JP2000195200A - Magnetic disk device - Google Patents
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/012—Recording on, or reproducing or erasing from, magnetic disks
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
の高記録密度化、特に高トラック密度化、大容量化、そ
してフォーマット効率向上を可能とする磁気ヘッドの高
精度トラッキング技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-precision tracking technique for a magnetic head, which can increase the recording density of a magnetic disk drive, in particular, increase the track density, increase the capacity and improve the format efficiency.
【０００２】[0002]
【従来の技術】１９９０年代に入ってから、高い再生感
度を有する磁気抵抗効果型ヘッドとＰＲＭＬ（Partial
Response maximum Likelihood ）信号処理技術の登場に
よって、磁気ディスク装置の記録密度は年率６０％とい
う速度で向上を続けている。このまま、記録密度を上げ
ていくと当然ながら記録トラック密度も向上するため、
益々磁気ヘッドの位置決め精度、すなわちトラッキング
精度を高くしなければならない。従って、トラッキング
に要するサーボ周波数帯域を上げる必要がある。2. Description of the Related Art Since the 1990s, a magnetoresistive head having high reproduction sensitivity and a PRML (Partial
Response maximum likelihood With the advent of signal processing technology, the recording density of magnetic disk devices has been increasing at an annual rate of 60%. As the recording density increases, the recording track density naturally increases,
Increasingly, the positioning accuracy of the magnetic head, that is, the tracking accuracy, must be increased. Therefore, it is necessary to increase the servo frequency band required for tracking.
【０００３】しかしながら、従来のサンプルサーボ方式
を用いた場合には、記録密度の増加に伴って磁気ディス
ク上に設けるセクタの数を増やすとともに記録すべきサ
ーボ情報量も増やす必要が出てくる。これはフォーマッ
ト効率を低下させるため、大容量化を阻害することにな
り兼ねない。この問題の解決策としては、トラッキング
サーボ方式として、磁気ヘッドがディスク上のどの位置
にいても常にサーボ信号が取り出せるような連続サーボ
方式を用いることが効果的と考えられる。However, when the conventional sample servo method is used, it is necessary to increase the number of sectors provided on the magnetic disk and increase the amount of servo information to be recorded as the recording density increases. This lowers the format efficiency, which may hinder the increase in capacity. As a solution to this problem, it is considered effective to use, as the tracking servo system, a continuous servo system that can always take out a servo signal regardless of the position of the magnetic head on the disk.
【０００４】例えば、光ディスク装置に適用されている
光連続サーボ方式を用いれば、磁気ディスク装置でも技
術的には連続サーボが可能となるが、かかる方式を磁気
ディスク装置にコンパクトに実装することは、現状の技
術では困難なことである。For example, if an optical continuous servo system applied to an optical disk device is used, it is technically possible to perform continuous servo even with a magnetic disk device. However, such a system can be compactly mounted on a magnetic disk device. This is difficult with current technology.
【０００５】一方、磁気ヘッドを用いて磁気的な連続サ
ーボを可能にする低コストで有効な手段は残念ながらま
だ提案されていない。ところで、磁気ディスク装置の記
録密度がこのまま向上し続けると、装置組み立て時に行
わなければならないディスク全面に渡るサーボ信号記録
（サーボライト）に要する時間も増加することになる。
これは装置製造のコストを押し上げることにつながる。[0005] On the other hand, a low-cost and effective means for enabling a magnetic continuous servo using a magnetic head has not been proposed yet. If the recording density of the magnetic disk device continues to increase, the time required for servo signal recording (servo writing) over the entire surface of the disk, which must be performed when assembling the device, also increases.
This leads to higher device manufacturing costs.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、今後も
磁気ディスク装置の記録密度と容量を増加させ続けるた
めには磁気的、連続的に磁気ヘッドをトラキングできる
技術を実現する必要がある。そこで、本発明では、高精
度の磁気的連続サーボ技術を搭載した安価で製造容易な
磁気ディスク装置を提供することを目的とする。As described above, in order to continue to increase the recording density and capacity of a magnetic disk drive, it is necessary to realize a technique that can magnetically and continuously track a magnetic head. Therefore, an object of the present invention is to provide an inexpensive and easy-to-manufacture magnetic disk drive equipped with a high-precision magnetic continuous servo technique.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、情報の記録及び再生が行われる磁気記
録層を有する磁気ディスクと、この磁気ディスクの回転
に伴って、該ディスク上を相対的に運動するヘッドスラ
イダの上に磁気記録素子と磁気再生素子が形成されてな
る磁気ヘッドとを備えた磁気ディスク装置おいて、前記
磁気ディスクは、該ディスクの半径方向に隣接して設け
られる複数の記録トラックと、互いに隣接する前記記録
トラックに挟まれる領域に、該記録トラックの長手方向
に一定の周期で形成され、かつその周期の略半分の長さ
を有するサーボパターンとを備え、該サーボパターン
は、どの記録トラックに関しても前記磁気ディスクの外
周側と内周側とでは互いに逆位相となるように形成さ
れ、これら外周側と内周側の該サーボパターンから一対
のトラッキング信号を得るようにしたことを特徴とする
磁気ディスク装置を提供する。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a magnetic disk having a magnetic recording layer on which information is recorded and reproduced, and a magnetic disk on which the magnetic disk rotates. In a magnetic disk drive comprising a magnetic head in which a magnetic recording element and a magnetic reproducing element are formed on a head slider which moves relatively, the magnetic disk is provided adjacent to the disk in the radial direction. A plurality of recording tracks, and in a region sandwiched between the recording tracks adjacent to each other, a servo pattern formed at a constant period in the longitudinal direction of the recording tracks, and having a length of substantially half of the period, The servo pattern is formed so that the outer and inner circumferential sides of the magnetic disk have opposite phases with respect to any recording tracks. To provide a magnetic disk apparatus characterized in that from the servo pattern on the side so as to obtain a pair of tracking signals.
