対応して凸状になっている。エッチング層２０上に、図１１に示すように、フェノール樹脂からなるエッチング調整層３０を１００ｎｍだけ塗布する。このとき、エッチング調整層３０の表面は平坦になっている。
【００３９】
このように基板４１上に堆積したエッチング調整層３０に、図１２に示すように、エッチング層２０の凸状部分の頂部が露出してからさらに所定時間のエッチングを行なう。例えば酸素プラズマエッチングを１分間行なう。このエッチングにより、凸状部５２及びサーボ部５３の表面とエッチング調整層３０の表面とが露出する。エッチング面は平坦である。この上に、図１３に示すように、Ｃｏ78Ｃｒ5 Ｔａ5 Ｐｔ12からなる記録層３１を２５ｎｍだけ堆積し、その上にＣからなる１５ｎｍの保護層４１を成膜する。記録層３１及び保護層４１の表面は平坦に形成される。なお、記録層３１及びエッチング層２０は共に、Ａｒガス圧が０．５Ｐａ、投入電力が１ｋＷで成膜している。
【００４０】
このように製造した磁気ディスク２の表面に電磁コイルを配し、ディスクの周方向に相対移動させて４．０ｋＯｅの磁界を印加し、続いて逆方向の−３ｋＯｅの磁界を印加することにより、サーボ部５３及び凸条部５２が図２に示すように面内方向に磁化され、記録層３１とサーボ部５３との交換結合力によりトラック領域３３にサーボ情報が記録される。そして、データ領域１６に略±３ｋＯｅの磁界を印加して、記録情報が記録される。なお、凸状部５２及びサーボ部５３のＣｏ73Ｃｒ5 Ｔａ5 Ｐｔ17は、保磁力Ｈｃが略４ｋＯｅ、飽和磁化Ｍｓが略４００emu/ccである。また記録層３１のＣｏ78Ｃｒ5 Ｔａ5 Ｐｔ12は、保磁力Ｈｃが略３ｋＯｅ、飽和磁化Ｍｓが略６００emu/ccである。
【００４１】
上述したように、磁気ディスク２のサーボ部５３と接触する記録層３１の領域は交換結合力がはたらいている。この交換結合力がはたらいている領域、即ちサーボ領域１７で、記録層３１の磁化が反転する最小反転磁界は３．８ｋＯｅであった。これは記録層３１の保磁力Ｈｃよりも大きい。また、交換結合していない記録層３１の領域、即ちデータ領域１６の最小反転磁界は保磁力Ｈｃと同じ３．０Ｏｅであった。これにより、データ領域１６に情報を記録する磁界を印加した際に、サーボ領域１７に記録されたサーボ情報が消去又は反転することはなく、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、記録層３１の凸条領域３４は凸条部５２との交換結合により磁化されており、その領域の最小反転磁界は記録層３１の保磁力Ｈｃよりも大きい。従って、情報の再生時に凸条領域３４の磁化が変化することはなく、隣りのトラックからのクロストークを削減でき、正確な再生信号を得ることができる。
【００４２】
第３の実施の形態
上述した第１及び第２の実施の形態では、磁気固定部と記録層とが接触して完全なる交換結合力を有している場合を説明しているが、静磁気的な結合であっても同様の効果を得る。図１４は第３の実施の形態の磁気ディスクの構造を示す部分断面図である。エッチング層２０のエッチング時間を第１の実施の形態よりも短く、例えば２０秒に設定することにより、図に示すように、基板１１の表面全体がエッチング層２０で覆われ、サーボ部２３及びグルーブ部２２の上部にエッチング調整層２１の一部が残留している。ここでサーボ部２３及びグルーブ部２２とは、基板１１のピット及びグルーブの上側に堆積されたＣｏ73Ｃｒ5 Ｔａ5 Ｐｔ17からなるエッチング層２０の部分をいう。その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、その説明を省略する。
【００４３】
このような構成の磁気ディスクでは、サーボ部２３（及びグルーブ部２２）と記録層３１との間にＣｒからなるエッチング調整層２１の一部が介在しているので、サーボ部２３（及びグルーブ部２２）と記録層３１とは静磁気的に結合している。この静磁気的に結合している領域で、記録層３１の磁化が反転する最小反転磁界は３．５ｋＯｅであった。これは記録層３１の保磁力Ｈｃよりも大きい。また、静磁結合していない記録層３１の領域の最小反転磁界は保磁力Ｈｃと同じ３．０Ｏｅであった。これにより、データ領域１６に情報を記録する磁界を印加した際に、サーボ領域１７に記録されたサーボ情報が消去又は反転することはなく、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる（図２参照）。
