(57)【要約】【課題】ディスクリートトラック記録ディスクを提供する。【解決手段】ディスクリートトラック記録（ＤＴＲ）ディスク（「パターンド」ディスクとも呼ばれる）は、所定の方法で側壁を変調することによって形成されるセクタ化されたサーボを有し、データセクタの側壁に対してはこの方法での変調は行なわれない。各サーボセクタの２つの側壁はそれぞれ、異なる２つの方法で変調される。したがって、所与のサーボセクタからの信号は、「ＤＣ」消去開始の場合でさえも、異なる２つの変調それぞれの成分を含む。したがって、上記変調されたサーボセクタにより、サーボ書込は不要になる。加えて、データセクタの側壁は変調されていないため、データ信号は、変調のフィルタリングなしで読出される。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクであって、
磁性膜に形成された複数のランドおよび複数のギャップを含み、
各ランドは、ギャップによって、隣接するランドから分離され、
各ランドは、複数のサーボセクタおよび複数のデータセクタに分割され、
各サーボセクタは、少なくとも１つのデータセクタによって、隣接するサーボセクタから分離され、
各サーボセクタの各側壁は空間変調される、磁気ディスク。
【請求項２】
各サーボセクタの２つの側壁は、異なる２つの周波数で変調される、請求項１に記載の磁気ディスク。
【請求項３】
前記周波数は互いの５０％未満以内である、請求項２に記載の磁気ディスク。
【請求項４】
各側壁の変調の振幅は、ランドの幅の２分の１未満である、請求項１に記載の磁気ディスク。
【請求項５】
各サーボセクタは複数のフィールドを含み、
所与のサーボセクタの各フィールドは、前記所与のサーボセクタの隣接するフィールドから、径方向にオフセットされる、請求項１に記載の磁気ディスク。
【請求項６】
前記所与のサーボセクタの隣接する２つのフィールド間の径方向のオフセットは、前記所与のサーボセクタのランドの幅未満である、請求項５に記載の磁気ディスク。
【請求項７】
各データセクタの各側壁は空間変調されない、請求項１に記載の磁気ディスク。
【請求項８】
請求項１に記載の磁気ディスクを含むディスクドライブであって、
前記磁気ディスクの各データセクタに信号を記録するためかつ前記各データセクタから信号を読出すための磁気ヘッドをさらに含み、
前記磁気ヘッドは、ランドの幅とほぼ同一の幅の読取素子を含む、ディスクドライブ。
【請求項９】
ディスクドライブであって、磁性膜に形成された複数のトラックおよび複数のギャップを含む磁気ディスクを含み、各トラックは、ギャップによって、隣接するトラックから分離され、各トラックは、複数のサーボセクタおよび複数のデータセクタに分割され、各サーボセクタは、データセクタによって、隣接するサーボセクタから分離され、各データセクタの各側壁は変調されず、各サーボセクタの内側の側壁は第１の周波数で正弦波状に変調され、各サーボセクタの外側の側壁は第２の周波数で正弦波状に変調され、前記ディスクドライブはさらに、
前記磁気ディスクの各データセクタに信号を記録するためかつ前記各データセクタから信号を読出すための磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドに結合された回路と含み、前記回路は、前記磁気ヘッドから前記第１の周波数の第１の信号を検出するための第１の検出器と、前記磁気ヘッドから前記第２の周波数の第２の信号を検出するための第２の検出器とを含み、前記回路はさらに、前記第１の検出器および第２の検出器に結合され、前記第１の信号の第１の振幅を前記第２の信号の第２の振幅と比較するための比較器を含む、ディスクドライブ。
【請求項１０】
前記ヘッドは、前記ヘッドがランド上の中心にあるときに、前記ランドの２つの側壁の変調によって生じる２つの周波数各々を検知するのに十分な幅である、請求項９に記載のディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本願は、２００２年２月１５日にマイケル・マクニール（Michael McNeil）他によって出願された「パターンド媒体（Patterned Medium）」と題される米国特許出願第１０／０７７，２００号（２００３年９月２５日に米国特許公開公報２００３０１７９４８１として公開）に関連し、この出願の全体を本明細書に引用により援用する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、磁気ディスクドライブの分野に関し、より特定的には、ディスクドライブシステムで使用されるパターンド磁気ディスク（「ディスクリートトラック記録（discrete
track recording）」ディスクまたはＤＴＲディスクとも呼ばれる）に関する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術
ディスクリートトラック記録（ＤＴＲ）ディスクすなわちパターンド磁気ディスクは、先行技術において公知である。例として、Ｓ．Ｅ．ランバート（S.E.Lambert）、Ｉ．Ｌ．サンダーズ（I.L.Sanders）、Ａ．Ｍ．パトラッチ（A.M.Patlach）、Ｍ．Ｔ．クロンビ（M.T.Krounbi）およびＳ．Ｒ．ヘツラー（S.R.Hetzler）による「ディスクリートトラックを超えて：パターンド媒体の他の側面（Beyond discrete tracks: Other aspects of patterned media）」、応用物理ジャーナル（Journal of Applied Physics）、第６９巻（８）、１９９１年４月１５日、第４７２４−４７２６頁を参照されたい。具体的に言えば、この文献には、薄膜ディスクの表面を、標準的なリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより、幅が０．５μｍと狭いディスクリートトラックを形成することができると記載されている。これらの研究の範囲は、次に述べるようなパターンにまで及んでいる。このパターンは、エッチングされたトラックが、ディスクリートトラックのいくつかの部分をエッチングで取除くことによって、不連続セグメントに分割されたときに形成される。磁化の急激な変化は、媒体のＤＣ消去によって得られ、結果として、リードバックヘッドのギャップが媒体のパターンのエッジと整列したときに、従来の遷移の振幅の５０％までのリードバック信号が得られる。