【０００８】ここで、前記磁気再生素子の前記磁気ディ
スクの半径方向に関する幅は、前記記録トラックの該磁
気ディスクの半径方向に関する幅よりも大きく、かつ該
記録トラックの該磁気ディスクの半径方向に関するピッ
チよりも小さく構成してもよい。Here, the width of the magnetic reproducing element in the radial direction of the magnetic disk is larger than the width of the recording track in the radial direction of the magnetic disk, and the pitch of the recording tracks in the radial direction of the magnetic disk. It may be configured smaller.
【０００９】また、前記磁気ヘッドをウォブリングさ
せ、前記記録トラックの両隣に位置するサーボパターン
の列からのトラッキング信号を読み出して、該トラッキ
ング信号の信号出力の和が０または最小になるように該
磁気ヘッドを連続的にトラッキングするようにしてもよ
い。The magnetic head is wobbled to read a tracking signal from a row of servo patterns located on both sides of the recording track, and the magnetic signal is output so that the sum of the signal output of the tracking signal becomes zero or minimum. The head may be continuously tracked.
【００１０】一方、前記磁気再生素子の前記磁気ディス
クの半径方向に関する再生感度分布を該半径方向に振り
ながら前記記録トラックの両隣に位置するサーボパター
ンからのトラッキング信号を読み出して、該トラッキン
グ信号の信号出力の和が０または最小になるように該磁
気ヘッドを連続的にトラッキングするようにしてもよ
い。On the other hand, a tracking signal is read from a servo pattern located on both sides of the recording track while the reproducing sensitivity distribution of the magnetic reproducing element in the radial direction of the magnetic disk is shifted in the radial direction, and the signal of the tracking signal is read. The magnetic head may be continuously tracked so that the sum of the outputs becomes zero or minimum.
【００１１】また、前記磁気再生素子が巨大磁気抵抗効
果素子または磁気トンネル磁気抵抗効果素子からなり、
該素子の近傍にバイアス磁界印加手段を設けて、該素子
にバイアス磁界を印加し、該バイアス磁界を変化させて
該素子の再生感度分布を前記磁気ディスクの半径方向に
振るようにしてもよい。[0011] The magnetic reproducing element may be a giant magnetoresistive element or a magnetic tunnel magnetoresistive element,
A bias magnetic field applying means may be provided near the element, a bias magnetic field may be applied to the element, and the bias magnetic field may be changed to vary the reproduction sensitivity distribution of the element in the radial direction of the magnetic disk.
【００１２】また、前記トラッキング信号の周波数が前
記記録トラック上に記録される記録データ信号の周波数
よりも低いことを特徴とするものであってもよい。さら
に、前記トラッキング信号を、前記磁気再生素子からの
再生出力を増幅した後に、前記記録トラック上に記録さ
れる記録データ信号の周波数よりも低く、かつ該トラッ
キング信号の周波数よりも高いカットオフ周波数を有す
るローパスフィルターを通して出力するようにいてもよ
い。[0012] The frequency of the tracking signal may be lower than the frequency of a recording data signal recorded on the recording track. Further, the tracking signal, after amplifying the reproduction output from the magnetic reproducing element, a cutoff frequency lower than the frequency of the recording data signal recorded on the recording track and higher than the frequency of the tracking signal. The output may be through a low-pass filter.
【００１３】また、前記サーボパターンは、プリピット
であってもよい。ここで、前記プリピットは、前記磁気
ディスクの半径方向に一定の幅を有するもの、または、
前記磁気ディスクの半径方向にも前記記録トラックの長
手方向にも対称な略ひし形の形状を有するものであって
もよい。The servo pattern may be a pre-pit. Here, the pre-pit has a constant width in a radial direction of the magnetic disk, or
The magnetic disk may have a substantially rhombic shape that is symmetric both in the radial direction and in the longitudinal direction of the recording track.
【００１４】また、前記プリピットには非磁性体を埋め
込んで、該非磁性体の上面が前記磁気記録層の表面と略
同一高さとなるようにしてもよい。また、前記サーボパ
ターンは、前記磁気ディスクをＤＣイレーズすることに
より磁化された磁性サーボパターンであってもよい。Further, a non-magnetic material may be embedded in the pre-pit so that the upper surface of the non-magnetic material is substantially flush with the surface of the magnetic recording layer. Further, the servo pattern may be a magnetic servo pattern magnetized by DC erasing the magnetic disk.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を参照しつつ詳細に説明する。まず、本発明の実施形態
の説明に先立ち、磁気ディスク装置の概要について説明
する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, prior to description of an embodiment of the present invention, an outline of a magnetic disk drive will be described.
