JP2014207038A - 磁気ヘッド、磁気記憶装置及び磁気記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ヘッド、磁気記憶装置及び磁気記録方法において、磁気記憶装置の製造コストの増加を抑えて、２層構造の記録層を有する磁気記録媒体に対し、保磁力の高い方の下層記録層にサーボ情報を記録することを目的とする。【解決手段】磁気ヘッドは、第１の記録素子と、第２の記録素子と、再生素子と、第１及び第２の記録素子及び再生素子が設けられたヘッドスライダを備え、第１の記録素子は、入力信号に対して第２の記録素子より高い磁界を発生する。【選択図】図３

Description

本発明は、磁気ヘッド、磁気記憶装置及び磁気記録方法に関する。

ハードディスク装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）などの磁気記憶装置の適用範囲は増大しており、磁気記憶装置の重要性が増している。また、磁気ディスクなどの磁気記録媒体では、面記録密度（または、単位面積当たりの情報記録容量）が年々増加しており、今後も増加傾向が続くと考えられる。このような面記録密度の増加傾向に伴い、高記録密度化に適した磁気ヘッド及び磁気記録媒体の開発が進められている。

例えばＨＤＤでは、磁気ディスクの面記録密度の向上と共に、磁気ヘッドの磁気ディスク上の目標位置までのシーク速度を高めることが求められている。磁気ディスクの表面に対して垂直方向に見た平面視において、サーボ情報が記録されている領域と、情報（以下、データとも言う）が記録再生される領域とは、互いに重ならない別々の領域に設けられている。磁気ヘッドは、再生したサーボ情報から自己の磁気ディスク上の位置を検知し、検知した位置に基づきデータが記録再生される目標位置まで磁気ヘッドを移動することで、データの記録再生を行う。このため、正確なシーク動作を行うためには、サーボ情報の耐タンパ性が求められる。

そこで、磁気ディスクに記録されたサーボ情報の耐タンパ性を向上するため、上層部と下層部を有する記録層のうち、保磁力の高い方の下層部のサーボ領域にサーボ情報を記録する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。

一般に、サーボ情報は、予めサーボライタ（または、ＳＴＷ：Servo Track Writer）などと呼ばれる専用の書き込み装置で磁気ディスクのサーボ領域に記録され（例えば、特許文献２）、サーボ情報が記録された磁気ディスクがＨＤＤに搭載される。しかし、既存のサーボライタの磁気ヘッドでは、磁気ディスクの記録層のうち、保磁力の高い方の下層部にサーボ情報を記録するのに十分な磁界を発生することはできない。このため、記録層の下層部にサーボ情報を記録可能な新たなサーボライタを設計、開発する必要があり、ＨＤＤの製造コストの増加を招いてしまう。
特開２００３−２２８８０１号公報 特開２００４−１７１７３４号公報 特開２００２−３６７３０８号公報 特表２００３−５２９８６９号公報 特開２００６−２１６０９８号公報

従来技術では、磁気記憶装置の製造コストの増加を抑えて、２層構造の記録層を有する磁気記録媒体に対し、保磁力の高い方の下層記録層にサーボ情報を記録することは難しい。

そこで、本発明は、磁気記憶装置の製造コストの増加を抑えて、２層構造の記録層を有する磁気記録媒体に対し、保磁力の高い方の下層記録層にサーボ情報を記録することが可能な磁気ヘッド、磁気記憶装置及び磁気記録方法を提供することを目的とする。

本発明の一観点によれば、第１の記録素子と、第２の記録素子と、再生素子と、前記第１及び第２の記録素子及び前記再生素子が設けられたヘッドスライダを備え、前記第１の記録素子は、入力信号に対して前記第２の記録素子より高い磁界を発生する磁気ヘッドが提供される。

本発明の他の観点によれば、上記の如き磁気ヘッドと、磁気記録層を有する磁気記録媒体と、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上を走査させるヘッド駆動手段を備え、前記磁気記録層は、上層記録層と、前記上層記録層より高い保磁力を有すると共に前記上層記録層より前記磁気ヘッドからの距離が離れている下層記録層を含み、前記磁気ヘッドは、前記第１の記録素子により前記磁気記録媒体の前記下層記録層にサーボ情報を記録する磁気記憶装置が提供される。

本発明のさらに他の観点によれば、第１の記録素子と、第２の記録素子と、再生素子を有する磁気ヘッドにより磁気記録媒体にサーボ情報を記録する記録方法であって、外部装置から前記磁気ヘッド及び前記磁気記録媒体を有する磁気記憶装置に入力したサーボ情報記録命令に基づいて、前記磁気ヘッドを、磁気記録層が上層記録層と、前記上層記録層より高い保磁力を有すると共に前記上層記録層より前記磁気ヘッドからの距離が離れている下層記録層を含む前記磁気記録媒体上を走査するようにヘッド駆動部を制御し、前記サーボ情報記録命令に基づいて、入力信号に対して前記第２の記録素子より高い磁界を発生する前記第１の記録素子により前記磁気記録媒体の前記下層記録層にサーボ情報を記録するように前記磁気ヘッドへの信号を処理する前記磁気記憶装置の信号処理回路を制御する磁気記録方法が提供される。

磁気ヘッド、磁気記憶装置及び磁気記録方法によれば、磁気記憶装置の製造コストの増加を抑えて、２層構造の記録層を有する磁気記録媒体に対し、保磁力の高い方の下層記録層にサーボ情報を記録することができる。