【０００４】
別の文献として、青山勉、佐藤勇武、石尾俊二による「パターンド磁気記録媒体の作成方法と磁気的特性」、応用物理第７２巻第３号、第０２９８−０３０３頁（２００２）を参照されたい。この文献によると、ディスクリートトラック媒体は、従来の、トラック密度が非常に高い連続磁性膜では重要な問題であろうサイド書込およびサイド読出現象を改善する。不連続なビット媒体は、１Ｔｂｉｔ／ｉｎ2を超える、熱的に安定した磁気記録を実現する可能性がある。この文献では、ナノインプリントおよびＲＩＥを組合せたものの使用を含む作成方法が示され、作成されたサンプルの磁気特性について論じられている。
【０００５】
ＤＴＲディスクの場合、製造者は、ディスク製造時にヘッド位置サーボ情報をディスク上にプレフォーマットできるはずである。また、プレフォーマットされたサーボ制御情報は、ヘッドがＤＴＲディスク上のプレフォーマットされた領域の上を空間移動する際に、ヘッドの浮上高に混乱を生じさせ得る。
【０００６】
したがって、本特許出願の発明者らは、プレフォーマットされた専用サーボ領域の場合でも浮上高に影響を及ぼさない新たなサーボ構造が必要であると考える。
【０００７】
米国特許第５，７３９，９７２号（本特許全体を本明細書に引用により援用する）には、サーボ情報が各データトラックの鋸歯状のエッジに記録された記憶媒体が記載されている。ＭＲヘッドのリードバック信号の熱要素が抽出されサーボ制御のために使用される。具体的に言うと、ＭＲヘッドが、周波数ｆ１で鋸歯状にされた外側のエッジに近づくように移動するにつれ、周波数ｆ１の熱信号が増大する。ＭＲヘッドがトラックの中心に位置すると、トラックの鋸歯状の２つのエッジからの周波数応答はゼロに近い。なお、米国特許第５，７３９，９７２号では、トラックの長さ全体に沿って鋸歯状のエッジが存在することを必要としており、トラックはデータセクタ対サーボセクタに割当てられていない。したがって、このようなシステムからのリードバック信号は、トラックに沿うすべての場所において、データ信号およびサーボ信号を含む。
【特許文献１】米国特許出願第１０／０７７，２００号
【特許文献２】米国特許第５，７３９，９７２号
【非特許文献１】Ｓ．Ｅ．ランバート、Ｉ．Ｌ．サンダーズ、Ａ．Ｍ．パトラッチ、Ｍ．Ｔ．クロンビ、Ｓ．Ｒ．ヘツラー「ディスクリートトラックを超えて：パターンド媒体の他の側面」応用物理ジャーナル、第６９巻（８）、１９９１年４月１５日、第４７２４−４７２６頁
【非特許文献２】青山勉、佐藤勇武、石尾俊二「パターンド磁気記録媒体の作成方法と磁気的特性」応用物理第７２巻第３号、第０２９８−０３０３頁（２００２）
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
概要
本発明に従い、ディスクリートトラック記録（ＤＴＲ）ディスクのサーボセクタのみにおいて、ランドの側壁が所定の態様で空間変調されるのに対し、データセクタにおける同ランドの側壁については、前記所定の態様の変調は行なわれない。このような発明の実施例において、実際側壁はデータセクタでは変調されないが、サーボセクタでは変調される。なお、実施例によっては、ＤＴＲディスクは２種類あってもよい。１つはサーボセクタのみにおいて溝が変調されたものであり、もう１つはサーボセクタおよびデータセクタ双方において溝が変調されたものである。
【０００９】
多くの実施例では、サーボセクタにおいて、ＤＴＲディスクのランドの２つの側壁は、各々空間変調される。この空間変調は、たとえば各側壁の場所を、異なる２つの周波数ｆ１およびｆ２のうち一方または他方で振動させることにより、行なわれる。所与のサーボセクタからのリードバック信号は、たとえディスクが（たとえば１方向に磁化されることにより）ＤＣ消去されても、この変調（これら２つの周波数ｆ１およびｆ２の成分）を含む。上記空間変調された側壁を有するサーボセクタによって、先行技術で必要であった種類のサーボ書込は不要になる。
【００１０】
なお、データセクタのランドの側壁が変調されない実施例では、ディスクのＤＣ消去後、このディスクのデータセクタからリードバックされる信号はない。このような実施例においては、データ信号はフィルタリングなしで読出される。それ以外の実施例では、データ信号はフィルタリングされるものの、上記変調（たとえば周波数ｆ１およびｆ２の信号）を取り除くためにフィルタリングされるのではない。なぜなら、データセクタでは、ランドの側壁は全く変調されていないか、またはサーボセクタのようには変調されていないからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
詳細な説明
ディスクリートトラック記録ディスク１３０（図１Ａ）には、データの記憶を禁止する領域（「ギャップ」と呼ばれる）１３２ｉ−１および１３２ｉによって分離される、信号
を保持する多数の領域（「ランド」と呼ばれる）１３１ｉ−１、１３１ｉ、１３１ｉ＋１（図１Ｂ参照）がある。ランド領域１３１ｉは「トラック」とも呼ばれる。なお、ディスク１３０の多くの実施例では、ギャップ領域１３２ｉは、図１Ｄに示されるように（ランド領域１３１ｉから）物理的に後退させた領域である溝によって実現されるが、これに代わる実施例では、ギャップ領域１３２ｉは、ランド領域と同じ高さであるが磁化できない材料を含む領域として実現される。このような代替実施例のディスク１３０については、磁化できない材料を、イオン注入によって形成してもよい。
