(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを記憶するランド領域と、
サーボ情報を記憶するトラフ領域とを備え、
ランド領域が、データ・トラックを含み、第１のトラフが、前記ランド領域の一方の側を境界付け、また第２のトラフが、前記ランド領域の別の側を境界付け、前記第１のトラフの中の前記サーボ情報が、前記第２のトラフの中の前記サーボ情報とは異なる周波数である磁気記録媒体。
【請求項２】
データを記憶するランド領域、およびサーボ情報を記憶するトラフ領域から成るパターン付き媒体と、
前記パターン付き媒体の前記ランド領域に対してデータの読取りおよび書込みを行い、かつ前記トラフ領域からサーボ情報を読み取る記録ヘッドとから構成され、
ランド領域は、データ・トラックを含み、第１のトラフは、前記ランド領域の一方の側を境界付け、また第２のトラフは、前記ランド領域の別の側を境界付け、前記第１のトラフの中の前記サーボ情報は、前記第２のトラフの中の前記サーボ情報とは異なる周波数である磁気記録媒体。
【請求項３】
データを記憶するランド領域、およびサーボ情報を記憶するトラフ領域から成るパターン付き媒体の上方で記録ヘッドを動かすステップと、
ランド領域上にデータを転送するステップと、
前記データを転送するのと同時にトラフ領域からサーボ情報を読み取るステップと、
前記サーボ情報を使用して前記記録ヘッドを前記ランド領域に対して動かすステップと
を含み、
前記ランド領域はデータ・トラックを含み、第１のトラフは、前記ランド領域の一方の側を境界付け、また第２のトラフは前記ランド領域の別の側を境界付け、
前記サーボ情報を使用して前記記録ヘッドを動かすステップが、前記第１のトラフからのサーボ情報を前記第２のトラフからのサーボ情報と比較して、前記比較に基づいて前記記録ヘッドの位置合わせを修正するステップを含み、
前記第１のトラフの中の前記サーボ情報が前記第２のトラフの中の前記サーボ情報とは異なる周波数であるデータにアクセスする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを記憶するためのランド領域およびデータの記憶を禁止するためのトラフ領域を有するパターン付き媒体に関し、また読取りワイド／書込みナローの記録ヘッドとともにこのパターン付き媒体を使用する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、２００１年２月１６日出願の米国仮出願６０／２６９５１７に対する優先権を主張するものである。
【０００３】
磁気ディスク・ドライブは、ディスクとして知られる磁気媒体上にデジタル・データを記憶するデジタル・データ記憶装置である。ディスクは、一般に、デジタル・データを記憶するための複数のトラックを含む。データは、ディスクを被覆する磁気層に誘起された磁気極性遷移の形態でディスクのトラック上に記憶される。
【０００４】
ディスク・ドライブの動作中、ディスクは、実質的に一定の角速度でスピン・モータによって軸のまわりを回転する。ディスクとのデータの転送を行うため、記録ヘッドとして知られる変換器が、回転するディスクのトラックの上方に中心を合わせられる。中心を合わせた後、ヘッドを使用してトラックにデータを転送する（書込み動作中）、またはトラックからデータを転送する（読取り動作中）ことができる。書込み中、例えば、書込み電流が中心を合わされたヘッドに送られて、トラック上に磁気極性遷移を誘起するヘッドの下部に交番磁界が生成される。読取り中、中心を合わされたヘッドは、動くトラック上の磁気極性遷移から発する磁界を検出して、トラック上のデータを表すアナログ読取り信号を生成する。
【０００５】
記録ヘッドは、読取り動作を行うための読取り要素、および書込み動作を行うための書込み要素を有するデュアル要素であることが可能である。書込み要素が、ディスクのトラックから古いデータを「消去」する消去帯をその縁に含み、これによって読取り要素が古いデータを検出するのを防止するとうい条件で、読取り要素を書込み要素より幅広くすることが知られている。この構成は、米国特許第５９４０２５０号（ＭｃＮｅｉｌ他）で説明されている。
【特許文献１】米国特許第５９４０２５０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、正確にデータを記録することができる新規な磁気記録システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一般に、一態様では、本発明は、ランド領域およびトラフ領域から成るパターン付き媒体、このパターン付き媒体にデータを書き込む書込み要素、およびこのパターン付き媒体からデータを読み取る読取り要素を含む磁気記録システムである。読取り要素は、書込み要素より幅が広い。ランド領域は、データを記憶し、トラフ領域は、データの記憶を妨げる。つまり、トラフ領域は、古いデータが、ランド領域の外側に書き込まれるのを防止し、読取り要素にトラック外の雑音を検出させることなく、読取り要素の幅を広げることを可能にしている。読取り要素の幅を広げることにより、システムにおいて相当に信号対雑音比を有利にすることができる。
【０００８】
前述した態様は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことが可能である。読取り要素および書込み要素は、読取り中および書込み中にパターン付き媒体の上を飛ぶ記録ヘッドの一部であることが可能である。トラフ領域は、トラフ領域へのデータの磁気書込みを妨げるのに十分な記録ヘッドに対する深さを有することが可能である。パターン付き媒体は、基板上に配置されたポリマー層で作られていることが可能であり、この層が、ランド領域およびトラフ領域を規定する。基板の例には、ガラス基板、ＮｉＰクラッド・アルミニウム合金基板、ガラス・セラミック基板、およびチタニウム基板が含まれる。また、ポリマー層は、磁気層も含む。読取り要素は、書込み要素の書込み幅より広い読取り幅を有することが可能である。
【０００９】