本発明の一実施形態における磁気記憶装置の一例の一部を示す斜視図である。 磁気記録媒体の一例の一部を示す断面図である。 磁気ヘッドの一例を模式的に示す平面図である。 磁気ヘッドの他の例を模式的に示す平面図である。 磁気ヘッドのさらに他の例を模式的に示す平面図である。 磁気記憶装置の一部の構成の一例を示すブロック図である。 サーボ情報記録処理の一例を説明するフローチャートである。 変形例における磁気記憶装置の一部の構成の一例を示すブロック図である。

以下に、本発明の各実施形態における磁気ヘッド、磁気記憶装置及び磁気記録方法を図面と共に説明する。

図１は、本発明の一実施形態における磁気記憶装置の一例の一部を示す斜視図である。図１に示すハードディスク装置（ＨＤＤ）５１は、磁気記憶装置の一例である。この例では、ＨＤＤ５１は、磁気ディスク１に対するサーボ情報の記録再生及びデータの記録再生を行う機能を有する。

図１に示すＨＤＤ５１は、ハウジング（または、筐体）５２を有する。ハウジング５２内には、磁気ディスク１、単数または複数の磁気ディスク１を回転駆動させる媒体駆動用モータなどを有する媒体駆動部８１、サスペンションアーム８５、サスペンションアーム８５の先端に設けられた磁気ヘッド８２、サスペンションアーム８５を介して磁気ヘッド８２を磁気ディスク１上を浮上して移動（または、走査）させるヘッド駆動部８３及び信号処理系８４を有する。ＨＤＤ５１に複数の磁気ディスク１が設けられている場合、磁気ディスク１の数に合わせた数のサスペンションアーム８５、磁気ヘッド８２及びヘッド駆動部８３が設けられることは言うまでもない。

図１において、磁気ヘッド８２の主走査方向は、磁気ディスク１の円周方向に相当し、磁気ヘッド８２の副走査方向は、磁気ディスク１の半径方向に相当する。

図２は、磁気記録媒体の一例の一部を示す断面図である。図２における各層の膜厚は、実際の寸法に比例した縮尺で図示したものではない。図２に示す磁気ディスク１は、磁気記録媒体の一例である。

磁気ディスク１は、図２に示すように、例えば非磁性基板１１の上に、軟磁性下地層１２、第１の配向制御層１３、第２の配向制御層１４、下層記録層１５−１、非磁性層１６、上層記録層１５−２、保護層１７を順次積層し、保護層１７上に潤滑膜１８を設けた構造を有する。この例では、非磁性層１６を挟む上層記録層１５−２及び下層記録層１５−１が垂直記録層１５を形成する。

非磁性基板１１は、ＣｏまたはＦｅが主成分の軟磁性下地層１２と接することで、表面の吸着ガスや、水分の影響、基板成分の拡散などにより、腐食する可能性がある。このような腐食を防止する観点からは、非磁性基板１１と軟磁性下地層１２の間に密着層（図示せず）を設けることが好ましい。なお、密着層は、例えばＣｒ、Ｃｒ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金などで形成可能である。また、密着層の膜厚は、例えば２ｎｍ（２０Å）以上であることが好ましい。

軟磁性下地層１２は、磁気ヘッド８２から発生する磁束の非磁性基板１１の基板面に対する垂直方向成分を大きくし、情報が記録される垂直記録層１５の磁化の方向をより強固に基板面と垂直な方向に固定するために設けられる。このような軟磁性下地層１２の作用は、特に記録再生用の磁気ヘッド８２として垂直記録用の単磁極ヘッドを用いる場合に、より顕著となる。

軟磁性下地層１２は、例えばＦｅ、または、Ｎｉ、Ｃｏなどを含む軟磁性材料で形成可能である。軟磁性材料は、例えばＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＺｒＮｂなどのＣｏＦｅ系合金、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなどのＦｅＣｏ系合金、ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなどのＦｅＮｉ系合金、ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなどのＦｅＡｌ系合金、ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなどのＦｅＣｒ系合金、ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなどのＦｅＴａ系合金、ＦｅＭｇＯなどのＦｅＭｇ系合金、ＦｅＺｒＮなどのＦｅＺｒ系合金、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金などを含む。

軟磁性下地層１２は、例えば２層の軟磁性膜（図示せず）から構成されており、２層の軟磁性膜の間にはＲｕ膜（図示せず）を設けることが好ましい。Ｒｕ膜の膜厚を０．４〜１．０ｎｍ、または、１．６〜２．６ｎｍの範囲で調整することで、２層の軟磁性膜が反強磁性結合（ＡＦＣ：Anti-Ferromagnetically-Coupled）構造を形成し、所謂スパイクノイズを抑制することができる。

また、第１の配向制御層１３と垂直記録層１５の間には、第２の配向制御層１４を設けることが好ましい。一般的には、第１の配向制御層１３の直上にある垂直記録層１５の初期部に、結晶成長の乱れが生じることがあり、この結晶成長の乱れがノイズの原因となり得る。この場合、垂直記録層１５の初期部の結晶成長が乱れる部分を予め第２の配向制御層１４で修正することで、結晶成長の乱れを防ぎ、ノイズの発生を抑制できる。