【００１２】
ディスク１３０の各ランド領域１３１ｉ（図１Ａ）は、ヘッドをディスクに対して位置決めするのに使用されるサーボセクタ１２１ｉ（図１Ａ）のような、複数のセクタで形成される。サーボセクタ１２１ｊは、２つのデータセクタ１１１ｊおよび１１１ｊ＋１の間にあり、これらデータセクタのランドは通常のやり方でデータを保持する、すなわち、データはディスクの磁性層に形成された磁区に記憶される。
【００１３】
本発明に従うと、ランド１３１ｉは、ランド１３１ｉを挟むギャップ領域１３２ｉおよび１３２ｉ−１によって定められる２つの側壁１３３ｉおよび１３４ｉ（図１Ｂ）を有する。側壁１３３ｉおよび１３４ｉは、サーボセクタ１２１ｊにおいて空間変調されるが、同側壁は、データセクタ１１１ｊおよび１１１ｊ＋１では変調されないままである。サーボセクタにおける各側壁の空間変調は、データセクタにおける同側壁の位置からの何らかの既知の変化とすることができ、この既知の変化は、回路１０２が検知する信号で認識される。いくつかの実施例では、図１Ｂの壁１３４ｉは、データセクタ１１１ｊにおけるノーマルベースライン（たとえばこのベースラインはディスク１３０の中心を基準とする円形または螺旋形）から、サーボセクタ１２１ｉにおける、上記ノーマルベースラインに対して（たとえば正弦波状に）空間振動する波形に、空間的に変形される。同様に、図１Ｂの壁１３３ｉもこのように空間変形されるが、その振動の周波数は壁１３４ｉの周波数と異なる。
【００１４】
２つの側壁１３４ｉおよび１３３ｉの空間変調はわざと異なるようにされており、回路１０２は、ヘッド１５０がランド１３１ｉの上を空間移動するときにこのヘッドの読取素子１５１が検知する信号の相違を認識するように、設計される。なお、ヘッド１５０は、主としてモータ１０５によるディスク１３０の回転によって生じる、ディスクとヘッド間の相対運動によって、ディスク１３０の上を空間移動する。通常、ヘッド１５０は、特定のランド１３１ｉの上を空間移動するときには、アクチュエータアーム１０３により（ディスクドライブの残りの部分に対して）静止した状態に保たれる。
【００１５】
上記の例では、ランド１３１ｉの２つの側壁１３３ｉおよび１３４ｉは、それぞれ異なる２つの周波数ｆ１およびｆ２で正弦波状に変調され、回路１０２は、リードバック信号の、これら特定の２つの周波数の成分間の相違を認識する。さらに、この実施例の回路１０２は、これら２つの周波数ｆ１およびｆ２の成分間の振幅の相違を用いて、ヘッド１５０のランド１３１ｉに対する位置を求める。側壁１３３ｉおよび１３４ｉによって生じる信号間の相違は、この例では周波数変調に基づいているが、これ以外の実施例ではこれ以外の種類の変調を用いてもよい（たとえば位相変調）。
【００１６】
加えて、図１Ｂでは、サーボセクタ１２１ｊにおける変調として正弦波状の波形が示されているが、波形は、これ以外の振動形状、たとえば、実施例に応じて予め定められる三角波（図３Ａ）または方形波（図３Ｂ）または任意の形状（図示せず）でもよい。具体的に言うと、壁１３４ｉおよび１３３ｉは、サーボセクタ１２１ｊにおいて、たとえその形状は振動していなくとも、チャープ形状（図３Ｃ）またはスペクトル拡散形状に空間変調されてもよい。要約すると、サーボセクタ１２１ｊにおける側壁の具体的な空間形状は、読取素子１５１においてこの側壁から生成される信号を回路１０２が認識する限り、どの
ようなものにもすることができる。
【００１７】
加えて、多くの実施例において、同側壁はデータセクタでは変調されないままであるが、これに代わる実施例では、データセクタの側壁も、ベースライン（螺旋形または円形）に対し空間変調されてもよい。このベースラインとは、同側壁がサーボセクタにあるときに振動する際の中心となる線である。上記代替実施例では、側壁１３３ｉのデータセクタ１１１ｊおよび１１１ｊ＋１における変調は、サーボセクタ１２１ｊにおける変調と十分に異なるようにして、回路１０２がこれらの相違を識別できるようにしている。この代替実施例の一例では、側壁１３３ｉおよび１３４ｉは、サーボセクタ１２１ｊにおいて、それぞれの周波数ｆ１およびｆ２で正弦波状に変調され、これら側壁は、データセクタ１１１ｊおよび１１１ｊ＋１においても、それぞれの周波数ｆ３およびｆ４で正弦波状に変調される。上記のように、多くの実施例においては、ｆ３およびｆ４は、０に等しく、これらは、データセクタ１１１ｊおよび１１１ｊ＋１においては側壁１３３ｉおよび１３４ｉを変調しない。
【００１８】
ランド１３１ｉの、側壁１３３ｉおよび１３４ｉそれぞれの中心線間の距離が、幅Ｗｌａｎｄを定める（図１Ｂ）。いくつかの実施例では、（図１Ｂにおいて点線で示される）磁気抵抗ヘッド１５０の読取素子１５１の幅は、ランド幅Ｗｌａｎｄとほぼ等しいかまたはそれよりも大きい。「ほぼ」という語は、ヘッド１５０が、サーボセクタにおいてランドの中心に置かれているときに、このランドの２つの側壁の変調を検知する機能の有効性を保証するのに十分近い、何らかの数を指すことを、意味している。いくつかの実施例では、読取素子１５１の特定の幅Ｗｒｅａｄは、通常の実験から求められ、この実験では読取素子の幅をランド幅Ｗｌａｎｄの±１０％以内となるように選択する。多くの実施例においては、読取素子の幅Ｗｒｅａｄは、以下の上限値より小さい。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
「ＴＷ」はトラック幅であり、「ＧＡＰ」はギャップの幅であり、ＲＴＭＲは読取トラック位置ずれである。加えて、いくつかの実施例では、読取素子はランド幅より小さくされ、読取素子の幅Ｗｒｅａｄの下限は以下の通りである。
【００２１】
【数２】
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【００２２】