パターン付き媒体は、データを記憶するトラックを有する回転可能な磁気ディスクを含むことが可能である。トラックは、同心円、らせん、またはその他の任意の構成であることが可能である。トラックは、ランド領域を含むことが可能である。トラックは、トラフ領域によって回転可能な磁気ディスク上で分離されていることが可能である。ランド領域は、トラフ領域によって互いに分離されたデータ・アイランドを含むことが可能である。データ・アイランドの各々は、１ビットを記憶できることが可能である。
【００１０】
一般に、別の態様では、本発明は、データを記憶する複数のトラックを有する磁気ディスクを含むディスク・ドライブを対象とする。トラックは、データを記憶するためのランド領域、およびランド領域を互いに実質的に分離するトラフ領域を含む。また、ディスク・ドライブは、磁気ディスクにデータを転送し、また磁気ディスクからデータを転送する記録ヘッドも含む。記録ヘッドは書込み要素および読取り要素を含む。読取り要素は、書込み要素の幅より広い幅を有する。
【００１１】
本発明のこの態様は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことが可能である。アクチュエータ・アームが、ディスク上でヘッドを位置付けるためにディスク・ドライブに含まれることが可能である。記録ヘッドは、読取り中および書込み中にディスクの上を飛ぶことが可能である。トラフ領域は、トラフ領域へのデータの磁気書込みを妨げるのに十分な記録ヘッドに対する深さを有することが可能である。磁気ディスクは、基板上に配置されたポリマー層から成るパターン付き媒体であることが可能である。ポリマー層は、ランド領域およびトラフ領域を規定し、上面に磁気層を含む。
【００１２】
トラック上のランド領域は、トラフ領域によって互いに分離されたデータ・アイランドを含むことが可能である。データ・アイランドの各々は、少なくとも１ビットを記憶できる。トラックは、磁気ディスクの内径において、磁気ディスクの外径におけるのとは異なる密度を有することが可能である。トラフ領域は、磁気ディスク上への書込み中、消去帯として機能することが可能である。
【００１３】
読取り要素の幅は、値Ｒminと値Ｒmaxの間にあることが可能であり、ただし、
Rmin=TWであり、かつ
Rmax=TW+2GAP-2RTMRであり、
上式で、ＴＷは、トラック幅に対応し、ＧＡＰは、隣接するトラック間の距離に対応し、またＲＴＭＲは、トラック上の読取り要素の位置ずれに対応する。
【００１４】
書込み要素の幅は、値Ｗminと値Ｗmaxの間にあることが可能であり、ただし、
Wmin=TW+WTMRであり、かつ
Wmax=TW+2GAP-2SQであり、
上式で、ＴＷは、トラック幅に対応し、ＧＡＰは、隣接するトラック間の距離に対応し、ＷＴＭＲは、トラック上の書込み要素の位置ずれに対応し、またＳＱは、書込み要素の位置ずれに起因するトラック間の距離の減少に対応する。
【００１５】
一般に、別の態様では、本発明は、パターン付き磁気記憶媒体を対象とする。記憶媒体は、基板、およびこの基板上に形成された層を含む。この層は、ランド領域およびトラフ領域を規定する。ランド領域は、データを記憶し、トラフ領域は、ランド領域間のデータの記憶を妨げる。本発明のこの態様は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことが可能である。
【００１６】
ランド領域は、基板との関係でトラフ領域より高く突出させることができる。トラフ領域は、トラフ領域へのデータの磁気書込みを妨げるのに十分なランド領域に対する深さを有することが可能である。ランド領域は、トラフ領域によって互いに分離されたデータ・アイランドを含むことが可能である。データ・アイランドの各々は、少なくとも１ビットを記憶できる。ランド領域は同心円トラックまたはらせんトラックでちく、トラフ領域はトラックを互いに分離する。トラフ領域は、ランド領域間のデータの書込みを妨げるための消去帯として機能することが可能である。基板は、ガラス基板、ＮｉＰクラッド・アルミニウム合金基板、ガラス・セラミック基板、および／またはチタニウム基板であることが可能であり、また層は、上面に磁気層が配置されているポリマーであることが可能である。
【００１７】
一般に、別の態様では、本発明は、データをデータ・トラックの中に磁気式で記憶するための記憶手段を含む装置を対象とする。データ・トラックは、記憶手段上に物理的にスタンピングされた消去帯によって分離される。また、この装置は、記憶手段にデータを書き込む書込み手段も含む。読取り手段が、記憶手段からデータを読み取る。読取り手段は、書込み手段の幅より広い幅を有する。この態様は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことが可能である。
【００１８】
消去帯は、記憶手段上でデータ・トラック間に形成されたトラフであることが可能である。記憶手段は、基板上に配置されたポリマー層で形成されたパターン付き媒体であることが可能である。ポリマー層は、データ・トラックおよび消去帯を含むこと、また上面に磁気層が配置されていることが可能である。読取り手段および書込み手段は、読取り中および書込み中、記憶手段の上を飛ぶ記録手段の一部であることが可能である。消去帯は、トラフへのデータの磁気書込みを妨げるのに十分な記録手段に対する深さを有するトラフであることが可能である。データ・トラックは、トラフによって分離されたデータ・アイランドのシーケンスを含むことが可能である。
【００１９】
一般に、別の態様では、本発明は、ランド領域およびトラフ領域から成るパターン付き媒体を含む磁気記録システムを対象とする。ランド領域は、データを記憶し、トラフ領域は、データの記憶を妨げる。このシステムは、パターン付き媒体のランド領域に対してデータの読取りおよび書込みを行う記録ヘッドを含む。記録ヘッドは、読取り要素を有する。読取り要素は、ランド領域の幅より広い幅を有する。この態様は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことが可能である。
【００２０】
