(57)【要約】【目的】記録セルのパターンが高度に配列化した記録媒体に対して、高速でデータ書き込みが可能な記録再生装置を提供する。【構成】互いに孤立した記録セルが規則的に配列したトラックを含む複数の記録領域と、トラック方向に沿って前記記録領域間に設けられ記録タイミングマークを含むセクタサーボ領域とを有するディスク状の記録媒体と、前記記録媒体上に配置される、アームに取り付けられた記録ヘッドおよび再生ヘッドと、前記再生ヘッドに接続された再生信号処理部と、前記再生信号処理部に接続されたタイミング信号作成部と、前記タイミング信号作成部と前記記録ヘッドとの間に接続された記録信号作成部とを有する記録再生装置。【選択図】    図２
2004199806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに孤立した記録セルが規則的に配列したトラックを含む複数の記録領域と、トラック方向に沿って前記記録領域間に設けられ記録タイミングマークを含むセクタサーボ領域とを有するディスク状の記録媒体と、
前記記録媒体上に配置される、アームに取り付けられた記録ヘッドおよび再生ヘッドと、
前記再生ヘッドに接続された再生信号処理部と、
前記再生信号処理部に接続されたタイミング信号作成部と、
前記タイミング信号作成部と前記記録ヘッドとの間に接続された記録信号作成部と
を具備したことを特徴とする記録再生装置。
【請求項２】
前記再生ヘッドにより前記記録タイミングマークが読み取られ、前記再生信号処理部により前記記録タイミングマークの信号の処理が行われ、処理された記録タイミングマークの信号に基づいて前記タイミング信号作成部により記録タイミング信号が作成され、前記記録タイミング信号に基づいて前記記録ヘッドにより記録媒体へのデータ書き込みが行われることを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項３】
前記セクタサーボ領域は再生タイミングマークを含み、前記再生ヘッドにより再生タイミングマークが読み取られ、前記再生信号処理部により前記再生タイミングマークの信号の処理が行われ、処理された前記再生タイミングマークの信号に基づいて前記タイミング信号作成部により再生タイミング信号が作成され、前記再生タイミング信号に基づいて前記再生ヘッドにより記録媒体からのデータ読み取りが行われることを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項４】
前記記録セルのトラック方向に沿うピッチが、前記記録媒体表面で半径位置によらず一定であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の記録再生装置。
【請求項５】
前記記録タイミングマークは、前記記録ヘッドおよび前記再生ヘッドが前記記録媒体の任意のトラック上に配置されたときのスキュー角による前記記録ヘッドと前記再生ヘッドとの間のトラック方向に沿う距離の変化を補正するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録再生装置。
【請求項６】
前記記録タイミングマークは、複数のトラックに交差する線状パターンで構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度記録が可能な記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パソコンなど情報機器の飛躍的な機能向上により、ユーザーの扱う情報は著しく増大してきている。このような状況の下で、これまでより飛躍的に記録密度の高い情報記録再生装置に対する期待は高まるばかりである。記録密度を向上させるためには、記録媒体において記録の書き込み単位である１つの記録セルまたは記録マークの大きさを微小化することが必要である。しかし、従来の記録媒体において記録セルまたは記録マークの微小化は大きな困難に直面している。
【０００３】
例えば、ハードディスクなどの磁気記録媒体では、記録層に粒度分布の広い多結晶体を用いている。しかし、結晶の熱揺らぎのために、小さい多結晶体では記録が不安定となる。このため、記録セルが大きい場合は問題ないが、記録セルが小さいと記録の不安定性やノイズの増大が生じる。これは、記録セルに含まれる結晶粒の数が少なくなることと、記録セル間の相互作用が相対的に大きくなることが要因になっている。
