专利名称：垂直磁记录介质和磁盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及记录信息的磁盘装置，特别涉及使用通过垂直于膜面方向的磁化信息来保存数据的垂直磁记录介质的磁盘装置。
背景技术：
磁盘装置是针对旋转的磁盘使磁头沿半径方向移动，来正确地在作为目的的数据磁道上定位，并通过磁来进行信息的写入和读出的装置。在磁盘中，设置了用来使磁头定位在磁道上的伺服区域。图18展示了在伺服区域中记录的伺服模式的一个例子。磁头的重放元件伴随着盘的旋转而相对地从图的左向右方向移动，进行伺服模式的重放。伺服模式由记述了用来得到跨越盘的整个面的大致的头位置信号的磁道编号信息的磁道码部分、用来得到各磁道内部的精密的位置信息的分段部分构成。该分段部分由磁道宽度循环交互的A和B分段的组、C和D分段的组构成。A和B分段的组、C和D分段的组被配置得只相差磁道宽度的一半。该结构与特开昭58-222468号公报所揭示的技术类似，在很多磁盘装置中采用。进而，在伺服模式中，为了减少盘的磁特性和上浮量的变动的影响，而设置了被称为导入部分的连续模式。另外，为了检测出导入部分的结束、以及磁道码部分以后的模式的开始的定时，而设置了标志部分。
图19展示了在图18所示的重放元件的位置得到的重放波形。为了说明的简单，省略了标志部分和磁道码部分的重放波形。用导入振幅对A～D的各分段振幅进行规格化，A分段和B分段的振幅值的差成为N位置信号。同样，C分段和D分段的振幅值的差成为Q位置信号。如图29(B)中的N和Q位置信号的变化所示的那样，在重放元件处于A分段和B分段相等的位置时N位置信号成为0，N位置信号与从该位置偏离的量几乎成比例地变化。伺服电路通过将N位置信号成为0的位置作为目标对旋转型传动器13进行控制，来相对于磁道的中心进行追踪动作。
专利文献1特开昭58-222468号公报专利文献2特开2002-230734号公报专利文献3特开2002-150729号公报为了提高磁盘装置的存储容量，要求以更小的磁化模式在磁盘上形成小穴。另外，形成的小穴必须能够长期地稳定存在。垂直磁记录方式是使用层积了在垂直方向具有磁化容易轴的记录膜和软磁性膜的垂直盘的记录方式，由于软磁性膜具有使磁头的磁场集中的效果，所以与现有的方式相比具有能够产生强记录磁场的特征。如果能够产生强记录磁场，则能够使用保存力高的记录膜，保存力高的记录膜能够稳定地保存小穴。进而，垂直磁记录方式具有减少因与小穴相邻的穴的影响造成的反磁场而稳定的特征，具有容易形成更小的磁化模式的优点。
图20展示了在垂直磁记录方式下记录的磁化模式随着时间经过而重放输出降低。在此，展示了记录密度为10kFCI、90kFCI、120kFCI的各记录密度的例子。在垂直磁记录方式中，如该图所示的那样，具有记录密度越低则重放输出的减少越大的性质。伺服区域的分段部分由于被配置得包围直流消去部分，所以包含与该图所示的10kFCI相当的低记录密度的成分。因此，在将用图18说明的现有的伺服模式适用于垂直磁记录方式的情况下，随着时间经过会发生伺服模式的重放输出降低的现象。在伺服区域的记录中，由于需要特殊的时序，所以出厂后就不能重写来恢复输出了。
进而，相对于在现有的面内磁记录方式下从磁化的过渡部分产生磁场，在垂直磁记录方式下从磁化模式的全体产生磁场。即，直流信号成分产生特别大的磁场，大磁场向磁头整体施加偏置磁场，使重放元件和记录元件的动作点偏离，而产生特性劣化的结果。为了避免该现象，在特开2002-230734号公报中提案出了以下技术在记录伺服模式前，写入高密度的模式，减少直流信号的影响。在该方法中，只能在能够减少直流信号的影响的装置中，特别在伺服写入步骤中，在从磁道间隙减去了记录元件的宽度后的10％到30％左右的一部分区域中，才能够得到该效果。
另外，图21展示了垂直磁记录方式中的记录密度和改写特性的关系。记录密度越低则改写特性越劣化，表现出难以形成低记录密度的性质。在将用图18说明的现有的伺服模式适用于垂直磁记录方式的情况下，磁头的写入性能不足，不能进行充分的饱和记录，会发生盘的噪音成分增大，定位精度劣化的现象。将在后面叙述图中记载的“本发明的模式1”和“本发明的模式2”。
如以上说明的那样，在现有的伺服模式和垂直磁记录方式的组合中，产生了低记录密度的伴随着时间经过而重放输出降低、直流信号成分产生大偏置磁场、直流信号成分的写入性能不足等现象，只能制作可靠性低的磁盘装置。
为了解决这些问题，有必要进行改善而使伺服模式中不包含低记录密度的成分。在特开2002-150729号公报中，提案出了如图22所示的将高记录密度的空穴嵌入直流消去部分中的伺服模式。通过该方法，提高了包含在伺服模式中的频率成分，能够改善记录模式的热稳定性、改写性能。但是，由于高记录密度的磁化而产生的噪音被重叠在伺服模式的重放信号中，所以有定位精度劣化的问题。图23展示了记录将空穴的频率设置为基本频率的2倍的模式，而测量磁道码的检测性能的结果。观察到了在记录密度变得更高的内周侧，由于空穴的磁化而涌出的成分，使磁道码的错误率劣化的现象。
发明内容
因此，希望开发出新的技术，能够实现综合具有以下特征的磁盘装置具有基于垂直磁记录方式的大存储容量，长时间稳定并且容易写入，S/N优越的伺服模式。