【００４４】
第４の実施の形態
次に、上述した第２の実施の形態で示したワイドグルーブ型の基板４１で、磁気固定部と記録層とが静磁気的に結合している場合について説明する。図１５は第４の実施の形態の磁気ディスクの構造を示す部分断面図である。エッチング層３０のエッチング時間を第２の実施の形態よりも短く、例えば４５秒に設定することにより、図に示すように、エッチング層２０の凸状部分の頂部が露出することなくエッチング調整層３０で覆われる。ここでサーボ部５３及びグルーブ部５２とは、基板４１の凸部及び凸条の上側に堆積されたＣｏ73Ｃｒ5 Ｔａ5 Ｐｔ17からなるエッチング層２０の部分をいう。その他の構成は第２の実施の形態と同様であり、その説明を省略する。
【００４５】
このような構成の磁気ディスクでは、サーボ部５３（及びグルーブ部５２）と記録層３１との間にフェノール樹脂からなるエッチング調整層３０が介在しているので、サーボ部５３（及びグルーブ部５２）と記録層３１とは静磁気的に結合している。この静磁気的に結合している領域で、記録層３１の磁化が反転する最小反転磁界は３．６ｋＯｅであった。これは記録層３１の保磁力Ｈｃよりも大きい。また、静磁結合していない記録層３１の領域の最小反転磁界は保磁力Ｈｃと同じ３．０Ｏｅであった。これにより、データ領域に情報を記録する磁界を印加した際に、サーボ領域に記録されたサーボ情報が消去又は反転することはなく、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
第５の実施の形態
上述した第１〜第４の実施の形態では、基板に形成されたグルーブ又は凸条が周方向に連続しており、隣りのトラックからのクロストークを遮断するように構成された場合について説明しているが、これに限るものではない。図１６は、第５の実施の形態の磁気ディスク３の構造を示す部分斜視図である。磁気ディスク３の基板５１には、周方向に不連続な第２のピット１４，１４…が形成されている。第２のピット１４，１４…はセクタ情報に対応する位置に形成されており、その形成方法は第１の実施の形態のピット１３の形成方法と同様であり、説明を省略する。
【００４７】
また、サーボ情報に対応する第１のピット１３，１３…がトラックに形成されている。第１のピット１３，１３…の夫々は、トラックの中央寄り、一側寄り及び他側寄りのように、トラックの幅方向の位置を異ならせて形成されている。第１のピット１３，１３…内には、Ｃｏ73Ｃｒ5 Ｔａ5 Ｐｔ17が充填されてサーボ部２３，２３…が設けられている。また、第２のピット１４，１４…内にはＣｏ73Ｃｒ5 Ｔａ5 Ｐｔ17が充填されてセクタ磁気固定部（以下、セクタ部という）２４，２４…が設けられている。記録層３１には、セクタ部２４，２４…に対応する上層領域に遮断領域３５が形成され、遮断領域３５間の領域にはトラック領域３３が形成されている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であり、その説明を省略する。
【００４８】
遮断領域３５には、セクタ部２４，２４…によりセクタ情報が記録されている。セクタ部２４，２４…はサーボ部２３，２３…と同一方向に磁化されており、ＭＲ素子によりセクタ情報が再生される。同時に、セクタ部２４，２４…により隣りのトラックとのクロストークを遮断することができる。このように、第５の実施の形態の磁気ディスク３では第１〜第５実施の形態と同様の効果が得られ、さらに、サーボ情報だけではなくセクタ情報を記録／再生することができる。
【００４９】
第６の実施の形態