【０００４】
これらの問題を回避してＴｂｐｓｉレベルの記録密度を実現するために、磁気記録の分野においては、予め記録材料を非記録材料により分断し、単一の記録材料粒子を単一の記録セルとして記録再生を行うパターンドメディアが提案されている（Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，７６（１９９４）ｐｐ６６７３；米国特許第５，９５６，２１６号明細書；Ｒ．Ｈ．Ｍ．Ｎｅｗ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｂ１２（１９９４）ｐｐ３１９６；特開平１０−２３３０１５号公報）。しかし、パターンドメディアでは以下に述べるように記録再生時のヘッドの位置決めに高い精度を要し、特に記録時のタイミング合わせが問題となる。
【０００５】
通常のハードディスク媒体はトラック方向に一定の角度間隔でセクタサーボが設置されている。セクタサーボはプリアンブルマーク、アドレスパターン、バーストパターンなどで構成されている。媒体読み書き時は回転する媒体表面にヘッドを押し付け、セクタサーボから受ける信号を処理してその時点でのヘッド位置を把握することにより、目的とするトラック位置からの位置ずれを算出し、ヘッドが目的のトラック位置に来るようにアームの駆動機構に対しフィードバックをかける。このようなセクタサーボを用いたフィードバックにより、ヘッドを記録媒体上の目的とするトラック位置へ移動させることができる。セクタサーボ方式では媒体ディスク回転時の角度成分の位置合わせを高精度で行うことは困難であるが、従来のハードディスク媒体は表面が一様で連続した磁性体で覆われているため、記録されるビット信号に多少の位置ずれが生じても記録を行うことができた。
【０００６】
ところが、媒体表面において磁性ドットが非磁性領域により分断されているパターンドメディアでは、記録ヘッドによってデータ記録する際に、分断された磁性ドットの一つ一つにデータを書き込む必要があるため、媒体ディスク回転時の角度成分の位置合わせ、すなわち記録ヘッドの記録タイミング合わせが困難である。記録タイミングがずれると、記録ヘッドが非記録材料部分で書き込みを行ったり、隣り合った記録セルにまたがって書き込みを行ったりするため、記録ミスが増える。例えば、記録媒体の所定セクタの半径座標をｒ、記録媒体の回転速度をμとすると、例えばｒ＝２５ｍｍ、μ＝５４００ｒｐｍの時、媒体はヘッドの下を約１４ｍ／ｓｅｃの速度で通過している。媒体中の記録セルのサイズが例えば２０ｎｍであるとき、一つの記録セルがヘッド下を通過する時間は１．４ｎｓｅｃ程度である。タイミングを合わせて書き込みを行うためには記録セルサイズの数％以下の精度が必要であり、０．１ｎｓｅｃ以下のタイミング合わせが必要である。従来の記録再生装置では記録媒体上で記録材料が連続的に存在しているため上記のような０．１ｎｓｅｃレベルのタイミング合わせは必要ないのに対し、高密度記録に有効なパターンドメディアでは記録再生時に高精度のタイミング制御が必須となる。
【０００７】
上述したように、Ｔｂｐｓｉの記録密度を実現するために、パターンドメディアは有効な手段であるが、記録ヘッドにより個々の記録セルへタイミングを合わせてデータを書き込むことができる方法は得られていない。
【０００８】
【非特許文献１】
Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，７６（１９９４）ｐｐ６６７３
【０００９】
【特許文献１】
米国特許第５，９５６，２１６号明細書
【００１０】
【非特許文献２】
Ｒ．Ｈ．Ｍ．Ｎｅｗ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｂ１２（１９９４）ｐｐ３１９６
【００１１】
【特許文献２】
特開平１０−２３３０１５号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、記録セルのパターンが高度に配列化した記録媒体に対して、高速でデータ書き込みが可能な記録再生装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様に係る記録再生装置は、互いに孤立した記録セルが規則的に配列したトラックを含む複数の記録領域と、トラック方向に沿って前記記録領域間に設けられ記録タイミングマークを含むセクタサーボ領域とを有するディスク状の記録媒体と、前記記録媒体上に配置される、アームに取り付けられた記録ヘッドおよび再生ヘッドと、前記再生ヘッドに接続された再生信号処理部と、前記再生信号処理部に接続されたタイミング信号作成部と、前記タイミング信号作成部と前記記録ヘッドとの間に接続された記録信号作成部とを具備している。