記録ヘッドは、読取り要素の幅より狭く、ランド領域の幅より広い幅を有する書込み要素を含むことが可能である。トラフ領域は、トラフ領域へのデータの磁気書込みを妨げるのに十分な記録ヘッドに対する深さを有することが可能である。パターン付き媒体は、基板上に配置されたポリマー層を含むことが可能である。ポリマー層は、ランド領域およびトラフ領域を規定することが可能であり、また上面に磁気層が配置されていることが可能である。
【００２１】
パターン付き媒体は、データを記憶するトラックを有する回転可能な磁気ディスクであることが可能である。同心円トラックが、ランド領域であることが可能である。トラックは、トラフ領域によって回転可能な磁気ディスク上で分離されていることが可能である。ランド領域は、トラフ領域によって互いに分離されたデータ・アイランドを含むことが可能である。データ・アイランドの各々は、ブロックのデータを記憶できることが可能である。ブロックのデータは、１ビットであることが可能である。
【００２２】
一般に、別の態様では、本発明は、データを記憶するランド領域、およびサーボ情報を記憶するトラフ領域を含む磁気記録媒体を対象とする。トラフ領域の中にサーボ情報を記憶することにより、記録媒体をスキャンするヘッドに連続的サーボを提供し、それと同時に、相当な量のデータを記憶するのに利用可能な媒体空間の量を増大させることが可能になる。この態様は、以下の１つまたは複数を含むことが可能である。
【００２３】
ランド領域の中のデータは、トラフ領域の中のサーボ情報より高い周波数であることが可能である。トラフ領域は、トラフに対してランド領域より低い高さを有するステップを含むことが可能である。ステップはサーボ情報を含むことが可能である。ランド領域は、データ・トラックであることが可能であり、第１のトラフが、そのランド領域の一方の側を境界付け、また第２のトラフが、そのランド領域の別の側を境界付けることが可能である。第１のトラフの中のサーボ情報は、第２のトラフの中のサーボ情報とは異なる周波数であることが可能である。
【００２４】
トラフは、サーボ信号およびグレイ・コードの少なくとも１つを含むことが可能である。ランド領域およびトラフ領域は、交互する同心円トラックまたはらせんトラックであることが可能である。ランド領域は、追加のトラフ領域によって互いに分離されたデータ・アイランドを含むことが可能である。データ・アイランドの各々は、ブロックのデータを記憶できることが可能である。ブロックのデータは、１ビットであることが可能である。
【００２５】
一般に、別の実施形態では、本発明は、ランド領域およびトラフ領域から成るパターン付き媒体を含む磁気記録システムを対象とする。ランド領域は、データを記憶し、トラフ領域は、サーボ情報を記憶する。システムは、パターン付き媒体のランド領域に対してデータの読取りおよび書込みを行い、またトラフ領域からサーボ情報の読取りを行う記録ヘッドを含む。この態様は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことが可能である。
【００２６】
記録ヘッドは、読取り要素および書込み要素を含むことが可能である。読取り要素は、書込み要素の幅より広い幅を有することが可能である。ランド領域の中のデータは、トラフ領域の中のサーボ情報より高い周波数であることが可能である。記録ヘッドは、より高い周波数のデータを読み取るのに十分なだけランド領域に近く、またより低い周波数のサーボ情報を読み取るのに十分なだけトラフ領域に近く位置合わせすることができる。トラフ領域は、トラフに対してランド領域より低い高さを有するステップを含むことが可能である。このステップは、サーボ情報を含むことが可能である。
【００２７】
ランド領域は、データ・トラックを含むことが可能であり、第１のトラフが、そのランド領域の一方の側を境界付け、また第２のトラフが、そのランド領域の別の側を境界付けることが可能である。第１のトラフの中のサーボ情報は、第２のトラフの中のサーボ情報とは異なる周波数であることが可能である。トラフは、サーボ情報およびグレイ・コードの少なくとも１つを含むことが可能である。
【００２８】
ランド領域およびトラフ領域は、交互する同心円トラックまたはらせんトラックであることが可能である。ランド領域は、追加のトラフ領域によって互いに分離されたデータ・アイランドを含むことが可能である。データ・アイランドの各々は、ブロックのデータを記憶できることが可能である。ブロックのデータは、１ビットであることが可能である。パターン付き媒体は、ランドおよびトラフを含む交互するトラックを有する回転可能な磁気ディスクであることが可能である。パターン付き媒体は、フェイズ・ロック・ループ情報を記憶するデータ・セクタを含むことが可能である。
【００２９】
磁気記録システムは、データおよびサーボ情報を受け取り、サーボ情報を出力する低域フィルタ、ならびにデータおよびサーボ情報を受け取り、データを出力する高域フィルタを含むことが可能である。
【００３０】
一般に、別の態様では、本発明は、データにアクセスする方法を対象とする。この方法は、データを記憶するランド領域、およびサーボ情報を記憶するトラフ領域から成るパターン付き媒体上で記録ヘッドを移動させることと、ランド領域上にデータを転送することと、データを転送するのと同時にトラフ領域からサーボ情報を読み取ることと、そのサーボ情報を使用してランド領域に対して記録ヘッドを移動させることとを含む。この態様は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことが可能である。
【００３１】
ランド領域は、データ・トラックを含むことが可能であり、第１のトラフが、そのランド領域の一方の側を境界付け、また第２のトラフが、そのランド領域の別の側を境界付けることが可能である。サーボ情報は、第１のトラフからのサーボ情報を第２のトラフからのサーボ情報と比較して、その比較に基づいて記録ヘッドの位置合わせを修正することによって記録ヘッドを移動させるのに使用する。第１のトラフの中のサーボ情報は、第２のトラフの中のサーボ情報とは異なる周波数であることが可能である。記録ヘッドは、読取り要素および書込み要素を含み、読取り要素が、書込み要素の幅より広い幅を有することが可能である。
