(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直磁気記録方式のデータ記録媒体に対してデータ記録を行なうためのライトヘッド素子及びデータ再生を行なうためのリードヘッド素子を有する磁気ヘッドと、
前記データ記録媒体を構成し、記録磁性層と軟磁性層とを有する２層構造のディスク記録媒体であって、サーボデータが記録されている領域及び前記磁気ヘッドによりデータを記録する領域を含む各トラックが構成されて、前記各トラック間に設けられる非記録領域が、交流磁化状態または一様な磁化状態とは異なるランダム磁化状態に保持されているディスク記録媒体と
を具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
前記ディスク記録媒体は、前記非記録領域が、前記トラックに記録される信号磁界の最高周波数と同等またはそれより高い周波数の交流磁化状態に保持されていることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記ディスク記録媒体は、前記非記録領域が交流消磁された磁化状態に保持されていることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
垂直磁気記録方式のデータ記録媒体に対してデータ記録を行なうためのライトヘッド素子及びデータ再生を行なうためのリードヘッド素子を有する磁気ヘッドと、
前記データ記録媒体を構成し、記録磁性層と軟磁性層とを有する２層構造のディスク記録媒体であって、前記磁気ヘッドによりデータを記録するための各トラックに所定の間隔で設けられてサーボデータが記録されているサーボエリアに含まれる非信号領域が、信号領域の周波数より高い周波数の交流磁化状態に保持されているディスク記録媒体と
を具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記リードヘッド素子は、ＧＭＲ素子から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置に使用されるディスク記録媒体の製造工程に適用されるディスク製造方法であって、
所定のサーボエリアにサーボデータを記録するためのサーボライト工程の前に、ディスク記録媒体の全面に対して高周波の交流磁気記録を行なう工程を有することを特徴とするディスク製造方法。
【請求項７】
垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置に使用されるディスク記録媒体の製造工程に適用されるディスク製造方法であって、
ディスク記録媒体の全面に対して、所定のサーボエリアにサーボデータを記録するサーボライト工程時に、当該サーボエリアを除くエリア全面に対して高周波の交流磁気記録を行なう工程を有することを特徴とするディスク製造方法。
【請求項８】
垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置に使用されるディスク記録媒体の製造工程に適用されるディスク製造方法であって、
所定のサーボエリアにサーボデータを記録するためのサーボライト工程の前に、ディスク記録媒体の全面に対して交流消磁または熱消磁を行なう工程を有することを特徴とするディスク製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には垂直記録方式の磁気ディスク装置に関し、特にリードヘッド素子に対してＤＣ磁界による外乱の影響を回避できるディスク記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハードディスクドライブを代表とする磁気ディスク装置の分野では、長手磁気記録（面内磁気記録）方式での記録密度の限界を超えるための技術として、垂直磁気記録方式が注目されている。この垂直磁気記録方式の中で、記録媒体として２層構造のディスク記録媒体（以下単にディスクと称する）を使用するディスクドライブの実用化が推進されている。２層構造のディスクは、垂直方向の磁気異方性を示す記録磁性層と、当該記録磁性層と基板との間に軟磁性層とを有する。軟磁性層は、データ記録動作時に、ヘッドの一方の磁極から発生する磁束の一部を他方の磁極まで通過させて、いわばヘッドの記録動作を支援するような機能を有するものである。
【０００３】