【００１４】
本発明の一態様に係る記録再生装置においては、前記再生ヘッドにより前記記録タイミングマークが読み取られ、前記再生信号処理部により前記記録タイミングマークの信号の処理が行われ、処理された記録タイミングマークの信号に基づいて前記タイミング信号作成部により記録タイミング信号が作成され、前記記録タイミング信号に基づいて前記記録ヘッドにより記録媒体へのデータ書き込みが行われる。
【００１５】
また、本発明の一態様における記録再生装置においては、前記セクタサーボ領域が再生タイミングマークを含み、前記再生ヘッドにより再生タイミングマークが読み取られ、前記再生信号処理部により前記再生タイミングマークの信号の処理が行われ、処理された前記再生タイミングマークの信号に基づいて前記タイミング信号作成部により再生タイミング信号が作成され、前記再生タイミング信号に基づいて前記再生ヘッドにより記録媒体からのデータ読み取りが行われる。
【００１６】
本発明における記録タイミングマークは必須であるが、再生タイミングマークは、あってもよいし、なくてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下においては、本発明を磁気記録再生装置に適用した場合について説明するが、これに限らず本発明は光記録再生装置にも適用できる。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る記録再生装置に含まれる記録媒体としての磁気ディスクを示す平面図である。この磁気ディスクは、いわゆるパターンドメディアである。磁気ディスクの記録層の表面には、トラック方向（図中矢印で表示）に沿って、セクタサーボ領域２０と記録領域（データ領域）３０とが交互に形成されている。記録領域３０では、非磁性材料からなるマトリックス３２によって分断されて孤立した磁性材料からなるドット状の記録セル３１がトラック方向に沿って規則的に配列している。なお、ディスクの径方向に所定間隔で分離領域を設け、複数（図１に示すようにたとえば１０本）のトラックを含むトラック帯を形成することが好ましい。セクタサーボ領域２０は後述するように再生タイミングマークおよび記録タイミングマークを含む。
【００１９】
図２は、図１の磁気ディスクにおけるセクタサーボ領域の一例を示す平面図である。図２のセクタサーボ領域２０は、トラックデータおよびセクタデータを示すアドレスパターン２１、トラッキング用のバーストパターン２２、記録タイミングマーク２３、再生タイミングマーク２４をこの順に含んでいる。このセクタサーボ領域２０の後に記録領域３０が存在する。図２に示されるように、記録タイミングマーク２３および再生タイミングマーク２４はセクタサーボ領域２０の最後（記録領域３０の直前）に形成することが好ましい。
【００２０】
図２において、記録タイミングマーク２３は複数のトラックに交差して径方向に延びる線状マークを複数含むパターンとして構成されている。後述するように、記録タイミングマーク２３は図２に示す線状マークと同等の機能を発揮するように配置されたドットマーク列を複数含むパターンとして構成してもよい。
【００２１】
図２において、再生タイミングマーク２４はトラック方向に沿って配列された複数のドットマークとして構成されている。この再生タイミングマーク２４は記録領域３０における記録セル３１と同様に、非磁性材料によって分断されて孤立した磁性材料からなる。再生タイミングマーク２４に含まれる各ドットマークは、記録領域３０における記録セル３１の配列ピッチと同じ配列ピッチで形成されていることが好ましい。この場合、再生タイミングマーク２４に含まれるそれぞれのドットマークの中心位置と記録領域３０における記録セル３１の中心位置とが等間隔で現れるドット列が構成される。すなわち、再生タイミングマークとしてのドットマークと記録セルとがコヒーレントに配列される。再生タイミングマーク２４に含まれる各ドットマークの磁化は全て同じ方向に揃えることが好ましい。
【００２２】