第２の配向制御層１４を形成する材料は特に限定されないが、六方最密充填（ｈｃｐ：hexagonal close-packed）構造、面心立方格子（ｆｃｃ：face-centered cubic）構造、またはアモルファス（amorphous）構造を有するものを用いることが好ましい。第２の配向制御層１４は、Ｒｕ系合金、Ｎｉ系合金、Ｃｏ系合金、Ｐｔ系合金、Ｃｕ系合金などで形成することが好ましく、ＲｕまたはＲｕを主成分とする合金で形成することが更に好ましい。また、第２の配向制御層１４の膜厚は、例えば５ｎｍ以上、且つ、３０ｎｍ以下とすることが好ましい。

垂直記録層１５を形成する下層記録層１５−１及び上層記録層１５−２は、例えばＣｏを主成分とし、酸化物を含む材料で形成可能であり、酸化物は例えばＣｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｏなどであることが好ましい。酸化物は、ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２などであることが更に好ましい。また、上層記録層１５−２は、酸化物を２種類以上添加した複合酸化物で形成することが好ましい。上層記録層１５−２は、Ｃｒ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３−ＴｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２などで形成することが更に好ましい。

垂直記録層１５の便宜上非磁性層１６を含む厚みは、例えば５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲とすることが好ましい。垂直記録層１５の厚みが上記範囲の下限未満であると、十分な再生出力が得られず、熱揺らぎ特性も低下する可能性がある。また、垂直記録層１５の厚さが上記範囲の上限を超えると、垂直記録層１５中の磁性粒子の肥大化が生じ、記録再生時におけるノイズが増大し、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比（Signal-to-Noise Ratio））や記録特性（ＯＷ：Over-Write特性）で表される記録再生特性が悪化する可能性がある。

また、垂直記録層１５の上層記録層１５−１及び下層記録層１５−２間の非磁性層１６は、例えばＲｕ、Ｒｅ、Ｃｕ、ＣｏＣｒなどで形成可能である。

保護層１７は、垂直記録層１５の腐食を防ぐと共に、磁気ヘッド８２（または、ヘッドスライダ８２０）が磁気ディスク１と接触したときに走査面の一例である媒体表面の損傷または磁気ヘッド８２（または、ヘッドスライダ８２０）自体の損傷を防ぐために設けられ、公知の材料で形成可能である。保護層１７は、例えばＣ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２を含む材料で形成可能である。保護層１７の膜厚は、例えば１ｎｍ〜１０ｎｍとすることが、磁気ヘッド８２と磁気ディスク１との距離を小さくできるので、高記録密度を実現する観点から好ましい。

潤滑膜１８は、例えばパーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸などの潤滑剤で形成することが好ましい。

図３は、磁気ヘッドの一例を模式的に示す平面図である。図３に示す磁気ヘッド８２は、ヘッドスライダ８２０を有する。ヘッドスライダ８２０には、記録素子８２１、記録素子８２２及び再生素子８２３が設けられている。記録素子８２１は、入力信号に対して記録素子８２２より高い磁界を発生する。記録素子８２１が発生する磁界は、垂直記録層１５のうち、下層記録層１５−１にサーボ情報を記録するのに十分に高い磁界である。記録素子が１つしかない従来のヘッドを用いた場合には、サーボ情報を下層記録層に記録できるほど発生する磁界が強い材料を記録素子に使用しなくてはならず、データを上層記録層にのみ記録する際にも、下層記録層にまで、ノイズの増加またはサーボ情報の消去といった影響を及ぼしてしまうが、図３に示すヘッドスライダ８２０はサーボ情報を記録する記録素子８２１とデータを記録する記録素子８２２とを備えているので、ノイズの増加またはサーボ情報の消去といった影響を及ぼさない。記録素子８２１のシールド開口部は、記録素子８２２のシールド開口部より大きくても良い。また、記録素子８２１のコイルの巻き数及び／またはコイルの太さは、記録素子８２２のコイルの巻き数及び／またはコイルの太さより大きくても良い。こうすることで、記録素子８２１および記録素子８２２を形成する積層工程で積層素材を変えることなく、記録素子８２１，８２２が発生する磁界の強さを変えることが可能となる。一方、記録素子８２２が発生する磁界は、垂直記録層１５のうち、上層記録層１５−２にデータを記録するのに十分に高い磁界であるが、下層記録層１５−１にデータを記録するには不十分な磁界である。記録素子８２１及び記録素子８２２は、ヘッドスライダ８２０の第１の方向Ｘ（副走査方向に相当）に沿って配置され、記録素子８２１の中心を通り第１の方向Ｘと平行な中心線（仮想線）と記録素子８２２の中心を通り第１の方向Ｘと平行な中心線（仮想線）は、好ましくは一致する。このように配置されることで、ヘッドスライダ８２０を製造する過程において、記録素子８２１と８２２の積層工程を同じ工程として行えるので、ヘッドスライダ８２０の製造工程を簡便にすることができる。また、記録素子８２１でサーボ情報を書き込む際には半径方向の書き込み位置により書き込み角度（Skew）が発生するが、記録素子８２１と記録素子８２２が第１の方向に沿って配置されている場合には、記録素子８２２でデータを書き込む際に発生するSkewと類似のSkewがかかるため、記録素子の寸法設計ならびにＨＤＤ設計が簡便になる。記録素子８２２及び再生素子８２３は、ヘッドスライダ８２０の第１の方向Ｘとは直交する第２の方向Ｙ（主走査方向に相当）に沿って配置され、記録素子８２２の中心を通り第２の方向Ｙと平行な中心線（仮想線）と再生素子８２３の中心を通りの第２の方向Ｙと平行な中心線（仮想線）は、好ましくは一致する。