本发明是针对上述要求而提出的，提供一种最适合于垂直磁记录方式的伺服模式。具体地说，使包含在伺服模式中的直流信号部分成为组合了正和负的直流信号要素的结构，使直流信号部分的磁化量的和为0。这时，在1个直流信号部分内包含正和负两方面的直流信号要素，能够使1个直流信号部分的磁化量的和成为0，只由正或负中的一个直流信号要素构成一个直流信号部分，对于多个直流信号部分能够使其磁化量的和为0。进而，也可以使用使磁化量的和为0的修正信号要素。
在本发明的其他方式中，通过以相位偏离了的分段信号构成包含在伺服模式中的直流信号部分，使伺服模式的分段部分的磁化量的总和为0。这时，将相位的偏离量设置为90度或180度，通过傅里叶变换能够检测出分段部分的输出。
进而，在本发明的其他方式中，使包含在伺服模式中的直流信号部分成为嵌入了低密度的空穴的结构，使直流信号部分的磁化量的和为0。这时，理想的是，将空穴的记录密度设置为导入信号部分的记录密度的3分之2、2分之1或3分之1。
进而，用分段信号的记录密度的2分之1到1倍的记录密度，对伺服模式的标志部分和磁道码部分进行编码。这时，通过使用相位位移编码方式和双相编码方式作为标志部分和磁道码部分的编码方式，能够使伺服模式全体的磁化量的总和为0。
偏置磁场在写入伺服模式时，会引起非线性转移位移、由于容易/难以位移而造成偏差。另外，偏置磁场在读出伺服模式时，使重放元件的动作点偏离，在重放波形中引起上下非对称误差。本发明就是要提供一种容易且定时正确地进行重放的伺服模式，实现磁道密度高并且大容量的磁盘装置。
另外，通过提高伺服模式的最低记录密度，并且将最高记录密度维持为与现有的伺服模式相同的密度，能够改善改写性能。本发明提供一种容易进行饱和记录的S/N优越的伺服模式，实现磁道密度高并且大容量的磁盘装置。
进而，通过提高伺服模式的最低记录密度，能够抑制伴随着时间经过的残留磁化量的劣化。本发明提供一种即使在高温下经过长时间也能够保持S/N优越的伺服模式，实现长时间具有高可靠性的磁盘装置。
图1是说明磁盘装置的构造的图。
图2是说明磁头的结构、磁头和磁盘的相对关系的图。
图3是放大了的磁盘的一部分的图。
图4是说明伺服区域和数据区域的配置的图。
图5是说明本发明的伺服模式的例子的图。
图6是说明本发明的伺服模式的记录方法的图。
图7是说明本发明的磁盘装置的功能结构的框图。
图8是说明本发明的伺服解码器的结构的框图。
图9是说明本发明的根据伺服模式的重放波形解调磁道码的方法的图。
图10是说明用2个正磁化方向和2个负磁化方向构成1个直流消去部分的本发明的伺服模式的例子的图。
图11是用1个方向的磁化方向构成1个直流消去部分的本发明的伺服模式例子的图。
图12是说明本发明的伺服模式和磁头的辅助磁极的宽度的关系的图。
图13是说明以相差180度的相位成分构成第1分段部分和第2分段部分的本发明的伺服模式的例子的图。
图14是说明以相差90度的相位成分构成第1分段部分和第2分段部分的本发明的伺服模式的例子的图。
图15是以第1分段部分的3分之2的频率构成第2分段部分的本发明的伺服模式的例子的图。
图16是说明本发明的伺服模式中的分段部分的重放波形的图。
图17是说明用双相码构成磁道码部分的本发明的伺服模式的例子的图。
图18是说明现有的磁盘装置中的伺服模式的例子的图。
图19是说明根据伺服模式的重放波形解调位置信号的方法的图。
图20是说明各种记录密度下的伴随时间经过的重放输出的降低的图。
图21是说明记录密度和改写特性的关系的图。
图22是说明现有的磁盘装置中的使用高频率空穴的伺服模式的例子的图。
图23是说明使用利用了高频率空穴的伺服模式时的磁道码错误的图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施例。首先，说明以下所示的各实施例所共通的磁盘和磁盘装置的结构例子。
图1是以本发明为对象的垂直磁记录型的磁盘装置的概要结构图。磁盘12被固定在以A为旋转中心的电动机上，通过电动机以每分钟3000到15000转的速度进行旋转。磁盘12具有垂直磁记录层，理想的是具有软磁性衬里层的二层记录介质。磁头11通过悬挂部件14被固定在以点B为旋转中心的旋转型传动器13上，并通过旋转型传动器13在磁盘12的半径方向上来回移动。旋转型传动器由于适合于对机械结构的小型化，所以几乎被所有的近年出产的磁盘装置所采用。追加了以上部件和记录/重放放大器15的部件被容纳在用来针对外部的尘埃和湿度进行保护的壳体17的内部。记录/重放放大器15是用来在磁头11和电路衬底16之间进行电收发的电路。在电路衬底16上，安装了信号处理电路等LSI、用来与外部的主机进行连接的数据传送用端子18。
利用图2说明磁头11的结构。在磁头11中，安装有在磁盘12中形成磁化模式的记录元件20、将磁盘12的磁化模式的磁化信息变换为电信号的重放元件21。记录元件20由线圈和磁极构成，通过在线圈中流过记录电流信号来产生向磁盘12写入的磁场。理想的是记录元件20的结构是具备主磁极和辅助磁极的所谓单磁极头。另外，重放元件21由应用了磁阻抗效果的传感器构成，通过作为电流或电压的变化而检测出该传感器的电阻变化，来读出磁盘12的磁化信息。磁头11通过利用了旋转的磁盘12的空气流动的空气压力膜，而被保持并漂浮在磁盘12上的非常狭小的间隔中。
