JP3699925B2 - 記録読み出し装置および記録読み出し方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度記録が可能なパターンドメディアからの記録読み出し装置および記録読み出し方法に関する。
【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】
相変化材料を用いた光記録媒体においても状況は同様であり、記録マークサイズが相変化材料の結晶サイズと同程度となる１インチ平方当たり数百ギガビット以上の記録密度では、記録が不安定になるとともに媒体ノイズが大きくなる。
【０００５】
これらの問題を回避するため、磁気記録の分野においては、あらかじ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；ＵＳ Ｐａｔｅｎｔ ５，８２０，７６８および５，９５６，２１６；Ｒ．Ｈ．Ｍ．Ｎｅｗｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｂ１２（１９９４）ｐｐ３１９６；荻野谷他，特開平１０−２３３０１５号公報）。
【０００６】
記録密度が向上するとトラック密度も向上し、トラッキング用のサーボマークを書き込むことも非常に困難になる。従来のセクターサーボ方式で高トラック密度を実現する方法の一つとして、トラッキング用のサーボパターンを物理的な凹凸パターンとして予めディスクに作り込む方法が提案されている（特開平６−１１１５０２号公報）。この方法では、もともと真円度の高いトラックが形成されているため、従来のＨＤＤに比較するとトラック密度を向上できる。しかし、１００Ｇ〜１Ｔｂｐｓｉの記録密度となると、安価なリソグラフィーではパターンを描画することが困難である。また、サーボパターンのサンプリング周波数を上げることが必要であるが、そのためデータ領域が少なくなるという問題がある。
【０００７】
これに対して、磁気二重層を利用し、上層の磁性層にデータを記録し、下層の磁性層にサーボ情報を記録するベリードサーボ方式が知られている。この方式では連続的に、十分な周波数帯域のサーボ位置情報を記録できる。しかしながら、垂直磁気記録媒体においては、磁気特性を上げるために垂直磁気媒体の下に軟磁性層を設ける必要があり、この軟磁性層のためにサーボ信号を検出することが非常に困難になる。また、記録トラックの幅が小さくなり、記録トラックの数も増えるため、読み出しヘッドのシークに時間を要するという問題がある。さらに、記録セルの形状および記録トラック幅が小さくなるため、読み出し、書き込みにおける記録セル間の干渉が大きくなり、十分な分解能が得られないという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、Ｔｂｐｓｉ級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、記録データへのアクセスやトラッキングを容易に実現する方式は確立していない。
【０００９】
本発明の目的は、高度に配列化した記録セルのパターンを有する記録媒体に対するトラッキングおよびシークが容易で、データ信号の高速な読み出しが可能な記録読み出し装置、および記録読み出し方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様に係る記録読み出し装置は、互いに分離して形成された複数の記録セルをトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列した複数列のサブトラックを有し、隣り合う前記サブトラックが前記トラック方向に沿って前記ピッチＰの１／２ずれている記録媒体からの記録読み出し装置であって、前記記録媒体の隣り合う２つのサブトラック上に配置され、これらのサブトラック中の記録セルに記録されたデータを読み出す読み出しヘッドと、前記読み出しヘッドにより読み出された実測信号を記録する記録部と、前記隣り合う２つのサブトラックに含まれる複数の記録セルに記録されるビット情報の組み合わせを表すビットパターンのそれぞれに対応する複数の信号パターンが記憶された記憶部と、前記記録部に記録された前記実測信号と前記記憶部に記憶された前記複数の信号パターンとを比較して、前記実測信号のビットパターン情報およびトラックずれ情報を取得する信号処理部と、前記トラックずれ情報に基づいて前記記録媒体に対する読み出しヘッドの位置を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施形態に係る記録媒体の記録層の平面図を示す。図１に示す記録層には、複数の記録トラック帯１が帯状の分離帯２によって互いに分離されて形成されている。記録媒体全体の形状はディスクでもカードでもよく、特に形状は限定されない。ディスク状の記録媒体では、記録トラック帯１を同心円状またはスパイラル状に形成することが好ましい。カード状の記録媒体では、記録トラック帯１を直線状に形成することが好ましい。
【００１２】
記録トラック帯１内には規則的に配列した複数の記録セル１１が、非記録材料からなるマトリックス１２によって互いに分断されて形成されている。マトリックス１２の材料は記録セル１１に書き込まれた情報を破壊しないものであれば特に限定されない。マトリックス１２の材料としては、例えばＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3などの無機絶縁材料、ポリマーなどの有機絶縁材料を用いることができるが、これらに限定されない。
【００１３】
記録セル１１はトラック方向に沿ってピッチＰをもって周期的に配列してサブトラックを形成し、１つの記録トラック帯１内には複数列のサブトラックが含まれる。図１では記録トラック帯１内に４列のサブトラック１ａ〜１ｄが含まれている。記録トラック帯１内で隣り合うサブトラック例えば１ａ上と１ｂ上に位置する最近接の２つの記録セル１１は、トラック方向で見て互いの中心間の間隔が１つのサブトラック例えば１ａ内でのピッチＰの１／２だけ離れている。図１では、記録セル１１は最も安定な構造である三方細密充填構造をなして三角格子を形成しているので、隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル１１のトラック方向におけるずれはＰ／２である。なお、本発明においてトラック方向とは、後述する読み取りヘッドの記録媒体に対する相対的な移動方向を指す。
【００１４】
図２は本発明の一実施形態に係る装置、例えば磁気ディスク装置の全体的な構造を示す斜視図である。磁気ディスク２１はスピンドルモーター２２に装着され、図示しない制御部からの制御信号により回転する。軸２３にはアクチュエータアーム２４が保持され、アクチュエータアーム２４はサスペンション２５およびその先端のスライダ２６を支持している。磁気ディスク２１が回転すると、スライダヘッド２６の媒体対向面は磁気ディスク２１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２４の基端にはボイスコイルモーター２７が設けられ、アクチュエータアーム２４はボイスコイルモーター２７により回動できるようになっている。アクチュエータアーム２４の先端には微小位置制御を行うためのピエゾ素子が設置される。磁気ディスク装置内部には記録セルの信号に基づいてトラッキング信号を発生するためのマイクロプロセッサーが設置される。
【００１５】
図３は本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の概略構成図である。図３に示すように、磁気ディスク２１は、基板１０上に、記録セル１１が規則配列した記録トラック帯１および分離帯２を含む記録層３と、保護層４が形成された構造を有する。磁気ディスク２１はスピンドルモーター２２に装着されている。磁気ディスク２１上にはスライダ２６が配置される。スライダはピエゾ素子を含む２段アクチュエータ（図示せず）によって位置決めされる。
【００１６】
図３に示すように、スライダ２６の先端には読み出しヘッド３１と書き込みヘッド３２が搭載されている。後述するように、読み出しヘッド３１および書き込みヘッド３２は、磁気ディスク２１の記録トラック帯１上において隣り合う２つのサブトラック上をカバーするようにトラッキングされる。読み出しヘッド３１は、２つのサブトラック上の記録セルに記録されたデータを読み出す。読み出しヘッド３１により読み出された信号は記録部（ＲＡＭ）３３に記録される。一方、記憶部（ＲＯＭ）３４には２つのサブトラック上に含まれる複数の記録セルへの記録状態に応じた複数のビットパターンに対応する複数の信号パターンが記憶されている。信号処理部３５は、記録部３３に記録された信号と記憶部３４に記憶されている信号パターンとを比較して、２つのサブトラックに含まれる複数の記録セルのビットパターン情報およびトラックずれ情報を求める。制御部３６は信号処理部３５によって得られたトラックずれ情報に基づいて、磁気ディスク２１（厳密には２つのサブトラック）に対する読み出しヘッド３１の位置を制御してトラッキングを行う。
【００１７】
図４に本発明の一実施形態に係る読み出しヘッドのトラッキング方法について説明する。ここでは、記録媒体が垂直磁気記録媒体であるものとする。図４（Ａ）に示すように、読み出しヘッド３１が隣り合うサブトラック１ａ、１ｂの中央に位置するようにトラッキングする。このとき、読み出しヘッド３１が感じる記録信号は、隣接する２つのサブトラック上における、最近接の３つの記録セルの記録状態に応じて干渉の仕方が異なるため、その影響を受ける。このことを図４（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）に示す。図４（Ｂ）は隣接する３つの記録セルがいずれも上向きに記録されている場合、図４（Ｃ）は隣接する３つの記録セルのうち２つが上向き、１つが下向きに記録されている場合、図４（Ｄ）は隣接する３つの記録セルのうち１つが上向き、２つが下向きに記録されている場合を示している。読み出しヘッド３１が感じる記録信号の絶対値は、図４（Ｂ）が最も大きく（３）、図４（Ｃ）が中間の値（２）であり、図４（Ｄ）が最も小さい（１）。
【００１８】
ここで、図５（Ａ）および図６（Ａ）に示すように２つのサブトラック上の各記録セルに所定のデータ信号が記録されており（図５（Ａ）と図６（Ａ）とでデータ信号は同じである）、理想的にトラッキングされている場合（図５（Ａ））とそうでない場合（図６（Ａ））を考える。読み出しヘッド３１は、記録セルのピッチＰの１／２の距離を通過する時間ｔごとにデータを読み出す。
【００１９】
図５（Ａ）に示すように、読み出しヘッド３１が２つのサブトラックの中央に正確に位置制御されている場合、図５（Ｂ）に示すような実測信号（絶対値）が図３の記録部３３に記録される。信号処理部３５はこの実測信号を時間ｔの奇数倍のタイミング（サブトラック１ａ）および偶数倍のタイミング（サブトラック１ｂ）で分離して、分離された信号強度の絶対値を所定数だけ（例えば３つずつ）積分する。図５（Ａ）に示すビットパターンに対して読み出しヘッドの位置制御が正確である場合には、信号強度の積分値の比率は１：０．８となる。図３に示した記憶部３４には、複数の記録セルへの記録状態に応じた様々なビットパターンに対応する信号強度の積分値の理想的にトラッキングしたときの比率が記憶されている。図５（Ａ）の場合には、記録部３３に記録された信号強度の積分値の比率と、記憶部３４に記憶されている信号強度の積分値の比率とを比較しても差がないので、トラックずれがないと判断できる。
【００２０】
一方、図６（Ａ）のように、読み出しヘッド３１が２つのサブトラックの中央よりサブトラック１ａ側へずれている場合、図６（Ｂ）のような実測信号（絶対値）が記録部３３に記録される。この場合、信号処理部３５によって求められる、２つのサブトラック１ａおよび１ｂにおけるそれぞれの信号強度の積分値の比率は例えば１：０．４７になる。そして、信号処理部３５によって記録部３３に記録された信号強度の積分値の比率と記憶部３４に記憶されている信号強度の積分値の理想的な比率とを比較することにより、読み出しヘッド３１がサブトラック１ａ側へずれているというトラックずれ情報が得られる。
【００２１】
以上のような適切な信号処理により、２つのサブトラックから読み出される信号強度の積分値の比率を求め、それを記憶部に記憶された積分値の理想的な比率と比較することにより、読み出しヘッドのトラックずれ情報を求めることができる。そして、制御部３６からトラックずれを修正するための動作信号をアクチュエータに送ることにより正確なトラッキングを実現できる。上記の信号処理および制御は専用のマイクロプロセッサを用いて行われる。
【００２２】
以上のように２列のサブトラックから得られる記録情報を利用して連続的なトラッキングが可能であるが、動作信号の周波数はアクチュエータの微小動作が可能な周波数以下にする。したがって、アクチュエータは微小動作の高周波数対応が可能であることが望ましく、ピエゾ素子を微動アクチュエータに用いた２段アクチュエータが好ましい。
【００２３】
なお、以上では連続する記録セルから読み出される信号強度を積分する方法を説明したが、記録セルを例えば１０個おきにサンプリングして積分するなどの方法を採用してもよい。
【００２４】
次に、図７を参照して、本発明の他の実施形態に係る読み出しヘッドのトラッキング方法について説明する。図７に記録媒体のデータ領域における記録セルの記録状態を示す。ここでは、上向きの磁気ベクトルを持つ磁気情報が記録されたセル（ビット信号“０”）を白、下向きの磁気ベクトルを持つ磁気情報が記録されたセル（ビット信号“１”）を黒で表している。この図に示されるように、データ信号に依存したビットパターンが形成されている。この記録媒体に対して、上記と同様に、読み出しヘッド３１がサブトラック１ａ、１ｂの中央に位置するようにトラッキングする。読み出しヘッド３１によって読み出される信号（例えば電気信号）は、“０”の記録セル上を読み出しヘッドが通過する場合には負の値、“１”の記録セル上を読み出しヘッドが通過する場合には正の値をもつ。
【００２５】
読み出しヘッドが記録セルのサイズよりも高い分解能で信号を読み出せるとすれば、各記録セルからの信号はそれぞれ同じレベルになるはずなので読み取りが容易である。この場合、サブトラック１ａ上の記録セルの信号強度とサブトラック１ｂ上の記録セルの信号強度との差をトラックずれ情報として利用することができ、図７に示されるように読み出しヘッドが記録媒体の隣り合う２つのサブトラック１ａ、１ｂの中央を通るようにトラッキングを行うことができる。
【００２６】
しかし、読み出しヘッドの分解能が低い場合、ある記録セルからの信号に近接する記録セルからの信号が重なるため、同じビットパターンで読み出しヘッドが正確に２つのサブトラック１ａ、１ｂの中央を通った場合でも、周囲の記録セルからの影響によって信号レベルが変化し、例えば図８（Ａ）のような信号パターンが得られる。さらに、読み出しヘッド３１がサブトラック１ａ寄りにずれたときの信号パターンは図８（Ｂ）のように変化し、サブトラック１ｂ寄りにずれたときの信号パターンは図８（Ｃ）のように変化する。このように読み出しヘッドの分解能が低い場合には、各記録セルからの信号が隣接する記録セルの記録情報の影響を受けるため、単純に信号強度だけからトラックずれ情報を得るのは困難である。
【００２７】
そこで、この実施形態では、複数の記録セルを含む記録セル集合から信号を読み出し、記録セル集合ごとに信号パターンを解析することによって、その信号パターンに対応するビットパターンを得るとともにトラックずれ情報を得るようにする。
【００２８】
ここで、記録セル集合とは隣り合う２つのサブトラック上において隣り合う２つ以上の記録セルを含む複数の記録ビットの集合をいう。記録セル集合中のセルの数は２つ以上であれば特に限定されない。図９には、例えば１つの記録セル集合が隣り合うサブトラックから２つずつ合計４つの記録セルを含む場合を示す。この記録セル集合では様々なビットパターンがあり得るが、図９には６つの基本的なパターンを示している。そして、すべてのビットパターンは、これらの６パターンと、これらの６パターンに対して正負が逆のパターンまたは時系列が逆のパターンによって表現できる。例えばビットパターン“００００”は図９の“１１１１”に対して正負が逆のパターンであり、“１１１０”は図９の“０１１１”に対して時系列が逆のパターンである。
【００２９】
図１０に、図９に示した６種類の基本パターンに対し読み出しヘッドによって得られると予想される信号パターンを示す。図１０の信号パターンは、読み出しヘッドが２つのサブトラックの中央を通った場合（実線）、サブトラック１ａ寄り（外周側）にずれた場合（一点鎖線）、およびサブトラック１ｂ寄り（内周側）にずれた場合（破線）を示している。
【００３０】
この実施形態では、図３の記憶部３４に、図１０に示したビットパターンに対して読み出しヘッドが正しい位置にあるときに得られると予想される信号パターンおよび読み出しヘッド位置がずれている時に得られると予想される信号パターンとからなる信号パターン群と、それぞれの信号パターンに対応するトラックずれ情報とが記憶されている。記憶部３４に記憶される信号パターンは、信号パターンそのもののアナログ強度データでもよいし、一定時間間隔ごとのパルス強度でもよい。
【００３１】
この実施形態におけるトラッキング方法を、より具体的に説明する。読み出しヘッドによって読み出される実測信号を信号Ａとする。信号処理部は信号Ａを所定数（この例では４つ）の記録セル集合ごとの信号Ｂに分割し、得られた信号Ｂと記憶部に記憶されている信号パターン群Ｃとを比較し、信号パターン群Ｃの中で最も信号Ｂに近い信号パターンＤを選択する。そして、信号処理部は信号パターンＤの属性として記憶されているビットパターン情報およびトラックずれ情報を制御部へ出力する。制御部は受け取ったトラックずれ情報に基づいて、読み出しヘッドがサブトラック１ａとサブトラック１ｂとの中央に位置するように制御する。
【００３２】
上記の操作において、記録セル集合ごとの信号Ｂと信号パターン群Ｃを比較するには、例えば２つの信号強度の差分の絶対値を積分する方法が用いられる。まず、信号Ｂの強度の符号を正負反転させ、信号“−Ｂ”を得た後、信号“−Ｂ”と信号パターン群Ｃに含まれるそれぞれの信号パターンの強度を加算する。この加算された信号は信号パターン群Ｃに含まれる特定の信号パターンと信号Ｂとの差分に相当するが、正の値と負の値が混在している。この差分信号のうち、負の信号部分のみ符号を逆転させて信号の絶対値を得る処理を行い、信号強度の絶対値を積算することにより、２つの信号の差分信号の絶対値を積分した値が得られる。信号パターン群Ｃに含まれるそれぞれの信号パターンに対して信号強度積分値を比較し、信号パターン群Ｃの中で最も信号強度積分値の低い信号パターンが信号Ｂに近い信号パターンとして選択される。なお、信号Ｂと信号パターン群Ｃを比較する方法は上記の方法に限定されず、他の方法を用いてもよい。
【００３３】
以上の説明では、一段階で実測信号に最も近い信号パターンを求め、その信号パターンの属性としてのビットパターン情報およびトラックずれ情報を同時に得るという信号処理を行った。これに対して、以下に説明するように、まずビットパターン情報を得た後、次にトラックずれ情報を得るという二段階の信号処理を行ってもよい。図１１を参照してこの信号処理方法をより具体的に説明する。
【００３４】