【００１６】図１は、ロータリーアクチュエータを用い
た磁気ディスク装置の概略を示したものである。ディス
ク１は、スピンドル１１０に装着され、所定の回転数で
回転される。ディスク１上を浮上もしくは接触した状態
で情報の記録再生を行う磁気記録再生素子を搭載したス
ライダ１０は、薄板状のサスペンション１１の先端に取
付られている。サスペンション１１は、図示しない駆動
コイルを保持するボビン部等を有するアクチュエータア
ーム３０の一端に接続されている。一方、アクチュエー
タアーム３０の他端には、リニアモータの一種であるボ
イスコイルモータ１２０が設けられている。ボイスコイ
ルモータ１２０は、前記アクチュエータアーム３０のボ
ビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、それ
を挟み込むように対向して配置された永久磁石及び対向
ヨークからなる磁気回路とから構成される。アクチュエ
ータアーム３０は、固定軸１３０の上下２カ所に設けら
れた図示しないボールベアリングによって保持され、ボ
イスコイルモータ１２０により回転揺動が自在にできる
ようになっている。FIG. 1 schematically shows a magnetic disk drive using a rotary actuator. The disk 1 is mounted on a spindle 110 and rotated at a predetermined rotation speed. A slider 10 mounted with a magnetic recording / reproducing element for recording / reproducing information while flying above or in contact with the disk 1 is attached to the tip of a thin plate-shaped suspension 11. The suspension 11 is connected to one end of an actuator arm 30 having a bobbin for holding a drive coil (not shown). On the other hand, the other end of the actuator arm 30 is provided with a voice coil motor 120 which is a kind of linear motor. The voice coil motor 120 includes a drive coil (not shown) wound around a bobbin portion of the actuator arm 30, and a magnetic circuit including a permanent magnet and an opposing yoke, which are opposed to each other so as to sandwich the drive coil. The actuator arm 30 is held by ball bearings (not shown) provided at two positions above and below the fixed shaft 130, and is rotatable by a voice coil motor 120.
【００１７】＜第１の実施形態＞図２乃至図４を用いて
本発明にかかる磁気ディスク装置の第１の実施形態を説
明する。図２は第１の実施形態に係る磁気ディスク装置
に用いられる磁気ディスクの記録再生領域の拡大図、図
３は磁気ディスクの一部分とそこに対峙する磁気再生素
子の様子及びトラッキング信号の再生出力を示した本実
施形態の作用を説明する図、図４は、ヘッドスライダが
磁気ディスクと対峙して浮上しているとき様子を示す断
面図である。<First Embodiment> A first embodiment of a magnetic disk drive according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an enlarged view of a recording / reproducing area of the magnetic disk used in the magnetic disk device according to the first embodiment, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the head slider is floating facing the magnetic disk.
【００１８】図２に示すように、磁気ディスク１はフォ
トリソグラフィー技術と薄膜形成技術を用いてプリフォ
ーマットされている。また、ディスク表面に形成された
磁気記録層２はディスク面内方向に磁化が配向した（図
中の符号２０参照）長手磁気記録層で、予めディスク周
方向に磁気的にＤＣイレーズされている。As shown in FIG. 2, the magnetic disk 1 is preformatted using a photolithography technique and a thin film forming technique. The magnetic recording layer 2 formed on the disk surface is a longitudinal magnetic recording layer in which the magnetization is oriented in the in-plane direction of the disk (see reference numeral 20 in the drawing), and is magnetically DC-erased in advance in the disk circumferential direction.
【００１９】磁気ディスク１上のデータ記録領域および
制御信号領域の区別なくこれら全ての領域において、あ
る記録トラック３とその隣接記録トラック３に挟まれる
領域に、サーボパターンとして、ディスク半径方向には
一定の幅を有しトラック長手方向には一定の周期で、か
つその周期の半分の長さを有するプリピット４の列が形
成されている。該プリピット４の列は、どの記録トラッ
ク３に対しても外周側と内周側とでは互いに逆位相にな
るように設けられている。これら外周側と内周側の該プ
リピット４の列からの信号が一対のトラッキング信号と
して利用される。In all of these areas without discrimination between the data recording area and the control signal area on the magnetic disk 1, a servo pattern is provided in a region sandwiched between a certain recording track 3 and an adjacent recording track 3 in the disk radial direction. And a row of prepits 4 having a constant period in the longitudinal direction of the track and having a length equal to half the period. The row of the prepits 4 is provided so that the recording track 3 has a phase opposite to that of the recording track 3 on the outer peripheral side and the inner peripheral side. The signals from the rows of the prepits 4 on the outer peripheral side and the inner peripheral side are used as a pair of tracking signals.
【００２０】次に、図３を用いて本実施形態の作用を説
明する。図３に示すように、トラック幅が記録トラック
幅Ｔｗよりも大きく、かつ記録トラックピッチＴｐより
も小さい磁気再生素子５が記録トラック３にオントラッ
クしている場合には、記録トラック両側のトラッキング
信号６はほぼ同強度で、かつ逆位相で再生されるためこ
れらの再生出力の和は０もしくは最小になるが、該再生
素子が外周側または内周側にオフトラックすると両側の
トラッキング信号６の再生出力は異なるためにこれらの
再生出力の和はオントラック時よりも大きくなる。Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, when the magnetic reproducing element 5 whose track width is larger than the recording track width Tw and smaller than the recording track pitch Tp is on-track on the recording track 3, tracking signals on both sides of the recording track are used. 6 are reproduced with substantially the same intensity and in opposite phases, the sum of these reproduction outputs becomes zero or minimum. However, when the reproducing element is off-track toward the outer peripheral side or the inner peripheral side, reproduction of the tracking signals 6 on both sides is performed. Since the outputs are different, the sum of these reproduced outputs is greater than on-track.
【００２１】従って、例えば、磁気再生素子５をロータ
リーアクチュエータの駆動により磁気ディスクの半径方
向に機械的にウォブリングさせながら、記録トラック両
隣に設けた互いに逆位相のプリピットの列からえられる
トラッキング信号６を同時に読み出して、これらの再生
信号が０または最小になるように該磁気ヘッドを位置決
めすれば、該磁気ヘッドのオフトラックが内外周のどち
らの方向かを正確に識別しながらトラッキングすること
ができる。Accordingly, for example, while the magnetic reproducing element 5 is mechanically wobbled in the radial direction of the magnetic disk by driving the rotary actuator, the tracking signal 6 obtained from the row of prepits having opposite phases provided on both sides of the recording track is generated. By simultaneously reading and positioning the magnetic head such that these reproduced signals become 0 or a minimum, tracking can be performed while accurately identifying which direction of the off-track of the magnetic head is the inner or outer direction.