上述した第１〜第５実施の形態では、磁気固定部に面内磁界膜を用いた場合を説明しているが、これに限るものではない。図１７は第６の実施の形態の磁気ディスク４にサーボ情報を記録する方法を説明する図であり、図１８は図１７のＡの領域の磁化状態を示す拡大断面図である。磁気ディスク４は、サーボ部２３及びグルーブ部２２に、ＴｂＦｅＣｏからなる垂直磁化容易軸を有する希土類遷移金属を用いている。その他の構成は上述した第１の実施の形態と同様であり、その説明を省略する。このような構成の磁気ディスク４の上方及び下方に、図１７に示すように、前記磁化印加装置たる磁石５，６が配設されている。上方に配された磁石５は、磁気ディスク４の表面との対向側をＮ極に、下方に配された磁石６は、磁気ディスク４の裏面との対向側をＳ極にして配されている。
【００５０】
これらの磁石５，６により、磁気ディスク４のサーボ部２３及びグルーブ部２２並びにこれらと交換結合する記録層３１の領域に上向きの磁化が与えられる。このように本実施の形態では、磁気ディスク４に簡易な操作で補助情報を記録することができる。また、垂直磁化膜を用いた場合でも、上述したようにサーボ部２３及びグルーブ部２２と記録層３１との交換結合力により最小反転磁界が増大するので、情報の記録時に印加される記録磁界によりサーボ情報が消去されることはない。なお、磁化印加装置は磁石に限るものではなく、磁気記録媒体に磁界を与えるものであれば良い。
【００５１】
第７の実施の形態．
次に、記録層及び磁気固定部の磁化が外部磁界Ｈcxで一斉反転するタイプの磁気ディスクについて説明する。まず、磁性層の交換結合膜が一斉反転する保磁力Ｈcxを調べるべく、Ｓｉ基板上に第１磁性層及び第２磁性層を積層した。第１磁性層は記録層に対応し、第２磁性層は磁気固定部に対応する。これらの磁性層は所要の組成を有するターゲットを用いて、マグネトロンスパッタ法により形成した。組成，膜厚，成膜時のガス圧，飽和保磁力Ｍｓ及び保磁力Ｈｃを表１に示す。
【００５２】
【表１】
0003541289.tif 000002
【００５３】
Ｓｉ基板上に、まず第２磁性層を形成し、真空を解除することなく第２磁性層上に第１磁性層を積層した。第１磁性層は膜厚を異ならせて複数の交換結合膜について保磁力Ｈcxを調べた。その結果を図１９に示す。いずれの交換結合膜も第１磁性層と第２磁性層とは完全に交換結合し、外部磁界Ｈcxで両磁性層の磁化は同時に反転した。図１９は第１磁性層（記録層）の膜厚に対する交換結合膜の保磁力を示すグラフであり、横軸は第１磁性層の膜厚を示し、縦軸は交換結合力の保磁力を示している。
【００５４】
図から明らかなように、第１磁性層の膜厚の増加と共にＨcxは減少する。第１磁性層と第２磁性層との交換結合膜の保磁力Ｈcxを求める式，
Ｈcx＝（Ｈｃ１×Ｍｓ１×ｔ１＋Ｈｃ２×Ｍｓ２×ｔ２）／（Ｍｓ１×ｔ１＋Ｍｓ２×ｔ２）
但し、Ｈcx：記録層及び磁気固定部が反転する磁界
Ｈｃ１：記録層単体の保磁力
Ｈｃ２：磁気固定部単体の保磁力
Ｍｓ１：記録層単体の飽和保磁力
Ｍｓ２：磁気固定部単体の飽和保磁力
ｔ１：記録層の厚さ
ｔ２：磁気固定部の厚さ
により算出されたＨcxの曲線をグラフ中に破線で示した。グラフから判るように、これらの組成の第１，第２磁性層は一斉反転タイプであり、第１磁性層の膜厚の増加と共にＨcxが減少することが判る。なお、上式は光磁気記録媒体に使用されるアモルファス希土類遷移金属多層膜に用いられる計算式であるが、このような面内磁化を示す磁気記録媒体においても良く一致している。ここで、測定値が計算値よりも僅かに大きいのは、第１磁性層が第２磁性層上に形成される際に多結晶エピタキシャル成長をするためであると考えられる。
【００５５】
以上の組成の第１，第２磁性膜で、第１磁性層の膜厚が２０ｎｍのものについて各磁性層及び交換結合層の保磁力を調べた。その結果、第１磁性層の保磁力Ｈｃ１は１５００Ｏｅ，第２磁性層の保磁力Ｈｃ２は３０００Ｏｅ，これらの交換結合膜の保磁力は２５０８Ｏｅであった。なお、交換結合膜の保磁力の計算値は２３３０Ｏｅである。このように、交換結合膜の保磁力は記録層として用いる第１磁性層の保磁力よりも略１ｋＯｅ程度増大していることが判った。従って、この交換結合膜に外部磁界を印加してこれらの磁化を一方向に揃えた後、記録磁界程度（略1500Ｏｅ）の磁界を印加した場合でも、この磁化方向は反転しないことが判った。