上記と同様に、信号処理部は読み出しヘッドから出力される実測した信号Ａを記録セル集合ごとの信号Ｂに分割する。次に、この実施形態では、まず信号Ｂと読み出しヘッドが正しく位置制御されているときに得られると予想される信号パターン群Ｇとを比較する。信号パターン郡Ｇの中から最も信号Ｂに近い信号パターンＨを選び、その属性として記憶されているビットパターン情報Ｉ（例えば“０１１１”）を得る。次に、ビットパターンＩに対応する、信号パターンＨおよび読み出しヘッドの位置がずれている場合に得られると予想される信号パターンを含む信号パターン群Ｋと、信号Ｂとを比較する。そして、信号パターン群Ｋの中で信号Ｂに最も近い信号パターンＬを選択し、その属性として記憶されているトラックずれ情報を得る。
【００３５】
なお、信号Ｂと記憶部に記憶されている信号パターン群とを比較する場合、信号Ｂは信号Ａから切り出されたものであるため、信号Ｂにおける信号開始直後のパターンと信号終了直後のパターンは、信号Ａ中の信号Ｂの前後のビットパターンにより影響を受けている。この場合、単純に信号Ｂのパターン全体を記憶部に記憶されている信号パターン群と比較すると、この信号Ｂの両端のパターンが予想不可能であるため好ましくないことがある。この問題を解消するためには、信号処理部によって、信号Ｂの両端のある一定区間を除いた信号Ｂの中心部分と、記憶部に記憶されている信号パターン群の中心部分とを比較するようにしてもよい。
【００３６】
このように、信号Ｂと記憶部に記憶されている信号パターン群とを中心部分のみで比較する方法は、ビットパターン情報を得るために信号Ｂと信号パターン群とを比較する場合のように、ビットパターンの内容による信号パターンの変化が著しい場合にはそれほどメリットがあるわけではない。しかし、上述したようにビットパターン情報とトラックずれ情報を二段階で得る方法において、信号Ｂと信号パターン群Ｋとを比較する場合のように、読み出しヘッドの微小なトラックずれに基づいて差異の小さい信号パターンを選択する場合には有効である。
【００３７】
また、読み出しヘッドによる信号読み出しの分解能が低い場合には、各記録セルからの信号強度は隣接する記録セルの影響を受けるため、単純に信号強度だけからトラックずれ情報を得ることが困難なことがある。そこで、さらに他の実施形態に係る信号処理として、まず実測信号からビットパターンを抽出した後に、抽出されたビットパターンから理想信号を生成し、理想信号とヘッドから得られた実測信号を比較することによってトラックずれ情報を得るようにしてもよい。
【００３８】
図１２を参照してこの信号処理について説明する。読み出しヘッドで得られる記録媒体のデータ領域からの実測信号（図１２（Ａ））はビットパターン情報とトラックずれ情報を共に含んでいる。まずこの実測信号Ａからビットパターンを決定する（図１２（Ｂ））。実測信号からビットパターンを決定する方法は、従来のＨＤＤ等で用いられているのと同様の手法、例えばＰＲＭＬ(partial response maximum likelihood)を用いる。こうして決定されたビットパターンはトラックずれ情報を含んでおらず、このビットパターンから理想信号を作成できる（図１２（Ｃ））。
【００３９】
理想信号とは記録媒体上で読み出しヘッドが理想的な位置にあるときに読み出しヘッドによって読み出されると予想される信号パターンである。例えば記録媒体に対して理想的な位置にある読み出しヘッドは、２本のサブトラックの中央を通過するため、２本のサブトラック中の記録ビットから互いに等しい信号強度が得られる。このため、信号処理部において、ビットパターンの各ビットを記録セルからの単位信号パターンに変換し、それぞれの単位信号パターンを読み出しヘッドが記録媒体表面を通過する速度にあわせて重ね合わせることにより理想信号が得られる。
【００４０】
一方、実測信号はトラックずれ情報を含んでいるため、理想信号と同じビットパターンであってもトラックずれ情報の分だけ理想信号とは異なった信号パターンを示す。そこで、読み出しヘッドからの実測信号を記録部に一時的に記録し、信号処理部によって作成された理想信号と記録部に記録された実測信号とを比較することによりトラックずれ情報を得ることができる（図１２（Ｄ））。
【００４１】
このトラッキング手法では、これまでに説明した実施形態と異なり、信号をｎビットずつ区切る必要がなく、読み出しヘッドからの実測信号をどのようなタイミングで取り出してもトラックずれ情報を得ることができる。この場合、信号処理部は通常動作では実測信号からビットパターン情報を抽出する処理のみを行い、必要な時だけトラックずれ情報を取り出すことができる。したがって、トラッキングの必要なタイミングで読み出しヘッドがデータ領域を通過している場合には、いつでもトラッキング情報を得てヘッド位置を理想的な位置に制御することができる。
【００４２】
次に、本発明に係る記録読み出し装置におけるシーク方法について説明する。このシーク方法では、読み出しヘッドが記録トラック帯を通過するたびにその数を記録し、所望の記録トラック帯に到達するまでのシーク動作を制御する。この間、所望の記録トラック帯に到達するまでに通過する記録トラック帯ではサブトラック数を記録する必要はないので、高速なシーク動作が可能となる。また、読み出しヘッドが所望の記録トラック帯に到達した後、その記録トラック帯においてサブトラックを通過する度にその数をカウントし、読み出しヘッドが所望のサブトラックに到達するまでのシーク動作を制御する。
【００４３】
本発明に係る装置では、信号処理部が、読み出しヘッドによって読み出された記録トラック帯の１列目のサブトラック上の記録セルからの信号に基づいて、読み出しヘッドによって読み出された１列目および２列目のサブトラック上の記録セルからの信号から、２列目のサブトラック上の記録セルからの信号を演算により求めるという操作を、順次繰り返すようにしてもよい。以下、この方法をより詳細に説明する。
【００４４】
読み出しヘッドが所望の記録トラック帯に到達した後、まず記録トラック帯端の１列目のサブトラック上に位置する記録セルの信号を読み出す。このとき、ピッチＰに基づく信号のみが検出されるようにトラッキングを行うことにより、記録トラック帯端の１列目のサブトラック上に位置する記録セルからの信号を精度よく読み出すことができる。次に、読み出しヘッドの位置をずらして１列目および２列目のサブトラック上の記録セルから信号を読み出し、１列目のサブトラックの記録セルからの読み出し信号に基づき、２列目のサブトラックの記録セルからの信号を演算により求める。さらに、上記と同様にして読み出しヘッドの位置をずらして３列目以降のサブトラックの記録セルの信号を求める操作を繰り返す。
【００４５】
このような記録読み出し方法は、隣接するサブトラックの記録セル信号の干渉が特に強い場合に有効である。すなわち、２列のサブトラックの信号が干渉していると、２列目のサブトラックの記録セルからの実測信号のみでは信号の分離が困難な場合があるが、１列目のサブトラックの信号が既知であれば、演算によってもう２列目のサブトラックの信号を求めることが容易になる。
【００４６】
次いで、本発明において用いられる記録媒体についてより詳細に説明する。本発明において用いられる記録媒体は、記録セル１１が記録トラック帯１内において規則配列して密に充填されていればよいので、自己組織化する粒子を用いて安定かつ安価に製造することができる。
【００４７】
記録セル幅は５〜１００ｎｍが好ましく、１０〜５０ｎｍがさらに好ましい。記録セルの形状は密に充填できる円形、楕円形、長方形、正方形が好ましく、特に自己組織化により形成しやすい円形が好ましい。記録セルは六方細密充填構造を有することが好ましい。これは、微粒子の自己組織化では六方細密充填構造が最も安定な構造であり、最も欠陥が少なくかつ安価に作製することができるためである。
【００４８】
記録トラック帯の幅は、複数のサブトラックを安定に形成でき、高い記録密度が得られ、かつシーク動作が容易になるように設定される。このため、記録トラック帯の幅は３０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、１００ｎｍ〜１μｍがさらに好ましい。
【００４９】
記録トラック帯１間の分離帯２は非記録材料からなっていてもよいし、記録セルと同一の記録材料からなっていてもよい。分離帯が非記録材料からなる場合、読み出しヘッドが複数の記録トラック帯を横切る度に、周期的に信号がない領域が現れることを利用して、所望の記録トラック帯へのシーク動作が容易になる。分離帯が記録セルと同一の記録材料からなる場合、分離帯からトラッキング信号を検出することや、分離帯に記録トラック帯のアドレス情報を記録することが可能となる。
【００５０】
本発明に用いられる記録媒体は、記録が書き込まれる領域のすべてに記録セルの規則配列が形成されていてもよいし、アドレス信号領域等があらかじめ形成されこれらの領域以外のデータ領域に記録セルの規則配列が形成されていてもよい。また、トラッキング用のサーボマーク領域のみに記録セルの規則配列があらかじめ形成されていてもよい。この場合、記録の書き込み・読み出しがなされる領域は、多粒子系の磁性薄膜などで形成してもよい。最近ではサーボライトに要する時間が長くなっているので、サーボマークをあらかじめ作りこんでおく方法は非常に有効である。
【００５１】
本発明に用いられる記録媒体は特に限定されず、様々な記録原理に基づくものが挙げられる。例えば、磁気記録媒体、相変化光記録媒体、強誘電媒体、電荷蓄積媒体、有機色素または蛍光化合物などを含有する記録媒体がある。これらのうち、磁気記録媒体および相変化光記録媒体が特に好ましく、さらに高密度化が可能な垂直磁気記録媒体が好ましい。
【００５２】
磁気記録材料としては、例えばＮｉ−Ｆｅ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ等の結晶材料、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ等のＣｏ基アモルファス材料、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ等のＦｅ系微結晶材料、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｂａフェライト、Ｃｏ酸化物等が用いられる。
【００５３】
無機の相変化光記録材料としては、例えばＳｂ−Ｓｅ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇａ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｓｅ−Ｓｂ、Ｔｅ−Ｇａ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ、Ｔｅ−Ａｓ−Ｇｅ、Ｃｓ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅなどが用いられる。
【００５４】
有機色素としては、電荷記録用色素、相変化記録用色素、ライトワンス型の記録用色素、フォトクロミック色素、蛍光色素、フォトリフラクティブ色素などが用いられる。電荷の有無により記録する電荷記録用色素としては、ドナー性またはアクセプタ性の色素分子が用いられる。結晶−非晶質の相変化により記録する相変化記録用色素としては、結晶化速度が大きい色素分子が用いられる。ライトワンス型色素としては、光を吸収して非可逆的に変化するか、または光を吸収して周囲を非可逆的に変化させる色素が用いられる。読み出しに蛍光を用いる場合には蛍光強度の大きい蛍光色素を用いることが好ましい。光により吸収が変化するフォトクロミック化合物も使用することができる。有機色素の具体例は、例えば特開平１１−３２８７２５に開示されている。
【００５５】
蛍光化合物は、有機蛍光化合物でも無機蛍光化合物でもよい。一般に、無機化合物は有機化合物と比べて蛍光寿命が長いので、高速の読み出しのためには有機化合物の方が好ましい。
【００５６】
フォトクロミック化合物としては例えば、スピロオキサジン類、ジアリールエテン類、フルギド類、インジゴ類、スピロピラン類、シクロファン類、カルコン類、縮合多環化合物などが用いられる。
【００５７】
本発明において用いられる記録媒体を製造するには、たとえば基板上に記録トラック帯に対応する、連続的または断続的な溝領域または特定の化学成分を含む帯領域を形成した後、溝領域または帯領域内に自己組織化分子または微粒子の２次元的な規則配列構造を形成し、この規則配列構造に対応する記録セルを形成する方法が用いられる。
【００５８】
凹凸を有する溝構造を用いる場合には、凹凸の段差の部分によって自己組織化粒子の結晶ドメインを断つことができ、溝に沿った規則配列を実現することができる。
【００５９】
特定の化学成分をパターニングした帯領域を用いる場合には、自己組織化粒子の化学的な表面状態と帯領域の化学成分の表面状態を適当に選択することにより、自己組織化粒子が吸着する部分としない部分を形成することができる。この場合、自己組織化粒子が吸着する部分においてのみ規則配列化が起こり、帯構造に沿った規則配列が得られる。また、表面に化学パターンを形成することにより自己組織化粒子に対する相互作用を変化させ、ある相互作用が起こる化学パターン上でのみ所望の規則配列が得られ、別の化学パターン上では規則配列が得られずランダムな配列になるようにすることもできる。帯構造の幅は、自己組織化粒子が自然に（つまり帯構造が存在しない場合に）形成する規則配列の大きさより十分小さくすることが好ましい。このような条件を満たせば、自己組織化粒子が帯構造の幅方向に規則正しく配列した構造を形成することが可能である。
【００６０】
自己組織化粒子の大きさ（径）は、３〜１００ｎｍが好ましく、１０〜５０ｎｍさらに好ましい。自己組織化粒子の形状は、上述した記録セルの形状に対応して、円形、楕円形、長方形、正方形が好ましく、特に自己組織化により形成しやすい円形が好ましい。
【００６１】
本発明に用いられる記録媒体によってＴｂｐｓｉの記録密度を実現しようとする場合、記録トラック帯となる溝構造または帯構造の幅は以下のようにして決定される。例えば、１つの記録トラック帯内に２列の記録セル列を形成する場合には、溝構造または帯構造の幅はおよそ４０ｎｍ程度となる。これは通常の電子線リソグラフィーにより作製可能な大きさである。実際には、１本の記録トラック帯に２列より多くのサブトラックを形成することができるので、分解能は低いがより安価でスループットの高いリソグラフィー手段を利用することが可能である。リソグラフィーとしては、光リソグラフィー、電子線リソグラフィー、原子間力顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡、近接場光顕微鏡などの走査型プローブを用いる方法、ナノインプリントリソグラフィー（Ｐ．Ｒ．Ｋｒａｕｓｓ，ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ１３（１９９５），ｐｐ．２８５０）などが利用可能である。レジストを用いる場合、レジスト材料は記録層を破壊することがなく、リソグラフィーにより構造形成が可能であり、自己組織化粒子の製膜、規則配列化処理によりダメージを受けないものであればよい。
【００６２】
自己組織化粒子としては、ブロックコポリマー、またはポリマー、金属、半導体、酸化物などからなる数ｎｍ〜１００ｎｍ径の微粒子などが利用可能である。
【００６３】
ブロックコポリマーを利用する場合には、自己組織化粒子を形成した後、２種類以上のブロックのうち１つを選択的に除去できるものを用いる。この場合、ブロックどうしの間でのＲＩＥまたはその他のエッチングなどに対するエッチングレートの差を利用することが好ましい。
【００６４】
例えば、ポリスチレンとポリブタジエンからなるブロックコポリマーを用いた場合には、オゾン処理とその後の現像処理によりポリスチレンブロックのみを残すことが可能である。ポリスチレンとポリメチルメタクリレートからなるブロックコポリマーでは、ポリスチレンの方がポリメチルメタクリレートよりも、ＣＦ4をエッチャントとして用いるリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）に対するエッチング耐性が高い。このため、ＲＩＥによりポリメチルメタクリレートおよびその下の記録層のみを選択的に除去することが可能である（Ｋ．Ａｓａｋａｗａ ｅｔ ａｌ．；ＡＰＳ Ｍａｒｃｈ Ｍｅｅｔｉｎｇ、２０００）。
【００６５】
このようなブロックコポリマーとしては例えばポリブタジエン−ポリジメチルシロキサン、ポリブタジエン−４−ビニルピリジン、ポリブタジエン−ポリメチルメタクリレート、ポリブタジエン−ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート、ポリブタジエン−ポリ−ｔ−ブチルアクリレート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ポリ−４−ビニルピリジン、ポリエチレン−ポリメチルメタクリレート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ポリ−２−ビニルピリジン、ポリエチレン−ポリ−２−ビニルピリジン、ポリエチレン−ポリ−４−ビニルピリジン、ポリイソプレン−ポリ−２−ビニルピリジン、ポリメチルメタクリレート−ポリスチレン、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ポリスチレン、ポリメチルアクリレート−ポリスチレン、ポリブタジエン−ポリスチレン、ポリイソプレン−ポリスチレン、ポリスチレン−ポリ−２−ビニルピリジン、ポリスチレン−ポリ−４−ビニルピリジン、ポリスチレン−ポリジメチルシロキサン、ポリスチレン−ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ポリブタジエン−ポリアクリル酸ナトリウム、ポリブタジエン−ポリエチレンオキシド、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ポリエチレンオキシド、ポリスチレン−ポリアクリル酸、ポリスチレン−ポリメタクリル酸等がある。これらはＡＢ型ジブロックポリマーの例であるが、ＡＢＡ型のトリブロックコポリマーを用いてもよい。
【００６６】
ブロックコポリマーを用いる場合、基板表面においてミセル構造またはシリンダ構造を形成するような成分比を有するものを用いることが好ましい。これにより、互いに分離され規則配列した円形の記録セルを形成することが可能となる。ブロックコポリマーはトルエンなどの適当な溶媒に溶解したものをスピンコートなどにより製膜することが可能である。ブロックコポリマーの自己組織的な配列に相分離させるには、一般的には材料のガラス転移点温度以上の温度でアニール処理すればよい。
【００６７】
ポリマーや金属などからなる数十ｎｍ径の微粒子を用いる場合には、微粒子を分散させた溶液を、帯構造を形成したディスクの上から展開して乾燥し溶媒を除去した後、適当な溶媒を用いて過剰に吸着した微粒子を取り除くことにより、自己組織的な規則配列を形成することができる。また、微粒子を分散させた溶液中にディスク基板をある時間浸して微粒子をディスク基板に吸着させ、規則配列させることも可能である。
【００６８】