【００２２】また、このトラッキングは、ほぼ時間的に
連続して行うものであるため、従来のサンプルサーボ方
式と比較して、極めて広いサーボ周波数帯域をもつこと
ができる。従って、従来の方式よりも高速かつ高精度に
磁気ヘッドをトラッキング（位置決め）することができ
る。Further, since this tracking is performed almost continuously in time, an extremely wide servo frequency band can be obtained as compared with the conventional sample servo system. Therefore, the magnetic head can be tracked (positioned) at higher speed and with higher precision than the conventional method.
【００２３】さらに高精度のトラッキングをするために
は、ディスク半径方向に良好な対称性を有する巨大磁気
抵抗効果素子または磁気トンネル型磁気抵抗効果素子を
磁気再生素子５として用いることが好ましい。この場合
には、１００ｋＴＰＩ超級の高トラック密度実現も期待
することができる。For more accurate tracking, it is preferable to use a giant magnetoresistive element or a magnetic tunnel type magnetoresistive element having good symmetry in the radial direction of the disk as the magnetic reproducing element 5. In this case, a high track density of over 100 kTPI can be expected.
【００２４】また、本実施形態においてはサーボパター
ンをはじめとする各種制御信号を磁気ディスクにプリフ
ォーマットしておくため、いわゆるサーボライトを行う
必要がない。このようなプリフォーマット磁気ディスク
も量産技術の確立により低コストの製造が十分可能であ
る。従って、従来技術を用いた場合の問題、即ち、記録
密度、特にトラック密度の向上によりサーボライトが大
幅に増加してしまうことに伴うコスト増を回避すること
ができ、その結果、磁気ディスク装置の製造コストの大
幅低減が可能となる。In this embodiment, since various control signals including the servo pattern are preformatted on the magnetic disk, there is no need to perform a so-called servo write. Such a preformatted magnetic disk can also be manufactured at low cost by establishing mass production technology. Therefore, it is possible to avoid the problem in the case of using the conventional technique, that is, the increase in cost due to a large increase in the number of servo writes due to the improvement in recording density, particularly, the track density. The manufacturing cost can be significantly reduced.
【００２５】また、該トラッキング信号６の周波数は、
データ信号再生時にデータ信号にトラッキング信号６が
混在するのを避けるためにも、記録データ信号周波数よ
りも低く設定することが好ましい。トラッキング信号６
を検出するには、磁気再生素子５の再生出力を増幅した
後にデータ信号よりも低く、かつトラッキング信号６の
周波数よりも高いカットオフ周波数を有するローパスフ
ィルターを通して得ればよい。また、ヘッドがオントラ
ックすれば再生されるトラッキング信号６は０または最
小となるため、これが記録したデータ信号あるいは各種
制御信号に悪影響を与えることもなく、高品質のデータ
および制御信号の再生が可能となる。The frequency of the tracking signal 6 is
In order to avoid the tracking signal 6 being mixed with the data signal at the time of reproducing the data signal, it is preferable to set the frequency lower than the recording data signal frequency. Tracking signal 6
Can be detected by amplifying the reproduction output of the magnetic reproducing element 5 and then obtaining through a low-pass filter having a cutoff frequency lower than the data signal and higher than the frequency of the tracking signal 6. In addition, since the tracking signal 6 reproduced when the head is on-track is 0 or minimum, it can reproduce high-quality data and control signals without adversely affecting the recorded data signal or various control signals. Becomes
【００２６】なお、図示はしないが、トラッキング信号
６を読み出す際に、磁気再生素子５をウォブリングする
代わりに、磁気再生素子５の再生感度分布を磁気ディス
クの半径方向に振りながら記録トラック３とその両隣の
互いに逆位相に形成されたプリピット４の列から得られ
る該トラッキング信号６を一緒に読み出して、トラッキ
ング信号６の信号出力の和が０または最小になるように
該磁気ヘッドを連続的にトラッキングする方法を適用し
てもよい。Although not shown, when the tracking signal 6 is read, instead of wobbling the magnetic reproducing element 5, the recording track 3 and the recording track 3 are moved while the reproduction sensitivity distribution of the magnetic reproducing element 5 is shifted in the radial direction of the magnetic disk. The tracking signals 6 obtained from the rows of the prepits 4 formed in opposite phases on both sides are read out together, and the magnetic head is continuously tracked so that the sum of the signal outputs of the tracking signals 6 becomes zero or minimum. May be applied.
【００２７】特に、磁気再生素子５が巨大磁気抵抗効果
素子または磁気トンネル磁気抵抗効果素子からなる場合
は、該素子の近傍にバイアス磁界印加手段を設けて、該
素子にバイアス磁界を印加し、該バイアス磁界を変化さ
せて該素子の再生感度分布を前記磁気ディスクの半径方
向に振るようにしてもよい。In particular, when the magnetic reproducing element 5 comprises a giant magnetoresistive element or a magnetic tunnel magnetoresistive element, a bias magnetic field applying means is provided near the element to apply a bias magnetic field to the element. The reproduction sensitivity distribution of the element may be varied in the radial direction of the magnetic disk by changing the bias magnetic field.
【００２８】また、必要に応じて、図４に示すように、
該プリピットには非磁性体４４を埋め込んで、該非磁性
体の上面が該磁気記録層の表面と略同一高さになるよう
に形成しても差し支えない。このような構成にすればデ
ィスクの表面がフラットになりヘッドスライダの浮上特
性または接触走行特性が良好となる。If necessary, as shown in FIG.