【００３２】
この要約は、本発明の性質を迅速に理解できるように提供した。本発明の例的な実施形態の説明を以下に提示する。
【００３３】
様々な図における同じ参照番号は、同じ要素を示す。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、以下の特徴の１つまたは複数を含むことが可能である。読取り要素および書込み要素は、読取り中および書込み中にパターン付き媒体の上を飛ぶ記録ヘッドの一部であることが可能である。トラフ領域は、トラフ領域へのデータの磁気書込みを妨げるのに十分な記録ヘッドに対する深さを有することが可能である。パターン付き媒体は、基板上に配置されたポリマー層で作られていることが可能であり、この層が、ランド領域およびトラフ領域を規定する。基板の例には、ガラス基板、ＮｉＰクラッド・アルミニウム合金基板、ガラス・セラミック基板、およびチタニウム基板が含まれる。また、ポリマー層は、磁気層も含む。読取り要素は、書込み要素の書込み幅より広い読取り幅を有することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
ディスク・ドライブの読取りと書込みの動作中、記録ヘッドは、トラック追跡として周知のプロセスで、所望のトラックの上方で中心を合わされた位置に維持される。デュアル要素ヘッドを使用する場合、このプロセスには、書込み動作中に書込み要素の中心を合わせること、および読取り動作中に読取り要素の中心を合わせることが必然的に伴う。様々な理由で、デュアル要素ヘッドの書込み要素は、対応する読取り要素がトラックの中心にあるとき、常にトラックの中心にあるとは限らず、逆もまた真である。
【００３６】
図１は、ディスク１８の上方の様々な位置でデュアル要素記録ヘッド１６を示している図である。この図は、ディスク１８の外径（Ｏ．Ｄ．）における第１のトラック２０の上方、ディスク１８の内径（Ｉ．Ｄ．）における第２のトラック２２の上方、およびディスク１８の中位径（Ｍ．Ｄ．）における第３のトラック２４の上方にある記録ヘッド１６を示している。図１に示した３つのヘッドは、比較だけを目的としている。一般に、ドライブ内の各ディスク表面の上方には１つのヘッドだけが存在することを理解されたい。また、図１に示した寸法は、例示の目的で誇張されていることも理解されたい。
【００３７】
図１に示すとおり、記録ヘッド１６は、ディスク１８の表面の上方に記録ヘッドを担持するアクチュエータ・アーム４０の先端に配置されている。アクチュエータ・アーム４０は、回動点（図示せず）のまわりを回動して、アーム４０の各トラックの中心線と成す角が、ディスクの表面にわたって様々であるようになっている。この角は、スキュー角として知られている。記録ヘッド１６は、中心線３０によって規定される中心を有する読取り（ＲＤ）要素２６、および中心線３２によって規定される中心を有する別の書込み（ＷＲ）要素２８を含む。示すとおり、読取り要素の中心線３０は、書込み要素の中心線３２から横方向に意図的にオフセットされている。スキュー角と、読取り要素と書込み要素の間のオフセットの複合効果のため、読取り要素２６および書込み要素２８は、通常、同時にはディスク１８の同一のトラック上に中心が合わない。つまり、２つの要素のどちらかが、特定のトラック上に中心を合わせられ、もう一方は、一般に、ある量だけ中心がずれている。
【００３８】
トラック追跡機能を行うため、読取り要素２６によってディスク１８から読み取られたフィードバック情報を使用して記録ヘッド１６の位置合わせを適切に行うサーボ・システム（図示せず）が一般に実装されている。読取り要素２６が、サーボ・システムにフィードバック情報を提供するので、追加の情報がサーボ・システムに供給されない場合、システムは書込み要素２８ではなく読取り要素２６の中心を合わせる。したがって、書込み動作中、追加の情報がサーボ・システムに供給されない場合、書込み要素２８の中心を合わせる補償値がサーボ・システムに渡される。サーボ・システムに渡されるこの補償値は、一般に、スキュー角と要素間のオフセットの複合効果に基づき、ディスクの表面にわたって様々である。
【００３９】
ヘッドを位置合わせするのにサーボ・システムがディスク・ドライブによって使用される場合でさえ、通常のディスク・ドライブの動作中、記録ヘッドの要素の中心線と所望のトラックの中心線の間である量の位置ずれが存在する可能性がある。この位置ずれは、例えば、スピンドルの振れ、共振、およびディスクのフラッタ、熱によるトラックのシフト、ヘッドの沈下、アクチュエータの相互作用、不適切なサーボ書込み、その他などの様々な要因によって生じる。特定のディスク・ドライブに関して、通常のトラック追跡動作中のヘッド要素とトラックの間の位置合わせの不良はトラック位置ずれ（ＴＭＲ）値によって特定される。ＴＭＲ値は、ディスク・ドライブの通常のトラック追跡動作中に生じそうな要素の位置ずれの最大範囲を表す。つまり、ディスク・ドライブがトラック追跡を行っている間、要素の中心線がＴＭＲ値によって特定される範囲内のどこかにある確率が高く、ヘッドがこの範囲外にある確率は低い。一般に、ＴＭＲは、同様な、または同一のディスク・ドライブ・システムにおける過去の観察に基づいて統計的に導出された値である。
【００４０】
１つのタイプのデュアル要素記録ヘッドは、磁気抵抗効果型（ＭＲ）読取り要素と、通常誘導性である別の書込み要素とを含む磁気抵抗効果型ヘッドである。ＭＲ読取り要素は、印加された磁界に基づいて変化する可変の抵抗率を有する小さい一片の磁気抵抗効果材料を含む。つまり、その材料に印加される磁界が増大するにつれ、通常、その材料の抵抗率が低下する。実際には、ＭＲ材料は、実質的に一定の電流がその材料に流されて、所望のトラックの付近に保持される。回転するトラック上の磁気遷移によって生成される磁界の変動により、磁気材料の抵抗が変化し、ディスク上に記憶されたデータを表すその材料に流れる可変電圧（すなわち、読取り信号）がもたらされる。ＭＲ読取り要素は、通常、誘導性の読取り要素によって生成されるものよりかなり高い電圧を有する読取り信号を生成するため、近年、相当に普及している。