【００５６】
そこで、上述した組成の第１，第２磁性層を用いて実際にサーボパターンを有する磁気ディスクを作成した。磁気固定部（保磁力増大部）は断面略矩形状のピットであり、磁気固定部として上述した組成の第２磁性層を用い、記録層として上述した組成の第１磁性層を用いた。記録層の磁気固定部と交換結合している領域は、磁気固定部に接触していない領域よりも大きな保磁力を有している。磁気ディスクのその他の構成は第１の実施の形態と同様であり、説明を省略する。
【００５７】
磁気ディスクの製造にあたり、まず磁気固定部に対応するピットを形成する。磁気ディスク用Ｓｉ基板の上にレジストを塗布し、予め作成されたパターンマスクを用いて密着露光を行なう。これを現像して露光部分のレジストを除去し、リアクティブイオンエッチングによりレジスト除去部分のＳｉをエッチングする。こうして記録すべきサーボ情報に対応するピットが、基板上に形成される。このピットに、上述した第１の実施の形態と同様にして第２磁性層を埋め込み、磁気固定部を形成する。磁気固定部の膜厚は２０ｎｍである。次に、磁気固定部上のレジストを除去し、記録層を形成する。
【００５８】
このように製造された磁気ディスクの記録層単体の保磁力Ｈｃ１は1.5 ｋＯｅであり、記録層と磁気固定部との交換結合領域では保磁力Ｈcxは2.5 ｋＯｅであった。図２０は磁気ディスク８にサーボ情報を記録する第１過程を説明する図である。図２０（ａ）は模式的斜視図であり、図２０（ｂ）は磁気ディスク８のＢ−Ｂ線における断面図である。図に示すように、磁気ディスク８の面上に、長さ方向を磁気ディスク８の径方向に沿わせて例えば永久磁石８１を配し、長さ方向が径方向に沿う状態で永久磁石８１と磁気ディスク８とを周方向に相対移動させる。このとき３．０ｋＯｅの磁界を印加する。これにより、一周の回転移動で磁気固定部２３と記録層３１の全領域の磁化が一方向に揃い、磁気固定部２３，２３…に対応するサーボ情報が記録される。
【００５９】
次に、磁気ディスク８の面上の磁気ヘッドスライダ８３により逆方向の磁化を印加する。図２１は磁気ディスク８にサーボ情報を記録する第２過程を説明する図であり、図２１（ａ）は模式的斜視図であり、図２１（ｂ）は磁気ディスク８のＢ−Ｂ線における断面図である。図に示すように、ヘッドスライダ８３が備える電磁コイル８２を磁気ディスク８のサーボ情報を記録すべき領域上に配し、電磁コイル８２と磁気ディスク８とを周方向に相対移動させる。このとき−２．０ｋＯｅの磁界を印加する。上述したように、記録層３１の磁気固定部２３と交換結合した領域３６の保磁力Ｈcx（2508Ｏｅ）は、交換結合していない領域３７の保磁力Ｈｃ1(1500Ｏｅ）よりも大きいので、交換結合していない領域３７だけで磁化が反転する。これによりサーボ情報が記録される。その後、例えば磁気ヘッドスライダ８３を用いて記録情報に対応した±２．０ｋＯｅの磁界を印加し、情報を記録する。このときも交換結合している領域３６の磁化は反転せず、サーボ情報が消去されることはない。
【００６０】
このように、第７の実施の形態の磁気ディスク８にあっても、基板と記録層との間に記録層の保磁力を増大させる保磁力増大部を設け、これを用いて補助情報を記録することにより、表面が平坦で且つ補助情報が正確に再生できる。また、この磁気ディスク８は、ある外部磁界で磁化が一斉反転するタイプの交換結合膜を有しているので界面磁壁を生じることがなく、記録層と磁気固定部との交換結合を厳密に制御する必要がないので、製造が容易である。これにより、第１〜第７の実施の形態と比較して磁気ディスク８の製造マージンを大きくできる。
【００６１】
なお、上述した第１〜第７の実施の形態で、記録層と磁気固定部との間にこれらの交換結合を制御するための制御膜を介在させてあっても同様の効果を奏する。この制御膜は非磁性膜であっても良いし、非磁性元素を含む磁性膜であっても良い。
【００６２】
第８の実施の形態