垂直磁気記録方式のディスクドライブは、当該２層構造のディスク以外では、基本的に長手（面内）磁気記録方式のドライブで使用されている機構を利用する。特に、磁気ヘッドは、長手磁気記録方式のドライブで使用されているものと同一である。当該磁気ヘッドは、インダクティブ薄膜素子からなるライトヘッド素子と、通常ではＧＭＲ（巨大磁気抵抗型素子）素子からなるリードヘッド素子とが分離してスライダに実装された構造である。
【０００４】
ところで、最近の垂直磁気記録方式の開発過程において、ディスクのＤＣ（直流）磁化領域からのＤＣ磁界により、ディスク表面上に強い漏洩磁界が発生することが発見された。ディスクの製造工程では、トラックフォーマット工程（またはサーボライト工程と呼ぶ）の前に、全面をＤＣ磁界による初期磁化工程（ＤＣ消磁工程）が実行される。このためＤＣ磁化領域は、初期状態のまま変化しないディスク上のトラック間に設けられる非記録領域（データ信号が記録されないエリア）などに存在する。このＤＣ磁化領域による漏洩磁界は、以下のような問題を引き起こすものと推定される。
【０００５】
即ち、図５に示すように、磁気ヘッド３がディスク１の目標トラック（データを記録または再生するトラック）１００Ａ上に位置している場合に、その隣接トラック１００Ｂとの間に存在するＤＣ磁化領域からの漏洩磁界５０が外乱として影響を及ぼす。このため、特にリードヘッド素子３０であるＧＭＲ素子は、データ再生動作時に、当該外乱により動作点がシフトし、波形のアシメントリ（上下非対称）や飽和などの現象を引き起こしやすくなる。これにより、リードヘッド素子は、信号品質が劣化した再生信号を出力するという事態となる。
【０００６】
一方、長手磁気記録方式のディスクドライブでは、ディスク１の面内方向にＤＣ磁化されるため、図６に示すように、ディスク１の表面上にはＤＣ磁化領域からの漏洩磁界はほとんど存在しない。従って、リードヘッド素子３０２に対して、隣接トラック間のＤＣ磁化領域から外乱が影響するような事態は発生しない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
２層構造のディスクを使用する垂直磁気記録方式のディスクドライブの実用化を図るためには、前述のＤＣ磁化領域からの外乱磁界に関する問題点を解消する必要がある。
【０００８】
垂直磁気記録方式に関する先行技術としては、熱揺らぎ問題を解消するために、ディスクの減磁界を抑制することで、トラック間領域に積極的に磁区形成を行なう提案がなされている（例えば特開平１０−３２０７０５号公報を参照）。しかしながら、この提案方法では、ディスクに対する複雑な処理工程を必要とするために実用化に難点がある。また、リードヘッド素子に対する外乱磁界の影響を有効に抑制できるという効果についても確認されていない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ディスクに対して複雑な処理工程を必要とすることなく、特にリードヘッド素子に対するディスクからの外乱磁界の影響を効果的に抑制できる垂直記録方式の磁気ディスク装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、垂直磁気記録方式において、ディスク上のリードヘッド素子（例えばＧＭＲ素子）に対して、特にトラック間エリアからの外乱磁界の影響を抑制できる手段を有する磁気ディスク装置に関する。
【００１１】
本発明の観点に従った磁気ディスク装置は、垂直磁気記録方式のデータ記録媒体に対してデータ記録を行なうためのライトヘッド素子及びデータ再生を行なうためのリードヘッド素子を有する磁気ヘッドと、前記データ記録媒体を構成し、記録磁性層と軟磁性層とを有する２層構造のディスク記録媒体であって、サーボデータが記録されている領域及び前記磁気ヘッドによりデータを記録する領域を含む各トラックが構成されて、前記各トラック間に設けられる非記録領域が、交流磁化状態または一様な磁化状態とは異なるランダム磁化状態に保持されているディスク記録媒体とを備えた構成である。
【００１２】
このようなディスク記録媒体を製造する方法としては、トラックフォーマット工程（即ち、サーボライト工程）の前に、ディスク全面に対して高周波の交流磁気記録を実行することにより、トラック間エリアをＡＣ磁化状態に保持することができる。また、ディスク全面に対してＡＣ消磁処理を実行した後に、トラックフォーマット工程を実行してもよい。
【００１３】