【００４１】
過去のデュアル要素ヘッドは、書込みワイド／読取りナローの手法を利用していた。しかし、この手法は、非線形のサーボ位置信号伝達関数に関連する問題をもたらすことが確認されている。したがって、読取りワイド／書込みナローのデュアル要素ヘッドが開発された。読取りワイド／書込みナローのデュアル要素記録ヘッドでは、読取り要素の幅が書込み要素の幅を上回る。
【００４２】
図２Ａ〜２Ｃは、パターン付きでない媒体における読取りワイド／書込みナローの構成を有するデュアル要素記録ヘッド４２の使用を示している。この例では、パターン付きでない媒体は、記録表面上が実質的に平滑である磁気ディスクなどの記録媒体である。つまり、パターン付きでない媒体は、以下に説明する物理的にプレス加工されたランド領域およびトラフ領域を含まない。
【００４３】
デュアル要素記録ヘッド４２は、書込み幅（Ｗ）を有する書込み要素４４、および読取り要素幅（Ｒ）を有する読取り要素４６を含み、読取り幅が書込み幅より広い。また、記録ヘッド４２は、記録ヘッドの移動の方向５２に関して互いに実質的に横方向にオフセットされた読取り要素中心点４８と書込み要素中心点５０を含む。境界線５４Ａ、５４Ｂは、データ・トラック５６に関するＴＭＲ境界を表す。
【００４４】
さらに、書込み要素４４は、書込み要素４４によってトラック５６上に書き込まれたデータの両側に磁気消去帯を作成するための消去帯５８Ａおよび５８Ｂを含む。磁気消去帯は書込み要素４４のエッジにおける磁束から形成される。この磁束はすべての書込み要素に本来的に備わり、磁気消去帯のサイズを大きくするために大きくしたり、または小さくするために小さくすることが可能である。磁気消去帯の動作は本発明に絶対に必要ではないが、その動作の説明は以下に説明するパターン付き媒体によって提供される便益の理解を促進するであろう。
【００４５】
図２Ａは、デュアル要素記録ヘッド４２を使用するトラック５６に対する第１の書込み動作を示している。第１の書込み動作中、書込み要素４４が、左ＴＭＲ境界５４Ａ上に中心を合わせられ、したがって、第１のデータ６０をトラック５６上に中心から左にずれて書き込む。書込み要素４２の磁気消去帯５８Ａ、５８Ｂが、第１の消去ストリップ６２Ａ、６２Ｂを作成する。この例では、消去ストリップ６２Ａ、６２Ｂは、読取り可能なデータが全く記憶されていないトラック５６の領域を含む。
【００４６】
図２Ｂは、トラック５６に対する第２の後続の書込み動作を示している。第２の書込み動作中、書込み要素４４が、右ＴＭＲ境界線５４Ｂ上に中心を合わせられ、したがって、第２のデータ６６をトラック５６上に中心から右にずれて書き込む。また、書込み要素４４の消去帯５８Ａ、５８Ｂが、第２の書込み動作中に第２のデータ６６の両側に第２の消去ストリップ６８Ａ、６８Ｂを作成する。示すとおり、
データ６６の左側の第２の消去ストリップ６８Ａが、第２の書込み動作後、そうでなければトラック５６上に残ることになる第１のデータ６０のすべてを消去する。これにより、図２Ｃの後続の読取り動作中、読取り要素４６はトラック５６上で第１のデータ６０を検出しない。
【００４７】
書込み要素上に磁気消去帯を備える代りに、または備えることに加え、効果的な消去帯をパターン付き媒体上に物理的に形成する（例えば、スタンピングする）ことが可能である。パターン付き媒体は、ランド領域（「ランド」）およびトラフ領域（「トラフ」）を含む磁気ディスクなどの磁気記憶デバイスである。図３を参照すると、ランド７０（７０ａ〜７０ｃ）が、パターン付き媒体７２の突出した領域であり、またトラフ７４（７４ａ、７４ｂ）は、ランド７０間に位置するくぼみである。
【００４８】
図３および４ａを参照すると、パターン付き媒体７２は、基板７６、およびその基板上に配置されたポリマー層７８から成る磁気ディスクである。使用することが可能なポリマーの一例がプラスチックであるが、プラスチックの代りに、またはプラスチックに加えて、他のタイプのポリマーも使用することができる。ポリマー層を使用する代りに、未硬化の状態で処理され、後に高温で硬化させられるシリカを含むグレージング・コンパウンドから成る層を使用することができる。次の論文で、そのような層を製作するためのプロセスが説明されている。Ｔｏｈｇｅ他著「Ｆｉｎｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ  Ｂｙ  Ｔｈｅ  Ｓｏｌ−Ｇｅｌ  Ｍｅｔｈｏｄ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｏｌｉｄｓ  １００  （１９８８年）、５０１〜５０５ページ。基板７６として使用することができる基板の例には、ガラス基板、ＮｉＰアルミニウム合金基板、ガラス・セラミック基板、およびチタニウム基板が含まれるがそれらには限定されない。パターンのスタンピングの前または後に、磁気層（図示せず）をポリマー（またはシリカ／ソル−ゲル）層の上に付着させる。ランド／トラフのパターンを反転させたものを保持する型を使用して媒体の層７８上にランド／トラフ・パターンをスタンピングする。
【００４９】
トラフは、データが書き込まれる周波数でトラフの中にデータが記憶されるのを妨げるのに十分な記録ヘッドおよび／またはランドに対する深さを有する。書込み動作中、読取りワイド／書込みナローの記録ヘッドが、ランドが読取り要素と書込み要素の両方によって実質的にカバーされるようにランド上に位置合わせされる。読取り要素は、書込み要素より幅広く、また書込み要素は、少なくともランドと同じだけの幅であり、より幅が広いことも可能である。
【００５０】
書込み中、記録ヘッドは、パターン付き媒体の上を「飛ぶ」、すなわち、移動する。トラフは、トラフ内部にデータが書き込まれるのを妨げ、また好ましくは書き込まれるのを防止するのに十分なだけ記録ヘッドから離れている。つまり、トラフは、書込み要素によって生じさせられる磁束遷移が、そのトラフによって規定される媒体の領域の磁気極性に影響を及ぼすのを防止するのに十分なだけ記録ヘッドから離れている。一方、ランドは、ランド上にデータの磁気書込みを行うのを可能にするだけ十分に記録ヘッドに接近している。