以上のような方法により自己組織化粒子の規則配列を形成した後、自己組織化粒子をマスクとして、あらかじめ形成しておいた下地の記録層をイオンミリングなどにより削り、所望の規則配列した記録セル列を形成することができる。記録層をより高いアスペクト比で削るためには、記録層と自己組織化粒子膜との間にＳｉＯ2やＳｉなどの膜を形成し、ＲＩＥなどにより自己組織化粒子の規則配列パターンをＳｉＯ2やＳｉに転写（パターントランスファー）した後、記録層を加工することも有効である。ＳｉＯ2やＳｉはＲＩＥにより高いアスペクト比で削ることができるため、これをマスクにして加工することにより、記録層をより高いアスペクト比でエッチングすることができる。
【００６９】
上記のようにして作製した記録セルの規則配列をマトリックス材料で被覆し、表面を研磨により平坦化することにより、マトリックスに埋め込まれた記録セルを有するパターンドメディアを製造することができる。
【００７０】
また、自己組織化粒子をマスクとして、マトリックスに規則配列した微細孔アレイを形成した後、孔を記録材料で埋めることによっても記録セルを形成することができる。この場合、ディスク基板上にマトリックス材料からなる膜を製膜する。次に、自己組織化粒子の配列を制御するための溝構造または特定の化学成分をパターニングした帯構造を形成するためのレジストを形成する。リソグラフィーによりレジストに溝構造または帯構造を形成する。自己組織化粒子を製膜した後、アニール処理などにより規則配列化させる。自己組織化粒子をマスクとしてエッチングを行い、マトリックスに孔を形成する。レジストを除去した後、孔に記録材料を埋め込む。レジストは記録材料を埋め込んだ後に除去してもよい。また、レジストを除去せずに残したまま使用してもよい。
【００７１】
自己組織化粒子として、ブロックコポリマー、またはポリマー、金属、半導体、酸化物などからなる数十ｎｍ径の微粒子などを用いてマトリックス材料に微細孔を形成する以外にも、Ａｌの陽極酸化により形成されるＡｌ2Ｏ3の微細孔アレイなども利用可能である。
【００７２】
ブロックコポリマーを利用する場合には、マトリックス材料に孔を形成するために、ミセルまたはシリンダを形成するブロックを選択的に除去できるものを用いる。
【００７３】
ポリマーや金属などからなる微粒子を用いる場合には、マトリックス材料に孔を形成するために、微粒子からなるパターンのネガパターンをマスクとして利用する。すなわち、微粒子配列の上に金属などのエッチングマスクとなりうる材料を堆積した後、微粒子を除去し、微粒子が除去された部分のみで下地のマトリックスを露出させてその部分を加工する。
【００７４】
Ａｌの陽極酸化により形成されるＡｌ2Ｏ3の微細孔アレイを利用する場合には、以下のような方法が可能である。まず、凹部においてマトリックスが露出した膜の帯構造の上にＡｌを製膜した後、膜を取り除くことによりＡｌの帯構造を得る。これを陽極酸化することにより、帯構造内で規則配列したＡｌ2Ｏ3の微細孔アレイを得ることができる。形成されたＡｌ2Ｏ3をマスクとして下地のマトリックスに微細孔アレイを転写する。
【００７５】
また、Ａｌ2Ｏ3の微細孔アレイを用いる場合には、Ａｌの微細孔アレイ自体をマトリックスとして用いるもできる。この場合、Ａｌを製膜した後、溝構造の凹部においてＡｌが露出した膜のパターンを形成する。これを陽極酸化すると、Ａｌが露出した部分においてのみ反応が進み、帯構造に沿って配列したＡｌ2Ｏ3微細孔アレイが得られる。
【００７６】
また、Ａｌの陽極酸化においては、あらかじめ陽極酸化される表面に微小な孔を付けておくことにより、位置制御された微細孔アレイを形成できる。Ａｌ膜上に溝構造を形成し、ブロックコポリマーなどのマスクを用いたエッチングにより規則配列した微小な孔をＡｌ表面に形成し、自己組織化膜を取り除いた後にＡｌを陽極酸化することにより、規則配列したＡｌ2Ｏ3微細孔アレイを作製することもできる。
【００７７】
以上のようにしてマトリックスに形成した微細孔の規則配列の上に記録材料を製膜した後、研磨することにより分断された記録セルを得ることができる。
【００７８】
さらに、自己組織化粒子を用いた方法により、凹凸の形状を持つスタンプ原盤を作製し、このスタンプ原盤を利用して、ナノインプリントリソグラフィーによりディスク基板にパターンを転写する方法を用いてもよい。
【００７９】
まず、基板上に自己組織化粒子の配列を制御するための溝構造または特定の化学成分をパターニングした帯構造を形成するためのレジストを製膜する。リソグラフィーによりレジストに溝構造または帯構造を作りこむ。自己組織化粒子を製膜した後、アニール処理などにより規則配列化させる。自己組織化粒子をマスクにしてエッチングを行い、スタンプ原盤とする。一方、記録層またはマトリックス膜を製膜した基板上に、マスクとなるレジスト膜を形成する。加熱しながらスタンプ原盤を押し付けることにより、レジストにスタンプ原盤のパターンを転写する。次いで、エッチングにより記録セルアレイまたはマトリックス中の微細孔アレイを形成する工程を経て記録媒体を得る。
【００８０】
記録材料からなる微粒子を直接、帯構造により配列化させて記録セルとして用いる製造方法を用いることもできる。記録材料からなる微粒子を分散させた溶液を、帯構造を形成した基板の上から展開し乾燥し溶媒を取り除いた後、適当な溶媒により過剰に吸着した微粒子を取り除くことにより、自己組織的な規則配列を形成することができる。また、微粒子を分散させた溶液中に基板をある時間浸すことにより微粒子を基板に吸着させ、規則配列を形成させることも可能である。このようにして記録セルを形成した後、微粒子が基板から剥離しないように、バインダーまたは保護膜となる材料で被覆することにより記録媒体を作製することができる。
【００８１】
上記のような方法では、アニール処理などの再配列化処理により、帯構造に沿って大面積で自己組織化粒子を規則配列させることが可能である。このような再配列化が困難な場合には、帯の長手方向にも凹凸構造または化学的なパターンを断続的に形成し、小面積の帯構造内で完全に方向が揃って配列した規則配列構造を得ることも可能である。つまり、ある長さの帯構造内で粒界のない完全に単一の自己組織化粒子の２次元結晶構造を形成することが可能である。
【００８２】
本発明に係る記録読み出し装置では、隣り合うサブトラック上の記録セルのずれ（ピッチＰの１／２）を利用して、記録セルからの読み出し信号自体を利用してトラッキングを行うことができるため、トラッキングサンプリング周波数を高くすることができる。このため、トラッキング方向の記録セル幅が１００ｎｍ以下であってもトラッキングが可能となる。また、エラーレートを低くすることができるため、データ領域を広くすることができる。
【００８３】
本発明に係る記録読み出し装置は、読み出しヘッドから出力される信号に応じて書き込みヘッドへの書き込みタイミング信号を制御する手段を有していてもよい。このような装置では、記録セルが存在しないマトリックス部分に書き込みヘッドが書き込みを行うことを防ぐことができる。
【００８４】
本発明に係る記録読み出し装置は、トラック方向に沿って規則配列した記録セル間の間隔とヘッドの走行スピードにより決定される標準的な時間間隔と読み出しヘッドにより出力される信号の時間間隔とを比較し、書き込みヘッドへの信号を制御する手段を有してもよい。このような装置では、自己組織化による規則配列に欠陥領域が存在し、記録トラック帯内のサブトラックに断裂が存在する場合でも、その欠陥領域を回避して書き込むことができる。すなわち、記録セルが規則配列している領域では、記録セルの格子間隔とヘッドの走行スピード（読み出しヘッドと記録媒体との相対速度）により決定される時間間隔Ｔで記録情報が読み出される。しかし、記録セルの欠陥領域では、読み出しヘッドから読み出される信号の時間間隔が乱れるので、その場合には一時的にヘッドから読み出される信号を情報として処理しないようにする。再び時間間隔Ｔで信号が生じ始めたら、その時点で読み出される信号を情報として処理再開し、書き込みも再開する。
【００８５】
読み出しヘッドにより出力される信号の時間間隔の乱れに基づいて、読み出しヘッドが欠陥領域を走行していることを判定するための基準は任意に設定できる。例えば、２回または３回以上不当な時間間隔で信号が検出されて読み出しエラーが起きた場合に欠陥領域を走行していると判定してもよい。また、標準的な時間間隔Ｔよりも３０％以上短い時間間隔で読み出しヘッドから信号が生じる場合や、時間間隔Ｔよりも３０％以上長い時間経過しても信号が生じない場合を判定基準としてもよい。この場合、これらの現象が一度起きた場合を判定基準としてもよいし、２Ｔまたは３Ｔ時間の間に信号が複数回乱れた場合を判定基準としてもよい。
【００８６】
読み出しヘッドが再び規則配列領域を走行しはじめたことを判定するための基準も任意に設定できる。例えばある信号が帰ってきた瞬間から時間間隔Ｔの±３０％以内の間隔で信号が生じた場合に規則配列領域を走行していると判定してもよい。この場合、この現象が一度起きた場合を判定基準としてもよいし、２Ｔまたは３Ｔ時間の間に標準的な時間間隔Ｔで信号が得られた場合を判定基準としてもよい。
【００８７】
情報を書き込む場合には、書き込み前に欠陥領域を認識して、その欠陥領域を回避し、その後の規則配列領域から書き込みを再開する。この場合、ある記録セルに書き込みヘッドが情報を書き込む前に、読み出しヘッドによって記録セルの位置を把握しておくことが好ましい。このためには、書き込みヘッドのトラック方向前方に記録読み出しヘッドを設けてもよいし、読み書き兼用ヘッドの場合には同じトラック位置で記録媒体に複数回アクセスして記録セル位置を読み出した後に書き込みを行うようにしてもよい。
【００８８】
本発明の他の実施形態に係る装置は、データ信号の読み出しヘッドとは別に、トラッキング用の読み出しヘッドを設けてもよい。トラッキング用の読み出しヘッドは、データ信号を読み出している領域以外からの読み出し信号をトラッキング信号として用いて読み出しヘッドおよび書き込みヘッドのトラッキングを行うので、より精密にかつ高速なトラッキングを実現できる。
【００８９】
磁気記録装置の場合には、読み出しヘッドはＧＭＲなどの磁気センサー、書き込みヘッドは磁気ヘッドなどである。相変化光記録装置の場合には、読み出しヘッドは反射率の違いを検出する光センサーであり、書き込みヘッドは光ヘッドや電子線ヘッドなどの熱源ヘッドである。
【００９０】
また、光（熱）アシスト磁気記録装置の場合には、書き込み用の磁気ヘッドの補助として、電子線または近接場光を照射する手段が用いられる。電子線または近接場光は、照射スポットを特に小さくできるため、高密度記録にとって特に有用である。
【００９１】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９２】
［実施例１］
本実施例では、基板上に形成した溝領域においてブロックコポリマーを規則配列化させることにより記録トラック帯を形成した。図１３（Ａ）〜（Ｄ）を参照して本実施例に係る磁気ディスクの製造方法を説明する。
【００９３】
図１３（Ａ）に示すように、以下のようにして基板上に溝構造を形成した。直径２．５インチのガラスディスク基板４１上に、厚さ約３０ｎｍのＰｄ下地層と厚さ約５０ｎｍの垂直磁気記録材料ＣｏＣｒＰｔを製膜して磁性層４２を形成し、さらに磁性層４２上に厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜４３を製膜した。ＳｉＯ2膜４３上にレジスト４４をスピンコートした。ナノインプリンティングリソグラフィーによりレジスト４４を加工し、幅４０ｎｍの凸部によって幅約４００ｎｍのスパイラル形状の溝４５を規定するようにレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとして、ＲＩＥにより磁性層４２に達するまでＳｉＯ2膜４３をエッチングしてＳｉＯ2膜４３に溝４５を転写した。このようにして形成された溝領域が記録トラック帯となる。また、レジストパターン下部の磁性層が分離帯として用いられる。
【００９４】
図１３（Ｂ）に示すように、以下のようにして溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の規則配列構造を形成した。磁性層４２の表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、レジストパターンの残渣をアッシングした。ポリスチレン−ポリブタジエンのブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝４０００、ＰＢの分子量Ｍｗ＝２００００）をトルエンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製した。試料上に溶液をスピンコートしてＳｉＯ2膜４３に転写された溝領域内にブロックコポリマー４６を埋め込んだ。試料を真空中において１５０℃で３０時間アニールして、ブロックコポリマー４６を規則配列化させた。この結果、島状のポリスチレン粒子４７が海状のポリブタジエン部分４８によって囲まれた構造が形成される。
【００９５】
図１３（Ｃ）に示すように、以下のようにして規則配列した微粒子をマスクとして記録セルを形成した。ブロックコポリマー４６をオゾン処理してポリブタジエン部分４８を除去した後、水洗した。残ったポリスチレン粒子４７をマスクとしてＡｒイオンミリングにより磁性層４２をエッチングして記録セル４９を形成した。
【００９６】
図１３（Ｄ）に示すように、以下のようにして記録セル間のマトリックスを形成し、表面を平坦化した。ポリスチレン粒子の残渣をアッシングした。全面に厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜を製膜して記録セル４９間に埋め込んでマトリックス５０を形成した。ＳｉＯ2膜の表面をケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）により研磨して平坦化した。その後、全面にダイアモンドライクカーボンを製膜して保護膜５１を形成した。
【００９７】
図１４に、本実施例の磁気ディスクを磁気力顕微鏡により観察した結果を模式的に示す。図１４に示すように、幅約４００ｎｍの記録トラック帯６１と幅約４０ｎｍの磁性層からなる分離帯６２が交互に形成されている。１つの記録トラック帯６１内で記録セル４９はマトリックス５０によって互いに分離され、六方細密充填構造をなして三角格子を形成している。記録セル４９は２０ｎｍ径でトラック方向に沿って３０ｎｍのピッチＰをもって周期的に形成されてサブトラックを形成しており、記録トラック帯６１内には１９列のサブトラックが含まれている。上記のように記録セル４９は三角格子を形成しているため、記録トラック帯６１内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル４９はトラック方向に沿う中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの１／２だけずれている。
【００９８】
図１５〜図１７を参照して本実施例に係る磁気記録装置を説明する。
図１５は本実施例の磁気ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図である。磁気ディスクは、ガラス基板４１上に記録セル４９が規則配列した記録トラック帯６１が形成された記録層および保護層５１を有する。分離帯６２を形成している磁性層には各記録トラック帯のアドレス番号およびセクター番号に相当する情報が予め書き込まれている。
【００９９】
ヘッドスライダ７０の先端には、読み出しヘッド７１と書き込みヘッド７２が搭載されている。記録部（ＲＡＭ）、記憶部（ＲＯＭ）、信号処理部および制御部は図３と同様に接続されている。ヘッドスライダ７０は２段アクチュエータ（図示せず）によって位置決めされる。
【０１００】
図１６はヘッドスライダ７０の平面構造を示す概略図である。ＧＭＲ読み出しヘッド７１の寸法は縦約３０ｎｍ、幅約２０ｎｍ、単磁極書き込みヘッド７２の寸法は縦２０ｎｍ、幅約２０ｎｍである。
【０１０１】
図１７に記録トラック帯に対する読み出しヘッドおよび書き込みヘッドの配置を示す。読み出しヘッドと書き込みヘッドの距離は実際の距離を表しているものではない。図１７のように、記録トラック帯内で所定のピッチで規則配列した１９列のサブトラックのうち、２列のサブトラック上の直径２０ｎｍの記録セル４９を１つの読み出しヘッド７１で読み出す。１列のサブトラック上の記録セル４９に対して書き込みヘッド８２で書き込みを行う。
【０１０２】
本実施例に係る磁気記録装置におけるシーク方法、記録読み出し方法、記録トラッキング方法を説明する。本実施例では、ディスクの外周から所望の記録トラック帯に達するまでの間、横断する記録トラック帯の数をカウントしながら、アクチュエータの加速度および速度を制御する。所望の記録トラック帯に達すると、まず図１８のように記録トラック帯の外周側のサブトラック１ａ上に読み出しヘッド７１を設置し、ピッチＰに基づく周波数信号のみが検出されるようにトラッキングを行う。得られた再生信号を微分し、記録位置と記録信号を求める。
【０１０３】
次に、読み出しヘッド７１をサブトラック１ａと１ｂの中央に位置するようにアクチュエータを作動する（図１７参照）。得られた再生信号と、先に求めたサブトラック１ａの信号から、サブトラック１ｂの信号を演算により求める。この場合、読み出しヘッド７１のトラッキングがずれていてもサブトラック１ａの信号が前もって分かっているため、サブトラック１ｂの信号を正確に求めることができる。
【０１０４】
図５および図６を参照して説明したように、信号処理部は、実際に測定されたサブトラック１ａおよびサブトラック１ｂの信号強度の積分値の比率と、トラッキングが正確に行われている場合のサブトラック１ａおよびサブトラック１ｂの信号強度の積分値の比率（この比率は記憶部に記憶されている）を比較することにより、トラッキング信号を生成する。トラッキング信号は１０ｋＨｚの周波数でピエゾアクチュエータに送られる。
【０１０５】
本実施例の磁気記録装置では、書き込みヘッドの前方に読み出しヘッドが位置し、読み出しヘッドによる検出信号に応じて以下のように書き込みの制御が行われる。トラック方向に沿って規則配列した記録セル間の間隔とヘッドの走行スピードから、読み出しヘッドによる検出信号が現れると想定される標準的な時間間隔Ｔが決定される。標準的な時間間隔Ｔと、実際に読み出しヘッドにより出力される信号の時間間隔とが制御器により比較される。
【０１０６】
読み出しヘッドが規則配列領域上を走行している間は、記録セルから標準的な時間間隔Ｔに近いほぼ一定の時間間隔で規則的に信号が出力される。なお、実際に信号が出力される時間間隔が、標準的な時間間隔Ｔに対してしきい値（例えば±３０％）以内であれば、記録セルが規則配列していると判定するようにしてもよい。この場合、読み出しヘッドによる信号の検出時を基準として、所定のタイミングで制御器から書き込みヘッドへ書き込み信号が送られ、書き込みヘッドにより規則配列領域への書き込みが行われる。
【０１０７】
しかし、読み出しヘッドが欠陥領域上を走行するようになると、記録セルから読み出される信号の時間間隔は、標準的な時間間隔Ｔと比較してしきい値（例えば±３０％）を超えてずれるため、記録セルの配列が乱れていると判定される。この場合、制御器から書き込みヘッドへの書き込み信号が停止され、欠陥領域への書き込みは行われない。
【０１０８】
読み出しヘッドが次の規則配列領域を走行するようになると、記録セルが規則配列していると判定される。この場合、読み出しヘッドによる信号の検出時を基準として、所定のタイミングで制御器から書き込みヘッドへ書き込み信号が送られ、書き込みヘッドにより次の規則配列領域への書き込みが再開される。
【０１０９】