記録素子８２１は、磁気ディスク１の垂直記録層１５のうち、下層記録層１５−１にサーボ情報を記録する記録素子の一例である。記録素子８２２は、垂直記録層１５のうち、上層記録層１５−２にデータを記録する記録素子の一例である。再生素子８２３は、垂直記録層１５のうち、下層記録層１５−１からサーボ情報を再生すると共に、上層記録層１５−２からデータを再生する再生素子の一例である。

記録素子８２１は、サーボ情報を下層記録層１５−１の特定のサーボ領域、即ち、断続的に記録しても良い。記録素子８２１は、サーボ情報を下層記録層１５−１に連続的に記録することが、記録されるサーボ情報の量を多くして記録されたサーボ情報が確実、且つ、正しく再生される確率を向上できるという点で好ましい。また、記録素子８２１は、サーボ情報を下層記録層１５−１の略全面に連続的に記録することが更に好ましい。

なお、記録素子８２１は、少なくとも１つ設けられていれば良く、例えば２つ設けられていても良い。記録素子８２１が１つの場合、記録素子８２１は図３において記録素子８２２の右側ではなく左側に設けられていても良い。

図４は、磁気ヘッドの他の例を模式的に示す平面図である。図４中、図３と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図４に示す磁気ヘッド８２のヘッドスライダ８２０には、２つの記録素子８２１、記録素子８２２及び再生素子８２３が設けられている。２つの記録素子８２１は、ヘッドスライダ８２０の第１の方向Ｘに沿って、記録素子８２２が２つの記録素子８２１の間に配置される位置に設けられている。２つの記録素子８２１は、同じ構成を有し、入力信号に対して記録素子８２２より高い磁界を発生する。記録素子８２１及び記録素子８２２は、ヘッドスライダ８２０の第１の方向Ｘに沿って配置され、記録素子８２２及び再生素子８２３は、ヘッドスライダ８２０の第１の方向Ｘとは直交する第２の方向Ｙに沿って配置されている。この構成を採用することで、前述の通り、磁気ヘッド８２の移動方向上、再生素子８２３が記録素子８２１より先行するように使用する記録素子８２１を切り換えることによって、サーボ情報の記録時に磁気ヘッド８２が磁気ディスク１の内周側から外周側へ移動する場合でも、外周側から内周側に移動する場合でも、１つの磁気ヘッドで対応することができる。１つの記録素子８２１で内周から外周へと連続してサーボ情報の書き込みを行う場合には、前述のSkewの影響が生じやすい。これに対して、ヘッドスライダ８２０の第１の方向Ｘに沿って、記録素子８２２が２つの記録素子８２１の間に配置される位置に設けられている図４の場合には、１つの記録素子８２１で内周から中周に連続してサーボ情報を書き込み、別の（２つ目の）記録素子８２１で中周から外周へと連続してサーボ情報を記録することもでき、Skewの影響を小さくすることができる。そのため、サーボ情報の品質（「再現性位置決め特性」と「非再現性位置決め特性」）を良くすることができる。このようにサーボ情報を連続して書き込む際に、内周側・外周側の記録素子８２１を切り替えることで、ＨＤＤ５１単体でより品質の良いサーボ情報を記録することができる。

図５は、磁気ヘッドのさらに他の例を模式的に示す平面図である。図５中、図３と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図５では、１つの記録素子８２１が記録素子８２２の一方の側（この例では右側）に設けられており、且つ、記録素子８２１は、記録素子８２２に対して第２の方向Ｙに沿って距離ｄだけオフセットされた位置に設けられている。この場合、距離ｄを調整することで、記録素子８２１と記録素子８２２を製造する際に、異なる素材を用いることができ、使用する素材の特性によって、記録素子が発生する磁界の強さを変えることができる。即ち、素材を積層させてヘッドスライダ８２０を製造する過程において、記録素子８２１と記録素子８２２を距離ｄだけオフセットさせるため、記録素子８２１を形成する積層工程と、記録素子８２２を形成する積層工程とで、積層素材を変えることが可能となる。その結果、素材の違いにより、記録素子８２１，８２２が発生する磁界の強さを変えることが可能となる。

またこの場合、距離ｄだけオフセットされた位置に配置されていることにより、既に記録素子８２１によって書き込まれたサーボ情報を利用し、再生素子８２３でこのサーボ情報を追従しながら、同時に次のサーボ情報を記録素子８２１で書き込むことができる。つまりＨＤＤ５１単体で効率的にサーボライトを完遂することが可能となる。

上記第１の方向Ｘが磁気ディスク１の半径方向に相当し、上記第２の方向Ｙが磁気ディスク１の円周方向に相当し、記録素子８２１と記録素子８２２が図３及び図４に示すように第１の方向Ｘに沿って一直線上に配置されている場合、図５に示すように第２の方向に沿ったオフセットがある場合と比較すると、磁気ヘッド８２の製造工程の段階で記録素子のアライメントが容易となり、製造コストを抑えることができる。