The pre-pit may be filled with a non-magnetic material 44 so that the upper surface of the non-magnetic material is formed to be substantially the same height as the surface of the magnetic recording layer. With this configuration, the surface of the disk becomes flat, and the flying characteristics or contact running characteristics of the head slider are improved.
【００２９】＜第２の実施形態＞図５を用いて、本発明
に係る磁気ディスク装置の第２の実施形態について説明
する。図５は、本発明に係る磁気ディスク装置の第２の
実施形態に用いられる磁気ディスクの記録再生領域の拡
大図である。本実施形態は、記録磁性層２がディスク面
の垂直方向（図面では紙面に垂直な方向）に配向した
（図中の符号２０参照）垂直磁化層を用いた例であり、
その他の構成・作用は上記した第１の実施形態と同じで
ある。垂直記録方式を用いることにより上記した第１の
実施形態と同様の作用・効果が得られると同時に、より
高い記録密度を得ることができる。<Second Embodiment> A magnetic disk drive according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an enlarged view of the recording / reproducing area of the magnetic disk used in the second embodiment of the magnetic disk device according to the present invention. This embodiment is an example using a perpendicular magnetic layer in which the recording magnetic layer 2 is oriented in a direction perpendicular to the disk surface (a direction perpendicular to the paper surface in the drawing) (see reference numeral 20 in the drawing).
Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment. By using the perpendicular recording method, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained, and at the same time, a higher recording density can be obtained.
【００３０】＜第３の実施形態＞図６を用いて、本発明
に係る磁気ディスク装置の第３の実施形態について説明
する。図６は、本発明に係る磁気ディスク装置の第３の
実施形態に用いられる磁気ディスクの記録再生領域の拡
大図である。本実施形態では、磁気ディスク１の上に一
情報単位を与える微小な孤立した磁性パターン４０（例
えば一辺が数１０ｎｍの矩形あるいは直径が数ｎｍの円
形）が一定のピッチをもって整然と配列形成され、しか
も磁気ディスク１のデータ信号領域および制御信号領域
が予めプリフォーマットされた超高密度磁気ディスク用
のディスクが用いられる。磁性パターン４０の周囲は、
該磁性パターン４０と同じ高さに形成された非磁性材料
から成る。磁性パターン４０は、ディスクの半径方向に
複数列で一つデータトラックを形成する。また、データ
トラック間にはデータトラックに沿って磁性パターン４
１が一定個数並んだ領域と磁性パターンが無い領域４２
が同じ長さで互い違いに一定ピッチで繰り返されてお
り、この繰り返しパターンは、任意のデータトラックの
外周側と内周側とでは逆位相に設けられている。この繰
り返しパターンをトラッキング信号６とし、上述の第１
の実施形態について記述した方法をそのまま利用するこ
とで同様の作用・効果を得ることができる。<Third Embodiment> Referring to FIG. 6, a third embodiment of the magnetic disk drive according to the present invention will be described. FIG. 6 is an enlarged view of the recording / reproducing area of the magnetic disk used in the third embodiment of the magnetic disk device according to the present invention. In the present embodiment, minute isolated magnetic patterns 40 (for example, a rectangle having a side of several tens of nm or a circle having a diameter of several nm) which form one unit of information on the magnetic disk 1 are regularly arranged at a constant pitch. A disk for an ultra-high density magnetic disk in which the data signal area and the control signal area of the magnetic disk 1 are preformatted in advance is used. Around the magnetic pattern 40,
It is made of a non-magnetic material formed at the same height as the magnetic pattern 40. The magnetic pattern 40 forms one data track in a plurality of rows in the radial direction of the disk. In addition, magnetic patterns 4 are provided between the data tracks along the data tracks.
A region where a certain number of 1s are arranged and a region 42 where there is no magnetic pattern
Are alternately repeated at a constant pitch with the same length, and this repeating pattern is provided in opposite phases on the outer peripheral side and the inner peripheral side of an arbitrary data track. This repetitive pattern is used as the tracking signal 6 and the first
The same operation and effect can be obtained by directly using the method described in the embodiment.
【００３１】＜第４の実施形態＞図７乃至１０を用い
て、本発明に係る磁気ディスク装置の第４の実施形態及
びその変形例について説明する。<Fourth Embodiment> A fourth embodiment of the magnetic disk drive according to the present invention and modifications thereof will be described with reference to FIGS.
【００３２】図７は第４の実施形態に係る磁気ディスク
装置に用いられる磁気ディスクの記録再生領域の拡大
図、図８は磁気ディスクの一部分とそこに対峙する磁気
再生素子の様子及びトラッキング信号の再生出力を示し
た本実施形態の作用を説明する図、図９は第４の実施形
態の変形例に係る磁気ディスク装置に用いられる磁気デ
ィスクの記録再生領域の拡大図、図１０は磁気ディスク
の一部分とそこに対峙する磁気再生素子の様子及びトラ
ッキング信号の再生出力を示した本実施形態の変形例の
作用を説明する図である。なお、図中でディスク表面に
形成された磁気記録層２は、ディスク面の面内方向に磁
化が配向した長手磁気記録層から成っているが、これは
ディスク面に垂直な方向に磁化が配向した垂直磁気記録
層であってもかまわない。FIG. 7 is an enlarged view of a recording / reproducing area of a magnetic disk used in the magnetic disk apparatus according to the fourth embodiment, and FIG. 8 is a diagram showing a part of the magnetic disk, a state of a magnetic reproducing element facing the magnetic disk, and a tracking signal. FIG. 9 is a view for explaining the operation of the present embodiment showing a reproduction output, FIG. 9 is an enlarged view of a recording / reproducing area of a magnetic disk used in a magnetic disk device according to a modification of the fourth embodiment, and FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of a modification of the present embodiment, showing a part, the state of a magnetic reproducing element facing the part, and the reproduction output of a tracking signal. In the drawing, the magnetic recording layer 2 formed on the disk surface is composed of a longitudinal magnetic recording layer in which the magnetization is oriented in the in-plane direction of the disk surface. This is because the magnetization is oriented in the direction perpendicular to the disk surface. A perpendicular magnetic recording layer may be used.