使用放大了磁盘的一部分的图3，说明伺服区域和数据区域的配置。在磁盘上存在被形成为同心圆状或螺旋状的许多磁道的区域是数据区域，横穿数据区域而被形成为放射状的区域是伺服区域。在此，为了说明极端放大了磁道宽度而只展示了5个磁道，但在实际的磁盘装置中，以数10到数100nm左右的间隔能够形成10万个以上的磁道。另外，由于数据区域和伺服区域是以磁形式形成的，所以不能以光学形式直接观察到。磁头11能够通过旋转型传动器13移动到磁盘12的任意半径位置，但在进行数据的写入和读出的时候，必须对特定的磁道位置进行追踪动作(跟踪)。为了追踪特定的磁道，有必要经常测量磁头11和磁盘12的正确相对位置信息，减少电动机和旋转型传动器的旋转震动的影响、因温度引起的机械系统的热膨胀造成的位置偏差等的影响。磁头和磁盘的相对位置信息被称为头位置信号，以得到该头位置信号为目的而设置的区域就是伺服区域。为了提高磁盘装置的磁道密度，其必要条件是较好地配置伺服区域和向伺服区域写入模式，尽量得到正确的头位置信号。
图4展示了伺服区域和数据的配置。沿着盘的旋转方向几乎等间隔地交互配置伺服区域和数据区域，在盘的1圈中设置100到数100个伺服区域。另外，1个数据区域(#1)被分离在多个磁道中，进而1个磁道也被分割设置为多个扇区块(#1到#4)。1个扇区块是进行数据的记录和读出的最小单位，被构成为从521字节到数千字节的数据加上数十字节的管理信息的大小。与数据区域是根据用户的指示被频繁改写的区域相对，伺服区域在出厂前通过生产设备被写入，并不能由用户改写。另外，伺服区域和数据区域被用来消除记录元件20和重放元件21的距离和旋转速度的变动的间隙部分隔开。另外，该说明图放大展示了磁道的宽度方向。
接着，说明本发明的实施例。
<实施例1>
图5是说明本发明的磁盘装置中的伺服模式的例子的图。图的左右方向是盘的旋转方向，图的上下方向是盘的半径方向。磁头被固定在旋转型传动器上，磁盘从图的右边向左边以每秒5到50m的速度旋转。相对地，磁头如同从图的左边向右边在盘上移动，由于这样的记述容易理解，所以在以后的说明中，表示为磁头在盘上移动。
在图5中，针对从磁道#1到磁道#4的4个磁道范围，展示了图3和图4中的伺服区域所示的区域的具体的模式。另外，如果与实际的磁盘装置相比，则在该图中很大地放大了上下方向进行了展示。另外，在本实施例中，对分段部分进行了说明，将在后述的实施例6中说明标志部分和磁道码部分。
本实施例的磁盘装置的伺服模式在直流信号部分的结构中具有特点。在图18所示的现有的伺服模式中，由于所有的直流信号部分都由相同方向的磁化的直流信号要素构成，所以磁化量的总和在任意一个方向上都具有大值。相对于此，在本实施例的伺服模式中，一个直流信号部分由具有正和负的相反方向的磁化方向的多个直流信号要素构成。在图5所示的模式的例子中，一个直流信号部分由具有相同面积的正和负的磁化方向的直流信号要素构成。进而，为了使磁化量的和完全成为0，在各磁道中在每个地方设置了用来修正磁化量的修正磁化要素。通过调整各直流信号要素的上升沿或下降沿的位置，也可以不使用修正磁化要素而使磁化量的和为0，但形成伺服模式时的定时管理就变得复杂了。
用图6说明实际形成本实施例的伺服模式的方法。通过向记录元件施加图6所示的记录电流，能够记录图所示的模式。进而，通过使记录元件的位置只偏离磁道宽度的2分之1的距离，来施加图6(B)所示的记录电流，能够在A分段和B分段的扇区#1内用相同的模式、C分段和D分段的磁道的一半完成切换的模式。在磁道#1的中央生成间隙是因为大多是消去宽度比记录宽度宽的磁头，该间隙的大小和有无依存于各个磁头的特性。以下同样，通过一边使记录元件的位置只偏离磁道宽度的2分之1的距离，一边施加图6(C)到图(E)的记录电流，能够形成图5所示的本实施例的伺服模式。这时，也可以根据在特开昭64-48276号公报中揭示的时钟头生成与盘的旋转同步的时钟，并管理记录电流的定时，还可以不使用时钟头，一边根据自身的重放元件的重放波形生成定时，一边进行写入。
进而，使用图7的框图说明本实施例的磁盘装置的各部分的动作和功能。在写入数据时，接口电路从与主机连接的数据传送用端子18接收数据，数据经由数据编码器被写入串行记录信号，接着经由记录放大器15a被写入记录电流信号，进而经由磁头11被转换为记录磁场并被写入磁盘12。在读出数据时，磁头11将磁盘12产生的泄漏磁场转换为电重放信号。该电重放信号经由重放放大器15b和数据解码器，被转换为原来的数字数据后，通过接口电路被发送到主机。与该数据的写入和读出动作平行地，伺服解码器从磁盘12的伺服模式检测出正确的头位置信号。伺服电路对该头位置信号和目标位置的差进行比较，通过计算向旋转型传动器13投入的最适合的电流值，来进行跟踪和搜索等规定动作。控制电路对全体这样处理的流程和定时进行控制。