このような構成であれば、一様なＤＣ磁化状態（ＤＣ消磁状態も含む）からなる隣接トラック間のエリアを無くすことが可能となるため、ディスク上に位置する磁気ヘッドのリードヘッド素子に対して、隣接トラック間のエリアから漏洩磁界による外乱が影響するような事態を抑制することができる。従って、リードヘッド素子は、外乱磁界による信号品質の劣化を招くことなく、ディスク上から垂直磁気記録されたデータに対応する再生信号を出力することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の実施形態としては、ディスク上にサーボデータが記録されたサーボエリアにおいて、サーボ信号が記録されない非信号領域（ＤＣ消磁領域も含む）を信号領域の周波数より高い周波数の交流磁化状態に保持する構成により、リードヘッド素子に対して外乱磁界の影響をさらに抑制できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１及び図３は、本実施形態に関係する垂直磁気記録方式のディスクの構成を示す図であり、図２は同垂直磁気記録方式のディスクドライブの要部を示す図である。
【００１７】
（ディスクドライブの構成）
同実施形態のディスクドライブは、図２に示すように、ドライブ本体である筐体（上部カバーを省略している）７の内部に、ディスク１、スピンドルモータ（ＳＰＭ）２、及びアクチュエータからなるドライブ機構が組み込まれた構成である。
【００１８】
アクチュエータは、磁気ヘッド３を搭載しているサスペンションを含むアーム４と、当該アーム４をディスク１上の半径方向に移動させるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）５とからなる。アクチュエータは、データのリード／ライト動作時には、磁気ヘッド３をディスク１上の半径方向に移動させる。また、アクチュエータは、リード／ライト動作の停止時には、磁気ヘッド３をディスク１上から，ディスク１の外側に配置されたランプ部材（図示せず）に退避させるアンロード動作を実行する。
【００１９】
磁気ヘッド３は、インダクティブ薄膜素子からなるライトヘッド素子と、ＧＭＲ素子からなるリードヘッド素子３０とが分離してスライダに実装された構造である（図５を参照）。また、筐体７には、プリアンプ回路などを実装している回路基板６が配置されている。プリアンプ回路は、ＦＰＣ（フレキシブル・プリント・ケーブル）を介してヘッド３と接続しており、リード／ライト信号の伝送を行なう。
【００２０】
（ディスクの構成）
同実施形態のドライブに使用されるディスク１は、図３に示すように、垂直方向の磁気異方性を有する記録磁性層２４と、当該記録磁性層２４と基板２１との間に介在する軟磁性層（裏打ち軟磁性層）２２とを有する２層構造である。基板２１は、アルミニューム又はガラス材質から構成されている。軟磁性層２２と記録磁性層２４との間には、中間制御層２３が介在されている構造もある。また、記録磁性層２４上には、表面保護膜２５が設けられている。
【００２１】
このようなディスク１において、ディスクドライブでは、図１（Ａ）に示すように、データ面（記録磁性層２４の表面領域）には、半径方向に同心円状の多数のトラック１００がフォーマットされる。各トラック１００は、後述するように、サーボエリアとデータエリアとに区分される。当該データエリアは、ユーザデータを記録するためのデータセクタに分割されている。サーボエリアは、磁気ヘッド３を位置決め制御するためのサーボデータ（サーボ信号）が記録されている領域である。
【００２２】
さらに、同実施形態のディスク１は、図１（Ｂ）に示すように、隣接トラック１００間に設けられる非信号領域（以下トラック間エリアと称する）２００が、一様なＤＣ磁化状態ではなく、高周波の繰り返し磁化パターンが垂直磁気記録されたＡＣ磁化状態に保持されている。また、トラック間エリア２００は、一様なＤＣ（直流）磁化状態ではなく、ランダムな磁化パターンからなるランダム磁化状態でもよい。ここで、トラック間エリア２００には、トラック１００に記録されるデータ１００Ｄの最高記録周波数と同等またはそれより高い周波数のＡＣ磁化パターンが記録されることが望ましい。なお、図１（Ｂ）において、「ＴＷ」はトラック幅を意味する。また、「ＤＤ」はディスク１上の半径方向である磁気ヘッド３のシーク方向を意味する。
【００２３】
（同実施形態の効果）