なお、上記第１の方向Ｘが磁気ディスク１の円周方向に相当し、上記第２の方向Ｙが磁気ディスク１の半径方向に相当しても良い。

磁気ヘッド８２が磁気ディスク１を走査する際、下層記録層１５−１は、上層記録層１５−２より磁気ヘッド８２からの距離が離れている。つまり、磁気ヘッド８２は、磁気ディスク１の下層記録層１５−１よりも上層記録層１５−２の方に近い配置を有する。

図１に示すヘッド駆動部８３は、磁気ヘッド８２を磁気ディスク１の外周と内周間で移動するヘッド駆動用ボイスコイルモータ（ＶＣＭ：Voice Coil Motor）、アクチュエータなどのヘッド移動機構を含む。このようなヘッド駆動部８３自体は周知であるため、ヘッド駆動部８３の構造の図示及び説明は省略する。

信号処理系８４は、記録信号処理回路と再生信号処理回路を有する。記録信号処理回路は、外部から入力されたデータを磁気ディスク１を記録するのに適した信号に処理した記録信号を磁気ヘッド８２に供給する。一方、再生信号処理回路は、磁気ヘッド８２が磁気ディスク１から再生した信号（即ち、データ及びサーボ情報）をヘッドアンプ部を介して入力し、データを外部に出力するのに適した信号に処理した再生信号を外部へ出力する。ヘッドアンプ部は、磁気ヘッド８２が磁気ディスク１から再生した信号をデータ及びサーボ情報に分離する分離手段の一例である。

図６は、磁気記憶装置の一部の構成の一例を示すブロック図である。図６に示すように、ＨＤＤ５１は、磁気ヘッド８２、ヘッドアンプ部１８３、ヘッド駆動用ＶＣＭ１８４、信号処理部８４、媒体駆動用モータ１８８、制御回路１８７及びインタフェース（Ｉ／Ｆ）部１８９を有する。ヘッドアンプ部１８３は、第１のヘッドアンプの一例であるサーボ情報用ヘッドアンプ１８３−１と、第２のヘッドアンプの一例であるデータ用ヘッドアンプ１８３−２を有する。図１に示すヘッド駆動部８３は、ヘッド駆動用ＶＣＭ１８４を含み、図１に示す媒体駆動部８１は、媒体駆動用モータ１８８を含む。図１に示す信号処理部８４は、再生信号処理回路１８５及び記録信号処理回路１８６を有する。再生信号処理回路１８５は、ヘッドアンプ部１８３を介して得られる磁気ヘッド８２の再生素子８２３からの信号を処理する。一方、記録信号処理回路１８６は、磁気ヘッド８２の記録素子８２１，８２２への信号を処理する。Ｉ／Ｆ部１８９は、ＨＤＤ５１と各種外部装置との接続を可能にするインタフェースの一例であり、例えば接続端子、コネクタなどを含む。

データは、下層記録層１５−１と比べて保磁力の低い方の上層記録層１５−２に対して磁気ヘッド８２の記録素子８２２により記録され、磁気ヘッド８２の再生素子８２３により再生される。後述するように、サーボ情報は、上層記録層１５−２と比べて保磁力の高い方の下層記録層１５−１に対して磁気ヘッド８２の記録素子８２１により記録される。

サーボ情報とデータは、記録周波数が互いに異なるように記録されている。このため、下層記録層１５−１に記録されたサーボ情報と上層記録層１５−２に記録されたデータは、磁気ディスク１の平面図上で重なった場合でも、再生素子８２３が磁気ディスク１から再生した信号からサーボ情報とデータを分離手段で分離することができる。図６に示す例では、ヘッドアンプ部１８３が分離手段の一例を形成している。ヘッドアンプ部１８３は、信号処理を施す周波数帯域が互いに異なるサーボ情報用ヘッドアンプ１８３−１及びデータ用ヘッドアンプ１８３−２を有する。従って、再生素子８２３が磁気ディスク１から再生した信号を並行してサーボ情報用ヘッドアンプ１８３−１及びデータ用ヘッドアンプ１８３−２で処理することで、サーボ情報とデータの周波数帯域が互いに異なることから再生信号から分離されたサーボ情報をサーボ情報用ヘッドアンプ１８３−１から出力し、再生信号から分離されたデータをデータ用ヘッドアンプ１８３−２から出力することができる。

分離手段の一例であるヘッドアンプ部は、再生素子８２３が磁気ディスク１から再生した信号が入力される単一のヘッドアンプと、サーボ情報とデータの互いに異なる周波数帯域を利用して、このヘッドアンプの出力をサーボ情報とデータに分離するフィルタを有する構成を有しても良い。この場合、ヘッドアンプ部は、フィルタが出力するサーボ情報を増幅する第１のアンプと、フィルタが出力するデータを増幅する第２のアンプを更に有する構成を有しても良い。