なお、再生タイミングマークは連続磁性体膜中にサーボトラックライタにより描いた磁気情報の形態で形成してもよい。また、再生タイミングマークは、図２に示す記録タイミングマークと同様に、複数のトラックに交差する線状マークを複数含むパターンとして構成してもよい。
【００２３】
また、再生時には、再生タイミングマークを特に用いなくても、通常の信号処理により再生を行ってもよい。この場合には、媒体上には記録タイミングマークは存在するが、再生タイミングマークは存在しなくてよい。
【００２４】
図３（ａ）はあるトラック上の再生タイミングマークおよび記録領域と磁気ヘッドとを示す平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のトラックから得られる信号を示す図である。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、再生タイミングマーク２４の後方に、記録セル３１が配列した記録領域３０が形成されている。記録領域３０の先頭部分はヘッダ３０ａとなっている。再生タイミングマーク２４は、記録領域３０（ヘッダ３０ａを含む）の記録セル３１と同様に記録材料のドットで形成され、記録セル３１が配列しているトラック上を記録セル３１と同じ間隔で配列している。図３（ａ）においては、記録セル（またはドットマーク）の磁化方向を黒丸と白丸で示しており、黒丸と白丸とでは磁化方向が互いに反対向きになっている。
【００２６】
再生ヘッド５１は、バーストパターンを利用して径方向の位置あわせ（トラッキング）がなされ、そのトラックの再生タイミングマーク２４および記録領域３０（ヘッダ３０ａを含む）の記録セル３１の上を通過する。信号処理の結果、図３（ｂ）に示す信号が得られる。このとき、再生タイミングマーク２４の読み取り信号はタイミング信号作成回路へ送られ、このタイミング信号作成回路で記録領域３０の記録セル３１を読み取るための再生タイミング信号が作成される。再生ヘッド５１はヘッダ信号を検知した後、再生タイミング信号に従って記録領域３０の記録セル３１の読み取りを開始する。以上の手順により、再生ヘッド５１によって記録領域３０に含まれる各々の記録セル３１の位置で正確に読み取りを行うことができる。
【００２７】
次に、本発明の実施形態に係る記録再生装置におけるデータの記録方法について説明する。本発明の実施形態において用いられる磁気ディスク（パターンドメディア）への記録にあたっては、ヘッドの移動に伴うスキュー角の変動が問題となる。
【００２８】
再生ヘッドと記録ヘッドは一定の距離を隔てて配置されており、アームの回転によって磁気ディスク上で位置決めされる。このため、磁気ディスク上の位置（内周側か外周側か）によってスキュー角（トラック方向とアーム方向とのなす角）が変化し、磁気ディスク上で再生ヘッドの位置と記録ヘッドの位置にずれが生じる。磁気ディスクの径方向での位置ずれは、データ記録時に再生ヘッドによってセクタサーボ中のバーストパターンを読み取り、座標位置を調整することにより解消できる。ところが、パターンドメディアでは、スキュー角の変化に伴い、上述した径方向の位置ずれに加えて、トラック方向においても記録ヘッドと再生ヘッドの間の距離に変化が生じることが問題になる。パターンドメディアでは、データ記録時に記録ヘッドを目的とする記録セルの配列位置に正確に位置合わせして書き込みを行う必要があるため、この変化に対応して適切なタイミングが要求される。本発明の実施形態に係る記録再生装置では、再生ヘッドにより記録タイミングマークを読み取り、記録ヘッドによる書き込みが正しいタイミングで行われるようにタイミング信号を調整する。
【００２９】
図４は、本発明の実施形態に係る記録再生装置において磁気ディスク上にあるスキュー角で配置された再生ヘッドおよび記録ヘッドを示す平面図である。図４に示すように、磁気ディスク上には記録タイミングマーク２３、再生タイミングマーク２４および記録領域３０が形成されている。一方、再生ヘッド５１と記録ヘッド５２はアーム４０の方向に沿って距離ＬRWの間隔を隔てて配置されている。ここでスキュー角θは、再生ヘッド５１と記録ヘッド５２を結んだ直線と、ヘッド近傍における磁気ディスクのトラック方向との間で形成される角度である。実際のスキュー角θは、ディスク媒体の回転中心と、アームの回転中心との距離ＬAD、再生ヘッドとアームの回転中心との距離ＬAH、目的とするトラックの媒体回転中心からの半径ＬTで作成される３角形の、再生ヘッド位置の頂点の角度θHを用いて、（θ＝θH−９０°）で決定する。このとき、再生ヘッド５１と記録ヘッド５２との相対位置は、スキュー角θ（≠０°）を用いて、径方向にＬRWｓｉｎθだけ、トラック方向にＬRWｃｏｓθだけ離れている。このうち径方向の位置ずれに対しては、セクタサーボ中のアドレス信号とバースト信号を用いてＬRWｓｉｎθのずれを解消するようにヘッドの位置が補正される。