本発明に従うと、読取素子１５１は、サーボセクタの少なくとも１つのフィールドにおいてランド１３１ｉの２つの側壁各々の空間変調を検知するのに十分な幅とされる。
【００２３】
なお、先の段落ではいくつかの制限について述べているが、読取素子１３１ｉの具体的な寸法は、実施例が異なれば異なるものであり、多くの実施例において、この寸法は、主として、データセクタ１１１ｊおよび１１１ｊ＋１の設計といった他の事項を考慮して決定される。いくつかの実施例においては、サーボセクタ１２１ｊの設計を考慮する限りにおいて、読取素子１３１ｉの設計も、ディスクドライブの回路１０２の、２つの側壁の空間変調から検知される信号に対する感度（または感度の欠如）に依存し（多くの実施例ではこの感度は実験からわかる）、検知された信号の雑音にも依存する。ほとんどの実施例において、２つの側壁から検知される信号は、駆動回路１０２が読取素子１５１の中心線
をランド１３１ｉの中心に置く（たとえば実施例に応じ、所定の不確定範囲内で中心に置く）のに十分な、信号対雑音比（ＳＮＲ）を有する。
【００２４】
加えて、いくつかの実施例では、ヘッド１５０の書込素子１５２の幅Ｗｗｒｉｔｅは、（ａ）トラック幅「Ｗｌａｎｄ」、（ｂ）ギャップ「ＧＡＰ」の幅および（ｃ）書込素子トラック位置ずれ「ＷＴＭＲ」に基づき、ある制限内に入るように、選択される。いくつかの実施例における書込素子１５２の幅Ｗｗｒｉｔｅに対する下限Ｗｗｒｉｔｅ−ｍｉｎおよび上限Ｗｗｒｉｔｅ−ｍａｘは、以下のように表わされる。
【００２５】
【数３】
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【００２６】
２つのＴＭＲの各々、すなわち書込ＴＭＲ（ＷＴＭＲ）および読出ＴＭＲ（ＲＴＭＲ）は、双方ともに、ディスクドライブにおけるヘッド１５０の通常のトラック追従動作中に起こり得る、素子１５１および１５２それぞれの位置ずれの最大範囲を定める。
【００２７】
なお、トラック間のピッチは、（Ｗｌａｎｄ＋ＧＡＰ）であり、その値は実施例に依存する。たとえば、いくつかの実施例では、ピッチは３００ナノメートルであるが、それ以外の実施例では、５００ナノメートルという大きなピッチまたは５０ナノメートルという小さなピッチを用いてもよい。所与の実施例におけるピッチの特定の値は、特定のドライブの設計に依存する。
【００２８】
多くの実施例において、ランド幅Ｗｌａｎｄを、たとえば２分の１ピッチまたは４分の３ピッチとなるように選択し得る。実施例によっては、ランド幅Ｗｌａｎｄを、ピッチの４０％から９０％の範囲内の値を有するように選択してもよい。加えて、ギャップ幅ＧＡＰを、上記の関係に適合するよう、ピッチの１０％から６０％の間となるように選択してもよい。また、実施例によっては、ランド１３１ｉの側壁１３４ｉがサーボセクタ１２１ｊにおいて変調される振幅Ｗａは、以下に示すように、ランド１３１ｉの幅Ｗｌａｎｄの２分の１までのいずれかの値となるように選択してもよい。
【００２９】
【数４】
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【００３０】
なお、側壁１３４ｉが空間振動する最大距離Ｍ（振動波形を変調に使用すると仮定）は、２＊Ｗａである（図１Ｂ参照）。
【００３１】
図１Ａおよび図１Ｂに示す例では、側壁が空間変調されたサーボセクタ１２１ｊが、側壁が変調されていない２つのデータセクタ１１１ｊおよび１１１ｊ＋１の間に挟まれる。サーボセクタ１２１ｊにおけるランド１３１ｉの側壁１３３ｉおよび１３４ｉを空間変調し、データセクタ１１１ｊおよび１１１ｊ＋１における同側壁を変調しないことには、ランド１３１ｉからのデータ信号を、サーボセクタ変調のためにフィルタリングせずに使用するという利点があり、そのため、データ信号を扱う回路１０２の一部分は、本明細書で説明する種類のサーボセクタを有するディスクの使用時でさえ、通常の設計と変わらない。加えて、サーボセクタ１２１ｊのランド１３１ｉからのリードバック信号は、たとえ「ＤＣ」消去開始の場合でも、２つの側壁１３３ｉおよび１３４ｉの各々が変調される空間
周波数ｆ１およびｆ２の成分をもたらす。
【００３２】
本発明の多くの実施例において、ランド１３１ｉの２つの壁１３３ｉおよび１３４ｉは、わずかに異なる２つの空間周波数で変調され、たとえば、壁１３３ｉは周波数ｆ１で変調され壁１３４ｉは周波数ｆ２で変調される。したがって、読取素子１５１が、サーボセクタ１２１ｊの上を空間移動する際に、磁界の変化として検知するリードバック信号は、周波数ｆ１およびｆ２双方を含む。なお、読取素子１５１が検知するリードバック信号は、ランド１３１ｉの壁１３３ｉおよび１３４ｉの空間変調によって生じる磁界の変化によって形成される。通常のやり方で設計されるヘッド１５０は、サーボセクタ１２１ｊの上を空間移動するときに、このような磁界の変化を検出する。
【００３３】
加えて、本発明に従うヘッド１５０は、通常の方法で、熱効果による信号を遮断または最小限にするようにも設計される。これは、米国特許第５，７３９，９７２号とは異なっており、この特許では、ヘッドは、ランドの鋸歯状にされたエッジによって生じる熱効果に対する感度が高くかつこの熱効果を検出することが求められる。なお、本発明のいくつかの実施例のディスク１３０は、磁化されて（たとえばＤＣ消去されて）、ヘッド１５０に所定の磁気応答を生じさせる。
【００３４】
図１Ｃに示されるように、これら２つの周波数ｆ１およびｆ２の信号は、回路１０２（図１Ａ）に含まれる検出器１０７Ａおよび１０７Ｂによって検出し得る。各サーボセクタにおけるランドの２つの側壁の空間変調の振幅Ｗａが同一であれば、リードバック信号の、これら周波数ｆ１およびｆ２の振幅を、直接、これも回路１０２に含まれる比較器１０８によって、互いに比較してもよい。この２つの周波数の信号間の相違は、比較器１０８によって、位置エラー信号（ＰＥＳ）として、回路１０２内のアクチュエータエレクトロニクス（ＡＥ）モジュール１０９に、与えられる。ＡＥモジュール１０９は、ヘッド１５０が置かれているアーム１０３の場所を、通常の態様で（ＰＥＳ信号に応答して）制御する。