同実施形態のディスク１を有するディスクドライブでは、図１（Ｂ）に示すように、データの記録再生時には、磁気ヘッド３は、アクチュエータ（ＶＣＭ５）の駆動制御により、ディスク１上の指定トラック１００まで移動される。データの再生動作時には、磁気ヘッド３に含まれるリードヘッド素子（ＧＭＲ素子）により、当該トラック１００に垂直磁気記録されたデータ１００Ｄが読出される。このとき、トラック間エリア２００は、一様なＤＣ磁化状態ではなく、高周波のＡＣ磁化状態であるため、ディスクの表面上での漏洩磁界はそれ程大きくない。このため、リードヘッド素子に対する当該漏洩磁界に伴う外乱（外乱磁界）の影響を抑制できる。従って、リードヘッド素子からは、当該外乱磁界により信号品質が劣化した再生信号ではなく、ほぼ正常な再生波形の再生信号が出力されることになる。
【００２４】
（製造工程）
同実施形態のディスク１は、以下のような製造工程により、図１（Ｂ）に示すようなフォーマットを得ることができる。即ち、トラック１００を構成するためのトラックフォーマット工程の前に、ディスク１の全面に対して、高周波のＡＣ磁化パターンを記録する処理を実施する。そして、トラックフォーマット工程を実施することにより、トラック１００領域を除くトラック間エリア２００のみを高周波のＡＣ磁化状態に保持することができる。
【００２５】
具体的には、ディスクドライブの製造工程には、通常ではディスク１の全面に対してサーボデータをライトするサーボライト工程がある。サーボライト工程では、図４に示すように、ディスク１上の円周方向４０２に所定の間隔で、サーボデータ４００Ｄが記録されたサーボエリア４００が構成される。サーボエリア４００とサーボエリア４００との間は、通常のデータを記録するためのデータエリア４０１が構成される。即ち、各トラックは、サーボエリア４００とデータエリア４０１とからなる１セクタを想定した場合に、周方向に構成された複数セクタ数分からなる。
【００２６】
このようなサーボライト工程では、サーボライタと呼ぶ専用装置により、磁気ヘッド３がディスク１上のデータトラック間の間隔を含む全面にシークされて、ライトヘッドによりサーボデータが記録される。そこで，同実施形態では、サーボライト工程時に、サーボエリア４００を除くデータエリア４０１に対して、ライトヘッドにより高周波のＡＣ磁化パターン４０１Ｄを記録する処理を実行する。これにより、ディスクドライブの通常動作時において、各トラック毎にユーザデータが記録されることにより、トラック間エリア２００には、ＡＣ磁化パターン４０１Ｄが記録された状態が保持されることになる。
【００２７】
また、サーボライト工程を行なう前に、ディスク全面にＡＣ磁化パターンを記録する工程を設けてもよい。
【００２８】
（変形例１）
図７は、同実施形態の第１の変形例を示す図である。本変形例は、同実施形態のようなデータエリア４０１だけでなく、サーボエリア４００の範囲内においてもＡＣ磁化領域７００を設けた構成である。実現方法は、同実施形態と同様に、サーボライト工程時に、特にドライブでの最高記録周波数以上の高密度磁化パターンを垂直磁気記録することにより、ＡＣ磁化領域７００を構成する。このＡＣ磁化領域７００としては、サーボデータ（サーボ信号）が記録されていない非信号領域（信号領域間の境界領域など）であり、従来では一様にＤＣ磁化されたＤＣ消磁（ＤＣイレーズ）領域である。
【００２９】
このような構成により、磁気ヘッド３がサーボエリア４００の範囲内を走行し、リードヘッド素子によりサーボデータを読出す場合に、当該リードヘッド素子に対して、一様にＤＣ磁化されたＤＣ磁化領域から外乱磁界の影響を受ける状況を大幅に減少させることが可能となる。これにより、リードヘッド素子によりサーボデータを再生する場合に、外乱磁界による信号品質の劣化を回避し、高品質のサーボデータを再生できる。
【００３０】
（変形例２）
図８は同実施形態の第２の変形例に関する図である。本変形例は、同実施形態のようにトラック間エリア２００をＡＣ磁化状態にする代わりに、当該エリア２００を残留磁化をほぼゼロする構成である。これにより、図８に示すように、磁気ヘッド３が指定トラック１００上に位置した場合に、リードヘッド素子に対するトラック間エリア２００からの漏洩磁界に伴う外乱磁界の影響を効果的に抑制することができる。
【００３１】
一般的に、磁性体を有するディスク１では、減衰する交流磁界が加えられたり、または一定の加熱が施されると、磁化状態がランダム状態となり、ディスク表面での残留磁化はほぼゼロとなることが確認されている。即ち、トラックフォーマット工程前のディスク１の全面に対して、ＡＣ消磁（交流消磁）処理または熱消磁処理を実行することにより、ディスク全面をランダム磁化状態（残留磁化がゼロの状態）に保持することができる。