【００３０】
一方、本発明の実施形態に係る記録再生装置では、トラック方向における再生ヘッド５１と記録ヘッド５２との位置ずれは以下のようにして解消される。ここでは図５（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。図５（ａ）は磁気ディスク上にあるスキュー角で配置された再生ヘッドおよび記録ヘッドを示す平面図であり、図５（ｂ）は記録ヘッドへ送られる記録信号を示す図である。
【００３１】
図５（ａ）に示すように、記録タイミングマーク２３は、複数のトラックに交差して径方向に延びる線状マークを複数含むパターンとして構成されている。記録タイミングマーク２３は、記録領域３０の各記録セル３１との相対的な位置関係では、上記したトラック方向のＬRWｃｏｓθのずれを見込んで配置されている。なお、記録タイミングマーク２３に含まれる線状マークは、記録領域３０における記録セル３１の配列ピッチと同じ配列ピッチで形成されていてもよい。目標トラックに記録を行う場合、まず再生ヘッド５１により得られたバースト信号を用いて、記録ヘッド５２が目標トラック上に位置するように位置決めが行われる。その後、再生ヘッド５１が記録タイミングマーク２３上を通過すると、図５（ｂ）の左側に示す記録タイミングマーク２３の読み取り信号が得られる。記録タイミングマーク２３の読み取り信号はタイミング信号作成回路へ送られ、このタイミング信号作成回路で記録領域３０の記録セル３１へ書き込むための記録タイミング信号が作成される。その結果、図５（ｂ）に示すような記録信号が記録ヘッドへ送られる。
【００３２】
このとき、再生ヘッド５１は記録ヘッド５２が配置されているトラック位置とは径方向にずれた位置に配置されているが、記録タイミングマーク２３が線状マークで構成されているので、再生ヘッド５１は記録タイミングマーク２３を確実に読み取ることができる。したがって、バースト信号を用いて記録ヘッド５２が目標トラック上に位置するように位置決めが行われていれば、正確なタイミングで所定の記録セル３１に対して記録することができる。
【００３３】
なお、記録タイミングマーク２３は、スキュー角に伴う記録ヘッドと再生ヘッド５１との位置ずれを見込んで形成されたドットマーク列であってもよい。図６（ａ）〜（ｃ）を参照して、ドットマーク列で構成される記録タイミングマーク２３を説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は、記録タイミングマークと、再生タイミングマークおよび記録領域と、再生ヘッドと、記録ヘッドとの配置を示す平面図である。図６（ａ）は磁気ディスクの内周側、図６（ｂ）はスキュー角がほぼ０となる位置、図６（ｃ）は磁気ディスクの外周側を示している。
【００３４】
図６（ａ）〜（ｃ）に示されるように、記録タイミングマーク２３のドットマーク列と、再生タイミングマーク２４および記録領域３０のドットマーク列（すなわちトラック）は、磁気ディスク上の位置に応じて、径方向での位置ずれ量が異なるように形成されている。上記の位置ずれ量は、磁気ディスク上の位置に応じたスキュー角の変化に伴う再生ヘッド５１−記録ヘッド５２間の径方向の位置ずれ量に見合っている。
【００３５】
各トラックにおける位置ずれ量は以下のように規定される。すなわち、記録ヘッドと再生ヘッド間の距離をＬRWと規定し、スキュー角をディスク媒体の回転中心と、アームの回転中心との距離ＬAD、再生ヘッドとアームの回転中心との距離ＬAH、目的とするトラックの媒体回転中心からの半径ＬTで作成される３角形の、再生ヘッド位置の頂点の角度θHを用いて、（スキュー角θ＝θH−９０°）で規定する。このとき記録タイミング信号領域と、再生タイミング信号及び記録領域との、ディスク半径方向の位置ずれは、ＬRWｓｉｎθである。
【００３６】