【００３５】
なお、本明細書において説明する多くの実施例において、ディスク１３０は磁性材料の層を１層以上含む。たとえば、図１Ｄにおいて、磁性材料の層１８０は、基板１７０の上に示されている。基板１７０は、たとえば（ａ）ニッケルリンでめっきされたアルミニウムマンガンまたは（ｂ）ガラスとすることができる。保護層１９０が磁性層１８０の上にあってもよい。なお、図１Ｄに示した構成は例示に過ぎず、実施例によっては、追加の層があってもよく、層はより少なくてもよい。
【００３６】
磁性層１８０は、たとえば基板１７０上でのスパッタリングにより形成されるコバルトクロムプラチナで形成されてもよい。なお、本発明のいくつかの実施例では、ディスク１３０の溝の深さＤｔは実施例に応じて５ｎｍから１００ｎｍの範囲内としてよい。いくつかの実施例においては、ディスク１３０は、たとえば本明細書に引用により援用する米国特許出願第１０／０７７，２００号に記載されているように、ナノインプラントリソグラフィ（ＮＩＬ）を用いて形成される。
【００３７】
上記スタンパは、マスタディスクから形成され、ギャップが、下記の相違点以外は「ＮＩＬ」方法で一般的に使用されるやり方で、電子ビームによって形成される溝によって定められる。電子ビームは、サーボセクタにおける（ギャップを実現するための）溝の形成中に、（接線方向の運動に加え）径方向内側および外側に向かって動くことにより、空間変調を生じさせる。いくつかの実施例では、上記電子ビームの内向きおよび外向きの動きは、通常のやり方でキャパシタ上の電圧を変化させることによって実現してもよい。
【００３８】
サーボセクタのフィールドにおける電子ビームの径方向の動きの周波数は、一方のｆ１
またはｆ２であり、いくつかの実施例では、この動きの周波数は、隣接する溝の形成に使用されていた、他方のｆ１またはｆ２に依存する。具体的に言うと、ディスクが円形の溝を有しこの溝によってデータセクタの円形のランドを分離する場合（すなわち円形のトラック）、いくつかの実施例では、１つの溝は、すべてのサーボセクタに対し１つの空間振動周波数を有してもよい。これ以外の円形トラックの実施例では、溝の空間振動周波数は、隣接するサーボセクタで異なっている（たとえばあるサーボセクタではｆ１であり、このサーボセクタの前後の２つのサーボセクタではｆ２）。螺旋形トラックを有する実施例では（図１Ａに示すように）、振動周波数は、電子ビームにより、３６０°の回転についてのすべてのサーボセクタにおいて同一に（たとえばｆ１に）保たれ、次に、別の３６０°の回転についてのすべてのサーボセクタにおいて他方の振動周波数（たとえばｆ２）に切換えられ、上記動作が繰返される。なお、図１Ａでは３６０°の回転についてのサーボセクタは５つしかないが、典型的には、多くの実施例において約１００のサーボセクタがあり、実施例によっては２００または３００という多くのサーボセクタさえ使用することができる。
【００３９】
ディスクにおけるランドの振動する側壁が確実に適切に形成されるようにするために、いくつかの実施例においてマスタディスク上で露光されるレジストは、露光速度の十分に大きな変動を許容するように予め選択される。その理由は、このような実施例では、電子ビームが径方向内側および外側に移動してサーボセクタで変調された側壁を有する（ギャップを定める）溝を形成するときに高速で移動する一方、変調されない溝は、電子ビームがデータセクタをこれよりも遅い速度（ほぼ固定された線形速度）で移動することによって形成されるからである。
【００４０】
なお、いくつかの実施例では、周波数ｆ１およびｆ２は、互いに異なっているものの、十分近くなるように選択され、たとえば互いの５０％以内となるように選択されてもよい。このような実施例において周波数ｆ１およびｆ２が近いことによって、２つの周波数検出器１０７Ａおよび１０７Ｂ（図１Ｃ）からの信号が、ほぼ同時に比較に使用できるようになる。これに対し、もし周波数ｆ１が周波数ｆ２の数倍であったなら（代替のいくつかの実施例におけるように）、検出器１０７Ａからの信号は、検出器１０７Ｂからの信号の数周期前に、使用できるようになる。したがって、周波数ｆ２の数倍の周波数ｆ１は、このような代替実施例のサーボセクタが、ｆ２がｆ１とほぼ等しい実施例で必要であるサーボセクタよりも、はるかに大きいことを必要とする。
【００４１】
代替実施例では、変調（たとえば周波数および／または振幅）を区別可能な２つの信号を使用してもよい。また、いくつかの実施例では、側壁の周期的な変調（たとえば方形波形状）の空間波長（したがって周波数ｆ１またはｆ２）は、溝の幅に匹敵するほど大きくなるように選択される。その理由は、電子ビームを使用してギャップを形成する際のビームの解像度および電力制御である。
【００４２】
いくつかの実施例では図１Ｂに示すような種類の簡単なサーボセクタを使用するが、多くの実施例では、各サーボセクタに複数のパターンたとえば３つのパターン、４つのパターンまたは５つのパターンがある。たとえば、図２Ａは、フィールドＡ、フィールドＢおよびフィールドＣといった重なり合う３つのパターンを含むサーボセクタから検知される信号を示しており、結果として得られる信号（上記のＰＥＳ信号を形成するのに使用される）は、複数のトラックを横切る、ディスクの中心からの径方向の距離の関数としての、ほぼ連続する有効範囲をもたらす。具体的には、図２Ａに示すように、フィールドＡはフィールドＢに重なり、フィールドＢはフィールドＣに重なっている。なお、図２Ａに示した例では、径方向の距離は、トラックピッチ（すなわち隣接する２つのランドそれぞれの中心間の距離）を単位としており、たとえばｘ軸に沿う「２」という数字は、２つのトラックピッチを表わす。さらに、ｙ軸に沿う検知信号は、典型的にマイクロボルトで測定さ
れ、この信号は図２Ａでは正規化されて示される。