上述した第１〜第７の実施の形態では、記録層及び磁気固定部に磁性膜を用いることにより、磁気固定部に対応する記録層の領域の保磁力を大きくした場合を説明した。しかしながら、記録層及び磁気固定部の成膜時のレジスト除去の工程で真空を解除した際に、磁気固定部と記録層との間に酸化膜が形成された場合には、これらの交換結合力が低くなる傾向にある。交換結合力が低いと記録層の領域による保磁力の差が小さくなり、補助情報の記録マージンが小さくなる。そこで、真空解除の工程を経ても十分な保磁力の差を得るべく、磁気固定部に非磁性膜を用いて記録層の保磁力を増大させた磁気ディスクについて説明する。
【００６３】
図２２は、本発明の第８の実施の形態の磁気ディスク９の構造を示す部分斜視図である。図中１１はＳｉ製の基板であり、基板１１は表面に深さ５０ｎｍを有する断面矩形状のグルーブを周方向に有し、グルーブ間のトラック領域には深さ５０ｎｍで形成されたピットが形成されている。基板１１のトラックピッチは１μｍである。基板１１のグルーブ内及びピット内にはＮｉＰが充填されて、磁気固定部（保磁力増大部）９１，９１…が形成されている。基板１１及び磁気固定部９１の表面には、ＣｏＰｔ−ＳｉＯ2 からなる記録層３１が２０ｎｍの膜厚で積層されている。記録層３１の表面は平坦になっており、その上に積層された保護層（図示せず）の表面も平坦である。記録層３１は、磁気固定部９１に対応する上層領域は高保磁力領域９２であり、その他の部分は記録層単体が有する保磁力を維持している領域９３になっている。
【００６４】
以上の如き構成の磁気ディスク９を製造する際には、第７の実施の形態と同様に、基板１１にグルーブ及びピットを形成する。次に、基板１１上にＮｉＰを成膜する。成膜条件は、Ｎｉ3 Ｐのターゲットを用いてガス圧が５ｐａ，投入電力が１ｋＷであり、２０ｎｍの厚みのＮｉＰ膜を成膜した。その後、第１の実施の形態と同様にして磁気固定部９１を形成し、磁気固定部上のレジストを除去して記録層３１を形成する。
【００６５】
このように製造された磁気ディスク９では、記録層３１の高保磁力領域９２の保磁力は３ｋＯｅで、その他の領域９３の保磁力は１．５ｋＯｅであり、その差は補助情報を記録するために十分な値である。
【００６６】
なお、上述した第１〜第８の実施の形態では、磁気ディスクの基板はグルーブ又は凸条のように、隣のトラックのクロストークを遮蔽する部分を設けているが、これに限るものではなく、グルーブ又は凸条を設けていない基板であっても良い。
【００６７】
また、上述した実施の形態の磁気ディスクの製造方法において、磁気固定部を形成するためにエッチング層又はエッチング調整層にエッチングを施す場合を説明しているが、これに限るものではなく、例えば物理的研磨によりエッチング層又はエッチング調整層を削って磁気固定部を形成しても良い。
【００６８】
さらに、上述した実施の形態の磁気ディスクでは、基板と記録層との間に形成される磁気固定部がサーボ情報及びセクタ情報である場合を説明しているが、これに限るものではなく、磁気ディスクへの情報の記録／再生のために用いられる補助情報であれば良い。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、基板と記録層との間に磁気固定部を備えており、該磁気固定部と記録層との間に交換結合力がはたらくので、磁気固定部に与えられた磁化は変化することがなく、補助情報の再生を正確に行なうことができる。また、磁気固定部に磁性膜又は非磁性膜を用いることにより、記録層の磁気固定部に対応する領域の保磁力が、その他の領域よりも高いので補助情報が容易に記録でき、情報記録時に消去されることがなく、またクロスライトの影響を小さくすることができる。さらに、磁気固定部とこれに磁気的に結合する記録層の領域に同一方向の磁化を与えるので、補助情報が容易に記録でき、サーボライタを用いる必要がない等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の磁気ディスクの構造を示す部分斜視図である。
【図２】図１の磁気ディスクの部分平面図である。
【図３】図１の磁気ディスクの製造段階における模式的断面図である。
【図４】図１の磁気ディスクの製造段階における模式的断面図である。