下面，使用图8说明伺服解码器的动作。在磁头开始重放导入部分的定时，增益调整部件成为ON，在检测出了标志部分的时刻，增益调整部件的增益被固定，磁道码部分和分段部分的信号被用导入振幅进行规格化。解调过滤部件是选择地使上述磁道码部分和分段部分的记录频率通过的带通过滤器。磁道码部分的重放波形在通过解调过滤器、A/D转换器、FIR过滤器后，波峰检测器解调磁道码。
图9展示了输入到伺服解码器的重放波形、通过FIR过滤器后的重放波形。图9(A)表示输入到伺服解码器的伺服模式的重放波形，图9(B)表示通过FIR过滤器后的重放波形。波峰检测器根据检测出的波形电平判断1和0，标志检测器判断是否与标志模式一致，磁道码检测器对磁道码部分的模式进行解码。分段部分的重放波形在通过解调过滤器和A/D转换器后，由分段检测器解调分段部分的振幅。分段检测器通过对A/D转换后的值进行积分和傅里叶变换等运算，检测出从A分段到D分段的振幅。
通过以上结构，在本实施例的伺服模式中，能够使包含直流信号部分和分段部分的分段区域全体的磁化量的总和几乎成为0，能够防止因直流信号产生的偏置磁场造成的性能劣化。特别在写入时，能够抑制非线性转移位移、容易/困难位移，能够形成定时正确的偏差噪音少的伺服模式。另外，在读出时，能够正确地维持重放元件的偏置点，得到上下非对称误差少的重放波形。通过采用本实施例的伺服模式，不需要用于记录伺服模式的特别的装置和步骤，能够实现更高磁道密度的磁盘装置。
<实施例2>
图10是展示本发明的伺服模式的其他例子的模型图。在本实施例的伺服模式中，1个直流信号部分由2个正磁化方向的直流信号要素和2个负磁化方向的直流信号要素构成，由于各4个直流信号要素具有相同的面积，所以各直流信号部分的磁化量的和几乎成为0。该模式结构与实施例1比较，具有能够将各直流信号要素抑制为更小面积，更加减轻偏置磁场的影响，并能够不使用磁化修正要素而使磁化量的和为0。
本实施例的伺服模式也可以使用与在实施例1中说明的相同的步骤来形成。另外，本实施例的伺服模式还可以使用图8所示的伺服解码器，解调头位置信号。通过采用本实施例的伺服模式，能够防止直流信号产生的偏置磁场造成的伺服模式写入时和读出时的性能劣化，实现磁道密度高的大容量的磁盘装置。
<实施例3>
图11是展示本发明的伺服模式的其他例子的模型图。在本实施例的伺服模式中，1个直流信号部分由1个直流信号要素构成。另外，在每个2分之1磁道的磁道之间存在间隙，但在形成伺服模式时，是由于磁头的消去宽度和记录宽度的差产生的，在本实施例中并不是本质相关的形状。
在图18所示的现有的伺服模式中，1个直流信号部分也是由1个直流信号要素构成，本实施例的模式的结构是夹着分段信号部分在盘半径方向上分别使相邻的2个直流信号部分的磁化方向反转，在补足多个直流信号部分的磁化量时是几乎为0的结构。在该结构中，由于与实施例1相比，各直流信号要素的面积变大，所以具有以下特征由于在减轻偏置磁场的影响的效果减小的1个直流信号部分中不存在磁化反转，所以不向重放元件施加不必要的偏置磁场。
这时，可以针对盘半径方向的每4个磁道、每6个磁道等，在更大周期形成使直流信号部分的磁化反转的形式。例如，图12是在每6个磁道中使直流信号部分的磁化反转的例子，是12个磁道量的磁化量的和几乎为0的结构。由于反转周期变大后直流信号部分产生的偏置磁场变大，所以有必要使与具备主磁极20a和辅助磁极20b的单磁极记录元件20的辅助磁极相当的范围内的区域的磁化量的和几乎成为0。在该例子中，在与辅助磁极的宽度d相当的12个磁道的一半的每6个磁道中使直流信号部分的磁化反转的周期成为上限。另外，在反转周期无限大的情况下，成为与图18所示的现有的伺服模式相同的结构。
本实施例的伺服模式也可以使用与在实施例1中说明的相同的步骤来形成。另外，本实施例的伺服模式可以使用图8所示的伺服解码器来解调头位置信号。通过采用本实施例的伺服模式，能够防止直流信号产生的偏置磁场造成的伺服模式写入时和读出时的性能劣化，实现磁道密度高的大容量的磁盘装置。
<实施例4>
图13是展示本发明的伺服模式的其他例子的模型图。在本实施例中，形成与图18所示的现有的伺服模式的分段信号部分相当的第1分段信号部分、与现有的伺服模式的直流信号部分相当的第2分段信号部分。第1分段信号部分和第2分段信号部分是相同频率的循环信号，各个相位成分都不同。在该图中，展示了由相位成分与导入部分相同的第1分段信号部分、从第1分段信号部分延迟180度相位的第2分段信号部分构成的实施例。
本实施例的伺服模式也可以使用与在实施例1中说明的相同的步骤形成。另外，伺服解调电路也可以使用图8所示的电路。但是，针对解调了的头位置信号的磁头控制方法不同。例如，在位置A的重放波形中，C分段部分和D分段部分的振幅几乎成为0，在位置B的重放波形中，A分段部分和B分段部分的振幅几乎成为0。为了对磁道#3的中心进行跟踪，控制旋转型传动器13的位置使C分段和D分段的振幅成为0。