【００３３】図７及び図８に示すように、本実施形態で
は、パターン形成された記録トラック３の両隣に、サー
ボパターンとして、ディスク半径方向にも記録トラック
長手方向にも対称な略ひし形の形状を有し予め記録トラ
ック長手方向の一定の向きに磁化された（図８中の符号
２０参照）磁性サーボパターン４が該記録トラック３に
沿って連続的に形成されている。かかる磁性サーボパタ
ーン４は、ディスク製作時に、フォトリソグラフィー技
術と薄膜形成技術を用いて形成され、装置出荷前にディ
スク全面をＤＣイレーズすることにより磁化される。こ
れらの磁性サーボパターン４は、記録トラック３の両側
では互いに逆位相になるように形成されて、これら両側
の磁性サーボパターンの列が一対のトラッキングサーボ
信号として用いられる。As shown in FIG. 7 and FIG. 8, in this embodiment, a servo pattern is provided on both sides of the recording track 3 on which a pattern is formed as a substantially rhombic shape which is symmetric in both the disk radial direction and the recording track longitudinal direction. A magnetic servo pattern 4 which has been previously magnetized in a predetermined direction in the longitudinal direction of the recording track (see reference numeral 20 in FIG. 8) is formed continuously along the recording track 3. The magnetic servo pattern 4 is formed by using a photolithography technique and a thin film forming technique at the time of manufacturing a disk, and is magnetized by DC erasing the entire surface of the disk before shipping the apparatus. These magnetic servo patterns 4 are formed so as to have opposite phases on both sides of the recording track 3, and the rows of the magnetic servo patterns on both sides are used as a pair of tracking servo signals.
【００３４】このような構成であっても、上記した第１
の実施形態とほぼ同様の作用・効果が得られる。また、
磁性サーボパターン４のディスク周方向の長さを最大記
録データ長よりも長く設定しておけばデータ信号再生時
（あるいは制御信号再生時）にトラッキングサーボ信号
の周波数範囲がデータ信号周波数帯域に重なることもな
く、データ信号とトラッキングサーボ信号を完全に分離
することが容易である。特に、本実施形態においては、
磁性サーボパターン４を略ひし形としたため、その記録
トラック長手方向の長さが最大データ長に比して十分長
い限り、磁性サーボパターンの形状変化が十分緩やかと
みなせるため、再生されたトラッキングサーボ信号の時
間変化も緩やかとなり、トラッキングサーボ信号の周波
数範囲がデータ信号帯域に重なることはなく、データ信
号とサーボ信号の完全分離が容易となる。Even with such a configuration, the first
Functions and effects substantially similar to those of the embodiment are obtained. Also,
If the length of the magnetic servo pattern 4 in the disk circumferential direction is set to be longer than the maximum recording data length, the frequency range of the tracking servo signal overlaps with the data signal frequency band at the time of data signal reproduction (or at the time of control signal reproduction). Therefore, it is easy to completely separate the data signal and the tracking servo signal. In particular, in the present embodiment,
Since the magnetic servo pattern 4 is substantially rhombic, the shape change of the magnetic servo pattern can be considered to be sufficiently gradual as long as the length in the longitudinal direction of the recording track is sufficiently longer than the maximum data length. The time change becomes gradual, the frequency range of the tracking servo signal does not overlap the data signal band, and the data signal and the servo signal can be easily separated completely.
【００３５】図９及び図１０は、本実施形態の変形例を
示したものである。本変形例では、サーボパターンとし
て、図７及び図８に示した略ひし形の形状を有する磁性
サーボパターンを設ける代わりに、同一の形状を有する
プリピットを設けている。FIGS. 9 and 10 show a modification of this embodiment. In this modified example, prepits having the same shape are provided as the servo patterns instead of providing the magnetic servo patterns having a substantially rhombic shape shown in FIGS. 7 and 8.