【図５】図１の磁気ディスクの製造段階における模式的断面図である。
【図６】図１の磁気ディスクの製造段階における模式的断面図である。
【図７】図１の磁気ディスクの製造段階における模式的断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の磁気ディスクの構造を示す部分斜視図である。
【図９】図８の磁気ディスクの製造段階における模式的断面図である。
【図１０】図８の磁気ディスクの製造段階における模式的断面図である。
【図１１】図８の磁気ディスクの製造段階における模式的断面図である。
【図１２】図８の磁気ディスクの製造段階における模式的断面図である。
【図１３】図８の磁気ディスクの製造段階における模式的断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態の磁気ディスクの構造を示す断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態の磁気ディスクの構造を示す断面図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態の磁気ディスクの構造を示す部分斜視図である。
【図１７】本発明の第６の実施の形態の磁気ディスクにサーボ情報を記録する方法を説明する図である。
【図１８】図１７のＡの領域の磁化状態を示す拡大断面図である。
【図１９】一斉反転する交換結合膜の記録層の膜厚に対する保磁力を示すグラフである。
【図２０】第７の実施の形態の磁気ディスクにサーボ情報を記録する第１過程を説明する図である。
【図２１】第７の実施の形態の磁気ディスクにサーボ情報を記録する第２過程を説明する図である。
【図２２】本発明の第８の実施の形態の磁気ディスクの構造を示す部分斜視図である。
【図２３】従来のサーボライタの構成図である。
【図２４】従来の補助データを有する磁気ディスクの構造を示す部分斜視図である。
【図２５】図２４の補助データの記録方法を説明する図である。
【図２６】本発明に用いる記録層及び磁気固定部の磁化曲線を示した図である。
【図２７】本発明に用いる記録層及び磁気固定部の他の磁化曲線を示した図である。
【符号の説明】
１，２，３，４，８，９  磁気ディスク
５，６  磁石
１１，４１，５１  基板
１２  グルーブ
１３，１４  ピット
２１  エッチング調整層
２２  グルーブ部（グルーブ磁気固定部）
２３  サーボ部（サーボ磁気固定部）
２４  セクタ部
３０  エッチング調整層
３１  記録層
３２  グルーブ領域
３３  トラック領域
５２  凸条部
５３  サーボ部（サーボ磁気固定部）
９１  磁気固定部
９２  高保磁力領域
【図１】
0003541289.tif 000003
【図２】
0003541289.tif 000004
【図３】
0003541289.tif 000005
【図４】
0003541289.tif 000006
【図５】
0003541289.tif 000007
【図６】
0003541289.tif 000008
【図７】
0003541289.tif 000009
【図８】
0003541289.tif 000010
【図９】
0003541289.tif 000011
【図１０】
0003541289.tif 000012
【図１１】
0003541289.tif 000013
【図１２】
0003541289.tif 000014
【図１３】
0003541289.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
0003541289.tif 000017
【図１６】
0003541289.tif 000018
【図１７】
0003541289.tif 000019
【図１８】
0003541289.tif 000020
【図１９】
0003541289.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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