図６において、各トラックは記録タイミング信号領域と、再生タイミング信号及び記録領域との、ディスク半径方向の位置がＬRWｓｉｎθずれているように設計されている。つまり、図６に示す構造は、ディスクとアームの相対距離ＬAD、アームの長さＬAH、目的とするトラックの媒体回転中心からの半径ＬT、記録ヘッドと再生ヘッドの距離ＬRWの４項目によって一義的に決定するものである。媒体デザイン時にこの構造を作成することによって、後から、すなわち実際の記録再生時にスキュー角に応じた記録タイミングの補正を行う必要はなくなる。この構造によって、磁気ディスク上のどの位置においても、記録ヘッド５２が目標トラック上に位置しているときに、再生ヘッド５１は記録タイミングマーク２３としてのドットマーク上に位置している。このように、記録タイミングマーク２３をドットマーク列で構成した場合でも、再生ヘッド５１によって記録タイミングマーク２３を正確に読み取ることができ、それに応じて作成された記録タイミング信号に基づく正確なタイミングで所定の記録セル３１に対して記録することができる。
【００３７】
以上述べたように、記録タイミングマーク２３は、スキュー角θに応じて目標トラックに対して径方向にＬRWｓｉｎθ、トラック方向にＬRWｃｏｓθずらして形成される。この配置をディスクの全トラックで適用すると、図７に示すように、記録タイミングマーク２３はディスク径方向に延びる連続した曲線状パターンとなる。また、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、記録タイミングマーク２３をドットマーク列で形成する場合には、ドットマーク列を図７と同様な曲線状に配列したパターンとする。
【００３８】
また、図８に示すように、記録タイミングマーク２３を、隣接する数トラック内で直線状パターンとし、ディスクの全トラックでは直線状パターンが隣接する数トラックごとに階段状に配列したパターンとしてもよい。この場合にも、記録タイミングマーク２３をドットマーク列で形成する場合には、ドットマーク列を数トラック内で直線状、数トラックごとに階段上に配列したパターンとする。図８の記録タイミングマーク２３は、図７のものに比べて容易に形成できるという利点がある。
【００３９】
ここで、通常のＨＤＤでは媒体ディスクを径方向に複数のゾーンに区切り、各ゾーン内は一定角度周期で記録を行うゾーン・ビット・レコーディング（ＺＢＲ）方式が採用されている。ＺＢＲ方式ではゾーン内でディスク中心からの距離によってトラック方向に沿う記録セルのピッチが異なる。
【００４０】
しかし、パターンドメディアでは各記録セルの大きさを揃えた方が磁気記録を書き換える際に都合がよいため、ＺＢＲ方式よりも全てのトラックで記録セル間の距離が等しいコンスタント・デンシティ・レコーディング（ＣＤＲ）方式の方が好ましい。ＣＤＲ方式では、ＺＢＲ方式のように中心から遠いトラック位置で冗長な記録セル間隔を持つ必要がないため、記録密度向上の視点からも好ましい。
【００４１】
通常のＨＤＤでは高速ランダムアクセスを可能にするため、ディスク回転速度を一定に保ち、ゾーン毎に一定のタイミングで記録再生を行っている。一方、ＣＤＲ方式では記録密度を上げられる反面、高速ランダムアクセスのためにディスク回転速度を一定にすると、全てのトラックでタイミング信号が異なるために、記録再生のためのタイミング設定が困難になる。これに対して、本発明の実施形態に係る記録再生装置ではトラック毎に再生タイミング信号および記録タイミング信号が作成されるため、トラック毎に異なるタイミングを設定することが可能である。
【００４２】
つまり、本発明の実施形態に係る記録再生装置では、記録セル間の距離が等しく高記録密度が可能なＣＤＲ方式で、高速ランダムアクセスのために媒体ディスクを一定速度で回転させた場合でも、トラック毎に再生タイミング信号および記録タイミング信号を参照して適切なタイミングで記録再生が可能になる。
【００４３】
【実施例】
図９〜図１２を参照して本実施例に係る磁気ディスク装置を説明する。
まず図９（ａ）〜（ｄ）に示す方法により、磁気ディスクを作製した。