図６の説明に戻るに、サーボ情報ヘッドアンプ１８３−１から出力されるサーボ情報は、制御回路１８７に供給される。制御回路１８７は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサで形成可能である。制御回路１８７は、Ｉ／Ｆ部１８９が受信する外部からの命令と、サーボ情報用ヘッドアンプ１８３−１からのサーボ情報とに基づいて、磁気ヘッド８２の目標アドレスへのシークや磁気ヘッド８２の目的トラックへの位置決め（以下、「トラッキング」とも言う）を行わせるための制御信号を生成し、ヘッド駆動用ＶＣＭ１８４に供給する機能を有する。制御回路１８７が生成する制御信号には、制御回路１８７が再生されたサーボ情報から検知した磁気ヘッド８２の磁気ディスク１上の位置に基づき生成する、ヘッド駆動用ＶＣＭ１８４により磁気ヘッド８２を磁気ディスク１上の目標アドレスまでシークさせる制御信号と、媒体駆動モータ１８８により磁気ディスク１を回転させる回転速度を制御する制御信号などが含まれる。磁気ディスク１上の磁気ヘッド８２の半径方向の位置及び／または円周方向の位置は、再生されたサーボ情報から上記の如き方法で検知可能である。ヘッド駆動用ＶＣＭ１８４は、図１に示すヘッド駆動部８３に含まれる。ヘッド駆動部８３は、制御回路１８７からの制御信号に基づいて磁気ヘッド８２を駆動して移動することで、シーク動作やトラッキング動作を行うヘッド駆動手段の一例である。なお、ヘッド駆動手段自体は周知であるため、シーク動作やトラッキング動作を実現するために磁気ヘッド８２を駆動する個々の機構などの図示及び説明は省略する。

再生信号処理回路１８５は、データ用ヘッドアンプ１８３−２から出力されるデータに処理を施してＩ／Ｆ部１８９を介して外部へ出力する。再生信号処理回路１８５がデータに施す処理は、例えばホスト装置（図示せず）での信号処理に適した再生信号に変換する処理を含んでも良い。一方、記録信号処理回路１８６は、外部から入力された記録するべき信号に処理を施して、磁気ヘッド８２の記録素子８２２に供給する。記録信号処理回路１８６が外部から入力された信号に施す処理は、例えば磁気ディスク１に記録するのに適した記録信号に変換する処理を含んでも良い。

次に、サーボ情報を記録する磁気記録方法について説明する。本実施形態では、サーボライタなどの専用の書き込み装置を用いることなく、最終的には製品として出荷されるＨＤＤ５１を利用してサーボ情報を記録可能である。このため、本実施形態におけるサーボ情報の記録方法を用いたＨＤＤ５１の製造方法は、サーボライタなどの専用の書き込み装置を用いないため、ＨＤＤ５１の製造コストの増加を抑えることができる。サーボ情報を磁気ディスク１に記録する際には、図６に示す外部装置８０をＩ／Ｆ部１８９を介してＨＤＤ５１に接続する。外部装置８０は、ＣＰＵ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などを含むプログラム可能なコンピュータで形成可能であるが、ＨＤＤ５１にサーボ情報記録処理を実行させる機能を有する装置であれば、特に限定されない。

外部装置８０が発行したサーボ情報記録命令及びサーボ情報がＩ／Ｆ部１８９に入力されると、サーボ情報記録命令は制御回路１８７及び記録信号処理回路１８６に供給され、サーボ情報は記録信号処理回路１８６に供給される。制御回路１８７は、サーボ情報記録命令に基づいて、後述するサーボ情報記録処理を指定された磁気ディスク１の回転速度で実行するように媒体駆動用モータ１８８を制御すると共に、サーボ情報記録処理を指定された磁気ヘッド８２の移動速度、移動範囲及び移動方向で実行するようにヘッド駆動用ＶＣＭ１８４を制御する。また、この制御回路１８７の処理と並行して、記録信号処理回路１８６はサーボ情報を、サーボ情報を記録するための信号に変換して磁気ヘッド８２の記録素子８２１に供給する。一方、サーボ情報が予めＨＤＤ５１内（例えば、記録信号処理回路１８６内のメモリ）に格納されている場合には、記録信号処理回路１８６はサーボ情報記録命令に基づいて格納されているサーボ情報を、サーボ情報を記録するための信号に変換した後に磁気ヘッド８２の記録素子８２１に供給しても良い。また、サーボ情報を記録するための信号（変換済みの信号）が予めＨＤＤ５１内（例えば、記録信号処理回路１８６内のメモリ）に格納されている場合には、記録信号処理回路１８６はサーボ情報記録命令に基づいて格納されているサーボ情報を記録するための信号をそのまま磁気ヘッド８２の記録素子８２１に供給する。

外部装置８０は、例えばプログラム可能なコンピュータで形成可能であるため、垂直記録層１５の下層記録層１５−１にサーボ情報を記録するためのサーボライタなどの専用の書き込み装置を新たに設計、開発する必要はなく、ＨＤＤ５１の製造コストの増加を抑えることができる。

なお、外部装置８０からサーボ情報記録命令と共にサーボ情報を記録するための信号がＩ／Ｆ部１８９に入力される場合には、サーボ情報を記録するための信号をＩ／Ｆ部１８９から直接磁気ヘッド８２に供給する信号線（図示せず）を設け、サーボ情報を記録するための信号を記録信号処理回路１８６を介さずに直接磁気ヘッド８２の記録素子８２１に供給するようにしても良い。