なお、記録セルの配列が乱れているか規則的であるかの判定基準は任意に設定できる。例えば、読み出しヘッドからの検出信号の時間間隔の乱れが３Ｔ時間以上連続して生じた場合に、記録セルが乱れていると判定するようにしてもよい。また、読み出しヘッドからの検出信号の時間間隔が３回連続でしきい値以内の時間間隔で規則正しい場合に、記録セルが規則配列していると判定するようにしてもよい。
【０１１０】
［実施例２］
本実施例では実施例１に記載したものと同様な磁気ディスク、読み出しヘッドを用いて実施例１とは異なる別のトラッキング方法を実施した。
【０１１１】
図１９に本実施例の磁気ディスクのデータ領域における記録構造を示す。図１９において白色、黒色の円はそれぞれビット信号“０”、“１”を記録した記録セル４９を示す。記録セルは非磁性材料からなるマトリックスによって取り囲まれている。図１９に示されるように、０または１を示す記録ビットが周期的な規則性なしに配列している。
【０１１２】
記録装置の記憶部にはあらかじめ４ビットごとの信号パターンが記憶されている。図２０には、４つのビットで構成される基本的なビットパターン（６種類）を示す。図２０に示されていないビットパターンは全てこの６つの基本パターンに対して正負が逆のパターンまたは時系列が逆のパターンによって表現される。例えば、“０００１”のビットパターンは、基本的なビットパターンである“０１１１”から、ビット反転および時系列逆転により変換できる。これら６種類のビットパターンに対し、読み出しヘッドが好ましい位置にある場合に得られると期待される信号パターンと、ヘッド位置が好ましい位置より磁気ディスクの外周側および内周側にずれたときに得られると期待される信号パターンの合計３つの信号パターンが記録されている。すなわち１種類のビットパターンに対し３種類の信号パターンが記録され、全部で６種類のビットパターンがあるから、合計１８個の信号パターンが記憶部に記憶されている。
【０１１３】
次に、図２１を参照して本実施例におけるトラッキング方法を説明する。磁気ディスクは所定の回転数で回転しており、その表面で読み出しヘッドが磁気ディスクに書き込まれた信号を読み出す。まず、読み出しヘッドは実測信号Ａを信号処理部に出力する。信号処理部では実測信号Ａを４ビットごとの信号パターンＢに分割する。信号処理部では、分割された信号パターンＢが記憶部に記憶された信号パターン群Ｃと比較される。比較の結果、信号パターンＢは最も類似性の高い信号パターンとして信号パターンＤが決定される。記憶部には信号パターンＤの属性としてビットパターン“１０００”と外周側へずれているというトラックずれ情報が付随している。信号処理部は、これらの情報を抽出し、データとして“１０００”を出力するとともに、制御部へトラックずれ情報を出力する。制御部はトラックずれ情報に基づいて読み出しヘッドを内周側の理想的な位置へ移動させるように制御する。
【０１１４】
［実施例３］
本実施例では実施例１に記載したものと同様な磁気ディスク、読み出しヘッドを用いて実施例１とは異なる別のトラッキング方法を実施した。
【０１１５】
本実施例の磁気ディスクのデータ領域における記録構造は図１９と同様である。図２２を参照して本実施例におけるトラッキング方法を説明する。読み出しヘッドによって磁気ディスクのデータ領域から実測信号Ｄ１が得られる（図２２（Ａ））。実測信号Ｄ１は記録部に記録される。信号処理部はＰＲＭＬ法を用いて信号Ｄ１からビットパターンＤ３を決定する（図２２（Ｂ））。ビットパターンＤ３は信号処理部からビット信号として出力される。また信号処理部はビットパターンＤ３から理想信号パターンＤ４を作成する（図２２（Ｃ））。この理想信号パターンＤ４は読み出しヘッドが磁気ディスク上の好ましいトラック位置にあるときに得られると予想される信号パターンであり、各ビットからの信号を重ね合わせることによって作成される。さらに信号処理部は記録部に記録された実測信号Ｄ１と理想信号パターンＤ４を比較することにより、トラックずれ情報を得る（図２２（Ｄ））。トラックずれ情報は制御部へ出力される。制御部はトラックずれ情報に基づいて読み出しヘッドを理想的な位置へ移動させるように制御する。
【０１１６】
［実施例４］
本実施例では、基板上に形成した溝領域においてブロックコポリマーを規則配列化させて孔を有するマトリックスを形成し、孔に磁気記録材料を埋め込むことにより記録トラック帯を形成した。図２３（Ａ）〜（Ｄ）を参照して本実施例に係る磁気ディスクの製造方法を説明する。
【０１１７】
図２３（Ａ）に示すように、以下のようにして基板上に溝構造を形成した。直径２．５インチのガラスディスク基板上８１に、厚さ約３０ｎｍのＰｄ下地層、マトリックスおよび分離帯となる厚さ約５０ｎｍのＡｌ2Ｏ3膜８２、および厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜８３を製膜した。ＳｉＯ2膜８３上にレジストをスピンコートした後、ナノインプリンティングリソグラフィーによりレジストを加工し、幅約４０ｎｍの凸部によって幅約４００ｎｍのスパイラル形状の溝を規定するようにレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ2膜１１３をエッチングし、溝８４を転写した。
【０１１８】
図２３（Ｂ）に示すように、以下のようにして溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の規則配列構造を形成した。ポリスチレン−ポリメチルメタクリレートのブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝３００００、ＰＭＭＡの分子量Ｍｗ＝８０００）をトルエンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製した。試料上に溶液をスピンコートしてＳｉＯ2膜８３に転写された溝領域内にブロックコポリマー８５を埋め込んだ。試料を真空中において１５０℃で３０時間アニールして、ブロックコポリマー８５を規則配列化させた。この結果、島状のポリメチルメタクリレート粒子８６が海状のポリスチレン部分８７によって囲まれた構造が形成される。
【０１１９】
図２３（Ｃ）に示すように、以下のようにして記録セルのための孔構造を形成した。ブロックコポリマー８５を紫外線で処理してポリメチルメタクリレート鎖を分解した後、水洗してＰＭＭＡ部８６を除去して、孔部を作製した。次に、斜め蒸着により穴を埋めないようＣｒ層８８を形成した。Ｃｒ層８８をマスクにしてＲＩＥによりＡｌ2Ｏ3膜８２に達する孔を形成し、さらにＡｒイオンミリングによりＡｌ2Ｏ3膜８２に孔８９を転写し、Ａｌ2Ｏ3膜８２からなるマトリックスを形成した。
【０１２０】
図２３（Ｄ）に示すように、以下のようにして記録セルを形成し、表面を平坦化した。厚さ約５０ｎｍの垂直磁気記録材料ＣｏＣｒをめっきで製膜して孔８９に埋め込み、記録セル９０を形成した。表面をＣＭＰにより研磨して平坦化した。その後、全面にダイアモンドライクカーボンを製膜して保護膜９１を形成した。
【０１２１】
製造した磁気ディスクを磁気力顕微鏡により観察したところ、幅４００ｎｍの記録トラック帯と幅約４０ｎｍのＡｌ2Ｏ3膜からなる分離帯とが交互に形成されていた。１つの記録トラック帯内で記録セル９０は六方細密充填構造をなして三角格子を形成している。記録セル９０は２０ｎｍ径でトラック方向に沿って３０ｎｍのピッチＰをもって周期的に形成されてサブトラックを形成しており、記録トラック帯内には１９列のサブトラックが含まれている。記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル９０はトラック方向に沿う中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの１／２だけずれている。
【０１２２】
上記磁気ディスクを用いて、実施例１と同様にして磁気記録再生装置を作製した。実施例１との違いはトラック帯間の分離帯が非磁性層で作製されていることである。この記録装置の場合も、実施例１と同様にしてシーク、記録の読み出し、トラッキング、および信号の書き込みを行うことができる。
【０１２３】
［実施例５］
図２４（Ａ）〜（Ｄ）を参照して本実施例に係る相変化光記録媒体の製造方法を説明する。
【０１２４】
図２４（Ａ）に示すように、以下のようにして基板上に溝構造を形成した。２．５インチのガラスディスク基板１１１上に、厚さ約３０ｎｍのＰｔ反射膜１１２、マトリックスとなる厚さ約５０ｎｍのＡｌ2Ｏ3膜１１３、および厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜１１４を製膜した。ＳｉＯ2膜１１４上にレジストをスピンコートした後、ナノインプリンティングリソグラフィーによりレジストを加工し、幅４０ｎｍの凸部によって幅４００ｎｍのスパイラル形状の溝を規定するようにレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ2膜１１４をエッチングし、溝１１５を転写した。
【０１２５】
図２４（Ｂ）に示すように、以下のようにして溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の規則配列構造を形成した。ポリスチレン−ポリメチルメタクリレートのブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝３００００、ＰＭＭＡの分子量Ｍｗ＝８０００）をトルエンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製した。試料上に溶液をスピンコートしてＳｉＯ2膜１１４に転写された溝領域内にブロックコポリマー１１６を埋め込んだ。試料を真空中において１５０℃で３０時間アニールして、ブロックコポリマー１１６を規則配列化させた。この結果、島状のポリメタクリレート粒子１１７が海状のポリスチレン部分１１８によって囲まれた構造が形成される。
【０１２６】
図２４（Ｃ）に示すように、以下のようにして記録セルのための孔構造を形成した。ブロックコポリマー１１６を紫外線で処理した後、水洗してＰＭＭＡ部１１７を除去して、孔部を作製した。次に、斜め蒸着により孔を埋めないようにＣｒ層１１９を形成した。ＲＩＥによりＡｌ2Ｏ3膜１１３に達する孔を形成し、さらにＡｒイオンミリングによりＡｌ2Ｏ3膜１１３に孔１２０を転写し、Ａｌ2Ｏ3膜１１３からなるマトリックスを形成した。
【０１２７】
図２４（Ｄ）に示すように、以下のようにして記録セルを形成し、表面を平坦化した。厚さ約３０ｎｍの相変化材料Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅを製膜して孔１２０に埋め込み、記録セル１２１を形成した。表面をＣＭＰにより研磨して平坦化した。その後、全面にＳｉＯ2を製膜して保護膜１２２を形成した。
【０１２８】
図２５に、製造した相変化光記録媒体を近接場光顕微鏡により観察した結果を模式的に示す。図２５に示すように、幅４００ｎｍの記録トラック帯１３１と幅約４０ｎｍのＡｌ2Ｏ3膜１１３からなる分離帯１３２とが交互に形成されている。１つの記録トラック帯１３１内で記録セル１２１は六方細密充填構造をなして三角格子を形成している。記録セル１２１はトラック方向に沿ってピッチＰをもって周期的に形成されており、記録トラック帯１３１内には１９列のサブトラックが含まれている。記録トラック帯１３１内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル１２Ａはトラック方向に沿って中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの１／２だけずれている。
【０１２９】
図２６および図２７を参照して本実施例に係る相変化光記録装置を説明する。
図２６は相変化光ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図である。上記方法で作製した光ディスク１４１は、ガラス基板１１１上に記録セル１２１が規則配列した記録トラック帯を有する記録層および保護層１２２が形成されている。光ディスク１４１はスピンドルモーター１４２に装着され、図示しない制御部からの制御信号により回転する。ヘッドスライダ１４３の先端には、レーザー共振型の光検出読み出しヘッド１４４、面発振型レーザー書き込みヘッド１４５が搭載されている。ヘッドスライダ１４３は２段アクチュエータ（図示せず）によって位置決めされる。
【０１３０】
図２７はヘッドスライダに設けられた微小開口の平面構造を示す概略図である。読み出しヘッド１４４の微小開口の寸法は縦３５ｎｍ、幅２０ｎｍ、書き込みヘッド１４５の微小開口の寸法は縦２０ｎｍ、幅２０ｎｍである。
【０１３１】
本実施例でも実施例１と同様な方法で、シーク動作、記録読み出し、読み出しヘッドのトラッキング、および欠陥領域への書き込みの回避動作を行うことができる。
【０１３２】
【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、トラッキング、シークが簡単で、高速で読み出しが可能な、記録読み出し装置および記録読み出し方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る記録媒体の平面図。
【図２】図２は本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の斜視図。
【図３】本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の概略構成図。
【図４】本発明の一実施形態に係る記録セルの信号を示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係るトラッキング方法を示す図。
【図６】本発明の一実施形態に係るトラッキング方法を示す図。
【図７】本発明の他の実施形態に係る記録媒体のデータ構造を示す平面図。
【図８】本発明の他の実施形態においてトラックずれが生じたときの信号レベルを示す図。
【図９】本発明において用いられる記録媒体のビットパターンを示す図。
【図１０】図９のビットパターンに対応する信号パターンを示す図。
【図１１】本発明の他の実施形態に係るトラッキング方法を示す図。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係るトラッキング方法を示す図。
【図１３】実施例１における磁気ディスクの製造方法を示す断面図。
【図１４】実施例１における磁気ディスクの平面図。
【図１５】実施例１における磁気ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図。
【図１６】実施例１におけるヘッドスライダの平面構造を示す概略図。
【図１７】実施例１における記録トラック帯に対する読み出しヘッドおよび書き込みヘッドの配置を示す概略図。
【図１８】実施例１における記録トラック帯端の１列目（外周側）のサブトラックの読み出し方法を示す概略図。
【図１９】実施例２における記録媒体のデータ構造を示す図。
【図２０】実施例２における記録媒体のビットパターンとそれに対応する信号パターンを示す図。
【図２１】実施例２におけるトラッキング方法を示す図。
【図２２】実施例３におけるトラッキング方法を示す図。
【図２３】実施例４における磁気ディスクの製造方法を示す断面図。
【図２４】実施例５における相変化光記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図２５】実施例５における相変化光記録媒体の平面図。
【図２６】実施例５における相変化光記録媒体およびヘッドスライダを示す断面図。
【図２７】実施例５におけるヘッドスライダに設けられた微小開口を示す概略図。
【符号の説明】
１…記録トラック帯
２…分離帯
１１…記録セル
１２…マトリックス
２１…磁気ディスク
２２…スピンドルモーター
２３…軸
２４…アクチュエータアーム
２５…サスペンション
２６…ヘッドスライダ
２７…ボイスコイルモーター
２１…記録セル
３１…読み出しヘッド
３２…書き込みヘッド
３３…記録部
３４…記憶部
３５…信号処理部
３６…制御部
４１…ガラスディスク基板
４２…磁性層
４３…ＳｉＯ2膜
４４…レジスト
４５…溝
４６…ブロックコポリマー
４７…ポリスチレン粒子
４８…ポリブタジエン部分
４９…記録セル
５０…マトリックス
５１…保護膜
６１…記録トラック帯
６２…分離帯
７０…ヘッドスライダ
７１…読み出しヘッド
７２…書き込みヘッド
８１…ガラスディスク装置
８２…Ａｌ2Ｏ3膜
８３…ＳｉＯ2膜
８４…溝
８５…ブロックコポリマー
８６…ポリメチルメタクリレート粒子
８７…ポリスチレン部分
８８…Ｃｒ層
８９…孔
９０…記録セル
９１…保護膜
１１１…ガラスディスク基板
１１２…Ｐｔ反射膜
１１３…Ａｌ2Ｏ3膜
１１４…ＳｉＯ2膜
１１５…溝
１１６…ブロックコポリマー
１１７…ポリメチルメタクリレート粒子
１１８…ポリスチレン部分
１１９…Ｃｒ層
１２０…孔
１２１…記録セル
１２２…保護膜
１３１…記録トラック帯
１３２…分離帯
１４１…光ディスク
１４２…スピンドルモーター
１４３…ヘッドスライダ
１４４…光検出読み出しヘッド
１４５…面発振型レーザー書き込みヘッド
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度記録が可能なパターンドメディアからの記録読み出し装置および記録読み出し方法に関する。
【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】
相変化材料を用いた光記録媒体においても状況は同様であり、記録マークサイズが相変化材料の結晶サイズと同程度となる１インチ平方当たり数百ギガビット以上の記録密度では、記録が不安定になるとともに媒体ノイズが大きくなる。
【０００５】
これらの問題を回避するため、磁気記録の分野においては、あらかじ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；ＵＳ Ｐａｔｅｎｔ ５，８２０，７６８および５，９５６，２１６；Ｒ．Ｈ．Ｍ．Ｎｅｗｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｂ１２（１９９４）ｐｐ３１９６；荻野谷他，特開平１０−２３３０１５号公報）。
【０００６】
記録密度が向上するとトラック密度も向上し、トラッキング用のサーボマークを書き込むことも非常に困難になる。従来のセクターサーボ方式で高トラック密度を実現する方法の一つとして、トラッキング用のサーボパターンを物理的な凹凸パターンとして予めディスクに作り込む方法が提案されている（特開平６−１１１５０２号公報）。この方法では、もともと真円度の高いトラックが形成されているため、従来のＨＤＤに比較するとトラック密度を向上できる。しかし、１００Ｇ〜１Ｔｂｐｓｉの記録密度となると、安価なリソグラフィーではパターンを描画することが困難である。また、サーボパターンのサンプリング周波数を上げることが必要であるが、そのためデータ領域が少なくなるという問題がある。
【０００７】