【００４３】
図２Ａに示す、重なり合うフィールドＡ−Ｃは、本発明に従い、データランドの側壁が位置するラインの場所を径方向にオフセットとすることによって実現してもよい。なお、図２Ｂの最上部において、フィールドＡが始まる前に、１つのデータランドの２つの側壁がライン１３３ＣＡおよび１３４ＣＡにある。２つの線１３３ＣＡおよび１３４ＣＡには、隣接するデータランドの側壁があり、これらの線は通常、ディスク全体として見た場合円形または螺旋形であるが、図２Ｂではほぼ線形である。なぜなら、これらの曲率は、図２Ｂを示す際の倍率では小さいからである。これら２つの線１３３ＣＡおよび１３４ＣＡは、フィールドＡの２つの側壁１３１ｉのサーボランド１３１ｉの（正弦波状のずれといった）変調の中央線を形成する。２つの側壁１３３ｉおよび１３４ｉ（この例では線１３３ＣＡおよび１３４ＣＡに対し正弦波状）はともに、本発明に従い、サーボセクタにおいて１つのフィールド「Ａ」を定める。
【００４４】
上記１つのフィールドは、典型的にはほとんどの実施例において不十分であり、これらの実施例では、上記フィールドＡと同じやり方で追加のフィールドが形成される。具体的に言うと、いくつかの実施例では、第２のフィールドＢの側壁１３３ｉの中心線１３３ＣＢが、フィールドＡの対応する中心線１３３ＣＡから径方向にオフセットされる。このオフセットは、ピッチの整数の分数１／Ｎであり、ここでＮは整数である。分数が小さいほど、フィールド間の信号の重なりは大きく、ヘッドがトラックを横切る際のサーボ信号の連続性は良くなる。たとえば、第２のフィールドＢ内の側壁１３３ＣＢは、第１のフィールドＡにおけるランド１３１ｉの中心線（図示せず）の径方向の場所にあってもよい。また、第３のフィールドＣでは、上記側壁１３３ｉの中心線１３３ＣＣは、第１のフィールドＡの側壁１３４ｉの中心線（図示せず）の径方向の場所と同じ径方向の場所にあってもよい。なお、図２Ｂでは、側壁１３３ｉを定める第１のフィールドＡのギャップ１３３ＧＡは、これらのギャップを形成するのに使用されるプロセスのため（たとえばマスタディスクの形成時に電子ビームのスイッチオフによって形成される場合）、第２のフィールドＢにおける対応のギャップ１３３ＧＢと連続していない。
【００４５】
隣接するフィールド「Ａ」および「Ｂ」において線１３３ＣＡおよび１３３ＣＢが径方向に分離される距離（すなわちそれぞれの側壁が中心に置かれる場所）は、多くの要素に依存しており、それはたとえば、ＰＥＳ信号の形成に使用されるサーボフィールドの数、サーボフィールドに利用できるスペースの量、トラックのピッチ、上記ディスクを使用するディスクドライブのサーボ回路の複雑度、およびそれ以外のドライブ設計パラメータである。図２Ｃは、６つのフィールドを使用する代替実施例におけるサーボセクタの変調された側壁を示す。
【００４６】
ヘッド１５０は、ランド１３１ｉ＋１の場所２１１の上を空間移動するときに、フィールドＡにおける２つの周波数ｆ１およびｆ２を検知する（検知された２つの周波数の信号はヘッドがランド上の中心にあるときは等しい）。ヘッド１５０は、場所２１２にあるときには、フィールドＢにおける周波数ｆ１のみを検知する（検知された信号は、ヘッドの読取素子のエッジが、ランドのエッジ部分においてギャップに向かう方向における最大偏位のときに最大となる）。ヘッド１５０は、場所２１３にあるとき、フィールドＣにおける周波数ｆ２およびｆ１を検知する。図２Ｂに示されるような種類のマルチフィールドサーボセクタを横切って空間移動するときに検知される、これら２つの周波数の信号の振幅は、図１Ｂに示されるような種類の単一フィールドサーボセクタを横切って空間移動する際よりも望ましいＰＥＳ信号をもたらす。
【００４７】
図２Ｂに示されるような種類のフィールドの１周期において、フィールド「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」は、ヘッドの移動方向（すなわち方位角方向）にずらされてこれらを時間
的に分離し、径方向には、データトラックのピッチの分数であるピッチ（サーボピッチ）だけ、ずらされる。次の周期は、同一の方位角位置をカバーするが、図２ＢのフィールドＡ′によって示されるように、１データトラック分だけ、径方向にずらされる。１周期では、所与の周波数（たとえばｆ１）がランドの左側にあり、次のサイクルでは、この所与の周波数（たとえばｆ１）はランドの右側にある。このように、２つの周波数ｆ１およびｆ２の相対位置を用いて「偶数」および「奇数」トラックを識別している。たとえば、「奇数」トラックは、左側および右側でそれぞれ周波数ｆ１およびｆ２を有するが、「偶数」トラックは、左側および右側でそれぞれ周波数ｆ２およびｆ１を有する。
【００４８】
なお、アクティブサーボフィールドからのサーボ信号が所定の振幅に達すると（ヘッドがランドに対し中心にあることを示す）、回路１０２のサーボエレクトロニクスは、適切な、方位角方向において隣接するフィールドを自動追跡する。したがって、多くの実施例ではサーボピッチは小さく保たれて、フィールドごとの位置エラー信号がうまく重なり合うようにする。複数のサーボフィールドＡ−ＣおよびＡ′−Ｃ′は、ヘッドがランド１３１ｉ（図２Ｂ）の中心にあり、さらなる情報が読出されて、ヘッドが位置する特定のトラックを（他の多くのトラックから）見分けることを確実にする。
【００４９】
サーボフィールドの例が、以下に示すパラメータを観点として示される。Ｗｌａｎｄがトラック幅でありＧＡＰがギャップ幅であるとすると、ピッチＰは、Ｗｌａｎｄ＋ＧＡＰである（Ｐ＝Ｗｌａｎｄ＋ＧＡＰ）。加えて、ウォブル振幅Ｗａを実質的にＷｌａｎｄ／２より小さく保たれるようにして、トラックの２つのエッジ間の干渉を回避する。Ｎが１周期におけるサーボフィールドの数（整数）であるとすると、ＳＰ＝Ｐ／Ｎは、サーボフィールドの径方向オフセットである（すなわち２つのフィールド間の距離）。以下の表では、すべての数字の単位はナノメートルであり、例外として「Ｎ」の列では数字は個数を表わす。なお、Ｍの列は側壁の空間変調のピーク−ピーク振幅２＊Ｗａである（図２Ａ参照）。