【００５１】
したがって、パターン付き媒体７２にデータが書き込まれる際、ランドは、データ・トラックを構成し、トラフは効果的な消去帯を構成する。円形の磁気ディスク上のランドとトラフは交互する同心円として形成する（磁気ディスク上に形成されるあらゆるサーボ・スポークを考慮に入れて）ことができる。トラフは、ランド（すなわち、データ・トラック）を互いに分離し、物理的にも、磁気的にも明確に規定されたデータ・トラックを形成する。別法では、ランドとトラフは交互のらせんであることも可能である。また、その他のトラック構成も使用することができる。
【００５２】
図４ｂは、図３および４ａのパターン付き媒体の上面図を示している。図４ｂに示すとおり、読取り要素８２および書込み要素８４を含む記録ヘッド８０が、ランド７０ａ（データ・トラック）上に位置合わせされる。一回のパスで、書込み要素８４がランドにデータを書き込む。データはランド７０ａに隣接するトラフ７４ａおよび７４ｂには書き込まれない。その理由は、書込み要素８４がデータが書き込まれる周波数でトラフの中に磁気遷移を誘起するには、トラフの上方に垂直方向（図３の矢印７３）であまりにも離れ過ぎているからである。
【００５３】
したがって、ランド７０ａ上に新しいデータが、例えば、書込み要素８４による第２回のパスで書き込まれる場合、第１回のパスによる残余のデータがランド７０ａに、またはトラフ７４ａおよび７４ｂに存在していてはならない。したがって、読取り要素８２がトラック７０ａからデータを読み取る際、第２回のパスからのデータだけが読み取られる。以上の利点を達するため、読取り要素の幅および書込み要素の幅に制約を課すことができる。
【００５４】
図４ｂを参照すると、読取り要素８２の幅８８および書込み要素８４の幅９０に関する制約は、次のとおり決定される。読取り要素の最小幅（Ｒmin）は、次のとおり制約することができる。
Rmin=TW
上式で、ＴＷは、パターン付き媒体７２上に形成されたトラック７０ａ（すなわち、ランド）の幅である。読取り要素の幅はトラック幅を下回ってはならない、すなわち、Ｒ≧ＴＷである。書込み要素の最小幅（Ｗmin）は、次のとおり制約することができる。
Wmin=TW+WTMR
上式で、ＴＷは、上記に定義したとおりであり、またＷＴＭＲは、書込み要素の位置ずれの量（すなわち、書込み要素８４に関して生じる可能性があるＴＭＲの量）である。
【００５５】
読取り要素ＴＭＲ（ＲＴＭＲ）とは、読取り要素８２に関して生じる可能性があるＴＭＲの量である。記録ヘッドの最小オフトラック・レジストレーション・キャパシティ（ＯＴＲＣmin）は、次のとおり定義される。
OTRCmin=(R-TW)/2=RTMR
トラック間隔（Ｔｓ）は、ＴＷと、７０ａおよび７０ｂのような隣接するトラック間のギャップ（ＧＡＰ）の合計として定義される。
Ts=TW+GAP
スクイーズ（ＳＱ）は、書込み要素８４がトラック７０の幅ＴＷを超えてトラフ７４ａにまで広がるときの、隣接するトラック間のギャップを縮小できる量である。スクイーズは、次のとおり定義される。
SQ=WFG+Overshoot
上式で、ＷＦＧは、大きさがサーボ位置情報によって判定される、ヘッドがオフ・トラックであるときに書き込むことができる所定の限界に対応する「書込み障害ゲート」であり、また「Ｏｖｅｒｓｈｏｏｔ」は、シーク中またはショック・イベント中に書込みを行うとき、記録ヘッドがＷＦＧを超える量である。Ｏｖｅｒｓｈｏｏｔは、ディスク・ドライブのパラメータに基づき、特にサーボ帯域幅によって実証的に判定される定数である。
【００５６】
スクイーズ条件（ＯSQ）下のＯＴＲＣは、スクイーズ・マージンをゼロに設定することによって以下のとおり定義される。
０SQmargin=Ts-TW/2-Wmax/2-SQ
上式で、Ｗmaxは、書込み要素８４の最大幅であり、またＴｓ、ＴＷ、およびＳＱは、上記のとおり定義される。ＯSQmarginをゼロに設定し、「Ｔｓ」を「ＴＷ＋ＧＡＰ」で置き換えることにより、次の式がもたらされる。
0=TW+2GAP-TW/2-Wmax/2-SQ
Ｗmaxに関して解くことにより、次の式がもたらされる。
Wmax=TW+2GAP-2SQ
読取り要素の最大幅（Ｒmax）は、パターン付き媒体の構造およびデュアル要素記録ヘッドに基づいて次のとおり定義することができる。
Rmax=TW+2GAP-2RTMR
【００５７】
パターン付き媒体を使用すると、パターン付きでない媒体で使用される読取り要素と比べて、読取り要素の読取り幅を相当に広げることができる。このことの１つの理由は、古いデータがデータ・トラックの外に書き込まれるのをトラフが防止し、読取り要素が相当な量の古いデータを検出する恐れなしに、読取り要素の幅を広げることが可能になるからである。例えば、ＴＭＲの許容差およびトラック幅の許容差が、１１０，０００トラック／インチ（ＴＰＩ）に調整される一実施形態では、読取り要素の幅を２倍を超えて広げ、０．１０ミクロン（μｍ）から０．２２μｍにすることができる。また、読取り要素の幅を広げることにより、信号対雑音比（ＳＮＲ）が有利になる。つまり、例えば、古いデータからの雑音に対して、有効なデータの量が増加する。パターン付き媒体および読取りワイド／書込みナローの記録ヘッドを使用して、例えば、６デシベル（ｄｂ）ＳＮＲの向上を得ることが可能である。
【００５８】
本発明は、前述した実施形態に限定されない。パターン付き媒体上のデータ・トラックは、磁気ディスクの内径において、磁気ディスクの外径におけるのと同じ、または異なるトラック密度またはビット密度を有することが可能である。例えば、データ・トラックが、内径において、外径においてより高い密度を有することが可能である。すなわち、Ｔｓが異なることが可能である。
【００５９】
データ・トラックは、図５に示すとおり、データ「アイランド」を含むことが可能である。これらのデータ・アイランド１００はそれぞれ、データのブロックを保持し、データ・トラック自体の内部でトラフ１０２によって互いに分離／隔離される。データのブロックは１ビットまたは複数ビットからなる。データ・トラック間のトラフ７４と同様に、データ・アイランド１００間のトラフ１０２は、トラフ領域１０２へのデータの磁気書込みを防止するのに十分な記録ヘッドおよび／またはデータ・アイランドに対する深さを有する（トラフ７４の深さとトラフ１０２の深さは、同一である必要はない）。この構成により、読取り要素によって検出される雑音（例えば、トラック間の雑音）の量が抑えられることでさらなる便益が提供される。