进而，通过调节表示为修正信号要素的部分的长度，能够构成为使第1分段信号部分成为与导入部分相同的相位成分，使第2分段信号部分成为从第1分段信号部分延迟90度相位。图14展示了该例子。图14的伺服模式也可以使用与在实施例1中说明的相同的步骤来形成。这时，能够以4倍的频率产生同步时钟，来记录延迟了90度相位的第2分段信号部分。另外，也可以使用以下方法平行地生成延迟线和从2倍的同步时钟延迟了90度相位的时钟，在记录第2分段信号部分时切换时钟。另外，图8所示的伺服解码器的分段检测器实现分离第1和第2分段信号部分的功能。具体地说，通过对从A/D转换器输出的重放波形进行傅里叶变换，能够将第1分段信号部分的成分作为正弦成分，将第2分段信号部分的成分作为余弦成分地进行分离。由于通过傅里叶变换进行分段检测也可以采用现有技术，所以可以只追加输出正弦和余弦成分的功能，能够容易地实现。
采用上述任意一个伺服模式，还可以防止直流信号产生的偏置磁场造成的伺服模式写入时和读出时的性能劣化，实现磁道密度高的大容量的磁盘装置。
<实施例5>
图15是展示本发明的伺服模式的其他例子的模型图。在本实施例中，形成与图18所示的现有的伺服模式的分段信号部分相当的第1分段信号部分、与现有的伺服模式的直流信号部分相当的第2分段信号部分。相对于第1分段信号部分，将第2分段信号部分的频率设置为3分之2的频率。本实施例的伺服模式也可以使用与在实施例1中说明的相同的步骤来形成。这时，能够以6倍的频率产生同步时钟，记录3分之2的频率。另外，也可以使用以下方法平行生成3分之2频率的时钟，在记录第2分段信号部分时切换时钟。
在图16(A)中，展示了在图15所示的重放元件的位置重放的A分段部分的重放波形。能够得到第1分段信号部分、第2分段信号的低频成分相加的重放波形。图8所示的伺服解码器的分段检测器实现从该波形中分离第1分段信号部分和第2分段信号部分的功能。具体地说，通过对从A/D转换器输出的重放波形进行傅里叶变换，能够容易地进行分离。在图16(A)中展示了将第1分段信号部分的频率的3分之2频率设置为第2分段信号部分的重放波形，而在图16(B)中展示了使用2分之1频率时的重放波形，在图16(C)中展示了使用3分之1频率时的重放波形。使用任意一个设置的重放波形，都能够进行伺服动作。
通过以上结构，在本实施例的伺服模式中，能够提高分段部分的最低记录密度，能够防止在本发明要解决的问题中记载的重写性能的劣化。例如，在图21中被记载为“本发明的模式1”的模式相当于将2分之1频率设置为第2分段信号部分的实施例。在现有的伺服模式中，无法达到包含在其中的最低记录密度下的-30dB的重写性能。通过使用本实施例的模式(本发明模式1)，能够达到-30dB的重写性能。进而，在图21中被记载为“本发明模式2”的模式相当于将3分之2频率设置为第2分段信号部分的实施例，能够达到-40dB以上的重写性能。另外，本实施例的伺服模式与将图22所示的2倍频率设置为第2分段信号部分的现有技术相比，还具有不使分段信号的S/N劣化的特点。通过采用本实施例的伺服模式，通过改善记录伺服模式时的性能，能够实现更高磁道密度的磁盘装置。
<实施例6>
图17是展示本发明的伺服模式的其他例子的模型图。另外，在本实施例中，只对标志部分和磁道码部分进行说明，分段部分使用在从实施例1到实施例5中说明了的模式。
在图8所示的现有的伺服模式中，将磁道码部分的数据1编码为“+1，-1，+1，-1”的磁化模式，将数据0编码为“-1，-1，-1，-1”的磁化模式。在此，+1表示正方向的磁化，-1表示负方向的磁化。因此，只有数据0的数据的磁化量的总和成为偏向负方向的构成。在垂直磁记录方式中，磁化量的偏向成为对磁头的偏置磁场，而产生恶劣影响。进而，由于根据磁道编号还存在连续有10个以上0的模式，所以现有的磁道码部分的记录密度相对于导入部分的记录密度，存在成为10分之1以下的磁道。在垂直磁记录方式中，如图20所示，由于具有记录密度越低则重放输出越容易减少的性质，所以在现有的伺服模式中，随着时间经过会发生磁道码部分的S/N劣化的问题。以上说明了的方式在被称为双位编码方式的面内记录方式的产品中被广泛采用。另外，还采用了将磁道码部分的数据1编码为“+1，-1”的磁化模式，将数据0编码为“-1，-1”的磁化模式的方式，但与双位编码方式一样，在与垂直磁记录方式进行组合时，具有磁化量的总和偏向一个方向的性质。
对此，本实施例的伺服模式的标志部分和磁道码部分构成为将数据1编码为“+1，-1”的磁化模式，将数据0编码为“-1，+1”的磁化模式。将这种方式称为相位位移编码方式。在该方式中，与数据0的个数无关地磁化量的总和为0，进而，在所示的模式的例子中，1个直流信号部分由具有相同面积的正和负磁化方向的直流信号要素构成，直流信号部分的磁化量的和是接近于0的值。
本实施例的伺服模式不产生偏置磁场，能够防止记录时和重放时的特性劣化。进而，通过采用该编码方式，能够使磁道码的记录密度在与导入部分相同的记录密度到2分之1记录密度的范围内。该记录密度相当于图20所示的“本发明的模式1”，与现有的伺服模式相比，能够大幅度地改善重放输出降低的问题。另外，该记录密度范围相当于图21所示的“本发明的模式1”，与现有的伺服模式相比，能够大幅度地改善重写性能。进而，在将高记录密度用于双位中的图22所示的伺服模式中，磁道码的记录密度在从与导入部分相同的记录密度到2倍的记录密度的范围内，与本实施例的记录密度范围有很大的不同。因此，还能够防止图23所示的磁道码的检测错误的问题。