【００３６】即ち、本変形例では、磁気ディスク１はフ
ォトリソグラフィー技術と薄膜形成技術を用いてプリフ
ォーマットされている。磁気ディスク１の上のデータ領
域（図７及び図８に示した本実施形態と異なり記録トラ
ックは特別プリフォーマットされていない）および制御
信号領域（図中ではプリピットの列としてプリフォーマ
ットされている）の区別なくこれら全ての領域におい
て、記録トラック３とその隣接記録トラックに挟まれる
領域に、ディスク半径方向にも記録トラック長手方向に
も対称な略ひし形のプリピットが、記録トラック３に沿
って連続的に配置されている。このプリピットは任意の
記録トラック３の外周側と内周側とでは互いに逆位相に
なるように設置され、これら外周側と内周側のプリピッ
トの列が一対のトラッキングサーボ信号として利用され
る。かかる変形例の構成によれば、上記した本実施形態
と同様の作用・効果を得ることができる。That is, in this modification, the magnetic disk 1 is preformatted by using the photolithography technique and the thin film forming technique. A data area on the magnetic disk 1 (the recording track is not specially preformatted unlike the present embodiment shown in FIGS. 7 and 8) and a control signal area (in the figures, preformatted as a row of prepits) In all of these areas, substantially diamond-shaped prepits symmetrical in both the disk radial direction and the recording track longitudinal direction are continuously formed along the recording track 3 in the area between the recording track 3 and the adjacent recording track. Are located in The pre-pits are installed so that the outer and inner circumferences of an arbitrary recording track 3 have opposite phases to each other, and the rows of the outer and inner pre-pits are used as a pair of tracking servo signals. According to the configuration of the modified example, the same operation and effect as the above-described embodiment can be obtained.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、トラッキ
ング精度が向上するためトラック密度および面記録密度
が向上する。また、トラッキングに連続サーボ方式を適
用するため、従来のサンプルサーボ方式適用時よりもサ
ーボ帯域が大幅に向上し、その結果、フォーマット効率
を犠牲にすることなく大容量化が可能となる。さらに、
従来、磁気ディスク装置組み立て時に必要であった、サ
ーボライトが不要になるため製造コストが大幅に低下す
る。As described above, according to the present invention, since the tracking accuracy is improved, the track density and the areal recording density are improved. In addition, since the continuous servo system is applied to tracking, the servo band is greatly improved as compared with the case where the conventional sample servo system is applied. As a result, the capacity can be increased without sacrificing the format efficiency. further,
Since the servo write, which was conventionally required at the time of assembling the magnetic disk device, becomes unnecessary, the manufacturing cost is greatly reduced.
【図１】ロータリーアクチュエータを用いた磁気ディス
ク装置の概略図。FIG. 1 is a schematic diagram of a magnetic disk drive using a rotary actuator.
【図２】本発明に係る磁気ディスク装置の第１の実施形
態に用いられる磁気ディスクの記録再生領域を示す拡大
図。FIG. 2 is an enlarged view showing a recording / reproducing area of the magnetic disk used in the first embodiment of the magnetic disk device according to the present invention.
【図３】磁気ディスクの一部分とそこに対峙する磁気再
生素子の様子及びトラッキング信号の再生出力を示した
第１の実施形態の作用を説明する図。FIG. 3 is a view for explaining the operation of the first embodiment showing a part of a magnetic disk, a state of a magnetic reproducing element facing the magnetic disk, and a reproduction output of a tracking signal.
【図４】ヘッドスライダが磁気ディスクと対峙して浮上
しているとき様子を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where the head slider is flying facing the magnetic disk.
【図５】本発明に係る磁気ディスク装置の第２の実施形
態に用いられる磁気ディスクの記録再生領域の拡大図。FIG. 5 is an enlarged view of a recording and reproducing area of a magnetic disk used in a second embodiment of the magnetic disk device according to the present invention.
【図６】本発明に係る磁気ディスク装置の第３の実施形
態に用いられる磁気ディスクの記録再生領域の拡大図。FIG. 6 is an enlarged view of a recording and reproducing area of a magnetic disk used in a third embodiment of the magnetic disk device according to the present invention.
【図７】本発明に係る磁気ディスク装置の第４の実施形
態に用いられる磁気ディスクの記録再生領域の拡大図。FIG. 7 is an enlarged view of a recording / reproducing area of a magnetic disk used in a fourth embodiment of the magnetic disk device according to the present invention.
【図８】磁気ディスクの一部分とそこに対峙する磁気再
生素子の様子及びトラッキング信号の再生出力を示した
第４の実施形態の作用を説明する図。FIG. 8 is a view for explaining the operation of the fourth embodiment showing a part of a magnetic disk, a state of a magnetic reproducing element facing the magnetic disk, and a reproduction output of a tracking signal.
【図９】本発明に係る磁気ディスク装置の第４の実施形
態の変形例に用いられる磁気ディスクの記録再生領域の
拡大図。FIG. 9 is an enlarged view of a recording and reproducing area of a magnetic disk used in a modification of the fourth embodiment of the magnetic disk device according to the present invention.
【図１０】磁気ディスクの一部分とそこに対峙する磁気
再生素子の様子及びトラッキング信号の再生出力を示し
た第４の実施形態の変形例の作用を説明する図。FIG. 10 is a view for explaining the operation of a modification of the fourth embodiment, showing a part of a magnetic disk, the state of a magnetic reproducing element facing the magnetic disk, and the reproduction output of a tracking signal.
１ 磁気ディスク ２ 磁気記録層 ３ 記録トラック ４ プリピット ５ 磁気再生素子 ６ トラッキング信号 １０ ヘッドスライダ １１ サスペンション ３０ アクチュエータアーム ４０ 磁性サーボパターン １００ 磁気ディスク装置 １１０ スピンドル １２０ ボイスコイルモータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic disk 2 Magnetic recording layer 3 Recording track 4 Prepit 5 Magnetic reproducing element 6 Tracking signal 10 Head slider 11 Suspension 30 Actuator arm 40 Magnetic servo pattern 100 Magnetic disk device 110 Spindle 120 Voice coil motor
Claims (12)
層を有する磁気ディスクと、この磁気ディスクの回転に
伴って、該ディスク上を相対的に運動するヘッドスライ
ダの上に磁気記録素子と磁気再生素子が形成されてなる
磁気ヘッドとを備えた磁気ディスク装置おいて、 前記磁気ディスクは、該ディスクの半径方向に隣接して
設けられる複数の記録トラックと、互いに隣接する前記
記録トラックに挟まれる領域に、該記録トラックの長手
方向に一定の周期で形成され、かつその周期の略半分の
長さを有するサーボパターンとを備え、該サーボパター
ンは、どの記録トラックに関しても前記磁気ディスクの
外周側と内周側とでは互いに逆位相となるように形成さ
れ、これら外周側と内周側の該サーボパターンから一対
のトラッキング信号を得るようにしたことを特徴とする
磁気ディスク装置。1. A magnetic disk having a magnetic recording layer on and from which information is recorded and reproduced, and a magnetic recording element and a magnetic recording element mounted on a head slider relatively moving on the disk with the rotation of the magnetic disk. In a magnetic disk device including a magnetic head on which a reproducing element is formed, the magnetic disk is sandwiched between a plurality of recording tracks provided adjacently in a radial direction of the disk and the recording tracks adjacent to each other. And a servo pattern formed at a constant period in the longitudinal direction of the recording track and having a length substantially half of the period, wherein the servo pattern is located on the outer peripheral side of the magnetic disk for any recording track. The inner and outer peripheral sides are formed so as to have opposite phases, and a pair of tracking signals are obtained from the servo patterns on the outer and inner peripheral sides. Magnetic disk apparatus characterized by the the like.