【００６０】
サーボ情報（例えば、位置誤り情報）もランド上に記憶することができる。サーボ情報は、磁気ディスクの各セクタの開始におけるサーボ・バーストを使用してランド上に記憶することができる。例えば、図４を参照すると、磁気媒体の特定のセクタの中の２つ以上のサブトラック（例えば、トラック７０ａ、７０ｂ、および／または７０ｃの部分）上にサーボ情報を記録することができる。あるいは、図５を参照すると、サーボ情報は、「データ・アイランド」上に記憶することができ、また実際、データ・アイランド自体の周波数および配置によって決めることができる。
【００６１】
代替の実施形態では、パターン付き媒体のトラフがサーボ情報などのデータを含むことが可能である。ランドに書き込まれるデータより低い周波数でトラフの底面（または「フロア」）にサーボ情報を（磁気遷移として）書き込むことができる。例えば、サーボ情報を１メガヘルツ（ＭＨｚ）で書き込むことができ、またランド上にデータを１９ないし２５０ＭＨｚで書き込むことができる。以上の周波数、またはその他の周波数でデータおよびサーボ情報を書き込むことにより、読取りワイド／書込みナローの記録ヘッド８０上の読取り要素のような読取り要素がデータとサーボ情報をともに検出できるようになる。
【００６２】
より詳細には、記録ヘッドは近距離で高密度データを検出することができる。また、記録ヘッドはより離れた距離で低密度データを検出することもできる。したがって、記録ヘッドにより近いランド上にデータを高密度で書き込むことができ、また記録ヘッドからより離れたトラフの中にサーボ情報をより低い密度で書き込むことができる。したがって、記録ヘッドは、同一の移動高度で両方を同時に検出することができる。この実施形態では、読取り要素はランドより幅広く、したがって、ランドの両側にランドを越えてトラフまで広がり、読取り要素がデータとサーボ情報をともに検出できるようにしている。
【００６３】
記録媒体上の記録ヘッドの高さとの関係でデータの信頼度を支配する式は、Ｗａｌｌａｃｅの式と呼ばれている。Ｗａｌｌａｃｅの式は、次のとおりである。
【数１】
0004625482.tif 000002
Ｗａｌｌａｃｅの式で、「ＦＨ」は、記録ヘッドの移動高度、すなわち、記録媒体上の距離であり、「λ」は、データを定義する２つの磁気遷移間の波長の距離であり、「Ｖ1」は、ランドの記録媒体上のデータ磁気遷移上の読取り要素の低い移動高度の振幅であり、「Ｖh」は、トラフの中のサーボ磁気遷移上の読取り要素の高い移動高度の振幅であり、また「ｌｎ」は、自然対数関数である。
【００６４】
トラフの中の低い周波数の磁気遷移を読取り要素が読み取ることができるようにする移動高度（ＦＨ）はＷａｌｌａｃｅの式を解くことによって決定される。また、Ｗａｌｌａｃｅの式を使用して、読取り要素が、ランド上の高い周波数の磁気遷移（すなわち、データ）を検出できるのを確認することもできる。
【００６５】
データは（サーボ情報とは対照的に）高い周波数で書き込まれるため、書込み要素はトラフの中にデータを書き込むことができない。この結果、トラフは同様に有効な消去帯として作用することができる。
【００６６】
サーボ情報を平滑な表面のトラフ上に書き込む代りに、パターン化されたステップをトラフの中に物理的に形成することができる。サーボ情報は、ステップ自体によって生じさせられる磁化の急激な変化によって低い周波数の信号を生成するパターン化されたステップを含む。図６は、パターン化されたステップを使用してパターン付きの磁気記録媒体１１０のトラフの中にサーボ情報を（またはその他データさえも）記憶する例を示している。
【００６７】
図６の例では、ランドおよびトラフが、磁気ディスクの交互する同心円トラックを構成しているが、本発明は、そのように限定されない。前述したとおり、ランドおよびトラフは、らせんであること、または他の任意の構成を有することが可能である。前に図４ｂに関して説明したとおり、ランド１１２ａ、１１２ｂ、および１１２ｃを使用してデータを記憶する。また、ランドは、前に図５で示したとおり、データ・アイランドを含むことも可能である。この場合、トラフ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、および１１４ｄは、図６ｂに描くとおり、２つのレベル、すなわち、「フロア」レベル１１６およびステップ１１８を含む（図４ｂの線１２０は、トラフの深さの差を示す）。ステップ１１８は、フロア１１６に対してランドの高さより低い高さを有する。サーボ情報は、前述したとおり、ランド上に書き込まれるデータより低い周波数で配置されたステップを含む。
【００６８】
トラフのフロア１１６が十分に深く、またステップの周波数が十分に低い場合、サーボ情報は、データより帯域幅が低いが、それでも記録ヘッドの読取り要素によって読み取り可能である。Ｗａｌｌａｃｅの式を使用して、ステップおよびランドに対する記録ヘッドの移動高さ、ならびにデータの周波数およびサーボ情報の周波数が決定される。
【００６９】
トラフの中に（パターン化されたステップ上で、または磁気遷移として「フロア」上で）記憶されたサーボ情報は、ランドの両側で異なる周波数である。図６に示すとおり、（パターン化されたステップの各々の）サーボ情報は、ランド１１２ｂの左側のトラフ１１４ｂの中では、ランド１１２ｂの右側のトラフ１１４ｃの中のサーボ情報より高い周波数である。サーボ情報の周波数の違いにより、記録ヘッドの連続的サーボが可能になる。
つまり、コントローラ（図示せず）が、トラフ１１４ｂからのサーボ情報とトラフ１１４ｃからのサーボ情報の間で振幅の差を取る。この差の大きさは、記録ヘッドが、どちらかのトラフの側に向き過ぎているかどうかを示す。どちらかに向き過ぎている場合、コントローラは、記録ヘッドの位置を調整して不要な向きの外れを補償する。