直径２．５インチのガラスディスク基板１１上に、厚さ約３０ｎｍのＰｄ下地層、厚さ約５０ｎｍの垂直記録材料であるＣｏＣｒＰｔからなる磁性層１２、厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜１３を形成した。このＳｉＯ2膜１３上にレジストをスピンコートしてレジスト膜を形成した。このレジスト膜をナノインプリンティングリソグラフィによりスパイラル形状のレジストパターン１４へと加工した。このとき、帯状凸部をなすレジストパターン１４の幅を約４０ｎｍ、レジストパターン１４間の溝１５の幅を約４００ｎｍとした。このレジストパターン５２をマスクとして、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）によりＳｉＯ2膜１３を磁性層１２が露出するまでエッチングし、ＳｉＯ2膜１３に溝１５を転写した。このようにして図９（ａ）に示す構造を得た。
【００４４】
次に、磁性層１２の露出面をヘキサメチルジシラザンにより疎水化処理した。その後、レジストパターン１４の残渣をアッシングした。次いで、ディスク上に、ポリスチレン−ポリブタジエンのブロックコポリマー（ポリスチレンの分子量Ｍｗ＝４０００、ポリブタジエンの分子量Ｍｗ＝２００００）をトルエンに１重量％の濃度で溶解した溶液をスピンコートした。これにより、ＳｉＯ2膜１３に転写された溝１５をブロックコポリマー層１６で埋め込んだ。このディスクを真空中において１５０℃で３０時間アニールして、ブロックコポリマーを規則配列化させた。この結果、図９（ｂ）に示すように、ブロックコポリマー層１６内に、島状のポリスチレン１６ａが海状のポリブタジエン１６ｂによって囲まれた構造が形成された。
【００４５】
次いで、ブロックコポリマー層１６をオゾン処理して海状のポリブタジエン１６ｂを除去し、さらに水洗した。残存した島状のポリスチレン１６ａをマスクとしてＡｒイオンミリングにより磁性層１２をエッチングした。この結果、図９（ｃ）に示すように、島状（ドット状）の記録セル３１が形成された。なお、ＳｉＯ2膜１３のパターンの下部に残った帯状の磁性層は複数のトラックを含むトラック帯を分離する分離領域となる。
【００４６】
次いで、残存した島状のポリスチレン１６ａの残渣をアッシングした後、全面に厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜を成膜して記録セル３１ａ間の空隙をＳｉＯ2で埋め込み、このＳｉＯ2膜の表面をＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）により研磨して平坦化することにより、記録セル３１ａ間のマトリックス３２を形成した。さらに、全面にダイアモンドライクカーボンを成膜して保護膜１７を形成することにより、図９（ｄ）に示す磁気ディスクを得た。
【００４７】
上記工程の後に、サーボトラックライタにより、磁気ディスクのセクタサーボ領域に記録タイミングマーク２３および再生タイミングマーク２４を含むサーボパターンを描画した。図１０は本実施例の磁気ディスクの磁気パターンをＭＦＭで観察したものである。図２と同様に、アドレスパターン２１、バーストパターン２２、記録タイミングマーク２３、再生タイミングマーク２４を含むセクタサーボ領域２０、およびマトリックス３２によって分断されて孤立したドット状の記録セル３１がトラック方向に規則的に配列した記録領域３０が観察された。
【００４８】
図１１は、この磁気ディスクを組み込んだ磁気ディスク装置の内部構造を示す斜視図である。磁気ディスク１０はスピンドルモーター１０１に装着され、制御部からの制御信号により回転する。軸１０２にはアクチュエータアーム４０が保持され、アクチュエータアーム４０はサスペンション４１およびその先端のスライダ４２を支持している。磁気ディスク１０が回転すると、スライダ４２の媒体対向面は磁気ディスク１０の表面から所定量浮上した状態で保持され、情報の記録再生を行う。アクチュエータアーム４０の基端にはボイスコイルモーター１０３が設けられ、アクチュエータアーム４０はボイスコイルモーター１０３により回動できるようになっている。また、アクチュエータアーム４０の先端には微小位置制御を行うためのピエゾ素子（図示せず）が設置されている。
【００４９】
図１２は磁気ディスクとその上に配置されたスライダを示す断面図である。ガラス基板１１上に記録セル３１が規則配列したトラック帯を有する磁性層および保護層１７が形成されている。トラック帯を分離する分離領域を形成している磁性層には各トラック帯のアドレス番号およびセクタ番号に相当する情報が予め書き込まれている。
【００５０】
スライダ４２の先端には、再生ヘッド５１と記録ヘッド５２が搭載されている。再生ヘッド５１には再生信号処理部６１が接続されている。再生信号処理部６１にはタイミング信号作成部６２が接続されている。さらに、タイミング信号作成部６２と記録ヘッド５２との間に記録信号作成部６３が接続されている。