【００５０】
【表１】
2006209952.tif 000007
【００５１】
上記の表では、例Ｂは、例Ａより、必要なサーボセクタのスペースは多く、４／３であるが、エラー関数間隔は小さく、３／４であり、結果として望ましく重なり合っている。例Ｄのエラー曲線はより延びているが、エラー関数間隔は例Ａと同じであり、したがって重なりはいくぶん望ましいものとなっている。
【００５２】
当業者には、この開示に鑑みれば、本明細書に記載される実施例の多数の変形例および適応例が明らかになるであろう。たとえば、いくつかの実施例ではエンボス加工を用いてディスク１３０を形成し、このようなディスクは、図５Ａおよび５Ｂに示されるように他の製造方法で形成できる。具体的に言うと、図５Ａでは、基板１７０は平坦であるが、磁性層１８０および保護層１９０は、たとえば層１８０のエッチングによって形成された溝１３２ｉ、１３２ｉ−１、１３２ｉ−２などを有し、ランド間のギャップを実現する。
【００５３】
図５Ｂに示される実施例では、基板１７０はここでも平坦であるが、磁性層１８０には、たとえばイオン注入によって磁化しないようにされるいくつかの領域１６１および１６２がある。磁化されない領域１６１および１６２は、ランド１３１ｉ−１、１３１ｉおよび１３１ｉ＋１間のギャップの代わりの、固体領域である。この実施例のランド１３１ｉ−１、１３１ｉおよび１３１ｉ＋１は磁化可能であり、実際磁化され、これは図１Ａ−１Ｄを参照して先に述べたとおりである。具体的に言えば、図５Ｂでは、ランド１３１ｉ−１、１３１ｉ、１３１ｉ＋１が、データセクタにおいて、磁化されるトラックを形成する（サーボセクタでは実施例に応じ磁化されるかＤＣ消去される）。磁化不能領域１６１および１６２は、（例示を簡単にするために）変調されないものとして図５Ｂに示されているが、実際は、本発明に従いサーボセクタにあるときは（たとえば図５Ａに示されるように）空間変調される。
【００５４】
加えて、いくつかの実施例では、本明細書で述べた種類の、変調されるサーボセクタは、ＤＣ消去されるが（すなわち１方向に磁化される）、それ以外の実施例では、高周波キャリア信号（たとえば１００ＭＨｚ）が磁性層１８０で符号化される。このような実施例では、サーボ信号周波数ｆ１およびｆ２は、キャリア信号の測波帯として、読取素子で検知された信号からデコードされる。検知される特定の周波数ｆ１およびｆ２は、モータ１０５によってディスク１３０が回転する速度に依存する（これはディスクドライブの設計パラメータである）。
【００５５】
図４Ａおよび４Ｂに示されるように、２つの測波帯４１０は、増幅されると、２６ＭＨｚおよび２８．６ＭＨｚのピーク４１１および４１２として、個々に区別可能である。ピーク４１１および４１２はともに、この実施例のサーボセクタの単一のトラック（すなわち単一のランド）の２つの側壁の空間変調を表わす。なお、２つのピーク４１１および４１２は、ヘッドがトラックの中心にあるときは同一の振幅である。２つのピーク間の振幅の相違は、いくつかの実施例においてヘッドを中心に置くために使用される。図４Ａおよび４Ｂに示される実施例では、磁性層はサーボセクタにおいてＤＣ消去され、検知される信号は、各側壁についてピークを１つしか有さない（各ランドについて合計２つのピーク）。すなわち測波帯はない。
【００５６】
これに対し、図４Ｃおよび４Ｄに示す例では測波帯があり、トラックは搬送周波数ｆ０（ピーク４３１で示されるように１６５．８ＭＨｚ）で磁化され、ｆ０は、振幅が最も大きいピークであることから、識別される。この例では、このｆ０のピーク４３１の両側にある、より小さい２つのピーク４３２Ａおよび４３２Ｂは、周波数ｆ２で空間変調された１つの側壁が寄与していることを表わす。この１つの側壁は、それぞれの周波数がｆ０＋ｆ２およびｆ０−ｆ２である２つのピーク４３２Ａおよび４３２Ｂを生じさせる。もう１つの側壁は、周波数ｆ１で空間変調されたために、それぞれの周波数がｆ０＋ｆ１およびｆ０−ｆ１である２つのピーク４３３Ａおよび４３３Ｂに寄与する。図４Ｃおよび４Ｄの例では、値はｆ１＝２９．００ＭＨｚおよびｆ２＝２６．３６ＭＨｚである。なお、これらのｆ１およびｆ２の値と同じ値が図４Ａおよび４Ｂでも使用されている。
【００５７】
図４Ｃおよび４Ｄに示された搬送周波数がゼロでない実施例では、隣接する２つのピーク各々間の相違を平均し、ヘッドをトラック上で中心に置くフィードバック信号を得る。具体的に言うと、ピーク４３２Ａおよび４３３Ａ間の振幅の相違を、ピーク４３３Ａおよび４３３Ｂ間の振幅のもうひとつの相違に加算し、結果として得られる合計を２分の１にして、フィードバック信号を得る（これは図１Ｃに示されるアクチュエータエレクトロニクスモジュール１０９に与えられる）。
【００５８】
なお、いくつかの実施例では、キャリア信号だけではなく、それ以外の追加情報をさらに、サーボセクタのランドの磁性層１８０に符号化する。この追加情報を、ヘッドがどの
トラックの上を空間移動しているのか識別するのに使用する。このような１つの実施例では、キャリア信号は４００ＭＨｚでサーボセクタの磁性層１８０に記録され、１ビットの情報が、各セクタのキャリア信号に、たとえばサーボセクタのすべての磁区を移動方向またはこの移動方向と反対の方向に整列させることにより、（４ＭＨｚで）埋込まれる。ディスクに３６０°で１００のサーボセクタがあれば、１００ビットの追加情報をこのやり方で符号化すればよい。これら１００ビットは、この実施例において独自のトラック識別子を符号化する。
【００５９】