これに対して、磁気二重層を利用し、上層の磁性層にデータを記録し、下層の磁性層にサーボ情報を記録するベリードサーボ方式が知られている。この方式では連続的に、十分な周波数帯域のサーボ位置情報を記録できる。しかしながら、垂直磁気記録媒体においては、磁気特性を上げるために垂直磁気媒体の下に軟磁性層を設ける必要があり、この軟磁性層のためにサーボ信号を検出することが非常に困難になる。また、記録トラックの幅が小さくなり、記録トラックの数も増えるため、読み出しヘッドのシークに時間を要するという問題がある。さらに、記録セルの形状および記録トラック幅が小さくなるため、読み出し、書き込みにおける記録セル間の干渉が大きくなり、十分な分解能が得られないという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、Ｔｂｐｓｉ級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、記録データへのアクセスやトラッキングを容易に実現する方式は確立していない。
【０００９】
本発明の目的は、高度に配列化した記録セルのパターンを有する記録媒体に対するトラッキングおよびシークが容易で、データ信号の高速な読み出しが可能な記録読み出し装置、および記録読み出し方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様に係る記録読み出し装置は、互いに分離して形成された複数の記録セルをトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列した複数列のサブトラックを有し、隣り合う前記サブトラックが前記トラック方向に沿って前記ピッチＰの１／２ずれている記録媒体からの記録読み出し装置であって、前記記録媒体の隣り合う２つのサブトラック上に配置され、これらのサブトラック中の記録セルに記録されたデータを読み出す読み出しヘッドと、前記読み出しヘッドにより読み出された実測信号を記録する記録部と、前記隣り合う２つのサブトラックに含まれる複数の記録セルに記録されるビット情報の組み合わせを表すビットパターンのそれぞれに対応する複数の信号パターンが記憶された記憶部と、前記記録部に記録された前記実測信号と前記記憶部に記憶された前記複数の信号パターンとを比較して、前記実測信号のビットパターン情報およびトラックずれ情報を取得する信号処理部と、前記トラックずれ情報に基づいて前記記録媒体に対する読み出しヘッドの位置を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施形態に係る記録媒体の記録層の平面図を示す。図１に示す記録層には、複数の記録トラック帯１が帯状の分離帯２によって互いに分離されて形成されている。記録媒体全体の形状はディスクでもカードでもよく、特に形状は限定されない。ディスク状の記録媒体では、記録トラック帯１を同心円状またはスパイラル状に形成することが好ましい。カード状の記録媒体では、記録トラック帯１を直線状に形成することが好ましい。
【００１２】
記録トラック帯１内には規則的に配列した複数の記録セル１１が、非記録材料からなるマトリックス１２によって互いに分断されて形成されている。マトリックス１２の材料は記録セル１１に書き込まれた情報を破壊しないものであれば特に限定されない。マトリックス１２の材料としては、例えばＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3などの無機絶縁材料、ポリマーなどの有機絶縁材料を用いることができるが、これらに限定されない。
【００１３】
記録セル１１はトラック方向に沿ってピッチＰをもって周期的に配列してサブトラックを形成し、１つの記録トラック帯１内には複数列のサブトラックが含まれる。図１では記録トラック帯１内に４列のサブトラック１ａ〜１ｄが含まれている。記録トラック帯１内で隣り合うサブトラック例えば１ａ上と１ｂ上に位置する最近接の２つの記録セル１１は、トラック方向で見て互いの中心間の間隔が１つのサブトラック例えば１ａ内でのピッチＰの１／２だけ離れている。図１では、記録セル１１は最も安定な構造である三方細密充填構造をなして三角格子を形成しているので、隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル１１のトラック方向におけるずれはＰ／２である。なお、本発明においてトラック方向とは、後述する読み取りヘッドの記録媒体に対する相対的な移動方向を指す。
【００１４】
図２は本発明の一実施形態に係る装置、例えば磁気ディスク装置の全体的な構造を示す斜視図である。磁気ディスク２１はスピンドルモーター２２に装着され、図示しない制御部からの制御信号により回転する。軸２３にはアクチュエータアーム２４が保持され、アクチュエータアーム２４はサスペンション２５およびその先端のスライダ２６を支持している。磁気ディスク２１が回転すると、スライダヘッド２６の媒体対向面は磁気ディスク２１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２４の基端にはボイスコイルモーター２７が設けられ、アクチュエータアーム２４はボイスコイルモーター２７により回動できるようになっている。アクチュエータアーム２４の先端には微小位置制御を行うためのピエゾ素子が設置される。磁気ディスク装置内部には記録セルの信号に基づいてトラッキング信号を発生するためのマイクロプロセッサーが設置される。
【００１５】
図３は本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の概略構成図である。図３に示すように、磁気ディスク２１は、基板１０上に、記録セル１１が規則配列した記録トラック帯１および分離帯２を含む記録層３と、保護層４が形成された構造を有する。磁気ディスク２１はスピンドルモーター２２に装着されている。磁気ディスク２１上にはスライダ２６が配置される。スライダはピエゾ素子を含む２段アクチュエータ（図示せず）によって位置決めされる。
【００１６】
図３に示すように、スライダ２６の先端には読み出しヘッド３１と書き込みヘッド３２が搭載されている。後述するように、読み出しヘッド３１および書き込みヘッド３２は、磁気ディスク２１の記録トラック帯１上において隣り合う２つのサブトラック上をカバーするようにトラッキングされる。読み出しヘッド３１は、２つのサブトラック上の記録セルに記録されたデータを読み出す。読み出しヘッド３１により読み出された信号は記録部（ＲＡＭ）３３に記録される。一方、記憶部（ＲＯＭ）３４には２つのサブトラック上に含まれる複数の記録セルへの記録状態に応じた複数のビットパターンに対応する複数の信号パターンが記憶されている。信号処理部３５は、記録部３３に記録された信号と記憶部３４に記憶されている信号パターンとを比較して、２つのサブトラックに含まれる複数の記録セルのビットパターン情報およびトラックずれ情報を求める。制御部３６は信号処理部３５によって得られたトラックずれ情報に基づいて、磁気ディスク２１（厳密には２つのサブトラック）に対する読み出しヘッド３１の位置を制御してトラッキングを行う。
【００１７】
図４に本発明の一実施形態に係る読み出しヘッドのトラッキング方法について説明する。ここでは、記録媒体が垂直磁気記録媒体であるものとする。図４（Ａ）に示すように、読み出しヘッド３１が隣り合うサブトラック１ａ、１ｂの中央に位置するようにトラッキングする。このとき、読み出しヘッド３１が感じる記録信号は、隣接する２つのサブトラック上における、最近接の３つの記録セルの記録状態に応じて干渉の仕方が異なるため、その影響を受ける。このことを図４（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）に示す。図４（Ｂ）は隣接する３つの記録セルがいずれも上向きに記録されている場合、図４（Ｃ）は隣接する３つの記録セルのうち２つが上向き、１つが下向きに記録されている場合、図４（Ｄ）は隣接する３つの記録セルのうち１つが上向き、２つが下向きに記録されている場合を示している。読み出しヘッド３１が感じる記録信号の絶対値は、図４（Ｂ）が最も大きく（３）、図４（Ｃ）が中間の値（２）であり、図４（Ｄ）が最も小さい（１）。
【００１８】
ここで、図５（Ａ）および図６（Ａ）に示すように２つのサブトラック上の各記録セルに所定のデータ信号が記録されており（図５（Ａ）と図６（Ａ）とでデータ信号は同じである）、理想的にトラッキングされている場合（図５（Ａ））とそうでない場合（図６（Ａ））を考える。読み出しヘッド３１は、記録セルのピッチＰの１／２の距離を通過する時間ｔごとにデータを読み出す。
【００１９】
図５（Ａ）に示すように、読み出しヘッド３１が２つのサブトラックの中央に正確に位置制御されている場合、図５（Ｂ）に示すような実測信号（絶対値）が図３の記録部３３に記録される。信号処理部３５はこの実測信号を時間ｔの奇数倍のタイミング（サブトラック１ａ）および偶数倍のタイミング（サブトラック１ｂ）で分離して、分離された信号強度の絶対値を所定数だけ（例えば３つずつ）積分する。図５（Ａ）に示すビットパターンに対して読み出しヘッドの位置制御が正確である場合には、信号強度の積分値の比率は１：０．８となる。図３に示した記憶部３４には、複数の記録セルへの記録状態に応じた様々なビットパターンに対応する信号強度の積分値の理想的にトラッキングしたときの比率が記憶されている。図５（Ａ）の場合には、記録部３３に記録された信号強度の積分値の比率と、記憶部３４に記憶されている信号強度の積分値の比率とを比較しても差がないので、トラックずれがないと判断できる。
【００２０】
一方、図６（Ａ）のように、読み出しヘッド３１が２つのサブトラックの中央よりサブトラック１ａ側へずれている場合、図６（Ｂ）のような実測信号（絶対値）が記録部３３に記録される。この場合、信号処理部３５によって求められる、２つのサブトラック１ａおよび１ｂにおけるそれぞれの信号強度の積分値の比率は例えば１：０．４７になる。そして、信号処理部３５によって記録部３３に記録された信号強度の積分値の比率と記憶部３４に記憶されている信号強度の積分値の理想的な比率とを比較することにより、読み出しヘッド３１がサブトラック１ａ側へずれているというトラックずれ情報が得られる。
【００２１】
以上のような適切な信号処理により、２つのサブトラックから読み出される信号強度の積分値の比率を求め、それを記憶部に記憶された積分値の理想的な比率と比較することにより、読み出しヘッドのトラックずれ情報を求めることができる。そして、制御部３６からトラックずれを修正するための動作信号をアクチュエータに送ることにより正確なトラッキングを実現できる。上記の信号処理および制御は専用のマイクロプロセッサを用いて行われる。
【００２２】
以上のように２列のサブトラックから得られる記録情報を利用して連続的なトラッキングが可能であるが、動作信号の周波数はアクチュエータの微小動作が可能な周波数以下にする。したがって、アクチュエータは微小動作の高周波数対応が可能であることが望ましく、ピエゾ素子を微動アクチュエータに用いた２段アクチュエータが好ましい。
【００２３】
なお、以上では連続する記録セルから読み出される信号強度を積分する方法を説明したが、記録セルを例えば１０個おきにサンプリングして積分するなどの方法を採用してもよい。
【００２４】
次に、図７を参照して、本発明の他の実施形態に係る読み出しヘッドのトラッキング方法について説明する。図７に記録媒体のデータ領域における記録セルの記録状態を示す。ここでは、上向きの磁気ベクトルを持つ磁気情報が記録されたセル（ビット信号“０”）を白、下向きの磁気ベクトルを持つ磁気情報が記録されたセル（ビット信号“１”）を黒で表している。この図に示されるように、データ信号に依存したビットパターンが形成されている。この記録媒体に対して、上記と同様に、読み出しヘッド３１がサブトラック１ａ、１ｂの中央に位置するようにトラッキングする。読み出しヘッド３１によって読み出される信号（例えば電気信号）は、“０”の記録セル上を読み出しヘッドが通過する場合には負の値、“１”の記録セル上を読み出しヘッドが通過する場合には正の値をもつ。
【００２５】
読み出しヘッドが記録セルのサイズよりも高い分解能で信号を読み出せるとすれば、各記録セルからの信号はそれぞれ同じレベルになるはずなので読み取りが容易である。この場合、サブトラック１ａ上の記録セルの信号強度とサブトラック１ｂ上の記録セルの信号強度との差をトラックずれ情報として利用することができ、図７に示されるように読み出しヘッドが記録媒体の隣り合う２つのサブトラック１ａ、１ｂの中央を通るようにトラッキングを行うことができる。
【００２６】
しかし、読み出しヘッドの分解能が低い場合、ある記録セルからの信号に近接する記録セルからの信号が重なるため、同じビットパターンで読み出しヘッドが正確に２つのサブトラック１ａ、１ｂの中央を通った場合でも、周囲の記録セルからの影響によって信号レベルが変化し、例えば図８（Ａ）のような信号パターンが得られる。さらに、読み出しヘッド３１がサブトラック１ａ寄りにずれたときの信号パターンは図８（Ｂ）のように変化し、サブトラック１ｂ寄りにずれたときの信号パターンは図８（Ｃ）のように変化する。このように読み出しヘッドの分解能が低い場合には、各記録セルからの信号が隣接する記録セルの記録情報の影響を受けるため、単純に信号強度だけからトラックずれ情報を得るのは困難である。
【００２７】
そこで、この実施形態では、複数の記録セルを含む記録セル集合から信号を読み出し、記録セル集合ごとに信号パターンを解析することによって、その信号パターンに対応するビットパターンを得るとともにトラックずれ情報を得るようにする。
【００２８】
ここで、記録セル集合とは隣り合う２つのサブトラック上において隣り合う２つ以上の記録セルを含む複数の記録ビットの集合をいう。記録セル集合中のセルの数は２つ以上であれば特に限定されない。図９には、例えば１つの記録セル集合が隣り合うサブトラックから２つずつ合計４つの記録セルを含む場合を示す。この記録セル集合では様々なビットパターンがあり得るが、図９には６つの基本的なパターンを示している。そして、すべてのビットパターンは、これらの６パターンと、これらの６パターンに対して正負が逆のパターンまたは時系列が逆のパターンによって表現できる。例えばビットパターン“００００”は図９の“１１１１”に対して正負が逆のパターンであり、“１１１０”は図９の“０１１１”に対して時系列が逆のパターンである。
【００２９】
図１０に、図９に示した６種類の基本パターンに対し読み出しヘッドによって得られると予想される信号パターンを示す。図１０の信号パターンは、読み出しヘッドが２つのサブトラックの中央を通った場合（実線）、サブトラック１ａ寄り（外周側）にずれた場合（一点鎖線）、およびサブトラック１ｂ寄り（内周側）にずれた場合（破線）を示している。
【００３０】
この実施形態では、図３の記憶部３４に、図１０に示したビットパターンに対して読み出しヘッドが正しい位置にあるときに得られると予想される信号パターンおよび読み出しヘッド位置がずれている時に得られると予想される信号パターンとからなる信号パターン群と、それぞれの信号パターンに対応するトラックずれ情報とが記憶されている。記憶部３４に記憶される信号パターンは、信号パターンそのもののアナログ強度データでもよいし、一定時間間隔ごとのパルス強度でもよい。
【００３１】
この実施形態におけるトラッキング方法を、より具体的に説明する。読み出しヘッドによって読み出される実測信号を信号Ａとする。信号処理部は信号Ａを所定数（この例では４つ）の記録セル集合ごとの信号Ｂに分割し、得られた信号Ｂと記憶部に記憶されている信号パターン群Ｃとを比較し、信号パターン群Ｃの中で最も信号Ｂに近い信号パターンＤを選択する。そして、信号処理部は信号パターンＤの属性として記憶されているビットパターン情報およびトラックずれ情報を制御部へ出力する。制御部は受け取ったトラックずれ情報に基づいて、読み出しヘッドがサブトラック１ａとサブトラック１ｂとの中央に位置するように制御する。
【００３２】
上記の操作において、記録セル集合ごとの信号Ｂと信号パターン群Ｃを比較するには、例えば２つの信号強度の差分の絶対値を積分する方法が用いられる。まず、信号Ｂの強度の符号を正負反転させ、信号“−Ｂ”を得た後、信号“−Ｂ”と信号パターン群Ｃに含まれるそれぞれの信号パターンの強度を加算する。この加算された信号は信号パターン群Ｃに含まれる特定の信号パターンと信号Ｂとの差分に相当するが、正の値と負の値が混在している。この差分信号のうち、負の信号部分のみ符号を逆転させて信号の絶対値を得る処理を行い、信号強度の絶対値を積算することにより、２つの信号の差分信号の絶対値を積分した値が得られる。信号パターン群Ｃに含まれるそれぞれの信号パターンに対して信号強度積分値を比較し、信号パターン群Ｃの中で最も信号強度積分値の低い信号パターンが信号Ｂに近い信号パターンとして選択される。なお、信号Ｂと信号パターン群Ｃを比較する方法は上記の方法に限定されず、他の方法を用いてもよい。
【００３３】
以上の説明では、一段階で実測信号に最も近い信号パターンを求め、その信号パターンの属性としてのビットパターン情報およびトラックずれ情報を同時に得るという信号処理を行った。これに対して、以下に説明するように、まずビットパターン情報を得た後、次にトラックずれ情報を得るという二段階の信号処理を行ってもよい。図１１を参照してこの信号処理方法をより具体的に説明する。
【００３４】
上記と同様に、信号処理部は読み出しヘッドから出力される実測した信号Ａを記録セル集合ごとの信号Ｂに分割する。次に、この実施形態では、まず信号Ｂと読み出しヘッドが正しく位置制御されているときに得られると予想される信号パターン群Ｇとを比較する。信号パターン郡Ｇの中から最も信号Ｂに近い信号パターンＨを選び、その属性として記憶されているビットパターン情報Ｉ（例えば“０１１１”）を得る。次に、ビットパターンＩに対応する、信号パターンＨおよび読み出しヘッドの位置がずれている場合に得られると予想される信号パターンを含む信号パターン群Ｋと、信号Ｂとを比較する。そして、信号パターン群Ｋの中で信号Ｂに最も近い信号パターンＬを選択し、その属性として記憶されているトラックずれ情報を得る。
【００３５】
なお、信号Ｂと記憶部に記憶されている信号パターン群とを比較する場合、信号Ｂは信号Ａから切り出されたものであるため、信号Ｂにおける信号開始直後のパターンと信号終了直後のパターンは、信号Ａ中の信号Ｂの前後のビットパターンにより影響を受けている。この場合、単純に信号Ｂのパターン全体を記憶部に記憶されている信号パターン群と比較すると、この信号Ｂの両端のパターンが予想不可能であるため好ましくないことがある。この問題を解消するためには、信号処理部によって、信号Ｂの両端のある一定区間を除いた信号Ｂの中心部分と、記憶部に記憶されている信号パターン群の中心部分とを比較するようにしてもよい。
【００３６】
このように、信号Ｂと記憶部に記憶されている信号パターン群とを中心部分のみで比較する方法は、ビットパターン情報を得るために信号Ｂと信号パターン群とを比較する場合のように、ビットパターンの内容による信号パターンの変化が著しい場合にはそれほどメリットがあるわけではない。しかし、上述したようにビットパターン情報とトラックずれ情報を二段階で得る方法において、信号Ｂと信号パターン群Ｋとを比較する場合のように、読み出しヘッドの微小なトラックずれに基づいて差異の小さい信号パターンを選択する場合には有効である。
【００３７】
また、読み出しヘッドによる信号読み出しの分解能が低い場合には、各記録セルからの信号強度は隣接する記録セルの影響を受けるため、単純に信号強度だけからトラックずれ情報を得ることが困難なことがある。そこで、さらに他の実施形態に係る信号処理として、まず実測信号からビットパターンを抽出した後に、抽出されたビットパターンから理想信号を生成し、理想信号とヘッドから得られた実測信号を比較することによってトラックずれ情報を得るようにしてもよい。