ヘッドは、１１４ｂからの信号の振幅と、１１４ｃからの信号の振幅が等しいとき、オン・トラックである。
【００７０】
トラフに書き込まれるサーボ情報は、サーボ信号および／またはグレイ・コードを含むことが可能である。
サーボ信号は、記録ヘッドの位置を確認するのに使用するデータを含む。グレイ・コードは、磁気記録媒体上のデータ・トラックのトラック・アドレスを定義するデータである。
【００７１】
動作の際に、ランド１１２ｂ上を記録ヘッド１２０が移動するにつれ、記録ヘッドの読取り要素（図示せず）が、ランド１１２ｂの右側および左側をそれぞれ境界付けるトラフ１１４ｂおよび１１４ｃの中のサーボ情報を検出する。読取り要素は、ランドからのデータとともにトラフからのサーボ情報を読み取る。
図７を参照する。サーボ情報とデータが読取り要素１２０から前置増幅器に伝送される。前置増幅器１２２は、読取りヘッドによって読み取られた信号を増幅し、増幅された信号を低域フィルタ１２４と高域フィルタ１２６に伝送する。
【００７２】
低域フィルタ１２４はトラフ１１４ｂおよび１１４ｃからの低い周波数のサーボ情報をコントローラに伝送する。コントローラはトラフ１１４ｂからのサーボ情報とトラフ１１４ｃからのサーボ情報を比較する（例えば、その間の差を取る）。コントローラは、記録ヘッドがどちらかのトラフの方に向き過ぎているかどうか判定するため、結果の差の値を１つまたは複数の所定の値と比較する。どちらかに向き過ぎている場合、コントローラは、記録ヘッドの位置を修正する信号を発行する。
【００７３】
高域フィルタ１２６は、前置増幅器１２２の出力を受け取り、高周波数の信号だけを、すなわち、ランドからのデータ、およびＰＬＬ（フェイズ・ロック・ループ）情報（磁気記録媒体上の専用データ・セクタに含まれることが可能なタイミング情報である）だけを通過させる。
【００７４】
トラフの中にサーボ情報およびグレイ・コードを記憶することにより、やはりサーボ情報およびグレイ・コードを専用データ・セクタの中に記憶する記録媒体と比べて、専用データ・セクタのサイズをより大きくすることができる。この結果、記録媒体上でデータのためのより大きな余地が存在する。
【００７５】
本発明は、以上に提示した特定の実施形態に限定されない。様々な実施形態の異なる特徴を組み合わせることが可能である。例えば、単一のパターン付き磁気記録媒体において、図５のデータ・アイランドを図６のステップ付きトラフと組み合わせることが可能である。ステップ付きトラフの磁気記録媒体は、前述したその他のパターン付き媒体と同じ仕方で形成することができる。これに関して、パターン付き媒体は、ガラス基板上のポリマー層に限定されない。任意のタイプのプレス加工可能な磁気記録材料を使用することができる。パターン付き媒体は、磁気ディスクまたは他の回転可能な媒体に限定されない。パターン付き媒体は、磁気テープまたはそれに類するものであることが可能である。
【００７６】
また、本明細書で具体的に説明していない他の実施形態も、頭記の特許請求の範囲のなかにある。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】デュアル要素記録ヘッドにおける読取り要素と書込み要素の間のオフセット、ならびに様々なトラック上にヘッドを位置合わせする際にこのオフセットが有する効果を示す図である。
【図２Ａ】読取りワイド／書込みナローのアーキテクチャを有するデュアル要素記録ヘッドを使用する、あるトラックに対する書込み動作、および同一のトラックに対する第２の後続の書込み動作を示す図である。
【図２Ｂ】読取りワイド／書込みナローのアーキテクチャを有するデュアル要素記録ヘッドを使用する、あるトラックに対する書込み動作、および同一のトラックに対する第２の後続の書込み動作を示す図である。
【図２Ｃ】読取りワイド／書込みナローのアーキテクチャを有するデュアル要素記録ヘッドを使用する、あるトラックに対する書込み動作、および同一のトラックに対する第２の後続の書込み動作を示す図である。
【図３】パターン付き媒体、および読取りワイド／書込みナローのデュアル要素記録ヘッドの書込み要素の横断面の側方からの透視図である。
【図４】パターン付き媒体を構成する構成要素を示すパターン付き媒体の横断面の側方からの図（ａ）とパターン付き媒体、ならびにデュアル要素記録ヘッドの読取り要素および書込み要素に対するパターン付き媒体の関係を示す上面図（ｂ）である。
【図５】データ・トラックの中にデータ・アイランドを含むパターン付き媒体の横断面の側方からの透視図である。
【図６】データを記憶するためのランド、およびサーボ情報を記憶するためのステップを有するトラフから成る磁気記録媒体を示す上面図（ａ）と磁気記録媒体の横断面の側方からの図（ｂ）である。
【図７】パターン付き媒体のトラフの中にサーボ情報が書き込まれている磁気記録媒体を含む磁気記録システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
１６，８０…記録ヘッド、１８…ディスク、２０，２２，２４…トラック、２６…読取り要素、２８…書込み要素、７０ａ，７０ｂ，７０ｃ…ランド、７２…パターン付き媒体、７４ａ，７４ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ，１０２…トラフ、７６…基板、７８…ポリマー層、８２…読取り要素、８４…書込み要素、１００…データ・アイランド、１１６…フロア、１１８…ステップ、１２０…記録ヘッド、１２２…前置増幅器、１２４…低域フィルタ、１２６…高域フィルタ。
【図１】
0004625482.tif 000003
【図２Ａ】
0004625482.tif 000004
【図２Ｂ】
0004625482.tif 000005
【図２Ｃ】
0004625482.tif 000006
【図３】
0004625482.tif 000007
【図４】
0004625482.tif 000008
【図５】
0004625482.tif 000009
【図６】
0004625482.tif 000010
【図７】
0004625482.tif 000011