また、上記では、側壁はいくつかのディスクのサーボセクタにおいて連続的に変調されるものとして説明しているが、これ以外のディスクがその側壁をサーボセクタにおいて不連続に空間変調してもよい。これはたとえば側壁の存在および不在を単純に変調することによって行なわれる（すなわち変調が存在する側壁または不在の側壁を構成することにより、バイナリ符号化を行なう）。このような１つのディスク（図３Ｃ）は、空間変調を用いており、ランドには、一方で長さＬ１（たとえば１００ｎｍ）の側壁が断続し、もう１つの側では異なる長さＬ２（たとえば１５０ｎｍ）の側壁が断続している。これら２つの側壁によって、回路１０２が検出する、２つの異なる波長の方形波信号が、読取素子に発生する。
【００６０】
いくつかの実施例では、ビームを揺れさせることができるまたはビームをオンオフさせることができる電子ビームレコーダにおいて、マスタディスクが作製される。これら実施例では、電子ビームレコーダは、サーボセクタのランドのエッジに予め規定された変調を形成する。形成される変調に応じて、電子ビームレコーダは、変調の振幅および周期性に対して、ビームがどれだけの速度で移動可能か、レジストが一回の電子供給における露出に対しいかに反応するかなどの制限を課す。このように、これらの制限が、こうした実施例におけるディスクのランドの側壁の変調の設計の際に考慮される。
【００６１】
本発明の範囲および添付の特許請求の範囲は、本明細書において述べた実施例の変形例および適応例を数多く含む。
【００６２】
上記説明および図面において使用されているいくつかの記号のリストを以下に示す。
【００６３】
Ｗａ−側壁変調の振幅
Ｗｌａｎｄ−ランドの幅
ＧＡＰ−隣接するランドの対向する側壁間の距離
Ｗｒｅａｄ−ｍａｘ−ヘッドの読取素子の最大幅
Ｗｒｅａｄ−ｍｉｎ−ヘッドの読取素子の最小幅
Ｗｗｒｉｔｅ−ｍａｘ−ヘッドの書込素子の最大幅
Ｗｗｒｉｔｅ−ｍｉｎ−ヘッドの書込素子の最小幅
ＲＴＭＲ−読取素子のトラック位置ずれ
ＷＴＭＲ−書込素子のトラック位置ずれ
Ｐ−ピッチすなわち隣接する２つのランド間の距離
Ｎ−１つのピッチにおけるサーボフィールドの数
１／Ｎはフィールド間の距離をピッチを単位として表わしたものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１Ａ】磁気ディスクドライブのブロック図であり、この磁気ディスクドライブのサーボセクタ１２１ｊのランドは、図１Ｂに詳細を示すように、本発明に従い変調されている。
【図１Ｂ】図１Ａの磁気ディスクドライブのアーム１０３の下にある、ディスク１３０の領域の拡大図であり、データセクタ１１１ｊおよび１１１ｊ＋１の変調されない側壁間にあるサーボセクタ１２１ｊの変調された側壁を示す。
【図１Ｃ】図１Ａの磁気ディスクドライブの回路のブロック図である。
【図１Ｄ】図１Ｂのディスク構造の一例を示す、図１Ｂの１Ｄ−１Ｄの方向に沿った立体断面図である。
【図２Ａ】本発明のいくつかの実施例におけるサーボセクタの３つのフィールド「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」間の位置エラー信号（ＰＥＳ）の重複をグラフで示す図である。
【図２Ｂ】一実施例において図２Ａの重複するＰＥＳ信号を実現するのに使用される、図１Ｂに示した種類のサーボ領域にある、径方向にオフセットした３つのフィールドの拡大図である。
【図２Ｃ】代替実施例において図２Ａに示した種類の重複するＰＥＳ信号を実現するのに使用される、径方向にオフセットした６つのフィールドを有するサーボセクタを示す図である。
【図３Ａ】正弦曲線以外の空間変調を用いた、図１Ｂに示した種類のディスクの代替実施例を示す図である。
【図３Ｂ】正弦曲線以外の空間変調を用いた、図１Ｂに示した種類のディスクの代替実施例を示す図である。
【図３Ｃ】正弦曲線以外の空間変調を用いた、図１Ｂに示した種類のディスクの代替実施例を示す図である。
【図４Ａ】側壁の空間変調から得られる信号を（ｙ軸上に）グラフで示す図であり、ここでは磁性層は、ＤＣ消去され、周波数（ｘ軸）の関数として、検知されている。
【図４Ｂ】側壁の空間変調から得られる信号を（ｙ軸上に）グラフで示す図であり、ここでは磁性層は、ＤＣ消去され、周波数（ｘ軸）の関数として、増幅されている。
【図４Ｃ】側壁の空間変調から得られる信号を（ｙ軸上に）グラフで示す図であり、ここでは磁性層は、搬送周波数ｆ０で磁化され、周波数（ｘ軸）の関数として、検知されている。
【図４Ｄ】側壁の空間変調から得られる信号を（ｙ軸上に）グラフで示す図であり、ここでは磁性層は、搬送周波数ｆ０で磁化され、周波数（ｘ軸）の関数として、増幅されている。
【図５Ａ】本発明に従う代替実施例の断面図であり、磁性層はエッチングされてギャップを形成している。
【図５Ｂ】本発明に従う代替実施例の断面図であり、磁性層はギャップの代わりとして磁化不能にされている。
【符号の説明】
【００６５】
１１１ｊ  データセクタ、１２１ｊ  サーボセクタ、１３０  ディスク、１３３ｉ  側壁、１３４ｉ  側壁。
【図１Ａ】
2006209952.tif 000008
【図１Ｂ】
2006209952.tif 000009
【図１Ｃ】
2006209952.tif 000010
【図１Ｄ】
2006209952.tif 000011
【図２Ａ】
2006209952.tif 000012
【図２Ｂ】
2006209952.tif 000013
【図２Ｃ】
2006209952.tif 000014
【図３Ａ】
2006209952.tif 000015
【図３Ｂ】
2006209952.tif 000016
【図３Ｃ】
2006209952.tif 000017
【図４Ａ】
2006209952.tif 000018
【図４Ｂ】
2006209952.tif 000019
【図４Ｃ】
2006209952.tif 000020
【図４Ｄ】
2006209952.tif 000021
【図５Ａ】
2006209952.tif 000022
【図５Ｂ】
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