【００３８】
図１２を参照してこの信号処理について説明する。読み出しヘッドで得られる記録媒体のデータ領域からの実測信号（図１２（Ａ））はビットパターン情報とトラックずれ情報を共に含んでいる。まずこの実測信号Ａからビットパターンを決定する（図１２（Ｂ））。実測信号からビットパターンを決定する方法は、従来のＨＤＤ等で用いられているのと同様の手法、例えばＰＲＭＬ(partial response maximum likelihood)を用いる。こうして決定されたビットパターンはトラックずれ情報を含んでおらず、このビットパターンから理想信号を作成できる（図１２（Ｃ））。
【００３９】
理想信号とは記録媒体上で読み出しヘッドが理想的な位置にあるときに読み出しヘッドによって読み出されると予想される信号パターンである。例えば記録媒体に対して理想的な位置にある読み出しヘッドは、２本のサブトラックの中央を通過するため、２本のサブトラック中の記録ビットから互いに等しい信号強度が得られる。このため、信号処理部において、ビットパターンの各ビットを記録セルからの単位信号パターンに変換し、それぞれの単位信号パターンを読み出しヘッドが記録媒体表面を通過する速度にあわせて重ね合わせることにより理想信号が得られる。
【００４０】
一方、実測信号はトラックずれ情報を含んでいるため、理想信号と同じビットパターンであってもトラックずれ情報の分だけ理想信号とは異なった信号パターンを示す。そこで、読み出しヘッドからの実測信号を記録部に一時的に記録し、信号処理部によって作成された理想信号と記録部に記録された実測信号とを比較することによりトラックずれ情報を得ることができる（図１２（Ｄ））。
【００４１】
このトラッキング手法では、これまでに説明した実施形態と異なり、信号をｎビットずつ区切る必要がなく、読み出しヘッドからの実測信号をどのようなタイミングで取り出してもトラックずれ情報を得ることができる。この場合、信号処理部は通常動作では実測信号からビットパターン情報を抽出する処理のみを行い、必要な時だけトラックずれ情報を取り出すことができる。したがって、トラッキングの必要なタイミングで読み出しヘッドがデータ領域を通過している場合には、いつでもトラッキング情報を得てヘッド位置を理想的な位置に制御することができる。
【００４２】
次に、本発明に係る記録読み出し装置におけるシーク方法について説明する。このシーク方法では、読み出しヘッドが記録トラック帯を通過するたびにその数を記録し、所望の記録トラック帯に到達するまでのシーク動作を制御する。この間、所望の記録トラック帯に到達するまでに通過する記録トラック帯ではサブトラック数を記録する必要はないので、高速なシーク動作が可能となる。また、読み出しヘッドが所望の記録トラック帯に到達した後、その記録トラック帯においてサブトラックを通過する度にその数をカウントし、読み出しヘッドが所望のサブトラックに到達するまでのシーク動作を制御する。
【００４３】
本発明に係る装置では、信号処理部が、読み出しヘッドによって読み出された記録トラック帯の１列目のサブトラック上の記録セルからの信号に基づいて、読み出しヘッドによって読み出された１列目および２列目のサブトラック上の記録セルからの信号から、２列目のサブトラック上の記録セルからの信号を演算により求めるという操作を、順次繰り返すようにしてもよい。以下、この方法をより詳細に説明する。
【００４４】
読み出しヘッドが所望の記録トラック帯に到達した後、まず記録トラック帯端の１列目のサブトラック上に位置する記録セルの信号を読み出す。このとき、ピッチＰに基づく信号のみが検出されるようにトラッキングを行うことにより、記録トラック帯端の１列目のサブトラック上に位置する記録セルからの信号を精度よく読み出すことができる。次に、読み出しヘッドの位置をずらして１列目および２列目のサブトラック上の記録セルから信号を読み出し、１列目のサブトラックの記録セルからの読み出し信号に基づき、２列目のサブトラックの記録セルからの信号を演算により求める。さらに、上記と同様にして読み出しヘッドの位置をずらして３列目以降のサブトラックの記録セルの信号を求める操作を繰り返す。
【００４５】
このような記録読み出し方法は、隣接するサブトラックの記録セル信号の干渉が特に強い場合に有効である。すなわち、２列のサブトラックの信号が干渉していると、２列目のサブトラックの記録セルからの実測信号のみでは信号の分離が困難な場合があるが、１列目のサブトラックの信号が既知であれば、演算によってもう２列目のサブトラックの信号を求めることが容易になる。
【００４６】
次いで、本発明において用いられる記録媒体についてより詳細に説明する。本発明において用いられる記録媒体は、記録セル１１が記録トラック帯１内において規則配列して密に充填されていればよいので、自己組織化する粒子を用いて安定かつ安価に製造することができる。
【００４７】
記録セル幅は５〜１００ｎｍが好ましく、１０〜５０ｎｍがさらに好ましい。記録セルの形状は密に充填できる円形、楕円形、長方形、正方形が好ましく、特に自己組織化により形成しやすい円形が好ましい。記録セルは六方細密充填構造を有することが好ましい。これは、微粒子の自己組織化では六方細密充填構造が最も安定な構造であり、最も欠陥が少なくかつ安価に作製することができるためである。
【００４８】
記録トラック帯の幅は、複数のサブトラックを安定に形成でき、高い記録密度が得られ、かつシーク動作が容易になるように設定される。このため、記録トラック帯の幅は３０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、１００ｎｍ〜１μｍがさらに好ましい。
【００４９】
記録トラック帯１間の分離帯２は非記録材料からなっていてもよいし、記録セルと同一の記録材料からなっていてもよい。分離帯が非記録材料からなる場合、読み出しヘッドが複数の記録トラック帯を横切る度に、周期的に信号がない領域が現れることを利用して、所望の記録トラック帯へのシーク動作が容易になる。分離帯が記録セルと同一の記録材料からなる場合、分離帯からトラッキング信号を検出することや、分離帯に記録トラック帯のアドレス情報を記録することが可能となる。
【００５０】
本発明に用いられる記録媒体は、記録が書き込まれる領域のすべてに記録セルの規則配列が形成されていてもよいし、アドレス信号領域等があらかじめ形成されこれらの領域以外のデータ領域に記録セルの規則配列が形成されていてもよい。また、トラッキング用のサーボマーク領域のみに記録セルの規則配列があらかじめ形成されていてもよい。この場合、記録の書き込み・読み出しがなされる領域は、多粒子系の磁性薄膜などで形成してもよい。最近ではサーボライトに要する時間が長くなっているので、サーボマークをあらかじめ作りこんでおく方法は非常に有効である。
【００５１】
本発明に用いられる記録媒体は特に限定されず、様々な記録原理に基づくものが挙げられる。例えば、磁気記録媒体、相変化光記録媒体、強誘電媒体、電荷蓄積媒体、有機色素または蛍光化合物などを含有する記録媒体がある。これらのうち、磁気記録媒体および相変化光記録媒体が特に好ましく、さらに高密度化が可能な垂直磁気記録媒体が好ましい。
【００５２】
磁気記録材料としては、例えばＮｉ−Ｆｅ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ等の結晶材料、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ等のＣｏ基アモルファス材料、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ等のＦｅ系微結晶材料、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｂａフェライト、Ｃｏ酸化物等が用いられる。
【００５３】
無機の相変化光記録材料としては、例えばＳｂ−Ｓｅ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇａ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｓｅ−Ｓｂ、Ｔｅ−Ｇａ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ、Ｔｅ−Ａｓ−Ｇｅ、Ｃｓ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅなどが用いられる。
【００５４】
有機色素としては、電荷記録用色素、相変化記録用色素、ライトワンス型の記録用色素、フォトクロミック色素、蛍光色素、フォトリフラクティブ色素などが用いられる。電荷の有無により記録する電荷記録用色素としては、ドナー性またはアクセプタ性の色素分子が用いられる。結晶−非晶質の相変化により記録する相変化記録用色素としては、結晶化速度が大きい色素分子が用いられる。ライトワンス型色素としては、光を吸収して非可逆的に変化するか、または光を吸収して周囲を非可逆的に変化させる色素が用いられる。読み出しに蛍光を用いる場合には蛍光強度の大きい蛍光色素を用いることが好ましい。光により吸収が変化するフォトクロミック化合物も使用することができる。有機色素の具体例は、例えば特開平１１−３２８７２５に開示されている。
【００５５】
蛍光化合物は、有機蛍光化合物でも無機蛍光化合物でもよい。一般に、無機化合物は有機化合物と比べて蛍光寿命が長いので、高速の読み出しのためには有機化合物の方が好ましい。
【００５６】
フォトクロミック化合物としては例えば、スピロオキサジン類、ジアリールエテン類、フルギド類、インジゴ類、スピロピラン類、シクロファン類、カルコン類、縮合多環化合物などが用いられる。
【００５７】
本発明において用いられる記録媒体を製造するには、たとえば基板上に記録トラック帯に対応する、連続的または断続的な溝領域または特定の化学成分を含む帯領域を形成した後、溝領域または帯領域内に自己組織化分子または微粒子の２次元的な規則配列構造を形成し、この規則配列構造に対応する記録セルを形成する方法が用いられる。
【００５８】
凹凸を有する溝構造を用いる場合には、凹凸の段差の部分によって自己組織化粒子の結晶ドメインを断つことができ、溝に沿った規則配列を実現することができる。
【００５９】
特定の化学成分をパターニングした帯領域を用いる場合には、自己組織化粒子の化学的な表面状態と帯領域の化学成分の表面状態を適当に選択することにより、自己組織化粒子が吸着する部分としない部分を形成することができる。この場合、自己組織化粒子が吸着する部分においてのみ規則配列化が起こり、帯構造に沿った規則配列が得られる。また、表面に化学パターンを形成することにより自己組織化粒子に対する相互作用を変化させ、ある相互作用が起こる化学パターン上でのみ所望の規則配列が得られ、別の化学パターン上では規則配列が得られずランダムな配列になるようにすることもできる。帯構造の幅は、自己組織化粒子が自然に（つまり帯構造が存在しない場合に）形成する規則配列の大きさより十分小さくすることが好ましい。このような条件を満たせば、自己組織化粒子が帯構造の幅方向に規則正しく配列した構造を形成することが可能である。
【００６０】
自己組織化粒子の大きさ（径）は、３〜１００ｎｍが好ましく、１０〜５０ｎｍさらに好ましい。自己組織化粒子の形状は、上述した記録セルの形状に対応して、円形、楕円形、長方形、正方形が好ましく、特に自己組織化により形成しやすい円形が好ましい。
【００６１】
本発明に用いられる記録媒体によってＴｂｐｓｉの記録密度を実現しようとする場合、記録トラック帯となる溝構造または帯構造の幅は以下のようにして決定される。例えば、１つの記録トラック帯内に２列の記録セル列を形成する場合には、溝構造または帯構造の幅はおよそ４０ｎｍ程度となる。これは通常の電子線リソグラフィーにより作製可能な大きさである。実際には、１本の記録トラック帯に２列より多くのサブトラックを形成することができるので、分解能は低いがより安価でスループットの高いリソグラフィー手段を利用することが可能である。リソグラフィーとしては、光リソグラフィー、電子線リソグラフィー、原子間力顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡、近接場光顕微鏡などの走査型プローブを用いる方法、ナノインプリントリソグラフィー（Ｐ．Ｒ．Ｋｒａｕｓｓ，ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ１３（１９９５），ｐｐ．２８５０）などが利用可能である。レジストを用いる場合、レジスト材料は記録層を破壊することがなく、リソグラフィーにより構造形成が可能であり、自己組織化粒子の製膜、規則配列化処理によりダメージを受けないものであればよい。
【００６２】
自己組織化粒子としては、ブロックコポリマー、またはポリマー、金属、半導体、酸化物などからなる数ｎｍ〜１００ｎｍ径の微粒子などが利用可能である。
【００６３】
ブロックコポリマーを利用する場合には、自己組織化粒子を形成した後、２種類以上のブロックのうち１つを選択的に除去できるものを用いる。この場合、ブロックどうしの間でのＲＩＥまたはその他のエッチングなどに対するエッチングレートの差を利用することが好ましい。
【００６４】
例えば、ポリスチレンとポリブタジエンからなるブロックコポリマーを用いた場合には、オゾン処理とその後の現像処理によりポリスチレンブロックのみを残すことが可能である。ポリスチレンとポリメチルメタクリレートからなるブロックコポリマーでは、ポリスチレンの方がポリメチルメタクリレートよりも、ＣＦ4をエッチャントとして用いるリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）に対するエッチング耐性が高い。このため、ＲＩＥによりポリメチルメタクリレートおよびその下の記録層のみを選択的に除去することが可能である（Ｋ．Ａｓａｋａｗａ ｅｔ ａｌ．；ＡＰＳ Ｍａｒｃｈ Ｍｅｅｔｉｎｇ、２０００）。
【００６５】
このようなブロックコポリマーとしては例えばポリブタジエン−ポリジメチルシロキサン、ポリブタジエン−４−ビニルピリジン、ポリブタジエン−ポリメチルメタクリレート、ポリブタジエン−ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート、ポリブタジエン−ポリ−ｔ−ブチルアクリレート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ポリ−４−ビニルピリジン、ポリエチレン−ポリメチルメタクリレート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ポリ−２−ビニルピリジン、ポリエチレン−ポリ−２−ビニルピリジン、ポリエチレン−ポリ−４−ビニルピリジン、ポリイソプレン−ポリ−２−ビニルピリジン、ポリメチルメタクリレート−ポリスチレン、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ポリスチレン、ポリメチルアクリレート−ポリスチレン、ポリブタジエン−ポリスチレン、ポリイソプレン−ポリスチレン、ポリスチレン−ポリ−２−ビニルピリジン、ポリスチレン−ポリ−４−ビニルピリジン、ポリスチレン−ポリジメチルシロキサン、ポリスチレン−ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ポリブタジエン−ポリアクリル酸ナトリウム、ポリブタジエン−ポリエチレンオキシド、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ポリエチレンオキシド、ポリスチレン−ポリアクリル酸、ポリスチレン−ポリメタクリル酸等がある。これらはＡＢ型ジブロックポリマーの例であるが、ＡＢＡ型のトリブロックコポリマーを用いてもよい。
【００６６】
ブロックコポリマーを用いる場合、基板表面においてミセル構造またはシリンダ構造を形成するような成分比を有するものを用いることが好ましい。これにより、互いに分離され規則配列した円形の記録セルを形成することが可能となる。ブロックコポリマーはトルエンなどの適当な溶媒に溶解したものをスピンコートなどにより製膜することが可能である。ブロックコポリマーの自己組織的な配列に相分離させるには、一般的には材料のガラス転移点温度以上の温度でアニール処理すればよい。
【００６７】
ポリマーや金属などからなる数十ｎｍ径の微粒子を用いる場合には、微粒子を分散させた溶液を、帯構造を形成したディスクの上から展開して乾燥し溶媒を除去した後、適当な溶媒を用いて過剰に吸着した微粒子を取り除くことにより、自己組織的な規則配列を形成することができる。また、微粒子を分散させた溶液中にディスク基板をある時間浸して微粒子をディスク基板に吸着させ、規則配列させることも可能である。
【００６８】
以上のような方法により自己組織化粒子の規則配列を形成した後、自己組織化粒子をマスクとして、あらかじめ形成しておいた下地の記録層をイオンミリングなどにより削り、所望の規則配列した記録セル列を形成することができる。記録層をより高いアスペクト比で削るためには、記録層と自己組織化粒子膜との間にＳｉＯ2やＳｉなどの膜を形成し、ＲＩＥなどにより自己組織化粒子の規則配列パターンをＳｉＯ2やＳｉに転写（パターントランスファー）した後、記録層を加工することも有効である。ＳｉＯ2やＳｉはＲＩＥにより高いアスペクト比で削ることができるため、これをマスクにして加工することにより、記録層をより高いアスペクト比でエッチングすることができる。
【００６９】
上記のようにして作製した記録セルの規則配列をマトリックス材料で被覆し、表面を研磨により平坦化することにより、マトリックスに埋め込まれた記録セルを有するパターンドメディアを製造することができる。
【００７０】
また、自己組織化粒子をマスクとして、マトリックスに規則配列した微細孔アレイを形成した後、孔を記録材料で埋めることによっても記録セルを形成することができる。この場合、ディスク基板上にマトリックス材料からなる膜を製膜する。次に、自己組織化粒子の配列を制御するための溝構造または特定の化学成分をパターニングした帯構造を形成するためのレジストを形成する。リソグラフィーによりレジストに溝構造または帯構造を形成する。自己組織化粒子を製膜した後、アニール処理などにより規則配列化させる。自己組織化粒子をマスクとしてエッチングを行い、マトリックスに孔を形成する。レジストを除去した後、孔に記録材料を埋め込む。レジストは記録材料を埋め込んだ後に除去してもよい。また、レジストを除去せずに残したまま使用してもよい。
【００７１】
自己組織化粒子として、ブロックコポリマー、またはポリマー、金属、半導体、酸化物などからなる数十ｎｍ径の微粒子などを用いてマトリックス材料に微細孔を形成する以外にも、Ａｌの陽極酸化により形成されるＡｌ2Ｏ3の微細孔アレイなども利用可能である。
【００７２】
ブロックコポリマーを利用する場合には、マトリックス材料に孔を形成するために、ミセルまたはシリンダを形成するブロックを選択的に除去できるものを用いる。
【００７３】
ポリマーや金属などからなる微粒子を用いる場合には、マトリックス材料に孔を形成するために、微粒子からなるパターンのネガパターンをマスクとして利用する。すなわち、微粒子配列の上に金属などのエッチングマスクとなりうる材料を堆積した後、微粒子を除去し、微粒子が除去された部分のみで下地のマトリックスを露出させてその部分を加工する。