图5展示了本实施例的另一个伺服模式的例子。另外，在此，只对标志部分和磁道码部分的结构进行说明，分段部分并不只限定于图5所示的结构，也可以是在实施例1到实施例5中说明了的结构。该实施例的标志部分和磁道码部分组合上述相位位移编码和XOR运算来进行编码，例如“1110101000”的10比特的数据列通过相位位移编码，被变换为“10101001100110010101”，进而通过XOR运算，被编码为“11111010101010111110”(假设接着的比特为1)，因而磁盘上的磁化模式形成为“+1，-1，+1，-1，+1，-1，-1，+1，+1，-1，-1，+1，+1，-1，-1，+1，-1，+1，-1，+1”。该编码方式被称为双相编码。
在该方式中，也与数据0的个数无关而磁化量的总和是0，能够防止因偏置磁场造成的记录时和重放时的特性劣化。进而，通过采用该编码方式，能够使磁道码的记录密度在从与导入部分相同的记录密度到3分之2记录密度的范围内。由于通过相位位移方式也能够提高最低记录密度，所以如图20中的“本发明模式2”所示的那样，能够更加改善重放输出降低的问题。另外，该模式如图21中的“本发明模式2”所示的那样，能够更加改善重写性能。当然，由于最高记录密度与导入频率相同，所以也能够防止图23所示的磁道码的检测错误的问题。
通过采用组合了本实施例的标志部分、磁道码部分、从实施例1到实施例5中记述的分段部分的伺服模式，能够实现大容量的可靠性优越的磁盘装置。
通过本发明，能够使伺服模式全体的磁化量的总和几乎为0，通过将本发明的伺服模式记录到垂直磁记录型磁盘装置中，能够在磁头中抑制产生大偏置磁场的直流信号成分，能够防止因偏置磁场造成的性能劣化。
权利要求
1.一种垂直磁记录介质，是具有被配置为同心圆状或螺旋状的多个磁道、放射状地横穿上述多个磁道的伺服区域，通过将与膜面垂直的方向作为主成分的磁化信息，向上述伺服区域记录用来解调头位置信号的伺服模式的盘状的垂直磁记录介质，其特征在于上述伺服模式包含在磁道方向上以预定周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的多个分段信号部分、相对于上述多个分段信号部分分别在盘半径方向上相邻配置的多个直流信号部分，一个直流信号部分是组合磁化方向为正的磁化的直流信号要素和负的磁化的直流信号要素而形成的。
2.根据权利要求1所述的垂直磁记录介质，其特征在于一个直流信号部分的磁化量的和几乎为0。
3.根据权利要求2所述的垂直磁记录介质，其特征在于上述伺服模式的重放波形的直流信号成分几乎为0。
4.根据权利要求1所述的垂直磁记录介质，其特征在于一个直流信号部分是组合磁化方向为正的一个直流信号要素和负的一个直流信号要素而形成的，上述磁化方向为正的直流信号要素和负的直流信号要素具有几乎相同的面积，与上述分段信号部分在盘半径方向内侧相接的直流信号要素和在盘半径方向外侧相接的直流信号要素其磁化方向相反。
5.根据权利要求4所述的垂直磁记录介质，其特征在于具备相对于上述直流信号部分在磁道方向上相邻，并对磁化量进行修正的修正信号要素，添加了上述修正信号要素的磁化量的一个直流信号部分的磁化量的和几乎为0。
6.根据权利要求1所述的垂直磁记录介质，其特征在于一个直流信号部分是组合2个以上的偶数的正磁化方向的直流信号要素和与其相同个数的负磁化方向的直流信号要素而形成的，上述正磁化方向的直流信号要素和上述负磁化方向的直流信号要素具有几乎相同的面积，相对于上述分段信号部分在盘半径方向内侧相接的直流信号要素的磁化方向和在盘半径方向外侧相接的直流信号要素的磁化方向相反，与上述分段信号部分在盘旋转方向后侧邻接的直流信号要素的磁化方向和在盘旋转方向前侧邻接的直流信号要素的磁化方向相反。
7.一种垂直磁记录介质，是具有被配置为同心圆状或螺旋状的多个磁道、放射状地横穿上述多个磁道的伺服区域，通过将与膜面垂直的方向作为主成分的磁化信息，向上述伺服区域记录用来解调头位置信号的伺服模式的盘状的垂直磁记录介质，其特征在于上述伺服模式包含在磁道方向上以预定周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的多个分段信号部分、相对于上述多个分段信号部分分别在盘半径方向上相邻配置的多个直流信号部分，一个直流信号部分由一个方向的磁化方向的磁化而形成，相对于上述分段信号部分在盘半径方向内侧相接的直流信号部分的磁化方向和在盘半径方向外侧相接的直流信号部分的磁化方向相反。
8.一种垂直磁记录介质，是具有被配置为同心圆状或螺旋状的多个磁道、放射状地横穿上述多个磁道的伺服区域，通过将与膜面垂直的方向作为主成分的磁化信息，向上述伺服区域记录用来解调头位置信号的伺服模式的盘状的垂直磁记录介质，其特征在于上述伺服模式包含在磁道方向上以预定周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的导入信号部分、以与上述导入信号部分相同的周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的多个第1分段信号部分和多个第2分段信号部分，上述第1分段信号部分和第2分段信号部分在盘半径方向上被交互配置，上述第1分段信号部分中的磁化和上述第2分段信号部分中的磁化被配置为具有相位差，邻接的一对第1和第2分段信号部分的磁化量的和几乎为0。