【００５１】
図１３はスライダを媒体対向面から見た平面図である。再生ヘッド５１を構成するＧＭＲ素子の寸法は縦約３０ｎｍ、幅約２０ｎｍ、記録ヘッド８２を構成する単磁極の寸法は縦約３０ｎｍ、幅約２０ｎｍである。
【００５２】
本実施例に係る磁気ディスク装置の記録時の動作を説明する。再生ヘッド５１によってセクタサーボ領域２０のバーストパターン２２を読み取り、得られたバースト信号に従って記録ヘッド５２を目標トラック上に位置決めする。次に、再生ヘッド５１により記録タイミングマーク２３を読み取り、再生信号処理部６１により読み取り信号が得られる。この読み取り信号はタイミング信号作成部６２へ送られ、記録タイミング信号が作成される。作成されたタイミング信号は記録信号作成部６３へ送られ、実際に書き込まれる記録信号がこのタイミング信号に合わせて記録ヘッド５２へ送られる。こうして、記録ヘッド５２により記録領域３０の記録セル３１に対して正確なタイミングで記録を行うことができる。
【００５３】
本実施例に係る磁気ディスク装置の再生時の動作を説明する。再生ヘッド５１によってセクタサーボ領域２０のバーストパターン２２を読み取り、得られたバースト信号に従って再生ヘッド５１を目標トラック上に位置決めする。次に、再生ヘッド５１により再生タイミングマーク２４を読み取り、再生信号処理部６１により読み取り信号が得られる。この読み取り信号はタイミング信号作成部６２へ送られ、再生タイミング信号が作成される。そして、再生ヘッド５１から得られる記録セル３１からの情報を、再生タイミング信号に従って読み取る。こうして、記録領域３０の記録セル３１の情報を正確なタイミングで読み取ることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、記録セルのパターンが高度に配列化した記録媒体に対して、高速でデータ書き込みが可能な記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る記録再生装置に含まれる記録媒体としての磁気ディスクを示す平面図。
【図２】図１の磁気ディスクにおけるセクタサーボ領域の一例を示す平面図。
【図３】あるトラック上の再生タイミングマークおよび記録領域と磁気ヘッドとを示す平面図、およびそのトラックから得られる信号を示す図。
【図４】本発明の実施形態に係る記録再生装置において磁気ディスク上にあるスキュー角で配置された再生ヘッドおよび記録ヘッドを示す平面図。
【図５】磁気ディスク上にあるスキュー角で配置された再生ヘッドおよび記録ヘッドを示す平面図、および記録ヘッドへ送られる記録信号を示す図。
【図６】ドットマーク列で構成される記録タイミングマークの、スキュー角に応じた配置を示す図。
【図７】ディスク上の全トラックにわたる記録タイミングマークの配置を示す図。
【図８】ディスク上の全トラックにわたる記録タイミングマークの他の配置を示す図。
【図９】本発明の実施例における磁気ディスクの製造工程を示す断面図。
【図１０】本実施例の磁気ディスクの磁気パターンをＭＦＭで観察した図。
【図１１】磁気ディスク装置の内部構造を示す斜視図。
【図１２】磁気ディスクとその上に配置されたスライダを示す断面図。
【図１３】スライダを媒体対向面から見た平面図。
【符号の説明】
１０…磁気ディスク、１１…ガラスディスク基板、１２…磁性層、
１３…ＳｉＯ2膜、１４…レジストパターン、１５…溝、
１６…ブロックコポリマー層、１６ａ…ポリスチレン、
１６ｂ…ポリブタジエン、１７…保護膜、２０…セクタサーボ領域、
２１…アドレスパターン、２２…バーストパターン、
２３…記録タイミングマーク、２４…再生タイミングマーク、
３０…記録領域、３１…記録セル、３２…マトリックス、
４０…アクチュエータアーム、４１…サスペンション、４２…スライダ、
５１…再生ヘッド、５２…記録ヘッド、６１…再生信号処理部、
６２…タイミング信号作成部、６３…記録信号作成部、
１０１…スピンドルモーター、１０２…軸、１０３…ボイスコイルモーター。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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