【００７４】
Ａｌの陽極酸化により形成されるＡｌ2Ｏ3の微細孔アレイを利用する場合には、以下のような方法が可能である。まず、凹部においてマトリックスが露出した膜の帯構造の上にＡｌを製膜した後、膜を取り除くことによりＡｌの帯構造を得る。これを陽極酸化することにより、帯構造内で規則配列したＡｌ2Ｏ3の微細孔アレイを得ることができる。形成されたＡｌ2Ｏ3をマスクとして下地のマトリックスに微細孔アレイを転写する。
【００７５】
また、Ａｌ2Ｏ3の微細孔アレイを用いる場合には、Ａｌの微細孔アレイ自体をマトリックスとして用いるもできる。この場合、Ａｌを製膜した後、溝構造の凹部においてＡｌが露出した膜のパターンを形成する。これを陽極酸化すると、Ａｌが露出した部分においてのみ反応が進み、帯構造に沿って配列したＡｌ2Ｏ3微細孔アレイが得られる。
【００７６】
また、Ａｌの陽極酸化においては、あらかじめ陽極酸化される表面に微小な孔を付けておくことにより、位置制御された微細孔アレイを形成できる。Ａｌ膜上に溝構造を形成し、ブロックコポリマーなどのマスクを用いたエッチングにより規則配列した微小な孔をＡｌ表面に形成し、自己組織化膜を取り除いた後にＡｌを陽極酸化することにより、規則配列したＡｌ2Ｏ3微細孔アレイを作製することもできる。
【００７７】
以上のようにしてマトリックスに形成した微細孔の規則配列の上に記録材料を製膜した後、研磨することにより分断された記録セルを得ることができる。
【００７８】
さらに、自己組織化粒子を用いた方法により、凹凸の形状を持つスタンプ原盤を作製し、このスタンプ原盤を利用して、ナノインプリントリソグラフィーによりディスク基板にパターンを転写する方法を用いてもよい。
【００７９】
まず、基板上に自己組織化粒子の配列を制御するための溝構造または特定の化学成分をパターニングした帯構造を形成するためのレジストを製膜する。リソグラフィーによりレジストに溝構造または帯構造を作りこむ。自己組織化粒子を製膜した後、アニール処理などにより規則配列化させる。自己組織化粒子をマスクにしてエッチングを行い、スタンプ原盤とする。一方、記録層またはマトリックス膜を製膜した基板上に、マスクとなるレジスト膜を形成する。加熱しながらスタンプ原盤を押し付けることにより、レジストにスタンプ原盤のパターンを転写する。次いで、エッチングにより記録セルアレイまたはマトリックス中の微細孔アレイを形成する工程を経て記録媒体を得る。
【００８０】
記録材料からなる微粒子を直接、帯構造により配列化させて記録セルとして用いる製造方法を用いることもできる。記録材料からなる微粒子を分散させた溶液を、帯構造を形成した基板の上から展開し乾燥し溶媒を取り除いた後、適当な溶媒により過剰に吸着した微粒子を取り除くことにより、自己組織的な規則配列を形成することができる。また、微粒子を分散させた溶液中に基板をある時間浸すことにより微粒子を基板に吸着させ、規則配列を形成させることも可能である。このようにして記録セルを形成した後、微粒子が基板から剥離しないように、バインダーまたは保護膜となる材料で被覆することにより記録媒体を作製することができる。
【００８１】
上記のような方法では、アニール処理などの再配列化処理により、帯構造に沿って大面積で自己組織化粒子を規則配列させることが可能である。このような再配列化が困難な場合には、帯の長手方向にも凹凸構造または化学的なパターンを断続的に形成し、小面積の帯構造内で完全に方向が揃って配列した規則配列構造を得ることも可能である。つまり、ある長さの帯構造内で粒界のない完全に単一の自己組織化粒子の２次元結晶構造を形成することが可能である。
【００８２】
本発明に係る記録読み出し装置では、隣り合うサブトラック上の記録セルのずれ（ピッチＰの１／２）を利用して、記録セルからの読み出し信号自体を利用してトラッキングを行うことができるため、トラッキングサンプリング周波数を高くすることができる。このため、トラッキング方向の記録セル幅が１００ｎｍ以下であってもトラッキングが可能となる。また、エラーレートを低くすることができるため、データ領域を広くすることができる。
【００８３】
本発明に係る記録読み出し装置は、読み出しヘッドから出力される信号に応じて書き込みヘッドへの書き込みタイミング信号を制御する手段を有していてもよい。このような装置では、記録セルが存在しないマトリックス部分に書き込みヘッドが書き込みを行うことを防ぐことができる。
【００８４】
本発明に係る記録読み出し装置は、トラック方向に沿って規則配列した記録セル間の間隔とヘッドの走行スピードにより決定される標準的な時間間隔と読み出しヘッドにより出力される信号の時間間隔とを比較し、書き込みヘッドへの信号を制御する手段を有してもよい。このような装置では、自己組織化による規則配列に欠陥領域が存在し、記録トラック帯内のサブトラックに断裂が存在する場合でも、その欠陥領域を回避して書き込むことができる。すなわち、記録セルが規則配列している領域では、記録セルの格子間隔とヘッドの走行スピード（読み出しヘッドと記録媒体との相対速度）により決定される時間間隔Ｔで記録情報が読み出される。しかし、記録セルの欠陥領域では、読み出しヘッドから読み出される信号の時間間隔が乱れるので、その場合には一時的にヘッドから読み出される信号を情報として処理しないようにする。再び時間間隔Ｔで信号が生じ始めたら、その時点で読み出される信号を情報として処理再開し、書き込みも再開する。
【００８５】
読み出しヘッドにより出力される信号の時間間隔の乱れに基づいて、読み出しヘッドが欠陥領域を走行していることを判定するための基準は任意に設定できる。例えば、２回または３回以上不当な時間間隔で信号が検出されて読み出しエラーが起きた場合に欠陥領域を走行していると判定してもよい。また、標準的な時間間隔Ｔよりも３０％以上短い時間間隔で読み出しヘッドから信号が生じる場合や、時間間隔Ｔよりも３０％以上長い時間経過しても信号が生じない場合を判定基準としてもよい。この場合、これらの現象が一度起きた場合を判定基準としてもよいし、２Ｔまたは３Ｔ時間の間に信号が複数回乱れた場合を判定基準としてもよい。
【００８６】
読み出しヘッドが再び規則配列領域を走行しはじめたことを判定するための基準も任意に設定できる。例えばある信号が帰ってきた瞬間から時間間隔Ｔの±３０％以内の間隔で信号が生じた場合に規則配列領域を走行していると判定してもよい。この場合、この現象が一度起きた場合を判定基準としてもよいし、２Ｔまたは３Ｔ時間の間に標準的な時間間隔Ｔで信号が得られた場合を判定基準としてもよい。
【００８７】
情報を書き込む場合には、書き込み前に欠陥領域を認識して、その欠陥領域を回避し、その後の規則配列領域から書き込みを再開する。この場合、ある記録セルに書き込みヘッドが情報を書き込む前に、読み出しヘッドによって記録セルの位置を把握しておくことが好ましい。このためには、書き込みヘッドのトラック方向前方に記録読み出しヘッドを設けてもよいし、読み書き兼用ヘッドの場合には同じトラック位置で記録媒体に複数回アクセスして記録セル位置を読み出した後に書き込みを行うようにしてもよい。
【００８８】
本発明の他の実施形態に係る装置は、データ信号の読み出しヘッドとは別に、トラッキング用の読み出しヘッドを設けてもよい。トラッキング用の読み出しヘッドは、データ信号を読み出している領域以外からの読み出し信号をトラッキング信号として用いて読み出しヘッドおよび書き込みヘッドのトラッキングを行うので、より精密にかつ高速なトラッキングを実現できる。
【００８９】
磁気記録装置の場合には、読み出しヘッドはＧＭＲなどの磁気センサー、書き込みヘッドは磁気ヘッドなどである。相変化光記録装置の場合には、読み出しヘッドは反射率の違いを検出する光センサーであり、書き込みヘッドは光ヘッドや電子線ヘッドなどの熱源ヘッドである。
【００９０】
また、光（熱）アシスト磁気記録装置の場合には、書き込み用の磁気ヘッドの補助として、電子線または近接場光を照射する手段が用いられる。電子線または近接場光は、照射スポットを特に小さくできるため、高密度記録にとって特に有用である。
【００９１】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９２】
［実施例１］
本実施例では、基板上に形成した溝領域においてブロックコポリマーを規則配列化させることにより記録トラック帯を形成した。図１３（Ａ）〜（Ｄ）を参照して本実施例に係る磁気ディスクの製造方法を説明する。
【００９３】
図１３（Ａ）に示すように、以下のようにして基板上に溝構造を形成した。直径２．５インチのガラスディスク基板４１上に、厚さ約３０ｎｍのＰｄ下地層と厚さ約５０ｎｍの垂直磁気記録材料ＣｏＣｒＰｔを製膜して磁性層４２を形成し、さらに磁性層４２上に厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜４３を製膜した。ＳｉＯ2膜４３上にレジスト４４をスピンコートした。ナノインプリンティングリソグラフィーによりレジスト４４を加工し、幅４０ｎｍの凸部によって幅約４００ｎｍのスパイラル形状の溝４５を規定するようにレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとして、ＲＩＥにより磁性層４２に達するまでＳｉＯ2膜４３をエッチングしてＳｉＯ2膜４３に溝４５を転写した。このようにして形成された溝領域が記録トラック帯となる。また、レジストパターン下部の磁性層が分離帯として用いられる。
【００９４】
図１３（Ｂ）に示すように、以下のようにして溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の規則配列構造を形成した。磁性層４２の表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、レジストパターンの残渣をアッシングした。ポリスチレン−ポリブタジエンのブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝４０００、ＰＢの分子量Ｍｗ＝２００００）をトルエンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製した。試料上に溶液をスピンコートしてＳｉＯ2膜４３に転写された溝領域内にブロックコポリマー４６を埋め込んだ。試料を真空中において１５０℃で３０時間アニールして、ブロックコポリマー４６を規則配列化させた。この結果、島状のポリスチレン粒子４７が海状のポリブタジエン部分４８によって囲まれた構造が形成される。
【００９５】
図１３（Ｃ）に示すように、以下のようにして規則配列した微粒子をマスクとして記録セルを形成した。ブロックコポリマー４６をオゾン処理してポリブタジエン部分４８を除去した後、水洗した。残ったポリスチレン粒子４７をマスクとしてＡｒイオンミリングにより磁性層４２をエッチングして記録セル４９を形成した。
【００９６】
図１３（Ｄ）に示すように、以下のようにして記録セル間のマトリックスを形成し、表面を平坦化した。ポリスチレン粒子の残渣をアッシングした。全面に厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜を製膜して記録セル４９間に埋め込んでマトリックス５０を形成した。ＳｉＯ2膜の表面をケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）により研磨して平坦化した。その後、全面にダイアモンドライクカーボンを製膜して保護膜５１を形成した。
【００９７】
図１４に、本実施例の磁気ディスクを磁気力顕微鏡により観察した結果を模式的に示す。図１４に示すように、幅約４００ｎｍの記録トラック帯６１と幅約４０ｎｍの磁性層からなる分離帯６２が交互に形成されている。１つの記録トラック帯６１内で記録セル４９はマトリックス５０によって互いに分離され、六方細密充填構造をなして三角格子を形成している。記録セル４９は２０ｎｍ径でトラック方向に沿って３０ｎｍのピッチＰをもって周期的に形成されてサブトラックを形成しており、記録トラック帯６１内には１９列のサブトラックが含まれている。上記のように記録セル４９は三角格子を形成しているため、記録トラック帯６１内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル４９はトラック方向に沿う中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの１／２だけずれている。
【００９８】
図１５〜図１７を参照して本実施例に係る磁気記録装置を説明する。
図１５は本実施例の磁気ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図である。磁気ディスクは、ガラス基板４１上に記録セル４９が規則配列した記録トラック帯６１が形成された記録層および保護層５１を有する。分離帯６２を形成している磁性層には各記録トラック帯のアドレス番号およびセクター番号に相当する情報が予め書き込まれている。
【００９９】
ヘッドスライダ７０の先端には、読み出しヘッド７１と書き込みヘッド７２が搭載されている。記録部（ＲＡＭ）、記憶部（ＲＯＭ）、信号処理部および制御部は図３と同様に接続されている。ヘッドスライダ７０は２段アクチュエータ（図示せず）によって位置決めされる。
【０１００】
図１６はヘッドスライダ７０の平面構造を示す概略図である。ＧＭＲ読み出しヘッド７１の寸法は縦約３０ｎｍ、幅約２０ｎｍ、単磁極書き込みヘッド７２の寸法は縦２０ｎｍ、幅約２０ｎｍである。
【０１０１】
図１７に記録トラック帯に対する読み出しヘッドおよび書き込みヘッドの配置を示す。読み出しヘッドと書き込みヘッドの距離は実際の距離を表しているものではない。図１７のように、記録トラック帯内で所定のピッチで規則配列した１９列のサブトラックのうち、２列のサブトラック上の直径２０ｎｍの記録セル４９を１つの読み出しヘッド７１で読み出す。１列のサブトラック上の記録セル４９に対して書き込みヘッド８２で書き込みを行う。
【０１０２】
本実施例に係る磁気記録装置におけるシーク方法、記録読み出し方法、記録トラッキング方法を説明する。本実施例では、ディスクの外周から所望の記録トラック帯に達するまでの間、横断する記録トラック帯の数をカウントしながら、アクチュエータの加速度および速度を制御する。所望の記録トラック帯に達すると、まず図１８のように記録トラック帯の外周側のサブトラック１ａ上に読み出しヘッド７１を設置し、ピッチＰに基づく周波数信号のみが検出されるようにトラッキングを行う。得られた再生信号を微分し、記録位置と記録信号を求める。
【０１０３】
次に、読み出しヘッド７１をサブトラック１ａと１ｂの中央に位置するようにアクチュエータを作動する（図１７参照）。得られた再生信号と、先に求めたサブトラック１ａの信号から、サブトラック１ｂの信号を演算により求める。この場合、読み出しヘッド７１のトラッキングがずれていてもサブトラック１ａの信号が前もって分かっているため、サブトラック１ｂの信号を正確に求めることができる。
【０１０４】
図５および図６を参照して説明したように、信号処理部は、実際に測定されたサブトラック１ａおよびサブトラック１ｂの信号強度の積分値の比率と、トラッキングが正確に行われている場合のサブトラック１ａおよびサブトラック１ｂの信号強度の積分値の比率（この比率は記憶部に記憶されている）を比較することにより、トラッキング信号を生成する。トラッキング信号は１０ｋＨｚの周波数でピエゾアクチュエータに送られる。
【０１０５】
本実施例の磁気記録装置では、書き込みヘッドの前方に読み出しヘッドが位置し、読み出しヘッドによる検出信号に応じて以下のように書き込みの制御が行われる。トラック方向に沿って規則配列した記録セル間の間隔とヘッドの走行スピードから、読み出しヘッドによる検出信号が現れると想定される標準的な時間間隔Ｔが決定される。標準的な時間間隔Ｔと、実際に読み出しヘッドにより出力される信号の時間間隔とが制御器により比較される。
【０１０６】
読み出しヘッドが規則配列領域上を走行している間は、記録セルから標準的な時間間隔Ｔに近いほぼ一定の時間間隔で規則的に信号が出力される。なお、実際に信号が出力される時間間隔が、標準的な時間間隔Ｔに対してしきい値（例えば±３０％）以内であれば、記録セルが規則配列していると判定するようにしてもよい。この場合、読み出しヘッドによる信号の検出時を基準として、所定のタイミングで制御器から書き込みヘッドへ書き込み信号が送られ、書き込みヘッドにより規則配列領域への書き込みが行われる。
【０１０７】
しかし、読み出しヘッドが欠陥領域上を走行するようになると、記録セルから読み出される信号の時間間隔は、標準的な時間間隔Ｔと比較してしきい値（例えば±３０％）を超えてずれるため、記録セルの配列が乱れていると判定される。この場合、制御器から書き込みヘッドへの書き込み信号が停止され、欠陥領域への書き込みは行われない。
【０１０８】
読み出しヘッドが次の規則配列領域を走行するようになると、記録セルが規則配列していると判定される。この場合、読み出しヘッドによる信号の検出時を基準として、所定のタイミングで制御器から書き込みヘッドへ書き込み信号が送られ、書き込みヘッドにより次の規則配列領域への書き込みが再開される。
【０１０９】
なお、記録セルの配列が乱れているか規則的であるかの判定基準は任意に設定できる。例えば、読み出しヘッドからの検出信号の時間間隔の乱れが３Ｔ時間以上連続して生じた場合に、記録セルが乱れていると判定するようにしてもよい。また、読み出しヘッドからの検出信号の時間間隔が３回連続でしきい値以内の時間間隔で規則正しい場合に、記録セルが規則配列していると判定するようにしてもよい。
【０１１０】
［実施例２］
本実施例では実施例１に記載したものと同様な磁気ディスク、読み出しヘッドを用いて実施例１とは異なる別のトラッキング方法を実施した。
【０１１１】
図１９に本実施例の磁気ディスクのデータ領域における記録構造を示す。図１９において白色、黒色の円はそれぞれビット信号“０”、“１”を記録した記録セル４９を示す。記録セルは非磁性材料からなるマトリックスによって取り囲まれている。図１９に示されるように、０または１を示す記録ビットが周期的な規則性なしに配列している。
【０１１２】
記録装置の記憶部にはあらかじめ４ビットごとの信号パターンが記憶されている。図２０には、４つのビットで構成される基本的なビットパターン（６種類）を示す。図２０に示されていないビットパターンは全てこの６つの基本パターンに対して正負が逆のパターンまたは時系列が逆のパターンによって表現される。例えば、“０００１”のビットパターンは、基本的なビットパターンである“０１１１”から、ビット反転および時系列逆転により変換できる。これら６種類のビットパターンに対し、読み出しヘッドが好ましい位置にある場合に得られると期待される信号パターンと、ヘッド位置が好ましい位置より磁気ディスクの外周側および内周側にずれたときに得られると期待される信号パターンの合計３つの信号パターンが記録されている。すなわち１種類のビットパターンに対し３種類の信号パターンが記録され、全部で６種類のビットパターンがあるから、合計１８個の信号パターンが記憶部に記憶されている。
【０１１３】