9.根据权利要求8所述的垂直磁记录介质，其特征在于上述相位差是180度。
10.根据权利要求8所述的垂直磁记录介质，其特征在于上述相位差是90度。
11.一种垂直磁记录介质，是具有被配置为同心圆状或螺旋状的多个磁道、放射状地横穿上述多个磁道的伺服区域，通过将与膜面垂直的方向作为主成分的磁化信息，向上述伺服区域记录用来解调头位置信号的伺服模式的盘状的垂直磁记录介质，其特征在于上述伺服模式包含在磁道方向上以预定周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的导入信号部分、以与上述导入信号部分相同的周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的多个第1分段信号部分、以与上述第1分段信号部分不同的周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的多个第2分段信号部分，上述第1分段信号部分和第2分段信号部分在盘半径方向上被交互配置，上述第2分段信号部分的上述周期是第1分段信号部分的上述周期的3分之2、2分之1或3分之1，邻接的一对上述第1分段信号部分和第2分段信号部分的磁化量的和几乎为0。
12.根据权利要求1所述的垂直磁记录介质，其特征在于上述伺服模式包含在磁道方向上以预定周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的导入信号部分、磁道编号部分，上述磁道编号部分的重放信号的最低频率大于等于上述导入信号部分的重放信号的频率的2分之1，上述导入信号部分和上述磁道编号部分和上述分段信号部分的重放信号的最高频率相同，与一个磁道的宽度相当的上述磁道编号部分的磁化量的和几乎为0，上述磁道编号部分的重放波形的直流信号成分几乎为0。
13.根据权利要求7所述的垂直磁记录介质，其特征在于上述伺服模式包含在磁道方向上以预定周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的导入信号部分、磁道编号部分，上述磁道编号部分的重放信号的最低频率大于等于上述导入信号部分的重放信号的频率的2分之1，上述导入信号部分和上述磁道编号部分和上述分段信号部分的重放信号的最高频率相同，与一个磁道的宽度相当的上述磁道编号部分的磁化量的和几乎为0，上述磁道编号部分的重放波形的直流信号成分几乎为0。
14.根据权利要求8所述的垂直磁记录介质，其特征在于上述伺服模式包含磁道编号部分，上述磁道编号部分的重放信号的最低频率大于等于上述导入信号部分的重放信号的频率的2分之1，上述导入信号部分和上述磁道编号部分和上述分段信号部分的重放信号的最高频率相同，与一个磁道的宽度相当的上述磁道编号部分的磁化量的和几乎为0，上述磁道编号部分的重放波形的直流信号成分几乎为0。
15.根据权利要求11所述的垂直磁记录介质，其特征在于上述伺服模式包含磁道编号部分，上述磁道编号部分的重放信号的最低频率大于等于上述导入信号部分的重放信号的频率的2分之1，上述导入信号部分和上述磁道编号部分和上述分段信号部分的重放信号的最高频率相同，与一个磁道的宽度相当的上述磁道编号部分的磁化量的和几乎为0，上述磁道编号部分的重放波形的直流信号成分几乎为0。
16.根据权利要求12所述的垂直磁记录介质，其特征在于上述磁道编号部分通过双相编码或相位位移编码被编码。
17.根据权利要求13所述的垂直磁记录介质，其特征在于上述磁道编号部分通过双相编码或相位位移编码被编码。
18.根据权利要求14所述的垂直磁记录介质，其特征在于上述磁道编号部分通过双相编码或相位位移编码被编码。
19.根据权利要求15所述的垂直磁记录介质，其特征在于上述磁道编号部分通过双相编码或相位位移编码被编码。
20.一种磁盘装置，是具备具有被配置为同心圆状或螺旋状的多个磁道、放射状地横穿上述多个磁道的伺服区域，通过将与膜面垂直的方向作为主成分的磁化信息，向上述伺服区域记录用来解调头位置信号的伺服模式的盘状的垂直磁记录介质；旋转驱动上述垂直磁记录介质的电动机；安装了记录元件和重放元件的磁头；在上述垂直磁记录介质上控制上述磁头的位置的传动器；输入从上述重放元件发出的重放信号，输出头位置信号的伺服解码器；接收从上述伺服解码器发出的信号，向上述传动器提供驱动信号的伺服电路的磁盘装置，其特征在于上述伺服模式包含在磁道方向上以预定周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的多个分段信号部分、相对于上述多个分段信号部分分别在盘半径方向上相邻配置的多个直流信号部分，一个直流信号部分是组合磁化方向为正的磁化的直流信号要素和负的磁化的直流信号要素而形成的。