図７は、サーボ情報記録処理の一例を説明するフローチャートである。図７において、ステップＳ１では、制御回路１８７がサーボ情報記録命令に基づいて、媒体駆動用モータ１８８を駆動して指定された回転速度で磁気ディスク１を回転すると共に、サーボ情報記録命令に基づいてヘッド駆動用ＶＣＭ１８４を駆動して磁気ヘッド８２を磁気ディスク１上のトラック位置（例えば、磁気ディスク１上の最外周位置または最内周位置）へ移動し、記録信号処理回路１８６がサーボ情報記録命令に基づいて、磁気ヘッド８２の記録素子８２１にサーボ情報を記録するための信号を供給し、磁気ディスク１の下層記録層１５−１にサーボ情報を記録する。ステップＳ２では、制御回路１８７がヘッド駆動用ＶＣＭ１８４を駆動して磁気ヘッド８２を磁気ディスク１上の次のトラック位置へ１トラックピッチ分だけ半径方向（例えば、内周方向または外周方向）へ移動する。ステップＳ３では、記録信号処理回路１８６が磁気ヘッド８２の記録素子８２１にサーボ情報を記録するための信号を供給し、磁気ヘッド８２が移動した磁気ディスク１上の次のトラック位置で下層記録層１５−１にサーボ情報を記録する。ステップＳ４では、制御回路１８７がサーボ情報を記録するべき全てのトラックにサーボ情報が記録されたか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ２へ戻る。サーボ情報を記録するべき全てのトラックにサーボ情報が記録されたか否かは、例えば磁気ヘッド８２の１トラックピッチ分の移動が全てのトラック数に相当する回数だけ行われたか、または、磁気ヘッド８２が磁気ディスク１上の最内周側から最外周側まで移動したか、または、磁気ヘッド８２が磁気ディスク１上の最外周側から最内周側まで移動したかなどの情報に基づいて判定可能である。ステップＳ４の判定結果がＹＥＳであると、処理は終了する。

本実施形態によれば、サーボライタなどの専用の書き込み装置を用いることなく２層構造の記録層を有する磁気記録媒体の下層記録層にサーボ情報を記録することが可能となる。

図８は、変形例における磁気記憶装置の一部の構成の一例を示すブロック図である。図８中、図６と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。外部装置８０は、プロセッサの一例であるＣＰＵ８０１と、ヘッド駆動部８０２を有する。ヘッド駆動部８０２は、例えばヘッド駆動部８３のアクチュエータと同様の構成を有しても良い。ヘッド駆動部８０２は、ＣＰＵ８０１からの制御信号に基づいてサスペンションアーム８５を駆動して磁気ヘッド８２を移動するヘッド駆動手段の一例である。外部装置８０がＨＤＤ５１に接続される際には、ＣＰＵ８０１がＩ／Ｆ部１８９に電気的に接続され、ヘッド駆動部８０２がサスペンションアーム８５と機械的に接続される。

図８に示す例では、図６のようにヘッド駆動部８３（または、ヘッド駆動用ＶＣＭ１８４）が磁気ヘッド８２を駆動するのではなく、ＣＰＵ８０１の制御下でヘッド駆動部８０２が直接サスペンションアーム８５を駆動することで磁気ヘッド８２を移動する。その他の動作は、図６の場合と同様である。本変形例によれば、外部装置８０を形成するヘッド駆動部８０２により磁気ヘッド８２を駆動するので、個々のＨＤＤ５１に設けられたヘッド駆動部８３（または、ヘッド駆動用ＶＣＭ１８４）の個体差の影響を受けることなく、サーボ情報を磁気ディスク１上の位置に正確に記録することができる。

なお、外部装置８０のＣＰＵ８０１が媒体駆動用モータ１８８及び磁気ヘッド８２に直接信号を供給する場合には、磁気ヘッド８２の記録素子８２１により磁気ディスク１の下層記録層１５−１にサーボ情報を記録する処理を実行する際、ＨＤＤ５１にはヘッド駆動部８３、信号処理系８４、ヘッドアンプ部１８３、制御回路１８７、及びＩ／Ｆ部１８９の少なくとも一部が搭載されていない状態であっても良い。

なお、図７及び図８のサーボ情報記録処理を開始するタイミングは、外部装置８０がＨＤＤ５１に接続された後であれば特に限定されない。

また、図７及び図８のサーボ情報記録処理において、ＨＤＤ５１側で実行する信号処理の一部を外部装置８０側で実行しても良く、これとは逆に、外部装置８０側で実行する信号処理の一部をＨＤＤ側で実行しても良い。外部装置８０側で実行する信号処理が多ければ、サーボ情報記録処理のためにＨＤＤ５１側に設ける機能を減らすことができる。一方、ＨＤＤ５１側で実行する信号処理が多ければ、サーボ情報記録処理のために外部装置８０側に設ける機能を減らすことができる。

なお、サーボ情報記録処理において、磁気ヘッド８２の磁気ディスク１上の最外周位置への移動を最内周位置への移動に変え、磁気ヘッド８２の磁気ディスク１上の最内周位置への移動を最外周位置への移動に変えても良い。

以上、磁気ヘッド、磁気記憶装置及び磁気記録方法を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。

１ 磁気ディスク
１５ 垂直記録層
１５−１ 下層記録層
１５−２ 上層記録層
５１ ＨＤＤ
８０ 外部装置
８１ 媒体駆動部
８２ 磁気ヘッド
８３ ヘッド駆動部
８４ 信号処理系
８５ サスペンションアーム
１８５ 再生信号処理回路
１８６ 記録信号処理回路
１８７ 制御回路
１８９ Ｉ／Ｆ部
８０１ ＣＰＵ
８０２ ヘッド駆動部
８２０ ヘッドスライダ
８２１，８２２ 記録素子
８２３ 再生素子