次に、図２１を参照して本実施例におけるトラッキング方法を説明する。磁気ディスクは所定の回転数で回転しており、その表面で読み出しヘッドが磁気ディスクに書き込まれた信号を読み出す。まず、読み出しヘッドは実測信号Ａを信号処理部に出力する。信号処理部では実測信号Ａを４ビットごとの信号パターンＢに分割する。信号処理部では、分割された信号パターンＢが記憶部に記憶された信号パターン群Ｃと比較される。比較の結果、信号パターンＢは最も類似性の高い信号パターンとして信号パターンＤが決定される。記憶部には信号パターンＤの属性としてビットパターン“１０００”と外周側へずれているというトラックずれ情報が付随している。信号処理部は、これらの情報を抽出し、データとして“１０００”を出力するとともに、制御部へトラックずれ情報を出力する。制御部はトラックずれ情報に基づいて読み出しヘッドを内周側の理想的な位置へ移動させるように制御する。
【０１１４】
［実施例３］
本実施例では実施例１に記載したものと同様な磁気ディスク、読み出しヘッドを用いて実施例１とは異なる別のトラッキング方法を実施した。
【０１１５】
本実施例の磁気ディスクのデータ領域における記録構造は図１９と同様である。図２２を参照して本実施例におけるトラッキング方法を説明する。読み出しヘッドによって磁気ディスクのデータ領域から実測信号Ｄ１が得られる（図２２（Ａ））。実測信号Ｄ１は記録部に記録される。信号処理部はＰＲＭＬ法を用いて信号Ｄ１からビットパターンＤ３を決定する（図２２（Ｂ））。ビットパターンＤ３は信号処理部からビット信号として出力される。また信号処理部はビットパターンＤ３から理想信号パターンＤ４を作成する（図２２（Ｃ））。この理想信号パターンＤ４は読み出しヘッドが磁気ディスク上の好ましいトラック位置にあるときに得られると予想される信号パターンであり、各ビットからの信号を重ね合わせることによって作成される。さらに信号処理部は記録部に記録された実測信号Ｄ１と理想信号パターンＤ４を比較することにより、トラックずれ情報を得る（図２２（Ｄ））。トラックずれ情報は制御部へ出力される。制御部はトラックずれ情報に基づいて読み出しヘッドを理想的な位置へ移動させるように制御する。
【０１１６】
［実施例４］
本実施例では、基板上に形成した溝領域においてブロックコポリマーを規則配列化させて孔を有するマトリックスを形成し、孔に磁気記録材料を埋め込むことにより記録トラック帯を形成した。図２３（Ａ）〜（Ｄ）を参照して本実施例に係る磁気ディスクの製造方法を説明する。
【０１１７】
図２３（Ａ）に示すように、以下のようにして基板上に溝構造を形成した。直径２．５インチのガラスディスク基板上８１に、厚さ約３０ｎｍのＰｄ下地層、マトリックスおよび分離帯となる厚さ約５０ｎｍのＡｌ2Ｏ3膜８２、および厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜８３を製膜した。ＳｉＯ2膜８３上にレジストをスピンコートした後、ナノインプリンティングリソグラフィーによりレジストを加工し、幅約４０ｎｍの凸部によって幅約４００ｎｍのスパイラル形状の溝を規定するようにレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ2膜１１３をエッチングし、溝８４を転写した。
【０１１８】
図２３（Ｂ）に示すように、以下のようにして溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の規則配列構造を形成した。ポリスチレン−ポリメチルメタクリレートのブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝３００００、ＰＭＭＡの分子量Ｍｗ＝８０００）をトルエンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製した。試料上に溶液をスピンコートしてＳｉＯ2膜８３に転写された溝領域内にブロックコポリマー８５を埋め込んだ。試料を真空中において１５０℃で３０時間アニールして、ブロックコポリマー８５を規則配列化させた。この結果、島状のポリメチルメタクリレート粒子８６が海状のポリスチレン部分８７によって囲まれた構造が形成される。
【０１１９】
図２３（Ｃ）に示すように、以下のようにして記録セルのための孔構造を形成した。ブロックコポリマー８５を紫外線で処理してポリメチルメタクリレート鎖を分解した後、水洗してＰＭＭＡ部８６を除去して、孔部を作製した。次に、斜め蒸着により穴を埋めないようＣｒ層８８を形成した。Ｃｒ層８８をマスクにしてＲＩＥによりＡｌ2Ｏ3膜８２に達する孔を形成し、さらにＡｒイオンミリングによりＡｌ2Ｏ3膜８２に孔８９を転写し、Ａｌ2Ｏ3膜８２からなるマトリックスを形成した。
【０１２０】
図２３（Ｄ）に示すように、以下のようにして記録セルを形成し、表面を平坦化した。厚さ約５０ｎｍの垂直磁気記録材料ＣｏＣｒをめっきで製膜して孔８９に埋め込み、記録セル９０を形成した。表面をＣＭＰにより研磨して平坦化した。その後、全面にダイアモンドライクカーボンを製膜して保護膜９１を形成した。
【０１２１】
製造した磁気ディスクを磁気力顕微鏡により観察したところ、幅４００ｎｍの記録トラック帯と幅約４０ｎｍのＡｌ2Ｏ3膜からなる分離帯とが交互に形成されていた。１つの記録トラック帯内で記録セル９０は六方細密充填構造をなして三角格子を形成している。記録セル９０は２０ｎｍ径でトラック方向に沿って３０ｎｍのピッチＰをもって周期的に形成されてサブトラックを形成しており、記録トラック帯内には１９列のサブトラックが含まれている。記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル９０はトラック方向に沿う中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの１／２だけずれている。
【０１２２】
上記磁気ディスクを用いて、実施例１と同様にして磁気記録再生装置を作製した。実施例１との違いはトラック帯間の分離帯が非磁性層で作製されていることである。この記録装置の場合も、実施例１と同様にしてシーク、記録の読み出し、トラッキング、および信号の書き込みを行うことができる。
【０１２３】
［実施例５］
図２４（Ａ）〜（Ｄ）を参照して本実施例に係る相変化光記録媒体の製造方法を説明する。
【０１２４】
図２４（Ａ）に示すように、以下のようにして基板上に溝構造を形成した。２．５インチのガラスディスク基板１１１上に、厚さ約３０ｎｍのＰｔ反射膜１１２、マトリックスとなる厚さ約５０ｎｍのＡｌ2Ｏ3膜１１３、および厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜１１４を製膜した。ＳｉＯ2膜１１４上にレジストをスピンコートした後、ナノインプリンティングリソグラフィーによりレジストを加工し、幅４０ｎｍの凸部によって幅４００ｎｍのスパイラル形状の溝を規定するようにレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ2膜１１４をエッチングし、溝１１５を転写した。
【０１２５】
図２４（Ｂ）に示すように、以下のようにして溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の規則配列構造を形成した。ポリスチレン−ポリメチルメタクリレートのブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝３００００、ＰＭＭＡの分子量Ｍｗ＝８０００）をトルエンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製した。試料上に溶液をスピンコートしてＳｉＯ2膜１１４に転写された溝領域内にブロックコポリマー１１６を埋め込んだ。試料を真空中において１５０℃で３０時間アニールして、ブロックコポリマー１１６を規則配列化させた。この結果、島状のポリメタクリレート粒子１１７が海状のポリスチレン部分１１８によって囲まれた構造が形成される。
【０１２６】
図２４（Ｃ）に示すように、以下のようにして記録セルのための孔構造を形成した。ブロックコポリマー１１６を紫外線で処理した後、水洗してＰＭＭＡ部１１７を除去して、孔部を作製した。次に、斜め蒸着により孔を埋めないようにＣｒ層１１９を形成した。ＲＩＥによりＡｌ2Ｏ3膜１１３に達する孔を形成し、さらにＡｒイオンミリングによりＡｌ2Ｏ3膜１１３に孔１２０を転写し、Ａｌ2Ｏ3膜１１３からなるマトリックスを形成した。
【０１２７】
図２４（Ｄ）に示すように、以下のようにして記録セルを形成し、表面を平坦化した。厚さ約３０ｎｍの相変化材料Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅを製膜して孔１２０に埋め込み、記録セル１２１を形成した。表面をＣＭＰにより研磨して平坦化した。その後、全面にＳｉＯ2を製膜して保護膜１２２を形成した。
【０１２８】
図２５に、製造した相変化光記録媒体を近接場光顕微鏡により観察した結果を模式的に示す。図２５に示すように、幅４００ｎｍの記録トラック帯１３１と幅約４０ｎｍのＡｌ2Ｏ3膜１１３からなる分離帯１３２とが交互に形成されている。１つの記録トラック帯１３１内で記録セル１２１は六方細密充填構造をなして三角格子を形成している。記録セル１２１はトラック方向に沿ってピッチＰをもって周期的に形成されており、記録トラック帯１３１内には１９列のサブトラックが含まれている。記録トラック帯１３１内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル１２Ａはトラック方向に沿って中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの１／２だけずれている。
【０１２９】
図２６および図２７を参照して本実施例に係る相変化光記録装置を説明する。
図２６は相変化光ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図である。上記方法で作製した光ディスク１４１は、ガラス基板１１１上に記録セル１２１が規則配列した記録トラック帯を有する記録層および保護層１２２が形成されている。光ディスク１４１はスピンドルモーター１４２に装着され、図示しない制御部からの制御信号により回転する。ヘッドスライダ１４３の先端には、レーザー共振型の光検出読み出しヘッド１４４、面発振型レーザー書き込みヘッド１４５が搭載されている。ヘッドスライダ１４３は２段アクチュエータ（図示せず）によって位置決めされる。
【０１３０】
図２７はヘッドスライダに設けられた微小開口の平面構造を示す概略図である。読み出しヘッド１４４の微小開口の寸法は縦３５ｎｍ、幅２０ｎｍ、書き込みヘッド１４５の微小開口の寸法は縦２０ｎｍ、幅２０ｎｍである。
【０１３１】
本実施例でも実施例１と同様な方法で、シーク動作、記録読み出し、読み出しヘッドのトラッキング、および欠陥領域への書き込みの回避動作を行うことができる。
【０１３２】
【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、トラッキング、シークが簡単で、高速で読み出しが可能な、記録読み出し装置および記録読み出し方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る記録媒体の平面図。
【図２】図２は本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の斜視図。
【図３】本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置の概略構成図。
【図４】本発明の一実施形態に係る記録セルの信号を示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係るトラッキング方法を示す図。
【図６】本発明の一実施形態に係るトラッキング方法を示す図。
【図７】本発明の他の実施形態に係る記録媒体のデータ構造を示す平面図。
【図８】本発明の他の実施形態においてトラックずれが生じたときの信号レベルを示す図。
【図９】本発明において用いられる記録媒体のビットパターンを示す図。
【図１０】図９のビットパターンに対応する信号パターンを示す図。
【図１１】本発明の他の実施形態に係るトラッキング方法を示す図。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係るトラッキング方法を示す図。
【図１３】実施例１における磁気ディスクの製造方法を示す断面図。
【図１４】実施例１における磁気ディスクの平面図。
【図１５】実施例１における磁気ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図。
【図１６】実施例１におけるヘッドスライダの平面構造を示す概略図。
【図１７】実施例１における記録トラック帯に対する読み出しヘッドおよび書き込みヘッドの配置を示す概略図。
【図１８】実施例１における記録トラック帯端の１列目（外周側）のサブトラックの読み出し方法を示す概略図。
【図１９】実施例２における記録媒体のデータ構造を示す図。
【図２０】実施例２における記録媒体のビットパターンとそれに対応する信号パターンを示す図。
【図２１】実施例２におけるトラッキング方法を示す図。
【図２２】実施例３におけるトラッキング方法を示す図。
【図２３】実施例４における磁気ディスクの製造方法を示す断面図。
【図２４】実施例５における相変化光記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図２５】実施例５における相変化光記録媒体の平面図。
【図２６】実施例５における相変化光記録媒体およびヘッドスライダを示す断面図。
【図２７】実施例５におけるヘッドスライダに設けられた微小開口を示す概略図。
【符号の説明】
１…記録トラック帯
２…分離帯
１１…記録セル
１２…マトリックス
２１…磁気ディスク
２２…スピンドルモーター
２３…軸
２４…アクチュエータアーム
２５…サスペンション
２６…ヘッドスライダ
２７…ボイスコイルモーター
２１…記録セル
３１…読み出しヘッド
３２…書き込みヘッド
３３…記録部
３４…記憶部
３５…信号処理部
３６…制御部
４１…ガラスディスク基板
４２…磁性層
４３…ＳｉＯ2膜
４４…レジスト
４５…溝
４６…ブロックコポリマー
４７…ポリスチレン粒子
４８…ポリブタジエン部分
４９…記録セル
５０…マトリックス
５１…保護膜
６１…記録トラック帯
６２…分離帯
７０…ヘッドスライダ
７１…読み出しヘッド
７２…書き込みヘッド
８１…ガラスディスク装置
８２…Ａｌ2Ｏ3膜
８３…ＳｉＯ2膜
８４…溝
８５…ブロックコポリマー
８６…ポリメチルメタクリレート粒子
８７…ポリスチレン部分
８８…Ｃｒ層
８９…孔
９０…記録セル
９１…保護膜
１１１…ガラスディスク基板
１１２…Ｐｔ反射膜
１１３…Ａｌ2Ｏ3膜
１１４…ＳｉＯ2膜
１１５…溝
１１６…ブロックコポリマー
１１７…ポリメチルメタクリレート粒子
１１８…ポリスチレン部分
１１９…Ｃｒ層
１２０…孔
１２１…記録セル
１２２…保護膜
１３１…記録トラック帯
１３２…分離帯
１４１…光ディスク
１４２…スピンドルモーター
１４３…ヘッドスライダ
１４４…光検出読み出しヘッド
１４５…面発振型レーザー書き込みヘッド
Claims (8)
- 互いに分離して形成された複数の記録セルをトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列した複数列のサブトラックを有し、隣り合う前記サブトラックが前記トラック方向に沿って前記ピッチＰの１／２ずれている記録媒体からの記録読み出し装置であって、
前記記録媒体の隣り合う２つのサブトラック上に配置され、これらのサブトラック中の記録セルに記録されたデータを読み出す読み出しヘッドと、
前記読み出しヘッドにより読み出された実測信号を記録する記録部と、
前記隣り合う２つのサブトラックに含まれる複数の記録セルに記録されるビット情報の組み合わせを表すビットパターンのそれぞれに対応する複数の信号パターンが記憶された記憶部と、
前記記録部に記録された前記実測信号と前記記憶部に記憶された前記複数の信号パターンとを比較して、前記実測信号のビットパターン情報およびトラックずれ情報を取得する信号処理部と、
前記トラックずれ情報に基づいて前記記録媒体に対する読み出しヘッドの位置を制御する制御部と
を有することを特徴とする記録読み出し装置。 - 前記信号処理部は、前記読み出しヘッドにより前記ピッチＰの１／２の距離を通過する時間ｔごとに読み出された信号強度をｔの奇数倍のタイミングとｔの偶数倍のタイミングで分離し、それぞれのタイミングで出力された信号強度の絶対値を積分して２つの積分値の比率を求め、前記読み出しヘッドが正確に位置制御されているときに得られるビットパターンに対応する積分値の比率と比較することにより前記実測信号のトラックずれ情報を取得することを特徴とする請求項１記載の記録読み出し装置。
- 前記記憶部は、隣り合う２つのサブトラックに含まれる複数の記録セルへの記録状態に応じたビットパターン情報とトラックずれ情報とを含む複数の信号パターンの集合である信号パターン群を記憶し、
前記信号処理部は、前記記憶部に記憶された信号パターン群から、前記読み出しヘッドによって読み出された実測信号に近い信号パターンを選択し、選択された信号パターンに対応するビットパターン情報およびトラックずれ情報を前記実測信号のビットパターン情報およびトラックずれ情報として取得することを特徴とする請求項１記載の記録読み出し装置。 - 前記記憶部は、隣り合う２つのサブトラックに含まれる複数の記録セルへの記録状態に応じて読み出しヘッドが正確に位置制御されている場合に得られるビットパターン情報を含む複数の信号パターンの集合である第１の信号パターン群と、個々のビットパターンに対応するトラックずれ情報を含む複数の信号パターンの集合である第２の信号パターン群とを記憶しており、
前記信号処理部は、記憶部に記憶された第１の信号パターン群から、前記読み出しヘッドによって読み出された実測信号に近い信号パターンを選択し、選択された信号パターンに対応するビットパターン情報を取得し、さらに記憶部に記憶された第２の信号パターン群から、前記読み出しヘッドによって読み出された実測信号に近い信号パターンを選択し、選択された信号パターンに対応するトラックずれ情報を前記実測信号のトラックずれ情報として取得することを特徴とする請求項１記載の記録読み出し装置。 - 前記信号処理部は、前記読み出しヘッドによって読み出された実測信号から、両端の一定区間の信号を除いた信号と、記憶部に記憶された信号パターン群とを比較することを特徴とする請求項３または４記載の記録読み出し装置。
- 前記信号処理部は、読み出しヘッドにより読み出された実測信号からビットパターンを決定し、決定されたビットパターンから理想信号を作成し、前記実測信号と前記理想信号とを比較することにより前記実測信号のトラックずれ情報を取得することを特徴とする請求項１記載の記録読み出し装置。
- 前記複数列のサブトラックを有する複数の記録トラック帯と、隣り合う前記記録トラック帯の間を分離する分離帯を有し、
前記読み出しヘッドが前記記録トラック帯を通過するたびに通過した数をカウントし、前記読み出しヘッドが所望の記録トラック帯に到達するまでのシーク動作を制御することを特徴とする請求項１記載の記録読み出し装置。 - 前記読み出しヘッドが記録トラック帯においてサブトラックを通過するたびにその数をカウントし、前記読み出しヘッドが所望のサブトラックに到達するまでのシーク動作を制御することを特徴とする請求項７記載の記録読み出し装置。
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