半径方向に関する幅は、前記記録トラックの該磁気ディ
スクの半径方向に関する幅よりも大きく、かつ該記録ト
ラックの該磁気ディスクの半径方向に関するピッチより
も小さく構成されてなることを特徴とする請求項１記載
の磁気ディスク装置。2. A width of the magnetic reproducing element in a radial direction of the magnetic disk is larger than a width of the recording track in a radial direction of the magnetic disk, and a width of the recording track in a radial direction of the magnetic disk. 2. The magnetic disk drive according to claim 1, wherein the magnetic disk drive is also configured to be small.
記記録トラックの両隣に位置するサーボパターンの列か
らのトラッキング信号を読み出して、該トラッキング信
号の信号出力の和が０または最小になるように該磁気ヘ
ッドを連続的にトラッキングすることを特徴とする請求
項１または２のいずれかに記載の磁気ディスク装置。3. The magnetic head is wobbled to read a tracking signal from a row of servo patterns located on both sides of the recording track, and the magnetic signal is output so that the sum of the signal output of the tracking signal becomes zero or minimum. 3. The magnetic disk drive according to claim 1, wherein the head is continuously tracked.
半径方向に関する再生感度分布を該半径方向に振りなが
ら前記記録トラックの両隣に位置するサーボパターンか
らのトラッキング信号を読み出して、該トラッキング信
号の信号出力の和が０または最小になるように該磁気ヘ
ッドを連続的にトラッキングすることを特徴とする請求
項１または２のいずれかに記載の磁気ディスク装置。4. A tracking signal from a servo pattern located on both sides of the recording track is read while varying a reproducing sensitivity distribution of the magnetic reproducing element in a radial direction of the magnetic disk in the radial direction, and the signal of the tracking signal is read. 3. The magnetic disk drive according to claim 1, wherein the magnetic head is continuously tracked so that the sum of outputs becomes zero or minimum.
子または磁気トンネル磁気抵抗効果素子からなり、該素
子の近傍にバイアス磁界印加手段を設けて、該素子にバ
イアス磁界を印加し、該バイアス磁界を変化させて該素
子の再生感度分布を前記磁気ディスクの半径方向に振る
ことを特徴とする請求項４に記載の磁気ディスク装置。5. The magnetic read element comprises a giant magnetoresistive element or a magnetic tunnel magnetoresistive element, and a bias magnetic field applying means is provided near the element to apply a bias magnetic field to the element. 5. The magnetic disk drive according to claim 4, wherein the read sensitivity distribution of the element is varied in a radial direction of the magnetic disk by changing the magnetic field.
録トラック上に記録される記録データ信号の周波数より
も低いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項
に記載の磁気ディスク装置。6. The magnetic disk drive according to claim 1, wherein a frequency of the tracking signal is lower than a frequency of a recording data signal recorded on the recording track.
素子からの再生出力を増幅した後に、前記記録トラック
上に記録される記録データ信号の周波数よりも低く、か
つ該トラッキング信号の周波数よりも高いカットオフ周
波数を有するローパスフィルターを通して出力すること
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁
気ディスク装置。7. A cut-off of the tracking signal after amplifying a reproduction output from the magnetic reproducing element, which is lower than a frequency of a recording data signal recorded on the recording track and higher than a frequency of the tracking signal. 7. The magnetic disk drive according to claim 1, wherein the output is performed through a low-pass filter having an off frequency.
ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記
載の磁気ディスク装置。8. The magnetic disk drive according to claim 1, wherein the servo pattern is a pre-pit.
半径方向に一定の幅を有することを特徴とする請求項８
記載の磁気ディスク装置。9. The apparatus according to claim 8, wherein the prepit has a constant width in a radial direction of the magnetic disk.
The magnetic disk device according to the above.
の半径方向にも前記記録トラックの長手方向にも対称な
略ひし形の形状を有することを特徴とする請求項８記載
の磁気ディスク装置。10. The magnetic disk drive according to claim 8, wherein the pre-pits have a substantially rhombic shape that is symmetric in both the radial direction of the magnetic disk and the longitudinal direction of the recording track.
んで、該非磁性体の上面が前記磁気記録層の表面と略同
一高さとなるようにしたことを特徴とする請求項８乃至
１０のいずれか一項に記載の磁気ディスク装置。11. The non-magnetic material is embedded in the pre-pit so that the upper surface of the non-magnetic material is substantially flush with the surface of the magnetic recording layer. A magnetic disk drive according to claim 1.
スクをＤＣイレーズすることにより磁化された磁性サー
ボパターンであることを特徴とする請求項１乃至７のい
ずれか一項に記載の磁気ディスク装置。12. The magnetic disk drive according to claim 1, wherein the servo pattern is a magnetic servo pattern magnetized by DC erasing the magnetic disk.
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1998
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