Claims (16)

1. 第１の記録素子と、
   第２の記録素子と、
   再生素子と、
   前記第１及び第２の記録素子及び前記再生素子が設けられたヘッドスライダを備え、
   前記第１の記録素子は、入力信号に対して前記第２の記録素子より高い磁界を発生することを特徴とする、磁気ヘッド。
2. 前記第１及び第２の記録素子は、前記ヘッドスライダの第１の方向に沿って配置され、
   前記第２の記録素子及び前記再生素子は、前記ヘッドスライダの前記第１の方向とは直交する第２の方向に沿って配置されていることを特徴とする、請求項１記載の磁気ヘッド。
3. 前記第１の記録素子は、前記第２の記録素子に対して前記第２の方向にオフセットされた位置に配置されていることを特徴とする、請求項１または２記載の磁気ヘッド。
4. 前記第１の方向は、前記磁気ヘッドの副走査方向に相当し、
   前記第２の方向は、前記磁気ヘッドの主走査方向に相当することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項記載の磁気ヘッド。
5. 前記第１の記録素子と同じ構成を有し、且つ、前記入力信号に対して前記第１の記録素子と同じく前記第２の記録素子より高い磁界を発生する第３の記録素子を更に備え、
   前記第３の記録素子は、前記ヘッドスライダの前記第１の方向に沿って、前記第２の記録素子が前記第１及び第３の記録素子の間の位置に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項記載の磁気ヘッド。
6. 前記第１の記録素子のシールド開口部は、前記第２の記録素子のシールド開口部より大きいことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項記載の磁気ヘッド。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項記載の磁気ヘッドと、
   磁気記録層を有する磁気記録媒体と、
   前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上を走査させるヘッド駆動手段を備え、
   前記磁気記録層は、上層記録層と、前記上層記録層より高い保磁力を有すると共に前記上層記録層より前記磁気ヘッドからの距離が離れている下層記録層を含み、
   前記磁気ヘッドは、前記第１の記録素子により前記磁気記録媒体の前記下層記録層にサーボ情報を記録することを特徴とする、磁気記憶装置。
8. 前記磁気ヘッドは、
   前記第２の記録素子により前記磁気記録媒体の前記上層記録層にデータを記録し、
   前記再生素子により前記磁気記録媒体の前記下層記録層に記録された前記サーボ情報と、前記上層記録層に記録されたデータを再生することを特徴とする、請求項７記載の磁気記憶装置。
9. 前記第１及び第２の記録素子は、前記ヘッドスライダの第１の方向に沿って配置され、
   前記第２の記録素子により前記データが記録されるトラックは、前記第１の方向と直交する第２の方向に相当する方向に沿って形成されることを特徴とする、請求項７または８記載の磁気記憶装置。
10. 前記磁気記録媒体は磁気ディスクであり、前記第１の方向に相当する方向は前記磁気ディスクの半径方向であることを特徴とする、請求項９記載の磁気記憶装置。
11. サーボ情報記録命令に基づいて前記ヘッド駆動手段を制御する制御回路と、
    前記サーボ情報記録命令に基づいて前記磁気ヘッドの前記第１の記録素子に前記サーボ情報を記録するための信号を供給する記録信号処理回路を更に備えたことを特徴とする、請求項７乃至１０のいずれか１項記載の磁気記憶装置。
12. 前記サーボ情報記録命令を前記磁気記憶装置の外部から受信するインタフェースを更に備え、
    前記サーボ情報は、前記サーボ情報記録命令と共に前記インタフェースを介して前記記録信号処理回路に供給されることを特徴とする、請求項１１記載の磁気記憶装置。
13. 第１の記録素子と、第２の記録素子と、再生素子を有する磁気ヘッドにより磁気記録媒体にサーボ情報を記録する記録方法であって、
    外部装置から前記磁気ヘッド及び前記磁気記録媒体を有する磁気記憶装置に入力したサーボ情報記録命令に基づいて、前記磁気ヘッドを、磁気記録層が上層記録層と、前記上層記録層より高い保磁力を有すると共に前記上層記録層より前記磁気ヘッドからの距離が離れている下層記録層を含む前記磁気記録媒体上を走査するようにヘッド駆動手段を制御し、
    前記サーボ情報記録命令に基づいて、入力信号に対して前記第２の記録素子より高い磁界を発生する前記第１の記録素子により前記磁気記録媒体の前記下層記録層にサーボ情報を記録するように前記磁気ヘッドへの入力信号を処理する前記磁気記憶装置の記録信号処理回路を制御することを特徴とする、磁気記録方法。
14. 前記磁気記憶装置のヘッド駆動手段、または、前記外部装置のヘッド駆動手段により前記磁気ヘッドを移動することを特徴とする、請求項１３記載の磁気記録方法。
15. 前記磁気記録媒体は磁気ディスクであり、
    前記第１の記録素子により前記サーボ情報を一定のトラックピッチで前記下層記録層に前記磁気ディスクの内周方向から外周方向へ、或いは、外周方向から内周方向へ記録することを特徴とする、請求項１３または１４記載の磁気記録方法。
16. 前記第１の記録素子により、前記サーボ情報を前記下層記録層に連続的に記録することを特徴とする、請求項１３乃至１５のいずれか１項記載の磁気記録方法。

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