21.一种磁盘装置，是具备具有被配置为同心圆状或螺旋状的多个磁道、放射状地横穿上述多个磁道的伺服区域，通过将与膜面垂直的方向作为主成分的磁化信息，向上述伺服区域记录用来解调头位置信号的伺服模式的盘状的垂直磁记录介质；旋转驱动上述垂直磁记录介质的电动机；安装了记录元件和重放元件的磁头；在上述垂直磁记录介质上控制上述磁头的位置的传动器；输入从上述重放元件发出的重放信号，输出头位置信号的伺服解码器；接收从上述伺服解码器发出的信号，向上述传动器提供驱动信号的伺服电路的磁盘装置，其特征在于上述伺服模式包含在磁道方向上以预定周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的多个分段信号部分、相对于上述多个分段信号部分分别在盘半径方向上相邻配置的多个直流信号部分，一个直流信号部分由一个方向的磁化方向的磁化而形成，相对于上述分段信号部分在盘半径方向内侧相接的直流信号部分的磁化方向和在盘半径方向外侧相接的直流信号部分的磁化方向相反。
22.一种磁盘装置，是具备具有被配置为同心圆状或螺旋状的多个磁道、放射状地横穿上述多个磁道的伺服区域，通过将与膜面垂直的方向作为主成分的磁化信息，向上述伺服区域记录用来解调头位置信号的伺服模式的盘状的垂直磁记录介质；旋转驱动上述垂直磁记录介质的电动机；安装了具有主磁极和辅助磁极的单磁极记录元件、重放元件的磁头；在上述垂直磁记录介质上控制上述磁头的位置的传动器；输入从上述重放元件发出的重放信号，输出头位置信号的伺服解码器；接收从上述伺服解码器发出的信号，向上述传动器提供驱动信号的伺服电路的磁盘装置，其特征在于上述伺服模式包含在磁道方向上以预定周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的多个分段信号部分、相对于上述多个分段信号部分分别在盘半径方向上相邻配置的多个直流信号部分，一个直流信号部分由一个方向的磁化方向的磁化而形成，与上述单磁极记录元件的辅助磁极的磁道宽度方向的宽度相当的范围的磁化量的和几乎为0。
23.一种磁盘装置，是具备具有被配置为同心圆状或螺旋状的多个磁道、放射状地横穿上述多个磁道的伺服区域，通过将与膜面垂直的方向作为主成分的磁化信息，向上述伺服区域记录用来解调头位置信号的伺服模式的盘状的垂直磁记录介质；旋转驱动上述垂直磁记录介质的电动机；安装了记录元件和重放元件的磁头；在上述垂直磁记录介质上控制上述磁头的位置的传动器；输入从上述重放元件发出的重放信号，输出头位置信号的伺服解码器；接收从上述伺服解码器发出的信号，向上述传动器提供驱动信号的伺服电路的磁盘装置，其特征在于上述伺服模式包含在磁道方向上以预定周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的导入信号部分、以与上述导入信号部分相同的周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的多个第1分段信号部分和多个第2分段信号部分，上述第1分段信号部分和第2分段信号部分在盘半径方向上被交互配置，上述第1分段信号部分中的磁化和上述第2分段信号部分中的磁化被配置为具有相位差，邻接的一对第1和第2分段信号部分的磁化量的和几乎为0。
24.根据权利要求23所述的磁盘装置，其特征在于上述相位差是90度，上述伺服解码器具有对上述第1和第2分段信号部分的重放波形进行傅里叶变换，输出正弦成分和余弦成分的伺服解调电路。
25.一种磁盘装置，是具备具有被配置为同心圆状或螺旋状的多个磁道、放射状地横穿上述多个磁道的伺服区域，通过将与膜面垂直的方向作为主成分的磁化信息，向上述伺服区域记录用来解调头位置信号的伺服模式的盘状的垂直磁记录介质；旋转驱动上述垂直磁记录介质的电动机；安装了记录元件和重放元件的磁头；在上述垂直磁记录介质上控制上述磁头的位置的传动器；输入从上述重放元件发出的重放信号，输出头位置信号的伺服解码器；接收从上述伺服解码器发出的信号，向上述传动器提供驱动信号的伺服电路的磁盘装置，其特征在于上述伺服模式包含在磁道方向上以预定周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的导入信号部分、以与上述导入信号部分相同的周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的多个第1分段信号部分、以与上述第1分段信号部分不同的周期交互配置了磁化方向为正的磁化和负的磁化的多个第2分段信号部分，上述第1分段信号部分和第2分段信号部分在盘半径方向上被交互配置，上述第2分段信号部分的上述周期是第1分段信号部分的上述周期的3分之2、2分之1或3分之1，邻接的一对上述第1分段信号部分和第2分段信号部分的磁化量的和几乎为0。
全文摘要
本发明的垂直磁记录介质和磁盘装置提供一种长时间稳定、容易写入、S/N优越的伺服模式。通过用正和负的直流信号要素的组合、低密度的空比特或相位位移了的模式，构成包含在伺服模式的分段部分中的直流信号部分，来使伺服模式的分段部分的磁化量的总和为0。
文档编号G11B5/596GK1573943SQ20031011489
公开日2005年2月2日 申请日期2003年11月7日 优先权日2003年6月13日
发明者滨口雄彥, 前田英明, 肉田和久, 西田靖孝 申请人:株式会社日立制作所