【００３２】
（ＧＭＲ素子の印加磁界特性）
図９は、同実施形態の磁気ヘッド３に含まれるリードヘッド素子３０として使用されるＧＭＲ素子の外部からの印加磁界特性（ρ−Ｈ曲線）を示す図である。
【００３３】
ここで、トラック間エリアでのＤＣ磁化領域の面積をＳとし、記録磁性層２４の飽和残留磁化をＭとし、ディスク１の表面とリードヘッド素子との間隔であるスペーシングをｄとした場合に、当該リードヘッド素子に印加される磁界Ｈは、下記式（１）に示すように近似することができる。
【００３４】
【数１】
0004112809.tif 000002
【００３５】
一般的に、ＧＭＲ素子の感度を測定する場合には、ρ−Ｈテスタと呼ぶ専用テスタが使用される。このテスタは、ＧＭＲ素子に対して一様な磁界を印加することにより、外部からの印加磁界（外乱磁界を含む）に対するＧＭＲ素子の出力電圧（振幅μＶ）の変化を測定する。図９は、代表的な測定結果であるＧＭＲ素子の印加磁界特性（ρ−Ｈ曲線）である。
【００３６】
図９から明白であるように、印加磁界が±ｂ（±１００×［１／（４π）×１０００］Ａ／ｍ）の範囲では、出力電圧（振幅）は印加磁界にほぼ比例している。しかしながら、印加磁界が±ｄ（±２００×［１／（４π）×１０００］Ａ／ｍ）の範囲では、出力電圧（振幅）は非線形な挙動を示し、印加磁界が±ｆ（±３００×［１／（４π）×１０００］Ａ／ｍ）程度以上では飽和してしまう。
【００３７】
要するに、リードヘッド素子からの再生出力が線形で安定するための条件は、印加磁界が±ｂ（±１００×［１／（４π）×１０００］Ａ／ｍ）の範囲である。ここで、トラック間エリアのＤＣ磁化領域から一様に外乱磁界として、例えば±Δ（±４０×［１／（４π）×１０００］Ａ／ｍ）の印加磁界が存在すると、本来の記録磁界が±α（±６０×［１／（４π）×１０００］Ａ／ｍ）を超えると、リードヘッド素子の再生出力は非線形で不安定な状態に変化してしまう。
【００３８】
従って、トラック間エリアからの漏洩磁界が、ρ−Ｈ曲線がほぼ飽和せずに動作する印加磁界Ｈの範囲の１５％以下程度であれば、リードヘッド素子はほぼ正常に動作し、許容範囲内の再生信号を出力するものと推定できる。即ち、トラック間エリアでのＤＣ磁化領域の面積Ｓを、下記関係式（２）を満たす範囲以下に制限できれば、前述したような同実施形態の効果を得ることが可能となる。
【００３９】
【数２】
0004112809.tif 000003
【００４０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、垂直磁気記録方式において、特に２層構造のディスクを使用する磁気ディスク装置において、複雑な処理工程を必要とすることなく、特にリードヘッド素子に対するディスクからの外乱磁界の影響を効果的に抑制できる。従って、垂直磁気記録方式において、安定かつ信頼性の高いデータ再生動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に関する垂直磁気記録方式のディスクの構成を説明するための図。
【図２】同実施形態に関するディスクドライブの要部を示す図。
【図３】同実施形態に関するディスクの構造を説明するための図。
【図４】同実施形態に関するサーボライト工程を説明するための図。
【図５】従来での垂直磁気記録方式のディスクドライブの問題点を説明するための図。
【図６】同問題点を従来での長手磁気記録方式との比較において説明するための図。
【図７】同実施形態の第１の変形例に関する図。
【図８】同実施形態の第２の変形例に関する図。
【図９】同実施形態に関するＧＭＲ素子の印加磁界特性を示す図。
【符号の説明】
１…ディスク
２…スピンドルモータ
３…磁気ヘッド
４…アーム
５…ボイスコイルモータ
６…回路基板
７…筐体
２１…ディスク基板
２２…軟磁性層
２４…記録磁性層
３０…リードヘッド素子（ＧＭＲ素子）
１００…トラック
２００…トラック間エリア
【図１】
0004112809.tif 000004
【図２】
0004112809.tif 000005
【図３】
0004112809.tif 000006
【図４】
0004112809.tif 000007
【図５】
0004112809.tif 000008
【図６】
0004112809.tif 000009
【図７】
0004112809.tif 000010
【図８】
0004112809.tif 000011
【図９】
0004112809.tif 000012